JP2020176653A - 密封装置及び密封構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングと軸との間に傾斜して組み付けられることを更に抑制することができる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１は、軸線Ｙ１周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている弾性体から形成されている軸線Ｙ１周りに環状の弾性体部２０とを備えている。補強環１０は、筒状部１１と、筒状部１１の下側端部１１ｂから外周側に延びる外周凸部１２とを有している。弾性体部２０は、補強環１０の筒状部１１の外周面１１ｄに外周側弾性体部２１を有している。外周凸部１２と外周側弾性体部２１との間には、外周凸部１２にハウジング１００が嵌合するように、間隙Ｃが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置及び密封構造に関する。

車両や汎用機械、例えば自動車において、ハウジングとしてのエンジンヘッドカバーと軸としてのプラグチューブとの間をシールするプラグチューブシール等の密封装置が従来から広く用いられている。このような密封装置として、シール本体部とシールリップ部とにより形成されており、シール本体部をエンジンヘッドカバーの内周面に嵌着し、シールリップ部をプラグチューブの外周面に当接させて、エンジンヘッドカバーとプラグチューブとの間をシールするプラグチューブシールがある（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３０１６０４４号公報

このような密封装置をエンジンヘッドカバーとプラグチューブとの間に組み付ける際には、密封装置のシール本体部が軸方向及び周方向に変形し、組み付け時の力が除かれたときに軸方向に戻りの力が生じる所謂スプリングバック現象により、密封装置が傾斜して組み付けられる可能性がある。このため、従来の密封装置に対しては、密封装置が傾斜して組み付けられることを更に抑制することができる構造が求められている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングと軸との間に傾斜して組み付けられることを更に抑制することができる密封装置及び密封構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸と該軸が挿入される開口部を有するハウジングとの間の環状の隙間の密封を図る密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを備え、前記補強環は、筒状部と、該筒状部の一方側端部から外周側に延びる外周凸部とを有しており、前記弾性体部は、前記補強環の前記筒状部の外周面に外周側弾性体部を有しており、前記外周凸部と前記外周側弾性体部との間には、前記外周凸部に前記ハウジングが嵌合するように、間隙が形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置においては、前記外周凸部の外周面は、一方側に向かうにつれて内周側に傾斜している。

本発明の一態様に係る密封装置においては、前記外周凸部は、前記筒状部の一方側端部から外周側に延びる環状のフランジであり、前記補強環には、前記外周凸部の外周面から前記筒状部まで延びる溝部が等間隔に複数形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置においては、前記補強環は、前記筒状部の他方側端部から内周側に延びる環状の内周フランジ部を有しており、前記弾性体部は、前記筒状部の他方側端部から内周側に向かうにつれて一方側に延びる環状のシールリップ部を有している。

本発明の一態様に係る密封装置においては、前記弾性体部は、前記外周側弾性体部の外周面から外周側に延びる環状の外周リップ部を有している。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封構造は、軸と、前記軸が挿入される開口部を有するハウジングと、前記軸と前記ハウジングとの間の環状の隙間の密封を図る密封装置と、を備える密封構造であって、前記密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを備え、前記補強環は、筒状部と、該筒状部の一方側端部から外周側に延びる外周凸部とを有しており、前記弾性体部は、前記補強環の前記筒状部の外周面に外周側弾性体部を有しており、前記外周凸部と前記外周側弾性体部との間には、前記外周凸部に前記ハウジングが嵌合するように、間隙が形成されており、前記ハウジングは、該ハウジングの一方側端部から内周に延びるフランジ部を有しており、前記ハウジングの前記フランジ部が前記密封装置の前記間隙に篏合されていることを特徴とする。

本発明に係る密封装置によれば、ハウジングと軸との間に傾斜して組み付けられることを更に抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封装置が密封対象のプラグチューブとハウジングとの間に組み付けられた状態である密封構造を示す断面図である。

