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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-18
(45)【発行日】2024-03-27
(54)【発明の名称】成形シーラー
(51)【国際特許分類】
   F16J 15/14 20060101AFI20240319BHJP
   F16J 15/10 20060101ALI20240319BHJP
【FI】
F16J15/14 Z
F16J15/10 U
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2021038105
(22)【出願日】2021-03-10
(65)【公開番号】P2022138302
(43)【公開日】2022-09-26
【審査請求日】2023-05-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000110321
【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三浦 祐嗣
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 譲
【審査官】久慈 純平
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-15187(JP,A)
【文献】特開2019-194491(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16J 15/14
F16J 15/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平坦な被加工面に設けられた凸部に被せられ、加熱されることで軟化して前記凸部と、その凸部の周囲の被加工面とを覆う樹脂製の成形シーラーであって、
前記被加工面から突出する前記凸部の高さ寸法よりも大きな厚み寸法のシート状の成形シーラー本体と、
前記凸部を囲えるサイズで、前記成形シーラー本体に形成されている貫通穴と、
前記成形シーラー本体と等しい材料で形成されており、その成形シーラー本体に対して厚み方向に相対移動が可能な状態で、前記貫通穴を塞いでいる閉鎖シーラーと、
を有する成形シーラー。
【請求項2】
請求項1に記載された成形シーラーであって、
前記閉鎖シーラーは、前記成形シーラー本体に対して前記貫通穴を形成する際に、前記成形シーラー本体から切り離された前記貫通穴と同じ形状の切断片である成形シーラー。
【請求項3】
請求項1又は請求項2のいずれかに記載された成形シーラーであって、
前記貫通穴の形状は、前記凸部の平面形状と等しい形状に設定されている成形シーラー。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載された成形シーラーであって、
前記成形シーラー本体と閉鎖シーラーとの片面には、貼着部が設けられている成形シーラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、平坦な被加工面に設けられた凸部に被せられ、加熱されることで軟化して前記凸部と、その凸部の周囲の被加工面とを覆う樹脂製の成形シーラーに関する。
【背景技術】
【0002】
成形シーラーを使用したシール技術が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の技術は、片面粘着式の成形シーラーであり、リベットによる連結部分の腐食防止対策等に使用されている。この成形シーラー105を車両のリベット連結部分に使用する場合、図9に示すように、成形シーラー105の中央をリベット114の頭部114hの上面に貼着し、成形シーラー105の周縁を、図10に示すように、金属板112の表面に貼着する。そして、成形シーラー105がリベット114の頭部114h、及び金属板112の表面に被せられた後、塗装工程で塗装が行われ、加熱による塗装硬化処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】実開2010-121014号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、成形シーラー105を、図10に示すように、リベット114の頭部114h及び金属板112の表面に被せる場合、成形シーラー105の内側にはリベット114の頭部114hを囲んで空間Sが形成される。このため、塗装後の加熱による塗装硬化処理工程において、空間S内の空気が熱膨張して成形シーラー105に亀裂が発生することがある。
