JP2009236219A - シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性の向上及び組付工数の低減を図ることができるシール部材を提供することを目的とする。
【解決手段】エンジンのシリンダヘッド２に対してシリンダヘッドカバー１がボルト５により締結される締結構造体に、挿入支持されるインジェクタ３とシリンダヘッドカバーの貫通孔１ａとの間をシールするシール部材４であって、
前記シリンダヘッドカバーの前記貫通孔及びこれの近傍に形成される前記ボルト用のボルト挿通孔１ｂの夫々に対応するインジェクタ用透孔部６２及びボルト用ワッシャ部６１を備えた基板部６と、該基板部における前記インジェクタ用透孔部の内周縁部分に固着され前記インジェクタの周体３ａに弾接する弾性シール部７とよりなり、前記ボルトによって、前記基板部のボルト用ワッシャ部を介して前記シリンダヘッドカバーに締着固定されるものであることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、シール部材に関し、詳しくは、エンジンのシリンダヘッドに直立配置されるインジェクタの周体と、シリンダヘッドカバーに形成されインジェクタが挿通される貫通孔との間をシールするシール部材に関する。

従来より、上述のシール部材として、下記特許文献１に記載されているものが挙げられる。下記特許文献１には、補強環とシール本体とを備え、シール本体におけるシールリップの先端部の根元側に蛇腹部を設け、インジェクターチューブに密接させるようにしたシール部材（インジェクションパイプシール）が開示されている。
これによれば、前記蛇腹部を設けることにより、インジェクターチューブに対するシールリップの先端部の偏心追随性が確保されているから、径方向のガタがあっても、インジェクターチューブに対してシールリップの先端部を全周に亙って確実に密接させることができるとされている。
特開平７−３１７９１７号

前記特許文献１に記載されているようなシール部材は、補強環に形成されたボルト孔にボルトを挿通させ、シリンダヘッドカバーに形成された螺子穴にボルトを螺着することにより、シール部材をシリンダヘッドカバーに締着させるものである。
この場合、前記ボルトはシリンダヘッドカバーにシール部材を締着させるためだけに機能するものであるため、別途シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに締結固定するボルトが必要であった。よって、これに付随して該ボルトに対応したボルト穴、ワッシャ部材などを別に設ける必要が生じ、インジェクタをシリンダヘッドに支持固定する部材も別途必要であるため、構成部材の部品点数が多くなり、コスト高を招くため、部品点数の削減が求められていた。
また、引用文献１に記載されているようなシール部材は、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに組み付ける前に予めシール部材をシリンダヘッドカバーに取付ける工程が必要であるため、組付工数が多くなる点も問題視されていた。更に、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに締結固定させるためのボルト用のワッシャ部材と、インジェクタの周体をシールするシール部材とは別部材となるため、双方に落下防止対策が必要となり、部品点数・組付工数の更なる増加を招くため、改善が求められている。

本発明は、前記実情に鑑みなされたものであり、シール性の向上及び組付工数の低減を図ることができるシール部材を提供することを目的としている。

本発明に係るシール部材は、エンジンのシリンダヘッドに対してシリンダヘッドカバーがボルトにより締結される締結構造体に、挿入支持されるインジェクタとシリンダヘッドカバーの貫通孔との間をシールするシール部材であって、前記シリンダヘッドカバーの前記貫通孔及びこれの近傍に形成される前記ボルト用のボルト挿通孔の夫々に対応するインジェクタ用透孔部及びボルト用ワッシャ部を備えた基板部と、該基板部における前記インジェクタ用透孔部の内周縁部分に固着され前記インジェクタの周体に弾接する弾性シール部とよりなり、前記ボルトによって、前記基板部のボルト用ワッシャ部を介して前記シリンダヘッドカバーに締着固定されるものであることを特徴とする。

