(57)【要約】  板金（１）または車両の床にある開口を密封する栓が、前記板金（１）または前記床の１つの側に固定されて前記開口を覆い、第１の周縁シール部が設けられた周縁フランジ（１２）を含むキャップ（１０）と、前記開口に入る固定部（２０）と、前記キャップ（１０）または固定部（２０）に形成され、前記第１のシール部（１４）から離間し、前記板金（１）または前記床上に固定される第２のシール部（２４）とを備え、前記板金（１）または前記床と、前記２つのシール部（１４，２４）と、前記栓の少なくとも１つの壁とが空洞（５０）を形成し、前記空洞（５０）と連通する圧力補償チャンバー（４０）を含み、前記圧力補償チャンバー（４０）の体積を変えることによって、前記空洞（５０）内部の温度変化によって生じる圧力変化を補償するようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金（１）または車両の床にある開口を密封する栓であって、
前記開口部を覆うキャップ（１０）であって、前記板金（１）または前記床の１つの側に固定される第１の周縁シール部（１４）が設けられた周縁フランジ（１２）を含むキャップ（１０）と、
前記開口に入る固定部（２０）と、
前記キャップ（１０）または固定部（２０）に形成された第２の周縁シール部（２４）であって、前記第１のシール部（１４）から離間し、前記板金（１）または前記床上に固定された第２の周縁シール部（２４）とを備え、
前記板金（１）または前記床と、前記２つのシール部（１４，２４）と、前記栓の少なくとも１つの壁とが空洞（５０）を形成し、
前記空洞（５０）と連通する圧力補償チャンバー（４０）を含み、前記圧力補償チャンバー（４０）の体積を変えることによって、前記空洞（５０）内部の温度変化によって生じる圧力変化を補償することを特徴とした栓。
【請求項２】
前記圧力補償チャンバー（４０）が弾性変形することを特徴とした請求項１に記載の栓。
【請求項３】
前記空洞（５０）と前記圧力補償チャンバー（４０）とによって囲われる体積の変化が２５％以上となるように前記圧力補償チャンバー（４０）が変形することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の栓。
【請求項４】
少なくとも１つのシール部（１４、２４）がホットメルト接着剤を含むことを特徴とした請求項１〜３の何れか１項に記載の栓。
【請求項５】
前記固定部（２０）が、前記板金（１）または前記車両床の反対側からかみ込む締め具要素を備えることを特徴とした請求項１〜４の何れか１項に記載の栓。
【請求項６】
前記第２のシール部（２４）が、板金（１）の前記第１のシール部（１４）が取り付けられる側と反対の側に形成されることを特徴とした請求項１〜５の何れか１項に記載の栓。
【請求項７】
前記第１のフランジ（１２）が弾性的であることを特徴とした請求項１〜６の何れか１項に記載の栓。
【請求項８】
前記固定部（２０）が、前記板金（１）の反対側からかみ込み、前記第２のシール部（２４）を保持する第２の円周フランジ（２２）を備えることを特徴とした請求項１〜７の何れか１項に記載の栓。
【請求項９】
前記第２のフランジ（２２）が弾性的であることを特徴とした請求項８に記載の栓。 
【請求項１０】
前記第２のフランジ（２２）が前記第１フランジ（１２）に向かって斜め外側に延びることを特徴とした請求項８または９に記載の栓。
【請求項１１】
前記空洞（５０）と前記圧力補償チャンバー（４０）との間の流路が少なくとも１つのダクト（６６）によって構成されることを特徴とした請求項１〜１０の何れか１項に記載の栓。
【請求項１２】
前記圧力補償チャンバー（４０）が、互いにそのリム部で接続された２つの膨らんだ境界壁（４２、４４）を備えることを特徴とした請求項１〜１１の何れか１項に記載の栓。
【請求項１３】
前記境界壁（４２、４４）の厚みが異なることを特徴とした請求項１２に記載の栓。
【請求項１４】
１つの境界壁（４２）が前記キャップ（１０）から構成されることを特徴とした請求項１２または１３に記載の栓。
【請求項１５】
前記栓が、前記キャップ（１０）と前記固定部（２０）との２つの部分から作られ、前記キャップ（１０）と前記固定部（２０）とが互いに結合されていることを特徴とした請求項１〜１４の何れか１項に記載の栓。
【請求項１６】
