JP2006300312A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの泥水の浸入を防止するための第二シール部材を備えた密封装置をヘッドカバーに装着する場合に外部側から装着することができ、また、メンテナンスの際にヘッドカバーを外さなくても密封装置だけ取り外すことができ、取り扱いが容易な密封装置を提供する。
【解決手段】第一シール部材１０に設けた第一金属環３０の一部をヘッドカバー２の外部側Ａへ突出させ、突出させた第一金属環３０の円筒部３３に第二シール部材５０を嵌合させた。また第二シール部材５０に設けた第二金属環７０の円筒部７１を突出させた第一金属環３０の円筒部３３に嵌合させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダーヘッドのヘッドカバーに設けられた挿通孔と、この挿通孔に挿通される挿通部材との間の環状隙間をシールする密封装置に関するものである。

従来、インジェクションパイプの外周面をシールする断面略Ｕ字形状のメインシールリップの湾曲部に外部から侵入した泥水等が溜りメインシールリップの径方向の追随性を低下させ、インジェクションパイプが偏心した場合のシール性を低下させる虞があったので、下記特許文献１では、メインシールリップを有する第一シール部材より外部側にダストシールリップを有する第二シール部材を設け外部からの泥水をシールすることが提案されている。

このときに、ヘッドカバーの内周側に第一シール部材と第二シール部材とを別々に装着させると作業性が低下するため、第一シール部材と第二シール部材とを予め結合させて一つの部品として内部側から装着することが行なわれていた。だが、この結合状態は、第一シール部の第一嵌着部の内周面に第二シール部の第二嵌着部をゴム嵌合させているので、嵌合力が低く、第一シール部材と第二シール部材とが嵌合しているインジェクションパイプシールをヘッドカバーの内周側に装着した後、インジェクションパイプを内部側から挿通すると第二シール部材が容易に外れてしまう。そのため、下記特許文献２では、第二シール部材に径方向の第二金属環を設け、該第二金属環をヘッドカバーの内部側の端面と第一シール部材とで挟持することで強固に固定し、第一シール部材と第二シール部材との嵌合が外れるのを防止している。

しかし、第二シール部材の第二金属環をヘッドカバーの内部側の端面と第一シール部とで挟持するため、第一シール部材と第二シール部材とが嵌合したインジェクションパイプシールをヘッドカバーの内周側に装着させるときにはヘッドカバーの内部側から挿通する必要があった。更に、インジェクションパイプシールをヘッドカバーの内周側に装着させているのでメンテナンスの際にヘッドカバーを取り外す必要があり、作業が煩雑で手間・コストが高くなるとの不具合点を有していた。

特開２００２−３６４７５７号公報 特開２００３−１０６４５５号公報

本発明は上記の問題点に鑑みてされたもので、外部からの泥水の浸入を防止するための第二シール部材を備えた密封装置をヘッドカバーに装着する場合に外部側から装着することができ、また、メンテナンスの際にヘッドカバーを外さなくても密封装置だけ取り外すことができ、取り扱いが容易な密封装置を提供することを目的とする。

更に、第一シール部材と第二シール部材とを予め嵌合させた密封装置をヘッドカバーに装着させた場合に、その後に挿通部材を内部側から挿通しても第二シール部材が第一シール部材から外れることがない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に係る密封装置は、ヘッドカバーに設けられた挿通孔と、該挿通孔に挿通される挿通部材との間の隙間をシールするもので、前記ヘッドカバーに密接する第一密接部と前記挿通部材の外周面をシールするメインシールリップとを備える第一シール部材と、前記第一シール部材に密接する第二密接部と前記挿通部材の外周面をシールするダストシールリップとを備える第二シール部材と、を備える密封装置において、前記第一シール部材に設けた第一金属環の一部をヘッドカバーの外部側へ突出させ、突出させた前記第一金属環の円筒部に第二金属環を備えた前記第二シール部材を嵌合させたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２乃至４に係る密封装置は、前記挿通部材がインジェクションパイプであってもよい。また、前記突出させた第一金属環の円筒部に前記第二シール部材に設けた前記第二金属環の円筒部を嵌合させてもよい。更に、前記第一密接部を前記ヘッドカバーの内周面に密接させてもよい。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、上記構成を備えた本発明の密封装置は、第一シール部材に設けた第一金属環の円筒部に第二金属環を備えた第二シール部材を嵌合させているので、第一シール部材と第二シール部材を強固に嵌合させることができ、挿通部材が偏心している場合であっても第一シール部材と第二シール部材とが離れるのを防止することができる。更に、第一シール部の第一金属環をヘッドカバーの外部側に突出させて、その突出させた第一金属環の円筒部に第二シール部材を嵌合させる構成なので、外部側から密封装置を装着することができ、また、ヘッドカバーを取り外さなくとも密封装置だけを取り外すことができるので、密封装置のメンテナンスを容易に行なうことができる。

