(57)【要約】【課題】速乾性で接着強度が高く、油が付着した接着面にも適用可能な自動車用窓ガラスヒンジの接合構造を提供する。【解決手段】自動車用窓ガラス２と金属製ヒンジ４とを接着剤で接合する窓ガラスヒンジの接合構造であって、ヒンジ側の接合面４７に形成されたアシドホスホキシメタアクリレートを主成分とするヒンジプライマ層９１と、窓ガラス側の接合面２１に形成されたシランカップリング剤を主成分とするガラスプライマ層９２と、ヒンジプライマ層とガラスプライマ層との間に形成されたアクリルを主成分とする２液硬化型接着剤層９３とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用窓ガラスと金属製ヒンジとを接着剤で接合する窓ガラスヒンジの接合構造であって、前記ヒンジ側の接合面に形成されたアシドホスホキシメタアクリレートを主成分とするヒンジプライマ層と、前記窓ガラス側の接合面に形成されたシランカップリング剤を主成分とするガラスプライマ層と、前記ヒンジプライマ層とガラスプライマ層との間に形成されたアクリルを主成分とする２液硬化型接着剤層とを有することを特徴とする自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項２】
前記アクリルを主成分とする２液硬化型接着剤は、主剤としてメチルメタクリレート及びメタクリル酸、硬化剤として過酸化ベンゾイルをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項３】
前記硬化剤に対する前記主剤の混合重量比率が、９〜１１倍であることを特徴とする請求項２記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項４】
前記主剤の粘度が１３５〜１７５Ｐａ・ｓ、前記硬化剤の粘度が４０〜６０Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項２又は３記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項５】
前記ヒンジは、矩形平板を断面Ｕ字状に対称に折り曲げて形成されたヒンジ部、窓ガラス接合部及びボディ接合部と、前記ボディ接合部に形成された孔と、前記孔に挿入されて溶接されたボルトと、を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項６】
前記窓ガラス接合部に、前記窓ガラス側の接合面に向かって凸となる、一直線上にない少なくとも３つの突起部が形成されていることを特徴とする請求項５記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【請求項７】
前記窓ガラス接合部の接合面の一部に、前記窓ガラスに前記ヒンジを仮保持するための両面接着テープが接着されていることを特徴とする請求項５又は６記載の自動車用窓ガラスヒンジの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用窓ガラスと金属製ヒンジとを接着剤により接合する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサイドウィンドなどに数度の角度で開閉する窓ガラスが採用されることがある。この種の窓ガラスは、Ｕ字状に折り曲げられたステンレス製板状ヒンジの一面をボルトによりボディに締結する一方で、板状ヒンジの他の一面に接着剤を用いて窓ガラスを接合する。そして、ヒンジの対向端面にキャッチハンドルを装着し、このキャッチハンドルを操作することにより、窓ガラスを僅かに開いたり閉じたりする。
【０００３】
従来の窓ガラスヒンジの接合構造においては、ヒンジと窓ガラスとを１液ウレタン接着剤を用いて接合していた（特許文献１）が、１液ウレタン接着剤は硬化時間が１日程度必要になって生産性が悪いことや、ウレタン接着剤の硬化不足によりヒンジが剥がれるおそれがあること、あるいは板状ヒンジをプレス加工する際のプレス油を除去しないとウレタン接着剤の接着強度が確保できないといった問題があった。
【特許文献１】特開平７−１０１２３８号公報
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、速乾性で接着強度が高く、油が付着した接着面にも適用可能な自動車用窓ガラスヒンジの接合構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、自動車用窓ガラスと金属製ヒンジとを接着剤で接合する窓ガラスヒンジの接合構造であって、前記ヒンジ側の接合面に形成されたアシドホスホキシメタアクリレートを主成分とするヒンジプライマ層と、前記窓ガラス側の接合面に形成されたシランカップリング剤を主成分とするガラスプライマ層と、前記ヒンジプライマ層とガラスプライマ層との間に形成されたアクリルを主成分とする２液硬化型接着剤層とを有することを特徴とする自動車用窓ガラスヒンジの接合構造が提供される。
【０００５】
本発明では、２液硬化型接着剤を用いてヒンジと窓ガラスとを接合しているので１液ウレタン接着剤に比べて１／５０以下の時間で硬化する程の速乾性を有し、生産性が極めて高い。
【０００６】
また、ヒンジ側の接合面にアシドホスホキシメタアクリレートを主成分とするヒンジプライマを用い、窓ガラス側の接合面にシランカップリング剤を主成分とするガラスプライマを用い、これら２種類のプライマとの接着性に優れたアクリルを主成分とする２液硬化型接着剤を用いて接着するので、１液ウレタン接着剤に比べて、引っ張り力及び剪断力が約３倍にも達し、剥がれ等のおそれが解消される。
