JP5228728B2

JP5228728B2 - シール構造及びシールリング

Info

Publication number: JP5228728B2
Application number: JP2008235717A
Authority: JP
Inventors: 俊輔谷村
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010065836A

Description

本発明は、シール構造及びシールリングに関するものである。

特許文献１には、パネルと、パネルに取り付けたコネクタとの間の防水を図るためのシール構造が開示されている。このシール構造では、コネクタにおけるパネルとの対向面にシール溝がリング状に形成され、シール溝には、パネルのシール面と対応するリップ部を有する弾性材料からなるシールリングが取り付けられており、コネクタをパネルに取り付けると、リップ部が弾性変形した状態でシール面に密着することにより、防水が図られる。
特開２００１−０６８２０５公報

上記のような防水構造では、コネクタをパネルに取り付ける過程で、リップ部がシール面に押し付けられるのに伴ってリップ部の変形の度合いが進むようになっているが、このときリップ部の変形の形態が全周に亘って一定しない場合がある。つまり、リップ部の一部が内周側へ傾きながら変形する一方で、リップ部の別の部分が外周側へ傾きながら変形するという事態が生じ得る。このようになると、シールリングが捻れるように変形するので、リップ部の弾性変形量が全周に亘って均一にならず、シール性能が不安定になることが懸念される。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シール性能を全周に亘って安定させることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、互いに対向する、第１のシール面及びこの第１のシール面と対向する面が押圧面となりかつ前記第１のシール面へ向けて開口するようにして凹設された嵌合溝の内面に形成された第２のシール面と、前記両シール面の間で弾性的に挟み付けられるシールリングとを備え、前記シールリングには、ベース部と、前記ベース部から前記シールリングの厚み方向であって前記第１のシール面に向けて一対が突出した形態であり、そのうちの一方が前記ベース部から前記シールリングの内周側へ傾いた方向へ延出し、他方が前記ベース部から前記シールリングの外周側へ傾いた方向へ延出して、それぞれの基端部と突出端とが前記第１のシール面と平行な方向に離間して位置することで前記第１のシール面における異なる２位置に対して押圧されたときに、これらの弾性変位方向が相互に離間する方向となるように規制する変形方向規制手段を構成しつつ前記第１のシール面と前記押圧面との間で液密状に挟み付けて前記両シール面に対するシールを行う一対の姿勢保持部と、前記両姿勢保持部の間に配置され前記第１のシール面へ向けて突出して前記第１のシール面に対して弾性的に密着し前記ベース部からの突出寸法が前記姿勢保持部の前記ベース部からの突出寸法よりも小さい寸法に設定された第１リップ部と、前記ベース部から前記両姿勢保持部とは反対向きに突出した形態であり、かつ前記ベース部と共に前記嵌合溝内に嵌合され前記第２のシール面の異なる２位置に液密状に当接可能な一対の第２リップ部とを備えたシール構造であって、前記両姿勢保持部と前記第１リップ部との間にはそれぞれ第１溝部が形成され、両第１溝部は前記両姿勢保持部及び前記第１リップ部とが前記第１のシール面に当接した状態では前記第１シール面及び両姿勢保持部とによって密閉空間を構成するようになっているとともに、前記両第２リップ部は、前記第１溝部によって構成される前記両密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向下方に位置するとともに、前記両第２リップ部の間には第２溝部が形成され、この第２溝部は前記ベース部と共に前記両第２リップ部が前記嵌合溝に嵌合された状態では前記両第２リップ部及び前記嵌合溝の底面とによって他の密閉空間を構成するようになっているとともに、前記第１リップ部は前記他の密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向上方に位置するところに特徴を有する。

