JP6534550B2 - Valve stem seal - Google Patents
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Description
本発明は、シール技術に係る密封装置の一種であるバルブステムシールに関する。 The present invention relates to a valve stem seal which is a kind of sealing device according to sealing technology.
従来から図3に示すように、バルブステム41を往復動可能に挿通するバルブステムガイド31に装着されるバルブステムシール11が知られており、このバルブステムシール11には、バルブステム41の外径面に摺動可能に接触することによりオイル室側Oのオイルをシールするオイルリップ14と、ポート圧負荷時のオイル漏れ量を安定化させるため、オイルリップ14のポート側Pにて同じくバルブステム41の外径面に摺動可能に接触する背圧リップ15とが設けられている(特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 3, a
ところで、近年における自動車のトレンドとして低燃費化が求められており、これに伴ってエンジンの小型化やターボチャージャーの付与などによりポート圧が上昇する傾向にあるため、バルブステムシール11にも高背圧化の対応が求められている。 By the way, as fuel consumption has been required as a trend of automobiles in recent years, the port pressure tends to increase due to downsizing of the engine and provision of a turbocharger, etc. along with this trend. A response to pressure is required.
すなわちバルブステムシール11は一般に図3に示したように、金属環17の内径面に被着したゴム状弾性体よりなる内径ゴム部19によってバルブステムガイド31の外径面に嵌合するゴム嵌合の仕様とされることが多いところ、このようなゴム嵌合の仕様では嵌合力を大きく設定することができない。したがってバルブステムシール11に対し大きな背圧P1が作用すると、バルブステムシール11がその全体としてバルブステムガイド31から脱落してしまうことが懸念される(シール抜けの問題)。
That is, as generally shown in FIG. 3, the
上記シール抜けを防止するには図4に示すように、バルブステムシール11を金属環17によって直接バルブステムガイド31の外径面に嵌合する金属嵌合の仕様とすることが考えられる。しかしながらこの金属嵌合の仕様では、組み付け時に必要とされる嵌合荷重が大きくなるため、一般の組み付け設備では対応できないことがある。
In order to prevent the seal omission, as shown in FIG. 4, it may be considered that the
また、シール抜けを防止するには図5または図6に示すように、バルブステムシール11における背圧リップ15の外径側にゴム状弾性体よりなる段差状の突き当て部21を設け、この突き当て部21を装着時にバルブステムガイド31のオイル室側端面31aに突き当てることにより、バルブステムシール11の背圧に対する受圧面積を減少させ、これにより抜け荷重を小さくすることが考えられる(特許文献2または3参照)。
Further, as shown in FIG. 5 or 6, in order to prevent the seal omission, a
しかしながらこの図5または図6による技術には、以下の点で更に改良する余地がある。 However, the technique according to FIG. 5 or FIG. 6 has room for further improvement in the following points.
すなわち上記段差状の突き当て部21は、その軸方向端面21aによって背圧を受けるため、この端面21aとバルブステムガイド31のオイル室側端面31aとの間に少しでもスキマが生じるようなことがあると、バルブステムシール11の背圧に対する受圧面積が一挙に拡大し、よってバルブステムシール11がバルブステムガイド31から脱落してしまうことになる。
That is, since the step-
本発明は以上の点に鑑みて、オイルリップおよび背圧リップを備えるバルブステムシールに対して背圧が作用しても、バルブステムシールがバルブステムガイドから脱落しにくい構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a structure in which a valve stem seal is not easily detached from a valve stem guide even if a back pressure acts on a valve stem seal provided with an oil lip and a back pressure lip. I assume.
上記目的を達成するため、本発明のバルブステムシールは、バルブステムを往復動可能に挿通するバルブステムガイドの外径面に嵌合される筒状の嵌合部と、前記嵌合部のオイル室側端部から径方向内方へ向けて一体成形されたフランジ状のリップ保持部と、前記リップ保持部に保持され、前記バルブステムの外径面に摺動可能に接触するオイルリップと、前記リップ保持部に保持され、前記オイルリップのポート側で前記バルブステムの外径面に摺動可能に接触する第1背圧リップと、前記リップ保持部に保持され、前記リップ保持部のポート側端面であって前記第1背圧リップの外径側に位置し、リップ基端部からリップ先端部へかけてポート側であってかつ径方向内方へ向けて斜めの向きに形成され、前記バルブステムガイドのオイル室側端面に接触する第2背圧リップと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a valve stem seal according to the present invention comprises a cylindrical fitting portion fitted to an outer diameter surface of a valve stem guide through which a valve stem is inserted so as to reciprocate , and oil of the fitting portion. A flange-like lip holding portion integrally formed radially inward from a chamber side end, and an oil lip held by the lip holding portion and slidably contacting an outer diameter surface of the valve stem; A first back pressure lip held by the lip holding portion and slidably contacting the outer diameter surface of the valve stem on the port side of the oil lip, and held by the lip holding portion, the port of the lip holding portion It is a side end surface and is located on the outer diameter side of the first back pressure lip, and is formed in an oblique direction toward the port side and radially inward from the lip base end to the lip tip end, Oil of the valve stem guide It characterized in that it comprises a second back pressure lip which contacts the side end surface.
