JP4455057B2 - オリフィスのシールのための物理的バリア - Google Patents

Description

本発明は、パネル部材内におけるオリフィスをシールするためのデバイスおよび方法に関するものである。

物理的バリアを使用することによって、例えば自動車や建物や家庭用電化製品等のパネル部材といったようなある種の対象物のオリフィスをシールすることは、通常的によく行われている。通常、このようなバリアを使用することによって、例えば環境汚染物質や煙やゴミや粉塵や湿気や水等といったような物理的物質や流体やガスが、オリフィスを通して放出することを防止することができる。例えば、例えばドアパネルといったような自動車パネルは、典型的には、シート材料内に複数の穴を有している。これら穴は、製造時に、様々な理由によって形成される。さらに、自動車ボディの様々な構造部材は、いろんな汚染物質を乗員隔室内へと導入しかねないような、様々なオリフィスや、様々な中空ポストや、様々なキャビティや、様々な通路や開口、を有している。これら穴やオリフィスやキャビティは、典型的には、ダクトテープや、ブチルベースのプラスチックパッチや、発泡体やゴムや他の材料から形成されたシールプラグ、によって遮蔽されている。キャビティに対する他の公知の物理的バリアには、発泡体製品やガラスファイバマットがあり、これらは、キャビティ内に充填される。

しかしながら、公知のバリアは、様々な理由によって満足のいくものではない。他のバリアよりも優位であるようなシールプラグは、スナップ嵌合タイプの複数のクリップを使用しており、これにより、シールプラグを所定位置に保持している、すなわち、パネル部材のオリフィス内に保持している。しかしながら、シールプラグ上のスナップ嵌合クリップは、そのままでは、不十分なものである。それは、クリップが、シールプラグとパネル部材との間において汚染物質に対する密封的シールを形成し得ないからである。これを解決するために、例えば圧縮性ゴムや接着剤やコルクやマスチックといったようなシール材料が、キャリアと組み合わせて使用されており、これにより、シールプラグが形成されている。シール材料は、キャリアとパネル部材との間において、汚染物質に対する密封的シールを形成することができる。

しかしながら、シール材料の導入により、新たな欠点が発生する。多くの場合、汚染物質に対する密封的シールを形成するために、シール材料を活性化する必要がある。そのような活性化は、２つの化合物の混合とか、あるいは、材料の物理的混練とか、とすることができる。このような操作は、手間がかかる上に、シール材料の比較的短い活性時間内にバリアをオリフィス内に設置しなければならないことのために時間制限を課すものである。さらに、公知のシール材料は、周囲環境に対して長期的に曝されたときには機能しなくなるばかりでなく、汚染物質に対して断続的に曝された場合にも機能しなくなる。このことは、水に対する曝露という点において、特に深刻である。

公知のスナップ嵌合タイプのバリアの設置も、また、問題点を有している。それは、そのようなバリアをオリフィスの厳密に中心に設置することが、困難であることによる。バリアがオリフィス内において斜めに設置されてしまうと、シール材料の存在が、バリアの中央合わせを妨害する。同じ理由により、バリアを中央合わせすることも、また、困難である。

バリアのこのような斜め設置すなわち中心ズレ設置は、２つの問題を引き起こす。第１に、バリアを所定位置に保持している複数のスナップ嵌合クリップに対して、不均一な歪みがかかってしまう。これにより、１つまたはいくつかのクリップが故障してしまう傾向がある。このため、漏れのあるシールとなってしまう。このタイプの故障を解決するために、撓ませるのにより大きな力を要するような、より硬いスナップ嵌合クリップが、必要となる。これにより、バリアをオリフィス内に設置する際に、人力によっては設置し得ない程度のより大きな力が必要となり、機械を補助的に使用せざるを得なくなる。よって、バリアの設置に際して、力を増倍させるような器具や機械が必要となる。バリアの設置に際しての器具や機械の使用は、設置プロセスに関しての複雑さとコストとを増大させ、経済的なものではなくなってしまう。

