JP2004190806A - シール構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料バリア性と低温シール性を長期間確実に維持することができるゴム製のシール構造体を提供する。
【解決手段】管状体の継ぎ手部に設置されるシール構造体であって、前記シール構造体は、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列されたものであり、流体の流れ中心に対して内周側のゴムが、これより外周側に位置するゴムのいずれかよりも常温において高い流体密性を有し、流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴムが、これより内周側に位置するゴムのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有することを特徴とするシール構造体。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム製のシール構造体に係り、更に詳細には、２種類以上のゴムを並列させて成り、高い流体密性、特に燃料バリア性（燃料不透過性）を有するシール構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種流体の配管における継ぎ手部には、内部の液相流体および／または気相の流体を外部に漏洩しないようにＯリング等のリング状のシール構造体が用いられている。通常このシール構造体は、内部を流通する流体及び使用環境に併せて材料が選択され、例えば、自動車等の燃料配管におけるシール構造体においては、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ＮＢＲにポリ塩化ビニルをブレンドしたもの（ＮＢＲ−ＰＶＣ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、フロロシリコンゴム（ＦＶＭＱ）などが一般に使用されている。
【０００３】
一方、大気中に蒸散される自動車用燃料等の炭化水素物質（ＨＣ）に対しては、近年その排出量が規制されるようになり、自動車の燃料系システムにおける継ぎ手部のシール性は従来以上に要求されるようになっている。この為、燃料不透過性（燃料バリア性）が要求される部位においては、上記のゴム類においてフッ素ゴムのものが用いられ、特に低温において優れたシール性を確保する為にフッ素ゴムの中でも、低温柔軟性に優れた組成のもの、例えば、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ポリメチルビニルエーテルを主成分とする３元系フッ素ゴムが用いられる。
【０００４】
しかしながら、一般に低温での柔軟性が高いものは、常温域における燃料バリア性が乏しく、例えば、前述の低温柔軟性を改良した３元系フッ素ゴムは、２元系の一般のフッ素ゴムやフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンからなる３元系フッ素ゴムに比べて、燃料バリア性は低下する。
【０００５】
この為、低温柔軟性に優れるゴムの表面に樹脂、あるいは他のゴムをコーティングすることによって低温でのシール性と燃料バリア性を両立させることが提案されている。例えば、ＮＢＲにナイロン樹脂をコーティングしたもの、ＦＶＭＱあるいはヒドリンゴムにフッ素樹脂あるいはナイロン樹脂をコートしたものが、ゴム表面に樹脂をコーティングしたものとして挙げられる（例えば、特許文献１、２参照。）。また、ゴム表面にゴムをコーティングしたものとしては、各種ゴム製のパッキンに低温におけるシール性が優れるゴムをコーティングしたものが挙げられる（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
しかしながら、前者のゴム表面に樹脂をコーティングしたものでは、当該シール構造体自体の燃料バリア性は高まるものの、寒冷な使用環境下では、コーティング樹脂の低温硬化が生じ、相手部品との密着性を確保することができず、シール性は不十分である。
【０００７】
また、後者のゴム表面に別のゴムをコーティングしたものは、低温での硬化がないため低温シール性は確保することができるものの、そもそもこのようにコーティングすることは均質な成膜が極めて難しく、例えば、Ｏリングでは、断面が円形であるため、一部分に液ダレ部が生じ、この液ダレ部分で相手部品と空隙が生じ、この部分でのシール性が確保できないという問題が生じる。
【０００８】
また、このようなコーティング手法は密着性確保も大きな課題であり、例えば、ガソリンなどの流通媒体では、シール材料は膨潤する為、使用時にも十分耐え得る密着性を確保することは極めて困難である。
【０００９】
【特許文献１】
特公平４−２７９３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８２８３７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１５０５９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来のシール構造体においては燃料バリア性と低温シール性を十分な耐久性をもって確保しているものは見当たらない。本発明は、燃料バリア性と低温シール性を長期間確実に維持することができるゴム製のシール構造体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、管状体の継ぎ手部に設置されるシール構造体であって、
前記シール構造体は、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列されたものであり、
流体の流れ中心に対して内周側のゴムが、これより外周側に位置するゴムのいずれかよりも常温において高い流体密性を有し、
流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴムが、これより内周側に位置するゴムのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有することを特徴とするシール構造体である。
