JP2006250360A - 封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモン・レール・インジェクタ又は類似のシステムのための高圧シールの提供。
【解決手段】封止装置１４は、２つのコンポーネント１５，１６の間で封止されるハウジング間隙と、第１の耐押出性の変形可能な封止コンポーネント２及び一層大きく変形可能な第２の封止コンポーネント３とから成るシール１を有する。第１の封止コンポーネント２は一方のコンポーネント１５の封止表面に面する当接面６と他方のコンポーネント１６に当接する接触面７とを有する。第２の封止コンポーネント３は第１の封止コンポーネント２に当接し、当接面６を超えて突出するエッジ８を有する。システム圧力に応答して第１の封止コンポーネント２をコンポーネント１５，１６；３０，３１の封止表面１７，１８に押圧してハウジング間隙を閉じることができる。第２の封止コンポーネント３は、封止表面１７，１８に封止的に押圧することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つのコンポーネントの間のハウジング間隙を、特に１０００ｂａｒを超える脈動する高圧に対応して静的に封止する封止装置に関する。このシールは、高圧クリーナー、噴射システム、コモン・レール・インジェクタ（Common Rail injectors)、ウオーター・ジェット・カッター、など、流体システム圧力が圧力荷重される用途に好適である。

従来から高圧ディーゼル噴射システム（コモン・レール・インジェクタ）はいろいろな封止点で高い燃料系の圧力（現在は１３００乃至１６００ｂａｒ、２０００ｂａｒに近づきつつある）に耐える静的シールを必要とする。

これまで使用されてきた高充填ＰＴＦＥはほぼ１６００ｂａｒで限界に達し、さらに高い圧力では高充填ＰＴＦＥの押出しが生ずる。充填ＰＴＦＥよりも押出抵抗が高いプラスチック材料の封止リングは、封止リング及び／又は周囲のコンポーネントの高い製造精度、及び／又は高い表面品質を必要とし、これらは全てコストと工程の安全性との点で不利である。

本発明の目的は、コモン・レール・インジェクタ又は類似のシステムのための単純な構成の効果的な高圧シールを提供することにある。

上記目的は、請求項１による封止装置を介して本発明によって達成される。硬いコンポーネントはハウジング間隙に沿って支持され、ハウジング間隙を閉じて封止コンポーネントがハウジング間隙に押し出されるのを防止する。軟らかいコンポーネントはシステム圧力の下で大きく変形してハウジング間隙を封止する。これら２つのコンポーネントが協同して高い工程安全性をもたらす。

ある実施の形態では、第１の封止コンポーネントが軟らかいコンポーネントの縁部と突出する段との間で圧力を受ける。硬い封止コンポーネントはそれによって第２の封止コンポーネントに保持され、設置と組立が容易になる。このスナップ結合に代えて、コンポーネントを化学的に結合する、例えば接着することもできる。

別の実施の形態では、縁部が曲がっている。曲がった縁部を封止するコンポーネントの表面に押しつけて変形させ確実な封止を実現することができる。

第１の（硬い）封止コンポーネントは、単純な構成の効果的な支持リングにするために、Ｌ−字型形状、又はある角度をなす２つの脚から形成されることが好ましい。組立を容易にし、工程の安全性を高めるために２つの封止コンポーネントを確実に結合することが必要である。

第１の封止コンポーネントはプラスチック材料又は金属から製造することができ、第２の封止コンポーネントはエラストマー材料から製造することができる。

図１ａ（製造された状態）は、２つの連結した円環状封止コンポーネント２と３とから組み立てられたシール１を示す。第１の封止コンポーネント２は硬い耐押出材料から、例えば屈曲可能な金属すなわち板金から製造され、第２の封止コンポーネント３は軟らかい押出可能な又はさらに軟らかい材料から成る。図１ａは、シール１を装着する前の取り付けられていない状態を示し、封止コンポーネント２と３とは製造された状態で示されている。第１の封止コンポーネント２はＬ−字型であり、あるコンポーネント（図１ｂ参照）の封止表面に面するアバット面（abutment surface）６と接触面７とを形成する２つの脚４と５とを有する。このＬ−字型の第１の封止コンポーネント２の一方の側面は第２の封止コンポーネント３の一部にしっかりと結合されている。第２の封止コンポーネント３の曲がった縁部８は脚の端９及び接触面７を超えて突出している。別の曲がった縁部１０も別の脚の端１１を超えて突出し、第２の封止コンポーネント３は長手方向に第１の封止コンポーネント２よりも大きく拡がっている。この第１の封止コンポーネント２は、その脚の端１１が第２の封止コンポーネント３の段１２に当接し、脚４が第２の封止コンポーネント３のショルダー１３に当接している。

図１ｂは、封止装置１４に少し過大なサイズのシールが圧力荷重なしに組み立てられた状態を示す。封止コンポーネント２はわずかしか変化しないが、封止コンポーネント３はそれよりかなり大きく変形してシールが空洞に固定される。シール１は空洞に圧入され、コンポーネント１５と１６とによって形成される空洞の側壁１７、１８に当接する。固定はわずかな予備圧力によって又は流体システム圧力より小さい組立圧力によって行われる。液圧式の組立圧力でなく、例えばスタンプによって加えられる機械的予備圧力も実用可能である。

