JP4901812B2 - シール構造及び固定部材 - Google Patents

Description

本発明は、恒温恒湿器、船舶、飛行機等、気密が必要な機器におけるシール構造、及びそれに用いられる固定部材に関する。

一般に、温度及び／又は湿度が電子部品、電子回路を搭載したボード等に及ぼす影響を調べるためのものであり、内部の温度及び／又は湿度を所定の値に維持することがでる恒温器、恒温恒湿器等が知られている。例えば、特許文献１には、断熱性を有する筐体、筐体内の空気を加熱する加熱ヒータ、筐体内の空気を冷却する冷却器、筐体内の空気を加湿する加湿器、筐体内の空気を循環させるファン等を備えた恒温恒湿器が開示されている。かかる恒温恒湿器では、筐体内に設置された試験室に試験対象物を配置して試験を行う。
特開平０６−８２３６２号公報

上述のような恒温器、恒温恒湿器等の筐体には、試験室内の試験対象物等に対して通電したり、信号等を送受信したりするための、ケーブル等の配線が挿通される貫通孔が形成されている。ここで、図４を参照しつつ、かかる貫通孔の一般的な構成について説明する。図４に示すように、恒温恒湿器等の筐体は、筐体の内部空間を画定する内槽板１１２と、断熱材１１４を介して内槽板１１２を外装する外装板１１６とで構成される。内槽板１１２及び外装板１１６には、互いに対向する開口１１２ａ、１１６ａがそれぞれ形成されており、筒状部材１１８の両端部近傍が、この開口１１２ａ、１１６ａにそれぞれ挿通されている。この筒状部材１１８の内周面が、上述の貫通孔に対応する。

そして、上述の内槽板１１２及び外装板１１６と筒状部材１１８とは、固定具１０２で固定される。固定具１０２は、略筒状の本体部１２１と、本体部１２１の一端において本体部１２１の内側に折れ曲がった引掛け部１２３と、本体部１２１の他端に形成されたフランジ部１２５とからなる。固定具１０２は、引掛け部１２３を筒状部材１１８の端部に引掛けた状態で、フランジ部１２５をリベット１０４で内槽板１１２又は外装板１１６に留めることで、内槽板１１２又は外装板１１６に固定される。また、固定具１０２と筒状部材１１８とは、シーラント１０５で固定される。さらに、かかる筒状部材１１８の両端には、配線１０９が挿通されるスリット１０３ａが形成されており、弾性を有する塞栓１０３が気密状態で嵌入される。

ここで、恒温恒湿器等においては、筐体の内部空間とその外部とは気密状態に保たれている必要がある。しかしながら、上述のような固定具１０２によって筐体を構成する内槽板１１２及び外装板１１６と貫通孔となる筒状部材１１８とを固定する場合には、気密が不完全なものとなることがある。すなわち、固定具１０２と筒状部材１１８との間を固定するシーラントの施工は、作業者によってばらつきがあるので、これらの間に隙間が生じてしまうことがある。また、筐体内の圧力変動や筐体内外の温度差によって、内槽板１１２が収縮する。そのために、シーラントが切れ、気密が保持できなくなる。

そこで、本発明の目的は、確実に気密を保持することができるシール構造、及びそれに用いられる固定部材を提供することである。

本発明のシール構造は、内部空間を画定する第１板材及び前記第１板材を外装する第２板材を有しており、互いに対向する開口が第１及び第２板材にそれぞれ形成されている壁体と、筒状の部材であり、その両端が前記第１及び第２板材の前記開口にそれぞれ挿通される筒状部材と、弾性を有しており、前記第１及び第２板材の少なくとも一方と前記筒状部材とをそれぞれ固定する固定部材とを備えている。そして、前記固定部材が、前記筒状部材の端部を全周に亘って挟み込む第１挟着部と、前記第１及び第２板材の間の空間とその外の空間とが気密にされるように、前記第１及び第２板材のうち前記固定部材が取り付けられる板材における前記開口を画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む第２挟着部とを有している。

この構成によると、第１板材が収縮した場合であっても、その収縮による移動距離が筒状部材の第１挟着部によって挟まれている部分の長さよりも短い限りは、第１挟着部によって筒状部材を保持し続けることができる。したがって、確実に気密を保持することができる。

本発明のシール構造は、前記固定部材における前記筒状部材の端部側とは反対側の端部に、前記筒状部材の表面から浮き上がった離間部が形成されていることが好ましい。この構成によると、固定部材の筒状部材への嵌め込みをスムーズにすることができる。

