KR20160077069A

KR20160077069A - 밀봉재

Info

Publication number: KR20160077069A
Application number: KR1020167010662A
Authority: KR
Inventors: 노부히로 요시다; 마사미치 이와키
Original assignee: 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2016-07-01
Also published as: TWI612244B; US9587744B2; WO2015064314A1; JP2015086910A; TW201527668A; JP6315941B2; KR102351271B1; US20160258533A1

Abstract

밀봉재는 도브테일 홈(52)에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재이며, 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 배치되는 본체부(21)와, 본체부(21)의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈(52)의 외부를 향해 연장되는 립부(31)를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다. 그 밀봉 단면은 본체부(21) 및 립부(31)의 각각이 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하는 V자 형상을 이룬다. 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 본체부(21)의 폭(B1)이 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 립부(31)의 폭(B2) 이하이다. 이러한 구성에 의해 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 제공한다.

Description

밀봉재{SEAL MATERIAL}

본 발명은 일반적으로는 밀봉재에 관한 것이고, 보다 특정적으로는 도브테일 홈에 장착되는 밀봉재에 관한 것이다.

종래의 밀봉재에 관해, 예를 들면 일본 특허 공개 2006-220229호 공보에는 도브테일 홈으로의 장착성이 양호하며, 또한 탈력 저항력이 높아 가령 대형화된 경우에도 저하중에서 충분한 밀봉력을 얻을 수 있고, 메탈 터치에 의한 파티클의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한 도브테일 홈용 밀봉재가 개시되어 있다(특허문헌 1).

특허문헌 1에 개시된 도브테일 홈용 밀봉재는 폐환 형상의 밀봉재이며, 폐환 형상의 도브테일 홈이 형성된 일방의 부재와, 타방의 부재의 밀봉 개소에 장착된다. 밀봉재는 그 구성 부위로서 도브테일 홈에 장착되는 밀봉재 본체와, 도브테일 홈으로부터 외방으로 돌출되는 밀봉재 본체의 외표면에 형성되어 경사 방향으로 연장되는 립부를 구비한다.

일본 특허 공개 2006-220229호 공보

상술한 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 사다리꼴 형상의 도브테일 홈에 장착되는 밀봉재가 알려져 있다. 특허문헌 1에 개시된 도브테일 홈용 밀봉재는 도브테일 홈으로의 장착 후의 안정성을 만족시키기 위해 용적을 확보한 밀봉재 본체와, 타방의 부재와 접촉했을 경우에 저하중에서의 변형이 가능한 립부를 구비하여 구성되어 있다.

한편, 밀봉재가 사용되는 환경은 급격히 확장되고 있어 지금까지 상정되어 있지 않던 극저하중(클램핑 하중)에서의 사용도 필요로 되어 있다. 그러나, 상술한 종래의 밀봉재에서는 립부의 변형량이 일정값을 초과하면 밀봉재 내에서 발생하는 압축 응력이 고강성의 밀봉재 본체에까지 미치기 시작한다. 이 때, 밀봉재로부터 타방의 부재로의 반력이 급격히 증대하기 때문에 극저하중에서의 사용 조건을 만족시키는 것이 어려워진다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하는 것이며, 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 제공하는 것이다.

본 발명의 1개의 국면에 따른 밀봉재는 도브테일 홈에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재이다. 밀봉재는 도브테일 홈의 저면에 배치되는 본체부와, 본체부의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈의 외부를 향해 연장되는 립부를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다. 밀봉 단면은 본체부 및 립부의 각각이 본체부와 립부 사이의 휨 위치로부터 직선 형상으로 연신하는 V자 형상을 이룬다. 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 본체부의 폭이 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 립부의 폭 이하이다.

이와 같이 구성된 밀봉재에 의하면 립부에 추가하여 본체부도 보다 적극적으로 변형시킴으로써 밀봉재에서 발생하는 압축 반력을 작게 억제한다. 이것에 의해 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 실현할 수 있다.

또한, 바람직하게는 본체부의 폭이 립부의 폭과 동등하다. 이와 같이 구성된 밀봉재에 의하면 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 실현할 수 있다.

또한, 바람직하게는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부의 길이가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부의 길이와 동등하다. 또한, 바람직하게는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부의 길이가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부의 길이보다 크다. 또한, 바람직하게는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부의 길이가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부의 길이보다 작다.

