JP7470025B2 - シール部材 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、以下の説明において、「~」はその両端の数字を含む範囲を意味する。図1は、本発明の実施形態1に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す断面図である。図2は、本発明の実施形態1に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す平面図である。図3は、本発明の実施形態1に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す底面図である。なお、図1の断面図は、図2に示さされるシール部材を図2中のA-A線で切断した断面を示している。図1~図3に示されるように、シール部材10は、第一部材11と第二部材12とを有する。
第一部材11は、弾性を有する。第一部材11は、例えばゴム製である。第一部材11の材料の例には、フッ素ゴムおよび水素化ニトリルゴム(HNBR)が含まれる。第一部材11の材料は、第一部材11に求められる弾性に応じて適宜に決めることができ、第一部材11の弾性は、シール部材10に求められるシール性に応じて適宜に決めることが可能である。
第二部材12は、連続気泡を有する。連続気泡とは、第二部材12の一方の表面から他方の表面まで連通するように連結した気泡を言う。第二部材12は、スポンジのように形状を自在に変形可能であってもよいし、樹脂製の多孔質板またはモノリスのように保形性を有していてもよい。保形性とは、その物体が有する特定の形状が保たれる十分な硬さを言う。モノリスとは、微細な網目状の骨格が繋がった一体型の多孔質体である。第二部材12の空隙率は、シール部材10に求められる通気性を発現させる範囲において適宜に決めてよく、当該空隙率を有する範囲において、第二部材12は、公知の多孔質体から適宜に選ぶことができる。
図4は、シール部材10が貫通孔102に装着された状態の一例を模式的に示す断面図である。図4に示されるように、ハウジング100は外壁101を有しており、外壁101は貫通孔102を有している。貫通孔102は、シール部材10の外径と実質的に同じ大きさの孔径を有している。ハウジング100は、例えば内部空間と外空間とを隔てる筐体である。ハウジング100の内部空間は、圧力が変動する空間である。ハウジング100の外表面は、外空間に露出している。図4では、図4の紙面に対して下側を当該内部空間とし、上側を当該外空間としている。
シール部材10は、弾性を有する第一部材11が貫通孔102に接することによって貫通孔102に装着されている。よって、第一部材11は、貫通孔102の周壁面と十分に密着している。このように、シール部材10は、貫通孔102を密閉している。
前述したように、シール部材10は、第一部材11および第二部材12の二部材から構成される。このため、第二部材12を第一部材11に嵌め込むだけで、通気性および液密性という複数の機能を有するシール部材を、前述した従来の通気非透水ユニットに比べて、簡易に構成することが可能である。
なお、第一部材11の平面形状は、貫通孔102の形状に合う形状であればよい。たとえば、貫通孔102の平面形状が四角形であれば、第一部材11の外周面の平面形状も四角形であってよい。この場合、凹部111の平面形状は、第二部材12を保持することが可能な範囲で適宜に決めることができ、例えば四角形でもよいし、円形などのそれ以外の形状であってよい。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図5は、本発明の実施形態2に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す断面図である。図5は、この例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。本実施形態は、第一部材における壁部がその外周面に突条部を有すること以外は、前述した実施形態1と実質的に同じである。
突条部213の数および位置は、上記の規制部として機能する範囲において、適宜に決めることが可能である。図6は、本発明の実施形態2におけるシール部材の構成の他の例を模式的に示す断面図である。図6は、当該他の例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。図6に示される例は、一つの突条部213に代えて二つの突条部214、215を有する点で図5に示される例と異なる。また、図6に示される例は、壁部113の先端部の内周側に周設されている突条部216をさらに有する点で図5に示される例と異なる。
なお、本実施形態において、突条部213~216は、周設されていない凸部に置き換えることが可能である。また、突条部213は、貫通孔102が凹条部202に代えて凸部または突条部を有する場合には、それに嵌合する凹部または凹条部に置き換えることが可能である。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態は、フランジ部を有する以外は前述した実施形態2と同様である。
図7は、本発明の実施形態3におけるシール部材の構成の第一の例を模式的に示す断面図である。図7は、第一の例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。図7に示されるシール部材は、突条部215に代えて、壁部113における一端部にフランジ部301を有する以外は、前述した実施形態2の第二の例と同様である。
本実施形態において、フランジ部の位置は、シール部材の装着時における押し込み方向に応じて適宜に決めることが可能である。図8は、本発明の実施形態3におけるシール部材の構成の第二の例を模式的に示す断面図である。図8は、第二の例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。図8に示されるシール部材32は、突条部214に代えてフランジ部302を有する以外は、前述した実施形態2の第二の例と同様である。
本実施形態において、突条部の位置および数も適宜に決めることが可能である。図9は、本発明の実施形態3におけるシール部材の構成の第三の例を模式的に示す断面図である。図9は、第三の例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。図9に示されるシール部材33は、壁部113の外周面における一端側にフランジ部303を有し、かつフランジ部303と壁部113の外周面との間にテーパ部313を有する以外は、前述した実施形態2の第一の例と同様である。
