(57)【要約】【課題】バルブステムシール１等の密封装置において、部品点数を削減してコストを低減させることができ、しかもシールリップ４に締めしろを付与してシールリップ４に偏心追随性を持たせ、あるいは偏心追随性を増大させることができる密封装置を提供する。【解決手段】相手部材に摺動自在に密接するシールリップ４を有する密封装置において、シールリップ４の摺動部４ａの背面部位に、シールリップ４に対してスプリング機能を発揮するエア封入部６を設けることにした。このエア封入部６は、シールリップ４の摺動部４ａの背面部位に凹部４ｂを設け、この凹部４ｂを金属環２により閉塞してエアを封入することによって形成するのが好適である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材に摺動自在に密接するシールリップ（４）を有する密封装置において、
前記シールリップ（４）の摺動部（４ａ）の背面部位に、前記シールリップ（４）に対してスプリング機能を発揮するエア封入部（６）を設けたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１の密封装置において、
シールリップ（４）の摺動部（４ａ）の背面部位に凹部（４ｂ）を設け、前記凹部（４ｂ）を金属環（２）により閉塞してエアを封入することによってエア封入部（６）を形成したことを特徴とする密封装置。
【請求項３】
請求項１または２の密封装置において、
リップシールがバルブステムシール（１）であり、前記バルブステムシール（１）における取付環（２）とシールリップ（４）との間にエア封入部（６）を設けたことを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、相手部材に摺動自在に密接するシールリップを有する密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、内燃機関の吸気弁や排気弁に使用されるバルブステムシールとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、相手部材に摺動自在に密接するシールリップを有する密封装置の一種として、図３に示すバルブステムシール５１が知られており、このバルブステムシール５１は以下のように構成されている。
【０００３】
すなわち、取付部材であるバルブステムガイドの外周に取り付けられる金属製の取付環５２が設けられており、この取付環５２にゴム状弾性材製の弾性体５３が加硫接着されており、この弾性体５３によって、摺動の相手部材であるバルブステムの外周面に摺動自在に密接するシールリップ５４と、バルブステムガイドの外周面に嵌合される内周嵌合部５５とが一体成形されている。また、シールリップ５４の外周部に環状の装着溝５６が設けられており、この装着溝５６にガータースプリング５７が嵌着されている。このガータースプリング５７は、シールリップ５４に締めしろを付与してシールリップ５４に偏心追随性を持たせるものである。
【０００４】
しかしながら、上記従来のバルブステムシール５１においては、上記したようにシールリップ５４の外周部に環状の装着溝５６が設けられて、この装着溝５６にガータースプリング５７が嵌着されているために、部品点数が多く、コストが高いという不都合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、バルブステムシール等のシールリップを有する密封装置において、ガータースプリングを省略することにより部品点数を削減してコストを低減させることができ、しかもガータースプリングを備えた上記従来技術に係る密封装置と同様にシールリップに締めしろを付与してシールリップに偏心追随性を持たせ、あるいは偏心追随性を増大させることができる密封装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、相手部材に摺動自在に密接するシールリップを有する密封装置において、前記シールリップの摺動部の背面部位に、前記シールリップに対してスプリング機能を発揮するエア封入部を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１の密封装置において、シールリップの摺動部の背面部位に凹部を設け、前記凹部を金属環により閉塞してエアを封入することによってエア封入部を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１または２の密封装置において、リップシールがバルブステムシールであり、前記バルブステムシールにおける取付環とシールリップとの間にエア封入部を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成を備えた本発明の請求項１による密封装置においては、シールリップの摺動部の背面部位に、シールリップに対してスプリング機能を発揮するエア封入部が設けられているために、このエア封入部が発揮する空気バネによるスプリング作用によって、ガータースプリングが無くてもシールリップに締めしろを付与してシールリップに偏心追随性を持たせたり、偏心追随性を増大させたりすることが可能となる。
【００１０】
上記エア封入部は例えば、請求項２に記載したように、シールリップの摺動部の背面部位に凹部を設け、この凹部を金属環により閉塞してエアを封入することによって形成されるものであって、このようなエア封入部が上記従来技術におけるガータースプリングの代わりとして設けられているために、本発明によれば密封装置の部品点数を削減してコストを低減させることが可能となる。