이와 같이 구성된 밀봉재에 의하면 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 실현할 수 있다.

또한, 바람직하게는 폐환 형상의 밀봉재가 밀봉 내경(Ra)을 갖고, 폐환 형상의 도브테일 홈이 홈 내경(Rb)을 가질 경우에 밀봉재의 신장률((Rb-Ra)/Ra)×100)은 0% 이상 4% 이하이다.

이와 같이 구성된 밀봉재에 의하면 밀봉재의 단면 변형을 억제하여 밀봉재를 도브테일 홈의 홈 내경을 따라 형성할 수 있다. 이것에 의해 도브테일 홈으로의 밀봉재의 장착성이나 장착 후의 밀봉재의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 바람직하게는 본체부는 도브테일 홈의 저면에 접촉하는 제 1 표면을 갖는다. 립부는 도브테일 홈의 측면에 접촉하는 제 2 표면을 갖는다. 도브테일 홈의 저면과 측면이 이루는 홈 각도가 α인 경우에 제 1 표면과 제 2 표면이 이루는 밀봉 각도(β)는 0.7α≤β≤1.3α의 관계를 만족시킨다.

이와 같이 구성된 밀봉재에 의하면 밀봉재를 도브테일 홈의 홈 내경을 따라 형성할 수 있다. 이것에 의해 도브테일 홈으로의 장착 후의 밀봉재의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따른 밀봉재는 도브테일 홈에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재이다. 밀봉재는 도브테일 홈의 저면에 배치되는 본체부와, 본체부의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈의 외부를 향해 연장되는 립부를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다. 그 밀봉 단면은 본체부의 강성이 립부의 강성 이하가 되는 단면 특성을 갖는다.

(발명의 효과)

이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀봉재를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ선 상을 따른 밀봉재를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도브테일 홈을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2 중의 밀봉 부재가 도브테일 홈에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 밀봉 각도(β)=홈 각도(α)+35% 시에 있어서의 밀봉재의 사용 형태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 2 중의 밀봉재의 사용 형태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 비교를 위한 밀봉재를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7 중의 비교를 위한 밀봉재의 내부에서 발생하는 압축 응력을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 2 중의 밀봉재의 내부에서 발생하는 압축 응력을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 2 중의 밀봉재의 제 1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 2 중의 밀봉재의 제 2 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 2 중의 밀봉재의 제 3 변형예를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서 참조하는 도면에서는 동일하거나 또는 그것에 상당하는 부재에는 동일한 번호가 붙어 있다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀봉재를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ선 상을 따른 밀봉재를 나타내는 단면도이다. 도 3은 도브테일 홈을 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 2 중의 밀봉 부재가 도브테일 홈에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 1~도 4를 참조하여, 우선 실시형태 1에 있어서의 밀봉재(10)의 기본적인 구조에 대해서 설명하면 본 실시형태에 있어서의 밀봉재(10)는 도브테일 홈(52)에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재이다. 밀봉재(10)는 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 배치되는 본체부(21)와, 본체부(21)의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈(52)의 외부를 향해 연장되는 립부(31)를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다. 그 밀봉 단면은 본체부(21) 및 립부(31)의 각각이 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하는 V자 형상을 이룬다. 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 본체부(21)의 폭(B1)이 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 립부(31)의 폭(B2) 이하이다.

이어서, 밀봉재(10)의 구조에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 밀봉재(10)는 폐환 형상의 밀봉재이며, 제 1 부재(51)와 제 2 부재(61) 사이를 밀봉하기 위해서 사용된다. 밀봉재(10)는 고무 등의 탄성 부재로 형성되어 있다. 밀봉재(10)에 사용되는 고무 재료로서는, 예를 들면 경도 60~70HA 정도의 불소 고무, 실리콘 고무, EPDM계 고무 등을 들 수 있다.

제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)는 각각 접합면(56) 및 접합면(66)을 갖는다. 제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)는 접합면(56)과 접합면(66)이 서로 마주 보도록 배치된다.

제 1 부재(51)에는 폐환 형상의 도브테일 홈(52)이 형성되어 있다. 밀봉재(10)는 도브테일 홈(52)에 장착된다. 도브테일 홈(52)은 제 1 부재(51)의 접합면(56)에서 개구하는 홈 형상을 갖는다. 폐환 형상으로 연장되는 도브테일 홈(52)의 접선 방향으로 직교하는 평면에 의해 제 1 부재(51)를 절단했을 경우에 도브테일 홈(52)은 사다리꼴의 단면 형상을 갖는다.

