JP6180791B2

JP6180791B2 - 平面分割ケースにおける開口部のシール構造

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Publication number: JP6180791B2
Application number: JP2013109789A
Authority: JP
Inventors: 二朗永嶋; 修二竹下
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP2014228093A

Description

本発明は、密封技術に係るシール構造に関し、更に詳しくは、平面分割ケースにおける開口部のシール構造に関する。本発明のシール構造は例えば、インバータ用防水シールとして用いられ、またはその他の用途の防水シール等として用いられる。

インバータは配線基板が濡れるとショートするため、ケースに格納することにより防水対策を行なっている。通常、インバータを格納したケースには配線や冷却管等を挿通する開口が設けられているため、この開口を密封し防水するためのシール構造が必要とされる。

冷却管用の開口のシールについてはパッキン（グロメット）とその周りもしくは一部に液状ガスケットや接着剤を用いることより防水構造としているが、平面分割ケースのずれや冷却管の偏心などがあると、十分なシール面圧が得られず漏れが生じることがある（特許文献１または２）。

また、インバータのケースには圧力（正圧および負圧）が作用するため、これに伴ってケースの開口をシールするパッキンには比較的大きなシール面圧が必要とされる。したがってこれに対処するには図６および図７に示すように、ケース５１の開口周縁部５２ａに装着されるパッキン７１の内周部７１ａをスクイーズシール形状とすることが考えられ、このスクイーズシール形状を備えるパッキン７１によれば内周部７１ａが挿通部品６１に強く密接するとともにその反力で外周部７１ｂがケース５１の開口周縁部５２ａに強く押し付けられるため、比較的大きなシール面圧を設定することができる。

しかしながらこのスクイーズシール形状を備えるパッキン７１によると、パッキン７１が全体として径方向に圧縮で変形するため、パッキン７１の内周側へ軸方向一方から挿通部品６１を挿通するときの抵抗（荷重）が大きく、よって組付け性が良くない不都合がある。挿通部品６１の先端には図示するような大径部６２が設けられることがあり、このような場合には挿通するときの抵抗が益々大きくなる。

この組付け性を改良するには図８に示すように、パッキン７１の内周部７１ａをスクイーズシール形状ではなく、せん断で変形可能なリップ形状にすることが考えられるが、この形状の場合には、内圧が高くなったときにリップ形状（リップ部）が押し開かれて隙間が生じるため、漏れが発生することがある（特許文献３）。

尚、上記図６において、ケース５１は符号５１Ａ，５１Ｂをもって示すように平面分割構造とされ、その合わせ部に、冷却管等の挿通部品６１を挿通する開口５２が半割り状に設けられている。したがって組立ての手順としては先ず、一対のケース５１Ａ，５１Ｂの間にパッキン７１を挟んだ状態でケース５１Ａ，５１Ｂを閉じ合わせ（矢印Ｃ）、次いでケース５１Ａ，５１Ｂによって保持された状態のパッキン７１の内周側へ軸方向一方から冷却管等の挿通部品６１を挿通することになる（矢印Ｄ）。

特開２０１１−２０５００１号公報特開２０１１−２０５８４６号公報特開２００９−１６８１９２号公報

本発明は以上の点に鑑みて、パッキンの内周側に冷却管等の挿通部品を挿通するときの抵抗を小さく設定することができ、もって組付け性を良好とするとともに、併せてパッキンの内外周部においてシール面圧を大きく設定することができ、もってシール性を良好とすることができる平面分割ケースにおける開口部のシール構造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によるシール構造は、合わせ部に開口を設けた平面分割ケースと前記開口に挿通した挿通部品との間をシールするシール構造であって、前記ケースの開口周縁部と前記挿通部品との間に介装されるゴム状弾性体製のパッキンを有し、前記パッキンの内周部はリップ形状とされ、前記パッキンの内周部に前記リップ形状と並んでビードが設けられ、前記ビードが前記挿通部品によって押し拡げられることにより前記パッキンの外周部が前記ケースの開口周縁部に押し付けられることを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるシール構造は、上記した請求項１記載のシール構造において、前記ケースの開口周縁部にざぐり部が設けられ、前記パッキンは前記ざぐり部に装着されるとともにその外周面および厚み方向一方の端面をもって前記ケースの開口周縁部に保持されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるシール構造は、上記した請求項１または２記載のシール構造において、前記パッキンと前記ケースの開口周縁部との間に液状ガスケットまたは接着剤が介在せしめられることを特徴とする。