上記構成を備える本発明のバルブステムシールにおいては、バルブステムガイドのオイル室側端面に接触する第2背圧リップが設けられているため、背圧に対するバルブステムシール抜け方向の受圧面積がこの第2背圧リップによって規制され、結果、減少する。したがってこのように背圧に対するシール抜け方向の受圧面積が減少するため、シール抜け荷重が小さくなり、よってこの分、バルブステムシールがバルブステムガイドから脱落しにくくなる。 In the valve stem seal of the present invention having the above configuration, the second back pressure lip contacting the oil chamber side end face of the valve stem guide is provided. 2 Regulated by back pressure lip, resulting in a decrease. Therefore, since the pressure receiving area in the seal removal direction with respect to the back pressure is reduced as described above, the seal removal load is reduced, and accordingly, the valve stem seal is less likely to come off the valve stem guide.
また、第2背圧リップがそのリップ基端部からリップ先端部へかけてポート側であってかつ径方向内方へ向けて斜めの向きに形成されているため、この第2背圧リップに対し背圧が作用すると、第2背圧リップはバルブステムガイドのオイル室側端面に押し付けられる。したがって第2背圧リップとバルブステムガイドのオイル室側端面との間にスキマが生じにくいため、スキマの発生により受圧面積が拡大してバルブステムシールが抜けやすくなるのを未然に防止することが可能とされる。 In addition, since the second back pressure lip is formed on the port side from the lip proximal end to the lip distal end in a diagonal direction toward the port in the radial direction, When the back pressure acts, the second back pressure lip is pressed against the oil chamber side end face of the valve stem guide. Therefore, since it is hard to produce a gap between the second back pressure lip and the end surface of the valve stem guide on the oil chamber side, it is possible to prevent the valve stem seal from easily coming out by enlarging the pressure receiving area due to the occurrence of the gap. It is made possible.
また、このように第2背圧リップに対し背圧が作用して第2背圧リップがバルブステムガイドのオイル室側端面に押し付けられると、この押し付けの方向はシール抜け方向とは反対向きであるため、押し付け荷重によって抜け荷重が一部キャンセルされる。したがってシール抜け荷重が一層小さくなるため、バルブステムシールがバルブステムガイドから一層脱落しにくくなる。 Further, when the back pressure acts on the second back pressure lip in this way and the second back pressure lip is pressed against the oil chamber side end face of the valve stem guide, the pressing direction is opposite to the seal removal direction. Because of the presence of the load, the drop load is partially canceled by the pressing load. Therefore, the valve stem seal is less likely to come off from the valve stem guide because the seal removal load is further reduced.
