JP7043316B2 - リップシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、リップシール構造に関し、詳しくは、一方の部材の被シール面に対して他方の部材のリップシール部を密着させて組み付けた２部材の間に形成される隙間を塞ぐリップシール構造に関する。

従来、組み付けた２部材（一方の部材、他方の部材）の間に形成される隙間を塞ぐ各種の技術が既に知られている。ここで、下記特許文献１には、一方の部材１３０に被シール面１３２を形成しておき、他方の部材１０６にリップシール部１６４を形成しておき（図１０～１１参照）、一方の部材１３０の被シール面１３２に対して他方の部材１０６のリップシール部１６４を密着させて組み付けた２部材１０６、１３０の間に形成される隙間１７０を塞ぐリップシール構造が開示されている（第１従来技術、図１２参照）。これにより、塞いだ隙間１７０のシール性を高めることができる。

特開２０１７－１８０５１０号公報

上述した第１従来技術では、被シール面１３２に段差１３１が形成されている場合（第２従来技術、図１３～１４参照）、この段差１３１にリップシール部１６４が追従できないことがあった。したがって、この段差１３１の内側に角隙間１７１が残ってしまう（完全に隙間を塞ぐことができない）ため、シール性が低下してしまうことがあった（図１５～１６参照）。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、一方の部材の被シール面に対して他方の部材のリップシールを密着させて組み付けた２部材の間に形成される隙間を塞ぐリップシール構造において、被シール面に段差が形成されていても、シール性の低下を抑制することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、一方の部材の被シール面に対して他方の部材のリップシール部を密着させて組み付けた２部材の間に形成される隙間を塞ぐリップシール構造である。被シール面には、段差が形成されている。リップシール部の先端側における段差の近傍部位には、被シール面に対向する表面を有するヒレが張り出すように形成されている。ヒレの表面には、段差方向を境に隣り合うように凹と凸とが形成されている。２部材を組み付けると、被シール面の段差の内側の角隙間にヒレの凸が入り込む。凹と凸とは、段差方向に対して直交する方向に沿って交互に列を成すように複数形成されている。

請求項１の発明によれば、一方の部材に他方の部材を組み付けると、この一方の部材の被シール面の段差の内側の角隙間に他方の部材のリップシール部のヒレの凸が入り込んだ状態となる。そのため、この角隙間がヒレの凸によって塞がれることとなる。したがって、この一方の部材の内面被シール面に段差が形成されていても、シール性の低下を抑制できる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリップシール構造であって、列は、段差方向に沿って複数形成されている。列の異なる凹同士と列の異なる凸同士とは、互いの軸心が段差方向に対して直交する方向に沿って位置ズレした状態で形成されている。

請求項２の発明によれば、例えば、段差の方向において、一列目の凹は、二列目の凸によって塞がれることとなる。これと同様に、二列目の凹は、一列目の凸によって塞がれることとなる。したがって、例えば、一方の部材の被シール面の段差の内側の角隙間に他方の部材のリップシール部のヒレの一列目の凸を入り込ませることができなくても、二列目の凸を入り込ませることができる。結果として、シール性の低下を確実に抑制できる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１～２のいずれかに記載のリップシール構造であって、ヒレの裏面には、２部材の組み付けにともなうヒレの落ち込みを抑制するリブが形成されている。

請求項３の発明によれば、ヒレの凸による角隙間の塞ぎを確実に実施できる。したがって、シール性の低下をより確実に抑制できる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリップシール構造であって、リブは、２部材の組み付け方向に対して傾斜するように形成されている。

請求項４の発明によれば、一方の部材に他方の部材を組み付けるとき、リブが倒れることとなる。したがって、ヒレの底付きを防止できる。結果として、ヒレからの反力を抑制できるため、この組み付け時における一方の部材の変形を防止できる。

実施形態に係る電池スタックの全体図である。 図１を破断させて内部を見た斜視図である。 図２のスペーサの拡大図である。 図３のスペーサの主要部の拡大図である。 図４の主要部を下側から見た平面図である。 実施形態に係るリップシール構造を説明する模式図であり、板金ケースにユニットを組み付ける前の状態を示している。 図６における正面図である。 図７において、板金ケースにユニットを組み付けた後の状態を示している。 図８の主要部の拡大図である。 第１従来技術に係るリップシール構造を説明する模式図であり、２部材の組み付け前の状態を示している。 図１０における正面図である。 図１１において、２部材の組み付け後の状態を示している。 第２従来技術に係るリップシール構造を説明する模式図であり、２部材の組み付け前の状態を示している。 図１３における正面図である。 図１４において、２部材の組み付け後の状態を示している。 図１５の主要部の拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１～９を用いて説明する。まず、図１～２を参照して、本発明の実施形態に係る電池スタック１の全体構成を説明する。なお、以下の説明にあたって、『一方の部材』と『他方の部材』と『被シール面』の例として、『板金ケース３の下板金３０』と『スペーサ６』と『下板金３０の内面３２』とを説明することとする。

