(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブステムガイドへの装着時に、該バルブステムガイドとの嵌合箇所に生じる過剰な応力を防止して、装着状態の異常を防止することができ、且つ緩みや脱落を防止することが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、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、シールリップ２１と一体形成されると共に筒状部１１の内周面１１ａを覆って配置され、且つバルブステムガイドの外周面と係合する係合部２２とを有する。係合部２２は、径方向内側に突出し且つ低背面２３ａを有する低突起部２３と、低突起部から更に径方向内側に突出し且つ高背面２４ａを有し、低突起部２３よりもポート側に設けられた高突起部２４と、低突起部２３と高突起部２４との間に設けられた段付き部２５とを有する。【選択図】図１
0003192572.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、
前記保持部は、バルブステムガイドの外周面を囲って配置される筒状部と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部とを有し、
前記シール部は、前記バルブステムの外周面と当接するシールリップと、該シールリップと一体形成されると共に前記筒状部の内周面を覆って配置され、且つ前記バルブステムガイドの外周面と係合する係合部とを有し、
前記係合部は、径方向内側に突出し且つ低背面を有する低突起部と、該低突起部から更に径方向内側に突出し且つ高背面を有し、前記低突起部よりもポート側に設けられた高突起部と、前記低突起部と前記高突起部との間に設けられた段付き部とを有することを特徴とする、バルブステムシール。
【請求項２】
前記低背面が、前記バルブステムガイドの外周面と略平行に設けられ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】
前記段付き部は、前記低背面と前記高背面とを連結する傾斜面を有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。
【請求項４】
前記バルブステムガイドが、径方向外側に突出する縮径部と、該縮径部から更に径方向外側に突出する拡径部と、前記縮径部と前記拡径部との間に設けられた他の段付き部を有し、
前記係合部の低突起部が、前記バルブステムガイドの前記拡径部に圧縮嵌合し、前記係合部の前記段付き部が、前記バルブステムガイドの前記他の段付き部に係止され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５】
前記シール部は、前記シールリップの一端に形成され且つ前記バルブステムの外周面に摺動自在に当接する背圧リップを有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。
【請求項６】
内燃機関のエンジンバルブに使用され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。
【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。このような要求を満たすバルブステムシールを提供するため、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１００は、図４に示すように、バルブステムガイド１１０の外周に装着される筒状基部１２０と、該筒状基部の上端部から延在し、バルブステム１１４の外周面に摺動可能に密接するシールリップ１３０および背圧リップ１４０と、これらを保持するための補強スリーブ１５０とを備えている。
【０００４】
筒状基部１２０、シールリップ１３０および背圧リップ１４０は、ゴム状弾性部材で互いに連続して形成されており、金属製の補強スリーブ１５０に加硫接着されている。
【０００５】
筒状基部１２０の内周面には、担持突条１２１と、複数の係合突条１２２とが設けられている。係合突条１２２と担持突条１２１は、互いに谷部１２３を介して接続されている。また、係合突条１２２と担持突条１２１は、ほぼ同じ高さに形成されている。バルブステムガイド１１０の外周面には、各係合突条１２２に係合する複数の係合溝１１１が形成されている。
【０００６】
このバルブステムシール１００では、担持突条１２１の形成により、筒状基部１２０が、バルブステムガイド１１０の外周面に担持される。また、係合溝１１１と係合突条１２２との係合により、バルブステムガイド１１０からのバルブステムシール１００の抜けが抑制される。
【０００７】
また、図５のバルブステムシール２００は、不図示のバルブステムをシールするリップ部２１０を備えている。リップ部２１０は、オイルリップ２２０と二段リップ２３０とから構成されている。
【０００８】
