JP2008543257A - 棒状物体の壁貫通部における密封用シール要素 - Google Patents

Abstract

本発明は、棒状物体（１）が壁（２７）を貫通する貫通開口（２９）を密封するためのソケット部（３）付きシール要素（１７）、特に、ケーブルセットが車体板を貫通する貫通開口（２９）を密封するためのシール要素（１７）に関する。そのソケット部（３）は中空室（９）を画成する周壁（７）を有している。ソケット部（３）を貫通開口（２９）に締付け固定するための締付け要素（１９）が設けられ、その締付け要素（１９）による締付け固定時、ソケット部（３）が広げられ、これにより、貫通開口（２９）の確実で効果的な密封が保証される。

Description

本発明は、棒状物体が壁を貫通する貫通開口を密封するためのソケット部（Tulle）付きシール要素、特に、ケーブルセットが車体板を貫通する貫通開口を密封するためのシール要素に関する。

特に自動車分野において一般に、乾燥区域から湿り区域、例えば車両内部室からしぶきが生ずるエンジン室、ケーブルセットを気密に貫通するという問題がある。

独国特許出願公開第１０１２９０８６号明細書において、棒状物体が貫通して導かれるソケット部を有する壁貫通装置（壁ブッシング）が知られている。そのソケット部は、棒状物体の周りに発泡成形された成形体と、この成形体に一体に形成された取付けフランジを有している。その取付けフランジに、棒状物体を取り囲む環状シール舌片が成形され、このシール舌片は、最終組立状態において壁孔の開口縁に押し付けられる。取付けフランジを強化するために、この取付けフランジに挿入される２分割構造のインサート部品が設けられている。また、開口縁のソケット部とは反対の側に、補強枠が設けられている。棒状物体の単純な横挿入は、壁開口に通じる挿入スロットによって保証されている。

欧州特許出願公開第１０３６７１１号明細書にも同様に、自動車分野におけるケーブルセットが壁開口を貫通して導かれる気密壁貫通装置（壁ブッシング）が記載されている。そこでは、強固なインサートを備えた２分割構造のソケット部並びに弾性ベローズが利用されている。その強固なインサートは、車体板に確実に固定するために用いられ、ベローズは特にしぶき防護の機能を負っている。その両部品は、相互に機械的結合手段を介して経費をかけて結合され、ソケット部の複雑な組立と、車体板の両側からの接近が必要とされる。

本発明の課題は、少ない部品で構成され、容易に組み立てでき、確実に密封するシール要素を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有するシール要素によって解決される。それによれば、シール要素は、棒状物体が貫通して導かれるソケット部を有している。特にこれによって、自動車分野におけるケーブルセットの気密貫通部(ブッシング)が形成される。ソケット部は円筒状中空室を画成する周壁を有している。ソケット部を貫通開口に締付け固定するための締付け要素が設けられ、その締付け固定時、ソケット部の周壁が拡張する。この場合、周壁は貫通開口の開口縁に半径方向外側に押し付けられる。

この形態の主な利点は、ソケット部の貫通開口に対する押付けと締付けにより特に確実で永続的な密封が保証されることにある。ソケット部は貫通開口の中にはめ込まれ、ソケット部の半径方向拡張を引き起こすように向けられた圧縮力によりソケット部が拡張し、これにより、ソケット部と壁との接触箇所を非常に良好に密封する。

容易な拡張および確実で永続的な密封を可能にするために、ソケット部は弾性材料、特に発泡ポリウレタン（ＰＵ）のような発泡材料から成っている。棒状物体は特に、ケーブル束上への密封材料の注型成形、発泡成形あるいは射出成形によって形成される。これらの方法の場合、密封材料は液体状態あるいは粘性状態から固形状態に変わる。ケーブル束はゴム状材料によっても気密に外装できる。注型・気密材料として、特に、ＰＵ樹脂、ＰＵ注型材料あるいはゴム材料あるいはいわゆるホットメルトを推奨する。その物体の気密外装は、好適には、一体成形体として形成されたソケット部の一部である。

ソケット部に形成された円筒状中空室は、ソケット部の柔軟性に効果的に作用する。締付け要素に向けて開いた中空室は、周壁に沿って内側から外側に向けて圧縮力を作用させる可能性を提供する。これにより、半径方向に向いた大きな押付け作用ないしソケット部の効果的な拡張が達成される。そのソケット部における中空室の存在は、ソケット部の柔軟性を高める。中空室は、断面楕円形、特に断面円形のシリンダの形に形成されることが好ましい。周壁により形成された断面円形シリンダは、対称的幾何学形状のために押付力の作用下において材料が一様に伸張し、これにより、この力の切欠き効果が減少されるという利点を有する。

ソケット部を広げるために、締付け要素は、ソケット部を広げるために中空室の中に入り込む突出部を有している。この突出部は、これが中空室への挿入後に周壁の少なくとも一部を押圧するように、形成され寸法づけられている。ソケット部の大きな面積における半径方向押圧が最も有効である。

