JP2011064212A

JP2011064212A - 密封装置

Info

Publication number: JP2011064212A
Application number: JP2009212817A
Authority: JP
Inventors: Tokunori Yanagi; 得徳柳
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-03-31

Abstract

【課題】シリンダヘッドカバー等ハウジングの開口部と、この開口部に挿入される挿入部材との間を密封する密封装置を、安価に提供すると共に組立工程を不要とする。
【解決手段】ハウジングの開口部と、この開口部に挿入される挿入部材３との間を密封する密封装置１であって、前記開口部に密嵌固定される取付部１２と、この取付部１２の内径から機内Ａ側へ延びて挿入部材３の外周面に密接される主シールリップ１３と、取付部１２の内径から機外Ａ側へ延びて挿入部材３の外周面に密接される副シールリップ１４とを有し、未装着状態では、主シールリップ１３が内径側へ延びてこの主シールリップ１３における挿入部材３との密接面１３ａが機外Ｂ側を向き、挿入部材３の挿入に伴う主シールリップ１３の変形によって挿入部材３に対する副シールリップ１４の締め代が与えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば内燃機関のシリンダヘッドカバーに開設された開口部と、これに挿入される点火プラグ保持チューブ（プラグチューブ）又はインジェクションパイプとの間など、機器の開口部と、この開口部に挿入される挿入部材との間を密封するのに適した密封装置に関する。

内燃機関のシリンダヘッドカバーに開設された開口部と、これに挿入されるプラグチューブ又はインジェクションパイプとの間を密封する密封装置として、例えば図５に示されるようなものが知られている。

すなわち図５に示される従来の密封装置は、ゴム状弾性材料による加硫成形品である第一の密封要素１００と、それより機外側に配置され、同じくゴム状弾性材料による加硫成形品である第二の密封要素２００を備える。

このうち第一の密封要素１００は、金属製の補強環１０３が埋設され、不図示のシリンダヘッドカバーに開設した開口部の内周面に嵌着される外周の基部１０１と、この基部１０１の内径側に設けられ、前記開口部に挿入された不図示のプラグチューブ又はインジェクションパイプの外周面に密接される主シールリップ１０２からなり、第二の密封要素２００は、金属製の補強環２０３が埋設されると共に前記第一の密封要素１００の基部１０１の内周面に密嵌される外周の基部２０１と、この基部２０１から内径側へ延在されて、前記プラグチューブ又はインジェクションパイプの外周面に密接される副シールリップ２０２からなる（例えば下記の特許文献１参照）。

特開２００７−８５４１４号公報

しかしながら、図５に示される従来の密封装置によれば、第一の密封要素１００と、第二の密封要素２００の二つの加硫成形品からなるものであるため、コストが高いものとなっていた。

すなわち、第一の密封要素１００と第二の密封要素２００を一体化した形状のものを一度の成形工程で製作しようとしても、その成形において主シールリップ１０２と副シールリップ２０２の間の空間Ｓが顕著なアンダーカットとなり、この空間Ｓと対応する内周側の成形型（不図示）の離型が困難であるため、第一の密封要素１００と第二の密封要素２００は別々に成形する必要があり、かつ両者を互いに嵌合して組み立てる工程が必要であった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、シリンダヘッドカバー等ハウジングの開口部と、この開口部に挿入される挿入部材との間を密封する密封装置を、安価に提供すると共に組立工程を不要とすることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る密封装置は、ハウジングの開口部と、この開口部に挿入される挿入部材との間を密封する密封装置であって、前記開口部に密嵌固定される取付部と、この取付部の内径から機内側へ延びて前記挿入部材の外周面に密接される主シールリップと、前記取付部の内径から機外側へ延びて前記挿入部材の外周面に密接される副シールリップとを有し、未装着状態では、前記主シールリップが内径側へ延びてこの主シールリップにおける前記挿入部材との密接面が機外側を向き、前記挿入部材の挿入に伴う前記主シールリップの変形に追随して前記挿入部材に対する前記副シールリップの締め代が与えられることを特徴とする。

本発明に係る密封装置によれば、未装着状態では、主シールリップが内径側へ延びてこの主シールリップにおける挿入部材との密接面が機外側を向き、副シールリップは機外側へ延びているため、これをゴム状弾性材料で成形するための金型は、離型の際に顕著なアンダーカットとなる部分が存在しない構造とすることができ、したがって複雑な金型分割構造とすることなく一度の成形工程で製造することができ、その結果、安価に製作することができると共に、主シールリップと副シールリップの組立工程を不要にすることができる。また、前記副シールリップは、挿入部材の挿入に伴う前記主シールリップの変形により生じる応力によって挿入部材への締め代を増大する方向へ変形を受けるため、外部からの異物の侵入に対する優れた密封性を得ることができる。

