JPS6030402Y2 - 内燃機関の摺動型バブルにおけるシ−ル構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の摺動型バルブにおけるシール構造に
関するものである。

内燃機関の吸・排気弁装置として、きのこ弁穴の弁装置
に代えて回転体により吸・排気通路と燃焼室とを選択的
に連通接続する摺動型バルブは知られている。

この種摺動型バルブは、燃焼室と摺動型バルブの開口部
、バルブ周壁との間のシールを行う必要があり、このた
め摺動型バルブの開口部側、或はこれのハウジング側に
凹部を設け、ここにセラミック、カーボン等のリング状
シール部材を嵌装し、これをウェーブワッシャの如きス
プリングで相手方に弾圧し、且つシール部材の外周には
ピストンリングの如きシールリングを介設し、凹部内壁
とシール部材の外周間をシールしている。

かかるシール構造を採用した場合、燃焼室のガスは凹部
に介装したウェーブワッシャの隙間から凹部内周とシー
ル部材外周間に侵入し、シールリングでこのガスの漏洩
を阻止せんとするが、シールリングはシール部材への組
み付けのため欠円状に成形せざるを得す、このためシー
ルリングの合せ目に隙間が発生し、ここからガスが漏洩
し、高いシール性は得られ難い。

又シールリングを用いるため部品点数が増え、更にはシ
ール部材にシールリング嵌装用のリング状溝を成形する
必要がある等シール部材の構造も複雑化せざるを得ない
。

本考案者は摺動型バルブのシール構造における上記した
問題点を解決すべく本考案をなしたものである。

本考案の目的は、摺動型バルブの本体の開口部とハウジ
ングの燃焼室の開口部の一方に凹部を設け、この凹部に
摺動自在に嵌装されたシール部材を弾圧部材で相手方に
弾圧押接するようにしたシール構造において、上記シー
ル部材の底と凹部の対面する内底との間に内径方向に開
放された断面略横Ｕ字型のリング状弾圧部材を介設し、
このリング状弾圧部材の外径部を境にして連続した上下
の部分の内径端にそれぞれ上下に折曲された折曲部を形
成し、これら折曲部をシール部材の底及び凹部内底に面
接触せしめるとともに、燃焼室のガス圧を弾圧部材のＵ
字型断面の拡径方向に作用せしめるようにすることによ
って、シール性を向上せしめるとともに、上記シールリ
ングを不要とし、部品点数の減少、シール部材の構造、
成形の簡単化をも図ることができるという利点を有する
内燃機関の摺動型バルブにおけるシール構造を提供する
にある。

次に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述する
。

第１図は本考案のシール構造が適用される摺動型バルブ
の一例としてのロータリーバルブ全体の縦断面図で、内
燃機関１のシリンダ２内のピストン３上には燃焼室５を
一部に設けたシリンダヘッドであるローターハウジング
４が設けられ、ハウジング４にはシリンダ２の軸方向と
直交する方向に円筒状のローター収納部６が形成されて
いる。

収納部６内にロータリーバルブ本体７を嵌装し、本体７
は円筒状をなし、内部にインレットマニホールド８の吸
入通路８ａと連通接続し、これの一部をなす空間７ａと
、エキゾーストマニホールド９の通路９ａと連通接続し
、上記空間７ａと区画され、且つこれの内部を横断する
如く設けられた排気連絡通路７ｂとを備え、夫々７ａｙ
７ｂは本体７の同一円周上に位相をズラせて設けた開ロ
アｃ、７ｄで燃焼室５と選択的に連通し、本体７はスプ
ロケット１ｅｚチエン７ｆでクランクシャフト等により
回転駆動される。

以上のロータリーバルブの燃焼室５との連通接続部のシ
ールは、ハウジング４の燃焼室５の上部に円形の凹部１
０を設け、凹部１０内にセラミック、カーボン等で成形
したリング状のシール部材１１を嵌装し、シール部材１
１は燃焼室５の上部内径部５ａ、開ロ部７ｃ、７ｄと適
合する径の開口部１１ａを備える。

