JP2014070734A - 差込み部材 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性の損失なしに、従来より小さな圧入力を加えるだけで、組付け可能となるような差込み部材を提供すること。
【解決手段】差込み部材１のほぼ中空体形の支持体が、環状に延びる少なくとも１つのシールエレメントを有し、該シールエレメントは、密な接続を形成するために、シールしたい円筒形状面のうちの一方の円筒形状面と係合させられるようになっており、シールエレメントは、支持体の外面に沿って環状に延びる、湾曲させられたシール面を備えたシール***部３，３０として形成されており、該シール***部は、湾曲させられたシール面の範囲に、シール***部の輪郭に沿って延びる環状の溝付け成形部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに対向配置された２つの円筒形状面を密に接続するための、中空体形状の支持体を備える差込み部材に関する。支持体は環状に延びる少なくとも１つのシールエレメントを有し、このシールエレメントは、密な接続を形成するために、シールしたい円筒形状面のうちの一方の円筒形状面と係合させることができるようになっている。シールエレメントは、支持体の外面に沿って環状に延びる、湾曲させられたシール面を備えたシール***部として形成されている。

差込み部材は一般に、互いに対向配置された２つのハウジング部分を、媒体に対して密に互いに接続するために使用され、例えば、エンジンブロックを補機に、媒体に対して密に接続するために使用される。差込み部材は一般に、強靱な材料から成る管形状またはスリーブ形状の支持体を有しており、この支持体の両側の端部は外周面および／または内周面に環状に延び、ゴムのように弾性的な材料からなるシールエレメントを備えている。差込み部材の端部は、ハウジング部分を互いに接続するために、ハウジング部分に設けられた対応する孔内に導入されるか、もしくは対応する管片に差し被せられる。

スリーブ形状の支持体の端部が、ハウジング部分の各孔内に導入される際、もしくは管片が差込み部材内に導入される際に、弾性的な材料からなるシールエレメントは孔の内壁もしくは管片の外壁に密に当て付けられ、これによって両ハウジング部分の間に媒体密な接続がもたらされる。

同様の差込み部材は、例えば、特許文献１により公知となっている。この公知の差込み部材は、その両端部にそれぞれ１つの、湾曲させられた表面を備えたシール***部を有している。湾曲させられたシール***部は、孔の長手方向軸線と差込み部材の長手方向軸線とが互いに対して角度ずれを有している場合でも、孔の内面に対する確実な密な接触を保証する。

欧州特許出願公開第１０２４３２２号明細書

しかし、この公知の差込み部材において不都合となるのは、半径方向外側に向かって延びるシール***部の延在長さに関連して、差込み部材の組付け時に比較的高い圧入力が必要となることである。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、このような差込み部材を改良して、シール性の損失なしに、一層容易に、すなわち従来よりも小さな圧入力を加えるだけで、組付け可能となるような差込み部材を提供することを目的とする。

上記の課題は、請求項１に記載の特徴を備えた差込み部材により解決される。
本発明の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

互いに配置された２つの円筒形状面を密に接続する、本発明による差込み部材は、中空体形状の支持体を有する。この支持体は環状に延びる少なくとも１つのシールエレメントを有し、このシールエレメントは、密な接続を形成するために、シールしたい円筒形状面のうちの一方の円筒形状面と係合させられるようになっている。シールエレメントは、支持体の外面に沿って環状に延びる、湾曲させられたシール面を備えたシール***部として形成されている。本発明によれば、環状に延びるシール***部が、その湾曲させられたシール面の範囲に、シール***部の輪郭に沿って延びる環状の溝付き成形部を有する。

シール***部の湾曲させられた表面に、シール***部の輪郭に沿って延びる環状の溝付き成形部が設けられていると、円筒状の中空体内もしくは孔内への差込み部材の圧入時における軸方向の組込み力の減少がもたらされることが判った。中空体の内壁もしくは孔の内壁によって溝の間のシール***部の***した部分（凸部）に作用する押圧力が、溝付き成形されていないシール***部の場合よりも高くなることが予想され得るけれども、実際にはこのような結果が生じる。

