JP2016223558A - Sealing structure - Google Patents

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昌道 稀代
Masamichi Kidai
昌道 稀代
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing structure which, while maintaining fitting of a valve stem seal to a valve guide via an elastic body, can inhibit the valve stem seal from coming out from the valve guide.SOLUTION: A sealing structure 1 comprises a valve guide 10 and a valve stem seal 20. The valve guide 10 comprises an annular recess 14 which is recessed to a cylinder side in an end face 12a at an end 12 on a cam side. The valve stem seal 20 comprises a reinforcement ring 30 and an elastic body part 40 mounted to the reinforcement ring 30. A seal part 41 of the elastic body part 40 integrally has a seal base portion 43, a seal lip 44, a back pressure lip 45 and a valve guide abutment lip 46. The back pressure lip 45 enters the annular recess 14 of the valve guide 10 and abuts against a valve stem. The valve guide abutment lip 46 abuts against the annular side surface 15 of the annular recess 14 of the valve guide 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、密封構造に関し、特に、内燃機関におけるバルブガイドとバルブステムシールとによる密封構造に関する。   The present invention relates to a sealing structure, and more particularly to a sealing structure using a valve guide and a valve stem seal in an internal combustion engine.

従来から、内燃機関において、カム側とシリンダ側との間を往復動するバルブのバルブステムとバルブガイドとの間の空間の密封を図るためにバルブステムシールが用いられている。バルブステムシールは、バルブガイドとバルブステムとの間にバルブステムの摺動を円滑に行わせるための潤滑油を供給しつつ、この潤滑油のポートやシリンダへの流入の防止を図っている。図3は、従来のバルブステムシールを取り付け状態において示す断面図である。図3に示すように、従来のバルブステムシール100は、補強環101と、補強環101に一体的に形成され弾性体から成る弾性体部102とを備え、弾性体部102は、バルブステム110に対してバルブステム110が摺動自在に接触するシールリップ103と、シールリップ103よりシリンダ側に配設された背圧リップ104とを備えている。バルブステムシール100は、弾性体部102の嵌合部105がバルブガイド111と補強環101との間で圧縮されて、バルブガイド111に嵌着され、シールリップ103がバルブステム110に接触して上述のように潤滑油の供給量を制御する。また、背圧リップ104は、ポート圧に基づくシリンダ側からの圧力(以下、背圧という。)を受けてシールリップ103に加わる背圧を抑制し、シールリップ103の背圧による変形を抑制して、シールリップ103による潤滑油の供給量の安定化を図っている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in an internal combustion engine, a valve stem seal has been used to seal a space between a valve stem and a valve guide of a valve that reciprocates between a cam side and a cylinder side. The valve stem seal supplies lubricating oil for smoothly sliding the valve stem between the valve guide and the valve stem, and prevents the lubricating oil from flowing into the port and the cylinder. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional valve stem seal in an attached state. As shown in FIG. 3, the conventional valve stem seal 100 includes a reinforcing ring 101 and an elastic body portion 102 formed integrally with the reinforcing ring 101 and made of an elastic body. The elastic body portion 102 includes the valve stem 110. The valve stem 110 is slidably in contact with the seal lip 103, and the back pressure lip 104 is disposed on the cylinder side of the seal lip 103. In the valve stem seal 100, the fitting portion 105 of the elastic body portion 102 is compressed between the valve guide 111 and the reinforcing ring 101 and is fitted into the valve guide 111, and the seal lip 103 comes into contact with the valve stem 110. The supply amount of the lubricating oil is controlled as described above. The back pressure lip 104 receives pressure from the cylinder side based on the port pressure (hereinafter referred to as back pressure) to suppress the back pressure applied to the seal lip 103 and to suppress deformation of the seal lip 103 due to the back pressure. Thus, the supply amount of the lubricating oil by the seal lip 103 is stabilized (for example, see Patent Document 1).

特開2008−45654号公報JP 2008-45654 A

上述のように従来のバルブステムシール100においては、背圧リップ104を設けることでシールリップ103に加わる背圧を抑制している。しかしながら、近年、内燃機関の更なる低燃費化の要求により、エンジンの小型化、ターボチャージャの搭載等によってポート圧が増加する傾向にあり、背圧が高くなる傾向にある。このため、従来のバルブステムシール100は、高い背圧を受けて、バルブガイド111から抜けてしまう場合がある。   As described above, in the conventional valve stem seal 100, the back pressure applied to the seal lip 103 is suppressed by providing the back pressure lip 104. However, in recent years, due to demands for further reduction in fuel consumption of internal combustion engines, port pressure tends to increase due to engine downsizing, turbocharger mounting, etc., and back pressure tends to increase. For this reason, the conventional valve stem seal 100 may fall out of the valve guide 111 due to high back pressure.

これに対して、バルブステムシール100のように弾性体である嵌合部105を介してではなく、金属製の部材を介して、バルブステムシールをバルブガイドに嵌合させる構造が考えられている。しかしながら、金属製の部材を介する嵌合とする場合、バルブステムシールをバルブガイドに嵌合させる際に必要な組付け力が大きく、大きな組付け力を発生する組付け設備が必要となる。   On the other hand, a structure is conceived in which the valve stem seal is fitted to the valve guide not through the fitting portion 105 that is an elastic body like the valve stem seal 100 but through a metal member. . However, in the case of fitting through a metal member, an assembling facility that generates a large assembling force is required because the assembling force required for fitting the valve stem seal to the valve guide is large.

