JP5290980B2 - 自動車用の窓組立体及び自動車に窓を設置する方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に自動車用窓に関し、特に自動車用プラスチック製窓に関するものである。

過去数十年に亘り、自動車メーカはあらゆる方法で自動車の改良を追求してきた。安全性の改良を始め、機能性を高め、コストを低減することまで、多大の努力を払ってきた。特に最近のことであるが、多大な関心事の一領域はガソリンのコスト上昇である。過去数年だけでも、米国においてガソリンは記録的な高価格に達するに至った。当該産業がその問題と取り組もうとしている一方法は代替燃料技術を開発することによるものである。しかしながら、代替燃料技術を開発することは、例えばインフラとか利用しうる燃料源の欠如のような参入への障害を含む。当該産業がガスの高価格の問題に対処している別の方法はより燃料効率のよいガソリン駆動の自動車を導入しようとすることである。このことはより効率的な駆動列を導入することによってある程度達成されたが、車輌重量によりこの方法に対しても限度があった。従って、車輌重量を下げるような試みがなされてきた。しかしながら、過去において、車輌の外物の重量を下げることは車輌の安全性を犠牲にするものと一般に考えられていた。

自動車の窓は典型的にはガラスで構成されてきた。自動車用ガラスは当該材料の固有の性質のため多くの制限がある。詳しくは、自動車用ガラスは、そのガラス自体の重量に加えて可也の重量を扉ユニットに付加する複雑なアタッチメントや調整系統を包含する必要性があることによる無理がある。この付加的な重量は燃料消費を増大させたり、および（または）車輌の重心を上げたりすることによって乗用車やトラックの性能に影響を与える。従って自動車のガラスや扉ユニットの重量を低減する必要性が存在するのである。

ガラスやその他の窓系統は更に、その窓系統を組み立てるのが複雑なので望ましくない。例えばガラス系統では、当該ガラスを窓枠に取り付けるのに一般にプライマー（下塗り剤）と接着剤を利用している。ガラスはまた、粉砕し易い性質があることと、また緊急事態において逃避ルートを形成するために粉みじんとなる必要性がありうるので、そのためにも望ましくない。

本発明は、自動車に対して複雑さや、自動車に余分の重量を付加することがほとんどない、自動車用の窓、自動車用の窓組立体、および自動車に窓を設置する方法を提供するものである。更に、本発明は自動車の安全性を犠牲にすることなく、むしろ自動車の安全性を改善する。

一局面において、自動車に使用するプラスチック製窓は縁部と窓突縁を有するプラスチックパネルからなる。窓突縁は縁部に隣接して位置し、窓枠における対応の形状物と係合するような形態とされている。

別の局面において、自動車に使用する窓組立体はプラスチック製窓と窓枠とからなる。プラスチック製窓は縁部と、該縁部に隣接して位置した窓突縁を有し、前記窓突縁はリップを有している。窓枠は自動車に取り付けられるような形態とされている。窓枠は対応する係合用形状物を形成する部分を有しており、前記窓突縁の係合用形状物はプラスチック製窓を窓枠に固定するために前記の対応する係合用形状物内に適合して受け入れられる。

別の局面において、自動車に窓を設置する方法が提供される。本方法は縁部と該縁部に隣接して位置した窓突縁を有するプラスチック製窓を提供するステップと、自動車の外面から延在するロック用溝を形成する部分を有する窓枠を提供するステップを含む。本方法はまた、プラスチック製窓を窓枠に固定するために窓突縁を前記ロック用溝中へカチンと嵌め込むために力をプラスチック製窓に加えるステップも含む。

本発明のこれらおよびその他の局面や利点は添付図面と組み合わせた本発明の以下の詳細説明を読めば明らかとなる。

本発明の原理を実施したプラスチック製窓の斜視図である。 本発明の原理を実施した、図１に示すプラスチック製窓を近接して見た斜視図である。 図１に示すプラスチック製窓と本発明の原理を実施した窓枠の断面図である。 図３に示すプラスチック製窓と窓枠の組み立てられた形態での断面図であって、従って本発明の原理を実施した窓組立体を示す。 本発明の原理を実施した、図４に示す窓組立体の斜視図である。 本発明の原理を実施した、図３から図５までに示すプラスチック製窓と窓枠の断面図であって、窓組立体の取り外し性の特色を示す。 本発明の原理を実施する方法を示すブロック線図である。

