JP4253293B2 - 自動車用ウェザーストリップの芯材、自動車用ウェザーストリップ、及び自動車用ウェザーストリップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体開口縁に装着され、対向する開閉体に弾接して車体と開閉体との間をシールするウェザーストリップに関する。

自動車の車体開口縁の一実施態様として、図７に示すように、自動車のトランクルーム３１の開口縁３２にはウェザーストリップ３３が装着されている。ウェザーストリップ３３は大きく分けて、図８に示すように、トランクルーム３１の開口縁３２に嵌着される断面略逆Ｕ字形のソリッドゴム製又は微発泡製の取付基部３と、取付基部３に一体成形され、対向するトランクリッド３４の閉時にトランクリッド３４に弾接するスポンジゴム製の中空シール部４とからなる。
取付基部３には剛性確保のため芯材２が埋設されているとともに、内側にはトランクルーム３１の開口縁３２を保持するソリッドゴム製（スポンジゴム製であってもよい）の複数の保持リップ５が成形されている。

ここで、前記芯材２は図９に示すように、複数のアーチ状平板片２１を並列的に配置した形状をしており、各々のアーチ状平板片２１はウェザーストリップ３３内に分離して埋設されている。従って、ウェザーストリップ３３を折り曲げる場合に、芯材２が妨げとならず、ウェザーストリップ３３の長手方向の柔軟性が確保される。
このような芯材を埋設するウェザーストリップを成形するためには、一般的に次のような方法をとる。
まず、図１０に示すような、並列的に配置された複数の短冊状平板片２３から構成され、隣り合う平板片２３が図１０において左右２箇所もしくは、１箇所の連結部２２で連結されている芯材２と、ゴム材のウェザーストリップ本体基材を押出成形して、芯材２を埋設し、かつ平面状のウェザーストリップを得る。次に前記平面状のウェザーストリップを繰り返し屈曲させて連結部２２を破断し、隣り合う短冊状平板片２３を分離する。その後、前記平面状のウェザーストリップを図１０の点線Ａ及びＢに沿って折り曲げて断面略逆Ｕ字形に成形する。
このようにして、各々のアーチ状平板片２１はウェザーストリップ内に分離して埋設されることとなる。

一方、前記芯材２は取付基部３の剛性を確保するものであるため、従来より金属製芯材が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、金属製芯材ではウェザーストリップ全体の重量が重くなることから、軽量化を目的として樹脂製の芯材を用いたものが提案されている。
特開平９−３９６８４号公報

しかしながら、樹脂製芯材を用いる場合には、金属製芯材に匹敵する十分な強度を持たせるために芯材２の厚みＬを大きくする必要があり、また押出成形時に芯材２が長手方向で破断しないように連結部２２を大きくする必要がある。
そうすると、従来のような繰り返し屈曲させる方法では連結部２２を容易に破断することができない。また、破断後も各アーチ状平板片２１が接しているため十分な柔軟性を得ることができない。

本発明は上記問題点を解決するためになされるものであり、熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製芯材を用いて金属製芯材に匹敵する十分な強度を有するウェザーストリップを得る場合において、ウェザーストリップに埋設される芯材の隣り合うアーチ状平板片を容易に分離できるようにし、かつウェザーストリップの長手方向の柔軟性を確保できるようにすることを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の自動車用ウェザーストリップの芯材は、自動車用ウェザーストリップに埋設される熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材において、断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片（１１）と、前記複数のアーチ状平板片（１１）の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部（１２）からなり、前記帯状連結部（１２）を除去することにより各々の前記アーチ状平板片（１１）を容易に分離可能としたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の自動車用ウェザーストリップの芯材は、請求項１に記載の発明において、前記複数のアーチ状平板片（１１）の間隙をエラストマー（８）で埋めたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の自動車用ウェザーストリップは、断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片（１１）と、前記複数のアーチ状平板片（１１）の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部（１２）からなる熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材（１）を埋設した自動車用ウェザーストリップ（３３）であって、前記ウェザーストリップ（３３）の成形時に、前記帯状連結部（１２）を除去することにより各々の前記アーチ状平板片（１１）を容易に分離可能としたことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明の自動車用ウェザーストリップの製造方法は、断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片（１１）と、前記複数のアーチ状平板片（１１）の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部（１２）からなる熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材（１）を成形し、次に、前記帯状連結部（１２）がウェザーストリップ（３３）の前記Ｕ字形端部から外部に露出するように、前記芯材（１）とウェザーストリップ本体基材を複合押出し、次に、前記帯状連結部（１２）を除去して、各々の前記アーチ状平板片（１１）をウェザーストリップ内部で分離させることを特徴とする。

