JP2018071567A - Valve stem seal - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車エンジンのバルブ装置のバルブステムと、これを軸方向移動自在に支持するバルブガイドとの間を密封するバルブステムシールに関する。 The present invention relates to a valve stem seal that seals between, for example, a valve stem of a valve device of an automobile engine and a valve guide that supports the valve stem so as to be axially movable.
自動車エンジンの吸排気バルブにおいては、バルブステムとこれを軸方向移動自在に支持するバルブガイドとの摺動面に補給されるエンジンオイルの量を調整すると共に、排ガス等をシールするためにバルブステムシールが使用されている。 In an intake / exhaust valve of an automobile engine, the valve stem is used to adjust the amount of engine oil supplied to a sliding surface between a valve stem and a valve guide that supports the axial movement of the valve stem and to seal exhaust gas. A seal is used.
図8はエンジンの排気バルブ装置を示すものであり、この図8において、参照符号110はエンジンのシリンダヘッド、111はシリンダヘッド110に形成された排気ポート、112は排気ポート111を開閉するバルブ、113はバルブ112から延びるバルブステム、114はバルブステム113を軸方向移動自在に支持するバルブガイド、115はバルブステム113を介してバルブ112を閉弁方向へ付勢するコイルスプリング、116は、バルブステム113を、1回転毎にコイルスプリング115の付勢力に抗してバルブ112の開弁方向へ押し下げるカムである。
FIG. 8 shows an exhaust valve device for an engine. In FIG. 8,
バルブステムシール100は、バルブガイド114の上端部に装着されていて、図9に示すように、バルブガイド114の上端部外周面に密嵌されるゴム弾性体からなる筒状嵌合部101と、その上端に設けられてバルブステム113の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ102及び背圧リップ103と、筒状嵌合部101に一体に接合された補強筒体104とを備え、バルブガイド114の上側に存在する油室内から、バルブステム113の外周面とバルブガイド114の内周面との摺動部へのエンジンオイルの流入による適度な潤滑状態を保持し、エンジンオイルの過剰な流入を制限するものである。
The
また、このバルブステムシール100は、筒状嵌合部101の内周面に形成された嵌合突起101aを、バルブガイド114の外周面に形成された環状溝114aに嵌合させることによって、バルブガイド114からの抜け止めが行われている(例えば下記の先行技術文献参照)。
Further, the
ここで、バルブガイド114の上側にバルブステムシール100によって画成された空間には、図8に示す排気ポート111から、排ガス圧力が、バルブステム113の外周面とバルブガイド114の内周面との間の微小隙間を通じてバルブステムシール100の抜け方向への背圧Pとして作用しており、近年、エンジンの高出力化によって、背圧Pも上昇するため、バルブガイド114に対するバルブステムシール100の固定力を向上させ、確実に抜け止めを図ることが求められる。
Here, in the space defined by the
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、バルブガイドに対するバルブステムシールの固定力を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is to improve the fixing force of the valve stem seal to the valve guide.
上述した技術的課題を解決するため、請求項1の発明に係るバルブステムシールは、バルブガイドの外周面に密接される筒状嵌合部と、この筒状嵌合部の端部から延在され、前記バルブガイドに挿通されたバルブステムの外周面に摺動可能に密接されるシールリップと、前記筒状嵌合部の外周に一体に接合された補強筒体と、前記バルブガイドの外周面に形成された環状凹部に係止可能であって前記筒状嵌合部よりも剛性の高い材料からなる被係止リングとを備え、前記被係止リングが、前記補強筒体の内周に、軸方向両側から前記筒状嵌合部に挟持された状態で取り付けられたことを特徴とするものである。
In order to solve the technical problem described above, a valve stem seal according to the invention of
また、請求項2の発明に係るバルブステムシールは、請求項1に記載の構成において、補強筒体が、シールリップと軸方向反対側で大径となるように環状段差部が形成された補強筒体本体と、前記環状段差部の大径側に圧入嵌着された副筒体からなり、被係止リングの外径部が、前記環状段差部と前記副筒体との間に挟持されたことを特徴とするものである。 The valve stem seal according to a second aspect of the present invention is the valve stem seal according to the first aspect, wherein the reinforcing cylindrical body is formed with an annular step portion so as to have a large diameter on the side opposite to the seal lip in the axial direction. It consists of a cylinder body and a sub cylinder that is press-fitted to the large diameter side of the annular step portion, and the outer diameter portion of the locked ring is sandwiched between the annular step portion and the sub cylinder. It is characterized by that.