以下、図１および図２を参照すれば、自動車に使用されるプラスチック製窓が全体的に１０で例示され、かつ指示されている。プラスチック製窓１０は４個の縁部１２を有する全体的に長方形を実施したものとして示されているが、前記のプラスチック製窓１０は本発明の精神と範囲とから逸脱することなくその他のいずれかの形状としうることを理解すべきである。例示として、前記プラスチック製窓１０は３個の縁部１２を有する三角形あるいは１個の連続した縁部１２を有する卵状ともしうる。

プラスチック製窓１０はプラスチックパネル１６とプラスチック製窓１０の縁部１２に隣接して位置した窓突縁１２を有している。前記プラスチックパネル１６と窓突縁１８とはワンショット（ｏｎｅ−ｓｈｏｔ）あるいはツーショット（ｔｗｏ−ｓｈｏｔ）プロセスにより一体品として一体構造に成形されることが好ましい。しかしながら、それらは代替的に個別に形成され、例えば、にかわ、接着剤を用いて、あるいは熱固定方法によって一緒に取り付けるようにしてもよい。窓突縁１８はプラスチック製窓１０の各縁部１２の周りに連続したものとして示されているが、窓突縁１８は代替的に一連の断続した個別の突縁から構成しうることを理解すべきである。ある設計においては、プラスチック製窓１０の角部１９の周りを窓突縁１８が延在するのを排除することも望ましいかもしれない。

プラスチックパネル１６と窓突縁１８は、高衝撃強度および優れた透明性を有するポリカーボネートからつくられることが好ましい。代替的な適当な材料としては、例えばポリメタアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリエステル、ポリスルホン、あるいは共重合体、およびそれらの組み合わせを含みうる。また、プラスチックパネル１６および（または）窓突縁１８はその他の熱可塑性樹脂あるいはその他のいずれかの適当な材料から形成しうることも考えられる。プラスチックパネル１６と窓突縁１８はビスフェノールＡポリカーボネートおよび（例えば分岐あるいは置換した）その他のポリカーボネート等級の樹脂を含有し、並びにその他のポリマーと共重合化あるいはブレンドして、アクリルニトリルブタジエンスチレンとのブレンド（ＰＣ／ＡＢＳブレンド）あるいはポリエステルとのブレンド（ＰＣ／ＰＯＬＹＥＳＴＥＲブレンド）を形成してもよい。代替的に、窓突縁１８は例えば金属のようなプラスチックパネル１６に取り付けうるその他のいずれかの材料から形成することもできる。プラスチックパネル１６は透明であることが最も好ましく、あるいは半透明であることがある程度好ましいが、しかしながら窓突縁１８は特定の用途が是認すれば不透明、半透明あるいは透明としてもよい。プラスチックパネル１６と窓突縁１８とは更に、例えば着色剤、モールド剥離剤、酸化防止剤、および紫外線吸収剤のような各種の添加剤を含有しうる。

プラスチック製窓１０はまた、保護層あるいは機能層をプラスチックパネル１６上に位置させることも可能である。保護層あるいは機能層は一枚以上の耐候性層、導電層、装飾層および耐磨耗層を含みうる。これらの層はプラスチックパネル１６の片側あるいは両側に含めてもよく、同じタイプの層の一枚以上をプラスチックパネル１６の同じ側に含ませることも可能である。例えば、保護性を高めるために多数の耐候性層を設けることが可能である。

耐候性層は、太陽光およびその他の要素からの保護を含み、プラスチック製窓に対して耐候性を提供しうる。例えば、耐候性層はポリカーボネートＰＭＭＡ，ポリカーボネートとＰＭＭＡの組み合わせ、ポリウレタン、ポリウレタンアクリル酸エステルあるいはその他いずれかの適当な材料からなる膜でよい。更に、耐候性層は、例えばアクリル酸、ポリウレタン、シロキサン、あるいはこれらの種類の材料の組み合わせのような材料のコーティングを含み、長期間の紫外線（ＵＶ）からの保護を含む高度の耐候性を提供しうる。更に、シリコーンもナノ粒子を耐候性層中へブレンドしたり、あるいはシロキサン共重合体を重合化によって耐候性層を構成する材料に形成することが可能で、重合化によって耐候性層と隣接する層との間の接着を促進するのに役立ちうる。耐候性層はまた、例えば無機酸化物、ベンゾフェノン、ベンゾイルレゾシノール、シアノアクリレート、トリアジン、オキサアニリド、およびベンゾトリアゾールの中の一つ以上、あるいはその組み合わせのようなＵＶ吸収性分子を含有しうる。耐候性層は厚さが１０から１２５０マイクロメートルの間であることが好ましい。耐候性層は参考のためにその全体を本明細書に含めている米国特許第６，７９７，３８４号に記載されているようなものでよい。