【００１２】
また、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項２に記載の発明）は、前記シール構造体において、
前記シール構造体は、その断面形状でみた場合に、流体密にシールする為に相手部品と２箇所以上の接点を有するものであり、
少なくとも一つのゴムが１箇所以上の接点を形成し、これとは異なる少なくとも１つのゴムが異なる１箇所以上の接点を形成していることを特徴とする請求項１に記載のシール構造体である。
【００１３】
さらにまた、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項３に記載の発明）は、前記シール構造体において、少なくとも内周を構成するゴムがフッ素ゴムである請求項１または２に記載のシール構造体である。
【００１４】
さらにまた、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項４に記載の発明）は、前記シール構造体において、構成するゴムが全てフッ素ゴムであること請求項１もしくは２に記載のシール構造体である。
【００１５】
さらにまた、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項５に記載の発明）は、前記シール構造体を構成するゴムが加硫前に並設され、加硫時に接着されている請求項１ないし５いずれか１項に記載のシール構造体である。
【００１６】
さらにまた、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項６に記載の発明）は、前記シール構造体において、外周のゴムがＴＲ１０値≦−２０℃のフッ素ゴムであり、内周のゴムが４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴムに対して１／２以下のフッ素ゴムのシール構造体である。
【００１７】
さらにまた、上記課題を解決するためのシール構造体のより好適な構成（請求項７に記載の発明）は、前記シール構造体を構成するゴムにおいてその内周側がテトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素ゴムであり、且つその外周側が、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、パーフルオロメチルビニルエーテルからなるフッ素ゴムであるシール構造体である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、常温（使用環境温度）においても低温においても、燃料バリア性（燃料不透過性）およびシール性が高く、且つ長期の使用時においても並設ゴム間における剥離が小さいシール構造体を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のシール構造体は、管状体の継ぎ手部に設置されるシール構造体であって、
前記シール構造体は、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列されたものであり、
流体の流れ中心に対して内周側のゴムが、これより外周側に位置するゴムのいずれかよりも常温において高い流体密性を有し、
流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴムが、これより内周側に位置するゴムのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有することを特徴とするものである。
【００２０】
流体密性の測定・評価は、一般に次のようにして行うことができる。
【００２１】
ゴム材料（例えば、Ｏリング）を用いて、以下の条件で行う。計測で得られた値（漏れ量：ｍｇ／ｄａｙ）で流体密性の高低を評価することができる。
【００２２】
・Ｏリング形状；線径３．１ｍｍ、Ｏリング内径１３０ｍｍ
・Ｏリング圧縮率；１５％
・燃料圧；２３℃以上の場合は０．５Ｍｐａ、２３℃未満の場合は、負荷圧力なし
・容器内容積；４０ｍｌ
・計測項目；５０４時間経過時の漏れ量（ｍｇ／ｄａｙ）
・計測方法；
▲１▼２３℃以上の場合：ＳＨＥＤ法により計測する。詳しくは、内部にガソリン（試験流体）を封入したアルミニウム製の容器（内容積４０ｍｌ）をゴム材料（いずれも上記に規定するＯリングを用いる。）で封止を行い、常温（２３℃以上）下にて容器内部を０．５ＭＰａに加圧し、加圧開始から５０４時間（３週間）経過時の、Ｏリングを介して漏れ出すガソリンの漏れ量（ｍｇ／ｄａｙ）を、測定装置として株式会社ジャップス製の小型ＶＴ ＳＨＥＤ（容積２ｍ³）に株式会社堀場製作所製の分析計ＭＥＸＡ７２００を組み合わせたものを用いて計測する。
【００２３】
▲２▼２３℃未満の場合：重量法により計測する。詳しくは、内部にガソリン（試験流体）を封入したアルミニウム製の容器（内容積４０ｍｌ）をゴム材料（いずれも上記に規定するＯリングを用いた。）で封止を行い、常温（２３℃未満）ないし低温（−３０〜−５０℃）下にて加圧開始から５０４時間（３週間）経過時の、Ｏリングを介して漏れ出すガソリンの漏れ量（封入燃料の減少量；ｍｇ／ｄａｙ）を計測する。
【００２４】
・漏れ出すガソリンの漏れ量は、Ｏリング（ゴム材料）を透過して出てくるものと容器とＯリングの界面をリークしてくるものとの合計量である。
【００２５】
従って、本発明で言う流体密生性の高い低いは、上記計測により得られた漏れ出すガソリン等の漏れ量が少ないほど、高い流体密性を有するゴム材料と言え、逆に上記計測により得られた漏れ出すガソリン等の漏れ量が多いほど、低い流体密性を有するゴム材料と言える。
【００２６】
