JP2009257509A - Valve stem seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸・排気バルブのバルブステムと、これを軸方向移動自在に支持するバルブガイドとの間を密封するバルブステムシールに関するものである。 The present invention relates to a valve stem seal that seals between a valve stem of an intake / exhaust valve of an internal combustion engine and a valve guide that supports the valve stem so as to be axially movable.
内燃機関の吸・排気バルブのバルブステムと、これを軸方向移動自在に支持するバルブガイドとの間は、バルブステムシールによって密封されている。図4は、従来のバルブステムシールを設けた内燃機関のバルブを示す断面図、図5は、従来のバルブステムシールを示す装着状態の断面図である。 A valve stem seal is sealed between a valve stem of an intake / exhaust valve of the internal combustion engine and a valve guide that supports the valve stem so as to be axially movable. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a valve of an internal combustion engine provided with a conventional valve stem seal, and FIG. 5 is a cross-sectional view in a mounted state showing the conventional valve stem seal.
図4において、参照符号101はシリンダヘッド、102はシリンダヘッド101に形成された排気ポート、103は吸気ポート(又は排気ポート)102を開閉するバルブ、104はバルブ103から延びるバルブステム、105はシリンダヘッド101に貫設されてバルブステム104を軸方向移動自在に支持するバルブガイド、106はバルブステム104を介してバルブ103を閉弁方向へ付勢するスプリング、107は、バルブステム104の上端に設けられたリフタ108に接触されると共に、カムシャフト107aによって1回転する度に、スプリング106の付勢力に抗してバルブ103を開弁方向へ押し下げるカムである。バルブガイド105には、バルブステムシール110が装着されている。
In FIG. 4,
詳しくは、バルブステムシール110は、図5に示されるように、バルブガイド105の上部外周面に密嵌されるバルブガイドシール部111と、その上端から延在され、バルブステム104の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ112と、バルブガイドシール部111に埋設された補強スリーブ113とからなるものであって、バルブガイド105の上側に形成された油室O内のエンジンオイルが、バルブステム104の軸周隙間Gから漏洩するのを抑制するものである(例えば特許文献1参照)。
ところで近年、環境対策として、内燃機関の高出力化や燃費の改善が要求されており、内燃機関の多弁化や可変バルブ機構の検討が進められている。そしてこれに伴い、バルブステムシール110でも、油漏れ量を低減し、バルブ動作の変化時における油漏れ量の変化を低減することが求められている。
By the way, in recent years, as an environmental measure, there has been a demand for higher output of an internal combustion engine and improvement of fuel consumption, and studies on multi-valve and variable valve mechanisms of the internal combustion engine are being advanced. Accordingly, the
しかしながら、この種のバルブステムシール110では、バルブステム104の外周面とシールリップ112との密接摺動部からの油漏れ量は十分に抑制されており、むしろそれ以外の部分、具体的にはバルブガイド105からの浸透漏れについて対策が必要と考えられている。すなわち、バルブガイド105には焼結金属が用いられており、このような焼結金属はポーラス組織であるため、内部の無数の微細空孔を通じて油漏れを生じる。
However, in this type of
また、バルブ103が吸気バルブである場合、吸気ポート102側が負圧になると、バルブガイド105の微細空孔からの吸い込み現象を生じることによって、油漏れ量の変化が大きくなると考えられる。
Further, in the case where the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、焼結金属からなるバルブガイドからの浸透漏れを防止し得る構造としたバルブステムシールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is to provide a valve stem seal having a structure capable of preventing permeation leakage from a valve guide made of sintered metal. It is to provide.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るバルブステムシールは、シリンダヘッドから突出した筒状のバルブガイドの外周面に密接されるバルブガイドシール部と、このバルブガイドシール部の先端部から延在され、前記バルブガイドに挿通されたバルブステムの外周面に摺動可能に密接されるシールリップとを備え、前記バルブガイドシール部における前記シールリップと反対側の端部に、前記シリンダヘッドに密接される着座シール部が形成される。 As means for effectively solving the above technical problem, a valve stem seal according to the present invention includes a valve guide seal portion that is in close contact with the outer peripheral surface of a cylindrical valve guide that protrudes from a cylinder head, and the valve guide. A seal lip extending from the tip of the seal portion and slidably in contact with the outer peripheral surface of the valve stem inserted through the valve guide, and an end opposite to the seal lip in the valve guide seal portion A seating seal portion that is in close contact with the cylinder head is formed in the portion.
上記構成において一層好ましくは、バルブガイドシール部に一体に設けられた補強スリーブに、スプリング受けが形成される。 More preferably, in the above configuration, a spring receiver is formed on the reinforcing sleeve provided integrally with the valve guide seal portion.
