JPH051638Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関のプラグチユーブとシリン
ダヘツドカバーとの間に装着されて、両者間をシ
ールするシール装置に関し、とくにシリンダヘツ
ドカバーに押された装着状態においてもゴム部の
へたりが生じないようにしたシール装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第６図は、自動車用内燃機関において、シール
装置の配設部位を示す。１はプラグチユーブで、
２はシリンダヘツドカバーを示しており、プラグ
チユーブ１の上端部とシリンダヘツドカバー２と
の間に、本考案が対象とするシール装置３が配設
され、両者間をシールする。

この種のシール装置は、実開昭55−110858号公
報、実開昭58−181060号公報、実開昭59−164867
号公報、米国特許第3144013号明細書等に開示さ
れており、公知のものである。

該シール装置は、組付時の寸法誤差を吸収でき
るように変形可能なゴム部を有し、シリンダヘツ
ドカバーへのあたり面のシールが完全になるよう
に二重つきあて構造がとられる。このような構成
は、本出願人によつて実願昭61−56020号として
提案されている。

第７図は実願昭61−56020号のシール装置を示
している。第７図のシール装置は、プラグチユー
ブ１の上端外周部に装着される固定部４（固定部
４はゴム部５と第１の金属環６から成り金属環６
は固定部の下端部迄長く延びている）と、固定部
４の高さ方向中央部から斜め上方に自由状態に直
線状に立上る比較的短いアクシヨン部７（立上り
角度はアクシヨン部７が短かいため装着時におい
て45°以上となる）と、アクシヨン部７の上端に
一体につながるバンパリツプ部８と、バンパリツ
プ部８の外周側に一体につながり自由状態におい
て斜め上方に直線状に立上るリツプ９とから成つ
ていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、その後の試験において、先に提案した
実願昭61−56020号の提案には、なお次のような
解決しなければならない問題が残されていること
が判明した。

まず、バンパリツプ部およびリツプ部の装着時
の圧縮量をある一定量以上にするとアクシヨン部
が短かいためアクシヨン部がその圧縮量を吸収で
きなくなつて座屈してしまい、シール力（反力）
が激減してしまい、好ましいシール性が得られな
くなる。第７図の点線Ａはこの座屈現象がどのよ
うな状態で生じるかを示している。

また、アクシヨン部が短かいために大きな変形
が生じ、アクシヨン部の固定部側のつけ根の歪
み、応力が非常に大きくなつて、主に該つけ根で
へたりが経時的に生じてしまい、装着後時間が経
過するにつれてシール反力が激減し、ついには良
好なシール性が得られなくなる場合がある。

また、リツプ部が自由状態において直線状に斜
め上方に延びているため、シリンダヘツドカバー
組付時にシリンダヘツドカバーがシール装置に斜
めにあたつたりするとリツプ部が第７図に点線Ｂ
で示したように期待した変形と逆方向に変形する
ことがあり、このような場合はシール性が装着段
階から損なわれてしまう。

本考案の主目的（第１の目的）は、シリンダヘ
ツドカバーとプラグチユーブ間のシール装置にお
いて、装着状態にてアクシヨン部に座屈を生じさ
せないとともにアクシヨン部の固定部側のつけ根
部にへたりを生じさせない構造を提供することに
ある。