このため、従来から、弾性体を介したバルブステムシールのバルブガイドへの嵌合を維持しつつ、バルブステムシールのバルブガイドからの抜けを抑制することができる、バルブステムとバルブガイドとの間の密封構造が求められていた。   For this reason, conventionally, the valve stem seal can be prevented from coming off from the valve guide while maintaining the fitting of the valve stem seal to the valve guide via the elastic body. The sealing structure was required.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性体を介したバルブステムシールのバルブガイドへの嵌合を維持しつつ、バルブステムシールのバルブガイドからの抜けを抑制することができる密封構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to prevent the valve stem seal from coming off from the valve guide while maintaining the fitting of the valve stem seal to the valve guide via the elastic body. It is in providing the sealing structure which can be suppressed.

上記目的を達成するために、本発明に係る密封構造は、内燃機関においてシリンダとポートとの間を連通及び遮断するためのバルブのバルブステムと、該バルブステムが挿通される一端がカム側に臨み他端が前記シリンダ側に臨むバルブガイドとの間の密封を図る密封構造であって、バルブガイドと、前記バルブガイドに該バルブガイドの一端において嵌着されるバルブステムシールとを備え、前記バルブステムシールは、軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、前記弾性体部は、バルブステムに当接するシールリップ、該シールリップより前記バルブガイド側に配設されている前記バルブステムに当接する背圧リップ、及び前記バルブガイドに当接するバルブガイド当接リップを備えるシール部と、前記補強環と前記バルブガイドとの間で押圧される嵌合部とを備え、前記バルブガイドは、前記一端に、該一端から他端方向に延びる環状の側面を形成する前記他端方向に凹む環状の環状凹部を備え、前記背圧リップは、少なくとも一部が前記環状凹部内に収容され、前記バルブガイド当接リップは、前記環状凹部の前記環状の側面に当接することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a sealing structure according to the present invention includes a valve stem of a valve for communicating and blocking between a cylinder and a port in an internal combustion engine, and one end through which the valve stem is inserted on the cam side. A sealing structure for sealing between the valve guide facing the cylinder side with the other end facing the cylinder, comprising: a valve guide; and a valve stem seal fitted to the valve guide at one end of the valve guide, The valve stem seal includes an annular reinforcing ring centered on an axis, and an annular elastic body portion centered on the axis formed from an elastic body attached to the reinforcing ring, the elastic body portion A seal lip that abuts against the valve stem, a back pressure lip that abuts against the valve stem disposed on the valve guide side from the seal lip, and the valve gas A seal portion having a valve guide abutment lip that abuts against the guide, and a fitting portion that is pressed between the reinforcing ring and the valve guide, the valve guide from one end to the other end An annular recess that is recessed in the other end direction to form an annular side surface extending in the direction, and at least a part of the back pressure lip is accommodated in the annular recess, and the valve guide abutment lip is It contacts the said annular side surface of a recessed part, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の一態様に係る密封構造において、前記背圧リップと前記バルブガイド当接リップとの間に、前記バルブガイドの前記他端方向に開放する環状の溝部が形成されている。   In the sealing structure according to an aspect of the present invention, an annular groove that opens in the direction of the other end of the valve guide is formed between the back pressure lip and the valve guide contact lip.

本発明の一態様に係る密封構造において、前記環状の溝部は、前記軸線に直交する方向の幅が前記カム側に向かって狭まっていく形状を有している。   The sealing structure which concerns on 1 aspect of this invention WHEREIN: The said annular groove part has a shape where the width | variety of the direction orthogonal to the said axis line becomes narrow toward the said cam side.

本発明の一態様に係る密封構造において、前記シール部は、環状のシール基部を備え、前記シールリップは、前記シール基部から前記カム側に延びており、前記背圧リップは、前記シール基部の前記バルブガイド側から前記軸線に向かって延びており、前記バルブガイド当接リップは、前記シール基部の前記バルブガイド側から前記環状凹部の前記環状の側面に向かって延びている。   In the sealing structure according to an aspect of the present invention, the seal portion includes an annular seal base, the seal lip extends from the seal base to the cam side, and the back pressure lip is formed on the seal base. The valve guide contact lip extends from the valve guide side toward the axis, and the valve guide contact lip extends from the valve guide side of the seal base toward the annular side surface of the annular recess.

本発明の一態様に係る密封構造において、前記補強環は、前記軸線方向に延びる円筒状の円筒部と、該円筒部の一端から前記軸線に向かって延びる中空円盤状のフランジ部とを備え、該フランジ部の前記軸線側の端部が、前記シール部において前記シール基部の部位に位置している。   In the sealing structure according to one aspect of the present invention, the reinforcing ring includes a cylindrical cylindrical portion extending in the axial direction, and a hollow disk-shaped flange portion extending from one end of the cylindrical portion toward the axial line, An end of the flange portion on the axis line side is located at the seal base portion in the seal portion.

本発明に係る密封構造によれば、弾性体を介したバルブステムシールのバルブガイドへの嵌合を維持しつつ、バルブステムシールのバルブガイドからの抜けを抑制することができる。   According to the sealing structure of the present invention, the valve stem seal can be prevented from coming off from the valve guide while maintaining the fitting of the valve stem seal to the valve guide via the elastic body.