本発明のシール構造は、前記第２挟着部が、前記第２挟着部が挟み込む前記板材における一方の表面に接触する接触面と、前記接触面に対向する位置にあり、前記接触面に向かって突出する突起とを有しており、前記接触面及び前記突起の先端の間の隙間が、前記板材の厚みよりも小さくてもよい。この構成によると、固定部材の弾性力を利用して、第２挟着部による気密性をさらに向上させることができる。

本発明のシール構造は、前記固定部材が、前記第１及び第２板材の間の空間と前記筒状部材の内部の空間とが気密にされるように、前記筒状部材に外嵌される嵌着部をさらに有していてもよい。この構成によると、第１板材が収縮した場合でも、第１板材の変動に伴って、筒状部材に外嵌されている嵌着部は、気密を保持した状態で筒状部材の外周面上を移動する。したがって、より確実に気密を保持することができる。

本発明のシール構造は、前記嵌着部は、その内径が前記筒状部材の外径よりも小さくなっている狭小部分を有していてもよい。この構成によると、固定部材の弾性力を利用して、嵌着部による気密性をさらに向上させることができる。
本発明の固定部材は、内部空間を画定する第１板材及び前記第１板材を外装する第２板材を有しており、互いに対向する開口が第１及び第２板材にそれぞれ形成されている壁体の前記第１及び第２板材の少なくとも一方と、筒状の部材であり、その両端が前記第１及び第２板材の前記開口にそれぞれ挿通される筒状部材とを固定する、弾性を有する固定部材であって、前記筒状部材の端部を全周に亘って挟み込む第１挟着部と、前記第１及び第２板材の間の空間とその外の空間とが気密にされるように、前記第１及び第２板材のうち前記固定部材が取り付けられる板材における前記開口を画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む第２挟着部とを有している。

上述のように、本発明のシール構造及び固定部材は、第１板材が収縮した場合であっても、その収縮による移動距離が筒状部材の第１挟着部によって挟まれている部分の長さよりも短い限りは、第１挟着部によって筒状部材を保持し続けることができる。また、第１板材の移動に伴って、筒状部材に外嵌されている嵌着部は、気密を保持した状態で筒状部材の外周面上を移動する。したがって、確実に気密を保持することができる。

以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるシール構造を有する恒温恒湿器の全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、本実施の形態の恒温恒湿器１は断熱性を有する筐体１０を備えている。そして、筐体１０の内部には、筐体１０内の空気に対して水分を供給する加湿器３２、筐体１０内の空気を加熱するヒータ３４、筐体１０内の空気を冷却する冷却器３６、及び筐体１０内の空気を循環させるファン３８が配置された空調室３０と、試験室４０とが形成されている。

空調室３０と試験室４０との間は、仕切り板５０によって仕切られている。図１に示すように、筐体１０の上壁と仕切り板５０との間、及び下壁と仕切り板５０との間には、それぞれ隙間が形成されている。すなわち、仕切り板５０の上下において、空調室３０と試験室４０とは連通している。そして、空調室３０に配置されたファン３８によって、仕切り板５０の上方の隙間から、空調室３０内の空気が試験室４０内に送り込まれる。さらに、仕切り板５０の下方の隙間から、試験室４０内の空気が空調室３０内に吸い込まれる。

また、筐体１０における試験室４０を画定する側壁には、貫通孔４０ａが形成されている。貫通孔４０ａには、試験対象物に対して通電したり、信号を付与したりするためのケーブル等の配線９（図２参照）が挿通される。

恒温恒湿器１では、図示しない制御装置によって、加湿器３２、ヒータ３４、及び冷却器３６を適宜制御し、筐体１０内の空気の温度及び湿度を所望の状態に保つことができる。そして、試験室４０では、温度及び湿度が電子部品、電子回路を搭載したボード等に及ぼす影響を調べるための試験が行われる。したがって、筐体１０の内部空間１０ａとその外部とは気密状態に保たれている必要がある。よって、貫通孔４０ａには、シール構造が施されている。

ここで、図２を参照しつつ、貫通孔４０ａにおけるシール構造について説明する。図２（ａ）は、貫通孔４０ａ全体の拡大図であり、図２（ｂ）は、貫通孔４０ａの端部近傍の拡大図である。

