JP2005233315A

JP2005233315A - Ｏリングの取付構造

Info

Publication number: JP2005233315A
Application number: JP2004043686A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Yoshida; 治義吉田
Original assignee: Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】密閉性を有するエンジン，ポンプ等のケーシングやカバー等の部品におけるＯリング取付箇所において、Ｏリングが環状溝から簡単に外れたり，脱落してしまうことを防止するとともに、Ｏリングの装着固定が容易であり、且つＯリング固定箇所でのシール性の低下を防止すること。
【解決手段】突起部が所定間隔に複数形成されたＯリングＡと、該ＯリングＡが挿入配置される環状の取付溝４が形成されたポンプケーシングＢとからなること。前記取付溝４の溝壁部４ｂには切欠き部５が形成され、前記ＯリングＡの突起部は前記切欠き部５より適宜の押圧力を受けるようにして固定されてなること。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉性を有するエンジン，ポンプ等のケーシングやカバー等の部品におけるＯリング取付箇所において、Ｏリングが環状溝から簡単に外れたり，脱落してしまうことを防止するとともに、Ｏリングの装着固定が容易であり、且つＯリング固定箇所でのシール性の低下を防止することができるＯリングの取付構造に関する。

従来より、エンジンやポンプ等のケーシングやカバー等の部品において、密封性を必要とする部分ではＯリングが多く使用されている。このＯリングは、前記ケーシングやカバー等の構成部材の接合面の間に装着するために、接合面に環状溝が形成されて、該環状溝にＯリングが配置されている。このＯリングが環状溝から簡単に外れたり，脱落しないようにするために、Ｏリングに突起が形成され、その円周方向に等間隔に内周側に設けることで、Ｏリングを環状溝に嵌め込んだ状態で、Ｏリングが脱落しないようにしている。このような技術は、下記特許文献１に開示されている。
特許第２９０５１２４号

また、このような部品が工場にて製造されると、さらに別の工場に運び、例えばエンジンの大型構造物に取り付けられることが多い。そのようなポンプ等の構成部材を部品工場より出荷，搬送し、別の組立工場にて構造物等へ装着する際に、Ｏリングが構成部材より脱落することがあり、Ｏリングを紛失したり、組立作業でＯリングが外れ作業効率を低下させる等の不都合があった。

このような不都合を解決する手段として環状溝の数箇所の内壁に突起を形成し、該突起にてＯリングを対向する内壁に押し付けて固定し、Ｏリングの脱落防止がなされていた。しかし、単に環状溝の内壁に突起を無造作に形成したのではかえって種々の不都合が生じていた。例えば、突起が小さければ環状溝内にてＯリングを固定するのに充分な固定力を得られず、Ｏリングが環状溝より簡単に脱落してしまうことになる。また突起が大きければ、Ｏリングを固定する押圧力は大きくなりＯリングの固定力を充分なものとすることができるが、その反面、突起形成箇所でＯリング断面が変形し、Ｏリングに捩れが生じ、浮き上がりが発生する恐れがあり、そのような状態で他の構造体に取り付けるとＯリングの環状溝よりはみ出して、そのはみ出し部分が他部品の接合面箇所に食い込み押し潰され、Ｏリングの密封能力が低下することになる。

またＯリングを環状溝に固定する手段として、環状溝の周路の適所にＳ字状の屈曲部を形成し、Ｏリングがその屈曲部にて無理に屈曲され、環状溝の側壁に接触し、その接触圧力にて環状溝にＯリングを固定する手段も開発されている。しかし、このような手段によると環状溝の適所にＳ字状の屈曲部を形成することが必要となるが、小型化が要求されるような構成部材にこのような屈曲部を形成するスペースを設けることは容易ではなく、屈曲部を無理に形成すると結局は構成部材が大型化することとなるし、環状溝の周路の適所に屈曲部を形成するにしても、形成可能な箇所は限定されるので多数の固定用屈曲部を形成することができず、Ｏリングは充分には固定されない場合がある。そこで本発明の課題は、上述した問題点を解決することにある。

