JP2002327845A - 連接体接続部のシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動に伴うシールリングの噛み込みを抑制し
て、接続部の高いシール性能を保持することのできる連
接体接続部のシール構造を提供する。 【解決手段】バキュームポンプ１１は、その接続部１２
がエンジンのシリンダヘッド２０の凹部２１内に挿入さ
れ、ボルト２２によって締結されることで、同シリンダ
ヘッド２０に対して片持ち支持される。バキュームポン
プ１１の接続部１２の外周面は、その環状溝１４を挟む
先端部１２ａ及び基端部１２ｂのうちの先端部１２ａ側
に、シールリング１３の一部を退避させるための退避空
間１５を備える。この退避空間１５は、バキュームポン
プ１１の接続部１２における先端部１２ａ及び基端部１
２ｂの両外周面のうちの先端部１２ａの外周面の選択的
な縮径によって形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバキューム
ポンプとその一部が挿入されるエンジンのシリンダヘッ
ド等の連接体にあって、その接続部がシールリングを介
してシールされる連接体接続部のシール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記バキュームポンプとエンジン
のシリンダヘッドとは、例えば図６にその一部拡大断面
を示す態様で接続されている。

【０００３】すなわち同図６に示されるように、バキュ
ームポンプ１００には、その本体から外方に向かって突
出する接続部１０１が形成されており、この接続部１０
１がシールリング（Ｏリング）１０３を介してエンジン
のシリンダヘッド１１０に挿入されることで、それら連
接体であるバキュームポンプ１００とシリンダヘッド１
１０とが接続され、且つその接続部がシールされる。こ
こで、上記接続部１０１は、その基端部１０１ａから先
端部１０１ｂにかけて中心軸線ｍと外周面との距離ｄが
ほぼ等しくなるよう形成されている。また、この接続部
１０１の外周面には周方向に延びる環状溝１０２が形成
されていて、この環状溝１０２内に上記シールリング１
０３が収容されている。そして、バキュームポンプ１０
０の内部には空気を吸引するための回転羽根（図示略）
が設けられており、これらバキュームポンプ１００とシ
リンダヘッド１１０との接続に際しては、この回転羽根
とシリンダヘッド１１０内に設けられているカムシャフ
ト（図示略）とが併せて連結されている。すなわち、こ
のバキュームポンプ１００は、エンジンの運転に際して
カムシャフトが回転されることで、そのポンプとしての
吸引力が付与される。なお、バキュームポンプ１００と
シリンダヘッド１１０とは、上記接続後、ボルト１１１
によって締結される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記連接体
接続部のシール構造にあっては、ボルト１１１によって
締結されるとはいえ、上記バキュームポンプ１００は、
その接続部１０１を通じてシリンダヘッド１１０に片持
ち支持される構造となる。このため、エンジンの運転時
には、エンジン本体から生じる振動にともなって、バキ
ュームポンプ１００も図６中に破線及び一点鎖線にて示
す態様で振動するようになる。すなわち、接続部１０１
の先端部１０１ｂが同接続部１０１の中心軸線ｍと略直
交する方向Ａに変位するようになる。そして従来、この
ように接続部１０１が変位することで、以下のような不
具合が生じることがあった。

【０００５】まず、接続部１０１が図６中の破線にて示
した位置から一点鎖線で示した位置に変位する際、同接
続部１０１の一部が図６中の矢印Ｂにて示す方向に移動
しつつ、その環状溝１０２の角部１０１ｃがシリンダヘ
ッド１１０の凹部内面に接近する。そしてこのとき、シ
ールリング１０３の一部も接続部１０１の変位に応じて
同矢印Ｂの方向に変位するが、このシールリング１０３
はシリンダヘッド１１０の凹部内面に接触しているた
め、上記シールリング１０３の一部には矢印Ｂの方向と
は逆方向の摩擦力が作用する。この状態で接続部１０１
が図６中の一点鎖線にて示す位置まで変位すると、上記
シールリング１０３の一部における表面近傍の肉が接続
部１０１の外面とシリンダヘッド１１０の凹部内面との
間に入り込んで、いわゆる「噛み込み」が生じることが
あった。この噛み込みが生じると、接続部１０１の外面
とシリンダヘッド１１０の凹部内面との間に入り込んだ
シールリング１０３の表面近傍の肉が引き千切られるよ
うになり、バキュームポンプ１００とシリンダヘッド１
１０とのシール性、ひいてはシールリング１０３の信頼
性が大きく低下するようになる。