【0005】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、成形シーラーの内側に空間が形成され難くして、加熱による成形シーラーの亀裂発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記した課題は、各発明によって解決される。第1の発明は、平坦な被加工面に設けられた凸部に被せられ、加熱されることで軟化して前記凸部と、その凸部の周囲の被加工面とを覆う樹脂製の成形シーラーであって、前記被加工面から突出する前記凸部の高さ寸法よりも大きな厚み寸法のシート状の成形シーラー本体と、前記凸部を囲えるサイズで、前記成形シーラー本体に形成されている貫通穴と、前記成形シーラー本体と等しい材料で形成されており、その成形シーラー本体に対して厚み方向に相対移動が可能な状態で、前記貫通穴を塞いでいる閉鎖シーラーとを有している。
【0007】
本発明によると、成形シーラー本体には、貫通穴が凸部を囲えるサイズで形成されている。そして、成形シーラー本体の貫通穴がその成形シーラー本体に対して厚み方向に相対移動が可能な閉鎖シーラーによって塞がれている。このため、凸部を囲う位置まで成形シーラー本体の貫通穴を移動させて、前記成形シーラー本体を前記凸部の周囲の被加工面に押し付けることで、前記凸部が反力で閉鎖シーラーを内側から押し上げる。これにより、閉鎖シーラーが貫通穴内で成形シーラー本体に対して上方(厚み方向)に移動する。この結果、前記凸部は、成形シーラー本体の貫通穴と閉鎖シーラーとにより形成される凹部内に収納される。このように、前記凸部が前記凹部内に収納されることで、成形シーラー(成形シーラー本体と閉鎖シーラー)の内側に空間が形成され難くなる。この結果、成形シーラー、及び被加工面等を加熱しても、内部の空気の膨張による成形シーラーの亀裂発生を防止できる。
【0008】
第2の発明によると、閉鎖シーラーは、成形シーラー本体に対して貫通穴を形成する際に、前記成形シーラー本体から切り離された前記貫通穴と同じ形状の切断片である。このため、例えば、打ち抜き工具等を使用して成形シーラー本体に貫通穴を形成することで、閉鎖シーラーを同時に形成できる。
【0009】
第3の発明によると、貫通穴の形状は凸部の平面形状と等しい形状に設定されている。即ち、成形シーラー本体の貫通穴と閉鎖シーラーとにより形成される凹部の平面形状が凸部の平面形状と等しくなる。このため、成形シーラーを被加工面と凸部とに被せた状態で、凸部を囲む空間(成形シーラーの内側の空間)を極力小さくできる。
【0010】
第4の発明によると、成形シーラー本体と閉鎖シーラーとの片面には、貼着部が設けられている。これにより、成形シーラーを被加工面と凸部とに貼着固定できる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によると、成形シーラーの内側に空間が形成され難くなり、加熱による成形シーラーの亀裂発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の実施形態1に係る成形シーラーが使用されている車両の模式斜視図である。
図2図1のII-II矢視縦断面図である。
図3図2のIII矢視拡大図である。
図4】本実施形態に係る成形シーラーの平面図である。
図5】前記成形シーラーの一部破断縦断面図である。
図6】前記成形シーラーのセット過程Iを表す側面図である。
図7】前記成形シーラーのセット過程IIを表す側面図である。
図8】加熱後の前記成形シーラーを表す側面図である。
図9】従来の成形シーラーのセット状態Iを表す縦断面図である。
図10】従来の成形シーラーのセット状態IIを表す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
[実施形態1]
以下、図1から図8に基づいて本発明の実施形態1に係る成形シーラー20について説明する。本実施形態に係る成形シーラー20は、例えば、車両ボディ10のルーフパネル12とルーフサイドレール140とのリベット15による連結部分を覆う成形シーラーである。ここで、図中に示す前後左右及び上下は、前記車両の前後左右及び上下に対応している。
【0014】
<車両ボディ10のルーフ部の概要について>
車両ボディ10のルーフ部の車幅方向(左右方向)における端部には、図1図2に示すように、車両前後方向に延びるルーフサイドレール140が設けられている。ルーフサイドレール140は、図2に示すように、鋼板製のアウターパネル143とインナーパネル145とを備えている。アウターパネル143とインナーパネル145とには、上端フランジ部143f,145fと下端フランジ部143d,145dとが設けられている。
【0015】
そして、アウターパネル143とインナーパネル145との上端フランジ部143f,145fと下端フランジ部143d,145dとが互いに合わせられて接合されることで、ルーフサイドレール140が筒状に形成されている。ルーフサイドレール140の下側には、図2に示すように、窓用開口部16が形成されており、その窓用開口部16の外周縁に固定ガラス17の周縁が、例えば、ゴム系の接着剤等により固定されている。
【0016】
アウターパネル143の上端フランジ部143fには、図2図3に示すように、アルミ合金製のルーフパネル12の端縁が重ねられる。そして、ルーフパネル12の端縁とアウターパネル143の上端フランジ部143fとがリベット15によって連結されている。ここで、リベット15の頭部15hは、略円板形に形成されている。ルーフパネル12の上面12uとリベット15の頭部15hには、図3に示すように、腐食防止用(ガルバニック腐食防備用)の成形シーラー20が被せられた状態で塗装30が行われている。