そこで発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、突起部が所定間隔に複数形成されたＯリングと、該Ｏリングが挿入配置される環状の取付溝が形成されたポンプケーシングとからなり、前記取付溝の溝壁部には切欠き部が形成され、前記Ｏリングの突起部は前記切欠き部より適宜の押圧力を受けるようにして固定されてなるＯリングの取付構造としたことにより、上記課題を解決したものである。

また上記構成において、前記Ｏリングの突起部は該Ｏリングの内周側に突出形成され、前記切欠き部は前記取付溝の内周側溝壁部に形成されてなるＯリングの取付構造としたことにより、上記課題を解決したものである。また、前述の構成において、前記Ｏリングの突起部は該Ｏリングの外周側に突出形成され、前記切欠き部は前記取付溝の外周側溝壁部に形成されてなるＯリングの取付構造としたことにより、上記課題を解決したものである。さらに、前述の構成において、前記突起部は、窪み部が形成されたり、前記突起部は、首部と該首部よりも広幅の膨大部とからなるＯリングの取付構造としたことにより、上記課題を解決したものである。

請求項１の発明によれば、Ｏリングを取付溝に極めて容易に固定状態で装着することができ、工場から別の組立工場等への出荷，搬送及び組立作業時等にＯリングがケーシングから簡単に脱落するような事態を防止することができる。請求項２の発明によれば、ケーシングを大型化することがなく、従来の取付スペースで十分に取付可能となる。また、請求項３の発明によれば、切欠き部が取付溝の外周側溝壁部に形成されているので、Ｏリングの突起部を切欠き部に装着するときに干渉するものがなく、作業が行ないやすいものにできる。また、ケーシングの外部からＯリングを装着しているか否かを確認でき、Ｏリングの装着忘れを防止できる。請求項４の発明によれば、Ｏリングの取付溝への装着作業性を良好にすることができる。請求項５の発明によればＯリングの取付溝への装着力をより一層強固にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明におけるＯリングＡは、図２（Ａ）に示すように、その基本的には無端の環（ループ）状であるが、後述するケーシングＢの取付溝の周路（溝コース）方向形状に略等しくなるように形成されるものであって、円形状，長方形状等の定形的な形状であることは少なく、図に示すように、後述するケーシングＢの取付溝の形状に従う複雑な形状となることが多い。そのＯリングＡは、図２（Ａ）に示すように、リング本体部１と複数の突起部２，２，…とからなり、そのリング本体部１の環周方向に沿って適宜の間隔をおいて複数の突起部２，２，…が形成されている。該突起部２，２，…の間隔は、必ずしも等間隔に形成されるものではなく、後述するケーシングＢ側の取付溝４に形成された切欠き部５，５，…の形成位置に対応させたものである。

その突起部２は、図２（Ｂ），図５（Ａ）に示すように、リング本体部１の環周方向に略直交する方向に突出形成されたものであり、平面より見て略長方形状とした直方体形状に形成されている。その突起部２の厚さ寸法は、リング本体部１の直径より僅かに小さく形成されており、その突起部表面２ａ側はリング本体部１と段差が有り、また突起部裏面２ｂ側は前記リング本体部１と段差の形成されない平坦面となるように形成されている〔図２（Ｄ）参照〕。

また、突起部２，２，…の幅方向の両突起部側面２ｃ，２ｃは前記突起部裏面２ｂに向かうに従い次第に間隔が狭くなるように形成されている。また、突起部２の先端である突起部先端面２ｄは、前記突起部裏面２ｂに向かって内方に傾斜している。すなわち、突起部表面２ａは、突起部裏面２ｂよりも幅寸法及び突出方向寸法において大きく形成されている。ここで前記突起部２の幅方向は、前記リング本体部１の環周方向と同一方向であり突出方向とは、前記リング本体部１の環周方向に直交する方向である。その突起部２の形状は、上記形状に限定されるものではなく、その平面形状として略台形状又は略Ｕ字形状等に形成されてもよい。また、前記突起部２，２，…は、図２（Ａ）に示すように、前記リング本体部１の内周側に形成されている。或いは、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記リング本体部１の外方側に形成される場合もある。