以下、本発明の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、本発明の実施の形態に係る密封装置１の概略構成を示すための断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る密封装置１が密封対象のプラグチューブ１１０とハウジング１００との間に組み付けられた状態を示す断面図である。密封装置１は、自動車関連分野（内燃機関及び補機を含む）又は一般産業機械の分野等において用いられる。密封装置１は、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をシールするプラグチューブシール、又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をシールするインジェクションパイプシール等として用いられる。すなわち、密封装置１は、密封対象の種々の２部材間の隙間を密封する役割を担っている。なお、密封装置１が適用される対象は、上記に限られない。

本発明の実施の形態に係る密封装置１は、軸としてのプラグチューブ１１０とプラグチューブ１１０が挿入される開口部１０１を有するハウジング１００との間の環状の隙間の密封を図っている。密封装置１は、軸線Ｙ１周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている弾性体から形成されている軸線Ｙ１周りに環状の弾性体部２０とを備えている。補強環１０は、筒状部１１と、筒状部１１の一方側端部（下側端部１１ｂ）から外周側に延びる外周凸部１２とを有している。弾性体部２０は、補強環１０の筒状部１１の外周面１１ｄに外周側弾性体部２１を有している。外周凸部１２と外周側弾性体部２１との間には、外周凸部１２にハウジング１００が嵌合するように、間隙Ｃが形成されている。以下、密封装置１の構成について具体的に説明する。

以下の説明において、説明の便宜上、図１，２における密封装置１の軸線である軸線Ｙ１の方向（以下、軸線Ｙ１方向ともいう）における他方（矢印ａ方向）を上側とし、一方（矢印ｂ方向）を下側とする。また、図１，２における密封装置１の軸線Ｙ１に直交して延在する半径方向における一方（矢印ｃ方向）を内周側とし、他方（矢印ｄ方向）を外周側とする。以下の説明において、各部材の位置関係や方向を上下を用いて説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の車両等に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

図１に示すように、密封装置１は、外形が、軸線Ｙ１周りに円環状又は略円環状に形成されており、その中央部分には、円筒状又は略円筒状の開口部２が形成されている。密封装置１は、軸線Ｙ１周りに円筒状又は略円筒状の補強環１０と、補強環１０と一体に成形された弾性体により形成されており、軸線Ｙ１周りに円環状又は略円環状の弾性体部２０とを有している。

密封装置１において、弾性体部２０の弾性体は、例えば、フッ素ゴムやアクリルゴム等のゴム材である。補強環１０は、例えば、金属製であり、プレス加工や鍛造によって製造されており、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成形によって成形される。

補強環１０は、筒状部１１と、筒状部１１の一方側端部である下側端部１１ｂから外周側（矢印ｄ方向）に延びる外周凸部１２と、筒状部１１の他方側端部である上側端部１１ａから内周側（矢印ｃ方向）に延びる環状の内周フランジ部１３を有している。外周凸部１２の外周面１２ｄは、一方側である下側（矢印ｂ方向）に向かうにつれて内周側（矢印ｃ方向）に傾斜している。外周凸部１２は、筒状部１１の下側端部１１ｂから外周側に延びる環状のフランジである。また、補強環１０には、外周凸部１２の外周面１２ｄから筒状部１１まで延びる溝部１４が等間隔に複数形成されている。

具体的に、筒状部１１は、軸線Ｙ１方向と平行又は略平行に延びており、軸線Ｙ１周りに円筒状又は略円筒状に形成されている。筒状部１１は、筒状部１１の上側（矢印ａ方向）の端部である上側端部１１ａ及び外周面１１ｄの大部分が弾性体部２０に埋没しており、外周面１１ｄの一部、内周面１１ｃの大部分及び外周凸部１２が弾性体部２０から露出している。内周フランジ部１３は、半径方向と平行又は略平行に延びており、筒状部１１の上側端部１１ａから内周側（矢印ｃ方向）に延びる円環状又は略円環状のフランジである。内周フランジ部１３は、弾性体部２０に埋没している。

外周凸部１２は、半径方向と平行又は略平行に延びており、筒状部１１の下側（矢印ｂ方向）の端部である下側端部１１ｂから外周側（矢印ｄ方向）に延びる円環状又は略円環状のフランジである。外周凸部１２の外周面１２ｄは、外周凸部１２の上面１２ａから下面１２ｂに向かって内周側（矢印ｃ方向）に斜めに延びている。