上記構成を備える本発明のシール構造において、パッキンの内周部はリップ形状とされる。リップ形状は、リップ基端部に対しリップ先端部が軸方向一方に変位した軸方向の方向性を備える形状であって、リップ先端部が挿通部品の外周面に密接することによりシール機能を発揮する。また、リップ形状はその内周側へ挿通部品を挿通するときにリップ先端部が挿通部品によって押し拡げられ、このときパッキンは主にせん断で変形する。したがってパッキンの内周側へ挿通部品を挿通するときの抵抗を小さく設定することが可能とされる。

また、上記構成を備える本発明のシール構造において、パッキンの内周部にはリップ形状と並んでビードが設けられる。ビードは、パッキンの内周部の一部を環状に隆起した形状であって、その内周側へ挿通部品を挿通するときに挿通部品によって押し拡げられ、このときパッキンの外周部をケースの開口周縁部に押し付ける。また、パッキンの外周部がケースの開口周縁部に押し付けられると、パッキンの内周部に設けられたビード（内周ビード部）も外周部での押し付けの影響を受ける。すなわちパッキンの外周部においてもケースの開口周縁部でつぶされる分、ビードがより強く挿通部品を押し付けられる。したがってパッキンの内外周部においてシール面圧を大きく設定することが可能とされる。

尚、上記図６および図７の従来技術におけるスクイーズシール形状がパッキン内周部の軸方向全幅に亙る形状であるのに対し、ビードはパッキン内周部の軸方向一部に限定された形状である。したがってパッキンの内周側へ挿通部品を挿通するときに発生する抵抗の大小関係が、スクイーズシール形状を設けたときの抵抗の大きさをＲ_１、ビードを設けたときの抵抗の大きさをＲ_２、スクイーズシール形状およびビードを共に設けていないときの抵抗の大きさをＲ_３として、
Ｒ_１＞Ｒ_２＞Ｒ_３
とされるため、上記図６および図７の従来技術対比でパッキンの内周側へ挿通部品を挿通するときの抵抗を小さく設定することが可能とされる。

また、ビードは、挿通部品の外周面に密接するため、シール機能を発揮する。上記したように本発明ではリップ形状が設けられているため、このリップ形状が密封流体に対する一次シールをなし、ビードが二次シールをなす。したがって負圧が作用してリップ形状のリップ先端部が挿通部品から離れることがあってもビードは挿通部品に接触したままであるため、パッキン全体としてシール機能を維持することが可能とされる。

パッキンは一般的にはその外周面をもってケースの開口周縁部に保持されるが、ケースの開口周縁部にざぐり部を設けて、パッキンをこのざぐり部に装着するようにするとパッキンがその外周面のみならず厚み方向一方の端面をもってケースの開口周縁部に保持されるため、ケースがパッキンを保持する作用を増大させることが可能とされる。パッキンがその厚み方向一方の端面をもってケースの開口周縁部に保持されれば、パッキンを開口周縁部に装着するに際しての軸方向の位置決めも容易化される。

パッキンはケースの開口周縁部に嵌合されるが、このときパッキンとケースの開口周縁部との間に液状ガスケットまたは接着剤が介在させると、ケースがパッキンを保持する作用を一層増大させることが可能とされ、更に液状ガスケットまたは接着剤によるシール機能を獲得することが可能とされる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明のシール構造においては以上説明したように、パッキンの内周部がリップ形状とされることにより、パッキンの内周側へ挿通部品を挿通するときの抵抗を小さく設定することが可能とされ、パッキンの内周部にリップ形状と並んでビードが設けられることにより、パッキンの内外周部においてシール面圧を大きく設定することが可能とされる。したがってこれらのことから本発明所期の目的どおり、パッキンの内周側に挿通部品を挿通するときの抵抗を小さく設定することができ、もって組付け性を良好とするとともに、併せてパッキンの内外周部においてシール面圧を大きく設定することができ、もってシール性を良好とすることができる平面分割ケースにおける開口部のシール構造を提供することができる。

