(57)【要約】【課題】ウェザーストリップの湾曲部などの応力集中が高い部分を補強する方法を提供する。【解決手段】ウェザーストリップを製造する方法は、中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材を形成することを含む。熱可塑性ホットメルト材料等の硬化性液体材料が、中空内部に注入される。硬化性液体は、硬化して弾性差し込み部材になり、ウェザーストリップの長さに沿った１つ又は複数の箇所を補強する。【選択図】図２Ａ
2006123553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェザーストリップを製造する方法であって、
中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材を用意することと、
前記中空内部に硬化性液体材料を注入することと、
前記硬化性液体材料を少なくとも部分的に硬化させて前記中空内部内で弾性差し込み部材にすることと
を含むウェザーストリップを製造する方法。
【請求項２】
前記硬化性液体材料は、液体熱可塑性材料である請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項３】
前記液体熱可塑性材料は、ホットメルト材料からなる請求項２に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項４】
前記液体熱可塑性材料を注入することは、
前記ふくらみ部材に孔を形成することと、
該孔を通して前記中空内部に注入部材を挿入することと
をさらに含む請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項５】
前記圧縮可能なふくらみ部材を用意することは、該圧縮可能なふくらみ部材を押し出し成形することをさらに含む請求項４に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項６】
前記注入部材を用いて前記ふくらみ部材に前記孔を穿孔することをさらに含む請求項４に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項７】
前記ふくらみ部材は或る長さを有し、前記液体材料は、前記長さの一部のみに沿って注入される請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項８】
前記ふくらみ部材を前記弾性差し込み部材の場所で湾曲形状に形成することをさらに含む請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項９】
前記ウェザーストリップは、前記ふくらみ部材の基部に結合された担持体部材を含み、該方法は、
前記ふくらみ部材の前記基部に前記液体材料を注入すること
をさらに含む請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１０】
前記中空内部は、長さを有し、
前記液体材料を注入することは、
前記中空内部の前記長さに対して非垂直の向きのオリフィスから前記液体材料を導くこと
をさらに含む請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１１】
前記オリフィスは、前記中空内部の前記長さとほぼ平行な向きである請求項１０に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１２】
前記液体材料は、注入部材から両方向に注入される請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１３】
前記ふくらみ部材をホルダ内に少なくとも部分的に閉じ込めることであって、それにより、前記注入するステップ中に前記ふくらみ部材が外側に膨張しないようにすることをさらに含む請求項１０に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１４】
前記液体材料の注入中に前記ふくらみ部材に圧縮を加えることをさらに含む請求項１に記載のウェザーストリップを製造する方法。
【請求項１５】
ウェザーストリップであって、
中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材と、
前記中空内部に配置された弾性熱可塑性材料と
を備えるウェザーストリップ。
【請求項１６】
前記弾性熱可塑性材料は、ホットメルト材料からなる請求項１５に記載のウェザーストリップ。
【請求項１７】
前記圧縮可能なふくらみ部材は、押し出し成形されたゴム材料からなる請求項１５に記載のウェザーストリップ。
【請求項１８】
前記押し出し成形されたゴム材料は、ＥＰＤＭからなり、前記弾性熱可塑性材料は、固体ホットメルト材料からなる請求項１７に記載のウェザーストリップ。