本発明の実施の形態に係る密封構造の概略構造を示すための軸線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the axis line for showing the schematic structure of the sealing structure which concerns on embodiment of this invention. 内燃機関において使用されている状態における本発明の実施の形態に係る密封構造の軸線に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the axis line of the sealing structure which concerns on embodiment of this invention in the state currently used in the internal combustion engine. 従来のバルブステムシールを取り付け状態において示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional valve stem seal in an attachment state.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る密封構造の概略構造を示すための軸線に沿う断面図である。本発明の実施の形態に係る密封構造は、内燃機関の動弁系において使用され、シリンダとポートとの間を連通及び遮断するためのバルブのバルブステムと、このバルブステムが挿通される一端がカム側に臨み他端がシリンダ側に臨むバルブガイドとの間の密封を図るものである。以下、説明の便宜上、図面において符号A側をカム側、符号B側をシリンダ側とする。また、軸線xに直交する方向(以下、径方向ともいう。)において、軸線xに向かう方向を内周側とし(図1の矢印aの方向)、軸線xから遠ざかる方向を外周側とする(図1の矢印bの方向)。   FIG. 1 is a cross-sectional view taken along an axis for illustrating a schematic structure of a sealing structure according to an embodiment of the present invention. A sealing structure according to an embodiment of the present invention is used in a valve train of an internal combustion engine, and includes a valve stem of a valve for communicating and blocking between a cylinder and a port, and one end into which the valve stem is inserted. This seals between the valve guide facing the cam side and the other end facing the cylinder side. Hereinafter, for convenience of explanation, the reference numeral A side in the drawings is the cam side and the reference sign B side is the cylinder side. In a direction orthogonal to the axis x (hereinafter, also referred to as a radial direction), the direction toward the axis x is defined as the inner peripheral side (the direction of arrow a in FIG. 1), and the direction away from the axis x is defined as the outer peripheral side ( Direction of arrow b in FIG. 1).

図1に示すように、本実施の形態に係る密封構造1は、バルブガイド10と、バルブステムシール20とを備えている。後述するように、密封構造1は使用状態において、バルブステムシール20がバルブガイド10のカム側の一端に嵌着される。図1においては、バルブステムシール20がバルブガイド10の一端に嵌着されている状態における密封構造1を示している。   As shown in FIG. 1, the sealing structure 1 according to the present embodiment includes a valve guide 10 and a valve stem seal 20. As will be described later, the valve stem seal 20 is fitted to one end of the valve guide 10 on the cam side when the sealing structure 1 is in use. FIG. 1 shows the sealing structure 1 in a state in which the valve stem seal 20 is fitted to one end of the valve guide 10.

バルブガイド10は、軸線x方向に延びる円筒状の形状を呈しており、後述するようにバルブのバルブステムが軸線x方向において往復運動可能に挿通される、軸線x方向に延びる貫通孔であるガイド孔11を有している。ガイド孔11は、バルブガイド10のカム側の端部である端部12(一端)とバルブガイド10のシリンダ側の端部である端部13(他端)との間に延びており、ガイド孔11の内径は、バルブステムの外径よりも大きくなっている。また、バルブガイド10は、バルブステムシール20が取り付けられるカム側の端部12においてバルブステムシール20に面する面である端面12aに、シリンダ側の端部13方向に凹む環状の凹部である環状凹部14を備えている。   The valve guide 10 has a cylindrical shape extending in the direction of the axis x, and a guide that is a through hole extending in the direction of the axis x through which the valve stem of the valve is inserted so as to be able to reciprocate in the direction of the axis x as will be described later. A hole 11 is provided. The guide hole 11 extends between an end portion 12 (one end) that is an end portion on the cam side of the valve guide 10 and an end portion 13 (the other end) that is an end portion on the cylinder side of the valve guide 10. The inner diameter of the hole 11 is larger than the outer diameter of the valve stem. Further, the valve guide 10 is an annular recess that is recessed in the direction of the cylinder-side end 13 on an end surface 12a that is a surface facing the valve stem seal 20 at the cam-side end 12 to which the valve stem seal 20 is attached. A recess 14 is provided.

環状凹部14は、端部12の端面12aからシリンダ側の端部13の方向に延びる環状の側面である環状側面15を備え、また、環状側面15のシリンダ側(端部13側)の端部から軸線xに向かって延びる面である底面16を備えている。具体的には、環状側面15は、図1に示すように、軸線xを中心とする円筒状の面であり、また、底面16は、径方向に延びる円盤状の面であり、ガイド孔11に接続している。このように、バルブガイド10のカム側の端部12には、ガイド孔11を覆うように環状凹部14が形成されており、端部12側において、ガイド孔11は、環状凹部14の底面16まで延びている。   The annular recess 14 includes an annular side surface 15 that is an annular side surface extending in the direction from the end surface 12a of the end portion 12 to the end portion 13 on the cylinder side, and an end portion of the annular side surface 15 on the cylinder side (end portion 13 side). Is provided with a bottom surface 16 which is a surface extending toward the axis x. Specifically, as shown in FIG. 1, the annular side surface 15 is a cylindrical surface centered on the axis x, and the bottom surface 16 is a disk-shaped surface extending in the radial direction, and the guide hole 11. Connected to. Thus, the annular recess 14 is formed in the end 12 on the cam side of the valve guide 10 so as to cover the guide hole 11, and the guide hole 11 is formed on the bottom surface 16 of the annular recess 14 on the end 12 side. It extends to.