【０００７】
また、アクリルを主成分とする２液硬化型接着剤を用いているので、ヒンジにプレス油が残留していてもヒンジと窓ガラスとの接着性を損なうことがなく、プレス油を予め除去する作業が不要となる。
【発明の実施の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は本発明に係る自動車用窓ガラスヒンジの接合構造が適用される自動車の窓ガラス構造を説明するための図であって、同図（Ａ）は自動車の全体図、同図（Ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う断面図、図２は図１（Ｂ）のII部を示す拡大断面図、図３は本発明に係るヒンジの一例を示す図であって、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は本発明に係るヒンジの製造方法を説明するための斜視図である。
【０００９】
まず、本実施形態に係る接合構造の全体構造について説明すると、図１（Ａ）に示す自動車１のリヤサイドウィンドガラス２（本発明に係る窓ガラスに相当する。）においては、ボディフレームを構成する第２センターピラー３にヒンジ４が取り付けられ、同じくボディフレームを構成するリヤピラー５にキャッチハンドル６が取り付けられ、リヤサイドウィンドガラス２の前端がヒンジ４に、後端がキャッチハンドル６にそれぞれ固定されている。これにより、キャッチハンドル６の開閉操作にともないヒンジ４が弾性変形し、当該キャッチハンドル６の開閉寸法だけリヤサイドウィンドガラス２の後端が、前端のヒンジ４を支点として僅かに開閉することになる。この様子を図１(Ｂ）に二点鎖線で示す。以下、本発明に係る窓ガラスヒンジの接合構造を、リヤサイドウィンドガラス２の前端とヒンジ４との接合構造に適用した一例を説明する。
【００１０】
図２に本実施形態に係る接合構造を断面図で示すが、リヤサイドウィンドガラス２と第２センターピラー３との間に金属製ヒンジ４が設けられている。第２センターピラー３とヒンジ４との接合は、発泡性プラスチックなどで構成される弾性ワッシャ７を介してボルト４５及びナット８で締結されている。なお、この第２センターピラー３とヒンジ４との接合構造については、ボルト４５及びナット８以外の接合方法に変更してもよい。
【００１１】
これに対して、リヤサイドウィンドガラス２とヒンジ４との接合は、接着剤を用いた接合であって、ヒンジ４側の接合面４７に形成されたヒンジプライマ層９１と、ガラス２側の接合面２１に形成されたガラスプライマ層９２と、これらヒンジプライマ層９１とガラスプライマ層９２との間に形成された接着剤層９３とから構成されている。なお、これらヒンジプライマ、ガラスプライマ及び接着剤の化学的組成等の詳細は後述する。
【００１２】
図３及び図４に示す本実施形態に係るヒンジ４は、たとえばステンレスなどの金属から構成され、図４に示す矩形平板４ａを断面Ｕ字状に対称に折り曲げて形成されたヒンジ部４３、窓ガラス接合部４１及びボディ接合部４２と、ボディ接合部４２に形成された孔４４と、孔４４に挿入されて溶接されたボルト４５と、窓ガラス接合部４１に形成された３つの突起部４６を有する。そして、窓ガラス接合部４１にリヤサイドウィンドガラス２を接着剤により接合するとともに、ボディ接合部４２に第２センターピラー３を接合し、ヒンジ部４３の金属弾性によってリヤサイドウィンドガラス２を閉じたときの復帰弾性を付与する。
【００１３】
本例のヒンジ４は、図４に示すように矩形平板４ａに孔４４と突起部４６を加工したのち、孔４４にボルト４５を挿入し、当該ボルト４５の頭部４５ａを矩形平板４ａに溶接によって接合し、この加工品を折り曲げ成形機に入れて断面Ｕ字状に折り曲げ加工することにより製造することができる。
【００１４】
矩形平板４ａを折り曲げてからボディ接合部４２にボルト４５を組み付ける工程を採用すると、ボルト４５の頭部４５ａが邪魔になるのでガラス接合部４１の一部を切り欠く必要があるが、このようにするとガラス接合部４１の接合面４７の接着面積を確保するためにガラス接合部４１自体を大きく形成しなければならないが、本例のヒンジ４は、矩形平板４ａの状態でボルト４５を取り付けているので、ヒンジ形状が極めてシンプルかつ小さく、薄くすることができる。これにより、曲げ歪を除去するためのテンパー処理工程が不要となったり、どんなガラス曲面にもピッタリとフィットすることができたりする。
【００１５】
なお、ガラス接合部４１に、リヤサイドウィンドガラス２側の接合面２１に向かって凸となる、一直線上にない３つの突起部４６が形成されている。この３つの突起部４６は、図３（Ｂ）に示すように、リヤサイドウィンドガラス２の接合面２１に当接させた際に、それ以外の接合面４７とガラス２との間に接着剤溜まり(隙間)を形成するもので、これによって充分な量の接着剤をガラス２とヒンジ４との間に保持することができる。
【００１６】
ちなみに、本例では、ヒンジ４をリヤサイドウィンドガラス２に接着したのち、このリヤサイドウィンドガラス２を自動車に組み付けるという工程を採ることから、窓ガラス接合部４１の接合面４７の上下両端に両面接着テープを貼り付け、この両面接着テープによってガラス２にヒンジ４を仮保持した状態で接着剤を硬化させる。このため、両面接着テープの厚さが充分厚ければ、上下両端の両面接着テープの間に接着剤溜りが形成されるので、上述した突起部４６を省略しても良い。
【００１７】
次に、本例のヒンジプライマ、ガラスプライマ及び接着剤の化学的組成について説明する。
【００１８】
