JP5912480B2

JP5912480B2 - シール部材

Info

Publication number: JP5912480B2
Application number: JP2011271254A
Authority: JP
Inventors: 泰輔佐藤; 鈴木　兵昇; 兵昇鈴木
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP2013122205A; CN103161604B; US20130147126A1; CN103161604A

Description

本発明は、シール部材に関し、特に内燃機関のヘッドカバーに形成された点火プラグ取付孔と点火プラグが挿通された取付部材との間に介装されるシール部材の構造に関する。

従来より、内燃機関の上部には、軽量化や意匠性の向上を目的として合成樹脂製のヘッドカバーが取り付けられている。内燃機関の上部には、点火プラグが取り付けられており、この点火プラグは筒状のプラグチューブなどの取付部材に挿通され、さらにヘッドカバーに形成された点火プラグ取付孔にプラグチューブが挿通されて取り付けられている。

プラグチューブと点火プラグ取付孔との間には、点火プラグ取付孔とプラグチューブの間の隙間を液密にシールすることを目的としてシール部材が介装されており、その取付方法は、種々の構造が知られている。

特開２００４−５２７０５号公報特開２００７−３２１６０５号公報

特許文献１に記載されたシール部材は、プラグチューブの外周の全周に弾発的に密接するようにして弾性材料により形成されるシール部材が、剛性材料により形成されるとともにヘッドカバーに着脱可能に締結される支持部材に一体的に支持され、支持部材のヘッドカバーへの締結時に点火プラグ取付孔の周囲でヘッドカバーの内面に弾発的に密接するリング状の保持シール部がシール部材に一体に形成されている。

このように特許文献１に記載されたシール部材は、支持部材をヘッドカバーに締結することで、シール部材をヘッドカバーに確実に固定することができ、ヘッドカバーに変形が生じてもシール部材によるシール機能を確実に維持することができるようになっている。

特許文献２に記載されたシール部材は、シール部材を合成樹脂製のヘッドカバーの取付孔の孔周壁部へ差し込むことによって組み付けられ、孔周壁部の内周とこれに密接するシール部材の外周に、互いに嵌合する凹凸として、孔周壁部側に筒部とフランジ部を、シール部材側に大径部、小径部及び突部が形成されている。

このように特許文献２に記載されたシール部材は、シール部材を孔周壁部に差し込むことによって、凹凸が形成された孔周壁部の内周とシール部材の外周とが密接してシール部材を孔周壁部へ軸方向や径方向にぐらつくことなく強固に組み付けることができ、内燃機関からの振動等による不用意な脱落や位置ずれが生じないようになっている。また、シール部材を孔周壁部に取り付けるための留め金やブラケット等の部品を必要としないので、部品点数が少なく、軽量・小型化が図れると共に組立作業も容易に行うことができる。

しかし、特許文献１に記載されたシール部材の取付方法によると、シール部材の支持部材をボルトなどで締結固定しているので、部品点数が増大し、重量や取付工数が大きくなると共にシール部材の着脱が非常に困難になるといった問題があった。

さらに、特許文献２に記載されたシール部材の取付方法によると、シール部材とヘッドカバーとを凹凸係合で組み付けているので、熱変形や振動及び磨耗などによりずれが生じる可能性があり、シール機能を損なうという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、部品点数や組付工数を増大させることなく、熱変形や振動及び摩耗などによりシール部材にずれが生じることなく、シール部材とヘッドカバーとを確実にシールすることができるシール部材を提供することを目的する。

本発明に係るシール部材は、内燃機関のヘッドカバーの取付孔に挿入固定される筒状部材と前記取付孔の周壁との間に組み込まれる環状のシール部材において、前記シール部材は、軸方向の一端から軸方向に突出して形成されて前記筒状部材との間をシールする軸シール部と、他端に外周壁から径方向の外方に突出して形成されて前記取付孔の周壁との間をシールする径シール部とを備え、前記軸シール部と前記径シール部との間に径方向の動きを固定する固定部が前記取付孔の周壁に沿って形成され、前記固定部は、前記径方向に延びる鍔部と、前記鍔部から垂下して形成されると共に前記周壁と平行に延びる固定壁部とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係るシール部材において、前記軸シール部は、前記シール部材の軸方向端部から、軸方向に突出して形成されると好適である。

