JP6643887B2 - 封止部材および空気調和機 - Google Patents

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本発明は、封止部材および空気調和機に関する。
鉄道車両の天井に搭載される空気調和機として、内部に送風機と熱交換器とが収納される筐体本体と筐体本体を覆うカバーとを備える空気調和機が提案されている（特許文献１参照）。この空気調和機では、筐体本体内がファンリング（仕切板）により外気が導入される領域と送風機が配置される領域とに区切られており、一方の領域から他方の領域への空気の流入を遮断する必要がある。この種の空気調和機では、一般的に、仕切板とカバーとの間に封止部材を介在させて空気の流入を遮断する。
特開２００３−４８５３６号公報
ところで、封止部材は、合成樹脂や絶縁性のゴムから形成され、その一部が仕切板とカバーとの間に生じる隙間に圧縮された状態で配置されるものが一般的である。従って、この種の封止部材については、仕切板とカバーとの間に配置される部分に生じる応力をできるだけ低減して、封止部材の劣化を抑制することが要請されている。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、劣化が抑制された封止部材および空気調和機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、本発明に係る封止部材は、
開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有する筐体の前記筐体本体に固定された本体部と、
長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を備え、
前記本体部は、合成樹脂によって形成された芯材及び前記芯材を覆う被覆部を有し、
前記芯材は、前記被覆部よりも硬質であり、
前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、
前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下である。
また、本発明に係る封止部材は、
開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有する筐体の前記筐体本体に固定された本体部と、
長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を備え、
前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、
前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下であり、
前記本体部は、
合成樹脂から断面Ｕ字状に形成された長尺の芯材と、
合成樹脂またはゴムから形成され前記芯材を覆う被覆部と、
を有し、
前記芯材は、ポリプロピレンから形成され、
前記被覆部および前記封止部は、無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマから形成され、ショアＡ硬度が６０Ｈｓ超８０Ｈｓ未満である。
また、本発明に係る空気調和機は、
送風機と、
熱交換器と、
開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有し前記送風機および前記熱交換器を収納する筐体と、
封止部材と、を備え、
前記筐体本体は、前記筐体の外部から空気が導入される第１領域と前記第１領域に導入された空気のうち前記熱交換器により熱交換された空気が存在する第２領域とを仕切る仕切板を有し、
前記封止部材は、
前記筐体本体に固定された本体部と、
長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を有し、
前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下であり、
前記封止部材の前記本体部は、前記仕切板に固定されている。
本発明によれば、封止部の周方向における中央部を本体部における２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下である。これにより、封止部での亀裂の発生が抑制され封止部材の劣化が抑制される。
本発明の実施の形態１に係る空気調和機の分解斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和機の図１のＡ−Ａ線における断面矢視図である。 実施の形態１に係る封止部材の断面図である。 実施の形態１に係る封止部材について、（Ａ）は封止部を上方から押圧した状態を示す図であり、（Ｂ）は封止部を斜め上方から押圧した状態を示す図である。 実施の形態１に係る封止部材の一使用例を示す断面図である。 比較例に係る封止部材について、（Ａ）は封止部が押圧されていない状態を示す断面図であり、（Ｂ）は封止部を上方から押圧した状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る封止部材の断面図である。 実施の形態２に係る封止部材について、（Ａ）は封止部を上方から押圧した状態を示す図であり、（Ｂ）は封止部を斜め上方から押圧した状態を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る封止部材の断面図である。 変形例に係る封止部材の断面図である。 変形例に係る封止部材の断面図である。
以下、本発明に係る封止部材の各実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る封止部材を備える空気調和機は、鉄道の車両の天井に設置され、車両の外部から吸い込んだ空気を冷却または加熱して車両内へ吐出する。図１および図２に示すように、空気調和機１は、送風機１８と、２つの熱交換器１７と、送風機１８および２つの熱交換器１７を収納する筐体１０と、筐体１０の一部に装着された封止部材１４と、を備える。