本例のヒンジプライマ層９１を構成するヒンジプライマは、アシドホスホキシメタアクリレートを主成分とするプライマであって、端部にＯＨ基とＣＨ２基を有し、図６に示す化学式にて表される。また、本例のガラスプライマ層９２を構成するガラスプライマは、シランカップリング剤を主成分とするプライマであって、端部にＳｉＯ基とＮＨ２基とを有し、図５に示す化学式で表される。
【００１９】
本例の接着剤層９３を構成する接着剤は、アクリルを主成分とする２液硬化型接着剤であって、主剤としてメチルメタクリレート及びメタクリル酸、硬化剤として過酸化ベンゾイルが含まれる。
【００２０】
本例において、硬化剤に対する主剤の混合重量比率は、好ましくは９〜１１倍、より好ましくは１０倍である。主剤と硬化剤の混合重量比率をこの範囲にすることで、硬化時間が作業性を損なわない程度に短縮する。また、主剤の粘度は１３５〜１７５Ｐａ・ｓ、硬化剤の粘度は４０〜６０Ｐａ・ｓであることが好ましい。主剤及び硬化剤の粘度をこの範囲にすることで、接着剤を塗布したときの作業性を損なうことなく擦れを防止することができる。
【００２１】
本例の２液硬化型接着剤は以下のように硬化する。すなわち、まず硬化剤である過酸化ベンゾイルの分解反応が進行しラジカルが生成される。
【化１】
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【００２２】
次いで、このラジカルが主剤であるメチルメタクリレート及びメタクリル酸にアタックし、新たなラジカルが生成する。
【化２】
2006076492.tif 000004
【００２３】
そして、この新たなラジカルによって重合化することにより接着剤が硬化する。
【化３】
2006076492.tif 000005
【００２４】
本例では、２液硬化型接着剤を用いているので、１液ウレタン接着剤が硬化に２４時間要していたところを、２５分〜３０分程度で必要とされる接着力を呈することができる。これにより、生産効率が５０倍以上となり、またワークを保存するスペース等も著しく縮小することができる。また、本例の接着剤はヒンジ４の表面にプレス油などが付着していても充分な接着力が確保できるので、ヒンジ４を脱脂処理する必要もない。
【００２５】
次に、接着剤層９３とガラス２との間の接着メカニズムについては、図５に示すように、ガラス２の表面Ｏとシランカップリング剤を主成分とするガラスプライマのＳｉＯ基とが結合する一方で、ガラスプライマと接着剤とは、ガラスプライマのＮＨ２基と接着剤のＣＯＯＲ基とが結合する。これにより、接着剤層９３、ガラスプライマ層９２及びガラス２が強固に接合される。
【００２６】
これに対して、接着剤層９３とヒンジ４との間の接着メカニズムについては、図６に示すように、ヒンジ４表面に付着したＯ基とヒンジプライマのＰ基、及びヒンジ４表面に付着したＯＨ基とヒンジプライマのＯＨ基とが結合する一方で、ヒンジプライマと接着剤とは、ヒンジプライマのＣＨ２基と接着剤のＣとが結合する。これにより、接着剤層９３、ヒンジプライマ層９１及びヒンジ４が強固に接合される。
【００２７】
以上の接着メカニズムにより、ヒンジ４、ヒンジプライマ層９１、接着剤９３、ガラスプライマ層９２及びガラス２が強固に接着されることになり、接着不良によるヒンジ４とガラス２の剥がれ等が防止される。
【００２８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００２９】
たとえば、上述した実施形態では、本発明の自動車用窓ガラスヒンジの接着構造をリヤサイドウィンドガラスに適用した例で説明したが、ガラスとヒンジ（ブラケット類を含む。）の接合構造であればこの部位に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る自動車用窓ガラスヒンジの接合構造が適用される自動車の窓ガラス構造を説明するための図であって、（Ａ）は自動車の全体図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図１（Ｂ）のII部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係るヒンジの一例を示す、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係るヒンジの製造方法を説明するための斜視図である。
【図５】本発明に係る接着剤と窓ガラス側の接合面との接着メカニズムを説明するための図である。
【図６】本発明に係る接着剤とヒンジ側の接合面との接着メカニズムを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
２…リヤサイドウィンドガラス(窓ガラス)
２１…接合面
４…ヒンジ
４１…窓ガラス接合部
４２…ボディ接合部
４３…ヒンジ部
４４…孔
４５…ボルト
４６…突起部
４７…接合面
９１…ヒンジプライマ
９２…ガラスプライマ
９３…接着剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年9月21日(2004.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006076492.tif 000013
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006076492.tif 000014
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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