密封结构以及密封方法与流程

本发明涉及供由外壳和罩形成的框体的防水、防尘用的密封结构以及密封方法。

背景技术：

专利文献1示出在设于发动机缸体等的金属垫片的螺孔间的双面上实施印刷密封的密封结构。该技术中，通过使印刷密封的长度和宽度在一个面和另一个面上不同，从而在螺孔周边和螺孔间中央处改变压缩方向的厚度，由此在螺孔间的全长范围内获得均匀的密封压力。

专利文献2示出利用垫片将电子设备等的基座与罩之间密封的密封结构。该技术中，通过使基座或罩的密封部位的形状在与垫片的压缩方向正交的方向上成为凹凸形状来改变该正交的方向上的压缩量。另外，利用该凹凸形状来防止垫片向该正交的方向倾倒。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平8-28707号公报

专利文献2：日本特开2008-232167号公报

作为密封结构的一方式具有如下结构：在框体的外周设置紧固部，在比紧固部靠框体的内部侧的位置处配置密封件(包含垫片)。在该密封结构中，通过紧固而产生的压缩力中的、在紧固部附近产生的压缩力大于在紧固部之间产生的压缩力。于是，克服压缩力的密封件16的反作用力中的、位于紧固部附近的密封件的反作用力大于位于紧固部之间的密封件的反作用力。其结果是，有可能在紧固部之间产生开口。当为了防止开口而增大紧固力时，框体有可能在紧固部附近发生破损。为了应对这些问题，需要使密封件的反作用力在密封件的整个轴向(周向)上变得均匀。

专利文献1所记载的技术涉及沿着长边方向具有螺孔的垫片，因此，无法应用于在框体的外周设置紧固部、且在比紧固部靠框体的内部侧的位置处配置密封件的密封结构。专利文献2所记载的技术能够调整与垫片的压缩方向正交的方向上的反作用力，但无法调整垫片的轴向(周向)上的反作用力。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够对在比紧固部靠框体的内部侧配置的密封件的反作用力进行调整来防止框体的破损的密封结构以及密封方法。

本发明所涉及的密封结构是在框体的外壳与所述框体的罩之间配置密封件的密封结构，其特征在于，在所述框体的外周形成有多个将所述外壳和所述罩紧固的紧固部，在比所述紧固部靠所述框体的内部侧的位置处配置有所述密封件，位于所述紧固部的附近的所述密封件的压缩方向的反作用力小于位于所述紧固部的附近以外的所述密封件的压缩方向的反作用力。根据本发明，由于位于紧固部的附近的密封件的压缩方向的反作用力小于位于紧固部的附近以外的密封件的压缩方向的反作用力，因此，即便为了防止相互邻接的紧固部之间的开口而增大紧固部的压缩力，框体也不会发生破损。这样，能够缓和框体的所需强度，作为框体的材料而能够使用廉价材料，能够抑制框体的制造成本。

在本发明中优选的是，位于所述紧固部的附近的所述密封件在与所述压缩方向正交的方向上具有第一厚度，位于所述紧固部的附近以外的所述密封件在与所述压缩方向正交的方向上具有第二厚度，所述第一厚度比所述第二厚度薄。根据本发明，能够利用局部改变密封件的厚度这样的简易结构来改变密封件的压缩方向的反作用力。因此，能够抑制密封件的制造成本。

在本发明中优选的是，所述密封件收容于在所述外壳或所述罩中的至少一方设置的密封件收容槽，位于所述紧固部的附近以外的所述密封件具备在所述压缩方向上延伸的肋，具备所述肋的部位在与所述压缩方向正交的方向上具有所述第二厚度，所述第二厚度比所述密封件收容槽的宽度厚。根据本发明，由于肋相对于密封件收容槽为过盈配合，因此，容易将密封件定位于密封位置。因此，框体的组装作业的效率提高。

本发明所涉及的密封方法是利用密封件将框体的外壳与所述框体的罩密封的密封方法，其特征在于，在比将所述外壳与所述罩紧固的紧固部靠所述框体的内部侧的位置处配置所述密封件，使配置于所述紧固部的附近的所述密封件的压缩方向的反作用力小于配置于所述紧固部的附近以外的所述密封件的压缩方向的反作用力。根据本发明，由于使位于紧固部的附近的密封件的压缩方向的反作用力小于位于紧固部的附近以外的密封件的压缩方向的反作用力，因此，即便为了防止相互邻接的紧固部之间的开口等而增大紧固部的压缩力，框体也不会发生破损。

