JP2004052705A - エンジンにおけるプラグチューブシール構造 - Google Patents

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Koji Tsukamoto
塚本 浩司
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Abstract

【課題】点火プラグ取付け孔の周方向全周にわたってプラグチューブの上部およびヘッドカバー間をシールするシール部材をヘッドカバーに確実に固定するとともに、該シール部材による確実なシール機能を維持可能とする。
【解決手段】プラグチューブ22の外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料により形成されるシール部材28が、剛性材料により形成されるとともにヘッドカバー19に着脱可能に締結される支持部材29に一体的に支持され、該支持部材29のヘッドカバー19への締結時に点火プラグ取付け孔23の周囲でヘッドカバー19の内面に弾発的に密接するリング状の補助シール部28cがシール部材28に一体に形成される。
【選択図】    図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドカバーに設けられた点火プラグ取付け孔に、点火プラグを収容するプラグチューブの上部が挿入され、前記点火プラグ取付け孔の周方向全周にわたって前記プラグチューブの上部および前記ヘッドカバー間がシールされるエンジンに関し、特に、プラグチューブおよびヘッドカバー間のシール構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、たとえば実用新案登録第2587793号公報で開示されたものでは、樹脂製のヘッドカバーに、プラグチューブの外周面全周に弾発的に密接するリップ部を有するオイルシールリングを螺合せしめており、また特開2001−263159号公報で開示されたものでは、シリンダヘッドに設けられた点火プラグ取付け孔に、内周面の一部をプラグチューブの外周面全周に弾発的に密接させる円筒状のオイルシールが挿入され、該オイルシールの一端部が点火プラグに連なる点火コイルおよびヘッドカバー間に挟持され、オイルシールの他端部がヘッドカバーの内面側に取付けられるバッフルプレートおよびヘッドカバー間に挟持されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記実用新案登録第2587793号公報で開示されたものでは、エンジンからの熱や振動の影響を受けることにより、ヘッドカバーおよびオイルシールリングの密着性を維持することができず、充分なシール機能を確保し得なくなる可能性がある。また上記特開2001−263159号公報で開示されたものでは、オイルシールリングは、点火コイルおよびバッフルプレートとヘッドカバーとの挟持だけでヘッドカバーに保持されているので、オイルシールリング内へのプラグチューブの挿入時に、オイルシールリングがヘッドカバーから外れてしまい易く、しかもヘッドカバーの熱による変形やオイルシールリング自体の変形によりシール性を確実に維持することが困難である。
【0004】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、シール部材をヘッドカバーに確実に固定するとともに該シール部材による確実なシール機能を維持可能としたエンジンにおけるプラグチューブシール構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ヘッドカバーに設けられた点火プラグ取付け孔に、点火プラグを収容するプラグチューブの上部が挿入され、前記点火プラグ取付け孔の周方向全周にわたって前記プラグチューブの上部および前記ヘッドカバー間がシールされるエンジンにおいて、前記プラグチューブの外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料により形成されるシール部材が、剛性材料により形成されるとともに前記ヘッドカバーに着脱可能に締結される支持部材に一体的に支持され、該支持部材の前記ヘッドカバーへの締結時に前記点火プラグ取付け孔の周囲でヘッドカバーの内面に弾発的に密接するリング状の補助シール部が前記シール部材に一体に形成されることを特徴とする。
