JPWO2006033197A1 - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、プラグチューブ等の筒状部材を複数並列的に内挿しシールすることができる機能を備えた密封装置を提供することを目的とする。このため、ハウジング2の開口部2aに組み付けられ、ハウジング2とハウジング2の開口部2aに挿通した筒状部材3との間をシールする密封装置1であって、ハウジング2に固定される取付部4と、筒状部材3の外周面3aに密接するシールリップ6と、取付部4およびシールリップ6間に設けられた追随変形部7とを一体に有する。取付部4は、筒状部材3を内挿する筒状内面5を平面内に複数有する。また各筒状内面5に対応してシールリップ6および追随変形部7も複数設けられる。

Description

本発明は、密封技術に係る密封装置に関するものである。本発明の密封装置は、自動車、建機、農機またはその他の一般産業機械の分野等において用いられ、例えば自動車関連分野においては、内燃機関におけるシリンダヘッドカバーとプラグチューブとの間またはシリンダヘッドカバーとインジェクションパイプとの間等をシールするために用いられる。
従来から、図12に示すように、ハウジング(図ではシリンダヘッドカバー)51の開口部51aに組み付けられ、ハウジング51とこのハウジング51の開口部51aに挿通した筒状部材(図では燃料噴射ノズル)52との間をシールする密封装置53が知られており、この密封装置53は、ハウジング51に固定される取付部54と、筒状部材52の外周面に密接するシールリップ55とを一体に有している(特許文献1参照)。
上記構成の密封装置53は、ゴム状弾性体よりなる取付部54がその外周ビード54aにおいてハウジング開口部51aの内周面に密接するとともに、シールリップ55がそのリップ端55aにおいて筒状部材52の外周面に密接することから、ハウジング51と筒状部材52との間を十分にシールことが可能とされている。
ところで、近年、内燃機関のガソリン系エンジンにおいて、ツインプラグと称する複数同時点火システムが開発されており、以下のようなメリットをもつと説明されている。
すなわち、ガソリンを点火して爆発させる際、1箇所よりも2箇所から同時に点火することにより燃焼室内の混合気をより完全に燃焼させることができるようになる。同時に、火炎伝播が2箇所より行なわれるために瞬間的に大きな爆発が発生し、トルクが上がり、エンジンの始動性が良くなり、鋭い加速性能を得ることができる。加速性能が向上すれば、高い速度まで持っていくまでに、エンジンを回す時間を少なくすることができ、よって燃費を向上させることもできる。
上記ツインプラグにおいては、点火プラグが二つ並んで用いられることから、この点火プラグをガイドするプラグチューブも二つ並んで設けられるが、上記図12の密封装置51は二つのプラグチューブを同時に内挿しシールするようには構成されていない。
特開平11−173423号公報
本発明は以上の点に鑑みて、上記プラグチューブ等の筒状部材を複数並列的に内挿しシールすることができる機能を備えた密封装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による密封装置は、ハウジングの開口部に組み付けられ、前記ハウジングと前記ハウジングの開口部に挿通した筒状部材との間をシールする密封装置であって、前記ハウジングに固定される取付部と、前記筒状部材の外周面に密接するシールリップと、前記取付部およびシールリップ間に設けられた追随変形部とを一体に有し、前記取付部は、前記筒状部材を内挿する筒状内面を平面内に複数有し、各筒状内面に対応して前記シールリップおよび追随変形部も複数設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2による密封装置は、上記した請求項1の密封装置において、取付部は、複数の筒状内面を平面内に収めるよう平面長円形に形成され、この取付部の周縁部に同じく平面長円形の金属環が埋設されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項3による密封装置は、上記した請求項1または2の密封装置において、ハウジングは、内燃機関におけるシリンダヘッドカバーであり、筒状部材は、前記シリンダヘッドカバーの開口部に挿通されるプラグチューブまたはインジェクションパイプであることを特徴とするものである。