【０００６】なお、上述したバキュームポンプとシリン
ダヘッドとの関係に限らず、凸部と凹部との係合によ
り、一方が他方に片持ち支持されるかたちで接続される
連接体にあっては、しかもその接続部が環状溝に収容さ
れたシールリングによりシールされる場合には、それら
の振動に伴うこうした実情も概ね共通したものとなって
いる。

【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、上記態様で接続される連接体であ
れ、振動に伴うシールリングの噛み込みを抑制して、そ
れら接続部の高いシール性能を保持することのできる連
接体接続部のシール構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項１に記載の発明は、凸部と凹部との係合により接続さ
れて一方が他方に片持ち支持される連接体にあって、そ
の接続部は、前記凸部の外周面及び前記凹部の内周面の
いずれか一方に設けられた環状溝に収容されたシールリ
ングによってシールされてなる連接体接続部のシール構
造において、前記接続部の、前記環状溝が設けられた側
の周面は、同環状溝を挟む両周面のうちの前記片持ち支
持される一方の連接体の接続方向先方側に、前記シール
リングの一部を退避させるための退避空間を備えてなる
ことを要旨とする。

【０００９】ここで、連接体が振動すると、その振動に
よって接続部が変位することは従来と同様である。しか
しながら上記構成では、接続部における環状溝が設けら
れた側の周面には、同環状溝を挟む両周面のうちの片持
ち支持される一方の連接体の接続方向先方側に、シール
リングの一部を退避させるための退避空間が形成されて
いる。このため、環状溝を挟む両周面のうちの片持ち支
持される一方の連接体の接続方向先方側の周面と、同周
面と対向する他方の連接体の周面との間の空間が従来よ
りも大きくなる。この結果、連接体の振動時、上記片持
ち支持される一方の連接体の接続部における接続方向先
方側の周面と、同周面と対向する他方の接続部の周面と
によってシールリングの一部が挟まれにくくなり、ひい
てはシールリングの噛み込みも抑制されるようになる。
また、このようにシールリングの噛み込みが抑制される
ことで、連接体の接続部の高いシール性能を保持するこ
とができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の連接体接続部のシール構造において、前記退避空間
が、前記環状溝を挟む両周面のうちの該当する側の周面
の選択的な縮径によって形成されてなることを要旨とす
る。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の連接体接続部のシール構造において、
前記退避空間が、前記環状溝を挟む両周面のうちの該当
する側の周面と同環状溝との角部に対する面取り加工に
よって形成されてなることを要旨とする。

【００１２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
または２に記載の連接体接続部のシール構造において、
前記退避空間が、前記環状溝を挟む両周面のうちの該当
する側の周面に同環状溝に対して段状に連携するように
設けられた副溝として形成されてなることを要旨とす
る。

【００１３】これら各構成のように退避空間を形成する
ことで、シールリングの噛み込みを容易且つ的確に抑制
することができる。請求項５に記載の発明は、請求項１
〜４のいずれかに記載の連接体接続部のシール構造にお
いて、前記片持ち支持される一方の連接体が、その内部
に空気を吸引するための回転羽根が設けられたバキュー
ムポンプであり、該バキュームポンプが接続される他方
の連接体が、前記回転羽根に連結されてこれを駆動する
ためのカムシャフトを備えるエンジンのシリンダヘッド
であり、前記バキュームポンプは、前記回転羽根の連結
部に円筒状に突起された接続部を有するとともに、前記
シリンダヘッドは、前記カムシャフトの先端部にこの接
続部が挿入される凹部を有し、前記シールリングが収容
される環状溝は、前記バキュームポンプの前記接続部に
設けられ、前記退避空間は、該接続部の先端側に設けら
れてなることを要旨とする。

【００１４】上記構成によれば、エンジンのシリンダヘ
ッドに接続されて、エンジン運転時の振動が直接伝達さ
れるバキュームポンプであっても、そのバキュームポン
プの振動に起因する接続部の変位によりシールリングの
噛み込みが生じることが抑制される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の連接体接続部のシ
ール構造をバキュームポンプとエンジンのシリンダヘッ
ドとの接続部のシール構造に具体化した一実施形態につ
いて、図１及び図２を参照して説明する。