なお、括弧内の記号は、発明を実施するための最良の形態および図面に記載された対応要素または対応事項を示す。

本発明によれば、自動車用ウェザーストリップの芯材を、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片と、前記複数のアーチ状平板片の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部からなる構成とすることにより、芯材とウェザーストリップ本体基材とを複合押出した後で、前記帯状連結部を除去すれば、ウェザーストリップ内に埋設された各アーチ状平板片を容易に分離させることができる。例えば、帯状連結部がウェザーストリップのＵ字形端部から外部に露出するように、芯材とウェザーストリップ本体基材を複合押出し、次に、帯状連結部を除去することによって、各々のアーチ状平板片をウェザーストリップ内部で分離させることができる。
従って、芯材の厚みが大きい場合でも隣り合うアーチ状平板片の分離が容易であるため、熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製芯材を用いて、金属製芯材に匹敵する十分な強度を確保しつつウェザーストリップの軽量化を図ることができる。

また、本発明によれば、ウェザーストリップを成形する場合に、初めから断面略逆Ｕ字形の形状で押出成形するため、従来例のように平面状に押出成形してから、連結部を破断し、さらに断面略逆Ｕ字形に折り曲げる場合に比べ、作業効率を高めることができる。

また、本発明によれば、前記帯状連結部の両方を除去した後は、ウェザーストリップ内の隣り合うアーチ状平板片の間には、従来例にあるような連結部（図９の連結部２２）は存在せず所定の間隔が空いているため、ウェザーストリップを折り曲げた場合に隣り合うアーチ状平板片がぶつかることなく、高い柔軟性を得ることができる。

また、本発明によれば、芯材とウェザーストリップ本体基材の複合押出の前に、隣り合う前記アーチ状平板片の間隙を所定の硬度を満足するエラストマーで埋めることにより、ウェザーストリップの長手方向の引張強度を高めることができる。また、押出成形時にアーチ状平板片の間隙に凹凸が生じることを防ぎ、意匠性を高めることができる。

次に図を参照して、本発明の実施形態に係るウェザーストリップについて説明する。
本実施形態は、図７に示すような自動車のトランクルーム３１の開口縁３２に装着されるウェザーストリップ３３についてのものである。
図３に示すように、ウェザーストリップ３３は、ソリッドゴム製又は微発泡製の取付基部３と、スポンジゴム製の中空シール部４とからなり、取付基部３には剛性確保のため芯材１が埋設されている。

次に、図１及び図２を参照して芯材１の構成を説明する。図１（ａ）は芯材１の平面図、図１（ｂ）は芯材１の側面図、図１（ｃ）は芯材１の正面図である。また、図２は芯材１を平面に展開した状態を示している。
芯材１は熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製であり、図１のように、断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片１１と、前記複数のアーチ状平板片１１の各々の両端を連結する２本の帯状連結部１２から構成される。ここで帯状連結部１２は長手方向に延び、その幅Ｗは芯材１の長手方向に十分な引張強度を持つような幅とした。また、芯材１の厚さＴは、金属製芯材に匹敵する十分な強度を確保するために、金属製芯材の場合の厚さよりも大きくすることが望ましい。
なお、本実施例においては、芯材１は予め断面略逆Ｕ字形に成形したものを用意するため、芯材１を平面状に成形することはないが、説明のために、図２において芯材１を平面状に展開した状態を示した。