本考案の付随的目的（第２の目的）は、前記シ
ール装置においてアクシヨン部が安定的に弾性変
形する構造を提供することにある。

本考案のもう一つの付随的目的（第３の目的）
は、前記シール装置がリツプ部を有する場合、該
リツプ部が組付時に所期の変形方向と反対方向に
変形しない構造を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記第１の目的は、本考案によれば、(イ)プラグ
チユーブ上端部外周に装着され、内周部にゴム部
を有し外周部に第１の金属環を有する、プラグチ
ユーブへの装着部の上部を構成する固定部と、 (ロ) 固定部のゴム部に一体につながり、固定部の
下端側に位置し、固定部の外径より大きな外径
を有するとともに固定部のゴム部より大きな体
積を有し、ゴム材のみから成るボリユームと、 (ハ) ボリユームに一体につながり、ボリユームの
上端側に位置するとともに固定部の外周側に位
置し、ボリユームから斜め上方に自由状態およ
び装着状態において45°以下の角度をもつて立
上り、ゴム材のみから成るアクシヨン部と、 (ニ) アクシヨン部の上側に位置し、内周部に第２
の金属環を有し外周部にゴム部を有し、該外周
部のゴム部はアクシヨン部に一体につながつて
おり、装着状態において上端部がシリンダヘツ
ドカバーの下面に接触されてシリンダヘツドカ
バーから下方に押されるバンパリツプ部と、 から成るシリンダヘツドカバーとプラグチユーブ
間のシール装置によつて達成される。

上記シール装置は、さらにバンパリツプ部の外
周側に位置し、バンパリツプ部のゴム部に一体に
つながり、バンパリツプ部へのつながり部から斜
め上方に立上り、装着状態において上端部がシリ
ンダヘツドカバーの下面に接触されてシリンダヘ
ツドカバーから下方に押されるリツプ部を有して
いてもよい。

上記第２の目的は、本考案によれば、前記アク
シヨン部が、ボリユームから斜め上方に角度θ₄を
もつて立上り、途中で屈曲して該屈曲部位からさ
らに斜め上方に前記角度θ₄より急な角度θ₃をもつ
て立上る構成によつて達成される。

上記第３の目的は、本考案によれば、前記リツ
プ部が、バンパリツプ部から斜め上方に角度θ₂を
もつて立上り、途中で屈曲して該屈曲部位からさ
らに斜め上方に前記角度θ₂よりゆるやかな角度θ₁
をもつて立上る構成によつて達成される。

〔作用〕

上記構成をとることによつて、第１の目的が達
成される理由は次の通りである。まず、固定部の
下端側にボリユームを設けてボリユームからアク
シヨン部が立上るようにすることにより、アクシ
ヨン部の長さが、実願昭61−56020号のように固
定部からアクシヨン部を立上らさせる場合に比べ
て、大幅に長くなる。このため、本考案のアクシ
ヨン部は弾性変形により大きな圧縮量を吸収で
き、従来の第７図の点線Ａに示すような座屈が生
じにくくなる。また、実願昭61−56020号ではア
クシヨン部は装着状態にて45°以上のゆるやかな
角度をもつて立上つているが、本考案では45°以
下の急な角度θ₄をもつて立上るのでシール反力は
強くなる。すなわち、ゆるやかな角度のときには
アクシヨン部の弾性変形は曲げ変形が主になる
が、急な角度のときにはアクシヨン部の弾性変形
は圧縮変形へと変わつていき、圧縮変形の反力の
方が曲げ変形の反力より大になることは当然であ
るからシール反力が高まり、バンパリツプ部およ
びリツプ部と、シリンダヘツドカバー下面との圧
接力が強まつて、シール性が向上する。さらに、
実願昭61−56020号には存在しなかつたボリユー
ムが存在するので、アクシヨン部のボリユーム側
のつけ根部に生じる変形はボリユームの変形によ
つても大きく吸収され、アクシヨン部のつけ根部
に大きな歪みが生じなくなつて、アクシヨン部の
つけ根部の歪みによるシール装置のへたり（経時
的にクリープ現象）が生じにくくなつて、シール
装置のシール性は組付後長期間にわたつて維持さ
れることになり、シール性維持上極めて好ましく
なる。

第２の目的が達成される理由は次の通りであ
る。アクシヨン部の立上り角度を途中でθ₄からθ₃
（θ₄＞θ₃）に変えることによりアクシヨン部には
屈曲部位が形成されるが、これによつてアクシヨ
ン部の弾性変形は屈曲部で安定的に生じるように
なり、すなわち変形部位をコントロールでき、予
期せぬ部位に局部的な過大変形が生じて座屈が生
じるような現象を防止できる。さらに前記屈曲部
位はつけ根部から隔たつた位置にあるので、前記
のつけ根部への歪集中とそれによるへたりをさら
に防止できる。

