JPH11351402A - バルブステムシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油の密封性能と潤滑油の供給性能を両立
させると共に、これらの調整を容易とするバルブステム
シールを提供する。 【解決手段】 突起３ｄを、シールリップ３ａの潤滑油
室側Ｏの傾斜面に、周方向に所定の間隔で複数配置し、
突起３ｄの先端もシールリップ３ａのリップ先端と同様
にバルブステムの外周表面に摺動するようにし、突起３
ｄの設置個数や、突起３ｄのバルブステムの外周表面へ
の接触面積、幅Ｗについては、バルブステムとバルブガ
イドとの間の環状隙間に供給する潤滑油の必要量等によ
って、設定する。

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、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】従来より、この種のバルブステムシール
としては、たとえば、図４および図５に示すものがあ
る。

【０００３】図４は従来技術に係るバルブステムシール
の概略構成断面図であり、図５は従来技術に係るバルブ
ステムシールの使用状態を示す模式図である。

【０００４】図５に示したように、Ｐ側に設けられた不
図示のポート（吸入用あるいは排気用のポート）の吸・
排気を行うバルブ（不図示）が備えられるバルブステム
３００と、その周囲を取り巻くバルブガイド２００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は使用される。

【０００５】より詳しく説明すると、バルブガイド２０
０の一端側は潤滑油が収納された潤滑油室側Ｏに臨み、
他端側が前述のようにポート側Ｐに臨んで配置されてい
る。

【０００６】そして、このバルブガイド２００内にバル
ブステム３００が往復動自在に挿入されて、バルブステ
ム３００が往復動することによって、不図示のポートを
バルブによって開閉弁して、吸気あるいは排気を行うも
のである。

【０００７】バルブステムシール１００は、図４に示し
たように、概略、金属環１０１と、ゴム状弾性体性のシ
ール部１０２と、から構成されている。

【０００８】金属環１０１は、バルブガイド２００の外
周へ嵌着される円筒部１０１ａと内向きフランジ部１０
１ｂとを備えている。

【０００９】また、シール部１０２は、内向きフランジ
部１０１ｂの外側端面側に設けられて、往復動するバル
ブステム３００の外周表面に摺動自在にシールするシー
ルリップ１０２ａと、内向きフランジ部１０１ｂの内側
端面に設けられて、バルブガイド２００の上端面をシー
ルする上端面シール部１０２ｂと、円筒部１０１ａ内周
に設けられて、バルブガイド２００の外周をシールする
外周シール部１０２ｃと、を備えている。

【００１０】なお、シールリップ１０２ａの外周には、
緊迫力を増加させる金属製ガータースプリング１０３が
装着されている。

【００１１】また、図６に示したバルブステムシールの
ように、シールリップ１０２ａの下部（ポート側Ｐ）
に、等配突起１０２ｄを複数設けて、バルブステム３０
０の偏心的なダイナミックな動きへのリップの追随性能
を向上させて、密封性を安定させたものもある。

【００１２】これら、バルブステムシールの機能として
は、エンジンヘッド内部のカム〜バルブトレイン部を潤
滑させるための潤滑油室内の潤滑油が吸入用あるいは排
気用のポートに漏れないようにすることが重要である。

【００１３】これは、油漏れが生じると、漏れた油が燃
焼して、排気ガスおよび排気系統を汚染し、さらに油を
消耗し、エンジン機能に悪影響を及ぼすからである。

【００１４】一方、完全に密封してしまうと、バルブガ
イドとバルブステムとの間の潤滑性がなくなり、焼きつ
きやかじりが発生して、バルブトレインの破損などの問
題が生じてしまう。

【００１５】このように、油の密封と（必要最小限の）
油の供給という相対する機能をそれぞれ適度に維持する
ことが必要なものである。

【００１６】

【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。

【００１７】上述した従来技術に係るバルブステムシー
ルの構成においては、エンジン特性によってはポート内
部の圧力がシール部まで吹き上げて、バルブガイドとバ
ルブステムとの間の油膜、及びシールリップ摺動部の油
膜が上部に押し上げられ、両者が潤滑不足となり、リッ
プの摩耗性が悪化したり、バルブガイドとバルブステム
との間で焼き付けが発生して、エンジンの基本機能に悪
影響を及ぼすおそれがあった。