二段リップ２３０の内周面には、ポートＢ側からオイルＡ側に通じる溝２４０が設けられており、溝２４０は、ポートＢ側の溝幅が小さく、オイルＡ側の溝幅が大きくなる形状をなしている。このように二段リップ２３０に異幅の溝２４０を軸方向に形成することで、一定量のオイル漏れが調整され、その結果、バルブステムとバルブステムガイドとの焼き付きが防止される。また、リップ部２１０の下方には、バルブステムガイドの外周面と当接する突条部２５０と溝部２６０が形成されている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図４に示す従来のバルブステムシールをバルブステムガイドの外周面に装着する際、ゴム状弾性材料からなる嵌合突起には、大きな変形応力が生じるため、当該嵌合突起が必要以上に変形した状態で固定されてしまう場合がある。また、嵌合力を高めるために嵌合突起の高さを高くすると、その傾向が顕著に現れる。嵌合突起の装着状態に異常が生じると、かえって嵌合突起とバルブステムガイドとの間に生じる嵌合力の低下を招くおそれがあることから、嵌合突起の高さをあまり高くできず、嵌合力の向上に限界があった。
【００１０】
また、図５に示す他の従来のバルブステムシールでは、バルブステムガイドの外周面と当接する突条部が設けられることが開示されているのみであり、突条部を設けることによる具体的な作用についての開示はなく、上記と同様の問題が生じることとなる。
【００１１】
本考案の目的は、バルブステムガイドへの装着時に、該バルブステムガイドとの嵌合箇所に生じる過剰な応力を防止して、装着状態の異常を防止することができ、且つ緩みや脱落を防止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。
【００１２】
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、前記保持部は、バルブステムガイドの外周面を囲って配置される筒状部と、該筒状部の上端に設けられたフランジ部とを有し、前記シール部は、前記バルブステムの外周面と当接するシールリップと、該シールリップと一体形成されると共に前記筒状部の内周面を覆って配置され、且つ前記バルブステムガイドの外周面と係合する係合部とを有し、前記係合部が、径方向内側に突出し且つ低背面を有する低突起部と、該低突起部から更に径方向内側に突出し且つ高背面を有し、前記低突起部よりもポート側に設けられた高突起部と、前記低突起部と前記高突起部との間に設けられた段付き部とを有する。
【００１３】
また、前記低背面は、前記バルブステムガイドの外周面と略平行に設けられている。
【００１４】
また、前記段付き部は、前記低背面と前記高背面とを連結する傾斜面を有している。
【００１５】
また、前記バルブステムガイドが、径方向外側に突出する縮径部と、該縮径部から更に径方向外側に突出する拡径部と、前記縮径部と前記拡径部との間に設けられた他の段付き部を有し、前記係合部の低突起部が、前記バルブステムガイドの前記拡径部に圧縮嵌合し、前記係合部の前記段付き部が、前記バルブステムガイドの前記他の段付き部に係止される。
【００１６】
また、前記シール部は、前記シールリップの一端に形成され且つ前記バルブステムの外周面に摺動自在に当接する背圧リップを有することが好ましい。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によれば、バルブステムガイドに係合するシール部の係合部が、低背面を有する低突起部と、該低突起部よりも突出し且つ高背面を有し、前記低突起部よりもポート側に設けられた高突起部と、低突起部と高突起部との間に設けられた段付き部を有している。これにより、バルブステムガイドへの装着の際、バルブステムガイドとの嵌合箇所である低突起部を適度に弾性変形させることができ、当該低突起部が適度な変形応力にてバルブステムガイドに圧縮嵌合される。この結果、低突起部での過剰な応力の発生を防止することができ、装着状態の異常を防止することできる。また、低突起部と高突起部との間に段付き部が設けられることにより、当該段付き部がバルブステムガイドに確実に係止される。したがって、嵌合力を過度に増大させること無く、バルブステムシールをバルブステムガイドに容易に装着することができ、且つバルブステムシールの緩みや、バルブステムガイドからのバルブステムシールの脱落を防止することができる。また、装着後に外部からの振動等を受けた場合でも、バルブステムシールの緩みや脱落を長期に亘って防止することができる。
【００１８】
また、低背面が、バルブステムガイドの軸方向と略平行に設けられるので、バルブステムガイドへの装着時に、低突起部の低背面とバルブステムガイドの外周面との圧接面積が増大し、低突起部で生じる圧縮応力の面内方向でのばらつきを抑制することができる。
【００１９】
さらに、段付き部は、低背面と高背面とを連結する傾斜面を有している。これにより、バルブステムシールをバルブステムガイドに容易に装着することができる。
【００２０】
さらに、バルブステムガイドが、拡径部と、該拡径部のポート側に形成された縮径部と、拡径部と縮径部との間に設けられた他の段付き部を有し、係合部の低突起部が、バルブステムガイドの拡径部に圧縮嵌合し、係合部の段付き部が、バルブステムガイドの他の段付き部に係止される。すなわち、バルブステムシールの低突起部を圧縮嵌合部として機能させると共に、バルブステムシールの段付き部を係止部として機能させ、これらの圧縮嵌合と係止の機能を発揮する部位を個別に設けることで、バルブステムシールの緩みや脱落を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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のバルブステムシールがバルブステムガイドに装着される状態を示す縦断面図である。
