JP2002031239A

JP2002031239A - 環状シール

Info

Publication number: JP2002031239A
Application number: JP2000214755A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nishimura; 泰幸西村; Hiromi Obata; 博美小畑; Takasada Mitsui; 孝禎三ツ井; Takahiro Kariya; 隆広假屋
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】軸部材が挿通する挿通孔を有するシール本体
が、軸部材から組付け作業時に脱落、落下するのを防止
する。【解決手段】前記軸部材の外径よりも小径に成形され、
軸部材外周面に変形しつつ当接する小径部を、軸部材へ
の装着時において、小径部がシール本体の挿通孔壁の下
側に位置するように成形する。これにより、組付け作業
時の脱落、落下を完全に防止するとともに、軸部材への
干渉の問題も発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、組付時、移送時、
または保守作業時などにおいて、軸部材から脱落するこ
とを防止する脱落防止機構を備えた環状シールに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧、空圧系統の密封装置の形成に、内
空間と外空間を封止するため、シール部材を使うことは
周知のことである。

【０００３】内燃機関においても同様であり、燃料を内
燃機関のシリンダー内に直接噴射するインジェクタとシ
リンダーヘッドとの間においてもシールが用いられ、図
５に示すように、外径側シール面１１および内径側シー
ル面１２により、径方向外部側１４と径方向内部側１５
とを区別して、シリンダー内の燃料がシリンダー外に漏
れないようにシールを行う。

【０００４】シール本体１０は、図５（ｂ）に示すよう
に、シリンダーヘッド４とインジェクタ３間で押圧され
ることにより弾性変形し、その復元力によりシール効果
を発揮するようになっている。

【０００５】このようなシール本体１０をインジェクタ
３とシリンダーヘッド４間に介在させるためには、ま
ず、図５（ａ）に示すように、インジェクタ３の先端部
に存在する噴射弁３１に、噴射弁３１の外径より大径な
る挿通孔を有するシール本体１０を、その挿通孔付近に
高粘性のグリス５を塗布した状態で挿通して取り付け、
シール本体１０付きのインジェクタ３をシリンダヘッド
４に組付けるために移送する。次いで、シール本体１０
を取り付けたインジェクタ３をシリンダーヘッド４に設
けた開口部に挿入して嵌め込みを行うために、シリンダ
ーヘッド４の開口部付近で、インジェクタ３の噴射弁３
１を下向きにして挿入した後、押圧、固定を行ってい
た。

【０００６】この時、シール本体１０付きのインジェク
タ３の移送時、または噴射弁３１を挿入嵌め込みする
際、噴射弁３１を下向きにするが、噴射弁３１に取り付
けたシール本体１０は、グリス５の粘性により噴射弁３
１の外周面３２に粘着するため、脱落したり、落下した
りしないようになっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の脱落防
止機構では、インジェクタ３の噴射弁３１からシール本
体１０が脱落、落下するのを高粘度のグリス５の粘性で
防いでいたため、夏期など温度が上昇する環境において
は、その粘性が損なわれ、脱落防止機能が不十分とな
り、シール本体１０が脱落、落下する現象が見られるこ
とがあった。

【０００８】また、脱落防止機構としてグリスを用いる
場合には、高粘度のグリス５が表面にむき出しであるた
め、移送および組付け環境によっては、埃や塵等の異物
が吸着しやすくなる。そのため、シリンダヘッド４に組
付けた後、埃や塵等の異物がシール面に介在し、密封性
能に悪影響を及ぼす恐れがあり、また、エンジン等の発
熱により、グリス５の粘性が低下し、グリス５に吸着し
た異物が、シリンダ内に侵入しやすくなる。

【０００９】一方、脱落防止機構としてシール本体１０
に、噴射弁３１の外径よりも小径な挿通孔を有する脱落
防止部材を別途接着一体化して設け、シール本体１０が
脱落、落下するのを防止する方法もある。しかしなが
ら、シール本体１０との接着強度のばらつきにより、脱
落防止部材が剥がれる恐れがあること、また、環状シー
ルとして２ピース構造となるため、製造コストがアップ
してしまう問題もあった。