本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図である。本発明に係る密封装置の好ましい他の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図である。本発明に係る密封装置の好ましい他の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図である。従来技術に係る密封装置の一例を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。

まず図１において、参照符号２はハウジング、参照符号３はこのハウジング２に開設された開口部２１に挿入された挿入部材である。具体的には、ハウジング２は例えば内燃機関のシリンダヘッドカバーであり、挿入部材３は、点火プラグ保持チューブ（プラグチューブ）又はインジェクションパイプである。ハウジング２の開口部２１と挿入部材３との間は密封装置１によって密封されており、図示の例では密封装置１の下側が機内Ａ側（内燃機関のシリンダ側）、図１における上側が機外Ｂ側である。

密封装置１は、補強環１１にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形されたものであって、ハウジング２の開口部２１の内周面に密嵌固定される取付部１２と、この取付部１２の内径から機内側へ延びて挿入部材３の外周面に密接される主シールリップ１３と、前記取付部１２の内径から機外側へ延びて挿入部材３の外周面に密接される副シールリップ１４とを有し、主シールリップ１３の外周部にはガータスプリング１５が設けられている。

補強環１１は、金属板のプレス成形等によって製作されたものであって、取付部１２に埋設された円筒部１１ａと、機外側の端部から内径方向へ屈曲した径方向部１１ｂからなる断面略Ｌ字形を呈する。

取付部１２は、ハウジング２の開口部２１の内周面に圧入・密嵌される部分であって、装着状態において、補強環１１の円筒部１１ａとハウジング２の開口部２１の内周面との間で径方向に適当に圧縮され、その圧縮反力によって、前記開口部２１に強固に固定されるものである。

主シールリップ１３は、補強環１１の径方向部１１ｂの内径部に一体に接合されると共に取付部１２と連続した根元１６から機内Ａ側へ向けて漸次小径となる円錐筒状をなして延び、その先端近傍の内径部に、略Ｖ字形断面をなすリップエッジ１３ａが形成されている。そしてこのリップエッジ１３ａが、挿入部材３の外周面に、適当な締め代をもって密接されるようになっている。

副シールリップ１４は、主シールリップ１３と共通の根元１６から、機外Ｂ側へ向けて漸次小径となる円錐筒状をなして延び、その先端内周縁１４ａが、挿入部材３の外周面に適当な締め代をもって密接されるようになっている。

ガータスプリング１５は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、主シールリップ１３の先端外周部に一体的に埋設されており、挿入部材３の外周面に対する主シールリップ１３の緊迫力を補償するものである。

以上のように構成された密封装置１は、図１に示されるように、取付部１２がハウジング２の開口部２１の内周面に圧入嵌着されると共に、主シールリップ１３のリップエッジ１３ａが、挿入部材３の外周面に適当な締め代をもって密接されることによって、機内Ａに存在する例えば混合ガスや燃焼ガスが機外Ｂの大気側へ漏洩するのを防止し、かつ副シールリップ１４の内周縁１４ａが、挿入部材３の外周面に適当な締め代をもって密接されることによって、機外Ｂからの泥水等の侵入を防止するものである。

ここで、この密封装置１は、図１に示されるハウジング２の開口部２１の内周面と挿入部材３の外周面との間に介装される前は、図２に示される形状をなしており、すなわち図２に示される形状に成形されたものである。

詳しくは、図２に示される未装着状態では、主シールリップ１３は補強環１１の径方向部１１ｂの内径部に一体に接合された根元１６から内径側へ延びており、この主シールリップ１３のリップエッジ１３ａ（挿入部材３との密接面）は挿入部材３の外周面より小径であると共に機外Ｂ側を向いており、副シールリップ１４は、機外Ｂ側へ向けて延びていて、その先端内周縁１４ａは、挿入部材３に対する締め代が存在しないか、もしくはごく僅かな締め代を有する程度となっている。

このため、密封装置１の内周へ、挿入部材３を機外Ｂ側から機内Ａ側へ向けて挿入して行くと、まず主シールリップ１３が図２に矢印Ｆ１で示されるように押し開かれて、挿入部材３の外周面に乗り上がるように拡径しながら曲げ変形される。そしてこれに伴って、機外Ｂ側を向いていたリップエッジ１３ａは図１に示されるように内径側を向いた状態となり、挿入部材３の外周面に適当な締め代をもって圧接される。

