JP7274363B2 - 密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、ケースに設けられた開口部と、ケース内に取り付けられる取付部品との間の環状隙間を封止するガスケットを備える密封構造に関する。

ケースに設けられた開口部と、ケース内に取り付けられる取付部品との間の環状隙間を封止するためのガスケットが広く知られている。ここで、開口部に対する取付部品の相対位置の移動が許容されている場合には、シール性を維持するための対策が必要となる。

しかしながら、開口部に対する取付部品の相対位置の移動量が小さな場合においてシール性を維持できるガスケットは知られているが、当該移動量が大きな場合でも安定的にシール性を維持できるガスケットについては知られていない。

特開平８－１５９００３号公報 特開２００７－４０５３３号公報

本発明の目的は、開口部に対する取付部品の相対位置の移動量が大きな場合でも、安定的にシール性を維持できるガスケットを備える密封構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封構造は、
内部の圧力が高くなる環境で用いられるケースと、
前記ケース内に取り付けられ、前記ケースに設けられた開口部に対して相対位置の移動が許容され、かつ前記開口部からケース外部に一部が飛び出るように構成される取付部品と、
前記開口部と前記取付部品との間の環状隙間を封止するガスケットと、
を備える密封構造であって、
前記ガスケットは、
補強環と、
前記補強環に一体的に設けられる弾性体製のシール本体と、
を備え、
前記補強環側が前記開口部の内周面に密着した状態で嵌合により固定されることで、前記開口部の内周面との間の隙間を封止させると共に、
前記シール本体は、
前記補強環に一体的に固定される被固定部と、
締め付け部材により外周面側から締め付けられることにより、前記取付部品の外周面に密着した状態で固定される取付部品側シール部と、
前記被固定部と前記取付部品側シール部との間に設けられ、撓み変形可能に構成されることで前記被固定部と前記取付部品側シール部との相対的な移動を許容する可撓部と、
を備えると共に、
前記補強環は、
前記開口部の内周面の内側の位置に配される筒状部と、
前記筒状部の一端側に設けられ、前記ケースの内部側において、前記開口部よりも外側に飛び出るように設けられる外向きフランジ部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、補強環側がケースの開口部の内周面に密着した状態で嵌合により固定され、取付部品側シール部が取付部品の外周面に密着した状態で固定されることで、開口部と取付部品との間の環状隙間が封止される。そして、被固定部と取付部品側シール部との間に設けられた可撓部によって、被固定部と取付部品側シール部との相対的な移動が許容されるため、開口部に対する取付部品の相対位置が移動しても、補強環側の開口部の内周面への密着状態、及び取付部品側シール部による取付部品の外周面への密着状態は維持される。また、取付部品側シール部は締め付け部材により外周面側から締め付けられるので、取付部品側シール部による取付部品の外周面への密着状態は安定的に維持される。従って、開口部に対する取付部品の相対位置の移動量が大きな場合でも、安定的にシール性を維持することができる。また、補強環が外向きフランジ部を備えることで、ケースの内部の圧力が高くなっても、ガスケットがケースの外側に外れてしまうことを抑制することができる。

前記可撓部は、
前記被固定部と前記取付部品側シール部にそれぞれ一体に繋がるように設けられた蛇腹状部分により構成されているとよい。

これにより、被固定部と取付部品側シール部が軸線方向に相対的に移動した場合、被固定部と取付部品側シール部が軸線方向に対して垂直方向に相対的に移動した場合、被固定部と取付部品側シール部が軸線方向に対して傾く方向に相対的に移動した場合、または、被固定部と取付部品側シール部が上記３種類の相対的な移動方向のうち２種類以上の移動が複合した場合のいずれに対しても、可撓部は無理なく変形する。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、開口部に対する取付部品の相対位置の移動量が大きな場合でも、安定的にシール性を維持することができる。