本発明において、前記ワッシャ部のシリンダヘッドカバー側の面に弾性ワッシャシール部が固着されているものとすることができる。また前記弾性ワッシャシール部は、前記弾性シール部と一体に形成されているものとすることもできる。
また本発明において前記弾性シール部及び基板部は、夫々ゴム材及び金属板からなり、該弾性シール部は、ゴム材の加硫成型により金属板に一体固着形成されたものとすることができる。また前記ボルトは、更に、前記インジェクタをシリンダヘッドに支持固定する為の固定部を備えているものとすることもできる。

本発明に係るシール部材は、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに締結固定するためのボルトによって、シリンダヘッドカバーに締着されるものであるから、締着に用いられる夫々のボルトがシリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに締結固定し、且つシール部材をシリンダヘッドカバーに締着させる機能を奏するので、部品点数を低減させることができる。
よってシリンダヘッドカバーに予めシール部材を組付けておく工程を省くことができるので、シリンダヘッドにシリンダヘッドカバーを組付ける工程で、シール部材の取付けを行えばよいものとすることができ、部品点数の低減だけでなく、組付工数の低減も図ることができる。

またシール部材は、ボルト用ワッシャ部及びインジェクタ用透孔部を備えた基板部と、インジェクタ用透孔部の内周縁部分に固着されインジェクタの周体に弾接するシール部とよりなるから、インジェクタの周体に弾接するシール部によってインジェクタと貫通孔との間を良好にシールすることができるとともに、インジェクタの脱着によりシール部材が脱落してしまうことがないものとすることができる。すなわち、例えばインジェクタをシリンダヘッドから取外しても、シール部材はボルト止めされ且つシール部は基板部に固着されているので、シール部材が脱落することがなく、脱落防止対策を講じる必要がないので、部品点数を低減することができる。

更にワッシャ部のシリンダヘッドカバー側の面に弾性ワッシャシール部が固着されているものとすれば、ボルトによる締着力を強めることができるとともに、ボルト部分のシール性を維持することができる。またシリンダヘッドカバーの振動を吸収することができるのでシリンダヘッドカバーのソフト締結支持が可能となり、前記振動に起因する騒音も低減することができる。

そして弾性ワッシャシール部は、弾性シール部と一体に形成されたものとすれば、シール部材のシリンダヘッドカバー側の面はシール材で構成されるので、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの締結部分のワッシャシール機能及びインジェクタシール機能が、この一体とされたシール部によって発現されることになり、シリンダヘッドカバーとシール部材との間のシール性を高めることができる。

また弾性シール部及び基板部は、夫々ゴム材及び金属板からなり、弾性シール部が、ゴム材の加硫成型により金属板に一体固着形成されている場合、弾性シール部を基板部に加硫成型により一体固着させることができるので、簡単に製することができ、弾性シール部が基板部から脱落することがなく、ボルトによるシリンダヘッドカバーへの締着もスムーズに行うことができる。特に、弾性ワッシャシール部と弾性シール部とが一体とされている場合は、上述の両機能（ワッシャシール機能及びインジェクタシール機能）を備えたものが簡易に得られる。

更にボルトは、インジェクタをシリンダヘッドに支持固定する為の固定部を備えているものとすれば、上述のように、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに締結固定し、且つシール部材をシリンダヘッドカバーに締着させるだけでなく、インジェクタをシリンダヘッドに支持固定する機能も奏するものとすることができる。
よって部品点数を大幅に削減できるとともに、組付工程が簡略化することができ、インジェクタの周体をシールしながら、インジェクタをシリンダヘッドに安定して支持固定することができる。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明における第１の実施形態のシール部材によってシリンダヘッドに挿入されたインジェクタをシールした状態を示す断面図、図２（ａ）は同シール部材の縦断面図、図２（ｂ）は同シール部材の平面図、図３は同シール部材の変形例を示す図２（ａ）と同様図、図４は本発明における第２の実施形態のシール部材によってシリンダヘッドに挿入されたインジェクタをシールした状態を示す断面図である。

