特開 2023-2227 シール部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023002227

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】シール部材

(51)【国際特許分類】

   B60R 13/06 20060101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

B60R13/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021103330

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000123549

【氏名又は名称】化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002033

【氏名又は名称】弁理士法人東名国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮下 竜也

【テーマコード（参考）】

3D201

【Ｆターム（参考）】

3D201AA01

3D201AA33

3D201AA37

3D201BA01

3D201CB07

3D201DA23

3D201EA03D

3D201EA04D

3D201FA04

(57)【要約】

【課題】成形用金型を用いることなく製造することが可能であり、かつ取設対象となるホイールアーチの曲線形状に沿って良好な追従性や変形性を有し、かつ、高いシール性を発揮可能なシール部材の提供を課題とする。
【解決手段】シール部材１は、ホイールアーチ１０３の取設面１０８と当接するシール基体部２と、シール基体部２に取設され、シール部材１の長手方向に対する直交方向の断面が中空形状を呈する中空シールリップ部３とを具備し、シール基体部２及び中空シールリップ部３は、シール部材１の長手方向に沿って一体的に押し出されることによって形成され、シール基体部２及び中空シールリップ部３は、軟質スポンジ材料を用いて構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車のホイールアーチの曲線形状に沿って取設されるシール部材であって、
前記ホイールアーチの取設面と当接するシール基体部と、
前記シール基体部に取設され、シール部材の長手方向に対する直交方向の断面が中空形状を呈する中空シールリップ部と
を具備し、
前記シール基体部及び前記中空シールリップ部は、
前記シール部材の長手方向に沿って押し出されることによって一体的に形成され、
前記シール基体部及び前記中空シールリップ部は、
軟質スポンジ材料を用いて構成されるシール部材。

【請求項2】

前記軟質スポンジ材料は、
エチレン－プロピレン－ジエンゴムを原材料とするスポンジ状エチレン－プロピレン－ジエンゴムである請求項１に記載のシール部材。

【請求項3】

前記中空シールリップ部は、
前記自動車の車体と面接触の状態で前記ホイールアーチに取設される請求項１または２に記載のシール部材。

【請求項4】

前記軟質スポンジ材料は、
比重が０．４５～０．７５の範囲である請求項１～３のいずれか一項に記載のシール部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シール部材に関する。更に詳しくは、自動車のホイールアーチに沿って取設され、車両内部への水等の侵入を防ぐことが可能なシール機能を有するホイールアーチ用のシール部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車１００のタイヤ１０１の形状に合わせて、車体１０２の一部を曲線状に切り欠いたホイールアーチ１０３が一般的に設けられている（図４参照）。このようなホイールアーチ１０３が車体１０２に設けられることで、タイヤ１０１と車体１０２との間にスペース１０４が形成され、タイヤ１０１の交換作業やチェーン（図示しない）の装着及び脱着作業を容易に行うことができる。また、タイヤ１０１が操舵輪の場合、ハンドル操作に応じてタイヤ１０１の操舵角が変化する場合でも、当該タイヤ１０１と車体１０２とが接触することがない。

【0003】

しかしながら、タイヤ１０１及び車体１０２の間に上記のスペース１０４が形成されることで、車両外部から雨水や泥等が車両内部に侵入しやすくなるおそれがある。そこで、図４に示すように、ホイールアーチ１０３の車体１０２の裏側部分に、主として硬質のゴム材料で形成されたホイールアーチ用のシール部材１０５（ホイールアーチシール）が曲線状のホイールアーチ１０３に沿うようにして取設されている。

【0004】

シール部材１０５は、図５に示すように、一般的な構成として、車体１０２のホイールアーチ１０３の取設面１０８と当接するシール基体部１０６と、シール基体部１０６から所定方向に突出し、車体１０２の一部と先端部１０７ａが当接可能なシールリップ部１０７とを具備している。これにより、雨水等の車両内部への侵入を防ぐことが可能となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のシール部材の場合、下記に示すような不具合を生じる可能性があった。すなわち、一般的なホイールアーチ用のシール部材の場合、予め所定温度で加熱され、溶融状態となったエチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム材料を、シール部材の外観形状に基づいて型彫りされ、製作された成形用金型のキャビティ内に流し込み、当該成形用金型内でゴム材料を冷却して固化させることによって主に製造されていた。すなわち、成形用金型を用いる型成形加工によって製造されていた。