バルブステムシール20は、軸線xを中心とする環状の金属製の補強環30と、補強環30に取り付けられている弾性体から形成されている軸線xを中心とする環状の弾性体部40とを備えている。弾性体部40の弾性体は、例えば、フッ素ゴム等のゴム材である。補強環30は、例えばプレス加工や鍛造によって製造されており、弾性体部40は成形型を用いて架橋(加硫)成形によって成形される。この架橋成形の際に、補強環30は成形型の中に配置されており、弾性体部40が架橋接着により補強環30に接着され、弾性体部40が補強環30と一体的に成形される。   The valve stem seal 20 includes an annular metal reinforcing ring 30 centered on the axis x, and an annular elastic body portion 40 centered on the axis x formed from an elastic body attached to the reinforcing ring 30. It has. The elastic body of the elastic body portion 40 is, for example, a rubber material such as fluororubber. The reinforcing ring 30 is manufactured by, for example, pressing or forging, and the elastic body portion 40 is formed by cross-linking (vulcanization) molding using a molding die. At the time of this cross-linking molding, the reinforcing ring 30 is disposed in the mold, the elastic body portion 40 is bonded to the reinforcing ring 30 by cross-linking adhesion, and the elastic body portion 40 is formed integrally with the reinforcing ring 30. The

補強環30は、図1に示すように、軸線xに沿う断面の形状(以下、断面形状ともいう。)が略L字状の形状を呈しており、軸線x方向に延びる円筒状の円筒部31と、円筒部31のカム側の端部から軸線xに向かって延びる中空円盤状のフランジ部32とを備えている。   As shown in FIG. 1, the reinforcing ring 30 has a cylindrical shape that has a substantially L-shaped cross section (hereinafter also referred to as a cross sectional shape) along the axis x, and extends in the direction of the axis x. 31 and a hollow disk-like flange portion 32 extending from the cam-side end of the cylindrical portion 31 toward the axis x.

弾性体部40は、シール部41と、嵌合部42とを一体に有している。シール部41は、軸線x方向に延びる環状のシール基部43と、後述するように挿通されるバルブステムに当接するシールリップ44と、シールリップ44よりバルブガイド10側(シリンダ側)に配設されているバルブステムに当接する背圧リップ45と、バルブガイド10に当接するバルブガイド当接リップ46とを一体に有している。   The elastic body portion 40 integrally includes a seal portion 41 and a fitting portion 42. The seal portion 41 is disposed on the valve guide 10 side (cylinder side) with respect to the annular seal base portion 43 extending in the axis x direction, a seal lip 44 that abuts a valve stem that is inserted as described later, and the seal lip 44. A back pressure lip 45 that abuts against the valve stem and a valve guide abutment lip 46 that abuts against the valve guide 10 are integrally provided.

具体的には、図1に示すように、シールリップ44は、シール基部43からカム側に向かって延びており、内周側のカム側の端部には、軸線xを中心とする環状のリップ先端部44aが形成されている。リップ先端部44aは、軸線xに向かって突出しており、断面形状が内周側に向かって凸の楔形状の部分である。後述するように、使用状態において、シールリップ44はリップ先端部44aにおいてバルブステムに当接する。   Specifically, as shown in FIG. 1, the seal lip 44 extends from the seal base portion 43 toward the cam side, and has an annular shape centering on the axis line x at the cam side end on the inner peripheral side. A lip tip 44a is formed. The lip tip portion 44a is a wedge-shaped portion that protrudes toward the axis x and has a cross-sectional shape that is convex toward the inner peripheral side. As will be described later, in use, the seal lip 44 contacts the valve stem at the lip tip 44a.

シールリップ44の外周側には、リップ先端部44aに対向してガータスプリング47が嵌着されており、ガータスプリング47は、シールリップ44を軸線xに向かう方向に付勢して、リップ先端部44aがバルブステムの変位に対して追随するようにリップ先端部44aにバルブステムに対する緊迫力を与えている。   A garter spring 47 is fitted on the outer peripheral side of the seal lip 44 so as to face the lip tip portion 44a. The garter spring 47 urges the seal lip 44 in the direction toward the axis x, and thereby the lip tip portion. The lip tip 44a is applied with a tension force against the valve stem so that 44a follows the displacement of the valve stem.

背圧リップ45は、図1に示すように、シール基部43のシリンダ側から軸線xに向かって延びるリップであり、より具体的には、シール基部43のシリンダ側の端部である端部43aの内周側から、内周方向且つシリンダ側に向かう方向に延びる軸線xを中心とする環状のリップである。背圧リップ45は、バルブガイド10の環状凹部14内に進入しており、少なくとも一部が環状凹部14内に収容されている。また、後述するように、使用状態において、背圧リップ45はバルブステムに当接する。   As shown in FIG. 1, the back pressure lip 45 is a lip extending from the cylinder side of the seal base 43 toward the axis x, and more specifically, an end 43 a that is an end of the seal base 43 on the cylinder side. It is an annular lip centering on an axis line x extending in the inner circumferential direction and in the direction toward the cylinder side from the inner circumferential side. The back pressure lip 45 enters the annular recess 14 of the valve guide 10, and at least a part thereof is accommodated in the annular recess 14. Further, as will be described later, the back pressure lip 45 abuts on the valve stem in the use state.