熱交換器１７は、冷媒が充填された冷媒管を有し、送風機１８により筐体１０の外部から吸い込まれた空気と熱交換する。
筐体１０は、開口部１２ａを有する平面視矩形の箱状の筐体本体１２と筐体本体１２の開口部１０ａを覆うカバー１１とを有する。筐体本体１２は、第１側壁１２４、１２５と、第２側壁１２１と、第３側壁１２３と、隔壁１２２と、底壁１２６と、２つの仕切板１６と、を有する。筐体本体１２およびカバー１１は、いずれも金属から形成されている。第１側壁１２４、１２５のカバー１１側の端面における、隔壁１２２よりも第２側壁１２１側には、３つのガイシ１３が等間隔で並設されている。なお、本実施の形態では、ガイシ１３が３つの例について説明しているが、ガイシ１３の数は３つに限定されるものではなく、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。
第２側壁１２１は、矩形板状の主部１２１ａと平面視で半楕円状の形状を有する副部１２１ｂとから構成される。第３側壁１２３は、第２側壁１２１と同様の形状を有し、主部１２３ａと、副部１２３ｂと、から構成される。隔壁１２２は、第２側壁１２１と第３側壁１２３との間に設けられている。隔壁１２２は、外形が第２側壁１２１、第３側壁１２３と同様であり、主部１２２ａと副部１２２ｂとから構成され、主部１２２ａの一部に平面視矩形状の開口部１２２ｃが設けられている。
底壁１２６は、第１側壁１２４、１２５と第２側壁１２１と隔壁１２２とで囲まれた領域Ｓ１のカバー１１側とは反対側を覆っている。第１側壁１２４、１２５と第３側壁１２３と隔壁１２２とで囲まれた領域Ｓ２のカバー１１側とは反対側には、開口部１２７が形成されている。送風機１８は、底壁１２６の中央部に固定された状態で、領域Ｓ１内に配置されている。隔壁１２２の開口部１２２ｃは、図２に示すように、送風機１８のファン１８ａの側方に位置する。
２つの仕切板１６は、矩形板状であり、送風機１８のファン１８ａの、第１側壁１２４、１２５の対向方向における両側方それぞれに配置されている。２つの仕切板１６の両端部は、それぞれ第２側壁１２１、隔壁１２２に固定されている。熱交換器１７は、領域Ｓ１を、仕切板１６、第１側壁１２４、１２５、第２側壁１２１、隔壁１２２およびカバー１１で囲まれた領域Ｓ１１と、仕切板１６、底壁１２６、第２側壁１２１、隔壁１２２およびカバー１１で囲まれた領域Ｓ１２とに区切るように配置されている。送風機１８は領域Ｓ１２に配置されている。
カバー１１は、図１および図２に示すように、長尺でありその短手方向にアーチ状に湾曲した板状である。カバー１１における筐体１０の領域Ｓ１１を覆う部位には、第１通風孔１１ａが設けられ、カバー１１における筐体１０の領域Ｓ１２を覆う部位には、第２通風孔１１ｂが設けられている。カバー１１は、端部がガイシ１３に当接した状態で筐体本体１２に取り付けられている。
図２に示すように、送風機１８のファン１８ａが回転すると、破線矢印ＡＲ１に示すように、筐体１０の外部の空気が、カバー１１の第１通風孔１１ａを通じて筐体１０内の領域Ｓ１１に吸い込まれている。そして、領域Ｓ１１内に吸い込まれた空気は、熱交換器１７により熱交換されて領域Ｓ１２内へ移動し、破線矢印ＡＲ２に示すように、送風機１８に吸い込まれる。送風機１８に吸い込まれた空気の大部分は、隔壁１２２の開口部１２２ｃから筐体１０の領域Ｓ２へ吐出され、残りの部分は、破線矢印ＡＲ３に示すように、カバー１１の第２通風孔１１ｂから筐体１０外部へ放出される。筐体１０の領域Ｓ２へ吐出された空気は、図１に示す開口部１２７を通って車両内へ放出される。
封止部材１４は、仕切板１６と第２側壁１２１と隔壁１２２とに固定されている。封止部材１４は、図３に示すように、本体部１４０と封止部１４２とを備える。図３では、本体部１４０が、筐体本体１２の仕切板１６の端部に固定されている場合を示している。また、仕切板１６の端部の厚さ方向に直交し且つ仕切板１６の端部の厚さ方向における中央部を通る仮想平面を仮想基準面ＰＬ１としている。この封止部材１４は、押出し成形法により作製することができる。
本体部１４０は、断面Ｕ字状に形成された長尺の芯材１９と、芯材１９を覆う被覆部１４１と、被覆部１４１の内側に突出する複数の返し部１４３と、を有する。返し部１４３は、被覆部１４１と一体に形成され、その先端部が被覆部１４１の内側に挿入された仕切板１６の端部側面に当接している。また、各返し部１４３は、被覆部１４１の内側面から被覆部１４１の奥側へ傾斜する形で被覆部１４１の内側へ突出している。これにより、封止部材１４に対して第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６から離脱させる方向への外力が加わった場合に、封止部材１４の第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６の端部からの離脱が抑制される。
芯材１９は、ポリプロピレンのような硬質の合成樹脂から形成されている。芯材１９に要求される耐熱性と硬度を考慮すれば、芯材１９を形成する合成樹脂はポリプロピレンが好ましい。また、封止部材１４が固定される第２側壁１２１および隔壁１２２の平面視半楕円形状の副部１２１ｂ、１２２ｂの曲率半径が１８００ｍｍであるとする。この場合、芯材１９の長さＬ２が２０ｍｍ以上になると、封止部材１４を副部１２１ｂ、１２２ｂのカバー１１側の端部に沿った形状に曲げるのが難しくなる。ここで、芯材１９の長さＬ２は、芯材１９の長手方向に直交し且つ仮想基準面ＰＬ１に平行な方向における芯材１９の長さである。一方、芯材１９の長さＬ２が１０ｍｍ以下の場合、封止部材１４が副部１２１ｂ、１２２ｂの端部を挟持する力が弱くなり封止部材１４が副部１２１ｂ、１２２ｂから脱落する虞がある。これらのことから、芯材１９の長さＬ２は、１０ｍｍ超２０ｍｍ未満の範囲内であることが好ましく、この範囲の中央値である１５ｍｍが最適である。
