(57)【要約】【課題】カムアーチ部分を備えたヘッドカバー及びシリンダヘッドのように立体的合わせ面を備えた２部材間をより効果的にシールするゴム製のパッキンを提供する。【解決手段】第１部材（ヘッドカバー）４のカムアーチ部分（立体的合わせ面）４ａを含む被シール面４ｃに掘設された略方形の環状溝５に嵌装し得るよう成形されたゴム製の環状体６０とされ、その断面形状は、前記環状溝５への挿入側の薄肉部６２と、環状溝５の溝幅ｄ１よりやや薄い基部側の厚肉部６３とよりなり、前記カムアーチ部分４ａに対応して形成された山形部分６１の立上がり部近傍のコーナー部６４には、環状体６０の外側に膨出する膨大部６ｄと、内側に突出する突起部６ｅとが形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的合わせ面を備えた第１部材と、第２部材との間に介装されて両部材をシールするゴム製のパッキンであって、
前記第１部材の立体的合わせ面を含む被シール面に掘設された略方形の環状溝に嵌装し得るよう略方形に成形されたゴム製の環状体とされ、前記立体的合わせ面に対応して形成された山形部分における立上がり部近傍のコーナー部には、上記環状体の外側に膨出する膨大部と、内側に突出する突起部とが形成されていることを特徴とするパッキン。
【請求項２】
請求項１に記載のパッキンにおいて、
前記立体的合わせ面が前記第１部材のアーチ部分における合わせ面であることを特徴とするパッキン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパッキンにおいて、
前記第１部材がカムアーチ部分を備えたヘッドカバーであり、第２部材がシリンダヘッドであって、前記立体的合わせ面がヘッドカバーのカムアーチ部分における合わせ面であることを特徴とするパッキン。
【請求項４】
請求項３に記載のパッキンにおいて、
前記環状溝におけるカムアーチ部分近傍の溝コーナー部は、前記膨大部を受容し得るよう外側に拡幅され、且つ膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや大とされていることを特徴とするパッキン。
【請求項５】
請求項３に記載のパッキンにおいて、
前記環状溝におけるカムアーチ部分近傍の溝コーナー部の溝幅は、前記膨大部を受容し得るよう外側に拡幅され、且つ膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや小とされていることを特徴とするパッキン。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載のパッキンにおいて、
前記環状体の内外両面には、該環状体との合計厚みが前記環状溝の溝幅よりやや大となる複数の脱落防止用突起、及び、やや小となる複数の倒れ込み防止用突起が、環状体の周方向全体に亘って適宜間隔毎に形成されていることを特徴とするパッキン。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載のパッキンにおいて、
前記膨大部の表面には、横向きの凹条が形成されていることを特徴とするパッキン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的合わせ面を備えた２部材間に介装されて両部材をシールするパッキンに関し、例えば、自動車等に搭載されるエンジンにおけるシリンダヘッドと、ヘッドカバーとの間に介装されるヘッドカバーパッキンであって、シリンダヘッド上に横設される給排気バルブ駆動用カムシャフトを抱持し得るカムアーチ部分を備えたヘッドカバーと、シリンダヘッドとの間に介装されるゴム製のヘッドカバーパッキンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなヘッドカバーパッキンは、ヘッドカバーの被シール面に掘設された平面形状が略方形の環状溝に半嵌装し得るゴム製の環状体とされている。そして、エンジンの組立時には、上記ヘッドカバーの環状溝に、ヘッドカバーパッキンを予め半嵌装状態で挿入保持させ、ヘッドカバーを反転させてシリンダヘッド上に載置し、ボルトの締付けによってヘッドカバーとシリンダヘッドとが締結一体とされる。この締結一体の際、ヘッドカバーパッキンは、圧縮され弾性変形した状態でシリンダヘッド及びヘッドカバーの両被シール面間に密着的に介在し、これにより両者をシールする機能を奏する。
【０００３】
上記ヘッドカバーパッキンの環状溝への挿入側部分の肉厚は、上記締結時の圧縮変形負荷が過大とならないようにするため、通常、環状溝の溝幅よりやや小さくされている。従って、上記エンジンの組立時に、ヘッドカバーパッキンを環状溝に挿入保持させた状態で、ヘッドカバーを反転させると、ヘッドカバーパッキンが脱落し、組立工程の効率が著しく損なわれることになる。また、上記ボルトによる締結時に、ヘッドカバーパッキンが環状溝内で倒れ込んでしまい、所期のシール機能を奏さなくなることもある。