請求項3の発明に係るバルブステムシールは、請求項1に記載の構成において、被係止リングが筒状嵌合部と一体に接合され、前記被係止リングの軸方向両側の前記筒状嵌合部が、前記被係止リングに形成された切欠を介して互いに連続していることを特徴とするものである。 The valve stem seal according to a third aspect of the present invention is the valve stem seal according to the first aspect, wherein the locked ring is integrally joined with the cylindrical fitting portion, and the cylindrical shape on both axial sides of the locked ring. The fitting portions are continuous with each other through notches formed in the locked ring.
本発明に係るバルブステムシールによれば、補強筒体の内周に、筒状嵌合部よりも剛性の高い材料からなる被係止リングが、軸方向両側から筒状嵌合部に挟持された状態で取り付けられ、この被係止リングが、バルブガイドの外周面に形成された環状凹部に係止されるため、バルブガイドに対するバルブステムシールの固定力を向上させることができる。 According to the valve stem seal of the present invention, the locked ring made of a material having rigidity higher than that of the cylindrical fitting portion is sandwiched by the cylindrical fitting portion from both sides in the axial direction on the inner periphery of the reinforcing cylindrical body. Since the locked ring is locked in an annular recess formed in the outer peripheral surface of the valve guide, the fixing force of the valve stem seal with respect to the valve guide can be improved.
以下、本発明に係るバルブステムシールの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図1は、第一の実施の形態を示すものである。 Hereinafter, a preferred embodiment of a valve stem seal according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a first embodiment.
すなわち第一の実施の形態のバルブステムシール1は、上下(軸方向)に並んで配置されたゴム弾性体からなる筒状嵌合部11,12と、上側の筒状嵌合部11と連続したゴム弾性体からなるシールリップ13及び背圧リップ14と、筒状嵌合部11,12を外周側から補強する金属からなる補強筒体15と、この補強筒体15の内周に取り付けられ筒状嵌合部11,12よりも剛性が高くかつ適度な弾性を有する材料からなる被係止リング17と、シールリップ13の外周に装着されたガータスプリング18と、を備える。
That is, the
補強筒体15は、補強筒体本体151と副筒体152からなる。このうち補強筒体本体151は、相対的に小径の上側円筒部151aと、その下側の相対的に大径の下側円筒部151bと、上側円筒部151aと下側円筒部151bの間の環状段差部151cと、上側円筒部151aの上端から内径側へ延びる内向き鍔部151dと、を有し、副筒体152は単純な円筒状であって、補強筒体本体151における下側円筒部151bの内周面に適当な締め代をもって嵌着されている。
The reinforcing
筒状嵌合部11,12は、図2に示すように、例えばエンジンのバルブ装置における円筒状のバルブガイド4の外周面に適当なつぶし代をもって密接状態で装着されるものであって、この筒状嵌合部11,12のうち、上側の筒状嵌合部11は、補強筒体15における補強筒体本体151の上側円筒部151aの内周面に加硫接着されており、下側の筒状嵌合部12は、補強筒体15における副筒体152の内周面に加硫接着されており、筒状嵌合部11,12は、内周面が互いに同径の円筒面状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