上記構成を備えた本発明の請求項1による密封装置においては、ハウジングに固定される取付部が一つ設けられ、この取付部の平面内に、筒状部材を内挿する筒状内面が複数並列的に設けられる。取付部の平面方向と筒状内面の中心軸線とは一般的には直交させる。また、各筒状内面に対応してシールリップおよび追随変形部も複数並列的に設けられる。追随変形部は、筒状部材が筒状内面に対して径方向に変位したときに筒状部材に追随変形し、もってシールリップを筒状部材に追随させるものである。したがって、各筒状内面に筒状部材を一つずつ内挿することにより、密封装置全体として筒状部材を複数内挿することが可能となる。
筒状内面を二つ並列する場合、これを平面内に収める取付部は、その平面形状を長円形とするのが合理的であり、ハウジングに同じく長円形状に開口する開口部を設けて、この開口部に取付部を固定する。固定には一般に金属環が用いられるが、この金属環の平面形状も長円形とする。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の請求項1による密封装置においては、ハウジングに固定される取付部が一つ設けられ、この取付部の平面内に、筒状部材を内挿する筒状内面が複数並列的に設けられ、また各筒状内面に対応してシールリップおよび追随変形部も複数並列的に設けられることから、各筒状内面に筒状部材を一つずつ内挿することにより密封装置全体として筒状部材を複数内挿しシールすることが可能とされている。したがって、上記ツインプラグのような複数並列の内挿構造に好適に利用される密封装置を提供することができる。
また、本発明の請求項2による密封装置においては、取付部および金属環が平面長円形に形成されているために、筒状内面を二つ並列させるのに合理的な形状を備えている。ここに合理的とは、各部品を製作しやすく、かつ各部品の平面積が小さくて済むことを云い、具体的には、シールの平面積を小さくすることができ、本案のストレート部を大きなR形状でつなげた場合に比べて寸法管理がしやすくなることを云う。したがって、上記請求項1の密封装置を実用向きの製品として仕上げることができる。
また、本発明は、プラグチューブガスケットまたはインジェクションパイプシール等として好適に利用される。この場合、請求項1または2におけるハウジングは、内燃機関におけるシリンダヘッドカバーであり、筒状部材は、ガソリン系のプラグチューブまたはディーゼル系のインジェクションパイプである(請求項3)。
尚、本発明の密封装置は、その構成要素の一つとして追随変形部ヲ有しているので、プラグチューブまたはインジェクションパイプ等の筒状部材が或る程度径方向に変位した状態で内挿されることを許容するものであり(この場合も所定のシール機能を発揮する)、よってこの機能からして、偏心シールと称されることもある。
本発明の第一実施例に係る密封装置の斜視図 同密封装置の正面図 同密封装置の側面図 同密封装置の平面図 同密封装置の底面図 図3におけるA−A線断面図 図2におけるB−B線断面図 同密封装置に備えられる金属環の単品図であって(A)はその断面図、(B)はその底面図 同密封装置の装着状態を示す断面図 本発明の第二実施例に係る密封装置の断面図 (A)は本発明の第三実施例に係る密封装置の断面図、(B)は本発明の第四実施例に係る密封装置の断面図 従来例に係る密封装置の断面図
符号の説明
1 密封装置
2 シリンダヘッドカバー(ハウジング)
2a 開口部
2b 段差部
3 プラグチューブ(筒状部材)
3a 外周面
4 取付部
5 筒状内面
6 シールリップ
6a リップ端
7 追随変形部
8 金属環
8a 筒状部
8b,8c フランジ部
9 ガータスプリング
10 シールビード
11,13 間隙部
12 外周シール部
c 径方向間隙
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
プラグチューブまたはインジェクションパイプとシールするための膜(シールリップ)は2個所有しながら、ハウジングとのシールは膜が2個入る大きさで一体化されている密封装置(偏心シール)。これにより、シールスペースが小さくて済む。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第一実施例・・・
