(57)【要約】【課題】取り付け対象にかかわらず、気密性を維持することが可能なシール部材を提供する。【解決手段】本実施形態のシール部材は、組み合わされることで空間を規定する一対の部材の間をシールするためのシール部材であって、一対の部材によって挟持され、部材に密着する面に形成される凹部と、凹部に設けられる貫通口と、を有する弾性部材と、弾性部材の貫通口の内部に設けられ、一対の部材の間にスペースを形成するスペーサと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組み合わされることで空間を規定する一対の部材の間をシールするためのシール部材であって、
一対の前記部材によって挟持され、前記部材に密着する面に形成される凹部と、前記凹部に設けられる貫通口と、を有する弾性部材と、
前記弾性部材の前記貫通口の内部に設けられ、一対の前記部材の間にスペースを形成するスペーサと、
を備えるシール部材。
【請求項２】
前記スペーサは、前記部材に密着する面に所定のピッチで配置される請求項１に記載のシール部材。
【請求項３】
一対の前記部材は、前記シール部材を貫通するネジによって組み合わされ、
前記スペーサには、前記ネジが貫通する開口が設けられる請求項１又は２に記載のシール部材。
【請求項４】
前記凹部の形状は、前記部材に密着する面に向かって広がるテーパー形状である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や屋外に設置されるブレーカなどの開閉器や、電気配線に用いられる端子ボックス等は、内部が気密された密閉容器に収納される。この種の密閉容器は、例えば、容器本体と、容器本体に複数のボルトやネジ等によって取り付けられる蓋を備えている。容器本体に蓋が取り付けられたときには、例えばガスケットやＯリングなどのシール部材で、容器と蓋の間が気密される。
【０００３】
容器本体と蓋の間を、シール部材を用いて気密する場合には、シール部材が均一に圧縮されるように、容器本体と蓋を組み合わせる必要がある。そのため、容器本体と蓋の間には、容器本体と蓋が平行になった状態で位置決めされるような工夫がなされている。
【０００４】
例えば、Ｏリングが用いられる密閉容器では、容器本体の開口部を包囲するように形成された溝に、Ｏリングが配置される。そして、容器本体に蓋が密着したときには、溝の内部のＯリングが均一に変形し、容器本体と蓋に隙間なく密着する。
【０００５】
また、ガスケットが用いられる密閉容器では、蓋を容器本体に固定するためのネジそれぞれが、異なるトルクで締め付けられると、蓋がガスケットに対して片当たりして隙間ができてしまう。そこで、蓋か容器本体の一方にスペーサを設け、ネジの締め付けトルクに差ができたときにも、スペーサで蓋を容器本体に対して平行に支持する。これにより、ガスケットは、容器本体と蓋の間で均一に変形し、容器本体と蓋に隙間なく密着する。
【０００６】
しかしながら、密閉容器にスペーサ等を設けるような加工をすると、密閉容器の製造コストが増加する。また、密閉容器に加工をすると、シール部材に応じて、容器本体と蓋との間のクリアランスを調整することができないため、シール部材の選択の幅が制限されることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２―５０５４６６
【特許文献２】特開２０１３―５１６３３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情の下になされたものであり、取り付け対象にかかわらず、気密性を維持することが可能なシール部材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】
【０００９】
本実施形態に係るシール部材は、組み合わされることで空間を規定する一対の部材の間をシールするためのシール部材であって、一対の部材によって挟持され、部材に密着する面に形成される凹部と、凹部に設けられる貫通口と、を有する弾性部材と、弾性部材の貫通口の内部に設けられ、一対の部材の間にスペースを形成するスペーサと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るシール部材を用いた密閉容器の斜視図である。
【図２】密閉容器の展開斜視図である。
【図３】図２の凹部の斜視図である。
【図４】図２のシール部材の部分断面図である。
【図５】シール部材の近傍を示す断面図である。
【図６】密閉時のシール部材の近傍を示す図である。
【図７】本実施形態の変形例を示す図である。
【図８】密閉時の本実施形態の変形例を示す図である。
【図９】本実施形態の変形例を示す断面図である。