補強筒体本体151の内向き鍔部151dの内側面(下面)には、筒状嵌合部11の上端から径方向内側へ向けて延びる径方向部11aが加硫接着されており、シールリップ13及び背圧リップ14は、この径方向部11aの内径端から、軸方向両側へ分岐するように設けられている。
A
このうち、シールリップ13は、基部が補強筒体本体151の内向き鍔部151dの内径端部近傍に接合されていて、そこから軸方向上側へ延び、その上端近傍の内周面が、図2に示すように、バルブガイド4に挿通されたバルブステム3の外周面に摺動可能に密接されることによって、バルブガイド4の上側に存在する油室(不図示)内のエンジンオイルが、バルブステム3の外周面とバルブガイド4の内周面との摺動部へ流入するのを制限するものである。言い換えれば、バルブステム3とバルブガイド4との摺動部へ適量のエンジンオイルの流入を許容することによって、バルブステム3とバルブガイド4の摺動部の潤滑を維持すると共に、不図示のバルブの摩耗の抑制を図っている。
Of these, the base of the
また、背圧リップ14は、シールリップ13の基部から軸方向下側へ分岐するように、円錐筒状に延び、その下端近傍の内周面が、バルブステム3の外周面に摺動可能に密接されることによって、不図示の排気ポート側からの排ガスの圧力がバルブステム3とバルブガイド4の摺動部の微小隙間を介してシールリップ13の内周に負荷されないように、これを遮断するものである。
The
被係止リング17は、内径部が、バルブガイド4の外周面に形成された環状凹部41に嵌合されることによって、バルブステムシール1をバルブガイド4に抜け止め状態に固定するものであって、筒状嵌合部11,12よりも剛性が高くかつ適度な弾性を有する材料、例えば合成樹脂からなる。
The locked
そしてこの被係止リング17は、補強筒体15における補強筒体本体151の下側円筒部151bの内周に配置され、外径部が補強筒体15における補強筒体本体151の環状段差部151cと補強筒体15における副筒体152の上端部との間に軸方向両側(上下)から挟持されると共に、径方向中間部が、環状段差部151cの下面と面一にある筒状嵌合部11の下端部と、副筒体152の上端部と面一にある筒状嵌合部12の上端との間に挟持された状態で取り付けられており、内径端部が筒状嵌合部11,12の内径よりも、かつバルブガイド4の外径よりも適宜小径となっている。
The locked
ガータスプリング18は、金属製の細長いコイルスプリングを環状に繋げたものであって、シールリップ13の外周面に形成された環状溝に嵌着され、バルブステム3の外周面に対するシールリップ13の緊迫力を補償するものである。
The
被係止リング17は、まず図3に示す組立前の状態から、補強筒体本体151の下側円筒部151bの内周に挿入し、さらにこの下側円筒部151bの内周に副筒体152を圧入することによって、図2に示す状態に固定することができる。
The locked
また、被係止リング17は、円周方向1か所に切断部17aを設けて径方向への弾性変形を可能とすることによって、補強筒体本体151における下側円筒部151bの内周への挿入を容易に行うことができる。また、被係止リング17の内径下部に、面取り17bを形成することが好ましく、さらに、被係止リング17の切断部17aは、径方向及び軸方向に対して傾斜面をなすものとすることができる。
Further, the locked
一方、図2に示すバルブガイド4の外周面には環状凹部41が形成されており、バルブステムシール1における被係止リング17の内径部が、この環状凹部41に嵌合可能となっており、これによってバルブステムシール1は、バルブガイド4からの抜け出し方向(上方向)に対して係止されるようになっている。また、環状凹部41の上側の上部外周面42と環状凹部41の下側の下部外周面43は同径であり、上部外周面42の上端部には面取り44が形成されている。
On the other hand, an
以上の構成を備えるバルブステムシール1をバルブガイド4に装着するには、補強筒体15の下端部すなわち補強筒体本体151及び副筒体152の下端部を先頭にしてバルブガイド4の上方から外挿するが、その過程で、まず下側の筒状嵌合部12がバルブガイド4の面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながら上部外周面42を経由して下部外周面43側へ外挿されていき、次に被係止リング17が、面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながらバルブガイド4の上部外周面42へ移動し、さらに、上側の筒状嵌合部11が、面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながらバルブガイド4の上部外周面42へ外挿されていく。また、被係止リング17の内径部に形成された面取り17bによって、バルブガイド4への外挿時の抵抗を一層小さくすることができる。
