JPH10281293A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】密封装置が装着される相手部材の加工精度を必
要とすることなく、シール性能を向上させ、シール部の
耐久性を向上させることができるとともに、密封装置の
挿通部と貫通物との間に形成される空間に水やダスト等
の異物の侵入を防止することが可能な密封装置を提供す
る。 【構成】貫通孔３を有するシリンダヘッドカバー１と貫
通孔３に貫通されて貫通孔の開口縁に対向する支持面９
ａを有する燃料噴射ノズル２ａおよびパイプユニオン２
ｂとの間をシールする密封装置である。貫通孔３の開口
縁に対面する当接面５ａを有する鍔部５とパイプユニオ
ン２ｂの支持面９ａに密接する環状の弾性突起部分８と
を備えている。また、貫通孔３と密接する弾性材製の第
１のシール部７と、内周面に燃料噴射ノズル２ａと密接
する弾性材製の第２のシール部１１とを有する挿通部６
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、エンジン
のシリンダヘッドカバーの貫通孔とこの貫通孔を貫通す
る燃料管との間をシールする密封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置
は、主に、燃料タンクに収容された燃料を圧送する燃料
ポンプと、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射させる燃料噴
射装置と、これらを接続する燃料管から構成されてい
る。

【０００３】一般的な内燃機関は、図６に示すように、
ピストン２１が往復移動するシリンダ２２が形成された
シリンダブロック２３と、このシリンダブロック２３の
頂部に気密に取り付けられ、吸排気バルブ２４が設けら
れたシリンダヘッド２５と、シリンダブロック２３の底
部に気密に取り付けられ、潤滑油を収容するオイルパン
と（不図示）を備えており、燃料噴射ノズル２６は、シ
リンダヘッド２５を被覆するように取り付けられたシリ
ンダヘッドカバー２７の内側でシリンダヘッド２５に固
定されており、パイプユニオン３０はシリンダヘッドカ
バー２７を貫通して燃料噴射ノズル２６に接続されてい
る。

【０００４】図７は、このシリンダヘッドカバー２７と
パイプユニオン３０との貫通部２８の構造をさらに詳細
に説明する断面図であり、燃料管２９はパイプユニオン
３０を介して燃料噴射ノズル２６に接続されている。

【０００５】ここで、燃料噴射ノズル２６の先端がシリ
ンダヘッド２５に固定されており、一方燃料管２９がエ
ンジン本体に固定されているため、燃料噴射ノズル２６
とパイプユニオン３０の螺合部分は、シリンダヘッドカ
バー２７に対して直接的には取り付けられてはいない
が、シリンダヘッドカバー２７の内部の気密性を維持す
るために、貫通孔３１を密封する密封装置３２がシリン
ダヘッドカバー２７に設けられている。

【０００６】従来の密封装置３２は、補強環３３を埋設
した鍔部３４と、燃料噴射ノズル２６とパイプユニオン
３０との接続部を挿通する挿通部３５からなり、鍔部３
４をシリンダヘッドカバー２７にボルト３６によって締
め付け、鍔部３４に設けられたシール用ビード３７をシ
リンダヘッドカバー２７に押し付けることによりシール
材３２とシリンダヘッドカバー２７とのシール性を確保
していた。

【０００７】また、挿通部３５に燃料噴射ノズル２６と
パイプユニオン３０との接続部を挿入したのち、ガータ
スプリング３８によって挿通部３５の先端を締め付け、
この先端の内面に形成されたシール用ビード３９を燃料
噴射ノズル２６に押し付けることにより、燃料噴射ノズ
ル２６と挿通部３５とのシール性を確保していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す密封装置３２においては、挿通部３５の内周とパイ
プユニオン３０との間の空間Ｓｂは、大気開放され、エ
ンジンの外部に連通しているため、この空間Ｓｂに水や
ダスト等のエンジンにとって好ましくない物質が侵入す
るおそれがある。空間Ｓｂに水やダスト等が侵入する
と、エンジンのメインテナンス等のためにに密封装置３
２を取り外した際に、空間Ｓｂに侵入した水やダスト等
がエンジン内部に流入するおそれがある。

