ガスケットのシール構造
【課題】相手部材の寸法バラツキや表面のうねりを吸収することができる締め代を確保し、かつ、ガスケットの反力を抑制して相手部材に変形を生じることがない安定したシール性を維持できるガスケットのシール構造を提供する。
【解決手段】中空シール部の頂部にシールリブと、中空シール部の下部には内周側に倒れ防止部を備えた中空シール部とを備え、さらにシールリブは、該中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、該シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて中空シール部に連結するシールリブ連結部から形成され、該第２取付溝部は、該第１部材と該第２部材が密着した状態では圧縮変形された該中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とする
【解決手段】中空シール部の頂部にシールリブと、中空シール部の下部には内周側に倒れ防止部を備えた中空シール部とを備え、さらにシールリブは、該中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、該シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて中空シール部に連結するシールリブ連結部から形成され、該第２取付溝部は、該第１部材と該第２部材が密着した状態では圧縮変形された該中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とする
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つの部材の間にガスケットを介在させて、両部材を気密的、水密的に封止する、特に、樹脂製の容器やカバーなどに用いられるガスケットのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ガスケットを装着するハウジング又はケースなどの装着部材において、その材質を金属から樹脂へと変更して軽量化を図ることがなされるようになってきている。
【０００３】
しかしながら、このように装着部材を樹脂製とした場合には、ガスケットの高さのバラツキやヘタリ、あるいは、樹脂製部材の寸法のバラツキ（例えば溝公差）や表面のうねり、クリープ変形などが比較的大きいことから、実質的な締め代が減少して締め代に余裕がなくなってしまう部位が生じることがある。このため、全周に亘って必要な締め代を確保するにはガスケットの高さ寸法を大きく形成しなければならない。
【０００４】
しかし、例えば、図２に示すような従来のガスケットのシール構造１００では、装着部材６２に装着されたガスケット６０の反力が高いために相手部材である樹脂カバー６４を変形させて、周方向で隙間を生じることがある。そこで、変形抑止のために樹脂カバー６４を金属リテーナで補強すると高価な仕様になってしまう。また、設定される潰し代Ｄがその最大値において大きくなりすぎて、ガスケット６０が装着部材間で倒れやすくなるという不都合が生じる。一方、装着時に発生する反力を小さく抑えるべくガスケットのゴム材料を低硬度の仕様とすれば、なおさら倒れやすくなるので、ガスケットの姿勢安定性と更なる低荷重・高締め代を達成できるガスケットのシール構造が望まれている。
【０００５】
この改善策として、特許文献１は先端にリップ状のシールを形成したガスケットを開示し、特許文献２はガスケットの一部を中空としたガスケットを開示している。
【０００６】
特許文献１に開示されたガスケット７０は、図３に示すように、一方の部材７２の装着溝７１に挿入される本体部７４と、本体部７４から他方の部材７３に向かって突出する突起部７６とを有し、突起部７６が二つの部材が密接する方向に対して交差する方向にのびるように設けられている。このため、他方の部材７３が密接すると、傾斜角αが拡がる方向にのみ突起部７６が倒れる。つまり、このガスケット７０は、二つの部材が密接した時の装着溝７１内での変形方向が一定となっている。この結果周方向位置によって倒れる方向が変化することによるシール性の低下が抑えられる。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたガスケット８０は弾性体よりなり、図４に示されるように、樹脂製の被取付部材８１の取付溝８２に装着されている。このガスケット８０は、ガスケット８０が圧縮される方向（図４（ａ）の上下方向で、Ｙ矢印方向）に沿う断面形状が圧縮方向に長い長円形をなしており、この長円形の断面形状が周方向に連続する無端の環状体となっている。そして、ガスケット８０は、長円形断面の中央に周方向に連続する円形断面の中空部８３を有している。
【０００８】
このようなガスケット８０に被取付部材８１の相手部材８４が圧接されて締め付け荷重が作用すると、図４（ｂ）に示されるように、ガスケット８０は中空部８３がつぶれる方向に圧縮されて、長円形断面の長軸長さが短くなる。この時、圧縮分の反力がガスケット８０の内部に発生するが、この反力は中空部８３が設けられている分だけ小さくなる。このため、被取付部材８１及び相手部材８４間で圧縮されたガスケット８０の反力による、樹脂製の被取付部材８１などのクリープ変形を押さえることができる。また、中空部８３内に封じ込められた空気によって復元力が得られるので、ガスケット８０のへたりを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５７４５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示のガスケット７０では、圧縮されて反力を生じる本体部７４は、装着溝７１内に埋設されており、突起部７６のみが装着溝７１から突出して他方の部材７３に圧接するようになっている。従って、他方の部材７３やガスケット７０の寸法バラツキに対して余裕度をもった締め代を確保することができない。
【００１１】
また、特許文献２に開示のガスケット８０では、圧縮方向における半分以上の部分が取付溝８２内に配置された状態で取付溝８２に保持されている。そして、被取付部材８１の相手部材８４からの締め付け荷重がガスケット８０に作用していない無荷重状態では、中空部８３の大部分が取付溝８２内に存在しており、実質的に中実部分のみが取付溝８２の外に存在している。