【００１８】また、近年の多バルブ化により、リップ設
計形状をリップ角度およびリップ先端のエッジを調整し
て、油膜を最小とする設計が主流となってきており、エ
ンジン機種または作動条件によっては、バルブガイド部
の油量が不足して、バルブステムが焼きついたり、かじ
りが発生するおそれがあるため、リップ角度およびエッ
ジの状態を変更して、シール側で最適設計となるように
チューニングをして再設計しなければならないことが多
かった。

【００１９】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ると共に、
これらの調整を容易とするバルブステムシールを提供す
ることにある。

【００２０】

【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
の隙間に油膜を形成させる潤滑油を供給しつつ、潤滑油
室内の潤滑油をシールするバルブステムシールにおい
て、前記バルブステム表面に環状に摺接するシールリッ
プの潤滑油室側斜面に周方向に所定の間隔で配置される
共に、リップ先端から潤滑油室側に向かって略軸方向に
延びて前記バルブステム表面に摺接する複数の突起を設
けたことを特徴とする。

【００２１】したがって、突起の配置数の増減や突起の
バルブステム表面への摺接形状（摺接面積）によって、
潤滑室内の潤滑油に対する密封性能と、バルブガイドと
バルブステムとの間の環状の隙間への潤滑油の供給量の
調整が簡単にでき、また、この突起によって偏心追随性
も良くなる。

【００２２】

【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、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、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。

【００２３】図１および図２を参照して、本発明の実施
の形態に係るバルブステムシールについて説明する。

【００２４】図１は本発明の実施の形態に係るバルブス
テムシールの概略構成断面図であり、図２は図１中矢印
Ｖ方向からみた一部斜視図である。

【００２５】本発明の実施の形態に係るバルブステムシ
ールは、上述の従来技術の中でも説明したように、図１
中（Ｐ）側に設けられた不図示のポート（吸入用あるい
は排気用のポート）の吸・排気を行うバルブ（不図示）
が備えられる不図示のバルブステムと、その周囲を取り
巻くバルブガイド（不図示）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使用されるものであ
る。

【００２６】バルブガイドやバルブステムの構成・機能
等については上述の従来技術の中で説明したので、その
説明は省略する。

【００２７】本実施の形態に係るバルブステムシール１
は、図１に示したように、概略、金属環２と、ゴム状弾
性体性のシール部３と、から構成されている。

【００２８】金属環２は、バルブガイドの外周へ嵌着さ
れる円筒部２ａと内向きフランジ部２ｂとを備えてい
る。

【００２９】また、シール部３は、内向きフランジ部２
ｂの外側端面側に設けられて、往復動するバルブステム
の外周表面に摺動自在にシールするシールリップ３ａ
と、内向きフランジ部２ｂの内側端面に設けられて、バ
ルブガイドの上端面をシールする上端面シール部３ｂ
と、円筒部２ａ内周に設けられて、バルブガイドの外周
をシールする外周シール部３ｃと、を備えている。

【００３０】なお、シールリップ３ａの外周には、緊迫
力を増加させる金属製ガータースプリング４が装着され
ている。

【００３１】そして、本実施の形態においては、突起３
ｄを設けたことを特徴としている。

【００３２】この突起３ｄは、シールリップ３ａの潤滑
油室側Ｏの傾斜面に、図２に示したように、周方向に所
定の間隔で複数配置されている。

【００３３】また、突起３ｄは、シールリップ３ａのリ
ップ先端から潤滑油室側Ｏに向かって軸方向に延びるよ
うに形成され、シール部３の上端面３ｅにまで延びてい
る。

【００３４】したがって、この突起３ｄの先端もシール
リップ３ａのリップ先端と同様にバルブステムの外周表
面に摺動することになる。

【００３５】なお、突起３ｄの形状等については、製作
容易性や安定性などを考慮して適宜設定すれば良いが、
例えば図２に示したように、略３角柱形状とすると好適
である。

