(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに形成される開口と、該開口に挿通される挿通部材との間を密封する密封装置であって、
前記挿通部材の外周面に密接する主リップを、前記開口側から前記挿通部材に向かう方向で伸縮自在に備える主シールと、該主シールを内側に隠蔽する補助シールとを組み合わせて構成し、前記補助シールは、前記挿通部材の外周面に弾性的に密接するリップを前記挿通部材に向けて突出するように、かつ前記挿通部材の挿通方向に対して交差する方向に沿うように構成していることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密封装置において、
前記補助シールの前記リップは、前記挿通部材と密接する先端側と基端側との間が前記ハウジングで覆う内外方向での外側に凸となる山形の屈曲部を全周にわたって設けている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、例えば自動車用エンジンなどの密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の密封装置としては、例えば特開２０００−２７３３０号公報に開示されているディーゼルエンジンのように、プラグチューブと、シリンダヘッドカバーとの間を封止するため、シリンダヘッドカバーにおけるプラグチューブ挿通用の開口と、該開口に挿通されたプラグチューブとの間に単一のシールを設けていた。
【０００３】
このシールは、開口に対して圧入嵌合されるとともに、開口側からプラグチューブの外周面に向かって、すなわち径方向内側に向かって突出するとともに該外周面に弾性的に密接する主リップを備えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構造のものにあっては、上記シールの主リップがエンジン振動にかかわらずプラグチューブへの密接状態を維持できるよう径方向に伸縮自在とするために、腰折れ状態に屈曲した構成となっていた。
【０００５】
したがって、上記従来構造のものでは、そのリップの腰折れした谷間部分が外部に臨む状態となっていたので塵埃や水などが滞留し易いものとなっていた。
【０００６】
そして、その滞留した塵埃等が過剰になるとエンジン振動に伴うシールのリップの偏心追随性を阻害することになって、シールの密封性能が低下するおそれがあった（単独のシールのみ示す図３参照）。
【０００７】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであって、シールにおけるリップの偏心追随性が阻害されて密封性能が低下することを阻止できる密封装置の提供を解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る密封装置は、請求項１に示すように、ハウジングに形成される開口と、該開口に挿通される挿通部材との間を密封する密封装置であって、前記挿通部材の外周面に密接する主リップを、前記開口側から前記挿通部材に向かう方向で伸縮自在に備える主シールと、該主シールを内側に隠蔽する補助シールとを組み合わせて構成し、前記補助シールは、前記挿通部材の外周面に弾性的に密接するリップを前記挿通部材に向けて突出するように、かつ前記挿通部材の挿通方向に対して交差する方向に沿うように構成していることを特徴とする。
【０００９】
この密封装置によれば、ハウジングの開口とその開口に挿通される挿通部材との間の封止を行う主シールとは別に、その主シールに外部から塵埃や水等が滞留しないよう規制する補助シールを、主シールを隠蔽するように設けているから、主シールに塵埃や水等が滞留することがなくなるので、そのような滞留に伴う密封性能の低下を回避できる。
【００１１】
この密封装置によれば、補助シールのリップは挿通部材に対して、弾性的に密接するよう挿通部材に向けて突出するものとなっているから、例えばエンジン振動があって挿通部材が開口に対して相対変位するよう振動することがあっても、補助シールにおいては、リップが振動の緩衝をして挿通部材との密接状態は十分維持でき、封止性を高く維持できる。
【００１３】
この密封装置によれば、補助シールのリップが、挿通部材の外周面で挿通方向に交差する方向に沿い、かつハウジングの外側に臨む面、例えば面取り面や、挿通部材の挿通方向と直交するような面に対して弾性的に密接して、その密接方向がハウジングの内方側に向かうように働くことになるから、リップが挿通部材の外周面からめくれにくいものとなっており、外部からの異物の浸入防止に関してシール性の高いものとなる。
【００１４】
本発明に係る密封装置は、請求項２に示すように、請求項１に記載のものにおいて、前記補助シールの前記リップは、前記挿通部材と密接する先端側と基端側との間が前記ハウジングで覆う内外方向での外側に凸となる山形の屈曲部を全周にわたって設け
ていることを特徴とする。
【００１５】
この密封装置によれば、このように湾曲もしくは屈折する形状に構成していることによって、挿通部材の外周面に対するリップ先端の密接方向がハウジングの内方側に向かうように強く働くことになるから、リップが挿通部材の外周面からめくれにくいものとなっており、シール性の高いものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１，図２は本発明の実施形態の一例に係り、図１は、密封装置の一例を示す片半分の縦断面図、図２は、図１に示される密封装置の補助シールの片半分を示す縦断面図である。
