JP4734712B2 - バルブステムシール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車，一般産業機械のエンジンの吸・排気機構のバルブステムに使用されるバルブステムシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の密封装置としては、例えば、図６に示すようなバルブステムシールが知られている。
【０００３】
図６において、１００はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド１００には潤滑油室１０１とポート１０２とが設けられ、潤滑油室１０１からポート１０２側へ貫通する孔１０３にはバルブガイド１０４が取り付けられている。
【０００４】
バルブガイド１０４内にはバルブステム１０５が往復動自在に挿入されている。図では省略しているが、バルブステム１０５のポート１０２側にはポート１０２を開閉するバルブが設けられ、潤滑油室１０１側にはこのバルブを閉弁方向に付勢するスプリング及びこのスプリングの付勢力をバルブステム１０５に伝達するためのスプリングリテーナが設けられている。
【０００５】
バルブガイド１０４の潤滑油室１０１側にはバルブステムシール１０６が装着されている。このバルブステムシール１０６は、金属環１０７とゴム状弾性体からなるシール本体１０８とを有する。
【０００６】
シール本体１０８には、バルブステム１０５の外周に摺接するシールリップ１０９が設けられ、シールリップ１０９の外周側には緊迫力を増加させる環状のスプリング１１０が装着されている。
【０００７】
バルブステムシール１０６のシールリップ１０９は、バルブステム１０５に対して所定の締め代を有し、シールリップ１０９により潤滑油室１０１内の潤滑油をバルブガイド１０４の内周面とバルブステム１０５との隙間１１１に漏れ込む量を制御している。
【０００８】
このようにして、バルブステムシール１０６は隙間１１１に潤滑油を供給してバルブガイド１０４とバルブステム１０５との摩耗、焼き付きを防止する機能と、潤滑油の供給量を制御する機能とを兼備している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１０】
上述したような制御は、バルブステムシール１０６のシールリップ１０９がバルブステム１０５に適切に接触している状態で始めて可能になるものであり、このような正規嵌合（取り付け）状態を可能にするためには、常に厳密な嵌合位置の管理が必要である。
【００１１】
従来では、バルブステムシールをバルブガイドに圧入し、バルブガイド外周部に嵌合させ固定させており、このような場合では、常に厳密な嵌合位置の管理を行なうことは困難である。実際に、現品調査等で返却されるサンプルには、図７（ａ），（ｂ）に示すように、突き当て嵌合や傾斜嵌合されて変形しているものが散見される。
【００１２】
このような場合には、隙間１１１を潤滑油が伝わってポート１０２側へと流出してしまい、潤滑油を浪費し、また、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じる可能性がある。一方、この浪費を防止するための潤滑油を減らすとバルブガイド１０４のポート１０２側での摩耗によるバルブステム１０５の偏心が発生して、潤滑油の供給量の十分な制御ができない可能性がある。
【００１３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、潤滑油の密封性能と潤滑油の供給性能を両立させたバルブステムシールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、一端側が潤滑油室に臨み、かつ他端側がポートに臨むバルブガイドと、該バルブガイド内に往復動自在に配置されたバルブステムと、の間の環状の隙間の潤滑油膜を制御するバルブステムシールであって、前記バルブガイドの外周に装着される軸方向の筒部と、内径側に延びるフランジとからなる金属環と、前記フランジに一体成形されており、その内周部分には前記バルブステムの外周に摺接するシールリップが設けられたシール部と、を備えるバルブステムシールにおいて、前記金属環には前記バルブガイドにカシメ固定されるカシメ固定部が設けられており、前記フランジとなる部分が前記バルブガイドの先端に突き当てられた状態で、前記カシメ固定部がカシメにより折り曲げられることによって、前記筒部が形成されることを特徴とする。
【００１５】
このように構成することにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００１６】
前記カシメ固定部は、前記バルブガイドに設けられ前記他端側に向けて縮径となるテーパ部にカシメ固定されることも好適である。
【００１７】
このように構成することにより、バルブステムシールを確実にバルブガイドに固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るバルブステムシール周辺の概略構成を示す図である。
【００２０】