更に、本発明の請求項３に係る密封装置は、ヘッドカバーの外部側に突出させた第一金属環の円筒部に、第二シール部材に設けた第二金属環の円筒部を嵌合させているので、第一シール部材と第二シール部材が強固に嵌合し、第一シール部材と第二シール部材とを予め嵌合させた密封装置をヘッドカバーに装着した後に、挿通部材を内部から挿通しても第一シール部材に嵌合している第二シール部材が外れるのを防止することができる。

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して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がないかぎりは、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

第一実施形態：
図１は、本発明の第一実施形態に係る密封装置であるインジェクションパイプシールの装着状態を示す要部断面図である。

このインジェクションパイプシール１は、シリンダーヘッドのヘッドカバー２に設けられた挿通孔３とこの挿通孔に挿通される挿通部材であるインジェクションパイプ４との間の隙間をシールするもので、第一シール部材１０と、第一シール部材１０より外部側Ａ（図上右側）に位置する第二シール部材５０と、を備えている。

第一シール部材１０は、第一密接部２０と、第一金属環３０と、メインシールリップ４０と、ガータスプリング１１と、を備えている。

第一密接部２０は、ゴム状弾性体で成形されており、ヘッドカバー２と後述する第一金属環３０の内径側円筒部３１との間で圧縮される外周部２１が外周面２１ａでヘッドカバー２の内周端面２ａに密接し、ヘッドカバー２と第一シール部材１０との間をシールしている。なお、外周部２１の外周面２１ａには凸部２４が形成されていてヘッドカバー２と第一密封部２０との密封性を高めている。外周部２１と一体で成形された内周部２２およびフランジ部２３が第一金属環３０の内径側円筒部３１の内周面３１ｂおよびフランジ部３２の外部側側面３２ａの一部を覆っている。

第一金属環３０は、断面階段形状をしていて、内径側円筒部３１は第一密接部２０に埋設されていて、第一密接部２０の外周部２１を介してヘッドカバー２に嵌合している。内径側円筒部３１の外部側端部から外径方向に延びるフランジ部３２はヘッドカバーより外部側Ａに突出し、フランジ部３２の外径側部３２Ａは第一密接部２０から露出し、内径側部３２Ｂの外部側側面３２ａは第一密接部２０で覆われ、フランジ部３２の内部側側面３２ｂは第一密接部２０から露出してヘッドカバー２の外部側端面２ｂに密接している。フランジ部３２の外径側端部から外部側Ａに向かっては、第一密接部２０から露出した外径側円筒部３３が延びている。よって、フランジ部３２と外径側円筒部３３は、ヘッドカバー２の外部側端面２ｂより外部側Ａへ突出している部分である。

メインシールリップ４０は、第一密接部２０より内部側Ｂで一体に成形されていて内部側Ｂに向かって先端部４１が延び、先端部４１は断面略三角形状でありインジェクションパイプ４の外周面４ａをシールしている。先端部４１の外周側にはインジェクションパイプ４が偏心したときに追随し、メインシールリップ４０に径方向の緊迫力を与えるガータスプリング１１を装着するための凹部４２が形成されている。

なお、第一金属環３０の素材としては、例えばＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）やＳＵＳ（ステンレス鋼）を適用することができ、耐水性を考慮するとＳＵＳが好適である。メインシールリップ４０に用いられるゴム状弾性体の例としては、例えば、アクリルゴムを適用することができる。

第二シール部材５０は、第一シール部材１０より外部側Ａに位置し、ヘッドカバー２の外部側端面２ｂより外部側Ａで第一シール部材１０と嵌合し、第二密接部６０と、第二金属環７０と、ダストシールリップ８０と、を備えている。

第二密接部６０は、ゴム状弾性体で成形されており、第一金属環３０の外径側円筒部３３と後述する第二金属環７０の円筒部７１との間で圧縮される内周部６２が内周面６２ｂで第一金属環３０の外径側円筒部３３の外周面３３ａと密接し、第一シール部材１０と第二シール部材５０との間をシールしている。なお、内周部６２の内周面６２ｂには凸部６４が形成されていて第一金属環３０と第二密接部６０との密封性を高めている。内周部６２と一体で成形されている外周部６１および内部側Ｂのフランジ部６３が第二金属環７０の円筒部７１およびフランジ部７２の内径側部７２Ｂを覆っており、フランジ部６３端面６３ａがヘッドカバー２の外部側端面２ｂに密接し、ヘッドカバー２と第二シール部材５０との密封性を確保している。