【請求項１９】
前記ふくらみ部材は、長さを有し、前記弾性熱可塑性材料は、前記長さの一部のみに沿って配置されている請求項１５に記載のウェザーストリップ。
【請求項２０】
前記ふくらみ部材は、前記長さに沿って延在する少なくとも１つの湾曲部を含み、前記弾性熱可塑性材料は、前記湾曲部に配置されている請求項１５に記載のウェザーストリップ。
【請求項２１】
縦方向長さを有する中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材に硬化性液体材料を注入するディスペンサであって、
吐出弁と、
該吐出弁と動作可能に結合された注入部材であって、前記吐出弁から前記硬化性液体材料を受け取る通路と、該通路と連通する出口オリフィスとを含み、該通路は長さを有しており、該出口オリフィスは該長さを横切る方向に延在しており、該注入部材が前記縦方向長さを横切る方向に前記圧縮可能なふくらみ部材に挿入されたときに、前記中空内部の前記縦方向長さに対して非垂直に延在する注入部材と
を備えるディスペンサ。
【請求項２２】
前記出口オリフィスは、前記注入部材を横切って延在するとともに、前記注入部材の両側に開口して、前記中空内部の前記縦方向長さに沿ってほぼ両方向に前記硬化性液体材料を吐出する請求項２１に記載のディスペンサ。
【請求項２３】
前記注入部材は、前記出口オリフィスから離れた位置にある先端を含み、該先端は、前記ふくらみ部材への前記注入部材の挿入を少なくとも補助するように尖っている請求項２２に記載のディスペンサ。
【請求項２４】
前記中空内部から前記硬化性液体材料が漏れるのを防止するために前記注入部材を囲むシールをさらに備える請求項２１に記載のディスペンサ。
【請求項２５】
縦方向長さを有する中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材に硬化性液体材料を注入するシステムであって、
吐出弁と、
該吐出弁と動作可能に結合された注入部材であって、前記吐出弁から前記硬化性液体材料を受け取る通路と、該通路と連通する出口オリフィスとを含み、前記縦方向長さを横切る方向に前記圧縮可能なふくらみ部材の一部に挿入されて該出口オリフィスを前記中空内部と連通させるように構成された注入部材と、
前記圧縮可能なふくらみ部材の前記注入部材を受け入れる部分を少なくとも部分的に取り囲むとともに、前記中空内部の前記縦方向長さに沿って前記硬化性液体材料を注入しているときに前記部分の望ましくない膨張を防止するふくらみ部材ホルダと
を備えるシステム。
【請求項２６】
前記ふくらみ部材ホルダは、前記圧縮可能なふくらみ部材を圧縮するように構成されている請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねウェザーストリップに関し、より詳細には、ウェザーストリップの湾曲部等、ウェザーストリップの応力集中が高い領域の部分を補強する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ドア組立体、窓組立体、及びハッチ組立体において、多種多様なウェザーストリップが、この要素で構造体内部をシールするために用いられている。例えば、自動車用途では、ウェザーストリップを用いて車両の窓、ドア、トランク、及びフードの周りをシールして、これらの場所から自動車の内部領域に水及び空気が入るのを防止してきた。このタイプのウェザーストリップは、通常、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴム等の天然ゴム又は合成ゴムから押し出し成形される。押し出されたウェザーストリップは、熱により硬化させ、次に水浴中で冷却してから、所望の長さに切断することができる。ウェザーストリップは、トランク枠体とトランク蓋体との間等、所望の場所に、又はフード領域、ドア枠、窓枠等、他の場所に適切に嵌まるように、閉じたループ又は他の湾曲形状に構成される場合が多い。ウェザーストリップは、製造プロセス中に所望の湾曲形状に永久的に熱成形されることにより、ウェザーストリップが後でその支持構造体に固定される時の組み立てプロセスを容易にすることができる。
【０００３】
