JP4014423B2 - シリンダヘッドカバーにおける点火栓チューブ挿入部のシール装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシリンダヘッドカバーにおける点火栓チューブ挿入部のシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンでは、シリンダヘッドに点火栓を導入するための点火栓チューブ挿入用の円筒穴が形成されて点火栓チューブが取付けられるが、シリンダヘッドカバーがシリンダヘッド上部をほぼ全域にわたって覆う形状の場合には、点火栓チューブをシリンダヘッドカバー内に設けかつ外部に対して開口させなければならない。このようなタイプのエンジンでは、シリンダヘッドカバー内のブローバイガスや飛散オイルを外部に対してシールするため、点火栓チューブとシリンダヘッドカバーとの間には通常シール部材が装着される。
【0003】
従来、この部分のシール構造は、たとえば図6に示すように、シリンダヘッドカバー102と点火栓チューブ108の間がシール部材101によりシールされ、通常ゴムで構成されたシール部材101のリップ部106がその弾性により図示のシリンダヘッドカバー102の下面に押圧されて、シリンダヘッドカバー102と点火栓チューブ108の間がシールされている。このシール性能を保つためには、シール部材101がシリンダヘッドカバー102と点火栓チューブ108とに良好に密着されることが必要である。
しかし、図6の構造において、点火栓チューブ108の上端部とシリンダヘッドカバー102のシール当り面間の距離Lが、製造上の原因やシリンダヘッドカバーの振動や熱変形によりばらつくと、シール部材101のリップ部106の密着性が低下し、シリンダヘッドカバー102のシール性が不十分になる。
【0004】
このため、シール性を向上させるためのシール構造が開発され、その一例が実開昭62−195643号に開示されている。
この開示されたシール構造においては、シリンダヘッドカバーの開口部に、点火栓チューブの上端部の外周面と間隔をもって該外周面と並行に延びる周面を有する環状段部が設けられ、該環状段の周面と点火栓チューブの外周面との間にシール部材が介装される。
【0005】
このシール部材は、図7に示すように、点火栓チューブ108の外周面108aに沿って環状に延び該外周面に押圧されるリップ部116と、該リップ部116に設けられリップ部116を点火栓チューブ108の外周面108aに向けて付勢する環状のスプリング110と、シリンダヘッドカバー102の環状段部104の周面104aに装着されるシリンダヘッドカバー装着部117と、該シリンダヘッドカバー装着部117とリップ部116とを接続し、点火栓チューブ108の外周面108aと環状段部104の周面104aの間隔の変動を吸収するように作動可能な蛇腹部118と、から構成されている。
【0006】
このようなシール構造においては、シール部材101はシリンダヘッドカバー102の環状段部104の周面104aに装着され、そのリップ部116が環状スプリング110により、環状段部104の周面104aと並行して延びる点火栓チューブの外周面108aに全周にわたって押しつけられる。したがって、シリンダヘッドカバー102と点火栓チューブ108の間の、点火栓チューブ108の軸線方向にみたときの距離のばらつきは、両者間のシール性に影響しない。また環状段部104と点火栓チューブ108が多少偏心していても、シリンダヘッドカバー装着部117とリップ部116との間に設けられている蛇腹部118がその偏心量を吸収するので、点火栓チューブ108の径方向についても密着性が確保される。また、組付後においてもシリンダヘッドカバー102と点火栓チューブ108間の良好なシール性能はそのまま維持される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のシール装置においては、構成上、リップ部とシリンダヘッドカバー装着部との間に蛇腹部を設ける必要があるため、径寸法が大きくなり、シール構造および周辺構造が大きくなって、装置のコンパクト化や軽量化が図れず、さらに設計の自由度をも阻害するという問題があった。
またシリンダヘッドカバーが樹脂製の場合、その熱変形等によりシール装置が環状段部より脱落するという不具合を生じる危険がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、本発明のシール装置は、シリンダヘッドカバーに設けられた点火栓チューブ挿入口と点火栓チューブとの間に装着されるシール装置であって、該点火栓チューブ挿入口の周囲に形成された環状段部の周面と接触する環状の第1シール部と、該第1シール部を保持して、環状段部の上面と、シリンダヘッドカバーの下面に溶着されるバッフルプレートとの間に、径方向移動可能に挟持される、環状段部の周面の内径よりも少なくとも一部が小径に形成された装着部と、該装着部から内径方向および軸方向に延び、可撓性を有して点火栓チューブの外周面と接触する環状の第2シール部と、を備えた構成を有することを特徴とする。