【００１６】図１に示されるように、バキュームポンプ
１１には、その本体から外方に向かって突起する円筒状
の接続部１２が形成されている。この接続部１２が、例
えばＯリング等のシールリング１３を介してエンジンの
シリンダヘッド２０の凹部２１内に挿入されることで、
バキュームポンプ１１がシリンダヘッド２０に対して片
持ち支持されるかたちで接続され、且つその接続部１２
がシールされる。なお、バキュームポンプ１１とシリン
ダヘッド２０とは、ボルト２２によって締結されてい
る。またバキュームポンプ１１は、チューブ（図示略）
等を介して、例えばダイアフラム（図示略）等に接続さ
れ、そのダイアフラム内の空気が吸引されるようになっ
ている。

【００１７】また、バキュームポンプ１１の接続部１２
の外周面には周方向に延びる環状溝１４が形成されてい
て、上記シールリング１３は、この環状溝１４内に収容
されている。そして、バキュームポンプ１１の内部に
は、空気を吸引するための回転羽根１６が設けられてお
り、これらバキュームポンプ１１とシリンダヘッド２０
との接続に際しては、この回転羽根１６とシリンダヘッ
ド２０内に設けられているカムシャフト２３とが併せて
連結される。すなわち、このバキュームポンプ１１は、
エンジンの運転に際してカムシャフト２３が回転される
ことで、そのポンプとしての吸引力が付与される。

【００１８】本実施形態では、同図１に示すように、バ
キュームポンプ１１の接続部１２の外周面は、その環状
溝１４を挟む先端部１２ａの外周面及び基端部１２ｂの
外周面のうちの先端部１２ａの外周面が選択的に縮径さ
れている。すなわち、接続部１２の先端部１２ａの外周
面は、同接続部１２の基端部１２ｂの外周面の直径（ｄ
２）よりも小さい値の直径（ｄ１）をもって形成されて
いる。これにより、接続部１２は、その先端部１２ａの
外周面にシールリング１３の一部を退避させるための退
避空間１５を備える構成となっている。

【００１９】ここで、エンジン運転時の振動に起因して
バキュームポンプ１１も振動し、接続部１２の先端部１
２ａ近傍が、その中心軸線ｍ（図１参照）と略直交する
方向Ａ（図２参照）に変位することは従来のバキューム
ポンプと同様である。しかしながら本実施形態では、上
記態様で退避空間１５を形成したことで、図２に示すよ
うに、接続部１２が同図２中の破線にて示す位置から実
線にて示す位置まで変位した際の接続部１２の先端部１
２ａの外周面とシリンダヘッド２０の凹部２１の内周面
との間の空間が従来よりも大きくなる。このため、バキ
ュームポンプ１１の振動時、シールリング１３の一部が
接続部１２の先端部１２ａの外周面とシリンダヘッド２
０の凹部２１の内周面とによって挟まれにくくなる。す
なわちこの結果、シールリング１３の噛み込みが抑制さ
れるようになる。

【００２０】以上詳述したように、この実施形態にかか
る連接体接続部のシール構造によれば、以下に示すよう
な優れた効果が得られるようになる。 （１）エンジンのシリンダヘッド２０に接続されて、エ
ンジン運転時の振動が直接伝達されるバキュームポンプ
１１であっても、その振動に伴うシールリング１３の噛
み込みを抑制して、バキュームポンプ１１とシリンダヘ
ッド２０との接続部の高いシール性能を保持することが
できる。

【００２１】なお、上記実施形態は例えば、以下のよう
にその構成を適宜変更することもできる。 ・上記実施形態では、バキュームポンプ１１の接続部１
２の先端部１２ａ及び基端部１２ｂの両外周面のうち先
端部１２ａの外周面を選択的に縮径させることで退避空
間１５を形成する構成とした。しかし、この退避空間１
５を、例えば図３に示す態様で、接続部１２の先端部１
２ａの外周面に環状溝１４に対して段状に連携するよう
に設けられた副溝として形成する構成としてもよい。

【００２２】・また、同じく退避空間１５を、接続部１
２の先端部１２ａの外周面と環状溝１４との角部に対す
るテーパ状の面取り加工（図４参照）または曲線状の面
取り加工（図５参照）によって形成する構成としてもよ
い。

【００２３】・また、退避空間１５をこれら図３〜５に
て示す態様のいずれかで形成した場合には、上記副溝及
び面取り加工部を接続部１２の先端部１２ａ側だけでな
く、基端部１２ｂ側にも形成する構成としてもよい。