バルブガイド当接リップ46は、図1に示すように、シール基部43のシリンダ側から軸線xから遠ざかる方向に延びるリップである。より具体的には、バルブガイド当接リップ46は、背圧リップ45に外周側において隣接しており、シール基部43のシリンダ側の端部43aの外周側から延びている軸線xを中心とする円錐筒状の突出部である。また、バルブガイド当接リップ46は、外周方向且つシリンダ側に向かう方向に延びている。バルブガイド当接リップ46は、バルブガイド10の環状凹部14内に進入し、環状凹部14の環状側面15に当接している。   As shown in FIG. 1, the valve guide contact lip 46 is a lip extending in a direction away from the axis x from the cylinder side of the seal base 43. More specifically, the valve guide abutment lip 46 is adjacent to the back pressure lip 45 on the outer peripheral side, and is centered on the axis line x extending from the outer peripheral side of the cylinder-side end portion 43 a of the seal base 43. It is a conical cylindrical protrusion. Further, the valve guide contact lip 46 extends in the outer circumferential direction and in the direction toward the cylinder side. The valve guide abutment lip 46 enters the annular recess 14 of the valve guide 10 and abuts on the annular side surface 15 of the annular recess 14.

上述のように、背圧リップ45及びバルブガイド当接リップ46は、シール基部43のシリンダ側の端部43aからシリンダ側に向かう方向に延びており、径方向において互いに反対の方向に延びている。このため、図1に示すように、背圧リップ45とバルブガイド当接リップ46との間には、カム側に向かって凹むと共にシリンダ側に開放する環状の溝である環状溝部48が形成されている。   As described above, the back pressure lip 45 and the valve guide abutment lip 46 extend in the direction from the cylinder-side end 43a of the seal base 43 toward the cylinder, and extend in directions opposite to each other in the radial direction. . Therefore, as shown in FIG. 1, an annular groove 48 is formed between the back pressure lip 45 and the valve guide abutment lip 46, which is an annular groove that is recessed toward the cam side and opens toward the cylinder side. ing.

図1に示すように、シール部41において、補強環30のフランジ部32の内周側の端部(端部32a)は、シール基部43の部位に位置するようになっている。つまり、背圧リップ45及びバルブガイド当接リップ46は、補強環30のフランジ部32よりもシリンダ側に位置している。   As shown in FIG. 1, in the seal portion 41, the end portion (end portion 32 a) on the inner peripheral side of the flange portion 32 of the reinforcing ring 30 is positioned at the site of the seal base portion 43. That is, the back pressure lip 45 and the valve guide contact lip 46 are located on the cylinder side with respect to the flange portion 32 of the reinforcing ring 30.

弾性体部40において、嵌合部42は、バルブステムシール20がバルブガイド10に嵌着されて固定されるために機能する部分であり、補強環30の円筒部31を内側から覆っている。バルブガイド10の端部12が、嵌合部42及び円筒部31の内側に圧入されると、嵌合部42は、図1に示すように、補強環30の円筒部31とバルブガイド10の外周面との間で圧縮されて径方向の力である嵌合力を所定の大きさ発生する。この嵌合力により、バルブステムシール20がバルブガイド10に嵌着されて固定される。嵌合部42の径方向の厚さは、この所定の嵌合力が発生するように所定の厚さに設定されている。嵌合部42は、軸線x方向の一部の範囲において周面が上記所定の厚さに設定されていてもよく、また、嵌合部42は、軸線x方向の全ての範囲において周面が上記所定の厚さに設定されていてもよい。   In the elastic body portion 40, the fitting portion 42 is a portion that functions because the valve stem seal 20 is fitted and fixed to the valve guide 10, and covers the cylindrical portion 31 of the reinforcing ring 30 from the inside. When the end portion 12 of the valve guide 10 is press-fitted inside the fitting portion 42 and the cylindrical portion 31, the fitting portion 42 is connected to the cylindrical portion 31 of the reinforcing ring 30 and the valve guide 10 as shown in FIG. It is compressed between the outer peripheral surfaces and generates a predetermined magnitude of a fitting force that is a radial force. With this fitting force, the valve stem seal 20 is fitted and fixed to the valve guide 10. The radial thickness of the fitting portion 42 is set to a predetermined thickness so that the predetermined fitting force is generated. The circumferential surface of the fitting portion 42 may be set to the predetermined thickness in a part of the range in the axis x direction, and the circumferential surface of the fitting portion 42 may be set in the entire range in the axis x direction. The predetermined thickness may be set.

また、弾性体部40は、図1に示すように、補強環30のフランジ部32を覆うカバー部49を備え、カバー部49は、弾性体部40において、シール部41と嵌合部42とを接続している。シール部41、嵌合部42、及びカバー部49は、上述のように、同一の弾性体によって一体に形成されている。本実施の形態においては、カバー部49は、フランジ部32のカム側を覆うカム側カバー部49aと、フランジ部32のシリンダ側を覆うシリンダ側カバー部49bとを有している。シリンダ側カバー部49bは、バルブステムシール20がバルブガイド10に嵌着された際に、シリンダ側カバー部49bのシリンダ側に面する面がバルブガイド10の端面12aに当接し、バルブガイド10に対するバルブステムシール20の位置決めがなされるように、少なくとも一部において軸線x方向の厚さが設定されていてもよい。   Further, as shown in FIG. 1, the elastic body portion 40 includes a cover portion 49 that covers the flange portion 32 of the reinforcing ring 30, and the cover portion 49 includes a seal portion 41, a fitting portion 42, and an elastic body portion 40. Is connected. The seal part 41, the fitting part 42, and the cover part 49 are integrally formed of the same elastic body as described above. In the present embodiment, the cover portion 49 includes a cam side cover portion 49 a that covers the cam side of the flange portion 32 and a cylinder side cover portion 49 b that covers the cylinder side of the flange portion 32. When the valve stem seal 20 is fitted to the valve guide 10, the cylinder-side cover portion 49 b comes into contact with the end surface 12 a of the valve guide 10 so that the cylinder-side cover portion 49 b faces the cylinder side. The thickness in the direction of the axis x may be set at least in part so that the valve stem seal 20 is positioned.