【図１０】密閉時の本実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係るシール部材を、図面を参照して説明する。説明には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を用いる。
【００１２】
図１は、密閉容器１の斜視図である。密閉容器１は、本実施形態に係るシール部材３０を備える防水ケースである。密閉容器１は、容器本体１０と、蓋２０と、シール部材３０と、を備える。容器本体１０は、シール部材３０を介して蓋２０と組み合され、ネジ５０により固定される。
【００１３】
図２は、密閉容器１の展開斜視図である。シール部材３０を介して容器本体１０と蓋２０が組み合わされることで、密閉容器１の内部に空間が規定される。密閉容器１は、この空間に、例えば、電子機器を収納するために用いられる。
【００１４】
シール部材３０は、弾性部材３１をベースとするガスケットである。弾性部材３１は、例えば、シリコンゴムをプレス成形することにより形成される、Ｚ軸方向の長さＬ１が４，５ｍｍである略矩形の平板である。
【００１５】
弾性部材３１は、中央部に開口部３２が形成され、シール部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを有する角環状に形成されている。開口部３２は、弾性部材３１をＺ軸方向に貫通する、Ｙ軸方向を長手方向とする略矩形の開口である。
【００１６】
シール部３１ａは、長手方向をＸ軸方向とし、弾性部材３１の＋Ｘ側端に沿って形成されている。シール部３１ｂは、長手方向をＹ軸方向とし、シール部３１ａの−Ｘ側端から＋Ｙ方向に向かって形成されている。シール部３１ｃは、長手方向をＹ軸方向とし、シール部３１ａの＋Ｘ側端から＋Ｙ方向に向かって形成されている。シール部３１ｂとシール部３１ｃのＹ軸方向の長さは等しい。
【００１７】
シール部３１ｄは、長手方向をＸ軸方向とし、シール部３１ｂ，３１ｃの＋Ｙ側端を結ぶように形成されている。シール部３１ｄのＸ軸方向の長さは、シール部３１ａのＸ軸方向の長さと等しく、シール部３１ｂとシール部３１ｃのＹ軸方向の長さより短い。
【００１８】
シール部３１ａ，３１ｄのＹ軸方向の幅と、シール部３１ｂ，３１ｃのＸ軸方向の幅は等しい。シール部３１ａ，３１ｄのＹ軸方向の幅と、シール部３１ｂ，３１ｃのＸ軸方向の幅は、少なくとも１０ｍｍである。
【００１９】
弾性部材３１の上面（＋Ｚ側の面）には、複数の凹部３５が設けられている。凹部３５は、シール部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの互いに連続する部分を基準位置として、互いに等間隔になるように、一定の間隔（ピッチ）で形成されている。
【００２０】
シール部３１ａ，３１ｄに設けられた複数の凹部３５は、シール部３１ａ，３１ｄの長手方向に沿ってＹ軸方向の中心部に設けられている。シール部３１ｂ，３１ｃに設けられた複数の凹部３５は、シール部３１ｂ，３１ｃのＸ軸方向の中心部に、長手方向に沿って設けられている。
【００２１】
図３は、図２の凹部３５の斜視図である。図３に示されるように、凹部３５は、弾性部材３１の上面から−Ｚ方向に窪むように形成され、ＸＹ面に平行な底面３６と、底面３６の外縁に沿って設けられる側壁部３７と、を有する。
【００２２】
底面３６は、弾性部材３１の上面より下方（―Ｚ方向）に形成された、各辺がそれぞれＸ軸又はＹ軸に平行な正方形の面である。底面３６の中央部には、弾性部材３１をＺ軸方向に貫通する貫通孔３８が設けられている。貫通孔３８は、各辺がそれぞれＸ軸又はＹ軸に平行な正方形の開口を形成している。
【００２３】
凹部３５及び貫通孔３８は、例えば、金型を用いたパンチング加工により形成される。
【００２４】
スペーサ４０は、例えばプレス加工等により形成され、防蝕処理された鉄からなる、ＸＹ面が正方形の平板状の部材である。
【００２５】
スペーサ４０は、貫通孔３８を埋めるように貫通孔３８と嵌合し、接着剤等により、弾性部材３１との間に隙間が生じないように固定される。スペーサ４０の上面は、凹部３５の底面３６から露出し、スペーサ４０の下面は、弾性部材３１の下面から露出する。
【００２６】
図４は、図２の一点鎖線Ａ‐Ａ’に沿った、シール部材３０の部分断面図である。スペーサ４０のＺ軸方向の長さは、貫通孔３８のＺ軸方向の長さと略同一である。そのため、スペーサ４０のＺ軸方向の長さＬ２は、弾性部材３１のＺ軸方向の長さＬ１よりも小さい。
【００２７】
スペーサ４０の上面の中央部には、スペーサ４０をＺ軸方向に貫通する開口４１が設けられている。スペーサ４０の上面の各辺の長さは、例えば開口４１の内径の長さの３倍以上である。
【００２８】