図２（ａ）に示すように、筐体１０は、その内部空間１０ａを画定する内槽板１２、及び断熱材１４を介して内槽板１２を外装する外装板１６で構成されている。内槽板１２及び外装板１６には、互いに対向する開口１２ａ、１６ａがそれぞれ形成されている。そして、筒状部材１８の両端部近傍が、開口１２ａ、１６ａにそれぞれ挿通されている。筒状部材１８の内周面は、貫通孔４０ａに対応する。

筒状部材１８の両端には、内槽板１２及び外装板１６と、筒状部材１８とをそれぞれ固定するブッシング２が嵌め込まれている。ブッシング２は、シリコン等の弾性を有する材料で形成されている。また、筒状部材１８の両端に取り付けられたブッシング２の本体部２１内に、塞栓３が嵌め込まれている。塞栓３は、シリコン等の弾性を有する材料で形成され、配線９が挿通されるスリット３ａを有している。

ブッシング２は、環状の本体部２１を有している。そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本体部２１には、一端側の側面から他端側に向かって延びる切込み２１ａが形成されている。より詳細には、切込み２１ａは、本体部２１の内周面を取り囲むように環状に形成されている。筒状部材１８の端部は、この切込み２１ａ内に挿入される。すなわち、本体部２１の内周側は、切込み２１ａによって筒状部材１８の端部を全周に亘って挟み込む筒挟着部２５となっている。なお、切込み２１ａの切込み長さ、すなわち、筒状部材１８の伸延方向に沿う切込み２１ａによって挟まれる部分の長さをｄとする。

ここで、本実施の形態の恒温恒湿器１は、上述のように、加湿器３２、ヒータ３４、及び冷却器３６を備えており、その内部空間１０ａの温度及び湿度は可変となっている。したがって、内部空間１０ａの圧力変動や外気との温度差によって内槽板１２が収縮することがある。そこで、図３に示すように、内槽板１２が収縮し、図中破線で示す位置から実線で示す位置まで距離Ｌだけ移動する場合について考える。この内槽板１２の移動距離Ｌが、切込み２１ａの切込み長さｄよりも小さい限りは、筒挟着部２５によって筒状部材１８を挟んで固定することができる。

本体部２１の外周面における両端部からは、その外周面と直交する方向に張出し部２２、２３が延びている。張出し部２２は、筒状部材１８の挿入方向に関する上流側、すなわち図２（ｂ）においては右側に形成されている。一方、張出し部２３は、筒状部材１８の挿入方向に関する下流側、すなわち、図２（ｂ）においては左側に形成されている。張出し部２２、２３の張出し長さはほぼ等しく、両者はほぼ全面に亘って対向している。張出し部２２の張出し部２３と対向する面は、内槽板１２又は外装板１６に接触する接触面２２ａとなっている。また、張出し部２３の端部には、張出し部２２に向かって突出する突起２３ａが形成されている。

そして、張出し部２２の接触面２２ａと張出し部２３の突起２３ａとで、内槽板１２の開口１２ａを画定する縁近傍、又は外装板１６の開口１６ａを画定する縁近傍を挟み込む。より詳細には、張出し部２２、２３によって挟まれる内槽板１２及び外装板１６は、その一方の面が張出し部２２の接触面２２ａに接触すると共に、他方の面が突起２３ａの先端と接触し、また、その縁が本体部２１の外周面に接触する。つまり、内槽板１２及び外装板１６とブッシング２とは、３箇所で接触している。すなわち、本体部２１の外周面側及び張出し部２２、２３は、内槽板１２の開口１２ａを画定する縁近傍、又は外装板１６の開口１６ａを画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む板挟着部２６となっている。

また、接触面２２ａと突起２３ａとの間の隙間は、内槽板１２及び外装板１６の厚みよりも小さい。よって、ブッシング２を構成する素材の弾性力により、突起２３ａの先端は、内槽板１２又は外装板１６の表面に密着する。すなわち、突起２３ａの先端と内槽板１２又は外装板１６の表面との間が気密状態となる。これにより、例えば、図２（ａ）において、内部空間１０ａである内槽板１２の右側の空間にある空気は、突起２３ａと内槽板１２との間で塞き止められ、内槽板１２及び外装板１６の間の空間に入り込むことがない。

さらに、張出し部２２の先端からは、張出し部２３側とは反対側に向かって延びる嵌着部２７が形成されている。嵌着部２７は、張出し部２３側から延在方向に向かって次第に径が小さくなるような管状の形状を有している。嵌着部２７の最も径が小さくなっている狭小部分２７ａの内径は、筒状部材１８の外径よりも小さくなっている。