【００１２】
このため、例えば、樹脂製の被取付部材８１や相手部材８４の寸法のバラツキ（例えば溝公差）や表面のうねりなどにより、締め付け荷重付与状態では取付溝８２の外に存在するガスケット８０の中実部分がねじれるように変形して歪んだり、あるいは傾いて倒れたりすることが考えられる。そうすると、取付溝８２および相手部材８４間で圧縮されるガスケット８０の中実部分の圧縮度合いが減少することで、シール面圧が低下して安定的なシール性を確保することができない。
【００１３】
本発明は上記の実状に鑑みてなされたものであり、相手部材の寸法バラツキや表面のうねりを吸収できる締め代を確保し、かつ、ガスケットの反力を抑制して相手部材に変形を生じることがない安価で安定したシール性を維持できるガスケットのシール構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を達成するため、本発明に係るガスケットのシール構造は、第１部材に形成された環状の取付溝部に保持され、第１部材の相手部材である第２部材の下面が第１部材に圧接されることにより両部材間に挟持されてシールするガスケットとよりなり、取付溝部は、第１取付溝部と、第１取付溝部よりも幅広の第２取付溝部とが段形状に形成されており、ガスケットは、第１取付溝部内に配置されて第１取付溝部に保持される中実シール部と、中実シール部の上部に一体に形成され、中実シール部が第１取付溝部に保持された状態にあるときに第１取付溝部の外に位置し、周方向に連続する密閉中空部を区画する円弧状側壁部とからなる中空シール部と、中空シール部はその頂部にシールリブと、その下部であって中実シール部と隣接する内周側の位置に倒れ防止部を備え、シールリブは、中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて該中空シール部に連結するシールリブ連結部から形成され、第２取付溝部は、シールリブ先端部が第２部材の下面に接触した状態で、円弧状側壁部の一部を収容し、第１部材と第２部材が密着した状態では圧縮変形された中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このガスケットのシール構造において、ガスケットはその中実シール部が第１取付溝部に保持された状態にあるときに、その中空シール部が第１取付溝部の外に位置するように構成されている。中実シール部は、第１取付溝部内に配置されて、この第１取付溝部に保持される。したがって、このガスケットのうち、中実シール部のみが第１取付溝部に保持されるのであり、取付溝に対してガスケットを確実に保持させることができ、ガスケットの姿勢安定性を向上させることができる。
【００１６】
中空シール部は、シールリブと周方向に連続する密閉中空部とを有しているため、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、中実シール部は圧縮変形されることなく、主としてこの中空シール部が圧縮変形される。このため、本発明のガスケットでは、中空シール部の存在により低反発力となり、相手部材である第２部材のクリープ変形を良好に抑制することができる。
【００１７】
中空シール部は、中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて円弧状側壁部に連結するシールリブ連結部から形成されたシールリブを備えているので、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、中空シール部の変形方向が一定となり、周方向位置によってガスケットの倒れる方向が変化することがなく、シール性が安定する。また、各部材のバラツキや変形などにより圧縮量が低下してしまった場合でも、中空シール部の下部に形成された倒れ防止部が内周側の円弧状側壁部を支持することにより、シールリブが有効に追随して良好なシール性を確保することができる。
【００１８】
以上のように、締め付け荷重を付与されて変形するのは、主として第１取付溝部から突出した中空シール部であり、圧縮変形後の反力が小さい中空シール部を備える本発明のガスケットのシール構造においては、従来よりも大きな締め代を設定することが可能となる。
【００１９】
本発明のガスケットのシール構造の好適な態様において、周方向に対する直角断面におけるシールリブ連結部の位置は、密閉中空部の幅寸法をｗとしたときに、中心線から０．１５ｗ内周側の位置から、中心線から０．２５ｗ外周側の位置までの範囲に形成されていることが好ましい。
【００２０】
シールリブをこのように形成することにより、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、シールリブはスムースに傾動するとともに中空シール部を圧縮変形させながら埋没していくことができ、シール性をより一層確実なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
よって、本発明のガスケットのシール構造によれば、相手部材の寸法バラツキや表面のうねりを吸収できる高締め代を有し、かつ、ガスケットの反力を抑制して相手部材に変形を生じることがない、長期にわたって良好なシール性を確保することができるガスケットのシール構造を提供することができる。また、このガスケットのシール構造によれば、相手部材の変形を抑止するための金属リテーナは不要となり、安価なガスケットのシール構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るシール構造の締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図２】従来のガスケットの締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図３】他の従来のガスケットの締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図４】他の従来のガスケットに係り、（ａ）は締め付け荷重付与前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は締め付け荷重付与後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態のガスケットのシール構造１は、ハイブリッド車や電気自動車などの電池パックを収納するケースに装着されて、電池パックへの水分の侵入を防止するガスケットのシール構造である。