芯材１となる熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーは、曲げ弾性率２０００〜５０００Ｍｐａが好ましい。曲げ弾性率が２０００Ｍｐａ未満だとＵ字状の取付基部３の保持剛性が不足し、ウェザーストリップ３３を自動車の車体に取付けた際に脱落する可能性が大となる。曲げ弾性率が５０００Ｍｐａを超えた場合でも実用上支障はないが、材料コストが顕著に高くなるため、安廉価に製造するためには５０００Ｍｐａ以下が望ましい。
芯材１として使用可能な材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）等があげられる。その中でも、フィラーを添加したポリプロピレンが芯材１に好適な２０００〜５０００Ｍｐａの曲げ弾性率を示すことおよび安廉価であることから好ましい。

次に図３を参照して、芯材１を埋設する自動車用ウェザーストリップの成形方法について説明する。
まず、予め断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片１１と、前記複数のアーチ状平板片１１の各々の両端を連結する帯状連結部１２から構成される芯材１を樹脂により成形する。
次に、成形した前記芯材１とウェザーストリップ本体基材とを複合押出し、図３（ａ）に示すようなウェザーストリップを成形する。その際に、芯材１の帯状連結部１２の両方もしくは片方が取付基部３のＵ字形端部から外部に露出するように成形する。
次に、取付基部３の外部に露出した帯状連結部１２を切断し除去する。
以上により、ウェザーストリップ内に埋設される芯材１のアーチ状平板片１１は各々分離される。

このように構成された自動車用ウェザーストリップの芯材は、芯材１とウェザーストリップ本体基材とを複合押出した後で帯状連結部１２を除去することにより、ウェザーストリップ内に埋設されるアーチ状平板片１１を容易に分離することができる。
従って、ウェザーストリップの剛性確保のために芯材１の厚さＴを金属製芯材の場合の厚さより大きくしたとしても、分離する上で困難は生じない。

また、ウェザーストリップを成形する場合に、断面略逆Ｕ字形の芯材１とともにウェザーストリップ本体基材を初めから断面略逆Ｕ字形に成形するため、従来例のように平面状のウェザーストリップを成形してから、繰り返し屈曲させることにより芯材の連結部を破断し、さらに断面略逆Ｕ字形に屈曲させて最終製品とする場合に比べ、作業効率を高めることができる。
また、前記帯状連結部１２の両方を除去した場合は、ウェザーストリップに埋設された隣り合うアーチ状平板片１１の間には、従来例にあるような連結部は存在せず、所定の間隔が空いているため、ウェザーストリップを折り曲げた場合に隣り合うアーチ状平板片１１がぶつかることなく、高い柔軟性を得ることができる。

なお、帯状連結部１２を切断除去した後の露出破断面は、図４に示すように、局部的に加熱溶融させた後に成形治具６を押し付けることにより、表面を滑らかに仕上げる方法の他に、あらたにエラストマー２５を積層することによって、意匠性を高めることができる。 また、実製品においては、図５に示すように、取付基部３を外側から支持し、かつ水をシールするリップ７が成形される場合があり、この場合には必ずしも露出破断面を滑らかに仕上げる必要はない。

また本発明の実施形態おいては、取付基部３をオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）やスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）などのソリッドＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）製、中空シール部４を軟質のソリッドもしくは発泡させたＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）製としてもよい。
また本発明の実施形態では、押出成形の際に、芯材１の帯状連結部１２が取付基部３のＵ字形端部から外部に露出するようにし、その後、露出した帯状連結部１２を芯材１から除去するようにしたが、除去する帯状連結部１２を取付基部３のＵ字形端部からではなく、取付基部３の他の部位から露出させ、その後、露出した帯状連結部１２を除去するようにすることもできる。
さらに、取付基部３に芯材１を埋設した状態で、帯状連結部１２を芯材１から分離させ、分離した帯状連結部１２を取付基部３から取出すように除去することもできる。