第２に、中心ズレ設置は、シールの不完全さを増大させる。公知のシール材料は、中心ズレ設置を補償することはできない。中心ズレ設置は、パネル部材とキャリアとの間に、シール材料によって充填されないギャップを形成してしまう。よって、キャリアとパネル部材との間にギャップを形成させないためには、バリアのサイズを、オリフィスのサイズに対して厳密に適合させる必要がある。したがって、バリアが不適切に設置され得ないようにするにはすなわち中心ズレを起こして設置され得ないようにするためには、オリフィスの形成に関してまたキャリアの形成に関して、高価であるような精密製造技術を必要とする。

よって、本発明者らは、上記様々な問題点の１つまたはいくつかを克服し得るような物理的バリアの必要性を認識している。なお、本出願人の知る限りにおいては、本出願に関連性を有する先行技術文献は存在しない。

本発明は、パネル部材内のオリフィスをシールするための物理的バリアに関するものである。本発明による物理的バリアは、キャリアと、このキャリア上に設けられた１つまたは複数の位置決めピンと、を具備している。これら位置決めピンは、オリフィス内においてキャリアを位置決めし得るよう構成されている。本発明による物理的バリアは、さらに、キャリアに対して取り付けられたシール材料を具備している。本発明は、さらに、パネル部材のオリフィス内に物理的バリアを設置するための方法に関するものである。

添付図面は、以下のものを図示している。

図１は、オリフィスを有したパネル部材内への設置に関して、本発明による物理的バリアを示す斜視図である。

図２は、本発明による物理的バリアにおいて、シール材料が付設されたキャリアを示す斜視図である。

図３は、本発明の好ましい実施形態において使用されるスナップ嵌合クリップを示す横断面図である。

図４は、本発明の好ましい実施形態において使用されるガイドピンを示す横断面図である。

図１に示すように、パネル部材（２）は、オリフィス（４）を備えている。オリフィス（４）は、パネル部材（２）が終端しかつオリフィス（４）が開始する周縁部分を有している。オリフィス（４）は、物理的バリア（１０）を受領する。物理的バリア（１０）は、キャリア（１２）と、シール材料（１４）と、を具備している。図２においてより明瞭に示すように、キャリア（１２）のエッジ近傍には、複数の比較的フレキシブルなスナップ嵌合クリップ（１６）と、複数の比較的剛直な位置決めピン（１８）と、が形成されている。これらクリップ（１６）およびピン（１８）は、キャリア（１２）のメインボディ（２０）に対して、略垂直なものとされている。

キャリア（１２）は、さらに、壁（２２）を備えることができる。この壁（２２）は、複数のクリップ（１６）および複数のピン（１８）よりも内側に配置することができる。キャリア（１２）は、さらに、１つまたは複数のリブ（２４）を備えることができる。このようなリブ（２４）は、メインボディ（２０）に対して構造的強度を付与することを補助する。１つの効果的な実施形態においては、リブ（２４）は、図２に示すように、リブの各端部近傍にピン（１８）を位置させ得るようにして、配置される。

キャリア（１２）は、さらに、キャリア（１２）の周縁部を規定するリップ（２６）を備えている。リップ（２６）によって規定される周縁部は、オリフィス（４）の周縁部よりも大きなものとされている。リップ（２６）は、複数のクリップ（１６）および複数のピン（１８）よりも外側に配置される。リップ（２６）は、キャリアの周縁全体にわたって連続的なものとすることができる。あるいは、リップ（２６）は、１つまたは複数の不連続部分（２７）を有することができる。このような不連続部分（２７）を使用することにより、キャリア（１２）に対してシール材料（１４）を導入することができる。

図３に明瞭に示すように、各クリップ（１６）は、尖端（２８）を有している。これら尖端（２８）は、グループとして捉えた場合には、全体的に、オリフィス（４）の内部に適合するような形状を形成する。言い換えれば、それら尖端（２８）は、クリップ尖端周縁と称されるような周縁部分を形成する。この周縁部分は、オリフィスの周縁部分よりも小さなものとされている。よって、すべての尖端（２８）は、設置時にはオリフィス（４）内へと容易に挿入することができる。