また、ソケット部を広げるために、円筒状中空室が、締付け要素から軸方向に見て徐々に狭まり、あるいは円錐状に形成されている。それに代えて、あるいはそれに加えて、突出部も徐々に狭まり、あるいは円錐状に形成されている。その場合、締付け要素から見て同様に徐々に狭まる周壁の形状は必ずしも必要ではない。徐々に狭まる中空室を形成するために、周壁の厚さが連続して徐々に増大し、これにより、周壁の内周面が円錐を形成している、ことで足りる。円錐状に形成された内周面は、締付け要素から、特にその突出部から発生された圧力が作用する周壁の表面積を増大する。ソケット部の回転軸線に対して傾斜された周壁の内周面は、力のベクトル特性を考慮に入れて他の利点を有する。即ち、押圧時にベクトル力が軸方向分力並びに半径方向分力から成るので、自動的に半径方向における力作用が発生する。

突出部とソケット部の周壁との特に効果的な相互作用を得るため、およびこれにより半径方向における力を強化するために、突出部の寸法と形状が特に、中空室の寸法と形状に合わされている。これにより、突出部が周壁の全内周面に当接され、そのようにして、大きな面積で周壁に作用する。突出部の円錐先端における直径は、中空室の円錐底の直径より幾分大きく、同時に、中空室と突出部は同じ円錐角を有し、これにより、突出部の中空室への挿入時、ソケット部の半径方向拡張が生じさせられる。

シール要素と壁との結合部のできるだけ大きな安定度を得るために、ソケット部は、好適には、貫通開口の開口縁に当てるための鍔部を有している。大きな形状安定度によって、ソケット部の鍔部が貫通開口の周囲におけるすべての部位で開口縁に気密に接することが保証される。この形態の別の利点は、ソケット部の鍔部の部位だけが貫通開口の直径より大きな直径を有するということにある。これにより、ソケット部を開口縁の背面に係合する必要はなく、ソケット部はただ貫通開口に挿入されて、鍔部側において締付け要素で壁に固定される。

この形態の他の大きな利点は、シール要素を固定するために、貫通開口への挿入後、車体板の片側から接近するだけで済む、ということにある。その場合、ソケット部が貫通開口に挿入され、締付け要素によって壁の片側面に締付け固定される。壁の反対側への接近は必ずしも必要とされない。

シール要素の他の有利な特徴は、締付け要素がソケット部の鍔部を覆っていることにある。これによって、一方では、鍔部と開口縁との間における非気密箇所の発生が防止される。他方では、締付け要素による鍔部の完全な覆いは、押付力の一様な分布に役立てられる。

また、締付け要素がソケット部を締付け要素に保持するための保持要素を有していることが好ましい。これによって、ソケット部と締付け要素は、壁への固定前にバラバラにならぬように組み合わされ、シール要素を形成する一体形の組立ユニットと見なされ、取付けられる。

締付け要素はソケット部の方向に向いたスペーサを有している。このスペーサによって、締付け要素は組立状態において壁に当接支持される。

組立を単純化するために、スペーサは、固定要素の貫通用の案内ブッシュとして形成されていることが好ましい。固定要素は特にねじとして、あるいはねじ付きボルトとして形成される。シール要素と壁との間の非常に強固な摩擦結合は、複数のねじによって達成され、それらのねじによって、ソケット部は貫通開口の周りにおける開口縁に気密に押圧される。ねじ結合の代わりに、他の継手も可能であり、例えばリベット継手や例えばバヨネット継手によるようなかみ合い結合継手も可能である。

スペーサの軸方向長さが突出部の軸方向長さより短いことが有利である。これにより、突出部は貫通開口を越えて壁の反対側まで届く。引き締めの際、突出部の軸方向変位がスペーサによって制限される前に、スペーサはソケット部を半径方向に押圧し、ソケット部の拡張を生じさせる。その場合、ソケット部の周壁は壁に押し付けられ、これにより、貫通開口の確実且つ効果的な密封を保証する。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお各図において同一部分には同一符号が付されている。

図１に、棒状物体１が一体成形されたソケット部３と案内部５と共に示されている。この棒状物体１は特に発泡ポリウレタン（ＰＵ）で被覆されたケーブル束であり、ソケット部３と案内部５と共にケーブルセットの一部を形成している。ソケット部３と案内部５は一体に形成されている。

ソケット部３は周壁７を有し、この周壁７は回転軸線Ａの断面円形シリンダの形をした中空室９を画成している。中空室９は片側が開き、反対側に底壁１１を有している。中空室９は底壁１１に向けて徐々に狭めて形成されている。周壁７の周りに鍔部１３が形成されている。この鍔部１３に複数の凹所１５が設けられている。

ケーブル束を発泡ポリウレタン（ＰＵ）で被覆する際、ケーブル束の単線間の隙間に発泡材料が侵入し、その隙間を密に充填する。これにより、毛管作用は発生せず、ケーブルセットは永続的に防水となる。

