JP2014047799A - 密封用弾性体部品、筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】特許文献１に開示されているボルトやＯリングは、外付け部品を筐体に固定し、筐体内部の気密性を確保する為に、部品点数等を多く必要とする、という課題があった。
【解決手段】密封用弾性体部品２５０は、所定のボルトのねじ部を挿通させることが可能な大きさの孔２００が形成された部品である。また、密封用弾性体部品２５０は、孔２００の内周側に向けて押圧力が生じた場合に、挿通されたねじ部のねじ溝に圧着するように内周側に向かって突出した突部が形成された部品である。密封用弾性体部品２５０は、筐体１に設けられた環状の溝１３６に格納されて使用される。溝１３６の深さは、密封用弾性体部品２５０の孔軸方向の幅よりも小さい。密封用弾性体部品２５０は、標準ボルトがねじ込まれると、筐体の溝に押し込まれ、突部がねじ溝に圧着し、ボルト穴を密封する。また同時に、密封用弾性体部品２５０は外付け部品と筐体に圧着し、その隙間を密封する。
【選択図】 図１８

Description

本発明は、密封用弾性体部品、筐体に関し、特に、筐体内部の気密を確保する密封用弾性体部品、筐体に関する。

一般的に、機械や電気機器を自然環境の中にそのまま設置することが困難な場合、機械や電気機器（以下、「機器２」という）は、筐体に収められる。

図１は、一般的な筐体の断面図である。図１に示されるように、一般的な筐体１は、筐体内部に機器２を入れる為の開口部３と、外付け部品４を備える。外付け部品４は、例えば、開口部３より水や塵埃等が直接入らぬようにする為のカバー等である。また、筐体１は、外付け部品４を筐体１に固定する為に、ボルト１０、２０やナット５、６を備える。ボルト１０、２０には、筐体内部の気密性を確保する為に、フランジ付ボルトが用いられる。図２は、一般的なフランジ付ボルトの断面図である。フランジ付ボルトは、図２に示される通り、フランジ１２が頭部１１に取り付けられ、フランジ１２とねじ部１３の間に、Ｏリング３０を取り付ける為の溝１４（以下、「Ｏリング溝１４」という）が加工されている。図３は、一般的なＯリングの平面図と断面図である。Ｏリング３０は、一般的なＯリング（オーリング）であり、図３に示される通り、断面がＯ形（円形）の環型をした機械部品である。

上述したフランジ付ボルトやＯリングは、以下のように、外付け部品４を筐体１に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する。

図４は、筐体１上部の拡大断面図である。図４に示されるように、筐体１と外付け部品４には環状の溝７、８が設けられ、そこにＯリング３０、３１が格納されている。フランジ付ボルトであるボルト１０、２０が筐体１（図中の矢印方向）にねじ込まれると、Ｏリング３１は、フランジ１２の下面やＯリング溝１４に圧着して、ボルト穴から水や塵埃等が入るのを防ぐ。また、Ｏリング３０は、外付け部品４の下面や溝７に圧着して、外付け部品４と筐体１の隙間から水や塵埃等が入るのを防ぐ。その結果、ボルト１０やＯリング３０は、筐体１内部の気密性を確保することができる。また、ボルト１０、２０によって、外付け部品４が筐体１に固定される。

ボルトやＯリングを用いて、外付け部品４を筐体１に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する技術については、以下の特許文献１に開示がされている。

特許文献１のボルトは、ねじおよびその一端に、ねじの回転中心とそれ自身の中心軸が一致するように設けられた円盤状の板を備え、さらに円盤状の板のねじ側面にリング状の溝を有し、その溝内部には弾力性のあるリングを挿入してあることを特徴とする。特許文献１のボルトは、例えば、円盤状のフランジを備え、フランジ下面に溝を有し、その溝内部にＯリングが挿入してあるボルトであってもよい。特許文献１のボルトをねじ込むことにより、フランジとカバーとの間にあるＯリングが圧着され、ボルト穴からの水・塵埃等の侵入が防止される（以下、「ボルト穴が密封される」という）。なお、カバー、すなわち外付け部品と筐体の隙間は、別途、パッキン等の部品により密封される。

上述の特徴や動作により、特許文献１に開示されているボルトやＯリングは、外付け部品であるカバーを筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保することができる。