前記キャップ（１０）に前記開口の直径よりも小さな直径の基部壁（１６）と、円筒部分（１８）に隣接する外部開口リム部と、前記円筒部分の前記基部壁（１６）と離れた端部から前記基部壁に向かって斜め外側に向かう第１フランジ（１２）とが設けられていることを特徴とした請求項１〜１５の何れか１項に記載の栓。
【請求項１７】
前記キャップ（１０）の基部壁（１６）が前記圧力補償チャンバー（４０）の境界壁（４２）を構成することを特徴とした請求項１６に記載の栓。
【請求項１８】
前記円筒部（１８）に形成された外向きの芯だしリブ（６０）が前記円筒部の長手方向に延びることを特徴とした請求項１６または１７に記載の栓。
【請求項１９】
前記芯だしリブ（６０）に対応する半径方向が、これらの間に０ではない角度を定めることを特徴とした請求項１８に記載の栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は栓に関し、特に車両の車体板金や床の開口を気密シールする２つのシール部を有する栓に関する。
【０００２】
車体や車体部品は各種処理、つや出し・エナメル塗装のための浴に適宜浸漬される。このような車体や車体部品には開口などが設けられ、液体がこれらの空洞を出入りできるようになっている。最近は、防食のためにこれらの開口を密封することが要求される。これらの開口を密封するための多くの栓が知られている。これらの栓は従来プラスチックで作製され、単純に手作業で開口にはめ込まれてきた。これらの栓の多くには、板金の一面に固定されるフランジと、さらに板金の反対面からはめ込まれるロック要素とが装着されている。その目的は空気および／または水の侵入を防ぐことにあり、前記フランジは板金に対して気密性を保持するように固定され、また、高温で溶融した接着剤（以下、「ホットメルト」という）などによって更に密封を行うようにしてもよい。ホットメルトを使用する場合、上述のロック要素を使用せずに、密封栓をこの接着剤のみで固定してもよい。さらにホットメルトのみで構成された栓も知られている。
【０００３】
特許文献１は２つの別なシール部を用いて確実に密封を行う栓を開示する。第１のシール部は栓から外側に向かう周縁フランジ部にあり、開口に挿入された際、該シール部が板金の第１面上に固定されるように構成されている。第２のシール部は板金のリム部近傍に構成される。いずれのシール部もホットメルトによって形成することができ、別々に取り付けてもよい。
【０００４】
公知の密封用栓は、取り付けの際、まず新たにエナメル塗装した車体部品の開口に挿入され、その後、エナメル硬化／焼き付け用のオーブンに入れられる。よって密封栓は車体部品およびホットメルトとともに加熱され、工程の間に溶融する。
【０００５】
しかしながら栓が適切に密封を行うとは限らない。そして、水が上記の開口に侵入して車体部品を腐食する場合がある。
【特許文献１】ＤＥ １０１４８４９３  Ｂ４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した背景技術に鑑み、本発明の目的は確実な密封を行う栓を作り出すことにある。
【０００７】
本発明は従来技術の観察に基づき考案されたもので、前記特許文献１に開示される密封栓などの栓構成部品（すなわち２つのシール部）と板金とが、ホットメルトによって閉鎖され密封された空洞を形成し、同時に栓の形状がこの空洞の体積も一意的に決定する。このような部品が装着された車体部品をオーブンから取り出すと、前記の空洞に閉じ込められた気体もまた車体部品とともに冷却される。この温度変化により空洞内の圧力が低下する。空洞内の圧力低下によって外部の空気が空洞内に吸い込まれ、シール部は、例えば気泡や、シール部および／またはその内部に形成された通路などが原因となって歪められる。このようなシール部の変形は密封欠陥を引き起こす場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題は本発明によって解決され、公知の栓の前記の欠点は請求項１に記載の特徴によって回避することができる。本発明による栓は、板金または車両の床にある開口を密封するもので、前記開口を覆い、前記板金または前記床の１つの側に固定され、第１の周縁シール部が設けられた周縁フランジを含むキャップと、さらに前記開口に入る固定部と、前記キャップまたは固定部に取り付けられ、前記板金または床に対して固定される第１のシール部からある距離をおいて形成された第２のシール部とを備え、それにより前記板金または床と、２つのシール部と、前記栓の少なくとも１つの壁とによって囲まれた空洞を形成する。また本発明は前記空洞と連通しこの空洞内の圧力差を補償する圧力補償チャンバーを提供するが、この補償は前記圧力補償チャンバーの体積変化によって行われる。