【０００９】また、密封装置３２は、図示するようにシ
リンダヘッドカバー２７の外表面２７ａに設けられた貫
通孔３１に取付けられるので、シリンダヘッドカバー２
７側を厚肉部にして取付座面４０，４１を形成する必要
がある。また、この取付座面４０，４１でシール性を保
証しようとすると、精密な機械加工面が必要である。

【００１０】従来の密封装置３２は、取付座面４０に鍔
部３４をボルトにより取り付け、取付座面４１とシール
用ビード３７との圧接によるものであった。したがっ
て、シール用ビード３７は長期的に面圧低下を誘起し、
特に、シール用ビード３７がシリンダヘッドカバー２７
から伝わる熱影響を受けたり、あるいはシリンダヘッド
から飛散する油等の影響を受けて面圧低下や劣化を促進
し、シール能力が低下するという問題があった。

【００１１】しかも、機械加工を施す取付座面４０，４
１を設けるには、シリンダヘッドカバー２７の貫通孔３
１の近傍を外表面２７ａに対して厚肉部に鋳造する必要
があるので、内部に巣が発生し、加えて、従来の構造で
はボルト３６を用いているので、取付に必要な部品点数
が増加するばかりでなく、ボルト３６のネジ孔加工をも
必要とした。

【００１２】他の密封装置としては、例えば、図８に示
す実開平６−５４９６２号公報に開示された密封装置が
知られている。図８において、燃料噴射ノズル５２ａ
は、シリンダヘッドカバー５１の内部側ＩＮに設けら
れ、一方、燃料管に接続されるパイプユニオン５２ｂは
シリンダヘッドカバー５１の外部側ＯＵに設けられてい
る。燃料噴射ノズル５２ａとパイプユニオン５２ｂとの
接続部がシリンダヘッドカバー５１を貫通する部位に
は、貫通孔５３が開設されている。図８に示す密封装置
５０は、挿通部５６と、挿通部５６の一端に形成された
鍔部５５とを有しており、挿通部５６の先端内面には第
２のシール部６１が形成されており、第２のシール部６
１の外面をスプリング６２によって締め付けることによ
り、燃料噴射ノズル２ａと挿通部５６との間のシール能
力が維持されている。また、挿通部５６の外面に接触す
る複数の第１のシール部５７が形成され、貫通孔５３と
第１のシール部５７との接触によりシール能力が維持さ
れている。さらに、密封装置５０の鍔部５５には、パイ
プユニオン５２ｂの鍔部５９の支持面５９ａに当接する
弾性突起部分５８が所定の間隔で点在して形成されてお
り、弾性突起部分５８はパイプユニオン５２ｂの鍔部５
９の支持面５９ａに当接し、これにより挿通部５６を適
切な力でＤ方向に押し込む作用を奏する。

【００１３】図８に示す密封装置５０は、上記のような
構成によって、密封装置５０が装着される相手部材の加
工精度を必要とすることなく、シール性能を向上させる
ことができる。しかしながら、密封装置５０の弾性突起
部分５８は、鍔部５５に所定の間隔で点在して形成され
ているため、挿通部５６の内周とパイプユニオン５２ｂ
との間の空間Ｓｂは、大気開放され、エンジンの外部に
連通している。このため、図７に示した密封装置３２と
同様に、空間Ｓｂに水やダスト等のエンジンにとって好
ましくない物質が侵入するおそれがあった。

【００１４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、密封装置が装着される相手
部材の加工精度を必要とすることなく、シール性能を向
上させ、シール部の耐久性を向上させることができると
ともに、密封装置の挿通部と貫通物との間に形成される
空間に水やダスト等の異物の侵入を防止することが可能
な密封装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の密封装置は、貫
通孔を有する被貫通物と前記貫通孔に貫通されて前記貫
通孔の開口縁に対向する支持面を有する貫通物との間を
シールする密封装置であって、外周面に前記貫通孔と密
接する凸状の弾性材製の第１のシール部と、内周面に前
記貫通物と密接する弾性材製の第２のシール部とを有す
る挿通部と、前記挿通部から外周に向けて突出し、前記
貫通孔の開口縁に対面する当接面を有する鍔部と、前記
挿通部の一端側に設けられ、前記貫通物の支持面に密接
する環状の弾性突起部分とを備えていることを特徴とし
ている。