特開平１１−３７１３２号公報

しかし、特許文献１に開示されているボルトやＯリングは、外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する為に、部品点数や時間を多く必要とする、という課題があった。

その理由は、特許文献１に開示されているボルトやＯリングは、外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封できないからである。

上述の課題と理由を具体的に以下に説明する。

まず、特許文献１に開示されているボルトやＯリング（以下、「特許文献１のボルトやＯリング」という）は、ボルト穴のみを密封するだけであり、外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封できない。すなわち、特許文献１のボルトやＯリングは、筐体内部の気密性を確保するには、外付け部品と筐体の隙間を密封するための部品（パッキン等）を別途必要とする。その為、特許文献１のボルトやＯリングは、筐体内部の気密性を確保するのに、部品点数を多く必要としてしまう。また、部品点数を多く必要とする為に、筐体内部の気密性を確保するための作業は、複雑なものとなり、多くの作業時間を必要としていた。

さらに、特許文献１のボルトは、Ｏリング溝を加工しなければならない特殊なボルトであり、一般に市販されているボルト（以下、「標準ボルト」という）に比べて高価である。その結果、特許文献１のボルトやＯリングは、外付け部品を筐体に固定するために、多くの費用が必要になってしまう、という課題もあった。

なお、筐体内部の気密性を安価に確保する技術として、標準ボルトのねじ部にシール材を巻いたり、ボルトの締結部分にシール剤を塗布したりする技術も一般的に知られている。図５は、ボルトのねじ部にシール材を巻いた標準ボルトの例である。しかし、上述の技術は、ボルト穴を密封することを想定したものであり、常に、外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封できるとは限らない。その結果、上述の技術は、上述の課題が解決できるとは限らない。また、上述の技術は、筐体を開閉する度に、毎回、接着剤などのシール剤を塗布しなければならない課題も生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決する密封用弾性体部品、筐体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の密封用弾性体部品は、所定のボルトのねじ部を挿通させることが可能な大きさの孔が形成され、前記孔の内周側に向けて押圧力が生じた場合に、挿通された前記ねじ部のねじ溝に圧着するように前記内周側に向かって突出した突部が形成されている。

上記目的を達成するために、本発明の筐体は、密封用弾性体部品を格納する溝が設けられた筐体であって、前記密封用弾性体部品は、所定のボルトのねじ部を挿通させることが可能な大きさの孔が形成され、前記孔の内周側に向けて押圧力が生じた場合に、挿通された前記ねじ部のねじ溝に圧着するように前記内周側に向かって突出した突部が形成されており、前記溝の深さは、前記密封用弾性体部品の孔軸方向の幅よりも小さい。

本発明によれば、密封用弾性体部品とボルトは、外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する為の部品点数や時間を削減することができる。

一般的な筐体の断面図である。 一般的なフランジ付ボルトの断面図である。 一般的なＯリングの平面図と断面図である。 筐体１上部の拡大断面図である。 ボルトのねじ部にシール材を巻いた標準ボルトの例である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの環状本体と突部の断面図を拡大した図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの突部１０１（半円）が、内周側へ押圧力が生じないときに、ねじ溝に接触する場合を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリングが外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する様子を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリング（突部１０１が不連続な場合）の図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＯリングを、ボルトの不完全ねじ部に嵌めた場合を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＯリング（左ねじ用）の平面図と断面図である。 本発明の第３の実施の形態における突部１２０が複数回螺旋するＯリングの平面図と断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＯリング（突部１２０が不連続な場合）の平面図と断面図である。 本発明の第４の実施の形態における密封用弾性体部品の平面図と断面図である。 本発明の第４の実施の形態における密封用弾性体部品２５０が外付け部品４を筐体１に固定し、さらに筐体１内部の気密性を確保する様子を示す図である。

次に本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
［構成の説明］
図６は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。図７は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの環状本体と突部の断面図を拡大した図である。

本発明の第１の実施の形態におけるＯリングは、図６の平面図に示されるように、環型である環状本体１００と突部１０１からなる。環状本体１００は、図６の断面図に示されるように、断面が略丸形である。また、突部１０１は、半円状の突部であり、環状本体１００の環の内周側に向かって突出する。環状本体１００と突部１０１は、ゴム等の弾性材料により一体に成形されている。