図２は、締付け要素１９を有するシール要素１７と、この締付け要素１９に固定されたソケット部３を示している。締付け要素１９は複数の保持要素２１を有し、これらの保持要素２１は、図１における凹所１５に係合し、図示の実施例において、締付け要素９とソケット部３との間で、バヨネット継手の形のかみ合い結合継手を形成する。締付け要素１９は角が丸められた三角形をしている。その角の部位に、案内ブッシュとして形成されたスペーサ１３が設けられている。また、締付け要素１９は突出部２５を有し、この突出部２５は円錐状中空シリンダの形に形成され、棒状物体１によって貫通されている。突出部２５の大きさはソケット部３の中空室９の大きさに適合されている。

図３、図３ａ、図４に、シール要素１７を壁２７に組み立てる際の２回の組立工程が示されている。壁２７は、ソケット部３がはめ込まれる断面円形の貫通開口２９を有している。壁２７はさらに貫通開口２９の近くに、特にねじ付きボルトとして形成された３個の固定要素３１を有している。

組立時、ソケット部３が貫通開口２９の中に組立の一方の側からはめ込まれる。その場合、固定要素３１が締付け要素１９のスペーサ１３を貫通して導かれる。ソケット部３は貫通開口２９の中に、鍔部１３が貫通開口２９の周りで密に接するまではめ込まれる。図３の組立工程において、鍔部１３が当てられているが、締付け要素１９はまだ壁２７にねじ止めされていない。

図３ａに、壁２７に据え付けられたシール要素１７が、再度、斜視図で示されている。

図４には、締付け要素がナット３３によって固定要素３１にねじ止めされた状態が示されている。そのナット３３は、ねじ止め時、スペーサ２３が壁２７に当接するまで締め付けられる。突出部２５がスペーサ２３より長いので、突出部２５は中空室９の中に挿入され、周壁７の半径方向拡張を生じさせる。その場合、周壁７は壁２７に押し付けられ、これにより、接触箇所を密封する。また、突出部２５は周壁７の弾性材料の弾性復帰を阻止する。

摩擦結合継手による単純で確実なこの固定は、特に貫通開口２９の良好な密封と、これにより、シール要素１７の支障のない永続的利用を保証する。

ソケット部を備えた棒状物体の部分断面斜視図。 締付け要素とこの締付け要素に固定された図１のソケット部を有するシール要素の部分斜視図。 貫通開口に挿入された図２のシール要素の部分断面側面図。 図３に示されたシール要素の斜視図。 図３に示されたシール要素の組立状態における部分断面側面図。

符号の説明

１ 棒状物体
３ ソケット部
５ 案内部
７ 周壁
９ 中空室
１１ 底壁
１３ 鍔部
１５ 凹所
１７ シール要素
１９ 締付け要素
２１ 保持要素
２３ スペーサ
２５ 突出部
２７ 壁
２９ 貫通開口
３１ 固定要素
３３ ナット
Ａ ソケット部の回転軸線

Claims (8)

1. 棒状物体（１）が壁（２７）を貫通する貫通開口（２９）を密封するためのソケット部（３）付きシール要素（１７）、特に、ケーブルセットが車体板を貫通する貫通開口（２９）を密封するためのシール要素（１７）において、ソケット部（３）が中空室（９）を画成する周壁（７）を有し、ソケット部（３）を貫通開口（２９）に締付け固定するための締付け要素（１９）が該締付け要素（１９）の突出部（２５）で中空室（９）の中に入り込み、締付け要素（１９）による締付け固定時、突出部（２５）が中空室（９）に押し込まれ、これにより、ソケット部（３）の周壁（７）の円錐形状部位が貫通開口（２９）に対して半径方向に締付け固定されるように、突出部（２５）および／又は中空室（９）が円錐状に形成されていることを特徴とする棒状物体（１）の壁貫通部における密封用シール要素（１７）。
2. ソケット部（３）が貫通開口（２９）の開口縁に当てるための鍔部（１３）を有していることを特徴とする請求項１に記載のシール要素（１７）。
3. 締付け要素（１９）がソケット部（３）の鍔部（１３）を覆っていることを特徴とする請求項２に記載のシール要素（１７）。
4. 締付け要素（１９）がソケット部（３）を締付け要素（１９）に保持するための保持要素（２１）を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のシール要素（１７）。
5. 締付け要素（１９）がソケット部（３）の方向に向いたスペーサ（２３）を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のシール要素（１７）。
6. スペーサ（２３）が固定要素（３１）の貫通のための案内ブッシュとして形成されていることを特徴とする請求項５に記載のシール要素（１７）。
7. スペーサ（２３）の軸方向長さが突出部（２５）の軸方向長さより短いことを特徴とする請求項５又は６に記載のシール要素（１７）。
8. ソケット部（３）が弾性材料から成り、締付け要素（１９）が形状安定性材料から成っていることを特徴とする請求項５又は６に記載のシール要素（１７）。

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