WO2021044708A1 - ガスケット - Google Patents

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WO2021044708A1
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gasket
width
compressed
recess
lid
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Inventor
翼 小野
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Nok株式会社
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/104—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
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    • F16J15/022—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material
    • F16J15/024—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material the packing being locally weakened in order to increase elasticity
    • F16J15/027—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing characterised by structure or material the packing being locally weakened in order to increase elasticity and with a hollow profile
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    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/102—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material

Definitions

  • the present invention relates to a gasket.
  • Patent Document 1 discloses a gasket having a hollow structure and maintaining a reaction force for a long period of time.
  • the gasket that is compressed between the members and seals the gap between the members maintains the sealing performance for a long period of time even if the flatness of the members is low.
  • the reaction force applied to the member is small.
  • the reaction force applied to the member of the gasket is as small as possible.
  • the gasket to be compressed is deformed with shape reproducibility. For example, if the gasket is tilted with respect to the expected shape, it is difficult to exhibit or maintain sealing performance between the members.
  • the present invention provides a gasket that can maintain the sealing performance for a long period of time even if the flatness of the member is low, has a small reaction force applied to the member, and is compressed with shape reproducibility.
  • the gasket according to an aspect of the present invention is formed of an elastomer material, and is formed of a compressed portion to be compressed between a first member and a second member and the elastomer material, and is formed of the first member.
  • the neck portion that is integrally joined to the inserted portion and connects the compressed portion and the inserted portion.
  • the compressed portion has a hollow structure having a cavity, and has a first outer surface that is brought into contact with the first member and a second outer surface that is located opposite to the first outer surface and is brought into contact with the second member. It has a nearly rectangular contour with two outer surfaces.
  • the first outer surface has a first recess having a first width, and the neck portion is joined to the center of the first recess.
  • the second outer surface has a second recess having a second width. The first recess overlaps the second recess, and the first width and the second width are different.
  • the compressed portion since the compressed portion has a hollow structure, the compressed portion can maintain the sealing performance for a long period of time even if the flatness of the first member and the second member is low. Moreover, the reaction force applied to the first member and the second member is small. Further, the inserted portion is inserted into the groove of the first member and fixed to the first member to support the compressed portion. Further, in this embodiment, the first outer surface and the second outer surface opposite to each other of the compressed portion are formed with a first recess and a second recess, respectively, and the widths of these recesses are different.
  • Both ends of the first recess and both ends of the second recess are the parts that first receive the compressive load in the deformation of the gasket to be compressed, the first width of the first recess and the second of the second recess.
  • the compressed portion may be tilted with respect to the inserted portion as the compression is performed, and the deformation behavior of the uncompressed portion is not reproducible.
  • the first recess overlaps the second recess, and the first width and the second width are different, so that the compressed portion does not tilt with respect to the inserted portion (for example,). Compressed with shape reproducibility (while maintaining axisymmetric shape). Therefore, the gasket according to this aspect has a high certainty of exhibiting the desired sealing performance.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a gasket according to a first embodiment compressed between a lid and a flange of a battery case. It is a graph which shows the distribution of the contact pressure which a gasket gives to a battery case in the state of FIG. It is sectional drawing of the gasket which concerns on the 1st Embodiment which compressed more strongly than the state of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a gasket according to a comparative example of FIG. 14 compressed between a lid and a flange of a battery case. It is sectional drawing of the gasket which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of an electric vehicle 1 in which a gasket according to an embodiment of the present invention is used.
  • a thin battery case 2 having a large area is arranged in the lower part of the electric vehicle 1, and the battery case 2 holds the battery 4 inside.
  • the battery case 2 has a container 6 in which the battery case 2 is arranged, and a lid 8 which is a flat plate covering the container 6.
  • the container 6 and the lid 8 are made of a metal such as an aluminum alloy.
  • a flange 7 is formed on the peripheral edge of the container 6, and the lid 8 is fixed to the flange 7 by a plurality of screws 9.
  • a gasket 10 formed of an elastomer material having an endless loop shape is arranged between the flange 7 (first member) and the lid 8 (second member). As shown in FIG. 2, the gasket 10 has a contour similar to that of the flange 7, and is compressed between the flange 7 and the lid 8 to form a loop-shaped inner space and outer space (that is, a container). Separate the inner space of 6 and the outer space).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the gasket 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows the gasket 10 in the uncompressed state, that is, in the unused state not deployed between the flange 7 and the lid 8.
  • the gasket 10 has a cross section line-symmetrical with respect to the central axis Ax.
  • the gasket 10 has a compressed portion 12, an inserted portion 14, and a neck portion 16.
  • the compressed portion 12 is compressed between the flange 7 and the lid 8 as shown in FIGS. 5, 7 and 9.
  • the compressed portion 12 has a hollow structure having a cavity 18 in the center.
  • the illustrated cavity 18 is an oval shape having both ends of a semicircle, but may be elliptical or substantially rectangular.
  • the compressed portion 12 has a substantially rectangular contour.
  • the compressed portion 12 includes a lower surface 20 (first outer surface) that is brought into contact with the flange 7, and an upper surface 22 (second outer surface) that is located opposite to the lower surface 20 and is brought into contact with the lid 8. It has two sides 24. There is a lower wall of the compressed portion 12 between the lower surface 20 and the cavity 18, an upper wall of the compressed portion 12 between the upper surface 22 and the cavity 18, and a compressed portion between each side surface 24 and the cavity 18. There is a side wall of the portion 12.