【0006】

したがって、取設対象となる自動車の車種やホイールアーチの形状、或いはサイズ等に応じて、それぞれに適合するシール部材を製造するために、複数の成形用金型を予め準備する必要があり、当該成形用金型の製作コストを含むシール部材の製造開始までの初期コスト（イニシャルコスト）が高くなるといった問題があった。

【0007】

また、成形用金型への溶融状態のゴム材料の流し込みのための工程、ゴム材料を冷却固化させるための工程、及び、固化したシール部材を成形用金型から取り出す工程等の各工程を経る必要があり、それぞれの工程のための必要な作業時間が多くなることがあった。

【0008】

そのため、短時間で大量のシール部材を製造することができない場合もあり、作業効率や生産効率の点で問題となったり、作業工程が複雑化したりするなどの種々の課題を生じる場合があった。また、成形用金型によって製造された成形加工品には、一般的に所謂「バリ」が生じる可能性が高く、当該バリを取り除くバリ除去工程が必要となることもあった。

【0009】

成形用金型による型成形加工の場合、製造されるシール部材は、基本的には一種類の素材、例えば、硬質のＥＰＤＭ等で構成されていた。すなわち、上述したシール基体部及びシールリップ部は、同一の素材で一体的に形成されていた。しかしながら、シール基体部に求められる、例えば、シール部材全体の強度の向上やホイールアーチの取設面に対する装着性や密着性を良好にする特性と、シールリップ部による水等の止水効果を発揮するための特性とは、互いに相反する材料を用いる場合もあった。

【0010】

更に具体的に説明すると、シール部材の強度を強くしようとした場合、シール基体部をホイールアーチの曲線状に沿って変形させることが困難となる。換言すれば、ホイールアーチの曲線形状に対するシール部材の追従性が低下し、ホイールアーチとシール部材との間に隙間が生じ、十分な密着性を維持することができず、高いシール性を得ることができないおそれがあった。一方、上記のシール部材の変形性や追従性を良好に使用とした場合、シール部材全体の強度が低下するおそれがあった。その結果、強度及び変形性のバランスを勘案し、シール部材を構成するゴム材料等の素材を選定する必要があった。

【0011】

また、シール部材のシールリップ部の一端は、自動車の車体と当接するように取設されている。そのため、シールリップ部が硬質のゴム材料で形成されている場合、当該車体とシールリップ部とが点接触し、走行時の振動等によって車体にダメージを与える可能性があった。加えて、硬質のゴム材料の場合、その他の樹脂成形品と比較して比重が高くなる傾向があり、自動車の車両全体の重量増に影響する可能性があった。

【0012】

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、成形用金型を用いることなく製造することが可能であり、かつ取設対象となるホイールアーチの曲線形状に沿って良好な追従性や変形性を有し、かつ、高いシール性（止水性）を発揮可能なシール部材の提供を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明者は、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、押出成形技術を用いてシール部材を製造することにより、良好な追従性や強度を備え、かつ、高いシール性を発揮可能なことを見出し、下記に示す本発明を完成するに至ったものである。

【0014】

［１］ 自動車のホイールアーチの曲線形状に沿って取設されるシール部材であって、前記ホイールアーチの取設面と当接するシール基体部と、前記シール基体部に取設され、シール部材の長手方向に対する直交方向の断面が中空形状を呈する中空シールリップ部とを具備し、前記シール基体部及び前記中空シールリップ部は、前記シール部材の長手方向に沿って押し出されることによって一体的に形成され、前記シール基体部及び前記中空シールリップ部は、軟質スポンジ材料を用いて構成されるシール部材。

【0015】

［２］ 前記軟質スポンジ材料は、エチレン－プロピレン－ジエンゴムを原材料とするスポンジ状エチレン－プロピレン－ジエンゴムである前記［１］に記載のシール部材。

【0016】

［３］ 前記中空シールリップ部は、前記自動車の車体と面接触の状態で前記ホイールアーチに取設される前記［１］または［２］に記載のシール部材。

【0017】

［４］ 前記軟質スポンジ材料は、比重が０．４５～０．７５の範囲である前記［１］～［３］のいずれかに記載のシール部材。

【発明の効果】

【0018】

本発明のシール部材は、押出成形技術を用い、軟質スポンジ材料で形成された中空シールリップ部を備えることにより、ホイールアーチの曲線形状に沿った良好な追従性を維持しホイールアーチ１０３への取り付けを良好なものとし、かつ、面接触の状態で中空シールリップ部が車体と接することにより、高いシール性、すなわち、良好な止水性を発揮可能なものである。特に、従来のシール部材と比して、成形用金型の製作にかかる製作コストを抑え、シール部材の製造における初期コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態のシール部材の概略構成を示す斜視図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ’線拡大断面図である。