【０００４】
特許文献１は、上記問題点を解消するために提案されたものであり、上記薄肉の挿入側部分の側面に、隆起高さの異なる２種の突起を複数個適宜間隔毎に形成することにより、上記圧縮変形負荷の過大化を防ぎながら、ヘッドカバーパッキンの脱落及び倒れ込みを防止するようにしたものである。また、シリンダヘッド上に給排気バルブ駆動用カムシャフトが横設される場合は、ヘッドカバーの片側には、上記カムシャフトの駆動伝達側を、メタルを備えたブラケットを介して貫装状態で抱持し得るカムアーチ部分が形成され、ゴム製のヘッドカバーパッキンは、このカムアーチ部分にも対応するような形状に成形されている。
【０００５】
前記カムアーチ部分を備えたヘッドカバーに用いられるヘッドカバーパッキンの場合、カムアーチ部分に対応する部分が、その立上り部分から上辺部に至る傾斜部分を含むことになるから、この傾斜部分においては、上記締付に伴う圧縮荷重がその傾斜方向に沿った分力として作用し、これが原因でゴム材の傾斜部分に沿った流れが生起される。その為、カムアーチ部分でのゴム材の不均質化が起こり、シール性が低下することにもなるので、カムアーチ部分に対応する立上がり部分近傍のコーナー部には、その外側に膨出する膨大部を形成し、上記ゴム材の流れを阻止するようになされている。
【特許文献１】特開２００３−１７２４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、上記のように膨大部が形成された部位は、その重量が大であるが故に、エンジン組立時の反転の際に脱落を助長し易く、また締付け時の圧縮負荷が大きくなるからコーナー部内側への倒れ込みも起こり易くなる。然るに、上記特許文献１は、脱落防止突起や倒れ込み防止突起が、上記のような膨大部が形成されたヘッドカバーパッキンにも適用される旨について積極的に言及をするものではない。また、現実の実施製品においても、脱落防止突起や倒れ込み防止突起が、上記カムアーチ部分を備えたヘッドカバーのシール構造に適用されている例はない。更に、上記膨大部が形成された部位が、環状溝に遊挿状態とされていると、締付け圧縮時の拘束力が弱い為、上記ゴム材の流れ阻止機能が半減することにもなる。
【０００７】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、カムアーチ部分を備えたヘッドカバー及びシリンダヘッドのように立体的合わせ面を備えた２部材間をより効果的にシールするゴム製のパッキンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係るパッキンは、立体的合わせ面を備えた第１部材と、第２部材との間に介装されて両部材をシールするゴム製のパッキンであって、前記第１部材の立体的合わせ面を含む被シール面に掘設された略方形の環状溝に嵌装し得るよう略方形に成形されたゴム製の環状体とされ、前記立体的合わせ面に対応して形成された山形部分における立上がり部近傍のコーナー部には、上記環状体の外側に膨出する膨大部と、内側に突出する突起部とが形成されていることを特徴とする。上記立体的合わせ面としては、請求項２の発明のように、前記第１部材のアーチ部分における合わせ面とすることができる。そして、請求項３の発明のように、第１部材及び第２部材は、前者がカムアーチ部分を備えたヘッドカバーであり、後者がシリンダヘッドであって、前記立体的合わせ面がヘッドカバーのカムアーチ部分における合わせ面である場合が典型例とされる。
【０００９】
請求項４の発明に係るパッキンは、前記環状溝におけるカムアーチ部分近傍の溝コーナー部が、前記膨大部を受容し得るよう外側に拡幅され、且つ膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや大とされていることを特徴とする。また、請求項５の発明に係るパッキンは、膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや小とされていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明に係るパッキンは、上記いずれかにおいて、前記環状体の内外両面に、該環状体との合計厚みが前記環状溝の溝幅よりやや大となる複数の脱落防止用突起、及び、やや小となる複数の倒れ込み防止用突起が、環状体の周方向全体に亘って適宜間隔毎に形成されていることを特徴とする。