【図３】図２における高突起部及び低突起部の拡大図である。
【図４】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５】他の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。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（図２）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、バルブステムの外周面に当接される。
【００２５】
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とを有しており、その径方向縦断面は略Ｌ字型である。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。
【００２６】
シール部２０は、バルブステム５０の外周面５０ａと摺動可能に当接するシールリップ２１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の外周面に係合される係合部２２とを有し、これらが一体成形されている。シールリップ２１の外周面には、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。
【００２７】
シールリップ２１は、径方向縦断面略Ｖ字形であり、その頂部がバルブステム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に圧接する主シールリップ２１ａと、該主シールリップよりもポート側に配置され、バルブステム５０の外周面５０ａに当接する副シールリップ２１ｂとを有している。
【００２８】
また、シール部２０は、副シールリップ２１ｂよりもポート側に形成され、バルブステム５０の外周面５０ａに摺動自在に当接される背圧リップ２６を有している。この背圧リップ２６は、作動時に生じるポート側からの背圧が、バルブステム５０とバルブステムガイド４０の間の隙間を介してシールリップ２１に加えられないように、当該背圧を遮断する。
【００２９】
係合部２２は、筒状部１１の内周面１１ａを覆うように配置されている。具体的には、係合部２２は、径方向内側に突出し且つ低背面２３ａを有する低突起部２３と、低突起部２３から更に径方向内側に突出し且つ高背面２４ａを有し、筒状部１１の軸方向に関して低突起部２３よりもポート側に設けられた高突起部２４と、低突起部２３と高突起部２４との間に設けられた段付き部２５とを有している。また、低突起部２３と高突起部２４とが、これらの間に谷部を設けずに一体形成されている。これにより、低突起部２３の低背面２３ａが、後述するバルブステムガイドの外周面に圧縮嵌合し、段付き部２５が、後述するバルブステムガイドの段付き部に係止される。
【００３０】
図２は、図１のバルブステムシール１がバルブステムガイドに装着される状態を示す縦断面図である。図２では、バルブステムガイドの一例として、ポート側に縮径部、その上部に拡径部が設けられた構成を示す。
【００３１】
図２に示すように、バルブステムガイド４０は、径方向外側に突出する縮径部４１と、縮径部４１から更に径方向外側に突出する拡径部４２と、縮径部４１と拡径部４２との間に設けられた段付き部４３を有している。このバルブステムガイド４０にバルブステムシール１が装着される際、係合部２２の低突起部２３が、バルブステムガイド４０の拡径部４２に適度な嵌合力にて圧縮嵌合する。このとき、低突起部２３の低背面２３ａ全体が拡径部４２の外周面４２ａと圧接し、低突起部２３が、弾性変形量が少ない状態で拡径部４２の外周面４２ａ上に固定される。
【００３２】
また、低突起部２３の低背面２３ａは、バルブステムガイド４０の軸方向と略平行に設けられている。これにより、低突起部２３がバルブステムガイド４０の拡径部４２に圧縮嵌合される際、低突起部２３で生じる圧縮応力を均一にすることができる。また、高背面２４ａは、バルブステムガイド４０の外周面４１ａと略平行であることが好ましい。これにより、バルブステムシール１をバルブステムガイド４０に装着する際、バルブステムガイド４０をバルブステムシール１内に容易に挿入することができる。
【００３３】
また、低突起部２３のポート側に位置する段付き部２５が、バルブステムガイド４０における拡径部４２のポート側に位置する段付き部４３に係止される。本実施形態では、バルブステムガイド４０の拡径部４２のポート側に、径方向に沿って形成された平坦面４３ａが設けられており、この平坦面４３ａが、バルブステムシール１における段付き部２５の表面２５ａ、すなわち高突起部２４の側面と当接する（図３）。このとき、高突起部２４は、平坦面４３ａと当接する位置にて軸方向に位置決めされる。これにより、バルブステムシール１がバルブステムガイド４０に対して精度良く位置決めされ、また、バルブステムガイド４０からの抜け落ちが防止される。
【００３４】