【図3】中空シールリップ部の変形を模式的に示す拡大参考断面図である。

【図4】ホイールアーチに対するシール部材の取設の一例を示す説明図である。

【図5】従来のシール部材の概略構成を示す拡大参考断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明のシール部材の実施の形態について説明する。なお、本発明のシール部材は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、及び改良等を加え得るものである。

【0021】

１．シール部材
本発明の一実施形態のシール部材１は、図１～図３に示すように、長手形状を呈し、自動車１００のタイヤ１０１の形状に合わせて車体１０２の一部を曲線状に切り欠いて形成されたホイールアーチに沿って弾性変形させながら取設可能なものであり、自動車部品の「ホイールアーチシール」に相当する。なお、シール部材１の取設対象となるホイールアーチ１０３等の構成については、既に図４を用いて説明したものと略同一であり、同一符号を付してここでは詳細な説明は省略する。

【0022】

本実施形態のシール部材１は、ホイールアーチ１０３と当接可能なシール基体部２と、当該シール基体部２に取設された中空シールリップ部３とを具備して主に構成されている。

【0023】

更に、シール部材１のシール基体部２及び中空シールリップ部３は、押出成形技術を用い、当該シール部材１の断面形状に合わせて形成された成形用の口金（図示しない）から原材料となる樹脂材料をシール部材１の長手方向に沿って押し出すことによって一体的に形成されている。また、シール部材１は、弾性変形可能な軟質スポンジ材料（詳細は後述する）によって全体が構成されており、外部からの応力に応じて自在に変形することが可能である。

【0024】

シール部材１のそれぞれの構成について具体的に説明すると、シール基体部２は、略平板状の基体部底部４と、基体部底部４の左右（図２における紙面左右方向に相当）の底部端部５ａ，５ｂから上方（図２における紙面上方向に相当）に向かってそれぞれ立設された一対の基体部側部６ａ，６ｂと、基体部側部６ａ，６ｂの上端同士を連結する基体部天板部７とを主に具備し、一体的に形成されている。ここで、一方の基体部側部６ａは、立設方向が途中でシール部材１の内側に向かって折れ曲がった斜辺部８を有している。

【0025】

これにより、本実施形態のシール部材１のシール基体部２は、図２に示すように、シール部材１の長手方向（図２及び図３における紙面手前方向から紙面奥行方向に相当）対する直交方向の断面が略台形（または、略矩形）の中空形状を呈し、内部に基体中空部９が形成されている。

【0026】

更に、シール基体部２は、ホイールアーチ１０３の取設面１０８（図３参照）と当接可能な当接脚部１０ａ，１０ｂが基体部底部４の下面４ａから下方（図２における紙面下方向に相当）に向かって突設されている。その結果、両面テープ（図示しない）等の周知の貼着手段によってホイールアーチ１０３の取設面１０８と当接し、固定することができる。

【0027】

一方、中空シールリップ部３は、上記シール基体部２と一体的に形成され、シール基体部２の基体部天板部７を一部共有するように構成されている。更に、中空シールリップ部３は、基体部天板部７の天板部端部１１ａ，１１ｂからそれぞれ立設されたリップ側部１２ａ，１２ｂと、リップ側部１２ａ，１２ｂをそれぞれ連結する湾曲形状の湾曲連結部１３とを具備している。

【0028】

これにより、本実施形態のシール部材１の中空シールリップ部３は、図２に示すように、シール基体部２と同様、シール部材１の長手方向に対する直交方向の断面が略円筒形（または、略楕円形）の中空形状を呈し、内部にリップ中空部１４が形成されている。

【0029】

更に、シール部材１は、シール基体部２の基体部天板部７の一方の天板部端部１２の天板部端部１１ｂと中空シールリップ部３のリップ側部１２ｂの下端が接続した付近から斜め下方に向かって突設された分枝リップ部１５を具備している。

【0030】

なお、当接脚部１０ａ，１０ｂの高さは、基体部底部４の下面４ａ及びホイールアーチ１０３の取設面１０８との間に介設され、シール部材１をホイールアーチ１０３に貼着するために使用される取設用の両面テープ（図示しない）のテープ厚さと略同一となるように設定されている。

