JP5692523B2 - ウィンドガラスと支持部材との間の止水構造及び止水方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電気自動車のフロントウィンドガラスと支持部材としてのピラーとの間の止水構造及び止水方法に関する。

自動車用のフロントウィンドガラスの両側縁部は、フロントピラーに対してウレタン系接着剤で接着されている。この場合、フロントピラーがポリプロピレン樹脂で形成されているときにはポリプロピレン樹脂自体の接着性が悪く、しかもポリプロピレン樹脂用の適切なプライマーがないことから、ウレタン系接着剤が接着せず剥がれが生じ、剥がれた部分から室内側へ水漏れが発生するおそれがある。従って、フロントピラーに塗装を施したり、板金製のフレームを新たに設けたりして、接着強度の向上を図らなければならない。しかしながら、塗装を施す場合にはポリプロピレン樹脂用の塗料を用意し、塗装工程が必要になるとともに、板金製のフレームを設ける場合には部品点数が増える上に車体重量が増加するという問題があった。

この種のウィンドガラスを車体の前部に取付ける窓構造が特許文献１に開示されている。この窓構造では、ウィンドガラスが車体の前部に接着剤で接合されるとともに、ウィンドガラスの周縁部にはウィンドモールが取着され、当該周縁部が保護されている。

特開２００８−１４９８４０号公報

前記特許文献１に記載されている従来構成において、ウィンドガラスを接合する被着体としての車体部品がポリプロピレン樹脂で構成されている場合、塗装を施したり、板金フレームを設けたりすることなく、ウレタン系接着剤で接着するときには、ポリプロピレン樹脂の接着性が乏しいことから、剥がれが生ずる。そのため、ウィンドガラスと車体部品との間の接着部位の少なくとも一部が剥がれやすくなる。この場合、接着部位の剥がれた箇所では止水性が保たれず、室内側への水漏れが生ずるという問題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、接着部位の剥がれを抑制して止水性を向上させることができるウィンドガラスと支持部材との間の止水構造及び止水方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造は、合成樹脂で形成された支持部材にウィンドガラスの端部を接着剤で接着するにあたり、前記支持部材にはウィンドガラスの端部に沿って延びる止水用突条とフロントウィンドガラスを所定高さに支持するスペーサを設け、前記止水用突条はウィンドガラスの端部側に立設されるとともにスペーサより低い高さで形成され、該止水用突条の上に接着剤が施され止水用突条を跨いで覆うようにしてウィンドガラスを支持部材に接着することを特徴とする。

請求項２に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造は、前記止水用突条には、接着剤が流入される連通孔を設け、該連通孔を介して接着剤が前記止水用突条の両側に連なるようにしたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記止水用突条の上端部には、接着剤が流出する切欠きを設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造は、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、前記止水用突条は、その一部が支持部材に埋め込まれたインサート物であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造は、請求項１から請求項４のいずれか一項に係る発明において、前記支持部材は、ウィンドガラスの両側端部を支持するポリプロピレン樹脂製のピラーであり、接着剤はウレタン系接着剤であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水方法は、請求項１に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造を形成するための止水方法であって、前記止水用突条又はその近傍位置に接着剤を施した後、その上にウィンドガラスの端部を載せてウィンドガラスを支持部材に接着することを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造においては、合成樹脂で形成された支持部材にはウィンドガラスの端部に沿って延びる止水用突条とフロントウィンドガラスを所定高さに支持するスペーサを設け、前記止水用突条はウィンドガラスの端部側に立設されるとともにスペーサより低い高さで形成され、該止水用突条の上に接着剤が施され止水用突条を跨いで覆うようにしてウィンドガラスを支持部材に接着するように構成されている。このため、支持部材上に施された接着剤による接着層が止水用突条に接着された状態でウィンドガラスに接着される。このように、接着層が止水用突条に接着されることによってアンカー効果が発揮され、接着力が高められる。従って、支持部材に対してウィンドガラスが剥がれ難くなる。