次いで、上述の構成を有する密封構造1の作用について説明する。密封構造1は、上述のように内燃機関の動弁系において用いられる。図2は、内燃機関において使用されている状態における本発明の実施の形態に係る密封構造1の軸線xに沿う断面図である。   Next, the operation of the sealing structure 1 having the above-described configuration will be described. The sealing structure 1 is used in the valve train of the internal combustion engine as described above. FIG. 2 is a cross-sectional view along the axis x of the sealing structure 1 according to the embodiment of the present invention in a state where it is used in an internal combustion engine.

図2に示すように、密封構造1の使用状態において、バルブのバルブステム60がシリンダ側からバルブガイド10のガイド孔11に挿通され、バルブステムシール20に挿通されている。バルブステム60は、図示しないカムによって軸線x方向に往復駆動される。バルブステムシール20において、シールリップ44のリップ先端部44aは、バルブステム60の外周側の面である外周面61にバルブステム60が摺動可能に当接しており、また、背圧リップ45は、バルブステム60の外周面61にバルブステム60が摺動可能に当接している。また、バルブガイド10のガイド孔11とバルブステム60の外周面61との間には環状の空間である空間gが形成されており、バルブステム60がバルブガイド10のガイド孔11を摺動可能となっている。   As shown in FIG. 2, when the sealing structure 1 is in use, the valve stem 60 of the valve is inserted into the guide hole 11 of the valve guide 10 from the cylinder side and is inserted into the valve stem seal 20. The valve stem 60 is driven to reciprocate in the direction of the axis x by a cam (not shown). In the valve stem seal 20, the lip tip portion 44 a of the seal lip 44 abuts the outer peripheral surface 61, which is the outer peripheral surface of the valve stem 60, so that the valve stem 60 is slidable. The valve stem 60 is slidably in contact with the outer peripheral surface 61 of the valve stem 60. An annular space g is formed between the guide hole 11 of the valve guide 10 and the outer peripheral surface 61 of the valve stem 60 so that the valve stem 60 can slide in the guide hole 11 of the valve guide 10. It has become.

バルブステムシール20のシールリップ44は、リップ先端部44aがバルブステム60の外周面61に当接して、潤滑油が供給されるカム側から空間gの密封を図るが、リップ先端部44aは、所定量の潤滑油がリップ先端部44aから漏れ出て、この漏れ出た潤滑油が空間gに供給されるようになっている。リップ先端部44aからの潤滑油の所定の漏れ量は、空間gに油膜が形成され、バルブステム60がバルブガイド10のガイド孔11に対して円滑に摺動可能になるような潤滑油の量である。シールリップ44は、このような適量の潤滑油がリップ先端部44aとバルブステム60の外周面61との間から漏れ出して空間gに供給されるように漏れ量が調整されている。   The seal lip 44 of the valve stem seal 20 has a lip tip 44a abutting against the outer peripheral surface 61 of the valve stem 60 to seal the space g from the cam side to which the lubricating oil is supplied. A predetermined amount of lubricating oil leaks from the lip tip 44a, and the leaked lubricating oil is supplied to the space g. The predetermined amount of lubricating oil leaking from the lip tip 44a is such that the oil film is formed in the space g and the valve stem 60 can slide smoothly with respect to the guide hole 11 of the valve guide 10. It is. The seal lip 44 has an amount of leakage adjusted so that such an appropriate amount of lubricating oil leaks from between the lip tip 44a and the outer peripheral surface 61 of the valve stem 60 and is supplied to the space g.

また、背圧リップ45は内周側の部分において、バルブステム60の外周面61に当接しており、シリンダ側からの背圧がシールリップ44に掛かることを抑制している。これにより、シールリップ44が背圧を受けて変形することが抑制され、シールリップ44による潤滑油の供給量(漏れ量)の安定化が図られている。   Further, the back pressure lip 45 is in contact with the outer peripheral surface 61 of the valve stem 60 at the inner peripheral side portion, and the back pressure from the cylinder side is prevented from being applied to the seal lip 44. As a result, the seal lip 44 is prevented from being deformed by receiving back pressure, and the supply amount (leakage amount) of the lubricating oil by the seal lip 44 is stabilized.

