JP2010031903A - シール方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】2つの部材のシール箇所に気泡が発生しないようにし、且つシール形状の設計自由度も高くする。
【解決手段】閉塞板10は貫通孔21を有し、閉塞板10の接触面10aに、入口22aが貫通孔21の側面で開放し途中部が該接触面10aを周回し出口22bが貫通孔21の側面で開放するシール溝22を形成する。ケーブル接続口部9と閉塞板10とを連結接触させ、貫通孔21に接着剤注入治具25を、これの接着剤導入路26の他端部が前記入口22aと連通し且つ該治具25の空気排出路27の他端部が前記出口22bと連通する形態に嵌め込み、弱粘性の接着剤を接着剤注入治具25の接着剤注入口26aから注入し、該接着剤が空気逃がし口27aから溢れ出たときに該接着剤注入を停止し、接着剤注入治具25を取外し、貫通孔21に接着剤を充填し、蓋31により貫通孔21を蓋する。
【選択図】図1

Description

本発明は、相互に接触する面を有する第1の部材と第2の部材の、前記接触面間をシールするシール方法に関する。
従来、一つの部材と他の部材との間をシールする場合には、ゴム製のOリングを用いてシールすることが特許文献1に開示されている。このものでは、一つの部材(パイプ)と、これの外側に嵌合連結される他の部材(筒部材)との間をシールするために、他の部材の内周面にOリングを装着し、この後、該他の部材に一つの部材を挿入嵌合するようにしている。さらに、このものでは、一つの部材と他の部材との間に円周方向で一巡りする溝を形成し、一つの部材に、外面から該溝に連通する接着剤導入孔を形成し、この接着剤導入孔から溝へ接着剤を流し込んでシール部材を形成する技術も開示されている。
特開平10−176774号公報
上記したものにおいて、Oリングを用いてシールする場合には、他の部材の内周面にOリングを装着し、この後、該他の部材に一つの部材を挿入嵌合するため、Oリングが両部材の間にどのように挟まれているかは確かめようがなく、適正な装着状態でない可能性もある。
一方、上記したものにおいて、接着剤を使用する場合には、Oリングに代わるシール方式として有効であるが、接着剤を接着剤導入孔から溝へ流し込むときに、溝の両側から接着剤が回りこみ、気泡ができてしまうことがあり、シールが不完全となってしまう。また、このように溝の両側から接着剤が回り込むので、気泡等が原因となり、作業者が、接着剤の流し込み完了を誤判断することがあり、接着剤の必要量に対して過不足を来たしたり、特に接着剤不足は接着剤の不完全充填に繋がるおそれがある。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第1の部材と第2の部材とを接着剤でシールするについて、シール箇所に気泡が発生することがなく、且つ、接着剤充填完了を接着剤の過不足無く判断することができ、さらには、シール形状の設計自由度も高くできるシール方法を提供することにある。
請求項1の発明によれば、第1の部材と第2の部材とを接触させた状態で、貫通孔に、接着剤注入治具を、当該接着剤注入治具の接着剤導入路の他端部が前記第1の部材のシール溝の入口と連通し且つ当該接着剤注入治具の空気排出路の他端部が前記シール溝の出口と連通する形態に嵌め込むと、接着剤注入口、接着剤導入路、シール溝の入口、シール溝、シール溝の出口、空気排出路及び空気逃がし口が一連の接着剤通路として形成される。そして、この状態で前記接着剤注入治具の前記接着剤注入口つまり上記接着剤通路の一方の口部から弱粘性の接着剤を注入すると、上記接着剤通路の他方の口部である空気逃がし口が大気に開放しているから、前記接着剤注入口から弱粘性の接着剤は順次接着剤通路内の空気を押し出しながら前記空気逃がし口に向かって気泡を発生せずに充填されてゆき、該空気逃がし口から接着剤が溢れ出たときには、これをもって、シール溝には接着剤が気泡の無い状態で且つ過不足なく充填されたと判定できる。この接着剤の溢れ出しがあったときに該接着剤注入を停止し、この後、前記接着剤注入治具を取外し、前記貫通孔に前記接着剤を充填し、蓋により前記貫通孔を第1の部材の前記反対側の面から蓋することで、貫通孔も接着剤で気泡無く充填することができ、総じて、シール溝及び貫通孔を全て接着剤で充填できて、第1の部材と第2の部材との接触面間を確実に且つ接着剤の過不足を来たさずシールできる。そして、このようなシール方法であるので、シール溝の途中形状はどのような形状でも良く、シール形状の設計自由度も高くできる。