本発明では、上記ゴム（Ｏリング）の流体密性の測定・評価を、常温と、−３０℃〜−５０℃の温度域にて行い、本発明の上記要件を満足するゴム同士の組み合わせ、すなわちシール構造体を構成する２種類以上のゴムの並列配置を適宜決定すればよい。なお、ゴムの漏れ量（流体密性）を計測できるものであれば、上記ゴムの流体密性の測定・評価法に示す条件や計測装置等に何ら制限されるものではなく、上記に示す条件や計測装置等は適宜設定して測定評価することができる。例えば、試験流体がガソリンの場合には、２３℃以上で０．５ＭＰａに加圧するのが一般的であるが、特に制限されず、他の流体の場合の加圧力条件は、当該他の流体で一般に使用されている条件と同程度で行えばよいと言える。
【００２７】
また、シール構造体が、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列された構造か否かは、シール構造体の断面を見れば、通常判別でき、殆ど同じような組成の場合は、光学顕微鏡でみれば簡単に判別できる。また、シール構造体を構成する２種以上のゴムの成分は、断面を分析すれば簡単にそれぞれの成分は分析できる。通常２ｍｍ四方もあれば、材料種、組成比は分析できる。
【００２８】
以下、本発明のシール構造体について添付図面に基づいて詳しく説明する。
【００２９】
図１は、本発明のシール構造体が管状体の継ぎ手部に設置された状態の例を模式的に示した断面概略図である。図１に示すように、本発明のシール構造体１は、第一の管状体２（例えば、ポンプモジュールなど）と第二の管状体３（例えば、燃料タンクなど）の継ぎ手部に設置される。図中の符号４は、第一の管状体２及び第二の管状体３のカシメ部品（例えば、ロックリングなど、ねじ止め部材を用いることができる）である。管内流体は、第一の管状体２及び第二の管状体３の内部を通り、シール構造体１は、第一の管状体２及び第二の管状体３の間を流体密にするために設置されている。
【００３０】
図２は、本発明のシール構造体の代表的な断面構造を表わした図面である。シール構造体の断面は、図２のように流体の流れ中心（図１を参照のこと。）に対して同心円に２種類のゴムが並列されており、管内流体の流れ中心に対して内周側（管内側；以下、単に内周側または内周ともいう）のゴム１ａは、管内流体の流れ中心に対して外周側（管外側；以下、単に外周側または外周ともいう）のゴム１ｂよりも、常温において高い流体密性を有し、一方、外周側のゴム１ｂは、少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において内周側のゴム１ａよりも高い流体密性を有するゴムとなっている。この構造によって、常温、低温のいずれの環境下においても優れた流体密性を得ることができる。
【００３１】
内周のゴムに常温での流体密性を担わせるのは、次の理由による。流体密性が低い材料は、管内流体（例えば、ガソリンなど）によって膨潤するため、材料内部に大きな内部応力が発生する。内部応力によって、ゴム材料の分子鎖が切断される等、材料であるゴムに負担が掛かり、劣化が促進する。この為、使用頻度の高い常温域でより高い流体密性を有するゴム材料を内周側に設置することによって、内部応力負荷の程度を低減し、耐久性をより高めることが可能となる。また、この内部応力を低減することによって、内周、外周間の剥離を防止することが可能であり、この２点から常温での流体密性の高いゴムを内周側に設置することとしたものである。
【００３２】
ここで、上記要件を満たすゴム、詳しくは、図２に示すように２種類のゴムを並列させる場合の内周側と外周側のゴムに用いられる上記要件を満たすゴム材料の組み合わせを具体的に列挙する。
【００３３】
▲１▼内周側に水添ＮＢＲ、外周側にＮＢＲ、
▲２▼内周側にＮＢＲ−ＰＶＣ、外周側にＮＢＲ、
▲３▼内周側に２元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン）、外周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／パーフルオロメチルビニルエーテル）、
▲４▼内周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）、外周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／パーフルオロメチルビニルエーテル）、
▲５▼内周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）、外周側にＦＶＭＱ、などの組み合わせがこれに該当する。ただし、本発明の上記要件を満たすゴムの組み合わせは、これらに限定されるものではない。
【００３４】
なお、本発明のシール構造体では、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類以上のゴムが並列されたものであればよく、３種類以上のゴムを並列させた構造体であってもよい。
【００３５】
例えば、図２で示したような２種類のゴムを並列させたシール構造体１において、これら内周側のゴム１ａと外周側のゴム１ｂの間に第３のゴムを設置しても良い。具体的には、図３に示すように第３のゴム１ｃとして、内周のゴム１ａ、外周のゴム１ｂ間に、接着性を有するゴムなどを適宜適用可能である。
【００３６】
あるいは別の態様として、図４のように第３のゴム１ｃをシール構造体１の最外周に設置しても良い。図４における第３のゴム１ｃは、安価なゴムを採用して経済的有利に本シール構造体を提供する場合などに有効である。
【００３７】
図３の組み合わせの一例として、内周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）、中間層としてＮＢＲ、外周側としてＦＶＭＱの組み合わせがこれに該当する。ただし、本発明の上記要件を満たすゴム材料の組み合わせは、これらに限定されるものではない。図３の組合せのシール構造体１では、流体の流れ中心に対して内周側のゴム１ａが、これより外周側に位置するゴム１ｃまたは１ｂのいずれかよりも常温において高い流体密性を有するか、あるいは流体の流れ中心に対して内周側のゴム１ｂが、これより外周側に位置するゴム１ｃよりも常温において高い流体密性を有するものであればよい。一方、流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴム１ｂが、これより内周側に位置するゴム１ｃまたは１ａのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有するか、あるいは流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴム１ｃが、これより内周側に位置するゴム１ａよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有するものであればよい。