【００３６】ここで、突起３ｄの設置個数や、突起３ｄ
のバルブステムの外周表面への接触面積に関係する図１
に示した幅Ｗについては、バルブステムとバルブガイド
との間の環状隙間に供給する潤滑油の必要量等によっ
て、設定することができる。

【００３７】すなわち、設置個数を増やしたり、幅Ｗを
広くすればする程、供給量は多くなる。

【００３８】例えば、幅Ｗを０．２〜０．３ｍｍ程度
（シールリップ３ａの潤滑油室側Ｏの傾斜面への接合幅
は１〜２ｍｍ程度）のものに対して、幅Ｗを０．４〜
０．６ｍｍ程度とすると、供給量は倍増する。

【００３９】また、設置個数を増やす程、より均一な油
膜形成が可能であることから、幅Ｗを微小なまま設置個
数を増やして、供給量を増やすようにすれば、より好適
である。

【００４０】なお、突起３ｄの配置位置については特に
限定するものではないが、等配に設けることで、より均
一な油膜形成、及びより均一なシールリップ３ａの追随
性を図ることができることは言うまでもない。

【００４１】以上のように、突起３ｄの設置個数等の調
整によって、潤滑油の供給量を調整できるので、潤滑油
の密封性能と潤滑油の供給性能を両立させることができ
る。

【００４２】そして、従来技術のように、リップの角度
調整等のように設計面等で技術的に困難性を伴うことな
く、突起３ｄの設置個数等の調整だけで、簡単に潤滑油
の供給量を調整できる。

【００４３】また、突起３ｄによって、リップ近傍でバ
ルブガイドを支えるため、偏心追随性も向上し、より一
層シール性が安定し、リップ摩耗も抑制して、耐久性も
向上する。

【００４４】なお、図３に示したように、バルブステム
シールの所定位置への取付機能等のために金属環２に外
向フランジ部２ｃを備えた構成のものについても、上述
した構成を適用することが可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バルブ
ステム表面に環状に摺接するシールリップの潤滑油室側
斜面に周方向に所定の間隔で配置される共に、リップ先
端から潤滑油室側に向かって略軸方向に延びてバルブス
テム表面に摺接する複数の突起を設けたことによって、
突起の配置数の増減や突起のバルブステム表面への摺接
形状（摺接面積）によって、潤滑室内の潤滑油に対する
密封性能と、バルブガイドとバルブステムとの間の環状
の隙間への潤滑油の供給量との調整を簡単にすることが
でき、また、この突起によって偏心追随性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係るバルブステム
シールの概略構成断面図である。

【図２】図２は図１中矢印Ｖ方向からみた一部斜視図で
ある。

【図３】図３は本発明の実施の形態に係るバルブステム
シールの概略構成断面図である。

【図４】図４は従来技術に係るバルブステムシールの概
略構成断面図である。

【図５】図５は従来技術に係るバルブステムシールの使
用状態を示す模式図である。

【図６】図６は従来技術に係るバルブステムシールの概
略構成断面図である。

【符号の説明】

１ バルブステムシール ２ 金属環 ２ａ 円筒部 ２ｂ 内向きフランジ部 ２ｃ 外向フランジ部 ３ シール部 ３ａ シールリップ ３ｂ 上端面シール部 ３ｄ 突起 ３ｅ 上端面 ４ 金属製ガータースプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、の間の環状の隙間に
   油膜を形成させる潤滑油を供給しつつ、潤滑油室内の潤
   滑油をシールするバルブステムシールにおいて、 前記バルブステム表面に環状に摺接するシールリップの
   潤滑油室側斜面に周方向に所定の間隔で配置される共
   に、リップ先端から潤滑油室側に向かって略軸方向に延
   びて前記バルブステム表面に摺接する複数の突起を設け
   たことを特徴とするバルブステムシール。