CN110091698A - 外密封条 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装至汽车门的门板的上缘部的由热塑性弹性体形成的外密封条，用于密封门板和门玻璃之间的空间，该外密封条包括由车辆内侧侧壁、顶壁和车辆外侧侧壁构成的主体，以及从车辆内侧侧壁向门玻璃侧突出的上密封唇和下密封唇。与形成上密封唇和下密封唇的热塑性弹性体相比各自含有更高比例的增塑剂组分的增塑剂富含层形成在上密封唇和下密封唇抵靠门玻璃的一侧上。

Description

外密封条

技术领域

本发明涉及一种安装至汽车门的上缘部的外密封条。

背景技术

如图3所示，汽车的门1通常包括门板2和构成窗框的门框3。门框3的开口由上下移动的门玻璃4打开和关闭。

外密封条100安装至门板2的上缘部(也称为“腰线”)2c。

如在图4中所示的示意图，外密封条100包括：作为基本结构的主体500，主体500沿着门板2的上缘部2c延伸；以及上密封唇600和下密封唇700，上密封唇600和下密封唇700从主体500的车辆内侧侧壁(510)延伸到门玻璃4，并且外密封条100在主体500处安装至门板2的上缘部2c。

上密封唇600和下密封唇700具有远端部610和远端部710，远端部610和远端部710抵靠门玻璃4并弯曲，并且依靠它们的回复力密封上密封唇600、下密封唇700和门玻璃4之间的空间，防止诸如水滴和灰尘等异物以及噪声从外部进入车辆内部。此外，当门玻璃4上下移动时，上密封唇600和下密封唇700去除附着在门玻璃4上的水滴、灰尘等，从而为驾驶员提供良好的可视性。

包括外密封条100的汽车密封构件已经使用诸如EPDM的硫化橡胶制造。然而，近年来，使用热塑性弹性体(TPE)的产品已广泛存在，因为它们具有与橡胶类似的特性，它们低于橡胶化合物的比重，便于模塑、回收利用等。

近年来，隔音性能已经得到改善，并且车载空调、音响和通信功能在性能上已经得到了提高。结果，门玻璃4持续处于关闭状态。通过关闭门玻璃4，门玻璃4在门板2的上缘部2c处移动到车辆外侧，使得上密封唇600和下密封唇700长时间保持在最弯曲状态。结果，在使用热塑性弹性体(TPE)的外密封条100中，上密封唇600和下密封唇700的老化劣化表现为在最弯曲状态下的永久变形(压缩永久应变)的现象。当门玻璃4上下移动时，对门玻璃4侧的回复力减小，门玻璃4与上密封唇600之间或/和门玻璃4与下密封唇700之间形成间隙，不能防止诸如水滴、灰尘等异物以及噪音从外部进入车辆内部。此外，不能去除附着在门玻璃4上的水滴、灰尘等，导致不能向驾驶员提供良好可视性的问题。

为了解决上述问题，已知的是在密封唇的耐用性上进行改善的外密封条。如图5所示，对于JP 2016-147518A的外密封条100，外密封条100由主体500、上密封唇600和下密封唇700形成，并且上密封唇600和下密封唇700具有：形成在主体500侧的横截面厚度减小的近端部620和近端部720，以及在门玻璃4侧的厚度增加的远端部610和远端部710。远端部610和远端部710抵靠门玻璃4，并绕近端部620和近端部720弯曲，使得远端部610和远端部710对门玻璃4产生回复力，使外密封条100与门玻璃4紧密接触。

另一方面，上密封唇600具有朝向下密封唇700突出的突出部630。当上密封唇600和下密封唇700中的一个劣化而在远离门玻璃4的方向上旋转时，突出部630将另一个密封唇压在门玻璃4上，从而解决了由于老化劣化而引起的上述问题。然而，在这种情况下，新设置突出部630增加了材料的使用量，引起成本和轻量化的问题。