電池パック収納ケースは、ＰＰ（ポリプロピレン）＋ＧＦ（グラスファイバー）や、ＰＡ６６（ポリアミド６６）等の樹脂材料から射出成形等により略矩形の箱状に形成されてなるアッパケース（第２部材）２０とロアケース（第１部材）１０とからなる。ロアケース１０の外周縁端部には環状の取付溝１１が凹設されている。取付溝１１は二段構成になっており、下段に第１取付溝部１２が形成され、上段には収容部である第２取付溝部１３が形成されている。
【００２５】
アッパケース２０の下面と取付溝１１との間には、第１取付溝部１２の底面１２ａとアッパケース２０の下面によって挟み込まれるようにガスケット３０が配設されている。図１は本実施形態に係るガスケット３０を、対向するアッパケース２０と取付溝１１との間に配設した状態を示す部分断面図であって、環状に延びる周方向に対して直交する断面で、ガスケット３０に締め付け荷重が作用していない締め付け荷重付与前の状態を示している。
【００２６】
ガスケット３０は中実に形成された中実シール部３２と、頂部に上側シールリブ３４を備えるとともに周方向に連続する密閉中空部３８を内部に有している中空シール部３６とが一体に形成された環状のゴム状弾性体である。ここで、ガスケット３０を構成するゴム状弾性体としては、熱可塑性エラストマーなどの弾性材料、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）やＦＶＭＱ（フルオロシリコン）等を挙げることができるが、ガスケットとしてのシール性を確保できるものであれば特に限定されるものではなく、従来のものを用いることができる。また、ガスケット３０は環状に延びる周方向に対して直交する断面形状において、ガスケットが圧縮される圧縮方向（図１の上下方向）に延びる中心線Ｌに関して、上側シールリブ３４及び倒れ防止部３３を除いて左右対称の形状を有している。
【００２７】
ガスケット３０の中実シール部３２は、略矩形断面を有しその全体が第１取付溝部１２内に圧入状態で保持されている。図１では中実シール部３２の外側面と第１取付溝部１２の側壁面１２ｃから第１取付溝部１２の内部に向かって突出する突出部が周方向の適宜の位置に対向して設けられており、中実シール部３２はこれらの突出部に圧縮されて挟持されている。このように中実シール部３２が第１取付溝部１２の突出部に圧縮されて挟持されていれば、取付溝１１に対する中実シール部３２の姿勢安定性を高めることができ、ガスケット３０を安定した姿勢で保持することができる。また、中実シール部３２はその底部に第１取付溝部１２の底面１２ａに当接する下側シールリブ３７を備えており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。なお、側壁面１２ｃから突出する突出部がない場合もあり、この場合には第１取付溝部１２の加工が容易となる。
【００２８】
ガスケット３０の中空シール部３６は上記の中実シール部３２と一体に形成されており、内部に有している周方向に連続する密閉中空部３８とともに略円形断面に形成されて、中実シール部が第１取付溝部１２に保持された状態にあるときにはその全体が第１取付溝部１２の外に位置している。また、中空シール部３６の下部であって中実シール部３２と隣接する位置には、第２取付溝部１３の底面１３ａに当接する倒れ防止部３３を備えており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。
【００２９】
また、本実施形態のガスケット３０において、ガスケット３０が環状に延びる周方向に対して直交する断面において、中実シール部３２の幅ｗ１よりも中空シール部３６の幅ｗ２の方が大きくされている。中空シール部３６は略均一厚さで円弧状に延びる円弧状側壁部３６１を有しており、円弧状側壁部３６１は密閉中空部３８を区画している。密閉中空部３８は、半円弧形状の上端部から下方に向かって直線部が形成され、直線部の下端から下方に向かい先細りのテーパー形状となっている。このため、先細りのテーパー形状に対応する下側中空シール部３６２の肉厚は、円弧状側壁部３６１の一般部分よりも厚肉となっている。中空シール部３６の下端部内周側には中実シール部３２に隣接する部位に倒れ防止部３３が形成されており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。また、中空シール部３６の頂上近傍には上側シールリブ３４が形成されており、上側シールリブ３４の形状は中心線Ｌの近傍にシールリブ先端部３４１が形成され、シールリブ先端部３４１から内周側の円弧状側壁部３６１に滑らかな斜辺を形成した三角リブ状をなしている。
【００３０】
以上のように構成される本実施形態のガスケットのシール構造１において、ロアケース１０にアッパケース２０が取付けられることにより、上側シールリブ３４が折畳まれるようにして、中空シール部３６と密閉中空部３８とともに潰される方向に圧縮され、ロアケース１０にアッパケース２０が密着すると中空シール部３６は第２取付溝部１３内に収容される。第２取付溝部１３は変形後の円弧状側壁部３６１が第２取付溝部１３の側壁面１３ｃに接触する溝幅とされているので、締め付け荷重付与中の中空シール部３６は、第２取付溝部１３の側壁面１３ｃによって規制されることなく圧縮変形することができる。このため、このガスケット３０では中空シール部３６の密閉中空部３８の存在により、圧縮量が多い高圧縮部位においても低反発力となり、相手部材であるアッパケース２０のクリープ変形を良好に抑えることができる。なお、第２取付溝部１３は必ずしも変形後の円弧状側壁部３６１が第２取付溝部１３の側壁面１３ｃに当接するように形成されることはなく、各部材の寸法精度や部材同士の位置ズレなどを考慮して、さらに溝幅の広い第２取付溝部１３としてもよい。