各クリップは、ボディ（３０）上において、クリップ面（３２）を有している。これらクリップ面（３２）は、グループとして捉えた場合には、全体的に、クリップ尖端周縁よりもわずかに大きなクリップ面周縁部分を形成する。このクリップ面周縁部分は、オリフィスの周縁部分と比較して、同じサイズであるかあるいは小さなサイズとされている。よって、クリップ面（３２）は、物理的バリア（１０）が適切に設置されたときには、パネル部材（２）に対して当接することもまた当接しないこともあり得る。

尖端（２８）とクリップ面（３２）との間において、各クリップ（１６）は、楔形状ヘッド（３４）を有している。ヘッド（３４）は、壁（２２）とは反対側において、リップ（２６）に対して対向しており、これにより、キャリア（１２）がオリフィス（４）内に設置された状態では、クリップ（１６）のボディ（３０）を撓ませている。ヘッド（３４）は、キャリア（１２）が偶発的に位置ズレを起こすことを、防止している。ヘッド（３４）とキャリア（１２）との間の距離は、リップの高さ（３６）とパネル部材（２）の厚さとの合計に相当する距離以上の距離とされている。本発明においては、また、他の適切な形状をなすスナップ嵌合クリップを使用することもできる。

図４に明瞭に示すように、各ピン（１８）は、尖端（３８）を有している。これら尖端（３８）は、グループとして捉えた場合には、全体的に、オリフィス（４）の内部に適合するような形状を形成する。言い換えれば、それら尖端（３８）は、ピン尖端周縁部分を形成する。この周縁部分は、オリフィスの周縁部分よりも小さなものとされている。よって、すべての尖端（３８）は、設置時にはオリフィス（４）内へと容易に挿入することができる。

尖端（３８）とベース（４０）との間において、各ピン（１８）は、ガイド面（４２）を有している。ベース（４０）のところにおいては、これらガイド面（４２）は、グループとして捉えた場合には、全体的に、オリフィス周縁部分と同じサイズとされたベース周縁部分を形成する。ガイド面（４２）は、壁（２２）とは反対側において、リップ（２６）に対して対向している。これにより、ベース周縁部分は、クリップ（１６）のクリップ面周縁部分と比較して、同じサイズであるかあるいはより大きなサイズとされている。このため、ガイド面（４２）は、物理的バリア（１０）が適切に設置されたときには、パネル部材（２）に対して当接する。よって、ピン（１８）の尖端周縁部分は、ピン（１８）のベース周縁部分よりも、小さなものである。

複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とは、オリフィス（４）の形状を模擬し得るようにして、位置合わせされている。例えば、オリフィス（４）が、直線状部分を有したものである場合には、複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とは、直線状部分を形成する。オリフィス（４）が、円弧形状部分を有したものである場合には、複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とは、オリフィスと同じ曲率を有した円弧形状を形成する。

複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とは、一対をなすクリップの間に１つのピンが位置しているようにして、全体として交互的なパターンでもって配置することができる。好ましくは、物理的バリア（１０）を所定位置において固定的に保持するために、互いに同数とされたクリップ（１６）とピン（１８）とが、使用される。各ピン（１８）は、２つのクリップ（１６）と関連することができ、この場合、一方のクリップは、『右側』に位置しており、他方のクリップは、『左側』に位置している。ここで、右および左という用語は、相対的なものである。キャリア上のクリップの数およびピンの数は、オリフィスのサイズおよび形状に基づいて、また、１つまたはいくつかのクリップの故障によって物理的バリアの機能に影響を生じさせることがないよう、クリップに関しての所望の冗長度に基づいて、選択することができる。丸形のオリフィスに関しては、複数のクリップと複数のピンとを交互配置するという構成で十分なものとすることができる。多角形のオリフィスに関しては、一対をなすピンと、ピンの側方に配置された１つのクリップと、によって十分なものとすることができる。この構成は、図２に示されている。

代替可能な実施形態においては、１つまたは複数のピン（１８）が、オリフィス（４）に隣接したレセプタクルまたはオリフィス（４）の近傍に位置したレセプタクルの中に受領されることによって、キャリア（１２）を位置決めすることができる。この実施形態においては、そのレセプタクル内へのピンの着座によって、オリフィス内においてキャリアが適切に位置決めされる。

複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）との間隔は、重要ではない。しかしながら、複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とが、丸形のオリフィスに関してはキャリア（１２）の周縁に沿って、また、多角形オリフィスに関しては各辺に沿って、互いに等間隔で配置されることが好ましい。

