(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で、シール部と保持部との接合を高めることで接合部に生じる不具合を抑制し、ひいては優れたシールを長期的に維持できるバルブステムシールを提供する。【解決手段】バルブステムシール１は、バルブステム５０に取り付けられ、金属材料で形成された略筒状の保持部１０と、該保持部に連結され、エラストマーで形成されたシール部２０とを備える。シール部２０は、バルブステム５０の外周面５０ａと当接するシールリップ２１と、バルブステム５０と略同軸で配されたバルブステムガイド４０の上端面４１に固定されるシールリップ２２とを有する。保持部１０は、バルブステムガイド４０の外周面４０ａと当接する筒状部１１と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部１２とを有する。フランジ部１２の内側端部１２’に凹部１４が形成され、凹部１４は、シール部２０に埋め込まれている。【選択図】図１
0003191631.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
バルブステムに取り付けられ、金属材料で形成された略筒状の保持部と、該保持部に連結され、エラストマーで形成されたシール部とを備えるバルブステムシールであって、
前記シール部は、前記バルブステムの外周面と当接する第１シールリップと、前記バルブステムと略同軸で配されたバルブステムガイドの上端面に固定される第２シールリップとを有し、
前記保持部は、前記バルブステムガイドの外周面と当接する筒状部と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部とを有し、
前記フランジ部の内側端部に凹部が形成され、
前記凹部が、前記シール部に埋め込まれていることを特徴とするバルブステムシール。
【請求項２】
前記凹部が、前記フランジ部の上面に設けられていることを特徴とする、請求項１記載のバルブステムシール。
【請求項３】
前記シール部は、前記凹部内のほぼ全体に形成され且つ前記凹部の内表面と接合する接合部を有することを特徴とする、請求項２記載のバルブステムシール。
【請求項４】
前記接合部が、前記シール部の外周側端部に形成されることを特徴とする、請求項３記載のバルブステムシール。
【請求項５】
前記接合部が、前記シール部の外周面と連続して形成される傾斜面を有し、
前記フランジ部の径方向縦断面視において、前記接合部の傾斜面と前記フランジ部の上面とが、前記凹部と前記フランジ部の境界部で滑らかに接続されることを特徴とする、請求項４記載のバルブステムシール。
【請求項６】
前記凹部が、前記フランジ部の径方向縦断面略半円形であることを特徴とする、請求項１記載のバルブステムシール。
【請求項７】
前記凹部が、前記バルブステムを中心として環状に形成されていることを特徴とする、請求項１記載のバルブステムシール。
【請求項８】
前記第２シールリップは、前記フランジ部の内側端面を覆って形成され、且つ前記フランジ部に対して略垂直に延出する脚部を有し、
前記脚部が、前記フランジ部と略平行に設けられた下端面を有し、
前記下端面が、前記バルブステムガイドの上端面に当接することを特徴とする、請求項１記載のバルブステムシール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、内燃機関に使用されるバルムステムシールに関し、特に、自動車や一般的な産業機器の内燃機関のエンジンバルブに使用されるバルブステムシールに関する。
【０００２】
従来、内燃機関のバルブステムシールは、バルブステムとバルブステムガイドとの間からのオイル漏れを防止する役割を果たしている。一方、バルブステムとバルブステムガイドとに過大な摩耗が生じることを防止するため、適量のオイルをバルブステムとバルブステムガイドとの摺動部に供給し、バルブステムを潤滑させる必要がある。このようなバルブステムシールをできる限り簡単かつ経済的に提供するため、近年様々な取り組みがされている。
【０００３】
例えば、従来のバルブステムシールは、図３に示すように、バルブステム１１０の外周面に接し、かつバルブステムガイド１２０の上部表面に接するシール部１３０と、このシール部１３０を保持する略スリーブ形状の保持部１４０とを備えている。シール部１３０はゴム部材で形成され、保持部１４０は屈曲可能な金属部材で形成される。
【０００４】
シール部１３０は、バルブステムガイド１２０の上部表面に固定され、且つバルブステム１１０の外周面と接するシールリップ１３１で構成されている。
【０００５】
このシール部１３０は、適量のオイルをバルブステム１１０とバルブステムガイド１２０との摺動部に供給するためものであり、シールリップ１３１の外周面に嵌着されたスプリング１５０により、シールリップ１３１を介して供給されるオイル量を調整している。
【０００６】
保持部１４０は、図４に示すように、バルブステムガイド１２０の外壁に接する平坦壁部１４１と、バルブステム１１０の軸と平行に延伸して形成されている湾曲壁部１４２とを有している。この保持部１４０は、平坦壁部１４１と湾曲壁部１４２とがバルブステム１１０の外周を取り囲むように相互に結合されることで、略多角形の形状をなしている。