【００３８】
図４の組み合わせの一例として、内周側に３元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン）、中間層として２元系フッ素ゴム（フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン）、外周側にＮＢＲ、など種々の組み合わせが可能である。よって、本発明の上記要件を満たすゴム材料の組み合わせは、これらに限定されるものではない。図４の組合せのシール構造体１では、流体の流れ中心に対して内周側のゴム１ａが、これより外周側に位置するゴム１ｂまたは１ｃのいずれかよりも常温において高い流体密性を有するか、あるいは流体の流れ中心に対して内周側のゴム１ｂが、これより外周側に位置するゴム１ｃよりも常温において高い流体密性を有するものであればよい。一方、流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴム１ｃが、これより内周側に位置するゴム１ａまたは１ｂのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有するか、あるいは流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴム１ｂが、これより内周側に位置するゴム１ａよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有するものであればよい。
【００３９】
なお、これら使用するゴムは、上記要件を満足するものであれば何ら制限されるべきものではなく、例えば、上記に例示したゴム材料の接着性を改良するなど同業者が容易に想到し得る改変を適宜織り込んだゴム材料などを用いても良い。
【００４０】
さらにこの好ましいシール構造体の形態として、その断面形状でみた場合に、流体密にシールする為に相手部品（継ぎ手する必要のある２つの管状体部品）と２箇所以上の接点を有するものであり、少なくとも一つのゴムが１箇所以上の接点を形成し、これとは異なる少なくとも１つのゴムが異なる１箇所以上の接点を形成していることが望ましい。２種類のゴムから構成されるシール構造体の場合には、例えば、図５の断面形状を有するものを挙げることができる。図５に示すシール構造体の断面形状は、相手部品（例えば、図１の場合、第一の管状体２と第二の管状体３）との接点５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを持つものであり、この接点を異なるゴムが構成している。図５に示した形状は４接点の形状で、内周側のゴム１ａと外周側のゴム１ｂがそれぞれ２つの接点５ａ、５ｂと５ｃ、５ｄを構成したものである。このような接点を有する形状とすることによって、それぞれのゴムが相手部品と確実に接することができ、より確実なシール性を得ることができる。接点の数は特に限定はない。少なくとも２点を接点を有していれば、接点の無い形状に比べてシール性は飛躍的に向上する。２点形状として、図６に、相手部品との接点６ａ、６ｂを持つものを例示した。なお、図６のシール構造体１の下面６ｃは、相手部品の一つ（図１の場合、第二の管状体３）と面で接するものである。
【００４１】
また、図５、６に示すシール構造体の実施形態においても、図３、図４の如く、第３のゴムを設定しても良い。すなわち、３種類以上のゴムにより構成されてなるシール構造体でも、その断面形状でみた場合に、流体密にシールする為に相手部品と２箇所以上の接点を有するものであり、少なくとも一つのゴムが１箇所以上の接点を形成し、これとは異なる少なくとも１つのゴムが異なる１箇所以上の接点を形成していることが望ましい。例えば、図７に示すように、シール構造体１がＨ型断面の場合には、内周のゴム１ａと、外周のゴム１ｂにそれぞれ２箇所の接点（内周のゴム１ａの接点７ａ、７ｂと、外周のゴム１ｂの接点７ｃ、７ｄ）を有していればよく、中間層のゴム１ｃには接点が設けられていなくてもよい。また、図８に示すように、シール構造体１が変形Ｈ型断面の場合には、内周のゴム１ａと、外周のゴム１ｂにそれぞれ１箇所の接点（内周のゴム１ａの接点８ａと、外周のゴム１ｂの接点７ｂ）を有していればよく、中間層のゴム１ｃには接点が設けられていなくてもよい。ただし、必要があれば、上記中間層のゴム１ｃにも、接点を形成しても良いことはいうまでもない。なお、４種類以上のゴムで構成されたシール構造体でも同様に、シール構造体を構成する４種類以上のゴムの中から任意の２種類以上のゴムにおいて、それぞれ異なる接点が形成されていればよく、必ずしも全ての種類のゴムに接点が形成されていなくてもよいと言える。また、その断面形状に関しても、図５〜図８に示すようなＨ型断面形状や変形Ｈ型断面形状でなくてもよい。
【００４２】
なお、ここでいう接点とは、シール構造体の断面形状において、相手部品と接触する部分が、点接触であることをいう。シール構造体の断面形状における点接触部分の大きさ（幅ないし長さ）は、図５、６に示すように、厳密に点でなくても良く、若干の幅を有していても良い。かかる幅の大きさは、シール構造体１の断面形状における内周から外周までの全幅Ｌの３０％程度までのものであれば、本発明にいう点接触に含まれるものとする。すなわち、接点としてカウントするものとする。したがって、図６に示すように、シール構造体１の断面形状において、相手部品の１つと接する面６ｃは、本発明でいうところの接点には含まれない。
【００４３】