【００３１】
中空シール部３６は、環状のガスケット３０の内周側から外周側に向かって傾斜辺を有し、中空シール部３６の中心線Ｌの近傍にシールリブ先端部３４１を有する三角リブ状の上側シールリブ３４を備えている。また、中空シール部３６の下部であって中実シール部３２と隣接する位置には、第２取付溝部１３の底面１３ａに当接する倒れ防止部３３を備えている。上側シールリブ３４は、中空シール部３６の圧縮量が少ない低圧縮部位においても、中空シール部３６の中心線Ｌの近傍に形成されたシールリブ先端部３４１がアッパケース２０の下面に当接しているため、寸法バラツキなどによる周方向における圧縮量の変化に追随して良好なシール性を保持することができる。また、上側シールリブ３４がアッパケース２０の下面から圧縮を受けると、上側シールリブ３４自体はシールリブ先端部３４１から中心線Ｌに沿うように延びて円弧状側壁部３６１の頂部に連結する上側シールリブ連結部３４２の部分が中空シール部３６に沈み込みつつ、上側シールリブ３４が内周側から外周側に向けて傾動しながら、中空シール部３６全体を圧縮していく。この一連の変形において、中空シール部３６全体の姿勢を安定させて、内周側に傾動しないように、倒れ防止部３３が第２取付溝部１３の底面１３ａに当接して支持している。
【００３２】
上側シールリブ３４は、内周側から外周側に向けた斜辺と上側シールリブ連結部３４２との協働により、全周一律に内周側から外周側に傾動する。また上側シールリブ３４と倒れ防止部３３の協働により、中空シール部全体も全周一律に内周側から外周側に傾動する。このように、倒れる方向が変化することなく、全周に亘ってシール性が安定する。上側シールリブ３４の傾動変形は、シールリブ先端部３４１から中空シール部３６の内周側の円弧状側壁部３６１に滑らかに連結する斜辺と、上側シールリブ連結部３４２が中空シール部３４の頂部を凹ませて変形する三角リブ状の形状によるものである。したがって、上側シールリブ連結部３４２の位置は、密閉中空部３８の幅寸法をｗ３としたときに、中心線Ｌから０．１５×ｗ３内周側の位置から、中心線Ｌから０．２５×ｗ３外周側の位置までの範囲が好ましい。さらに好ましくは、中心線Ｌの位置から、中心線Ｌから０．２×ｗ３外周側の位置までの範囲である。上側シールリブ連結部３４２の位置がこの範囲であれば、圧縮時における中空シール部３４の頂部が低荷重で変形し、上側シールリブ３４がスムースに傾動することができ、良好なシール性を保持することができる。
【００３３】
以上のように構成される本実施形態のガスケットのシール構造１においては、締め代Ｃは上側シールリブ３４のシールリブ先端部３４１がアッパケース２０の下面に接触した状態から、ガスケット３０に締め付け荷重を付与してロアケース１０にアッパケース２０が密着するまでのガスケット３０の圧縮量である。したがって、中空シール部３６の寸法Ａと第２取付溝部１３の深さＢとを適宜に調整することで、ロアケース１０及びアッパケース２０の寸法バラツキや表面のうねり、あるいはガスケット３０の寸法バラツキなどを吸収できる余裕度のある締め代Ｃを設定すればよい。
【００３４】
本実施形態において、締め付け荷重を付与されて変形するのは、主として第１取付溝部１２から突出している中空シール部３６であり、上側シールリブ３４が圧縮され始める時点においても中空シール部３６の変形に拠っている。締め代Ｃを従来よりも大きな値としても、中空シール部３６の圧縮変形後の反力は小さなものとなる。例えば、従来のシール構造１００（図２）において、締め代Ｄを１．５ｍｍとしてガスケット６０に圧縮荷重を付与すると、その反力は２１３Ｎ／１００ｍｍであった。これに対して、本実施形態のガスケット３０に締め代Ｃを６．２ｍｍとして圧縮荷重を付与すると、その反力は６８Ｎ／１００ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のガスケットのシール構造は、ハイブリッド車や電気自動車の電源装置である電池パックを収容する樹脂製の大型ケースに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ ガスケットのシール構造
１０ ロアケース（第１部材）
１１ 取付溝
１２ 第１取付溝部
１２ａ 第１取付溝部の底面
１２ｃ 第１取付溝部の側壁面
１３ 第２取付溝部（収容部）
１３ａ 第２取付溝部の底面
１３ｃ 第２取付溝部の側壁面
２０ アッパケース（第２部材）
３０ ガスケット
３２ 中実シール部
３３ 倒れ防止部
３４ 上側シールリブ
３４１ シールリブ先端部
３４２ 上側シールリブ連結部
３６ 中空シール部
３６１ 円弧状側壁部
３６２ 下側中空シール部
３７ 下側シール部
３８ 密閉中空部
６０ ガスケット
６２ 装着部材
６４ 樹脂カバー
７０ ガスケット
７１ 装着溝
７２ 一方の部材
７３ 他方の部材
７４ 本体部
７６ 突起部
８０ ガスケット
８１ 被取付部材
８２ 取付溝
８３ 中空部
８４ 相手部材
１００ 従来のガスケットのシール構造
Ｌ 中心線
ｗ１ 中実シール部の幅
ｗ２ 中空シール部の幅
ｗ３ 密閉中空部の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つの部材の間にガスケットを介在させて、両部材を気密的、水密的に封止する、特に、樹脂製の容器やカバーなどに用いられるガスケットのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ガスケットを装着するハウジング又はケースなどの装着部材において、その材質を金属から樹脂へと変更して軽量化を図ることがなされるようになってきている。
【０００３】
しかしながら、このように装着部材を樹脂製とした場合には、ガスケットの高さのバラツキやヘタリ、あるいは、樹脂製部材の寸法のバラツキ（例えば溝公差）や表面のうねり、クリープ変形などが比較的大きいことから、実質的な締め代が減少して締め代に余裕がなくなってしまう部位が生じることがある。このため、全周に亘って必要な締め代を確保するにはガスケットの高さ寸法を大きく形成しなければならない。
【０００４】