被覆部１４１および返し部１４３は、オレフィン系熱可塑性エラストマのような合成樹脂から形成されている。被覆部１４１および返し部１４３に要求される耐熱性および耐候性やこれらに対する環境規制（ＲｏＨＳ規制）を考慮すれば、被覆部１４１および返し部１４３を形成する合成樹脂は、オレフィン系熱可塑性エラストマが好ましい。被覆部１４１および返し部１４３を形成するオレフィン系熱可塑性エラストマとしては、鉄道車両材料難燃試験において難燃性と評価されるものである必要がある。そこで、被覆部１４１および返し部１４３を形成するオレフィン系熱可塑性エラストマとしては、水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウムのような無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマが用いられている。被覆部１４１および返し部１４３に要求される環境規制を考慮すれば、難燃剤としては上記無機系難燃剤が好ましい。また、封止部材１４が固定される第２側壁１２１および隔壁１２２の平面視半楕円形状の副部１２１ｂ、１２２ｂの曲率半径が１８００ｍｍであるとする。この場合、被覆部１４１のＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定されるショアＡ硬度（以下、単に「ショアＡ硬度」と称する。）が８０Ｈｓ以上になると、封止部材１４を副部１２１ｂ、１２２ｂのカバー１１側の端部に沿った形状に曲げるのが難しくなる。一方、被覆部１４１のショアＡ硬度が６０Ｈｓ以下の場合、封止部材１４を副部１２１ｂ、１２２ｂのカバー１１側の端部に沿った形状に曲げ易くなる。しかしながら、被覆部１４１のショアＡ硬度が低いほど、被覆部１４１の無機系難燃剤の含有量が低くなる。従って、被覆部１４１のショアＡ硬度が６０Ｈｓ以下の場合、被覆部１４１の耐火性が十分に得られない虞がある。これらのことから、被覆部１４１のショアＡ硬度は、６０Ｈｓ超８０ｈｓ未満の範囲内であることが好ましく、この範囲の中央値である７０Ｈｓが最適である。
被覆部１４１の長さＬ１は、鉄道車輌工業界規格ＪＲＩＳ Ｒ ０３２２の絶縁規格（架空線式電車線の標準電圧）を考慮して、３０ｍｍ以上に設定されている。ここで、被覆部１４１の長さＬ１は、芯材１９の長手方向に直交し且つ仮想基準面ＰＬ１に平行な方向における長さである。
封止部１４２は、図３に示すように、長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であるとともに長手方向に直交する方向における両端部それぞれが本体部１４０に固定されている。この封止部１４２は、本体部１４０が筐体本体１２に固定された状態でカバー１１側に突出し、筐体本体１２にカバー１１が装着された状態においてカバー１１に圧接されることによりカバー１１と筐体本体１２との間に生じる隙間を封じる。封止部１４２は、本体部１４０の被覆部１４１と同様に、無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマのような合成樹脂から形成され、被覆部１４１と連続一体となっている。
封止部１４２の長手方向に直交する断面において、本体部１４０における封止部１４２の両端部が固定される２つの固定部Ｐ１１、Ｐ１２の並び方向における封止部１４２の幅Ｌ５’は、２つの固定部Ｐ１１、Ｐ１２の並び方向における本体部１４０の幅Ｌ４よりも長い。封止部材１４について、押圧部材ＰＵで仮想基準面ＰＬ１に平行な方向から押圧して封止部１４２の周方向における中央部Ｐ１３を本体部１４０における２つの固定部Ｐ１１、Ｐ１２の間の中間部１４１ａに接触させた状態を図４（Ａ）に示す。封止部１４２のうち曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６が最小となる部位Ｐ１５、Ｐ１６に加わる応力は、部位Ｐ１５、Ｐ１６の弾性を維持できる応力の最大値以下となっている。この場合、部位Ｐ１５、Ｐ１６の曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６は、封止部１４２を形成する材料と封止部１４２の厚さにより定まる。例えば封止部１４２がショアＡ硬度７０Ｈｓの無機系難燃剤を含む熱可塑性エラストマから形成された厚さが１．５ｍｍの場合、曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６は、０．５ｍｍ以上であればよい。封止部１４２の周方向の長さＬ５は、２つの固定部Ｐ１１、Ｐ１２の間の長さＬ６よりも長く、部位Ｐ１５、Ｐ１６に加わる応力が部位Ｐ１５、Ｐ１６の弾性を維持できる応力の最大値以下となるような長さに設定されている。以下の説明では封止部１４２の中央部Ｐ１３を本体部１４０の中間部１４１ａに接触させた状態を封止部１４２の完全圧縮状態と称する。
封止部１４２が、前述のように無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマから形成されており、そのショアＡ硬度が６０Ｈｓ超８０Ｈｓ未満であるとする。また、本体部１４０の仮想基準面ＰＬ１に直交する方向における幅Ｌ４と封止部１４２の仮想基準面ＰＬ１に直交する方向における幅Ｌ５’とがいずれも７ｍｍ程度であり、封止部１４２の長さが１５ｍｍ程度であるとする。この場合、封止部１４２の厚さが３ｍｍ以上になると、封止部１４２の厚さが厚くなった分、封止部１４２のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力が大きくなってしまう。そして、封止部１４２の完全圧縮状態において、封止部１４２のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力が、その曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値を超えてしまう。一方、封止部１４２の厚さが１ｍｍ以下の場合、封止部１４２の強度が不十分になり破断が生じやすくなる虞がある。これらのことから、封止部１４２の厚さは、１ｍｍ超３ｍｍ未満が好ましく、この範囲の中央値である１．５ｍｍが最適である。
