JP2016061428A

JP2016061428A - 密封装置

Info

Publication number: JP2016061428A
Application number: JP2014192516A
Authority: JP
Inventors: 紘明金田; Hiroaki Kaneda; 広梅林; Hiroshi Umebayashi; 雄輝室田; Yuki Murota
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-04-25

Abstract

【課題】装着溝に対する装着状態が安定し、装着溝が無くても装着でき、界面漏れが発生せず、装着箇所が磁性体で無くても装着でき、十分なシール性が発揮され、密封装置を取付け面へ取り付けてから圧縮する作業手順を実現し、よって取付け作業性が良好で、利用可能な箇所（分野）が広い密封装置を提供する。
【解決手段】互いに対向する二部材間をシールする密封装置であって、弾性体よりなるシール部材と、粘弾性体よりなり粘着性を有する粘着部材とを備える。シール部材は、二部材のうちの一方の部材に接触する第１接触部と、他方の部材に接触する第２接触部と、第１接触部に設けた凹み部とを備える。粘着部材は、凹み部に保持されるとともに一方の部材に粘着する。粘着部材の一部は、凹み部から外部へ突出するように配置されるとともに装着時圧縮されたときに弾性変形して第１接触部と同一面上まで後退することにより第１接触部を一方の部材に接触させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シール技術に係る密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車関連、建設機械関連または工場設備関連の各分野においてガスケットとして用いられる。

例えば大型の機械設備やエンジンのシリンダヘッドカバーなどでは、図５に示すように筐体５１のガスケット装着溝５３の開口部が下向きとなることが多い。このため一般には、ガスケット６１の側面に脱落防止用の突起６２を設け、この突起６２による係合ないし抜け止めをもってガスケット６１を装着溝５３内に保持することが行なわれている（特許文献１参照）。

しかしながら、この場合、脱落防止用の突起６２が装着溝５３の側面に強く接触するため、装着作業に際しガスケット６１を押し込むように嵌め込むことになり、その結果として、ガスケット６１が装着溝５３内で傾くなど、装着状態が不安定になり易い問題がある。

また、仕様によっては、装着箇所にガスケット装着溝が無い場合もあり、この場合にはガスケットを装着することができない。したがってこの場合には、接着剤や両面テープ等の接着手段を用いて装着作業を行なっている。（特許文献２参照）。

しかしながら、この場合、接着剤等の接着手段によってガスケットを強固に接着してしまうと、メンテナンス等で取り外すことが困難になる。加えて、両面テープを用いる場合には、テープとガスケットとの界面およびテープと筐体との界面で界面漏れが発生し、シール性が著しく低下する懸念がある。

上記問題を解決する手段として、本願出願人は先に、磁石入りのガスケットを提案しており、この磁石入りのガスケットによれば、磁石の吸引力をもってガスケットを装着することができる（特許文献３参照）。

しかしながら、この場合、装着箇所が磁性体に限定されてしまうため、装着箇所が樹脂やアルミ等の非磁性体の場合にはガスケットを装着することができない。

また、パッキンを挟み込む作業を容易にするためにパッキン本体の材質をゲル状樹脂としたり、パッキンの組み付けを容易にするためにパッキン本体の材質を自己粘着性を有する材料としたりする技術が開発されている（特許文献４〜５）。

しかしながら、これらの技術は、パッキン本体の材質をもっぱら粘着性を備えていることを条件として選定しているため、材質によっては、粘着性を備えていてもシール性を十分に備えていないことがある。したがって例えば、シールに必要な面圧が確保されない、あるいは密封流体であるガスが透過してしまうなどの、シールにとって不都合となる事象が発生することがある。

更にまた、プレキャストしたコンクリート２次製品の接合部分における水漏れ防止用のパッキンとして、合成ゴム独立発泡体よりなる条材の１面に半円型の凹状溝を設け、ブチルゴム系粘着組成物を凹状溝深さの５０〜８０％に充填し、更に条材の平裏面に部の全幅に対して５０〜８０％の幅にブチルゴム系粘着組成物を貼着せしめた技術が開発されている（特許文献６）。

