(57)【要約】【課題】流体通路の途中に介装されているパイプと、上記パイプの先端を収容する一方の通路部材との間に適用されるシール構造において、熱膨張等によるパイプ軸線方向の若干の移動を許容しつつ、接続相手側通路部材内周とパイプ外周面との間をシールする。【解決手段】上記一方の通路部材の内周部にシール部材を位置決めする段部が形成され、上記パイプの一端は、上記一方の通路部材に対して印籠嵌合される筒形状をなし、他端は他方の通路部材に対して移動不能に固定するためのフランジを有し、上記シール部材は、上記印籠嵌合部内周面 とパイプ外周面との間に設けられ、上記シール部材を上記一方の通路部材の上記段部の端面と上記パイプの外周面とに押しつける傾斜面を有する保持金具を備えた。【選択図】          図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路の途中に介装されているパイプと、上記パイプの先端を収容する一方の通路部材との間に適用されるシール構造において、
上記一方の通路部材の内周部にシール部材を位置決めする段部が形成され、
上記パイプの一端は、上記一方の通路部材に対して印籠嵌合される筒形状をなし、他端は他方の通路部材に対して移動不能に固定するためのフランジを有し、
上記シール部材は、上記印籠嵌合部内周面 とパイプ外周面との間に設けられ、
上記シール部材を上記一方の通路部材の上記段部の端面と上記パイプの外周面とに押しつける傾斜面を有する保持金具を備えたことを特徴とするシール構造。
【請求項２】
上記シール部材は膨張黒鉛材からなることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
内燃機関に設けられ、排気ポートから吸気ポートへの排気ガス還流通路の途中に介装されている還流パイプに適用されるシール構造において、
上記排気ポート側通路部材の内周部にシール部材を位置決めする段部が形成され、
上記還流パイプの一端は、上記排気ポート側通路部材に対して印籠嵌合される筒形状をなし、他端はフランジ部を有して接続相手側に対して移動不能に固定され、
上記シール部材は、上記印籠嵌合部内周面 とパイプ外周面との間に設けられ、
上記シール部材を上記排気ポート側通路部材の上記段部の端面と上記還流パイプの外周面とに押しつける傾斜面を有する保持金具を備えたことを特徴とするシール構造。
【請求項４】
上記シール部材は膨張黒鉛材からなることを特徴とする請求項３に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体通路の途中にパイプが介装されている内燃機関等の機械装置の、上記パイプの先端を収容する接続相手側通路部材と、上記パイプとの間に適用されるシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排気還流通路の途中に介装されたパイプと、上記パイプの先端を収容する接続相手側通路部材との間に適用されるシール構造の例が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この例においてはパイプの熱膨張による寸法変化の影響は考慮されていない。また、組立て性や小型化に課題が有る。
【０００３】
【特許文献１】実公昭６１−４３９６９号公報（第２図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、熱膨張等によるパイプ軸線方向の若干の移動を許容しつつ、接続相手側通路部材内周とパイプ外周面との間をシールし、流体の漏れを防止する手段を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、流体通路の途中に介装されているパイプと、上記パイプの先端を収容する一方の通路部材との間に適用されるシール構造において、上記一方の通路部材の内周部にシール部材を位置決めする段部が形成され、上記パイプの一端は、上記一方の通路部材に対して印籠嵌合される筒形状をなし、他端は他方の通路部材に対して移動不能に固定するためのフランジを有し、上記シール部材は、上記印籠嵌合部内周面 