【０００９】
したがって、２つのシール部の間に形成される体積は、様々な圧力や温度に適合させることができる。密封部分における外気の流入または流出が確実に防がれる。これによりシール部の気密性はシール部の局所的な変形や変位に影響されることがない。
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、圧力補償チャンバーは弾性変形するように設計されている。圧力補償チャンバーの体積変化は、原理的には、どのような変形によってでも行うことができる。この目的のため、圧力補償チャンバーは少なくとも１つの変形可能な壁を含む。このような壁は、例えば圧力変化が生じた際に変形する薄板であってもよい。しかしながら、圧力補償チャンバーの少なくとも１つが弾性変形することが好ましい。弾性率により圧力補償チャンバーは組み立て時に定められた形状基づく一定の体積を示す。結果として生じる弾性力により、所望の圧力補償を与える範囲の、十分な弾性率を選定する必要がある。前記空洞と外気との間の差圧は所定の範囲内にある必要がある。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態では、前記空洞と前記圧力補償チャンバーとによって定められる体積が２５％を越えて変化するように、前記圧力補償チャンバーが変形する。温度変化が起こった際に圧力を一定に保つためには２５％を越える体積変化が必要とされる。
【００１２】
本発明のさらに別の実施形態では、少なくとも１つのシール部にホットメルトが設けられている。基本的に本発明は、温度変化する特性を有する様々なシール部と効果的に組み合わせることができる。さらに本発明は、例えばエナメルのような栓密封で問題となる表面の変化にも対応することができる。本発明とホットメルトシール部との組み合わせは、前記栓を車体部品に同時に接着できるようにするため特に有利である。
【００１３】
本発明の１つの態様では、前記固定部に、板金または床の反対面からかみ込む締め込み手段が設けられている。この固定部が開口に挿入された栓を固定する。
【００１４】
本発明の別の態様では、第２シール部が第１シール部とは反対の板金面上に構成されている。この態様では、反対方向の圧縮力が２つのシール部に作用するが、これは必要な圧縮力が掛かるようにシール部も取り付けることができるためである。このため第１フランジは弾性的であることが好ましい。このようにすれば、栓が挿入された位置で、このフランジの円周に取り付けられたシール部が板金または車両の床に対して均一に圧縮される。
【００１５】
本発明の別の態様では、前記固定部が板金または床の反対側からかみ込み第２の周縁シール部を受ける第２の円周フランジを備える。この第２の円周フランジは弾性的であることが好ましい。この態様における第２のシール部は、板金または車両の床の裏面に作用する第２フランジの弾性力によって圧縮される。第２フランジが非弾性的な場合、第２シール部に必要な圧縮力を第１の弾性フランジによって掛けても良いし、またその逆も可能である。
【００１６】
第２フランジは第１フランジに向かって外側に傾いて延びることが好ましい。この構成における第２フランジは、第１フランジが関連するシール部に作用するのと同じ方向に作用する力を掛ける。さらに第２フランジの傾斜は、開口への栓の挿入を容易にする。
【００１７】
本発明の別の態様では、ダクトによって空洞と圧力補償チャンバーとの間の連通が行われている。基本的には空洞と圧力補償チャンバーとの間の連通はいかなる形態でも構わない。２つの明確に定義された領域、すなわち空洞と圧力補償チャンバーとを仕切る必要は特にない。これら２つの副体積は、単に概念的な線で互いに分けられていても良い。しかしながら、圧力補償チャンバーは空洞から分けられている方が有利であり、これらの間の連通は１つ以上のダクトによって実施される。このようにして本発明は、圧力補償チャンバーの変形容易な壁と、他の比較的剛性のある栓部品との間をはっきり分けている。
【００１８】
また、圧力補償チャンバーはリム部で接続された２つの膨らんだ境界壁を備えることが好ましい。これらの境界壁は円形で、レンズ型の圧力補償チャンバーを形成しても良いが、例えば矩形で、圧力補償チャンバーが枕型になるような多角形であってもよい。どの場合でも結果として作られる圧力補償チャンバーは、これら境界壁の比較的小さな形状変化によって比較的大きな体積変化を示す。