本発明によれば、溝は、シール***部のシール面の範囲に設けられる。本発明において、シール***部のシール面とは、シール***部と、シールしたい円筒形状面との最大可能となる接触面を意味する。特にシール面とは、差込み部材と、シールしたい円筒形状面との角度ずれが存在する場合にシール***部の転動時に円筒形状面と接触することのできる面範囲をも意味する。

溝の幾何学的な形状は、広い範囲内で自由に選択され得るが、しかし原理的には、小幅でかつ浅い多数の溝により、組込み力を、平滑なシール***部の組込み力に近付けることが望ましい。

そこで、たとえばシール***部が長手方向断面で見て、蛇行の折り返し方向が互いに直交する直交メアンダ（orthogonal. Maeander）の輪郭を有するひだ状の溝構造体の場合には、丸められた輪郭の場合よりも著しく大きな組込み力が生ぜしめられる。

シール***部が長手方向断面で見て波形の外側輪郭（外縁）を有するように溝が形成されると、最小の組込み力が得られる。

溝の高さ、幅および溝間の間隔は、差込み部材の直径の大きさおよびその都度の組込み事情に関連して設定され得る。当業者であれば、発明の助力なしに適当な寸法を見いだすことができる。

溝の幅および間隔のための上記の有利な範囲を考慮して、本発明による差込み部材は、好ましくは、２〜６つの溝、特に有利には２〜４つの溝を有する。しかし、本発明の効果は、既に唯一つの溝しか存在していない場合でも生じる。したがって、本発明において「溝付き成形部」とは、シール***部において対称軸線に対して直角な平面内に環状に延びる唯一つの溝をも、軸方向で互いに相互間隔おいて配置されたこのような複数の溝をも意味する。

本発明の別の有利な構成では、シール***部が、球形状の表面を有するように形成されている。このことは、差込み部材と、シールしたい円筒形状面との角度ずれが存在する場合にシール***部が円筒形状面に沿って転動し得るという利点がある。この場合、シール***部の球形状となる範囲は、球の中心点がほぼ支持体の対称軸線に位置するように設定されていると特に有利である。この場合には、組込みスペース内での押圧力が、角度位置とは無関係に、シール***部の表面全体にわたって十分に一定となる。

球の中心点の、支持体の対称軸線からの偏差が、球の範囲、すなわちシール***部の外径の１０％よりも少ないと好ましい。１０％よりも大きな偏差の場合、極端な角度位置では押圧力変化が生じる恐れがある。偏差がシール***部の外径の約２％であることが好ましい。２％よりも少ない偏差は、汎用の差込み部材ジオメトリ（幾何学的形状）において工具（型）内での中心点規定を、外径の最大０.５％〜１％の誤差を持ってしか可能にしない製作誤差に基づき、実現することは極めて困難である。

本発明のさらに別の有利な構成では、支持体が、この支持体の外周面に沿って環状に延びる別のシール***部を有している。この差込み部材は、互いに対応配置された２つの孔を互いに密に接続するために適している。両シール***部は、一般に支持体の両端範囲に対応配置されている。

このような差込み部材は、同じ内径を有する中空体もしくは孔を接続するためにダンベル形状を有していて、この場合、第１のシール***部と第２のシール***部とが両端部において互いに対して鏡像対称的に形成されていると好ましい。

本発明による差込み部材は、接続したい円筒形状面が互いに異なる内径もしくは互いに異なる外径を有している場合でも、支持体の内径が、一方の端面側の端部から他方の端面側の端部へ向かって拡径していることによりアダプタ機能を果たすことができる。小さな直径から大きな直径への移行は、段階的に、あるいはまた連続的に行うこともできる。

しかし、差込み部材は、一方の端部が、外周面に沿って環状に延びる、本発明により形成されたシール***部を有し、他方の端部が、外側の円筒形状面に対するシール、例えば、この他方の端部に差込み可能な管形状の中空体の外面に対するシールのために適するように構成されてもよい。この目的のためには、支持体の他方の端部に、外周面に沿って環状に延びるシールエレメントの代わりに、内周面に沿って環状に延びかつ半径方向内側に向けられた第２のシールエレメントが設けられていてよい。狭い組込みスペースの場合には、第１のシールエレメントと第２のシールエレメントとが同一の軸方向平面に位置していると好ましい。このことには、差込み部材が接続エレメントとして付加的な構成スペースを必要としないという利点がある。なぜならば、管形状の中空体を上下に押し重ねることができるからである。