とパイプ外周面との間に設けられ、上記シール部材を上記一方の通路部材の上記段部の端面と上記パイプの外周面とに押しつける傾斜面を有する保持金具を備えたことを特徴とするシール構造に関するものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシール構造において、上記シール部材は膨張黒鉛材からなることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、内燃機関に設けられ、排気ポートから吸気ポートへの排気ガス還流通路の途中に介装されている還流パイプに適用されるシール構造において、上記排気ポート側通路部材の内周部にシール部材を位置決めする段部が形成され、上記還流パイプの一端は、上記排気ポート側通路部材に対して印籠嵌合される筒形状をなし、他端はフランジ部を有して接続相手側に対して移動不能に固定され、上記シール部材は、上記印籠嵌合部内周面 とパイプ外周面との間に設けられ、上記シール部材を上記排気ポート側通路部材の上記段部の端面と上記還流パイプの外周面とに押しつける傾斜面を有する保持金具を備えたことを特徴とするシール構造に関するものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のシール構造において、上記シール部材は膨張黒鉛材からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によって、パイプ軸線方向の移動を許容しつつ、接続相手側通路部材内周とパイプ外周面との間をシールし、流体の漏れを防止することが出来る。
【００１０】
請求項２の発明によって、比較的柔らかい材料である膨張黒鉛材を用いるので、耐熱性を確保しながらパイプ材の板厚を薄く出来て、装置全体を小型化することが出来る。
【００１１】
請求項３の発明によって、簡単な構造で、排気ポート側通路部材と還流パイプ外周面との間をシールすることが出来る。従って排気ポート側から受ける熱の伝わりが低減されると共に、排気ガスによるパイプの熱膨張寸法変化を、シール性を確保しつつ吸収することができる。
【００１２】
請求項４の発明によって、シール部材の断熱効果による耐熱性の確保とシール性の確保が出来て、装置全体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に関連する排気還流装置を装備した自動２輪車用内燃機関の縦断面を左方から見た図であり、線Ｌはこの内燃機関を車両に搭載した時の水平線である。矢印Ｆは前方を指し、矢印Ｕは上方を指している。図において、１はクランクケース、２はその前方に連なるシリンダブロック、３はその前方に連なるシリンダヘッド、４は更にその前方に連なるシリンダヘッドカバーである。５はクランクケース内に回転可能に支持されているクランク軸、６は同クランク軸に連なるコンロッド、７は同コンロッドの前端に連なり、シリンダ孔８の中で摺動するピストンである。
【００１４】
シリンダヘッド３には、ピストン７に対面する端面に燃焼室10が形成され、さらに、同燃焼室10に連なり上方へ延びる吸気ポート11と、同燃焼室10に連なり下方へ延びる排気ポート12が形成されている。吸気ポート11には吸気弁13、排気ポート12には排気弁14が設けてある。
【００１５】
図２は上記内燃機関の横断面を上方から見た図である。シリンダヘッドカバー４とシリンダヘッド３を貫通して、外部から燃焼室10に達する燃料噴射装置15が設けてある。この燃料噴射装置は直噴型であり、圧縮空気によって燃料を燃焼室へ直接噴射するようになっている。シリンダヘッド３には燃焼室10に臨む点火プラグ16が設けてある。
【００１６】
この内燃機関の左側部分には、動弁機構が設けてある。クランク軸５の左側部分にはカムチェーン20を駆動するドライブスプロケット21が設けてある。シリンダブロック２の左側にはカム軸22が回転可能に設けられ、吸気カム23、排気カム24が一体的に形成されている。カム軸22にはドリブンスプロケット25が設けられ、上記カムチェーン20が掛け回されている。
【００１７】
