(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、装着時に径方向に広い空間を必要としないダストシールを提供する。【解決手段】開口部２１を有する箱体２と、外周面３１に係合部（３２，３３）が形設されている配管３との間に装着されるゴム状弾性体のダストシール１であって、環状溝４１を有するグロメット部４と、先端が円弧形状６２であるリップ部６と、グロメット部４とリップ部６とを連結するシール部５とを備え、シール部５が所定の関係式を具備し、環状溝４１に内周縁２３を嵌合密着させ、リップ部６を係合部（３２，３３）に係合させたとき、シール部５が軸方向に蛇腹形状５２を形成するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する一の部材と、前記開口部に挿通される外周面に係合部が形設されてい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、
環状溝を有するグロメット部と、先端の軸方向断面形状が円弧形状であるリップ部と、前記グロメット部と前記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、
前記グロメット部の環状溝に前記開口部を形成している前記一の部材の内周縁を嵌合密着させ、前記リップ部を前記係合部に係合させたとき、前記シール部が軸方向に蛇腹形状を形成し前記リップ部が前記他の部材の直径に対して１乃至２ｍｍの締め代を有して前記他の部材に密着す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、開口部１０３ａを形成している箱体１０３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、開口部１０３ａを形成する箱体１０３の内周縁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へ漏電が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、図６に示すような形状のダストシール１０７を提案している。
【０００６】
このダストシール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を形成している内周縁１０３ｂを嵌合密着させ、グロメット１１０とリップ部１１２とを連結している膜部１１１を径方向に屈曲させて蛇腹形状を形成させると共にリップ部１１２を配管１０６の外周面１０６ａに密着させている。しかしながら、膜部１１１を径方向に屈曲させてリップ部１１２を配管１０６の外周面１０６ａに密着させているので、配管１０６と開口部１０３ａを形成している内周縁１０３ｂとの間に径方向の広い空間を確保する必要があった。
【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、しかも装着時に径方向に広い空間を必要としない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、開口部を有する一の部材と、前記開口部に挿通される外周面に係合部が形設されてい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、環状溝を有するグロメット部と、先端の軸方向断面形状が円弧形状であるリップ部と、前記グロメット部と前記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、前記グロメット部の環状溝に前記開口部を形成している前記一の部材の内周縁を嵌合密着させ、前記リップ部を前記係合部に係合させたとき、前記シール部が軸方向に蛇腹形状を形成し前記リップ部が前記他の部材の直径に対して１乃至２ｍｍの締め代を有して前記他の部材に密着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１１】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１に係るダストシールは、グロメット部とリップ部とを連結しているシール部が、シール部の軸方向断面積をＳ、シール部の長さをＬ、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、「Ｓ×Ｌ＞ＲＡ／ＲＢ」の関係式を具備しているので、シール部はゴム状弾性体で成形されていても電気絶縁性を有し、他の部材から一の部材への漏電を防止することができる。
【００１２】
また、グロメット部の環状溝に一の部材の内周縁を嵌合密着させ、リップ部を他の部材の係合部に係合さたときに、シール部は軸方向に圧縮変形して蛇腹形状を形成するので、径方向の空間を狭くすることができる。しかも、圧縮変形前のシール部の形状は簡素化することができるので、金型製作費を低減することができる。
【００１３】
また、リップ部は、シール部に蛇腹形状が形成されたとき他の部材の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有するので、他の部材に確実に密着させることができると共に、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。更に、リップ部は、先端の軸方向断面形状が円弧形状であるので、傾いて装着されたときであっても他の部材の外周面に均一に密着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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断面説明図であり、図２は、図１におけるダストシール単体の装着前の状態を示す断面図である。図３は、図１におけるリップ部の係合状態を示す説明図である。図４は、図３の別の実施形態を示す説明図である。
【００１６】
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。
【００１７】
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を形成する内周縁２３は平面で形成されている。
【００１８】
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、外周面３１には、図３に示すような凸状の係合部３２、若しくは図４に示すような凹状の係合部３３が形設されていて、燃料電池本体と共に高電位となるものである。
【００１９】
ダストシール１は、図２に示す通り、グロメット部４と、シール部５と、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。
【００２０】
グロメット部４は、外径側に環状溝４１を有し、環状溝４１を形成する軸方向上側の凸部４２の端面４２ａおよび軸方向下側の凸部４３の端面４３ａが、内周縁２３の上面および下面とそれぞれ密着するようになっている。
【００２１】
シール部５は、グロメット部４と後述するリップ部６とを連結しているものであって、加硫成形時には図２に示す通りストレート形状５１であり、軸方向に圧縮変形したときに図1に示すような蛇腹形状５２を形成するようになっている。また、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、シール部５は、「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。
【００２２】
リップ部６は、先端６１の軸方向断面形状が円弧形状６２になっていて、リップ部６が傾いても均一に配管３の外周面３１と密着するようになっている。更に、リップ部６は、配管３の外周面３１に形設されている凸状の係合部３２若しくは凹状の係合部３３と係合することで、シール部５に蛇腹形状５２が形成され、配管３の直径に対して１乃至２ｍｍの締め代を有してリップ部６が外周面３１に密着するようになっている。
【００２３】
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との間に装着させるには、初めに箱体２の内周縁２３をグロメット４の環状溝４１に嵌合密着させ、次いでシール部５を軸方向に圧縮変形させて蛇腹形状５２を形成させながらリップ部６を配管３の外周面３１に形設されている係合部（３２，３３）に係合させることにより行う。この装着の際にシール部５が軸方向に圧縮変形される変形量としては、図１に示す装着時のダストシール１の高さＢが、図２に示すダストシール１の初期高さＡの５０％程度になるように変形させることが好適である。
【００２４】
以上の通り、シール部５は、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、シール部５を形成する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設定されているので、絶縁性を有し配管３から箱体２への漏電を防止することが可能となる。
【００２５】
また、グロメット部４の環状溝４１に箱体２の内周縁２３を嵌合密着させ、リップ部６を配管３の外周面３１に形設されている係合部（３２，３３）に係合さたとき、シール部５は軸方向に圧縮変形して蛇腹形状５２を形成するので、箱体２の内周縁２３と配管３の外周面３１との径方向の空間を狭くすることが可能となる。しかも、シール部５は圧縮変形されることにより蛇腹形状５２を形成するので、加硫成形時には簡素なストレート形状５１とすることが可能となり、金型の制作費を低減することが可能となる。
【００２６】
更に、リップ部６は、シール部５に蛇腹形状５２が形成されて装着されたとき配管３の直径に対し１乃至２ｍｍの締め代を有するので、配管３に確実に密着させることが可能となると共に、緊迫力が高くならずに、装着の際にシール部５が引っ張られるのを防止することが可能となる。更に、リップ部６は、先端６１の軸方向断面形状が円弧形状６２であるので、傾いて装着されたときであっても配管３の外周面３１に均一に密着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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断面説明図
【図２】図１におけるダストシール単体を示す断面図
【図３】図１におけるリップ部の係合状態を示す説明図
【図４】図３の別の実施形態を示す説明図
【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断面説明図
【符号の説明】
【００２８】
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
３  配管（他の部材）
３１  外周面
３２，３３  係合部
４  グロメット部
４１  環状溝
４２，４３  凸部
５  シール部
５１  ストレート形状
５２  蛇腹形状
６  リップ部
６１  先端
６２  円弧形状
【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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