【００１０】本発明は、この問題を解決するものであ
り、組付け作業時に脱落、落下を防止することができる
環状シールを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決する手段】即ち、本発明は、上記課題を解
決するために、シール本体の中心に、軸部材が挿通可能
な挿通孔を備え、該挿通孔には軸部材の外径より小径な
る部分を有し、軸部材挿入時には、前記小径部が軸部材
の外周面に当接して、シール本体を保持することを特徴
としている。

【００１２】また、シール本体が、被シール部材間に設
けられ、被シール部材と当接する内径側シール面および
外径側シール面にて、径方向内部側と径方向外部側を区
別してシールを行う片側断面が略Ｓ字形状で、その中心
には軸部材が挿通される挿通孔を備え、該挿通孔には軸
部材の外径より小径なる部分を有し、軸部材挿入時に
は、前記小径部が軸部材の外周面に当接して、シール本
体を保持することを特徴としている。

【００１３】また、前記小径部の板厚は、シール本体の
板厚よりも、薄いことを特徴としている。

【００１４】さらに、前記小径部は、挿通孔を形成する
挿通孔壁の軸部材が挿入される方向からみて奥側に設け
ることを特徴としている。

【００１５】また、前記シール本体の挿通孔に設ける小
径部が、３つの突起で形成されていることを特徴として
いる。

【００１６】さらに、前記シール本体を、少なくともフ
ッ素樹脂とフッ素ゴムからなるコーティング剤でコーテ
ィングを施したことを特徴としている。

【００１７】

【作用】本発明の環状シールによれば、シール本体の挿
通孔に軸部材の外径よりも小径に成形された小径部を設
けているため、脱落防止機構付きの環状シールを一体化
構造で供給できるとともに、軸部材挿入時には、軸部材
外周面に小径部が当接し、軸部材外周面に弾性的に軽く
引っかかるため、環状シールが脱落、落下することを防
止できる。

【００１８】また、小径部の板厚は、シール本体の板厚
よりも薄く成形していることから、軸部材挿入時には、
小径部が小さな押圧力で弾性変形するため、大きな力を
必要とせずとも挿入でき、挿入完了後も小さな復元弾性
力で軸部材外周面を挟持し、環状シールを保持できる。
よって、環状シールを組付けたインジェクタの移送時、
または、インジェクタのシリンダヘッドへの組付け時に
おいて、環状シールが脱落、落下を防止するのに軸部材
に必要以上の負荷をかけることはない。

【００１９】また、押圧時において環状シールは図４
（ｂ）に示すように噴射弁と軸部材の外周面と対面する
挿通孔壁の隙間が上側で狭く、下側で広くなるように変
形するが、本発明では、軸部材への装着時において、軸
部材が挿入される方向からみて挿通孔壁の奥側、すなわ
ち、図４において挿通孔壁の軸方向下側に位置するよう
に小径部を設けるため、環状シールが変形した力によっ
て、噴射弁を傷つける恐れがない。もし、軸部材が挿入
される方向からみて、挿通孔壁の手前側（軸方向上側）
に位置するように小径部を設けると、押圧時には、挿通
孔壁の軸方向上側が噴射弁を締め付けるように圧接変形
するため、噴射弁の機能に影響を及ぼす可能性がある。

【００２０】さらに、シール本体は、押圧による変形に
よりシール効果を発揮するが、本発明のように挿通孔壁
の軸方向下側に小径部を設けるため、押圧時のシール本
体の変形を小径部が軸部材の外周面に接触して、阻害す
ることはない。

【００２１】また、小径部を３つの突起とすることで、
軸部材の中心と環状シールの中心との位置が合わせやす
く、また軸部材に対する接触面積が小さいため、挿入抵
抗を小さくでき、安定して挿入できる。