第３の目的が達成される理由は次の通りであ
る。リツプ部の立上り角度を途中でθ₂からθ₁に変
えて先端側の立上り角度をゆるやかにするので、
シリンダヘツドカバー組付時にシリンダヘツドカ
バーが少々斜めに傾いてシール装置にあたつて
も、第７図の点線Ｂで示したような変形は生じに
くくなり、望ましい所期の組付けが確実に得られ
るようになる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るシリンダヘツドカバーと
プラグチユーブ間のシール装置の望ましい実施例
を図面を参照して説明する。

第１図は、本考案シール装置１０をプラグチユ
ーブ１１の上端部外周に固定し、シリンダヘツド
カバー１２を装着してシリンダヘツドカバー１２
でシール装置の上端部を下方に押しつけた場合を
示している。第１図において２点鎖線はシール装
置１０の自由状態、すなわちシリンダヘツドカバ
ーにてまだ押されていない状態を示している。ま
た、第２図はシール装置１０の自由状態の全体図
を、第３図はその部分拡大断面を示す。さらに第
４図は本考案のシール装置１０と実願昭61−
56020号のシール装置の特性の比較を示している。

まず、第１図ないし第３図において、シール装
置１０は、固定部１３と、ボリユーム１４と、ア
クシヨン部１５と、バンパリツプ部１６と、リツ
プ部１７と、から成る。

固定部１３は、プラグチユーブ１１上端部外周
に装着され、内周部にゴム部１３ａを有し外周に
第１の金属環１３ｂを有する。固定部１３はシー
ル装置１０ａプラグチユーブへの装着部の上部を
構成する。

ボリユーム１４は、固定部１３のゴム部１３ａ
に一体につながり、固定部１３の下端側に位置
し、固定部１３の外径より大きな外径を有し、固
定部１３のゴム部１３ａより大きな体積を有す
る。ボリユーム１４はゴム材のみから成る。

アクシヨン部１５は、ボリユーム１４の上端部
外周部位に一体につながり、ボリユーム１４の上
端側に位置するとともに、固定部１３の外周側に
固定部１３と間隔をおいて位置する。アクシヨン
部１５はボリユーム１４から斜め上方に、自由状
態および装着状態において45°以下の角度（軸芯
となす角度）をもつて立上る。アクシヨン部１５
はゴム材のみから成る。アクシヨン部１５のボリ
ユーム１４へのつけ根部１８は、固定部１３の第
１の金属環１３ｂの下端位置と上下方向にほぼ一
致させてある。アクシヨン部１５はつけ根部１８
から、自由状態において角度θ₄をもつて斜め上方
に立上り、途中で屈曲して該屈曲部位１９からさ
らに斜め上方に、自由状態にてθ₄より急な角度θ₃
をもつて立上る。装着状態においてもアクシヨン
部１５は屈曲部位１９より上方は屈曲部位１９よ
り下方に比べて急な角度で立上る。

バンパリツプ部１６は、アクシヨン部１５の上
側に位置し、外周部にゴム部１６ａを有し内周部
に第２の金属環１６ｂを有する。外周部のゴム部
１６ａはアクシヨン部１５に一体につながつてい
る。バンパリツプ部１６は、装着時においてその
上端部がシリンダヘツドカバー１２の下面と当接
してシリンダヘツドカバー１２により下方に押し
つけられる。