尚、このように第2背圧リップに作用する押し付け荷重によって抜け荷重が一部キャンセルされることを含めると、シール各部位の寸法の大小関係としては、シール抜け方向の受圧面積を縮小するため、シール嵌合部の内径寸法をd1、第2背圧リップの基端部の内径寸法をd3として、
d1≧d3
の関係を充足するように形成するのが好適である。
In addition, including the fact that the removal load is partially canceled by the pressing load acting on the second back pressure lip in this way, in order to reduce the pressure receiving area in the seal removal direction, as the size relationship of each part of the seal. The inner diameter of the seal fitting portion is d 1 , and the inner diameter of the proximal end of the second back pressure lip is d 3 ,
d 1 d d 3
It is preferable to form so as to satisfy the relationship of
本発明によれば、オイルリップおよび背圧リップを備えるバルブステムシールにおいて、当該シールに対し背圧が作用しても、バルブステムシールがバルブステムガイドから脱落しにくい構造を提供することができる。 According to the present invention, in a valve stem seal provided with an oil lip and a back pressure lip, it is possible to provide a structure in which the valve stem seal is not easily detached from the valve stem guide even if a back pressure acts on the seal.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るバルブステムシール11の半裁断面を示しており、その装着状態が図2に示されている。図1および図2において、シール11の上方がオイル室側O、シール11の下方がポート側Pである。
FIG. 1 shows a half cut cross-section of a
当該実施例に係るバルブステムシール11は、図2に示すように内径軸孔32にバルブステム41を軸方向往復動可能に挿通する筒状のバルブステムガイド31に装着されるものであって、バルブステムガイド31の外径面に嵌合される筒状の嵌合部12と、嵌合部12のオイル室側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内向きフランジ状のリップ保持部13とを有し、このリップ保持部13によって、バルブステム41の外径面に摺動可能に接触するオイルリップ14と、オイルリップ14のポート側Pにおいて同じくバルブステム41の外径面に摺動可能に接触する背圧リップ(第1背圧リップとも称する)15と、第1背圧リップ15の外径側においてバルブステムガイド31のオイル室側端面31aに接触する第2背圧リップ16とが保持されている。
The
また、バルブステムシール11は、筒状部17aおよびフランジ部17bを一体に備える金属環17と、金属環17に被着(加硫接着)されたゴム状弾性体18とを有し、このゴム状弾性体18によって、上記オイルリップ14、第1背圧リップ15および第2背圧リップ16と、バルブステムガイド31の外径面に所定の嵌合代をもって嵌合される内径ゴム部19とが一体に成形されている。
Further, the
オイルリップ14は、そのリップ先端部14bをオイル室側Oへ向けた形状とされ、またリップ先端部14bの外径部に締め代調整用のガータスプリング20が嵌着されている。
The
第1背圧リップ15は、オイルリップ14のポート側Pに配置され、そのリップ先端部15bをポート側Pへ向けた形状とされている。
The first
また、この第1背圧リップ15の外径側に位置して、第2背圧リップ16が設けられている。第2背圧リップ16は、以下のように構成されている。
Further, a second
(1)第2背圧リップ16は、上記ゴム状弾性体18によって第1背圧リップ15等と共に一体に成形されている。
(1) The second
(2)第2背圧リップ16は、リップ保持部13のポート側P端面に設けられている。
(2) The second
(3)第2背圧リップ16は、そのリップ基端部16aからリップ先端部16bへかけてポート側Pであってかつ径方向内方へ向けて斜めの向きに形成されている。尚、このようにリップ基端部からリップ先端部へかけてポート側Pであってかつ径方向内方へ向けて斜めに形成されていることは、第1背圧リップ15も同様であるので、第2背圧リップ16は第1背圧リップ15とほぼ同じ向きに形成されている。
(3) The second
(4)第2背圧リップ16は、上記図5または図6の技術における段差状の突き当て部21に代わるものとして設けられている。したがって、第2背圧リップ16の外径側に段差状の突き当て部21に相当する構成は設けられておらず、該部位は空間部22とされている。
(4) The second
(5)図2の装着状態図に示すように、第2背圧リップ16は装着時、バルブステム41の外径面に接触せず、バルブステムガイド31のオイル室側端面31aのみに接触する。これに対し第1背圧リップ15は装着時、バルブステム41の外径面に接触し、バルブステムガイド31のオイル室側端面33に接触しないものである。したがって図1の装着前状態図において、第2背圧リップ16のリップ先端部16bは第1背圧リップ15のリップ先端部15bよりもポート側Pへ突出している。
(5) As shown in the mounting state diagram of FIG. 2, the second
(6)第2背圧リップ16は、可及的に内径側に配置され、具体的には図2の装着状態図に示すように、嵌合部12の内径寸法をd1、第2背圧リップ16のリップ基端部16aの外径寸法をd2、第2背圧リップ16のリップ基端部16aの内径寸法をd3として、
d1≧d2・・・・(イ)式
d1>d3・・・・(ロ)式
の関係を充足するようにされている。したがってこれらの大小関係からして、背圧に対するバルブステムシール抜け方向の受圧面積が随分と小さく設定されている。
(6) second
d 1 dd 2 ··· (a) Equation d 1 > d 3 ··· (b) The relationship of the equation is satisfied. Therefore, the pressure receiving area in the valve stem seal removal direction with respect to the back pressure is set to be quite small in view of the magnitude relationship between them.