請求項２の発明は、互いに対向する、第１のシール面及びこの第１のシール面と対向する面が押圧面となりかつ前記第１のシール面へ向けて開口するようにして凹設された嵌合溝の内面に形成された第２のシール面との間で弾性的に挟み付けられるシールリングであって、ベース部と、前記ベース部から前記シールリングの厚み方向であって前記第１のシール面に向けて一対が突出した形態であり、そのうちの一方が前記ベース部から前記シールリングの内周側へ傾いた方向へ延出し、他方が前記ベース部から前記シールリングの外周側へ傾いた方向へ延出して、それぞれの基端部と突出端とが前記第１のシール面と平行な方向に離間して位置することで前記第１のシール面における異なる２位置に対して押圧されたときに、これらの弾性変位方向が相互に離間する方向となるように規制する変形方向規制手段を構成しつつ前記第１のシール面と前記押圧面との間で液密状に挟み付けて前記両シール面に対するシールを行う一対の姿勢保持部と、前記両姿勢保持部の間に配置され前記第１のシール面へ向けて突出して前記第１のシール面に対して弾性的に密着し前記ベース部からの突出寸法が前記姿勢保持部の前記ベース部からの突出寸法よりも小さい寸法に設定された第１リップ部と、前記ベース部から前記両姿勢保持部とは反対向きに突出した形態であり、かつ前記ベース部と共に前記嵌合溝内に嵌合され前記第２のシール面の異なる２位置に液密状に当接可能な一対の第２リップ部とを備え、前記両姿勢保持部と前記第１リップ部との間にはそれぞれ第１溝部が形成され、両第１溝部は前記両姿勢保持部及び前記第１リップ部とが前記第１のシール面に当接した状態では前記第１シール面及び両姿勢保持部とによって密閉空間を構成するようになっているとともに、前記両第２リップ部は、前記第１溝部によって構成される前記両密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向下方に位置するとともに、前記両第２リップ部の間には第２溝部が形成され、この第２溝部は前記ベース部と共に前記両第２リップ部が前記嵌合溝に嵌合された状態では前記両第２リップ部及び前記嵌合溝の底面とによって他の密閉空間を構成するようになっているとともに、前記第１リップ部は前記他の密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向上方に位置するところに特徴を有する。

＜請求項１及び請求項２の発明＞
姿勢保持部は、変形方向規制手段により一定の方向へ変位して弾性変形し、この姿勢保持部の弾性復元力により、シールリングが第１、第２のシール面に対して一定の姿勢に保持される。これにより、両シール面に対するシールリングの密着状態、即ちシール性能が全周に亘って安定する。
また、両姿勢保持部の変形は第１のシール面上で拡がるようにしてなされるので、シール面上における両姿勢保持部の当接位置間の距離が拡大し、したがってシールリングは、より安定した姿勢に保持される。
さらに、両姿勢保持部の間には第１リップ部が形成されるので、第１のシール面に対する第１リップ部の弾性変形の仕方が安定し、高いシール性能が発揮される。さらにまた、姿勢保持部は、シールリングの姿勢を保持する機能に加えて、シール機能も兼ね備えているので、シールリングの形状の簡素化を維持しながらシール性能の向上を図ることができる。
また、第２リップ部は、嵌合溝内の異なる２位置に当接するので、姿勢保持部と同様、嵌合溝内においてシールリングの姿勢を保持する機能を発揮する。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図５を参照して説明する。図１及び図２に示すのは、ゴム製のシールリング１０である。シールリング１０は、リング状をなすベース部１１の外面に、一対の姿勢保持部１２と、１つの第１リップ部１６と、一対の第２リップ部１８とを一体に形成したものである。図３〜５に示すように、これらの姿勢保持部１２と第１リップ部１６と第２リップ部１８は、いずれも、周方向（ベース部１１の長さ方向）に沿ってベース部１１からリブ状に突出しているとともに、ベース部１１の全周に亘って連続した形態で形成されている。また、姿勢保持部１２と第１リップ部１６と第２リップ部１８を突出形成したことにより、シールリング１０の周方向（長さ方向）と交差する断面形状は、全体として概ねＷ形をなしている。