よって、本発明によれば、接着部位の剥がれを抑制して止水性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態を示す図であって、（ａ）は止水用突条の上にウレタン系接着剤を施して接着層を形成した状態を示す要部斜視図（図２の１ａ−１ａ線から見た斜視図）、（ｂ）は止水用突条より室内側にウレタン系接着剤を施して接着層を形成した状態を示す要部斜視図、（ｃ）は止水用突条より室外側にウレタン系接着剤を施して接着層を形成した状態を示す要部斜視図。 ルーフパネルが躯体フレームに組付けられた状態を示す要部斜視図。 躯体フレームにルーフパネルを組付ける前の状態を示す分解斜視図。 一人乗りの電気自動車を示す斜視図。 本発明の第２実施形態を示す図であって、（ａ）は２本の止水用突条を設けた状態を示す要部斜視図、（ｂ）は２本の止水用突条の上にウィンドガラスを載せる状態を示す要部拡大斜視図、（ｃ）は２本の止水用突条の間の隙間にウレタン系接着剤の接着層を形成した状態を示す断面図。 第３実施形態を示す図であって、（ａ）はフロントピラーに止水用突条としての断面山型状をなすインサート物を埋め込んだ状態を示す要部斜視図、（ｂ）はインサート物上にウレタン系接着剤を施して接着層を形成し、フロントウィンドガラスをフロントピラーに接着した状態を示す要部断面図。 第４実施形態を示す図であって、（ａ）はフロントピラーに止水用突条としての断面コの字状をなすインサート物を埋め込んだ状態を示す要部斜視図、（ｂ）はインサート物上にウレタン系接着剤を施して接着層を形成し、フロントウィンドガラスをフロントピラーに接着した状態を示す要部断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
図４に示すように、一人乗り用四輪電気自動車１０のボディ１１には、ルーフパネル部材１２が運転席の前部から上部に延びるように支持され、その前部に形成された開口部１３にフロントウィンドガラス１４が装着されている。ルーフパネル部材１２の後部には、運転席の上部を覆うルーフ材１５が配置されている。該ルーフパネル部材１２の後端部はリアピラー１６に支持されている。

図３に示すように、前記ルーフパネル部材１２は、板金製の躯体フレーム１７にポリプロピレン樹脂（ＰＰ）製のルーフパネル１８が組付けられて構成されるようになっている。ルーフパネル１８の前部両側には、支持部材としての一対のフロントピラー１９が形成されている。図２に示すように、ルーフパネル１８が躯体フレーム１７に組付けられたときには、前記開口部１３の上下両端部においては、保持部材としての躯体フレーム１７が露出されている。

図１（ａ）に示すように、フロントピラー１９は、外周側には断面円弧状をなすピラー本体２０が設けられるとともに、内周側にはフロントウィンドガラス１４を所定高さに支持するスペーサ２１が幅方向に延びる連結部２２を介して立設されている。前記連結部２２の中間には、止水用突条２３がスペーサ２１より低い高さで該スペーサ２１及びピラー本体２０と平行に延びるように立設されている。図１（ａ）の二点鎖線で示すフロントウィンドガラス１４は、前記スペーサ２１上に支持されるように配置される。

そして、接着剤としてウレタン系接着剤が止水用突条２３の上に施されて止水用突条２３を跨ぐように形成された接着層２４により、フロントウィンドガラス１４の両側端部がフロントピラー１９に接着されるようになっている。

ここで、ウレタン系接着剤について説明する。
このウレタン系接着剤は、水の存在によりイソシアネート基がウレタン結合を形成しながら架橋、硬化して高分子を形成する接着剤である。該ウレタン系接着剤の主成分となるポリウレタンは、ポリオールとポリイソシアネートとを、末端にイソシアネート基が残るように反応させることによって形成される。

ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリマーポリオールが用いられる。ポリエーテルポリオールは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを複数個の活性水素を有する化合物に付加重合させた生成物である。複数個の活性水素を有する化合物としては、多価アルコール、アルカノールアミン等が挙げられる。多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。