【００２２】また、シール本体をコーティングすること
で、シール面における相手面との馴染み性が良くなり、
シール性能が向上する。しかしながら、主にゴム材料
からなるコーティング剤では、馴染み性は向上するが、
燃焼ガスにより酸化してしまい、高温下では焼付きを起
こす問題があったが、少なくともフッ素樹脂とフッ素ゴ
ムからなるコーティング剤でコーティングすることによ
り、ゴム材料の馴染み性を維持しつつ、焼付きを抑える
効果があるため、燃料をシリンダー内に直接噴射するイ
ンジェクタとシリンダーヘッドとの間を密封するシール
として、好適な環状シールとすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１（ａ）は、脱落防止機構付きの環状シ
ール１の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−
Ａにおける環状シール１の断面図である。また、図３
（ａ）は、環状シール１をインジェクタ３に取付けた状
態を示す図であり、図３（ｂ）は、その拡大図である。
なお、実施例では、被シール部材がインジェクタ３およ
びシリンダヘッド４に相当し、軸部材がインジェクタ３
の噴射弁３１に相当している。

【００２４】図１において、１０は、円形皿型の金属一
般、特にバネ用鋼を材料とする金属製のシール本体であ
り、中心部には、インジェクタ３の噴射弁３１が挿通す
る円形の挿通孔１３が設けられている。

【００２５】シール本体１０の断面形状は、軸方向に凸
となる外径側シール面１１と内径側シール面１２を有す
る略Ｓ字形状であり、圧縮状態では、外径側シール面１
１および、内径側シール面１２と被シール部材（図示し
ていない）とが当接してシール面を形成し、径方向外部
側１４と径方向内部側１５とを区別してシールを行って
いる。

【００２６】シール本体１０は、挿通孔１３を有するよ
うに上記板状の金属材料を打抜き、プレス等で図１に示
した形状に成型加工して得られる。また、シール面が金
属同士であると十分な密封性能が得られないため、環状
シール表面全体にコーティングを施すことにより、シー
ル本体１０と被シール部材との界面の馴染み性が高ま
り、密封性能を向上させている。

【００２７】このときのコーティング剤としては、特開
平１１−２６９４２６号に示されるフッ素ゴムとフッ素
樹脂との混合組成物であるのが好ましい。すなわち、シ
ール安定性に優れたフッ素樹脂なしのフッ素ゴムコーテ
ィングでは、燃焼機関のような高温度下および燃焼ガス
環境下において、被シール部材に焼付きを起こしてしま
い、シール機能が短時間で低下してしまうが、特開平１
１−２６９４２６号に示されるコーティングであれば、
馴染み性も良く、焼付きの問題を回避でき、長期にわた
って安定したシール性能を発揮できる。また、フッ素樹
脂を配合することにより、噴射弁挿入時の挿入抵抗を減
らすことができる。コーティング剤は、これに限定する
わけではないが、少なくとも耐熱性および耐薬品性が優
れているコーティング剤であることが好ましい。

【００２８】図１における２は、シール本体１０が噴射
弁３１から脱落するのを防止する小径部である。図１の
実施例では、挿通孔１３の中心に向かって、突起２１が
３ヶ所突出して設けられ、突起２１の先端により形成さ
れる内径は、図３の噴射弁３１の外径よりもわずかに小
径に形成される。

【００２９】小径部２を形成している突起２１は、シー
ル本体１０の一部としてプレス加工等により、シール本
体１０を成形するのと同時に成形される。すなわち、一
枚の金属シートからシール本体１０を成形するのと同時
に、突起部分を残した状態で挿通孔を打抜き、最終的に
シール本体の板厚と同じ厚さの板厚を有する突起を押し
潰し、さらに打抜いて、断面略Ｌ字形の薄状の突起２１
を成形している。

【００３０】突起２１の厚さに関しては、シール押圧時
に噴射弁３１に損傷を与えることのないように、極力薄
く成形するのがよい。ただし、あまりに薄くした場合
には、保持機能を損なう恐れがあるため、シール本体１
０の厚さに対して、１／２以下であることが好ましく、
さらに１／３から１／１０の厚さであることがより好ま
しい。