さらに、突起部２には、図２（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、窪み部２ｅが形成されている。該窪み部２ｅは、前記突起部２の突起部表面２ａの略中央箇所に形成された窪みであり、該窪み部２ｅを介して突起部２が幅方向に弾性的に伸縮することができる。この突起部２の幅方向における弾性的な伸縮は、図６（Ａ）に示すように、後述するケーシングＢの取付溝１４に形成された切欠き部５に嵌入する場合に必要となるものである。ＯリングＡは、その材質がゴム，合成樹脂であり、本来弾性を有したものであるが、その窪み部２ｅにより、より一層柔軟に変形することができるようになっている。該窪み部２ｅの形状は、平面的にみて長円，楕円形状又は長方形，正方形等の方形状に形成されている。前記窪み部２ｅは、非貫通状態であるが、突起部２の突起部表面２ａから突起部裏面２ｂに向かって貫通状態に形成されてもかまわない。

前記突起部２には、別のタイプが存在する。この突起部２は、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、首部２ｆと該首部２ｆよりも広幅の膨大部２ｇとから構成されたものである。その外形は、具体的には、略「Ω」字形状，或いはキノコ形状に形成されたものである。その首部２ｆの幅方向寸法は、後述する切欠き部５の間隔、すなわち両切欠き端縁５ａ，５ａ間の寸法に等しいか又は幅広に形成されている。また、膨大部２ｇの幅方向における首部２ｆからの両張出部分とリング本体部１との間隔は、切欠き部５形成箇所の溝壁部４ｂの厚さよりも狭く形成されている。

次に、ケーシングＢについて説明する。該ケーシングＢは、たとえば、エンジンの冷却のためのウォーターポンプのケースであったり、エンジンの一部を構成する構成部材である。また、エンジン本体にもウォーターポンプを構成するボリュート室等が形成されていることもあり、ケーシングＢはウォーターポンプのカバー的な部材として使用されることもあり、常に密封性を要するため、互いの接合面にＯリングＡを設けている。そして、以下の説明においてこのウォーターポンプを具体例として説明する。そのケーシングＢには、インペラが取り付けられる駆動軸の軸受が内装され、その駆動軸にはケーシングＢの外側にてベルト車が設けられている。

そのケーシングＢの外周には、図３に示すように、環（ループ）状の取付溝４が形成されており、ＯリングＡがその取付溝４に装着される。該取付溝４は、周路（環状の溝コース又は道筋のこと）として形成されているが、円形状，長方形状等の規則的な形状であることは少なく、図に示すようにケーシングＢの外周、具体的にはポンプ内部のポンプ室６の外周形状に対応した形状としているために、不規則な環（ループ）形状をした周路となることが多い。

また、その取付溝４は、その断面が略平坦状な溝底部４ａの両側に溝壁部４ｂ，４ｂが形成されており、該溝壁部４ｂ，４ｂは、一定の深さまで均一の幅になっていたり、或いは、深さが深くなるにつれて幅が小さくなるような傾斜状の溝壁部４ｂ，４ｂとして形成されることもある。前記両溝壁部４ｂ，４ｂは、前記溝底部４ａに対して立上り壁状に形成されたものであり、一方の溝壁部４ｂはケーシングＢの内方側，すなわちポンプ室６側とを仕切る立上り壁板状をなし、これを内周側溝壁部４ｂ₁と称する。また、他方の溝壁部４ｂはケーシングＢの外部とを仕切る立上り壁又は立上り板状をなしており、これを外周側溝壁部４ｂ₂と称する。