容器本体１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする、上面が開口した直方体状の部品である。容器本体１０は、例えばプレス加工等により形成され、防蝕処理がされた鉄からなる。容器本体１０は、底板１１と、底板１１の外縁に沿って設けられる側壁１２からなる。
【００２９】
側壁１２の上端部（＋Ｚ側の端部）には、容器本体１０の上面の開口の一部を覆うように突出した、鍔部１３が形成されている。鍔部１３には、複数のネジ穴１４が設けられている。
【００３０】
蓋２０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略矩形の平板状の部材である。蓋２０は、例えばプレス加工等により形成され、防蝕処理された鉄からなる。蓋２０の外縁部には、複数のネジ穴２１が設けられている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るシール部材３０の使用方法について説明する。
【００３２】
図２に示されるように、シール部材３０の弾性部材３１の下面は、鍔部１３の上面と略同一の形状である。シール部材３０を弾性部材３１の下面と、鍔部１３の上面が接するように位置決めする。
【００３３】
図５は、シール部材３０の近傍を示す図である。シール部材３０の弾性部材３１の下面は、鍔部１３の上面に密着し、シール部材３０のスペーサ４０の下面は、鍔部１３の上面に接している。
【００３４】
蓋２０を容器本体１０の上面の開口を閉塞するように位置決めし、シール部材３０の弾性部材３１の上に、蓋２０を配置する。弾性部材３１の上面は、蓋２０の下面の外縁部と密着する。
【００３５】
スペーサ４０のＺ軸方向の長さＬ２は、弾性部材３１のＺ軸方向の長さＬ１よりも小さい。そのため、弾性部材３１の上に蓋２０を配置した状態では、蓋２０の下面と、凹部３５の底面３６及びスペーサ４０の上面との間に隙間Ｓが形成される。
【００３６】
鍔部１３に設けられた複数のネジ穴１４の互いの位置関係と蓋２０に設けられた複数のネジ穴２１の互いの位置関係は、スペーサ４０に設けられた複数の開口４１の互いの位置関係と同一である。
【００３７】
シール部材３０と蓋２０を位置決めした状態で、鍔部１３のネジ穴１４と、蓋２０のネジ穴２１と、スペーサ４０の開口４１は、同じ位置になるように設けられている。鍔部１３のネジ穴１４と、蓋２０のネジ穴２１は、内径が同一である。スペーサ４０の開口４１は、鍔部１３のネジ穴１４及び蓋２０のネジ穴２１の内径と略同一の開口径を有する。
【００３８】
容器本体１０、蓋２０、及びシール部材３０をネジ５０でネジ止めして固定する。図６は、密閉時のシール部材３０の近傍を示すＸＺ面の断面図である。ネジ５０を、シール部材３０のスペーサ４０の開口４１を介して、蓋２０のネジ穴２１、及び容器本体１０のネジ穴１４に嵌合させる。
【００３９】
ネジ５０により、容器本体１０、蓋２０、及びシール部材３０を圧着させる。容器本体１０と蓋２０の間に配置されたシール部材３０の弾性部材３１は、容器本体１０の鍔部１３と蓋２０により、Ｚ軸方向に圧縮される。
【００４０】
Ｚ軸方向に圧縮された弾性部材３１は変形し、Ｚ軸方向に潰れるとともに、側方に伸びる。開口部３２の側面である弾性部材３１の内側壁３３は、開口部３２の内側に向かって突出する。弾性部材３１の外端の側面である外側壁３４は、弾性部材３１の外側に向かって突出する。そして、凹部３５の側壁部３７が、隙間Ｓに突出する。
【００４１】
側壁部３７が底面３６の上方の隙間Ｓに突出した状態で、さらに弾性部材３１がＺ軸方向に圧縮される。底面３６の下方の弾性部材３１が変形し、側壁部３７がスペーサ４０の上面のなす面の下方に埋没する。その結果、図６に示されるように、蓋２０とスペーサ４０が接し、スペーサ４０により蓋２０が支持される。
【００４２】
スペーサ４０により蓋２０が支持された状態で、スペーサ４０の設けられた、容器本体１０、蓋２０、及びシール部材３０の４隅を含む各所をネジ５０により固定する。
【００４３】
ネジ止めするとき、ネジそれぞれが異なるトルクで締め付けられると、蓋２０がシール部材３０に対して片当たりする。しかし、スペーサ４０により蓋２０が支持されるため、蓋２０は容器本体１０に対して平行な状態を維持する。そのため、シール部材３０は、容器本体１０と蓋２０の間で均一に変形し、容器本体１０と蓋２０に隙間なく密着し、密閉容器１は密閉状態となる。
【００４４】