【００３１】また、突起２１を成形する位置は、突起２
１を押し潰して成形する際に決定されるが、本発明で
は、挿通孔１３を形成している挿通孔壁１６の軸部材が
挿入される方向からみて奥側に成形している。実施例に
おいては、鉛直方向において下側、すなわち環状シール
１を噴射弁等の軸部材を挿入したインジェクタ３をシリ
ンダヘッドに組込む場合に、シリンダヘッドが存在する
方が奥側となる。

【００３２】突起２１の形状に関しては、噴射弁３１の
外周面と接触し、シール本体１０を保持できれば特に限
定しないが、実施例のように、噴射弁３１の外周面と当
接する部分が、円弧となるように成形されている。当接
面を円弧とすることにより、突起２１を略長方形とし、
当接面を直線状とした場合に比べて、噴射弁挿入時の挿
入抵抗が緩和される。

【００３３】また、突起２１の先端で形成される内接円
の径、すなわち最内径Ｄminは、噴射弁３１の外径より
も小径となるように成形する。小径とする程度について
は、突起２１により環状シール１が噴射弁３１に保持で
きれば、材料や板厚から適宜決定すればよいが、最内径
Ｄminをあまりに大きくすると、保持力が弱まり、ま
た、最内径Ｄminを小さくし過ぎると、噴射弁挿入時の
挿入抵抗が大きくなり、噴射弁挿入時、突起２１が完全
に塑性変形してしまい、保持力が低下する恐れがある。
よって、最内径Ｄminは、噴射弁３１の外径よりも０．
０５ｍｍ〜１ｍｍ小さくする程度で良く、噴射弁挿入時
には、突起２１が噴射弁３１の外周面３２に沿って弾性
変形する必要がある。

【００３４】突起２１の数に関しては、３ヶ所以上設け
てもよいが、数を多くすると保持力は向上するが、挿入
抵抗が増加するため、３ヶ所とするのが好ましい。

【００３５】また、図２に小径部２の他の実施例を示
す。図２（ａ）は、図１の実施例の突起２１を設けてい
ない実施例である。ただし、小径部２にあたる部分は、
シール本体１０の板厚よりも円周方向に薄く成形されて
いる。この場合、最内径Ｄmin＝内径Ｄとなり、最内径
Ｄminを噴射弁３１の外径よりも小さくして、環状シー
ル１を保持するが、小径部２が突起２１を設けた実施例
よりも変形しにくいため、噴射弁３１の外径と最内径Ｄ
minの設定がシビアになって、噴射弁３１の挿入抵抗が
増加する。しかしながら、突起を設けなくてよい分、成
型加工が容易となる。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）
の小径部２にスリットを入れたものであり、図２（ａ）
よりも挿入抵抗は軽減される。

【００３６】次に環状シール１をインジェクタ３に装着
した状態について説明する。図１に示した実施例の環状
シール１をインジェクタ３に装着するには、図３（ａ）
に示すように、環状シール１をインジェクタ３の噴射弁
３１に挿入すると、環状シール１の挿通孔壁１６に設け
られた突起２１全体が略弓状に、噴射弁３１の外周面３
２に当接してわずかに下向きに変形する。つまり、図３
（ｂ）に示すように、突起２１で形成される最内径Ｄmi
nが噴射弁３１の外径よりも小さいため、噴射弁挿入時
には、噴射弁３１と突起２１が干渉し、突起２１が下向
きに押し込まれ、突起２１の先端が下向きに弾性的に変
形する。挿入後は、突起２１により、噴射弁３１の外周
面を弾発的に保持することになり、環状シール１は落下
することはない。

【００３７】また、突起２１の先端が斜め下方向に変形
しているため、環状シール１が下向き方向（落下する方
向）に移動しようとすると、抵抗が発生し、移動しにく
くなっており、環状シール１が落下することを有効に防
止できる。なお、図５の実施例では、突起２１を設けて
いないが、小径部２が図３（ｂ）のように変形し、同様
の効果をもたらす。