このシール部材１１の底１１ｂと、これと対向する凹部
１０の内底部１０ｂとの間に弾圧部材、即ちシールスプ
リング１２を介装する。

第３図はこの部分を拡大したもので、シールスプリング
１２は断面略横Ｕ字型をなし、内向きに開放１２ａされ
たリング状をなし、バネ鋼等により成形される。

Ｕ字型の底をなす部分は外径部１２ｂをなし、この部分
は湾曲し、外径部１２ｂを境にして上下に湾曲しつつ上
下の部分１２ｃ、１２ｄが内径方向に延出され、上下の
部分１２ｃ。

１２ｄの内径端が夫々上下に折曲され、折曲部１２ｅ、
１２ｆ端がシール部材の底１１ｂと内部内底１０ｂに接
し、上下の部分１２ｃ、１２ｄの拡開弾圧力でシール部
材１１を上方へ弾圧し、本体７周にこれを圧接せしめる
。

かくしてシール部材１１をスプリング１２で弾圧し、シ
ール作用を行う。

ところで、燃焼時の高圧ガスは開口部５ａ、凹部１０の
空間Ｓ１開口部１１ａに作用し、開口部１１ａが本体７
周で塞がれているため、空間Ｓに作用する。

この空間Ｓは外側の空間Ｓ１とスプリング１２で区画さ
れ、これの内径上下折曲端１２ｅ、１２ｆは底１０ｂ、
ｌｌｂに弾接しているため、ガスの外側空間Ｓ１への漏
洩は阻止される。

そしてガス圧は横Ｕ字型をなすスプリング１２の内径側
にあって上下の部分１２ｃ、１２ｄを上下に拡開する方
向に作用し、この結果スプリング１２はＵ字断面が拡開
する方向に加圧され、上下の折曲端１２ｅ、１２ｆの面
圧は上昇し、この部分１２ｅ、１２ｆの底１０ｂ、１１
ｂへの圧接力は高められ、内側空間Ｓのガスの外側空間
Ｓ□への漏洩をガス圧自身の圧力を利用して遮断するこ
ととなり、ガス圧でシール性を一層高めることができる
こととなる。

従ってガス圧はスプリング１２で気密に遮断され、シー
ル部材１１の外周１１ｃと凹部内周１０ａとの間のクリ
アランスＳ２からのガスの漏洩は防止され、凹部内径部
１０ａとシール部材１１の外径部１１ｃとの間にピスト
ンリング類似のシールリングを介装する必要がない。

第４図はシールスプリング１１２を内・外二重の板材１
１２−１，１１２−２で形成したもので、何れも横Ｕ字
型のリング部材１１２−１，１１２−２を内・外に重ね
合せ接合し、一体化したもので、その作用は上記と同じ
である。

尚本実施例に従えば、ガス圧を受ける応力的に弱い部分
が二重構造となることにより強度が著しく向上し、耐久
性が向上するとともに、折曲部１１２−１ｅ、１１２−
Ｉｆ、１１２ ２ｅ、１１２−２ｆが二重構造となり、
底１０ｂ、ｌｌｂとの接触部が二段となり、ラビリンス
作用が働き、シール効果は一層向上する。

第５図はシールスプリング２１２を上下分割タイプで成
形したものである。

スプリング２１２は対称形状に成形した上下の部材２１
２−１，２１２−２からなり、夫々は内径部に対称的に
各上下に向く折曲部２１２−１ａ、２１２−２ａと、こ
れの外径部に略々フラケットに平行し、外径側で対称的
に上下に傾斜した連続せる中間部２１２−１ｂ、２１２
−２ｂを備え、中間部外径端に接合フランジ２１２−１
ｃ、２１２−２ｃを連続して備え、フランジ端を溶接等
で接合し、断面略横Ｕ字型のスプリング２１２を得る。