しかしながら、この技術は、ブチルゴム系粘着組成物を凹状溝深さの５０〜８０％に充填するため、合成ゴム独立発泡体よりなる条材が圧縮されて弾性変形しなければ、凹状溝内に充填されたブチルゴム系粘着組成物は条材の表面に露出せず、条材１面側の取付け面に届かない。したがって、パッキンを条材１面側の取付け面へ取り付けてから圧縮すると云う作業手順を実現できないものであって、取付け作業性が良くなく、利用可能な箇所（分野）が限定されてしまっている。

実開平７−１８０６９号公報特開２０１２−１１９６２７号公報実用新案登録第３１７３９４６号公報特開２００２−２９５６８６号公報特開２０１０−１２４０７２号公報実開平３−９２７４０号公報

本発明は以上の点に鑑みて、装着溝に対する装着状態が安定し、装着溝が無くても装着することができ、界面漏れが発生せず、装着箇所が磁性体で無くても装着することができ、十分なシール性が発揮され、密封装置を取付け面へ取り付けてから圧縮する作業手順を実現し、よって取付け作業性が良好で、利用可能な箇所（分野）が広い密封装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、互いに対向する二部材間をシールする密封装置であって、弾性体よりなるシール部材と、粘弾性体よりなり粘着性を有する粘着部材とを備え、前記シール部材は、前記二部材のうちの一方の部材に接触する第１接触部と、前記二部材のうちの他方の部材に接触する第２接触部と、前記第１接触部に設けた凹み部とを備え、前記粘着部材は、前記凹み部に保持されるとともに前記一方の部材に粘着し、前記粘着部材の一部は、前記凹み部から外部へ突出するように配置されるとともに装着時圧縮されたときに弾性変形して前記第１接触部と同一面上まで後退することにより前記第１接触部を前記一方の部材に接触させるものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記粘着部材およびこれを保持する凹み部は、前記シール部材の幅方向中央部に設けられていることを特徴とする。

また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１記載の密封装置において、前記粘着部材およびこれを保持する凹み部は、前記シール部材の幅方向両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明の密封装置は、弾性体よりなるシール部材と、粘弾性体よりなり粘着性を有する粘着部材との組み合わせよりなる。シール部材は、二部材のうちの一方の部材に接触する第１接触部と、二部材のうちの他方の部材に接触する第２接触部と、第１接触部に設けた凹み部とを備える。粘着部材は、凹み部に保持されるとともに一方の部材に粘着するが、粘着部材の一部は、凹み部から外部へ突出するように配置されるとともに装着時圧縮されたときに弾性変形して第１接触部と同一面上まで後退し、これにより第１接触部を一方の部材に接触させる。一方の部材に装着溝が設けられている場合、粘着部材は装着溝の底面部に粘着し、シール部材は装着溝の底面部に接触する。上記弾性変形による後退作動を円滑にするには、粘着部材をシール部材よりも弾性変形しやすい材質とするのが好ましい。

シール部材は、第１接触部をもって二部材のうちの一方の部材に接触するとともに第２接触部をもって二部材のうちの他方の部材に接触するので、二部材間の隙間をシールするシール機能を発揮する。一方、粘着部材は、凹み部に保持されるとともに一方の部材に粘着するので、当該密封装置の装着に関する粘着作用を発揮する。したがって本発明ではこのようにシール部材と粘着部材とで、担当する機能が明確に分担されている。

本発明は、以下の効果を奏する。

本発明の密封装置は、粘着部材の粘着力により装着箇所に装着されるものであって、密封装置側面に設ける脱落防止用の突起による係合ないし抜け止めをもって装着溝内に保持されるものではない。したがって、装着作業に際し密封装置を押し込むように嵌め込む必要がないため、密封装置が装着溝内で傾くことがなく、よって装着状態を安定化させることができる。また、装着溝が無くても装着することができ、装着箇所が磁性体で無くても装着することができる。

本発明の密封装置は、シール部材および粘着部材の組み合わせよりなるものでありながら、シール部材が二部材の双方に対し直接密接する。したがって、シール部材および二部材間に両面テープ等の第三の部材が介在することを原因とする界面漏れの発生を抑制することができる。

