(57)【要約】【課題】、燃料を噴射するインジェクターとインジェクターを挿入する孔部を備えるハウジングとの間をシールするインジェクター用パッキンにおいて、挿入抵抗が増大する問題、およびパッキンがはみ出す問題を抑制解消することができるパッキンを提供する。【解決手段】パッキンの外周面は、第１および第２テーパー部の間にアール部を備え、このアール部をもってハウジング側の第２段部の筒状壁に密接する。パッキンの内周面は、第３および第４テーパー部の間にアール部を備え、このアール部をもってインジェクター側の第１段部の筒状壁に密接する。第３および第４テーパー部がなす角度βは、第１および第２テーパー部がなす角度αより大きく設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射するインジェクターと前記インジェクターを挿入する孔部を備えるハウジングとの間をシールするインジェクター用パッキンであって、前記インジェクターはその外周部に筒状壁および前記筒状壁の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて延設した端面壁の組み合わせよりなる第１段部を備え、前記ハウジングはその孔部内周に筒状壁および前記筒状壁の軸方向他方の端部から径方向内方へ向けて延設した端面壁の組み合わせよりなる第２段部を備え、当該パッキンは前記両段部にて囲まれる環状の空間部に装着されるインジェクター用パッキンにおいて、
当該パッキンの外周面は、その軸方向中央部から軸方向一方の端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第１テーパー部と、前記軸方向中央部から軸方向他方の端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第２テーパー部と、前記両テーパー部間に設定された断面円弧形のアール部とを備え、装着時、前記アール部は前記第２段部の筒状壁に密接し、
当該パッキンの内周面は、その軸方向中央部から軸方向一方の端部へかけて内径寸法が徐々拡大する向きの第３テーパー部と、前記軸方向中央部から軸方向他方の端部へかけて内径寸法が徐々に拡大する向きの第４テーパー部と、前記両テーパー部間に設定された断面円弧形のアール部とを備え、装着時、前記アール部は前記第１段部の筒状壁に密接し、
前記第１および第２テーパー部がなす角度をα、前記第３および第４テーパー部がなす角度をβとして、α＜βの関係を充足することを特徴とするインジェクター用パッキン。
【請求項２】
請求項１記載のパッキンにおいて、
αは１００度以上１４０度以下の角度であり、βは１６０度以上１８０度より小さい角度であることを特徴とするインジェクター用パッキン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール技術に係るパッキンに関し、更に詳しくは、インジェクターに用いられるのに適したパッキンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から図３に示すインジェクター５１が知られており、このインジェクター５１は例えば、燃料電池自動車に搭載する燃料電池発電装置に対し燃料としての水素ガスを供給する。またインジェクター５１は、ハウジング６１に設けた孔部６２に差し込み装着される構造となっており、インジェクター５１およびハウジング６１間には、燃料漏れ防止用のパッキン７１が装着されている。
【０００３】
パッキン７１は、インジェクター５１の外周部に設けた段部５３と、ハウジング６１の孔部６２内周に設けた段部６３との間に装着されている。すなわちインジェクター５１の外周部に筒状壁５３ａおよびこの筒状壁５３ａの軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて延設した端面壁５３ｂの組み合わせよりなる第１段部５３が設けられるとともに、ハウジング６１の孔部６２内周に筒状壁６３ａおよびこの筒状壁６３ａの軸方向他方の端部から径方向内方へ向けて延設した端面壁６３ｂの組み合わせよりなる第２段部６３が設けられ、この両段部５３，５４に囲まれるよう環状の空間部が設定されるので、この空間部にパッキン７１が装着されている。
【０００４】
パッキン７１は、図示するように断面長方形の角リングとされ、または図４に示すように角リングの外周角部７２を斜めにカットした形状のリングとされている。このような形状のパッキン７１では、内外周方向（径方向）は公差によってはつぶし代を持たない設定にするのが通常であり、この場合、上方からの燃料の圧力によりパッキン７１が変形し、内外周に面圧が発生することでシールしている。したがって燃料の圧力によらずにシール機能を保持するには、外周側につぶし代を持たせる必要があるため、パッキン７１の上記空間部に対する充填率が大きくなり、よってパッキン７１を装着するときの挿入抵抗が増大する問題がある。