本実施形態において、テーパ部を有する場合においても、フランジ部の位置は、シール部材の装着時における押し込み方向に応じて適宜に決めることが可能である。図10は、本発明の実施形態3におけるシール部材の構成の第四の例を模式的に示す断面図である。図10は、第四の例における当該シール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示している。図10に示されるシール部材34は、フランジ部304およびテーパ部314の位置が異なる以外は、前述した本実施形態における第三の例と同様である。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図11は、本発明の実施形態4に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す断面図である。図12は、本発明の実施形態4に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す平面図である。図13は、本発明の実施形態4に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す底面図である。なお、図11の断面図は、図12に示さされるシール部材を図12中のA-A線で切断した断面を示している。図11~図13に示されるように、シール部材40は、第一部材41と第二部材42とを有する。
第一部材41は、例えばゴム製であり、弾性を有している。第一部材41の平面形状は、円環状であり、第一部材41をその中心軸CAを含む平面で切断した断面の形状は、略U字形状である。第一部材41における略U字形状の内側の空間は、図11の紙面に対して下向きに開口する凹部411となっている。このように、第一部材41の平面形状は環状であり、凹部411は、第一部材41の平面形状の部分に開口するように形成された環状の凹条となっている。
第二部材42は、連続気泡を有する。第二部材42は、例えば、樹脂製のスポンジであり、前述した超高分子量ポリエチレン多孔体のうちの多孔質板であり、あるいは前述したモノリスである。第二部材42は、断面において凹部411と突条部413、413とが形成する略円形の空間を満たしている。このように、第二部材42は、第一部材41の弾性と一対の突条部413、413とによって凹部411に保持されている。また、突条部413、413は、凹部411の開口端部における内周面に形成される凸部であって、凹部411に保持されている第二部材42に係合する係合部となっている。
図14は、シール部材40が二重管の内管に装着された状態の一例を模式的に示す断面図である。二重管400は、内管401と内管401を内包する外管402とによって構成されている。内管401は、気体が流通する管とする。図14に示されるように、シール部材40は、凹部411の開口部を下向きにして内管401に嵌められ、内管401と外管402との間の隙間を塞いでいる。
凹部411は、環状の凹条でなくてもよい。たとえば、凹部411は、シール部材40の周方向において分断された一つの、または複数の凹部であってもよい。シール部材40が複数の凹部を有する場合では、複数の凹部は、シール部材40を平面視したときに、中心軸CAを中心とする点対称または回転対称の位置にあることが、シール部材40の使用時における変形に偏りが生じることを抑制する観点から好ましい。また、このような観点から、複数の凹部の数は、2以上あることが好ましく、さらに好ましくは3以上である。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図15は、本発明の実施形態5に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す平面図である。図16は、本発明の実施形態5に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す断面図である。図17は、本発明の実施形態5に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す底面図である。図16の断面図は、図15に示さされるシール部材を図15中のA-A線で切断した断面を示している。シール部材50は、第一部材51と第二部材12とを有する。
第一部材51は、第一部材51の外周面から外方に延在する傘部をさらに有する以外は、前述した実施形態3における第二の例の第一部材と実質的に同様の構成を有している。たとえば図16に示されるように、傘部511は、フランジ部302からさらに外方に延在している。
図18は、本発明の実施形態5に係るシール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示す断面図である。図18に示されるように、シール部材50は、貫通孔102に挿入される。貫通孔102の近傍にはオリフィス103が形成されている。オリフィス103は、外壁101を貫通するより小さな孔であり、内部空間からの流体の所期の流入量に応じた形状を有している。オリフィス103は、貫通孔102の近傍であって、傘部511の凹部512に開口する位置に形成されている。オリフィス103の数は、一つであってもそれ以上であってもよい。複数のオリフィス103が存在する場合では、オリフィス103は、シール部材50の中心軸CA(貫通孔102の中心軸)に対して対称の位置にあることが好ましい。たとえば、オリフィス103の数は、好ましくは2または4である。
シール部材50は、貫通孔102に装着された状態では、傘部511は下方に傾いて延在する形状であることから、傘部511の周縁部が外壁101の上面に押し付けられる。このように、傘部511の周縁部は、オリフィス103よりも外側で外壁101に向けて付勢されて当接する。シール部材50は、貫通孔102およびオリフィス103を密閉している。よって、オリフィス103は、外部に対して密閉され、外部からオリフィス103を介する内部空間への流体の侵入が防止される。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図19は、本発明の実施形態6に係るシール部材の構成の一例を模式的に示す底面図である。
