JPH07127746A - プラスチックハーメチックシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハーメチックシール構造において、プラスチ
ックを利用して衝撃に強く高い封止性能を有すると共に
安価に製作できる。 【構成】 プラスチック部材３の挿通孔３ａに、挿通孔
に対応する部分の外周面に凹部2a,2b が形成された金属
棒１を挿通し、挿通孔の両端開口部の少なくとも一方の
周囲を孔軸方向に押付け金具４，５で加圧してプラスチ
ック部材に塑性変形を起し、塑性変形の部分３ｂが凹部
に入り込んで結合部を形成する。凹部は、例えば金属棒
の外周面全周に形成した溝である。また溝に係合する金
属リング９を付設できる。プラスチックベース板３にカ
バー部材１０を取付けてカバー部材の内部に密封空間を
形成し、プラスチックベース板にカバー部材の開口部の
縁部が取り付けられる溝３ｄを形成し、縁部の外周面全
周に凹部10a が形成され、溝と縁部の嵌合状態にて溝の
周囲を加圧してプラスチックベース板に塑性変形を起
し、この塑性変形の部分が凹部に入り込んで結合部を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチックハーメチッ
クシール構造に関し、特に、比較的高い圧力を有する液
体や気体が封入される密封空間または真空等の密封空間
との間で棒状導体を介して電気信号等の授受を行う構造
においてプラスチックで形成された容器壁の孔に導体を
挿通封止するためのプラスチックハーメチックシール構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高圧流体を封止するための構造と
してはガラスハーメチックシールが主に使用されてき
た。例えば建設機械や土木機械等に装備される油圧装置
において油圧回路の適当な箇所の圧力を測定するとき、
圧油中に圧力センサを配置し、圧力センサに設けられた
電気的圧力検出部から検出に係る電気信号を信号引出し
線で取出す。このとき、信号引出し線である導体は、油
圧装置の適当な壁部に孔を開け、この孔に導体を挿通
し、その後に孔の中にガラスハーメチックシールの構造
を設ける。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガラス
ハーメチックシールを用いた封止構造では、ガラスハー
メチックシールが衝撃に対して弱いという欠点と、その
製作工程でガラス溶融のための高温状態を必要とするの
で製作に手間がかかり、その結果コストが全体として高
くなるという欠点とを有していた。

【０００４】そこで本出願の発明者らは、先に、前記壁
部に相当するベース部材に金属板を使用し、当該金属板
に形成した孔に、所定の合成樹脂で形成された絶縁被覆
材で被覆された導体を挿通し、前記孔の両端の開口部の
少なくとも一方の周囲部分を好ましくは局部的に加圧し
て塑性変形（塑性流動）を起し、絶縁被覆材を押し潰し
て固定し、導体を高い封止性能で金属板に固定するよう
にした封止構造を考えついた。この封止構造は実験によ
って非常に高い封止性能を有することが実証された。

【０００５】本発明者らは、上記の封止構造を検討した
結果、さらに、ベース部材にプラスチック板を使用し、
このプラスチック板に挿通孔を形成し、この挿通孔に直
接に接続ピン等の金属棒またはプラスチック棒を挿通し
て固定し、前述のごとき封止構造を形成しても封止構造
として有効であることを見出した。かかる金属棒は例え
ば電気信号授受用または電力供給用のピンとして利用で
きる。

【０００６】本発明の目的は、衝撃に強く高い封止性能
を有すると共に安価に製作することができるプラスチッ
クハーメチックシール構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプラスチッ
クハーメチックシール構造は次のように構成される。

【０００８】プラスチック部材に形成された挿通孔に、
この挿通孔に対応する部分の外周面に凹部が形成された
金属棒を挿通し、挿通孔の両端の開口部の少なくとも一
方の周囲を孔軸方向に押付け金具で加圧してプラスチッ
ク部材に塑性変形を起し、この塑性変形の部分が凹部に
入り込んで結合部を形成するように構成される。

【０００９】前記の構成において、好ましくは、前記凹
部は、前記開口部の近くの金属棒の外周面全周に形成し
た溝である。また、前記溝に係合する金属リングを付設
することもできる。さらに前記凹部はブラスト処理で形
成することもできる。