In order to attach the
そして、被係止リング17がバルブガイド4の環状凹部41の外周に達した時点で、この被係止リング17は圧縮に対する内径側への復元力によって、内径部がバルブガイド4の環状凹部41に嵌まり込み、装着が完了する。したがってこのバルブステムシール1は、バルブガイド4の上方から外挿するだけで容易に装着することができる。
When the locked
また、バルブガイド4の上端部とバルブステムシール1の背圧リップ14との間に画成された空間に、バルブガイド4の下方にある不図示のポートからの排ガスの圧力が、バルブステム3の外周面とバルブガイド4の内周面との摺動部の微小隙間を介して導入され、この圧力がバルブステムシール1の背圧リップ14及び補強筒体本体151の内向き鍔部151d(径方向部11a)に背圧Pとして作用することによって、バルブステムシール1には抜け出し方向(上方)への荷重が加わるが、上方へのバルブステムシール1の移動は、被係止リング17の内径部が、環状凹部41に嵌合していることによって規制される。しかもこの被係止リング17は、ゴム弾性体からなる筒状嵌合部11,12よりも剛性が高く、補強筒体本体151の環状段差部151cと副筒体152の間、及び筒状嵌合部11,12の間に軸方向両側(上下)から挟持された状態で固定されているため、抜け出し方向への荷重を受けても容易に環状凹部41から外れたり損傷したりすることがなく、したがってバルブステムシール1の固定力を著しく向上することができる。
Further, in the space defined between the upper end portion of the
次に図4〜図7は、本発明に係るバルブステムシールの第二の実施の形態を示すものであって、この実施の形態において、第一の実施の形態と異なるところは、補強筒体15は円筒部15a及びその上端から内径側へ屈曲形成された内向き鍔部15bを有する単一の部材であって、円筒部15aは環状段差部が存在しない単純な円筒状であり、被係止リング17は、補強筒体15における円筒部15aの軸方向中間の内周に配置されると共に、外径部が、ゴム弾性体からなる筒状嵌合部16に一体的に接合されている点にある。
Next, FIGS. 4 to 7 show a second embodiment of the valve stem seal according to the present invention. In this embodiment, the difference from the first embodiment is a reinforcing cylinder.
詳しくは、筒状嵌合部16は、補強筒体15の円筒部15aの内周面に加硫接着されており、被係止リング17より上側に位置する上側筒状嵌合部161と、被係止リング17より下側に位置する下側筒状嵌合部162からなり、上側筒状嵌合部161の上端から径方向内側へ向けて延びると共に補強筒体15の内向き鍔部15bの内側面(下面)に加硫接着された径方向部16aの内径端から、シールリップ13及び背圧リップ14が軸方向両側へ分岐するように設けられている。シールリップ13及び背圧リップ14、ガータスプリング18の構成は、第一の実施の形態と同様である。
Specifically, the cylindrical
被係止リング17は、図4〜図6に示すように、内径部から外径側へ向けてえぐった形状の切欠溝17cが周方向複数カ所に形成されており、この切欠溝17cの外径端(溝底)は、筒状嵌合部16(上側筒状嵌合部161及び下側筒状嵌合部162)の内周面よりも外径側にあり、筒状嵌合部16の上側筒状嵌合部161と下側筒状嵌合部162は、切欠溝17cの底部を覆うように形成されたゴム弾性体からなる連続部163を介して互いに連続している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the locked
すなわち、筒状嵌合部16とこれに連続したシールリップ13及び背圧リップ14を、補強筒体15に一体成形する際に、予め補強筒体15の円筒部15aの内周に被係止リング17を位置決め固定し、補強筒体15及び被係止リング17と不図示の金型内面との間に画成されるキャビティ内に成形用ゴム材料を充填することによって、この成形用ゴム材料が被係止リング17の軸方向両側へ切欠溝17cを通じて賦形され、これによって、筒状嵌合部16が、図示のように、上側筒状嵌合部161と下側筒状嵌合部162が連続部163を介して互いに連続すると共に、被係止リング17を軸方向両側から挟持する形状に成形されたものである。
That is, when the cylindrical