据え付けられ圧力荷重を受けると（動作状態）、封止コンポーネント２と３とは図１ｃの形状をとる。封止装置１４は、輪郭が示されたコンポーネント１５と１６とを有し、封止しなければならないハウジングの間隙がコンポーネント１５とコンポーネント１６との間に生ずる。第１の封止コンポーネント２は変形するが、ハウジング間隙への押出は起こらない。封止コンポーネント２はハウジング間隙を閉じてもっと軟らかい第２の封止コンポーネント３に当接し、第２の封止コンポーネント３が実際の封止機能を果たす。脚の間の角度はシステム圧力によって変化し得る。第１の封止コンポーネント２はハウジング間隙への押出を防止する。シール１は、流体（例えば、インジェクターの燃料又は油圧用オイル）のシステム圧力に応答して硬い方の封止コンポーネント２がハウジング間隙を閉じて、ハウジング間隙の幅が動的に変化しても（“呼吸する間隙”）軟らかい封止コンポーネント３の押出を防止する。第１の封止コンポーネント２の脚５はそれによってコンポーネント１５に当接し、脚４はコンポーネント１６に当接する。当接面６による当接は組立の際にコンポーネント３に加わる圧力に応答して発生し存在するシステム圧力によって増大する。封止コンポーネント２とコンポーネント１５との間の間隙は、許容公差に関連したものであるが、高圧Ｐが及ぼす第１の圧力荷重によって閉じられる。第２の封止コンポーネント３は第１の封止コンポーネント２にシステム圧力を伝達し、元の間隙が閉じたままになって第２の封止コンポーネント２が常に確実に当接面６を介してコンポーネント１６に当接するように変形する。封止エレメント３は変形され、圧縮されて封止表面１７とコンポーネント表面１８との間の自由スペースに圧入される。例えば、脈動するシステム圧力Ｐに応答する動作中もシールは固定される。流体が、シールの、主に弾性的な封止コンポーネント３の液圧によるサイズ及び形状の変化（ハイドロフォーミング）をもたらす。

図２ａの荷重されていないシール２１は、第１の円環状封止コンポーネント２２と第２の円環状封止コンポーネント２３とから構成される。第２の封止コンポーネント２３は実質的に矩形で曲がったエッジすなわち突出部２４、及び段２５を含み、第１のＬ−字型封止コンポーネント２２が部分的に囲まれ、縁取られる。エッジ２４は当接面２６を超えて突出している。脚の端２７と２８は段２５とエッジ２４に接合して、２つの封止コンポーネント２２と２３との間で平坦な当接すなわち平坦な接触を生ずる。第１の封止コンポーネント２２の接触面２９が、輪郭が示されたコンポーネントに当接するために設けられている。

図２ｃも、静的シール２１がハウジング間隙を封止するために２つのコンポーネント３０と３１との間に挿入され、軸方向に作用する高圧Ｐを受けたときの第１の封止コンポーネントの変形と第２の封止コンポーネント２３の物質の流動的変化とを示している。この封止装置３２は、例えばコモン・レール・インジェクタで使用できる。特に、エッジ２４は、コンポーネント３０と３１との間の変動する間隙幅が補償され、常に封止されるように変形する。第２の軟らかい封止コンポーネント２３が実際の封止機能を果たし、硬い封止コンポーネント２２はハウジング間隙での押出を防ぐ。

ａは組み立てる前の、２つの封止コンポーネントから成るシールの断を示し、ｂはａのシールが取り付けられた封止装置の断面を示し、ｃはｂの封止装置にシステム圧力が加えられた状態を示す図である。 ａは組み立てる前の、２つの封止コンポーネントから成る別のシールの断面を示し、cはａによるシールが取り付けられた封止装置にシステム圧力が加えられた状態の断面を示す。

符号の説明

１ シール
２ 第１の封止コンポーネント
３ 第２の封止コンポーネント
４ 脚
５ 脚
６ 当接面
７ 接触面
８ 曲がった縁部
９ 脚の端
１０ 曲がった縁部
１１ 脚の端
１２ 段
１３ ショルダー
１４ 封止装置
１５ コンポーネント
１６ コンポーネント
１７ 封止表面
１８ コンポーネント表面
２１ シール
２２ 第１の封止コンポーネント
２３ 第２の封止コンポーネント
２４ 曲がった縁部
２５ 段
２６ 当接面
２７ 脚の端
２８ 脚の端
２９ 接触面
３０ コンポーネント
３１ コンポーネント
３２ 封止装置
Ｐ 高圧

Claims (5)

1. ２つのコンポーネント（１５，１６；３０，３１）の間のハウジング間隙を封止する封止装置（１４；３２）であって、２つの連結された封止コンポーネント（２，３；２２，２３）から成るシール（１，２１）を有し、第１の耐押出性の変形可能な封止コンポーネント（２；２２）は一方のコンポーネント（１６；３１）の封止表面（１７）に面する当接面（６；２６）と他方のコンポーネント（１５；３０）に当接する接触面（７；２９）とを有し、該第１の封止コンポーネント（２；２２）が当接する、もっと大きく変形できる第２の封止コンポーネント（３；２３）は該当接面（６；２６）を超えて突出するエッジ（８；２４）を有し、該第１の封止コンポーネント（２；２２）はハウジング間隙を閉じるシステム圧力によって該コンポーネント（１５，１６；３０，３１）の封止表面（１７，１８）に押圧でき、該第２の封止コンポーネント（３；２３）は該封止表面（１７，１８）に封止的に押圧できることを特徴とする封止装置。
2. 該第１の封止コンポーネント（２；２２）に縁部（８；２４）と突出する段（１２；２５）の間で張力がかかることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
3. 該縁部（８；２４）が曲がっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の封止装置。
4. 該第１の封止コンポーネント（２；２２）は、Ｌ−字型の断面形状を有するか、又はある角度を張る２つの脚（４，５）から形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の封止装置。
5. 該第１の封止コンポーネント（２；２２）がプラスチック物質又は金属から作られ、該第２の封止コンポーネント（３；２３）がエラストマー物質から作られていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の封止装置。

Images