第二金属環７０は、断面略Ｌ字形状をしていて、円筒部７１は第二密接部６０に埋設されていて、第二密接部６０の内周部６２を介して第一金属環３０の外径側円筒部３３と嵌合していて、これにより第一シール部材１０と第二シール部材５０とが嵌合し、一つの密封装置であるインジェクションパイプシール１を形成している。円筒部７１の外部側端部から外径側に向かってフランジ部７２が形成され、フランジ部７２の内径側部７２Ｂは第二密接部６０に埋設している。

ダストシールリップ８０は、第二密接部６０の外部側Ａに一体で成形されていて自由状態では内径側に真直ぐに延び、先端部８１の端面８１ａの内径寸法は、インジェクションパイプ４の外径寸法より小さく成形されている。したがって、インジェクションパイプ４を挿入した段階では、ダストシールリップ８０の先端部８１は、点線で示したように内部側Ｂから外部側Ａに湾曲した状態でインジェクションパイプ４の外周面４ａをシールし、これにより緊迫力を与えインジェクションパイプ４の偏心に対応できるようにしている。

なお、第二金属環７０の素材としては、第一金属環３０と同様に、例えばＳＰＣＣやＳＵＳを適用することができ、耐水性を考慮するとＳＵＳが好適である。ダストシールリップ８０に用いられるゴム状弾性体の例としては、例えば、アクリルゴムを適用することができる。

上記構成のインジェクションパイプシール１をヘッドカバー２に設けられた挿通孔３とインジェクションパイプ４との間の隙間に装着するには、初めに第一シール部材１０の第一金属環３０の外径側円筒部３３と第二シール部材５０の第二金属環７０の円筒部７１を嵌合させ、予め一体としたインジェクションパイプシール１とする。これによりインジェクションパイプシール１を一つの部品として取り扱うことが可能となり作業性が容易となる。

ついで、挿通孔３を形成しているヘッドカバー２の内周面２ａに一体となったインジェクションパイプシール１をヘッドカバー２の外部側Ａより挿入して嵌合させる。このとき、第一金属環３０の内径側円筒部３１をヘッドカバー２の内周面２ａに第一密封部２０を介して密着するように嵌合させる。したがって、第一シール部材１０の第一金属環３０の外径側円筒部３３及び第二シール部材５０は、ヘッドカバー２の外部側端面２ｂより外部側Ａに突出していることになる。

最後にインジェクションパイプ４を挿通孔３に内部側Ｂから外部側Ａに向って挿通し、装着作業が完了する。

上記構成においては、第一シール部材１０の第一金属環３０の外径側円筒部３３に第二シール部材５０の第二金属環７０を第二密封部６０の内周部６２を介して金属嵌合させたので強固に嵌合結合させることができ、インジェクションパイプ４を内部側Ｂから外部側Ａに向かって挿通しても第二シール部材５０が第一シール部材１０から外れるのを防止することが可能となる。

また、ヘッドカバー２の外部側端面２ｂから突出している第一金属環３０の外径側円筒部３３に第二シール部材５０の第二金属環７０の円筒部７１を嵌合させているので、インジェクションパイプシールを外部側から装着することが可能となり、また、ヘッドカバー２を取り外さなくともインジェクションパイプシール１を取り外すことが可能となる。したがって、インジェクションパイプシール１の装着作業及びメンテナンスする際の作業を容易に行うことが可能となる。

第二実施形態：
図２は、本発明の第二実施形態に係る密封装置であるインジェクションパイプシールの装着状態を示す要部断面図である。

この第二実施形態に係るインジェクションパイプシール１は、第一実施形態と第二シール部材５０が異なるので、以下、第二シール部材５０について説明する。

第二シール部材５０は、第一シール部材１０より外部側Ａに位置し、ヘッドカバー２が拡径している外部側端面２ｂの内径側で外部側Ａに突出している凸部１０２の外部側端面１０２ａより外部側Ａで第一シール部材１０と結合し、第二密接部６０と、第二金属環７０と、ダストシールリップ８０と、を備えている。

第二密接部６０はゴム状弾性体で成形されていて、後述する第二金属環７０を覆っている本体部１６１と、その本体部１６１から外径側で内部側Ｂに突出している突出部１６２とが一体に設けられている。突出部１６２の内周面１６２ａは、第一シール部１０の第一金属環３０であってヘッドカバー２の凸部１０２より外部側Ａに突出している外径側円筒部３３の外周面３３ａに密接に嵌合し、第一シール部材１０と第二シール部材５０との間をシールしている。またこれにより第一シール部材１０と第二シール部材５０とが嵌合し、一つの密封装置であるインジェクションパイプシール１を形成している。本体部１６１は、その内部側端面１６１ａが、第一金属環３０の外径側円筒部３３の外部側端面３３ｂ及び第一密接部２０のフランジ部２３の外部側端面２３ａに当接し、これにより、第二シール部材５０をヘッドカバー２に装着している第一シール部材１０に嵌合させるときの軸方向位置が規定される。