接下来，对于JP2007-137357A的外密封条，主体由软树脂材料形成，弹性接触门玻璃并且发生弹性形变的上密封唇和下密封唇由可与主体共挤出的特殊的EPDM(在150℃或更低温度下交联的低温交联的EPDM)橡胶材料形成。

低温交联的EPDM具有弹性优于软质树脂材料的优点，并且几乎不出现压缩永久变形。JP 2007-137357 A利用该优点来解决上述问题。然而，在这种情况下，必须使用可在低温下交联的特殊材料，导致了成本问题。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种外密封条，其随着时间的推移维持外密封条和门玻璃之间的保持力，能够保持足够的耐用性、轻重量且便宜。

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面的外密封条包括：主体，其沿着车门的门板的上缘部延伸且具有车辆外侧侧壁、顶壁、车辆内侧侧壁；以及密封唇，其从主体的车辆内侧侧表面突出到容纳在车门中的门玻璃，其中外密封条由热塑性弹性体形成，密封唇包括：远端部，其位于门玻璃侧；铰链部，其位于远端部和车辆内侧侧壁之间并用作当密封唇抵靠门玻璃而弯曲时的支撑点；以及在密封唇抵靠门玻璃的一侧上形成有增塑剂富含层，与形成密封唇的热塑性弹性体中含有的增塑剂组分相比，增塑剂富含层含有更高比例的增塑剂组分。注意，本发明中的增塑剂组分是包含在热塑性弹性体中的加工油。

这里，加工油大致分为三种：石蜡加工油，环烷加工油和芳香加工油。在本发明中，任何种类的加工油可以单独使用或组合使用。

在本发明的第一方面中，外密封条包括：主体，其沿着车门的门板的上缘部延伸，以及密封唇，其从主体的车辆内侧侧表面突出到车门的门玻璃并具有铰链部和远端部。结果，当外密封条安装至门框的上缘部时，密封唇的远端部抵靠门玻璃，密封唇产生对门玻璃的回复力，使门玻璃和外密封条之间能够可靠地密封。

与形成密封唇的热塑性弹性体中含有的增塑剂组分相比，含有更高比例的增塑剂组分的增塑剂富含层形成在密封唇抵靠门玻璃的一侧上。结果，随着时间的推移在密封唇中发生了增塑剂组分从高密度增塑剂富含层侧向低密度密封唇侧移动的现象，增塑剂组分减少的增塑剂富含层产生收缩力，增塑剂组分增加的密封唇产生膨胀力。

结果，趋向于翘曲并变形到门玻璃侧的密封唇补偿由于永久变形(压缩永久应变)的现象导致的回复力的减小，维持密封唇和门玻璃之间的初始保持力，并能够防止诸如水滴、灰尘等异物和噪声从外部进入车辆内部。此外，当门玻璃上下移动时，附着在门玻璃上的水滴、灰尘等可以被去除，为驾驶员提供良好的可视性。

根据本发明第二方面的外密封条中，增塑剂富含层形成在铰链部的密封唇抵靠门玻璃的一侧。

在本发明的第二方面中，由于增塑剂富含层形成在铰链部的密封唇抵靠门玻璃的一侧，所以随着时间的推移在铰链部中发生了增塑剂组分从高密度增塑剂富含层侧向低密度铰链部侧移动的现象，增塑剂组分减少的增塑剂富含层产生收缩力，以及增塑剂组分增加的铰链部产生膨胀力。

结果，铰链部产生向门玻璃侧的翘曲和变形的力。该力传播到整个密封唇，补偿由于永久变形(压缩永久应变)的现象导致的回复力的减小，从而维持密封唇和门玻璃之间的初始保持力，这允许防止诸如水滴、灰尘等异物以及噪声从外部进入车辆内部。此外，当门玻璃上下移动时，附着在门玻璃上的水滴、灰尘等可以被去除，为驾驶员提供良好的可视性。此外，除了铰链部之外，在密封唇上不存在增塑剂富含层，这防止了由增塑剂富集引起的密封唇表面的硬度降低和表面粗糙的发生。