ダストの侵入を阻止するためには、本発明による差込み部材が付加的に防埃リップを有していてよい。

同じく、差込み部材を付加的に孔内でセンタリングする自体公知のセンタリングリップまたはセンタリング突起が設けられていてよい。

孔内での保持を補強するためには、引抜き時に孔内に喰い付く留めリップが設けられていてもよい。

本発明のさらに別の有利な構成では、支持体の外周面および／または内周面が、少なくとも部分的に被覆体を備えている。この被覆体は支持体を、外部から作用する恐れのある機械的な負荷ならびに化学的な負荷に対して保護する。

特に被覆体は、支持体が金属から成る場合には防食体として働くことができるので、二次的な防錆手段、たとえば塗装の付与等は回避される。

シールエレメントと被覆体とが、一体にかつ互いに移行し合うように形成されていると好ましい。

本発明のさらに別の有利な構成では、組付けを一層簡単にするために、シールエレメントが導入斜面を有している。シールエレメントは、支持体の端面側の端部において、少しだけ張り出していてもよい。

円筒状の支持体は、耐衝撃性の材料から成っていると好ましく、金属材料から成っていると特に有利である。これによって、支持体の寸法安定性および特に貫通開口の寸法安定性が保証されている。

シールエレメントおよび被覆体は、好ましくはゴムのように弾性的な材料からなっており、好ましくは、エラストマまたはＰＴＦＥから成っている。エラストマ材料の場合には、シール***部もしくは被覆体が、支持スリーブに加硫被着されていると有利である。これにより、エラストマと接続スリーブとの間の絶対的に密なアッセンブリが得られる。

本発明によれば、シール性の損失なしに、一層容易に、すなわち従来よりも小さな圧入力を加えるだけで、組付け可能となる。

シール面に波形の溝付き成形部を有する、両端面側にシール***部を備えた本発明による差込み部材を、長手方向断面図および立体斜視図で示す概略図である。 図１に示した差込み部材がひだ形状の溝付き成形部（ひだ総数≦１０）を備えている実施形態を示す、図１と同様の概略図である。 支持体の対称軸線上に位置する球の中心点を有しかつシール面に波形の溝付き成形部（溝総数≦４，Ｘ＜７０°）を有する、両端面に球形状のシール***部を備えた本発明による差込み部材を、長手方向断面図で示す概略図である。 図３に示した差込み部材がひだ形状の溝付き成形部（ひだ総数≦１０，Ｘ＜７０°）を備えている実施形態を示す、図３と同様の概略図である。 一方の端面側にシール***部を備え、他方の端面側に内側に向けられたシールエレメントを備え、両シールエレメントが１つの半径方向平面に位置し、シール***部がシール面に波形の溝付き成形部（溝総数＜５）を有するような本発明による差込み部材を、長手方向断面図および立体斜視図で示す概略図である。 図５に示した差込み部材がひだ形状の溝付き成形部（ひだ総数＜１１）を備えている実施形態を示す、図５と同様の概略図である。 一方の端面側に波形の溝付き成形部（溝総数＜５，Ｘ＜９５°）を備えた球形のシール***部を備え、球の中心点が支持体の対称軸線上に位置し、他方の端面側に内側に向けられたシールエレメントを備え、両シールエレメントが１つの半径方向平面に位置するような本発明による差込み部材を、長手方向断面図および立体斜視図で示す概略図である。 図７に示した差込み部材がひだ形状の溝付き成形部（ひだ総数＜１１，Ｘ＜９５°）を備えている実施形態を示す、図７と同様の概略図である。 図３に示した差込み部材（Ｘ＜７０°）がアダプタ機能を備えている実施形態を示す、図３と同様の概略図である。 図３に示した差込み部材（Ｘ＜７０°）がセンタリング突起を備えている実施形態を示す、図３と同様の概略図である。 図３に示した差込み部材（Ｘ＜７０°）が防埃リップを備えている実施形態を示す、図３と同様の概略図である。 図５に示した差込み部材が防埃リップを備えている実施形態を示す、図５と同様の概略図である。 図５に示した差込み部材がセンタリング突起を備えている実施形態を示す、図５と同様の概略図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明による差込み部材１の一実施形態が図示されている。差込み部材１は支持体２を有し、この支持体２の両端部では、外周面に沿ってシール***部３，４が環状に延びている。シール***部３，４は互いに対して鏡像対称的に形成されており、これにより差込み部材１はダンベルの形状を有している。シール***部３，４は、一般性を制限することなしに、図示の実施形態では、組付けを容易にするための導入斜面５，６を有している。さらに、シール***部３，４の両端部は軸方向外側に向かって少しだけ張り出している。