なお、封止部１４２の完全圧縮状態では、封止部１４２の内側における封止部１４２の中央部Ｐ１３と本体部１４０の中間部１４１ａとの接触部分の両側に空間Ａ１２が形成されている。また、この状態では、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向において、封止部１４２の幅Ｌ５’が本体部１４０の幅Ｌ４よりも長くなる。
封止部材１４の封止部１４２を押圧部材ＰＵで仮想基準面ＰＬ１に交差する方向から押圧して封止部１４２の一部Ｐ１７を封止部１４２の基端部Ｐ１８に接触させた状態を図４（Ｂ）に示す。封止部１４２のうち曲率半径Ｒ１８が最小となる基端部Ｐ１８に加わる応力は、基端部Ｐ１８の弾性を維持できる応力の最大値以下となっている。以下の説明では封止部１４２を仮想基準面ＰＬ１に交差する方向から押圧した状態を封止部１４２の斜め圧縮状態と称する。封止部１４２の斜め圧縮状態においても、封止部１４２の内側に２つの空間Ａ１３が形成されている。
封止部材１４は、図２に示すように、カバー１１が筐体本体１２に取り付けられた状態で、その封止部１４２がカバー１１の内面に当接している。これにより、熱交換させる空気ができるだけ熱交換器１７へ流れるようにし、第２側壁１２１、隔壁１２２および仕切板１６のカバー１１側の端部とカバー１１との間に生じる隙間を通じて、領域Ｓ１２への空気の流入（図２の矢印ＡＲ３０参照）を防ぐことができる。
また、封止部材１４は、図５に示すように、封止部１４２が完全圧縮状態ではなく、カバー１１により少し押圧された状態で使用されることもある。この場合、封止部１４２の一部Ｐ１９が、封止部１４２の弾性力によりカバー１１に圧接された状態となり、第２側壁１２１、隔壁１２２および仕切板１６のカバー１１側の端部とカバー１１との間に生じる隙間が封止される。
次に、本実施の形態に係る封止部材１４の特徴について比較例と比較しながら説明する。比較例に係る封止部材９０１４も、図６（Ａ）に示すように、本体部１４０と封止部９１４２とから構成される。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）において本実施の形態と同様の構成については図３、図４（Ａ）および図４（Ｂ）と同一の符号を付している。封止部９１４２の長手方向に直交する断面において、封止部９１４２の周方向の長さＬ９５は、本実施の形態に係る封止部材１４の封止部１４２の周方向における長さＬ５よりも短い。
ここで、本実施の形態に係る封止部材１４と前述の比較例に係る封止部材９０１４とについて、筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察と電気的絶縁性試験と耐熱性試験とを実施した結果について説明する。本実施の形態に係る封止部材１４として、被覆部１４１の長さＬ１が３０ｍｍ、芯材１９の長さＬ２が１５ｍｍ、封止部１４２の長さＬ３が１４ｍｍ、封止部１４２の厚さが１．５ｍｍに設定されたものを準備した。ここで、長さＬ３は、前述のように芯材１９の長手方向に直交し且つ仮想基準面ＰＬ１に平行な方向における封止部１４２の長さである。また、芯材１９は、ポリプロピレンから形成され、被覆部１４１、返し部１４３および封止部９１４２は、無機系難燃剤として水酸化マグネシウムを含みショアＡ硬度が７０Ｈｓのオレフィン系熱可塑性エラストマから形成されている。また、この封止部材１４は、図４（Ａ）に示すように封止部１４２が完全圧縮状態の場合、封止部１４２の長手方向に直交する断面で、封止部１４２の部位Ｐ１５、Ｐ１６の最小曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６が０．５ｍｍ（φ１．０ｍｍ）以上となるように設定されている。
一方、比較例に係る封止部材９０１４として、被覆部１４１の長さＬ１が３０ｍｍ、芯材１９の長さＬ２が１５ｍｍ、封止部９１４２の長さＬ３が７ｍｍ、封止部９１４２の厚さは１．５ｍｍに設定されたものを準備した。ここで、芯材１９、被覆部１４１、返し部１４３および封止部９１４２を形成する材料は、前述の本実施の形態に係る封止部材１４と同一である。この封止部材９０１４は、図６（Ｂ）に示すように封止部９１４２が完全圧縮状態の場合、封止部９１４２の内側にはほとんど空間が形成されていない。
装着状態の観察では、第２側壁１２１または隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂを模擬した厚さ１．５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる板材を用いて、この板材の湾曲した端部への装着状態を観察した。本実施の形態に係る封止部材１４および比較例に係る封止部材９０１４のいずれも、板材の湾曲した端部に装着された状態において、封止部１４２、９１４２の表面の波打ちのような外観異常が確認されず良好であった。
電気的絶縁性試験では、上記板材の湾曲した端部に装着された封止部材１４、９０１４の封止部１４２、９１４２に電極を接触させて板材と電極との間に４．５ｋＶの電圧を印加した状態で１分間放置し絶縁破壊が生じるか否かを判定した。本実施の形態に係る封止部材１４および比較例に係る封止部材９０１４のいずれも、絶縁破壊が確認されなかった。
耐熱性試験では、各封止部材１４、９０１４を封止部１４２、９１４２の完全圧縮状態を維持しつつ１００℃のオーブンの中に１週間放置した。ここで、封止部材１４、９０１４は、その封止部１４２、９１４２に厚さ１ｍｍ、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍのステンレス鋼の板材を押し当てられた状態を維持することにより封止部１４２、９１４２の完全圧縮状態が維持された。図６（Ｂ）に示すように封止部９１４２が完全圧縮状態にある場合、封止部９１４２のうち曲率半径が最小となる部位Ｐ９０１５、Ｐ９０１６に応力が最も集中する。この耐熱性の試験では、比較例に係る封止部材９０１４では、応力が最も集中する部位Ｐ９０１５、Ｐ９０１６に亀裂が発生した。これは、比較例に係る封止部材９０１４では、封止部９１４２のうち曲率半径が最小となる部位Ｐ９０１５、Ｐ９０１６の最小曲率半径Ｒ９０１５、Ｒ９０１６が、封止部９１４２に加わる応力の弾性限界点近傍に対応する長さであるためと考えられる。一方、本実施の形態に係る封止部材１４では、封止部１４２に亀裂が発生しなかった。これは、本実施の形態に係る封止部材１４では、封止部１４２のうち曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６が最小となる部位Ｐ１５、Ｐ１６に加わる応力が、部位Ｐ１５、Ｐ１６の弾性を維持できる応力の最大値以下であるためと考えられる。以上の結果から、本実施の形態に係る封止部材１４は、耐熱性において比較例に係る封止部材９０１４に比べて優れていることが判った。