本発明の密封装置は、シール部材および粘着部材の組み合わせよりなり、シール部材がシール機能を発揮するとともに粘着部材が粘着機能を発揮し、部材ごとに機能が明確に分担されている。したがってシール部材の材質としてもっぱら優れたシール機能を発揮する材料を選定できるため、シールに必要な面圧が確保されない、あるいは密封流体であるガスが透過してしまうなどの、シールにとって不都合な事象が発生するのを抑制することができる。

本発明の密封装置は、粘着部材の粘着力により一方の部材に装着され、装着後圧縮されることによりシール部材が一方の部材に接触する。したがって密封装置を装着箇所に装着してから圧縮すると云う作業手順を実現することができるものであって、このため取付け作業性を向上させ、利用可能な箇所（分野）を拡大することができる。

本発明の実施例に係る密封装置の要部断面図同密封装置の装着状態を示す要部断面図であって、（Ａ）は同密封装置を装着溝に嵌め込んだ状態の断面図、（Ｂ）は同密封装置を装着溝に嵌め込んで圧縮した状態の断面図本発明の他の実施例に係る密封装置の要部断面図同密封装置の装着状態を示す要部断面図であって、（Ａ）は同密封装置を装着溝に嵌め込んだ状態の断面図、（Ｂ）は同密封装置を装着溝に嵌め込んで圧縮した状態の断面図従来例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）確実なシールと取り付けやすさを両立させるべく、ガスケットをシール部と粘着部から構成し、部分的に機能を分ける。すなわち、ガスケットをシール部と粘着部に分けることで、シール部で通常のゴムシールと同様に確実なシールを実現し、かつ粘着部で取り付けやすくする。
（２）ガスケットの基部底面の一部にシール部（例えばシリコーンゴム）より変形しやすい粘着部（例えばウレタンゲル）を設けることにより、一方の相手部材には、ガスケットの基部と粘着部を接触させ、他方の相手部材にはシール部を接触させる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係る密封装置の長手直角方向の要部断面を示し、図２（Ａ）（Ｂ）は同密封装置の装着状態の要部断面を示している。当該実施例に係る密封装置は図２（Ｂ）に示すように、互いに対向する二部材のうちの一方の部材である筐体（ケース）５１と他方の部材である蓋５２との間の隙間（図示せず）をシールするガスケット１１として構成されている。一方の部材である筐体５１には、ガスケット１１を装着するための断面矩形状のガスケット装着溝５３が設けられ、このガスケット装着溝５３は開口部が下向きであるため、図２（Ａ）に示す蓋５２を被せる前の状態においてガスケット１１が自重により脱落（落下）しないように対応する必要がある。ガスケット１１は、ガスケット装着溝５３に装着された状態（図２（Ａ））で蓋５２が被せられ（図２（Ｂ））、筐体５１と蓋５２との間をシールする。

ガスケット１１は、弾性体よりなるシール部材２１と、粘弾性体よりなり粘着性を有する粘着部材３１との組み合わせにより構成されている。

シール部材２１は、筐体５１および蓋５２の双方に対しそれぞれ接触し、筐体５１および蓋５２間の隙間をシールするシール機能を発揮する。このためシール部材２１は、筐体５１におけるガスケット装着溝５３の底面部５３ａに接触する断面直線状の第１接触部２２と、蓋５２の平面部５２ａに接触する断面曲線・山型リップ状の第２接触部２３と、断面直線状の左右の側面部（内周面および外周面）２４，２４とよりなる外形４面を備えて断面略Ｄ字形とされている。

また、断面直線状の第１接触部２２に凹み部２５が設けられている。この凹み部２５は、ガスケット長手方向に延びる溝として第１接触部２２の幅方向中央部に形成され、また断面直線状の底面部２５ａと、底面部２５ａの幅方向両端からそれぞれ溝幅を漸次拡大するよう斜めに立ち上げ形成された断面直線・斜面状の左右の側面部２５ｂ，２５ｂとよりなる内形３面を備えて断面略台形状の溝として形成されている。