図１は本発明の参考例に係るガスケットの模式的断面図である。 図２は本発明の参考例に係る密封構造の模式的断面図である。 図３は本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図である。 図４は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（参考例）
図１及び図２を参照して、本発明の参考例に係るガスケットについて説明する。図１は本発明の参考例に係るガスケットの模式的断面図である。なお、本参考例に係るガスケットは略回転対称形状であり、図１においては、ガスケットの中心軸線を含む面で、ガスケットを切断した断面を模式的に示している。図２は本発明の参考例に係るガスケットを備える密封構造の模式的断面図である。なお、図２においても、ガスケットの中心軸線を含む面で、ガスケット等を切断した断面を模式的に示している。以下、ガスケットの中心軸線が伸びる方向を「軸線方向」と称する。

＜密封構造＞
本発明の参考例に係るガスケット１０を備える密封構造について、特に、図２を参照して説明する。本参考例に係る密封構造は、ケース５００と、ケース５００内に取り付けられる取付部品６００と、ケース５００に設けられた開口部５１０と取付部品６００との間の環状隙間を封止するガスケット１０とを備えている。なお、図２中、下方がケース５００の内部側（Ｉ）であり、上方がケース５００の外部側（Ｏ）である。本参考例に係る取付部品６００は、開口部５１０に対して相対位置の移動が許容され、かつ開口部５１０からケース外部に一部が飛び出るように構成されている。なお、本参考例に係る取付部品６００は、開口部５１０に対して、軸線方向への相対的な移動と、軸線方向に対して垂直方向への相対的な移動と、軸線方向に対して傾く方向への相対的な移動と、これら３種類の相対的な移動のうち２種類以上の複合的な移動のいずれも可能に構成されている。

取付部品６００の具体的としては、電気的な接続を行うためのコネクタを挙げることができる。この場合、取付部品６００であるオスコネクタ（またはメスコネクタ）と、不図示の外部装置（例えば電源）に設けられたメスコネクタ（またはオスコネクタ）とを接続することによって、電気的な接続を行うことができる。また、取付部品６００の他の例として、配管を挙げることができる。この場合、取付部品６００としての配管と、不図示の外部の配管とを接続することで、例えば、ケース５００の内部に流体を導入したり、ケース５００の外部に流体を排出したりすることができる。

＜ガスケット＞
本発明の参考例に係るガスケット１０について、より詳細に説明する。本参考例に係るガスケット１０は、金属などにより構成される補強環１００と、補強環１００に一体的に設けられる弾性体（例えば、ゴム）製のシール本体２００とから構成される。補強環１００は、筒状部である円筒部１１０と、円筒部１１０の端部に設けられる内向きフランジ部１２０とから構成される。

シール本体２００は、補強環１００に一体的に固定される被固定部２１０と、取付部品
側シール部２２０と、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０との間に設けられる可撓部２３０とから構成される。例えば、補強環１００をインサート部品として、インサート成形によって、シール本体２００を成形することにより、補強環１００に対して被固定部２１０を一体的に固定させることができる。なお、本参考例においては、被固定部２１０は、補強環１００の円筒部１１０の外周面を覆う部分を有している。また、本参考例においては、被固定部２１０の外周面は円柱面で構成され、取付部品側シール部２２０の内周面は円柱面で構成されている。前者の外径の方が、後者の内径よりも大きく構成されている。

本参考例に係るガスケット１０は、補強環１００側が、ケース５００の開口部５１０の内周面５１１に密着した状態で嵌合により固定されることで、開口部５１０の内周面５１１との間の隙間が封止される。より具体的には、本参考例においては、被固定部２１０のうち、補強環１００の円筒部１１０の外周面を覆う部分が、ケース５００の開口部５１０の内周面５１１に密着した状態で嵌合により固定されるように構成されている。なお、本参考例においては、開口部５１０の内周面５１１が円柱面で構成されることに伴って、補強環１００の筒状部は円筒部１１０により構成されている。しかしながら、本発明においては、開口部の形状は限定されることはない。つまり、開口部の平面形状は、円形に限らず、オーバル形状など各種の形状が採用され得る。従って、本発明における補強環における筒状部については、開口部の形状に適合するように各種の形状が採用され得る。

