(57)【要約】【課題】最低限の材料を使用して弁棒を密封し、それによってシール性を犠牲にせずに費用効果が高くなるようにする改善された弁棒シール・アセンブリを提供すること。【解決手段】弁棒シール・アセンブリは、保持器および保持器内に配置されたシール要素を備える。保持器は上側部分および下側部分を備える。シール要素は、保持器の上側部分に取り付けられ、弁棒を密封する第１シール・リップを備える。任意選択の第２シール・リップを備えていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
段部によって互いに連結された上側部分および下側部分を備え、前記上側部分の直径が、前記下側部分の直径よりも小さく、径方向に延びるフランジが、下側部分に連結されている環状の弁シール保持器と、
弁案内の上側部分に係合する少なくとも１つのシール・リップを有し、環状の弁シール保持器の上側部分の内面に接着されている環状のエラストマー製のシール部材とを備える、弁棒シール・アセンブリ。
【請求項２】
前記段部が前記下側部分から内側に延びる、請求項１に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項３】
前記保持器が一続きの要素になるように、前記上側部分、前記下側部分および前記段部が一体に成形されている、請求項１に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項４】
前記保持器が金属で形成される、請求項３に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項５】
径方向に延びるフランジが、前記保持器の前記下側部分に一体に連結されている、請求項１に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項６】
前記シール・リップが前記シール部材の前記頂部から所定の距離を置いて配置されるように、下方向に延びると同時に前記シール部材の頂面から内側に湾曲する前記シール部材の第１区域によって、前記シール・リップが形成される、請求項１に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項７】
前記シール・リップが、把持面を提供するように所定の長さに延びるほぼ平面の部分を有する、請求項６に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項８】
前記第１シール・リップから長手方向に間隔を置いて配置された第２シール・リップをさらに備える、請求項１に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項９】
前記第２シール・リップが、前記第１シール・リップから下方向外側に延びる連結部によって前記第１シール・リップに連結されている、請求項８に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１０】
前記第２シール・リップが、前記第１シール・リップから外方向に間隔を置いて配置された接触面を有する、請求項９に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１１】
前記接触面が、前記シール部材の底部から角度がずれている、請求項１０に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１２】
前記接触面の前記上側部分が前記接触面の底部の直径よりも小さい直径を有するように、前記接触面が外方向に傾斜している、請求項１０に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１３】
段部によって互いに連結された上側部分および下側部分を備え、前記上側部分の直径が前記下側部分の直径よりも小さくなるように、前記段部が前記シール部材の前記下側部分から内側に延びており、径方向に延びるフランジが前記下側部分に連結されている、金属製の環状の弁シール保持器と、
弁案内の上側部分に係合する第１および第２シール・リップを有し、前記シール・リップが前記シール部材の前記頂部から所定の距離を置いて配置されるように、前記シール部材の頂面から下方向に延びると同時に内側に湾曲する前記シール部材の第１区域によって前記第１シール・リップが形成されており、前記環状の弁シール保持器の前記上側部分の内面に取り付けられる、環状のエラストマー製シール部材とを備える、弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１４】
前記シール・リップが、把持面を提供するように所定の長さに延びるほぼ平面の部分を有する、請求項１３に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１５】
前記第２シール・リップが、前記第１シール・リップから下方向外側に延びる連結部によって前記第１シール・リップに連結されている、請求項１３に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１６】