一対の姿勢保持部１２は、ベース部１１の正面（図１に現れる面であり、図２〜５における上側の面）と直交する仮想線（図示せず）に関して対称であり、ベース部１１の正面から斜め前方へ突出している。即ち、一方（図３〜５における右側）の姿勢保持部１２は、ベース部１１の内周側の縁部から内周側に傾いた方向へ延出する形態で前方へ突出し、ベース部１１の内周側の側面よりも更に内周側へ突出している。他方の姿勢保持部１２は、ベース部１１の外周側の縁部から外周側に傾いた方向へ延出する形態で前方へ突出し、ベース部１１の外周側の側面よりも更に外周側へ突出している。この姿勢保持部１２の突出端部の断面形状は、略半円弧形をなしている。かかる姿勢保持部１２は、その基端部１３（ベース部１１に連なる後端部）を支点として傾動しながら弾性変形し得るようになっている。

この一対の姿勢保持部１２は、姿勢保持部１２が弾性変形する際に、その弾性変形の向きを一定の方向に規制するための変形方向規制手段１５を備えている。即ち、後述する第１部材２０と第２部材２３を組み付ける過程では、姿勢保持部１２の突出端の当接部１４が第１部材２０の第１シール面２２に当接するのであるが、この当接部１４と姿勢保持部１２の基端部１３（傾動支点）とは、両部材２０，２３の組み付け方向と直角な方向（即ち、第１シール面２２と平行な方向）において互いに離間した位置に配置されている。この当接部１４と傾動支点（基端部１３）の配置により、変形方向規制手段１５が構成されている。

第１リップ部１６は、ベース部１１の正面から前方へ突出しており、一対の姿勢保持部１２の間（中間位置）に配置されている。この第１リップ部１６の断面形状は、それ自体が、一対の姿勢保持部１２の対称軸（図示せず）に関して対称な略半円弧形状をなしている。また、第１リップ部１６の前方への突出寸法は、姿勢保持部１２の突出寸法よりも小さい寸法に設定されている。

第１リップ部１６と一対の姿勢保持部１２との間には、一対の第１溝部１７が形成されている。この第１溝部１７により、姿勢保持部１２は、第１リップ部１６とは独立した形態で弾性変形し得るようになっているとともに、第１リップ部１６が姿勢保持部１２とは独立して弾性変形し得るようになっている。この第１溝部１７の断面形状は、略半円弧形をなしている。

一対の第２リップ部１８は、上記一対の姿勢保持部１２の対称軸（図示せず）に関して対称であり、ベース部１１の背面から後方へ突出している。一方（図３〜５における右側）の第２リップ部１８は、ベース部１１の内周側の縁部からベース部１１の外側面に沿って後方へ突出している。他方の第２リップ部１８は、ベース部１１の外周側の縁部からベース部１１の外側面に沿って後方へ突出している。第２リップ部１８の突出端部の断面形状は、略半円弧形をなす。

この一対の第２リップ部１８の間には、１本の第２溝部１９が形成されている。この第２溝部１９は、第１リップ部１６の後方に位置するように配置されているので、ベース部１１は、第１リップ部１６を後方へ変位させるような形態で弾性変形し得るようになっている。また、第２溝部１９により、一対の第２リップ部１８は、互いに独立した弾性変形し得るようになっている。第２溝部１９の断面形状は、略半円弧形をなす。

このシールリング１０は、図３〜５に示すように、第１部材２０と第２部材２３との間で弾性的に挟み付けられることにより、第１部材２０と第２部材２３との間を液密状にシールし得るようになっている。
第１部材２０は、シールリング１０の正面側に対向するように配置され、本実施形態では貫通形態の取付孔２１が形成されたパネルからなる。この第１部材２０の背面（シールリング１０と対向する後面面）のうち取付孔２１の開口縁部は、リング状をなす第１シール面２２となっている。

第２部材２３は、第１部材２０に対して、取付孔２１を覆うように背面（後面）側から組み付けられるコネクタからなる。また、上記第１部材２０には、正面側から相手コネクタ（図示せず）が取り付けられるようになっており、取付孔２１を介して第２部材２３と相手コネクタとが嵌合され、双方に設けた端子金具（図示せず）が電気的導通可能に接続されるようになっている。