在根据本发明第三方面的外密封条中，增塑剂富含层中含有的增塑剂组分与密封唇中含有的增塑剂组分之间的重量分数(weight fraction)差为3％至25％。

在本发明的第三方面中，增塑剂富含层中含有的增塑剂组分与密封唇中含有的增塑剂组分之间的重量分数差为3％至25％。结果，当安装至汽车门的门框的上缘部时，外密封条具有包括在安装期间良好的加工性能和良好的保持力的初始性能，以及在被安装之后，随着时间的推移外密封条维持门玻璃和密封唇之间的保持力，并且能够保持足够的耐用性。

在使用热塑性弹性体的外密封条中，与密封唇中含有的增塑剂组分相比，含有更高比例的增塑剂组分的增塑剂富含层形成在密封唇抵靠门玻璃的一侧上。结果，补偿了由密封唇在向上弯曲状态(压缩永久应变)下永久变形的现象引起的回复力的减小，从而维持了外密封条和门玻璃之间的初始保持力，改善了产品质量。此外，随着时间的推移本发明产生上述效果，因此对包括如下的初始性能没有影响：当外密封条安装至汽车门的门框的上缘部时的加工性能，以及当外密封条安装时外密封条与门玻璃之间的良好保持力。

附图说明

图1是安装至汽车门的门框的上缘部的本发明第一实施例中的外密封条的剖视图，并且是沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。

图2是安装至汽车门的门框的上缘部的本发明的第二实施例中的外密封条的剖视图，并且是沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。

图3是汽车门(正面)的正视图。

图4是外密封条的示意性说明图，并且是沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。

图5是安装至汽车门的门框的上缘部的常规的外密封条的剖视图，并且是沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。

具体实施方式

本发明涉及一种外密封条，其中含有高比例增塑剂组分的增塑剂富含层设置在密封唇从主体的车辆内侧壁到远端部抵靠门玻璃的一侧上，使得在安装至门板的上缘部之后，外密封条随着时间的推移维持外密封条和门玻璃之间的保持力，并且可以保持足够的耐久性。

首先，将简要描述安装有外密封条10的门1的构造。如图3所示，门1具有位于汽车左前部的门板2和构成门1的窗框的门框3。虽然图3示出左前部，本发明也适用于右前部和左右后部的门。

门板2通过铰链(未示出)安装至车身。门板2通过设置在车辆内侧的内板2a和设置在车辆外侧的外板2b连接在一起形成为向上开口的袋状。门框3安装至门板2的上缘。门玻璃4容纳在门板2中，并通过升降装置(未示出)升降，以打开和关闭在门板2和门框3之间形成的窗口。外密封条10安装至外板2b的上缘部2c。

图1示出了本发明的第一实施例，并且图1是安装至门板2的上缘部2c的外密封条10的沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。外密封条10具有主体50，主体50由彼此以预定距离相对的车辆外侧侧壁53和车辆内侧侧壁51、以及顶壁52构成，顶壁52一体地连接车辆外侧侧壁53和车辆内侧侧壁51的上缘。

突出到门玻璃4的上密封唇60和下密封唇70以在纵向上跨过车辆内侧侧壁51的两端的突出方式一体地形成在车辆内侧侧壁51的车辆内侧侧面上。上密封唇60和下密封唇70具有大致平坦的折叠形状，并且从车辆内侧侧壁51向上倾斜地突出。

上密封唇60包括铰链部62和远端部61，铰链部62设置在从主体50的车辆内侧侧壁51朝向门玻璃4大致水平延伸的部分处，远端部61从铰链部62在门玻璃侧4的端部倾斜地向上延伸到门玻璃4。铰链部62在车辆宽度方向上的中央部略微收缩。即，铰链部62的中央部在车辆宽度方向上的厚度略小于铰链部62在车辆宽度方向上的两个端部的厚度。在车辆宽方向上，远端部61在铰链部62侧的端部的厚度和在门玻璃4侧的端部的厚度小于远端部61的中部的厚度。当门玻璃4上升时，导致车辆高度方向上的外力作用在上密封唇60的远端部61上，铰链部62大体弯曲。即，远端部61以铰链部62作为支撑点旋转。