また、このように充填率が大きい場合には図５に示すように、パッキン７１がインジェクター５１およびハウジング６１間の隙間８１にはみ出すことで損傷する問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６１３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、挿入抵抗が増大する問題、およびパッキンがはみ出す問題を抑制解消することができるインジェクター用パッキンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるインジェクター用パッキンは、燃料を噴射するインジェクターと前記インジェクターを挿入する孔部を備えるハウジングとの間をシールするインジェクター用パッキンであって、前記インジェクターはその外周部に筒状壁および前記筒状壁の軸方向一方の端部から径方向外方へ向けて延設した端面壁の組み合わせよりなる第１段部を備え、前記ハウジングはその孔部内周に筒状壁および前記筒状壁の軸方向他方の端部から径方向内方へ向けて延設した端面壁の組み合わせよりなる第２段部を備え、当該パッキンは前記両段部にて囲まれる環状の空間部に装着されるインジェクター用パッキンにおいて、当該パッキンの外周面は、その軸方向中央部から軸方向一方の端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第１テーパー部と、前記軸方向中央部から軸方向他方の端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第２テーパー部と、前記両テーパー部間に設定された断面円弧形のアール部とを備え、装着時、前記アール部は前記第２段部の筒状壁に密接し、当該パッキンの内周面は、その軸方向中央部から軸方向一方の端部へかけて内径寸法が徐々拡大する向きの第３テーパー部と、前記軸方向中央部から軸方向他方の端部へかけて内径寸法が徐々に拡大する向きの第４テーパー部と、前記両テーパー部間に設定された断面円弧形のアール部とを備え、装着時、前記アール部は前記第１段部の筒状壁に密接し、前記第１および第２テーパー部がなす角度をα、前記第３および第４テーパー部がなす角度をβとして、α＜βの関係を充足することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２によるインジェクター用パッキンは、上記した請求項１記載のパッキンにおいて、αは１００度以上１４０度以下の角度であり、βは１６０度以上１８０度より小さい角度であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成を備える本発明のインジェクター用パッキンにおいては、パッキンの外周面が第１および第２テーパー部の間にアール部を備え、このアール部をもってハウジング側の第２段部の筒状壁に密接するため、ハウジングとの間をシールすることが可能とされ、またパッキンの内周面が第３および第４テーパー部の間にアール部を備え、このアール部をもってインジェクター側の第１段部の筒状壁に密接するため、インジェクターとの間をシールすることが可能とされる。
【００１０】
また、このようにシール機能が確保されたうえで、最外周に位置するアール部から径方向内方へ徐々に後退する形状の第１および第２テーパー部が設けられるとともに最内周に位置するアール部から径方向外方へ徐々に後退する形状の第３および第４テーパー部が設けられているため、パッキンはその充填率が従来の長方形対比で小さく設定されている。
【００１１】
したがってパッキンは充填率が小さく、パッキンの外周面は軸方向中央部から軸方向端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きのテーパー部を備えているため、パッキンはハウジング側の第２段部に対する挿入抵抗が小さく、挿入し易い。
【００１２】
また、パッキンは充填率が小さく、パッキンの内周面は軸方向中央部から軸方向端部へかけて内径寸法が徐々に拡大する向きのテーパー部を備えているため、パッキンはインジェクターおよびハウジング間の隙間に対し、はみ出しにくく、損傷しにくい。
【００１３】
パッキン外周面における第１および第２テーパー部がなす角度αとパッキン内周面における第３および第４テーパー部がなす角度βはこれらを同等としても良いが、パッキン外周面における第１および第２テーパー部がなす角度αよりもパッキン内周面における第３および第４テーパー部がなす角度βのほうを大きく設定することで、パッキンをインジェクター側に先付けしてハウジング側へ挿入する場合、パッキンが転倒しにくくなる。
【００１４】
本願発明者らが行なった試作試験の結果によると、パッキン外周面における第１および第２テーパー部がなす角度αは、１００度未満であると尖端に過ぎ、１４０度より大きいと適切なシール面圧が立たず、無理にシール面圧を立てようとすると充填率が増大してしまう。したがってパッキン外周面における第１および第２テーパー部がなす角度αは、１００度以上１４０度以下とするのが好適である。また、パッキン内周面における第３および第４テーパー部がなす角度βについては、上記したパッキンの転倒防止を図るうえで、１６０度以上１８０度より小さい角度とするのが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１６】