まずは図１〜３に基づいて、本発明の第１の実施形態について説明する。
図は、本発明に係るシール部材４が、エンジンのシリンダヘッドカバー１に形成された貫通孔１ａに挿入され、シリンダヘッド２に及ぶよう支持されるインジェクタ３の周体３ａと、シリンダヘッドカバー１の貫通孔１ａとの間をシールするものとして用いられた例を示している。
燃焼室（不図示）の一部を構成するシリンダヘッド２内に適正量の燃料を噴射する円柱形のインジェクタ３が貫通されるインジェクタ貫通孔２ａが形成されており、該インジェクタ貫通孔２ａを挟んだ両側にはシリンダヘッドカバー１を貫通したボルト５が挿通されるボルト穴２ｂが２箇所設けられており、ボルト穴２ｂには、ボルト５が螺着されるよう雌ねじが形成されている。

シリンダヘッド２の上方には、下側開口のシリンダヘッドカバー１が覆い被さるように締結固定されており、シリンダヘッドカバー１には、インジェクタ３が挿通される貫通孔１ａがシリンダヘッド２に形成されているインジェクタ貫通孔２ａに対応して設けられている。貫通孔１ａの近傍、すなわち貫通孔１ａを挟んだ両側には前記ボルト穴２ｂに対応したボルト挿通孔１ｂが２箇所形成されている。シリンダヘッドカバー１の貫通孔１ａの上端側周縁部には段差部１ｃが形成されており、該段差部１ｃには、後記するシール部材４のシール部７が、インジェクタ３の周体３ａに弾接するよう及んで形成されている。またシリンダヘッドカバー１のボルト挿通孔１ｂの上端周縁部１ｅは後記シール部材４のワッシャシール部７１の形状に対応して、段差状に形成されている。

シール部材４は、ＳＰＣＣ鋼板などの金属材からなる基板部６と、弾性シール部７とよりなり、ボルト５によってシリンダヘッドカバー１に締着される。ボルト５はボルト頭５ａの下方にボルト軸５１を備えており、ボルト軸５１はシリンダヘッドカバー１を貫通する筒部５ｂと、ボルト穴２ｂに形成された雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたねじ部５ｃとを備えている。
基板部６は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すようにシリンダヘッドカバー１のボルト挿通孔１ｂに対応するボルト用ワッシャ部６１と、貫通孔１ａに対応するインジェクタ用透孔部６２とを備えており、ワッシャ部６１は透孔部６２を挟んで２箇所形成されている。シール部７は、ＦＫＭ、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＶＭＱ及びＦＶＭＱ等のゴム材からなり、ゴム材の加硫成型により基板部６に一体固着形成される。
よって、シール部７は基板部６に一体固着されているからシール部７自体がインジェクタ３の脱着により脱落することがない。

シール部材４は、1本のインジェクタ３に対して２本のボルト５によって締着固定され、インジェクタ３の周体３ａをシールし、該ボルト５は、シール部材４をシリンダヘッドカバー１に締着するだけでなく、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締結固定する機能も有している。
これによれば、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締結固定するためのボルト５によって、シリンダヘッドカバー１に締着されるものであるから、締着に用いられる夫々のボルト５がシリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締結固定し、且つシール部材４をシリンダヘッドカバー１に締着させる機能を奏するので、部品点数を低減させることができる。
よってシリンダヘッドカバー１に予めシール部材４を組付けておく工程を省くことができるので、シリンダヘッド２にシリンダヘッドカバー１を組付ける工程で、シール部材４の取付けを行えばよいものとすることができ、部品点数の低減だけでなく、組付工数の低減も図ることができる。