以上説明したように、本実施の形態に係る封止部材１４では、封止部１４２の完全圧縮状態において、封止部１４２のうち曲率半径Ｒ１５、Ｒ１６が最小となる部位Ｐ１５、Ｐ１６に加わる応力が、部位Ｐ１５、Ｐ１６の弾性を維持できる応力の最大値以下である。これにより、封止部１４２での亀裂の発生が抑制され封止部材１４の劣化が抑制される。特に、封止部材１４が封止部１４２の完全圧縮状態または斜め圧縮状態が維持されつつ高温の環境で使用される場合において、比較例に係る封止部材９０１４に比べて封止部１４２での亀裂の発生が抑制される。
また、本実施の形態に係る封止部材１４では、芯材１９がポリプロピレンから形成されている。これにより、耐熱性を確保しつつ金属製の芯材を有する封止部材に比べてフレキシブルな封止部材１４を実現できる。この芯材１９は、特に、筐体本体１２の第２側壁１２１、隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの湾曲した端部への適用に最適な硬度であるという利点がある。また、被覆部１４１、返し部１４３および封止部１４２は、無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマから形成されている。これにより、被覆部１４１、返し部１４３および封止部１４２は、それらに要求される耐熱性および耐候性やそれらに対する環境規制の観点から最適なものとなっている。更に、被覆部１４１および封止部１４２のショアＡ硬度は、６０Ｈｓ超８０Ｈｓ未満である。これにより、筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの曲率半径が１８００ｍｍである場合、耐熱性を確保しつつ封止部材１４を副部１２１ｂ、１２２ｂの端部に沿った形状に曲げることができるという利点がある。
更に、本実施の形態に係る芯材１９の長手方向および両端部の並び方向に直交する方向における芯材の長さＬ２は、本体部１４０が固定される第２側壁１２１および隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの曲率半径に応じて設定される。これにより、本実施の形態に係る封止部材１４および比較例に係る封止部材９０１４のいずれも、封止部材１４が第２側壁１２１および隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの端部に装着された状態において、封止部１４２の表面の外観が良好になるという利点がある。
ところで、空気調和機１が鉄道車両に搭載される場合、鉄道車輌工業界規格ＪＲＩＳ Ｒ ０３２２の絶縁規格（架空線式電車線の標準電圧）を満たす必要がある。この絶縁規格では、金属製の筐体本体１２における金属の露出部分と金属製のカバー１１との間の最短距離が３０ｍｍ以上であることが要求されている。これに対して、本実施の形態に係る空気調和機１の封止部材１４では、本体部１４０の被覆部１４１の長さＬ１が前述のように３０ｍｍ以上に設定されている。これにより、金属製の筐体本体１２における金属の露出部分と金属製のカバー１１との間の最短距離を３０ｍｍ以上確保できる。
また、本実施の形態に係る本体部１４０は、内側に突出する返し部１４３を有する。これにより、封止部材１４は、接着剤を使用せずに第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６の端部に押し込むだけで装着することが可能であるという利点がある。
（実施の形態２）
本実施の形態に係る封止部材は、本体部１４０における封止部の両端部が固定される固定部の位置が実施の形態１と相違する。図７に示すように、本実施の形態に係る封止部材２０１４では、本体部１４０の中間部１４１ａが、封止部２１４２の長手方向に直交する断面において、本体部１４０の２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２よりも封止部２１４２の中央部Ｐ２３側に突出している。なお、図７において実施の形態１と同様の構成については図３と同一の符号を付している。本体部１４０における封止部２１４２が固定される固定部Ｐ２１、Ｐ２２は、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向における本体部１４０の両側に位置している。また、固定部Ｐ２１、Ｐ２２は、中間部１４１ａの封止部２１４２の中央部Ｐ２３側の端部よりも長さＬ２７だけ封止部２１４２の中央部Ｐ２３から離れた位置にある。また、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向に対する封止部２１４２の端部のなす角度θ１は、４５度よりも大きい角度に設定されている。
封止部２１４２の長手方向に直交する断面において、本体部１４０における封止部２１４２の両端部が固定される２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２の並び方向における封止部２１４２の幅Ｌ２５’は、２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２の並び方向における本体部１４０の幅Ｌ４よりも長い。また、図８（Ａ）に示すように、封止部２１４２が完全圧縮状態の場合において、封止部２１４２のうち曲率半径Ｒ２５、Ｒ２６が最小となる部位Ｐ２５、Ｐ２６に加わる応力は、部位Ｐ２５、Ｐ２６の弾性を維持できる応力の最大値以下である。封止部２１４２の周方向の長さＬ２５は、２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２の間の長さＬ２６よりも長く、部位Ｐ２５、Ｐ２６に加わる応力が部位Ｐ２５、Ｐ２６の弾性を維持できる応力の最大値以下となるような長さに設定されている。