【0006】
このような請求項1記載の発明の構成によれば、支持部材をヘッドカバーに締結することで、シール部材をヘッドカバーに確実に固定することができ、ヘッドカバーに変形が生じてもシール部材によるシール機能を確実に維持することができる。しかも支持部材のヘッドカバーへの締結により補助シール部が点火プラグ取付け孔の周囲でヘッドカバーの内面に弾発的に密接するので、ヘッドカバーおよび支持部材間を他のシール用の部品を用いることなくシールすることができ、部品点数の増大を回避するとともに組付け作業性を向上することができる。
【0007】
また請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、前記支持部材は、前記ヘッドカバーに締結されるようにして該ヘッドカバーの内面に当接する平板リング状の被締結部と、前記シール部材を一体に支持するようにして被締結部の内周に連なるシール支持部とが、略L字状の縦断面形状を有するようにして一体に連設されて成り、前記補助シール部が、前記被締結部およびヘッドカバーに挟まれる位置で前記シール部材に一体に形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、支持部材のヘッドカバーへの締結時に補助シール部材が支持部材の被締結部およびヘッドカバー間に確実に挟まれて確実なシール機能を発揮することができ、熱や振動の影響による変形がヘッドカバーやシール部材に生じたとしても、被締結部のヘッドカバーへの締結が解除されない限り、シール機能を維持することができる。
【0008】
さらに請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載の発明の構成に加えて、前記点火プラグ取付け孔の内端部には、軸方向内方に向かうにつれて大径となるテーパ部が形成され、前記シール部材は、前記テーパ部の大径端直径に対応した内径を有するとともに前記補助シール部が軸方向一端に設けられる円筒状のシール部材主部と、前記プラグチューブの外周前面に弾発的に接触するようにして前記シール部材主部の軸方向他端に一体に連設されるリップ部とから成ることを特徴とし、かかる構成によれば、シール部材が備えるリップ部の内径は、シール部材主部のヘッドカバーへの接触部よりも小径であり、プラグチューブをシール部材内に挿入する際に、プラグチューブの先端にリップ部が引っかかっても、シール部材主部およびヘッドカバーへの接触面にリップ部が噛み込んでしまうことがなく、噛み込みによるリップ部の変形が生じることを防止し、リップ部の変形によるシール機能低下が生じることを防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1および図2の本発明の第1実施例を示すものであり、図1はエンジンの一部縦断面図、図2は図1の要部拡大図である。
【0011】
先ず図1において、シリンダブロック11が備えるシリンダボア12にはピストン13が摺動可能に嵌合され、ピストン13の頂部を臨ませる燃焼室14が、シリンダブロック11と、該シリンダブロック11に結合されるシリンダヘッド15との間に形成される。またシリンダヘッド15には、前記燃焼室14への吸気を制御する吸気弁16と、前記燃焼室14からの排気を制御する排気弁17とが開閉作動可能に配設されており、吸気弁16および排気弁17を開閉駆動する動弁装置18が、前記シリンダヘッド15と、シリンダブロック11とは反対側でシリンダヘッド15に結合されるヘッドカバー19との間に形成される動弁室20に収容される。
【0012】
シリンダヘッド15には燃焼室14の中央部に臨む点火プラグ21が取付けられるものであり、この点火プラグ21を収容するプラグチューブ22の一端が圧入等によりシリンダヘッド15に固定される。一方、ヘッドカバー19には、前記プラグチューブ22の他端部を挿入させる点火プラグ取付け孔23が設けられ、点火プラグ取付け孔23の周方向全周にわたってプラグチューブ22の上部およびヘッドカバー19間がシールされる。
【0013】
点火プラグ取付け孔23は、シリンダヘッド15に設けられる取付け筒24内に形成されるものであり、前記点火プラグ21に連なるプラグキャップ25が、前記取付け筒24との間にリング状弾性体26を介して取付け筒24に装着される。
【0014】