基板部６におけるワッシャ部６１のシリンダヘッドカバー１側の面には、ワッシャシール部７１が、透孔部６２の内周縁部分にはインジェクタシール部７２が固着されている。
ワッシャシール部７１は、上述のようにワッシャ部６１の内周縁部分も含んでシリンダヘッド１側の面に固着され、インジェクタシール部７２と一体に形成されている。ワッシャシール部７１は、ワッシャ部６１の内周縁部分より挿通されるボルト５に向かって突出した突部７１ａを備えている。

これによれば、シール部材４は、ボルト用ワッシャ部６１及びインジェクタ用透孔部６２を備えた基板部６と、インジェクタ用透孔部６２の内周縁部分に固着されインジェクタ３の周体３ａに弾接するインジェクタシール部７２を備えているから、インジェクタ３の周体３ａに弾接するインジェクタシール部７２によってインジェクタ３と貫通孔１ａとの間を良好にシールすることができる。また、シール部材４はボルト５によりシリンダヘッドカバー１に締着されているから、インジェクタ３の脱着によりシール部材４が脱落してしまうことがないものとすることができる。すなわち、例えばインジェクタ３をシリンダヘッド２から取外しても、シール部材４はボルト５止めされ、且つワッシャシール部７１及びインジェクタシール部７２は基板部６に固着されているので、シール部材４が脱落することがなく、脱落防止対策を講じる必要がないので、部品点数を低減することができる。
更にワッシャシール部７１は、ボルト５の締結に伴い、シリンダヘッドカバー１の上面と基板部６との間で、圧縮されて、ボルト５の締結部分をシールするとともに、その弾性によりシリンダヘッドカバー１の振動を吸収する。また上記圧縮に伴い突部７１ａが膨出した状態でボルト５に弾接するので、この部分でのシール性がより強化される。

インジェクタシール部７２は、シリンダヘッドカバー１に形成された段差部１ｃに及んでインジェクタ３の周体３ａに弾接するように形成されており、周体３ａに向けて突出した断面が山型の突出部７２ａと、段差部１ａの側面１ｄに弾接する周突部７２ｂとを備えている。該周突部７２ｂは２箇所設けられている。
前記インジェクタシール部７２によって、インジェクタ３の軸方向に上下振動が生じても、その振動を吸収することができ、インジェクタ３に傾きが生じても、インジェクタシール部７２の突出部７２ａはインジェクタ３の周体３ａに向けて突出しているので、インジェクタ３の振動に追従して弾性変形し、シール性を維持することができる。
尚、周突部７２ｂの段差部１ａの側面１ｄに対する締め代を適宜設定すれば、インジェクタシール部７２のシリンダヘッドカバー１への仮組み付けを可能なものとすることができる。また基板部６及びシール部７の構成、形状は図例のものに限定されるものではなく、例えば３本のボルトで締着可能なようにワッシャ部を３箇所設けたもの、或いは突出部７２ａが複数形成されたものとしてもよい。更に周突部７２ｂは２箇所に限定されるものではなく、１箇所或いは３箇所以上備えたものとしてもよい。

シール部材４の組付手順は、まずシリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２の上方に配置する。このとき、シリンダヘッド２に形成されているインジェクタ貫通孔２ａ、ボルト穴２ｂと、シリンダヘッドカバー１に形成されている貫通孔１ａ、ボルト挿通孔１ｂとが対応するように位置合わせを行う。シール部材４を所定の組付箇所に配置し、シール部材４のボルト用ワッシャ部６１の夫々にボルト５を挿通し、ボルト５を締着する。ボルト５はシール部材４の基板部６、シール部７、シリンダヘッドカバー１を貫通して、シリンダヘッド２のボルト穴２ｂに至り、ボルト穴２ｂに形成された雌ねじと螺着され、シリンダヘッド２とシリンダヘッドカバー１とを締結固定するとともに、シール部材４をシリンダヘッドカバー１に締着させることができる。