リツプ部１７はゴム材から成る。リツプ部１７
はバンパリツプ部１６の外周側に位置し、その上
端部はバンパリツプ部の上端部から半径方向に隔
てられている。リツプ部１７はバンパリツプ部１
６のゴム部１６ａに一体につながり、バンパリツ
プ部１６へのつながり部から斜め上方に自由状態
においてθ₂の角度（水平からの角度）をもつて立
上り、立上りの途中で屈曲し、該屈曲部位２１か
ら先は自由状態にてθ₂よりゆるやかな角度θ₁をも
つて立上る。リツプ部１７は、装着状態におい
て、シリンダヘツドカバー１２の下面に接触され
て、シリンダヘツドカバー１２から下方に押され
る。

このシリンダヘツドカバー１２の押圧によつ
て、シール装置１０は変形するが、圧縮量をｂと
すると、変形を吸収する腕の長さａ（アクシヨン
部１５の長さとバンパリツプ部１６の高さの一部
の和）は、ａ＝（２〜20）×ｂに設定される。

つぎに上記シール装置１０における作用につい
て説明する。

まず、アクシヨン部１５の座屈防止について説
明する。アクシヨン部１５とボリユーム１４との
結合位置が、ボリユーム１４を設けたことによつ
て、実願昭61−56020号のアクシヨン部と固定部
との結合位置より下方に下がる。これによつて腕
の長さａが圧縮量ｂの２〜20倍にとれ、すなわち
アクシヨン部１５の長さを従来に比べてはるかに
長くでき、アクシヨン部１５の変形が弾性変形内
に十分にとどまることができ、アクシヨン部１５
に座屈が生じない。

アクシヨン部１５の屈曲部位１９は、アクシヨ
ン部１５の変形の態様をコントロールし、予期せ
ぬ部位に変形の集中が生じて座屈を生じさせるこ
とを防止する。

また、θ₃，θ₄が従来より急角度であるため、シ
ール反力は増す。

つぎにアクシヨン部１５のつけ根部１８および
アクシヨン部１５のへたり（クリープ現象による
永久変形および反力のゆるみ現象）の防止につい
て説明する。前記の如くアクシヨン部１５の長さ
が長くなつて、アクシヨン部１５の歪み自体は小
になる。これによつてクリープは生じにくい。ま
たつけ根部１８に生じる局部応力は、ボリユーム
１４の存在によつてボリユーム１４に逃げ、ボリ
ユーム１４のつけ根部は近傍の変形によつて、集
中応力が分散される。したがつてへたりが防止さ
れる。

つぎに、リツプ部１７の座屈防止について説明
する。リツプ部１７はその屈曲部位２１より先端
側がゆるやかな角度θ₁を立上るので、シリンダヘ
ツドカバー１２組付時に、第７図の点線Ｂで示す
ような座屈変形を生じにくく、組付けがより確実
にかつ容易となつている。

第４図は、上記本考案のシール装置１０によつ
て得られるシール特性を、圧縮量とシール反力と
の関係で示している。すなわち、従来の実願昭61
−56020号提案では、シール反力が弱いとともに
圧縮量が大になると変形の途中で座屈が生じてシ
ール反力が激減するのに対し、本考案では、それ
より大きなシール反力が得られるとともに、該シ
ール反力は圧縮量が大になつても、座屈が生じな
いのでほぼ一定に維持される。

第５図は本考案のもう一つの実施例を示してい
る。該実施例においては、リツプ部１７はなく、
バンパリツプ１６のみが存在する。バンパリツプ
１６の上面はフラツトであり、かつ幅が大きくと
つてある。また、アクシヨン部１５の屈曲部位１
９もなく、直線上に立上るアクシヨン部１５とな
つている。その他の構成は第１図ないし第３図の
実施例に準じる。準じる部分には第１図ないし第
３図と同じ符号を付して説明を省略する。

第５図の実施例のようにすると、アクシヨン部
１５に屈曲部がないからシール反力はさらに強ま
り、かつバンパリツプ１６はその上端面が広幅の
シール面となるから、シリンダヘツドカバーがア
ルミ材等から成る場合比較的大きな巣があつて
も、十分に大きなシール面によつて十分にシール
できるという利点がある。その他の作用は第１実
施例に準じる。