【０００７】
保持部１４０では、平坦壁部１４１がバルブステムガイド１２０の外壁にばねの弾性力により固定され、さらには、互いに近接する平坦壁部１４１の間に湾曲壁部１４２が設けられていることにより、当該保持部１４０の全体的な安定度を増大させている。
【０００８】
そして、このようなバルブステムシール１００は、少量のゴム部材および金属部材から製造することができ、且つシール部１３０と保持部１４０を所望の形状に形成できることから、簡単かつ経済的にバルブステムシールを提供できることが開示されている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来のバルブステムシールでは、保持部の上端に形成されたフランジ部の端部が、シール部に接合されており、バルブステムへの装着の際、上記フランジ部が押圧箇所となってバルブステムの略軸方向に押圧される。しかしながら、異種材料からなるフランジ部とシール部との接合面が少ないため、上記押圧によって接合が弱くなり、その結果、バルブステムの往復動により、フランジ部とシール部との接合部に剥がれや割れなどの不具合が生じる懸念がある。
【００１０】
本考案の目的は、簡単な構成で、シール部と保持部との接合を高めることで接合部に生じる不具合を抑制し、ひいては優れたシールを長期的に維持することができるバルブステムシールを提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するために、本考案のバルブステムシールは、バルブステムに略同軸に取り付けられ、金属材料で形成された略筒状の保持部と、該保持部に連結され、エラストマーで形成されたシール部とを備えるバルブステムシールであって、前記シール部は、前記バルブステムの外周面と当接する第１シールリップと、前記バルブステムと略同軸で配されたバルブステムガイドの上端面に固定される第２シールリップとを有し、前記保持部は、前記バルブステムガイドの外周面と当接する筒状部と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部とを有し、前記フランジ部の内側端部に凹部が形成され、前記シール部が、前記凹部に埋め込まれていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記凹部は、前記フランジ部の上面に設けられている。
【００１３】
また、前記シール部は、前記凹部内のほぼ全体に形成され且つ前記凹部の内表面と接合する接合部を有する。
【００１４】
また、前記接合部は、前記シール部の外周側端部に形成される。
【００１５】
また、前記接合部は、前記シール部の外周面と連続して形成される傾斜面を有し、前記フランジ部の径方向縦断面視において、前記接合部の傾斜面と前記フランジ部の上面とが、前記凹部と前記フランジ部の境界部で滑らかに接続されることが好ましい。
【００１６】
また、前記凹部は、径方向縦断面略半円形であることが好ましい。
【００１７】
また、前記凹部は、前記バルブステムを中心として環状に形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、前記第２シールリップは、前記フランジ部の内側端面を覆って形成され、且つ前記フランジ部に対して略垂直に延出する脚部を有し、前記脚部は、前記フランジ部と略平行に設けられた下端面を有し、前記下端面は、前記バルブステムガイドの上端面に当接することが好ましい。
【考案の効果】
【００１９】
本考案によれば、保持部がフランジ部を有しており、フランジ部の内側端部に、凹部が形成され、該凹部がシール部に埋め込まれている。これにより、異種材料からなるフランジ部とシール部とを接合する際、フランジ部とシール部との接触面積が増大し、接合箇所での加硫接着の接着強度を高めることができる。したがって、簡単な構成で、保持部とシール部との接合が高められ、接合箇所の不具合を抑制することができる。また、このような不具合を抑制できるため、結果として、保持部とシール部との優れたシールを長期的に維持することができる。
【００２０】
また、バルブステムシールをバルブステムに取り付ける際、作業者によってフランジ部が押圧されるため、シール部と保持部との接着面での引張応力が、フランジ部の端部の上面に発生しやすい。そこで、フランジ部の上面に凹部を設けることにより、上記引張応力に耐えうる引張接着強さを接着面に付与することができ、接合箇所の接着強度をより高めることができる。さらに、使用時には、シール部と保持部との接着面に、バルブステムの往復動による引張応力が生じることとなるが、当該引張応力にも絶えうる引張接着強さを接着面に付与することができる。さらに、フランジ部の上面に凹部が設けられることにより、フランジ部の上面近傍に、バルブステムの往復動の方向に沿う接着面を設けることができる。これにより、剪断接着強さを付与することができ、保持部とシール部との接着強度をより高めることができる。
【００２１】
さらに、シール部は、凹部内のほぼ全体に形成され且つ凹部の内表面と接合する接合部を有しているので、凹部内のほぼ全体でシール部が接合され、凹部内でのシール部の接着強度をより高めることができる。
【００２２】