図３は上記内燃機関の動弁機構部の縦断面を左方から見た図である。線Ｌはこの内燃機関を車両に搭載した時の水平線であり、矢印Ｆは前方を指し、矢印Ｕは上方を指している。カム軸の前方の吸気ポート11側には、端部にローラ26を備え、吸気第１ロッカー軸27を中心として回動する吸気第１ロッカーアーム28が設けてある。シリンダヘッドカバー４の中には、吸気第２ロッカー軸29を中心として回動する吸気第２ロッカーアーム30が設けてある。吸気第２ロッカーアーム30の外側端は、吸気弁13の軸頭部に当接している。吸気第１ロッカーアーム28の前端と吸気第２ロッカーアーム30の内側端には、それぞれ球面凹部28ａ、30ａが形成してあり、その間に、両端に鋼ボール38を介して吸気側駆動ロッド31が装着してある。
【００１８】
同様に、カム軸の前方、排気ポート12側には、端部にローラ32を備え排気第１ロッカー軸33を中心として回動する排気第１ロッカーアーム34が設けてある。シリンダヘッドカバー４の中には、排気第２ロッカー軸35を中心として回動する排気第２ロッカーアーム36が設けてある。排気第２ロッカーアーム36の外側端は、排気弁14の軸頭部に当接している。排気第１ロッカーアーム34の前端と排気第２ロッカーアーム36の内側端には、それぞれ球面凹部34ａ、36ａが形成してあり、その間に、両端に鋼ボール38を介して排気側駆動ロッド37が装着してある。
【００１９】
この動弁機構において、クランク軸５からカムチェーン20を介してカム軸22が駆動され、カム軸22に形成されているカム23、24の回転が、吸気、排気それぞれの第１ロッカーアーム28、34、駆動ロッド31、37、第２ロッカーアーム30、36を介して、吸気弁13、排気弁14の軸頭部に伝達され、それぞれの弁の開閉がなされる。
【００２０】
なお、図３において、40は燃料圧送用エアーポンプであり、41は同ポンプの駆動軸である。このエアーポンプ40はカム軸22に装着されたエアーポンプ用ドライブスプロケット42から、エアーポンプ駆動用チェーン43、および、前記駆動軸41に装着されたエアーポンプ用ドリブンスプロケット44を介して駆動される。
【００２１】
図４は、上記内燃機関のシリンダブロック２からシリンダヘッドカバー４までの部分の右側外観図である。これは、カムチェーンが設けてある側の反対側のシリンダ部側面の外観を示している。線Ｌは、この内燃機関を車両に搭載した時の水平線であり、矢印Ｆは前方を指し、矢印Ｕは上方を指している。シリンダブロック２の下方には内燃機関冷却用ウオーターポンプ45が設けてある。図において、上記ウオーターポンプ45の向こう側に、図示はされていないが、燃料噴射装置15から燃料を圧送するための、前述のエアーポンプ40が設けてある。
【００２２】
シリンダブロックの右側外面に還流制御装置50が取付けてある。シリンダブロックの外側に、排気ポート12から上記還流制御装置50に至る排気ガス抽出通路51が設けてあり、さらに上記還流制御装置50から吸気ポート11に至る排気ガス供給通路52が設けてある。上記の排気ガス抽出通路51と排気ガス供給通路52は、構造は異なるが、共に管状部分を備えた通路であり、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の外側に取付けてある。上記排気ガス抽出通路51、還流制御装置50、および排気ガス供給通路52から、内燃機関の排気還流装置が構成され、これらの各部を連ねた通路を経て、排気ポート12から抽出された排気ガスが、還流制御装置50で流量を制御されて、吸気ポート11へ供給される。
【００２３】
還流制御装置50は、制御弁部53と駆動アクチュエータ部54とを一体化した装置である。排気ガス抽出通路51は、排気ポート12に連なる排気ガス抽出部55と、同抽出部55と上記還流制御装置50とをつなぐ抽出側連結管56とからなっている。排気ガス供給通路52は、吸気ポート11に連なる排気ガス供給部57と、上記還流制御装置50と上記排気ガス供給部57とをつなぐ供給側連結管58とからなっている。供給側連結管58は両端共固定であるが、抽出側連結管56は高熱を受けるので、後述するように、一端がフローティング支持となっており、熱による伸縮を吸収するようになっている。なお、図２には、還流制御装置50と供給側連結管58とが図示してある。