更に、請求項７の発明に係るパッキンは、上記いずれかにおいて、前記膨大部の表面に、横向きの凹条が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び２の発明に係るパッキンを、請求項３の発明のようにカムアーチ部分を備えたヘッドカバーとシリンダヘッドとの間に介装されて両者をシールするヘッドカバーパッキンとすれば、前記カムアーチ部分に対応して形成された山形部分の立上がり部近傍のコーナー部には、環状溝の外側に膨出する膨大部と、内側に突出する突起部とが形成されているから、ヘッドカバーをシリンダヘッドに締結する際の圧縮荷重により、カムアーチ部分に対応する傾斜部分に沿ってゴム材の流れが生じても、膨大部によって吸収され、それ以上の流れが阻止される。また、内側に突出する突起部が、弾性変形を伴いながら環状溝の内壁に圧接され、緊合されるから、膨大部での上記ゴム材の流れ吸収及び阻止がより効果的になされる。更に、カムアーチ部分は駆動部であり、振動などの影響が大きい為にズレが生じ易く、長期に亘るシール性の確保が難しいが、カムアーチ部近傍のコーナー部の形状を本発明のような形状にすることにより、振動によるズレも生じ難くなり、長期に亘るシール性の確保が可能となる。
【００１２】
そして、請求項４の発明のように、前記環状溝におけるカムアーチ部分近傍の溝コーナー部が、前記膨大部を受容し得るよう外側に拡幅され、且つ膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや大とされていると、パッキン（ヘッドカバーパッキン）を環状溝に挿入装着する際、膨大部及び突起部の形成部位が、ゴム材の弾性変形を伴って、拡幅された溝コーナー部内に緊合状態で固定されることになるから、ロッカーカバーを反転させてシリンダヘッド上に載置する場合でも、この部分の脱落がなく、エンジンの組立作業の効率化が損なわれることがない。しかも、上記膨大部は、拡幅された溝コーナー部に受容され拘束されるから、上記ゴム材の流れ阻止がより確実になされる。
【００１３】
また、請求項５の発明のように、上記とは逆に膨大部及び突起部を含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部の溝幅よりやや小とされている場合は、ヘッドカバーをシリンダヘッドに締付け固定する際のゴム材の弾性変形により、膨大部及び突起部の形成部位が逸早く溝コーナー部の内壁に圧接されるから、溝内での倒れ込みが起こらず、この部分での所期のシール性が低下することもない。
【００１４】
更に、請求項６の発明のように、前記環状体の内外両面に、複数の脱落防止用突起及び倒れ込み防止用突起が、環状体の周方向全体に亘って適宜間隔毎に形成されていると、前記環状溝への装着後のロッカーカバーの反転時にヘッドカバーパッキン全体の脱落が防止され、また締付け時の倒れ込みも全体に亘って生じ難くなる。このような脱落及び倒れ込み防止機能は、環状溝への装着がタイトな状態でなされる場合のような締付け時の圧縮変形負荷の過大化を伴うことなく発現されるから、極めて有益である。しかも、膨大部のゴム材流れ防止機能とも相俟って、カムアーチ部分を備えたヘッドカバーのシリンダヘッドに対する密封締結がより確実になされる。
【００１５】
加えて、請求項７の発明のように、前記膨大部の表面に、横向きの凹条が形成されていると、膨大部のゴム材のボリュームを減らすと共に、上記締付け時における圧縮方向の荷重の一部をこの凹条によって吸収し、ヘッドカバーがシリンダヘッドに対し片締めがなく均一に締結されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のパッキンがヘッドカバーパッキンである場合の１例を示す部分切欠平面図、図２は同ヘッドカバーパッキンを用いて組立てられたエンジンの部分切欠正面図及び部分拡大断面図、図３は図１におけるＡ−Ａ線矢視図、図４は図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図、図５は図１におけるＣ−Ｃ線拡大断面図、図６は図１におけるＤ−Ｄ線拡大断面図、図７は図１におけるＥ−Ｅ線拡大断面図、図８はヘッドカバーの環状溝にヘッドカバーパッキンを装着した状態の要部の平面図である。
【実施例】
【００１７】
図例のヘッドカバーパッキン（パッキン）６は、エンジンにおけるカムアーチ部分（立体的合わせ面）を備えたヘッドカバーとシリンダヘッドとの間に介装され、両者をシールする為に用いられる。即ち、図２において、１はエンジンのシリンダブロックであり、このシリンダブロック１の上面にはシリンダヘッドガスケット２ａを介してシリンダヘッド（第２部材）２が締結一体とされている。このシリンダヘッド２上には２本の給排気バルブ駆動用カムシャフト３、３が横設され、このカムシャフト３、３の駆動伝達側一端部は、シリンダヘッド２の外側（紙面手前側）に延出されている。この延出部分は、不図示のクランクシャフトとチェーン連結され、クランクシャフトの回転動力が伝達され、夫々が軸回転するようメタル３ａ、３ａを介しシリンダヘッド２上に保持される。
【００１８】
