JP2005337152A - シリンダヘッドカバーのシール機構 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のシリンダヘッドカバーに挿入される部品とそのためにシリンダヘッドカバーに設けられた部品挿入口との間を密封するシリンダヘッドカバーのシール機構において、この挿入された部品の移動に対して偏心追随性がよくてかつ組込み性がよく、軽量・コンパクトでコストダウンの図れる構成を提供する。
【解決手段】環状支持部としての補強環とゴム様弾性体によるシール部を含むシール部材を備え、該シール部材がシリンダヘッドカバーとプレート部材の間に設けられた溝の中で挟持されかつ径方向にスライド可能にシールされる。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンのシリンダヘッドカバーにおける部品挿入部のシール機構に関し、特にアルミ製や樹脂製のシリンダヘッドカバーにも適用可能で良好なシール性を有するシール機構に関する。

従来、内燃機関においては、点火プラグ挿入用の円筒孔を形成するためシリンダヘッド上にプラグチューブが取付けられる。シリンダヘッドカバーがシリンダヘッド上部をほぼ全域にわたって覆う形状の場合、プラグチューブをシリンダヘッドカバー内に設けかつシリンダヘッドカバーに外部に対する開口部を設けている。
このような構成においてはシリンダヘッドカバー内のブローバイガスを外部に対してシールするため、プラグチューブとシリンダヘッドカバーとの間には通常プラグチューブシールが装着される。

プラグチューブシールはプラグチューブの上端部に埋設金属環等により位置決めされて装着され、プラグチューブシールのリップ部がシリンダヘッドカバーの下面に押圧されてシールする構成となっている。（例えば、特許文献１参照）。
実公平４‐５７１５号公報（図６）

しかし、この構成では、プラグチューブの上端部とシリンダヘッドカバーのシール当り面間寸法がばらつくと、複数あるプラグチューブのいずれかではシールを十分に押すことができない場合も生じて、シールのリップ部の密着性が低下しシリンダヘッドカバー内のブローバイガスに対するシール性能が不充分になるおそれがある。

この構成に対し、同文献では、さらに以下のような構成を提起し、シール性の向上を図っている。(特許文献１の図２参照)
すなわち、プラグチューブシールがリップ部とスプリング、金属環によって構成され、その外周部をシリンダヘッドカバーに設けられた穴に嵌合固定され、また内部のリップ部はその中心の穴でプラグチューブと嵌合し、外部からのダスト、内部からのオイルに対してシール作用を行うものである。

しかしながら、オイル密封の性能は主にプラグチューブシールのプラグチューブへの偏心追随性によって決定される。
プラグチューブの水平方向への移動に対しシリンダヘッドカバーに固定されたプラグチューブシールの偏心追随性を向上するには、移動するプラグチューブ外面と隙間が生じないようにするためシールのリップ長さを長くしたり伸縮可能な蛇腹部を設けたりすることで対応されてきた。しかし、リップ長さを長くしたり蛇腹部を設けることは、シール自体だけでなくシリンダヘッドカバーなどの相手寸法の拡大も必要となる。また材料費も増加しコストがさらに上がる。そしてリップを長くした場合にはリップが座屈し易くなりプラグチューブの挿入時にリップが伸びてしまったり反転してしまったりして組込み性が悪化する。また蛇腹部を設けた場合、その曲り部分を収容するスペースが必要となるため厚さを薄くできず、最近の風潮である軽量・コンパクトを図る際に阻害要因となっていた。
また、シリンダヘッドカバーにはプラグチューブ以外にもインジェクターやグロープラグ等の部品を挿入することがあり、このような場合にも同様の問題の生じる危険がある。

本発明は、上記の従来の欠点をなくした新しいシリンダヘッドカバーのシール機構を提供することを目的とする。

そのため、本発明では、内燃機関のシリンダヘッドカバーに挿入される部品とそのためにシリンダヘッドカバーに設けられた部品挿入口との間を密封するシリンダヘッドカバーのシール機構において、環状支持部としての補強環とゴム様弾性体によるシール部を含み、そのシール部の中央の穴にシリンダヘッドカバーに挿入される部品が貫通されて支持・シールするシール部材と、該シール部材をその間に設けられた溝に挟持するシリンダヘッドカバーとプレート部材とを備え、シール部材がこの溝の中で径方向へスライド可能にシールされる構成を有する。

