CN111279104A - 密封垫 - Google Patents

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CN111279104A
CN111279104A CN201980005335.3A CN201980005335A CN111279104A CN 111279104 A CN111279104 A CN 111279104A CN 201980005335 A CN201980005335 A CN 201980005335A CN 111279104 A CN111279104 A CN 111279104A
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Abstract

本发明提供相对于能够利用冲压加工简易制作的槽而能够容易装配且能够挤压成型的密封垫。密封垫(11)对第一部件(103)和第二部件(105)进行密封，其中，第一部件(103)包括具有剖面呈弯曲形状的槽(107)，该密封垫(11)具有基部(31)和凸片(51)，该基部(31)为能够插入于槽(107)的橡胶状弹性体，并具有在将第一部件(103)和第二部件(105)接合时被压溃的高度，该凸片(51)为橡胶状弹性体，从基部(31)的两侧壁的不同的高度位置起各突出至少两片以上，在基部(31)被插入于槽(107)时所述凸片(51)与槽(107)的侧壁(107S)碰触而在与插入方向相反的方向弹性变形。基部(31)和凸片(51)通过挤压成型而一体地成形。

Description

密封垫
技术领域
本发明涉及一种密封垫。
背景技术
伴随着电动交通(E-Mobility)的发展，电动汽车开始迅速普及。在需要大容量的蓄电池的电动汽车中，一般将扁平薄型且大型的蓄电池配置于整个底面的下方。该种蓄电池的周长根据车身的大小达到3000～6000mm左右。因此，将蓄电池壳体密封的密封垫也具有与其相当的总长。
日本特开2012-122536号公报(以下，称为“专利文献1”)公开一种密封垫，其对电动汽车、燃料蓄电池车、混合动力车等所使用的蓄电池的壳体进行密封。为了将蓄电池壳体的两个相对的面(2)(3)之间的间隙加以密封，该密封垫使用螺栓而固定于一侧的面(3)。在密封垫的一面平行地排列有一对唇状突起(12)，在相反侧的面平行地排列有一对小突起(13)。小突起(13)与蓄电池壳体的一侧的面(3)紧密接触，唇状突起(12)与另一侧的面(2)紧密接触。由此能够密封两个面(2)(3)。
发明内容
发明所要解决的技术问题
对于专利文献1所公开的密封垫而言，在使用螺栓而固定于蓄电池壳体这一结构方面，安装工序多，作业性存在困难。另外，需要用于供螺栓穿过的垫圈(专利文献1的金属环(4))，且用于将垫圈安装于密封垫的作业也复杂。若将垫圈一体成形于密封垫，则可以省略上述那样的安装作业，但在这种情况下，必须使用模具一体成形密封垫和垫圈。对于电动汽车用的蓄电池，由于其周长达到3000～6000mm左右，所以当采用使用了模具的成型方法时，需要大规模的制造设备。
因此，本发明的目的在于提供一种密封垫，该密封垫相对于能够利用冲压加工简易制作的槽而能够容易装配且能够挤压成型。
用于解决技术问题的手段
本发明的密封垫对第一部件和第二部件进行密封，该第一部件包括具有剖面呈弯曲形状的槽，
所述密封垫具有基部和凸片，
所述基部为能够插入于所述槽的橡胶状弹性体，并具有在将所述第一部件和所述第二部件接合时被压溃的高度，
所述凸片为橡胶状弹性体，从所述基部的两侧壁的不同的高度的位置起突出至少各两片以上，在所述基部被插入于所述槽时与所述槽的侧壁碰触而在与插入方向相反的方向弹性变形，
所述基部和所述凸片通过挤压成型而一体成形。
发明效果
根据本发明的密封垫，相对于能够利用冲压加工简易制作的槽而能够容易装配且能够挤压成型。
附图说明
图1是示出蓄电池的收纳部位的电动汽车的示意图；
图2中，(A)是以单点划线示出基于密封垫的密封区域的蓄电池壳体的示意图，(B)是(A)中的A-A线剖视图；
图3中，(A)是示出槽的一例的垂直剖视图，(B)是示出作为槽的另一例的、深度(A)比浅的槽的垂直剖视图，(C)是示出作为槽的又一例的、深度(A)比深的槽的垂直剖视图；
图4是示出第一实施方式的密封垫的俯视图；
