JP2020084781A - 密封構造 - Google Patents

Abstract

【課題】金属環の外向きフランジ部に、スプリングによる摩耗が生じてしまうことを抑制可能とする密封構造を提供する。【解決手段】バルブステム４１０と、バルブステム４１０を案内するバルブステムガイド３２０と、外向きフランジ部１１２を有する金属環１１０と、金属環１１０に一体的に設けられ、バルブステム４１０に摺動自在な摺動シール部を有する弾性体製のシール本体部１２０と、を備えるバルブステムシール１００と、バルブステム４１０に固定された支持部４２０と、外向きフランジ部１１２との間に挟み込まれた状態で配置されて、これらを引き離す方向に力を付与する金属製のスプリング２００と、を備える密封構造であって、スプリング２００の端部が、金属環１１０の外周面に、嵌合により固定されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、バルブステムシールを備える密封構造に関する。

内燃機関における吸排気弁機構においては、バルブステムガイドに設けられた挿通孔と、この挿通孔に挿通されるバルブステムとの間の環状隙間を封止するバルブステムシールが設けられている。図２を参照して、従来例に係るバルブステムシールを備える密封構造について説明する。図２は従来例に係るバルブステムシールを備える密封構造の模式的断面図である。

バルブステム４１０は、シリンダヘッド３１０に取り付けられたバルブステムガイド３２０の挿通孔に挿通され、この挿通孔の内周面により案内されるように構成される。そして、バルブステムガイド３２０の挿通孔とバルブステム４１０との間の環状隙間に油膜を形成させる程度に適度な量の潤滑油を供給しつつ、潤滑油室内の潤滑油をシールするために、バルブステムシール６００が設けられている。バルブステムシール６００は、外向きフランジ部（スプリングリテーナー部）６１１を有する金属環６１０と、金属環６１０に一体的に設けられるシール本体部６２０とを備えている。

また、密封構造においては、バルブステム４１０に固定された支持部４２０と、金属環６１０における外向きフランジ部６１１との間に挟み込まれた状態で配置されて、これらを引き離す方向に力を付与する金属製のスプリング７００が備えられている。このスプリング７００によって、バルブステム４１０は、図中、上方向に押される。これにより、バルブステム４１０のバルブ部（不図示）が、不図示の弁座に着座することで弁が閉じられる。そして、不図示のカムの動作によって、スプリング７００の押圧力に抗してバルブステム４１０が押し下げられることによって、弁が開くようになっている。

以上のように構成される密封構造において、仕様によっては、外向きフランジ部６１１がスプリング７００により強く押し付けられる場合がある。また、スプリング７００は、バルブステム４１０の往復動作に伴って微小に回転することが確認されている。これらのことが相俟って、スプリング７００によって、外向きフランジ部６１１に切削状の摩耗が生じてしまうことがある。

実公昭６０−１８７１２号公報

本発明の目的は、金属環の外向きフランジ部に、スプリングによる摩耗が生じてしまうことを抑制可能とする密封構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封構造は、
バルブステムと、
前記バルブステムを案内するバルブステムガイドと、
外向きフランジ部を有する金属環と、該金属環に一体的に設けられ、前記バルブステムに摺動自在な摺動シール部を有する弾性体製のシール本体部と、を備えるバルブステムシールと、
前記バルブステムに固定された支持部と、前記外向きフランジ部との間に挟み込まれた状態で配置されて、これらを引き離す方向に力を付与する金属製のスプリングと、
を備える密封構造であって、
前記スプリングの端部が、前記金属環の外周面に、嵌合により固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、スプリングの端部が、金属環の外周面に、嵌合により固定されているため、スプリングと金属環における外向きフランジ部との間で摺動してしまうことが抑制される。従って、外向きフランジ部にスプリングによる摩耗が生じてしまうことが抑制される。