一方、粘着部材３１は、上記凹み部２５に保持されるとともに筐体５１に粘着することによりガスケット１１の装着に関する粘着機能を発揮する。このため粘着部材３１は、凹み部２５の底面部に粘着する断面直線状の第１粘着部３２と、ガスケット装着溝５３の底面部５３ａに粘着する断面曲線・山型リップ状の第２粘着部３３と、断面直線状の左右の側面部（内周面および外周面）３４，３４とよりなる外形４面を備えてこれも断面略Ｄ字形とされている。

また、この粘着部材３１は、凹み部２５の深さｄよりも大きな高さｈを有するように成形され、これにより粘着部材３１はその先端側の一部（先端部）が凹み部２５から外部へ突出するように配置されている。突出量は上記深さｄと高さｈとの差により設定されている。また、粘着部材３１の左右側方であって粘着部材３１の側面部３４と凹み部２５の側面部２５ｂとの間には、この粘着部材３１が圧縮され弾性変形したときに変形の逃げ場となる空隙部２６が設けられている。粘着部材３１の形状としては、密封装置１１全体の自重を支える粘着力が得られるように一方の部材である筐体５１に対する接触面積を設定する。

シール部材２１は、ゴム、ゲルまたは樹脂等の弾性体によって成形され、当該実施例では、ゴム状弾性体の一種であるシリコーンゴムによって成形されている。尚、シール部材の材質は特に限定されず、ゴム、ゲルまたは樹脂等の弾性体であれば良い。

一方、粘着部材３１は、粘着性を有するゴム、ゲルまたは樹脂等の粘弾性体によって成形され、当該実施例では、ゲル状粘弾性体の一種であるウレタンゲルによって成形されている。また、粘着部材３１はシール部材２１よりも弾性変形しやすい材料によって成形され、具体的には、使用温度における貯蔵せん断弾性率が１０^１Ｐａ〜１０^９Ｐａ、一層好ましくは１０^３Ｐａ〜１０^５Ｐａのゴム、ゲルまたは樹脂等の粘弾性体によって成形されている。粘着部材３１はその粘着性をもってシール部材２１に取り付けられているが、取り付けの強度を高めるため必要に応じて、加硫接着、接着剤または両面テープなどの接着手段を用いてシール部材２１に取り付けられるようにしても良い。

尚、シール部材２１および粘着部材３１の一体化については、特に限定されず、加硫接着、接着剤または両面テープなどによる接着のほか、粘着部材３１の粘着のみによる一体化を行なっても本発明の趣旨を損なうものではない。つまり、シール部材２１に粘着部材３１が粘着しているだけでも良い。

上記構成のガスケット１１は図１に示したように、シール部材２１に粘着部材３１が粘着され、すなわちシール部材２１の第１接触部２２に設けた凹み部２５の底面部２５ａに対し粘着部材３１の第１粘着部３２が粘着されることによりガスケット製品として製作される。

そして、その装着に際し図２（Ａ）に示すように、ガスケット１１はガスケット装着溝５３にその下方から装着され、このとき、粘着部材３１は第２粘着部３３においてガスケット装着溝５３の底面部５３ａに粘着される。尚このとき、シール部材２１は未だ筐体５１に接触しておらず、シール部材２１の第１接触部２２とガスケット装着溝５３の底面部５３ａとの間およびシール部材２１の左右の側面部２４とガスケット装着溝５３の左右の側面部５３ｂとの間にはそれぞれ間隙が設定されている。またこのとき、シール部材２１の第２接触部２３は、ガスケット装着溝５３の開口部より下方へ突出している。ガスケット１１は、粘着部材３１の第２粘着部３３においてガスケット装着溝５３の底面部５３ａに対し剥離可能に粘着される。