【0009】
この構成により、本発明のシール装置はシリンダヘッドカバーの環状段部上面とバッフルプレートとの間に挟持されて確実に装着され、同時に環状段部に対する点火栓チューブの偏心を装着部の径方向移動と第2シール部の変形によりこれら2ヶ所で吸収して追随性を高め、シール性能の維持及び向上が図れる。また、シール装置の装着部自体も点火栓チューブの偏心に対し変形して追随するので径方向の寸法を小さくできコンパクト化が図れる。さらに、シール装置を固定するために新たに追加の固定用部材を使用する必要がないので、製造組立の作業性が向上でき、コスト低減が図れる。シール装置の装着方向と密封方向が相違するのでシール性のために厳密に位置を調整する必要はないので、装着は簡単に行え、この点からも、作業性が向上でき、またコスト低減が図れる。
【0010】
好ましくは、第2シール部の外周付近を補強環で保護する構成にする。このようにすれば、第2シール部が補強され、点火栓チューブ挿入時、シリンダカバー内の内圧上昇等によるシール装置の異常変形を防止できる。また、補強環で偏心に対する変形方向を規制するとともに、変形を装着部と第2シール部で分割することにより部分的な変形量を小さくできる。
また、第1シール部をリップとするとよい。これにより、径方向に作用する力を緩和でき、しかも環状段部の寸法公差を精密に規定する必要はなくなって組立作業性がよくなり、かつ熱変形等によるシール量の変化を有効に吸収でき、さらに偏心に対するリップの変形により装着部全体の径方向の移動を可能とする。
【0011】
また、周方向に連続または不連続の突起を装着部のバッフルプレート側の端部に形成し、その突起をバッフルプレートに接触させるようにするとよい。この構成は、装着部とバッフルプレートとの接触面積を少なくして摩擦を少なくし、装着部の挟持を確実にしながらも装着部の径方向の移動を容易にする。また、装着部がシリンダヘッドカバーの環状段部とバッフルプレートとの間に挟持される力を小さくでき、シリンダヘッドカバーにバッフルプレートを溶着する際の作業性を容易にする。
【0012】
また、本発明においては、シリンダヘッドカバーから環状段部内で下方に向かって延びる、周方向に連続または不連続の突起を形成し、その突起に装着部の内周面を嵌合させるようにしているので、シール装置の取付け状態を安定させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明によるシール装置の第1実施形態の側部断面図、図2は第1実施形態の偏心時の断面図である。
図1、図2に示したように、本シール装置1においては、エンジンのシリンダヘッドカバー2に、点火栓チューブ挿入口、すなわち点火栓チューブ挿入用の開口3を設け、その開口3の周囲に環状段部4を備える。
その環状段部4の内側にシール装置1を嵌合し、その後バッフルプレート5をシリンダヘッドカバー2の下面に溶着して、シール装置1を径方向に移動可能であるように装着する。
さらに、詳細に説明すれば、環状段部4は、シリンダヘッドカバー2の、開口3より多少径側に位置していて開口3のまわりに延びる筒状壁若しくは環状壁2aを設けることにより形成されている。環状壁2aは、シリンダヘッドカバー2の内方(すなわち図1の下方)へ突出して点火栓チューブ8を包囲しており、この環状壁2aの内周面と、シリンダヘッドカバー2の内面(すなわち図1の下面)の、環状壁2aの内径側に位置する部分とが、上記環状段部4を構成している。したがって、環状段部4は、環状壁2aの内周面である周面4aと、シリンダヘドカバー2内面の、環状壁2aの径方向内側に位置する部分である上面4bとを有している。
シール部材1は環状段部4の内側に嵌装され、その後バッフルプレート5がシリンダヘッドカバー2の下面2a’、すなわち環状壁2aの下面に溶着される。このようにして、シール部材1は、シリンダヘッドカバー2とバッフルプレート5との間に装着される。
【0015】
シール装置1は、シリンダヘッドカバー2の環状段部4の周面4aと接触する外方下向きのリップ形状よりなる第1シール部6と、この第1シール部6を保持して環状段部4の上面4bとバッフルプレート5とに接触挟持されかつ環状段部4の径より小さい径を有する装着部7とを有する。また、装着部7より内径方向、軸方向下向きさらに内方上向き傾斜方向に連続的に延び、内周面が点火栓チューブ8の外周面8aと接触する可撓性の材料からなる第2シール部9が設けられている。すなわち第2シール部9は、装着部7から内径方向へ小距離に亘って延びた後に軸線方向下方へ折曲した外周部9aと、外周部9aの径方向内側から内径方向かつ上方へ傾斜して延びる内周部9bとを有する形状に形成されており、装着部7と点火栓チューブ8との間の相対的な径方向移動に追随して弾性変形し得るようになっている。