发明效果

根据本发明，位于紧固部的附近的密封件的压缩方向的反作用力小于位于紧固部的附近以外的密封件的压缩方向的反作用力，因此，即便增大紧固部的压缩力，框体也不会发生破损。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的框体的分解立体图。

图2是框体的紧固部的剖视图。

图3A是密封件中的无肋部的剖视图，图3B是密封件中的有肋部的剖视图。

图4是用于说明密封件的紧固量与密封压力之间的关系的图。

图5A是框体的紧固部的俯视图，图5B是用于说明紧固部周边的反作用力以及压缩力的图。

附图标记说明：

10…框体； 12…外壳；

14…罩； 16…密封件；

24…外壳侧紧固部； 34…罩侧紧固部；

40…紧固部； 42…密封件收容槽；

50…无肋部； 52、62…底部；

54；64…头部； 56…凸部；

60…有肋部； 66…肋。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的密封结构举出优选的实施方式，并参照附图详细进行说明。在以下的说明中，假定将本发明所涉及的密封结构用于收容车辆的蓄电池或电子设备的框体10中，但本发明也能够应用于其他的装置。需要说明的是，以下的说明所使用的上下、左右这样的方向是各附图内的相对方向，并非指确定的方向。即，本发明所涉及的密封结构的配置方向未确定。

如图1所示，框体10具备：外壳12、覆盖于外壳12的罩14、以及配置在外壳12与罩14之间的密封件16。外壳12和罩14被螺栓18以及螺母20紧固。需要说明的是，图1中仅示出一组螺栓18以及螺母20，但实际上在各紧固部40(参照图2)设有螺栓18以及螺母20。

外壳12由树脂形成。在位于外壳12的上部的开口端部形成围绕该开口端部的外壳侧凸缘22。在外壳侧凸缘22上形成多个外壳侧紧固部24。外壳侧紧固部24从外壳侧凸缘22进一步朝向外侧突出。在外壳侧紧固部24形成沿上下方向贯穿的螺栓插通孔26。

罩14由树脂形成。在位于罩14的下部的开口端部(未图示)形成围绕该开口端部的罩侧凸缘32。在罩侧凸缘32上形成与外壳侧紧固部24为相同配置且数目相同的罩侧紧固部34。罩侧紧固部34从罩侧凸缘32进一步朝向外侧突出。在罩侧紧固部34形成沿上下方向贯穿的螺栓插通孔36。向螺栓插通孔36中压入轴套38。

如图2所示，以使螺栓插通孔26的轴与轴套38的孔的轴一致的方式在外壳侧紧固部24上载置罩侧紧固部34。在该状态下，螺栓18的螺纹部从下方穿过螺栓插通孔26和轴套38的孔，并从轴套38的孔向上方突出。在突出的螺栓18的螺纹部上安装螺母20。这样，各外壳侧紧固部24与各罩侧紧固部34、即外壳12与罩14被螺栓18以及螺母20紧固。在本说明书中，将由外壳侧紧固部24、罩侧紧固部34、螺栓18、螺母20、以及轴套38构成的部分称为紧固部40(参照图2)。

密封件16由弹性体(例如橡胶)形成。密封件16呈与外壳12和罩14的外周形状吻合的形状，在此为大致四边环状，且沿着外壳侧凸缘22和罩侧凸缘32而配置在框体10的内部，具体地说如图2所示，配置在比紧固部40靠框体10的内部侧的位置。密封件16的下端与外壳侧凸缘22抵接，密封件16的上端与罩侧凸缘32抵接。当外壳侧紧固部24与罩侧紧固部34被紧固时，密封件16朝向中心被压缩。将该方向称为压缩方向(参照图3A、图3B)。在罩侧凸缘32的比罩侧紧固部34靠框体10的内部侧的位置形成宽度为W的密封件收容槽42。通过在该密封件收容槽42中收容密封件16的上半部分左右，能够防止在压缩时密封件16的位置偏移。并且，在框体10的组装时能够将密封件16定位于密封位置。需要说明的是，密封件收容槽42也可以形成于外壳12侧。