前記第２シール・リップが、前記第１シール・リップから外方向に間隔を置いて配置された接触面を有する、請求項１３に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１７】
前記接触面が前記シール部材の底部から角度がずれている、請求項１３の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１８】
前記接触面の前記上側部分が前記接触面の底部の前記直径よりも小さい直径を有するように、前記接触面が外方向に傾斜している、請求項１３に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【請求項１９】
前記シール部材が、前記保持器に接着される、請求項１８に記載の弁棒シール・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の弁棒シール・アセンブリ（ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ  ｓｅａｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、さらに詳しくは、複数径の金属製保持器に接着されたエラストマー製の弁棒・シールを有する弁棒シール・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダ・ヘッド内で吸気バルブおよび排気バルブがどのように使用されるかは、当分野の技術者には理解されよう。従来のオーバーヘッド・バルブ式内燃機関では、吸気マニホールドおよび排気マニホールドと燃焼室の間に間欠的な連絡をもたらすために、１対のバルブが所定のタイミングで交互に往復する。周知のように、燃焼室の吸気ポートは、少なくとも１つの吸気バルブの往復運動によって開閉される。吸気バルブは、空気と混合された燃料を燃焼室内に流入できるようにする。さらに、内燃機関は、使用済みの燃焼ガスを大気に放出する少なくとも１つの排気バルブおよび関連した排気ポートを有する。バルブの上側部分に潤滑が与えられる。燃焼室の温度は、１０００℃に達するかそれを越す可能性があるので、このような温度に曝される潤滑油は、蒸発または燃焼して、バルブの適切な密封を阻害し、また急速な劣化を引き起こす可能性がある堆積物を残す。また、排気流内の過剰な燃焼済みまたは未燃焼のオイルは機関の排気物質の質を悪化させる可能性がある。弁棒シール・アセンブリは、各弁案内とそれに関連した弁棒の間でオイル漏れしないように密封するために使用される。
【０００３】
したがって、弁棒の上側領域の周囲に、また弁案内（ｖａｌｖｅ  ｇｕｉｄｅ）に沿ってシールを設けることが必要である。典型的な弁棒・シールは、弁シール（ｖａｌｖｅ  ｓｅａｌ）によって一端が部分的に閉じた円筒形状をとる。この円筒形の領域は、弁シールを同じ状態に維持するために弁案内の周囲に着座する。弁棒が弁棒シール・アセンブリに完全に挿入されるとき、弁棒の上側領域は弁シールによって囲まれる。
【０００４】
しかし、弁棒・シールが弁案内の周囲に着座する周知の構造は、弁案内の高さに沿って延びるのに多量の材料を必要とする。材料が増えると、結果としてコストが高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、最低限の材料を使用して弁棒を密封し、それによってシール性を犠牲にせずに費用効果が高くなるようにする改善された弁棒シール・アセンブリを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の弁棒シール・アセンブリは、保持器および保持器内に配設されたシール要素を備える。この保持器は、上側部分、下側部分、および径方向に延びるフランジを備える。フランジは、下側部分に連結されている。下側部分は、内側に延びる段部によって上側部分に連結されている。上側部分の直径は、下側部分の直径よりも小さい。
【０００７】
シール要素は、環状であり、エラストマー材料で構成される。シール要素は、さらに、弁案内の上側部分に係合する少なくとも１つのシール・リップを備える。シール・リップは、シール・リップがシール部材の先端部から所定の距離だけ間隔を置いて配置されるように、シール部材の頂面から延びシール部材の下方向内側に湾曲した第１区域によって形成される。シール・リップは、さらに、把持面を提供するように所定の長さに延びるほぼ平面の部分を備える。任意選択の第２のシール・リップを備えていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
先ず、図１を参照すると、弁棒シール・アセンブリ１０は、全体的に円筒形の保持器１４に組み付けられた弁棒・シールのエラストマー製のシール要素１２を組み込んでいる。シール要素１２は、接着または同様の方法で保持器１４に固着されていてもよい。本発明は、保持器１４が金属で形成されることを意図するが、具体的な環境の厳しさによっては他の材料が適することもある。たとえば、ある種のガラス繊維入りナイロン（ｇｌａｓｓ−ｆｉｌｅｄ  ｎｙｌｏｎ）または他のプラスチックは、ある種のエンジン環境にとって適するものもあり、保持器１４をプラスチック材料で適切に形成することができる。