本体部１４０の中間部１４１ａが、２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２よりも封止部２１４２の中央部Ｐ２３側に突出していることにより、封止部２１４２の完全圧縮状態において、封止部２１４２の内側における封止部２１４２の中央部Ｐ２３と中間部１４１ａとの接触部分の両側に空間Ａ２２が形成される。
また、図８（Ｂ）に示すように、封止部２１４２が斜め圧縮状態の場合において封止部２１４２のうち曲率半径Ｒ２８が最小となる部位Ｐ２８に加わる応力は、部位Ｐ２８の弾性を維持できる応力の最大値以下である。ここで、封止部２１４２の本体部１４０の中間部１４１ａに接触する部位Ｐ２７は、封止部２１４２の中央部Ｐ２３よりも封止部２１４２の一方の端部側にずれた位置にある。封止部２１４２が斜め圧縮状態の場合においても封止部２１４２の内側に２つの空間Ａ２３が形成されている。
次に、本実施の形態に係る封止部材２０１４について、筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察と電気的絶縁性試験と耐熱性試験を実施した結果について説明する。装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性試験の内容は、実施の形態１で説明した内容と同一である。本実施の形態に係る封止部材２０１４として、被覆部１４１の長さＬ１が３０ｍｍ、芯材１９の長さＬ２が１５ｍｍ、封止部２１４２の長さＬ２３が１８ｍｍ、封止部２１４２の厚さが１．５ｍｍ、封止部２１４２の端部の角度θ１が８０度に設定されたものを準備した。長さＬ２３は、芯材１９の長手方向に直交し且つ仮想基準面ＰＬ１に平行な方向における封止部２１４２の長さである。角度θ１は、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向に対する封止部２１４２の端部のなす角度である。また、芯材１９、被覆部１４１、返し部１４３および封止部２１４２を形成する材料は、前述の実施の形態１で説明した装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性試験に用いられた封止部材１４と同一である。また、この封止部材２０１４は、図８（Ａ）に示すように封止部２１４２が完全圧縮状態の場合、封止部２１４２の長手方向に直交する断面で、封止部２１４２の部位Ｐ２５、Ｐ２６の最小曲率半径Ｒ２５、Ｒ２６が０．５ｍｍ（φ１．０ｍｍ）以上となるように設定されている。
本実施の形態に係る封止部材２０１４は、装着状態の観察においてその表面の波打ちのような外観異常が確認されず良好であり、電気的絶縁性試験においても絶縁破壊が確認されなかった。また、この封止部材２０１４は、耐熱性試験において封止部２１４２での亀裂の発生が確認されなかった。これらの結果から、本実施の形態に係る封止部材２０１４は、耐熱性において実施の形態１で説明した比較例に係る封止部材９０１４に比べて優れていることが判った。
以上説明したように、本実施の形態に係る封止部材２０１４は、本体部１４０の中間部１４１ａが、２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２よりも封止部２１４２の中央部Ｐ２３側に突出している。これにより、封止部２１４２が完全圧縮状態または斜め圧縮状態の場合において、封止部２１４２のうち曲率半径が最小となる部位Ｐ２５、Ｐ２６の最小曲率半径Ｒ２５、Ｒ２６は、実施の形態１の場合に比べて大きくなる。従って、実施の形態１に係る封止部材１４に比べて、封止部２１４２の各部分に加わる応力を低減することができるので、封止部２１４２での亀裂の発生を抑制できる。特に、封止部２１４２を完全圧縮状態または斜め圧縮状態が維持されつつ高温の環境で封止部材２０１４が使用される場合において封止部２１４２での亀裂の発生を抑制できる。
（実施の形態３）
本実施の形態に係る封止部材は、封止部が突起部を有する点で実施の形態１と相違する。図９に示すように、本実施の形態に係る封止部材３０１４では、封止部３１４２が本体部１４０側とは反対側に突出する突起部３１４４を有する。なお、図９において、実施の形態１と同様の構成については図３と同一の符号を付している。突起部３１４４の基端部は、封止部３１４２の周方向における中央部Ｐ３３よりも封止部３１４２の周方向における端部側に位置する。
ここで、本実施の形態に係る封止部材３０１４について、筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察と電気的絶縁性試験と耐熱性試験を実施した結果について説明する。筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性の試験の内容は、実施の形態１で説明した内容と同一である。本実施の形態に係る封止部材３０１４として、被覆部１４１の長さＬ１が３０ｍｍ、芯材１９の長さＬ２が１５ｍｍ、封止部３１４２の突起部３１４４を除いた部分の長さＬ３が１４ｍｍ、封止部３１４２の厚さが１．５ｍｍ、突起部３１４４の長さが２ｍｍに設定されたものを準備した。ここで、長さＬ３は、芯材１９の長手方向に直交し且つ仮想基準面ＰＬ１に平行な方向における封止部３１４２の突起部３１４４を除いた部分の長さである。また、芯材１９、被覆部１４１、返し部１４３および封止部３１４２を形成する材料は、前述の実施の形態１で説明した装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性試験に用いられた封止部材１４と同一である。また、この封止部材３０１４は、封止部３１４２が完全圧縮状態の場合、封止部３１４２の長手方向に直交する断面で、封止部３１４２のうち曲率半径が最小となる部位の最小曲率半径が０．５ｍｍ（φ１．０ｍｍ）以上となるように設定されている。