도브테일 홈(52)은 저면(53) 및 측면(54)을 갖는다. 저면(53)은 제 1 부재(51)의 접합면(56)에 평행하게 연장된다. 측면(54)은 제 1 부재(51)의 접합면(56)에 있어서의 도브테일 홈(52) 개구면으로부터 저면(53)을 향해 테이퍼 형상으로 확장된다. 저면(53)과 측면(54)은 만곡하면서 서로 연결되어 있다.

또한, 상기에서는 내경측의 측면(54)과 외경측의 측면(54)의 양방이 테이퍼 형상으로 확장되는 도브테일 홈(52)에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고 내경측의 측면(54)만이 테이퍼 형상으로 형성된 도브테일 홈에 밀봉재(10)가 장착되어도 좋다.

폐환 형상으로 연장되는 밀봉재(10)의 접선 방향으로 직교하는 평면에 의해 밀봉재(10)를 절단했을 경우에 밀봉재(10)는 본체부(21) 및 립부(31)를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다.

본체부(21)는 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 배치된다. 립부(31)는 본체부(21)의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈(52)의 외부를 향해 연장된다. 밀봉재(10)의 밀봉 단면은 본체부(21)가 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하고, 립부(31)가 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하는 V자 형상을 이룬다. 본체부(21)와 립부(31)는 90°보다 작은 각도로 교차하고 있다.

본체부(21)는 선단부(22)를 갖는다. 선단부(22)는 본체부(21)가 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하는 선단에 형성되어 있다. 선단부(22)는 도브테일 홈(52)의 저면(53)의 직상에 배치되어 있다. 립부(31)는 선단부(32)를 갖는다. 립부(31)는 립부(31)가 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 직선 형상으로 연신하는 선단에 형성되어 있다. 선단부(32)는 도브테일 홈(52)의 외부에 배치되어 있다.

본체부(21)는 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 선단부(22)를 향해 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 평행한 방향으로 연신한다. 립부(31)는 본체부(21)와 립부(31) 사이의 휨 위치(41)로부터 선단부(32)를 향해 도브테일 홈(52)의 측면(54)에 평행한 방향으로 연신한다.

본체부(21)는 표면(21a) 및 이면(21b)을 갖는다. 표면(21a)은 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 접촉한다. 이면(21b)은 표면(21a)의 뒤쪽에 배치되어 있다. 표면(21a)과 이면(21b)은 서로 평행하게 연장된다. 립부(31)는 표면(31a) 및 이면(31b)을 갖는다. 표면(31a)은 도브테일 홈(52)의 측면(54)에 접촉한다. 이면(31b)은 표면(31a)의 뒤쪽에 배치되어 있다. 표면(31a)과 이면(31b)은 서로 평행하게 연장된다.

직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 본체부(21)의 폭(B1)은 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 립부(31)의 폭(B2) 이하이다(B1≤B2). 본체부(21)의 폭(B1)은 표면(21a)과 이면(21b) 사이의 길이이며, 립부(31)의 폭(B2)은 립부(31)의 표면(31a)과 이면(31b) 사이의 길이이다. 본 실시형태에서는 본체부(21)의 폭(B1)이 립부(31)의 폭(B2)과 동등하다.

본체부(21)의 단면적은 립부(31)의 단면적 이하이다. 본 실시형태에서는 본체부(21)의 단면적이 립부(31)의 단면적과 동등하다.

본 실시형태에서는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부(21)의 길이(L1)가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부(31)의 길이(L2)와 동등하다(L1=L2). 밀봉재(10)는 휨 위치(41)에 있어서의 선단부(42)와, 본체부(21)의 선단부(22)와, 립부(31)의 선단부(32)를 연결한 형상이 이등변 삼각형이 되는 밀봉 단면을 갖는다.

선단부(22) 및 선단부(32)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는 표면(21a)과 이면(21b)이 선단부(22)에 있어서 만곡하면서 서로 이어지고, 표면(31a)과 이면(31b)이 선단부(32)에 있어서 만곡하면서 서로 연결되어 있다.

