CN105074297A - 密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密封结构，即使在密封圈的变形量减小的状态且低温状态下也能够发挥密封功能。该密封结构具有：具有安装孔(310)并暴露于高压气体的引擎的汽缸头(300)；喷油器(200)，其安装于喷油器安装孔(310)；以及树脂制密封圈(100)，其密封喷油器安装孔(310)和喷油器(200)之间的环状间隙，在喷油器安装孔(310)内周面形成有，向高压气体燃烧室侧(E)直径变大的台阶，密封圈(100)被安装在紧贴所述台阶的台阶面(310c)的位置。

Description

密封结构
技术领域
本发明涉及一种防止高压气体泄漏的密封结构。
背景技术
在引擎的汽缸头安装喷油器的部位设置有密封装置，该密封装置用于防止高压燃气从形成于汽缸头的安装孔和喷油器之间的环状间隙泄漏燃气。此外，各种传感器等安装部件在汽缸头的安装部位同样设置有密封装置。与使用金属制垫圈状密封情况相比，已知采用一种部件数量少且能抑制由振动产生的噪音的树脂制密封圈。(参照专利文献1)。
然而，在树脂制密封圈的情况下，由于蠕变变形使位于外周面侧的变形量随着时间而减少，从而使密封功能降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本发明专利公开第2002－81548号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种密封结构，该密封结构能够在密封圈的变形量减小的状态且低温状态下发挥密封功能。
用于解决问题的方式
为了解决上述问题本发明采用以下方式。
即，本发明的密封结构，其特征在于，具有：具有安装孔并暴露于高压气体的部件；安装部件，其安装于所述安装孔；以及密封圈，其由树脂制，用于密封所述安装孔与所述安装部件之间的环状间隙，在所述安装孔内周面形成有，向高压气体侧直径变大的台阶，所述密封圈被安装在紧贴所述台阶的台阶面的位置。
根据本发明，即使在密封圈的外周面和安装孔的内周面之间产生间隙的情况下，由于保持使密封圈紧贴形成于安装孔的内周面的台阶的台阶面的状态，从而能够抑制高压气体的泄漏。因此，即使密封圈的变形量随时间而减小且由于低温状态而使密封圈直径缩小，而导致密封圈的外周面和安装孔的内周面之间产生间隙，也能够发挥密封功能。
发明效果
按照以上说明那样，根据本发明，即使在密封圈的变形量减小的状态且低温状态下也能够发挥密封功能。
附图说明
图1是表示本发明实施例的喷油器的安装结构的截面示意图。
图2是表示本发明实施例的密封圈在安装状态下初期状态的截面示意图。
图3是表示本发明实施例的密封圈在安装状态下密封圈的变形量减小的状态且低温状态的截面示意图。
图4是表示本发明变形例1的密封圈在安装状态下密封圈的变形量减小的状态且低温状态的截面示意图。
图5是表示本发明变形例2的密封圈在安装状态下密封圈的变形量减小的状态且低温状态的截面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，基于实施例对用于实施本发明的实施方式例示进行详细说明。但是，除非有特定记载，否则本发明的范围不限于该实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、及其相对配置等。
本发明的密封结构用于防止燃气等高压气体的泄漏。更具体地，本发明的密封结构密封形成在暴露于高压气体的部件的安装孔与安装于该安装孔的安装部件之间的环状间隙。在以下说明中，举例说明对形成于作为暴露于高压气体的部件的汽缸头的安装孔和作为安装于该安装孔的安装部件的喷油器之间的环状间隙进行密封的密封结构的情况。本发明也能够适用于对形成于汽缸头的安装孔和安装于该安装孔的各种传感器(例如，燃烧压传感器)之间的环状间隙进行密封的密封结构。此外，本发明也能够适用于对形成于不局限于汽缸头的暴露于高压气体的部件的安装孔和安装于该安装孔的各种安装部件之间的环状间隙进行密封的密封结构。
(实施例)
<喷油器的安装结构>
下面参照图1对适用本实施例的密封结构的喷油器的安装结构进行说明。为了便于说明，在图1中省略密封圈。
在引擎的汽缸头300形成有喷油器安装孔310。喷油器200以其前端部分插入该喷油器安装孔310的方式安装。图中，隔着汽缸头300，下侧为燃烧室侧(E)，上侧为大气侧(A)。在燃烧室侧(E)，由于产生高压燃气，从而需要防止燃气从喷油器安装孔310和喷油器200之间的环状间隙向大气侧(A)泄漏。因此，通过在喷油器200的前端部分设置环状槽210并将密封圈(前端密封)安装于该环状槽210，能够防止燃气从上述环状间隙泄漏到大气侧(A)。在喷油器200前端附近设置有凸缘220。由此，在将喷油器200从汽缸头300拔出时也能够将密封圈同时拔出。
<密封结构>
下面参考图2对本发明实施例的密封结构进行说明。图2是表示本发明的实施例的密封圈100在安装状态下初期状态的截面示意图。图2的截面图表示由包含密封圈100的中心轴线的面截断的截面的一部分。本实施例的密封结构是转动对称形状，包含密封圈100的中心轴线的任意面都具有相同的截面形状。
密封圈100是由具有至少200℃耐热性的树脂材料(由PTFE或PTFE充填材料制成的树脂合成物等)构成的圆筒形状部件。即，由密封圈100的包含中心轴线的面截断的截面形状是矩形。即，该密封圈100的内周面侧由紧贴于环状槽210的槽底面的圆柱面110构成，其外周面侧由紧贴于喷油器安装孔310的内周面的圆柱面120构成。密封圈100，在安装状态下，由于跟随环状槽210的槽底面形状以及喷油器安装孔310的内周面形状变形，因此如图2所示的截面形状不形成矩形。