前述したように、ＯリングＡの環周方向の形状は、この取付溝４の周路全体の形状に略一致した形状としている。その取付溝４の溝幅寸法は、ＯリングＡのリング本体部１の直径よりも大きく形成されている。また、取付溝４の深さ寸法はＯリングＡのリング本体部１の直径よりも小さく形成され、深さ方向において取付溝４からＯリングＡが突出するようになっている。

その取付溝４の周路（溝コース）方向には、適宜の間隔をおいて切欠き部５，５，…が形成されている。該切欠き部５は、前記取付溝４の内周側溝壁部４ｂ₁又は外周側溝壁部４ｂ₂の何れか一方に形成されたものである。その切欠き部５には、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記ＯリングＡの突起部２が配置され、該突起部２は、その切欠き部５と相互に適当な押圧力Ｆを生じて、切欠き部５に固定されるようになっている。該切欠き部５は、前記溝壁部４ｂ（内周側溝壁部４ｂ₁又は外周側溝壁部４ｂ₂）の適宜の領域部分が切除されて、開口が形成されたもので、略長方形状の開口を形成するものである。

そして内周側溝壁部４ｂ₁に形成される切欠き部５によって、ポンプ室６と取付溝４とが連通する状態となり（図３参照）、また外周側溝壁部４ｂ₂に形成される切欠き部５によって、ケーシングＢの外部と取付溝４とが外部とが連通する状態となる。特に切欠き部５が取付溝４の外周側溝壁部４ｂ₂側に形成された場合では、前記ＯリングＡを取付溝４に装着するときに、突起部２を切欠き部５に挿入し易くすることができる。これは、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記切欠き部５を外周側溝壁部４ｂ₂側に形成することで、切欠き部５の外方側はケーシングＢの外方でもあり、前記突起部２を切欠き部５に挿入するのに干渉する障害物がほとんど存在しないからである。

それゆえに、図８（Ｃ）に示すように、突起部２を切欠き部５に押し込みやすく、また十分に食い込み、ＯリングＡが取付溝４に確実に装着することができ且つその作業性をより一層向上させることができる。さらに、ケーシングＢの外部から、切欠き部５に挿入した突起部２の存在を確認することができるので、ひいては、ＯリングＡを装着しているか否かをケーシングＢを分解することなく、確認できる。さらにケーシングＢの取付溝４へのＯリングＡの装着忘れも防止することができるものである。

また、その切欠き部５の下端は取付溝４の溝底部４ａと同一面となるように形成されている。或いはその切欠き部５の下端は溝底部４ａより僅かに高い位置となるように形成されることもある。該切欠き部５は、図３（Ａ），図５（Ｂ）等に示すように、両切欠き端縁５ａ，５ａを有している。すなわち、両切欠き端縁５ａ，５ａの間が開口となっており、突起部２はその両切欠き端縁５ａ，５ａ間に挟まれるようにして配置固定される。その全ての切欠き部５，５，…は、前述したように取付溝４の内周側溝壁部４ｂ₁又は外周側溝壁部４ｂ₂のいずれか一方に形成されるものである。

そのＯリングＡの突起部２，２，…がケーシングＢの切欠き部５，５，…に固定されるには、各突起部２の両突起部側面２ｃ，２ｃの間隔寸法（突起部２の幅方向寸法）Ｗａが前記切欠き部５の両切欠き端縁５ａ，５ａの間隔寸法（切欠き部５の幅方向寸法）Ｗｂとが同一か、又は突起部２の両突起部側面２ｃ，２ｃの間隔寸法（突起部２の幅方向寸法）Ｗａが前記切欠き部５の両切欠き端縁５ａ，５ａの間隔寸法（切欠き部５の幅方向寸法）Ｗｂよりも大きく形成されていることが必要である。すなわち、Ｗａ≧Ｗｂとなる〔図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。