第2シール部9の先端部には通常のシール装置のように点火栓チューブ8の外周面8aに押圧するように作用する環状のスプリング10が内装されている。装着部7の環状段部4の上面4bと接触する部分には、突起(エンボス)15が所定間隙で設けられている。さらに、装着部7の下端には、前記第1シール部6と同じ向き、すなわち外方下向きでリップ状の環状の突起12が設けられている。上記突起12及び15の一方又は両方を省略することは可能であるが、これら突起12及び15を設ければ、装着部7と、バッフルプレート5及び環状段部4の上面4bとの接触摩擦を低減させて、装着部7の径方向移動を容易にすること等の利点が得られる。
突起15を装着部7の円周方向へ連続した環状突起にすること、および突起12を装着部7の円周方向へ互いに隔てられた複数のリップ状突起から構成することは勿論可能である。すなわち、これら突起は、円周方向に連続したものであっても、不連続のものであってもよい。
【0016】
点火栓チューブ8がシリンダヘッドカバー2に対し偏心すると、その偏心方向にシール装置1の第2シール部9内周の対応位置が押圧される。まずシール装置1の点火栓チューブ8と接触している第2シール部9が押されてこの軸方向および径方向に延びている箇所がその押圧力に対し変形される。さらにこれに続く装着部7への押圧により、装着部7がシリンダヘッドカバー2とバッフルプレート5に挟持されたまま径方向へ移動され、移動した方向の第1シール部6のリップが環状段部4の周面4aにシール性能を維持したまま押されて変形する。
この第2シール部9の変形と装着部7の径方向への移動により点火栓チューブ8の偏心量は本シール装置1により吸収されて、シール状態が維持される。
【0017】
さらに、本実施形態では図1に示すように、第2シール部9の装着部7と接続される外周部9aの付近に補強環13が設けられており、シール内外の圧力差による異常変形を防止し、また図2に示されるような偏心時の点火栓チューブ8の寄りに対してシール装置の変形を規制してシール性能を向上するようにしている。
【0018】
また図1、図2に示すように、この実施形態では、環状段部4の上面4bから下方へ突起11を延ばして、該突起11を補強環13と対向するように形成している。この突起11は円周方向に連続または不連続に形成することができ、これと環状段部4の周面4aとで溝を形成し、この中にシール装置の装着部7を挿入させて、装着部7の内周面を突起11に嵌合させている。このようにすれば、シール装置の取付け状態をより安定させることができる。また点火栓チューブ挿入時に第2シール部9が軸方向に変形しても補強環13と突起11が当接してそれ以上の変形を抑え、第2シール部9のシール性能を維持することができる。
【0019】
使用時における装着部7の径方向の移動では、シリンダヘッドカバー2とバッフルプレート5に挟持された状態で、装着部7の全体が摺動しても、また装着部7のバッフルプレート5側のみが摺動してもよい。装着部7全体が摺動する場合には、第1シール部6のリップが変形し装着部7全体がそのまま径方向へ移動する。装着部7のバッフルプレート5側(図1で下側)のみが摺動する場合は、図2に示すように、装着部7が図の上下で径方向に撓む(歪む)ことにより装着部7の下部のみが移動する。また本発明では、装着部7全体が摺動しかつ装着部7が撓んで移動するように、二つが併用されて移動しても良い。
【0020】
第1実施形態における第1シール部6および突起12のリップは、その傾斜方向がいずれも外方下向きの例を示したが、リップの傾斜方向はこれに限定されない。第1シール部と突起が共にリップ状に形成されている場合、それらを同じ傾斜方向にすれば、シリンダヘッドカバー内の圧力が大気に対して加圧あるいは負圧いずれの場合にも対応することができ、シール性の向上を図ることができる。
【0021】
突起11の高さすなわち突出長さは任意であるが、第1シール部6の付け根部の位置までの長さに設定すれば、突起11が装着部7の内径方向への動きを妨げることはない。また、突起11を第2シール部9の外周近くに設けられた補強環13と対向させて形成することにより、点火栓チューブ8挿入時等に第2シール部が変形しても補強環と突起が当接してそれ以上の変形を抑え第2シール部9のシール性能を維持することが可能である。さらに、突起11が連続的に形成されている場合、組立時に第1シール部6のリップと装着部7及び環状段部4の周面4aと連続突起11によりその内部に空間が密閉形成される。そのため、環状段部4と連続突起11により画定される溝16にシール装置1を挿入する際、この空間16a内の空気が密封されてしまい、シール装置の環状段部4への嵌合が困難または不充分になる。このため、図1等に示すように、装着部7の内周側に軸方向に貫通する凹部14を形成して、図3の組立時に密閉された空気の逃げ道とし、組立を容易にする。すなわち、装着部7の内周側に、装着部7の軸線方向に延びる凹部14を形成し、組立時に、空気が図3に矢印で示したように空間16aから凹部14を通って大気側へ逃げるようにするとよい。