此外，密封圈100至少在初期状态具有变形量。因此，内周面侧的圆柱面110以及外周面侧的圆柱面120以具有充分面压力的状态分别紧贴于环状槽210的槽底面以及喷油器安装孔310的内周面。
喷油器200的环状槽210的槽底面，燃烧室侧(E)由圆柱面211构成，大气侧(A)由朝向大气侧(A)扩径的锥面212构成。由此，密封圈100在燃气的压力的作用下被压向大气侧(A)而压在锥面212，因此而能够发挥自密封功能。而且，喷油器安装孔310的内周面形成燃烧室侧(E)为大径部310a，大气侧(A)为小径部310b，从而使高压气体存在的燃烧室侧(E)形成直径变大的台阶。这里，大径部310a与小径部310b之间的台阶面310c在设计上，可与密封圈100或喷油器安装孔310的中心轴线垂直。
在本实施例中，密封圈100装入喷油器安装孔310的小径部310b侧。由此，密封圈100的外周面侧跟随喷油器安装孔310的内周面变形，因此，密封圈100的外周面也能够变形为台阶。这种变形得到的台阶面120a紧贴喷油器安装孔310内周面的大径部310a和小径部310b之间的台阶面310c。
(本实施例的密封结构的优点)
根据本实施例的密封结构，即使在密封圈100的外周面和喷油器安装孔310的内周面之间产生间隙时，由于密封圈100保持紧贴形成于喷油器安装孔310的内周面的台阶的台阶面310c的状态，因此能够抑制高压气体的泄漏。该特点参照图3进行更详细地说明。
图3是表示本发明实施例的密封圈100在安装状态下密封圈100的变形量减小的状态且低温状态的截面示意图。如上所述，密封圈100，在初期状态下，在内周面侧与外周面侧都设置有变形量。然而，变形量会随时间而减小。在这种变形量减小的状态下，环境温度为低温时，密封圈100直径缩小，如图3所示，密封圈100的外周面和喷油器安装孔310的内周面之间产生间隙S。
然而，本实施例的密封结构的情况下，密封圈100外周面的台阶面120a维持紧贴于喷油器安装孔310内周面的大径部310a和小径部310b之间的台阶面310c的状态。因此，即使产生上述的间隙S，也能发挥密封功能。
(变形例1)
在上述实施例中，表示密封圈100以装入喷油器安装孔310的小径部310b侧的方式安装，由此使形成于密封圈100的台阶面120a紧贴喷油器安装孔310内周面的台阶面310c。然而，如图4所示，也可使密封圈100的前端面130紧贴喷油器安装孔310内周面的台阶面310c。在这种情况下，如图4所示，即使在密封圈100的外周面和喷油器安装孔310的内周面之间产生间隙S，也能够使密封圈100的前端面130维持紧贴喷油器安装孔310的台阶面310c的状态。因此，即使在产生上述的间隙情况下，也能发挥密封功能。在图4中，对与上述实施例所示的结构相同的结构部分用相同的符号表示。
(变形例2)
在上述实施例中，表示喷油器安装孔310的内周面，在燃烧室侧(E)为大径部310a，在大气侧(A)为小径部310b，由此能够使高压气体所在的燃烧室侧(E)形成为直径变大的台阶。然而，如图5所示，通过在喷油器安装孔310的内周面设置环状突出部320，在高压气体存在的燃烧室侧(E)形成直径变大的台阶。即使在这种情况下，突出部320的燃烧室侧(E)的面形成为台阶面320a。该台阶面320a在设计上可与密封圈100或喷油器安装孔310的中心轴线垂直。在图5中，与上述实施例的情况相同，密封圈100以装入喷油器安装孔310的突出部320侧的方式安装，在密封圈100形成的台阶面120a紧贴突出部320的台阶面320a。然而，与上述变形例1的情况相同，密封圈100的前端面130紧贴该台阶面320a。在图5中，对与上述实施例表示的结构相同结构部分用相同的符号表示。
符号说明
100密封圈
110圆柱面
120圆柱面
120a台阶面
130前端面
200喷油器
210环状槽
211圆柱面
212锥面
220凸缘
300汽缸头
310喷油器安装孔
310a大径部
310b小径部
310c台阶面
320突出部
320a台阶面
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种密封结构，其特征在于，包括：
具有安装孔并暴露于高压气体的部件；
安装部件，其安装于所述安装孔；以及
密封圈，其由树脂制的单一部件构成，用于密封所述安装孔与所述安装部件之间的环状间隙，
在所述安装孔内周面形成有，向高压气体侧直径变大的台阶，
所述密封圈被安装在紧贴所述台阶的台阶面的位置。
2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，
因所述密封圈外周面变形而形成的台阶面与形成在所述安装孔内周面的所述台阶的台阶面贴紧。
3.根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于，
在所述安装部件设置有从所述高压气体侧向其相反侧直径扩大的锥面，所述密封圈被高压气体的圧力压紧于该锥面。

Claims (1)

1.一种密封结构，其特征在于，包括：
具有安装孔并暴露于高压气体的部件；
安装部件，其安装于所述安装孔；以及
密封圈，其由树脂制，用于密封所述安装孔与所述安装部件之间的环状间隙，
在所述安装孔内周面形成有，向高压气体侧直径变大的台阶，
所述密封圈被安装在紧贴所述台阶的台阶面的位置。
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