シール材料（１４）は、好ましくは、複数のクリップ（１６）と壁（２２）との間に配置されている。しかしながら、シール材料（１４）は、クリップ（１６）の全周囲にわたって配置することができる。また、シール材料（１４）は、好ましくは、複数のピン（１８）と壁（２２）との間に、また、複数のピン（１８）とリップ（２６）との間に、また、各ピン（１８）の下方に、配置される。しかしながら、シール材料（１４）は、また、それらすべての場所よりも少ない場所において、使用することができる。

物理的バリア（１０）のシール材料（１４）は、任意の公知のシール材料とすることができる。しかしながら、シール材料（１４）は、好ましくは、活性化時に膨張するようなシール材料とされる。１つの有効なタイプの膨張可能材料は、加熱によって活性化される発泡体である。加熱によって活性化される発泡体が好ましいけれども、本発明が、例えば化学的に活性化される発泡体といったような他のタイプの発泡体を使用して実施し得るものであることは、理解されるであろう。クリップ（１６）を使用することが好ましいけれども、本発明は、クリップ（１６）を使用することなく、実施することもできる。その場合には、シール材料（１４）が、パネル部材（２）に対してキャリア（１２）を接着することとなる。

次に、本発明の使用方法について、説明する。物理的バリア（１０）を、オリフィス（４）内に挿入する。キャリア（１２）の周縁部分が、オリフィスの周縁部分よりも大きいことにより、リップ（２６）は、キャリア（１２）がオリフィス（４）内へと深く挿入され過ぎないことを確保する。複数のピン（１８）は、キャリア（１２）が中心合わせされることを保証するとともに、キャリア（１２）が捻れてしまわないことを保証する。

より詳細には、複数のピン（１８）が剛直であることにより、物理的バリア（１０）がオリフィス（４）内に挿入されたときには、ピン（１８）のガイド面（４２）は、オリフィス（４）の中心位置へとキャリア（１２）を案内する。キャリア（１２）が最も中心寄りに位置合わせされた時にのみ、クリップ（１６）のボディ（３０）が撓むこととなる。その後、ピン（１８）のベース（４０）のところにおけるガイド面（４２）がパネル部材（２）に対して当接するようにして、キャリア（１２）が着座する。クリップ面周縁部分の大きさによっては、クリップ面（３２）がパネル部材（２）に対して当接することも、あり得る。

キャリア（１２）を中心合わせすることにより、各クリップ（１６）が負担することとなる最大歪み量が、著しく低減される。これにより、物理的バリア（１０）を適切に設置するのに必要とされる各クリップ（１６）の強度が低減され、これにより、物理的バリア（１０）を設置するのに必要な力が、小さくて済むようになる。よって、本発明によるバリアの設置に関しては、力を増倍するための器具や機械を使用する必要がない。

複数のクリップ（１６）と複数のピン（１８）とを交互に配置することは、また、各クリップ（１６）が負担することとなる歪み量の低減化を補助する。クリップ（１６）の側方に少なくとも１つのピン（１８）を配置することにより、キャリア（１２）は、捻れた状態で設置されることがない。特に、クリップ（１６）は、隣接した２つのピン（１８）の各ガイド面（４２）がパネル部材（２）に対して係合しない限りは、パネル部材（２）に対して決して係合することがない。パネル部材に対しての複数のガイド面（４２）の係合と、パネル部材に対してのクリップ（１６）の係合とが、同時的に行われることにより、クリップ（１６）に対して過度の歪みが印加されることが防止される。クリップ尖端周縁部分とピン尖端周縁部分との双方が、オリフィス周縁部分よりも小さいことにより、すべてのクリップ（１６）とすべてのピン（１８）とを、オリフィス（４）内に挿入することができる。さらに、各ピン（１８）が、クリップ（１６）よりも背が高いことにより、設置時には、ピン（１８）の方が、クリップ（１６）よりも先に、オリフィス（４）内に進入する。これにより、ピン（１８）の各ガイド面（４２）によって、オリフィス（４）内において物理的バリア（１０）が中心合わせされることが、保証される。