本発明に係るバルブステムシールによれば、シリンダヘッドから突出したバルブガイドが、バルブステムの外周面に摺動可能に密接されるシールリップと、バルブガイドの外周面に密接されるバルブガイドシール部と、その端部に形成されてシリンダヘッドに密接される着座シール部によって包囲されるので、バルブガイドがポーラスな組織を有するものであっても、このバルブガイドからの浸透漏れを有効に防止することができる。 According to the valve stem seal of the present invention, the valve guide protruding from the cylinder head is slidably in contact with the outer peripheral surface of the valve stem, and the valve guide seal portion is in close contact with the outer peripheral surface of the valve guide. And is surrounded by a seating seal portion that is formed at the end portion thereof and is in close contact with the cylinder head, so that even if the valve guide has a porous structure, permeation leakage from the valve guide is effectively prevented. be able to.
また、バルブガイドシール部に一体に設けられた補強スリーブにスプリング受けを形成することによって、バルブを動作させるスプリングを受ける金具を別設する必要がなく、部品数を削減することができる。 Further, by forming the spring receiver on the reinforcing sleeve provided integrally with the valve guide seal portion, it is not necessary to separately provide a metal fitting for receiving the spring for operating the valve, and the number of parts can be reduced.
以下、本発明に係るバルブステムシールの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るバルブステムシールの第一の形態を示す装着状態の断面図、図2は、第一の形態における形状変更例を示す要部断面図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of a valve stem seal according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a mounted state showing a first form of a valve stem seal according to the present invention, and FIG. 2 is a main part cross-sectional view showing a shape change example in the first form.
図1において、参照符号1は本発明に係るバルブステムシール、参照符号2は内燃機関のシリンダヘッド、参照符号3はシリンダヘッド2に貫設されると共に上部がシリンダヘッド2から突出した筒状の焼結金属からなるバルブガイド、参照符号4はバルブガイド3に挿通され下端に不図示のバルブが形成されたバルブステム、参照符号5はバルブステム4を介してバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリング、参照符号6はバルブスプリング5の下端部5aに当接されるスプリングシートである。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a valve stem seal according to the present invention,
バルブステムシール1は、バルブガイドシール部11と、その先端部(上端部)から延在され、バルブステム4の外周面に摺動可能に密接されるシールリップ12と、バルブガイドシール部11における前記シールリップと反対側の端部に形成された着座シール部13と、バルブガイドシール部11及び着座シール部13を補強する補強スリーブ14と、シールリップ12の外周に装着されたガータスプリング15とを備える。バルブガイドシール部11、シールリップ12及び着座シール部13は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で互いに連続して形成されており、金属製の補強スリーブ14に一体成形されたものである。
The valve stem seal 1 includes a valve
バルブステムシール1における補強スリーブ14は、円筒状のスリーブ本体部14aと、その上端に屈曲形成された内向きフランジ部14bと、下端に屈曲形成された外向きフランジ部14cからなり、軸方向長さがシリンダヘッド2からのバルブガイド3の突出長さより長く形成されている。
The reinforcing
バルブステムシール1におけるバルブガイドシール部11は、補強スリーブ14のスリーブ本体部14aの内周面に一体的に加硫接着されており、シリンダヘッド2から突出したバルブガイド3の外周面に適当な締め代をもって密接されるものである。なお、バルブガイド3の外周面には円周方向へ連続して延びる所要数の係合溝3aが形成されており、この係合溝3aに、前記バルブガイドシール部11の内周面の一部11aが食い込むことによって、バルブガイド3からのバルブステムシール1(バルブガイドシール部11)の抜け出しに対して大きな抵抗(抜け止め力)を生じるようになっている。
The valve
バルブステムシール1におけるシールリップ12は、補強スリーブ14の内向きフランジ部14bの内径端部近傍から上方へ延び、その先端(上端)近傍の内径部が、バルブガイド3の上端開口から突出したバルブステム4の外周面に摺動可能に密接されるものである。
The
バルブステムシール1における着座シール部13は、バルブガイドシール部11から連続して補強スリーブ14の外向きフランジ部14cの下面に形成されており、シリンダヘッド2の上面に適当な面圧で密接されるものである。