その作用、効果は上記と同じであるが、本実施例によれ
ば、最初から横Ｕ字型断面に成形することなく二枚の部
材に分割して成形するためプレス成形が容易となり、製
作が容易で精度も得られ易く、スプリングの量産、コス
トダウンの点で好ましいこと、応力の発生する個所であ
る外径湾曲部がフランジ部２１２−１ｃ、２１２−２ｃ
の二枚厚の重ね合せ部となり、湾曲した折り曲げ部とな
らないため応力的にも余裕が生じ、強度が向上し、耐久
性が増す。

第６図の実施例は第５図の実施例を二重構造としたもの
で、上の部材は外側の部材３１２−ＩＡと内側の部材３
１２−ＩＢとからなり、下の部材は３１２−２Ａと３１
２−２Ｂとからなり、夫々をフランジ部で接合してスプ
リング３１２を得、本実施例に従えば第４図と第５図の
実施例の利点を併せ有することとなる。

第７図は変更実施例を示し、バルブ本体７の開ロアｃ、
？ｄ側に凹部４１０，４１０を個々に設け、凹部４１０
に既述のスプリング４１２を介してシール部材４１１を
夫々介装したもので、シール部材４１１はバルブ本体の
収納部６内壁に弾圧され、シールを行う。

このような形式のものにも本考案は実施し得るものであ
る。

尚、実施例では本考案のシール構造をロータリーバルブ
を例にとって説明したが、ロータリーバルブに限らず、
球面バルブ、その他の摺動型バルブ全てに適用すること
ができる。

以上で明らかな如く本考案によれば、燃焼ガス圧で弥生
部材は拡開し、シール部材と凹部間で弾接部の面圧を高
め、凹部とシール部材間の空間の区画性、気密性を高め
、高いシール効果を得ることができるとともに、ガス圧
を利用して気密性を確実に得ることができるためシール
リングは不要となり、従って部品の減少、シール部材の
構造の簡単化を図ることができる他、バネ自体も断面横
Ｕ字型でリング状に成形することにより得られ、溶接接
合品等により簡単に、成形容易に、実用上充分の強度と
耐久性を確保しつつ得ることができる等実用的効果甚大
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すもので、第１図はロータ
リーバルブの縦断側面図、第２図は同端面図、第３図は
要部の拡大図、第４図乃至第６図は弾圧部材の変更実施
例の拡大断面図、第７図はシール構造の変更実施例図で
ある。 尚図面中１は内燃機関、７はバルブ、１０，４１０は凹
部、１１，４１１はシール部材、１２゜１１２．２１２
，３１２，４１２は弾圧部材である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 摺動型バルブの本体の開口部とハウジングの燃焼室
   の開口部の一方に凹部を設け、この凹部に摺動自在に嵌
   装されたシール部材を弾圧部材で相手方に弾圧押接する
   ようにしたシール構造において、上記シール部材の底と
   凹部の対面する内底との間に内径方向に開放された断面
   略横Ｕ字型のリング状弾圧部材を介設し、このリング状
   弾圧部材は外径部を境にして連続した上下の部分からな
   り、これら上下の部分の内径端はそれぞれ上下に折曲さ
   れ、これら折曲部はシール部材の底及び前記凹部内底に
   面接触すると共に、上記燃焼室の圧力変動により上下に
   拡開することを特徴とする内燃機関の摺動型バルブにお
   けるシール構造。 ２ 前記弾圧部材は板材で成形され、内・外二重の重ね
   合せ接合体からなる前記実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の内燃機関の摺動型バルブにおけるシール構造。 ３ 前記弾圧部材は二枚の板材で成形され、Ｕ字型湾曲
   部である外径部で溶接等により接合一体化された前記実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の内燃機関の摺動型バ
   ルブにおけるシール構造。 ４ 前記弾圧部材は二重に積層された二組の板材で成形
   され、Ｕ字型湾曲部である外径部で溶接等により接合一
   体化された前記実用新案登録請求の範囲第１項記載の内
   燃機関の摺動型バルブにおけるシール構造。