  • the height H of the compressed portion 12 that is, the distance between the lower surface 20 and the upper surface 22 is smaller than the width W of the compressed portion 12, that is, the distance between the side surfaces 24. Also, the height of the cavity 18 is smaller than the width of the cavity 18.
  • the inserted portion 14 is inserted into the groove 7A having a rectangular cross section formed on the flange 7.
  • the inserted portion 14 has a tapered shape having a width smaller as the distance from the compressed portion 12 increases. Therefore, the inserted portion 14 can be easily inserted into the groove 7A.
  • the inserted portion 14 has a maximum width W 3 smaller than the width W of the compressed portion 12 in the uncompressed state. In the uncompressed state, the maximum width W 3 of the inserted portion 14 is larger than the width W 4 of the groove 7A. Therefore, when the inserted portion 14 is inserted into the groove 7A, the inserted portion 14 is in close contact with both wall surfaces of the groove 7A, and the gasket 10 is firmly fixed to the flange 7.
  • the neck portion 16 is integrally joined to the compressed portion 12 and the inserted portion 14, and connects the compressed portion 12 and the inserted portion 14.
  • the neck portion 16 has a width smaller than the width W of the compressed portion 12 and the maximum width W 3 of the inserted portion 14. In the uncompressed state, the two sides of the neck 16 are parallel to each other.
  • the inserted portion 14 has two protrusions 26.
  • the protrusions 26 are arranged on both sides of the neck portion 16 and extend toward the compressed portion 12 like an anchor arm.
  • the projection 26 can be secured by increasing the maximum width W 3 of the insertion portion 14, increasing the interference of the insertion portion 14 against the wall surface of the groove 7A. Therefore, the inserted portion 14 is firmly attached to the flange 7.
  • Raised portions 28 protruding toward the inserted portion 14 are formed at both ends of the lower surface 20 of the compressed portion 12.
  • a recess 30 (first recess) is provided between the vertices 29 of the two raised portions 28.
  • a neck portion 16 is joined to the center of the recess 30.
  • the recess 30 has a width W 1 (distance between the vertices 29 of the two ridges 28).
  • a recess 36 (second recess) is provided between the vertices 35 of the two raised portions 34.
  • the recess 36 has a width W 2 (distance between the vertices 35 of the two ridges 34).
  • the recess 30 of the lower surface 20 overlaps the recess 36 of the upper surface 22, and in the uncompressed state, the width W 1 (first width) of the recess 30 and the width W 2 of the recess 36 (the first width).
  • the second width) is different. Specifically, in this embodiment, the width W 1 is larger than the width W 2 in the uncompressed state.
  • the width of the cavity 18 is substantially the same as the width W 1 of the recess 30 greater than the width W 2 of the recess 36.
  • each of the compressed portion 12, the inserted portion 14, and the neck portion 16 is formed as an endless loop, and can separate the space inside the loop from the space outside the loop.
  • the loop-shaped gasket 10 can be manufactured by joining both ends of a long gasket material having a cross section shown in FIG.
  • the compressed portion 12, the inserted portion 14, and the neck portion 16 have a cross section line-symmetrical with respect to the central axis Ax.
  • a long gasket material having such a cross section can be easily manufactured by using a mold having a line-symmetrical cavity.
  • the specific method of manufacture is preferably extrusion molding.
  • the material of the gasket 10 is, for example, EPDM (ethylene propylene diene rubber), but other rubber materials such as fluororubber and silicone rubber may be used.
  • the material of the gasket 10 is crosslinked by being processed into a long gasket material and then heated by, for example, ultra high frequency (UHF) or steam.
  • UHF ultra high frequency
  • the hardness of the gasket 10 measured by a type A durometer conforming to JIS K 6253 is 50 to 80, and more preferably 50 to 70.
  • a long gasket material is processed into a loop shape by, for example, joining both ends with an adhesive or joining both ends by pressurizing and heating using a mold.
  • the joint portion does not have to have the cavity 18.
  • At least one air vent hole is formed in the compressed portion 12. The air vents allow the inflow of air into the cavity 18 and the outflow of air from the cavity 18.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the gasket 10 compressed with a weak force between the lid 8 and the flange 7 of the battery case 2.
  • FIG. 7 shows a narrower distance D between the lid 8 and the flange 7 than in the state of FIG. 9 is a cross-sectional view of the gasket 10 compressed with a stronger force.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the gasket 10 compressed with a stronger force by narrowing the distance D between the lid 8 and the flange 7 from the state of FIG. It is a figure.
  • FIG. 6 shows the distribution of the contact pressure applied to the flange 7 by the lower surface 20 of the gasket 10 in the state of FIG.
  • FIG. 8 shows the distribution of the contact pressure applied to the flange 7 by the lower surface 20 of the gasket 10 in the state of FIG. 7.
  • FIG. 10 shows the distribution of the contact pressure applied to the flange 7 by the lower surface 20 of the gasket 10 in the state of FIG.
  • the compressed portion 12 since the compressed portion 12 has a hollow structure having a cavity 18, the compressed portion 12 maintains the sealing performance for a long period of time even if the surface of the flange 7 and the surface of the lid 8 have low flatness. And the reaction force applied to the flange 7 and the lid 8 is small.
  • FIG. 11 shows a cross section of the gasket 40 according to a comparative example in the uncompressed state.