また、リップ形状およびビードが併設されるため、リップ形状が密封流体に対する一次シールをなし、ビードが二次シールをなす。したがってパッキンに対し負圧が作用してリップ形状が挿通部品から離れることがあってもビードが挿通部品に接触したままとされるため、パッキン全体としてシール機能を維持することができる。

また、ケースの開口周縁部にざぐり部を設けて、パッキンをこのざぐり部に装着することによりパッキンがその外周面のみならず厚み方向一方の端面をもってケースの開口周縁部に保持されるため、ケースがパッキンを保持する作用を増大させることができ、併せてパッキンを開口周縁部に装着するに際しての軸方向の位置決めを容易化することができる。

また、パッキンとケースの開口周縁部との間に液状ガスケットまたは接着剤を介在させることにより、ケースがパッキンを保持する作用を一層増大させることができ、更に液状ガスケットまたは接着剤によるシール機能を獲得することができる。

本発明の実施例に係るシール構造を示す分解斜視図同シール構造の要部断面図平面分割ケースにおけるずれの発生状態を示す平面図本発明の他の実施例に係るシール構造を示す分解斜視図同シール構造の要部断面図従来例に係るシール構造を示す分解斜視図同シール構造の要部断面図他の従来例に係るシール構造を示す断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
発明の構成・・・
パッキン（グロメット）内周部をリップ形状とし、外周部と相手ケース間に液状ガスケット（ＦＩＰＧ）や接着剤を用いるシール構造で、パッキン内周部にビードを設けたシール構造である。
発明の効果・・・
パッキン内周部をリップ形状とすることで組付け性を良くすることができる。パッキン内周部に相手ケースと同じ高さにビードを設けることで、ビード部が冷却管に押圧され、外周部の面圧を高め、シール性が良くなる。さらに、パッキンが外周部でケースの開口周縁部で押圧され、ビードがより強く冷却管を押し付けるため、内周部でも面圧が高まり、シール性が良くなる。また負圧時、ビード部でシールすることができる。

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および図２は、本発明の実施例に係るシール構造としてインバータ用防水シールを示している。当該実施例に係るシール構造は、合わせ部に開口１２を設けた平面分割ケース１１と前記開口１２に挿通した冷却管や配線等の挿通部品２１との間をシールするものであって、ケース１１の開口周縁部１２ａと挿通部品２１との間に介装されるゴム状弾性体製のパッキン３１を有している。

ケース１１は、符号１１Ａ，１１Ｂをもって示すように平面分割構造（二つ割り構造）とされ、その合わせ部に、冷却管や配線等の挿通部品２１を挿通するための開口１２が半割り状態で設けられている。組立ての手順としては、一対のケース１１Ａ，１１Ｂの間にパッキン３１を挟んだ状態で一対のケース１１Ａ，１１Ｂを閉じ合わせ（矢印Ｃ）、次いで一対のケース１１Ａ，１１Ｂによって保持された状態のパッキン３１の内周側へ軸方向一方（図では下方）から冷却管や配線等の挿通部品２１を挿通する（矢印Ｄ）。

挿通部品２１は、例えばパイプ状の部品であって、円筒状の外周面を備えている。挿通部品２１の先端には図示するような大径部（段差部）２２が設けられることがある。

パッキン３１は、所定のゴム状弾性体によって一体の成形品として成形されている。パッキン３１は図２に示すようにケース１１の開口周縁部１２ａに保持される。パッキン３１は、その内周部３１ａがリップ形状（シールリップ部）３４とされている。パッキン３１の内周部３１ａにはリップ形状３４と並んでビード３５が設けられている。パッキン３１は、ビード３５が挿通部品２１によって押し拡げられることによりパッキン３１の外周部３１ｂがケース１１の開口周縁部１２ａに押し付けられる構造とされている。パッキン３１は、その機能からしてグロメットと称されることがあり、その構造からしてリップパッキンと称されることもある。