さらにまた、芯材１を成形する際に隣り合うアーチ状平板片１１の間隙を、図６に示すように所定の硬度を満足するエラストマー８で埋めておくこともできる。ここで、使用するエラストマー８は、硬度にして、ショアＡ２０度以上ショアＤ５０度以下の範囲のものが好適である。ショアＡ２０度未満では、ウェザーストリップの長手方向の引張強度が低下するという不具合が生じる。また、ショアＤ５０度より大きいと、自動車のボディ板金への装着時における追従性が悪化するという問題がある。
間隙を埋めるエラストマー８として使用可能な材質としては、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、エチレン−プロピレン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム等があげられる。その中でも、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）が成形性の観点からより好ましい。
これにより、ウェザーストリップの長手方向の引張強度が高くなり、また、芯材１とウェザーストリップ本体基材の複合押出の際に、前記間隙に凹凸が生じ見栄えが悪くなるのを防ぐことができるので、意匠性の高いウェザーストリップを得ることができる。

なお、本実施形態は自動車の後部トランクで使用されるウェザーストリップに適用させた例を示したが、これに限らず、芯材が埋設されるウェザーストリップであれば、同様に適用可能である。

本発明の実施形態に係る自動車用ウェザーストリップの芯材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 図１に示す芯材を平面状に展開した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態に係るウェザーストリップの断面図であり、（ａ）は帯状連結部を除去する前の状態を示し、（ｂ）は帯状連結部を除去した後の状態を示す。 本発明の実施形態に係るウェザーストリップの断面図であり、露出破断面に成形治具を押し付けた状態を示す。 本発明の実施形態に係るウェザーストリップの断面図であり、取付基部に対しリップを取り付けた状態を示す。 本発明の実施形態に係る自動車用ウェザーストリップの芯材のアーチ状平板片の間隙をエラストマーで埋めた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 自動車のトランクリッドが開けられた状態を示す外観斜視図である。 従来例に係るウェザーストリップの断面図である。 従来例に係るウェザーストリップに埋設された芯材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 図９に示す芯材を平面状に展開した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ 芯材
２ 芯材
３ 取付基部
４ 中空シール部
５ 保持リップ
６ 成形治具
７ リップ
８ エラストマー
１１ アーチ状平板片
１２ 帯状連結部
１３ 短冊状平板片
２１ アーチ状平板片
２２ 連結部
２３ 短冊状平板片
２５ エラストマー
３１ トランクルーム
３２ 開口縁
３３ ウェザーストリップ
３４ トランクリッド

Claims (4)

1. 自動車用ウェザーストリップに埋設される熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材において、
   断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片と、前記複数のアーチ状平板片の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部からなり、
   前記帯状連結部を除去することにより各々の前記アーチ状平板片を容易に分離可能としたことを特徴とする自動車用ウェザーストリップの芯材。
2. 前記複数のアーチ状平板片の間隙をエラストマーで埋めたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ウェザーストリップの芯材。
3. 断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片と、前記複数のアーチ状平板片の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部からなる熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材を埋設した自動車用ウェザーストリップであって、
   前記ウェザーストリップの成形時に、前記帯状連結部を除去することにより各々の前記アーチ状平板片を容易に分離可能としたことを特徴とする自動車用ウェザーストリップ。
4. 断面略逆Ｕ字形に成形され、所定の間隔を空けて並列的に配置された複数のアーチ状平板片と、前記複数のアーチ状平板片の各々の両端を長手方向に連結する帯状連結部からなる熱可塑性樹脂製又は熱可塑性エラストマー製の芯材を成形し、
   次に、前記帯状連結部がウェザーストリップの前記Ｕ字形端部から外部に露出するように、前記芯材とウェザーストリップ本体基材を複合押出し、
   次に、前記帯状連結部を除去して、各々の前記アーチ状平板片をウェザーストリップ内部で分離させることを特徴とする自動車用ウェザーストリップの製造方法。

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