図１において、７はハウジングとしてのエンジンのシリンダヘッドであり、シリンダヘッド７には、潤滑油室２とポート３とが設けられ、潤滑油室２からポート３側へ貫通する孔４にはバルブガイド５が取り付けられている。
【００２１】
バルブガイド５内にはバルブステム６が往復動自在に挿入されている。図では省略しているが、バルブステム６のポート３側にはポート３を開閉するバルブが設けられ、潤滑油室２側にはこのバルブを閉弁方向に付勢するスプリング及び付勢力をバルブステム６に伝達するためのスプリングリテーナが設けられている。
【００２２】
そして、バルブガイド５の潤滑油室２側にバルブステムシール１が装着されている。
【００２３】
バルブステムシール１は、金属環１１とゴム状弾性体からなるシール部１２とを有している。
【００２４】
金属環１１は、バルブガイド５の外周に装着される軸方向の筒部１１ａと内径側に延びるフランジ１１ｂとからなる。
【００２５】
シール部１２は、フランジ１１ｂに一体成形されており、その内周部分には内径方向に延びるシールリップ１２ａが突設され、リップ先端が往復動するバルブステム６の外周面に摺接している。なお、シールリップ１２ａの外周には、緊迫力を増加させる環状のスプリング８が装着されている。
【００２６】
バルブステムシール１のシールリップ１２ａは、バルブステム６に対して所定の締め代を有し、シールリップ１２ａにより潤滑油室２内の潤滑油をバルブガイド５の内周面とバルブステム６との隙間９に漏れ込む量を制御している。
【００２７】
このように構成されるバルブステムシール１は、隙間９に潤滑油を供給してバルブガイド５とバルブステム６との摩耗、焼き付きを防止する機能と、潤滑油の供給量を制御する機能とを兼備している。
【００２８】
そして、本実施の形態の特徴的な構成としてバルブステムシール１は金属環１１にカシメ固定部１３を備えており、バルブガイド５に装着される際に、バルブガイド５端面に環状のシール部１２を配置された後、カシメにより固定されるものである。
【００２９】
図２は、バルブステムシール１が治具によりバルブガイド５にカシメ固定される状態を示す図である。２０は組み立て治具、２１はカシメ治具である。
【００３０】
図に示すように、バルブガイド５の端面にシール部１２を配置して、バルブステムシール１を挟んで組み立て治具２０とバルブガイド５とを組んだ状態から、カシメ治具２１を矢印Ａ方向にスライドさせることにより、バルブステムシール１のカシメ固定部１３がバルブガイド５にカシメ固定される（図中、点線部分）。金属環１１の筒部１１ａは、カシメ固定部１３がカシメられることにより形成される。
【００３１】
これにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００３２】
したがって、潤滑油が隙間９を伝わってポート３側へと流出してしまい、潤滑油を浪費したり、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じたり、また、潤滑油の供給量の十分な制御ができなくなる、といった不具合を防ぐことができ、バルブステム６とバルブガイド５間の潤滑油量を適正に制御することが可能となる。
【００３３】
図３は、バルブステムシール１がバルブガイド５のテーパ部５ａにカシメ固定される状態を示す図である。
【００３４】
図に示すように、バルブガイド５の、ポート３側に縮径するテーパ部５ａに、バルブステムシール１がカシメ固定される構成とすることにより、バルブステムシール１を確実にバルブガイド５に固定することができる。
【００３５】
図４は、金属環１１のカシメ固定部１３に等配状の切り欠き１４が設けられた、カシメ前のバルブステムシールを示す図である。
【００３６】
図に示すように、金属環１１のカシメ固定部１３に等配状の切り欠き１４を設けることにより、容易にカシメを行なうことができ、作業性を向上させることができる。
【００３７】
図５は、金属環１１に位置決め部１５が設けられたバルブステムシールを示す図であり、同図（ａ）はバルブガイドの環状の凸部に位置決めされる状態を示し、同図（ｂ）はバルブガイドの環状の凹（溝）部に位置決めされる状態を示し、同図（ｃ）はバルブガイドの環状の段差部に位置決めされる状態を示している。
【００３８】
図に示すように、バルブステムシール１のフランジ１１ｂに、突起や段差状の位置決め部１５を設け、この位置決め部１５をバルブガイド５に設けられた位置決め部に位置決めさせてカシメることにより、軸方向及び径方向の位置決めができ、従来の圧入による嵌着時には困難であった位置管理を不要とすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バルブガイドに装着される金属環に、該バルブガイドに組み付けられた後にカシメ固定されるカシメ固定部を設けたことにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００４０】