キャリア（１２）の設置後に、シール材料（１４）を活性化することにより、キャリア（１２）とパネル部材（２）との間においてシールを形成することができる。壁（２２）は、シール材料（１４）に対しての方向性案内部材として機能する。つまり、シール材料（１４）を活性化した際には、壁（２２）は、シール材料（１４）を、各クリップ（１６）と各ピン（１８）とに向けて、ひいてはパネル部材（２）に向けて、案内することを補助する。膨張したシール材料（１４）は、オリフィス（４）の周囲において、キャリア（１２）をパネル部材（２）に対して接着する。

膨張可能な発泡体の使用は、従来技術によるシール材料と比較して、いくつかの利点を有している。膨張可能な発泡体が、形成されたスペースを充填することのために、オリフィス（４）を、精密製造技術を使用して形成する必要がない。キャリア（１２）とパネル部材（２）との間のすべてのギャップは、膨張可能な発泡体によって充填されることとなり、これにより、汚染物質に対しての密封シールが形成される。膨張可能な発泡体は、また、様々なサイズのバリアを製造して準備しておくに際して、バリアのサイズ規格の数を低減させることができる。それは、同様のサイズとされたいくつかのオリフィスの遮蔽に際して、同じサイズのバリアを使用できるからである。さらに、膨張可能な発泡体を使用することによって形成されたシールは、特に水といったような汚染物質に対しての長期曝露に対して耐えることができる。

膨張可能な発泡体のこの使用においては、発泡体の膨張が不完全であっても、また、発泡体の配置が厳密でなくても、許容可能である。それは、発泡体の膨張時には、壁（２２）が、発泡体を、クリップ（１６）やピン（１８）やパネル部材（２）に向けて案内し、これにより、汚染物質に対しての密封シールの形成を補助するからである。

加熱によって膨張可能な発泡体は、自動車産業において使用された場合には、さらなる利点を有している。加熱によって膨張可能な発泡体は、設置ステップを省略することを可能とする。それは、ほぼすべての自動車が、加熱乾燥される塗装やコーティングを有しているからである。これにより、オリフィスをシールするための個別の活性化ステップを省略することができる。

キャリア（１２）は、従来的な材料から形成することができる。唯一の配慮ポイントは、シール材料（１４）に関する活性化条件のみである。つまり、キャリア（１２）は、そのような活性化条件の下で物理的特性を維持し得るものでなければならない。例えば、加熱によって活性化されるシール材料を使用する場合には、キャリア（１２）は、選択された加熱源において使用される温度において溶融するものであってはならない。車両のコーティング領域や塗装領域においては、キャリアは、塗装やコーティングのための乾燥オーブン内において通常的に使用される温度に耐えなければならない。金属を使用することができるけれども、プラスチック材料が好ましい。それは、重量を低減化し得ることと、プラスチック製キャリアと金属製キャリアとを比較した場合に、設置に要する力の大きさを低減化し得ることと、による。１つの有効なプラスチック材料は、ナイロンである。

本発明のある種の特定の実施形態について詳細に上述したけれども、上記説明が例示に過ぎないこと、また、上記説明が本発明を何ら限定するものではないこと、さらに、特許請求の範囲が、従来から行われているように幅広い概念として解釈されるべきことは、理解されるであろう。

オリフィスを有したパネル部材内への設置に関して、本発明による物理的バリアを示す斜視図である。 本発明による物理的バリアにおいて、シール材料が付設されたキャリアを示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態において使用されるスナップ嵌合クリップを示す横断面図である。 本発明の好ましい実施形態において使用されるガイドピンを示す横断面図である。

符号の説明

２ パネル部材
４ オリフィス
１０ 物理的バリア
１２ キャリア
１４ シール材料
１６ スナップ嵌合クリップ
１８ 位置決めピン
２２ 壁
２４ リブ

Claims (14)