溝部１４は、外周凸部１２の外周面１２ｄから筒状部１１まで等間隔に複数延びている。具体的に、溝部１４は、外周凸部１２の外周面１２ｄから内周側（矢印ｃ方向）に向かって半径方向と平行又は略平行に延びた後、筒状部１１の下側端部１１ｂから上側（矢印ａ方向）に軸線Ｙ１方向と平行又は略平行に延びる矩形状又は略矩形状の溝である。溝部１４は、例えば断面視Ｌ字状又は略Ｌ字状に形成されており、軸線Ｙ１から同心円状又は略同心円状に等角度間隔又は略等角度間隔に複数（例えば８つ、図１においては２つ）形成されている。

弾性体部２０は、補強環１０の筒状部１１の外周面１１ｄに外周側弾性体部２１を有しており、筒状部１１の上側端部（矢印ａ方向）から内周側（矢印ｃ方向）に向かうにつれて下側（矢印ｂ方向）に延びる環状のシールリップ部２２を有している。また、弾性体部２０は、外周側弾性体部２１の外周面２１ｄから外周側（矢印ｄ方向）に延びる環状の外周リップ部２６を有している。

具体的に、外周側弾性体部２１は、軸線Ｙ１方向と平行又は略平行に延びており、軸線Ｙ１周りに円筒状又は略円筒状に形成されている。外周側弾性体部２１は、筒状部１１の上側端部１１ａ及び外周面１１ｄの大部分を被覆しており、外周面１１ｄの一部及び内周面１１ｃの大部分及び外周凸部１２を被覆していない。外周リップ部２６は、外周側弾性体部２１の外周側（矢印ｄ方向）の面である外周面２１ｄの中央部分から外周側に突出する円環状又は略円環状のリップである。

シールリップ部２２は、筒状部１１の上側端部１１ａに設けられた内周フランジ部１３から内周側（矢印ｃ方向）に向かうにつれて下側（矢印ｂ方向）に延びる円錐台状又は略円錐台状のリップ立上げ部２３と、リップ立上げ部２３と連接されているリップ先端部２４とを有している。リップ先端部２４は、その断面形状が内周側（矢印ｃ方向）に向かって凸の楔形状の環状のリップであり、後述するプラグチューブ１１０の外周面１１０ｄと摺動可能に外周面１１０ｄに密接して接触するように形成されており、プラグチューブ１１０とハウジング１００との間を密封するように取り付けられている。また、リップ先端部２４の外周側（矢印ｄ方向）には、リップ先端部２４を半径方向において内周側（矢印ｃ方向）に押し付けるガータースプリング２５が嵌着されている。

かかる構成に加えて密封装置１には、外周凸部１２と外周側弾性体部２１との間に、外周凸部１２にハウジング１００が嵌合するように、間隙Ｃが形成されている。具体的に、間隙Ｃは、外周側弾性体部２１の外周面２１ｄから中心側に凹む円環状又は略円環状の溝である。間隙Ｃは、筒状部１１の外周面１１ｄの一部が底面として画成されており、外周側弾性体部２１の下面２１ｂが上側側面として画成されており、外周凸部１２の上面１２ａが下側側面として画成されている。間隙Ｃは、密封装置１を組み付けた際の組付状態において、後述するハウジング１００のフランジ部１０２に嵌合することができるようになっている。

続いて、密封装置１を組み付ける際の組付方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る密封装置１が密封対象のプラグチューブ１１０とハウジング１００との間に組み付けられた状態である密封構造１２０を示す断面図である。密封構造１２０は、プラグチューブ１１０とプラグチューブ１１０が挿入される開口部１０１を有するハウジング１００との間の環状の隙間に密封装置１が組み付けられて構成されており、プラグチューブ１１０とハウジング１００との間の環状の隙間の密封を図っている。