図2において、プラグチューブ22の外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料たとえばゴムにより形成されるシール部材28が、剛性材料たとえば金属により形成されるとともにヘッドカバー19に着脱可能に締結される支持部材29に一体的に支持される。
【0015】
支持部材29は、ヘッドカバー19に締結されるようにして該ヘッドカバー19の内面に当接する平板リング状の被締結部29aと、シール部材28を一体に支持するようにして被締結部29aの内周に連なる円筒状のシール支持部29bとが、略L字状の縦断面形状を有するようにして一体に連設されて成るものである。
【0016】
またシール部材28は、支持部材29のヘッドカバー19への締結時に点火プラグ取付け孔23の周囲でヘッドカバー19の内面に弾発的に密接するリング状の補助シール部28cが軸方向一端に設けられる円筒状のシール部材主部28aと、前記プラグチューブ22の外周前面に弾発的に接触するようにして前記シール部材主部28aの軸方向他端に一体に連設されるリップ部28bとを一体に有して略J字状の縦断面形状を有するように形成される。
【0017】
しかも前記支持部材29のシール支持部29bがシール部材主部28aに埋設され、リップ部28bの先端には、該リップ部28bをプラグチューブ22の外周面全周に確実の密接させる弾発力を発揮するガータ形のばね30が装着される。前記補助シール部28cは、支持部材29の被締結部29aおよびヘッドカバー19に挟まれるようにして、前記シール部材主部28aの軸方向一端に一体に形成されるものであり、ビード状に隆起してリング状に形成される補助シール部28cを収容する環状溝31が、点火プラグ取付け孔23の周囲でヘッドカバー19の内面に設けられる。
【0018】
一方、点火プラグ取付け孔23の内端部には、軸方向内方に向かうにつれて大径となるテーパ部23aが形成されており、シール部材28におけるシール部材主部28aの内径は、前記テーパ部23aの大径端直径すなわち点火プラグ取付け孔23の動弁室20側の開口端直径に対応した内径を有するように設定される。
【0019】
支持部材29をヘッドカバー19に締結するために、ヘッドカバー19および被締結部29aには同軸に連なる挿通孔32,33が設けられており、ヘッドカバー19の外面に当接、係合する鍔部34aを備えて前記挿通孔32,33に挿通されるボルト34が、ヘッドカバー19とは反対側で被締結部29aに溶接されるウエルドナット35に螺合され、ボルト34を締めつけることで支持部材29がヘッドカバー19に締結される。
【0020】
しかもヘッドカバー19の外面には前記挿通孔33を同軸に囲繞する環状の収容溝36が設けられており、このシール溝36に収容される環状のシール部材37がボルト34の鍔部34aに弾発的に接触することで、ボルト34およびヘッドカバー19間がシールされる。
【0021】
ところで、支持部材29のヘッドカバー19への締結箇所は、図1で明示するように、点火プラグ取付け孔23の一直径線上に位置する2箇所であることが望ましく、この場合、多気筒のエンジンでは、隣接する気筒相互で締結箇所が近接配置されていると、ヘッドカバー19の剛性低下を招く可能性があるので、締結箇所を隣接気筒同士では相互に離反した位置に設定することが望ましい。但し、必ずしも前記締結箇所を点火プラグ取付け孔23の一直径線上に限定する必要はなく、弾性材料により形成されたシール部材28のシール性がプラグチューブ22の全周にわたって維持し得る程度に前記一直径線からオフセットして配置することで、ヘッドカバー19のコンパクト化を図ることも可能である。
【0022】
次にこの第1実施例の作用について説明すると、ヘッドカバー19に設けられた点火プラグ取付け孔23に、点火プラグ21を収容するプラグチューブ22の上部が挿入されるのであるが、このプラグチューブ22の外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料により形成されるシール部材28が、剛性材料により形成されるとともにヘッドカバー19に着脱可能に締結される支持部材29に一体的に支持されている。
【0023】
このため、支持部材29をヘッドカバー19に締結することでシール部材28をヘッドカバー19に確実に固定することができ、ヘッドカバー19に変形が生じてもシール部材28によるシール機能を確実に維持することができる。