しかし、例えば、図２に示すような従来のガスケットのシール構造１００では、装着部材６２に装着されたガスケット６０の反力が高いために相手部材である樹脂カバー６４を変形させて、周方向で隙間を生じることがある。そこで、変形抑止のために樹脂カバー６４を金属リテーナで補強すると高価な仕様になってしまう。また、設定される潰し代Ｄがその最大値において大きくなりすぎて、ガスケット６０が装着部材間で倒れやすくなるという不都合が生じる。一方、装着時に発生する反力を小さく抑えるべくガスケットのゴム材料を低硬度の仕様とすれば、なおさら倒れやすくなるので、ガスケットの姿勢安定性と更なる低荷重・高締め代を達成できるガスケットのシール構造が望まれている。
【０００５】
この改善策として、特許文献１は先端にリップ状のシールを形成したガスケットを開示し、特許文献２はガスケットの一部を中空としたガスケットを開示している。
【０００６】
特許文献１に開示されたガスケット７０は、図３に示すように、一方の部材７２の装着溝７１に挿入される本体部７４と、本体部７４から他方の部材７３に向かって突出する突起部７６とを有し、突起部７６が二つの部材が密接する方向に対して交差する方向にのびるように設けられている。このため、他方の部材７３が密接すると、傾斜角αが拡がる方向にのみ突起部７６が倒れる。つまり、このガスケット７０は、二つの部材が密接した時の装着溝７１内での変形方向が一定となっている。この結果周方向位置によって倒れる方向が変化することによるシール性の低下が抑えられる。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたガスケット８０は弾性体よりなり、図４に示されるように、樹脂製の被取付部材８１の取付溝８２に装着されている。このガスケット８０は、ガスケット８０が圧縮される方向（図４（ａ）の上下方向で、Ｙ矢印方向）に沿う断面形状が圧縮方向に長い長円形をなしており、この長円形の断面形状が周方向に連続する無端の環状体となっている。そして、ガスケット８０は、長円形断面の中央に周方向に連続する円形断面の中空部８３を有している。
【０００８】
このようなガスケット８０に被取付部材８１の相手部材８４が圧接されて締め付け荷重が作用すると、図４（ｂ）に示されるように、ガスケット８０は中空部８３がつぶれる方向に圧縮されて、長円形断面の長軸長さが短くなる。この時、圧縮分の反力がガスケット８０の内部に発生するが、この反力は中空部８３が設けられている分だけ小さくなる。このため、被取付部材８１及び相手部材８４間で圧縮されたガスケット８０の反力による、樹脂製の被取付部材８１などのクリープ変形を押さえることができる。また、中空部８３内に封じ込められた空気によって復元力が得られるので、ガスケット８０のへたりを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５７４５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示のガスケット７０では、圧縮されて反力を生じる本体部７４は、装着溝７１内に埋設されており、突起部７６のみが装着溝７１から突出して他方の部材７３に圧接するようになっている。従って、他方の部材７３やガスケット７０の寸法バラツキに対して余裕度をもった締め代を確保することができない。
【００１１】
また、特許文献２に開示のガスケット８０では、圧縮方向における半分以上の部分が取付溝８２内に配置された状態で取付溝８２に保持されている。そして、被取付部材８１の相手部材８４からの締め付け荷重がガスケット８０に作用していない無荷重状態では、中空部８３の大部分が取付溝８２内に存在しており、実質的に中実部分のみが取付溝８２の外に存在している。
【００１２】
このため、例えば、樹脂製の被取付部材８１や相手部材８４の寸法のバラツキ（例えば溝公差）や表面のうねりなどにより、締め付け荷重付与状態では取付溝８２の外に存在するガスケット８０の中実部分がねじれるように変形して歪んだり、あるいは傾いて倒れたりすることが考えられる。そうすると、取付溝８２および相手部材８４間で圧縮されるガスケット８０の中実部分の圧縮度合いが減少することで、シール面圧が低下して安定的なシール性を確保することができない。
【００１３】
本発明は上記の実状に鑑みてなされたものであり、相手部材の寸法バラツキや表面のうねりを吸収できる締め代を確保し、かつ、ガスケットの反力を抑制して相手部材に変形を生じることがない安価で安定したシール性を維持できるガスケットのシール構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を達成するため、本発明に係るガスケットのシール構造は、第１部材に形成された環状の取付溝部に保持され、第１部材の相手部材である第２部材の下面が第１部材に圧接されることにより両部材間に挟持されてシールするガスケットとよりなり、取付溝部は、第１取付溝部と、第１取付溝部よりも幅広の第２取付溝部とが段形状に形成されており、ガスケットは、第１取付溝部内に配置されて第１取付溝部に保持される中実シール部と、中実シール部の上部に一体に形成され、中実シール部が第１取付溝部に保持された状態にあるときに第１取付溝部の外に位置し、周方向に連続する密閉中空部を区画する円弧状側壁部とからなる中空シール部と、中空シール部はその頂部にシールリブと、その下部であって中実シール部と隣接する内周側の位置に倒れ防止部を備え、シールリブは、中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて該中空シール部に連結するシールリブ連結部から形成され、第２取付溝部は、シールリブ先端部が第２部材の下面に接触した状態で、円弧状側壁部の一部を収容し、第１部材と第２部材が密着した状態では圧縮変形された中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このガスケットのシール構造において、ガスケットはその中実シール部が第１取付溝部に保持された状態にあるときに、その中空シール部が第１取付溝部の外に位置するように構成されている。中実シール部は、第１取付溝部内に配置されて、この第１取付溝部に保持される。したがって、このガスケットのうち、中実シール部のみが第１取付溝部に保持されるのであり、取付溝に対してガスケットを確実に保持させることができ、ガスケットの姿勢安定性を向上させることができる。