ここで、前記貫通孔の側面に入口と出口とを設けることの意義は次にある。すなわち、本願では、固形ゴム材質のシール材を用いずに接着剤を用いる構成としており、該接着剤特有の問題として液状もしくは半液状であるが故に漏れること、そして接着能力ゆえに漏れた先で部材に接着してしまうことがある。よって、適当なところに入口と出口とを形成した場合、万一、治具の着脱時に接着剤が漏れたら不良品となり、不良率が上がってしまう。そして、上記万一の状態は、治具が使い捨てでない以上、前回の接着剤が残っていることが大いに考えられるので、さらに不良品発生確率が増えるおそれがある。
このような状況に対して、貫通孔の側面に入口と出口とを設ければ、貫通孔は最終的に接着剤で埋める部分なので、多少入口や出口や治具の先から接着剤が出て来ても全く不良品とはならない。よって、本願のようなシール材に接着剤を使うような場合においては、貫通孔の側面に入口と出口とを設けることは非常に高い技術的意義がある。
請求項2の発明においては、前記接着剤注入治具が、前記貫通孔より大きなフランジ部と、該フランジ部の一端面から突出して前記貫通孔に嵌め込まれる凸部とを有し、前記接着剤導入路の接着剤注入口が該フランジ部の他端面で開口し、前記接着剤導入路が、前記接着剤注入口から該フランジ部及び凸部内部を凸部先端面まで通る導入孔部と、該凸部先端面で該孔部と連通して凸部外周面まで延びる導入溝部とで構成され、前記空気排出路の空気逃がし口が前記フランジ部の前記側面で開口し、該空気排出路が該空気逃がし口から該フランジ部及び凸部内部を凸部先端面まで通る排出孔部と、該凸部先端面で該孔部と連通して凸部外周面まで延びる排出溝部とで構成され、前記フランジ部の一端面に被位置決め部を設けると共に、前記第1の部材の前記反対側の面に該被位置決め部と係合する位置決め部を設け、該位置決め部に対する被位置決め部の係合により、前記導入溝部を前記入口に連通する位置に位置合わせし、且つ前記排出溝部を前記出口に連通する位置に位置合わせする。
この請求項2の発明によれば、接着剤注入治具の被位置決め部を第1の部材の位置決め部に係合させつつ該接着剤注入治具を貫通孔に嵌め込むと、該接着剤注入治具の接着剤導入路の導入溝部を前記入口に自ずと連通させることができるとともに、且つ該接着剤注入治具の空気排出路の排出溝部を前記出口に自ずと連通させることができ、接着剤を確実にシール溝に充填できる。しかも、前記接着剤注入治具の前記接着剤導入路の接着剤注入口が該フランジ部の他端面で開口し、前記空気排出路の空気逃がし口が前記フランジ部の前記側面で開口しているから、つまり、接着剤注入口と空気逃がし口とがフランジ部の異なる面で開口しているから、接着剤注入口に例えば注入ノズルなどを差し込んだ場合でも、注入ノズルとは異なる面にある空気逃がし口を該注入ノズルに邪魔されずに目視でき、接着剤の溢れ出しを容易に確認できる。
以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明する。図13には、多関節型ロボット1を示しており、このロボット1は、ベース2上に、第1〜第6アーム3〜8を、第1〜第6関節を介して順に連結して構成されている。前記ベース2には、ケーブル接続口部9が形成されており、このケーブル接続口部9には、この開口を閉塞する閉塞板10が取付けられている。
前記閉塞板10は第1の部材に相当し、ケーブル接続口部9は第2の部材に相当する。