【００１０】前記の構成において、好ましくは、前記開
口部の周囲を加圧する押付け部材の加圧動作に振動を与
えるようにする。これにより、プラスチック部材の加圧
される箇所に熱が与えられる。当該箇所に熱を与えるた
めには、加熱手段等の従来よく知られた他の手段を講じ
ることができる。

【００１１】また前記の構成において、金属棒の代わり
にプラスチック棒を用いることもできる。

【００１２】プラスチックベース板にカバー部材を取付
けてカバー部材の内部に密封空間を形成する構造とし、
プラスチックベース板に、カバー部材の開口部を形成す
る縁部が取り付けられる溝が形成され、当該縁部の外周
面全周に凹部が形成され、溝と縁部の嵌合状態で溝の周
囲を加圧してプラスチックベース板に塑性変形を起し、
この塑性変形の部分が凹部に入り込んで結合部を形成す
る。この場合、カバー部材は金属またはプラスチックで
形成される。

【００１３】

【作用】本発明によるプラスチックハーメチックシール
構造では、プラスチック部材に圧力を加えるときに生じ
る塑性変形（塑性流動）すなわちプラスチックフローと
いう考え方に基づいて、プラスチック部材に形成された
挿通孔に金属棒やプラスチック棒を固定し高い封止構造
を形成する。この場合、プラスチック部材の塑性変形し
た部分が金属棒等に有効に結合できるようにするため
に、金属棒の外周面には例えば溝状の凹部を形成し、塑
性変形部が当該凹部に入り込むようにしている。金属リ
ングを付加すると金属棒の引き抜き力をいっそう高める
ことができる。

【００１４】例えばプラスチック部材が熱可塑性を有す
る場合には挿通孔の周囲の加圧される部分に熱を加える
ことが望ましい。熱を与えるための手段としては、押付
け金具に振動を与える等の各種の手段を講じることがで
きる。

【００１５】プラスチックフローの考え方は、さらに電
子装置を密封する容器等を形成する場合にも利用でき
る。かかる電子装置収容容器のプラスチックベース板に
複数のピンを取付けて電気信号の授受を行う場合に前述
のプラスチックハーメチックシール構造で各ピンをプラ
スチックベース部材に取付けることが可能である。また
電子装置を収容する容器を、プラスチックベース板とカ
バー部材で形成する場合に、プラスチックベース板とカ
バー部材の結合構造にも、前記プラスチックハーメチッ
クシール構造を応用できる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１７】図１および図２は本発明に係るプラスチッ
クハーメチックシール構造（以下シール構造という）の
第１実施例を示し、図１は当該シール構造を形成する前
の状態を示し、図２はシール構造が形成された状態を示
す。

【００１８】図１において１は金属製の棒状導体であ
り、例えばピン状の部材である。導体１の長さは任意で
ある。導体１は例えば電気信号または電力を伝送するた
めの手段として利用される。３は挿通孔３ａが形成され
たプラスチック板で、導体１を固定して取り付けるため
のベース部材である。プラスチック板３は、例えばプラ
スチック容器の一部の壁部である。図１で、導体１はプ
ラスチック板３の挿通孔３ａに挿通された状態にある。
導体１における挿通孔３ａ内に存在する部分の周囲面に
は挿通孔の３ａの上下両端の開口部の比較的に近い箇所
に例えばアンダカット２ａ，２ｂが形成されている。こ
のアンダカット２ａ，２ｂは溝状凹部で、例えば導体１
の全周に形成される。

【００１９】上記の配置状態において、図示されるごと
くポンチ等の押付け金具４，５が配置される。押付け金
具４，５はそれぞれ矢印６，７に示す方向に移動し、プ
ラスチック板５の挿通孔３ａの開口部の周囲部分を局部
的に圧力（押付け力）を加える。押付け金具４，５の押
付け動作を行うための装置には一般的に知られたものが
使用され、その図示を省略する。押付け金具４，５が挿
通孔３ａの各開口部の周囲のプラスチック部分に押し付
けられると、当該プラスチック部分では塑性変形（塑性
流動）が生じ、その塑性変形で挿通孔３ａの内周面の全
周にわたって膨出部３ｂが形成される。この膨出部３ｂ
は、図２に示されるようにアンダカット２ａ，２ｂの中
に入り込み、膨出部３ｂとアンダカット２ａ，２ｂが係
合関係になる。こうしてプラスチック板３に導体１が強
固に結合し固定される。かかる結合関係によって、プラ
スチック板３と金属製の棒状導体１との間に高い封止性
能を有する封止構造が形成される。また押付け金具４，
５による押付け動作によって、プラスチック板３の挿通
孔３ａの周囲部分にリング状凹部３ｃが形成される。こ
の凹部３ｃの容積に対応するプラスチック量が塑性変形
で移動し、前記の膨出部３ｂを形成する。なお、両端の
開口部のいずれか一方のみを加圧するようにして塑性変
形部を形成することもできる。