【0017】
<成形シーラー20について>
成形シーラー20は、図4図5に示すように、中心に円形の貫通穴22kを備える円環形に成形されたシート状の成形シーラー本体22を備えている。成形シーラー本体22の貫通穴22kは、略円板形のリベット15の頭部15hを囲えるサイズで形成されている。また、成形シーラー20は、成形シーラー本体22の貫通穴22kを塞ぐ円板形の閉鎖シーラー24を備えている。成形シーラー本体22と閉鎖シーラー24とは、例えば、アクリル樹脂等、複数の樹脂を所定比率で混合することにより形成されており、塗装前の予備加熱、及び塗装後の加熱による塗装硬化処理において十分に軟化して変形可能なように構成されている。
【0018】
<成形シーラー本体22の構成について>
成形シーラー本体22は、図4に示すように、平面視円形の外周面22rを備えており、その外周面22rが、図5に示すように、貫通穴22kの内周面と平行に形成されている。そして、前記外周面22r、及び貫通穴22kの内周面が成形シーラー本体22の表面22fと裏面(図番省略)とに対して直角に形成されている。また、成形シーラー本体22の裏面は、一定厚み寸法の貼着部26によって覆われている。なお、貼着部26は、剥離紙(台紙)(図示省略)で覆われている。また、成形シーラー本体22の厚み寸法は、リベット15の頭部15hの高さ寸法よりも十分に大きな値に設定されている。
【0019】
本実施形態では、成形シーラー本体22の厚み寸法は、例えば、リベット15の頭部15hの高さ寸法(約1.0mm)の二倍の約2.0mmに設定されている。また、成形シーラー本体22の貫通穴22kの内径寸法は、リベット15の頭部15hの外径寸法とほぼ等しい値(10.0mm)に設定されている。また、成形シーラー本体22の外径寸法は、例えば、18.0mmに設定されている。
【0020】
<閉鎖シーラー24について>
閉鎖シーラー24は、上記したように成形シーラー本体22の貫通穴22kを塞ぐ円板形に成形されている。閉鎖シーラー24の厚み寸法は、図5に示すように、成形シーラー本体22の厚み寸法と等しい値に設定されている。また、閉鎖シーラー24の外径寸法は成形シーラー本体22の貫通穴22kの内径寸法と等しい値に設定されている。即ち、閉鎖シーラー24が成形シーラー本体22の貫通穴22kを塞いだ状態では、閉鎖シーラー24の外周面24rが成形シーラー本体22の貫通穴22kの内周面と面接触している。この状態で、閉鎖シーラー24に対して厚み方向(軸方向)に力が加えられると、閉鎖シーラー24は、その閉鎖シーラー24の外周面24rと成形シーラー本体22の貫通穴22kの内周面との接触抵抗に抗して軸方向に移動が可能となる。
【0021】
また、閉鎖シーラー24が成形シーラー本体22の貫通穴22kを塞いだ状態では、図5に示すように、閉鎖シーラー24の表面24fが成形シーラー本体22の表面22fと連続し、閉鎖シーラー24の裏面が成形シーラー本体22の裏面と連続している。そして、閉鎖シーラー24の裏面には、成形シーラー本体22の裏面と同様に一定厚み寸法の貼着部26が設けられている。
【0022】
<成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24との形成について>
成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24との形成は、円筒形の切刃を備えるシート打ち抜き機(図示省略)を使用して行われる。即ち、円板形の成形シーラー本体素材を円筒形の切刃と同軸になるようにシート打ち抜き機にセットした状態で、前記切刃を軸方向に移動させることで、成形シーラー本体素材から円板形の閉鎖シーラー24を切り離し、前記貫通穴22kを形成する。ここで、シート打ち抜き機の切刃には、成形シーラー本体22の貫通穴22kから引き抜く際の引き抜き抵抗が小さくなるような表面処理がなされている。このため、前記切刃を成形シーラー本体22の貫通穴22kから引き抜く際に、閉鎖シーラー24は貫通穴22k内に残る。即ち、成形シーラー本体22の貫通穴22kが形成されたタイミングで、その貫通穴22kが閉鎖シーラー24によって塞がれた状態となる。
【0023】
<成形シーラー20の使用方法について>
成形シーラー20を使用する場合には、成形シーラー20の貼着部26の剥離紙をはがす。この状態で、図6に示すように、ルーフパネル12とルーフサイドレール140の上端フランジ部143fとを連結するリベット15の頭部15hの上面に成形シーラー20の閉鎖シーラー24の貼着部26を貼着させる。次に、成形シーラー20の成形シーラー本体22の貼着部26をルーフパネル12の上面に押し付けるように、成形シーラー本体22を上方から押圧する。この押圧反力により、図7に示すように、成形シーラー本体22の貫通穴22k内で閉鎖シーラー24がリベット15の頭部15hによって押し上げられる。これにより、リベット15の頭部15hが成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24とにより形成された凹部内に収納される。即ち、リベット15の頭部15hと、その頭部15hの周囲のルーフパネル12の上面12uとが成形シーラー20によって覆われる。