ヘッドカバー（第１部材）４は、上記カムシャフト３、３の保持部も抱持するようシリンダヘッド２の上面に締結覆蓋されるものであり、その一端側部には、カムシャフト３、３の駆動伝達側をシリンダヘッド２の上面との間で貫装状態で抱持し得るカムアーチ部分４ａが刳り抜くように形成されている。このカムアーチ部分４ａとシリンダヘッド２上のカムシャフト３、３の保持部との間には、アルミニウム等の金属材からなるカムアーチブラケット４ｂが介在し、このカムアーチブラケット４ｂも一括してヘッドカバー４がシリンダヘッド２上にボルト（不図示）により締結一体とされる。
【００１９】
ヘッドカバー４の下面であって、シリンダヘッド２上面の被シール面（カムアーチブラケット４ｂの上辺部も含む）２ｂに対合する被シール面４ｃには、平面視して略方形の環状溝５が掘設されている。この環状溝５には、該環状溝５の形状に沿うよう成形されたゴム製のヘッドカバーパッキン６が半嵌装状態で装着され、ヘッドカバー４をシリンダヘッド２にボルトにて締結一体とした時には、締付圧縮に伴うヘッドカバーパッキン６の弾性変形（特に、環状溝５から突出する部分の弾性変形）により、上記両被シール面２ｂ、４ｃが完全にシールされる。
【００２０】
ヘッドカバーパッキン６は、図１及び図３に示すように、ヘッドカバー４の被シール面４ｃに形成された環状溝５の形状に合致した略方形のゴム製環状体６０からなり、ヘッドカバー４のカムアーチ部分４ａに対応する部分は、上方に立ち上がるアーチ形状部（山形部分）６１とされている。環状体６０の断面形状は、図４に示すように、環状溝５への挿入側の薄肉部６２と、環状溝５の溝幅ｄ１よりやや薄い基部側の厚肉部６３とよりなる。
【００２１】
また、図５及び図６に示すように、前記薄肉部６２の内外両面には、該薄肉部６２との合計厚みが環状溝５の溝幅ｄ１よりやや大となる複数の脱落防止用突起６ａ…、及びやや小となる複数の倒れ込み防止用突起６ｂ…が、環状体６０の周方向全体に亘って適宜間隔毎に形成されている。図１では、これら脱落防止用突起６ａ及び倒れ込み防止用突起６ｂは、大半が省略され、一部のみしか明示されていないが、図３に示すような態様で環状体６０の周方向全体に亘って形成されているものである。
【００２２】
更に、前記アーチ形状部６１の立上がり部近傍の両コーナー部６４には、その外側に膨出する膨大部６ｄと、内側に突出する突起部６ｅとが形成されている。前記環状溝５におけるカムアーチ部分４ｂ近傍の溝コーナー部５ａは、前記膨大部６ｄを受容し得るよう外側に拡幅され、且つ膨大部６ｄ及び突起部６ｅを含む合計厚みが、この拡幅された溝コーナー部５ａの溝幅ｄ２よりやや大或いはやや小とされている（図７及び図８では、やや大の場合の例が示されている）。
【００２３】
上記のような断面形状、脱落防止用突起６ａ…、倒れ込み防止用突起６ｂ…、膨大部６ｄ及び突起部６ｅ等を備えたヘッドカバーパッキン６は、エンジンの組立時には、被シール面４ｃが上向きに置かれたヘッドカバー４の環状溝５に装着される。即ち、環状体６０の薄肉部６２を下向きにし、環状溝５の各部位に対応する部分を宛がいながら、薄肉部６２から環状溝５に挿入する。この時、脱落防止用突起６ａ…が形成された部位では、その部分の厚みが環状溝５の溝幅ｄ１よりやや大とされているから、厚み方向に圧縮するように圧入する。
【００２４】
従って、圧入後は、脱落防止用突起６ａ…が形成された部位が、その復元弾力により、環状溝５の内壁間に緊合状態で嵌装される。また、上記膨大部６ｄ及び突起部６ｅが形成された部位も、図例では膨大部６ｄ及び突起部６ｅを含む合計厚みが、溝コーナー部５ａの溝幅ｄ２よりやや大とされているから、この部分も溝コーナー部５ａの内壁間に緊合状態で嵌装される。このように環状溝５に装着されたヘッドカバーパッキン６は、図４〜図７に示すように薄肉部６２の頂面が環状溝５の底面に当接し、厚肉部６３の一部が被シール面４ｃから突出するような半嵌装状態とされる。
【００２５】
斯くして、上記のようにヘッドカバーパッキン６が装着されたヘッドカバー４は反転され、シリンダヘッド２の上面に載せられ（図２参照）、ボルトによってシリンダヘッド２に締結一体とされる。ヘッドカバーパッキン６は、上記の通り、周方向適所において環状溝５の内壁間に緊合状態に保持されているから、この反転の際には、この保持力により脱落することがない。また、ボルトによって締付ける際、ヘッドカバーパッキン６に圧縮力が作用し、ヘッドカバーパッキン６自体が、環状溝５内で座屈するように倒れ込もうとするが、この圧縮力に伴う弾性変形により、倒れ込み防止用突起６ｂ…が逸早く環状溝５の内壁に当接して緊合し、倒れ込みが阻止される。
【００２６】
そして、脱落防止用突起６ａや倒れ込み防止用突起６ｂ等が形成されていない部位では、環状体６０と環状溝５の内壁との間には間隙が確保され、タイトな状態ではないから、上記締付け時における圧縮変形負荷が過大とならず、上記倒れ込みが阻止されることとも相俟って、ヘッドカバーパッキン６はその周方向全体に亘って均質な圧縮状態で、ヘッドカバー４とシリンダヘッド２との間に介装されることになる。