図面では、シール***部３，４が球形に形成されている。より具体的には、シール***部３，４は、球形状の一部をなすように、表面が球の湾曲面を有するように形成されている。分かり易くするために、球の範囲（外縁）が一点鎖線として描かれている。シール***部３，４は、シール面を形成する湾曲させられた表面にシール面の範囲において、長手方向断面図で見て波形の溝付き成形部７を備えている。図示の実施形態では、溝付き成形部７は、それぞれ２つの溝８.１，８.２を有している（図面を見易くするために、かつ両シール***部が対称であることに基づき、図１および以降の図面においては、一方のシール***部にのみ、対応する符号を付することとする）。
図面中、同じ符号は同一の部分を表す。

図２には、本発明による差込み部材の別の実施形態が示されている。図２に示した差込み部材１では、溝付き成形部７、ひだ形状の構造体８によって形成されている。ひだ形状の構造体８では、シール***部３，４が長手方向断面図で見て、シール面の範囲において、折り返し方向が互いに直交する蛇行した（直交メアンダ状の）輪郭を有する。

図３に示した実施形態では、一点鎖線で描き込まれた球の範囲により容易に判るように、球の中心点がほぼ支持体の対称軸線に位置するようにシール***部３，４の球の範囲が設定されている。この場合には、押圧力が角度位置とは無関係にシール***部３，４の表面全体にわたって一定となる。図３に示した実施形態ならびにその他の図面に示した実施形態においても、差込み部材１はさらに外周面に沿って被覆体１０によって取り囲まれている。この被覆体１０は、一般性を制限することなく、シールエレメントもしくはシール***部３，４と一体にかつ単一材料により形成されている。

長手方向断面図で見て、球形のシール***部は、中心点角度「Ｘ」を有する円の一部分をなしている。図示の実施形態は、波形の溝付き成形部７を示している。

図４に示した実施形態は、図３に示した実施形態に相当しているが、図３に示した実施形態とは異なり、ひだ形状の溝付き成形部を有する。

図５〜図８に示した実施形態は、それぞれ支持体２の一方の端面側にのみ、外周面に沿って環状に延びるシール***部３０を有する。このシール***部３０は図５〜図８ではそれぞれ球形に形成されており、この場合、図５および図７に示した、湾曲させられたシール面は、波形の溝付き成形部７を備えており、図６および図８に示した、湾曲させられたシール面は、ひだ形状の溝付き成形部８を備えている。支持体２の他方の端部の端面側には、それぞれ半径方向内側へ向けられた環状の第２のシールエレメント４０が設けられている。差込み部材１のこの端部は、この端部に差込み可能な管形状の中空体の外面に対するシールのために適している。一般性を制限することなく、図示の実施形態では、第１のシールエレメント３０と第２のシールエレメント４０とが、同一の半径方向平面に位置している。このことには、差込み部材１が接続エレメントとして付加的な構成スペースを必要としないという利点がある。なぜならば、接続したい円筒形状面、すなわち、管形状の中空体を上下に押し重ねることができるからである。したがって、上記の実施形態は特に狭い構成スペースのために適している。