本実施形態のＯリングは、その環内、すなわち孔１０２に標準ボルトのねじ部が挿通されて使用される。その為に、孔１０２の直径（図６の平面図のΦｄ）は、標準ボルトの軸径と同じか、軸径よりも大きい。ねじ部は、図５に示されるように標準ボルトの軸に設けられ、ねじ山が刻まれている部分である。なお、標準ボルトとは、一般に市販されているボルトの中から本実施形態のＯリングのユーザが選択したボルトである。

また、本実施形態のＯリングの突部１０１は、内周側（図７の矢印方向）に向けて押圧力が生じた場合に、挿通された標準ボルトのねじ部の山と山の間、すなわちねじ溝に圧着するように配置される。すなわち、突部１０１は、挿通されたねじ部のねじ溝に沿うように環状本体１００上に配置される。また、突部１０１の幅（図７のｗ）は、ねじ部のピッチ以下の幅であり、突部１０１の高さ（図７のｈ）は、挿通されたねじ部のねじ溝に接触することが可能な所定の高さである。所定の高さは、ねじ部のねじ山の高さ等によるので、本実施の形態のＯリングを成形する者によって決定される。例えば、突部１０１の高さｈは、突部１０１が半円である場合には、以下の（式１）を満たす高さであってもよい。

高さｈ ≧ ねじ山の高さ × sinθ （式１）
θは、ねじ山のフランク角
図８は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの突部１０１（半円）が、内周側へ押圧力が生じないときに、ねじ溝に接触する場合を示す図である。図８に示される通り、半円の突部１０１は、その高さｈが上記の（式１）を満たす場合には、ねじ溝に接触し、内周側に向けて押圧力が生じた場合に、ねじ溝に圧着できる。

［動作の説明］
図９は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングが外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する様子を示す図である。図９に示されるとおり、本実施形態のＯリング１３０、１３１は、その環内に標準ボルト１３２、１３３のねじ部１３４、１３５が挿通されて使用される。また、本実施形態のＯリング１３０、１３１は、筐体１に設けられた環状の溝１３６、１３７に格納されて使用される。溝１３６、１３７の深さは、Ｏリング１３０、１３１の孔軸方向の幅よりも小さい。なお、図６では、本実施形態のＯリングにおける孔軸方向の幅を（ΦＤ − Φｄ）／２と表記しているがこれに限らない。以下、いずれのＯリングも同じ動作をするので、代表してＯリング１３０について説明を行う。

標準ボルト１３２がねじ込まれると、本実施形態のＯリング１３０は、その環状本体１００の孔軸方向の幅が溝１３６の深さよりも大きい為、溝１３６に押し込まれ、内周側（図中の矢印方向）に押圧力が生じる。本実施形態のＯリング１３０の突部１０１は、ねじ部１３４のねじ溝に接触していたので、内周側への押圧力によりねじ溝に圧着する。その結果、本実施形態のＯリング１３０は、ボルト穴を密封することができる。また同時に、Ｏリング１３０の環状本体１００が、外付け部品４下面と筐体の溝１３６下面にも圧着するので、本実施形態のＯリング１３０は、外付け部品４と筐体１の隙間を密封することができる。すなわち、本実施形態のＯリング１３０と標準ボルト１３２は、外付け部品４を筐体１に固定し、さらに外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの突部１０１の形状は、内周側に押圧力が生じた後、ねじ溝に圧着できるものならば、矩形や三角形、さらに楕円形であってもよい。また、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングの突部１０１は、その内周側に連続するものに限られない。図１０は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリング（突部１０１が不連続な場合）の図である。突部１０１は、ねじ溝の形状にあわせて、図１０のように不連続であってもよい。すなわち、突部１０１は、内周側に押圧力が生じた後、そのねじ溝に隙間なく圧着するものであれば、不連続であってもよい。

さらに、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングは、不完全ねじ部に複数のねじ山、すなわちねじ溝があれば、図１１のようにねじ部の中の不完全ねじ部にも嵌めることもできる。図１１は、本発明の第１の実施の形態におけるＯリングを、ボルトの不完全ねじ部に嵌めた場合を示す図である。

［効果の説明］
本実施形態によれば、Ｏリングとボルトは、外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する為の部品点数や時間を削減することができる。その理由としては、本実施形態のＯリングとボルトは、外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封することができるからである。