【００２７】
更に、上記ボルトによる締付けの際、ヘッドカバーパッキン６のアーチ形状部６１においては、その立上がり部に至る傾斜部に沿って圧縮力の分力が作用し、環状体６０を構成するゴム材がこの傾斜部に沿って流れようとするが、アーチ形状部６１の立上がり部近傍の両コーナー部６４には、その外側に膨大部６ｄが形成され、しかもこの膨大部６ｄは、図８に示すように環状溝５の拡幅された溝コーナー部５ａに受容されているから、ゴム材の流れはこの膨大部６ｄに吸収され且つ阻止される。しかも、突起部６ｅの存在により、両コーナー部６４は上記締付けに伴い溝コーナー部５ａの内壁に強く緊合するから、このゴム材の流れ吸収及び阻止作用がより顕著となる。
【００２８】
このように、アーチ形状部６１におけるゴム材の流れが吸収或いは阻止されることにより、この部分におけるゴム材の不均質化が生じず、その他の部位と同様の良好なシール性が発現される。また、突起部６ｅは上記のように膨大部６ｄのゴム流れ阻止機能を助長させると共に、コーナー部６４を溝コーナー部５ａの内壁に緊合させることにより、装着時の脱落や締付け時の倒れ込みを防止する機能を奏し、特に、コーナー部６４は膨大部６ｄの存在の為に、重量が大となっているから、前記反転時に脱落し易いことに鑑みれば、このような機能は極めて有効である。尚、図８において、突起部６ｅは、２点鎖線で示しているが、これは弾性変形しない初期の形状を示すものであり、環状溝５に装着する際には、溝コーナー部５ａの内壁間に圧縮されて嵌装されることは言うまでもない。
【００２９】
図７に示す例では、前記膨大部６ｄの表面には、横向きのスリット状凹条６ｆが複数本刻設されており、この凹条６ｆにより、上記締付け時の圧縮荷重の一部を吸収するようになされている。特に、環状体６０のコーナー部６４は膨大部６ｄの存在の為厚肉となり、締付け時の圧縮応力の集中により片締めの原因となり易いが、この凹条６ｆによる圧縮荷重の吸収作用によって、このような片締めも回避され、また、この部分の実質的ボリュームを減らすことにもなるので望ましく採用される。
【００３０】
環状体６０を構成するゴム材としては、ブチルゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム等が採用可能である。
【００３１】
尚、上記実施例では、ヘッドカバーパッキンの例について述べたが、カムアーチ部分のような立体的合わせ面を備えた２部材間に介装して、両者をシールするような他のパッキンにも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のパッキンがヘッドカバーパッキンである場合の１例を示す部分切欠平面図である。
【図２】同ヘッドカバーパッキンを用いて組立てられたエンジンの部分切欠正面図及び部分拡大断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】図１におけるＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図６】図１におけるＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図７】図１におけるＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【図８】ヘッドカバーの環状溝にヘッドカバーパッキンを装着した状態の要部の平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２      シリンダヘッド（第２部材）
４      ヘッドカバー（第１部材）
４ａ    カムアーチ部分（立体的合わせ面）
４ｃ    被シール面
５      環状溝
５ａ    溝コーナー部
６      ヘッドカバーパッキン（パッキン）
６ａ    脱落防止突起
６ｂ    倒れ込み防止突起
６ｄ    膨大部
６ｅ    突起部
６ｆ    凹条
６０    環状体
６１    アーチ形状部（山形部分）
６２    薄肉部
６３    厚肉部
６４    コーナー部
ｄ１    溝幅
ｄ２    拡幅された溝コーナー部の溝幅
【図１】
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【図２】
2006112597.tif 000004
【図３】
2006112597.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006112597.tif 000007
【図６】
2006112597.tif 000008
【図７】
2006112597.tif 000009
【図８】
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