1. パネル部材（２）内のオリフィス（４）をシールするための物理的バリア（１０）であって、
   キャリア（１２）と；
   このキャリア上に設けられているとともに、前記オリフィス内において前記キャリアを位置決めし得るよう構成された、１つまたは複数の位置決めピン（１８）と；
   前記キャリアに対して取り付けられたシール材料（１４）と；
   を具備し、
   前記位置決めピン（１８）が、尖端（３８）とベース（４０）との間にわたって漸次的に広がっていくガイド面（４２）を有し、
   さらに、前記キャリア上に設けられているとともに前記キャリアの位置ズレを防止し得るよう構成された複数のスナップ嵌合クリップ（１６）を具備し、
   前記クリップの高さが、前記ピンの高さと比較して、低いものとされていることを特徴とする物理的バリア。
2. 請求項１記載の物理的バリアにおいて、
   さらに、前記キャリア上に設けられた壁（２２）を具備していることを特徴とする物理的バリア。
3. 請求項２記載の物理的バリアにおいて、
   さらに、前記キャリア上に設けられているとともに前記キャリアの位置ズレを防止し得るよう構成された複数のスナップ嵌合クリップ（１６）を具備している場合に、
   前記シール材料が、少なくとも、前記クリップと前記ピンと前記壁との間の領域に、取り付けられていることを特徴とする物理的バリア。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の物理的バリアにおいて、
   前記シール材料が、加熱によって膨張可能な発泡体とされていることを特徴とする物理的バリア。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の物理的バリアにおいて、
   前記キャリアが、ナイロンから形成されていることを特徴とする物理的バリア。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の物理的バリアにおいて、
   前記シール材料が、膨張可能な発泡体とされていることを特徴とする物理的バリア。
7. 請求項６記載の物理的バリアにおいて、
   前記膨張可能な発泡体が、加熱によって膨張可能な発泡体とされていることを特徴とする物理的バリア。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の物理的バリアにおいて、
   さらに、前記キャリア上に設けられているとともに前記キャリアに対して剛性を付与し得るよう構成された１つまたは複数のリブ（２４）を具備していることを特徴とする物理的バリア。
9. オリフィス（４）をシールするための物理的バリア（１０）であって、
   キャリア（１２）と；
   このキャリア上に設けられた複数のスナップ嵌合クリップ（１６）と；
   前記キャリア上に設けられた複数の位置決めピン（１８）であるとともに、前記各クリップに対して少なくとも２つの位置決めピンが関連するものとされているような、複数の位置決めピン（１８）と；
   前記キャリアに対して取り付けられた、加熱によって膨張可能な発泡体からなるシール材料（１４）と；
   を具備し、
   前記位置決めピン（１８）が、尖端（３８）とベース（４０）との間にわたって漸次的に広がっていくガイド面（４２）を有し、
   前記ピンの高さが、前記クリップの高さと比較して、高いものとされていることを特徴とする物理的バリア。
10. 請求項９記載の物理的バリアにおいて、
    さらに、前記キャリア上に設けられるとともに、前記加熱によって膨張可能な発泡体に対する方向性案内部材として機能し得るよう構成された、壁（２２）を具備していることを特徴とする物理的バリア。
11. 請求項１０記載の物理的バリアにおいて、
    前記加熱によって膨張可能な発泡体が、少なくとも、前記クリップと前記ピンと前記壁との間の領域に、取り付けられていることを特徴とする物理的バリア。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の物理的バリアにおいて、
    さらに、前記キャリア上に設けられているとともに前記キャリアに対して剛性を付与し得るよう構成された１つまたは複数のリブ（２４）を具備していることを特徴とする物理的バリア。
13. パネル部材（２）のオリフィス（４）内に物理的バリア（１０）を設置するための方法であって、
    キャリア（１２）上に設けられた１つまたは複数の位置決めピン（１８）を使用することによって、前記オリフィス内において前記キャリアを位置決めし；
    前記パネル部材に対して前記キャリアを取り付ける；
    という方法において、
    前記位置決めピン（１８）を、尖端（３８）とベース（４０）との間にわたって漸次的に広がっていくガイド面（４２）を有し、
    前記パネル部材に対しての前記キャリアの前記取付を、複数のスナップ嵌合クリップ（１６）を使用することによって行い、
    前記ピンの高さを、前記クリップの高さと比較して、高いものとすることを特徴とする方法。
14. 請求項１３記載の方法において、
    さらに、前記キャリアに対して取り付けられたシール材料（１４）を活性化することを特徴とする方法。

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