如图1所示，在密封件16的内周侧以及外周侧沿着周向而形成多个肋66。位于紧固部40的附近的密封件16仅由不具有肋66的无肋部50构成，位于紧固部40的附近以外的密封件16由无肋部50和具有肋66的有肋部60构成。

在此，使用图3A、图3B来说明无肋部50和有肋部60。在图3A、图3B中，上下方向是用于紧固的密封件16的压缩方向，左右方向是与压缩方向正交的方向，纸面垂直方向是密封件16的轴向。

如图3A所示，无肋部50在压缩方向的两端具有底部52和头部54，在底部52与头部54之间的中间位置处具有凸部56。底部52和凸部56朝向密封件16的内外周突出。头部54在与压缩方向正交的方向上具有厚度T1。凸部56在与压缩方向正交的方向上具有厚度T2(T1＜T2)。换句话说，厚度按照头部54、凸部56的顺序而增加(成为厚壁)。无肋部50的大部分的厚度为T1。

如图3B所示，有肋部60在压缩方向的两端具有底部62和头部64，在从底部62到头部64的范围内具有肋66。肋66朝向密封件16的内外周突出。肋66呈以密封件16的压缩方向为轴的大致圆筒形状，此外，圆筒上部朝向头部64缩径。头部64在与压缩方向正交的方向上具有厚度T1。肋66在与压缩方向正交的方向上具有厚度T2(T1＜T2)。换句话说，厚度按照头部64、肋66的顺序而增加(成为厚壁)。有肋部60的大部分的厚度为T2。

无肋部50的头部54的厚度T1与有肋部60的头部64的厚度T1相同。无肋部50的凸部56的厚度T2与有肋部60的肋66的厚度T2相同。无肋部50的厚度为T2的凸部56仅形成于底部52与头部54的中间位置，与此相对地，有肋部60的厚度为T2的肋66形成于从底部62到头部64的范围内。这样，无肋部50的厚度较薄的部分比有肋部60多，因此，当对与压缩方向正交的方向的平均厚度进行比较时，无肋部50的厚度比有肋部60的厚度薄。

无肋部50的凸部56以及有肋部60的肋66的厚度T2比图2所示的密封件收容槽42的宽度W稍厚。根据该结构，当密封件16收容于密封件收容槽42时，凸部56以及肋66的内外周面压接于密封件收容槽42的内壁面。因此，密封件16难以从密封件收容槽42脱落。这样，凸部56以及有肋部60与密封件收容槽42的嵌合为过盈配合，凸部56以及有肋部60也作为防脱机构而发挥功能。

在此，使用图4对无肋部50和有肋部60的压缩方向的反作用力的不同进行说明。在图4中，横轴示出密封件16的紧固量M，纵轴示出密封压力P。紧固量能够看作压缩量即压缩力，密封压力P能够看作密封件16的反作用力。图4所示的特性A为无肋部50的紧固量M-密封压力P特性，特性B为有肋部60的紧固量M-密封压力P特性。根据特性A、B可知，当以相同的紧固量M(压缩力)进行比较时，无肋部50的密封压力P(反作用力)比有肋部60的密封压力P(反作用力)小。换句话说，无肋部50与有肋部60相比，压缩方向的反作用力小未形成肋66的量。

然而，在密封件16的设计时，需要将密封压力P设定在最佳范围内。根据框体10的种类，具有密封所需最低限度的最小密封压力Pmin、以及通过密封件16的反作用力而有可能使外壳12或罩14发生破损的最大密封压力Pmax。在设定密封件16的紧固量M时，基于无肋部50的特性A，能够设定与最小密封压力Pmin对应的最小紧固量Mmin。另外，基于有肋部60的特性B，能够设定与最大密封压力Pmax对应的最大紧固量Mmax。密封件16的紧固量M优选设定在最小紧固量Mmin与最大紧固量Mmax之间。

接下来，使用图5A、图5B来说明无肋部50和有肋部60的配置。图5A示出去除螺栓18以及螺母20后的状态下的罩侧凸缘32，并且示出透视的状态下的密封件16。另外，在图5B中示出上下方向与密封件16的反作用力以及作用于密封件16的压缩力的大小对应，越靠上方则反作用力以及压缩力越大。另外，左右方向与密封件16的轴向(周向)的各部分位置对应。特性C示出与密封件16的位置对应的压缩力。特性D示出与密封件16的位置对应的反作用力。图5A所示的密封件16的轴向的各部分位置与图5B的特性C、D的轴向的位置对应。需要说明的是，图5B所示的特性C、D是使反作用力以及压缩力的变化趋势发生变形而示出的。