  • the gasket 40 according to the comparative example does not have the cavity 18, but other features are the same as the gasket 10 according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the gasket 40 compressed between the lid 8 and the flange 7 of the battery case 2 with a weak force, and the distance D between the lid 8 and the flange 7 is the same as that in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the gasket 40 in which the distance D between the lid 8 and the flange 7 is narrower than that in FIG. 12 and is compressed by a stronger force, and the distance D between the lid 8 and the flange 7 is the same as that in FIG. It is the same.
  • the compressed portion 12 having the cavity 18 of the gasket 10 according to the embodiment has the cavity 18 of the gasket 40 according to the comparative example. It is much more easily deformed than the non-compressed portion 12.
  • the reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment in the state of FIG. 5 is the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG. It is one-seventh of the force. Further, the reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment in the state of FIG.
  • reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG. 6 is 1 / 12.3 of the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG.
  • the reaction force applied to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG. 12 is 4.2.
  • the reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment in the state of FIG. 7 is only one-third of the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG.
  • the increment of the reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment is much larger than the increment of the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example. Is small.
  • the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG. 13 is about 2.9 of the reaction force given to the lid 8 by the gasket 40 according to the comparative example in the state of FIG.
  • reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment in the state of FIG. 7 is only about 2.3 times the reaction force given to the lid 8 by the gasket 10 according to the embodiment in the state of FIG.
  • the strength required for the members can be reduced. ..
  • the thickness of the lid 8 and the flange 7 can be reduced.
  • the strength required for the screws 9 (see FIG. 2) for fastening the lid 8 to the flange 7 and / or the distance between the screws 9 can be reduced.
  • the width W 1 of the recess 30 formed on the lower surface 20 and the width W 2 of the recess 36 formed on the upper surface 22 are different. The effect achieved by this will be described.
  • FIG. 14 shows a cross section of the gasket 50 according to a comparative example in the uncompressed state.
  • the width W 1 of the recess 30 formed on the lower surface 20 and the width W 2 of the recess 36 formed on the upper surface 22 are equal.
  • Other features are the same as the gasket 10 according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the gasket 40 compressed between the lid 8 and the flange 7 of the battery case 2 with a weak force, and the distance D between the lid 8 and the flange 7 is the same as that in FIG.
  • both ends of the recess 30 (the apex 29 of the raised portion 28) and both ends of the recess 36 (the apex 35 of the raised portion 34) are the gasket 10 compressed by the lid 8 and the flange 7. In deformation, it is the part that first receives the compressive load.
  • the width W 2 of width W 1 and the recess 36 of the recess 30 according to the same comparative example while behave like a parallel crank mechanism which the compression unit 12 is as if a pin attached at four vertices 29, 35
  • the compressed portion 12 may be tilted with respect to the inserted portion 14 as the gasket 50 is compressed.
  • FIG. 15 shows that the compressed portion 12 is tilted so that the upper surface 22 moves to the left with respect to the lower surface 20, but conversely, the upper surface 22 may move to the right with respect to the lower surface 20.
  • the two side walls of the compressed portion 12 are evenly distributed (while maintaining the line-symmetrical shape of the compressed portion 12) without performing the behavior like the parallel crank mechanism. It may be transformed.
  • the virtual line of FIG. 15 shows the contour of the compressed portion 12 and the contour of the cavity 18 when the compressed portion 12 is deformed while maintaining a line-symmetrical shape.
  • the gasket 10 When there is no reproducibility of the deformation behavior of the compressed portion 12 as described above, the gasket 10 has a low certainty of exhibiting the desired (expected) sealing performance. Further, if the compressed portion 12 is deformed while tilting in one cross section and the compressed portion 12 is deformed while being line-symmetrical in another cross section (that is, when the gasket 10 is twisted), the gasket 10 and the lid 8 and / Alternatively, a gap may be generated between the gasket 10 and the flange 7.
  • the gasket 10 according to the embodiment, the recess 30 overlaps the recesses 36, since the different widths W 1 and a width W 2, as shown in FIGS. 5, 7 and 9, with respect to the inserted part 14
  • the compressed portion 12 is not tilted and is compressed with shape reproducibility while maintaining a line-symmetrical shape. Therefore, the gasket 10 is highly certain to exhibit the desired (expected) sealing performance.
  • FIG. 16 shows a cross section of a gasket 60 according to a second embodiment of the present invention in an uncompressed state.
  • the width W 1 of the recess 30 formed on the lower surface 20 is smaller than the width W 2 of the recess 36 formed on the upper surface 22.
  • Other features are the same as the gasket 10 according to the first embodiment.
  • the compressed portion 12 since the compressed portion 12 has a hollow structure, the compressed portion 12 can maintain the sealing performance for a long period of time even if the flatness of the flange 7 and the lid 8 is low. Moreover, the reaction force applied to the flange 7 and the lid 8 is small. Further, since the recess 30 overlaps the recess 36 and the width W 1 of the recess 30 and the width W 2 of the recess 36 are different, the compressed portion 12 is not tilted with respect to the inserted portion 14 (for example, line symmetry). It is compressed with shape reproducibility (while maintaining a good shape). Therefore, the gasket 60 is highly certain to exhibit the desired sealing performance.
  • the gasket is used in the battery case of an electric vehicle.
  • the gasket according to the present invention has other uses, such as sealing between the lid and container of an inverter case of an electric vehicle, sealing between a lid and a container of a fuel cell stack storage case of a fuel cell vehicle, and ki. It may be used for sealing between a closed room door and a wall, sealing between a refrigerator door and a wall, and the like.