さらにこの好ましいシール構造体の実施態様として、少なくとも内周を構成するゴムをフッ素ゴムとすることである。前述の通り、内周のゴム（３種類以上のゴムを並列させる場合には、最内周のゴム）は、常温における流体密性を担うゴムであると共に、流体に接するゴムである。従って、内周側ゴムは、常温において優れた燃料バリア性と柔軟性、更に耐薬品性が必要となる。この点からフッ素ゴムが最も適しており、フッ素ゴムを適用した場合、優れたシール構造体を提供することが可能となる。
【００４４】
さらに好ましくは、シール構造体を構成するゴムが全てフッ素ゴムである場合である。すなわち、２種類以上の異なるフッ素ゴムが並列されて構成されているのが望ましい。この場合、前述の内周側がフッ素ゴムである場合の利点に加えて、フッ素ゴム同士の並設によって接着性が著しく向上し、長期使用においても剥離等の経時変化の少ない優れたシール構造体を提供することが可能となる。
【００４５】
並設されるゴム間の接着は加硫接着が好ましい。詳しくは、前記シール構造体を構成する２種類以上のゴムが、加硫前に並設され、加硫時に（並設された異種ゴム間が）接着されてなることを特徴とするものである。即ちトランスファーなどの所望の型内に加硫前のゴム（並設させる複数のゴム）を投入し、型内で加硫する際に、同時接着することが好ましい（後述する実施例４以外の実施例では、この接着方法を用いた。実施例では、単に「型内加硫接着法」と称する。）。並設されるゴム間が同系統のゴムの場合並設されるゴム間にも架橋ができ、優れた接着性を有する。加硫は、硫黄、パーオキサイドなど使用するゴムに併せて適宜選択可能である。ただし、並設されるゴム間の接着は、加硫接着に制限されるものではなく、十分な接着強度を得られるものであれば、従来公知の他の接着方法を適用してもよい。
【００４６】
さらに外周側のゴムがＴＲ１０値＝−２０℃以下のフッ素ゴムであり、内周のゴムがＴＲ１０値＝−２０℃以上のフッ素ゴムで、且つ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴムに対して１／２以下のものが望ましい。こうした特性を有するゴムを選定する場合、自動車用燃料タンクとポンプモジュール間に設置するパッキンとして好適である（図１を参照のこと。）。ＴＲ１０値≦−２０℃のフッ素ゴムを外周に設置することによって、自動車に要求される−４０℃の極寒地でも優れたシール性を有し、一方、内周のゴムをＴＲ１０値≧−２０℃で、かつ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴムに対して１／２以下のフッ素ゴムにすることによって、耐ガソリン性に優れ、且つ燃料バリアに優れ、低温から４０℃まで安定的に燃料シール性に優れたシール構造体を提供できる。この場合もシール構造体の断面形状には特に限定はない。図２のような丸断面、図５のようなＨ型断面、図６のような変形Ｈ型断面など相手部品との形状に合わせて任意に改変可能である。なお、ＴＲ１０値は、ゴム（試験片）の収縮率が１０％となる温度をいい、ＪＩＳ Ｋ６２６１−１９９７の低温弾性回復試験（ＴＲ試験）に従って求めることができる。また、ガソリン透過係数は、ＪＩＳ Ｚ０２０８−１９７６の防湿包装材料の透湿度試験方法に準拠したアルミニウム製の容器に試験燃料（トルエン：イソオクタン＝５０：５０（体積比））を封入し、４０℃一定雰囲気下で、試験燃料（ガソリン）の透過する量を計測して算出することができる。なお、試験片の形状は、φ７０ｍｍ×１ｍｍとする。
【００４７】
なお、３種類以上のゴムで構成されているシール構造体の場合には、上記した作用効果を有効に発現させるには、最内周のゴムと最外周のゴムが上記特性を有することが望ましいが、これらに制限されるものではない。例えば、図３に示す３種類のゴムで構成されているシール構造体の例で説明すれば、以下の３通りの組み合わせが適用可能である。
【００４８】
（１）外周のゴム１ｂがＴＲ１０値＝−２０℃以下のフッ素ゴムであり、内周のゴム１ａがＴＲ１０値＝−２０℃以上のフッ素ゴムで、且つ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴム１ｂに対して１／２以下のものの場合である。この場合、中間層のゴム１ｃについては特に制限されないが、好ましくは、上記の内周のゴムまたは外周のゴムのいずれかの特性を有するものが望ましい。
【００４９】
（２）中間層のゴム１ｃ（内周のゴム１ａに対しては、これよりも外周側のゴムの１つと言える）がＴＲ１０値＝−２０℃以下のフッ素ゴムであり、内周のゴム１ａがＴＲ１０値＝−２０℃以上のフッ素ゴムで、且つ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴムである中間層のゴム１ｃに対して１／２以下のものの場合である。この場合、外周のゴム１ｂについては特に制限されないが、好ましくは、中間層のゴム１ｃと同様の特性を有するものが望ましい。
【００５０】
（３）外周のゴム１ｂがＴＲ１０値＝−２０℃以下のフッ素ゴムであり、中間層のゴム１ｃ（外周のゴム１ｂに対しては、これよりも内周側のゴムの１つと言える）がＴＲ１０値＝−２０℃以上のフッ素ゴムで、且つ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴム１ｂに対して１／２以下のものの場合である。この場合、内周のゴム１ａについては特に制限されないが、好ましくは、中間層のゴム１ｃと同様の特性を有するものが望ましい。なお、４種類以上のゴムで構成されたシール構造体でも同様に、シール構造体を構成する４種類以上のゴムの中から任意の２種類のゴムを選択して、上記特性を持たせばよいと言える。
【００５１】
さらに好ましくは、シール構造体を構成する内周側のゴムが、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素ゴム（３元系ＦＫＭの１種である。単に３元系ＦＫＭ１とも称する。）であり、且つその外周側のゴムが、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、パーフルオロメチルビニルエーテルからなるフッ素ゴム（３元系ＦＫＭの他の１種である。単に３元系ＦＫＭ２とも称する。）であるシール構造体である。
【００５２】
この場合、上記の要求特性を最も高いレベルで成立させることが可能であり、且つ調達が安定しているため、安定的にシール構造体を供給可能となる。