【００１６】本発明の密封装置では、挿通部を貫通孔に
挿入して鍔部を貫通孔の開口縁に対面させる。このと
き、挿通部の外面に形成した第１のシール部が貫通孔の
内面に密接することになる。そして、鍔部に形成した弾
性突起部分が貫通物の支持面に当接することにより密封
装置は貫通物の軸方向に押圧されるとともに、弾性突起
部分は環状に形成されていることから、密封装置の挿通
部と貫通物との間に形成される空間に水やダスト等の異
物が侵入するのを防止することができる。このため、密
封装置の取り外し時に、例えばエンジン等の密封装置に
よって密封される装置への異物の侵入が防止される。ま
た、弾性突起部分は貫通物の組付誤差を吸収することが
できるため、貫通物の組付状態に多少のバラツキがあっ
ても、第１のシール部を常に貫通孔の内面に対して押圧
することができる。さらに、本発明の密封装置は、弾性
突起部分、第１のシール部および第２のシール部という
弾性材の３点支持であることから、貫通物と被貫通物と
の軸心が偏心していたとしても、これに対応することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の密封装置
の第１の実施形態を示す断面図である。図１において、
本実施形態に係る密封装置１は、貫通物を挿入可能な筒
状部材から基本的になり、貫通物が挿入される円筒状の
挿通部６と、挿通部６の外面に形成された複数の第１の
シール部７と、挿通部６の一方端部の内周に形成された
第２のシール部１１と、挿通部６の他方端に形成された
環状の弾性突起部分８と、一端に鍔部５が形成された筒
状部材であって筒部分が挿通部６の所定位置に埋設さ
れ、鍔部５が挿通部６から外周に向けて突出する補強環
１０と、挿通部６の一方端の外周に形成されスプリング
１２を保持する環状の溝部１３とを有している。

【００１８】挿通部６は、弾性を有する材料、例えば、
アクリルゴム材料から成形することができる。挿通部６
を成形する際には、第１のシール部７、第２のシール部
１１および弾性突起部分８も同時に成形することもでき
る。また、挿通部６の成形時に、例えば、補強環１０を
インサート成形すれば、挿通部６に補強環１０を埋設す
ることができる。

【００１９】第１のシール部７は、挿通部６の外周面に
形成された複数の突起からなっている。この第１のシー
ル部７は、被貫通物、例えばエンジンのシリンダヘッド
カバーの貫通孔の内周面に密接し、貫通孔をシールす
る。第１のシール部７は、上記したように挿通部６と一
体成形することができ、また、Ｏリング等にシール部材
を挿通部６の外周に嵌挿してもよい。この場合、耐性に
応じてＯリングを構成する材料として、樹脂、シリコン
ゴムおよびニトリルゴムなど適切な材料選択することが
できる。

【００２０】第２のシール部１１は、凸状の突起からな
り、挿通部６に挿入される貫通物と当接し、溝部１３に
保持されたスプリング１２によって第２のシール部１１
の外周を締めつけることにより、挿通部６の内周面と貫
通物との間をシールする。第２のシール部１１は、上記
したように挿通部６と一体成形することができ、また、
Ｏリング等にシール部材を挿通部６の内周に嵌挿しても
よい。

【００２１】補強環１０の一部によって構成される鍔部
５は、円盤状に形成されている。鍔部５には、当接面５
ａが形成されており、当接面５ａは被貫通物の貫通孔の
開口縁に対面する。この部分は接触させた方が密封装置
１の位置が確実に決まる。補強環１０は、例えば、金属
部材から形成することができ、上記したようにインサー
ト成形によって挿通部６に埋設することができる。鍔部
５を補強環１０の一部によって構成したのは、鍔部５の
剛性を挿通部６寄りも向上させるためである。