導電層は、例えばヒータ、霜取り装置、曇り除去器、あるいはアンテナとして供するために抵抗層あるいはグリッドとして設けることができる。導電層は、例えばプリントした抵抗性インクあるいはプラスチックパネル１０あるいはその他の層の中の一つに塗布された透明の導電層から構成しうる。

装飾層はプラスチック製窓１０に対していずれかの所望の装飾を付加することができる。例えば、装飾層は画像を形成したり、あるいは成形の欠陥あるいは装飾用のプリントしたインクを隠すために黒くした縁を画成することができる。

耐磨耗性層は一層あるいは多数の副層を含みうる。耐磨耗性層は、酸化アルミニウム、フッ化バリウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、一酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸炭化珪素、水素添加の酸炭化珪素、炭化珪素、酸化タンタルム、酸化チタニウム、酸化錫、酸化インジウム錫、酸化イットリウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸塩ジルコニウムまたはそれらの混合あるいはブレンドから構成しうる。耐磨耗性層は蒸着した層に残留する炭素あるいは水素原子の数に応じてＳｉＯｘあるいはＳｉＯｘＣｙＨｚ成分から構成される。この点に関して、耐摩耗性層は「ガラス状」コーティングと似ている。耐摩耗性層はまた、限定的ではないが、例えば無機酸化物、ベンゾフェノン、ベンゾイルレゾルシノール、シアノアクリレート、トリアジン、オキサアニリドおよびベンゾトリアゾールのようなＵＶ吸収性分子から構成してもよい。

当該技術分野の専門家には既知のいずれかの技術を用いて各種の層を塗布することができる。そのような技術としては、例示であって、限定的ではないが、コーティング技術（ソルゲル、スプレイ、フロー、ディップ、およびカーテン）、フィルムインサート成形技術、プリント技術（スクリーンプリント、薄膜画像転写（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｉｍａｇｅ ｔｒａｎｆｅｒ），パッドプリント）および蒸着技術（プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマＰＥＣＶＤ、プラズマ重合、光化学蒸着、イオンビーム蒸着、イオンメッキ蒸着、陰極電弧蒸着、スパッタリング、蒸発、中空陰極活性蒸着、マグネトロン活性蒸着、活性反応蒸着（ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、および熱化学蒸着（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））を含む。

プラスチック製窓１０に更なる剛性を付与するために、プラスチック製窓１０はその縁部１２の周りで、かつそれに沿って補強枠２０を有しうる。そのような補強枠２０は（窓の突縁１８と複数の縁部１２との間に位置した）外側部分２２と（プラスチックパネル１６の中心Ｃと窓突縁１８との間に位置した）内側部分２４を含みうる。前記補強枠２０は任意なものであり、代替的に前記外側部分および内側部分２２，２４の単に一方のみを設けてもよいことを理解すべきであり、そのような補強枠２０は金属で形成されることが好ましいが、その他のいずれか適当な材料を使用することができる。更に、前記補強枠２０は例えば糊あるいは接着剤を使用することによっていずれか適当な方法で取り付けることができる。

図３と図４を参照すれば、プラスチック製窓１０は図３においては、窓枠３０に隣接して位置し未取り付け状態で示され、図４においては取り付け済みの位置で示されている。窓突縁１８はパネル１６の内面から該パネルの縁部１２に隣接して外方へ延在し、パネル１６の周りで全体的に周縁構造体を画成している。前記突縁１８の先端は係合用の形状物を画成しており、窓枠３０の一部として形成された対応のロック用溝３４と適合して係合するような形状とされている。このために、前記先端には前記突縁１８が前記溝３４中へ入り易くするための傾斜面２１を備えたテーパ状とされている。前記傾斜面２１は窓枠３０における対応する形状物と係合するような形状とされた捕捉部材、すなわちリップ２６で終わっている。詳しく述べれば、窓突縁１８は本発明の精神と範囲とから逸脱することなくロック用溝３４と係合するような形状とされたその他の形態のものとしうることを理解すべきである。

窓枠３０は全体的にプラスチック製窓１０の形状に対応し、例えば自動車の薄板金属の外面のような外面３２に固定され、かつそこから延在し、ロック用溝３４を形成する部分を有している。ロック用溝３４は窓枠３０に打ち抜かれるか、あるいはそこへその他の方法で形成すればよい。窓１０を固定するために、窓枠３０は、前記突縁１８のリップと相互作用し、かつ係合するロック用溝の引掛り部分を画成する突縁３６を含む。前記突縁３６はロック用溝３４中へ挿入されたとき窓突縁１８のリップ２６と適合して係合するような形状とされている。