なお、本参考例においては、開口部５１０の内周面５１１が単に円柱面で構成される場合を示した。しかしながら、開口部５１０に、図２中、点線で示すように、内向きフランジ部５１２を設ける構成を採用することもできる。このように、内向きフランジ部５１２を設ければ、補強環１００の円筒部１１０の端部が、内向きフランジ部５１２の端面５１２ａに突き当たる位置まで、ガスケット１０を装着することで簡単にガスケット１０の位置決めを行うことができる。

また、本参考例においては、被固定部２１０のうち、補強環１００の円筒部１１０の外周面を覆う部分が、ケース５００の開口部５１０の内周面５１１に密着した状態で嵌合により固定される場合を示した。しかしながら、図中、丸で囲んだＸ部分に示すように、ケース５００の開口部５１０の内周面５１１に対して、補強環１００の円筒部１１０が直接密着する構成を採用することもできる。また、図中、丸で囲んだＹ部分に示すように、ケ
ース５００の開口部５１０の内周面５１１に対して、補強環１００の円筒部１１０が直接密着し、かつ、弾性体からなる被固定部２１０の一部も密着する構成を採用することもできる。

取付部品側シール部２２０は、締め付け部材３００により外周面側から締め付けられることにより、取付部品６００の外周面に密着した状態で固定されるように構成されている。なお、本参考例に係る取付部品側シール部２２０の外周面には、締め付け部材３００の位置決めを容易にするために環状溝２２１が設けられている。締め付け部材３００については、クリップや締め付けバンドなどの各種公知技術を採用し得る。また、本参考例においては、取付部品６００の外周面が円柱面により構成されることに伴って、取付部品側シール部２２０の内周面も円柱面により構成される。しかしながら、本発明においては、そのような形状に限定されることはない。つまり、取付部品側シール部の内周面の形状は、取付部品の外周面の形状に応じた形状を採用すればよい。

可撓部２３０は、撓み変形可能に構成されることで被固定部２１０と取付部品側シール部２２０との相対的な移動を許容するように構成されている。より具体的には、本参考例に係る可撓部２３０は、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０にそれぞれ一体に繋がるように設けられた蛇腹状部分により構成されている。

＜本参考例に係るガスケットの優れた点＞
本参考例に係るガスケット１０によれば、補強環１００側がケース５００の開口部５１０の内周面５１１に密着した状態で嵌合により固定され、取付部品側シール部２２０が取付部品６００の外周面に密着した状態で固定される。これにより、開口部５１０と取付部品６００との間の環状隙間が封止される。

そして、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０との間に設けられた可撓部２３０によって、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０との相対的な移動が許容される。そのため、開口部５１０に対する取付部品６００の相対位置が移動しても、補強環１００側の開口部５１０の内周面への密着状態、及び取付部品側シール部２２０による取付部品６００の外周面への密着状態は維持される。また、取付部品側シール部２２０は締め付け部材３００により外周面側から締め付けられるので、取付部品側シール部２２０による取付部品６００の外周面への密着状態は安定的に維持される。従って、開口部５１０に対する取付部品６００の相対位置の移動量が大きな場合でも、安定的にシール性を維持することができる。

また、本参考例に係る可撓部２３０は、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０に
それぞれ一体に繋がるように設けられた蛇腹状部分により構成されている。これにより、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０が軸線方向に相対的に移動した場合、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０が軸線方向に対して垂直方向に相対的に移動した場合、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０が軸線方向に対して傾く方向に相対的に移動した場合、または、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０が上記３種類の相対的な移動方向のうち２種類以上の移動が複合した場合のいずれに対しても、可撓部２３０は無理なく変形する。