また、バルブガイド当接リップ46は外周側の部分において、バルブガイド10の環状凹部14の環状側面15に当接している。このため、バルブステムシール20は、環状凹部14の形成する空間において背圧リップ45及びバルブガイド当接リップ46のみが背圧を受けることになり、従来のように、弾性体部40のシリンダ側カバー部49bにおいても背圧を受けることはない。このため、バルブステムシール20が背圧を受ける受圧面積を小さくすることができ、バルブステムシール20が背圧によって受けるバルブステムシール20をカム側方向に付勢する力を低減することができる。これにより、背圧によるバルブガイド10からのバルブステムシール20の抜けを抑制することができる。   Further, the valve guide contact lip 46 is in contact with the annular side surface 15 of the annular recess 14 of the valve guide 10 at the outer peripheral portion. For this reason, only the back pressure lip 45 and the valve guide abutment lip 46 receive the back pressure in the space formed by the annular recess 14 in the valve stem seal 20, and the cylinder side of the elastic body portion 40 as in the prior art. No back pressure is applied to the cover portion 49b. For this reason, the pressure receiving area where the valve stem seal 20 receives the back pressure can be reduced, and the force that the valve stem seal 20 receives by the back pressure in the cam side direction can be reduced. Thereby, the omission of the valve stem seal 20 from the valve guide 10 due to the back pressure can be suppressed.

また、バルブガイド当接リップ46は外周側の部分において、バルブガイド10の環状凹部14の環状側面15に当接しているため、当接によるバルブガイド当接リップ46への反力は、内周側に向かう。このように、バルブガイド当接リップ46の当接による反力は、バルブステムシール20をバルブガイド10から抜く方向に付勢する軸線x方向に発生しない。このため、バルブガイド当接リップ46は、バルブステムシール20をバルブガイド10から抜く方向に付勢する力を発生させることなく背圧の受圧面積を小さくすることができる。   Further, since the valve guide contact lip 46 is in contact with the annular side surface 15 of the annular recess 14 of the valve guide 10 at the outer peripheral portion, the reaction force to the valve guide contact lip 46 due to the contact is the inner periphery. Head to the side. As described above, the reaction force caused by the contact of the valve guide contact lip 46 does not occur in the direction of the axis x that urges the valve stem seal 20 in the direction of pulling out the valve guide 10. For this reason, the valve guide abutment lip 46 can reduce the pressure receiving area of the back pressure without generating a force for urging the valve stem seal 20 in the direction of removing the valve stem seal 20 from the valve guide 10.

また、図2に示すように、背圧リップ45とバルブガイド当接リップ46との間には、環状凹部14の形成する空間に開放された環状の溝部である環状溝部48が形成されている。このため、背圧が背圧リップ45及びバルブガイド当接リップ46に加わると、環状溝部48において背圧が、背圧リップ45をその当接するバルブステム60に向かって付勢し、バルブガイド当接リップ46をその当接するバルブガイド10の環状凹部14の環状側面15に向かって付勢する。このため、背圧が掛かっている状態において、背圧リップ45がバルブステム60に当接する力、及びバルブガイド当接リップ46がバルブガイド10の環状凹部14の環状側面15に当接する力を増大させることができる。これにより、背圧が背圧リップ45とバルブステム60との間を抜けることの抑制を更に図ることができ、シールリップ44による潤滑油の供給量の安定化を更に図ることができる。また、背圧がバルブガイド当接リップ46と環状凹部14の環状側面15との間を抜けることの抑制を図ることができ、バルブガイド10からのバルブステムシール20の抜けの防止を更に図ることができる。   As shown in FIG. 2, an annular groove 48, which is an annular groove opened to the space formed by the annular recess 14, is formed between the back pressure lip 45 and the valve guide contact lip 46. . For this reason, when back pressure is applied to the back pressure lip 45 and the valve guide abutment lip 46, the back pressure urges the back pressure lip 45 toward the abutting valve stem 60 in the annular groove 48, and the valve guide abutment. The contact lip 46 is urged toward the annular side surface 15 of the annular recess 14 of the valve guide 10 in contact therewith. For this reason, in the state where back pressure is applied, the force with which the back pressure lip 45 abuts on the valve stem 60 and the force with which the valve guide abutment lip 46 abuts on the annular side surface 15 of the annular recess 14 of the valve guide 10 are increased. Can be made. As a result, it is possible to further suppress the back pressure from passing between the back pressure lip 45 and the valve stem 60, and to further stabilize the supply amount of the lubricating oil by the seal lip 44. Further, it is possible to suppress the back pressure from passing between the valve guide abutment lip 46 and the annular side surface 15 of the annular recess 14, and further prevent the valve stem seal 20 from coming off from the valve guide 10. Can do.

環状溝部48の形状は、図1,2に示すように、カム側に向かって径方向の幅が狭まっていく形状が好ましい。環状溝部48の側面(側面48a,48b)は、直線状の傾斜面であっても、曲面状の傾斜面であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the shape of the annular groove 48 is preferably a shape in which the width in the radial direction becomes narrower toward the cam side. The side surfaces (side surfaces 48a and 48b) of the annular groove 48 may be linear inclined surfaces or curved inclined surfaces.

このように、本発明の実施の形態に係る密封構造1によれば、弾性体を介したバルブステムシール20のバルブガイド10への嵌合を維持しつつ、バルブステムシール20のバルブガイド10からの抜けを抑制することができる。   Thus, according to the sealing structure 1 according to the embodiment of the present invention, the fitting of the valve stem seal 20 to the valve guide 10 via the elastic body is maintained, while the valve guide 10 of the valve stem seal 20 is maintained. Omission can be suppressed.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る密封構造1に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。   The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the sealing structure 1 according to the above-described embodiment, and all aspects included in the concept of the present invention and the claims. including. In addition, the configurations may be appropriately combined as appropriate so as to achieve at least part of the problems and effects described above. For example, the shape, material, arrangement, size, and the like of each component in the above embodiment can be appropriately changed according to the specific usage mode of the present invention.