【００１６】
中空シール部は、シールリブと周方向に連続する密閉中空部とを有しているため、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、中実シール部は圧縮変形されることなく、主としてこの中空シール部が圧縮変形される。このため、本発明のガスケットでは、中空シール部の存在により低反発力となり、相手部材である第２部材のクリープ変形を良好に抑制することができる。
【００１７】
中空シール部は、中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、シールリブ先端部から中心線に略並行に延びて円弧状側壁部に連結するシールリブ連結部から形成されたシールリブを備えているので、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、中空シール部の変形方向が一定となり、周方向位置によってガスケットの倒れる方向が変化することがなく、シール性が安定する。また、各部材のバラツキや変形などにより圧縮量が低下してしまった場合でも、中空シール部の下部に形成された倒れ防止部が内周側の円弧状側壁部を支持することにより、シールリブが有効に追随して良好なシール性を確保することができる。
【００１８】
以上のように、締め付け荷重を付与されて変形するのは、主として第１取付溝部から突出した中空シール部であり、圧縮変形後の反力が小さい中空シール部を備える本発明のガスケットのシール構造においては、従来よりも大きな締め代を設定することが可能となる。
【００１９】
本発明のガスケットのシール構造の好適な態様において、周方向に対する直角断面におけるシールリブ連結部の位置は、密閉中空部の幅寸法をｗとしたときに、中心線から０．１５ｗ内周側の位置から、中心線から０．２５ｗ外周側の位置までの範囲に形成されていることが好ましい。
【００２０】
シールリブをこのように形成することにより、ガスケットに締め付け荷重を付与した場合には、シールリブはスムースに傾動するとともに中空シール部を圧縮変形させながら埋没していくことができ、シール性をより一層確実なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
よって、本発明のガスケットのシール構造によれば、相手部材の寸法バラツキや表面のうねりを吸収できる高締め代を有し、かつ、ガスケットの反力を抑制して相手部材に変形を生じることがない、長期にわたって良好なシール性を確保することができるガスケットのシール構造を提供することができる。また、このガスケットのシール構造によれば、相手部材の変形を抑止するための金属リテーナは不要となり、安価なガスケットのシール構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るシール構造の締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図２】従来のガスケットの締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図３】他の従来のガスケットの締め付け荷重付与前の状態を示す断面図である。
【図４】他の従来のガスケットに係り、（ａ）は締め付け荷重付与前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は締め付け荷重付与後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態のガスケットのシール構造１は、ハイブリッド車や電気自動車などの電池パックを収納するケースに装着されて、電池パックへの水分の侵入を防止するガスケットのシール構造である。電池パック収納ケースは、ＰＰ（ポリプロピレン）＋ＧＦ（グラスファイバー）や、ＰＡ６６（ポリアミド６６）等の樹脂材料から射出成形等により略矩形の箱状に形成されてなるアッパケース（第２部材）２０とロアケース（第１部材）１０とからなる。ロアケース１０の外周縁端部には環状の取付溝１１が凹設されている。取付溝１１は二段構成になっており、下段に第１取付溝部１２が形成され、上段には収容部である第２取付溝部１３が形成されている。
【００２５】
アッパケース２０の下面と取付溝１１との間には、第１取付溝部１２の底面１２ａとアッパケース２０の下面によって挟み込まれるようにガスケット３０が配設されている。図１は本実施形態に係るガスケット３０を、対向するアッパケース２０と取付溝１１との間に配設した状態を示す部分断面図であって、環状に延びる周方向に対して直交する断面で、ガスケット３０に締め付け荷重が作用していない締め付け荷重付与前の状態を示している。
【００２６】
ガスケット３０は中実に形成された中実シール部３２と、頂部に上側シールリブ３４を備えるとともに周方向に連続する密閉中空部３８を内部に有している中空シール部３６とが一体に形成された環状のゴム状弾性体である。ここで、ガスケット３０を構成するゴム状弾性体としては、熱可塑性エラストマーなどの弾性材料、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）やＦＶＭＱ（フルオロシリコン）等を挙げることができるが、ガスケットとしてのシール性を確保できるものであれば特に限定されるものではなく、従来のものを用いることができる。また、ガスケット３０は環状に延びる周方向に対して直交する断面形状において、ガスケットが圧縮される圧縮方向（図１の上下方向）に延びる中心線Ｌに関して、上側シールリブ３４及び倒れ防止部３３を除いて左右対称の形状を有している。
【００２７】
ガスケット３０の中実シール部３２は、略矩形断面を有しその全体が第１取付溝部１２内に圧入状態で保持されている。図１では中実シール部３２の外側面と第１取付溝部１２の側壁面１２ｃから第１取付溝部１２の内部に向かって突出する突出部が周方向の適宜の位置に対向して設けられており、中実シール部３２はこれらの突出部に圧縮されて挟持されている。このように中実シール部３２が第１取付溝部１２の突出部に圧縮されて挟持されていれば、取付溝１１に対する中実シール部３２の姿勢安定性を高めることができ、ガスケット３０を安定した姿勢で保持することができる。また、中実シール部３２はその底部に第１取付溝部１２の底面１２ａに当接する下側シールリブ３７を備えており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。なお、側壁面１２ｃから突出する突出部がない場合もあり、この場合には第１取付溝部１２の加工が容易となる。