【0022】
図4に示す第2実施形態では、第1シール部6Aは、角リング形状(Oリング形状等であっても良い)をしており、これにより、装着部7全体での径方向への移動は困難になる。しかしバッフルプレート5側における装着部7の下部の移動は可能であるので、第2シール部9の変形とともに装着部7の下部の移動は可能であるので、第2シール部9の変形とともに装着部7の径方向の歪みにより点火栓チューブ8の偏心による移動にも十分に対応可能である。
さらに装着部7のバッフルプレート5側においてバッフルプレート5に接触する部分には環状の突起12Aが設けられている。これによって、装着部7とバッフルプレート5との接触摩擦が低減され、径方向への移動がより容易となる。なお、円周方向に連続した突起12Aを円周方向に不連続のもの(エンボス)やリップ状のものとしても良い。
【0023】
図5に示した第3実施形態は、既述の第1実施形態におけるリップ状の突起12を省略するとともに、第1実施形態における突起15に代えて、突起15Aを設けたものである。この突起15Aは、内径方向かつ上方へ傾斜したリップ状の突起になっており、外方下向きの第1シール部6と協働してシリンダヘッドカバー内の圧力が大気に対して加圧および負圧のいずれの場合にも対応して、シール性の向上を図ることができる。突起15Aは、装着部7の円周方向へ連続した環状突起にしてもよく、また、その突起15Aを装着部7の円周方向へ互いに隔てられた複数のリップ状突起から構成してもよい。すなわち、突起15Aは、円周方向に連続したものであっても、不連続のものであってもよい。
【0024】
【発明の効果】
本発明のシール装置では、従来点火栓チューブの偏心に対応するために設けられた蛇腹部がないため、全体のスケールをコンパクトにでき、しかも、環状段部と接する箇所を偏心に対応できるようにしたため、点火栓チューブの偏心に対し、第2シール部の変形と併せて充分な撓み量を確保でき、シール性能の維持・向上が図れるものである。また、バッフルプレートをシール装置を挟持するための要素の一部としたため、新たに追加の固定装置等を設ける必要がなく、製造・組立における作業性がよく、コストも低減される。しかも、環状段部やバッフルプレートには上下方向の力が作用しないので、耐久上の問題を生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシール装置の第1実施形態の側部断面図。
【図2】図1の実施形態の偏心時の状態を示す側部断面図。
【図3】図1の第1実施形態のシール装置の組立時の断面図。
【図4】本発明によるシール装置の第2実施例の側部断面図。
【図5】本発明によるシール装置の第3実施形態の側部断面図。
【図6】従来のシール装置の部分断面図。
【図7】他の従来のシール装置の側部断面図。
【符号の説明】
1 シール装置
2 シリンダヘッドカバー
3 点火栓チューブ挿入口
4 環状段部
4a 環状段部周面
4b 環状段部上面
5 バッフルプレート
6 第1シール部
7 装着部
8 点火栓チューブ
8a 点火栓チューブ外周面
9 第2シール部
10 スプリング
11 突起
12 リップ
13 補強環
14 凹部
15 突起
Claims (5)
- シリンダヘッドカバー(2)に設けられた点火栓チューブ挿入口(3)と点火栓チューブ(8)との間に装着されるシール装置(1)であって、
前記点火栓チューブ挿入口の周囲に形成された環状段部(4)の周面(4a)と接触する環状の第1シール部(6,6A)と、
前記第1シール部を保持して、前記環状段部の上面(4b)と、前記シリンダヘッドカバーの下面に溶着されるバッフルプレート(5)との間に、径方向移動可能に挟持される、前記環状段部の周面の内径よりも少なくとも一部が小径に形成された装着部(7)と、
前記装着部から内径方向および軸方向に延び、可撓性を有して前記点火栓チューブの周面と接触する環状の第2シール部(9)と、を備え、
シリンダヘッドカバーから前記環状段部内に下方に向って延びる、周方向に連続または不連続の突起(11)を形成し、その突起に装着部の内周面を嵌合させるようにしたことを特徴とするシール装置。 - 第2シール部の外周部付近が補強環(13)で保護されている請求項1に記載のシール装置。
- 第1シール部がリップとされている請求項1または2に記載のシール装置。
- 円周方向に連続または不連続の突起(12,12A)を装着部のバッフルプレート側の端部に形成し、その突起をバッフルプレートに接触させるようにした請求項1から3のいずれか一項に記載のシール装置。
- 円周方向に連続または不連続の突起(15,15A)を装着部の上端部に形成し、その突起をシリンダヘッドカバーに接触させるようにした請求項1から4のいずれか一項に記載のシール装置。
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