第二金属環７０は、円筒部７１と、その円筒部７１の外部側端部から外径方向に延びるフランジ部７２とからなる断面略Ｌ字形状をしていて、円筒部７１及びフランジ部７２の内径側部７２Ｂが本体部１６１に埋設していて、これにより第二シール部材５０が補強されている。

ダストシールリップ８０は、第二密接部６０と一体で成形されていて、本体部１６１の内径側で外部側Ａの端部１６３から内径方向の外部側Ａに斜行して延びるシール本体部１６４と、そのシール本体部１６４の内径側端部から外部側Ａに屈曲してインジェクションパイプ４と平行に延び、インジェクションパイプ４の外周面４ａをシールする先端部１６５が一体に成形されている。

上記構成のインジェクションパイプシール１をヘッドカバー２に設けられた挿通孔３とインジェクションパイプ４との間の隙間に装着するには、初めに挿通孔３を形成しているヘッドカバー２の内周面２ａに第一シール部材１０を外部側Ａより挿入して嵌合させる。このとき、第一金属環３０の内径側円筒部３１をヘッドカバー２の内周面２ａに第一密封部２０を介して密着するように嵌合させる。したがって、第一金属環３０の外径側円筒部３３は、ヘッドカバー２の凸部１０２の外部側端面１０２ａより外部側Ａに突出していることになる。

次いで、インジェクションパイプ４を挿通孔３に外部側Ａから挿通し、最後に、第一シール部材１０の第一金属環３０の外径側円筒部３３に、第二シール部材５０の第二密封部６０の突出部１６２を嵌合させ装着作業が完了する。

この場合に、ダストシールリップ８０は外部側Ａに向かって斜行して延びているので、インジェクションパイプ４に組み付けられている固定用パイプボルト１０４の先端部１０４ａがダストシールリップ８０に干渉することがなく、しかも適当な締め代を持ってインジェクションパイプ４に密接させることが可能となる。

また、ヘッドカバー２の凸部１０２の外部側端面１０２ａから突出している第一金属環３０の外径側円筒部３３に第二金属環７０で補強された第二シール部材５０の突出部１６２を嵌合させているので、第一シール部材１０と第二シール部材５０を強固に嵌合させることができ、インジェクションパイプ４が偏心している場合であっても第一シール部材１０と第二シール部材５０とが離れるのを防止することができる。更に、第二シール部材５０を外部側から容易に装着させることが可能となり、インジェクションパイプシール１を取り外すときには、外部から装着しているのでヘッドカバー２を取り外さなくともインジェクションパイプシール１だけ取り外すことが可能となる。したがって、インジェクションパイプシール１の装着作業及びメンテナンスする際の作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の第一実施形態に係るインジェクションパイプシールの断面図 本発明の第二実施形態に係るインジェクションパイプシールの一部断面図

符号の説明

１ インジェクションパイプシール（密封装置）
２ ヘッドカバー
３ 挿通孔
４ インジェクションパイプ（挿通部材）
１０，５０ シール部材
１１ ガータスプイング
２０，６０ 密接部
２１，６１ 外周部
２２，６２ 内周部
２３，６３ フランジ部
２４，６４ 凸部
３０，７０ 金属環
３１，３３，７１ 円筒部
３２，７２ フランジ部
４０，８０ シールリップ
４１，８１，１６５ 先端部
４２ 凹部
１０２ 凸部
１０４ 固定用パイプボルト
１６１ 本体部
１６２ 突出部
１６３ 端部
１６４ シール本体部
Ａ 外部側
Ｂ 内部側

Claims (4)

1. ヘッドカバーに設けられた挿通孔と、該挿通孔に挿通される挿通部材との間の隙間をシールするもので、
   前記ヘッドカバーに密接する第一密接部と前記挿通部材の外周面をシールするメインシールリップとを備える第一シール部材と、前記第一シール部材に密接する第二密接部と前記挿通部材の外周面をシールするダストシールリップとを備える第二シール部材と、を備える密封装置において、
   前記第一シール部材に設けた第一金属環の一部をヘッドカバーの外部側へ突出させ、突出させた前記第一金属環の円筒部に第二金属環を備えた前記第二シール部材を嵌合させたことを特徴とする密封装置。
2. 請求項１に記載の密封装置であって、前記挿通部材がインジェクションパイプであることを特徴とする密封装置。
3. 請求項１または２に記載の密封装置であって、突出させた前記第一金属環の円筒部に前記第二シール部材に設けた前記第二金属環の円筒部を嵌合させたことを特徴とする密封装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の密封装置であって、前記第一密接部を前記ヘッドカバーの内周面に密接させたことを特徴とする密封装置。

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