解除ハンドル３８、すなわち引っ張りタブが前記突縁３６に結合されたものとして示されている。解除ハンドル３８は、車輌の外面３２の下側に、あるいは窓枠３０自体に例えば溶接によって固定されている取り付け部３９から延在しうる。解除ハンドル３８は、使用者が解除ハンドル３８に所定の力を加えると、突縁３６が窓突縁１８のリップ２６から外れるように、前記突縁３６に溶接あるいはその他の方法で結合させうる。この手順は以下詳細に述べられている。

取り付けされた位置において（図５参照）、プラスチック製窓１０は車輌の外面３２と面一に装着されている。このように、プラスチック製窓１０が取り付けられると、車輌の外面３２と概ね面一に装着されるようにロック用溝３４は自動車の外面３２から所定の距離をおいて設けられている。

プラスチック製窓１０が自動車に取り付けられると該窓の縁部１２をシールするためにゴムシール２８が前記縁部の周りに延在している。ゴムシール２８は熱膨張を許容し、かつ騒音を減らし易くしうる。更に、ゴムシール２８は、例えば風、雨およびその他の要素を遮断する耐候性帯片として機能しうる。

図６を参照すれば、プラスチック製窓１０は窓枠３０から取り外された直後の状態で示されている。使用者が所定の力Ｆを解除ハンドル３８に加えると、突縁３６は窓突縁１８の少なくとも一部から引き離され、次いで使用者はプラスチック製窓１０を窓枠３０から押し離すことができる。解除ハンドル３８と突縁３６のこのような運動を促進するために、切り目あるいは切り傷をつけた溝のような脆弱化帯片３７を解除ハンドル３８中へ形成すればよい。前記の脆弱化帯片３７は突縁３６が動きうるようにするためにロック用溝３４の次に位置されている。このことによってプラスチック製窓１０を窓枠３０から取り外す。そのため、解除ハンドル３８は緊急時の逃避機構として使用することができる。更に、解除ハンドル３８は定期的な清掃、保守あるいは取替えのためにプラスチック製窓１０を取り外せるようにする。

解除ハンドル３８の他に、あるいは代案として、突縁３６をある限度までの外方へ加えられる力に耐えるように設計することができる。このように、窓組立体４０は、プラスチック製窓１０を窓枠３０から押し出すために、所望すれば、例えば車輌の内部からキック力のような所定の力を使用者が加えることが出来るように設計することが可能である。

図７を参照すれば、前述の説明から明らかなように、プラスチック製窓１０は糊あるいは接着剤を必要としない方法６０を用いて設置することができる。図７を参照した方法６０は縁部１２と該縁部１２に隣接して位置した窓突縁１８を有するプラスチック製窓１０を提供するステップを含む。本方法はまた、自動車の外面３２から延在するロック用溝３４を形成する部分を有する窓枠３０を提供すること（ステップ６４）と、プラスチック製窓１０に力を加え窓の突縁１８を窓枠３０のロック用溝３４中へカチンと嵌めることによってプラスチック製窓１０を窓枠３０に固定すること（ステップ６６）を含む。

本方法６０は、一旦窓の突縁１８がロック用溝３４中へ嵌められると、プラスチック製窓１０が自動車の外面３２と面一に装着されるように自動車の外面３２から所定の距離においてロック用溝３４を形成する部分を提供することを任意的に含むことができる。本方法６０の別の任意的なステップは突縁３６を窓突縁１８から引っ張り外すように構成された解除ハンドル３８を引っ張り、それによってロック用溝３４から窓突縁１８を取り外すことによってプラスチックパネル１６を窓枠３０から外すことを含みうる。

従って、本発明は、プラスチック製窓１０の窓突縁１８をロック用溝３４中へ押し込み、あるいはスナップ嵌めによって一回のステップでプラスチック製窓１０を窓枠３０に取り付けることができる窓組立体４０を提供する。この種の組立体はスナップ嵌め（ｓｎａｐ−ｆｉｔ）、押し込み嵌め（ｐｒｅｓｓ ｆｉｔ），あるいはジップロック（ｚｉｐ−ｌｏｃｋｅｄ）タイプの窓組立体４０と称することができる。プラスチック製窓１０は、ガラスよりもはるかに取り扱い易く、そして、ガラス製窓よりも重量が約５０％以下であるため、このような取り付け方法を達成することができる。