すなわち上記構成を備える本発明においては、パッキンの外周面がアール部をもってハウジング側の第２段部の筒状壁に密接するとともにパッキンの内周面が同じくアール部をもってインジェクター側の第１段部の筒状壁に密接することで内外周でシール機能を保ちつつ、各テーパー部を備えること、およびこれに伴いパッキンの充填率が低く設定されることで、挿入抵抗を低減させることができ、パッキンのはみ出しを抑制することができる。また、各テーパー部を備えることでパッキンがハウジングまたはインジェクターに接触する部分が少ないため、シール面圧を高めに設定することができる。また、パッキン外周面における第１および第２テーパー部がなす角度αよりもパッキン内周面における第３および第４テーパー部がなす角度βのほうを大きく設定したため、挿入時にパッキンが転倒するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係るパッキンの要部断面図
【図２】同パッキンの斜視図
【図３】従来例に係るインジェクターおよびこれに装着されたパッキンの断面図
【図４】他の従来例に係るパッキンの要部断面図
【図５】同パッキンによる不具合発生状態を示す断面図
【実施例】
【００１８】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係るパッキン１１の要部断面を示している。図２は同パッキン１１の斜視図を示している。
【００２０】
図１に示すように当該実施例に係るパッキン１１は、燃料を噴射するインジェクター５１とこのインジェクター５１を挿入する孔部６２を備えるハウジング６１との間に燃料をシールするために装着される。また当該実施例に係るパッキン１１は、インジェクター５１の外周部に設けた環状の段部５３と、ハウジング６１の孔部６２内周に設けた環状の段部６３との間に装着される。すなわちインジェクター５１の外周部に筒状壁５３ａおよびこの筒状壁５３ａの軸方向一方の端部（図では上端部）から径方向外方へ向けて延設した端面壁５３ｂの組み合わせよりなる第１段部５３が設けられるとともに、ハウジング６１の孔部６２内周に筒状壁６３ａおよびこの筒状壁６３ａの軸方向他方の端部（図では下端部）から径方向内方へ向けて延設した端面壁６３ｂの組み合わせよりなる第２段部６３が設けられ、この第１および第２段部５３，５４に囲まれるよう環状の空間部が設定されるので、この空間部にパッキン１１が装着される。
【００２１】
パッキン１１は、断面長方形の角リングではなく、以下のように構成されている。
【００２２】
すなわちパッキン１１は、所定のゴム状弾性体によって環状に成形され、外周面２１、内周面３１および軸方向両端面４１の４面を備えている。
【００２３】
この４面のうち、パッキン１１の外周面２１は、その軸方向中央部２１ａから軸方向一方の端部（図では上端部）へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第１テーパー部２２と、軸方向中央部２１ａから軸方向他方の端部（図では下端部）へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第２テーパー部２３と、両テーパー部２２，２３間に設定された断面円弧形のアール部（第１アール部）２４とを備えている。アール部２４の最大外径寸法ｄ１はハウジング６１側の第２段部６３の筒状壁６３ａの内径寸法ｄ２より大きく設定されているので、アール部２４には第２段部６３の筒状壁６３ａに対するつぶし代が設定され、よってアール部２４は装着時、第２段部６３の筒状壁６３ａに密接する。第１および第２テーパー部２２，２３はそれぞれ断面直線状に成形され、両テーパー部２２，２３がなす角度（交差角度）αは１００度以上１４０度以下の角度に設定されている。
【００２４】
パッキン１１の内周面３１は、その軸方向中央部３１ａから軸方向一方の端部（図では上端部）へかけて内径寸法が徐々拡大する向きの第３テーパー部３２と、軸方向中央部３１ａから軸方向他方の端部（図では下端部）へかけて内径寸法が徐々に拡大する向きの第４テーパー部３３と、両テーパー部３２，３３間に設定された断面円弧形のアール部（第２アール部）３４とを備えている。アール部３４の最小内径寸法ｄ３はインジェクター５１側の第１段部５３の筒状壁５３ａの外径寸法ｄ４と同等ないし略同等に設定されているので、ここに初期的なつぶし代は設定されていないが、上記したように外周面２１側に設定したつぶし代によりパッキン１１が装着時に弾性変形するとアール部３４の最小内径寸法が縮小し、よってアール部３４が第１段部５３の筒状部５３ａに密接する。第３および第４テーパー部３２，３３はそれぞれ断面直線状に成形され、両テーパー部３２，３３がなす角度（交差角度）βは１６０度以上１８０度より小さい角度に設定されている。
【００２５】
パッキン１１の軸方向両端面４１はそれぞれ、軸直角の平面状に成形されている。