与上密封唇60一样，下密封唇70沿着窗口的下缘在车辆纵向方向上延伸。下密封唇70形成在上密封唇60下方。下密封唇70的构造与上密封唇60的构造大致相同。即，上密封唇70包括铰链部72和远端部71，铰链部72设置在从主体50的车辆内侧侧壁51朝向门玻璃4大致水平延伸的部分处，远端部71从铰链部72在门玻璃侧4的端部倾斜地向上延伸到门玻璃4。铰链部72的中央部在车辆宽度方向上略微收缩。在车辆宽方向上，远端部71在铰链部72侧的端部的厚度和在门玻璃4侧的端部的厚度小于远端部71的中部的厚度。当车辆高度方向上的外力作用在下密封唇70的远端部71上时，铰链部72大体弯曲。即，远端部71以铰链部72作为支撑点旋转。

与上密封唇60和下密封唇70中含有的增塑剂组分相比，各自含有更高比例的增塑剂组分的增塑剂富含层63和增塑剂富含层73形成在上密封唇60和下密封唇70抵靠门玻璃4侧的整个表面上。

外密封条10的主体50(车辆外侧侧壁53、车辆内侧侧壁51和顶壁52)具有预定的刚度(例如，根据JIS K 7215肖氏硬度HDA为85至95度)，并且由可轻微弹性变形的材料制成。另一方面，上密封唇60和下密封唇70与包括车辆外侧侧壁53的主体50一体地共挤出，因此上密封唇60和下密封唇70基本上由与主体50相同类型的材料形成。然而，由于上密封唇60和下密封唇70是与门玻璃4弹性接触的部分，因此它们由比主体50更柔软且更容易弹性变形的材料制成。具体地，使用根据JIS K 7215肖氏硬度HDA为60至80度的材料。

在本实施例中，外密封条10使用TPV(动态硫化的热塑性弹性体)作为热塑性弹性体。增塑剂富含层63和增塑剂富含层73中含有的增塑剂组分与形成上密封唇60和下密封唇70的热塑性弹性体中含有的增塑剂组分之间的重量分数差为12％。增塑剂富含层63和增塑剂富含层73的厚度均为0.6mm。

外密封条10的主体50设置有在车辆外部侧侧壁53的凸起部55和在车辆内部侧侧壁51的爪部54。另一方面，通过构成外板2b的金属板折叠成层，外板2b形成为沿车辆纵向方向上延伸的凸缘形状。当通过从外板2b的上缘部2c的上方降低外密封条10，将外板2b的上缘部2c插入车辆内侧侧壁51和车辆外侧侧壁53之间时，在突起55抵靠在外板2b的与乘客室相对的表面上的状态下，爪部54与金属板的端面接合，并且外密封条10安装至门板2的上缘部2c。

在图1中，与上密封唇60和下密封唇70中所包含的增塑剂组分相比，含有更高比例的增塑剂组分的增塑剂富含层63和增塑剂富含层73形成在上密封唇60和下密封唇70抵靠门玻璃4侧的整个表面上。结果，随着时间的推移，发生了增塑剂组分从高密度侧向低密度侧(即，从增塑剂富含层63和增塑剂富含层73向上密封唇60和下密封唇70)移动的现象，并且增塑剂组分减少的增塑剂富含层63和增塑剂富含层73产生收缩力，而增塑剂组分增加的上密封唇60和下密封唇70产生膨胀力。

结果，上密封唇60和下密封唇70在倒向门玻璃4侧的方向上翘曲和变形，上密封唇60和下密封唇70与门玻璃4之间的抵接力增强。结果，补偿了由于上密封唇60和下密封唇70的永久变形(压缩永久应变)现象而导致的回复力的减小，以允许上密封唇60和下密封唇70两者维持抵靠门玻璃4的保持力，这样可以防止诸如水滴、灰尘等异物和噪声从外部进入车辆内部。此外，当门玻璃4上下移动时，附着在门玻璃4上的水滴、灰尘等可以被去除，为驾驶员提供良好的可视性。