1 密封構造
10,111 バルブガイド
11 ガイド孔
12,13 端部
12a 端面
14 環状凹部
15 環状側面
16 底面
20,100 バルブステムシール
30,101 補強環
31 円筒部
32 フランジ部
32a 端部
40,102 弾性体部
41 シール部
42,105 嵌合部
43 シール基部
43a 端部
44,103 シールリップ
44a リップ先端部
45,104 背圧リップ
46 バルブガイド当接リップ
47 ガータスプリング
48 環状溝部
48a,48b 側面
49 カバー部
49a カム側カバー部
49b シリンダ側カバー部
60,110 バルブステム
61 外周面
g 空間
x 軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing structure 10,111 Valve guide 11 Guide hole 12,13 End part 12a End surface 14 Annular recessed part 15 Annular side face 16 Bottom face 20,100 Valve stem seal 30,101 Reinforcement ring 31 Cylindrical part 32 Flange part 32a End part 40,102 Elasticity Body part 41 Seal part 42, 105 Fitting part 43 Seal base part 43a End part 44, 103 Seal lip 44a Lip tip part 45, 104 Back pressure lip 46 Valve guide contact lip 47 Garter spring 48 Annular groove 48a, 48b Side face 49 Cover Part 49a cam side cover part 49b cylinder side cover part 60, 110 valve stem 61 outer peripheral surface g space x axis

Claims (5)

内燃機関においてシリンダとポートとの間を連通及び遮断するためのバルブのバルブステムと、該バルブステムが挿通される一端がカム側に臨み他端が前記シリンダ側に臨むバルブガイドとの間の密封を図る密封構造であって、
バルブガイドと、
前記バルブガイドに該バルブガイドの一端において嵌着されるバルブステムシールとを備え、
前記バルブステムシールは、軸線を中心とする環状の補強環と、該補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線を中心とする環状の弾性体部とを備え、
前記弾性体部は、バルブステムに当接するシールリップ、該シールリップより前記バルブガイド側に配設されている前記バルブステムに当接する背圧リップ、及び前記バルブガイドに当接するバルブガイド当接リップを備えるシール部と、前記補強環と前記バルブガイドとの間で押圧される嵌合部とを備え、
前記バルブガイドは、前記一端に、該一端から他端方向に延びる環状の側面を形成する前記他端方向に凹む環状の環状凹部を備え、
前記背圧リップは、少なくとも一部が前記環状凹部内に収容され、
前記バルブガイド当接リップは、前記環状凹部の前記環状の側面に当接することを特徴とする密封構造。
Sealing between a valve stem of a valve for communicating and blocking between a cylinder and a port in an internal combustion engine, and a valve guide having one end through which the valve stem is inserted facing the cam side and the other end facing the cylinder side A sealing structure for achieving
A valve guide,
A valve stem seal fitted to the valve guide at one end of the valve guide;
The valve stem seal includes an annular reinforcing ring centered on an axis, and an annular elastic body portion centered on the axis formed from an elastic body attached to the reinforcing ring,
The elastic body portion includes a seal lip that abuts on the valve stem, a back pressure lip that abuts on the valve stem disposed on the valve guide side from the seal lip, and a valve guide abutment lip that abuts on the valve guide A sealing portion, and a fitting portion pressed between the reinforcing ring and the valve guide,
The valve guide includes, at the one end, an annular annular recess that is recessed in the other end direction to form an annular side surface extending from the one end in the other end direction,
The back pressure lip is at least partially housed in the annular recess,
The sealing structure according to claim 1, wherein the valve guide contact lip contacts the annular side surface of the annular recess.
前記背圧リップと前記バルブガイド当接リップとの間に、前記バルブガイドの前記他端方向に開放する環状の溝部が形成されていることを特徴とする請求項1記載の密封構造。   2. The sealing structure according to claim 1, wherein an annular groove that opens toward the other end of the valve guide is formed between the back pressure lip and the valve guide contact lip. 前記環状の溝部は、前記軸線に直交する方向の幅が前記カム側に向かって狭まっていく形状を有していることを特徴とする請求項2記載の密封構造。   The sealing structure according to claim 2, wherein the annular groove has a shape in which a width in a direction perpendicular to the axis is narrowed toward the cam side. 前記シール部は、環状のシール基部を備え、前記シールリップは、前記シール基部から前記カム側に延びており、前記背圧リップは、前記シール基部の前記バルブガイド側から前記軸線に向かって延びており、前記バルブガイド当接リップは、前記シール基部の前記バルブガイド側から前記環状凹部の前記環状の側面に向かって延びていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の密封構造。   The seal portion includes an annular seal base, the seal lip extends from the seal base to the cam side, and the back pressure lip extends from the valve guide side of the seal base toward the axis. 4. The valve guide abutting lip extends from the valve guide side of the seal base toward the annular side surface of the annular recess. Sealing structure. 前記補強環は、前記軸線方向に延びる円筒状の円筒部と、該円筒部の一端から前記軸線に向かって延びる中空円盤状のフランジ部とを備え、該フランジ部の前記軸線側の端部が、前記シール部において前記シール基部の部位に位置していることを特徴とする請求項4記載の密封構造。   The reinforcing ring includes a cylindrical cylindrical portion extending in the axial direction, and a hollow disk-shaped flange portion extending from one end of the cylindrical portion toward the axial line, and an end of the flange portion on the axial side is provided. The sealing structure according to claim 4, wherein the sealing portion is located at a position of the seal base portion.
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