(57)【要約】【課題】ゴム状弾性体のダストシールであって、電気絶縁性を有して装着時のダスト等に対するシール性がよく、しかも装着の際の作業性が容易なダストシールを提供する。【解決手段】内周縁２３が屈曲部２４である開口部２１を有する箱体２と、開口部２１に挿通される配管３との間に装着されるダストシール１であって、箱体２に密着する凸部４１を有する外径リップ部４と、配管３と内周面６１が密着する内径リップ部６と、外径リップ部４と内径リップ部６とを連結するシール部５とを備え、凸部４１は屈曲部２４の外径側で箱体２と密着させ、内周面６１は配管３の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有して密着させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周縁が外側に湾曲している屈曲部からなる開口部を有する一の部材と、前記開口部に挿通される他の部材との間に装着されるゴム状弾性体のダストシールであって、
前記一の部材に密着する凸部を有する外径リップ部と、前記他の部材と内周面が密着する内径リップ部と、前記外径リップ部と前記内径リップ部とを連結するシール部とを備え、
前記シール部の軸方向断面積をＳ、前記シール部の長さをＬ、前記シール部の目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性体の体積固有抵抗値をＲＢとしたときに、前記シール部は、
Ｓ×Ｌ＞ＲＡ／ＲＢ
の関係式を具備し、
前記凸部は前記屈曲部の外径側で前記一の部材と密着し、前記内周面は他の部材の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有して他の部材に密着していることを特徴とするダストシール。
【請求項２】
請求項1に記載のダストシールにおいて、
前記凸部の先端の軸方向断面形状は、円弧状、または一の部材と形成する外径側勾配角が４５度以上で内径側勾配角が４５度以下である三角形状であることを特徴とするダストシール。
【請求項３】
請求項1若しくは２に記載のダストシールにおいて、
前記内周面が、内径方向に突設された周方向に連続した突起を有する波状面であることを特徴とするダストシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性を有するゴム状弾性体製のダストシールであって、例えば燃料電池における箱体と配管との間で外部からのダストをシールするために用いられるダストシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載した燃料電池自動車において、燃料電池ユニットの電気絶縁性は、安全性の面で非常に重要な問題である。図５に、車載燃料電池ユニット１００の概略構成図を示す。参照符号１０１は燃料電池本体、１０２は原料ガスを水素ガスに改質する改質器及びＣＯ浄化器等からなる改質装置であり、絶縁シート１０４を設けた箱体１０３に収納されている。また、燃料電池本体１０１及び改質装置１０２は、電気絶縁性を有するマウント１０５を介して支持されている。
【０００３】
燃料電池本体１０１は、水素と酸素を反応させて水を生成することによって電気を発生させるもので、外部からの燃料供給管や、酸化ガス供給管、冷却水供給管など、複数の配管１０６が接続されており、これらの配管１０６は、箱体１０３に開設された開口部１０３ａを挿通して配設されているので、箱体１０３の開口部１０３ａの内周縁１０３ｂと配管１０６との間をゴム状弾性体のダストシール１０７でシールし、外部から箱体１０３内部へのダストや水等の飛沫の侵入を防止している。
【０００４】
また、燃料電池本体１０１は電気を発生させるものであるため、燃料電池本体１０１及びこれに接続された配管１０６は高電位となり、一方、燃料電池本体１０１を収容している箱体１０３は金属で成形されているため、箱体１０３と、これを貫通する配管１０６との間は、漏電を防止するため電気絶縁性を確保する必要がある。
【０００５】
しかしながら、箱体１０３の開口部１０３ａを形成する内周縁１０３ｂと配管１０６との間に装着されたダストシール１０７は、ゴム状弾性体で成形されているので、僅かながら導電性を有し、燃料電池本体１０１が発電によって高電位になると、配管１０６から、ダストシール１０７を介して箱体１０３への漏電を生じるおそれがある。漏電の発生は、極めて危険な事態を引き起こすおそれがあるので、本発明者らは、下記特許文献１において、特定の関係式を具備させた電気絶縁性を有するゴム状弾性体性で成形したダストシール１０７で、図６に示すようなシール性の良い形状のダストシール１０７を提案している。
【０００６】