ケーブル接続口部9は図1〜図3に示すように、ほぼ矩形筒状をなし、該ケーブル接続口部9の先端面は平坦面に形成されており、この先端面を前記閉塞板10の裏面10rの周縁部と接触する接触面9aとしている。また、このケーブル接続口9の内壁部には、内側へ若干突出する凸部9bが形成されており、この凸部9bの先端面は閉塞部9cを構成している。この閉塞部9cは、前記接触面9aと面一をなしており、もって該接触面9aに含まれた形態をなしている。
また、前記接触面9aの四隅部には雌ねじ部11が形成されている。
前記閉塞板10はほぼ矩形状をなしており、この閉塞板10には、コネクタ嵌合孔12、13が貫通形成されており、このコネクタ嵌合孔12、13の該閉塞板10の表面10h寄りの部分には、図3〜図5に示すように、径大なOリング配置部12a、13aがそれぞれ形成されている。前記コネクタ嵌合孔12には、例えば給電用ケーブルコネクタ14が嵌合された形態で、ねじ15により閉塞板10の雌ねじ部15a(図1、図4参照)にねじ固定されている。この場合、前記Oリング配置部12aに予めOリング16が配置されていて、給電用ケーブルコネクタ14と、コネクタ嵌合孔12との間をシールしている。
また、前記コネクタ嵌合孔13には、例えば制御用ケーブルコネクタ17が嵌合された形態で、ねじ18により閉塞板10の雌ねじ部18a(図1、図4参照)にねじ固定されている。この場合、前記Oリング配置部13aに予めOリング19が配置されていて、制御用ケーブルコネクタ17と、コネクタ嵌合孔13との間をシールしている。
また、この閉塞板10には、図1、図4、図5に示すように、ロボット1で使用する所要部材をねじ止めするための雌ねじ20が貫通形成されている。
この閉塞板10の裏面10rは平坦に形成されており、該裏面10rにおいて、前記接続口部9の接触面9aと対応する周縁部領域を接触面10aとしている。
前記閉塞板10において前記閉塞部9cに対向する部位には、上記接触面10aから反対側の面である表面10hまで貫通する貫通孔21が形成されている。前記閉塞部9cはこの貫通孔21を閉塞し得る大きさに設定されている。この閉塞板10における前記接触面10aの4つの隅部にはねじ挿通孔10bが形成されている。
さらに、この閉塞板10の接触面10aには、断面凹状のシール溝22が形成されている。このシール溝22は、一端部が前記貫通孔21の側面で入口22aとして開放し、途中部が該接触面10aを周回し、他端部が前記貫通孔21の側面で出口22bとして開放する。この場合、このシール溝22の途中部は前記雌ねじ20を避けるために屈曲している。
また、前記閉塞板10において前記貫通孔21の近くには、表面10h側からピン嵌合孔23(位置決め部に相当)が非貫通形態に形成され、さらに、表面10h側から蓋取付用の雌ねじ部24、24が非貫通形態に形成されている。
なお、図1においては、閉塞板10の構成説明の便宜上コネクタ14、17を省略しているが、実際にはコネクタ14、17を取り付けた状態で、該閉塞板10が接続口部9に連結されるものである。
図1、図6、図7に示す接着剤注入治具25は、前記貫通孔21に隙間無く嵌めこまれるものであり、前記貫通孔21より大きなフランジ部25aと、該フランジ部25aの一端面25bから突出して前記貫通孔21に嵌め込まれるほぼ円柱状の凸部25cとを有する。
この接着剤注入治具25には、接着剤導入路26と、空気排出路27とが形成されている。
接着剤導入路26は、一端部が前記フランジ部25aの他端面25dで接着剤注入口26aとして開口している。そして、この接着剤導入路26は、前記接着剤注入口26aから該フランジ部25a及び凸部25c内部を凸部25c先端面まで通る導入孔部26bと、該凸部25c先端面で該導入孔部26bと連通して凸部25c外周面まで延びる導入溝部26cとで構成され、該導入溝部26cの先端部26d(該接着剤導入路26の他端部)は凸部25cの外周面部で開口していて、前記シール溝22の入口22aと連通するようになっている(後述する)。