【0024】
次に、成形シーラー20がセットされた車両ボディ10のルーフ部が予備加熱されることで、図8に示すように、成形シーラー20が十分に軟化して変形し、成形シーラー20が車両ボディ10のルーフパネル12に固定される。次に、図3に示すように、車両ボディ10の塗装が行われ、さらに、塗装後、加熱による塗装硬化処理が行われる。ここで、上記したように、リベット15の頭部15hは成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24とにより形成された凹部内に収納されるため、成形シーラー20の内側にはリベット15の頭部15hを囲んで空間Sが形成され難くなる。このため、塗装後、加熱による塗装硬化処理が行われても、内部の空気膨張による成形シーラー20の亀裂発生を防止できる。
【0025】
<本実施形態における用語と本発明の用語との対応>
本実施形態におけるルーフパネル12の上面12uが本発明の平坦な被加工面に相当し、リベット15の頭部15hが本発明の凸部に相当する。
【0026】
<本実施形態に係る成形シーラー20の長所について>
本実施形態に係る成形シーラー20によると、成形シーラー本体22には、貫通穴22kがリベット15の頭部15h(凸部)を囲えるサイズで形成されている。そして、成形シーラー本体22の貫通穴22kがその成形シーラー本体22に対して厚み方向に相対移動が可能な閉鎖シーラー24によって塞がれている。このため、リベット15の頭部15hを囲う位置まで成形シーラー本体22の貫通穴22kを移動させて、成形シーラー本体22をリベット15の頭部15hの周囲のルーフパネル12の上面12u(被加工面)に押し付けることで、リベット15の頭部15hが反力で閉鎖シーラー24を内側から押し上げる。即ち、閉鎖シーラー24が貫通穴22k内で成形シーラー本体22に対して上方(厚み方向)に移動する。これにより、図7に示すように、リベット15の頭部15hは、成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24とにより形成される凹部内に収納される。このように、リベット15の頭部15hが凹部内に収納されることで、成形シーラー20(成形シーラー本体22と閉鎖シーラー24)の内側に空間が形成され難くなる。この結果、成形シーラー20、及びルーフパネル12等を加熱しても、内部の空気の膨張による成形シーラー20の亀裂発生を防止できる。
【0027】
また、閉鎖シーラー24は、成形シーラー本体22に対して貫通穴22kを形成する際に、成形シーラー本体22から切り離された貫通穴22kと同じ形状の切断片である。このため、例えば、打ち抜き工具等を使用して成形シーラー本体22に貫通穴22kを形成することで、閉鎖シーラー24を同時に形成できる。また、貫通穴22kの形状はリベット15の頭部15hの平面形状と等しい形状に設定されている。即ち、成形シーラー本体22の貫通穴22kと閉鎖シーラー24とにより形成される凹部の平面形状がリベット15の頭部15hの平面形状と等しくなる。このため、成形シーラー20をルーフパネル12の上面12uとリベット15の頭部15hとに被せた状態で、成形シーラー20の内側の空間を極力小さくできる。
【0028】
<変更例>
ここで、本発明は上記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範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、成形シーラー本体22の外形を円形に成形する例を示したが、例えば、被加工面の形状に合わせて、楕円形や角形に形成することも可能である。また、成形シーラー本体22の貫通穴22kを円形に形成する例を示したが、被加工面の凸部の形状に合わせて適宜変更することも可能である。また、本実施形態では、成形シーラー本体22の貫通穴22k、及び閉鎖シーラー24の形成が円筒形の切刃を備えるシート打ち抜き機(図示省略)を使用して行われる例を示した。しかし、閉鎖シーラー24を成形シーラー本体22とは別の厚み寸法の異なるシート状部材から形成し、その閉鎖シーラー24を成形シーラー本体22の貫通穴22kに嵌め込む構成でも可能である。さらに、本実施形態では、被加工面としてルーフパネル12の上面12uを例示したが、例えば、異種金属をリベット接合する車両ボディの側面等を被加工面とすることも可能である。さらに、凸部としてリベット15の頭部15hを例示したが、ネジの頭部、及びボルトの頭部等を凸部とすることも可能である。
【符号の説明】
【0029】
12・・・・ルーフパネル(被加工面)
12u・・・上面(被加工面)
15・・・・リベット(凸部)
15h・・・頭部(凸部)
20・・・・成形シーラー
22・・・・成形シーラー本体
22k・・・貫通穴
24・・・・閉鎖シーラー
26・・・・貼着部
S・・・・・空間
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10