【００２６】
図１に示すように、内燃機関の一例としてのディーゼルエンジン（本体部は図示せず）の上部には、シリンダヘッドを覆うハウジングとしてのシリンダヘッドカバー１（図１において２点鎖線で示している）を設けているとともに、このシリンダヘッドカバー１とプラグチューブ２（図１において２点鎖線で示している）との間には主シール３及び補助シール４を設けて、密封装置５を構成している。
【００２７】
詳述すると、密封装置５を構成する主シール３は、図１に示すように、シリンダヘッドカバー１において各気筒数と同数の開口６のそれぞれに圧入嵌合されている。開口６は、その内周縁の形状が円形を成すように形成されており、図示しないグロープラグ用のプラグチューブ２をそれぞれの開口６に挿通させている。
プラグチューブ２は、挿通部材に相当する。
【００２８】
そして、主シール３は、図１及び図３に示すように、筒状体の上端部に径方向に沿うフランジを備えて構成された環状芯金３ａの外周側面に、開口６に対して圧入嵌合する際に密着嵌合するゴム製の外周側弾性体部３ｂを設けるとともに、その内周側面には、プラグチューブ２に弾性的に密接するゴム製の主リップ３ｃを設けて構成している。主リップ３ｃは、内周側先端部にプラグチューブ２の当接する端縁部７を有するとともに、その当接端縁部７にリング状コイルばね８を埋設している。さらに、主リップ３ｃの径方向中間は、腰折れ状態に屈曲されている。これにより、エンジン振動があっても主リップ３ｃの偏心追随性を阻害しないようにしている。外周側弾性体部３ｂの外周面には、図３に示すように、上下方向に３列の凸部９を周方向にも複数並設させている。このように外周面に複数の凸部９を並設させていることによって、主シール３を開口６に圧入嵌合を円滑に行えながらも、開口６に対する密着状態での保持力も充分維持できるものとなっている。
【００２９】
補助シール４は、図１，図２および図３に示すように、主シール３の上部内周側における主リップ３ｃの付根部分の段部１０に圧入嵌合した状態となっている。補助シール４は、筒状体の上端部に径方向に沿うフランジを備えて構成された環状芯金４ａの外周側面に、開口６に対して圧入嵌合する際に密着嵌合するゴム製の外周側弾性体部４ｂを設けるとともに、その内周側面には、プラグチューブ２に弾性的に密接するゴム製のリップ４ｃを設けて構成している。なお、外周側弾性体部４ｂとリップ４ｃとは一体に形成されている。
【００３０】
補助シール４のリップ４ｃは、その先端部１１をプラグチューブ２の外周面に対する当接部分とするとともに、リップ４ｃの環状芯金４ａに固着している付根部１２から先端部１１までの中間部分に、シリンダヘッドカバー１で覆う内外方向での外側に凸となる山形の屈曲部１３を全周にわたって設けている。
【００３１】
そして、補助シール４は、開口６のひさし状に形成されているフランジ部６ａの下面と主シール３の段部１０とにより挟まれた状態で保持されている。
【００３２】
そのように主シール３と共に開口６に対して固定した状態の補助シール４のリップ４ｃは、プラグチューブ２における外周面のうち、プラグチューブ２の開口６に対する挿入方向（図１における縦方向）に対して斜めに交差する外周面（シリンダヘッドカバー１の外側、つまり図１においては上側に臨む水平面、または面取り状となっている傾斜面もしくは湾曲面）に弾性的に先端部１１が当接するようになっている。
【００３３】
これにより、リップ４ｃの先端部１１では、プラグチューブ２の外周面に対して、図１において下向きで内側向きに弾性的に当接することになり、水や塵埃等が主シール３側に浸入しないよう阻止している。
【００３４】
また、この密封装置５にあっては、後述するエアリーク試験でも一定の結果が得られているように、シリンダヘッドカバー１などに組付けた状態での組付け異常の有無を確認が容易に行えるものである。すなわち、その異常とは、主シールのリップがプラグチューブ２の外周面に対して反転しているような場合であって、補助シールがあることから、目視による異常の有無の確認はできないが、実際に組み付けられたものに対して、内圧が５０ｋＰａ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ2）のエアリーク試験圧を行うことで、その異常がある場合、補助シールのリップがその内圧で開いてエアが抜けるため、容易にその異常が発見できる。なお、そのエアリーク試験で主シールのリップ反転がなく正常な状態で組み付けられている場合は、５０ｋＰａの内圧が主シールのリップで密封されるため、エアは抜けない。
【００３５】
次に、上記実施の形態に係る補助シール４の性能試験およびその試験において比較例と対比した結果について説明する。
【００３６】
本発明者は、上記リップ４ｃの肉厚を１．０ｍｍに設定した補助シール４と、比較例として、リップ４ｃの肉厚を１．２ｍｍに設定した補助シールとを用いて、図５に示すエアリーク試験を行った。
【００３７】
すなわち、図５に示すように、有底筒体の中央に円柱部１８を立設した治具Ａを用意し、あらかじめ主リップを切断しておいた上記主シール３と共に補助シール４を有底筒体に圧入嵌合し、補助シール４のリップ４ｃを円柱部１８の外周面に当接させた状態で、密封装置５上に水Ｗを溜めておく。なお、治具Ａとしては、円柱部１８が偏心のない中心位置にあるものと、中心位置より０．５ｍｍ円柱部１８が偏心しているものと、中心位置より１．０ｍｍ円柱部１８が偏心しているものとの３種を用意して、それぞれに密封装置５を装着する。各治具Ａにおける密封装置５より下側の空間部にコンプレッサからの高圧エアが供給されるようにしてあり、それぞれの試験対象に５０ｋＰａの内圧を与える。その場合、補助リップからのエアの抜けの有無は、水Ｗにおける気泡の発生の有無で確認する。