【００２６】
また、パッキン１１は、さらに以下の構成を備えている。
（ａ）パッキン１１の断面形状における四隅、すなわち外周面２１と軸方向一方の端面４１との角部、外周面２１と軸方向他方の端面４１との角部、内周面３１と軸方向一方の端面４１との角部、内周面３１と軸方向他方の端面４１との角部にはそれぞれ、断面円弧形の面取り部４２が設けられている。
（ｂ）パッキン１１の断面形状は全体として軸方向に対称な形状（線対称形状）とされている。したがって第１および第２テーパー部２２，２３の傾斜角度は互いに同等に設定され、第３および第４テーパー部３２，３３の傾斜角度も互いに同等に設定されている。
（ｃ）上記したように第１および第２テーパー部２２，２３がなす角度αは１００度以上１４０度以下の角度に設定され、第３および第４テーパー部３２，３３がなす角度βは１６０度以上１８０度より小さい角度に設定されているので、両角度を比較すると、第１および第２テーパー部２２，２３がなす角度αよりも第３および第４テーパー部３２，３３がなす角度βのほうが大きく設定されている。
（ｄ）パッキン１１の外周面２１の最小外径寸法すなわち第１および第２テーパー部２２，２３の最小内径寸法は、ハウジング６１側の第２段部６３の筒状壁６３ａの内径寸法ｄ２より小さく設定されている。したがってパッキン１１の装着時、第１および第２テーパー部２２，２３と第２段部６３の筒状壁６３ａとの間には径方向間隙が形成される。
（ｅ）パッキン１１の内周面３１の最大内径寸法すなわち第３および第４テーパー部３２，３３の最大内径寸法は、インジェクター５１側の第１段部５３の筒状壁５３ａの外径寸法ｄ４より大きく設定されている。したがってパッキン１１の装着時、第３および第４テーパー部３２，３３と第１段部５３の筒状壁５３ａとの間には径方向間隙が形成される。
【００２７】
上記構成のパッキン１１においては、パッキン１１の外周面２１が第１および第２テーパー部２２，２３間にアール部２４を備え、このアール部２４をもってハウジング６１側の第２段部６３の筒状壁６３ａに密接するため、ハウジング６１との間をシールすることが可能とされ、またパッキン１１の内周面３１が第３および第４テーパー部３２，３３間にアール部３４を備え、このアール部３４をもってインジェクター５１側の第１段部５３の筒状壁５３ａに密接するため、インジェクター５１との間をシールすることが可能とされている。したがってパッキン１１は十分なシール機能を発揮する。
【００２８】
また、このようにシール機能が確保されたうえで、最外周に位置するアール部２４から径方向内方へ徐々に後退する形状の第１および第２テーパー部２２，２３が設けられるとともに最内周に位置するアール部３４から径方向外方へ徐々に後退する形状の第３および第４テーパー部３２，３３が設けられているため、パッキン１１はその充填率が従来の断面長方形対比で小さく設定されている。
【００２９】
したがってパッキン１１は充填率が小さく、パッキン１１の外周面２１は軸方向中央部２１ａから軸方向他方の端部へかけて外径寸法が徐々に縮小する向きの第２テーパー部２３を備えているため、パッキン１１はハウジング６１側の第２段部６３に対する挿入抵抗が小さく、挿入し易い。
【００３０】
また、パッキン１１は充填率が小さく、パッキン１１の内周面３１は軸方向中央部３１ａから軸方向他方の端部へかけて内径寸法が徐々に拡大する向きの第４テーパー部３３を備えているため、パッキン１１はインジェクター５１およびハウジング６１間の隙間８１に対し、はみ出しにくく、損傷しにくい。
【００３１】
したがって本発明所期の目的どおり、挿入抵抗が増大する問題、およびパッキンがはみ出す問題を抑制解消することができるインジェクター用パッキンを提供することができる。
【００３２】
また、パッキン１１の外周面２１における第１および第２テーパー部２２，２３がなす角度αよりもパッキン１１の内周面３１における第３および第４テーパー部３２，３３がなす角度βのほうが大きく設定されているため、パッキン１１をインジェクター５１側に先付けしてハウジング６１側へ挿入する場合、パッキン１１が転倒する（捩れる）のを防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１１  パッキン
２１  外周面
２１ａ，３１ａ  軸方向中央部
２２  第１テーパー部
２３  第２テーパー部
２４，３４  アール部
３１  内周面
３２  第３テーパー部
３３  第４テーパー部
４１  軸方向端面
４２  面取り部
５１  インジェクター
５３  第１段部
５３ａ，６３ａ  筒状壁
５３ｂ，６３ｂ  端面壁
６１  ハウジング
６２  孔部
６３  第２段部
８１  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月22日(2013.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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