また、被係止リング17は、第一の実施の形態と同様、円周方向1か所に切断部17aを設けることによって径方向への弾性変形を可能とすることや、内径下部に面取り17bを形成することも好ましい。
Similarly to the first embodiment, the locked
以上の構成を備えるバルブステムシール1は、図7に示すようにバルブガイド4へ装着するには、補強筒体15の下端部を先頭にしてバルブガイド4の上方から外挿するが、その過程で、まず下側筒状嵌合部162がバルブガイド4の面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながら上部外周面42を経由して下部外周面43側へ外挿されていき、次に被係止リング17が、面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながらバルブガイド4の上部外周面42へ移動し、さらに、上側筒状嵌合部161が、面取り44へ乗り上がって外径側へ圧縮されながらバルブガイド4の上部外周面42へ外挿されていく。
To attach the
そして、被係止リング17がバルブガイド4の環状凹部41の外周に達した時点で、この被係止リング17は圧縮に対する内径側への復元力によって、内径部がバルブガイド4の環状凹部41に嵌まり込み、装着が完了する。したがってこのバルブステムシール1も第一の実施の形態と同様、バルブガイド4の上方から外挿するだけで容易に装着することができる。
When the locked
また、バルブガイド4の上端部とバルブステムシール1の背圧リップ14との間に画成された空間に、バルブガイド4の下方にある不図示のポートからの排ガスの圧力が、バルブステム3の外周面とバルブガイド4の内周面との摺動部の微小隙間を介して導入され、この圧力がバルブステムシール1の背圧リップ14及び補強筒体15の内向き鍔部15b(径方向部11a)に背圧Pとして作用することによって、バルブステムシール1には抜け出し方向(上方)への荷重が加わるが、上方へのバルブステムシール1の移動は、被係止リング17の内径部が、環状凹部41に嵌合していることによって規制される。しかもこの被係止リング17は、ゴム弾性体からなる筒状嵌合部16よりも剛性が高く、筒状嵌合部16(上側筒状嵌合部161と下側筒状嵌合部162)に軸方向両側から挟持された状態で一体化されているため、抜け出し方向への荷重を受けても容易に環状凹部41から外れたり損傷したりすることがなく、したがってバルブステムシール1の固定力を著しく向上することができる。
Further, in the space defined between the upper end portion of the
なお、被係止リング17の切欠溝17cは、外径部から内径側へ向けてえぐった形状としても良く、すなわちこのようにしても上側筒状嵌合部161及び下側筒状嵌合部162の成形に際して、成形用ゴム材料を、切欠溝17cを通じて被係止リング17の軸方向両側へ賦形することができる。
The
1 バルブステムシール
11,12 筒状嵌合部
13 シールリップ
14 背圧リップ
15 補強筒体
15a 円筒部
151 補強筒体本体
151a 上側円筒部
151b 下側円筒部
151c 環状段差部
152 副筒体
16 筒状嵌合部
161 上側筒状嵌合部
162 下側筒状嵌合部
163 連続部
17 被係止リング
17c 切欠溝
18 ガータスプリング
3 バルブステム
4 バルブガイド
41 環状凹部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016208472A JP2018071567A (en) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | Valve stem seal |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2018071567A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113840978A (en) * | 2019-05-27 | 2021-12-24 | Nok株式会社 | Valve stem seal |
-
2016
- 2016-10-25 JP JP2016208472A patent/JP2018071567A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113840978A (en) * | 2019-05-27 | 2021-12-24 | Nok株式会社 | Valve stem seal |
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