シール部材３０の材質等により、最適な圧縮量は異なる。弾性部材３１は、蓋２０にスペーサ４０が接するまで圧縮される。そのため、圧縮される前の弾性部材３１のＺ軸方向の長さＬ１と、スペーサ４０のＺ軸方向の長さＬ２との差（Ｌ１−Ｌ２）により、弾性部材３１の圧縮量は異なる。そのため、スペーサ４０の長さＬ２を調節することより、シール部材３０の材質等に応じて、容器本体１０と蓋２０との間のクリアランスを調整することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、シール部材３０に設けられたスペーサ４０により、蓋２０を容器本体１０に対して平行に支持し、弾性部材３１は、容器本体１０と蓋２０の間で均一に変形し、容器本体１０と蓋２０に隙間なく密着する。
【００４６】
このため、蓋２０にスペーサを設ける加工が不要となる。そのため、密閉容器の製造コストの増加を抑制することができる。
【００４７】
さらに、シール部材３０に応じたスペーサ４０を選択することができるため、シール部材３０の材質等に応じて、容器本体１０と蓋２０の間のクリアランスを調整することができ、密閉容器１の気密性を維持することができる。
【００４８】
また、従来の密閉容器では、蓋を容器本体に取り付けるときに、シール部材がスペーサによって潰され、破損することがあった。本実施形態では、シール部材３０にスペーサ４０が設けられているため、シール部材がスペーサによって潰されることはない。したがって、シール部材３０の耐久性を向上させることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、凹部３５は弾性部材３１の上面に設けられている。これに限らず、弾性部材３１の下面にも凹部が設けられていても良い。
【００５０】
図７は、本実施形態の変形例を示す断面図である。シール部材６０のベースとなる弾性部材６１の上面には上面凹部６２が設けられ、弾性部材６１の下面には下面凹部６３が設けられている。
【００５１】
図７は、気密時の本実施形態の変形例を示す断面図である。弾性部材６１では、上面凹部６２と下面凹部６３がそれぞれ変形するため、スペーサ４０の近傍において、弾性部材６１にかかる負荷が、弾性部材６１の上面側と下面側に分散される。
【００５２】
そのため、弾性部材６１にかかる負荷による、弾性部材６１の破損の発生を抑制することができる。その結果、シール部材の破損によりシール部材を交換する回数が少なくなる。
【００５３】
また、弾性部材に設けられる凹部は、テーパー形状であってもよい。図９は、凹部がテーパー形状である本実施形態の変形例を示す断面図である。シール部材７０のベースとなる弾性部材７１の上面にはテーパー形状の上面凹部７２が設けられ、弾性部材７１の下面にはテーパー形状の下面凹部７３が設けられている。
【００５４】
上面凹部７２は、上面凹部７２の中央部から外縁部に向かって、＋Ｚ方向に傾斜する。下面凹部７３は、下面凹部７３の中央部から外縁部に向かって、−Ｚ方向に傾斜する。
【００５５】
図１０は、気密時の本実施形態の変形例を示す断面図である。シール部材７０では、上面凹部７２及び下面凹部７３に負荷の集中しやすいエッジがないため、スペーサ４０の近傍において、弾性部材７１にかかる負荷が分散される。
【００５６】
そのため、弾性部材７１にかかる負荷による、弾性部材７１の破損の発生を抑制することができる。その結果、シール部材の破損によりシール部材を交換する回数が少なくなる。
【００５７】
上記実施形態では、凹部３５の側壁部３７のＺ軸方向の長さは、弾性部材３１のＺ軸方向の長さの２０％である。これに限らず、弾性部材３１の材質等に合わせて、側壁部３７のＺ軸方向の長さを調節することができる。
【００５８】
上記実施形態では、スペーサ４０のＺ軸方向の長さは、貫通孔３８のＺ軸方向の長さと略同一である。これに限らず、スペーサ４０のＺ軸方向の長さＬ２が、貫通孔３８のＺ軸方向の長さより長く、弾性部材３１のＺ軸方向の長さＬ１よりも小さければよい。
【００５９】
上記実施形態では、スペーサ４０は正方形の平板である。これに限らず、両端に平行な面を有する、例えば円盤状等の形状であってもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１  密閉容器
１０  容器本体（部材）
１１  底板
１２  側壁
１３  鍔部
１４，２１  ネジ穴
２０  蓋（部材）
３０，６０，７０  シール部材
３１，６１，７１  弾性部材
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ  シール部
３２  開口部
３３  内側壁
３４  外側壁
３５  凹部
３６  底面
３７  側壁部
３８  貫通孔
４０  スペーサ
４１  開口
５０  ネジ
６２，７２  上面凹部
６３，７３  下面凹部
Ｓ  隙間
Ｌ１、Ｌ２  長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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