  • the gasket has a shape that is line-symmetrical with respect to the central axis Ax, but it does not necessarily have to be completely line-symmetrical.
  • a compressed portion which is formed of an elastomeric material and is compressed between the first member and the second member
  • a portion to be inserted which is formed from the elastomer material and is inserted into a groove formed in the first member. It is formed from the elastomer material, has a width smaller than the width of the compressed portion and the maximum width of the inserted portion, and is integrally joined to the compressed portion and the inserted portion, and is integrally joined to the compressed portion.
  • a neck portion for connecting the portion and the inserted portion is provided.
  • the compressed portion has a hollow structure having a cavity, and has a first outer surface that is brought into contact with the first member and a second outer surface that is located opposite to the first outer surface and is brought into contact with the second member.
  • the first outer surface has a first recess having a first width
  • the neck portion is joined to the center of the first recess.
  • the second outer surface has a second recess having a second width.
  • a gasket characterized in that the first recess overlaps with the second recess, and the first width and the second width are different.
  • Clause 2 The gasket according to Clause 1, wherein the compressed portion, the inserted portion, and the neck portion have a cross section line-symmetrical with respect to the central axis.
  • gaskets can be easily manufactured, for example, using a mold having a line-symmetrical cavity.
  • Clause 3 The gasket according to Clause 1 or 2, wherein each of the compressed portion, the inserted portion and the neck portion is formed as an endless loop.
  • the gasket can separate the space inside and the space outside the loop.
  • Clause 4 The gasket according to any one of Articles 1 to 3, wherein the first width is larger than the second width.
  • Clause 5 The gasket according to any one of Articles 1 to 3, wherein the first width is smaller than the second width.
  • Clause 6 The gasket according to any one of Articles 1 to 5, wherein the maximum width of the inserted portion is smaller than the width of the groove.
  • the inserted part when the inserted part is inserted into the groove, the inserted part is in close contact with both wall surfaces of the groove.
  • Clause 7 The gasket according to any one of Articles 1 to 6, wherein the inserted portion has a tapered shape having a width smaller so as to be separated from the compressed portion.
  • the inserted portion can be easily inserted into the groove.
  • Clause 8 The gasket according to any one of Articles 1 to 7, wherein the inserted portion is arranged on both sides of the neck portion and has two protrusions extending toward the compressed portion.