図１に示すように、この電池スタック１は、例えば、ハイブリッド車や電気自動車に搭載される電源ユニットである。この電池スタック１は、ユニット２と、このユニット２を覆う板金ケース３とから構成されている（図２参照）。このユニット２は、複数並べられた電池セル４と、この並べた複数の電池セル４の両端を挟み込む一対のエンドプレート５と、この一対のエンドプレート５にそれぞれ取り付けられるスペーサ６とから構成されている。

一方、この板金ケース３は、上述したようにユニット２を覆うものであり、ケース状に折り曲げられた下板金３０と、カバー状に折り曲げられた上板金３３とから構成されている。なお、この下板金３０は、電池スタック１の長手方向に沿って段差３１を有するように２枚の板金の縁を重ね合わせて構成されている。このように構成されている電池スタック１には、その一方側から冷却エアが送り込まれている。これにより、板金ケース３の内部のユニット２の複数の電池セル４を冷却できる。

ここで、このスペーサ６について詳述する（図３～４参照）。このスペーサ６は、剛性を有する樹脂製（例えば、ＰＰ）のスペーサ本体６０と、二色成形されたエラストマから成るリップシール体６２とから構成されている。このスペーサ本体６０には、係合爪６１が３個所形成されている。これにより、上述したようにエンドプレート５にスペーサ６を取り付けることができる。

一方、このリップシール体６２は、スペーサ本体６０の外周を覆う外周部６３と、この外周部６３から内側に向けて張り出すように傾斜するリップシール部６４とから構成されている。このリップシール部６４の先端側における段差３１の近傍部位には、下板金３０の内面３２に対向する表面６５ｂを有するヒレ６５が張り出すように形成されている（図４～６参照）。なお、このリップシール部６４とヒレ６５とには、下板金３０の段差３１に対応する段差６４ａと段差６５ａとが形成されている（図５～６参照）。

このヒレ６５の表面６５ｂには、下板金３０の段差方向Ｄ１を境に隣り合うように凹６６と凸６７とが形成されている（図５参照）。この凹６６と凸６７とは、下板金３０の段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って交互に列を成すように複数形成されている。また、この列は、段差方向Ｄ１に沿って複数（この例では、２列）形成されている（図５参照）。

なお、図５から明らかなように、一列目（内側の列）の凹６６は、６個形成されており、一列目の凸６７は、７個形成されている。また、二列目（外側の列）の凹６６は、７個形成されており、二列目の凸６７は、８個形成されている。なお、一列目の凹６６と二列目の凹６６とは、互いの軸心６６ａが段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って位置ズレした状態で形成されている（図５参照）。これと同様に、一列目の凸６７と二列目の凸６７とは、互いの軸心６７ａが段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って位置ズレした状態で形成されている。

また、リップシール体６２の外周部６３とヒレ６５の裏面６５ｃとの間には、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付けにともなうヒレ６５の落ち込みを抑制するリブ６８が４本形成されている（図６～７参照）。なお、この４本のリブ６８は、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付け方向に対して傾斜するように左右対称に形成されている。

続いて、上述したスペーサ６のリップシール部６４の作用を説明する（図６～９参照）。図６～７に示す状態から、板金ケース３にユニット２を組み付けると、この板金ケース３の下板金３０に対してスペーサ６が組み付けられることとなる（図８参照）。すると、下板金３０の内面３２に対してスペーサ６のリップシール部６４が密着されるため、この組み付けた下板金３０とスペーサ６の間に形成される隙間７０が塞がれる。このとき、下板金３０の内面３２の段差３１の内側の角隙間７１にスペーサ６のヒレ６５の凸６７が入り込んだ状態となっている（図９参照）。

本発明の実施形態に係るリップシール構造は、上述したように構成されている。この構成によれば、板金ケース３にユニット２を組み付けると、この板金ケース３の下板金３０の内面３２の段差３１の内側の角隙間７１にスペーサ６のヒレ６５の凸６７が入り込んだ状態となっている。そのため、この角隙間７１がヒレ６５の凸６７によって塞がれることとなる。したがって、この下板金３０の内面３２に段差３１が形成されていても、シール性の低下を抑制できる。