【００１１】
上記構成を備えた本発明の密封装置はバルブステムシールとして構成され、また、構成の近似したその他のリップシール（オイルシール）として構成される（請求項３）。
【００１２】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【００１３】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の密封装置は以下の内容を備えている。
【００１４】
▲１▼　バルブステム用シールにおいて、スプリングを廃止し、シールリップ部とシール環の間にエア封入部を設け、エアによりスプリング機能を持たせる。
▲２▼　従来技術のようにスプリングは装着しない。リップ背面まで達する金属環を設定する。リップ背面に空間（エア室）を設け、リップ上部（リップ軸方向先端部）は金属環に接着する。リップを形成するゴム材は金属環に接着するが、エア室付近では接着しない。
▲３▼　上記▲１▼、▲２▼項の構成により、リップ背面と金属環の間に設けた空間内のエアの圧縮により内圧が発生し、スプリング効果を発揮する。また、バルブステムシールは通常高温条件下で使用されるが、エアの熱膨張による内圧発生、スプリング効果が期待できる。また、スプリングを廃止するため、部品点数削減および、製造ラインでのスプリング装着工程の削減による原価低減が可能となる。
【００１５】
▲４▼　本発明のエア室内エアの必要機能は、偏心側リップが変形してリップおよび環の間が狭まったときに、偏心すき間側においてエアの体積変化および熱膨張による圧力によりリップを軸に追随させることである。また、リップが大きく変形して軸に対するリップ接触角が大きく変化しないようにする必要がある。そのために圧力変形（特に油側部）を抑えるべく油側の剛性を増大させたり（例えば肉盛りによる肉厚増大）、エア室の位置・形状などを適宜変更したりすると良い。
▲５▼　エア室を形成するゴム部分には、必要に応じて、ガス非透過性を実現する加工を施すことにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１７】
第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置の半裁断面を示している。
【００１８】
当該実施例に係る密封装置は、リップシール（オイルシール）の一種であるバルブステムシール１であって、以下のように構成されている。
【００１９】
すなわち先ず、取付部材としてのバルブステムガイド（図示せず）の外周に取り付けられる金属製の取付環（金属環）２が設けられており、この取付環２にゴム状弾性材製の弾性体３が加硫接着されており、この弾性体３によって、摺動の相手部材であるバルブステム（図示せず）の外周面に摺動自在に密接するシールリップ４と、バルブステムガイドの外周面に嵌合される内周嵌合部５とが一体成形されている。
【００２０】
上記取付環２は、筒状部２ａの軸方向一端（図上上端）に径方向内方へ向けてフランジ部２ｂを一体成形するとともにこのフランジ部２ｂの内周端部に軸方向一方（図上上方）へ向けて比較的小径の小径筒部２ｃを一体成形したものであって、フランジ部２ｂおよび小径筒部２ｃの内周面にシールリップ４が接着されるとともに筒状部２ａの内周面に内周嵌合部５が接着されている。
【００２１】
上記シールリップ４は、取付環２のフランジ部２ｂおよび小径筒部２ｃの内周側に筒状に形成されており、その内周部にバルブステムの周面に摺動自在に密接する環状の摺動部４ａが設けられており、このリップ摺動部４ａの背面部であるリップ外周部にエア封入部６が設けられている。このエア封入部６は、上記従来技術におけるガータースプリングに代わってシールリップ４に対するスプリング作用を発揮するものであって、当該シール１にガータースプリングは設けられていない。
【００２２】
上記エア封入部６は、以下のように構成されている。
【００２３】
すなわち先ず、シールリップ４の外周面に環状を呈する溝状の凹部４ｂが設けられており、この凹部４ｂがその外周側に配置された取付環２の小径筒部２ｃにより閉塞されることによって凹部４ｂ内にエアが封入されている。シールリップ４は、凹部４ｂ付近において所定の軸方向範囲ａに亙って小径筒部２ｃの内周面に対して非接着とされており、そのリップ基端側（図上下側）の部位４ｃおよびリップ先端側（図上上側）の部位４ｄにおいて小径筒部２ｃの内周面に接着されている。
【００２４】
上記構成のバルブステムシール１によれば、その構成部品から上記従来技術におけるガータースプリングが省略されているために、部品点数を削減してコストを低減させることができ、しかもシールリップ４の外周部に設けたエア封入部６がガータースプリングに代わってシールリップ４に対するスプリング作用を発揮するために、ガータースプリングが無くてもシールリップ４に締めしろを付与してシールリップ４に偏心追随性を持たせたり、偏心追随性を増大させたりすることができる。
【００２５】
第二実施例・・・
図２は、本発明の第二実施例に係る密封装置の半裁断面を示している。
【００２６】
当該実施例に係る密封装置は、リップシール（オイルシール）の一種であるバルブステムシール１であって、以下のように構成されている。
【００２７】