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Abstract

ガスケットは、エラストマー材料から形成されている。ガスケットは、第１の部材と第２の部材の間で圧縮させられる被圧縮部と、第１の部材に形成された溝に挿入される被挿入部と、被圧縮部と被挿入部を連結するネック部を備える。被圧縮部は、空洞を有する中空構造を備える。被圧縮部は、第１の部材に接触させられる第１の外面と、第１の外面の反対に位置し第２の部材に接触させられる第２の外面を有するほぼ矩形の輪郭を備える。第１の外面は、第１の幅を持つ第１の凹部を有し、第１の凹部の中央にはネック部が接合されている。第２の外面は、第２の幅を持つ第２の凹部を有する。第１の凹部は、第２の凹部に重なっており、第１の幅と第２の幅が異なる。

Description

ガスケット
　本発明は、ガスケットに関する。
　特許文献１は、中空構造を備え、長期にわたって反力を維持するガスケットを開示する。
実開平５－８１５６５号公報
　部材の間で圧縮されて部材の間の間隙を封止するガスケットは、部材の平面度が低くても、長期にわたって封止性能を維持することが好ましい。
　また、使用される環境によっては、ガスケットは部材に与える反力が小さいことが好ましいことがある。例えば、ガスケットが配備される部材の強度が低い場合には、ガスケットは部材に与える反力がなるべく小さいことが好ましい。
　さらに、圧縮されるガスケットは、形状の再現性をもって変形することが好ましい。例えば、ガスケットが、予期された形状に対して傾いてしまうと、部材間で封止性能を発揮または維持することが困難である。
　そこで、本発明は、部材の平面度が低くても、長期にわたって封止性能を維持することが可能であり、部材に与える反力が小さく、形状の再現性をもって圧縮されるガスケットを提供する。
　本発明のある態様に係るガスケットは、エラストマー材料から形成されており、第１の部材と第２の部材の間で圧縮させられる被圧縮部と、前記エラストマー材料から形成されており、前記第１の部材に形成された溝に挿入される被挿入部と、前記エラストマー材料から形成されており、前記被圧縮部の幅と前記被挿入部の最大幅より小さい幅を有し、前記被圧縮部と前記被挿入部に一体に接合されており、前記被圧縮部と前記被挿入部を連結するネック部を備える。前記被圧縮部は、空洞を有する中空構造を備えるとともに、前記第１の部材に接触させられる第１の外面と、前記第１の外面の反対に位置し前記第２の部材に接触させられる第２の外面を有するほぼ矩形の輪郭を備える。前記第１の外面は、第１の幅を持つ第１の凹部を有し、前記第１の凹部の中央には前記ネック部が接合されている。前記第２の外面は、第２の幅を持つ第２の凹部を有する。前記第１の凹部は、前記第２の凹部に重なっており、前記第１の幅と前記第２の幅が異なる。
　この態様によれば、被圧縮部が中空構造を備えるので、第１の部材と第２の部材の平面度が低くても、被圧縮部が長期にわたって封止性能を維持することが可能であり、かつ第１の部材と第２の部材に与える反力が小さい。また、被挿入部は、第１の部材の溝に挿入されて第１の部材に固定され、被圧縮部を支持する。さらに、この態様では、被圧縮部の互いに反対の第１の外面と第２の外面には、それぞれ第１の凹部と第２の凹部が形成され、これらの凹部の幅が異なる。第１の凹部の両端と第２の凹部の両端は、圧縮されるガスケットの変形において最初に圧縮荷重を受ける部位であり、第１の凹部の第１の幅と第２の凹部の第２の幅が等しい場合には、圧縮に伴って、被挿入部に対して被圧縮部が傾くおそれがあり、しかも非圧縮部の変形の挙動は再現性を持たない。しかし、この態様では、第１の凹部は、第２の凹部に重なっており、第１の幅と第２の幅が異なるので、被挿入部に対して被圧縮部が傾かずに（例えば、線対称な形状を維持したまま）、形状の再現性をもって圧縮される。したがって、この態様に係るガスケットは、所望の封止性能を発揮する確実性が高い。
本発明の実施形態に係るガスケットが使用される電気自動車の概略図である。 図１の電気自動車におけるバッテリーケースを示す平面図である。 図２のIII-III線矢視断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るガスケットの断面図である。 バッテリーケースの蓋とフランジの間で圧縮された第１の実施形態に係るガスケットの断面図である。 図５の状態でのガスケットがバッテリーケースに与える接触圧の分布を示すグラフである。 図５の状態よりも強く圧縮された第１の実施形態に係るガスケットの断面図である。 図７の状態でのガスケットがバッテリーケースに与える接触圧の分布を示すグラフである。 図７の状態よりも強く圧縮された第１の実施形態に係るガスケットの断面図である。 図９の状態でのガスケットがバッテリーケースに与える接触圧の分布を示すグラフである。 比較例に係るガスケットの断面図である。 バッテリーケースの蓋とフランジの間で圧縮された比較例に係るガスケットの断面図である。 図１２の状態よりも強く圧縮された比較例に係るガスケットの断面図である。 他の比較例に係るガスケットの断面図である。 バッテリーケースの蓋とフランジの間で圧縮された図１４の比較例に係るガスケットの断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るガスケットの断面図である。
　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。
　図１は本発明の実施形態に係るガスケットが使用される電気自動車１の概略図である。電気自動車１の下部には、大面積を有する薄いバッテリーケース２が配置されており、バッテリーケース２は内部にバッテリー４を保持する。
　図２および図３に示すように、バッテリーケース２は、バッテリーケース２が内部に配置される容器６と、容器６を覆う平板である蓋８を有する。容器６と蓋８は、例えばアルミニウム合金のような金属で形成されている。容器６の周縁部にはフランジ７が形成されおり、蓋８は複数のネジ９によってフランジ７に固定されている。
　フランジ７（第１の部材）と蓋８（第２の部材）の間には、無端のループ形状を有するエラストマー材料から形成されたガスケット１０が配置されている。図２に示すように、ガスケット１０は、フランジ７の輪郭と相似の輪郭を有しており、フランジ７と蓋８の間で圧縮させられ、ループ形状の内側の空間と外側の空間（すなわち容器６の内部空間と外側の空間）を隔てる。