【0031】

シール部材１は、当接脚部１０ａ，１０ｂがホイールアーチ１０３の取設面１０８と当接し、かつ、シール部材１の基体部底部４及び取設面１０８の間に両面テープを挟んだ状態で当該ホイールアーチ１０３に取設されている。これにより、ホイールアーチ１０３との取設を安定させ、かつ、両面テープによってかかる取設状態を強固なものとすることができる。その結果、自動車１００（図４参照）の走行時であってもホイールアーチ１０３からシール部材１が脱落するような不具合の発生を避けることができる。

【0032】

一方、中空シールリップ部３は、前述のように、リップ側部１２ａ，１２ｂ、湾曲連結部１３、及びシール基体部２の基体部天板部７の一部によって、断面が略円筒形の中空形状を呈して構成されている。更に、前述したように、中空シールリップ部３を含むシール部材１は、全体が弾性変形可能な軟質スポンジ材料によって形成されている。

【0033】

そのため、中空シールリップ部３の一部に外部から荷重Ｆ（例えば、図３の矢印参照）が加わった場合、かかる中空シールリップ部３は断面の中空形状が変化し、荷重Ｆが加わっていない状態（図２参照）と比較し、断面略円筒形がやや押し潰された扁平状態となる（図３参照）。なお、図３は、ホイールアーチ１０３に取設されたシール部材１に対し、車体１０２の一部が接触し、中空シールリップ部３に上方から荷重Ｆが加えられた状態を示すものである。更に、図３は、説明を簡略化するため、車体１０２及びホイールアーチ１０３等の構成についても図示している。

【0034】

本実施形態のシール部材１をホイールアーチ１０３の曲線形状に沿って徐々に折り曲げながら当該ホイールアーチ１０３に取設する場合において、シール部材１の全体が軟質スポンジ材料によって形成されているため、外部から加わる応力（荷重Ｆ）に応じて容易に変形することができ、所望の形状に変形させた状態で本実施形態のシール部材１をホイールアーチ１０３に取設することができる。

【0035】

すなわち、車体１０２の形状に対するシール部材１の追従性（変形性）が向上し、車体１０２及びシール部材１（中空シールリップ部３）の間に隙間等が形成されるおそれを小さくすることができる。特に、シール部材１の中空シールリップ部３と車体１０２とが広い範囲で面接触するため、外部から車体１０２の内部に浸入しようとする雨水等を中空シールリップ部３が規制することができる。これにより、従来と比して高い止水効果を本実施形態のシール部材１が発揮することができる。

【0036】

加えて、車体１０２と中空シールリップ部３とが面接触することにより、車体１０２に加わる圧力（いわゆる「面圧」）が分散することになり、特定の部位に荷重Ｆが集中することがない。これにより、車体１０２に加わる負荷を低減することができる。

【0037】

これに対し、図５に示すような、シール基体部１０６と、シール基体部１０６から所定方向に突出し、車体１０２の一部と先端部１０７ａが当接可能なシールリップ部１０７とを具備する従来型のシール部材１０５の場合、車体１０２及びシールリップ部１０７との当接は、シールリップ部１０７の先端部１０７ａにおける点接触となる。そのため、高い止水効果を得ることが困難となる。

【0038】

加えて、シール基体部１０６から突出した断面略棒状のシールリップ部１０７であるため、車体１０２との接触によってシールリップ部１０７が変形しようとする場合、圧縮変形後のシールリップ部１０７が前後方向（図５における紙面左右方向）のいずれか一方に倒れたり、変形が偏ったりする等の不具合を生じることがある。すなわち、本実施形態のシール部材１は、車体１０２と当接する構成が中空シールリップ部３であることから、上記のような、シールリップ部１０７の倒れや偏った変形が生じることがなく、当接による変形を安定したものとすることができ、止水性の向上等の優れた効果を更にそうすることができる。

【0039】

また、シール部材１のシール基体部２及び中空シールリップ部３が押出成形技術を用いて一体的に形成されているため、従来の成形用金型を用いた場合に発生する成形用金型の分割面における線である「パーティングライン」がシール部材１の外表面等に発生することがない。すなわち、従来の成形用金型を用いて製造されたシール部材１０５（例えば、図５参照）と異なり、パーティングラインに起因するバリの発生を抑制し、かつ、発生したバリの削除にかかる削除工程を省略し、効率的な生産が可能となる。