また、本発明に係るシール部材において、前記シール部材の径方向に突出して形成されると好適である。

また、本発明に係るシール部材において、前記シール部材は、周方向に沿って金属製の補強部材が配置されると好適である。

また、本発明に係るシール部材において、前記補強部材は、前記軸シール部側の端部が径方向に屈曲していると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係るシール部材は、軸方向の一端に形成された軸シール部と、他端に形成された径シール部とを備え、軸シール部と径シール部との間にシール部材の径方向への動きを固定する固定部が取付孔の周壁に沿って形成されているので、取付孔の周壁と固定部とが互いに係合することで、熱変形や振動及び摩耗などによりシール部材にずれが生じることなく、シール部材とヘッドカバーとを確実にシールすることができる。

また、本発明に係るシール部材は、固定部が径方向に延びる鍔部と、鍔部から垂下して形成されると共に周壁と平行に延びる固定壁部とを備えているので、周壁と互いに係合することで、シール部材にずれが生じることを防止することができる。

また、本発明に係るシール部材は、軸シール部がシール部材の軸方向端部から、軸方向に突出して形成されているので、シール部材とプラグキャップとの間のシールを確実に行うことができる。

また、本発明に係るシール部材は、径シール部がシール部材の径方向に突出して形成されているので、周壁内面とシール部材との間のシールを確実に行うことができる。

また、本発明に係るシール部材は、周方向に沿って金属製の補強部材が配置されているので、シール部材の強度を確保すると共に、シール部材が変形することに伴う、軸シール部及び径シール部の変形を防止し、軸シール部及び径シール部のシールを確実に行うことができる。

また、本発明に係るシール部材は、補強部材が、軸シール部側の端部において、径方向に屈曲しているので、軸シール部の強度を確保することができると共に、径方向への強度を確保できるので、軸シール部及び径シール部のシールを確実に行うことができる。

第１の実施形態に係るシール部材の取付状態を示す断面図。第１の実施形態に係るシール部材の取付状態を示す分解断面図。第１の実施形態に係るシール部材を示す斜視図。図１におけるＡ部拡大図。第２の実施形態に係るシール部材の構造を説明するための断面図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

なお、図１における挿入方向Ｆはシール部材１０，取付孔２１，筒状部材３０,及びプラグキャップ４０の軸方向に沿うものである。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るシール部材の取付状態を示す断面図であり、図２は、第１の実施形態に係るシール部材の取付状態を示す分解断面図であり、図３は、第１の実施形態に係るシール部材を示す斜視図であり、図４は、図１におけるＡ部拡大図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るシール部材１０は、環状に形成されており、内燃機関のヘッドカバー２０に形成された取付孔２１に挿入方向Ｆに沿って挿入されることで、取付孔２１の周壁２２と内燃機関に固定された筒状部材３０との間に組み込まれている。

図３に示すように、シール部材１０は、その軸方向の一端に軸シール部１１が形成され、他端側に径シール部１２が形成されている。軸シール部１１は、シール部材１０の軸方向端部から軸方向に突出して形成されており、径シール部１２は、シール部材１０の外周壁から径方向の外方に突出して形成されている。さらに、図２に示すように、シール部材１０の内周側には、後述する筒状部材３０の外周に密接する保持部１６が形成されており、シール部材１０の下端に連絡部１６ａを介して一体的に形成されている。

また、軸シール部１１と径シール部１２の軸方向に沿った間には、固定部１５が形成されている。固定部１５は、シール部材１０の外周壁から径方向の外方に突出して形成された鍔部１３と、鍔部１３の端部から垂下して形成された固定壁部１４とを備えている。なお、固定壁部１４は、後述する周壁２２と平行に延設されている。