プラグチューブ１１０は、軸線Ｙ１方向と平行又は略平行に延びており、円柱棒状又は略円柱棒状に形成されている。プラグチューブ１１０は、ハウジング１００に対して相対回転可能になっており、ハウジング１００は、プラグチューブ１１０の外周側（矢印ｄ方向）に配置されている。ハウジング１００は、軸線Ｙ１周りに円筒状又は略円筒状の開口部１０１が形成されている。

ハウジング１００の開口部１０１にはプラグチューブ１１０が挿入されており、開口部１０１の内周側（矢印ｃ方向）の面である内周面１０１ｃとプラグチューブ１１０の外周側（矢印ｄ方向）の面である外周面１１０ｄとの間には環状の空間が形成されている。ハウジング１００の下側端部１００ｂには、開口部１０１の内周面１０１ｃから内周側（矢印ｃ方向）に半径方向と平行又は略平行に延びる円環状又は略円環状のフランジ部１０２が設けられている。

すなわち、ハウジング１００は、密封装置１を収容するための収容部１０３を有している。収容部１０３は、ハウジング１００の上側（矢印ａ方向）の面である上面１００ａから下側（矢印ｂ方向）に凹んでいる。

密封装置１を組み付ける際の組付方法について、まず、密封装置１は、ハウジング１００の上側（矢印ａ方向）から下側（矢印ｂ方向）に移動されて収容部１０３に挿入される。密封装置１が収容部１０３に挿入されると、密封装置１のリップ先端部２４がプラグチューブ１１０の外周面１１０ｄに当接されてプラグチューブ１１０に圧入されると共に、密封装置１の弾性体部２０の外周リップ部２６がハウジング１００の開口部１０１の内周面１０１ｃに当接されて開口部１０１に圧入される。

その後、密封装置１が更にハウジング１００の下側に移動されると、密封装置１の外周凸部１２がハウジング１００のフランジ部１０２に当接されて外周凸部１２が内周側（矢印ｃ方向）に変形する。このとき、密封装置１の外周凸部１２の外周面１２ｄが下側（矢印ｂ方向）に向かうにつれて内周側に傾斜しているため、密封装置１を組み付ける際に外周凸部１２が内周側に変形し易くすることができ、密封装置１を組み付ける際の荷重を抑制することができるようになっている。また、補強環１０には外周凸部１２の外周面１２ｄから筒状部１１まで延びる溝部１４が等間隔に複数形成されているため、密封装置１を組み付ける際の荷重を抑制することができ、密封装置１を組み付ける際の組付性を向上することができるようになっている。

その後、密封装置１が更にハウジング１００の下側に移動されると、密封装置１の外周凸部１２がハウジング１００のフランジ部１０２よりも下側に移動して、内周側に変形されていた外周凸部１２が元に戻りハウジング１００のフランジ部１０２が密封装置１の間隙Ｃに嵌合する。この場合、フランジ部１０２の上面は外周側弾性体部２１の下面２１ｂと当接しており、フランジ部１０２の下面は外周凸部１２の上面１２ａと当接している。このように、密封装置１の間隙Ｃがハウジング１００のフランジ部１０２と嵌合するため、密封装置１が傾斜してハウジング１００に組み付けられるのを更に抑制することができると共に、密封装置１がハウジング１００から簡易に抜去されるのを更に抑制することができるようになっている。

その後、ハウジング１００のフランジ部１０２が密封装置１の間隙Ｃに嵌合されると、密封装置１のリップ先端部２４がプラグチューブ１１０の外周面１１０ｄに密接されると共に、密封装置１の弾性体部２０の外周リップ部２６がハウジング１００の開口部１０１の内周面１０１ｃに密接される。これにより、密封装置１では、プラグチューブ１１０とプラグチューブ１１０が挿入される開口部１０１を有するハウジング１００との間の環状の隙間を密封することができるようになっている。

このようにして、密封装置１では、補強環１０が、筒状部１１の下側端部１１ｂから外周側に延びる外周凸部１２を有しており、弾性体部２０が、補強環１０の筒状部１１の外周面１１ｄに外周側弾性体部２１を有しており、外周凸部１２と外周側弾性体部２１との間には、外周凸部１２にハウジング１００が嵌合するように、間隙Ｃが形成されている。このため、密封装置１の間隙Ｃがハウジング１００のフランジ部１０２と嵌合するため、密封装置１が傾斜してハウジング１００に組み付けられるのを更に抑制することができると共に、密封装置１がハウジング１００から簡易に抜去されるのを更に抑制することができる。