在本实施例中，增塑剂富含层63和增塑剂富含层73形成在密封唇抵靠门玻璃4的整个侧面上。作为本实施例的变型，增塑剂富含层63和增塑剂富含层73可以局部形成。例如，这些增塑剂富含层可以形成在从密封唇抵靠在门玻璃4的一侧的近端部到超过铰链部的区域中，或形成在从远端部到超过铰链部的区域中，或以碎片的形式形成在密封唇抵靠门玻璃4的一侧上。在这种情况下，以与上述相同的方式，出现这样的现象：其中在存在增塑剂富含层63和增塑剂富含层73的部分中，随着时间的推移增塑剂组分从高浓度侧迁移到低浓度侧，补偿由于上密封唇60和下密封唇70的永久变形(压缩永久应变)现象导致的回复力的减小，这允许上密封唇60和下密封唇70两者维持它们对门玻璃4的初始保持力。

图2示出了本发明的第二实施例，并且图2是安装至门板2的上缘部2c的外密封条10沿图3中的箭头线A-A截取的剖视图。第二实施例与上述第一实施例的不同之处在于，在第二实施例中，增塑剂富含层63和增塑剂富含层73形成在上密封唇60和下密封唇70的铰链部62和铰链部72中。同样，在本实施例中，增塑剂富含层63和增塑剂富含层73中含有的增塑剂组分与形成上密封唇60和下密封唇70的热塑性弹性体中含有的增塑剂组分之间的重量分数差为12％。增塑剂富含层63和增塑剂富含层73的厚度均为0.6mm。

在图2中，由于增塑剂富含层63和增塑剂富含层73形成在铰链部62和铰链部72中，所以随着时间的推移，在铰链部62和铰链部72中发生了增塑剂组分从高密度侧的增塑剂富含层63和增塑剂富含层73向低密度侧的铰链部62和铰链部72移动的现象，以及在增塑剂组分减少的增塑剂富含层63和增塑剂富含层73中产生了收缩力，而在增塑剂组分增加的铰链部62和铰链部72中产生了膨胀力。

结果，铰链部62和铰链部72产生了向门玻璃4侧的翘曲和变形的力。该力传播到整个上密封唇60和下密封唇70，补偿上密封唇60和下密封唇70由于永久变形(压缩永久应变)的现象导致的回复力的减小，使得上密封唇60和下密封唇70均允许维持它们抵靠门玻璃4的初始回复力，以防止诸如水滴、灰尘等异物和噪声从车辆外部进入车辆内部。此外，当门玻璃4上下移动时，附着在门玻璃4上的水滴、灰尘等可以被去除，为驾驶员提供良好的可视性。此外，除了铰链部62和铰链部72之外，在上密封唇60和下密封唇70上不存在增塑剂富含层，这防止了伴随增塑剂富集引起的上密封唇60和下密封唇70的门玻璃4侧的表面的硬度降低和表面粗糙的发生。

效果验证

伴随着增塑剂富含层的形成的现象，具体地，随着时间的推移增塑剂组分从高浓度侧移动到低浓度侧，在增塑剂组分减少的增塑剂富含层中产生收缩力，在与增塑剂富含层接触的增塑剂组分增加的层(下文称为“基材”)中产生膨胀力的事实，导致在膨胀的基材侧发生翘曲，验证如下。

与第一实施例和第二实施例中一样，增塑剂富含层中增塑剂组分的重量分数的差为12％。制备三个试样。每个试样是长方体，其尺寸为40mm宽，20mm长，并且在厚度方向上厚度为1.2mm，该厚度是基材厚度0.6mm和增塑剂富含层厚度0.6mm的和。基材中含有的增塑剂组分的重量分数为33重量％。