ポリエステルポリオールは、多価アルコールと多塩基性カルボン酸の縮合物、多価アルコールとヒドロキシカルボン酸の縮合物等である。多価アルコールとしては、上記ポリエーテルポリオールの項で挙げた化合物が用いられる。多塩基性カルボン酸としては、アジピン酸、マレイン酸、フタル酸等が用いられる。

ポリマーポリオールは、前記ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールに、アクリロニトリル、スチレン等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させたものである。ポリマーポリオールの重量平均分子量は、１００〜１００００程度のものが好ましい。これらのポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリマーポリオールは、それぞれ単独又は適宜組合せて使用することができる。

一方、ポリイソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、及びこれらに水素添加した化合物等が挙げられる。これらのポリイソシアネートは、単独又は２種以上を併用することができる。

ウレタン系接着剤には、前述した主成分のほか、充填剤、顔料、分散剤、酸化防止剤、可塑剤、シランカップリング剤等の添加成分を常法に従って配合することができる。
図１（ｂ）に示すように、前記ウレタン系接着剤を止水用突条２３より内周側の近傍位置に施して接着層２４を形成し、フロントウィンドガラス１４の両端部をフロントピラー１９に接着するように構成することもできる。或いは、図１（ｃ）に示すように、前記ウレタン系接着剤を止水用突条２３より外周側の近傍位置に施して接着層２４を形成し、フロントウィンドガラス１４の両端部をフロントピラー１９に接着するように構成することもできる。

一方、図２に示すように、フロントウィンドガラス１４の上下両端部は、露出された躯体フレーム１７にウレタン系接着剤を施すことにより、容易に接着されるようになっている。

次に、以上のように構成された第１実施形態のフロントウィンドガラス１４とフロントピラー１９との間の止水構造について作用を説明する。
さて、フロントウィンドガラス１４の両側端部をフロントピラー１９に接着する場合には、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、フロントピラー１９の連結部２２に設けられた止水用突条２３の上又はその内周側の近傍若しくは外周側の近傍にウレタン系接着剤を施して接着層２４を形成する。そして、フロントピラー１９のスペーサ２１上にフロントウィンドガラス１４を載せ、前記接着層２４を形成するウレタン系接着剤を水分によって硬化させることによりフロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着する。この場合、フロントウィンドガラス１４にシランカップリング剤等のプライマーを予め塗布しておくことにより、ウレタン系接着剤による接着力を一層高めることができる。

このとき、フロントピラー１９上に施されたウレタン系接着剤が止水用突条２３を覆うように、或いは止水用突条２３の一側面を覆うように接着すると同時に、フロントウィンドガラス１４に接着する。このように、ウレタン系接着剤による接着層２４が止水用突条２３を掴むようにして接着されることにより、接着層２４にはアンカー効果が発現され、接着力が高められる。従って、フロントピラー１９に対してフロントウィンドガラス１４が強固に接着されて剥がれ難くなる。

加えて、止水用突条２３はフロントウィンドガラス１４の側端部に沿って一定の高さで延びるように形成されていることから、その止水用突条２３によって車室外から車室内への水の浸入を防止することができる。

以上の第１実施形態により発揮される効果を以下にまとめて説明する。
（１）この第１実施形態においては、フロントピラー１９にはフロントウィンドガラス１４の側端部に沿って延びる止水用突条２３が設けられ、該止水用突条２３又はその近傍位置にウレタン系接着剤が施されてフロントウィンドガラス１４がフロントピラー１９に接着されるように構成されている。このため、フロントウィンドガラス１４は接着層２４により止水用突条２３を介してフロントウィンドガラス１４に接着される。従って、接着力が著しく高められ、フロントピラー１９に対するフロントウィンドガラス１４の剥がれを抑えることができる。