窓枠３０は自動車の外面３２に固定するものとして例示し、かつ説明してきた。従って、本発明の前述の実施例は固定型窓組立体４０を提供する。しかしながら、代替実施例においては、自動車のサンルーフや運転者側の窓および同乗者側の窓では一般的であるように、プラスチック製窓１０が該プラスチック製窓１０を開閉するように動きうるように可動窓枠とすることができる。

当該技術分野の専門家には直ちに認められるように、前記の説明は本発明の原理の例示的な実行のみを意味するものである。この説明は、本発明がその精神から逸脱することなく修正、変化および変更が可能であるという点において、本発明の範囲あるいは適用を限定する意図のものでない。

Claims (10)

1. 自動車用の窓組立体（４０）であって、
   プラスチック製窓（１０）であって、パネル（１６）の周辺の周りの縁部（１２）と、前記プラスチック製窓（１０）と一体で、前記縁部（１２）に隣接して位置され、かつそれに沿って少なくとも部分的に延在し、係合用形状物（２１，２６）を含む窓突縁（１８）を画成する部分とを備えたパネル（１６）を有するプラスチック製窓（１０）と、
   自動車に取り付けるような形態とされた窓枠（３０）であって、対応する係合用形状物を形成する部分を有し、前記のプラスチック製窓（１０）を前記窓枠（３０）に固定するために前記窓突縁（１８）の前記係合用形状物（２１，２６）が前記の対応する係合用形状物（３４）内に適合して受け入れられるような窓枠（３０）とを含む窓組立体（４０）において、
   前記窓枠（３０）の対応する係合用形状物（３４）に結合された解除ハンドル（３８）であって、使用者が所定の力を該解除ハンドル（３８）に加えると、前記プラスチック製窓（１０）の少なくとも一部を取り外すように前記対応する係合用形状物（３４）を前記窓突縁（１８）の係合用形状物（２６）から引き離すような形態とされている解除ハンドル（３８）を含むことを特徴とする窓組立体（４０）。
2. 前記窓突縁（１８）が前記縁部（１２）に隣接して位置され、かつ前記パネル（１６）の周辺の周りを完全に延在することを特徴とする請求項１に記載の窓組立体。
3. 前記窓突縁（１８）が前記プラスチック製窓（１０）と一つに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の窓組立体。
4. 前記窓枠（３０）が前記プラスチック製窓（１０）を自動車の薄板金属の外面と面一に装着して位置させる段差部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の窓組立体。
5. 窓突縁（１８）の係合用形状物（２１，２６）がリップ（２６）を有し、前記窓枠（３０）の対応する係合用形状物（３４）が前記プラスチック製窓（１０）を窓枠（３０）に固定するために前記リップ（２６）とインターロックすることを特徴とする請求項１に記載の窓組立体。
6. 前記解除ハンドル（３８）が対応する係合用形状物（３４）を前記窓突縁（１８）の前記係合形状物（２１，２６）から外すのに使用者が該解除ハンドル（３８）を引っ張り易くするために前記の対応する係合用形状物（３４）に隣接して配置された脆弱部分（３７）を含むことを特徴とする請求項１に記載の窓組立体。
7. 自動車に窓（４０）を設置する方法であって、
   縁部（１２）と、該縁部（１２）に隣接して位置し係合用形状物（２１，２６）を有する窓突縁（１８）とを有するプラスチック製窓（１０）を提供し、
   自動車の窓開口部の周りを延在する窓枠（３０）であって、前記窓突縁（１８）の前記係合用形状物（２１，２６）を受け入れる対応の係合用形状物を形成する部分を有する窓枠（３０）を提供し、
   前記のプラスチック製窓（１０）を前記窓枠（３０）に固定するために前記窓突縁（１８）の係合用形状物（２１，２６）を対応する係合用形状物（３４）中へ圧入するように前記のプラスチック製窓（１０）に力を加えるステップを含む方法において、
   前記窓突縁（１８）を対応する係合用形状物（３４）から取り外すために対応する係合用形状物（３４）を前記窓突縁（１８）の係合用形状物（２１，２６）から使用者が引っ張り外すことができるような形態とされた解除ハンドル（３８）を前記窓枠（３０）の対応する係合用形状物（３４）に取り付けるステップを含むことを特徴とする自動車に窓（４０）を設置する方法。
8. 窓突縁（１８）が前記係合用形状物（３４）中へスナップ嵌めされると、前記のプラスチック製窓（１０）が自動車の外面と面一になるように自動車の外面から所定の距離に前記係合用形状物（３４）を形成する部分を提供するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記のプラスチック製窓（１０）の縁部（１２）に隣接して補強枠（２０）を取り付けるステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記窓突縁（１８）と前記のプラスチック製窓（１０）を一体物として成形するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
    

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