图5是图4的A-A线剖视图；
图6是示出在槽收纳有密封垫的状态的垂直剖视图；
图7是示出在槽收纳有密封垫的状态的立体图；
图8是密封垫的包含连结部位在内的图4的B区域的放大俯视图；
图9中，(A)是示出组装前的密封垫的垂直剖视图，(B)是示出组装作业中的密封垫的垂直剖视图，(C)是示出组装后的密封垫的垂直剖视图；
图10是示出第二实施方式的密封垫的俯视图；
图11中，(A)是示出组装前的密封垫的垂直剖视图，(B)是示出组装作业中的密封垫的垂直剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明实施方式的密封垫。本实施方式的密封垫将搭载于电动汽车的蓄电池的蓄电池壳体密封。
如图1所示，电动汽车1搭载有扁平薄型且大型的蓄电池101。蓄电池101的搭载位置为电动汽车1的车底面2的下方。
如图2的(A)(B)所示，蓄电池101将各种构造物(未图示)收纳于蓄电池壳体102的内部。蓄电池壳体102例如呈具有矩形的平面形状的扁平框体状，且具有上表面开口的壳体103。壳体103的开口104被盖105堵塞。
图2的(A)中以单点划线示出的密封区域S是壳体103和盖105的接合部分。在密封区域S配置有密封垫11(参照图4以后的各图)，壳体(第一部件)103和盖(第二部件)105通过密封垫11被密封。
如图2的(B)所示，密封区域S设于从壳体103的边缘向外侧弯曲的凸缘106与盖105的接合部分。在凸缘106遍及整周地设有槽107。密封垫11嵌于槽107。
密封区域S的周长比由蓄电池壳体102规定的蓄电池101的外周的周长短了从蓄电池壳体102的外周向内周侧靠近的量。蓄电池101的周长存在与电动汽车1的车身的大小体现依赖性的倾向，且大致为3000mm到6000mm左右。
图3的(A)(B)(C)示出设于凸缘106的各种形态的槽107的垂直剖面。图3的(B)所示的槽107比图3的(A)所示的槽107浅。图3的(C)所示的槽107比图3的(A)所示的槽107深。图3的(A)～图3的(C)的槽107是在制造壳体103时进行冲压加工之际仅通过一次冲压加工所能够成型的形状。因这样的制造方面的制约，槽107具有剖面弯曲形状。因此，所有的槽107在底部107B都具有特有的曲率。
需要说明的是，图3的(A)(B)(C)只不过是槽107的示例，在实施之际可以进行各种变形。例如，开口107O的大小、深度、侧壁107S的曲率、底部107B的曲率等只要仅通过一次冲压加工而能够成型即可，可允许各种变形。
以下，对图4～图9的(A)(B)(C)所示的第一实施方式的密封垫11、图10～图11的(A)(B)所示的第二实施方式的密封垫11进行说明。
＜第一实施方式＞
如图4所示，本实施方式的密封垫11在周向上具有相同的形状。图4所示的密封垫11虽然是正圆形状或椭圆形状，但是这只不过是密封垫11的形状上的一例。密封垫11为全橡胶型(Rubber only type)。例如，只要能够嵌于设在凸缘106的槽107等未被限制，密封垫11能够采用各种形态。
本实施方式的密封垫11为挤压成型而成的橡胶状弹性体12。橡胶状弹性体12的橡胶硬度为例如70度以上。密封垫11例如不是像O形圈之类的单纯的形状，而在基部31具有多片凸片51。基部31和凸片51通过无追加加工的一次挤压成型而一体地成形。基部31是橡胶状弹性体12的一部分，凸片51是橡胶状弹性体12的另一部分。
当参照示出图4的A-A线剖面的图5时，具有基部31和凸片51的密封垫11的垂直剖面形状变得明确。通过参照示出将密封垫11收纳于设在凸缘106的槽107的状态的图6(垂直剖面图)和图7(立体图)，槽107和密封垫11的静态关系性变得明确。进一步，在相对于壳体103接合盖105的组装作业中，通过还参照示出槽107内的密封垫11的形状变化的图9的(A)、(B)、(C)，槽107和密封垫11的动态关系性也变得明确。
基部31具有垂直方向上的长度比水平方向上的长度长的矩形的剖面形状。但是，基部31并非完全的矩形形状，而是具有从底部31B和上部31U朝向侧壁31S的高度方向中央位置鼓出的、如桶那样的形状。