前記接着剤注入口26aは図示しないが接着剤注入機器のノズルが差し込まれるようになっている。この場合、接着剤注入口26aには、前記ノズルを受けるためのゴム製の注入口体(図示せず)を予め装着しておくと良い。
前記空気排出路27の一端部である空気逃がし口27aは、前記接着剤注入治具25のフランジ部25aの側面25eで開口している。そしてこの空気排出路27は、該空気逃がし口27aから該フランジ部25a及び凸部25c内部を凸部25c先端面まで通る空気排出孔部27bと、該凸部25c先端面で該空気排出孔部27bと連通して凸部25c外周面まで延びる空気排出溝部27cとで構成されている。該空気排出溝部27cの先端部27d(該空気排出路27の他端部)は、凸部25c外周面部分で開口していて、前記シール溝22の出口22bと連通するようになっている(後述する)。
前記接着剤注入治具25のフランジ部25aの一端面25bにはピン嵌合孔28が形成されており、このピン嵌合孔28にピン29(被位置決め部に相当)が一部突出する形態で嵌合するようになっている。
また、前記接着剤注入治具25の凸部25cの外周面にはOリング30配置用の溝部25fが形成されている。
図1、図8に示す蓋31は、矩形板状の蓋本体31aに短円柱状の凸部31bを形成した構成である。該凸部31bの径寸法は前記貫通孔21にほぼ隙間無く嵌合し得る径寸法に形成され、該凸部31bの軸方向長さは前記貫通孔21の軸方向長さより若干短く設定されている。
さらに該蓋31の蓋本体31aには、ねじ挿通孔31c、31cが形成されている。
さて、前記ロボット1のケーブル接続口部9の接触面9aと前記閉塞板10の接触面10aとをシールする方法について説明する。
(1)まず、図9に示すように、ねじ32をねじ挿通孔10bを挿通させて雌ねじ部11に螺合することにより、閉塞板10を前記ケーブル接続口部9に取付ける。これにより接触面9a及び10aが接触する。さらに、貫通孔21におけるケーブル接続口部9側の開口は、ケーブル接続口部9の閉塞部9cにより閉塞される。また、接着剤注入治具25には、前記Oリング30及びピン29を装着しておく。
(2)この状態から、接着剤注入治具25のピン29を閉塞板10のピン嵌合孔23に嵌入係合しつつ、該接着剤注入治具25の凸部25cを前記貫通孔21に嵌入する(図10〜図12参照)。このピン29とピン嵌合孔23との係合(位置決め)により、接着剤注入治具25の前記導入溝部26cの先端部26dが前記シール溝22の入口22aに連通する位置に位置合わせされ、且つ前記空気排出溝部27cの先端部27dが前記シール溝22の出口22bに連通する位置に位置合わせされる。
この状態では、接着剤注入治具25はOリング30により貫通孔21に隙間無く嵌めこまれる。
(3)この状態で図示しない接着剤注入機器のノズルを前記接着剤注入治具25の前記接着剤注入口26aに差し込んで、該接着剤注入口26aから弱粘性の接着剤33(図3参照)を注入する。この接着剤33は、例えば揮発性溶剤を含むエポキシ系接着剤からなり、揮発性溶剤が揮発することで硬化する。
前記接着剤注入口26aから注入された接着剤33は、接着剤導入路26の導入孔部26b、導入溝部26c、シール溝22の入口22aを経て、該シール溝22に入り込み、該シール溝22内の空気を出口22b、空気排出路27の空気排出溝部27c、空気排出孔部27b、空気逃がし口27aから順次押し出しながら、出口22bに向けて順次充填されてゆく。
(4)該接着剤33が前記空気逃がし口27aから溢れ出たときに該接着剤33注入を停止する。この接着剤33の溢れ出しによりシール溝22内に接着剤33が完全にシールされたことが判る。
(5)この後、前記接着剤注入治具25を取外す。
(6)そして、前記貫通孔21に例えば手作業で前記接着剤33を、必要量充填する。
(7)そして、図5及び図8に示すように、ねじ34をねじ挿通孔31cを通して雌ねじ部24に螺合することにより、蓋31により前記貫通孔21を、閉塞板10の表面10hから蓋する。これにより、蓋31の凸部31bが前記貫通孔21に入り込んだ状態で貫通孔21が密閉される。このとき該貫通孔21内の密閉空間には前記必要量の接着剤33で充填されている。