本願のシール機構では、シリンダヘッドカバーに挿入される部品をシール部材が密封し、さらにシール部材をシリンダヘッドカバーとプレート部材により挟持してシールすることによって、シリンダヘッドカバーとこの挿入された部品との間の密封性を保つものである。

そして、本願ではシール部材が、シリンダヘッドカバーとプレート部材に固定される固定式タイプではなく、シリンダヘッドカバーに挿入された部品の移動に合わせて径方向へ自由にスライド可能なフローティングタイプであるため、エンジンの作動中などにこの挿入された部品が移動しても、シール部材と挿入された部品の間の密封性は保持され、またシール部材とシリンダヘッドカバー・プレート部材間のシールも維持されるものである。つまり本シール機構は挿入された部品に対して偏心追随性に優れており、たとえ従来シールリップに使用されていたばねを廃止しても、シール性を維持することが可能である。

よって、偏心追随性を高めるためにリップ長さを長くしたり径方向への移動緩衝用として適用されていた蛇腹部を設けたりする必要はなく、またシール部材はシール部と補強環を含む簡単な構成であるためこの構成部分を小さくかつ薄くでき、シリンダヘッドカバーやプレート部材を含めたシール機構全体を小さくすることが可能なため構成が簡単になり、相手部品の設計の自由度も増すことのできる優れた効果を生じるものである。
さらに偏心追随性が高いのでシールリップの挿入された部品に対する締め代を小さくすることができてこの部品の挿入力が小さくなり組み付け性を向上できる。

本発明において、シリンダヘッドカバーとプレート部材間でシール部材を挟持する溝の面、またはシール部材の挟持される表面に円周状に密封突起を設けてもよく、またシリンダヘッドカバーにその開口部と隣接する下向きの円周溝あるいはプレート部材に上向きの円周溝を設け上記密封突起の代りにシールリングを備えてシール性を高めてもよい。

以下に本願発明によるシリンダヘッドカバーのシール機構の実施例を、図を参照してさらに詳細に説明する。

図１は本発明によるシリンダヘッドカバーのシール機構をプラグチューブシールに適用した第１実施例の断面図を示すものである。
内燃機関のシリンダヘッドを覆う形状のシリンダヘッドカバー１には開口部１ａが設けられ、この開口部１ａを貫通して点火栓用のプラグチューブ２が突出する。またシリンダヘッドカバー１の内側面すなわちこの図で下面にバッフルプレート３が装着され、バッフルプレート３に設けられた段部とシリンダヘッドカバー１の下面とで形成された溝７の中に、プラグチューブシール４の外周部が挟持される。このプラグチューブシール４は溝７の中で径方向へスライド可能にシールされている。

図２の拡大断面図を参照してさらに詳細に説明すると、プラグチューブシール４は、金属または樹脂製の環状支持部としての補強環５とゴム様弾性体によるシール部６とから構成される。
図２に示されるように、シール部６の中央の穴にはプラグチューブ２が貫通され、シール部６のリップの締め代ａが変形されて密着しプラグチューブシール４とプラグチューブ２の間をシールする。図には示されていないが、このリップにプラグチューブ２とのシール性をさらに高めるため、ばねを装着することも可能である。

プラグチューブシール４をシリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３との間に挟持する際、シリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３の間で形成される溝７の中にプラグチューブシール４を設置して、これを圧迫しシールする。この時、好ましくは、図２に示すように、プラグチューブシール４の外周部上に上方に突出する密封突起８を備え、シリンダヘッドカバー１とプラグチューブシール４の間に締め代ｂを提供する。この密封突起８はシール部６の一部でもよく、別個に補強環５に設けられるものでもよい。

この構成でプラグチューブシール４が挟持されると、密封突起８部にのみ上下から押圧力が集中しプラグチューブシール４とシリンダヘッドカバー１との接触力が強まって締め代ｂが変形され、プラグチューブシール４とシリンダヘッドカバー１がこの突起８で密着され、単に平面的に挟持されてシールされるよりシール性がより向上される。
なお、密封突起８はプラグチューブシール４に必ずしも形成する必要はなく、シリンダヘッドカバー１あるいはバッフルプレート３の対応する部分に形成しても良い。
こうして、プラグチューブ２とシール部６がシールされ、シリンダヘッドカバー１と補強環５がシールされるため、プラグチューブ２とシリンダヘッドカバー１の間のシールが行われる。