【００２４】・上記実施形態とは逆に、シリンダヘッド
２０側に外方に向かって突起する円筒状の接続部を設け
るとともにバキュームポンプ１１側にシリンダヘッド２
０の接続部が係合される凹部を設け、シリンダヘッド２
０の接続部に形成された環状溝内にシールリングを収容
する構成としてもよい。このようにした場合でも、退避
空間１５は、シリンダヘッド２０の接続部のシールリン
グを挟む両外周面のうちバキュームポンプ１１の接続方
向先方側に設けられる。

【００２５】・またあるいは、シリンダヘッド２０の凹
部２１に環状溝を設け、その環状溝内にシールリングを
収容する構成としてもよい。そして、このようにした場
合でも、退避空間１５は、シリンダヘッド２０の凹部２
１のシールリングを挟む両内周面のうちバキュームポン
プ１１の接続方向先方側に設けられる。

【００２６】・上記実施形態では、バキュームポンプ１
１とシリンダヘッド２０との接続部のシール構造の例を
示したが、本発明は、これらバキュームポンプ１１とシ
リンダヘッド２０との関係には限定されない。要は、凸
部と凹部との係合により、一方が他方に片持ち支持され
るかたちで接続される連接体にあって、しかもその接続
部が環状溝に収容されたシールリングによりシールされ
る場合には、本発明を同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のバキュームポンプとエン
ジンとの接続部を拡大して示す部分拡大断面図。

【図２】同じく接続部を拡大して示す部分拡大断面図。

【図３】他の例のバキュームポンプとエンジンとの接続
部を拡大して示す部分拡大断面図。

【図４】同じく他の例の接続部を拡大して示す部分拡大
断面図。

【図５】同じく他の例の接続部を拡大して示す部分拡大
断面図。

【図６】従来のバキュームポンプとエンジンとの接続部
を拡大して示す部分拡大断面図。

【符号の説明】

１１…バキュームポンプ、１２…接続部、１２ａ…先端
部、１２ｂ…基端部、１３…シールリング、１４…環状
溝、１５…退避空間、１６…回転羽根、２０…シリンダ
ヘッド、２１…凹部、２２…ボルト、２３…カムシャフ
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 一之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3J040 AA01 AA13 AA17 HA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸部と凹部との係合により接続されて一方
   が他方に片持ち支持される連接体にあって、その接続部
   は、前記凸部の外周面及び前記凹部の内周面のいずれか
   一方に設けられた環状溝に収容されたシールリングによ
   ってシールされてなる連接体接続部のシール構造におい
   て、 前記接続部の、前記環状溝が設けられた側の周面は、同
   環状溝を挟む両周面のうちの前記片持ち支持される一方
   の連接体の接続方向先方側に、前記シールリングの一部
   を退避させるための退避空間を備えてなることを特徴と
   する連接体接続部のシール構造。
2. 【請求項２】前記退避空間が、前記環状溝を挟む両周面
   のうちの該当する側の周面の選択的な縮径によって形成
   されてなる請求項１記載の連接体接続部のシール構造。
3. 【請求項３】前記退避空間が、前記環状溝を挟む両周面
   のうちの該当する側の周面と同環状溝との角部に対する
   面取り加工によって形成されてなる請求項１または２記
   載の連接体接続部のシール構造。
4. 【請求項４】前記退避空間が、前記環状溝を挟む両周面
   のうちの該当する側の周面に同環状溝に対して段状に連
   携するように設けられた副溝として形成されてなる請求
   項１または２記載の連接体接続部のシール構造。
5. 【請求項５】前記片持ち支持される一方の連接体が、そ
   の内部に空気を吸引するための回転羽根が設けられたバ
   キュームポンプであり、該バキュームポンプが接続され
   る他方の連接体が、前記回転羽根に連結されてこれを駆
   動するためのカムシャフトを備えるエンジンのシリンダ
   ヘッドであり、前記バキュームポンプは、前記回転羽根
   の連結部に円筒状に突起された接続部を有するととも
   に、前記シリンダヘッドは、前記カムシャフトの先端部
   にこの接続部が挿入される凹部を有し、前記シールリン
   グが収容される環状溝は、前記バキュームポンプの前記
   接続部に設けられ、前記退避空間は、該接続部の先端側
   に設けられてなる請求項１〜４のいずれかに記載の連接
   体接続部のシール構造。