【００２８】
ガスケット３０の中空シール部３６は上記の中実シール部３２と一体に形成されており、内部に有している周方向に連続する密閉中空部３８とともに略円形断面に形成されて、中実シール部が第１取付溝部１２に保持された状態にあるときにはその全体が第１取付溝部１２の外に位置している。また、中空シール部３６の下部であって中実シール部３２と隣接する位置には、第２取付溝部１３の底面１３ａに当接する倒れ防止部３３を備えており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。
【００２９】
また、本実施形態のガスケット３０において、ガスケット３０が環状に延びる周方向に対して直交する断面において、中実シール部３２の幅ｗ１よりも中空シール部３６の幅ｗ２の方が大きくされている。中空シール部３６は略均一厚さで円弧状に延びる円弧状側壁部３６１を有しており、円弧状側壁部３６１は密閉中空部３８を区画している。密閉中空部３８は、半円弧形状の上端部から下方に向かって直線部が形成され、直線部の下端から下方に向かい先細りのテーパー形状となっている。このため、先細りのテーパー形状に対応する下側中空シール部３６２の肉厚は、円弧状側壁部３６１の一般部分よりも厚肉となっている。中空シール部３６の下端部内周側には中実シール部３２に隣接する部位に倒れ防止部３３が形成されており、取付溝１１におけるシール性を一層確かなものとしている。また、中空シール部３６の頂上近傍には上側シールリブ３４が形成されており、上側シールリブ３４の形状は中心線Ｌの近傍にシールリブ先端部３４１が形成され、シールリブ先端部３４１から内周側の円弧状側壁部３６１に滑らかな斜辺を形成した三角リブ状をなしている。
【００３０】
以上のように構成される本実施形態のガスケットのシール構造１において、ロアケース１０にアッパケース２０が取付けられることにより、上側シールリブ３４が折畳まれるようにして、中空シール部３６と密閉中空部３８とともに潰される方向に圧縮され、ロアケース１０にアッパケース２０が密着すると中空シール部３６は第２取付溝部１３内に収容される。第２取付溝部１３は変形後の円弧状側壁部３６１が第２取付溝部１３の側壁面１３ｃに接触する溝幅とされているので、締め付け荷重付与中の中空シール部３６は、第２取付溝部１３の側壁面１３ｃによって規制されることなく圧縮変形することができる。このため、このガスケット３０では中空シール部３６の密閉中空部３８の存在により、圧縮量が多い高圧縮部位においても低反発力となり、相手部材であるアッパケース２０のクリープ変形を良好に抑えることができる。なお、第２取付溝部１３は必ずしも変形後の円弧状側壁部３６１が第２取付溝部１３の側壁面１３ｃに当接するように形成されることはなく、各部材の寸法精度や部材同士の位置ズレなどを考慮して、さらに溝幅の広い第２取付溝部１３としてもよい。
【００３１】
中空シール部３６は、環状のガスケット３０の内周側から外周側に向かって傾斜辺を有し、中空シール部３６の中心線Ｌの近傍にシールリブ先端部３４１を有する三角リブ状の上側シールリブ３４を備えている。また、中空シール部３６の下部であって中実シール部３２と隣接する位置には、第２取付溝部１３の底面１３ａに当接する倒れ防止部３３を備えている。上側シールリブ３４は、中空シール部３６の圧縮量が少ない低圧縮部位においても、中空シール部３６の中心線Ｌの近傍に形成されたシールリブ先端部３４１がアッパケース２０の下面に当接しているため、寸法バラツキなどによる周方向における圧縮量の変化に追随して良好なシール性を保持することができる。また、上側シールリブ３４がアッパケース２０の下面から圧縮を受けると、上側シールリブ３４自体はシールリブ先端部３４１から中心線Ｌに沿うように延びて円弧状側壁部３６１の頂部に連結する上側シールリブ連結部３４２の部分が中空シール部３６に沈み込みつつ、上側シールリブ３４が内周側から外周側に向けて傾動しながら、中空シール部３６全体を圧縮していく。この一連の変形において、中空シール部３６全体の姿勢を安定させて、内周側に傾動しないように、倒れ防止部３３が第２取付溝部１３の底面１３ａに当接して支持している。
【００３２】
上側シールリブ３４は、内周側から外周側に向けた斜辺と上側シールリブ連結部３４２との協働により、全周一律に内周側から外周側に傾動する。また上側シールリブ３４と倒れ防止部３３の協働により、中空シール部全体も全周一律に内周側から外周側に傾動する。このように、倒れる方向が変化することなく、全周に亘ってシール性が安定する。上側シールリブ３４の傾動変形は、シールリブ先端部３４１から中空シール部３６の内周側の円弧状側壁部３６１に滑らかに連結する斜辺と、上側シールリブ連結部３４２が中空シール部３４の頂部を凹ませて変形する三角リブ状の形状によるものである。したがって、上側シールリブ連結部３４２の位置は、密閉中空部３８の幅寸法をｗ３としたときに、中心線Ｌから０．１５×ｗ３内周側の位置から、中心線Ｌから０．２５×ｗ３外周側の位置までの範囲が好ましい。さらに好ましくは、中心線Ｌの位置から、中心線Ｌから０．２×ｗ３外周側の位置までの範囲である。上側シールリブ連結部３４２の位置がこの範囲であれば、圧縮時における中空シール部３４の頂部が低荷重で変形し、上側シールリブ３４がスムースに傾動することができ、良好なシール性を保持することができる。
【００３３】
以上のように構成される本実施形態のガスケットのシール構造１においては、締め代Ｃは上側シールリブ３４のシールリブ先端部３４１がアッパケース２０の下面に接触した状態から、ガスケット３０に締め付け荷重を付与してロアケース１０にアッパケース２０が密着するまでのガスケット３０の圧縮量である。したがって、中空シール部３６の寸法Ａと第２取付溝部１３の深さＢとを適宜に調整することで、ロアケース１０及びアッパケース２０の寸法バラツキや表面のうねり、あるいはガスケット３０の寸法バラツキなどを吸収できる余裕度のある締め代Ｃを設定すればよい。