これによりシール溝22及び貫通孔21に弱粘性の接着剤33が充填されて、ケーブル接続口部9の接触面9aと、閉塞板10の接触面10aとが接着剤33でシールされる。
この場合、接着剤33は時間の経過とともに揮発性溶剤が揮発して固化するが、固化前の比較的柔らかい状態であっても、十分なシール性が得られる。
このような実施例によれば、第1の部材である閉塞板10と第2の部材であるロボット1のケーブル接続口部9とを連結接触した状態で、貫通孔21に、接着剤注入治具25を、当該接着剤注入治具25の接着剤導入路26の他端部(導入溝部26cの先端部26d)が前記閉塞板10のシール溝22の入口22aと連通し且つ当該接着剤注入治具25の空気排出路27の他端部(空気排出溝部27cの先端部27d)が前記シール溝22の出口22bと連通する形態に嵌め込むと、接着剤注入口26a、接着剤導入路26、シール溝22の入口22a、シール溝22、シール溝22の出口22b、空気排出路27及び空気逃がし口27aが一連の接着剤通路として形成される。
そして、この状態で前記接着剤注入治具25の前記接着剤注入口26aから弱粘性の接着剤33を注入すると、上記一連の接着剤通路の他方の口部である空気逃がし口27aが大気に開放しているから、接着剤33は順次上記一連の接着剤通路内の空気を押し出しながら前記空気逃がし口27aに向かって気泡を発生せずに該一連の接着剤通路内に充填されてゆき、該空気逃がし口27aから接着剤33が溢れ出たときには、これをもって、シール溝22には接着剤33が気泡の無い状態で且つ過不足なく充填されたと判定できる。
この接着剤33の溢れ出しがあったときに該接着剤注入を停止し、この後、前記接着剤注入治具25を取外し、前記貫通孔21に前記接着剤33を充填し、蓋31により前記貫通孔21を閉塞板10の表面から蓋することで、貫通孔21も接着剤33で気泡無く充填することができ、総じて、シール溝22及び貫通孔21を全て接着剤33で充填できて、ケーブル接続口部9と閉塞板10との接触面間を確実に且つ接着剤33の過不足を来たさずシールできる。そして、このようなシール方法であるので、シール溝22の途中形状はどのような形状でも良く、シール形状の設計自由度も高くできる。
また、本実施例によれば、接着剤注入治具25の被位置決め部であるピン29を閉塞板10の位置決め部であるピン嵌合孔23に係合させつつ該接着剤注入治具25を貫通孔21に嵌め込むと、該接着剤注入治具25の接着剤導入路26の導入溝部26bを前記シール溝22の入口22aに自ずと連通させることができるとともに、且つ該接着剤注入治具25の空気排出路27の空気排出溝部27bを前記シール溝22の出口22bに自ずと連通させることができ、接着剤を確実にシール溝に充填できる。しかも、前記接着剤注入治具25の前記接着剤導入路26の接着剤注入口26aが該接着剤注入治具25のフランジ部25aの他端面25dで開口し、前記空気排出路27の空気逃がし口27aが前記フランジ部25aの側面で開口しているから、つまり、接着剤注入口26aと空気逃がし口27aとがフランジ部25aの異なる面で開口しているから、接着剤注入口26aに注入ノズルなどを差し込んだ場合でも、注入ノズルとは異なる面にある空気逃がし口27aを該注入ノズルに邪魔されずに目視でき、接着剤33の溢れ出しを容易に確認できる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されず、例えば、第1の部材及び第2の部材は、上述した閉塞板10及びロボット1のケーブル接続口部9に限られるものではなく、種々の部材間のシールに適用できる。また、シール溝の形状も種々変更できる。また、位置決め部はピンから構成し、被位置決め部はピン嵌合孔から構成しても良く、また、位置決め部及び被位置決め部はこれらピン及びピン嵌合孔に限られるものではない。