如图5B所示的特性C那样，越接近紧固部40则作用于密封件16的压缩力越大，越远离紧固部40则作用于密封件16的压缩力越小。在本实施方式中，将作用于密封件16的压缩力成为规定阈值Th以上的范围称为紧固部40的附近，将压缩力小于规定阈值Th的范围称为紧固部40的附近以外。图5A所示的实施方式中，将与紧固部40相对的位置设为紧固部40的附近。而且，在位于紧固部40的附近的密封件16上不形成肋66，在位于紧固部40的附近以外的密封件16上形成肋66。换言之，位于紧固部40的附近的密封件16仅由无肋部50构成，位于紧固部40的附近以外的密封件16由无肋部50和有肋部60构成。

优选在紧固部40的附近以外，肋66沿着密封件16隔开规定间隔地配置。在该情况下，能够通过调整肋66的间隔来调整反作用力。需要说明的是，肋66也可以隔开不固定的间隔而配置。在该情况下，通过改变位于紧固部40的附近以外的密封件16的反作用力和位于紧固部40的附近的密封件16的反作用力这一点，能够获得某种程度的效果。

在对本实施方式所涉及的密封结构进行制造的情况下，在比紧固部40靠框体10的内部侧的位置处配置密封件16，且将密封件16压入到密封件收容槽42。此时，在紧固部40的附近配置无肋部50，在紧固部40的附近以外配置有肋部60，以使得配置于紧固部40的附近的密封件16的压缩方向的反作用力小于配置于紧固部40的附近以外的密封件16的压缩方向的反作用力。接着，将罩14覆盖于外壳12，并利用螺栓18以及螺母20来紧固各紧固部40。

如以上那样，本实施方式所涉及的密封结构中，在框体10的外壳12与框体10的罩14之间配置密封件16。此外，在框体10的外周形成多个用于紧固外壳12和罩14的紧固部40，在比紧固部40靠框体10的内部侧的位置处配置密封件16。而且，位于紧固部40的附近的密封件16的压缩方向的反作用力小于位于紧固部40的附近以外的密封件16的压缩方向的反作用力。根据本实施方式，由于位于紧固部40的附近的密封件16的压缩方向的反作用力小于位于紧固部40的附近以外的密封件16的压缩方向的反作用力，因此，即便为了防止相互邻接的紧固部40间的开口而增大紧固部40的压缩力，框体10也不会发生破损。于是，能够缓和框体10的所需强度，作为框体10的材料而能够使用廉价材料，能够抑制框体10的制造成本。

在本实施方式中，位于紧固部40的附近的密封件16在与压缩方向正交的方向上具有(第一)厚度T1。位于紧固部40的附近以外的密封件16在与压缩方向正交的方向上具有(第二)厚度T2。而且，(第一)厚度T1比(第二)厚度T2薄。根据本实施方式，能够利用局部改变密封件16的厚度这样的简易结构来改变密封件16的压缩方向的反作用力。因此，能够抑制密封件16的制造成本。

在本实施方式中，密封件16收容于在外壳12或者罩14中的至少一方设置的密封件收容槽42。位于紧固部40的附近以外的密封件16具备在压缩方向上延伸的肋66。具备肋66的有肋部60在与压缩方向正交的方向上具有(第二)厚度T2，(第二)厚度T2比密封件收容槽42的宽度W厚。根据本实施方式，由于肋66相对于密封件收容槽42而为过盈配合，因此，容易将密封件16定位于密封位置。因此，框体10的组装作业的效率提高。

在本实施方式所涉及的密封方法中，在比将外壳12和罩14紧固的紧固部40靠框体10的内部侧的位置处配置密封件16。此时，配置于紧固部40的附近的密封件16的压缩方向的反作用力小于配置于紧固部40的附近以外的密封件16的压缩方向的反作用力。这样，通过使位于紧固部40的附近的密封件16的压缩方向的反作用力小于位于紧固部40的附近以外的密封件16的压缩方向的反作用力，即便为了防止相互邻接的紧固部40间的开口等而增大紧固部40的压缩力，框体10也不会发生破损。