多くの場合、ウェザーストリップの各部分を補強して、例えば、ふくらみ部材の形状及び完全性が維持されるとともに、窓、ドア、トランク、又はフードの構造体等の支持構造体への取り付け中に皺又はよじれが生じないことを確実にする必要がある。これは、曲げ半径すなわち湾曲半径を有する場所において特に重要であるが、それは、ふくらみ部材のこれらの場所でよじれが最も生じやすく、したがって漏れが生じやすいためである。このような補強によって、長い使用期間にわたって十分なシール性能を確保することもできる。図１に示すように、現在は、種々のタイプの管状発泡体差し込み部材１８が、ウェザーストリップ１０に関連するふくらみ部材１２の中空内部１４に挿入される。これらの管状差し込み部材１８は、通常は約１０１．６〜２０３．２ｍｍ（４〜８インチ）の長さであり、比較的剛性ではあるが弾性の発泡体材料から予備成形される。差し込み部材１８は、ロッド２０により、又は加圧空気を用いて、ふくらみ部材１２の中空内部１４に押し込まれる。これらの差し込み部材は、通常、ふくらみ部材１２の耐圧縮力を、用途に応じて１０Ｎ〜３０Ｎ増大させる。リベット（不図示）等の締結具を、ウェザーストリップを通して管状差し込み部材に打ち込んで、挿入後の差し込み部材のずれを防止してもよい。差し込み部材は、他の手段により、例えば差し込み部材自体に設けられている構造体により、又は接着剤の使用により、締結してもよい。ウェザーストリップ１０は、Ｕ字形担持体すなわちチャネル部分１６を用いて、窓枠等の支持構造体に固定される。差し込み部材は、窓枠の角等、高い応力集中を受ける、ウェザーストリップの長さに沿った１つ又は複数の場所に配置されるように、正確に挿入されなければならない。これを達成するために、製造業者は、差し込み部材をふくらみ部材の中空内部に押し込む時に停止部としての役割を果たすように、ウェザーストリップに沿った所望の場所にクランプを配置する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
概して上述のように、弾性の円筒状発泡体差し込み部材すなわち弾性管をウェザーストリップに挿入することは、時間のかかる手順であり、したがって製造コストが高くなる。ウェザーストリップ内での差し込み部材の不正確な配置、又はウェザーストリップ内での差し込み部材の固定が不十分であることによる挿入後の差し込み部材の軸方向のずれ等、他の問題も起こり得る。
【０００５】
当該技術分野における上記の問題及び他の問題に対処するために、補強されたウェザーストリップと、製造時間及び製造コストを削減しつつ必要な製品寿命にわたって最適なシール性能を確保する製造方法とが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、本発明は、概ねウェザーストリップを製造する方法に関し、この方法は、概して、硬化性液体を圧縮可能なふくらみ部材の中空内部に挿入することを伴う。硬化性液体材料は、少なくとも部分的に硬化して、中空内部内において弾性差し込み部材になる。好ましくは、硬化性液体材料はホットメルト材料である。例えば、硬化後に固体構造体（すなわち、非発泡）又は発泡構造体になり得るツールディップ（tool dip）のようなホットメルト材料を用いてもよい。この材料は、使用中に必要な耐圧縮性と弾性との組み合わせを提供することが分かっている。材料を硬化させて所望の弾性差し込み部材にすることができる限り、反応型接着剤等の他のタイプの硬化性材料、又は多くの他の硬化性材料を用いることができる。
【０００７】
液体材料は、まずふくらみ部材に孔を形成し、次に、孔を通して中空内部に注入部材を挿入することにより、注入することができる。孔は、注入部材自体により形成してもよく、又は別の道具により予備成形してもよい。圧縮可能なふくらみ部材は、ＥＰＤＭを押し出すことにより形成することが好ましい。液体材料は、好ましくは、ふくらみ部材の長さの一部のみに沿って、より好ましくは、ウェザーストリップの長さに沿った湾曲した場所等、ふくらみ部材の長さのうち、組み立て中／使用中により高い応力集中又は圧力を受けることになる１つ又は複数の部分に、注入する。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、液体材料は、中空内部の長さに対して非垂直な向きにあるオリフィスから導かれる。より詳細には、オリフィスは、ふくらみ部材の中空内部の長さとほぼ平行な向きにあり、注入部材とは逆方向に注入が行われてもよい。ふくらみ部材は、液体材料の注入中にふくらみ部材が外側に膨張しないように、少なくとも部分的にホルダ内に閉じ込めてもよい。本方法はさらに、液体材料の注入中にふくらみ部材に圧縮を加えることを含み得る。これにより、材料を注入して圧縮を解除した後に、ふくらみ部材がわずかに膨張することができる。本発明はさらに、本明細書で説明する特徴の１つ又は複数を組み込んだディスペンサ及び注入システムに関する。
【０００９】
本発明はさらに、中空内部を有する圧縮可能なふくらみ部材と、中空内部に入れられる弾性熱可塑性材料とを備える、ウェザーストリップを意図する。このウェザーストリップは、上記で概説した種々の特徴及び態様の１つ又は複数を含み得る。
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴及び目的は、以下の詳細な説明を添付図面とともに読めば、より容易に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［発明の実施形態］