【００２２】弾性突起部分８は、挿通部６の一端に突起
状でかつ環状に形成されている。この弾性突起部分８
は、上記した貫通物の有する支持面に密接する。弾性突
起部分８が貫通物の有する支持面に密接すると挿通部６
の内周と貫通物とによって形成される空間が閉塞される
ことになり、外部から当該空間に水やダスト等の汚物が
侵入することを防止することができる。また、弾性突起
部分８の断面形状は、前記補強環１０の鍔部５から離れ
るにしたがって、厚みを小さくした形状とすることによ
り、弾性突起部分８の剛性を小さくすることができる。
すなわち、弾性を持たせることにより、弾性突起部分８
が接する相手部材との距離の変動に追随することが可能
となり、シール性も向上する。なお、弾性突起部分８は
挿通部６と一体成形することができる。また、必要によ
り補強環１０には、流動孔１０ａを設け、弾性突起部分
８と挿通部６との成形時の材料の流れを多くすることに
より、安定した成形を行うことができる。

【００２３】次に、図１に示した密封装置１を、例え
ば、エンジンのシリンダヘッドカバーに装着した場合に
ついて図２を参照して説明する。図２において、燃料噴
射ノズル２ａがシリンダヘッドカバー２１の内部側ＩＮ
に設けられ、一方、燃料管に接続されるパイプユニオン
２ｂがシリンダヘッドカバー２１の外部側ＯＵに設けら
れている。これら挿通物２は、燃料噴射ノズル２ａの基
端に形成されたオスネジとパイプユニオン２ｂの先端に
形成されたメスネジとを螺合することにより結合されて
いる。

【００２４】このとき、燃料噴射ノズルの先端は、例え
ばシリンダヘッドに固定して取り付けられ、一方、燃料
管は例えばエンジン本体などに固定して取り付けられて
いるので、燃料噴射ノズル２ａとパイプユニオン２ｂと
の接続部をあらためてシリンダヘッドカバー２１に固定
することはない。

【００２５】この燃料噴射ノズル２ａとパイプユニオン
２ｂとの接続部がシリンダヘッドカバー２１を貫通する
部位には、貫通孔３が開設されており、貫通孔３のシリ
ンダヘッドカバー１の外部側ＯＵの縁部は座面４となっ
ている。

【００２６】この座面４は、密封装置１の軸方向Ｄに対
して面直に形成されており、密封装置１の鍔部５が当接
面５ａに当接している。それにより、パイプユニオン２
ｂに形成された鍔部９の支持面９ａが弾性突起部分８を
押圧したときであっても、僅かな隙間が残るようになっ
ている。

【００２７】密封装置１のシリンダヘッドカバー２１へ
の装着は、まず、密封装置１の挿通部６を貫通孔３に挿
入して鍔部５を貫通孔３の座面４に対面させることによ
り行う。このとき、外面がスプリング１２によって締め
付けられた第２のシール部１１により、挿通物２である
燃料噴射ノズル２ａと挿通部６との間のシール能力を維
持することができる。同時に、挿通部６の外面に形成し
た第１のシール部７が貫通孔３の内面に密接することに
なる。

【００２８】次いで、パイプユニオン２ｂのボルト部９
ｂを締めつけて、パイプユニオン２ｂの先端に形成され
たメスネジと燃料噴射ノズル２ａの基端に形成されたオ
スネジとを螺合することによって、パイプユニオン２ｂ
を燃料噴射ノズル２ａに接続する。このとき、鍔部５に
形成した弾性突起部分８がパイプユニオン２ｂの鍔部９
の支持面９ａに当接することにより、貫通物２の軸方向
Ｄに押圧される。