本実施の形態に係る封止部材３０１４は、装着状態の観察において、その表面の波打ちのような外観異常が確認されず良好であり、電気的絶縁性試験においても絶縁破壊が確認されなかった。また、この封止部材３０１４は、耐熱性試験において封止部３１４２での亀裂の発生が確認されなかった。これらの結果から、本実施の形態に係る封止部材３０１４は、耐熱性において実施の形態１で説明した比較例に係る封止部材９０１４に比べて優れていることが判った。
以上説明したように、本実施の形態に係る封止部材３０１４は、実施の形態１に係る封止部材１４と同様に、封止部３１４２の各部分に加わる応力を低減することができるので、封止部３１４２での亀裂の発生を抑制できる。
また、筐体本体１２の第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６の寸法誤差や、第２側壁１２１または隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの形状とカバー１１の形状との不整合があった場合、第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６とカバー１１との間に隙間が生じうる。これに対して、本実施の形態に係る封止部３１４２は、突起部３１４４を有する。これにより、第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６とカバー１１との間に生じる隙間が埋められるので、第２側壁１２１、隔壁１２２または仕切板１６やカバー１１の寸法誤差や第２側壁１２１または隔壁１２２の副部１２１ｂ、１２２ｂの形状とカバー１１の形状との不整合に対する許容範囲を大きくすることができる。
（変形例）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態によって限定されるものではない。例えば図１０に示す封止部材４０１４のように、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向に対する封止部４１４２の端部のなす角度θ２が、４５度以下の角度に設定されているものであってもよい。
ここで、本変形例に係る封止部材４０１４について、筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察と電気的絶縁性試験と耐熱性試験を実施した結果について説明する。筐体本体１２の第２側壁１２１および隔壁１２２への装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性の試験の内容は、実施の形態１で説明した内容と同一である。本変形例に係る封止部材４０１４として、被覆部１４１の長さＬ１が３０ｍｍ、芯材１９の長さＬ２が１５ｍｍ、封止部４１４２の長さＬ４３が１８ｍｍ、封止部４１４２の厚さが１．５ｍｍ、封止部４１４２の端部の角度θ２が４０度に設定されたものを準備した。ここで、長さＬ４３、θの定義は、実施の形態２で説明したＬ２３の定義と同一である。芯材１９、被覆部１４１、返し部１４３および封止部４１４２を形成する材料は、前述の実施の形態１で説明した装着状態の観察、電気的絶縁性試験および耐熱性試験に用いられた封止部材１４と同一である。また、この封止部材４０１４は、封止部４１４２が完全圧縮状態の場合、封止部４１４２の長手方向に直交する断面で、封止部４１４２のうち曲率半径が最小となる部位の最小曲率半径が０．５ｍｍ（φ１．０ｍｍ）以上となるように設定されている。
本変形例に係る封止部材４０１４は、装着状態の観察において、その表面の波打ちのような外観異常が確認されず良好であり、電気的絶縁性試験においても絶縁破壊が確認されなかった。また、この封止部材４０１４は、耐熱性試験において封止部４１４２での亀裂の発生が確認されなかった。これらの結果から、本実施の形態に係る封止部材４０１４は、耐熱性において実施の形態１で説明した比較例に係る封止部材９０１４に比べて優れていることが判った。
以上説明したように、本変形例に係る封止部材４０１４では、仮想基準面ＰＬ１に直交する方向に対する封止部４１４２の端部のなす角度θ２が、４５度以下の角度に設定されている。これにより、封止部４１４２が完全圧縮状態または斜め圧縮状態の場合において、封止部４１４２のうち曲率半径が最小となる部位の最小曲率半径は、実施の形態２の場合に比べて大きくなる。従って、実施の形態２に係る封止部材２０１４に比べて、封止部４１４２の各部分に加わる応力を低減することができるので、実施の形態２に係る封止部材２０１４に比べて封止部４１４２での亀裂の発生を抑制できる。
前述の実施の形態２では、封止部材２０１４の封止部２１４２に突起部が無い構成について説明したが、これに限らず、図１１に示す封止部材５０１４のように、封止部５１４２が突起部５１４４を有する構成であってもよい。この封止部材５０１４では、実施の形態２と同様に、本体部１４０の中間部１４１ａが、封止部５１４２の長手方向に直交する断面において、本体部１４０の２つの固定部Ｐ２１、Ｐ２２よりも封止部５１４２の中央部Ｐ５３側に突出している。
前述の各実施の形態では、筐体本体１２の第２側壁１２１、隔壁１２２が平面視半楕円形状の副部１２２ｂ、１２３ｂを有する例について説明したが、第２側壁１２１、隔壁１２２の形状はこれに限定されるものではない。第２側壁１２１、隔壁１２２が、平面視矩形状または平面視台形状の副部を有するものであってもよい。或いは、第２側壁１２１、隔壁１２２は、矩形板状でありその短手方向の長さが第１側壁１２４、１２５の短手方向の長さに等しく、副部が無い構成であってもよい。
前述の各実施の形態では、芯材１９はポリプロピレン以外の他の硬質の合成樹脂から形成されてもよい。被覆部１４１は、熱可塑性エラストマ以外の他の軟質の合成樹脂またはクロロプレンゴムのような絶縁性のゴムから形成されていてもよい。