립부(31)의 선단부(32)를 만곡 형상으로 함으로써 제 2 부재(61)에 의한 밀봉재(10)의 압압 시 립부(31)를 보다 원활히 탄성 변형시킬 수 있다. 또한, 본체부(21)의 선단부(22)를 만곡 형상으로 함으로써 가령 밀봉재(10)가 본체부(21)와 립부(31)가 반전된 상태이며, 홈(52)에 장착된 경우에도 제 2 부재(61)에 의한 밀봉재(10)의 압압 시 본체부(21)를 보다 원활히 탄성 변형시킬 수 있다.

선단부(32)의 곡률 반경(밀봉톱(R))은 0보다 크고, 립부(31)의 폭(B2) 이하인 것이 바람직하고, 선단부(22)의 곡률 반경은 0보다 크고, 본체부(21)의 폭(B1) 이하인 것이 바람직하다.

표면(21a)과 표면(31a)은 휨 위치(41)에 있어서 만곡하면서 서로 연결되어 있다. 이면(21b)과 이면(31b)은 휨 위치(41)에 있어서 만곡하면서 서로 연결되어 있다. 본 실시형태에서는 표면(21a)과 표면(31a)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Rx)이 이면(21b)과 이면(31b)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Ry)보다 작다.

밀봉재(10)의 표면(21a)과 표면(31a)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Rx)은 도브테일 홈(52)의 저면(53)과 측면(54)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Rz) 이상인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해 밀봉재(10)를 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 따르는 형태로 형성할 수 있다.

폐환 형상의 밀봉재(51)는 밀봉 내경(Ra)을 갖는다. 폐환 형상의 도브테일 홈(52)은 홈 내경(Rb)을 갖는다. 이 경우에 밀봉재(10)의 신장률((Rb-Ra)/Ra)×100)은 0% 이상 4% 이하인 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면 밀봉재(10)의 신장에 의한 단면 변형을 억제하여 밀봉재(10)를 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 따르는 형태로 형성할 수 있다. 이것에 의해 밀봉재(10)가 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 적당한 압력으로 클램핑한 상태로 형성되기 때문에 도브테일 홈(52)으로의 밀봉재(10)의 장착성이나 장착 후의 밀봉재(10)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

이러한 작용 효과를 확인하기 위한 실시예로서 도 4 중에 나타내는 도브테일 홈(52)으로의 밀봉재(10)의 장착 상태에 있어서 밀봉재(10)의 신장률을 5%로 설정하면 밀봉재(10)의 클램핑력이 너무 커져 립부(31)의 선단부(32)가 도브테일 홈(52)의 내경측으로 뒤틀리는 결과가 되었다. 한편, 밀봉재(10)의 신장률을 4% 이하로 설정함으로써 밀봉재(10)를 적절한 자세로 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 따라 형성할 수 있었다. FEM(Finite Element Method) 해석에 의하면 후술하는 도 6 중의 밀봉재의 사용 형태에 있어서 신장률 0% 시의 밀봉재의 압축 반력은 0.082N/㎜가 되었다. 이것에 대하여 신장률 5% 시 도브테일 홈(52)에 있어서의 밀봉재의 자세에 기인하여 밀봉재의 압축 반력은 0.087N/㎜가 되어 약간 증대하는 결과가 되었다.

직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부(21)의 길이(L1)는 동일한 방향에 있어서의 도브테일 홈(52)의 저면 길이(L3) 이하로 설정된다(L1≤L3). 이 때, 본체부(21)의 길이(L1)를 가능한 크게 설정함으로써 도브테일 홈(52)에 대한 밀봉재(10)의 장착 시에 밀봉재(10)의 핸들링이 양호해져 장착 시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

본체부(21)의 표면(21a)을 기준으로 했을 때의 밀봉재(10)의 밀봉 높이(H)는 도브테일 홈(52)의 홈 높이(h)(후술하는 도 6에 있어서 도브테일 홈(52)의 저면(53)으로부터 제 2 부재(61)의 접합면(66)까지의 길이) 이상으로 설정된다(H≥h).