なお、突起部２が首部２ｆと膨大部２ｇとから構成されるタイプでは、前記首部２ｆの幅方向の寸法がＷａとなる。また、膨大部２ｇとリング本体部１との間の間隔寸法をＷｃとし、溝壁部４ｂ（内周側溝壁部４ｂ₁又は外周側溝壁部４ｂ₂）の厚さ寸法をＴとすると、Ｔ≧Ｗｃとなるように設定される。これによって、図７（Ｃ）に示すように、突起部２は、切欠き部５に装着された状態で、首部２ｆ及び膨大部２ｇに亘って、前記切欠き部５の両切欠き端縁５ａ，５ａと相互に分布状態の押圧力ｆ，ｆ，…を生じるようになっている。

次に、前記ＯリングＡをケーシングＢの取付溝４に装着するには、取付溝４の形状に従ってＯリングＡの各部位の位置を合わせ、そのＯリングＡを取付溝４に配置し、ＯリングＡに形成された突起部２，２，…を取付溝４に形成された切欠き部５，５，…に配置固定する。このとき、ＯリングＡの各突起部２は、切欠き部５に略嵌め込まれる状態すなわち嵌入状態となり、切欠き部５の両切欠き端縁５ａ，５ａに挟まれて突起部２の幅方向は弾性的に縮むことになる。

これによって、前記突起部２と前記切欠き部５との間には、弾性による押圧力Ｆが生じ、突起部２が切欠き部５に固定され、ひいては前記ＯリングＡがケーシングＢの取付溝４に固定状態で装着される。このようにして、部品が工場にて製造され、さらに別の工場に運び、例えばエンジンの大型構造物に取り付けるまでの間における出荷，搬送等の過程でＯリングＡがケーシングＢから脱落して、ＯリングＡを紛失したり、組立作業でＯリングＡが外れることによる作業効率の低下を防止することができる。

なお、前記ＯリングＡの突起部２，２，…は、内方側又は外方側のいずれ側かに形成されるものであるが、必ずしもこの限りではなく、前記突起部２，２，…の形成箇所は内方側及び外方側に混在して形成されることもある。この場合には、図９に示すように、ケーシングＢ側の切欠き部５，５，…の形成箇所も取付溝４の内周側溝壁部４ｂ₁側及び外周側溝壁部４ｂ₂側にそれぞれ混在して形成されるものである。この場合でも前記突起部２，２，…と前記切欠き部５，５，…との形成位置が対応していることは当然である。

本発明は、上述した構成により、ＯリングＡの突起部２，２，…をケーシングＢの切欠き部５，５，…に嵌め込む（嵌入する）ようにして、突起部２，２，…と切欠き部５，５，…に固定するのみで、ＯリングＡをケーシングＢの取付溝４に装着固定することができる。この装着作業は極めて容易にでき、且つ複数の突起部２，２，…と切欠き部５，５，…とによる固定でＯリングＡはケーシングＢに比較的強固に装着することができる。これによって、工場から別の組立工場等への出荷，搬送及び組立作業時等にＯリングＡがケーシングＢから簡単に脱落するような事等の不都合を防止することができるものである。

また、前記突起部２，２，…は前記ＯリングＡの内方側に突出形成され、前記切欠き部５，５，…は、取付溝４の内周側溝壁部４ｂ₁に形成されることにより、ケーシングＢを特別大きくすることなく、形成することが可能となる。すなわち、ＯリングＡの突起部２，２，…が内方側に向かって形成され、その突起部２，２，…が前記取付溝４の内周側溝壁部４ｂ₁に形成された切欠き部５，５，…に配置されることで、その取付溝４の外周側溝壁部４ｂ₂を外方に向かって拡大（溝幅の拡大）することはなく、ＯリングＡの大きさに対して、取付溝４の大きさを適宜設定することができる。これによってケーシングＢを大型化することなく、従来の取付スペースで十分取付可能であり、特に自動車等のエンジンに装着されるウォーターポンプ等の機器には極めて有利なものとなる。