【0024】
また支持部材29の前記ヘッドカバー19への締結時に点火プラグ取付け孔23の周囲でヘッドカバー19の内面に弾発的に密接するリング状の補助シール部28cがシール部材28に一体に形成されるので、ヘッドカバー19および支持部材29間を他のシール用の部品を用いることなくシールすることができ、部品点数の増大を回避するとともに組付け作業性を向上することができる。
【0025】
また支持部材29は、ヘッドカバー19に締結されるようにして該ヘッドカバー19の内面に当接する平板リング状の被締結部29aと、シール部材28を一体に支持するようにして被締結部29aの内周に連なるシール支持部29bとが略L字状の縦断面形状を有するようにして一体に連設されて成り、補助シール部28cが被締結部29aおよびヘッドカバー19に挟まれる位置でシール部材28に一体に形成されるので、支持部材29のヘッドカバー19への締結時に補助シール部28c材28が支持部材29の被締結部29aおよびヘッドカバー19間に確実に挟まれて確実なシール機能を発揮することができ、熱や振動の影響による変形がヘッドカバー19やシール部材28に生じたとしても、被締結部29aのヘッドカバー19への締結が解除されない限り、シール機能を維持することができる。
【0026】
さらに点火プラグ取付け孔23の内端部には、軸方向内方に向かうにつれて大径となるテーパ部23aが形成され、シール部材28は、テーパ部23aの大径端直径に対応した内径を有するとともに補助シール部28cが軸方向一端に設けられる円筒状のシール部材主部28aと、プラグチューブ22の外周前面に弾発的に接触するようにして前記シール部材主部28aの軸方向他端に一体に連設されるリップ部28bとから成るものである。
【0027】
したがってシール部材28が備えるリップ部28bの内径は、シール部材主部28aのヘッドカバー19への接触部よりも小径であり、プラグチューブ22をシール部材28内に挿入する際に、プラグチューブ22の先端にリップ部28bが引っかかっても、シール部材主部28aおよびヘッドカバー19への接触面にリップ部28bが噛み込んでしまうことがなく、噛み込みによるリップ部28bの変形が生じることを防止し、リップ部28bの変形によるシール機能低下が生じることを防止することができる。
【0028】
なおシール部材主部28aおよびヘッドカバー19への接触面にリップ部28bが噛み込んでしまうことがないようにするために、リップ部28bの沿面距離を支持部材29におけるシール支持部29bの長さよりも短く設定してもよい。これはリップ部28bがプラグチューブ22の先端に引っかかって伸びたときにもヘッドカバー19に届かないようにするためであり、そうすれば、プラグチューブ22の先端にリップ部28bが引っかかってもリップ部28bがシール部材主部28aおよびヘッドカバー19間に噛み込むことを確実に防止することができる。
【0029】
図3は本発明の第2実施例を示すものであり、ヘッドカバー19には、支持部材29における被締結部29aの挿通孔33に対応して、ヘッドカバー19の内面に開口する小径孔部39aと、該小径孔部39aよりも大径に形成されてヘッドカバー19の外面に開口する大径孔部39bとが同軸に連設されて成る挿通孔39が設けられる。
【0030】
また被締結部29aをヘッドカバー19に締結するために、挿通孔33,39に挿通されるとともにウエルドナット35に螺合されるボルト40は、挿通孔39の小径孔部39aに挿通される小径軸部40aと、挿通孔39の大径孔部39bとの間に環状溝41を形成して大径孔部39bに挿通される大径軸部40bと、前記環状溝41に収容される環状のシール部材42に弾発的に接触する鍔部40cとを一体に備えるようにして段付きに形成されており、ボルト40を締めつけることで支持部材29がヘッドカバー19に締結され、ボルト40およびヘッドカバー19間はシール部材42でシールされる。
【0031】
図4は本発明の第3実施例を示すものであり、ヘッドカバー19に設けられた挿通孔39および被締結部29aの挿通孔33にボルト34が挿通されるようにしてもよく、挿通孔39における小径孔部39aおよび大径孔部39b間の段部と、ボルト34の鍔部34aとの間にシール部材42を挟むことで、ボルト40およびヘッドカバー19間はシール部材42でシールされる。
【0032】