【０００９】
保持器１４は、下側円筒部分１６および上側円筒部分１８を備える。下側円筒部分１６および上側円筒部分１８は、上側円筒部分１８が下側円筒部分１６の直径Ｄよりも小さい直径ｄを有するように、下側円筒部分１６から内側に延びる段部（ｓｔｅｐ）２０によって互いに連結されている。上側円筒部分１８は、その中に開口２２を備える。保持器１４は、さらに、好ましくは下側円筒部分１６と一体の径方向に延びるフランジ２３を備える。
【００１０】
シール要素１２は、内面２４および外面２６を備えるほぼ円筒形の本体を有する。外面２６は、ほぼ平面であり、保持器１４の上側円筒部分１８の内壁２８に取り付けられている。内面２４は、弁棒（図示せず）の円筒形表面に接触するようになされたオイル・シール・リップ（ｏｉｌ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｌｉｐ）３０を備える。オイル・シール・リップ３０は、下方向に延び弁棒シール・アセンブリ１０の中心に向かって内側に湾曲する、シール要素１２の第１区域（ｆｉｒｓｔ  ｓｅｃｔｉｏｎ）３２によって形成されている。第１区域３２は、オイル・シール・リップ３０をシール要素１２の上面３４から所定の距離を置いて配置する働きをする。さらに、第１区域３２の湾曲は、オイルを集める貯溜部を作り出すように働く。オイル・シール・リップ３０は、ほぼ平面の部分３６を有する。平面部３６は、図２に示すようにほぼ垂直になるような向きになっており、弁棒に接触するための把持面を提供するように、所定の長さＬを有する。
【００１１】
シール要素１２は、さらに、弁棒（図示せず）と接触するようになされたオイル・シール・リップ３０から長手方向に間隔を置いて配置された第２オイル・シール・リップ３８を備えていてもよい。第２オイル・シール・リップ３８は、第１オイル・シール・リップ３０から下方向外側に延びる連結部４０によって形成されている。第２オイル・シール・リップ３８は、オイル・シール・リップ３０から外方向に間隔を置いて配置され、傾斜した接触面４２を備える。接触面４２は、シール要素１２の外面２６の底部４４から角度がずれている。
【００１２】
第２オイル・シール・リップ３８は、必ずしもすべての応用例で必要とされないことが当分野の技術者には理解されよう。さらに、オイル・シール・リップ３０（および第２オイル・シール・リップ３８）は、適切に潤滑がなされるように、また、そうすることによって、摩擦によりオイル・シール・リップ３０（および第２オイル・シール・リップ３８）に早い時期に損傷が起こり、かつ弁棒が摩擦ですり減るのが防止されるように寸法設定されていることが、当分野の技術者には理解されよう。
【００１３】
本発明の一態様によれば、シリンダ・ヘッド・デッキの上にオイルの多い環境が存在し、または当分野の表現によれば、「オイルのはねかけおよび噴霧」（ｓｐｌａｓｈ  ａｎｄ  ｓｐｒａｙ  ｏｉｌ）を受ける環境が存在する。その結果、弁棒シール・アセンブリ１０は、弁棒のバルブ・ヘッドの下の領域内および燃焼室内にオイルが移動しないようにする必要がある。
【００１４】
オイルが燃焼室内へ辿ることのできる１つの移動経路として、弁棒とシール要素１２の間に広がる経路が知られる。本発明によれば、オイル・シール・リップ３０は、オイルがこの移動経路に沿って進むのを防止する主な遮断部分である。シール要素１２の湾曲した第１区域３２は、オイルを集めて蒸発させる貯溜部を作り出すようにも働く。第２オイル・シール・リップ３８は、弁案内（ｖａｌｖｅ  ｇｕｉｄｅ）の頂面を通り過ぎ、弁棒と弁棒シール・アセンブリ１０の間の径路に沿って下がる、オイル流れの移動を防止するために含めることができる。
【００１５】
本発明を実施する際に、本明細書で説明した本発明の実施形態の前述および他の様々な代替形態が使用できることを理解されたい。添付の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法および装置、ならびにその等価物がそれによって包含されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による弁棒用の一体結合の先端シールの断面図である。
【図２】図１の区域２のシールの先端部の拡大図である。
【図３】図１の区域３のシールの底部の拡大図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  弁棒シール・アセンブリ
１２  シール要素
１４  保持器
１６  下側円筒部分
１８  上側円筒部分
２０  段部
２２  開口
２３  フランジ
２４  内面
２６  外面
２８  内壁
３０  第１オイル・シール・リップ
３２  第１区域
３４  上面
３６  平面部
３８  第２オイル・シール・リップ
４２  接触面
４４  底部
【図１】
2006046655.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006046655.tif 000005