さらに、接合部は、シール部の外周側端部に形成されるので、装着時に、シール部の外周側端部と保持部との接着面に生じる応力を、より緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本考案の実施形態に係るバルブステムシールの構成を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１における凹部周辺の部分拡大図である。
【図３】従来のバルブステムシールの構成を示す縦断面図である。
【図４】図３のバルブステムシールの横断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
以下、本考案の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本考案の実施形態に係るバルブステムシールの構成を概略的に示す縦断面図である。このバルブステムシールは、内燃機関、特に、自動車や一般的な産業機器の内燃機関のエンジンバルブに使用され、バルブステムとバルブステムガイドとの間からのオイル漏れを防止することを目的としてバルブステムに取り付けられる。なお、図１のバルブステムシールは、その一例を示すものであり、本考案に係るバルブステムシールの構成は、図１に示される形態に限定されるものではない。
【００２６】
バルブステムシール１は、金属材料で形成された略筒状の保持部１０と、該保持部に連結され、エラストマーで形成されたシール部２０とを備えている。バルブステムシール１は、略筒状の部材であり、その筒状空間内にバルブステム５０が挿通されると、ガータースプリング３０の弾性力により、シール部２０の内周部が、バルブステム５０の外周面に当接される。
【００２７】
保持部１０は、バルブステム５０と略同軸に配置される筒状部１１と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部１２とを有している。この筒状部１１の内周面１１ａは、バルブステムガイド４０の外周面４０ａと当接する。そして、筒状部１１とフランジ部１２と間に湾曲部１３が設けられ、該湾曲部を介して筒状部１１とフランジ部１２とが連結されている。この保持部１０にシール部２０が加硫接着されて、保持部１０とシール部２０とが接合される。
【００２８】
シール部２０は、バルブステム５０の外周面５０ａと当接するシールリップ２１（第１シールリップ）と、該バルブステムと略同軸で配されたバルブステムガイド４０の上端面４１に固定されるシールリップ２２（第２シールリップ）とが一体となって成形されている。シールリップ２１の外周面２１ａには、ガータースプリング３０が嵌着されており、このガータースプリング３０により、シールリップ２１を介して供給されるオイル量を調整する。
【００２９】
シールリップ２１は、断面略Ｖ字形であり、その頂部における内周面２１ｂがバルブステム５０の外周面５０ａに摺動可能に当接される。シールリップ２１は、バルブステム５０の外周面５０ａに当接する突起部２３と、該突起部の両側に一体になって形成される傾斜部２４，２５とを有している。
【００３０】
シールリップ２２は、シールリップ２１の下方に延出して形成される。シールリップ２２は、フランジ部１２の内側端部１２’を覆って形成され、且つバルブステムガイド４０に向かって延出する脚部２２ａを有している。この脚部２２ａは、バルブステムガイド４０の上端面４１に固定される。
【００３１】
本考案では、フランジ部１２の上面１２ａに凹部１４が形成され、凹部１４が、シール部２０に埋め込まれている（図２）。換言すれば、このシール部２０は、内側端部１２’と凹部１４の両方を覆うように形成されている。また、シール部２０は、内側端部１２’の上面１２ａ’、側面１２ｂ’および下面１２ｃ’を覆って形成される。これにより、シール部２０は、内側端部１２’のみならず凹部１４とも接合され、この結果、フランジ部１２とシール部２０との接触面積を増大させることができる。
【００３２】
凹部１４は、図２に示すように、フランジ部１２の径方向縦断面略が所定曲率を有する曲線形状であり、好ましくは、略半円形である。そして本実施形態では、シール部２０は、凹部１４内のほぼ全体に形成され且つ該凹部内の内表面１４ａと接合する接合部２６を有している。これにより、凹部１４内のほぼ全体でシール部２０が接合される。
【００３３】
この接合部２６は、シール部２０の外周側端部に形成されている。装着時には、特にシール部２０の外周側端部と保持部との接触面に応力が生じるところ、接続部２６を外周側端部に設けることで、当該応力をより緩和することができる。また接合部２６は、シール部２０の傾斜面２０ａと連続して形成される傾斜面２６ａを有している。このとき、フランジ部１２の径方向縦断面視において、接合部２６の傾斜面２６ａとフランジ部１２の上面１２ａとが、凹部１４とフランジ部１２の境界部２７で滑らかに接続されている。
【００３４】
図１のように構成されるバルブステムシール１において、バルブステム５０への装着時或いは使用時には、シール部２０とフランジ部１２との接着面での引張応力は、フランジ部１２の上面１２ａに発生しやすい。したがって、凹部１４をフランジ部１２の上面１２ａに設けることで、シール部２０と保持部１０との接着面に、引張接着強さと剪断接着強さの双方を付与することができる。