【００２０】前記実施例では、導体１における挿通孔３
ａ内に存在する部分の周囲面にアンダカット２ａ，２ｂ
を形成したが、代わりに、例えば当該部分の周囲面にサ
ンドブラスト等によって表面凹凸を形成することもでき
る。この場合には、導体１の当該部分の周囲面全体に細
かい凹凸が形成される。その他、塑性変形が生じるとき
に変形部が入り込むことのできる任意の凹凸を形成する
ことが可能である。

【００２１】前記実施例ではいわゆる冷間加工を適用し
たが、例えばプラスチック部材３が熱可塑性を有する場
合には、塑性変形を起す箇所に熱を加えるように構成す
ることもできる。これによって一時的に塑性変形が起こ
り易くなる。例えば押付け金具４，５に押付け動作を行
わせるときに、それぞれに振動（例えば４０〜５０Ｈｚ
の周波数) ８を与えつつ押付け動作を行わせると、接触
する箇所のプラスチックが発熱して小さな押付け力でプ
ラスチック板３に塑性変形を生じさせ塑性結合を達成す
ることができる。塑性変形を生起させるプラスチック部
分に熱を加えるためには、その他に加熱手段を用いて熱
を与えるようにすることもできる。例えば導体１自体を
熱の伝達手段として利用するように構成することもでき
る。

【００２２】図３および図４に基づいて本発明に係るシ
ール構造の第２実施例について説明する。図３と図４に
おいて、前記実施例で説明した要素と同一の要素には同
一の符号を付す。この実施例では、押付け金具４，５で
挿通孔３ａの両端開口部の周囲部分を加圧するときに、
加圧部分に対応する金属リング９を配置し、金属リング
９を同時に押し込むように構成している。この結果、押
付け金具４，５の押付け動作が完了すると、金属リング
９が押し込まれアンダカット２ａ，２ｂの部分に係合す
る。この構造によれば、前記実施例と同様に高い封止性
能を有すると共にアンダカット２ａ，２ｂからのプラス
チックの逃げを防止し、大きな引き抜き防止力が与えら
れる。金属リング９は完全なリング形状でもよいし、ま
たは一部をカットしたピストンリング形状でもよい。

【００２３】図５は、本発明に係るプラスチックハーメ
チックシール構造を、電子装置を内部に気密密封状態で
収容するキャン構造に応用した実施例を示す。前述のプ
ラスチック板３は電子装置容器のベース部材（基板）と
して使用されている。１０はプラスチック板３の上に固
定されるカバー部材である。カバー部材１０は金属材ま
たはプラスチック材で形成されている。カバー部材１０
の内部空間には、プラスチック板３の上に電子装置１１
が配置される。電子装置１１からは複数本の信号線１２
が引き出され、プラスチック板３に固定された導電性ピ
ン部材１ａ，１ｂに接続されている。

【００２４】前記の構成において、まずピン部材１ａ，
１ｂをプラスチック板３に固定する構造について、前述
した本発明に係るプラスチックハーメチックシール構造
が用いられている。ピン部材１ａ，１ｂは、プラスチッ
ク板３の容器内部側では、前述のごとく信号線１２に接
続され、プラスチック板３の外部側では延設されてい
る。次にカバー部材１０をプラスチック板３に固定する
構造に関して前述のプラスチックハーメチックシール構
造が用いられる。この場合には、プラスチック板３の上
面に、カバー部材１０の下端開口部の形状に対応する溝
３ｄが形成されている。他方、カバー部材１０の下端開
口部を形成する部分（縁部）の外周囲にアンダカット１
０ａが形成されている。上記各形状において、カバー部
材１０の下端開口部を、プラスチック板３の環状の溝３
ｄに嵌合し、この状態で、図示しない押付け金具で嵌合
部の周囲のプラスチック部分を加圧して押し付けると塑
性変形が生起してその膨出部がアンダカット１０ａに入
り込み、カバー部材１０がプラスチック板３の上に固定
される。このカバー部材１０とプラスチック板３との結
合状態において、内部の空間は密封状態にされる。