도브테일 홈(52)의 저면(53)과 측면(54)이 이루는 홈 각도가 α인 경우에 본체부(21)의 표면(21a)과 립부(31)의 표면(31a)이 이루는 밀봉 각도(β)는 0.7α≤β≤1.3α의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면 밀봉재(10)를 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 따르는 형태로 형성할 수 있다. 이것에 의해 도브테일 홈(52)에 대한 밀봉재(10)의 장착 시에 밀봉재(10)가 홈 내경에 걸린 상태가 얻어져 장착 시의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도브테일 홈(52)에 있어서의 밀봉재(10)의 안정성을 확보함으로써 밀봉재(10)가 도브테일 홈(52) 내에서 비틀어지거나 도브테일 홈(52)으로부터 탈락되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태에서는 밀봉재(10)의 밀봉 각도(β)가 도브테일 홈(52)의 홈 각도(α)와 동등하다.

도 5는 밀봉 각도(β)=홈 각도(α)+35% 시에 있어서의 밀봉재의 사용 형태를 나타내는 단면도이다. 이러한 작용 효과를 확인하기 위한 실시예로서 도 4 중에 나타내는 도브테일 홈(52)으로의 밀봉재(10)의 장착 상태에 있어서 밀봉 각도(β)를 홈 각도(α)+35%로 설정하면 도브테일 홈(52)의 내경측에 있어서 밀봉재와 도브테일 홈(52)의 내벽 사이에 간극이 발생했다. 이 경우에 도브테일 홈(52)에 장착된 밀봉재에 제 2 부재(61)를 압접하면 도 5 중에 나타내는 바와 같이 립부(31)가 굴곡 변형되는 결과가 되었다. 또한, 밀봉 각도(β)를 홈 각도(α)-40%로 설정하면 도브테일 홈(52)의 내경측에 있어서 도브테일 홈(52)의 저면(53)과 측면(54) 사이의 공간을 밀봉재(10)에 의해 채울 수 없었다. 한편, 밀봉 각도(β)를 홈 각도(α)±30% 이내로 설정함으로써 밀봉재(10)를 도브테일 홈(52)의 홈 내경을 따르는 형태로 형성할 수 있었다.

도 6은 도 2 중의 밀봉재의 사용 형태를 나타내는 단면도이다. 도 1~도 4 및 도 6을 참조하여 도브테일 홈(52)에 장착된 밀봉재(10)가 제 2 부재(61)에 압접함으로써 제 1 부재(51)와 제 2 부재(61) 사이가 밀봉된다. 이 때, 제 1 부재(51)의 접합면(56)과 제 2 부재(61)의 접합면(66) 사이에는 미소한 간극이 형성된다. 립부(31)는 제 2 부재(61)의 접합면(66)과 접촉하여 압압됨으로써 도브테일 홈(52)의 내측을 향해 탄성 변형된다.

후술하는 바와 같이 본 실시형태에서는 극저하중에서의 밀봉재(10)의 사용을 가능하게 하기 위해서 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 배치되는 본체부(21)가 저용적으로 형성된다. 이 경우, 도브테일 홈(52)에 대한 밀봉재(10)의 장착성이나 장착 후의 안정성이 희생이 되기 때문에 이들을 향상시키기 위한 구성이 유효하게 이용된다.

도 7은 비교를 위한 밀봉재를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7 중의 비교를 위한 밀봉재의 내부에서 발생하는 압축 응력을 나타내는 단면도이다. 도 8 중에서는 FEM 해석에 의해 요청된 압축 응력의 발생 영역이 해칭에 의해 나타내어져 있다.

도 7 및 도 8을 참조하여 비교를 위한 밀봉재(110)는 본체부(21) 및 립부(31)를 구비하는 V자 형상의 밀봉 단면을 갖는다. 밀봉재(110)에 있어서는 도브테일 홈(52)에 대한 밀봉재(110)의 장착성이나 장착 후의 안정성을 도모하기 위해서 본체부(21)의 폭(B1)이 립부(31)의 폭(B2)보다 크게 설정되어 있다.

이러한 구성을 구비하는 밀봉재(110)에서는 도 8 중에 나타내는 바와 같이 립부(31)의 변형량이 일정값을 초과하면 밀봉재(110) 내에서 발생하는 압축 응력이 본체부(21)에까지 미치기 시작한다. 이 때, 고강성의 본체부(21)는 용이하게는 변형되지 않기 때문에 밀봉재(110)로부터 제 2 부재(61)로의 압축 반력이 급격히 증대한다.