底部31B形成为剖面呈弯曲形状，且具有曲率。基部31的底部31B的曲率比槽107的底部107B的曲率大。因此，在将密封垫11收纳于槽107时，基部31以留有余量的方式收纳于槽107(参照图6、图7、图9的(B))。对此，在利用密封垫11密封的两个部件、即凸缘106和盖105接合时，基部31与槽107的底部107B无间隙地紧密接触(参照的图9(C))。
基部31的上部31U在高度方向中央部分与最上部之间的中间位置处被挤成锥状，从而加强朝向最上部缩窄的程度。
基部31具有在凸缘106和盖105接合时被压溃的高度尺寸(参照图9的(A)(B)(C))。即，基部31具有比槽107的深度大的高度。另外，基部31在凸缘106和盖105接合时弹性变形，从而将凸缘106和盖105密封。
凸片51分别从基部31的两侧壁31S以不同的高度各突出三片。即，凸片51在基部31的左右分别设有上下三层。为了便于说明，从最接近基部31的底部31B的最下位置朝向最上位置称为凸片51a、51b、51c。
凸片51(51a、51b、51c)的突出量为越向上方越大。因此，与基部31的如桶那样的形状相辅相成，将各个凸片51(51a、51b、51c)的前端部分连接的假想面呈现随着朝向上方而扩展的形状。
凸片51自身为越靠前端越薄的形状。凸片51的上表面US与正交于基部31的中心轴的假想面平行地延伸。因此，相对于假想面的上表面US的倾斜角度为0度。凸片51的下表面LS相对于假想面具有15度前后、例如10度到20度左右的倾斜角度。因此，对于相对于假想面的倾斜角度而言，凸片51的下表面LS比上表面US大。
凸片51具有在基部31被插入于槽107时与槽107的侧壁31S碰触而向与插入方向相反的方向弹性变形的长度(参照图6、图7、图9的(B))。另外，在基部31的侧壁31S中，设于相同侧的上下三层的凸片51在凸缘106和盖105接合时沿着侧壁107S变形而相互无间隙地紧密接触。凸片51具有这样的形状、长度、排列间隔、弹性等。
图8是密封垫11的包含连结部位(连结部)C在内的图4的B区域的放大俯视图。如图4所示，密封垫11在周向上具有相同的形状。因此，无论什么位置的剖面都具有如图5所示那样的剖面形状。这是因为密封垫11是通过无追加加工的一次挤压成型而一体地成形的部件。密封垫11的连结部位C通过将挤压成型出的密封垫11的两端连接而成形。
在使盖105与凸缘106接合而闭合蓄电池壳体102时，通过将密封垫11收纳于槽107，从而凸缘106和盖105被密封。一边参照图9的(A)(B)(C)一边说明此时的作业工序。
如图9的(A)所示，将密封垫11嵌于槽107。该作业是如下的作业：相对于成形为剖面呈弯曲形状且开口107O扩大的槽107，将宽度比槽107窄且具有比槽107的底部107B的曲率大的曲率的基部31的底部31B插入，故作业性良好。此时，凸片51与槽107的侧壁107S碰撞而弹性变形，成为将密封垫11向槽107插入时的阻力。另一方面，凸片51由于上下厚度薄且容易弹性变形，所以不会损害密封垫11的插入作业的作业性。因此，能够容易地将密封垫11嵌于槽107。
关于将密封垫11嵌于槽107的作业的作业性良好这一点，在将密封垫11嵌入位于壳体103的角部的槽107的弯曲了的部分时尤为显着。这是因为，从槽107的形状和凸片51的特性出发，在密封垫11向槽107的插入状态中产生余量。密封垫11也能够容易且无矫正地插入到位于角部的槽107的弯曲部分。
如图9的(B)所示，收纳于槽107的密封垫11将基部31的底部31B安置于槽107的底部107B，将凸片51压靠于槽107的侧壁107S。凸片51伴随着基部31向槽107插入的动作，与槽107的侧壁107S碰触，从而向与插入方向相反的方向弹性变形。凸片51利用其复原力对槽107的侧壁107S施加按压力，抑制密封垫11从槽107的脱落。其结果是，密封垫11不会从槽107的底部107B浮起，从而在槽107内维持稳定的姿势。
关于密封垫11从槽107的脱落而言，也可以借助基部31的底部31B和槽107的底部107B之间的曲率的差异来抑制。从底部107B朝向开口107O扩展的槽107的形状使插入密封垫11的作业性变得良好，但另一方面易于使所收纳的密封垫11脱落。如果在基部31的底部31B的曲率比槽107的底部107B的曲率小的情况下，则基部31的底部31B被槽107夹持，在发生弹性变形的状态下成为嵌于槽107的底部107B的状态。因此，当赋予了因嵌合引起的保持被解除的契机时，密封垫11容易从槽107脱落。对此，本实施方式的基部31的底部31B的曲率比槽107的底部107B的曲率大，因此不会形成被槽107夹持而产生弹性变形的状态。因此，能够抑制密封垫11从槽107的脱落。