【００２５】上記のように本発明に係るプラスチックハ
ーメチックシール構造を利用することにより、高い封止
性能を有する電子装置の収容容器を簡単にかつ安価に製
作することができる。この電子装置収容容器は衝撃にも
強いという特性を有する。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、プラスチック部材の挿通孔に金属棒等を取付ける
場合に、挿通孔に金属棒を挿通し、開口部の周囲部分に
加圧を行って塑性変形を起し、塑性変形部分を金属棒の
外周面に形成した凹部に入り込ませるようにしたため、
衝撃に強い高い封止構造を形成することができ、かつそ
の製作工程で高温を必要としないので低コストで封止構
造を作ることができる。また上記プラスチックハーメチ
ックシール構造を利用することにより、高い封止性能を
有する電子装置収容容器を安価に作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラスチックハーメチックシール
構造の第１実施例を説明するための第１状態を示す要部
縦断面図である。

【図２】前記第１実施例を説明するための第２状態を示
す要部縦断面図である。

【図３】本発明に係るプラスチックハーメチックシール
構造の第２実施例を説明するための第１状態を示す要部
縦断面図である。

【図４】前記第２実施例を説明するための第２状態を示
す要部縦断面図である。

【図５】本発明に係るプラスチックハーメチックシール
構造を適用して形成された電子装置収容容器を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 導体 １ａ，１ｂ ピン部材 ２ａ，２ｂ アンダカット ３ プラスチック板 ３ａ 挿通孔 ３ｂ 膨出部 ３ｃ 凹部 ３ｄ 溝 ４，５ 押付け金具 ８ 振動 １０ カバー部材 １１ 電子装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 盛雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 田中 潔 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 東海林 昭 茨城県勝田市田彦1473番地８ (72)発明者 飛田 信幸 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 佐藤 藤男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック部材に形成された挿通孔
   に、この挿通孔に対応する部分の外周面に凹部が形成さ
   れた金属棒を挿通し、前記挿通孔の両端の開口部の少な
   くとも一方の周囲を孔軸方向に加圧して前記プラスチッ
   ク部材に塑性変形を起し、この塑性変形の部分が前記凹
   部に入り込んで結合部を形成することを特徴とするプラ
   スチックハーメチックシール構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記凹部は、前記金属棒の前記
   開口部の近くの外周面全周に形成した溝であることを特
   徴とするプラスチックハーメチックシール構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記溝に係合する金属リングを
   付設したことを特徴とするプラスチックハーメチックシ
   ール構造。
4. 【請求項４】 請求項１記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記凹部はブラスト処理で形成
   されることを特徴とするプラスチックハーメチックシー
   ル構造。
5. 【請求項５】 請求項１記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記開口部の周囲を加圧する加
   圧手段に振動を与えることを特徴とするプラスチックハ
   ーメチックシール構造。
6. 【請求項６】 請求項１記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記プラスチック部材の前記開
   口部の周囲部分に加圧時に熱が与えられることを特徴と
   するプラスチックハーメチックシール構造。
7. 【請求項７】 請求項１記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記金属棒の代わりにプラスチ
   ック棒を用いることを特徴とするプラスチックハーメチ
   ックシール構造。
8. 【請求項８】 プラスチックベース板にカバー部材を取
   付けてカバー部材の内部に密封空間を形成する構造であ
   り、前記プラスチックベース板に前記カバー部材の開口
   部の縁部が取り付けられる溝が形成され、前記縁部の外
   周面全周に凹部が形成され、前記溝と前記縁部の嵌合状
   態で前記溝の周囲を加圧して前記プラスチックベース板
   に塑性変形を起し、この塑性変形の部分が前記凹部に入
   り込んで結合部を形成することを特徴とするプラスチッ
   クハーメチックシール構造。
9. 【請求項９】 請求項８記載のプラスチックハーメチッ
   クシール構造において、前記カバー部材は金属またはプ
   ラスチックで形成されることを特徴とするプラスチック
   ハーメチックシール構造。