【００５３】
なお、３種類以上のゴムからなるシール構造体の場合にも、該シール構造体を構成する３種類以上のゴムのうちから選択した２種類のゴムが、上記に規定するゴム材料の要件を満足する関係にあればよい（後述する実施例３を参照のこと。）。例えば、図４に示す３種類のゴムで構成されているシール構造体の例で説明すれば、以下の３通りの組み合わせが適用可能である。
【００５４】
（１）シール構造体１を構成する内周側のゴム１ａが３元系ＦＫＭ１であり、外周側のゴム１ｃが３元系ＦＫＭ２である。この場合、中間層のゴム１ｂについては特に制限されないが、３元系ＦＫＭ１と３元系ＦＫＭ２とは、共にフッ素系ゴムであるため、中間層のゴム１ｂにも種類の異なるフッ素系ゴムを用いるのが望ましい。
【００５５】
（２）シール構造体１を構成する中間層のゴム１ｂ（外周のゴム１ｃに対しては、これよりも内周側のゴムの１つと言える）が３元系ＦＫＭ１であり、外周側のゴム１ｃが３元系ＦＫＭ２である。この場合、内周のゴム１ａについては特に制限されないが、３元系ＦＫＭ１と３元系ＦＫＭ２とは、共にフッ素系ゴムであるため、内周のゴム１ａにも種類の異なるフッ素系ゴムを用いるのが望ましい。
【００５６】
（３）シール構造体１を構成する内周側のゴム１ａが３元系ＦＫＭ１であり、中間層のゴム１ｂ（内周のゴム１ａに対しては、これよりも外周側のゴムの１つと言える）が３元系ＦＫＭ２である。この場合、外周のゴム１ｃについては特に制限されないが、３元系ＦＫＭ１と３元系ＦＫＭ２とは、共にフッ素系ゴムであるため、外周のゴム１ｃにも種類の異なるフッ素系ゴムを用いるのが望ましい。
【００５７】
なお、本発明のシール構造体は、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列された構造（配置）を有していればよく、他の構造（配置）が含まれているものを決して排除するものではない。よって、本発明の作用効果に影響を及ぼさない範囲内で、他の構造を含んでいてもよく、例えば、図９に示すように、シール構造体１の断面形状（構造）において、その一部に、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類（以上）のゴムが直列に形成された構造や図１０に示すような構造、すなわちシール構造体１の断面形状（構造）において、その一部に、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムがいわば海島構造などを有するものであってもよい。即ち本発明の目的は達成できるものであり、本発明の技術範囲に属するものである。
【００５８】
さらに、ここでいう並列された構造とは、流体の流れ中心の軸線方向に対して斜めに傾斜された状態で２種類以上のゴムが並設されていてもよく、例えば、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シール構造体１の断面形状（構造）において、流体の流れ中心の軸線方向に対して４５°まで傾斜された状態で、２種類以上のゴム（図では、３種類のゴム１ａ、１ｂ、１ｃ）が並設されていてもよい。すなわち、本発明では、図中のθ（ないしθ₁、θ₂）の角度が０°±４５°の範囲であれば、並列された構造といえる。
【００５９】
また、管内流体は、液体（ガソリンなど）流体に限られるものではなく、気体流体、固体流体のいずれであってもよい。
【００６０】
また、本発明のシール構造体は、図１に説明したように、自動車等の燃料系配管（管状体）の継ぎ手部のほか、空気調和装置の冷媒系配管（管状体）の継ぎ手部などの管状体の継ぎ手部などに適用できるなど、産業全般に幅広く適用し得るものである。
【００６１】
【実施例】
以下、実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
比較例１〜３および実施例１〜５のシール構造体について、以下に説明する燃料透過性試験、常温および低温下でのシール試験および燃料浸漬後の接着強度試験を行い、表１に示す結果を得た。また、比較例１〜３および実施例１〜５のシール構造体を構成するゴム材料につき、常温（２３℃）および低温（−５０〜−３０℃）雰囲気下での流体密性（漏れ出すガソリンの量）、ＴＲ１０値およびガソリン（Ｆｕｅｌ Ｃ）透過係数につき、上記ないし以下に説明する測定方法によって測定した結果をあわせて表１に示す。
【００６３】
（燃料透過性試験）
燃料透過量計測は、イソオクタンとトルエンを同体積（５０：５０）で混合した試験燃料（Ｆｕｅｌ Ｃ）を入れたアルミニウム製の容器に、比較例１〜３ないし実施例１〜５のシール構造体を装着した後、アルミニウム製の蓋で封をし、４０℃一定雰囲気下で５０４時間（＝３週間）放置した後の封入燃料の重量減少量を計測した。下記表１の燃料透過性試験の項目の数値は、いずれも各シール構造体（１個）ごとの１日（２４ｈｒ）あたりの試験燃料の重量減少量（＝透過量）（単位：ｍｇ／個／ｄａｙ）を表わす。
【００６４】
（シール試験）
市販のレギュラガソリンを入れたアルミニウム製の容器に、比較例１〜３ないし実施例１〜５のシール構造体を装着した後、アルミニウム製の蓋で封をし、内部を０．５ＭＰａで加圧し、常温（２３℃）および低温（−４０℃）雰囲気下にて、それぞれ試験開始（密封加圧した時点）から５０４時間（３週間）経過後に内封されたレギュラガソリンの漏れを調べた。
【００６５】
レギュラガソリンの漏れは、市販のリークチェッカーで調べたが、水浴につけて調べる方法を適用してもよい。後者の場合には、レギュラガソリンの漏れは、にじみとして判別できる。
【００６６】
下記表１のシール試験の項目の判定基準では、調査時（＝試験開始（密封）後５０４時間経過後）に、ガソリンの漏れ（にじみ）が全く検出されない場合を「無し」とし、調査時にごくわずかでもガソリンの漏れ（にじみ）が検出されれば「有り」とした。これは、ごくわずかでも漏れていれば（にじんでいれば）リークチェッカーが反応するためである。なお、水浴につけて調べる場合にも、ごくわずかでも漏れていれば（にじんでいれば）、目視で簡単にわかるためである。
【００６７】