段付き部２５の表面２５ａは、低背面２３ａに対して鈍角αをなして連結された傾斜面である（図３）。これにより、バルブステムシール１をバルブステムガイド４０に装着するとき、拡径部４２の角隅部４４が傾斜面上を圧接しながら移動するため、バルブステムシール１を係止位置まで容易に移動させることができ、バルブステムシール１を容易に装着することができる。
【００３５】
また、係合部２２の高突起部２４とバルブステムガイド４０の縮径部４１との間には僅かな隙間４５が設けられている。これにより、高突起部２４には圧縮応力が生じることがなく、弾性変形しないため、高突起部２４は、バルブステムガイド４０への装着後も、装着前の形状とほぼ同一の形状で維持される。よって段付き部２５をバルブステムガイド４０の段付き部４３により確実に係止させることができる。
【００３６】
上述したように、本実施形態によれば、バルブステムガイド４０に係合するシール部２０の係合部２２が、低背面２３ａを有する低突起部２３と、該低突起部よりも突出し且つ高背面２４ａを有し、低突起部２３よりもポート側に設けられた高突起部２４と、低突起部２３と高突起部２４との間に設けられた段付き部２５を有している。これにより、バルブステムガイド４０への装着の際、バルブステムガイド４０との嵌合箇所である低突起部２３を適度に弾性変形させることができ、当該低突起部が適度な変形応力にてバルブステムガイド４０に圧縮嵌合される。この結果、低突起部２３での過剰な応力の発生を防止することができ、装着状態の異常を防止することできる。また、低突起部２３と高突起部２４との間に段付き部２５が設けられることにより、段付き部２５がバルブステムガイド４０に確実に係止される。したがって、嵌合力を過度に増大させること無く、バルブステムシール１をバルブステムガイド４０に容易に装着することができ、バルブステムシール１の緩みや、バルブステムガイド４０からのバルブステムシール１の脱落を防止することができる。また、装着後に外部からの振動等を受けた場合でも、バルブステムシール１の緩みや脱落を長期に亘って防止することができる。
【００３７】
また、低背面２３ａが、バルブステムガイド４０の軸方向と略平行に設けられるので、バルブステムガイド４０への装着時に、低突起部２３の低背面２３ａと、バルブステムガイド４０における拡径部４２の外周面４２ａとの圧接面積が増大し、低突起部２３の低背面２３ａで生じる圧縮応力の面内方向でのばらつきを抑制することができる。
【００３８】
特に、自動車や一般的な産業機器の内燃機関におけるエンジンバルブには、バルブステムシールが使用されている。しかしながら、使用されるエンジンバルブは摺動運動を繰り返すため、バルブステムシールの嵌合力が低下し、バルブステムシールが脱落する場合がある。このような使用環境下において、本考案のバルブステムシール１を内燃機関のエンジンバルブに取り付けることにより、上記効果を奏することができる。
【００３９】
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。
【００４０】
例えば上記実施形態では、段付き部２５の表面２５ａは、低背面２３ａと高背面２４ａとを連結する傾斜面であるが、これに限らず、低背面２３ａに対して垂直な面であってもよい。
【００４１】
また、低背面２３ａが、必要な嵌合力を発揮しうる面積を有することを前提として、低背面２３ａと高背面２４ａが、互いに異なる面積を有していてもよいし、同じ面積を有していてもよい。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、係合部２２の高突起部２４と、バルブステムガイド４０の縮径部４１との間には隙間４５が設けられているが、これに限らず、係合部２２の高突起部２４と、バルブステムガイド４０の縮径部４１とは互いに当接していてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、バルブステムシール１は背圧リップ２６を備えるが、該背圧リップを備えていなくてもよい。
【００４４】
また本実施形態では、筒状部１１とフランジ部１２とが互いに直接連結されているが、これに限らず、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】
【００４５】
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】
【００４６】
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
２０  シール部
２１  シールリップ
２１ａ  主シールリップ
２１ｂ  副シールリップ
２２  係合部
２３  低突起部
２３ａ  低背面
２４  高突起部
２４ａ  高背面
２５  段付き部
２５ａ  表面
２６  背面リップ
３０  ガータースプリング
４０  バルブステムガイド
４１  縮径部
４１ａ  外周面
４２  拡径部
４２ａ  外周面
４３  段付き部
４３ａ  平坦面
４４  角隅部
４５  隙間
５０  バルブステム
５０ａ  外周面
【図１】
0003192572.tif 000003
【図２】
0003192572.tif 000004
【図３】
0003192572.tif 000005
【図４】
0003192572.tif 000006
【図５】
0003192572.tif 000007