【００３８】また、インジェクタ３をシリンダヘッド４
に固定し、環状シール１を圧縮変形させた場合、環状シ
ール１は、図４（ａ）から図４（ｂ）のように、挿通孔
壁１６と噴射弁３１の外周面３２との隙間が、上側で狭
く下側で広くなるように変形する。しかしながら、突起
２１を挿通孔壁１６の下側に設けているため、シール押
圧力を受けても、突起２１は、噴射弁外周面３２と離間
するように変形するか、または突起２１が必要以上に噴
射弁に圧接することがあっても、突起２１の板厚を薄く
成形しているため、突起２１が小さな押圧力でも塑性変
形し、押圧力による変形を吸収できる。よって、噴射弁
３１を圧接により傷つける恐れはない。また、環状シー
ル１の圧縮変形が、噴射弁３１によって自由度を奪われ
ることはないため、環状シール１は、本来のシール性能
を発揮できる。

【００３９】しかしながら、シール本体１０とほぼ同じ
厚さの突起２１を突出させて、噴射弁３１にほぼ点接触
で接触保持する突起である場合には、上記のような効果
は望めず、噴射弁３１を傷つける恐れがある。また、環
状シール１は圧縮変形によりシール性能を発揮するにも
かかわらず、噴射弁３１に圧接することにより、圧縮変
形が抑制されるため、環状シール１本来のシール性能は
発揮しにくくなる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した通りの本発明の環状部材脱
落防止機構によれば、下記の多大な効果を奏する。組付け作業時において、シールが軸部材から脱落、落
下することを皆無にすることができ、またシール押圧時
においても軸部材に圧接しないため、軸部材を傷つけた
り、シール性能に影響することがなく、目標のシール性
能を得ることができる。完全一体化構造としてシールを供給できるため、軸部
材への組付けの自動化が容易となる。脱落を防止する小径部をプレス加工により成形するた
め、シール本体とは別に脱落防止部材を設けた場合より
もコスト的に安価に製作でき、大量生産にも向いてい
る。シール本体にフッ素樹脂の入ったコーティングを施す
ため、軸部材への装着が低摩擦でスムーズに行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の環状シールの図である。

【図２】本発明の環状シールの他の実施例を示す図であ
る。

【図３】本発明の環状シールの組付け時の状態を示す図
である。

【図４】本発明の環状シールの押圧時における変形状態
を示す図である。

【図５】従来の環状シールを示す図である。

【符号の説明】

１環状シール２小径部３インジェクタ４シリンダヘッド５グリス１０シール本体１１外径側シール面１２内径側シール面１３挿通孔１４径方向外部側１５径方向内部側１６挿通孔壁２１突起３１噴射弁３２外周面Ｄ（挿通孔の）内径Ｄmin （小径部の）最内径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者假屋隆広和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA12 AA17 BA01 EA01 EA16 EA48 FA01 FA07 HA02 HA03 HA05 HA15 HA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シール本体の中心に、軸部材が挿通可能
な挿通孔を備え、該挿通孔には軸部材の外径より小径な
る部分を有し、軸部材挿入時には、前記小径部が軸部材
の外周面に当接して、シール本体を保持することを特徴
とする環状シール。
【請求項２】シール本体が、被シール部材間に設けら
れ、被シール部材と当接する内径側シール面および外径
側シール面にて、径方向内部側と径方向外部側を区別し
てシールを行う片側断面が略Ｓ字形状で、その中心には
軸部材が挿通される挿通孔を備え、該挿通孔には軸部材
の外径より小径なる部分を有し、軸部材挿入時には、前
記小径部が軸部材の外周面に当接して、シール本体を保
持することを特徴とする環状シール。
【請求項３】前記小径部の板厚は、シール本体の板厚
よりも、薄いことを特徴とする請求項１、２のいずれか
に記載の環状シール。
【請求項４】前記小径部は、挿通孔を形成する挿通孔
壁の軸部材が挿入される方向からみて奥側に設けること
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の環状シ
ール。
【請求項５】前記シール本体の挿通孔に設ける小径部
が、３つの突起で形成されていることを特徴とする請求
項１から４のいずれかに記載の環状シール。
【請求項６】前記シール本体を、少なくともフッ素樹
脂とフッ素ゴムからなるコーティング剤でコーティング
を施したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに
記載の環状シール。