また、パッキン３１は、ケース１１の開口周縁部１２ａに挿入される断面略長方形状を呈する環状のパッキン本体３２を備え、このパッキン本体３２の内周側に比較的薄肉の連結部３３が径方向内方へ向けて一体成形され、この連結部３３の内周側にリップ形状３４が軸方向一方（図では上方）へ向けて一体成形されている。ケース１１の開口周縁部１２ａに対するパッキン本体３２の挿入作業の容易性を考慮すると、ケース１１の開口周縁部１２ａに対するパッキン本体３２のつぶし代は可及的に小さいことか望ましい。またパッキン本体３２における挿入方向外周端部にテーパー状の面取りを設けることも考えられる。

リップ形状３４は、連結部３３に一体成形されたリップ基端部３４ａに対しリップ先端部３４ｂが軸方向一方（図では上方）に変位した軸方向の方向性を備える形状とされ、リップ基端部３４ａの内径が挿通部品２１の外径より大きく設定されるとともにリップ先端部３４ｂの内径が挿通部品２１の外径より小さく設定され、これによりリップ先端部３４ｂが挿通部品２１の外周面に密接することによりシール機能を発揮する。

パッキン３１全体の内周面であって連結部３３およびリップ基端部３４ａの内周側に位置して環状のビード３５が設けられている。ビード３５はパッキン３１の内周面の軸方向一部を環状に隆起した形状とされ、その内径を挿通部品２１の外径より少々小さく設定されている。したがってその内周側へ挿通部品２１が挿通されるとビード３５は挿通部品２１によって押し拡げられ、これによりパッキン３１全体の外周部３１ｂすなわちパッキン本体３２の外周部をケース１１の開口周縁部１２ａに向けて径方向外方へ押し付ける。この機能を発揮するためビード３５は、パッキン本体３２の外周部がケース１１の開口周縁部１２ａと接触する部位と同じ高さ位置（軸方向位置）に設けられている。またビード３５は挿通部品２１の外周面に密接することにより二次的なシール機能を発揮する。

また、パッキン３１全体の外周面であってパッキン本体３２の外周側に位置して環状の鍔部３６が設けられている。この鍔部３６は、ケース１１の開口周縁部１２ａにおいてケース１１の厚み方向一方の平面１１ａを被覆し、図３に示すように半割り状の開口１２に平面上の位置ずれｄが生じたときに、これに伴ってパッキン３１の外周部３１ｂおよびケース１１の開口周縁部１２ａ間に発生する径方向隙間を閉塞する。したがってこの鍔部３６は、パッキン３１の外周部おいてシール機能を発揮する。

上記構成のシール構造においては、パッキン３１の内周部３１ａがリップ形状３４とされ、リップ形状３４はその内周側へ挿通部品２１を挿通するときにリップ先端部３４ｂが挿通部品２１によって押し拡げられ、このときパッキン３１は主にせん断で変形する。したがってパッキン３１の内周側へ挿通部品２１を挿通するときの抵抗を小さく設定することが可能とされている。

また、上記構成のシール構造においては、パッキン３１の内周部３１ａにリップ形状３４と並んでビード３５が設けられ、ビード３５はパッキン３１の内周側へ挿通部品２１を挿通したときに挿通部品２１によって押し拡げられ、このときパッキン３１全体の外周部３１ｂすなわちパッキン本体３２の外周部をケース１１の開口周縁部１２ａに押し付ける。したがってパッキン３１の外周部３１ｂにおいてシール面圧を大きく設定することが可能とされている。また、パッキン本体３２の外周部がケース１１の開口周縁部１２ａで押し付けられるため、ビード（内周ビード部）３５がより強く挿通部品２１を押し付ける。したがってパッキン３１のビード３５においても、シール面圧を大きく設定することが可能とされている。

したがってこれらのことから、パッキン３１の内周側に挿通部品２１を挿通するときの抵抗を小さく設定することができ、もって組付け性を良好とするとともに、併せてパッキン３１の内周部および外周部においてシール面圧を大きく設定することができ、もってシール性を良好とすることができる。