図７および図８に示した実施形態では、球の中心点が、図３および図４に示した実施形態と同様に、ほぼ支持体２の対称軸線上に位置している。

図９に示した実施形態においては、差込み部材は、ダンベル形状に形成されていて、支持体２の各端面側に波形の溝付き成形部７を備えた環状に延びる球形の２つのシール***部３，４を備えている。図９に示した実施形態は、接続機能を具備しているだけでなく、アダプタ機能をも具備している。なぜならば、支持体２の内径が、一方の端面側の端部から他方の端面側の端部へ向かって円錐状に拡開しているからである。この差込み部材１は、種々異なる内径を有する円筒形状面を接続するために適している。

図１０に示した差込み部材１は、図３に示した実施形態に相当しているが、ただし付加的にその外周面に沿って環状に延びる範囲に、分散して配置されたセンタリング突起１２を有する。これらのセンタリング突起１２は、シールしたい円筒形状面を互いに当て付け合って、第１の構成スペース内への組込み時に差込み部材１をセンタリングする役目を持っている。これによって、第２の構成スペースへの差し被せが容易となる。したがって、センタリング突起１２は、複数の差込み部材１を同時に組み付けたい場合や、見ないで組付けを行う際に特に役立つ。

図１１に示した実施形態は、やはり図３に示した実施形態に相当しているが、ただし付加的に防塵リップ１４を有している。防塵リップ１４は、外部からの不純物をシール***部から遠ざけている。

図１２および図１３に示した実施形態は、図５に示した実施形態に相当しているが、ただし、さらに防塵リップ１４（図１２）もしくはセンタリング突起１２（図１３）を備えている。

１ 差込み部材
２ 支持体
３，３０ シール***部
７ 溝付き成形部

Claims (12)

1. 互いに配置された２つの円筒形状面を密に接続する差込み部材（１）であって、
   中空体形状の支持体（２）を備え、該支持体（２）は環状に延びる少なくとも１つのシールエレメントを有し、該シールエレメントは、密な接続を形成するために、シールしたい前記円筒形状面のうちの一方の円筒形状面と係合させられるようになっており、
   前記シールエレメントは、前記支持体の外面に沿って環状に延びる、湾曲させられたシール面を備えたシール***部（３，３０）として形成されており、
   環状に延びる前記シール***部（３，３０）は、湾曲させられたシール面の範囲に、前記シール***部の輪郭に沿って延びる環状の溝付き成形部を有することを特徴とする、差込み部材。
2. 前記溝付き成形部は、前記シール***部が長手方向断面で見て波形の外縁（７）を有するように形成されている、請求項１記載の差込み部材。
3. 前記シール***部（３，３０）は、球状に形成されている、請求項１または２記載の差込み部材。
4. 前記シール***部（３，３０）の球状の範囲は、球の中心点が前記支持体（２）の対称軸線に位置するように設定されている、請求項３記載の差込み部材。
5. 前記球の中心点の、前記支持体の対称軸線からの偏差が、シール***部の外径の１０％よりも少なく、好ましくは、シール***部の外径の約２％である、請求項４記載の差込み部材。
6. 前記支持体（２）の端部に、前記支持体（２）の外周面に沿って環状に延びる別のシール***部（４）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の差込み部材。
7. 前記差込み部材は、ダンベル形状を有し、両端部に第１のシール***部（３）と第２のシール***部（４）とが互いに対して鏡像対称的に形成されている、請求項６記載の差込み部材。
8. 前記支持体（２）の内径が、一方の端部から他方の端部へ向かって拡開している、請求項６記載の差込み部材。
9. 前記支持体（２）の端部に、半径方向内側に向けられた別の第２のシールエレメント（４０）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の差込み部材。
10. 前記第１のシール***部（３０）と、半径方向内側に向けられた前記第２のシールエレメント（４０）とが、同一の半径方向平面に位置している、請求項９記載の差込み部材。
11. 前記支持体（２）は、外周面および／または内周面に、少なくとも部分的に被覆体（１０）を備えている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の差込み部材。
12. 前記シールエレメント（３，４，３０，４０）と前記被覆体（１０）とは、一体にかつ単一材料から形成されている、請求項１１記載の差込み部材。