【0040】

ここで、本実施形態のシール部材１に原材料として使用される軟質スポンジ材料は、特に限定されるものではなく、例えば、軟質スポンジ材料として、オレフィン系熱可塑性エラストマーやスチレン系熱可塑性エラストマー、或いはその他のゴム材料、またはゴム様弾性を有するその他の弾性材料を挙げることができ、特に、エチレン－プロピレン－ジエンゴムを原材料とするスポンジ状エチレン－プロピレン－ジエンゴム（以下、「スポンジＥＰＤＭ」と称す。）を用いるものが好適である

【0041】

本実施形態のシール部材１は、上記のスポンジＥＰＤＭを用いて構成されている。なお、スポンジＥＰＤＭは、自動車用の樹脂成形部品の製造において比較的多く使用される周知の材料であり、ここではその詳細についての説明は省略する。

【0042】

本実施形態のシール部材１において、使用されるスポンジＥＰＤＭは、その比重が０．４５～０．７５の範囲となるように調整される。シール部材１の全体がスポンジＥＰＤＭによって構成されることにより、シール部材１の比重を低減することができ、軽量化を図ることができる。これにより、シール部材１の取設される車体全体の重量の低減化に寄与することができる。

【0043】

本実施形態のシール部材１は、シール基体部２及び中空シールリップ部３の全体が軟質スポンジ材料で形成されていることにより、応力に対する変形の程度が、従来シール部材の原材料として主に使用されている硬質ゴムよりも大きく、車体１０２との当接によって大きく潰れて変形する。そのため、既に説明した、車体１０２との面接触の範囲が大きくなり、止水性の効果を高めることができ、かつ、走行時等に発生する振動等による車体１０２へのダメージを軽減する効果を有する。

【0044】

以上の通り、シール部材１全体をスポンジＥＰＤＭによって構成し、かつ、これによって形成されたシール基体部２及び中空シールリップ部３を具備することで、ホイールアーチ１０３の曲線形状に対する追従性が良好となり、かつ、シール部材１自体の強度を十分なものとすることができ、雨水等の侵入を防ぐ高いシール性を備えたシール部材１が形成される。加えて、従来の成形用金型を用いた場合と比較して、「バリ」が発生することがないため、かかるバリの除去等を行う工程を省略化することができる。すなわち、シール部材の製造における工数の削減が可能となる。

【0045】

２．シール部材の製造方法
前述したように、本実施形態のシール部材１は、原材料として一種類のスポンジＥＰＤＭを用いて製造される。

【0046】

更に具体的に説明すると、始めに図２に示すような断面形状を呈するように調整された成形用口金を、押出成形可能な押出装置にセットする。一方、押出装置に設けられた二つの原材料供給部には、加熱され、押出可能な粘度に調整され、流動可能な状態のスポンジＥＰＤＭを準備する。かかる状態で原材料供給部からスポンジＥＰＤＭを所定の押出圧力によって加圧し、成形用口金から押し出し成形を行う。このとき、スポンジＥＰＤＭの押出圧力を調整することで、成形用口金から適量のスポンジＥＰＤＭを押し出すことができる。

【0047】

成形用口金から押し出されたスポンジＥＰＤＭは、周囲の外気と接することで冷却され、流動性を失う。そして、所定の長さ（例えば、５００ｍｍ程度）まで押し出した後でカットされる。これにより、スポンジＥＰＤＭで構成された長手形状の加工物が形成される。かかる長手形状の加工物に対してその他の加工をものであってもよい。その結果、本実施形態のシール部材１の製造が完了する。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明のシール部材は、自動車等の車両に設けられたホイールアーチに適用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１，１０６：シール部材、２，１０７：シール基体部、３：中空シールリップ部、４：基体部底部、４ａ：下面、５ａ，５ｂ：底部端部、６ａ，６ｂ：基体部側部、７：基体部天板部、８：斜辺部、９：基体中空部、１０ａ，１０ｂ：当接脚部、１１ａ，１１ｂ：天板部端部、１２ａ，１２ｂ：リップ側部、１３：湾曲連結部、１４：リップ中空部、１５：分枝リップ部、１００：自動車、１０１：タイヤ、１０２：車体、１０３：ホイールアーチ、１０４：スペース、１０５：シール部材、１０７：シールリップ部、１０７ａ：先端部、１０８：取設面、Ｆ：荷重。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】