また、パッキン３１の内周部３１ｂにリップ形状３４およびビード３５が併設されているため、リップ形状３４が密封流体に対する一次シールをなし、ビード３５が二次シールをなす。したがってパッキン３１に対し負圧が作用してリップ形状３４が挿通部品２１から離れることがあってもビード３５が挿通部品２１に接触したままとされるため、パッキン３１全体としてシール機能を維持することができる。

尚、パッキン３１とケース１１の開口周縁部１２ａとの間には、接合力およびシール性を高めるべく、液状ガスケットや接着剤を介在せしめることにしても良く、当該実施例の場合には、パッキン３１の鍔部３６とこれに対向するケース１１の平面１１ａとの間およびパッキン本体３２の外周面とこれに対向するケース１１の開口周縁部（内周面）１２ａとの間に液状ガスケットや接着剤（いずれも図示せず）を介在させるのが好適である。

また、上記実施例では、パッキン３１がパッキン本体３２の外周面をもってケース１１の開口周縁部１２ａに保持されているが、ケース１１の開口周縁部１２ａにざぐり部を設けて、パッキン３１をこのざぐり部に装着するようにするとパッキン３１がパッキン本体３２の外周面のみならずパッキン本体３２の厚み方向一方の端面をもってケース１１の開口周縁部１２ａに保持されるため、ケース１１がパッキン３１を保持する作用が増大する。

図４および図５に示す他の実施例では、このような理由から、ケース１１の開口周縁部１２ａに薄肉状の鍔部１３が径方向内方へ向けて設けられることにより環状段差状のざぐり部１４が設けられ、このざぐり部１４にパッキン３１が装着され、パッキン３１がパッキン本体３２の外周面およびパッキン本体３２の厚み方向一方の端面をもってケース１１の開口周縁部１２ａに保持されている。

したがってこの構造によると、パッキン３１を一層安定的に保持することができ、またパッキン３１をケース１１の開口周縁部１２ａに装着するに際してパッキン３１が鍔部１３に突き当てられるため、パッキン３１の軸方向の位置決めを容易化することができる。

また、この構造においてパッキン３１とケース１１の開口周縁部１２ａとの間に液状ガスケットや接着剤を介在させる場合には、パッキン３１の鍔部３６とこれに対向するケース１１の平面１１ａとの間、パッキン本体３２の外周面とこれに対向するケース１１の開口周縁部（内周面）１２ａとの間、およびパッキン本体３２の厚み方向一方の端面とこれに対向する鍔部１３との間に液状ガスケットや接着剤（いずれも図示せず）を介在させるのが好適である。

１１，１１Ａ，１１Ｂケース
１２開口
１２ａ開口周縁部
１３，３６鍔部
１４ざぐり部
２１挿通部品
２２大径部
３１パッキン
３１ａ内周部
３１ｂ外周部
３２パッキン本体
３３連結部
３４リップ形状
３４ａリップ基端部
３４ｂリップ先端部

Claims

合わせ部に開口を設けた平面分割ケースと前記開口に挿通した挿通部品との間をシールするシール構造であって、
前記ケースの開口周縁部と前記挿通部品との間に介装されるゴム状弾性体製のパッキンを有し、
前記パッキンの内周部はリップ形状とされ、
前記パッキンの内周部に前記リップ形状と並んでビードが設けられ、
前記ビードが前記挿通部品によって押し拡げられることにより前記パッキンの外周部が前記ケースの開口周縁部に押し付けられることを特徴とする平面分割ケースにおける開口部のシール構造。
請求項１記載のシール構造において、
前記ケースの開口周縁部にざぐり部が設けられ、
前記パッキンは前記ざぐり部に装着されるとともにその外周面および厚み方向一方の端面をもって前記ケースの開口周縁部に保持されることを特徴とする平面分割ケースにおける開口部のシール構造。
請求項１または２記載のシール構造において、
前記パッキンと前記ケースの開口周縁部との間に液状ガスケットまたは接着剤が介在せしめられることを特徴とする平面分割ケースにおける開口部のシール構造。