JP7391646B2

JP7391646B2 - 密封装置

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Publication number: JP7391646B2
Application number: JP2019222988A
Authority: JP
Inventors: 直樹目黒
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: US11536372B2; JP2021092271A; US20210172525A1

Description

本発明は、密封装置に関する。

特許文献１には、エンジンのエンジンヘッドに設けられた点火装置のプラグチューブと、エンジンのヘッドカバーとの環状の隙間を密封する密封装置が開示されている。当該密封装置は、オイルをシールするプラグチューブシール部材と、断面コ字状の防水シール部材とで構成されているが、これらの部材を一体化して部品点数を削減することが求められている。

特開平９－１３３０６８号公報

密封装置の一体化にあたり、新たにリップ部を設けることが考えられる。しかし、相手部材（例えば、点火装置のコイル本体上部）の位置のばらつきが大きいため、新たなリップ部の潰し代が小さい場合は所望の面圧が得られるが、潰し代が大きい場合は接触面積が大きくなり（ベタ当りとなり）所望の面圧が得られないおそれがある。

そこで、本発明は、部品点数を削減することができるとともに、サイドリップ部の潰し代が小さい場合のみならず、潰し代が大きい場合であっても所望の面圧を得ることで、シール性を確保できる密封装置を提供することを目的とする。

本発明は、内側部材と外側部材との間の環状の隙間を密封する弾性体部を備える密封装置であって、前記弾性体部は、前記隙間に配置される環状の本体部と、前記本体部の密封対象側から延設され、前記内側部材に接触するシールリップ部と、前記本体部の反密封対象側の端部から外側に延設され、密封対象側の面が前記外側部材に接触するフランジ部と、前記本体部の反密封対象側の端部から密封対象側から離間する方向に延設されたサイドリップ部と、前記フランジ部の反密封対象側の面に周方向に亘って形成された突起部と、を有し、前記突起部は、前記サイドリップ部の表面が相手部材によって押圧されることにより当該サイドリップ部の先端側が径外方向に傾倒されても当該サイドリップ部と干渉しない位置に形成されるとともに、相手部材に弾性的に当接して所望の面圧を生じシール性を確保することを特徴とする。

本発明によれば、弾性体部にシールリップ部及びサイドリップ部を設けることにより、オイル等の密封対象流体のシール機能と、防水機能の両立を図ることができるとともに、部品点数を削減することができる。また、密封装置の組み込み時に、相手部材の位置のばらつきにより、相手部材とシール部分との隙間が小さい場合、相手部材に突起部が接触するので、所望の面圧を得てシール性を確保することができる。また、相手部材とシール部分との隙間が大きい場合、相手部材にサイドリップ部が接触するので、所望の面圧を得てシール性を確保することができる。

本発明に係る密封装置によれば、部品点数を少なくすることができるとともに、サイドリップ部の潰し代が小さい場合のみならず、潰し代が大きい場合であっても所望の面圧を得ることで、シール性を確保できる。

本発明の一実施例に係る密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す組み込む前の半断面図である。実施例に係る密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す組み込み時の半断面図である。実施例に係る密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す組み込み時の半断面図である。

図１に示すように、実施形態に係る密封装置１は、内側部材１０１と外側部材１０２との間の環状の隙間を密封する弾性体部２を備えている。弾性体部２は、本体部１１と、シールリップ部１２と、フランジ部１３と、サイドリップ部１４と、突起部１５とを備えている。

図２に示すように、反密封対象側Ｏに配置された相手部材１０３によってサイドリップ部１４が押圧されることにより、突起部１５が相手部材１０３に接触する。このように、弾性体部２にシールリップ部１２とサイドリップ部１４を設けることにより、部品点数を削減することができる。また、密封装置１の組み込み時に、相手部材１０３の位置のばらつきによって、相手部材１０３と外側部材１０２との隙間が小さい場合でも、突起部１５が相手部材１０３に接触して、突起部１５によって所望の面圧を得ることで、シール性を確保することができる。また、図３に示すように、相手部材１０３と外側部材１０２との隙間が大きくて突起部１５の潰し代がない、又は潰し代が小さい場合でも、サイドリップ部１４によって所望の面圧を得ることで、シール性を確保することができる。以下、実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
実施例１に係る密封装置１は、図１に示すように、図示しないエンジンのエンジンヘッドに取り付けられている点火プラグの周囲を覆う柱状の内側部材１０１（例えば、プラグチューブ）と、内側部材１０１の径方向外側に配置される外側部材１０２（例えば、エンジンのヘッドカバー）との間の環状の隙間を密封する部材である。密封装置１は、本実施例ではプラグチューブシールとして用いている場合を例示するが、インジェクターポンプシール等他の用途で用いてもよい。密封装置１は、弾性体部２と、補強環３と、ばね部材４とで主に構成されている。

弾性体部２は、本体部１１と、シールリップ部１２と、フランジ部１３と、サイドリップ部１４と、突起部１５とを備えている。弾性体部２は、例えば、各種ゴム材で一体形成されている。ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムを用いることができる。

弾性体部２は、成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際、成形型の中に配置された補強環３及びばね部材４が弾性体部２に架橋接着され、各部材が一体的に形成される。

本体部１１は、円環状を呈する。本体部１１は、内側部材１０１の外周面１０１ａと外側部材１０２の内周面１０２ａとの間の隙間に配置されている。本体部１１の外周面１１ａは、外側部材１０２の内周面１０２ａに接触している。