上述の効果と理由を具体的に以下に説明する。

本実施形態のＯリングとボルトは、ボルト穴を密封するだけでなく、外付け部品と筐体の隙間も同時に密封できる。その為、本実施形態のＯリングとボルトは、外付け部品と筐体の隙間を密封するための部品（パッキン等）を別途必要としない。その結果、筐体内部の気密性を確保するための部品点数は少なくてすみ、本実施形態のＯリングとボルトは、部品点数を削減することができる。また、本実施形態のＯリングとボルトは、部品点数を削減できるので、筐体内部の気密性を確保するための作業は簡単になり、筐体内部の気密性を確保する作業者の作業ミスを防ぐと共に、その作業時間を削減できる。

なお、ボルトには、高価なフランジ付ボルト等の特殊ボルトではなく、標準ボルトが用いられる。その結果、本実施形態のＯリングとボルトは、外付け部品を筐体に固定する費用を削減することができる。

さらに、本実施形態のＯリングは、筐体を開閉する度に、毎回、接着剤などのシール剤を塗布する必要はなく、繰り返し使用することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

［構成の説明］
図１２は、本発明の第２の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。第２の実施の形態におけるＯリングは、第１の実施の形態におけるＯリングの突部１０１と孔１０２が、複数、リング状に成形されたものである。

なお、上述した以外の構成は、第１の実施の形態のおける本発明の第１の実施の形態におけるＯリングと同じである。

［動作の説明］
第２の実施の形態におけるＯリングは、各孔１０２に標準ボルトを挿通して使用する。

その他の動作については、第１の実施の形態の動作と同様である為、詳細の説明を省略する。

［効果の説明］
本実施形態によれば、Ｏリングは、複数の標準ボルトを用いることができる。その結果、本実施形態のＯリングとボルトは、より強固に、外付け部品を筐体に固定することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

［構成の説明］
図１３は、本発明の第３の実施の形態におけるＯリングの平面図と断面図である。第３の実施の形態におけるＯリングは、突部１０１の代わりに突部１２０を備える。突部１２０は、ねじ溝に、より嵌まり込むよう、ねじ部のリード角に合わせて配置される。その結果、突部１２０は、螺旋となる。

なお、上述した以外の構成は、第１の実施の形態のおけるＯリングと同じであるので、同一の符号を付して説明を省略する。

[動作の説明]
本実施形態のＯリングは、突部１２０がねじ溝に一層嵌り込むので、ボルトのねじ溝に、より圧着する。

その他の動作については、第１の実施の形態の動作と同様である為、詳細の説明を省略する。

ここで、図１３の断面図に示す通り、突部１２０は、右巻きであるが、これに限らない。突部１２０は、挿通されるボルトのねじ部が左ねじである場合、図１４のように左巻きであってもよい。図１４は、本発明の第３の実施の形態におけるＯリング（左ねじ用）の平面図と断面図である。さらに、図１５に示すように、突部１２０が複数回、螺旋していてもよい。図１５は、本発明の第３の実施の形態における突部１２０が複数回螺旋するＯリングの平面図と断面図である。

さらに、本発明の第３の実施の形態におけるＯリングの突部１２０は、内周側に押圧力が生じた後、ねじ溝に圧着できるならば、図１６に示すように、不連続であってもよい。図１６は、本発明の第３の実施の形態におけるＯリング（突部１２０が不連続な場合）の平面図と断面図である。

［効果の説明］
本実施形態によれば、Ｏリングは、突部１２０がボルトのねじ部のリード角にあうように配置されているので、Ｏリングとボルトは、筐体内部の気密性をより高めることができる。

また、本実施形態のＯリングは、突部１２０が螺旋状に配置されるので、スプリングワッシャーと同様に、ばね作用を有し、ゆるみ止めの機能を有することができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。

［構成の説明］
図１７は、本発明の第４の実施の形態における密封用弾性体部品の平面図と断面図である。本実施形態における密封用弾性体部品は、図１７に示される通り、所定のボルトのねじ部を挿通させることが可能な大きさの孔２００が形成された部品である。所定のボルトは、本実施形態の密封用弾性体部品のユーザが標準ボルトの中から選択したボルトである。また、本実施形態における密封用弾性体部品は、孔２００の内周側に向けて押圧力が生じた場合に、挿通されたねじ部のねじ溝に圧着するように内周側に向かって突出した突部２０１が形成された部品である。