次に、前記突起部２には、窪み部２ｅが形成されることにより、ＯリングＡの取付溝４への装着作業を行いやすくできる。すなわち、ＯリングＡの装着において、前記窪み部２ｅによって、突起部２は、その形状が弾性的に収縮変形しやすくなり、幅方向寸法等を小さくすることが容易にできるようになる。そして前記取付溝４の切欠き部５にＯリングＡの突起部２を嵌め込む際に、僅かな力で突起部２を切欠き部５に固定させることができる。よって、前記ＯリングＡの取付溝４への装着作業性を向上させることができる。また、前記突起部２を前記切欠き部５と同じ大きさもしくは、やや大きめに設定することで、突起部２が切欠き部５から環状溝より外れにくい構造とすることができ、ひいてはＯリングＡの浮き上がりや捩れ等が生じにくいものにできる。

また、前記突起部２は、窪み部２ｅと該窪み部２ｅよりも広幅の膨大部２ｇとからなることにより、突起部２が切欠き部５箇所に配置されたときに、窪み部２ｅが切欠き部５箇所によって挟持状態となるとともに、膨大部２ｇとリング本体部１との間に切欠き部５箇所が挟まれるようになり、突起部２と切欠き部５とはより一層強固な固定にできるものである。

（Ａ）はＯリングをケーシングに装着した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のイ部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ₁−Ｘ₁矢視断面図である。（Ａ）はＯリングの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のロ部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ₂−Ｘ₂矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ₃−Ｘ₃矢視断面図である。（Ａ）はケーシングの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のハ部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ₄−Ｘ₄矢視断面図である。（Ａ）は外方側に突起部を形成したＯリングをケーシングに装着した状態の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のニ部拡大図である。（Ａ）はＯリングの突起部箇所の拡大斜視図、（Ｂ）はケーシングの切欠き部形成箇所の拡大斜視図である。（Ａ）はＯリングの突起部の拡大平面図、（Ｂ）は突起部が切欠き部に嵌入状態で固定された要部拡大図である。（Ａ）は別のタイプの突起部が形成されたＯリングをケーシングに装着した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のホ部拡大図、（Ｃ）は突起部と切欠き部と相互に分布状態の押圧力が生じている状態を示す作用図である。（Ａ）は切欠き部を外周側面部側に形成したケーシングの平面図、（Ｂ）はＯリングの突起部を切欠き部箇所の取付溝に装着する状態を示す要部拡大斜視図、（Ｃ）はＯリング突起部を切欠き部箇所の取付溝に装着する状態を示す断面図である。突起部の形成を内方又は外方に混在させたＯリングをケーシングに装着した平面図である。

符号の説明

Ｏリング…Ａ、ケーシング…Ｂ、リング本体部…１、突起部…２、突起部表面…２ａ、
突起部裏面…２ｂ、窪み部…２ｅ、首部…２ｆ、膨大部…２ｇ、取付溝…４、
溝壁部…４ｂ、内周側溝壁部…４ｂ₁、外周側溝壁部…４ｂ₂、切欠き部…５

Claims

突起部が所定間隔に複数形成されたＯリングと、該Ｏリングが挿入配置される環状の取付溝が形成されたポンプケーシングとからなり、前記取付溝の溝壁部には切欠き部が形成され、前記Ｏリングの突起部は前記切欠き部より適宜の押圧力を受けるようにして固定されてなることを特徴とするＯリングの取付構造。
請求項１において、前記Ｏリングの突起部は該Ｏリングの内周側に突出形成され、前記切欠き部は前記取付溝の内周側溝壁部に形成されてなることを特徴とするＯリングの取付構造。
請求項１において、前記Ｏリングの突起部は該Ｏリングの外周側に突出形成され、前記切欠き部は前記取付溝の外周側溝壁部に形成されてなることを特徴とするＯリングの取付構造。
請求項１，２又は３において、前記突起部は、その突起部表面側より突起部裏面側に向かって窪み部が形成されてなることを特徴とするＯリングの取付構造。
請求項１，２又は３において、前記突起部は、首部と該首部よりも広幅の膨大部とからなることを特徴とするＯリングの取付構造。