【００３４】
本実施形態において、締め付け荷重を付与されて変形するのは、主として第１取付溝部１２から突出している中空シール部３６であり、上側シールリブ３４が圧縮され始める時点においても中空シール部３６の変形に拠っている。締め代Ｃを従来よりも大きな値としても、中空シール部３６の圧縮変形後の反力は小さなものとなる。例えば、従来のシール構造１００（図２）において、締め代Ｄを１．５ｍｍとしてガスケット６０に圧縮荷重を付与すると、その反力は２１３Ｎ／１００ｍｍであった。これに対して、本実施形態のガスケット３０に締め代Ｃを６．２ｍｍとして圧縮荷重を付与すると、その反力は６８Ｎ／１００ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のガスケットのシール構造は、ハイブリッド車や電気自動車の電源装置である電池パックを収容する樹脂製の大型ケースに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ ガスケットのシール構造
１０ ロアケース（第１部材）
１１ 取付溝
１２ 第１取付溝部
１２ａ 第１取付溝部の底面
１２ｃ 第１取付溝部の側壁面
１３ 第２取付溝部（収容部）
１３ａ 第２取付溝部の底面
１３ｃ 第２取付溝部の側壁面
２０ アッパケース（第２部材）
３０ ガスケット
３２ 中実シール部
３３ 倒れ防止部
３４ 上側シールリブ
３４１ シールリブ先端部
３４２ 上側シールリブ連結部
３６ 中空シール部
３６１ 円弧状側壁部
３６２ 下側中空シール部
３７ 下側シール部
３８ 密閉中空部
６０ ガスケット
６２ 装着部材
６４ 樹脂カバー
７０ ガスケット
７１ 装着溝
７２ 一方の部材
７３ 他方の部材
７４ 本体部
７６ 突起部
８０ ガスケット
８１ 被取付部材
８２ 取付溝
８３ 中空部
８４ 相手部材
１００ 従来のガスケットのシール構造
Ｌ 中心線
ｗ１ 中実シール部の幅
ｗ２ 中空シール部の幅
ｗ３ 密閉中空部の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材に形成された環状の取付溝部に保持され、第１部材の相手部材である第２部材の下面が第１部材に圧接されることにより両該部材間に挟持されてシールするガスケットとよりなり、
前記取付溝部は、第１取付溝部と、該第１取付溝部よりも幅広の第２取付溝部とが段形状に形成されており、
前記ガスケットは、該第１取付溝部内に配置されて該第１取付溝部に保持される中実シール部と、該中実シール部の上部に一体に形成され、該中実シール部が該第１取付溝部に保持された状態にあるときに該第１取付溝部の外に位置し、周方向に連続する密閉中空部を区画する円弧状側壁部とからなる中空シール部と、該中空シール部はその頂部にシールリブと、その下部であって該中実シール部と隣接する内周側の位置に倒れ防止部を備え、
該シールリブは、該中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の該円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、該シールリブ先端部から該中心線に略並行に延びて該円弧状側壁部に連結するシールリブ連結部から形成され、
該第２取付溝部は、該シールリブ先端部が該第２部材の下面に接触した状態で、該円弧状側壁部の一部を収容し、該第１部材と該第２部材が密着した状態では圧縮変形された該中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とするガスケットのシール構造。
【請求項２】
周方向に対する直角断面において、前記シールリブ連結部の位置は、前記密閉中空部の幅寸法をｗとしたときに、前記中心線から０．１５×ｗ内周側の位置から、中心線から０．２５×ｗ外周側の位置までの範囲に形成されている請求項１に記載のガスケットのシール構造。
【請求項１】
第１部材に形成された環状の取付溝部に保持され、第１部材の相手部材である第２部材の下面が第１部材に圧接されることにより両該部材間に挟持されてシールするガスケットとよりなり、
前記取付溝部は、第１取付溝部と、該第１取付溝部よりも幅広の第２取付溝部とが段形状に形成されており、
前記ガスケットは、該第１取付溝部内に配置されて該第１取付溝部に保持される中実シール部と、該中実シール部の上部に一体に形成され、該中実シール部が該第１取付溝部に保持された状態にあるときに該第１取付溝部の外に位置し、周方向に連続する密閉中空部を区画する円弧状側壁部とからなる中空シール部と、該中空シール部はその頂部にシールリブと、その下部であって該中実シール部と隣接する内周側の位置に倒れ防止部を備え、
該シールリブは、該中空シール部の中心線近傍に形成されたシールリブ先端部と内周側の該円弧状側壁部とを滑らかに連結した斜辺と、該シールリブ先端部から該中心線に略並行に延びて該円弧状側壁部に連結するシールリブ連結部から形成され、
該第２取付溝部は、該シールリブ先端部が該第２部材の下面に接触した状態で、該円弧状側壁部の一部を収容し、該第１部材と該第２部材が密着した状態では圧縮変形された該中空シール部の全体を収容可能に形成されていることを特徴とするガスケットのシール構造。
【請求項２】
周方向に対する直角断面において、前記シールリブ連結部の位置は、前記密閉中空部の幅寸法をｗとしたときに、前記中心線から０．１５×ｗ内周側の位置から、中心線から０．２５×ｗ外周側の位置までの範囲に形成されている請求項１に記載のガスケットのシール構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−９２８９３（Ｐ２０１２−９２８９３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０２９６（Ｐ２０１０−２４０２９６）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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