さらに、シール部材１０は、弾性材料によって構成されており、具体的にはアクリルゴム,シリコンゴム,ニトリルゴム（ＮＢＲ）,エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを用いることができる。シール部材１０は、弾性材料によって構成されていることにより軸シール部１１や径シール部１２を変形させて取付孔２１に軽圧入によって組み付けることが可能となる。

ヘッドカバー２０は合成樹脂によって形成された部材であり、内燃機関に取り付けられた筒状部材３０が挿通するように取付孔２１が形成されている。取付孔２１は、その外縁に沿って軸方向に延びる筒状の周壁２２を備えている。

プラグキャップ４０は、ヘッドカバー２０の外方から軸方向に沿って挿入される部材であり、筒状部材３０内に組み付けられた点火プラグと接続することで点火プラグに対して給電を行う部材である。プラグキャップ４０は、筒状部材３０に挿入されると共にその先端に点火プラグを挿入可能なプラグ孔４３が形成された軸部４２と、軸部４２の一端端部から軸方向と垂直な平面上に延設するフランジ部４４とを備えている。また、フランジ部４４には、軸部４２の外側面に沿ってシール溝４１が形成されている。

次に、図４を参照して本実施形態に係るシール部材１０の取付方法について説明を行う。保持部１６は筒状部材３０の外径よりも小径に形成されているので、筒状部材３０に所定のシール代を持って接触することが可能となっている。これにより、シール部材１０は、筒状部材３０の外周面３１に保持部１６が当接することで、シール部材１０と筒状部材３０との間のシールを行っている。

また、シール部材１０に形成された径シール部１２は、径方向に突出して形成されているので、取付孔２１にシール部材１０を組み付けることで、周壁２２の内周壁に軽圧入されて変形する。これにより、シール部材１０は、ヘッドカバー２０の取付孔２１とシール部材１０との間のシールを行っている。

次に、シール部材１０に形成された軸シール部１１は、プラグキャップ４０が組み付けられた際に、プラグキャップ４０に形成されたシール溝４１に嵌合するように形成されている。プラグキャップ４０は、軸方向に押圧されて組み込まれるので、軸シール部１１は、シール溝４１の最深部で押圧変形する。これにより、シール部材１０はプラグキャップ４０とシール部材１０との間のシールを行っている。

また、シール部材１０は、固定部１５の固定壁部１４が、取付孔２１の周壁２２に沿って形成されているので、取付孔２１との支持部分が熱変形や振動によるずれによる影響を受けることがない。さらに、鍔部１３は周壁２２の端部とプラグキャップ４０のフランジ部４４に挟持されているので、より熱変形や振動によるずれを防止することができる。

さらに、本実施形態に係るシール部材１０は、取付孔２１に軸方向外方から軽圧入されて組み付けられるので、シール部材１０の交換が容易に行うことができると共に、シール部材１０の固定手段を別途設ける必要がないため、部品点数を削減することによるコスト抑制を図ることが可能となる。

以上説明した第１の実施形態に係るシール部材１０は、シール部材１０をゴムなどの弾性材料のみで形成した場合について説明したが、本発明に係るシール部材は、第１の実施形態で示したようにシール部材１０を弾性材料のみで形成した場合に限られない。そこで、次に第２の実施形態に係るシール部材について説明を行う。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係るシール部材の断面図である。なお、上述した第１の実施形態と同一または類似の部材については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態に係るシール部材１０´は、環状に形成されており、内燃機関のヘッドカバー２０に形成された取付孔２１に挿入されることで、取付孔２１の周壁２２と内燃機関に固定された筒状部材３０との間に組み込まれている。