（実施例）
図３及び図４には、本発明の実施例が示されている。本実施例においては、補強環に関する構成が、上記参考例とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については参考例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図３は本発明の実施例に係るガスケットの模式的断面図である。なお、本実施例に係るガスケットは略回転対称形状であり、図３においては、ガスケットの中心軸線を含む面で、ガスケットを切断した断面を模式的に示している。図４は本発明の実施例に係るガスケットを備える密封構造の模式的断面図である。なお、図４においても、ガスケットの中心軸線を含む面で、ガスケット等を切断した断面を模式的に示している。以下、ガスケットの中心軸線が伸びる方向を「軸線方向」と称する。

＜密封構造＞
本発明の実施例に係るガスケット１０Ｘを備える密封構造についても、上記参考例の場合と同様に、ケース５００Ｘと、ケース５００Ｘ内に取り付けられる取付部品６００と、ケース５００Ｘに設けられた開口部５１０Ｘと取付部品６００との間の環状隙間を封止するガスケット１０Ｘとを備えている。取付部品６００に関する構成、及び具体例については、上記参考例で説明した通りであるので、その説明は省略する。

＜ガスケット＞
本発明の実施例に係るガスケット１０Ｘについて、より詳細に説明する。本実施例に係るガスケット１０Ｘにおいても、上記参考例の場合と同様に、金属などにより構成される補強環１００Ｘと、補強環１００Ｘに一体的に設けられる弾性体（例えば、ゴム）製のシール本体２００とから構成される。シール本体２００及び締め付け部材３００の構成については、一部の形状が異なる程度で、基本的な構成は、上記参考例の場合と同様であるの
で、その説明は省略する。

本実施例に係る補強環１００Ｘは、筒状部としての円筒部１１０Ｘと、円筒部１１０Ｘの一端側に設けられる外向きフランジ部１２０Ｘとから構成される。円筒部１１０Ｘは、ケース５００Ｘに設けられた開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘの内側の位置に配されるように構成されている。そして、本実施例に係るガスケット１０Ｘおいても、上記参考例の場合と同様に、補強環１００Ｘ側が、ケース５００Ｘの開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘに密着した状態で嵌合により固定されることで、開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘとの間の隙間が封止される。なお、本実施例においては、開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘが円柱面で構成されることに伴って、補強環１００Ｘの筒状部は円筒部１１０Ｘにより構成されている。しかしながら、本発明においては、開口部の形状は限定されることはない。つまり、開口部の平面形状は円形に限らず、オーバル形状など各種の形状が採用され得る。従って、本発明における補強環における筒状部については、開口部の形状に適合するように各種の形状が採用され得る。

そして、本実施例に係る外向きフランジ部１２０Ｘは、ケース５００Ｘの内部側（Ｉ）において、開口部５１０Ｘよりも外側に飛び出るように設けられている。そして、この外向きフランジ部１２０Ｘと、外向きフランジ部１２０Ｘを覆う弾性体の一部は、ケース５００Ｘの端面５２０Ｘのうち開口部５１０Ｘの周囲の部分に接するように配される。なお
、本実施例においては、被固定部２１０のうち、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘの外周面を覆う部分が、ケース５００Ｘの開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘに密着した状態で嵌合により固定され、かつ外向きフランジ部１２０Ｘを覆う弾性体の一部が、ケース５００Ｘの端面５２０Ｘのうち開口部５１０Ｘの周囲の部分に接する場合を示した。しかしながら、図中、丸で囲んだＺ部分に示すように、ケース５００Ｘの開口部５１０の内周面５１１Ｘ、及び端面５２０Ａに対して、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘと外向きフランジ部１２０Ｘがそれぞれ直接密着し、かつ、弾性体からなる被固定部２１０の一部も密着する構成を採用することもできる。また、特に図示はしないが、ケース５００Ｘの開口部５１０の内周面５１１Ｘ、及び端面５２０Ａに対して、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘと外向きフランジ部１２０Ｘのみがそれぞれ直接密着する構成を採用することもできる。