シール部材60は、第一部材61と第二部材12とを有する。第一部材61は、溝611をさらに有する以外は、前述した実施形態5の第一部材と実質的に同様の構成を有している。溝611は、第一部材61の外周面に形成されている。溝611は、第一部材61における壁部113の一端部(図中の下端部)から壁部113の他端部まで延在し、さらにフランジ部302の表面に形成されて凹部512に至る形状に形成されている。中心軸CAに沿う溝611の断面形状は略L字型である。第一部材61は、二本の溝611を有しており、それぞれの溝611は、互いに中心軸CAに対して対称の位置に形成されている。このように、第一部材61は、第一部材61の外周面に形成され、第一部材61の一端部から傘部511における一端側の主面に至る溝611をさらに有している。
図20は、本発明の実施形態6に係るシール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示す断面図である。図20に示されるように、シール部材60は、貫通孔102に挿入される。第一部材61と貫通孔102および外壁101との間には、溝611による隙間が形成される。溝611により、内部空間と外壁101および凹部512の間の隙間とを連通する二本の細い通路が形成される。なお、溝611の一端の位置は、シール部材60が貫通孔102に装着されたときに内部空間内であればよく、例えば本実施形態であれば、中心軸CAに沿う方向における突条部215のいずれの位置でもよい。
内部空間の圧力が設定値を超えると内部空間の圧力がさらに上昇し、溝611により形成されている通路によって内部空間と連通している、外壁101および凹部512の間の隙間の圧力も上昇する。当該隙間の圧力が傘部511の外壁101への付勢力に打ち勝つと、傘部511は、他端側により傾くように、一端側(図中の下側)の主面が外方に向くように開き、内部空間の空気は、溝611による通路を通って外部へ放出される。その結果、内部空間の圧力の上昇は抑制され、圧力上昇に伴う内部空間での機械要素の破損が防止される。よって、シール部材60は、前述した実施形態5と同様に、前述した実施形態の利点に加えて、内部空間で設定値を超えて圧力が上昇したときの圧力の上昇を防止する観点からより効果的である。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図21は、本発明の実施形態7に係るシール部材が貫通孔に装着された状態を模式的に示す断面図である。シール部材70は、第一部材71と第二部材12とを有する。
本発明は上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の実施形態に係るシール部材(10、21、22、31、32、33、34、40、50、60、70)は、弾性を有するとともに凹部(111、411)を有し、かつ当該凹部と外部とを連通する孔(114、412、714)を有する第一部材(11、41、51、61、71)と、連続気泡を有するとともに、第一部材によって凹部に保持される第二部材(12、42)とを有する。本発明の実施形態は、シール部材が前述の第一部材と第二部材の二部材のみで構成され得ることから、通気性と液密性とを有するとともに作業性に優れるシール部材を実現することができる。
11、41、51、61、71 第一部材
12、42 第二部材
100、950 ハウジング
101 外壁
102、951 貫通孔
103 オリフィス
104、111、411、512 凹部
112 底面部
113 壁部
114、412、714 孔
202 凹条部
213、214、215、216、413、927、933 突条部
301、302、303、304 フランジ部
313、314、323、324 テーパ部
400 二重管
401 内管
402 外管
511 傘部
611 溝
900 通気非透水ユニット
911 アウタケース
912 インナケース
913 通気非透水シート
921 筒状部
922 有孔底板部
923 抜止フランジ部
924、931 通気穴
925 内底面
926、952 凹条部
932 底面
CA 中心軸
Claims (9)
- 弾性を有するとともに凹部を有し、かつ前記凹部と外部とを連通する孔を有する第一部材と、
連続気泡を有するとともに、前記第一部材によって前記凹部に保持される第二部材と、
を有し、
前記第一部材の平面形状が環状であり、前記凹部は前記第一部材の平面形状の部分に開口するように形成される環状の凹条である、シール部材。 - 前記第一部材は、底面部と前記底面部の周囲から起立する壁部とによって構成され、
前記凹部は、前記底面部および前記壁部の内表面で形成されている、
請求項1に記載のシール部材。 - 前記壁部の端部から外側に突き出ているフランジ部をさらに有する、請求項2に記載のシール部材。
- 前記壁部の外周面に形成される凹部または凸部であって、前記シール部材が設置されたときに前記壁部が起立する方向への前記シール部材の移動を規制するための規制部をさらに有する、請求項2または3に記載のシール部材。
- 前記第一部材は、前記第一部材の外周面から外方に延在する傘部をさらに有し、
前記第一部材における前記凹部の開口端側を前記第一部材の一端とし、その反対側の端を前記第一部材の他端としたときに、
前記傘部は、前記第一部材の一端側から圧力を受けたときに前記第一部材の他端側に向けて変形するように構成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載のシール部材。 - 前記第一部材は、前記第一部材の外周面に形成され、前記第一部材の一端部から前記傘部における前記第一部材の一端側の主面に至る溝をさらに有する、請求項5に記載のシール部材。
- 前記第一部材が有する孔は、前記外部において、前記第一部材の前記凹部の深さ方向に交差する方向に開口している、請求項1~4のいずれか一項に記載のシール部材。
- 前記凹部の開口端部における内周面に形成される凸部であって、前記凹部に保持されている前記第二部材に係合する係合部をさらに有する、請求項1~7のいずれか一項に記載のシール部材。
- 前記孔は、前記凹部の底に開口し、前記凹部の深さ方向に沿って前記第一部材を貫通している、請求項1~8のいずれか一項に記載のシール部材。
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