〔考案の効果〕

本考案のシール装置１０によるときは次の効果
が得られる。

まず、実願昭61−56020号のようなアクシヨン
部における座屈を生じず、座屈によるシール反力
激減を防止できる。

また、シール反力自体が高くなり、良好なシー
ル性が得られる。

また、付随的効果として次の効果が得られる。

まず、アクシヨン部の弾性変形が安定してい
る。

また、シリンダヘツドカバー組付時にリツプ部
の予期せぬ変形を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るシリンダヘツドカバーと
プラグチユーブ間のシール装置の断面図、第２図
は第１図のシール装置の全体断面、正面図、第３
図は第２図のシール装置の部分拡大断面図、第４
図は本考案のシール装置と実願昭61−56020号の
シール装置との特性比較図、第５図は本考案のも
う一つの実施例の部分拡大断面図、第６図はシー
ル装置組付部位を示す内燃機関の一部断面図、第
７図は実願昭61−56020号のシール装置の部分断
面図、である。 １０……シール装置、１１……プラグチユー
ブ、１２……シリンダヘツドカバー、１３……固
定部、１３ａ……ゴム部、１３ｂ……第１の金属
環、１４……ボリユーム、１５……アクシヨン
部、１６……バンパリツプ、１６ａ……ゴム部、
１６ｂ……第２の金属環、１７……リツプ部、１
８……アクシヨン部のつけ根部、１９……アクシ
ヨン部の屈曲部位、２０……第２の金属環、２１
……リツプ部の屈曲部位。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) (イ) プラグチユーブ上端部外周に装着され、
   内周部にゴム部を有し外周部に第１の金属環
   を有する、プラグチユーブへの装着部の上部
   を構成する固定部と、 (ロ) 固定部のゴム部に一体につながり、固定部
   の下端側に位置し、固定部の外径より大きな
   外径を有するとともに固定部のゴム部より大
   きな体積を有し、ゴム材のみから成るボリユ
   ームと、 (ハ) ボリユームに一体につながり、ボリユーム
   の上端側に位置するとともに固定部の外周側
   に位置し、ボリユームから斜め上方に自由状
   態および装着状態において45°以下の角度を
   もつて立上り、ゴム材のみから成るアクシヨ
   ン部と、 (ニ) アクシヨン部の上側に位置し、内周部に第
   ２の金属環を有し外周部にゴム部を有し、該
   外周部のゴム部はアクシヨン部に一体につな
   がつており、装着状態において上端部がシリ
   ンダヘツドカバーの下面に接触されてシリン
   ダヘツドカバーから下方に押されるバンパリ
   ツプ部と、 から成るシリンダヘツドカバーとプラグチユー
   ブ間のシール装置。 (2) 前記シール装置が、バンパリツプ部の外周側
   に位置し、バンパリツプ部のゴム部に一体につ
   ながり、バンパリツプ部へのつながり部から斜
   め上方に立上り、装着状態において上端部がシ
   リンダヘツドカバーの下面に接触されてシリン
   ダヘツドカバーから下方に押されるリツプ部
   を、更に有している実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のシリンダヘツドカバーとプラグチユ
   ーブ間のシール装置。 (3) 前記アクシヨン部が、ボリユームから斜め上
   方に自由状態に角度θ₄をもつて立上り、途中で
   屈曲して該屈曲部位からさらに斜め上方に前記
   角度θ₄より急な角度θ₃をもつて立上る実用新案
   登録請求の範囲第１項記載のシリンダヘツドカ
   バーとプラグチユーブ間のシール装置。 (4) 前記リツプ部が、自由状態にてバンパリツプ
   部から斜め上方に角度θ₂をもつて立上り、途中
   で屈曲して該屈曲部位からさらに斜め上方に前
   記角度θ₂よりゆるやかな角度θ₁をもつて立上る
   実用新案登録請求の範囲第２項記載のシリンダ
   ヘツドカバーとプラグチユーブ間のシール装
   置。