この第２部材２３の正面には、第１シール面２２と対向するように開口する嵌合溝２４が、第１シール面２２に沿ってリング状に形成されている。嵌合溝２４の断面形状は方形であり、嵌合溝２４の奥端面（第１部材２０と第２部材２３を組み付けた状態において第１シール面２２に対して平行に対向する内面）は、第２シール面２５（本発明の構成要件である第２のシール面）となっている。この嵌合溝２４内には、シールリング１０のうちベース部１１と一対の第２リップ部１８とが嵌合され、これにより、シールリング１０は第２部材２３に保持されている。また、シールリング１０を嵌合溝２４に嵌合した状態では、一対の姿勢保持部１２と第１リップ部１６は、第２部材２３の正面から前方へ突出されている。

また、第２部材２３の正面における嵌合溝２４の開口縁部、即ち第２部材２３の正面のうち嵌合溝２４の内縁の沿った領域と、嵌合溝２４の外周縁に沿った領域は、一対の押圧面２６となっている。第１部材２０と第２部材２３が組み付けられた状態においては、押圧面２６が、第１シール面２２に対し姿勢保持部１２を介して（挟んで）平行に対向するようになっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
第１部材２０と第２部材２３を組み付ける際には、第１シール面２２に対して第２シール面２５と押圧面２６が平行となるようにしながら、第１部材２０に対し、後方から第２部材２３を第１シール面２２と略直角に接近させる。この過程では、図４に示すように、第１シール面２２に対して一対の姿勢保持部１２の当接部１４が当接する。この当接部１４は、第１シール面２２と平行な方向において、姿勢保持部１２の基端部１３（傾動支点）から離れた位置に配置されているので、姿勢保持部１２は、第１シール面２２と平行な方向において当接部１４を基端部１３から離間させる方向へ変位させる向きに傾動するように弾性変形する。

即ち、内周側に位置していて弾性変形しない自由状態において内周側へ傾いている姿勢保持部１２は、さらに内周側へ傾くように弾性変形し、外周側に位置していて自由状態において外周側へ傾いている姿勢保持部１２は、さらに外周側へ傾くように弾性変形する。つまり、一対の姿勢保持部１２は、互いに離間するように拡開変形する。両部材２０，２３の組み付け（接近）が進むと、それに伴い、一対の姿勢保持部１２における第１シール面２２との当接部１４の間隔が、次第に外周側と内周側へ拡がっていく。

両部材２０，２３の組付けと姿勢保持部１２の弾性変形が進むと、第１リップ部１６が第１シール面２２に当接する。これ以降は、両部材２０，２３の組付けが進むのに伴い、第１リップ部１６が、潰れるように弾性変形し、第１シール面２２に対して密着面積を拡大させながら液密状に密着する。また、姿勢保持部１２の弾性復元力及び第１リップ部１６の弾性復帰により、ベース部１１が嵌合溝２４内で第２シール面２５側へ変位し、第２リップ部１８が第２シール面２５に押し付けられていく。これにより、第２リップ部１８が、第２シール面２５に押し付けられて潰れるように弾性変形し、第２シール面２５に対して密着面積を拡大しながら液密状に密着する。

そして、第２部材２３が第１部材２０に対して正しく組み付けられた状態になると、図５に示すように、第１シール面２２に対する第１リップ部１６の密着状態及び第２シール面２５に対する第２リップ部１８の密着状態が維持されたまま、一対の姿勢保持部１２の基端部１３を支点とする傾動変位量が最大になるとともに、一対の姿勢保持部１２が、第１シール面２２と押圧面２６との間で挟み付けられることにより、第１シール面２２と押圧面２６に対して液密状に密着する。以上により、第１部材２０と第２部材２３との隙間が、シールリング１０によって液密状にシールされる。