【００３８】
その結果、上記リップ４ｃの肉厚を１．０ｍｍに設定した補助シール４では、どの治具Ａにおいても、また、その密封装置５の上下方向での取り付け位置を、円柱部１８にリップ４ｃ先端部が当接する状態の範囲内でどのように変更してもエアが抜けるものとなった。比較例としての、リップ４ｃの肉厚を１．２ｍｍに設定した補助シールの場合は、円柱部１８の偏心が１．０ｍｍの治具Ａにおいては、エアが抜けたが、円柱部１８の偏心が０．５ｍｍの治具Ａや、偏心していない治具Ａにおいては、円柱部１８に対する上下方向での一定の取り付け位置ではエア抜けが生じないことが判明した。
【００３９】
また、本発明者は、図示しないが、上記リップ４ｃの肉厚を１．０ｍｍに設定した補助シール４と主シール５とを密封状態に上記治具Ａと類似の治具に取り付けた状態で、その補助シール４のリップ４ｃ先端に向けて所定圧力でノズルから水を噴射したときの水漏れの有無を確認する試験を行った。
【００４０】
この試験において、ノズル先端とリップ４ｃ先端との間隔を３００ｍｍに設定したとき、密封装置５の円柱部に対する上下方向での取り付け位置を、円柱部１８にリップ４ｃ先端部が当接する状態の範囲内でどのように変更しても下方への水漏れはなく、本発明に係る密封装置は、実用に十分供し得るものであることが確認できた。
【００４１】
さらに、詳細は省略するが、本発明者は筒状の治具に本発明に係る密封装置を圧入嵌合し、挿入部材に相当する軸体を上方から下降させる試験を行い、治具を１ｍｍ偏心させたときの軸体下降によるリップの破れに伴うめくれの有無確認を行った。その結果、めくれは生じなかったので、本発明に係る密封装置は、実用に十分供し得るものであることが確認できた。
【００４２】
次に、別の実施の形態について説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同一符号を付すとともに、説明は省略する。
【００４３】
図４に示すように、上述実施の形態と同様構造の主シール３における環状芯金３ａの上面と、ハウジングとしてのシリンダヘッドカバー１の開口６に設けたひさし状のフランジ部６ａの下面とによって、補助シール４の環状芯金４ａ部分を挟み込んで、補助シール４を固定している。環状芯金４ａは径方向に沿う板材で主に構成されており、この環状芯金４ａの内周端縁部と上面にゴム製の弾性体が焼き付け等で一体化されており、その弾性体で径方向内方に突出するリップ４ｃを構成している。このリップ４ｃは、その肉厚を１ｍｍに設定して構成している。補助シール４のリップ４ｃは、その先端部１１をプラグチューブ２の外周面に対する当接部分とするとともに、リップ４ｃの環状芯金４ａに固着している付根部１２から先端部１１までの中間部分に、シリンダヘッドカバー１で覆う内外方向での外側に凸となる山形の屈曲部１３を全周にわたって設けている。
【００４４】
そのように、主シール３と共に開口６に対して固定した状態の補助シール４のリップ４ｃは、プラグチューブにおける外周面のうち、プラグチューブ２の開口６に対する挿入方向（図４における縦方向）に対して斜めに交差する外周面（シリンダヘッドカバー１の外側、つまり図４においては上側に臨む水平面、または面取り状となっている傾斜面もしくは湾曲面）に弾性的に先端１１が当接するようになっている。
【００４５】
上記各実施の形態では、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドカバーとプラグチューブとの間の密封装置について説明したが、例えばガソリンエンジンのシリンダヘッドカバーとプラグチューブとの間の密封装置等に対しても本発明を適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ハウジングの開口とその開口に挿通される挿通部材との間の封止を行う主シールとは別に、その主シールに外部から塵埃や水等が滞留しないよう規制する補助シールを設けているから、主シールに塵埃や水等が滞留することもないので、そのような滞留に伴う不具合の発生を回避できる。その補助シールのリップは挿通部材に対して、弾性的に密接するよう挿通部材に向けて突出させているから、エンジン振動があっても、補助シールにおいては、リップが振動の緩衝をして挿通部材との密接状態は十分維持でき、封止性を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密封装置の一例を示す片半分の縦断面図
【図２】図１に示される密封装置の補助シールを示す縦断面図
【図３】図１に示される密封装置の主シールを示す縦断面図
【図４】本発明に係る密封装置の他の例を示す片半分の縦断面図
【図５】本発明に係る密封装置のエアリーク試験の様子を示す縦断面図
【符号の説明】
１    シリンダヘッドカバー（ハウジング）
２    プラグチューブ（挿通部材）
３    主シール
４    補助シール
４ｃ  リップ
５    密封装置
６    開口
【図１】
0004777540.tif 000002
【図２】
0004777540.tif 000003
【図３】
0004777540.tif 000004
【図４】
0004777540.tif 000005
【図５】
0004777540.tif 000006