ところで、図1〜図4で示した第1〜第3実施例では、環状のシール部材38あるいは42が、ヘッドカバー19に設けられたシール溝36あるいはヘッドカバー19およびボルト34,40間に形成されるシール溝に収容されるのであるが、そのようなシール溝36…と、補助シール部28cを収容するようにしてヘッドカバー19に設けられる環状溝31とをオフセットして配置することにより、ヘッドカバー19の剛性を維持することができる。
【0033】
また支持部材29の被締結部29aに、第1〜第3実施例のようなウエルドナット35を溶接することで被締結部29aに平面度の悪化等の悪影響が生じる可能性がある場合には、図5で示す第4実施例のように、被締結部29aにバーリングおよびタッピング処理を施すことで、ねじ筒部29cが一体的に設けられるようにしてもよい。
【0034】
図6は本発明の第5実施例を示すものであり、ヘッドカバー19の外面に当接、係合する鍔部43aを有して挿通孔32,33に挿通されるとともにウエルドナット35に螺合されるボルト43の外周に環状44が設けられ、挿通孔32の内面に弾発的に接触する無端状のシール部材45が前記環状凹部44に装着される。
【0035】
図7は本発明の第6実施例を示すものであり、ヘッドカバー19に設けられる挿通孔48および被締結部29aの挿通孔33に、ヘッドカバー19の外面に当接係合する大径鍔部46aならびに被締結部29aとの間に環状凹部47を形成するようにして挿通孔48に挿通される小径鍔部46bを有するボルト46が挿通されるようにしてもよく、前記環状凹部47に収容される環状のシール部材45が挿通孔48の内面に弾発的に接触することで、ボルト46およびヘッドカバー19間のシールがなされる。しかも挿通孔48は、シール部材45の挿通孔48への挿入を容易とするために軸方向外方に向かうにつれて大径となるテーパ状に形成される。
【0036】
図8で示す本発明の第7実施例のように、軸方向外方に向かうにつれて大径となるテーパ状に形成されてシリンダヘッド19に設けられる挿通孔48および被締結部29aの挿通孔33に、第5実施例で示したボルト43が挿通されるようにしてもよく、このボルト43の外周に設けられた環状凹部44に装着される環状のシール部材45が挿通孔48の内面に弾発的に接触することで、ボルト43およびヘッドカバー19間のシールがなされ、挿通孔48がテーパ状であることでシール部材45の挿通孔48への挿入も容易となる。
【0037】
図9は本発明の第8実施例を示すものであり、挿通孔32,33に挿通されるとともにウエルドナット35に螺合されるボルト49の拡径頭部49aと、ヘッドカバー19の外面との間に、ボルト49を囲繞するリング状のシール部材50が介装されてもよく、シール部材50に代えて液体シール剤を拡径頭部49aおよびヘッドカバー19の外面間に充填するようにしてもよい。
【0038】
図10は本発明の第9実施例を示すものであり、ヘッドカバー19には、支持部材29における被締結部29aの挿通孔33に対応して、ヘッドカバー19の内面に開口する大径孔部51aと、該大径孔部51aよりも小径に形成されてヘッドカバー19の外面に開口する小径径部51bとが同軸に連設されて成る挿通孔51が設けられる。
【0039】
また被締結部29aをヘッドカバー19に締結するために、挿通孔33,51に挿通されるボルト43は、ヘッドカバー19とは反対側で被締結部29aに係合する袋ナット52に螺合され、挿通孔51における大径孔部51aおよび小径孔部51b間の段部と被締結部29aとの間にボルト43を囲繞する環状のシール部材53が挟まれる。
【0040】
この第9実施例でも、ボルト34を締めつけることで支持部材29がヘッドカバー19に締結され、ボルト34およびヘッドカバー19間はシール部材53でシールされる。
【0041】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【0042】
たとえばクランクシャフトの軸線を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンに本発明を適用することも可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、支持部材をヘッドカバーに締結することで、シール部材をヘッドカバーに確実に固定することができ、ヘッドカバーに変形が生じてもシール部材によるシール機能を確実に維持することができる。しかもヘッドカバーおよび支持部材間を他のシール用の部品を用いることなくシールすることができ、部品点数の増大を回避するとともに組付け作業性を向上することができる。