よって、第１実施形態によれば、接着部位の剥がれを抑制して止水性を向上させることができるという効果を発揮する。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図５に基づいて詳細に説明する。なお、この第２実施形態では主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同一部分の説明は省略する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、止水用突条２３ａ，２３ｂはスペーサ２１より外周側において、隣接位置で平行に延びるように２条設けられている。内周側の止水用突条２３ａはスペーサ２１とほぼ同じ高さに形成され、外周側の止水用突条２３ｂは内周側の止水用突条２３ａよりも低く形成されている。外周側の止水用突条２３ｂの上端部には、ウレタン系接着剤が流出する切欠き２５が断面円弧状に形成されている。さらに、当該止水用突条２３ｂの上下方向中間部には、ウレタン系接着剤が流入する連通孔２６が透設されている。これらの切欠き２５と連通孔２６は鉛直方向における同一位置に設けられるとともに、止水用突条２３ｂの長さ方向に一定間隔をおいて複数設けられている。そして、ウレタン系接着剤が切欠き２５又は連通孔２６を通り、接着層２４が止水用突条２３ｂの両側に連なるように形成されることにより、接着層２４のアンカー効果が発揮されるようになっている。

また、内周側の止水用突条２３ａは前記スペーサ２１とほぼ同じ高さに形成され、車室外から車室内への水の浸入を抑え、止水機能を果たすようになっている。
さて、フロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着する場合には、ウレタン系接着剤を内周側の止水用突条２３ａと外周側の止水用突条２３ｂとの間の隙間２７に流し込むと、その隙間２７がウレタン系接着剤で満たされる。同時に、ウレタン系接着剤が連通孔２６から止水用突条２３ｂの外側へ流れ出し、さらにウレタン系接着剤が切欠き２５から止水用突条２３ｂの外側へ溢れて流出する。その後、フロントウィンドガラス１４を前記スペーサ２１及び内周側の止水用突条２３ａの上に載せて接着する。

その結果、図５（ｃ）に示すように、接着層２４が両止水用突条２３ａ，２３ｂ間の隙間２７を埋めるように形成されるとともに、止水用突条２３ｂの上側及び外周側にも接着層２４が形成され、止水用突条２３ｂを覆うように形成される。従って、接着層２４はアンカー効果を発現することができ、接着層２４を強固にフロントピラー１９に保持することができる。

よって、この第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）に記載した効果を発揮することができるとともに、接着層２４の剥がれを一層抑制することができ、接着の耐久性を向上させることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図６に基づいて詳細に説明する。なお、この第３実施形態では主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同一部分の説明は省略する。

図６（ａ）に示すように、前記止水用突条２３は断面山型状に形成され、その両側部２３ｃがフロントピラー１９中に埋め込まれ、中央部２３ｄが露出した形状のインサート物で構成されている。このインサート物は、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂や表面に塗装が施された鋼材、アルミニウム等の塗膜被覆金属で格子状に形成されている。インサート物が合成樹脂で形成されている場合には、フロントピラー１９を形成するポリプロピレン樹脂や接着層２４を形成するウレタン系樹脂と熱膨張率が近く、経時劣化しても相互間の剥離が生じ難いことから好ましい。

フロントピラー１９は、該インサート物をインサートとするインサート成形法で成形することにより、インサート物が埋め込まれた状態のフロントピラー１９が成形される。そして、図６（ｂ）に示すように、該インサート物よりなる止水用突条２３の上にウレタン系接着剤を施し、接着層２４を形成してフロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着するように構成されている。

さて、フロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着する場合には、ウレタン系接着剤を止水用突条２３の上に施した後、前記スペーサ２１上にフロントウィンドガラス１４を載せて接着する。このとき、ウレタン系接着剤の下には格子状に形成されたインサート物が存在することから、ウレタン系接着剤がインサート物の格子間の隙間に入り込んだ状態で接着層２４が形成される。そのため、接着層２４にはアンカー効果が発現され、フロントウィンドガラス１４がフロントピラー１９に強固に接着され、フロントピラー１９から剥がれ難くなる。

従って、この第３実施形態によれば、第１実施形態の（１）に示した効果を発揮することができるとともに、接着層２４の剥がれを十分に抑制することができ、接着の耐久性を向上させることができる。
（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態を図７に基づいて詳細に説明する。なお、この第４実施形態では主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同一部分の説明は省略する。