また、上述した第１の実施形態に係るシール部材１０と同様に、シール部材１０´は、その軸方向の一端に軸シール部１１が形成され、他端側に径シール部１２が形成されている。軸シール部１１は、シール部材１０´の軸方向端部から軸方向に突出して形成されており、径シール部１２は、シール部材１０´の外周壁から径方向の外方に突出して形成されている。さらに、シール部材１０´の内周側には、筒状部材３０の外周に密接する保持部１６が形成されており、シール部材１０´の下端に連絡部１６ａを介して一体的に形成されている。なお、本実施形態に係るシール部材１０´は、保持部１６にコイルスプリング等からなる付勢手段１６ｂが内包されている。この付勢手段１６ｂによって、保持部１６をより強力に筒状部材３０に押し付けることが可能となっている。

また、軸シール部１１と径シール部１２の軸方向に沿った間には、固定部１５が形成されている。固定部１５は、シール部材１０´の外周壁から径方向の外方に突出して形成された鍔部１３と、鍔部１３の端部から垂下して形成された固定壁部１４とを備えている。なお、固定壁部１４は、周壁２２と平行に延設されている。

さらに、シール部材１０´は、弾性材料によって構成されており、具体的にはアクリルゴム,シリコンゴム,ニトリルゴム（ＮＢＲ）,エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを用いることができる。

本実施形態に係るシール部材１０´は、周壁２２に沿って金属製の補強部材１７が組み込まれている。補強部材１７は、筒状に形成され、一端部に径方向内方に向けて屈曲した屈曲部１８が形成されている。なお、補強部材１７はシール部材１０´にインサート成型によって組み込まれている。

補強部材１７は、筒状に形成されているので、シール部材１０´が取付孔２１に軽圧入された際に、径シール部１２が径方向の内側に変形することを防止すると共に、屈曲部１８によって軸シール部１１が軸方向下側に変形することを防止することができるので、軸シール部１１及び径シール部１２の逃げを抑制して、確実にシールを行うことができる。

また、上述した本実施形態に係るシール部材１０´は、付勢部材１６ｂとしてコイルスプリングを用いた場合について説明したが、保持部１６が筒状部材３０と密接できればコイルスプリングに限られず、ゴムなどの弾性部材を用いても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０,１０´ シール部材, １１軸シール部, １２径シール部, １３鍔部, １４固定壁部, １５固定部, １６保持部, １６ａ連絡部，１６ｂ付勢部材，１７補強部材, １８屈曲部, ２０ヘッドカバー, ２１取付孔, ２２周壁, ３０筒状部材, ３１外周面，４０プラグキャップ, ４１シール溝，４２軸部，４３プラグ孔，４４フランジ部，Ｆ挿入方向。

Claims

内燃機関のヘッドカバーの取付孔に挿入固定される筒状部材と前記取付孔の周壁との間に組み込まれる環状のシール部材において、
前記シール部材は、軸方向の一端から軸方向に突出して形成されて前記筒状部材との間をシールする軸シール部と、他端に外周壁から径方向の外方に突出して形成されて前記取付孔の周壁との間をシールする径シール部とを備え、
前記軸シール部と前記径シール部との間に径方向の動きを固定する固定部が前記取付孔の周壁に沿って形成され、
前記固定部は、前記径方向に延びる鍔部と、前記鍔部から垂下して形成されると共に前記周壁と平行に延びる固定壁部とを備えることを特徴とするシール部材。
請求項１に記載のシール部材において、
前記軸シール部は、前記シール部材の軸方向端部から、軸方向に突出して形成されることを特徴とするシール部材。
請求項１又は２に記載のシール部材において、
前記径シール部は、前記シール部材の径方向に突出して形成されることを特徴とするシール部材。
請求項１から３のいずれか１項に記載のシール部材において、
前記シール部材は、周方向に沿って金属製の補強部材が配置されることを特徴とするシール部材。
請求項４に記載のシール部材において、
前記補強部材は、前記軸シール部側の端部が径方向に屈曲していることを特徴とするシール部材。