如图9的(C)所示，在将密封垫11收纳于槽107的状态下，当使盖105与凸缘106结合而闭合蓄电池壳体102时，基部31被压溃。被压溃的基部31不仅在垂直方向上弹性变形，而且在水平方向上也弹性变形。沿水平方向弹性变形的基部31产生两种作用。一种是使槽107的底部107B与基部31的底部31B无间隙地紧密接触的作用。另一种是使左右各设三层的各个凸片51a、51b、51c相互无间隙地紧密接触的作用。
不过，在基部31的左右各设三层的各个凸片51a、51b、51c相互无间隙地紧密接触的这一现象并不仅仅是依赖于被压溃的基部31的作用而发生的。如前所述，也依赖于凸片51的形状、长度、排列间隔、弹性等。越靠前端越薄的凸片51的形状、以及下表面LS相对于与基部31的中心轴正交的假想面的倾斜角度比上表面US的大的凸片51的形状都促进使各个凸片51a、51b、51c相互无间隙地紧密接触的作用。
基部31的底部31B与槽107的底部107B无间隙地紧密接触、且在基部31的左右各设三层的各个凸片51a、51b、51c相互无间隙地紧密接触的结果是，密封垫11发挥良好的密封性。
根据本实施方式的密封垫11，能够确保良好的装配作业性和良好的密封性。
另外，本实施方式的密封垫11是能够挤压成型的全橡胶型，因此能够容易地制造。
进一步，本实施方式的密封垫11对蓄电池壳体102侧的对象部件、即凸缘106不要求费工夫的加工。仅仅将仅通过一次的冲压加工即能成型的槽107设于凸缘106即可，因此能够实现整体性的制造的简化和容易化。
＜第二实施方式＞
基于图10和图11的(A)(B)对第二实施方式的密封垫11进行说明。与第一实施方式相同的部分用相同的位置附图标记表示，也省略其说明。
关于本实施方式的密封垫11，其凸片51的片数和形状与第一实施方式不同。凸片51分别从基部31的两侧壁31S以不同的高度各突出两片。即，凸片51以上下两层的方式分别设于基部31的左右。为了便于说明，将位于下方的凸片51称为凸片51a，将位于上方的凸片51称为凸片51b。
凸片51b的突出量比凸片51a的突出量大。因此，与基部31的如桶那样的形状相辅相成，将凸片51a的前端部分和凸片51b的前端部分连接的假想面呈现随着朝向上方而扩展的形状。该点与第一实施方式共同。
凸片51自身为越靠前端越薄的形状。该点也与第一实施方式共同。但是，本实施方式的凸片51整体上比第一实施方式厚。以下，进行详细说明。
位于下方的凸片51a的上表面US相对于与基部31的中心轴正交的假想面具有5度左右的倾斜角度。凸片51a的下表面LS相对于假想面具有35度前后、例如30度到40度左右的倾斜角度。第一实施方式的凸片51相对于假想面的倾斜角度在上表面US为0度，在下表面LS为15度前后。因此，与第一实施方式的上表面US和下表面LS之间的倾斜角度的差相比，第二实施方式的上表面US和下表面LS之间的倾斜角度的差大15度左右。因此，位于下方的凸片51a的厚度比第一实施方式的凸片51厚。
位于上方的凸片51b的上表面US与假想面平行地延伸。因此，上表面US相对于假想面的的倾斜角度为0度。凸片51b的下表面LS相对于假想面具有25度前后、例如20度到30度左右的倾斜角度。第一实施方式的凸片51中下表面LS相对于假想面的倾斜角度为15度前后。因此，与第一实施方式的上表面US和下表面LS之间的倾斜角度的差相比，第二实施方式的凸片51b的上表面US和下表面LS的倾斜角度的差大10度左右。因此，位于上方的凸片51b的厚度比第一实施方式的凸片51厚。
本实施方式的密封垫11与第一实施方式的密封垫11很大的不同点在于，基部31的底部31B和位于下方的凸片51a不分离而是一体化这一点。设为垂直剖面的基部31的底部31B所形成的曲面保持原样与位于下侧的凸片51a的下表面LS相连，两者成为一体的形状。
在使盖105与凸缘106接合而闭合蓄电池壳体102时，通过将密封垫11收纳于槽107，从而凸缘106和盖105被密封。一边参照图11的(A)(B)一边说明此时的作业工序。