また、密封構造１２０では、プラグチューブ１１０と、ハウジング１００と、密封装置１とを備えており、ハウジング１００のフランジ部１０２が密封装置１の間隙Ｃに篏合されている。このため、密封装置１が傾斜してハウジング１００に組み付けられるのを更に抑制することができると共に、密封装置１がハウジング１００から簡易に抜去されるのを更に抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

例えば、本発明の実施の形態に係る密封装置１は、補強環１０が、筒状部１１の下側端部１１ｂから外周側に延びる外周凸部１２を有しており、補強環１０に外周凸部１２の外周面１２ｄから筒状部１１まで延びる溝部１４が等間隔に複数形成されている場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、外周凸部１２は少なくとも１つの外周突起であればよく、外周突起と外周側弾性体部２１との間に、外周突起にハウジング１００が嵌合するように、間隙Ｃが形成されていればよい。

１…密封装置、２…開口部、１０…補強環、１１…筒状部、１１ａ…上側端部、１１ｂ…下側端部、１１ｃ…内周面、１１ｄ…外周面、１２…外周凸部、１２ａ…上面、１２ｂ…下面、１２ｄ…外周面、１３…内周フランジ部、１４…溝部、２０…弾性体部、２１…外周側弾性体部、２１ｂ…下面、２１ｄ…外周面、２２…シールリップ部、２３…リップ立上げ部、２４…リップ先端部、２５…ガータースプリング、２６…外周リップ部、１００…ハウジング、１００ａ…上面、１００ｂ…下側端部、１０１…開口部、１０１ｃ…内周面、１０２…フランジ部、１０３…収容部、１１０…プラグチューブ、１１０ｄ…外周面、１２０…密封構造、Ｃ…間隙、Ｙ１…軸線

Claims (6)

1. 軸と該軸が挿入される開口部を有するハウジングとの間の環状の隙間の密封を図る密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを備え、
   前記補強環は、筒状部と、該筒状部の一方側端部から外周側に延びる外周凸部とを有しており、
   前記弾性体部は、前記補強環の前記筒状部の外周面に外周側弾性体部を有しており、
   前記外周凸部と前記外周側弾性体部との間には、前記外周凸部に前記ハウジングが嵌合するように、間隙が形成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記外周凸部の外周面は、一方側に向かうにつれて内周側に傾斜していることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記外周凸部は、前記筒状部の一方側端部から外周側に延びる環状のフランジであり、
   前記補強環には、前記外周凸部の外周面から前記筒状部まで延びる溝部が等間隔に複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
4. 前記補強環は、前記筒状部の他方側端部から内周側に延びる環状の内周フランジ部を有しており、
   前記弾性体部は、前記筒状部の他方側端部から内周側に向かうにつれて一方側に延びる環状のシールリップ部を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
5. 前記弾性体部は、前記外周側弾性体部の外周面から外周側に延びる環状の外周リップ部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の密封装置。
6. 軸と、
   前記軸が挿入される開口部を有するハウジングと、
   前記軸と前記ハウジングとの間の環状の隙間の密封を図る密封装置と、を備える密封構造であって、
   前記密封装置は、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられている弾性体から形成されている前記軸線周りに環状の弾性体部とを備え、
   前記補強環は、筒状部と、該筒状部の一方側端部から外周側に延びる外周凸部とを有しており、
   前記弾性体部は、前記補強環の前記筒状部の外周面に外周側弾性体部を有しており、
   前記外周凸部と前記外周側弾性体部との間には、前記外周凸部に前記ハウジングが嵌合するように、間隙が形成されており、
   前記ハウジングは、該ハウジングの一方側端部から内周に延びるフランジ部を有しており、
   前記ハウジングの前記フランジ部が前記密封装置の前記間隙に篏合されていることを特徴とする密封構造。

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