そして、シール部材４をシリンダヘッドカバー１に組付け、ボルト５による締着を行った後、インジェクタ３を透孔部６２、貫通孔１ａ及びインジェクタ貫通孔２ａに上方から挿入し、インジェクタ３の下方先端部からシリンダヘッド２内に適正量の燃料が噴射されるようインジェクタ３を配備し、不図示の固定具によりインジェクタ３を支持固定する。
このとき、インジェクタ３の周体には、インジェクタシール部７２の突出部７２ａが弾接して圧縮変形し、インジェクタ３の周体に向かって復元弾力が生じる。また、インジェクタシール部７２の周突部７２ｂはインジェクタ３が配備されることにより、段差部１ｃの側面１ｄに圧接され圧縮変形する。そしてその復元弾力がインジェクタ３の周体に向かう押圧力となり、前記突出部７２ａの復元弾力との相乗効果により、インジェクタ３の周体とシリンダヘッドカバーの貫通孔１ａとの間を強固にシールすることができる。
尚、シール部材４の組付手順は上述に限定されるものではない。

図３はシール部材４の変形例を示すものであり、シール部７のインジェクタシール部７２において、周突部７２ｂが１箇所にしか設けられていない点と、インジェクタシール部７２が基板部６の折曲部６１ｃに回り込んで形成されている点が異なる。またワッシャシール部７１とインジェクタシール部７２とが一体形成されていない点でも異なる。
このように周突部７２ｂが１箇所であっても、突出部７２ａがインジェクタ３の周体３ａに弾接することにより、シール性を確保することができ、ワッシャ部６１にボルト５を挿通し締着すれば、シリンダヘッドカバー１とシリンダヘッド２及び、シール部材４とシリンダヘッドカバー２を強固に締着することができる。
その他の構成は前記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を割愛する。

次に図４に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態におけるシール部材４のボルト９は、更に、前記インジェクタ３をシリンダヘッド２に支持固定する為の固定部８を備えている点及びボルトの構成が前記実施形態とは異なるものである。
ボルト９は上方と下方の両端に雄ねじ部９ｂ、９ｃが形成されたスタッドボルトが用いられ、ボルト９の下端部は、基板部６のワッシャ部６１、シリンダヘッドカバー１のボルト挿通孔１ｂを通じて、シリンダヘッド２に形成されたボルト穴２ｂに螺着される。図中、９２はシリンダヘッドカバー１の押さえ部材である。

ボルト９の上端部は、六角に形成された工具作用部９ａが形成されており、ボルト９をシリンダヘッド２に締着させるための締付工具（不図示）に嵌合されるようになっている。固定部９１はボルト９の上端の雄ねじ部９ｂと、これに螺合されるナット９１とよりなる。図中８はインジェクタ３を固定する固定部材８であり、ナット９１の鍔部９１ａによって押さえつけられている。固定部材８はインジェクタ３が挿通される貫通孔８ａと、ボルト９が挿通されるボルト挿通孔８ｂとを備えており、ボルト挿通孔８ｂは前記貫通孔８ａを挟んで両側２箇所に形成されており、インジェクタ３を支持固定するようにインジェクタ３の段部３ｂの上に配置される。

シール部材４の組付手順及びインジェクタ３の固定支持工程を説明する。
まずシリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２の上方に配置する。このとき、シリンダヘッド２に形成されているインジェクタ貫通孔２ａ、ボルト穴２ｂの夫々と、シリンダヘッドカバー１に形成されている貫通孔１ａ、ボルト挿通孔１ｂとが対応するように位置合わせを行い、その後、シール部材４を所定の組付位置に配置する。シリンダヘッドカバー１の所定箇所を複数のボルト（不図示）によってシリンダヘッド２に締結固定するとともに、ボルト９をシール部材４のワッシャ部６１及びシリンダヘッドカバー１のボルト挿通孔１ｂを介し、シリンダヘッド２のボルト穴２ｂに向けて挿入する。締付工具を工具作用部９ａに嵌合させ、締付操作することにより、ボルト９の下端部の雄ねじ９ｃと、ボルト穴２ｂに形成された雌ねじが螺合し、締着される。このとき、押さえ部材９２によってシール部材４がシリンダヘッドカバー１に強固に押し付けられ締結状態となる。