また、この構成によれば、凹６６と凸６７とは、下板金３０の段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って交互に列を成すように複数形成されている。そのため、板金ケース３に対して組み付けたユニット２に位置ズレが生じても（この組み付けに誤差が生じていても）、板金ケース３の下板金３０の内面３２の段差３１の内側の角隙間７１にスペーサ６のヒレ６５の凸６７を入り込ませることができる。

また、構成によれば、列は、段差方向Ｄ１に沿って複数（この場合、２列）形成されている。また、一列目の凹６６と二列目の凹６６とは、互いの軸心６６ａが段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って位置ズレした状態で形成されている。これと同様に、一列目の凸６７と二列目の凸６７とは、互いの軸心６７ａが段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って位置ズレした状態で形成されている。そのため、段差方向Ｄ１において、一列目の凹６６は、二列目の凸６７によって塞がれることとなる。これと同様に、二列目の凹６６は、一列目の凸６７によって塞がれることとなる。したがって、例えば、板金ケース３の下板金３０の内面３２の段差３１の内側の角隙間７１にスペーサ６のヒレ６５の一列目の凸６７を入り込ませることができなくても、二列目の凸６７を入り込ませることができる。結果として、シール性の低下を確実に抑制できる。

また、構成によれば、リップシール体６２の外周部６３とヒレ６５の裏面６５ｃとの間には、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付けにともなうヒレ６５の落ち込みを抑制するリブ６８が４本形成されている。そのため、ヒレ６５の凸６７による角隙間７１の塞ぎを確実に実施できる。したがって、シール性の低下をより確実に抑制できる。

また、構成によれば、スペーサ６の４本のリブ６８は、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付け方向に対して傾斜するように左右対称に形成されている。そのため、板金ケース３にユニット２を組み付けるとき、この４本のリブ６８が倒れることとなる。したがって、ヒレ６５の底付きを防止できる。結果として、ヒレ６５からの反力を抑制できるため、この組み付け時における下板金３０の変形を防止できる。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。

実施形態では、『一方の部材』と『他方の部材』と『被シール面』の例として、『板金ケース３の下板金３０』と『スペーサ６』と『下板金３０の内面３２』とを説明した。しかし、これに限定されるものでなく、『一方の部材』は『被シール面』が形成されていれば、『各種の部材』であっても構わない。また、『他方の部材』は『リップシール部６４』が形成されていれば、『各種の部材』であっても構わない。

また、実施形態では、凹６６と凸６７とは、下板金３０の段差方向Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２に沿って交互に列を成すように複数形成されており、この凹６６と凸６７との列は、段差方向Ｄ１に沿って２列形成されている形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、この凹６６と凸６７との列は、段差方向Ｄ１に沿って３列、４列、５列等、形成されている形態でも構わない。

また、実施形態では、４本のリブ６８は、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付け方向に対して傾斜するように左右対称に形成されている形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、４本のリブ６８は、板金ケース３の下板金３０とスペーサ６との組み付け方向に対して傾斜するように平行に形成されている形態でも構わない。もちろん、リブ６８の本数は、何本であっても構わない。

６ スペーサ（他方の部材）
３０ 下板金（一方の部材）
３１ 段差
３２ 内面（被シール面）
６４ リップシール部
６５ ヒレ
６５ｂ 表面
６６ 凹
６７ 凸
７０ 隙間
７１ 角隙間
Ｄ１ 段差方向

Claims (4)

1. 一方の部材の被シール面に対して他方の部材のリップシール部を密着させて組み付けた２部材の間に形成される隙間を塞ぐリップシール構造であって、
   被シール面には、段差が形成されており、
   リップシール部の先端側における段差の近傍部位には、被シール面に対向する表面を有するヒレが張り出すように形成されており、
   ヒレの表面には、段差方向を境に隣り合うように凹と凸とが形成されており、
   ２部材を組み付けると、被シール面の段差の内側の角隙間にヒレの凸が入り込み、
   凹と凸とは、段差方向に対して直交する方向に沿って交互に列を成すように複数形成されているリップシール構造。
2. 請求項１に記載のリップシール構造であって、
   列は、段差方向に沿って複数形成されており、
   列の異なる凹同士と列の異なる凸同士とは、互いの軸心が段差方向に対して直交する方向に沿って位置ズレした状態で形成されているリップシール構造。
3. 請求項１～２のいずれかに記載のリップシール構造であって、
   ヒレの裏面には、２部材の組み付けにともなうヒレの落ち込みを抑制するリブが形成されているリップシール構造。
4. 請求項３に記載のリップシール構造であって、
   リブは、２部材の組み付け方向に対して傾斜するように形成されているリップシール構造。

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