如图11的(A)所示，将密封垫11嵌于槽107。该作业是如下的作业，即，相对于成形为剖面呈弯曲形状且开口107O扩大了的槽107，实质上地插入宽度比槽107窄的基部31的作业，故作业性良好。之所以说实质上是因为，凸片51的上下厚度薄且容易弹性变形，故在将密封垫11向槽107插入时不会产生与基部31相比更大的阻力。本实施方式的凸片51比第一实施方式的凸片51厚，且相应地刚性也优异，但是凸片51的片数为左右各两片比第一实施方式少。因此，与第一实施方式相同地、在将密封垫11插入于槽107时，凸片51不会产生与基部31相比更大的阻力，不会损坏将密封垫11向槽107插入的作业的作业性。
对于本实施方式的密封垫11而言，也能够在密封垫11嵌入位于壳体103的角部的槽107的弯曲了的部分时不矫正地进行插入。
如图11的(B)所示，收纳于槽107的密封垫11将与位于下方的凸片51a一体化了的基部31的底部31B安置于槽107的底部107B，将上下的凸片51a、51b压靠于槽107的侧壁107S。借助凸片51a、51b的复原力，能够抑制密封垫11从槽107的脱落。
当使盖105与凸缘106结合而闭合蓄电池壳体102时，基部31被压溃。被压溃的基部31不仅在垂直方向上弹性变形，而且在水平方向上也弹性变形。因此，使基部31的底部31B与槽107的底部107B无间隙地紧密接触，使在左右各设两层的各个凸片51a、51b相互无间隙地紧密接触。其结果是，密封垫11发挥良好的密封性。
[变形例]
在实施时，允许各种变形和变更。
例如，第一和第二实施方式所示出的凸片51的片数和凸片51自身的形状只不过是一例，在实施时可以进行各种的变形。例如，凸片51的片数只要是分别从基部31的两侧壁31S以不同的高度突出两片以上即可，例如可以是四片以上。凸片51的上表面US和下表面LS的倾斜角度也可以是与第一和第二实施方式所示出的倾斜角度不同的角度。
此外，在实施时可以进行任何的变形和变更。
附图标记说明
1电动汽车
2底面
11密封垫
12橡胶状弹性体
31基部
31B基部的底部
31S基部的侧壁
31U基部的上部
51凸片
51a凸片
51b凸片
51c凸片
101蓄电池
102蓄电池壳体
103壳体(第一部件)
104开口
105盖(第二部件)
106凸缘
107槽
107B槽的底部
107O槽的开口
107S槽的侧壁
C连结部位
S密封区域
LS下表面
US上表面

Claims (8)

1.一种密封垫，其对第一部件和第二部件进行密封，该第一部件包括具有剖面呈弯曲形状的槽，
其中，所述密封垫具有基部和凸片，
所述基部为能够插入于所述槽的橡胶状弹性体，并具有在将所述第一部件和所述第二部件接合时被压溃的高度，
所述凸片为橡胶状弹性体，从所述基部的两侧壁的不同的高度的位置起各突出至少两片以上，在所述基部被插入于所述槽时所述凸片与所述槽的侧壁碰触而向与插入方向相反的方向弹性变形，
所述基部和所述凸片通过挤压成型而一体成形。
2.根据权利要求1所述的密封垫，其中，
所述基部具有比所述槽的深度大的高度。
3.根据权利要求1或2所述的密封垫，其中，
在所述第一部件和所述第二部件接合时，多片所述凸片互相无间隙地紧密接触。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的密封垫，其中，
所述凸片越靠前端越薄。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的密封垫，其中，
所述凸片的下表面所具有的、相对于与所述基部的中心轴正交的假想面的倾斜角度比所述凸片的上表面所具有的、相对于所述假想面的倾斜角度大。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的密封垫，其中，
所述基部具有在第一部件和所述第二部件接合时与所述槽的底部无间隙地紧密接触的底部。
7.根据权利要求6所述的密封垫，其中，
所述基部的底部具有曲率比所述槽的底部大的剖面弯曲形状。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的密封垫，其中，
所述密封垫还具有连结部，该连结部将挤压成型出的所述基部和所述凸片的两端连结。
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