そして、エンジンの作動中などに、プラグチューブ２がシリンダヘッドカバー１に対して相対的に水平方向へ移動すると、プラグチューブシール４もプラグチューブ２に合わせて径方向へ移動しようとする。この時、プラグチューブシール４はシリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３に挟持されていても固定はされてなく、両者の間の溝の中で径方向に自由にスライドできるため、シリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３に挟持されたまま、すなわちシール状態を維持したままプラグチューブ２の移動に追随して移動することができる。こうしてプラグチューブ２の移動に対してもシール状態を維持したまま対応が可能である。

また図では、プラグチューブ２の組み込みをより容易にするためプラグチューブシール４は中心に設けられた穴に向かって上方へテーパ状に形成されている。しかし、プラグチューブシール４はテーパ状に限らず平面であってもプラグチューブ２の移動に追随可能であり、本願のシール性についての効果を得ることのできるものである。

本発明による第２実施例では、図３の側部断面図に示すように、シリンダヘッドカバー１の下面にプラグチューブ用開口部に隣接する円周溝９を設け、図２の第１実施例に示される密封突起８の代りに、この円周溝９に嵌合するＯリング１０を設置する。なお、円周溝をバッフルプレートの上面に設けてこの円周溝内にＯリングを設置しても良い。
その他の第２実施例の構成は第１実施例とほぼ同じであるため、第１実施例と対応する番号を有するものは対応の部材を示すものとする。

この構成によって、シリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３の間に設けられる溝７の中にプラグチューブシール４’が挟持された時、Ｏリング１０はプラグチューブシール４’の補強環５’の外周面に当接されて、プラグチューブシールとシリンダヘッドカバー１の間が密封される。
また上記実施例と同様に、プラグチューブ２がプラグチューブシール４’の中央の穴に貫通されてシール部６’と密着し、支持・シールされる。

従って、図２の第１実施例と同様に、プラグチューブ２とシール部６’との密封と相俟って、プラグチューブ２とシリンダヘッドカバー１との間のシールが達成され、また、シリンダヘッドカバー１とバッフルプレート３に挟持される際にプラグチューブ２の移動に追随してプラグチューブシール４’の溝７の中での径方向移動は可能なものであるためプラグチューブの移動に追随してシール可能なプラグチューブシール機構が達成される。

本発明によれば、シリンダヘッドカバーに挿入された部品の水平方向の移動に対しても追随性の向上されたシリンダヘッドカバーのシール機構が、簡単かつコンパクトな構成で達成されるものである。
なお上記記載は実施例についてなされたが、本発明はその精神と添付クレームの範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者には明らかである。

本発明による実施例の側部断面図。 図１の実施例の部分拡大断面図。 図２の実施例の変更例を示す断面図。

符号の説明

１ シリンダヘッドカバー
２ プラグチューブ（シリンダヘッドカバーに挿入される部品）
３ バッフルプレート（プレート部材）
４，４’ プラグチューブシール（シール部材）
５，５’ 補強環
６，６’ シール部
７ 溝
８ 密封突起
９ 円周溝
１０ Ｏリング

Claims (3)

1. 内燃機関のシリンダヘッドカバーに挿入される部品とそのためにシリンダヘッドカバーに設けられた部品挿入口との間を密封するシリンダヘッドカバーのシール機構において、
   環状支持部とシール部を含むシール部材を備え、該シール部材がシリンダヘッドカバーとプレート部材の間に設けられた溝の中で挟持されかつ径方向にスライド可能にシールされることを特徴とするシール機構。
2. 前記シール部材とシリンダヘッドカバーあるいはプレート部材との間に密封突起を設けることを特徴とする請求項１に記載のシール機構。
3. 前記シリンダヘッドカバーあるいはプレート部材に開口部に隣接する円周溝を設け、その中にシールリングを備えて前記シール部材と当接させることを特徴とする請求項１に記載のシール機構。
   
   

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