The
ガータスプリング15は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、シールリップ12における先端(上端)近傍の外周面に形成された環状溝に嵌着され、バルブステム4の外周面に対するシールリップ12の緊迫力を補償するものである。
The
なお、スプリングシート6は金属の打ち抜きプレス等によって環状に成形されたものであって、バルブステムシール1の外周側でバルブスプリング5の下端部5aとシリンダヘッド2との間に介在されている。
The
以上のように構成された第一の形態のバルブステムシール1は、着座シール部13が適当な面圧でシリンダヘッド2に密接される位置までバルブガイドシール部11をバルブガイド3の外周面に圧入することによって装着される。そしてこの装着状態では、シールリップ12が、バルブガイド3の上側でバルブステム4の外周面に摺動可能に密接され、シリンダヘッド2の上側に存在する油室O内のエンジンオイルがバルブステム4の外周面とバルブガイド3の内周面との隙間Gへ漏れ出すのを抑制する。
The valve stem seal 1 of the first embodiment configured as described above has the valve
ここで、バルブガイド3は焼結金属からなるものであって、無数の微細空孔を有するポーラス組織となっているが、このバルブガイド3は、その外周面に密接されたバルブガイドシール部11と、バルブステム4の外周面に密接されたシールリップ12と、シリンダヘッド2に密接された着座シール部13とによって、完全に包囲された状態となっているので、油室O内のエンジンオイルが外周側からバルブガイド3に浸透することはない。したがって、バルブガイド3を介しての浸透漏れを有効に防止することができ、このため油漏れ量の変化を低減することができる。
Here, the
なお、着座シール部13は、図2に示されるようなシール突条13aを形成してつぶし代を大きく取ることによって、シール性を一層向上させることができる。
In addition, the
次に図3は、本発明に係るバルブステムシールの第二の形態を示す装着状態の断面図である。この形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、補強スリーブ14に、拡径部14d及びスプリング受け14eが形成された点にある。その他の部分は、基本的に図1と同様に構成されている。
Next, FIG. 3 is a sectional view of the mounted state showing a second form of the valve stem seal according to the present invention. In this embodiment, the difference from the first embodiment described above is that the enlarged
詳しくは、第二の形態における補強スリーブ14は、円筒状のスリーブ本体部14aと、その上端に屈曲形成された内向きフランジ部14bと、スリーブ本体部14aの下部に形成されバルブスプリング5の下部の内周に遊嵌可能な拡径部14dと、さらにこの拡径部14dの下端に外向き鍔状に形成されたスプリング受け14eとからなり、軸方向長さがシリンダヘッド2からのバルブガイド3の突出長さより長く形成されている。
Specifically, the
そして着座シール部13は、拡径部14dの内周に達するバルブガイドシール部11の下端に形成されており、未装着状態ではこの着座シール部13は、スプリング受け14eの下面より僅かに下方へ突出している。したがって、スプリング受け14eがシリンダヘッド2の上面に当接した状態では、着座シール部13は適当に圧縮された状態でシリンダヘッド2の上面に密接されるようになっている。
The
以上のように構成された第二の形態のバルブステムシール1は、補強スリーブ14のスプリング受け14eがシリンダヘッド2に当接される位置までバルブガイドシール部11をバルブガイド3の外周面に圧入することによって装着される。そしてこの装着状態では、バルブガイドシール部11が、シリンダヘッド2から突出したバルブガイド3の外周面に適当な締め代をもって密接されると共に、着座シール部13が適当な面圧でシリンダヘッド2に密接され、シールリップ12が、バルブガイド3の上側でバルブステム4の外周面に摺動可能に密接され、第一の形態と同様、シリンダヘッド2の上側に存在する油室O内のエンジンオイルがバルブステム4の外周面とバルブガイド3の内周面との隙間Gへ漏れ出すのを抑制し、かつバルブガイド3を介しての浸透漏れを防止することができる。
In the valve stem seal 1 of the second configuration configured as described above, the valve
加えて、補強スリーブ14にスプリング受け14eが一体に形成されているので、第一の形態のように環状のスプリングシート6を別設する必要がなく、したがって部品数を削減することができ、補強スリーブ14に形成された拡径部14dが、バルブスプリング5のガタつきを抑制する作用も奏する。
In addition, since the
しかもバルブスプリング5の付勢力が、スプリング受け14eを介してバルブステムシール1をシリンダヘッド2側へ押えるので、バルブステムシール1の抜け止めを確実に行うことができる。
In addition, since the urging force of the
1 バルブステムシール
11 バルブガイドシール部
12 シールリップ
13 着座シール部
14 補強スリーブ
14d 拡径部
14e スプリング受け
2 シリンダヘッド
3 バルブガイド
4 バルブステム
5 バルブスプリング
6 スプリングシート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2011179606A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Nok Corp | Valve stem seal |
KR101839866B1 (en) * | 2016-09-29 | 2018-03-19 | 평화오일씰공업 주식회사 | Valve stem seal |
JP7428158B2 (en) | 2021-04-01 | 2024-02-06 | 株式会社豊田自動織機 | Valve stem seal structure |
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