第１の実施形態
　図４は、本発明の第１の実施形態に係るガスケット１０の断面図である。図４は、非圧縮状態、すなわちフランジ７と蓋８の間に配備されていない非使用状態のガスケット１０を示す。
　図４に示すように、ガスケット１０は、中心軸線Ａｘに関して線対称な断面を有する。ガスケット１０は、被圧縮部１２、被挿入部１４およびネック部１６を有する。
　被圧縮部１２は、図５、図７および図９に示すように、フランジ７と蓋８の間で圧縮させられる。被圧縮部１２は、中央に空洞１８を有する中空構造を備える。図示の空洞１８は、半円形の両端を有する長円形であるが、楕円形であってもよいし、ほぼ矩形であってもよい。
　また、被圧縮部１２はほぼ矩形の輪郭を備える。具体的には、被圧縮部１２は、フランジ７に接触させられる下面２０（第１の外面）と、下面２０の反対に位置し蓋８に接触させられる上面２２（第２の外面）と、２つの側面２４を有する。下面２０と空洞１８の間には被圧縮部１２の下壁があり、上面２２と空洞１８の間には被圧縮部１２の上壁があり、各側面２４と空洞１８の間には被圧縮部１２の側壁がある。
　この明細書で、例えば、上面、下面といった向きに関する表現は、理解を容易にするため、図示のガスケット１０の姿勢に従っているが、本発明に係るガスケットの姿勢を図示に限定する意図ではない。
　図４に示す非圧縮状態において、被圧縮部１２の高さＨ、すなわち下面２０と上面２２の間隔は、被圧縮部１２の幅Ｗ、すなわち側面２４の間隔より小さい。また、空洞１８の高さも空洞１８の幅より小さい。
　被挿入部１４は、図５、図７および図９に示すように、フランジ７に形成された断面が矩形の溝７Ａに挿入される。被挿入部１４は、被圧縮部１２から離れるほど小さい幅を持つテーパー形状を有する。したがって、被挿入部１４を容易に溝７Ａに挿入することができる。
　被挿入部１４は、非圧縮状態での被圧縮部１２の幅Ｗより小さい最大幅Ｗ３を有する。非圧縮状態において、被挿入部１４の最大幅Ｗ３は、溝７Ａの幅Ｗ４より大きい。したがって、被挿入部１４を溝７Ａに挿入すると、被挿入部１４は溝７Ａの両壁面に密着し、ガスケット１０は強固にフランジ７に固定される。
　ネック部１６は、被圧縮部１２と被挿入部１４に一体に接合されており、被圧縮部１２と被挿入部１４を連結する。ネック部１６は、被圧縮部１２の幅Ｗと被挿入部１４の最大幅Ｗ３より小さい幅を有する。非圧縮状態において、ネック部１６の２つの側面は、互いに平行である。
　被挿入部１４は、２つの突起２６を有する。突起２６はネック部１６の両側に配置されており、錨のアームのように、被圧縮部１２に向けて延びる。突起２６によって、被挿入部１４の最大幅Ｗ３を大きくして、溝７Ａの壁面に対する被挿入部１４の締め代を大きく確保することができる。したがって、被挿入部１４はフランジ７に強固に取り付けられている。
　被圧縮部１２の下面２０の両端には、被挿入部１４に向けて突出する隆起部２８がそれぞれ形成されている。２つの隆起部２８の頂点２９の間には、凹部３０（第１の凹部）が設けられている。凹部３０の中央にはネック部１６が接合されている。凹部３０は、幅Ｗ１（２つの隆起部２８の頂点２９間の距離）を有する。
　被圧縮部１２の上面２２の両端には、被挿入部１４から離れる方向に突出する隆起部３４がそれぞれ形成されている。２つの隆起部３４の頂点３５の間には、凹部３６（第２の凹部）が設けられている。凹部３６は、幅Ｗ２（２つの隆起部３４の頂点３５間の距離）を有する。
　中心軸線Ａｘに沿った方向において、下面２０の凹部３０は上面２２の凹部３６に重なっており、非圧縮状態において、凹部３０の幅Ｗ１（第１の幅）と凹部３６の幅Ｗ２（第２の幅）は異なる。具体的には、この実施形態では、非圧縮状態において、幅Ｗ１は幅Ｗ２より大きい。
　非圧縮状態において、空洞１８の幅は、凹部３０の幅Ｗ１とほぼ同じであり、凹部３６の幅Ｗ２より大きい。
　上記の通り、ガスケット１０は、無端のループ形状を有する。したがって、被圧縮部１２、被挿入部１４およびネック部１６の各々は、無端のループとして形成されており、ループの内側の空間と外側の空間を隔てることができる。
　ループ形状のガスケット１０は、図４に示す断面を有する長尺なガスケット素材の両端を接合することによって、製造することができる。
　図４に示すように、被圧縮部１２、被挿入部１４およびネック部１６は、中心軸線Ａｘに関して線対称な断面を有する。このような断面を有する長尺なガスケット素材は、線対称なキャビティを有する型を用いて、容易に製造することができる。製造の具体的手法は、好ましくは、押出成形である。
　ガスケット１０の材料は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）であるが、フッ素ゴム、シリコーンゴムのような他のゴム材料であってもよい。
　ガスケット１０の材料は、長尺なガスケット素材に加工された後に、例えば超高周波（ＵＨＦ）または水蒸気によって加熱されることによって、架橋される。好ましくは、JIS K 6253に準拠したタイプＡデュロメータで計測されたガスケット１０の硬度は、５０～８０であり、さらに好ましくは５０～７０である。
　長尺なガスケット素材は、例えばその両端を接着剤で接合するか、型を用いて加圧および加熱することによってその両端を接合することによって、ループ形状に加工される。接合部分は、空洞１８を持たなくてもよい。
　図示しないが、好ましくは、被圧縮部１２には少なくとも１つの空気抜き穴が形成される。空気抜き穴は、空洞１８への空気の流入および空洞１８からの空気の流出を許容する。
　図５は、バッテリーケース２の蓋８とフランジ７の間で弱い力で圧縮されたガスケット１０の断面図であり、図７は、図５の状態より蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭められて、より強い力で圧縮されたガスケット１０の断面図であり、図９は、図７の状態より蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭められて、より強い力で圧縮されたガスケット１０の断面図である。
　図６は、図５の状態でのガスケット１０の下面２０がフランジ７に与える接触圧の分布を示す。図８は、図７の状態でのガスケット１０の下面２０がフランジ７に与える接触圧の分布を示す。図１０は、図９の状態でのガスケット１０の下面２０がフランジ７に与える接触圧の分布を示す。これらのグラフは、有限要素法を用いたシミュレーションの結果から得られた。図６、図８および図１０の横軸は、ガスケット１０の幅方向に対応し、したがって、図６、図８および図１０は、接触圧のガスケット１０の幅方向での分布を示す。
　蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭まるにつれて、空洞１８は縮小し、被圧縮部１２の側壁は外側に広がってゆく。また、蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭まるにつれて、ガスケット１０の下面２０とフランジ７の接触面積が増加し、上面２２と蓋８の接触面積も増加する。したがって、図６、図８および図１０の接触圧分布も広がってゆく。
　このガスケット１０においては、被圧縮部１２が空洞１８を有する中空構造を備えるので、フランジ７の表面と蓋８の表面の平面度が低くても、被圧縮部１２が長期にわたって封止性能を維持することが可能であり、かつフランジ７と蓋８に与える反力が小さい。
　図１１は、非圧縮状態の比較例に係るガスケット４０の断面を示す。比較例に係るガスケット４０は、空洞１８を有しないが、他の特徴は実施形態に係るガスケット１０と同じである。
　図１２は、バッテリーケース２の蓋８とフランジ７の間で弱い力で圧縮されたガスケット４０の断面図であり、蓋８とフランジ７の間隔Ｄは図５のそれと同じである。図１３は、図１２の状態より蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭められて、より強い力で圧縮されたガスケット４０の断面図であり、蓋８とフランジ７の間隔Ｄは図７のそれと同じである。
　図５と図１２の比較、および図６と図１３の比較から明らかなように、実施形態に係るガスケット１０の空洞１８を有する被圧縮部１２は、比較例に係るガスケット４０の空洞１８を有しない被圧縮部１２よりも、はるかに変形しやすい。有限要素法を用いたシミュレーションの結果によれば、図５の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力は、図１２の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の７分の１である。また、図６の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力は、図１３の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の１２．３分の１であって、図１２の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の４．２分の１である。さらに、図７の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力は、図１２の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の３分の１に過ぎない。
　また、蓋８とフランジ７の間隔Ｄが狭められても、実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力の増分は、比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の増分よりはるかに小さい。シミュレーションの結果によれば、図１３の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力は、図１２の状態で比較例に係るガスケット４０が蓋８に与える反力の約２．９倍であるのに対し、図６の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力は、図５の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力の約１．７倍に過ぎない。さらに図７の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力は、図５の状態で実施形態に係るガスケット１０が蓋８に与える反力の約２．３倍に過ぎない。
　このように実施形態に係るガスケット１０によれば、ガスケット１０が配備される部材に与える反力が小さいので、部材（実施形態では蓋８およびフランジ７）に要求される強度を低減することができる。例えば、蓋８およびフランジ７の厚さを低減することができる。また、蓋８をフランジ７に締結するネジ９（図２参照）に要求される強度および／またはネジ９間の間隔を低減することができる。
　実施形態に係るガスケット１０の被圧縮部１２においては、下面２０に形成された凹部３０の幅Ｗ１と上面２２に形成された凹部３６の幅Ｗ２が異なる。これにより達成される効果を説明する。
　図１４は、非圧縮状態の比較例に係るガスケット５０の断面を示す。比較例に係るガスケット５０では、非圧縮状態において、下面２０に形成された凹部３０の幅Ｗ１と上面２２に形成された凹部３６の幅Ｗ２が等しい。他の特徴は実施形態に係るガスケット１０と同じである。図１５は、バッテリーケース２の蓋８とフランジ７の間で弱い力で圧縮されたガスケット４０の断面図であり、蓋８とフランジ７の間隔Ｄは図５のそれと同じである。
　図５および図１５から明らかなように、凹部３０の両端（隆起部２８の頂点２９）と凹部３６の両端（隆起部３４の頂点３５）は、蓋８とフランジ７で圧縮されるガスケット１０の変形において、最初に圧縮荷重を受ける部位である。
　凹部３０の幅Ｗ１と凹部３６の幅Ｗ２が等しい比較例に係るガスケット５０では、被圧縮部１２があたかも４つの頂点２９，３５でピン結合された平行クランク機構のような挙動を行いながら変形するおそれがある。すなわち、図１５に示すように、比較例に係るガスケット５０では、圧縮に伴って、被挿入部１４に対して被圧縮部１２が傾くおそれがある。
　しかも、比較例に係るガスケット５０では、被圧縮部１２の変形の挙動は再現性を持たない。図１５は、下面２０に対して上面２２が左に移動するように、被圧縮部１２が傾くことを示すが、逆に、下面２０に対して上面２２が右に移動するかもしれない。あるいは、平行クランク機構のような挙動を行わずに、図１５の仮想線で示すように、被圧縮部１２の２つの側壁が均等に（被圧縮部１２の線対称な形状を維持したまま）変形するかもしれない。図１５の仮想線は、被圧縮部１２が線対称な形状を維持したまま変形する場合の被圧縮部１２の輪郭と空洞１８の輪郭を示す。
　このように被圧縮部１２の変形の挙動の再現性がない場合、ガスケット１０は、所望の（予期された）封止性能を発揮する確実性が低い。また、もし、ある断面で被圧縮部１２が傾きながら変形し、他の断面で被圧縮部１２が線対称なまま変形した場合（つまりガスケット１０がねじれた場合）、ガスケット１０と蓋８および／またはガスケット１０とフランジ７の間に隙間が発生するおそれがある。