表1示出了当试样放置在80℃的环境中时翘曲量的测量结果。将试样以基材侧朝上、增塑剂富含层侧朝下设置。以增塑剂富含层的下表面作为参考平面用轮廓投影仪测量变形量。变形(翘曲)是由基材侧的膨胀引起的。

表1翘曲量(mm)的测量结果(80℃，n＝3的平均值)

增塑剂富含层中增塑剂组分的重量分数的差(在实施例中为12％并进行了验证)期望的是3％-25％。当增塑剂富集层中增塑剂组分的重量分数差小时，翘曲量小，其效果小。当增塑剂组分的重量分数差超过25％时，翘曲量过大，整个密封唇大大改变其形状，并且不会正常地抵靠门玻璃，这导致当门玻璃上下移动时附着在门玻璃上的水滴、灰尘等去除不充分，妨碍为驾驶员提供良好的可视性。

注意，基材中含有的增塑剂组分的重量分数期望的是27重量％至50重量％，在上述验证中为33重量％。增塑剂富含层中含有的增塑剂组分的重量分数期望的是30重量％至65重量％。在左侧描述的范围内，可以充分确认本发明的效果。

增塑剂富含层的厚度期望的是基材厚度的三分之一至二倍的范围内。更期望的是增塑剂富含层的厚度为基材厚度的一倍，即等于基材的厚度。在验证试验中，增塑剂富含层为0.6mm，基材厚度为0.6mm(为一倍)。

尽管第一和第二实施例使用TPV(动态硫化的热塑性弹性体)作为所用的热塑性弹性体进行验证，但TPS(苯乙烯热塑性弹性体)也可提供相同的效果。

本发明的实施不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的目的的情况下可以进行各种修改。

例如，尽管在第一和第二实施例中上密封唇60和下密封唇70都设置有增塑剂富含层，但是上密封唇60和下密封唇70中可以仅一个设置增塑剂富含层。

例如，上密封唇60和下密封唇70的增塑剂组分的重量分数以及增塑剂富含层的厚度可以不相同或不均匀，可以在基于上文描述的关于增塑剂组分的重量分数差和厚度的构思的范围内，根据上密封唇60和下密封唇70的材料和尺寸进行改变。

例如，上密封唇60和下密封唇70抵靠门玻璃4的表面可以被植绒，以增加擦拭水滴、灰尘等的效果。

例如，当在整个密封唇上形成增塑剂富含层时(第一实施例)，并且当在密封唇抵靠门玻璃4的远端部中部分地形成增塑剂富含层(第一实施例的变型)时，伴随着增塑剂的富集，增塑剂富含层显示出表面硬度降低和表面粗糙。因此，可以在增塑剂富含层抵靠门玻璃的一侧设置比增塑剂富含层薄的覆盖层，该覆盖层具有不损害本发明效果的厚度。

Claims (3)

1.一种外密封条，包括：

主体，其沿着车门的门板的上缘部延伸并且具有车辆外侧侧壁、顶壁和车辆内侧侧壁；和

密封唇，其从所述主体的车辆内侧侧表面突出到容纳在所述车门中的门玻璃，

其中，所述外密封条由热塑性弹性体形成，

所述密封唇包括位于门玻璃侧的远端部和位于所述远端部与所述车辆内侧侧壁之间的铰链部，所述铰链部用作当所述密封唇抵靠所述门玻璃而弯曲时的支撑点，以及

在所述密封唇抵靠所述门玻璃的一侧上形成有增塑剂富含层，与形成所述密封唇的热塑性弹性体中含有的增塑剂组分相比，所述增塑剂富含层含有更高比例的所述增塑剂组分。

2.根据权利要求1所述的外密封条，其中，所述增塑剂富含层形成在所述铰链部的所述密封唇抵靠所述门玻璃的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的外密封条，其中，所述增塑剂富含层中含有的所述增塑剂组分与所述密封唇中含有的所述增塑剂组分之间的重量分数差为3％至25％。