【００１９】
１つの実施形態では、互いにリム部で結合された２つの境界壁は異なった厚みを有する。その結果、薄い方の境界壁が特に容易に変形する。この変形は特に設定が容易である。また異なる材料で作られた境界壁を使用することによっても同様な効果を得ることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の実施形態では、栓のキャップが境界壁の１つを構成する。このような特徴によって栓の構造が単純になる。
【００２１】
本発明の別の実施形態では、栓が２つの部分、すなわちキャップと固定部、から作られており、これらが互いに溶着している。このキャップと固定部の相互接続には超音波接合を用いることが好ましい。この２部品の構成はキャップと固定部とをそれぞれ別に射出成形し、別個に離型することで、製造工程を単純化できる利点がある。２部品構成とすることで、これらの部品が離型する際に発生する機械的応力を減少させることができる。特にこの２部品構成によって、２部品の目視管理、特に２つのシール部の管理を自動化することが可能になる。
【００２２】
本発明の１つの実施形態では、前記キャップが前記開口より小さな直径を有する基部壁を備え、該開口のリム部が円筒部分に隣接し、前記第１のフランジが、この円筒部分の前記基部壁から離れた端部より、前記基部壁に向かって斜め外側に延びる。この構成は、キャップの基部壁の前記開口への挿入を可能にする。特にこの基部壁は、それが挿入された位置において、前記板金とほぼ面一になるように構成することができる。前記圧力補償チャンバーの境界壁の１つは、キャップの基部壁から構成されることが好ましい。
【００２３】
本発明のさらに別の実施形態では、外に向かった芯だしリブが、前記円筒部分上の長手方向に沿って延びる。これらのリブは、前記開口に中心を合わせて栓を挿入する助けとなる。これらの芯だしリブは、栓が開口内に挿入された際、板金または車両の床の反対側からかみ込む固定部が内側に向かって十分に変形できるように構成されることが好ましい。柔軟な芯だしリブが特に適している。さらに別の態様における芯だしリブは、これらのリブに対応する半径方向が０ではない角度を定めることにより、さらに柔軟になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、１つの実施形態を４つの添付図面に関連づけて説明することにより本発明を明示する。
【００２５】
図１は車体板金１の開口に挿入された密封栓を示す。この栓はキャップ１０と固定部２０とからなる。ここに示す栓は円形で、特に図４の下面図に示すように回転対称となっている。
【００２６】
キャップ１０と固定部２０とは、環状帯３０に沿って溶着されている。キャップ１０には弾性的な周縁フランジ１２が設けられ、第１の周縁ホットメルトシール部１４が設けられている。キャップ１０は、円筒壁１８に隣接する環状底壁１６と、円筒壁１８の環状底壁１６とは反対側の端にあって板金１に向かって外方へ延びるように構成されたフランジ１２とを備える。
【００２７】
固定部２０には、環状接続面３０の外側に第２フランジ２２が設けられており、第２シール部２４やホットメルトが設けられている。
【００２８】
圧力補償壁４０がキャップ１０の内部、底壁１６と固定部２０との間にある。この圧力補償チャンバー４０はキャップ１０の基部１６の一部から形成される上限壁４４と、固定部２０の中央部分から形成される下限壁４４とによって上向きに固定されている。
【００２９】
空洞５０は板金１と、シール部１４および２４と、固定部２０の第１フランジ１２および第２フランジ２３によって形成される。この空洞５０の体積は境界面の構成によって実質的に予め限定される。この空洞５０は図１で省略されたダクトを通じて圧力補償チャンバー４０と連通する。
【００３０】
圧力補償チャンバー４０の上限壁４２と下限壁４４とは弾性的であり、その結果、空洞５０内の温度変化によって生じる圧力変化は、この圧力補償チャンバー４０の体積の変化によって自動的に補償される。
【００３１】
図示したように、圧力補償チャンバー４０の下限壁４４は上限壁４２よりも薄い。両境界壁４２と４４との間のスペーサ６２が、両境界壁の間の最小間隔、すなわち圧力補償チャンバー４０の最小体積を予め決定するように形成されている。
【００３２】