図1ないし図9は、本発明の第一実施例に係る密封装置1を示している。すなわち、図1は同密封装置1の斜視図、図2は正面図、図3は側面図、図4は平面図、図5は底面図、図6は図3におけるA−A線断面図、図7は図2におけるB−B線断面図、図8は同密封装置1に備えられる金属環8の単品図、図9は同密封装置1の装着状態をそれぞれ示している。
当該実施例に係る密封装置(プラグチューブガスケット)1は、内燃機関におけるシリンダヘッドカバー2(図9)とプラグチューブ3(図9)との間をシールすべくシリンダヘッドカバー2の開口部2a周縁に組み付けられて、前記開口部2aに挿通されるプラグチューブ3の外周面3aに密接するものであって、以下のように構成されている。
すなわち先ず、当該密封装置1は、ヘッドカバー2における開口部2a周縁に固定される平板状の取付部(外周取付部)4を有しており、この取付部4の平面内に、プラグチューブ3を内挿する筒状内面(筒状空間)5が二つ並列的に設けられている。また、取付部4の下面側に、各筒状内面5に対応して環状のシールリップ(内周リップ)6が二つ並列的に設けられるとともに、取付部4と各シールリップ6との間に円筒状の追随変形部7が一体に成形されている。この追随変形部7は、プラグチューブ3が筒状内面5に対して径方向に変位したときにプラグチューブ3に追随して弾性変形し、もってシールリップ6をプラグチューブ3に追随させるものである。またこの追随変形部7は、シールリップ6がプラグチューブ3の偏心に追随するためのものであって、取付部4から延びるように設けられている。この追随変形部7はその形状からして、膜部と称されることもある。また、各筒状内面5、追随変形部7およびシールリップ6の内周面は、面一状の内面をなしている(この内面は円筒面状である場合があり、また取付部4側からシールリップ6側へかけて先窄まりの円錐面状である場合もある)。
また、当該密封装置1は、全体として所定のゴム状弾性体よりなり、このゴム状弾性体に対して、取付部4に金属環8、シールリップ6にガータスプリング9がそれぞれ埋設されている。
取付部4は、二つ並んだ筒状内面5をその平面内に収めることができるよう平面長円形に形成されており、この平面長円形の取付部4の外周縁部に、図8に示すように、同じく平面長円形に形成された金属環8が埋設されている。
金属環8は、取付部4をなすゴム状弾性体内に完全に埋設される筒状部8aの上端に外向きフランジ部8bを全周に亙って一体成形したものであって、このフランジ部8bの少なくとも下面はゴム状弾性体から露出している。また、筒状部8aの外周側に位置して、取付部4をなすゴム状弾性体の外周面にはシールビード10が所要数(図では3本)全周に亙って一体成形されている。
シールリップ6はそれぞれ、若干先窄まりとされた円筒形に形成されており、プラグチューブ3の外周面3aに密接するその先端リップ端6aに面圧調整用のガータスプリング9が埋設されている。左右のシールリップ6間には間隙部11が設けられている。
取付部4の外周縁円弧部、筒状内面5、シールリップ6、金属環フランジ部8bの円弧部およびシールビード10の円弧部は同軸状に配置されている。
上記構成の密封装置1は、図9に示したように、ヘッドカバー2の開口部2aに対してヘッドカバー2の外側(上側)から着脱自在に組み付けられる。ヘッドカバー2の開口部2aは、平面長円形の取付部4を嵌合できるよう、同じく平面長円形に形成されている。嵌合された密封装置1は、金属環8のフランジ部8bが、開口部2aの内面に設けた段差部2bに突き当てられることにより、嵌合方向に位置決めされる。しかして、図上点線で示すようにプラグチューブ3が内挿されると、ゴム状弾性体よりなる取付部4がシールビード10においてヘッドカバー2の開口部2aの内周面に密接するとともに、シールリップ6がリップ端6aにおいてプラグチューブ3の外周面3aに密接することから、ヘッドカバー2およびプラグチューブ3間を十分にシールことが可能とされている。
また、円筒内面5およびプラグチューブ3の外周面3a間には所定の大きさの径方向間隙cが設定されるので、プラグチューブ3が或る程度(例えば1.2mm)径方向に変位した状態で内挿されても、追随変形部7が弾性変形し、もってプラグチューブ3との間をシールすることが可能とされている。