図７（ａ）に示すように、止水用突条２３は断面コの字状に形成され、その下半部２３ｅがフロントピラー１９内に埋め込まれ、上半部２３ｆが露出された形状のインサート物で構成されている。このインサート物は、第３実施形態と同様の合成樹脂や塗膜被覆金属で形成され、フロントピラー１９は該インサート物をインサートとするインサート成形法で成形することにより、インサート物が埋め込まれた状態のフロントピラー１９が成形される。そして、図７（ｂ）に示すように、該インサート物よりなる止水用突条２３の上にウレタン系接着剤を施し、接着層２４を形成してフロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着するように構成されている。

さて、フロントウィンドガラス１４をフロントピラー１９に接着する場合には、ウレタン系接着剤を止水用突条２３の上に施した後、前記スペーサ２１上にフロントウィンドガラス１４を載せて接着する。このとき、ウレタン系接着剤の下には断面コの字状に形成されたインサート物が存在することから、ウレタン系接着剤がインサート物の上半部２３ｆ内側の間隙２８に入り込んだ状態で接着層２４が形成される。そのため、接着層２４にはアンカー効果が発現され、フロントウィンドガラス１４がフロントピラー１９に強固に接着され、フロントピラー１９から剥がれ難くなる。

従って、この第４実施形態によれば、第１実施形態の（１）に示した効果を発揮することができるとともに、接着層２４の剥がれを十分に抑えることができ、接着の耐久性を向上させることができる。

なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 前記第２実施形態において、止水用突条２３に連通孔２６のみを設けたり、切欠き２５のみを設けたりすることもできる。これらの場合にも、ウレタン系接着剤は連通孔２６又は切欠き２５を介して止水用突条２３の反対側へ流れ出るため、アンカー効果を発揮することができる。

・ 前記接着剤として、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤等を使用することも可能である。
・ 前記スペーサ２１を止水用突条２３として利用することもできる。この場合、止水用突条２３は止水機能とスペーサ２１の機能を発揮することができる。

・ 第２実施形態において、連通孔２６と切欠き２５を同一鉛直線以外の位置に設けることもできる。また、連通孔２６と切欠き２５の大きさや数は、目的に応じて適宜設定することができる。

・ 前記ウィンドガラスとしてリヤウィンドガラス、サイドウィンドガラス等に適用することも可能である。

１４…フロントウィンドガラス、１７…保持部材としての躯体フレーム、１９…支持部材としてのフロントピラー、２３…止水用突条、２３ａ…内周側の止水用突条、２３ｂ…外周側の止水用突条、２４…接着層、２５…切欠き、２６…連通孔。

Claims (6)

1. 合成樹脂で形成された支持部材にウィンドガラスの端部を接着剤で接着するにあたり、前記支持部材にはウィンドガラスの端部に沿って延びる止水用突条とフロントウィンドガラスを所定高さに支持するスペーサを設け、前記止水用突条はウィンドガラスの端部側に立設されるとともにスペーサより低い高さで形成され、該止水用突条の上に接着剤が施され止水用突条を跨いで覆うようにしてウィンドガラスを支持部材に接着することを特徴とするウィンドガラスと支持部材との間の止水構造。
2. 前記止水用突条には、接着剤が流入される連通孔を設け、該連通孔を介して接着剤が前記止水用突条の両側に連なるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造。
3. 前記止水用突条の上端部には、接着剤が流出する切欠きを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造。
4. 前記止水用突条は、その一部が支持部材に埋め込まれたインサート物であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造。
5. 前記支持部材は、ウィンドガラスの両側端部を支持するポリプロピレン樹脂製のピラーであり、接着剤はウレタン系接着剤であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造。
6. 請求項１に記載のウィンドガラスと支持部材との間の止水構造を形成するための止水方法であって、前記止水用突条又はその近傍位置に接着剤を施した後、その上にウィンドガラスの端部を載せてウィンドガラスを支持部材に接着することを特徴とするウィンドガラスと支持部材との間の止水方法。

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