また図にはキャップ１０の円筒部分１８に形成された芯だしリブ６０が示されている。この芯だしリブ６０には、開口への栓の挿入を容易にするため、下端部分６４に傾斜が設けられている。さらに第２のフランジをシール部２４とともに開口に挿入する際に問題が生じないようにするため、第２のフランジが芯だしリブ６０の方向に向かって内側に十分に変形するように芯だしリブ６０の寸法が選定されている。
【００３３】
これら２つのフランジはそれぞれ板金１に向かって外側に延びている。いずれのフランジも弾性的で、挿入されると２つのシール部１４および２４が板金１に圧縮力を加える。
【００３４】
図１は２つのシール部１４および２４が低温状態で接着し密封を確実に行っている状態を示している。シール部１４および２４には、その全周縁において空気の介在や流入出するガスに起因する変形がない。
【００３５】
図１に示す低温状態では、２つの境界面４２および４４がこの温度での変形状態にあるため、圧力補償チャンバー４０は最小の体積を有している。これらの境界面の変形は、圧力補償チャンバー４０内および空洞５０内の圧力が、外部雰囲気の圧力と同じになるように設計されている。
【００３６】
図２は加熱前の同じ密封栓を示す。ホットメルトシール部１４および２４は未だに溶融しておらず、したがってそれぞれ初期の形状を維持している。圧力補償チャンバー４０の境界壁４２および４４はそれぞれ外側に膨らみ、それぞれが緩和された形状になっている。圧力補償チャンバー４０の体積は、図１に示された状態よりかなり大きくなっている。
【００３７】
図２はまた、２つの弾性的なフランジ１２および２２がシール部１４および２４をそれぞれ板金１に押しつけていることを示している。このようにして栓は、予期せぬずれや開口からの脱落が起こらないようになっている。しかしながら溶融前のこの状態では、前記シール部は空洞５０を密封していない。
【００３８】
図３は図１および図２の栓が開口に挿入される前の状態を示す。図３は図１および図２に相対して対称軸７０の周りに回転された栓を示しており、芯だしリブは１つのみ見ることができる。
【００３９】
図３には圧力補償チャンバー４０を空洞５０につなぐダクト６６が示されている。
【００４０】
また図３は２つのフランジが未変形の状態を示す。この状態では、（挿入された状態では板金１の上面に固定される）シール部１４が、（挿入された状態では板金１の下方に構成される）シール部２４の下方に位置している。その結果、挿入状態では２つのフランジが弾性的に変形し、それにより板金１に力を加えることは明らかである。フランジ１２および２２によって加えられる力は反対の方向を向き、これにより栓を自動的に所望の高さに配置する。
【００４１】
再度、図３において、圧力補償チャンバー４０の上限壁４２と下限壁４４とは、図２におけるものと同様、元の未変形の形状となっている。このように明らかに外側を向く形態において、上限壁４２はスペーサ６２からある距離をもって離れている。
【００４２】
図４は下方から見た図で、栓が回転対称であることを示している。この図は最も外側のフランジ１２と、第２周縁フランジのより内側の下面を示す。圧力補償チャンバー５０の下限壁が中央の４４として示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】板金車体の相応する開口に挿入された、本発明の密封栓を冷却した後の断面図を示す。
【図２】車体の板金に挿入された図１の栓の加熱前の断面図を示す。
【図３】図１および図２の栓の挿入前の断面図を示す。
【図４】図１から３の栓を下方から見た図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    板金
１０    キャップ
１２    第１フランジ
１４    第１シール部
１６    基部壁
１８    円筒部
２０    固定部
２２    第２フランジ
２４    第２シール部
３０    環状帯
４０    圧力補償チャンバー
４２    境界壁
４４    境界壁
５０    空洞
６０    芯だしリブ
６６    ダクト
【図１】
2009526959.tif 000003
【図２】
2009526959.tif 000004
【図３】
2009526959.tif 000005
【図４】
2009526959.tif 000006
【国際調査報告】
2009526959.tif 000007
2009526959.tif 000008