前記金属環は、外径が小さな小径環状部と、該小径環状部よりも外径が大きな大径環状部とを有しており、前記小径環状部に前記シール本体部が一体的に設けられており、前記大径環状部の先端に前記外向きフランジ部が設けられ、かつ前記大径環状部の外周面に前記スプリングの端部が嵌合により固定されているとよい。

これにより、スプリングは、金属環における大径環状部によっては拘束されるものの、小径環状部との間には隙間が形成されるため、小径環状部によって拘束されることはない。従って、スプリング本来の機能は十分に発揮される。

前記シール本体部は、前記小径環状部の内周面側に設けられ、前記バルブステムガイドの外周面に密着する内周シール部と、前記摺動シール部とを一体に有するとよい。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、金属環の外向きフランジ部にスプリングによる摩耗が生じてしまうことが抑制される。

図１は本発明の実施例に係るバルブステムシールを備える密封構造の模式的断面図である。 図２は従来例に係るバルブステムシールを備える密封構造の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１を参照して、本発明の実施例に係るバルブステムシールを備える密封構造について説明する。図１は本発明の実施例に係るバルブステムシールを備える密封構造の模式的断面図である。なお、バルブステムシールは回転対称形状であり、図１においては、バルブステムシールの中心軸線を含む面でバルブステムシール等を切断した断面を示している。

＜密封構造の全体構成＞
本実施例に係るバルブステムシールを備える密封構造の全体構成について説明する。エンジンのシリンダヘッド３１０には、バルブステムガイド３２０が取り付けられている。そして、このバルブステムガイド３２０に設けられた挿通孔３２１に挿通され、この挿通孔３２１の内周面により案内されるようにバルブステム４１０が設けられている。図中（Ｏ）は潤滑油室側であり、（Ｐ）はポート（吸気用のポートまたは排気用のポート）側である。そして、バルブステムガイド３２０の挿通孔３２１とバルブステム４１０との間の環状隙間に油膜を形成させる程度に適度な量の潤滑油を供給しつつ、潤滑油室内の潤滑油をシールするために、バルブステムシール１００が設けられている。

＜バルブステムシール＞
本実施例に係るバルブステムシール１００について詳細に説明する。バルブステムシール１００は、金属環１１０と、金属環１１０に一体的に設けられる弾性体（例えば、ゴム）製のシール本体部１２０とを備えている。一体成形により、金属環１１０とシール本体部１２０を一体にすることが可能である。例えば、この金属環１１０をインサート部品としてシール本体部１２０をインサート成形することにより、金属環１１０に対してシール本体部１２０を一体的に設けることができる。

金属環１１０は、筒状の胴体部１１１と、胴体部１１１の一端側（図中、下端側）に設けられる外向きフランジ部１１２（スプリングリテーナー部）と、胴体部１１１の他端側（図中、上端側）に設けられる内向きフランジ部１１３とを備えている。また、胴体部１１１は、外径が小さな小径環状部１１１ａと、この小径環状部１１１ａよりも外径が大きな大径環状部１１１ｂとを有している。そして、小径環状部１１１ａにシール本体部１２０が一体的に設けられており、大径環状部１１１ｂの先端に外向きフランジ部１１２が設けられている。

シール本体部１２０は、バルブステム４１０に摺動自在な摺動シール部と、小径環状部１１１ａの内周面側に設けられ、バルブステムガイド３２０の外周面に密着する内周シール部１２３とを一体に有している。本実施例に係る、摺動シール部は、潤滑油室（Ｏ）側のメインリップ１２１とポート側（Ｐ）の補助リップ１２２とを備えている。メインリップ１２１の外周面側には、メインリップ１２１をバルブステム４１０に対して押し付けるガータスプリング１２５が取り付けられている。また、内周シール部１２３が、バルブステムガイド３２０の外周面に嵌合により固定されることによって、バルブステムシール１００がバルブステムガイド３２０に固定されると共に、金属環１１０とバルブステムガイド３２０との間の環状隙間が封止される。