上記構成を備えるバルブステムシール11においては、第1背圧リップ15の外径側に位置して、バルブステムガイド31のオイル室側端面31aに接触する第2背圧リップ16が設けられているため、背圧に対するバルブステムシール抜け方向の受圧面積がこの第2背圧リップ16によって規制され、その結果として、同受圧面積が図3の技術と比較して小さく設定されている。したがって、このように背圧に対するシール抜け方向の受圧面積が小さく設定されているため、シール抜け荷重が小さくなり、よってバルブステムシール11がバルブステムガイド31から脱落するのを抑制することができる。
In the
また、第2背圧リップ16がそのリップ基端部16aからリップ先端部16bへかけてポート側Pであってかつ径方向内方へ向けて斜めの向きに形成されているため、この第2背圧リップ16に対し背圧が作用すると、第2背圧リップ16はバルブステムガイド31のオイル室側端面31aに押し付けられる。したがって第2背圧リップ16とバルブステムガイド31のオイル室側端面31aとの間にスキマが生じにくいため、スキマの発生により受圧面積が拡大してバルブステムシール11が抜けやすくなるのを未然に防止することができる。
In addition, since the second
また、第2背圧リップ16に対し背圧が作用して第2背圧リップ16がバルブステムガイド31のオイル室側端面31aに押し付けられると、この押し付けの方向がシール抜け方向と反対向きであるため、押し付け荷重によって抜け荷重が一部キャンセルされる。したがってシール抜け荷重が一層小さくなるため、これによってもバルブステムシール11がバルブステムガイド31から脱落するのを抑制することができる。
When the back pressure acts on the second
尚、上記実施例では、第2背圧リップ16がリップ保持部13のポート側P端面に設けられているため、
d1>d3・・・・(ロ)式
の関係とされるが、第2背圧リップ16が嵌合部12の内周面に設けられる場合、すなわち
d1=d3・・・・(ハ)式
の関係であっても押し付け荷重によって抜け荷重が一部キャンセルされるため、シール抜け荷重が小さくなる。したがって(ロ)式および(ハ)式からして、
d1≧d3・・・・(ニ)式
の関係が成立する。
In the above embodiment, since the second
d 1> is are d 3 · · · · (B) equation relationship, if the second
The relationship of d 1 dd 3 ... (d) holds.
11 バルブステムシール
12 嵌合部
13 リップ保持部
14 オイルリップ
14b,15b,16b リップ先端部
15 背圧リップ(第1背圧リップ)
15a,16a リップ基端部
16 第2背圧リップ
17 金属環
17a 筒状部
17b フランジ部
18 ゴム状弾性体
19 内径ゴム部
20 ガータスプリング
21 突き当て部
21a 端面
22 空間部
31 バルブステムガイド
31a オイル室側端面
32 内径軸孔
41 バルブステム
O オイル室側
P ポート側
11 valve stem
15a, 16a lip
Claims (2)
前記嵌合部のオイル室側端部から径方向内方へ向けて一体成形されたフランジ状のリップ保持部と、
前記リップ保持部に保持され、前記バルブステムの外径面に摺動可能に接触するオイルリップと、
前記リップ保持部に保持され、前記オイルリップのポート側で前記バルブステムの外径面に摺動可能に接触する第1背圧リップと、
前記リップ保持部に保持され、前記リップ保持部のポート側端面であって前記第1背圧リップの外径側に位置し、リップ基端部からリップ先端部へかけてポート側であってかつ径方向内方へ向けて斜めの向きに形成され、前記バルブステムガイドのオイル室側端面に接触する第2背圧リップと、
を備えることを特徴とするバルブステムシール。 A cylindrical fitting portion fitted to an outer diameter surface of a valve stem guide through which the valve stem is inserted for reciprocating movement ;
A flange-like lip holding portion integrally formed radially inward from the oil chamber side end of the fitting portion;
An oil lip held by the lip holding portion and slidably contacting an outer diameter surface of the valve stem;
A first back pressure lip held by the lip holding portion and slidably contacting an outer diameter surface of the valve stem on the port side of the oil lip ;
The lip holding portion is held by the lip holding portion and located on the port side end face of the lip holding portion on the outer diameter side of the first back pressure lip, and on the port side from the lip base end to the lip tip end A second back pressure lip formed in a diagonally inward radial direction and in contact with the oil chamber side end face of the valve stem guide ;
Valve stem seal comprising: a.
前記嵌合部の内径寸法をd1、前記第2背圧リップの基端部の内径寸法をd3として、
d1≧d3
の関係を充足するように形成されていることを特徴とするバルブステムシール。 According to claim 1, wherein Te valve stem seal odor,
The inner diameter of the front Symbol fitting portion d 1, the inner diameter of the proximal end portion of the second back pressure lip as d 3,
d 1 d d 3
A valve stem seal characterized in that it is formed to satisfy the relationship of.
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