本発明の一実施例に関し、接続口部、閉塞板、接着剤注入治具、蓋の分解斜視図 ケーブル接続口部の正面図 シール完了状態におけるケーブル接続口部部分の縦断側面図 閉塞板を裏面から見た図 シール完了状態におけるケーブル接続口部部分の正面図 接着剤注入治具の斜視図 (a)はOリング及びピン装着状態での接着剤注入治具の側面図、(b)は正面図、(c)は背面図、(d)は横断平面図 図5の矢印A−A線断面図 シール前状態におけるケーブル接続口部部分の縦断側面図 接着剤注入治具組付状態を示すケーブル接続口部部分の正面図 図10の矢印B−B線断面図 図10の矢印C−C線断面図 ロボットの斜視図
符号の説明
図面中、1はロボット、9はケーブル接続口部(第2の部材)、9aは接触面、9cは閉塞部、10は閉塞板(第1の部材)、10aは接触面、22はシール溝、22aは入口、22bは出口、23はピン嵌合孔(位置決め部)、25は接着剤注入治具、25aはフランジ部、25cは凸部、26は接着剤導入路、26aは接着剤注入口(接着剤導入路の一端部)、26bは導入孔部、26cは導入溝部、26dは先端部(接着剤導入路の他端部)、27は空気排出路、27aは空気逃がし口(空気排出路の一端部)、27bは空気排出孔部、27cは空気排出溝部、27dは先端部(空気排出路の他端部)、29はピン(被位置決め部)、31は蓋を示す。

Claims (2)

  1. 相互に接触する面を有する第1の部材と第2の部材の、前記接触面間をシールする方法であって、
    前記第1の部材に、該第1の部材の接触面から反対側の面まで貫通する貫通孔を形成し、
    前記第2の部材の前記接触面は、前記貫通孔の前記第1の部材の接触面側の開口端を閉塞する閉塞部を含み、
    前記第1の部材の前記接触面に、一端部が前記貫通孔の側面で入口として開放し、途中部が該接触面を周回し、他端部が前記貫通孔の側面で出口として開放するシール溝を形成し、
    前記貫通孔に隙間無く嵌めこまれる接着剤注入治具と、前記貫通孔を前記反対側の面から塞ぐ蓋とを備え、
    前記接着剤注入治具には、一端部が接着剤注入口として開口し他端部が前記入口と連通する接着剤導入路と、一端部が空気逃がし口として開口し他端部が前記出口と連通する空気排出路とが形成され、
    前記第1の部材と第2の部材とを接触させた状態で、前記貫通孔に前記接着剤注入治具を、前記接着剤導入路の他端部が前記入口と連通し且つ前記空気排出路の他端部が前記出口と連通する形態に嵌め込み、
    この状態で前記接着剤注入治具の前記接着剤注入口から弱粘性の接着剤を注入し、
    該接着剤が前記空気逃がし口から溢れ出たときに該接着剤注入を停止し、
    この後、前記接着剤注入治具を取外し、
    前記貫通孔に前記接着剤を充填し、
    前記蓋により前記貫通孔を第1の部材の前記反対側の面から蓋したことを特徴とするシール方法。
  2. 前記接着剤注入治具は、前記貫通孔より大きなフランジ部と、該フランジ部の一端面から突出して前記貫通孔に嵌め込まれる凸部とを有し、
    前記接着剤導入路の接着剤注入口は該フランジ部の他端面で開口し、前記接着剤導入路は、前記接着剤注入口から該フランジ部及び凸部内部を凸部先端面まで通る導入孔部と、該凸部先端面で該孔部と連通して凸部外周面まで延びる導入溝部とで構成され、
    前記空気排出路の空気逃がし口は前記フランジ部の前記側面で開口し、該空気排出路は該空気逃がし口から該フランジ部及び凸部内部を凸部先端面まで通る排出孔部と、該凸部先端面で該孔部と連通して凸部外周面まで延びる排出溝部とで構成され、
    前記フランジ部の一端面に被位置決め部を設けると共に、前記第1の部材の前記反対側の面に該被位置決め部と係合する位置決め部を設け、
    該位置決め部に対する被位置決め部の係合により、前記導入溝部を前記入口に連通する位置に位置合わせし、且つ前記排出溝部を前記出口に連通する位置に位置合わせすることを特徴とする請求項1に記載のシール方法。
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