したがって、潤滑油が流出してしまい、潤滑油を浪費したり、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じたり、また、潤滑油の供給量の十分な制御ができなくなる、といった不具合を防ぐことができるので、バルブステムとバルブガイド間の潤滑油量を適正に制御することが可能となり、潤滑油の密封性能と潤滑油の供給性能を両立させたバルブステムシールを提供することができる。
【００４１】
前記カシメ固定部は、前記バルブガイドに設けられ前記他端側に向けて縮径となるテーパ部にカシメ固定されることにより、バルブステムシールを確実にバルブガイドに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るバルブステムシールの概略構成を説明する概略断面図である。
【図２】実施の形態に係るバルブステムシールのカシメ方法を説明する概略図である。
【図３】実施の形態に係るバルブステムシールのカシメ方法を説明する概略図である。
【図４】金属環に切り欠きを設けたバルブステムシールを示す概略図である。
【図５】金属環に位置決め部を設けたバルブステムシールを示す概略図である。
【図６】従来のバルブステムシールを示す概略断面図である。
【図７】従来のバルブステムシールを示す概略図である。
【符号の説明】
１ バルブステムシール
２ 潤滑油室
３ ポート
４ 孔
５ バルブガイド
５ａ テーパ部
６ バルブステム
７ シリンダヘッド
８ スプリング
９ 隙間
１１ 金属環
１１ａ 筒部
１１ｂ フランジ
１２ シール部
１２ａ シールリップ
１３ カシメ固定部
１４ 切り欠き
１５ 位置決め部
２０ 組み立て治具
２１ カシメ治具
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車，一般産業機械のエンジンの吸・排気機構のバルブステムに使用されるバルブステムシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の密封装置としては、例えば、図６に示すようなバルブステムシールが知られている。
【０００３】
図６において、１００はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド１００には潤滑油室１０１とポート１０２とが設けられ、潤滑油室１０１からポート１０２側へ貫通する孔１０３にはバルブガイド１０４が取り付けられている。
【０００４】
バルブガイド１０４内にはバルブステム１０５が往復動自在に挿入されている。図では省略しているが、バルブステム１０５のポート１０２側にはポート１０２を開閉するバルブが設けられ、潤滑油室１０１側にはこのバルブを閉弁方向に付勢するスプリング及びこのスプリングの付勢力をバルブステム１０５に伝達するためのスプリングリテーナが設けられている。
【０００５】
バルブガイド１０４の潤滑油室１０１側にはバルブステムシール１０６が装着されている。このバルブステムシール１０６は、金属環１０７とゴム状弾性体からなるシール本体１０８とを有する。
【０００６】
シール本体１０８には、バルブステム１０５の外周に摺接するシールリップ１０９が設けられ、シールリップ１０９の外周側には緊迫力を増加させる環状のスプリング１１０が装着されている。
【０００７】
バルブステムシール１０６のシールリップ１０９は、バルブステム１０５に対して所定の締め代を有し、シールリップ１０９により潤滑油室１０１内の潤滑油をバルブガイド１０４の内周面とバルブステム１０５との隙間１１１に漏れ込む量を制御している。
【０００８】
このようにして、バルブステムシール１０６は隙間１１１に潤滑油を供給してバルブガイド１０４とバルブステム１０５との摩耗、焼き付きを防止する機能と、潤滑油の供給量を制御する機能とを兼備している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１０】
上述したような制御は、バルブステムシール１０６のシールリップ１０９がバルブステム１０５に適切に接触している状態で始めて可能になるものであり、このような正規嵌合（取り付け）状態を可能にするためには、常に厳密な嵌合位置の管理が必要である。
【００１１】
従来では、バルブステムシールをバルブガイドに圧入し、バルブガイド外周部に嵌合させ固定させており、このような場合では、常に厳密な嵌合位置の管理を行なうことは困難である。実際に、現品調査等で返却されるサンプルには、図７（ａ），（ｂ）に示すように、突き当て嵌合や傾斜嵌合されて変形しているものが散見される。
【００１２】
このような場合には、隙間１１１を潤滑油が伝わってポート１０２側へと流出してしまい、潤滑油を浪費し、また、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じる可能性がある。一方、この浪費を防止するための潤滑油を減らすとバルブガイド１０４のポート１０２側での摩耗によるバルブステム１０５の偏心が発生して、潤滑油の供給量の十分な制御ができない可能性がある。