次いで、図２（Ｂ）に示すように、筐体５１にその下方から蓋５２を重ねて、筐体５１および蓋５２を締結すると、ガスケット１１はその厚み方向に圧縮され、すなわちシール部材２１および粘着部材３１が共にその厚み方向に圧縮されるが、このうち特に粘着部材３１は圧縮され弾性変形することによりその全量が凹み部２５内に収められ、その結果として、粘着部材３１の第２粘着部３３がシール部材２１の第１接触部２２と同一面上まで相対に後退し、これによりシール部材２１の第１接触部２２がガスケット装着溝５３の底面部５３ａに密接する。したがって、シール部材２１の第１接触部２２がガスケット装着溝５３の底面部５３ａに密接するとともに第２接触部２３が蓋５２の平面部５２ａに密接するため、筐体５１および蓋５２間の隙間をシール部材２１によって十分にシールすることができる。

また、上記構成のガスケット１１によれば、以下の作用効果が発揮される。

上記構成のガスケット１１は、粘着部材３１の粘着力により装着箇所であるガスケット装着溝５３に装着されるものであって、ガスケット１１の側面（シール部材２１の側面部２４）に脱落防止用の突起を設けてこの突起の係合ないし抜け止めをもってガスケット装着溝５３内に保持されるものではない。したがって、ガスケット装着作業に際しガスケット１１を押し込むように嵌め込む必要がないため、ガスケット１１がガスケット装着溝５３内で傾くことがなく、よってガスケット１１の装着状態を安定化させることができる。また、ガスケット装着溝５３が無くてもガスケット１１を装着箇所に装着することができ、装着箇所が磁性体で無くてもガスケット１１を装着箇所に装着することができる。

上記構成のガスケット１１は、シール部材２１および粘着部材３１の組み合わせよりなるものでありながら、一方のシール部材２１が筐体５１および蓋５２の双方に対し直接密接する。したがって、シール部材２１のシール面となる第１接触部２２および筐体５１間またはシール部材２１のシール面となる第２接触部２３および蓋５２間に両面テープ等の第三の部材が介在しないため、第三の部材により界面漏れが発生するのを抑制することができる。

上記構成のガスケット１１は、シール部材２１および粘着部材３１の組み合わせよりなり、シール部材２１がシール機能を発揮するとともに粘着部材３１が粘着機能を発揮し、部材ごとに機能が明確に分担されている。したがって、シール部材２１の材質としてもっぱら優れたシール機能を発揮する材料を選定できるため、シールに必要な面圧が確保されない、あるいは密封流体であるガスが透過してしまうなどの、シールにとって不都合な事象が発生するのを抑制することができる。

また、上記構成のガスケット１１は、粘着部材３１の粘着力により筐体５１に装着され、装着後圧縮されることによりシール部材２１が筐体５１に接触する。したがって、ガスケット１１を装着箇所に装着してから圧縮すると云う作業手順を実現することができるものであって、このため取付け作業性を向上させ、利用可能な箇所（分野）を拡大することができる。

尚、上記実施例では、シール部材２１の第１接触部２２に凹み部２５を１箇所設けてこの凹み部２５に粘着部材３１を１本取り付けたが、この凹み部２５および粘着部材３１はそれぞれ複数設けるようにしても良い。

他の実施例・・・
図３および図４（Ａ）（Ｂ）に示す他の実施例において、シール部材２１の第１接触部２２には凹み部２５が２箇所設けられ、この凹み部２５にそれぞれ粘着部材３１が取り付けられている。凹み部２５は第１接触部２２の幅方向両端部に設けられ、それぞれ一方の側面部を解放した断面矩形の段差状のものとして形成されている。また、粘着部材３１はこれも断面矩形状に成形されており、各部の寸法は、凹み部２５の深さをｄ、粘着部材３１の高さをｈ、粘着部材３１の幅をｗ、凹み部２５の幅をｗ’として、
ｄ＜ｈ、ｗ＝ｗ’（またはｗ≒ｗ’）
に設定されている。

したがって上記実施例と同様、ｄ＜ｈであるので、粘着部材３１はその先端側の一部（先端部）が凹み部２５から外部へ突出するように配置されている。また、ｗ_１＝ｗ’（またはｗ_１≒ｗ’）であるので、粘着部材３１は圧縮され弾性変形したとき、図４（Ｂ）に示すようにその一部が凹み部２５から側面方向へはみ出すように弾性変形しやすくされている。