また、上記構成の密封装置1は、ヘッドカバー2に固定される取付部4が一つ設けられ、この取付部4の平面内に、プラグチューブ3を内挿する筒状内面5が二つ並列的に設けられ、また各筒状内面5に対応してシールリップ6および追随変形部7も二つ並列的に設けられていることから、各筒状内面5にプラグチューブ3を一つずつ内挿することにより、密封装置1全体としてはプラグチューブ3を複数内挿しシールすることが可能とされている。したがって、ツインプラグのような複数並列の内挿構造に好適に利用される密封装置1が提供されることになる。
更にまた、上記構成の密封装置1においては、取付部4および金属環8が平面長円形に形成されているために、筒状内面5を二つ並列させるのに合理的な形状を備えている。したがって、各部品を製作しやすく、各部品の平面積が小さくて済む実用的な密封装置1が提供されることになる。
尚、上記第一実施例に係る密封装置1は、その構成を以下のように変更することが考えられる。
第二実施例・・・
上記第一実施例では、取付部4の外周面にシールビード10を設けることによりヘッドカバー2との間のシール性を高める構成としたが、これに代えて図10に示すように、金属環8のフランジ部8bの下面にゴム状弾性体を焼き付け、この弾性体にシールビード10を一体成形する。この場合、シールビード10は下向きに設けられ、装着時、開口部2a内面の段差部2bに密着することになる。
第三および第四実施例・・・
上記第一実施例では、取付部4の下面側に追随変形部7およびシールリップ6を下向き円筒状のものとして一体成形したが、これに代えて、図11(A)または(B)に示すように、シールリップ6をオイルシール態様のものとして形成する。
図11(A)の例では、取付部4の内周側にベロー状の追随変形部7を介してオイルシール態様のシールリップ6が上向きのものとして一体成形されている。取付部4をなすゴム状弾性体の外周面には、ヘッドカバー2の開口部2a内面に密着する外周シール部12が全周に亙って一体成形されており、取付部4と追随変形部7との間には、左右のシールリップ6間の間隙部11に連なる間隙部13が設けられている。また金属環8には、外向きフランジ部8bに代えて内向きフランジ部8cが設けられている。
また、図11(B)の例では、取付部4の内周側に追随変形部7を介してオイルシール態様のシールリップ6が円錐面状の下向きのものとして一体成形されている。取付部4をなすゴム状弾性体の外周面には、ヘッドカバー2の開口部2a内面に密着する外周シール部12が全周に亙って一体成形されており、取付部4と追随変形部7との間には、左右のシールリップ6間の間隙部11に連なる間隙部13が設けられている。また金属環8には、外向きフランジ部8bに代えて内向きフランジ部8cが設けられている。

Claims (3)

  1. ハウジング(2)の開口部(2a)に組み付けられ、前記ハウジング(2)と前記ハウジング(2)の開口部(2a)に挿通した筒状部材(3)との間をシールする密封装置(1)であって、
    前記ハウジング(2)に固定される取付部(4)と、前記筒状部材(3)の外周面(3a)に密接するシールリップ(6)と、前記取付部(4)およびシールリップ(6)間に設けられた追随変形部(7)とを一体に有し、
    前記取付部(4)は、前記筒状部材(3)を内挿する筒状内面(5)を平面内に複数有し、各筒状内面(5)に対応して前記シールリップ(6)および追随変形部(7)も複数設けられていることを特徴とする密封装置。
  2. 請求項1の密封装置において、
    取付部(4)は、複数の筒状内面(5)を平面内に収めるよう平面長円形に形成され、この取付部(4)の周縁部に同じく平面長円形の金属環(8)が埋設されていることを特徴とする密封装置。
  3. 請求項1または2のガスケットにおいて、
    ハウジング(2)は、内燃機関におけるシリンダヘッドカバーであり、筒状部材(3)は、前記シリンダヘッドカバーの開口部に挿通されるプラグチューブまたはインジェクションパイプであることを特徴とするガスケット。
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