도 9는 도 2 중의 밀봉재의 내부에서 발생하는 압축 응력을 나타내는 단면도이다. 도 9 중에서는 FEM 해석에 의해 구해진 압축 응력의 발생 영역이 해칭에 의해 나타내어져 있다.

도 6 및 도 9를 참조하여 이것에 대하여 본 실시형태에 있어서의 밀봉재(10)에서는 본체부(21)의 폭(B1)을 립부(31)의 폭(B2) 이하로 하는 구성에 의해 본체부(21)도 도 6 중의 화살표(101)로 나타내는 방향으로 변형한다. 이것에 의해 밀봉재(10)로부터 제 2 부재(61)로의 압축 반력을 작게 억제하여 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재(10)를 실현할 수 있다.

또한, 도 9 중에 나타내는 FEM 해석에서는 밀봉재(10)로부터 제 2 부재(61)f로의 압축 응력을 1N/㎜ 이하로 억제할 수 있었다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀봉재(10)에 의하면 본체부(21) 및 립부(31)의 형상을 공유화하고, 밀봉재(10)의 형상 전체를 변형 부위로 함으로써 극저하중에서의 사용이 가능해진다. 또한, 부가적인 효과로서 가령 밀봉재(10)가 본체부(21)와 립부(31)가 반전된 상태이며, 홈(52)에 장착되었을 경우에도 밀봉재(10)의 기능이 극단적인 저하를 방지할 수 있다.

내진 구조로서 제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)가 상하로부터 스프링에 의해 지지되는 구조나 진공 구조로서 제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)가 상하로부터 진공처리 되는 구조가 있다. 이들 구조에서는 제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)에 상호 이간하는 방향으로 힘이 작용하기 때문에 밀봉재에 대하여 극저하중에서의 사용 조건이 부과된다. 또한, 장치의 소형화나 경량화를 진행하기 위해서 제 1 부재(51) 및 제 2 부재(61)의 클램핑력이 작아지지 않을 수 없는 경우에도 상정된다. 본 실시형태에 있어서의 밀봉재(10)는 이러한 용도로 적합하게 이용된다.

(실시형태 2)

본 실시형태에 있어서의 밀봉재는 실시형태 1에 있어서의 밀봉재(10)와 동일한 형상을 갖는다. 이하, 실시형태 1에 있어서의 밀봉재(10)와 중복되는 구조에 대해서는 그 설명을 반복하지 않는다.

도 1~도 4 및 도 6을 참조하여 본 실시형태에 있어서의 밀봉재는 도브테일 홈(52)에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재이다. 밀봉재(10)는 도브테일 홈(52)의 저면(53)에 배치되는 본체부(21)와, 본체부(21)의 단부로부터 휘어져 도브테일 홈(52)의 외부를 향해 연장되는 립부(31)를 구비하는 밀봉 단면을 갖는다. 그 밀봉 단면은 본체부(21)의 강성이 립부(31)의 강성 이하가 되는 단면 특성을 갖는다.

본 실시형태에서는 본체부(21)의 강성이 립부(31)의 강성과 동등하다. 이러한 구성에 의하면 본체부(21)의 강성을 립부(31)의 강성 이하로 하는 구성에 의해 본체부(21)도 도 6 중의 화살표(101)로 나타내는 방향으로 변형된다. 이것에 의해 밀봉재(10)로부터 제 2 부재(61)로의 압축 반력을 작게 억제하여 극저하중에서의 사용이 가능한 밀봉재(10)를 실현할 수 있다.

밀봉재의 밀봉 단면이 본체부(21)의 강성이 립부(31)의 강성 이하가 되는 단면 특성을 갖는지 여부를 판단하는 방법에 대해서 설명하면, 우선 밀봉재의 밀봉 단면(도 2 중에 나타내는 단면 형상)을 컴퓨터에 입력한다. 립부(31)를 수평면으로 적재하고, 그 수평면에 직교하는 방향으로부터 본체부(21)에 대하여 하중을 가하고, 밀봉재가 1㎜ 압축 변형하는 조건에 있어서 본체부(21) 및 립부(31)의 각각에서 발생하는 압축 응력을 FEM 해석에 의해 구한다. 그 결과, 본체부(21)에서 발생하는 압축 응력(반력)≥립부(31)에서 발생하는 압축 응력(반력)이 되면 밀봉재의 밀봉 단면은 본체부(21)의 강성이 립부(31)의 강성 이하가 되는 단면 특성을 갖는다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀봉재에 의하면 실시형태 1에 기재된 효과를 마찬가지로 발휘할 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서는 실시형태 1 및 2에서 설명한 밀봉재(10)의 각종 변형예에 대해서 설명한다.