したがって、狭小部分２７ａは筒状部材１８を締め付けつつ、筒状部材１８の外周面に全周に亘って密着する。すなわち、狭小部分２７ａの内周面と筒状部材１８の外周面との間が気密状態となる。これにより、内槽板１２及び外装板１６の間の空間にある空気は、狭小部分２７ａと筒状部材１８との間で塞き止められるので、嵌着部２７と筒状部材１８との間の空間や、さらには筒挟着部２５と筒状部材１８の表面との間を通って、筒状部材１８の内部の空間に入り込むことがない。

また、ブッシング２における筒状部材１８の挿入方向に関する上流側の端部、すなわち筒挟着部２５の筒状部材１８の内周面と当接する部分の端部、及び嵌着部２７の端部には、いずれも筒状部材１８の表面から浮き上がるように反り返った離間部２４が形成されている。

塞栓３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、筒状部材１８に嵌め込まれたブッシング２における環状の本体部２１内に挿入されることによって、筒状部材１８に挿着されている。ここで、塞栓３の外径は、一端から他端に向けて次第に大きくなっている。また、塞栓３の一端の外径は、本体部２１の内径よりも若干小さく、他端の外径は、本体部２１の内径よりも若干大きい。そして、塞栓３は、比較的外径が小さい一端側から本体部２１内に挿入される。このとき、塞栓３は圧縮状態で本体部２１内に押し込まれ、塞栓３の外周面と本体部２１の内周面との間が気密状態となる。また、このとき、塞栓３の配線９が挿通されたスリット３ａも圧縮されて絞まり、配線９を気密に、又は略気密に挟む。

上述のように、筒状部材１８の両端に取り付けられたブッシング２の本体部２１内は、塞栓３によって気密、又は略気密に塞がれる。さらに、ブッシング２によって、内槽板１２及び外装板１６の間の空間と、その外の空間、また、内槽板１２及び外装板１６の間の空間と、筒状部材１８の内部の空間とが気密にされている。よって、筐体１０の内部空間１０ａとその外部とを気密にすることができる。

以上のように、本実施の形態のシール構造は、筐体１０の内部空間１０ａを画定する内槽板１２と、内槽板１２を外装する外装板１６とにそれぞれ形成された開口１２ａ、１６ａに挿通された筒状部材１８の両端部に嵌め込まれるブッシング２と、ブッシング２に挿着される塞栓３とを備えている。ブッシング２は、筒状部材１８の端部を全周に亘って挟み込む筒挟着部２５と、内槽板１２の開口１２ａを画定する縁近傍、又は外装板１６の開口１６ａを画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む板挟着部２６とを有している。板挟着部２６は、内槽板１２及び外装板１６の間の空間とその外の空間とが気密にされるように内槽板１２又は外装板１６を挟んでいる。したがって、内槽板１２が収縮した場合であっても、その収縮による内槽板１２の移動距離Ｌが、筒状部材１８における筒挟着部２５の切込み２１ａの切込み長さｄよりも短い限りは、筒挟着部２５によって筒状部材１８を保持し続けることができる。よって、確実に気密を保持することができる。

また、本実施の形態のシール構造では、ブッシング２における筒状部材１８の挿入方向に関する上流側の端部に、いずれも筒状部材１８の表面から浮き上がるように反り返った離間部２４が形成されている。したがって、ブッシング２の筒状部材１８への嵌め込みをスムーズにすることができる。

さらに、本実施の形態のシール構造では、板挟着部２６は、内槽板１２又は外装板１６に接触する接触面２２ａと、接触面２２ａに対向する位置にあり、接触面２２ａに向かって突出する突起２３ａとを有している。そして、接触面２２ａと突起２３ａとの間の隙間は、内槽板１２及び外装板１６の厚みよりも小さい。したがって、ブッシング２の弾性力を利用して、板挟着部２６による気密性をさらに向上させることができる。

加えて、本実施の形態のシール構造では、内槽板１２及び外装板１６とブッシング２とは、３箇所で接触している。したがって、板挟着部２６による内槽板１２又は外装板１６の保持を確実にすることができる。

また、本実施の形態のシール構造では、ブッシング２が、内槽板１２及び外装板１６の間の空間と筒状部材１８の内部の空間とが気密となるように筒状部材１８に外嵌される嵌着部２７を有している。嵌着部２７は、内槽板１２が移動した場合でも、筒状部材１８の表面に密着した状態、すなわち気密状態を保持した状態で移動する。したがって、より確実に気密を保持することができる。