本実施形態では、両部材２０，２３を組み付ける過程において、シールリング１０の第１リップ部１６が第１シール面２２に当接するのに先立ち、姿勢保持部１２を弾性変形させ、この姿勢保持部１２の弾性復元力により、両シール面２２，２５に対してシールリング１０が一定の姿勢に保持されるようになっている。したがって、第１シール面２２に対し、第１リップ部１６が確実に正しい形態で弾性変形しながら密着され、これにより、シール性能がシールリング１０の全周に亘って安定する。

また、姿勢保持部１２を、第１シール面２２における異なる２位置に当接するように一対設け、この一対の姿勢保持部１２を、互いに相手側の姿勢保持部１２から離れる方向へ弾性変形させるようにしている。つまり、一対の姿勢保持部１２が、第１シール面２２上において拡がるように弾性変形するので、シール面上における一対の姿勢保持部１２の当接位置間の距離が大きくなる。したがって、姿勢保持部１２が第１シール面２２に対して一箇所で当接している場合に比べると、シールリング１０の姿勢を、より安定して保持することができる。

また、第１シール面２２に対して弾性的に密着する第１リップ部１６を、一対の姿勢保持部１２の間に配置しているので、第１シール面２２に対する第１リップ部１６の弾性変形の仕方が安定し、高いシール性能が発揮される。

また、姿勢保持部１２を押圧して弾性変形させる第１シール面２２とは反対側の第２部材２３には、姿勢保持部１２を、第１シール面２２との間で弾性的に且つ液密状に挟み付ける押圧面２６を形成している。このように、姿勢保持部１２は、シールリング１０の姿勢を保持する機能に加えて、シール機能も兼ね備えているので、シールリング１０の形状の簡素化を維持しながらシール性能の向上を図ることができる。

また、姿勢保持部１２を押圧して弾性変形させる第１シール面２２とは反対側の第２部材２３には、シールリング１０のベース部１１を嵌合させるための嵌合溝２４を形成し、この嵌合溝２４の内面を第２シール面２５とし、さらに、ベース部１１に、第２シール面２５における異なる２位置に液密状に当接可能な一対の第２リップ部１８を形成した。この一対の第２リップ部１８は、第２シール面２５における異なる２位置に当接するので、姿勢保持部１２と同様、嵌合溝２４内においてシールリング１０の姿勢を保持する機能を発揮する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では一対の姿勢保持部を対称な形態としたが、一対の姿勢保持部は非対称な形態であってもよい。
（２）上記実施形態では第１シール面を有する第１部材が、取付孔を有するパネルである場合について説明したが、本発明は、第１部材が、パネル以外の種々の形態や機能を有するものである場合にも適用できる。
（３）上記実施形態では第２シール面を有する第２部材が、コネクタである場合について説明したが、本発明は、第２部材が、コネクタ以外の種々の形態や機能を有するものである場合にも適用できる。

シールリングの正面図図１のＸ−Ｘ線断面図シールリングを第２部材に取り付けた状態をあらわす部分拡大断面図第１部材と第２部材を取り付ける過程で、姿勢保持部が第１シール面により弾性変形した状態をあらわす部分拡大断面図シールリングが第１シール面と第２シール面との間で弾性的に挟み付けられた状態をあらわす部分拡大断面図

符号の説明

１０…シールリング
１１…ベース部
１２…姿勢保持部
１５…変形方向規制手段
１６…第１リップ部
１８…第２リップ部
２２…第１シール面（第１のシール面）
２３…第２部材（第２シール面が形成されている部材）
２５…第２シール面（第２のシール面）
２６…押圧面
２４…嵌合溝