以上、本発明の各実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
本発明は、鉄道車両に搭載される空気調和機に好適に利用することができる。
１ 空気調和機、１０ 筐体、１０ａ，１２ａ，１２２ｃ，１２７ 開口部、１１ カバー、１１ａ 第１通風孔、１１ｂ 第２通風孔、１２ 筐体本体、１３ ガイシ、１４，２０１４，３０１４，４０１４，５０１４ 封止部材、１６ 仕切板、１７ 熱交換器、１８ 送風機、１８ａ ファン、１９ 芯材、１５ モータ、１２１ 第２側壁、１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ 主部、１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ 副部、１２２ 隔壁、１２３ 第３側壁、１２４，１２５ 第１側壁、１２６ 底壁、１４０ 本体部、１４１ 被覆部、１４１ａ 中間部、１４２，２１４２，３１４２，４１４２，５１４２ 封止部、１４３ 返し部、３１４４，５１４４ 突起部、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２ 固定部、Ｐ１３，Ｐ２３，Ｐ３３，Ｐ４３，Ｐ５３ 中央部、Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ２５，Ｐ２６ 部位、Ｐ１８ 基端部、ＰＬ１ 仮想基準面

Claims (7)

  1. 開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有する筐体の前記筐体本体に固定された本体部と、
    長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を備え、
    前記本体部は、合成樹脂によって形成された芯材及び前記芯材を覆う被覆部を有し、
    前記芯材は、前記被覆部よりも硬質であり、
    前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、
    前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下である、
    封止部材。
  2. 前記芯材は、断面Ｕ字状である、
    請求項１に記載の封止部材。
  3. 前記本体部は、前記被覆部と一体に形成され、前記被覆部の内側に突出し、前記筐体本体の側面に当接する返し部を有する、
    請求項１又は請求項２に記載の封止部材。
  4. 前記中間部は、前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記２つの固定部よりも前記封止部の周方向における中央部側に突出している、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の封止部材。
  5. 前記封止部は、前記本体部側とは反対側に突出する突起部を有し、
    前記突起部の基端部は、前記封止部の周方向における中央部よりも前記封止部の周方向における端部側に位置する、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の封止部材。
  6. 開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有する筐体の前記筐体本体に固定された本体部と、
    長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を備え、
    前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、
    前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下であり、
    前記本体部は、
    合成樹脂から断面Ｕ字状に形成された長尺の芯材と、
    合成樹脂またはゴムから形成され前記芯材を覆う被覆部と、
    を有し、
    前記芯材は、ポリプロピレンから形成され、
    前記被覆部および前記封止部は、無機系難燃剤を含むオレフィン系熱可塑性エラストマから形成され、ショアＡ硬度が６０Ｈｓ超８０Ｈｓ未満である、
    封止部材。
  7. 送風機と、
    熱交換器と、
    開口部を有する筐体本体と前記筐体本体の前記開口部を覆うカバーとを有し前記送風機および前記熱交換器を収納する筐体と、
    封止部材と、を備え、
    前記筐体本体は、前記筐体の外部から空気が導入される第１領域と前記第１領域に導入された空気のうち前記熱交換器により熱交換された空気が存在する第２領域とを仕切る仕切板を有し、
    前記封止部材は、
    前記筐体本体に固定された本体部と、
    長尺であり長手方向に直交する断面がＣ字状であり長手方向に直交する方向における両端部それぞれが前記本体部に固定され、前記本体部が前記筐体本体に固定された状態で前記カバー側に突出し前記筐体本体にカバーが装着された状態において前記カバーに圧接されることにより前記カバーと前記筐体本体との間に生じる隙間を封じる封止部と、を有し、
    前記封止部の長手方向に直交する断面において、前記本体部における前記封止部の前記両端部が固定される２つの固定部の並び方向における前記封止部の幅は、前記２つの固定部の並び方向における前記本体部の幅よりも長く、前記封止部の周方向における中央部を前記本体部における前記２つの固定部の間の部位である中間部に接触させた状態で、前記封止部のうち曲率半径が最小となる部位に加わる応力は、前記曲率半径が最小となる部位の弾性を維持できる応力の最大値以下であり、
    前記封止部材の前記本体部は、前記仕切板に固定されている、
    空気調和機。
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