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、ホットメルト接着剤吐出ガン３０が、加熱されたホース３２から熱可塑性ホットメルト材料を受け取り、排出部すなわち注入部材３８を有する弁３６を通して材料３４を吐出する。排出部３８は、十分に加えられた力によりふくらみ部材１２を穿孔するように構成され得る。排出部３８は、針形の排出部３８又は排出部３８に結合される槍状又はナイフ状の構成部材の使用等によって穿孔をより容易に達成するように、種々の方法で形成され得る。担持体すなわちチャネル１６に隣接したふくらみ部材１２の基部にホットメルト材料３４を注入することも、容易に行い得る。チャネル１６は、比較的剛性の構成部材であるため、この領域では、通常は穿刺を行うことを可能にするのにより確実な支持が得られる。代替的には、ホットメルト材料３４を注入する前に、予備成形された孔に排出部３８が単に挿入されるだけでいいように、ふくらみ部材１２に孔が予備成形されてもよい。
【００１２】
ホットメルト材料３４は、ウェザーストリップ１０の長さの一部のみに沿って、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示すように湾曲しているか、又は後で湾曲する部分に沿って、注入されることが好ましい。高圧点を表す他の領域又は応力集中がより高い領域も、本発明の原理を用いることができる。注入プロセス中に、液体ホットメルト材料３４を充填することが望まれる領域の両端を、例えばクランプ（図示せず）を適用することにより、又は他の方法により、密封してもよい。代替的に、図２Ａに示すように、ホットメルト材料３４は、所定の時間の間、適当な流量で吐出した後で、中空内部１４の所望の長さを充填するために、注入すると両方向に広がってもよい。ホットメルト材料３４は、ガン３０等の１つ又は複数のディスペンサを用いて、ウェザーストリップ１０に沿った１つ又は複数の場所に導入することができる。複数の導入場所は、複数の離間した材料差し込み部材を形成するために必要であろうし、又は１つの比較的長い材料差し込み部材を形成するために必要であるか又は望ましい場合がある。複数の導入場所は、同じガン又は複数のガンを用いて得ることができる。ふくらみ部材１２にさらなる構造的な支持体を提供するために、適当な固定具を設けて、ふくらみ部材１２の外面の少なくとも一部を保持及び支持してもよい。これにより、ふくらみ部材１２が直径方向に膨張しなくなり、その結果、ふくらみ部材１２に沿ったホットメルト材料３４の長さ方向の移動が分散又は低減しなくなる。
【００１３】
液体ホットメルト材料３４は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように硬化すると、弾性差し込み部材４０になり、これは、著しく大きい圧縮力「Ｆ」を受け止めるとともに、ウェザーストリップ１０の非補強領域よりも大きい耐圧縮性を呈することができる。好ましくは、自動車用途の場合、差し込み部材４０は、ふくらみ部材１２の耐圧縮力を約１０Ｎ〜約３０Ｎ増大させるが、これは用途に応じて変わり得る。補強領域は、ウェザーストリップ１０が必要な製品寿命にわたってそのシール機能を適切に果たすことができるのに依然として十分な弾性を有する。本発明によるホットメルト材料を注入する方法は、固体発泡体差し込み部材を挿入する場合の約９０秒と比較して、数秒しかかからないことが分かっている。本発明の結果として作業者数の削減も実現されるため、労働コストも大幅に削減される。このような用途では、差し込み部材の長さは約１００ｍｍ〜約４００ｍｍであることが好ましいが、これは用途の必要性に基づいて容易に変えることができる。好ましいホットメルト材料は、ウィスコンシン州ジャーマンタウン（Germantown, WI）のハートランド接着剤会社（Heartland Adhesive Co.）の製品番号Ｈ５６１−Ｂである。しかしながら、他のホットメルト材料等、他の発泡又は非発泡熱可塑性材料を代わりに用いてもよい。発泡材料を用いることにより、例えば、デュロメータ硬さが低いふくらみ部材１２を可能にすることができる。
【００１４】
図４〜図６を参照すると、同様の参照符号を用いて第１の実施形態と同様の構造要素を示すが、変更した構造要素は、プライム記号（’）を付けた同様の符号で示す。この第２の実施形態では、ホットメルト接着剤吐出ガン３０’は、加熱されたホース３２から熱可塑性ホットメルト材料を受け取り、針の形態の排出部すなわち注入部材３８’を有する弁３６’を通して材料３４を吐出する。吐出ガン３０’の動作、より詳細には注入針３８’の動作は、以下で説明することを除いて、第１の実施形態に関して上述したのと同じである。針３８とは異なり、針３８’は、ホットメルト接着剤等の熱可塑性材料を、中空内部１４の長さに対して非垂直方向に吐出する。図示の実施形態では、注入経路は、中空内部１４の長さとほぼ平行であり、より好ましくは、注入は図４及び図６に示すように両方向に行われる。この目的のために、針３８’は、図６に最も分かりやすく示すように、針３８’の両側の側壁部分に開いた注入オリフィス４２を含む。これにより、ホットメルト接着剤３４は、中空内部１４の長さにほぼ従って両横方向に流れる。任意選択で、オリフィス４２は、針３８’の側壁の１箇所のみに、又は針３８’の側壁の３箇所以上に開いていてもよい。