【００２９】一方、弾性突起部分８は、パイプユニオン
２ｂの鍔部９の支持面９ａによって押圧されることによ
って、弾性変形し支持面９ａに密接する。弾性突起部分
８は環状に形成されていることから、挿通部６の内周面
と燃料噴射ノズル２ａおよびパイプユニオン２ｂとの間
に形成される空間Ｓｂは、弾性突起部分８によってシー
ルされる。これによって、空間Ｓｂに水やダスト等の異
物が侵入するのを防止することができる。これに加え
て、仮に、シリンダヘッドカバー２１の内側部ＩＮから
第２のシール部１１を通じてオイルが空間Ｓｂに流出し
ても、弾性突起部分８と支持面９ａとが密接してシール
されるため、シリンダヘッドカバー２１の外側部ＯＵへ
の流出を防止することができる。

【００３０】また、弾性突起部分８は補強環１０突起状
に形成されていることから、その頂部は比較的弾性変形
しやすく、パイプユニオン２ｂを締めつけて支持面９ａ
を当接させた際に、当接力を安定的に保持することがで
きる。このため、弾性突起部分８の面圧を安定的に保持
することができ、シール性を向上させることができる。

【００３１】また、上述した実施形態においては、弾性
突起部分８をパイプユニオン２ｂの鍔部９の支持面９ａ
に当接させるように構成したが、本考案の弾性突起部分
８は、本実施形態にのみ限定されることなく、パイプユ
ニオン２ｂと燃料噴射ノズル２ａとの接合構造によって
は、他の挿通物２に当接させてもよい。

【００３２】さらに、上記の実施形態において、弾性突
起部分８の形状は図１に示した形状に限定されない。例
えば、図３に示すように、弾性突起部分８の先端部が外
周側に傾斜したリップ形状とすることも可能である。こ
のような形状にすれば、弾性突起部分８は支持面９ａに
よって押圧された際に、弾性突起部分８には曲げ力がか
かり、外周側に撓むことになる。このため、弾性突起部
分８は圧縮力のみが印加される場合に比べて、弾性効果
が向上し、弾性突起部分８と支持面９ａとの当接力を一
定に保ことができるとともに、当接力が過大となるのを
防止することができるとともに、弾性突起部分８のシー
ル性を向上することができる。また、この外周側に傾斜
した形状により、外部からの異物侵入を効果的に防ぐこ
とができる。支持面９ａへの当接力を調整することによ
って、内部圧力が上昇した場合には、圧力を逃がす構造
とすることもでき、その際には、内部が負圧になって
も、支持面への当接力は上昇する形状となっており、シ
ール性が向上する。

【００３３】次に、図４は、本発明の密封装置の第２の
実施形態を示す断面図である。図４に示す密封装置５１
は、基本的には図１に示した密封装置１と同様な構成で
あるが、鍔部５の当接面５ａに環状の第２の弾性突起部
分５２が形成されている点が異なる。第２の弾性突起部
分５２は、環状かつ突起状に形成されており、挿通部６
と一体に形成することができる。

【００３４】図５に、図４に示す密封装置５１を上記の
シリンダヘッドカバー２１に装着した状態を示す。図２
において説明した実施形態では、座面４と鍔部５の当接
面５ａは当接し、金属接触または僅かな厚さの弾性体を
介して接触している。パイプユニオン２ｂに形成された
鍔部９の支持面９ａが弾性突起部分８を押圧したときで
あっても、僅かな隙間が残るようになっている。しかし
ながら、仮に、シリンダヘッドカバー２１の内側部ＩＮ
から第１のシール部７を通じてオイルが流出した場合、
座面４と鍔部５の当接面５ａとの間の隙間からオイルが
外部側ＯＵに流出するおそれがある。そこで、図４に示
す密封装置５１のように、当接面５ａに第２の弾性突起
部分５２を形成する。図５に示すように、密封装置５１
を装着した状態では、第２の弾性突起部分５２が座面４
に当接し、第２の弾性突起部分５２は弾性変形を起こ
し、第２の弾性突起部分５２によってシールされてい
る。このため、第１のシール部７を通じてオイルが流出
しても、オイルが外部側ＯＵに流出することがない。ま
た、第２の弾性突起部分５２は弾性変形するため、弾性
突起部分８と支持面９ａとの当接力に影響を与えること
もない。