【００１３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、潤滑油の密封性能と潤滑油の供給性能を両立させたバルブステムシールを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、一端側が潤滑油室に臨み、かつ他端側がポートに臨むバルブガイドと、該バルブガイド内に往復動自在に配置されたバルブステムと、の間の環状の隙間の潤滑油膜を制御するバルブステムシールであって、前記バルブガイドの外周に装着される軸方向の筒部と、内径側に延びるフランジとからなる金属環と、前記フランジに一体成形されており、その内周部分には前記バルブステムの外周に摺接するシールリップが設けられたシール部と、を備えるバルブステムシールにおいて、前記金属環には前記バルブガイドにカシメ固定されるカシメ固定部が設けられており、前記フランジとなる部分が前記バルブガイドの先端に突き当てられた状態で、前記カシメ固定部がカシメにより折り曲げられることによって、前記筒部が形成されることを特徴とする。
【００１５】
このように構成することにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００１６】
前記カシメ固定部は、前記バルブガイドに設けられ前記他端側に向けて縮径となるテーパ部にカシメ固定されることも好適である。
【００１７】
このように構成することにより、バルブステムシールを確実にバルブガイドに固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係るバルブステムシール周辺の概略構成を示す図である。
【００２０】
図１において、７はハウジングとしてのエンジンのシリンダヘッドであり、シリンダヘッド７には、潤滑油室２とポート３とが設けられ、潤滑油室２からポート３側へ貫通する孔４にはバルブガイド５が取り付けられている。
【００２１】
バルブガイド５内にはバルブステム６が往復動自在に挿入されている。図では省略しているが、バルブステム６のポート３側にはポート３を開閉するバルブが設けられ、潤滑油室２側にはこのバルブを閉弁方向に付勢するスプリング及び付勢力をバルブステム６に伝達するためのスプリングリテーナが設けられている。
【００２２】
そして、バルブガイド５の潤滑油室２側にバルブステムシール１が装着されている。
【００２３】
バルブステムシール１は、金属環１１とゴム状弾性体からなるシール部１２とを有している。
【００２４】
金属環１１は、バルブガイド５の外周に装着される軸方向の筒部１１ａと内径側に延びるフランジ１１ｂとからなる。
【００２５】
シール部１２は、フランジ１１ｂに一体成形されており、その内周部分には内径方向に延びるシールリップ１２ａが突設され、リップ先端が往復動するバルブステム６の外周面に摺接している。なお、シールリップ１２ａの外周には、緊迫力を増加させる環状のスプリング８が装着されている。
【００２６】
バルブステムシール１のシールリップ１２ａは、バルブステム６に対して所定の締め代を有し、シールリップ１２ａにより潤滑油室２内の潤滑油をバルブガイド５の内周面とバルブステム６との隙間９に漏れ込む量を制御している。
【００２７】
このように構成されるバルブステムシール１は、隙間９に潤滑油を供給してバルブガイド５とバルブステム６との摩耗、焼き付きを防止する機能と、潤滑油の供給量を制御する機能とを兼備している。
【００２８】
そして、本実施の形態の特徴的な構成としてバルブステムシール１は金属環１１にカシメ固定部１３を備えており、バルブガイド５に装着される際に、バルブガイド５端面に環状のシール部１２を配置された後、カシメにより固定されるものである。
【００２９】
図２は、バルブステムシール１が治具によりバルブガイド５にカシメ固定される状態を示す図である。２０は組み立て治具、２１はカシメ治具である。
【００３０】
図に示すように、バルブガイド５の端面にシール部１２を配置して、バルブステムシール１を挟んで組み立て治具２０とバルブガイド５とを組んだ状態から、カシメ治具２１を矢印Ａ方向にスライドさせることにより、バルブステムシール１のカシメ固定部１３がバルブガイド５にカシメ固定される（図中、点線部分）。金属環１１の筒部１１ａは、カシメ固定部１３がカシメられることにより形成される。
【００３１】
これにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００３２】
したがって、潤滑油が隙間９を伝わってポート３側へと流出してしまい、潤滑油を浪費したり、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じたり、また、潤滑油の供給量の十分な制御ができなくなる、といった不具合を防ぐことができ、バルブステム６とバルブガイド５間の潤滑油量を適正に制御することが可能となる。
【００３３】
図３は、バルブステムシール１がバルブガイド５のテーパ部５ａにカシメ固定される状態を示す図である。
【００３４】
図に示すように、バルブガイド５の、ポート３側に縮径するテーパ部５ａに、バルブステムシール１がカシメ固定される構成とすることにより、バルブステムシール１を確実にバルブガイド５に固定することができる。
【００３５】