[動作の説明]
本発明の第４の実施の形態における密封用弾性体部品は、ボルトと共に、筐体に外付け部品を固定し、同時に筐体内部の気密性を確保する為に用いられる。

図１８は、本発明の第４の実施の形態における密封用弾性体部品２５０が外付け部品４を筐体１に固定し、さらに筐体１内部の気密性を確保する様子を示す図である。図１８に示されるとおり、本実施形態の密封用弾性体部品２５０は、その孔２００に、所定のボルト１３２のねじ部１３４が挿通されて使用される。また、本実施形態の密封用弾性体部品２５０は、筐体１に設けられた環状の溝１３６に格納されて使用される。溝１３６の深さは、密封用弾性体部品２５０の孔軸方向の幅よりも小さい。

所定のボルト１３２がねじ込まれると、本実施形態の密封用弾性体部品２５０は、その孔軸方向の幅が溝１３６の深さよりも大きいので、溝１３６に押し込まれ、内周側に押圧力が生じる。本実施形態の密封用弾性体部品２５０は、内周側への押圧力により、突部２０１が、挿通されたねじ部１３４のねじ溝に圧着する。その結果、本実施形態の密封用弾性体部品２５０は、ボルト穴を密封することができる。また同時に、密封用弾性体部品２５０は、外付け部品４下面と筐体の溝１３６下面にも圧着する。その結果、本実施形態の密封部品２５０は、外付け部品４を筐体１に固定し、外付け部品４と筐体１の隙間、およびボルト穴を密封することができる。

本実施形態の密封用弾性体部品は、Ｏリングであってもよい。

［効果の説明］
本発明によれば、密封用弾性体部品とボルトは、外付け部品を筐体に固定し、さらに筐体内部の気密性を確保する為の部品点数や時間を削減することができる。その理由としては、本実施形態の密封用弾性体部品とボルトは、外付け部品と筐体の隙間、およびボルト穴を同時に密封することができるからである。

なお、上述した実施の形態は、その形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１ 筐体
２ 機器
３ 開口部
４ 外付け部品
５ ナット
６ ナット
７ 溝
８ 溝
１０ ボルト
１１ 頭部
１２ フランジ
１３ ねじ部
１４ Ｏリング溝
２０ ボルト
３０ Ｏリング
３１ Ｏリング
１００ 環状本体
１０１ 突部
１０２ 孔
１２０ 突部
１３０ Ｏリング
１３１ Ｏリング
１３２ 標準ボルト
１３３ 標準ボルト
１３４ ねじ部
１３５ ねじ部
１３６ 溝
１３７ 溝
２００ 孔
２０１ 突部
２５０ 密封用弾性体部品

Claims (9)

1. 所定のボルトのねじ部を挿通させることが可能な大きさの孔が形成され、前記孔の内周側に向けて押圧力が生じた場合に、挿通された前記ねじ部のねじ溝に圧着するように前記内周側に向かって突出した突部が形成されている、
   ことを特徴とする密封用弾性体部品。
2. 前記突部の幅は、前記ねじ部のピッチ以下の幅であり、前記突部の高さは、挿通された前記ねじ部の前記ねじ溝に接触することが可能な所定の高さである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封用弾性体部品。
3. 前記突部は、その断面が半円である、
   ことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の密封用弾性体部品。
4. 前記突部は、その断面が半円状、矩形、三角形、若しくは楕円形のいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の密封用弾性体部品。
5. 前記突部の高さは、以下の式を満たす高さである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の密封用弾性体部品。
   高さ ≧ 前記ねじ山の高さ × sinθ （式）
   θは、ねじ山のフランク角
6. 前記突部は、前記ねじ部のリード角に沿って、螺旋状に配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の密封用弾性体部品。
7. 複数の前記孔と前記突部がリング状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の密封用弾性体部品。
8. 前記密封用部品は、Ｏリング（オーリング）である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の密封用部品。
9. 密封用弾性体部品を格納する溝が設けられた筐体であって、
   前記密封用弾性体部品は、請求項１乃至８のいずれかに記載の密封用弾性体部品であり、
   前記溝の深さは、前記密封用弾性体部品の孔軸方向の幅よりも小さい、
   ことを特徴とする筐体。

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