（燃料浸漬後の接着強度試験）
６０℃に加熱した燃料（レギュラガソリンを用いた）中に、実施例１〜５のシール構造体を５０４時間（３週間）浸漬後に、当該シール構造体を上記燃料透過性試験で用いたのと同様の容器に装着して締め付け負荷を加えた後、当該シール構造体のゴム同士の接合部分を観察し、接合部分の異常（剥がれ等）の有無を観察した。
【００６８】
なお、本試験では、比較例１〜３のシール構造体については、２種類以上のゴムを接合した構造ではないため実験は行わなかった。
【００６９】
（流体密性（漏れ出すガソリンの量））
流体密性の測定・評価は、Ｏリングを用い、次の条件で行い、計測で得られた値（漏れ量：ｍｇ／ｄａｙ）で流体密性の高低を評価した。すなわち、流体密性（流体密）の高い低いは、下記の計測量の高低で決定した。
【００７０】
・Ｏリング形状；線径３．１ｍｍ、Ｏリング内径１３０ｍｍ
・Ｏリング圧縮率；１５％
・燃料圧；２３℃以上の場合は０．５Ｍｐａ、２３℃未満の場合は、負荷圧力なし
・容器内容積；４０ｍｌ
・計測項目；５０４時間経過時の漏れ量（ｍｇ／ｄａｙ）
・計測方法；
▲１▼２３℃以上の場合：ＳＨＥＤ法により計測した。詳しくは、内部に試験流体（ガソリンを用いた。）を入れたアルミニウム製の容器（内容積４０ｍｌ）をゴム材料（いずれも上記に規定するＯリングを用いた。）で封止を行い、常温（２３℃）下にて容器内部を０．５ＭＰａに加圧し、加圧開始から５０４時間（３週間）経過時の、Ｏリングを介して漏れ出すガソリンの漏れ量（ｍｇ／ｄａｙ）を、測定装置として株式会社ジャップス製の小型ＶＴ ＳＨＥＤ（容積２ｍ³）に株式会社堀場製作所製の分析計ＭＥＸＡ７２００を組み合わせたものを用いて計測した。
【００７１】
▲２▼２３℃未満の場合：重量法により計測した。詳しくは、内部に試験流体（ガソリンを用いた。）を入れたアルミニウム製の容器（内容積４０ｍｌ）をゴム材料（いずれも上記に規定するＯリングを用いた。）で封止を行い、低温（具体的には、−３０℃、−４０℃、−５０℃の３条件でそれぞれ実施した。）下にて加圧開始から５０４時間（３週間）経過時の、Ｏリングを介して漏れ出す試験流体の漏れ量（封入燃料の減少量；ｍｇ／ｄａｙ）を計測した。
【００７２】
・漏れ出すガソリンの量は、Ｏリング（ゴム材料）を透過して出てくるものと容器とＯリングの界面をリークしてくるものとの合計量である。
【００７３】
（ＴＲ１０値）
ゴム材料（試験片）の収縮率が１０％となる温度を、ＪＩＳ Ｋ６２６１−１９９７の低温弾性回復試験（ＴＲ試験）に従って求めた。
【００７４】
（ガソリン（Ｆｕｅｌ Ｃ）透過係数）
ＪＩＳ Ｚ０２０８−１９７６に準拠したアルミニウム製の容器に試験燃料（Ｆｕｅｌ Ｃ；トルエン：イソオクタン＝５０：５０（体積比））を封入し、４０℃一定雰囲気下で、試験燃料のガソリン（＝Ｆｕｅｌ Ｃ）の透過する量を計測して算出した。なお、ゴム材料（試験片）の形状は、φ７０ｍｍ×１ｍｍとした。
【００７５】
（比較例１）
断面形状が丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、ＮＢＲとした。
【００７６】
（比較例２）
断面形状が丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、３元系ＦＫＭ１とした。
【００７７】
（比較例３）
断面形状が丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、３元系ＦＫＭ２とした。
【００７８】
（実施例１）
断面形状が図２に示す丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、内側材質にＮＢＲ−ＰＶＣ、外側材質にＮＢＲを用いた。これらの接着方法は、型内加硫接着法とした。
【００７９】
（実施例２）
断面形状が図２に示す丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、内側材質に３元系ＦＫＭ１、外側材質に３元系ＦＫＭ２を用いた。これらの接着方法は、型内加硫接着法とした。
【００８０】
（実施例３）
断面形状が図４に示す丸断面であり、線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、内側材質に３元系ＦＫＭ１、中間層材質に３元系ＦＫＭ２、外側材質にＮＢＲを用いた。これらの接着方法は、型内加硫接着法とした。
【００８１】
（実施例４）
断面形状が図５に示す変形Ｈ型断面であり、等価線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、内側材質に３元系ＦＫＭ１、外側材質に３元系ＦＫＭ２を用いた。これらの接着方法は、型内加硫により各パーツを作製後、これらをフッ素系接着剤（ダイキン工業株式会社製；ダイフロイル＃１０）により接着した。また、断面形状が内周部分のみのＯリングと、断面形状が外周部分のみのＯリングとを形成し、これらの接着面の全周にわたって接着剤を塗布後、両者を貼り付けて１５０℃で２時間かけて接着した。
【００８２】
（実施例５）
断面形状が図５に示す変形Ｈ型断面であり、等価線径φ３．１ｍｍ、内側直径φ１３０ｍｍのＯリングを用いた。材質は、内側材質に３元系ＦＫＭ１、外側材質に３元系ＦＫＭ２を用いた。これらの接着方法は、型内加硫接着法とした。
【００８３】
【表１】

【００８４】
なお、表１の燃料浸漬後の接着強度試験の欄の実施例４の＊印の注記として、「但し、内側ゴムと外側ゴムの接合部分の界面の接着性が若干弱い。」とあるのは、上記した燃料浸漬後の接着強度試験において、接着強度は概ね良好であったが、接合部分の界面の一部にわずかな剥がれがあるのが観察されたため、接着性が加硫接着に比べて弱いという意味で、接着性が弱いとしたものである。ただし、燃料透過性能およびシール性能に影響を与える程度でないことは、上表１の燃料透過性試験およびシール試験結果が示す通り良好であることから明白である。なお、他の実施例で行った加硫接着による接合の場合には、当該接合部分に剥がれなどの異常は認められず、接着性は良好であった。
【００８５】