図４は、金属環１１のカシメ固定部１３に等配状の切り欠き１４が設けられた、カシメ前のバルブステムシールを示す図である。
【００３６】
図に示すように、金属環１１のカシメ固定部１３に等配状の切り欠き１４を設けることにより、容易にカシメを行なうことができ、作業性を向上させることができる。
【００３７】
図５は、金属環１１に位置決め部１５が設けられたバルブステムシールを示す図であり、同図（ａ）はバルブガイドの環状の凸部に位置決めされる状態を示し、同図（ｂ）はバルブガイドの環状の凹（溝）部に位置決めされる状態を示し、同図（ｃ）はバルブガイドの環状の段差部に位置決めされる状態を示している。
【００３８】
図に示すように、バルブステムシール１のフランジ１１ｂに、突起や段差状の位置決め部１５を設け、この位置決め部１５をバルブガイド５に設けられた位置決め部に位置決めさせてカシメることにより、軸方向及び径方向の位置決めができ、従来の圧入による嵌着時には困難であった位置管理を不要とすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バルブガイドに装着される金属環に、該バルブガイドに組み付けられた後にカシメ固定されるカシメ固定部を設けたことにより、従来の、圧入されて嵌着されていた場合に生じていた傾斜嵌合や突き当て嵌合されて変形することがなくなり、常に厳密な嵌合位置の管理をすることが可能となる。
【００４０】
したがって、潤滑油が流出してしまい、潤滑油を浪費したり、燃焼室内に混入した潤滑油の燃焼により排気ガスの悪化を生じたり、また、潤滑油の供給量の十分な制御ができなくなる、といった不具合を防ぐことができるので、バルブステムとバルブガイド間の潤滑油量を適正に制御することが可能となり、潤滑油の密封性能と潤滑油の供給性能を両立させたバルブステムシールを提供することができる。
【００４１】
前記カシメ固定部は、前記バルブガイドに設けられ前記他端側に向けて縮径となるテーパ部にカシメ固定されることにより、バルブステムシールを確実にバルブガイドに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るバルブステムシールの概略構成を説明する概略断面図である。
【図２】実施の形態に係るバルブステムシールのカシメ方法を説明する概略図である。
【図３】実施の形態に係るバルブステムシールのカシメ方法を説明する概略図である。
【図４】金属環に切り欠きを設けたバルブステムシールを示す概略図である。
【図５】金属環に位置決め部を設けたバルブステムシールを示す概略図である。
【図６】従来のバルブステムシールを示す概略断面図である。
【図７】従来のバルブステムシールを示す概略図である。
【符号の説明】
１ バルブステムシール
２ 潤滑油室
３ ポート
４ 孔
５ バルブガイド
５ａ テーパ部
６ バルブステム
７ シリンダヘッド
８ スプリング
９ 隙間
１１ 金属環
１１ａ 筒部
１１ｂ フランジ
１２ シール部
１２ａ シールリップ
１３ カシメ固定部
１４ 切り欠き
１５ 位置決め部
２０ 組み立て治具
２１ カシメ治具
Claims (2)
- 一端側が潤滑油室に臨み、かつ他端側がポートに臨むバルブガイドと、該バルブガイド内に往復動自在に配置されたバルブステムと、の間の環状の隙間の潤滑油膜を制御するバルブステムシールであって、
前記バルブガイドの外周に装着される軸方向の筒部と、内径側に延びるフランジとからなる金属環と、
前記フランジに一体成形されており、その内周部分には前記バルブステムの外周に摺接するシールリップが設けられたシール部と、
を備えるバルブステムシールにおいて、
前記金属環には前記バルブガイドにカシメ固定されるカシメ固定部が設けられており、前記フランジとなる部分が前記バルブガイドの先端に突き当てられた状態で、前記カシメ固定部がカシメにより折り曲げられることによって、前記筒部が形成されることを特徴とするバルブステムシール。 - 前記カシメ固定部は、前記バルブガイドに設けられ前記他端側に向けて縮径となるテーパ部にカシメ固定されることを特徴とする請求項１に記載のバルブステムシール。
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| JP2002181199A JP2002181199A (ja) | 2002-06-26 |
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Cited By (1)
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| US9371749B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-06-21 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Hybrid valve stem seal retainer assembly |
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