シールリップ部１２は、本体部１１の密封対象側Ｍの端部から、内側部材１０１側に向けて斜め上側（反密封対象側Ｏ）に延設された板状部である。シールリップ部１２のリップ部１２ａは、内側部材１０１の外周面１０１ａに周方向に亘って接触している。これにより、密封対象流体がシールされる。

フランジ部１３は、本体部１１の反密封対象側Ｏの端部から、径方向外側に張り出す板状部である。フランジ部１３は、本体部１１に沿って周方向全体に亘って形成されている。フランジ部１３の裏面（密封対象側の面）１３ｃは、外側部材１０２の端面１０２ｂに接触している。

サイドリップ部１４は、本体部１１の反密封対象側Ｏの端部から、反密封対象側Ｏ側（密封対象側Ｍから離間する側）に向けて延設された板状部である。サイドリップ部１４は、本体部１１の周方向全体に亘って設けられ、先端に向かうにつれて板厚が薄くなっている。サイドリップ部１４は、組み込み前においては図１に示すように、反密封対象側Ｏに拡径する形状に傾斜している。一方、サイドリップ部１４は、図３に示す相手部材１０３によって押圧されることにより、相手部材１０３との間で水、泥水等の侵入を防ぐシール領域を形成する。相手部材１０３は、例えば、点火装置のコイル本体上部である。

突起部１５は、フランジ部１３の表面（反密封対象側の面）１３ａにおいて周方向全体に亘って形成された突起である。突起部１５の断面形状は特に制限されないが、本実施形態では先端に向けて先細りとなっている。すなわち、突起部１５の先端部からフランジ部１３の表面１３ａまでは、突起部１５の内側部材１０１側においても、その反対側においても下り傾斜している。これによって、突起部１５は基端部に近い部分程厚くなっている。突起部１５は、フランジ部１３の表面１３ａにおいて、サイドリップ部１４の表面１４ａが相手部材１０３によって押圧されることによりサイドリップ部１４の先端側が径外方向に傾倒されてもサイドリップ部１４と干渉しない位置に形成されている。

補強環３は、本体部１１及びフランジ部１３を補強する補強部材である。補強環３は、例えば、ステンレス鋼、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）などで形成されたものである。補強環３は、本体部１１の内部に配置される側部３ａと、フランジ部１３の内部に配置される張出部３ｂとを有し、断面Ｌ字状を呈する。補強環３は、例えば、プレス加工や鍛造によって製造される。

ばね部材４は、シールリップ１２の先端部において周方向に亘って配置されている。ばね部材４として、例えば、ガータースプリングを用いることができる。ばね部材４は、シールリップ１２のリップ部１２ａにおいて縮径する方向に緊迫力を付与している。

次に、実施例１の作用効果について説明する。図２は、実施例１に係る密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す組み込み時の半断面図である。シールリップ部１２は、内側部材１０１側に傾倒する付勢力及びばね部材４の緊迫力で内側部材１０１と周方向に亘って接触する。これにより、密封対象流体がシールされる。

また、密封装置１が組み込まれ、サイドリップ部１４の表面１４ａが相手部材１０３により押圧されることにより、サイドリップ部１４の先端側が径外方向に傾倒され、サイドリップ部１４の裏面１４ｂがフランジ部１３の表面１３ａに押しつけられる。また、突起部１５の先端側が相手部材１０３に押し付けられ、相手部材１０３と突起部１５との間で水、泥水等の侵入を防ぐシール領域が形成される。

実施例１によれば、弾性体部２にシールリップ部１２及びサイドリップ部１４を設けることにより、オイル等の密封対象流体のシール機能と、防水機能の両立を図ることができるとともに、部品点数を削減することができる。また、図２に示すように、密封装置１の組み込み時に、相手部材１０３の位置のばらつきによって相手部材１０３と外側部材１０２との隙間が小さい場合がある。このとき、サイドリップ部１４の潰し代が大きくなって、サイドリップ部１４の表面１４ａと相手部材１０３との接触面積が大きくなり（ベタ当りとなり）所望の面圧が得られないおそれがある。しかし、本実施形態によれば、相手部材１０３が突起部１５と当接することにより、所望の面圧が得られ、シール性を確保することができる。

また、図３に示すように、相手部材１０３の位置のばらつきによって相手部材１０３と外側部材１０２との隙間が大きい場合には、突起部１５は潰し代がない、あるいは小さい状態となるが、サイドリップ部１４によって所望の面圧を得ることで、シール性を確保することができる。

１密封装置
２弾性体部
１１本体部
１２シールリップ部
１３フランジ部
１４サイドリップ部
１５突起部
１０１内側部材（プラグチューブ）
１０２外側部材（ヘッドカバー）
１０３相手部材

Claims

内側部材と外側部材との間の環状の隙間を密封する弾性体部を備える密封装置であって、
前記弾性体部は、
前記隙間に配置される環状の本体部と、
前記本体部の密封対象側から延設され、前記内側部材に接触するシールリップ部と、
前記本体部の反密封対象側の端部から外側に延設され、密封対象側の面が前記外側部材に接触するフランジ部と、
前記本体部の反密封対象側の端部から密封対象側から離間する方向に延設されたサイドリップ部と、
前記フランジ部の反密封対象側の面に周方向に亘って形成された突起部と、を有し、
前記突起部は、前記サイドリップ部の表面が相手部材によって押圧されることにより当該サイドリップ部の先端側が径外方向に傾倒されても当該サイドリップ部と干渉しない位置に形成されるとともに、相手部材に弾性的に当接して所望の面圧を生じシール性を確保することを特徴とする密封装置。
前記突起部の断面形状は、先細り形状であることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。