【００３５】
フランジ部１２の下面１２ｃには、凸部１５が設けられている。凹部１４は、例えばプレス加工などによりフランジ部１２の上面１２ａに形成されており、本実施形態では、その径方向縦断面形状が、所定曲率を有する曲線である。凸部１５の形状、大きさ等は、凹部１４の形状、大きさ等に応じて変更される。
【００３６】
凹部１４は、バルブステム５０を中心として環状に形成されていることが好ましく、フランジ部１２の周方向に形成された環状の溝であってもよい。また、複数の凹部が、フランジ部１２の周方向に所定間隔で或いはランダムに並設されてもよい。これにより、凹部１４内でのシール部２０の接着強度を更に高めることができる。
【００３７】
また、シールリップ２２は、フランジ部１２に対して略垂直に延出する脚部２２ａを有している。この脚部２２ａは、その一部に底部２２ｂを有しており、該底部の下端面２２ｃが、バルブステムガイド４０の上端面４１に当接する。このように、シール部２０の脚部２２ａが、バルブステム５０の往復動の方向に沿って形成されるため、シール部２０と保持部１０との接着面に生じる応力を、より緩和させることができる。特に、下端面２２ｃが内側端部１２’の下面１２ｃ’と略平行に形成されるため、底部２２ｂと内側端部１２’の下面１２ｃ’との接着面に生じる引張応力を当該面内で均一にすることができる。
【００３８】
上述したように、本実施形態によれば、保持部１０がフランジ部１２を有しており、フランジ部１２の内側端部１２’に、凹部１４が形成され、該凹部がシール部２０に埋め込まれている。これにより、金属製のフランジ部１２とエラストマー製のシール部２０とを接合する際、フランジ部１２とシール部２０との接触面積が増大し、接合箇所での加硫接着の接着強度を高めることができる。したがって、簡単な構成で、保持部１０とシール部２０との接合が高められ、接合箇所の不具合を抑制することができる。また、このような不具合を抑制できるため、結果として、保持部１０とシール部２０との優れたシールを長期的に維持することができる。
【００３９】
また、フランジ部１２の上面１２ａに凹部１４を設けることにより、引張応力に耐えうる引張接着強さを接着面に付与することができ、接合箇所の接着強度をより高めることができる。加えて、フランジ部１２の上面１２ａの近傍に、バルブステム５０の往復動の方向に沿う接着面を設けることができるので、剪断接着強さを付与することができ、保持部１０とシール部２０の接着強度をより高めることができる。
【００４０】
以上、上記実施形態に係るバルブステムシールについて述べたが、本考案は、記述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術的思想に基づいて様々な変形および変更が可能である。
【００４１】
例えば、上記実施形態では、凹部１４は内側端部１２’の上面１２ａ’に、凸部１５は下面１２ｃ’にそれぞれ設けられているが、これに限らず、凹部が下面１２ｃ’に、凸部が上面１２ａ’にそれぞれ設けられていてもよい。
【００４２】
また、凹部１４は、フランジ部１２の径方向縦断面で略半円形であるが、略Ｖ字形、略Ｕ字形、コ字状形等、他の形状であってもよい。
【００４３】
また本実施形態では、湾曲部１３を介して筒状部１１とフランジ部１２とが連結されているが、これに限らず、筒状部１１とフランジ部１２とが互いに直接連結されていてもよく、また、他の形状の部位を介して連結されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本考案のバルブステムシールは、各種内燃機関のエンジンバルブなどに好適に使用され、特に、自動車や一般的な産業機器の内燃機関のエンジンバルブ用のバルブステムシールとして極めて有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  バルブステムシール
１０  保持部
１１  筒状部
１１ａ  内周面
１２  フランジ部
１２ａ  上面
１２ｃ  下面
１２’  内側端部
１２ａ’  上面
１２ｂ’  側面
１２ｃ’  下面
１３  湾曲部
１４  凹部
１４ａ’  内表面
１５  凸部
２０  シール部
２０ａ  傾斜面
２１  シールリップ
２１ａ  外周面
２１ｂ  内周面
２２  シールリップ
２２ａ  脚部
２２ｂ  底部
２２ｃ  下端面
２３  突起部
２４  傾斜部
２５  傾斜部
２６  接合部
２６ａ  傾斜面
２７  境界部
３０  ガータースプリング
４０  バルブステムガイド
４０ａ  外周面
４１  上端面
５０  バルブステム
５０ａ  外周面
【図１】
0003191631.tif 000003
【図２】
0003191631.tif 000004
【図３】
0003191631.tif 000005
【図４】
0003191631.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月22日(2014.4.22)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本考案は、内燃機関に使用されるバルブステムシールに関し、特に、自動車や一般的な産業機器の内燃機関のエンジンバルブに使用されるバルブステムシールに関する。