＜本実施例に係るガスケットの優れた点＞
本実施例に係るガスケット１０Ｘにおいても、上記参考例の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、外向きフランジ部１２０Ｘと、外向きフランジ部１２０Ｘを覆う弾性体の一部は、ケース５００Ｘの端面５２０Ｘのうち開口部５１０Ｘの周囲の部分に接するように配される。従って、ケース５００Ｘの内部の圧力が高くなる環境下であっても、ガスケット１０Ｘがケース５００Ｘの外側に外れてしまうことを抑制することができる。つまり、ガスケット１０Ｘがケース５００Ｘの外側に移動しようとしても、外向きフランジ部１２０Ｘの付近が端面５２０Ｘに引っ掛かるため、ガスケット１０Ｘがケース５００Ｘから外れてしまうことが抑制される。

また、本実施例においては、外向きフランジ部１２０Ｘを有する補強環１００Ｘを採用しているため、参考例の場合のように、内向きフランジ部１２０を有する補強環１００を採用する場合に比べて、被固定部２１０と取付部品側シール部２２０との間の軸線方向に対して垂直方向の距離を短くすることができる利点もある。

なお、図示の例においては、被固定部２１０のうち、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘの外周面を覆う部分が、ケース５００Ｘの開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘに密着した状態で嵌合により固定される場合を示している。しかしながら、上記参考例において説明した通り、ケース５００Ｘの開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘに対して、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘが直接密着する構成を採用することもできる。また、ケース５００Ｘの開口部５１０Ｘの内周面５１１Ｘに対して、補強環１００Ｘの円筒部１１０Ｘが直接密着し、かつ、弾性体からなる被固定部２１０の一部も密着する構成を採用することもできる。

１０，１０Ｘ ガスケット
１００，１００Ｘ 補強環
１１０，１１０Ｘ 円筒部
１２０ 内向きフランジ部
１２０Ｘ 外向きフランジ部
２００ シール本体
２１０ 被固定部
２２０ 取付部品側シール部
２２１ 環状溝
２３０ 可撓部
３００ 締め付け部材
５００，５００Ｘ ケース
５１０，５１０Ｘ 開口部
５１１，５１１Ｘ 内周面
５１２ 内向きフランジ部
５１２ａ 端面
５２０Ｘ 端面
６００ 取付部品

Claims (2)

1. 内部の圧力が高くなる環境で用いられるケースと、
   前記ケース内に取り付けられ、前記ケースに設けられた開口部に対して相対位置の移動が許容され、かつ前記開口部からケース外部に一部が飛び出るように構成される取付部品と、
   前記開口部と前記取付部品との間の環状隙間を封止するガスケットと、
   を備える密封構造であって、
   前記ガスケットは、
   補強環と、
   前記補強環に一体的に設けられる弾性体製のシール本体と、
   を備え、
   前記補強環側が前記開口部の内周面に密着した状態で嵌合により固定されることで、前記開口部の内周面との間の隙間を封止させると共に、
   前記シール本体は、
   前記補強環に一体的に固定される被固定部と、
   締め付け部材により外周面側から締め付けられることにより、前記取付部品の外周面に密着した状態で固定される取付部品側シール部と、
   前記被固定部と前記取付部品側シール部との間に設けられ、撓み変形可能に構成されることで前記被固定部と前記取付部品側シール部との相対的な移動を許容する可撓部と、
   を備えると共に、
   前記補強環は、
   前記開口部の内周面の内側の位置に配される筒状部と、
   前記筒状部の一端側に設けられ、前記ケースの内部側において、前記開口部よりも外側
   に飛び出るように設けられる外向きフランジ部と、
   を備えることを特徴とする密封構造。
2. 前記可撓部は、
   前記被固定部と前記取付部品側シール部にそれぞれ一体に繋がるように設けられた蛇腹状部分により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。

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