この図６に示すダストシール１０７は、グロメット部１１０に形成されている環状溝１１０ａに箱体１０３に開設された開口部１０３ａの内周縁１０３ｂを嵌合させると共に、膜部１１１によりグロメット１１０と連結しているリップ部１１２を配管１０６の外周面１０６ａに嵌合させることで、箱体１０３と配管１０６との間に装着し外部のダスト等をシールするものであるが、配管１０６の外周面１０６ａと嵌合するリップ部１１２の内周面１１２ａが平面であるため、装着に際し緊迫力が高くなり膜部１１１が引っ張られて、グロメット部１１０と箱体１０３の内周縁１０３ｂとの間に隙間ができる虞があった。また、リップ部１１２の嵌合位置を調整する等の作業が必要になるが、グロメット１１０と箱体１０３の内周縁１０３ｂとの嵌合状態の確認が難しく、リップ部１１２の内周面１１２ａの配管１０６に対する緊迫力も高いため、装着作業が煩雑であった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４７２４１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ゴム状弾性体のダストシールであって、電気絶縁性を有して装着時のダスト等に対するシール性がよく、しかも装着の際の作業性が容易なダストシールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るダストシールは、内周縁が外側に湾曲している屈曲部からなる開口部を有する一の部材と、前記開口部に挿通される他の部材との間に装着されるゴム状弾性体のダストシールであって、前記一の部材に密着する凸部を有する外径リップ部と、前記他の部材と内周面が密着する内径リップ部と、前記外径リップ部と前記内径リップ部とを連結するシール部とを備え、前記シール部の軸方向断面積をＳ、前記シール部の長さをＬ、前記シール部の目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性体の体積固有抵抗値をＲＢとしたときに、前記シール部は、
Ｓ×Ｌ＞ＲＡ／ＲＢ
の関係式を具備し、前記凸部は前記屈曲部の外径側で前記一の部材と密着し、前記内周面は他の部材の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有して他の部材に密着していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係るダストシールは、請求項１に記載のダストシールにおいて、前記凸部の先端の軸方向断面形状は、円弧状、または一の部材と形成する外径側勾配角が４５度以上で内径側勾配角が４５度以下である三角形状であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係るダストシールは、請求項１若しくは２に記載のダストシールにおいて、前記内周面が、内径方向に突設された周方向に連続した突起を有する波状面であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１３】
本発明の請求項１に係るダストシールによれば、外径リップ部と内径リップ部とを連結しているシール部が所定の関係式を具備しているので、ゴム状弾性体であっても電気絶縁性を有し、配管から箱体への漏電を防止することができる。また、内径リップ部の内周面は他の部材の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有して密着するので、緊迫力が高くならずに、装着の際にシール部が引っ張られるのを防止することができる。しかも外径リップ部の凸部は一の部材に形成されている屈曲部の外径側に密着させているだけで嵌合させていないので、外径リップ部の密着性を確保するために行う内径リップ部の調整等の装着作業を容易に行うことができる。
【００１４】
また、請求項２に記載されているように、外径リップ部の凸部の先端の断面形状が、円弧状、または一の部材と形成する外径側勾配角が４５度以上で内径側勾配角が４５度以下である三角形状であるので、外径リップ部の一の部材に対する密着性を、より好適にすることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載されているように、内径リップ部の内周面が内径方向に突設された周方向に連続した突起を有する波状面であるので、内周面の緊迫力を請求項１の記載値に設定したときでも、内径リップの他の部材に対する密着性を、より好適にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係るダストシールを装着状態で軸方向に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図であり、図２は、図１のダストシールの拡大断面図である。図３と図４は共に、本発明の別の実施形態に係るダストシールの拡大断面図である。
【００１８】
本発明に係るダストシール１は、図１に示す通り、一の部材である箱体２と、箱体２に開設された開口部２１を挿通する他の部材である配管３との間に装着される。
【００１９】
箱体２は、図示しない燃料電池本体、および原料ガスを水素ガスに改質する改質器及びＣＯ浄化器等からなる改質装置等を収納しているもので、金属で成形されていて、上面部２２に配管３を挿通する開口部２１が開設されていて、その開口部２１を形成する上面部２２の内周縁２３は、外側に湾曲して屈曲部２４を形成している。
【００２０】