そして、上記のように凹み部２５および粘着部材３１が複数設けられると、図４（Ｂ）に示す装着時、複数の粘着部材３１、シール部材２１および筐体５１によって囲まれる密閉状の空間４１が設定され、ガスケット１１が圧縮され弾性変形することによりこの空間４１の容積が縮小するので、筐体５１に対しガスケット１１が吸盤状の吸着する吸着効果を期待することができる。したがってガスケット１１は粘着部材３１による粘着効果とこの吸着効果によって筐体５１に装着されるので、取付け力を増大させることができる。

密封装置１１の断面形状ないしシール部材２１の断面形状としては、Ｄ字形のほか、円形、楕円形または矩形などが考えられ、特に限定されるものではない。密封装置１１の用途ないしシール形態としては、ガスケットのほか、Ｏリングまたはパッキンなどが考えられ、特に限定されるものではない。

本願発明者らは、上記図３および図４（Ａ）（Ｂ）に示す実施例について、以下の試作試験を行なった。

すなわち、内径２００ｍｍ、幅１１ｍｍ、深さ７．２ｍｍ、表面粗さＲａ０．４μｍのガスケット装着溝を持つ樹脂製の筐体に合わせ、図３に示すようなＤ字の断面形状を持つ内径１９９．５ｍｍ、幅（ｗ_２１）８．５ｍｍ、高さ（ｈ_２１）８．０ｍｍのシール部材２１の底面両側に、幅（ｗ）２ｍｍ、高さ（ｈ）３ｍｍ、先端部突出量（ｈ’）０．５ｍｍの粘着部材３１を持つガスケット１１を作製した（つぶし代０．８ｍｍ）。各部品の材料としては、シール部材２１には硬度６０度のシリコーンゴム、粘着部材３１には硬度０度、貯蔵せん断弾性率Ｇ’が１０^４Ｐａのウレタンゲルを用いた。

筐体のガスケット装着溝の開口部が下向きの場合の取り付けに要する工数（人数、時間）および面圧に関して、本発明実施例品と粘着部材を持たない同形状のガスケット（以下、比較例品）とについて比較を行なった。

結果、工数は、比較例品が２人作業で４分掛かっていたものに対し、本発明実施例品は１人作業で１．５分であり、大幅な工数削減が認められた。面圧に関しては、本発明実施例品および比較例品ともに約０．９ＭＰａであり、本発明に伴う面圧低下も無いことが確認された。本発明実施例品によれば装着状態も傾き等はなく、安定した状態であった。また、取り外しについても接着剤やテープ等で固定した場合に発生する貼り付き等も見られず、容易であった。

１１ガスケット
２１シール部材
２２第１接触部
２３第２接触部
２４，２５ｂ，３４，５３ｂ側面部
２５凹み部
２５ａ，５３ａ底面部
２６空隙部
３１粘着部材
３２第１粘着部
３３第２粘着部
４１空間
５１筐体（一方の部材）
５２蓋（他方の部材）
５３ガスケット装着溝

Claims

互いに対向する二部材間をシールする密封装置であって、
弾性体よりなるシール部材と、粘弾性体よりなり粘着性を有する粘着部材とを備え、
前記シール部材は、前記二部材のうちの一方の部材に接触する第１接触部と、前記二部材のうちの他方の部材に接触する第２接触部と、前記第１接触部に設けた凹み部とを備え、
前記粘着部材は、前記凹み部に保持されるとともに前記一方の部材に粘着し、
前記粘着部材の一部は、前記凹み部から外部へ突出するように配置されるとともに装着時圧縮されたときに弾性変形して前記第１接触部と同一面上まで後退することにより前記第１接触部を前記一方の部材に接触させるものであることを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
前記粘着部材およびこれを保持する凹み部は、前記シール部材の幅方向中央部に設けられていることを特徴とする密封装置。
請求項１記載の密封装置において、
前記粘着部材およびこれを保持する凹み部は、前記シール部材の幅方向両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする密封装置。