そして、本実施例に係る密封構造においては、バルブステム４１０に固定された支持部４２０と、金属環１１０における外向きフランジ部１１２との間に挟み込まれた状態で配置されて、これらを引き離す方向に力を付与する金属製のスプリング２００が設けられている。このスプリング２００による押圧力によって、外向きフランジ部１１２は、シリンダヘッド３１０の上面に押し付けられる。これにより、吸排気圧力（ポート圧力）によって、バルブステムシール１００がバルブステムガイド３２０から外れてしまうことが抑制される。また、スプリング２００によって、バルブステム４１０は、図中、上方向に押される。これにより、バルブステム４１０のバルブ部（不図示）が、不図示の弁座に着座することで弁が閉じられる。そして、不図示のカムの動作によって、スプリング２００の押圧力に抗してバルブステム４１０が押し下げられることによって、弁が開くようになっている。

以上のように構成されるバルブステムシール１００においては、シール本体部１２０における摺動シール部（メインリップ１２１及び補助リップ１２２）によって、潤滑油室側
（Ｏ）からポート側（Ｐ）へのオイル（潤滑油）の浸入が抑制さ、かつ、ポート側（Ｐ）から潤滑油室側（Ｏ）へのガス漏れが抑制される。また、内周シール部１２３によって、金属環１１０とバルブステムガイド３２０との間の環状隙間からのオイルの浸入及びガス漏れを抑制することができる。

そして、本実施例に係る密封構造においては、スプリング２００の端部が、バルブステムシール１００における金属環１１０の外周面に、嵌合により固定されている。より具体的には、金属環１１０における大径環状部１１１ｂの外周面に、スプリング２００の端部が嵌合により固定されている。

（本実施例に係る密封構造の優れた点）
本実施例に係る密封構造によれば、スプリング２００の端部が、金属環１１０の外周面に、嵌合により固定されているため、スプリング２００と金属環１１０における外向きフランジ部１１２との間で摺動してしまうことが抑制される。従って、外向きフランジ部１１２にスプリング２００による摩耗が生じてしまうことが抑制される。

また、スプリング２００は、金属環１１０における大径環状部１１１ｂによっては拘束されるものの、小径環状部１１１ａとの間には隙間が形成されるため、小径環状部１１１ａによって拘束されることはない。従って、スプリング本来の機能は十分に発揮される。

１００ バルブステムシール
１１０ 金属環
１１１ 胴体部
１１１ａ 小径環状部
１１１ｂ 大径環状部
１１２ 外向きフランジ部
１１３ 内向きフランジ部
１２０ シール本体部
１２１ メインリップ
１２２ 補助リップ
１２３ 内周シール部
１２５ ガータスプリング
２００ スプリング
３１０ シリンダヘッド
３２０ バルブステムガイド
３２１ 挿通孔
４１０ バルブステム
４２０ 支持部

Claims (3)

1. バルブステムと、
   前記バルブステムを案内するバルブステムガイドと、
   外向きフランジ部を有する金属環と、該金属環に一体的に設けられ、前記バルブステムに摺動自在な摺動シール部を有する弾性体製のシール本体部と、を備えるバルブステムシールと、
   前記バルブステムに固定された支持部と、前記外向きフランジ部との間に挟み込まれた状態で配置されて、これらを引き離す方向に力を付与する金属製のスプリングと、
   を備える密封構造であって、
   前記スプリングの端部が、前記金属環の外周面に、嵌合により固定されていることを特徴とする密封構造。
2. 前記金属環は、外径が小さな小径環状部と、該小径環状部よりも外径が大きな大径環状部とを有しており、前記小径環状部に前記シール本体部が一体的に設けられており、前記大径環状部の先端に前記外向きフランジ部が設けられ、かつ前記大径環状部の外周面に前記スプリングの端部が嵌合により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
3. 前記シール本体部は、前記小径環状部の内周面側に設けられ、前記バルブステムガイドの外周面に密着する内周シール部と、前記摺動シール部とを一体に有することを特徴とする請求項１または２に記載の密封構造。

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