도 10은 도 2 중의 밀봉재의 제 1 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 10을 참조하여 본 변형예에서는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부(21)의 길이(L1)가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부(31)의 길이(L2)보다 크다(L1>L2). 이러한 구성에 의하면 도브테일 홈(52)에 대한 밀봉재의 장착 시에 밀봉재의 핸들링이 양호해져 장착 시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 11은 도 2 중의 밀봉재의 제 2 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 11을 참조하여 본 변형예에서는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 본체부(21)의 길이(L1)가 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 립부(31)의 길이(L2)보다 작다(L1 <L2). 이러한 구성에 의하면 제 2 부재(61)가 제 1 부재(51)에 대하여 이동하여 밀폐 공간을 반복할 수 있는 것과 같은 사용 형태에 있어서 보다 빠른 타이밍으로 밀폐 공간을 형성할 수 있다.

도 12는 도 2 중의 밀봉재의 제 3 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 12를 참조하여 본 변형예에서는 표면(21a)과 표면(31a)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Rx)이 이면(21b)과 이면(31b)이 연결되는 위치의 곡률 반경(Ry)과 동등하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 밀봉재에 의하면 실시형태 1에 기재된 효과를 마찬가지로 발휘할 수 있다.

금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기 설명에서는 없으며, 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

본 발명은 주로 도브테일 홈에 장착되는 밀봉재에 적용된다.

10 : 밀봉재 21 : 본체부
21a, 31a : 표면 21b, 31b : 이면
22, 32, 42 : 선단부 31 : 립부
41 : 휨 위치 51 : 제 1 부재
52 : 도브테일 홈 53 : 저면
54 : 측면 56, 66 : 접합면
61 : 제 2 부재

Claims

도브테일 홈에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재로서,
상기 도브테일 홈의 저면에 배치되는 본체부와,
상기 본체부의 단부로부터 휘어져 상기 도브테일 홈의 외부를 향해 연장되는 립부를 구비하는 밀봉 단면을 갖고,
상기 밀봉 단면은 상기 본체부 및 상기 립부의 각각이 상기 본체부와 상기 립부 사이의 휨 위치로부터 직선 형상으로 연신하는 V자 형상을 이루고,
직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 상기 본체부의 폭이 직선 형상으로 연신하는 방향의 직교 방향에 있어서의 상기 립부의 폭 이하인 밀봉재.
제 1 항에 있어서,
상기 본체부의 폭은 상기 립부의 폭과 동등한 밀봉재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 본체부의 길이는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 립부의 길이와 동등한 밀봉재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 본체부의 길이는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 립부의 길이보다 큰 밀봉재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 본체부의 길이는 직선 형상으로 연신하는 방향에 있어서의 상기 립부의 길이보다 작은 밀봉재.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
폐환 형상의 상기 밀봉재가 밀봉 내경(Ra)을 갖고, 폐환 형상의 상기 도브테일 홈이 홈 내경(Rb)을 가질 경우에 상기 밀봉재의 신장률((Rb-Ra)/Ra)×100)은 0% 이상 4% 이하인 밀봉재.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부는 상기 도브테일 홈의 저면에 접촉하는 제 1 표면을 갖고,
상기 립부는 상기 도브테일 홈의 측면에 접촉하는 제 2 표면을 갖고,
상기 도브테일 홈의 저면과 측면이 이루는 홈 각도가 α인 경우에 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면이 이루는 밀봉 각도(β)는 0.7α≤β≤1.3α의 관계를 만족시키는 밀봉재.
도브테일 홈에 장착되는 폐환 형상의 밀봉재로서,
상기 도브테일 홈의 저면에 배치되는 본체부와,
상기 본체부의 단부로부터 휘어져 상기 도브테일 홈의 외부를 향해 연장되는 립부를 구비하는 밀봉 단면을 갖고,
상기 밀봉 단면은 상기 본체부의 강성이 상기 립부의 강성 이하가 되는 단면 특성을 갖는 밀봉재.