また、このような主シールリップ１３の変形に伴う曲げモーメントによって、根元１６の内周部に引っ張り応力が発生するので、副シールリップ１４は、その内周面が引っ張りを受けることによって、矢印Ｆ２で示されるように、内径側へ倒れるように主シールリップ１３に追随して変形され、その先端内周縁１４ａが挿入部材３の外周面に適当な締め代をもって密接されて、図１に示される装着状態となるのである。

すなわち、図２に示される未装着状態では副シールリップ１４には締め代が設定されていなかったにも拘わらず、図１に示される装着状態では副シールリップ１４に適当な締め代が与えられるので、機外Ｂの泥水やダスト等に対して、優れた密封性を奏することができる。

また、この形態による密封装置１は、型締めによって複数の分割型間に図２に示される密封装置１の断面形状とネガ−ポジ対応する断面形状の成形用キャビティが画成されるように設計された不図示の金型を用いて成形される。すなわち前記金型内に、図１又は図２に示される補強環１１及びガータスプリング１５をセットして型締めし、これによって補強環１１と金型（分割型）の内面との間に画成された成形用キャビティ内を、予め真空引きしてから、この成形用キャビティ内に、成形用ゴム材料を充填し、架橋・硬化させることによって、図２に示される断面形状を有するゴム状弾性材料からなり、補強環１１及びガータスプリング１５が埋設一体化された密封装置１が成形されるのである。

そして、図２に示される断面形状では、副シールリップ１４は近似円筒状に形成されているため、その内周形状は、顕著なアンダーカットとならない。したがって、上述の金型を構成する分割型は、主シールリップ１３の両側で軸方向へ型開きして製品（密封装置１）を離型する際に無理抜きとならず、容易に離型することができる。すなわち、本発明の密封装置１は、図２に示される断面形状とすることによって、一度の成形で製作可能となり、先に説明した図５の従来例のように二つの成形体で構成する必要はないため、安価に提供することができる。

次に、図３及び図４は、それぞれ本発明に係る密封装置の好ましい他の実施の形態を示すものである。

このうち図３に示される形態は、主シールリップ１３と副シールリップ１４の共通の根元１６に、副シールリップ１４の内周面１４ｂと、図示の未装着状態では機外Ｂ側を向いている主シールリップ１３の内周面１３ｂとの間を連絡するように延びる多数のリブ１７が、円周方向所定間隔で形成されたものである。その他の部分は先に説明した図１及び図２に示される形態と同様に構成することができる。

すなわち、図３に示される形態によれば、先の図２のように、密封装置１の内周へ挿入部材３を機外Ｂ側から機内Ａ側へ向けて挿入して行ったときに、主シールリップ１３が挿入部材３の外周面に乗り上がるように拡径しながら曲げ変形されるのに伴い発生する曲げモーメントによる引っ張り力が、多数のリブ１７によって、副シールリップ１４の内周面１４ｂへ伝達されやすくなる。このため、挿入部材３を挿入したときの挿入部材３に対する副シールリップ１４の締め代の付与が確実に行われる。

また、図４に示される形態は、主シールリップ１３と副シールリップ１４の共通の根元１６における機外Ｂ側となる面に、円周方向へ連続したえぐり部１８を形成したものである。その他の部分は先に説明した図１及び図２に示される形態又は図３に示される形態と同様に構成することができる。

すなわち、図４に示される形態によれば、先の図２のように、密封装置１の内周へ挿入部材３を機外Ｂ側から機内Ａ側へ向けて挿入して行ったときに、主シールリップ１３が挿入部材３の外周面に乗り上がるように拡径しながら曲げ変形されるのに伴い発生する曲げモーメントによって、主シールリップ１３と副シールリップ１４の共通の根元１６が曲げ変形されやすくなる。したがって、副シールリップ１４が主シールリップ１３に追随して内径側へ倒れるように容易に変形され、挿入部材３に対する副シールリップ１４の締め代の付与が確実に行われる。

１密封装置
１１補強環
１２取付部
１３主シールリップ
１３ａリップエッジ（挿入部材３との密接面）
１４副シールリップ
１６根元
１７リブ
１８えぐり部
２ハウジング
２１開口部
３挿入部材
Ａ機内
Ｂ機外

Claims

ハウジングの開口部と、この開口部に挿入される挿入部材との間を密封する密封装置であって、前記開口部に密嵌固定される取付部と、この取付部の内径から機内側へ延びて前記挿入部材の外周面に密接される主シールリップと、前記取付部の内径から機外側へ延びて前記挿入部材の外周面に密接される副シールリップとを有し、未装着状態では、前記主シールリップが内径側へ延びてこの主シールリップにおける前記挿入部材との密接面が機外側を向き、前記挿入部材の挿入に伴う前記主シールリップの変形に追随して前記挿入部材に対する前記副シールリップの締め代が与えられることを特徴とする密封装置。