すなわち先ず、取付部材としてのバルブステムガイド（図示せず）の外周に取り付けられる金属製の取付環（金属環）２が設けられており、この取付環２にゴム状弾性材製の弾性体３が加硫接着されており、この弾性体３によって、摺動の相手部材であるバルブステム（図示せず）の外周面に摺動自在に密接するシールリップ４と、バルブステムガイドの外周面に嵌合される内周嵌合部５とが一体成形されている。
【００２８】
上記取付環２は、筒状部２ａの軸方向一端（図上上端）に径方向内方へ向けてフランジ部２ｂを一体成形するとともにこのフランジ部２ｂの内周端部に軸方向一方（図上上方）へ向けて比較的小径の小径筒部２ｃを一体成形したものであって、フランジ部２ｂおよび小径筒部２ｃの内周面にシールリップ４が接着されるとともに筒状部２ａの内周面に内周嵌合部５が接着されている。
【００２９】
上記シールリップ４は、取付環２のフランジ部２ｂおよび小径筒部２ｃの内周側に筒状に形成されており、その内周部にバルブステムの周面に摺動自在に密接する環状の摺動部４ａが設けられており、このリップ摺動部４ａの背面部であるリップ外周部にエア封入部６が設けられている。このエア封入部６は、上記従来技術におけるガータースプリングに代わってシールリップ４に対するスプリング作用を発揮するものであって、当該シール１にガータースプリングは設けられていない。
【００３０】
上記エア封入部６は、以下のように構成されている。
【００３１】
すなわち先ず、シールリップ４の外周面に環状を呈する溝状の凹部４ｂが設けられており、この凹部４ｂがその外周側に配置された取付環２の小径筒部２ｃにより閉塞されることによって凹部４ｂ内にエアが封入されている。シールリップ４は、凹部４ｂ付近において所定の軸方向範囲ａに亙って小径筒部２ｃの内周面に対して非接着とされており（以下、この部位を非接着部ａとも称する）、そのリップ基端側（図上下側）の部位４ｃおよびリップ先端側（図上上側）の部位４ｄにおいて小径筒部２ｃの内周面に接着されている（以下、この部位を接着部４ｃ，４ｄとも称する）。
【００３２】
また、このエア封入部６は、その断面形状をシールリップ４の摺動部４ａにおける接触圧力分布（面圧分布）と同じまたは略同じ形状とされており、このようにしてシールリップ４の変形状態が制御されている。この結果、エア封入部６の内部には、リップ摺動部４ａにおける密封流体漏洩側斜面４ｅに対応する斜面４ｆと、密封流体側斜面４ｇに対応する斜面４ｈとが設けられて、凹部４ｂが略Ｖ溝形に形成されている。
【００３３】
尚、このようにエア封入部６の断面形状をリップ摺動部４ａにおける接触圧力分布（面圧分布）に対応させるのは、シールリップ４の変形状態を、上記非接着部ａにおける各部の接着部（小径筒部２ｃの内周面）からリップ内周面までの距離（径方向距離）とリップ肉厚とのバランスによって制御しようとするものである。
【００３４】
また、シールリップ４の軸方向先端部（図上上端部）には、肉盛りによる肉厚増大部４ｉが一体成形されており、これによりシールリップ４が圧力によって大きく変形するのが抑えられている。
【００３５】
上記構成のバルブステムシール１においては、その構成部品から上記従来技術におけるガータースプリングが省略されているために、部品点数を削減してコストを低減させることができ、しかもシールリップ４の外周部に設けたエア封入部６がガータースプリングに代わってシールリップ４に対するスプリング作用を発揮するために、ガータースプリングが無くてもシールリップ４に締めしろを付与してシールリップ４に偏心追随性を持たせたり、偏心追随性を増大させたりすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３７】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１または２による密封装置においては、シールリップの摺動部の背面部位に、シールリップに対してスプリング機能を発揮するエア封入部が設けられているために、このエア封入部が発揮する空気バネによるスプリング作用によって、ガータースプリングが無くてもシールリップに締めしろを付与してシールリップに偏心追随性を持たせたり、偏心追随性を増大させたりすることができる。また、このようなエア封入部が従来技術におけるガータースプリングの代わりとして設けられているために、本発明によれば密封装置の部品点数を削減してコストを低減させることができる。
【００３８】
また、上記構成を備えた本発明の請求項３による密封装置においては、上記効果を奏する密封装置をバルブステムシールとして提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る密封装置であるバルブステムシールの半裁断面図
【図２】本発明の第二実施例に係る密封装置であるバルブステムシールの半裁断面図
【図３】従来例に係る密封装置であるバルブステムシールの半裁断面図
【符号の説明】
１　バルブステムシール
２　取付環（金属環）
２ａ　筒状部
２ｂ　フランジ部
２ｃ　小径筒部
３　弾性体
４　シールリップ
４ａ　リップ摺動部
４ｂ　凹部
４ｃ，４ｄ　接着部
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ　斜面
４ｉ　肉厚増大部
５　内周嵌合部
６　エア封入部
【図１】
2004011867.tif 000003
【図２】
2004011867.tif 000004
【図３】
2004011867.tif 000005