【００１５】
図６に示す本発明の別の特徴は、支持体すなわちふくらみ部材ホルダ４４を使用することであり、これは、ふくらみ部材１２のうち材料３４を充填すべき部分の少なくとも一部を取り囲む二つ折り型の保持部材であり得る。ふくらみ部材１２をこのように拘束することにより、ホットメルト接着剤３４が注入される時にふくらみ部材１２が外側に膨張しなくなる。より好ましくは、支持体４４は、ふくらみ部材１２にわずかに圧縮を加えるため、注入の終了後にふくらみ部材１２をふくらみ部材４４から離脱させた後で、ふくらみ部材がわずかに膨張し得る。例えば、ふくらみ部材１２は、ホットメルト接着剤注入ステップ中に約２０％圧縮することができる。シールフランジ４６を用いて、注入部位をシールして、注入ステップ中に中空内部１４からホットメルト接着剤３４が漏れるのを防止してもよい。シールフランジ４６は、ゴム等の適当な弾性シール材料から形成することができる。前の実施形態と同様に、ふくらみ部材１２を穿孔する穿孔部材として針３８’を用いることができる程度に、針先端３８ａ’を尖らせてもよい。代替的に、又は付加的に、ふくらみ部材１２に予備成形された孔を、針３８’の挿入を少なくとも補助するために用いることができる。注入部材３８、３０’は、ふくらみ部材１２の穿孔を補助するために加熱されてもよい。
【００１６】
本発明を好ましい実施形態の説明により示し、これらの実施形態を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲をこのような詳細に制限又は何らかの形で限定することは、本出願人の意図するところではない。さらなる利点及び変更が、当業者には容易に明らかとなるであろう。本発明の種々の特徴は、ユーザの必要性及び嗜好に応じて単独で、又は多くの組み合わせで用いることができる。本明細書では、現在知られている本発明を実施する好ましい方法とともに、本発明を説明してきた。しかしながら、本発明自体は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ウェザーストリップを補強する従来の方法を示す部分断面立面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態によりウェザーストリップを製造する方法を示す部分断面立面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿って切り取った断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態により補強されたウェザーストリップの一部を示す部分断面立面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った断面図である。
【図４】図２Ａと同様であるが、本発明の代替実施形態を示す図である。
【図５】図２Ｂと同様であるが、図４の線５−５に沿って切り取った断面図である。
【図６】図４の吐出針を示す一部断面拡大図である。
【図１】
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【図２Ａ】
2006123553.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2006123553.tif 000009
【図６】
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【外国語明細書】
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2006123553.tif 000012
2006123553.tif 000013
2006123553.tif 000014
2006123553.tif 000015
2006123553.tif 000016
2006123553.tif 000017
2006123553.tif 000018
2006123553.tif 000019
2006123553.tif 000020
2006123553.tif 000021
2006123553.tif 000022
2006123553.tif 000023
2006123553.tif 000024
2006123553.tif 000025
2006123553.tif 000026
2006123553.tif 000027
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