Claims

互いに対向する、第１のシール面及びこの第１のシール面と対向する面が押圧面となりかつ前記第１のシール面へ向けて開口するようにして凹設された嵌合溝の内面に形成された第２のシール面と、
前記両シール面の間で弾性的に挟み付けられるシールリングとを備え、
前記シールリングには、
ベース部と、
前記ベース部から前記シールリングの厚み方向であって前記第１のシール面に向けて一対が突出した形態であり、そのうちの一方が前記ベース部から前記シールリングの内周側へ傾いた方向へ延出し、他方が前記ベース部から前記シールリングの外周側へ傾いた方向へ延出して、それぞれの基端部と突出端とが前記第１のシール面と平行な方向に離間して位置することで前記第１のシール面における異なる２位置に対して押圧されたときに、これらの弾性変位方向が相互に離間する方向となるように規制する変形方向規制手段を構成しつつ前記第１のシール面と前記押圧面との間で液密状に挟み付けて前記両シール面に対するシールを行う一対の姿勢保持部と、
前記両姿勢保持部の間に配置され前記第１のシール面へ向けて突出して前記第１のシール面に対して弾性的に密着し前記ベース部からの突出寸法が前記姿勢保持部の前記ベース部からの突出寸法よりも小さい寸法に設定された第１リップ部と、
前記ベース部から前記両姿勢保持部とは反対向きに突出した形態であり、かつ前記ベース部と共に前記嵌合溝内に嵌合され前記第２のシール面の異なる２位置に液密状に当接可能な一対の第２リップ部とを備えたシール構造であって、
前記両姿勢保持部と前記第１リップ部との間にはそれぞれ第１溝部が形成され、両第１溝部は前記両姿勢保持部及び前記第１リップ部とが前記第１のシール面に当接した状態では前記第１シール面及び両姿勢保持部とによって密閉空間を構成するようになっているとともに、前記両第２リップ部は、前記第１溝部によって構成される前記両密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向下方に位置するとともに、
前記両第２リップ部の間には第２溝部が形成され、この第２溝部は前記ベース部と共に前記両第２リップ部が前記嵌合溝に嵌合された状態では前記両第２リップ部及び前記嵌合溝の底面とによって他の密閉空間を構成するようになっているとともに、前記第１リップ部は前記他の密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向上方に位置することを特徴とするシール構造。
互いに対向する、第１のシール面及びこの第１のシール面と対向する面が押圧面となりかつ前記第１のシール面へ向けて開口するようにして凹設された嵌合溝の内面に形成された第２のシール面との間で弾性的に挟み付けられるシールリングであって、
ベース部と、
前記ベース部から前記シールリングの厚み方向であって前記第１のシール面に向けて一対が突出した形態であり、そのうちの一方が前記ベース部から前記シールリングの内周側へ傾いた方向へ延出し、他方が前記ベース部から前記シールリングの外周側へ傾いた方向へ延出して、それぞれの基端部と突出端とが前記第１のシール面と平行な方向に離間して位置することで前記第１のシール面における異なる２位置に対して押圧されたときに、これらの弾性変位方向が相互に離間する方向となるように規制する変形方向規制手段を構成しつつ前記第１のシール面と前記押圧面との間で液密状に挟み付けて前記両シール面に対するシールを行う一対の姿勢保持部と、
前記両姿勢保持部の間に配置され前記第１のシール面へ向けて突出して前記第１のシール面に対して弾性的に密着し前記ベース部からの突出寸法が前記姿勢保持部の前記ベース部からの突出寸法よりも小さい寸法に設定された第１リップ部と、
前記ベース部から前記両姿勢保持部とは反対向きに突出した形態であり、かつ前記ベース部と共に前記嵌合溝内に嵌合され前記第２のシール面の異なる２位置に液密状に当接可能な一対の第２リップ部とを備え、
前記両姿勢保持部と前記第１リップ部との間にはそれぞれ第１溝部が形成され、両第１溝部は前記両姿勢保持部及び前記第１リップ部とが前記第１のシール面に当接した状態では前記第１シール面及び両姿勢保持部とによって密閉空間を構成するようになっているとともに、前記両第２リップ部は、前記第１溝部によって構成される前記両密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向下方に位置するとともに、
前記両第２リップ部の間には第２溝部が形成され、この第２溝部は前記ベース部と共に前記両第２リップ部が前記嵌合溝に嵌合された状態では前記両第２リップ部及び前記嵌合溝の底面とによって他の密閉空間を構成するようになっているとともに、前記第１リップ部は前記他の密閉空間に対し前記シールリングの厚み方向上方に位置することを特徴とするシールリング。