また、本実施の形態のシール構造では、嵌着部２７に、その内径が筒状部材１８の外径よりも小さい狭小部分２７ａが形成されている。したがって、ブッシング２の弾性力を利用して、嵌着部２７による気密性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、ブッシング２に筒状部材１８の表面から浮き上がるように反り返った離間部２４が形成されている場合について説明したが、離間部２４は形成されていなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、板挟着部２６が、張出し部２２に形成された接触面２２ａと、張出し部２３に形成された突起２３ａとを有している場合について説明したが、板挟着部２６は、内槽板１２又は外装板１６を保持しつつ、内槽板１２及び外装板１６の間の空間とその外の空間とを気密にすることができる構成であればよい。すなわち、例えば、張出し部２３に内槽板１２又は外装板１６に接触する接触面が形成されており、張出し部２２に張出し部２３に形成された接触面に向かって突出する突起が形成されていてもよい。

また、上述の実施の形態では、内槽板１２及び外装板１６とブッシング２とは、３箇所で接触している場合について説明したが、これらの接触箇所は３箇所には限定されない。すなわち、内槽板１２及び外装板１６とブッシング２とは、接触面２２ａと突起２３ａの先端の２箇所のみで接触していてもよいし、４箇所以上で接触していてもよい。

加えて、上述の実施の形態では、ブッシング２が筒状部材１８に外嵌される嵌着部２７を有している場合について説明したが、嵌着部２７は無くてもよい。

本発明の実施の形態にかかるシール構造を有する恒温恒湿器の全体的な構成を示す概略側面図である。 図１に示す貫通孔近傍の拡大図である。 図２に示す内槽板が収縮した場合の状態を示す図である。 従来の恒温恒湿器に形成された貫通孔を示す図である。

符号の説明

１ 恒温恒湿器
２ ブッシング（固定部材）
３ 塞栓
３ａ スリット
１０ 筐体（壁体）
１０ａ 内部空間
１２ 内槽板（第１板材）
１６ 外装板（第２板材）
１２ａ、１６ａ 開口
１８ 筒状部材
２２ａ 接触面
２３ａ 突起
２４ 離間部
２５ 筒挟着部（第１挟着部）
２６ 板挟着部（第２挟着部）
２７ 嵌着部
２７ａ 狭小部分

Claims (6)

1. 内部空間を画定する第１板材及び前記第１板材を外装する第２板材を有しており、互いに対向する開口が第１及び第２板材にそれぞれ形成されている壁体と、
   筒状の部材であり、その両端が前記第１及び第２板材の前記開口にそれぞれ挿通される筒状部材と、
   弾性を有しており、前記第１及び第２板材の少なくとも一方と前記筒状部材とをそれぞれ固定する固定部材とを備えており、
   前記固定部材が、
   前記筒状部材の端部を全周に亘って挟み込む第１挟着部と、
   前記第１及び第２板材の間の空間とその外の空間とが気密にされるように、前記第１及び第２板材のうち前記固定部材が取り付けられる板材における前記開口を画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む第２挟着部とを有していることを特徴とするシール構造。
2. 前記固定部材における前記筒状部材の端部側とは反対側の端部に、前記筒状部材の表面から浮き上がった離間部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 前記第２挟着部が、前記第２挟着部が挟み込む前記板材における一方の表面に接触する接触面と、前記接触面に対向する位置にあり、前記接触面に向かって突出する突起とを有しており、前記接触面及び前記突起の先端の間の隙間が、前記板材の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のシール構造。
4. 前記固定部材が、前記第１及び第２板材の間の空間と前記筒状部材の内部の空間とが気密にされるように、前記筒状部材に外嵌される嵌着部をさらに有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール構造。
5. 前記嵌着部は、その内径が前記筒状部材の外径よりも小さくなっている狭小部分を有していることを特徴とする請求項４に記載のシール構造。
6. 内部空間を画定する第１板材及び前記第１板材を外装する第２板材を有しており、互いに対向する開口が第１及び第２板材にそれぞれ形成されている壁体の前記第１及び第２板材の少なくとも一方と、筒状の部材であり、その両端が前記第１及び第２板材の前記開口にそれぞれ挿通される筒状部材とを固定する、弾性を有する固定部材であって、
   前記筒状部材の端部を全周に亘って挟み込む第１挟着部と、
   前記第１及び第２板材の間の空間とその外の空間とが気密にされるように、前記第１及び第２板材のうち前記固定部材が取り付けられる板材における前記開口を画定する縁近傍を全周に亘って挟み込む第２挟着部とを有していることを特徴とする固定部材。

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