そして、インジェクタ３を透孔部６２、貫通孔１ａ及びインジェクタ貫通孔２ａに上方から挿入し、インジェクタ３の下方先端部からシリンダヘッド２内に適正量の燃料が噴射されるようインジェクタ３を配備する。
この状態で固定部材８のボルト挿通孔８ｂをボルト９に挿通し、固定部材８をインジェクタ３の段部３ｂに配置して、ボルト挿通孔８ｂにナット９１を挿通させて、固定部材８をナット９１で固定する。

以上によれば、ボルト９は、シリンダヘッドカバー１をシリンダヘッド２に締結固定し、且つシール部材４をシリンダヘッドカバー２に締着固定させるだけでなく、インジェクタ３をシリンダヘッド２に支持固定する機能も奏するものとすることができる。
よって部品点数を大幅に削減できるとともに、組付工程が簡略化することができ、インジェクタ３の周体３ａを確実にシールしながら、インジェクタ３をシリンダヘッド２に安定して支持固定することができる。

尚、インジェクタ３、シリンダヘッド２、シリンダヘッドカバー１、シール部材４などの構成、形状は図例のものに限定されず、エンジンもＤＯＨＣ式エンジン、ＳＯＨＣ式エンジンのシリンダヘッド２に配置されるインジェクタ３のシール部材として適用可能である。

本発明における第１の実施形態のシール部材によってシリンダヘッドに挿入されたインジェクタをシールした状態を示す断面図である。 （ａ）は同シール部材の基板部とシール部の縦断面図、（ｂ）は同シール部材の基板部とシール部の平面図である。 同シール部材の基板部とシール部の変形例を示す図２（ａ）と同様図である。 本発明における第２の実施形態のシール部材によってシリンダヘッドに挿入されたインジェクタをシールした状態を示す断面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッドカバー
１ａ 貫通孔
１ｂ ボルト挿通孔
２ シリンダヘッド
３ インジェクタ
３ａ 周体
４ シール部材
５、９ ボルト
６ 基板部
６１ （ボルト用）ワッシャ部
６２ （インジェクタ用）透孔部
７ （弾性）シール部
７１ （弾性）ワッシャシール部
７２ （インジェクタ）シール部

Claims (5)

1. エンジンのシリンダヘッドに対してシリンダヘッドカバーがボルトにより締結される締結構造体に、挿入支持されるインジェクタとシリンダヘッドカバーの貫通孔との間をシールするシール部材であって、
   前記シリンダヘッドカバーの前記貫通孔及びこれの近傍に形成される前記ボルト用のボルト挿通孔の夫々に対応するインジェクタ用透孔部及びボルト用ワッシャ部を備えた基板部と、該基板部における前記インジェクタ用透孔部の内周縁部分に固着され前記インジェクタの周体に弾接する弾性シール部とよりなり、
   前記ボルトによって、前記基板部のボルト用ワッシャ部を介して前記シリンダヘッドカバーに締着固定されるものであることを特徴とするシール部材。
2. 請求項１に記載のシール部材において、
   前記ワッシャ部のシリンダヘッドカバー側の面に弾性ワッシャシール部が固着されていることを特徴とするシール部材。
3. 請求項２に記載のシール部材において、
   前記弾性ワッシャシール部は、前記弾性シール部と一体に形成されていることを特徴とするシール部材。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシール部材において、
   前記弾性シール部及び基板部は、夫々ゴム材及び金属板からなり、該弾性シール部は、ゴム材の加硫成型により金属板に一体固着形成されたものであることを特徴とするシール部材。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシール部材において、
   前記ボルトは、更に、前記インジェクタをシリンダヘッドに支持固定する為の固定部を備えていることを特徴とするシール部材。

Images