　他方、実施形態に係るガスケット１０では、凹部３０は凹部３６に重なっており、幅Ｗ１と幅Ｗ２が異なるので、図５、図７および図９に示すように、被挿入部１４に対して被圧縮部１２が傾かずに、線対称な形状を維持したまま、形状の再現性をもって圧縮される。したがって、ガスケット１０は、所望の（予期された）封止性能を発揮する確実性が高い。
第２の実施形態
　図１６は、非圧縮状態の本発明の第２の実施形態に係るガスケット６０の断面を示す。
　ガスケット６０では、非圧縮状態において、下面２０に形成された凹部３０の幅Ｗ１は、上面２２に形成された凹部３６の幅Ｗ２より小さい。他の特徴は第１の実施形態に係るガスケット１０と同じである。
　したがって、ガスケット６０においては、被圧縮部１２が中空構造を備えるので、フランジ７と蓋８の平面度が低くても、被圧縮部１２が長期にわたって封止性能を維持することが可能であり、かつフランジ７と蓋８に与える反力が小さい。また、凹部３０は、凹部３６に重なっており、凹部３０の幅Ｗ１と凹部３６の幅Ｗ２が異なるので、被挿入部１４に対して被圧縮部１２が傾かずに（例えば、線対称な形状を維持したまま）、形状の再現性をもって圧縮される。したがって、ガスケット６０は、所望の封止性能を発揮する確実性が高い。
他の変形例
　以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。
　例えば、上記の実施形態では、ガスケットは電気自動車のバッテリーケースに使用されている。しかし、本発明に係るガスケットは、他の用途、例えば、電気自動車のインバーターケースの蓋と容器の間の封止、燃料電池自動車の燃料電池スタック収納ケースの蓋と容器の間の封止、気密室の扉と壁の間の封止、冷蔵庫の扉と壁の間の封止などに使用してもよい。
　上記の実施の形態においては、ガスケットは中心軸線Ａｘに関して線対称な形状を有するが、必ずしも完全に線対称でなくてもよい。
　本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。
条項１．　エラストマー材料から形成されており、第１の部材と第２の部材の間で圧縮させられる被圧縮部と、
　前記エラストマー材料から形成されており、前記第１の部材に形成された溝に挿入される被挿入部と、
　前記エラストマー材料から形成されており、前記被圧縮部の幅と前記被挿入部の最大幅より小さい幅を有し、前記被圧縮部と前記被挿入部に一体に接合されており、前記被圧縮部と前記被挿入部を連結するネック部
を備え、
　前記被圧縮部は、空洞を有する中空構造を備えるとともに、前記第１の部材に接触させられる第１の外面と、前記第１の外面の反対に位置し前記第２の部材に接触させられる第２の外面を有するほぼ矩形の輪郭を備え、
　前記第１の外面は、第１の幅を持つ第１の凹部を有し、前記第１の凹部の中央には前記ネック部が接合されており、
　前記第２の外面は、第２の幅を持つ第２の凹部を有し、
　前記第１の凹部は、前記第２の凹部に重なっており、前記第１の幅と前記第２の幅が異なる
ことを特徴とするガスケット。
条項２．　前記被圧縮部、前記被挿入部および前記ネック部は、中心軸線に関して線対称な断面を有する
ことを特徴とする条項１に記載のガスケット。
　この条項によれば、例えば線対称なキャビティを有する型を用いて、ガスケットを容易に製造することができる。
条項３．　前記被圧縮部、前記被挿入部および前記ネック部の各々は、無端のループとして形成されている
ことを特徴とする条項１または２に記載のガスケット。
　この条項によれば、ガスケットは、ループの内側の空間と外側の空間を隔てることができる。
条項４．　前記第１の幅は、前記第２の幅より大きい
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載のガスケット。
条項５．　前記第１の幅は、前記第２の幅より小さい
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載のガスケット。
条項６．　前記被挿入部の最大幅は、前記溝の幅より小さい
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載のガスケット。
　この条項によれば、被挿入部を溝に挿入すると、被挿入部は溝の両壁面に密着する。
条項７．　前記被挿入部は、前記被圧縮部から離れるほど小さい幅を持つテーパー形状を有する
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載のガスケット。
　この条項によれば、被挿入部を容易に溝に挿入することができる。
条項８．　前記被挿入部は、前記ネック部の両側に配置され、前記被圧縮部に向けて延びる２つの突起を有する
ことを特徴とする条項１から７のいずれか１項に記載のガスケット。
　この条項によれば、被挿入部の締め代を大きく確保することができる。
７　フランジ（第１の部材）
７Ａ　溝
８　蓋（第２の部材）
１０，６０　ガスケット
１２　被圧縮部
１４　被挿入部
１６　ネック部
１８　空洞
２０　下面（第１の外面）
２２　上面（第２の外面）
３０　凹部（第１の凹部）
３６　凹部（第２の凹部）
Ｗ　被圧縮部１２の幅
Ｗ１　凹部３０の幅（第１の幅）
Ｗ２　凹部３６の幅（第２の幅）
Ｗ３　被挿入部１４の最大幅
Ｗ４　溝７Ａの幅

Claims (1)

  1. 　エラストマー材料から形成されており、第１の部材と第２の部材の間で圧縮させられる被圧縮部と、
    　前記エラストマー材料から形成されており、前記第１の部材に形成された溝に挿入される被挿入部と、
    　前記エラストマー材料から形成されており、前記被圧縮部の幅と前記被挿入部の最大幅より小さい幅を有し、前記被圧縮部と前記被挿入部に一体に接合されており、前記被圧縮部と前記被挿入部を連結するネック部
    を備え、
    　前記被圧縮部は、空洞を有する中空構造を備えるとともに、前記第１の部材に接触させられる第１の外面と、前記第１の外面の反対に位置し前記第２の部材に接触させられる第２の外面を有するほぼ矩形の輪郭を備え、
    　前記第１の外面は、第１の幅を持つ第１の凹部を有し、前記第１の凹部の中央には前記ネック部が接合されており、
    　前記第２の外面は、第２の幅を持つ第２の凹部を有し、
    　前記第１の凹部は、前記第２の凹部に重なっており、前記第１の幅と前記第２の幅が異なる
    ことを特徴とするガスケット。
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