配管３は、水素と酸素を反応させて水を生成することによって電気を発生させる燃料電池本体に接続された燃料供給管、酸化ガス供給管、冷却水供給管等の複数の配管が束ねられたものであって、燃料電池本体と共に高電位となるものである。
【００２１】
ダストシール１は、図２に示す通り、外径リップ部４と、シール部５と、内径リップ部６とを備え、ゴム状弾性体により一体に成形されている。
【００２２】
外径リップ部４は、凸部４１を有し、その凸部４１の先端４２の軸方向断面形状は、円弧状４３をしており、屈曲部２４の外径側で箱体２の上面部２２と密着するようになっている。なお、凸部４１の先端４２の軸方向断面形状は、図３に示す通り、三角形状４４であっても良く、この場合先端４２が上面部２２に当接したときに上面部２２となす勾配角度が、外径側勾配角αが４５度以上であり、内径側勾配角βが４５度以下に設定されるのがよい。
【００２３】
シール部５は、外径リップ部４と後述する内径リップ部６とを連結しているものであって、シール部５の軸方向断面積をＳ、シール部５の長さをＬ、シール部５の目標絶縁抵抗値をＲＡ、ゴム状弾性体の体積固有抵抗値をＲＢとしたときに、「Ｓ×Ｌ＞ＲＡ／ＲＢ」の関係式を具備するように、寸法・面積等が規定されている。
【００２４】
内径リップ部６は、内周面６１が配管３の外周面３１に嵌合により密着している。この場合に、内径リップ６の内周面６１の内径は、配管３の外径に対して１乃至２ｍｍ小さく成形されていて、これにより内径リップ６の締め代が確保されている。なお、内径リップ６の内周面６１の形状は、平面６２、または図４に示す通り、内径方向に突設された周方向に連続した突起６３を有する波状面６４であっても良い。
【００２５】
上記の通り構成されたダストシール１を、箱体２と、箱体２に開設された開口部２１を挿通する配管３との間に装着するには、初めに内径リップ部６の内周面６１を配管３の外周面３１に嵌合させ、その後に外径リップ部４の凸部４１を箱体２の上面部２２に密着させることにより行う。この装着の際に、外径リップ部４の密着性を確保するため、図２に示す初期高さＡに対して、図１に示す装着時の高さＢが１０乃至２０％圧縮されたよう（即ち、（Ａ−Ｂ）／Ａ＝１０〜２０％、となるよう）に設定するのが好適であり、このように設定することで、外径リップ部４がシール部５により引っ張られるのを防止することも可能となる。
【００２６】
以上の通り上記構成のダストシール１は、内径リップ部６を配管３の外周面３１に嵌合させ、外径リップ部４は箱体２の上面部２２に密着させるだけであるので装着作業が容易であると共に、内径リップ部６の締め代が配管３の直径に対し１乃至２ｍｍであるので外径リップ部４がシール部５に引っ張れるのを防止することが可能となる。また、内径リップ部６の位置調整も容易に行うことができ、従来に比較して装着作業性の改善を図ることが可能となる。
【００２７】
更に、開口部２１の内周縁２３は外側に湾曲した屈曲部２４で形成されているので、外径リップ部４と箱体２の上面部２２との間から僅かなダストが侵入したとしても、屈曲部２４で遮断することができ、箱体２内部へのダスト等の侵入を防止することが可能となる。
【００２８】
特に、外径リップ４の先端４２の軸方向断面形状が、円弧状４３、または箱体の上面部と形成する外径側勾配角αが４５度以上で内径側勾配角βが４５度以下である三角形状４４であると、外径リップ部４と上面部２２との密着性を確保することがより好適となり、外部からのダスト等の侵入を防止することが可能となる。
【００２９】
また、内径リップ部６の内周面６１が内径方向に突設された周方向に連続した突起６３を有する波状面６４で形成されていると、内径リップ部６の締め代が配管３の直径に対し１乃至２ｍｍであっても、内径リップ部６を配管３の外周面に密着させることがより好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るダストシールを装着状態で軸方向に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図
【図２】図１に係るダストシールの拡大断面図
【図３】図２における外径リップ部の別の実施形態を示す断面図
【図４】図２における内径リップ部の別の実施形態を示す断面図
【図５】燃料電池ユニットの概略構成説明図
【図６】従来例のダストシールを装着状態で軸方向に軸心を通る平面で切断して示す要部断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  ダストシール
２  箱体（一の部材）
２１  開口部
２２  上面部
２３  内周縁
２４  屈曲部
３  配管（他の部材）
３１  外周面
４  外径リップ部
４１  凸部
４２  先端
４３  円弧状
４４  三角形状
５  シール部
６  内径リップ部
６１  内周面
６２  平面
６３  突起
６４  波状面
【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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