実施例１では、材料が同じＮＢＲ同士で比較した場合、すなわち比較例１と比較した場合に燃料透過性試験での燃料透過量（ｍｇ／個／ｄａｙ）が５０％改善されており、ＮＢＲ材料において、燃料バリア性と低温シール性を長期間確実に維持することができるＮＢＲ製のシール構造体を提供することができることが確認された。
【００８６】
実施例２〜５では、材料が同じフッ素ゴム同士の比較例２、３と対比した場合、比較例２よりも燃料透過性は極わずか低下しているものの、同時にシール性（特に低温シール性）にも優れていることが明確になっており、シール性のよい比較例３よりも燃料透過性は３０〜４０％も改善されているため、本発明の目的である、燃料バリア性と低温シール性を長期間確実に維持することができるフッ素ゴム製のシール構造体を提供することができることが確認された。
【００８７】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的な解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シール構造体適用の一例図である。
【図２】本発明に係る２種類のゴムを並設（並列に設置）させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図である。
【図３】本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図である。
【図４】本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図である。
【図５】本発明に係る２種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（Ｈ断面）の断面図である。
【図６】本発明に係る２種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（変形Ｈ断面）の断面図である。
【図７】本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（Ｈ断面）の断面図である。
【図８】本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（変形Ｈ断面）の断面図である。
【図９】本発明に係る２種類のゴムを並設させた構造を有し、かつ他の２種類のゴムを直設（直列に設置）させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図である。
【図１０】本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有し、かつ中間層のゴム内に他のゴムを、いわば海島構造となるように設置させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）および（Ｂ）は、共に本発明に係る３種類のゴムを並設させた構造を有するシール構造体（丸断面）の断面図であって、該３種類のゴムの並設構造の範囲を例示した解説図面である。
【符号の説明】
１…シール構造体、
１ａ…シール構造体を構成するゴム材料、
１ｂ…シール構造体を構成するゴム材料、
１ｃ…シール構造体を構成するゴム材料、
２…管状体、
３…管状体、
４…カシメ部品、
５ａ、５ｂ、６ａ、７ａ、７ｂ、８ａ…内周のゴムの接点、
５ｃ、５ｄ、６ｂ、７ｃ、７ｄ、８ｂ…外周のゴムの接点、
６ｃ、８ｃ…シール構造体の断面形状の下面、
Ｌ…シール構造体の断面形状における内周から外周までの全幅。

Claims (7)

1. 管状体の継ぎ手部に設置されるシール構造体であって、
   前記シール構造体は、流体の流れ中心に対して同心円に少なくとも２種類のゴムが並列されたものであり、
   流体の流れ中心に対して内周側のゴムが、これより外周側に位置するゴムのいずれかよりも常温において高い流体密性を有し、
   流体の流れ中心に対して外周側に位置するゴムが、これより内周側に位置するゴムのいずれかよりも少なくとも−３０℃〜−５０℃の温度域において高い流体密性を有することを特徴とするシール構造体。
2. 前記シール構造体において、
   前記シール構造体は、その断面形状でみた場合に、流体密にシールする為に相手部品と２箇所以上の接点を有するものであり、
   少なくとも一つのゴムが１箇所以上の接点を形成し、これとは異なる少なくとも１つのゴムが異なる１箇所以上の接点を形成していることを特徴とする請求項１に記載のシール構造体。
3. 前記シール構造体において、
   少なくとも流体の流れ中心に対して内周を構成するゴムが、フッ素ゴムであることを特徴とする請求項１または２に記載のシール構造体。
4. 前記シール構造体において、
   該シール構造体を構成する材料が、フッ素ゴムであることを特徴とする請求項１または２に記載のシール構造体。
5. 前記シール構造体において、
   外周のゴムが、ＴＲ１０値＝−２０℃以下のフッ素ゴムであり、
   内周のゴムが、ＴＲ１０値＝−２０℃以上のフッ素ゴムで、且つ４０℃におけるガソリン透過係数で外周側のゴムに対して、１／２以下であることを特徴とする請求項４に記載のシール構造体。
6. 前記シール構造体を構成する２種類以上のゴムが、加硫前に並設され、加硫時に接着されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール構造体。
7. 前記シール構造体を構成するゴムにおいて、
   その内周側が、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドおよびヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素ゴムであり、
   その外周側が、テトラフルオロエチレン、ビニリデンフルオライドおよびパーフルオロメチルビニルエーテルからなるフッ素ゴムであることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のシール構造体。

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