【００３５】なお、上記した実施形態は、本発明の理解
を容易にするために記載されたものであって、本発明を
限定するために記載されたものではない。したがって、
上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。

【００３６】例えば、上述した実施形態では内燃機関に
適用した具体例を挙げて説明したが、本発明の密封装置
は内燃機関にのみ限定されることはなく、本発明の要旨
を越えない限りにおいて、種々の装置に適用することが
できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の密封装置は、貫通物の支持面に
密接する弾性突起部分が環状に形成されているため、密
封装置の挿通部と貫通物との間に形成される空間をシー
ルすることができる。このため、密封装置の挿通部と貫
通物との間に形成される空間に水やダスト等の異物の侵
入を防止することが可能となる。また、例えばエンジン
等の密封装置によって密封される装置側から流出するオ
イル等の不純物が密封装置の挿通部と貫通物との間に形
成される空間を通じて密封装置の外部に流出するのを防
止することができる。

【００３８】また、弾性突起部分は弾性的に接触するこ
とから、この相手支持面の加工精度は必要とせず、しか
も、第１のシール部はテーパ状の貫通孔と楔状に弾性接
合するので、この面の加工精度は必要としない。極端に
いえば、鋳肌のままでも差し支えない。したがって、本
発明の密封装置は、取り付ける相手側部材の加工精度を
必要とせず、さらには取付がきわめて容易である。

【００３９】加えて、本発明の密封装置の取付は、弾性
突起部分、第１のシール部および第２のシール部の３点
の弾性材製部分により支持された構成であるから、貫通
物と被貫通物との軸心が偏心していても、この間隙の密
封効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密封装置の第１の実施形態を示す
断面図である。

【図２】図１の密封装置をシリンダヘッドカバーに装着
した状態を示す断面図である。

【図３】本発明に係る密封装置の弾性突起部分の形状の
他の例を示す断面図である。

【図４】本発明に係る密封装置の第２の実施形態を示す
断面図である。

【図５】図４の密封装置をシリンダヘッドカバーに装着
した状態を示す断面図である。

【図６】密封装置を備えた従来の内燃機関を示す断面図
である。

【図７】従来の密封装置の一例を示す要部断面図であ
る。

【図８】従来の密封装置の他の例を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１，５１…密封装置 ２…貫通物 ２ａ…燃料噴射ノズル ２ｂ…パイプユニオン ３…貫通孔 ４…座面 ５…密封装置の鍔部 ５ａ…当接面 ６…挿通部 ７…第１のシール部 ８…弾性突起部分 ９…パイプユニオンの鍔部 ９ａ…支持面 １０…補強環 １１…第２のシール部 １２…スプリング １３…溝部 ２１…シリンダヘッドカバー（被貫通物） ５２…第２の弾性突起部分 Ｄ…貫通物の軸方向 ＩＮ…内部側 ＯＵ…外部側 Ｓｂ…空間

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【手続補正書】

【提出日】平成９年４月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通孔（３）を有する被貫通物（１）と前
   記貫通孔（３）に貫通されて前記貫通孔（３）の開口縁
   に対向する支持面（９ａ）を有する貫通物（２）との間
   をシールする密封装置であって、 外周面に前記貫通孔（３）と密接する凸状の弾性材製の
   第１のシール部（７）と、内周面に前記貫通物（２）と
   密接する弾性材製の第２のシール部（１１）とを有する
   挿通部（６）と、 前記挿通部から外周に向けて突出し、前記貫通孔（３）
   の開口縁に対面する当接面（５ａ）を有する鍔部（５）
   と、 前記挿通部（６）の一端側に設けられ、前記貫通物
   （２）の支持面（９ａ）に密接する環状の弾性突起部分
   （８）とを備えた密封装置。
2. 【請求項２】前記鍔部の当接面には、前記貫通孔（３）
   の開口縁に密接する環状の第２の弾性突起部分（５２）
   が設けられている請求項１に記載の密封装置。