【0044】
また請求項2記載の発明によれば、支持部材のヘッドカバーへの締結時に補助シール部材が支持部材の被締結部およびヘッドカバー間に確実に挟まれて確実なシール機能を発揮することができ、熱や振動の影響による変形がヘッドカバーやシール部材に生じたとしても、被締結部のヘッドカバーへの締結が解除されない限り、シール機能を維持することができる。
【0045】
さらに請求項3記載の発明によれば、プラグチューブをシール部材内に挿入する際に、プラグチューブの先端にリップ部が引っかかっても、シール部材主部およびヘッドカバーへの接触面にリップ部が噛み込んでしまうことがなく、噛み込みによるリップ部の変形が生じることを防止し、リップ部の変形によるシール機能低下が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のエンジンの一部縦断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】第2実施例の図2に対応した断面図である。
【図4】第3実施例の図2に対応した断面図である。
【図5】第4実施例の図2に対応した断面図である。
【図6】第5実施例の図2に対応した断面図である。
【図7】第6実施例の図2に対応した断面図である。
【図8】第7実施例の図2に対応した断面図である。
【図9】第8実施例の図2に対応した断面図である。
【図10】第9実施例の図2に対応した断面図である。
【符号の説明】
19・・・ヘッドカバー
21・・・点火プラグ
22・・・プラグチューブ
23・・・点火プラグ取付け孔
23a・・・テーパ部
28・・・シール部材
28a・・・シール部材主部
28b・・・リップ部
28c・・・補助シール部
29・・・支持部材
29a・・・被締結部
29b・・・シール支持部

Claims (3)

  1. ヘッドカバー(19)に設けられた点火プラグ取付け孔(23)に、点火プラグ(21)を収容するプラグチューブ(22)の上部が挿入され、前記点火プラグ取付け孔(23)の周方向全周にわたって前記プラグチューブ(22)の上部および前記ヘッドカバー(19)間がシールされるエンジンにおいて、前記プラグチューブ(22)の外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料により形成されるシール部材(28)が、剛性材料により形成されるとともに前記ヘッドカバー(19)に着脱可能に締結される支持部材(29)に一体的に支持され、該支持部材(29)の前記ヘッドカバー(19)への締結時に前記点火プラグ取付け孔(23)の周囲でヘッドカバー(19)の内面に弾発的に密接するリング状の補助シール部(28c)が前記シール部材(28)に一体に形成されることを特徴とするエンジンにおけるプラグチューブシール構造。
  2. 前記支持部材(29)は、前記ヘッドカバー(19)に締結されるようにして該ヘッドカバー(19)の内面に当接する平板リング状の被締結部(29a)と、前記シール部材(28)を一体に支持するようにして被締結部(29a)の内周に連なるシール支持部(29b)とが、略L字状の縦断面形状を有するようにして一体に連設されて成り、前記補助シール部(28c)が、前記被締結部(29a)およびヘッドカバー(19)に挟まれる位置で前記シール部材(28)に一体に形成されることを特徴とする請求項1記載のエンジンにおけるプラグチューブシール構造。
  3. 前記点火プラグ取付け孔(23)の内端部には、軸方向内方に向かうにつれて大径となるテーパ部(23a)が形成され、前記シール部材(28)は、前記テーパ部(23a)の大径端直径に対応した内径を有するとともに前記補助シール部(28c)が軸方向一端に設けられる円筒状のシール部材主部(28a)と、前記プラグチューブ(22)の外周前面に弾発的に接触するようにして前記シール部材主部(28a)の軸方向他端に一体に連設されるリップ部(28b)とから成ることを特徴とする請求項1または2記載のエンジンにおけるプラグチューブシール構造。
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