【００２４】
図５は排気ガス抽出通路51と還流制御装置50の図である。排気ガス抽出通路51と、還流制御装置50の制御弁部53とは断面が示してある。駆動アクチュエータ部54は外観が示してある。排気ガス抽出部55は排気ポート12の近くに設けられた排気ガス抽出部本体59と、シールリング60と、シールリング保持金具61とからなっている。図には、排気ガス抽出部本体59の奥に、排気ポート12に直結する排気ガス抽出口59ａが見える。排気ガス抽出部本体59とシールリング保持金具61とは、シールリング60を挟んでねじ結合されるようになっている。
【００２５】
還流制御装置50の制御弁部53には、コイルばね62によって閉方向に付勢されている弁体63が設けてある。弁体63に連なる軸部64は、駆動アクチュエータ部54の内部へ挿入されている。アクチュエータはステップモータ式アクチュエータであり、電線接続端子65から送られる制御信号に応じて、軸部64を介して弁体63を開閉駆動する。
【００２６】
制御弁部53の排気ガス入口部66には雌ねじが設けてあり、抽出側連結管56が、その基端部の雄ねじによって螺着されている。抽出側連結管56の先端部は、排気ガス抽出部55に印籠嵌合され、シールリング60によってフローティング支持されている。
【００２７】
制御弁部53の側部には、弁体63の下流側空間に連通する排気ガス送出口67が設けてあり、排気ガス供給通路52の供給側連結管58が接続固定されている。供給側連結管58の他端は吸気ポート11に設けられた排気ガス供給部57（図４）に接続固定されている。
【００２８】
図６はシール部の組立て説明図である。抽出側連結管56の取付けに際しては、まず図のように、抽出側連結管56にシールリング60とシールリング保持金具61を装着し、抽出側連結管56の先端部が排気ガス抽出部本体59に少し嵌り、かつ抽出側連結管56の基端部の雄ねじが還流制御装置50の排気ガス入口部66の雌ねじに螺着された状態で、シールリング保持金具61でシールリング60を排気ガス抽出部本体59内に押し込みながら、シールリング保持金具61の雄ねじを排気ガス抽出部本体59の雌ねじに螺着する。シールリング保持金具61が排気ガス抽出部本体59に螺着されると、シールリング60が変形し、排気ガス抽出部本体59の段部68の端面68ａと、抽出側連結管56の外周面とに当接して、ガス漏れが防止される。抽出側連結管56は排気ポート12に近接しているので高温ガスの影響を受け、膨張と収縮を繰り返す。本実施形態の抽出側連結管56の排気ポート12に近い端部は、シールリングによってフローティング支持されているので、管軸方向に膨張・収縮が可能である。本実施形態では、抽出側連結管の一端のみを、印籠嵌合とし、シールリングによるフローティング支持としているが、抽出側連結管の両端を、印籠嵌合とし、両端を、シールリングによるフローティング支持としてもよい。
【００２９】
図７は図６のシールリング60とシールリング保持金具61およびその関連部の拡大図である。上記シールリング60は膨張黒鉛シート材を渦巻き状に巻いて円筒状に積層して、圧縮成形したものであり、耐熱性の高いものである。
【００３０】
シールリング保持金具61のシールリング側端面61ａは、シールリング61の方へ向いて、徐々に内径が外方へ拡大する傾斜面が形成してある。排気ガス抽出部本体59には段部68が形成され、上記シールリング60は、この段部68と抽出側連結管56との間において、奥部に形成されている段部の端面68ａまで挿入され、シールリング保持金具61をねじ込むことによって押圧装着される。
【００３１】
図８は上記シールリング60の装着状態を示す拡大図である。シールリング60の材料となっている膨張黒鉛シート材は比較的柔らかい材料であるため、シールリング保持金具61のねじ込みによって押圧されて変形し、段部の端面68ａと抽出側連結管56の外周面56ａに密着し、段部68と抽出側連結管56との間の空間を埋めている。これは、図８の矢印で示されるように、シールリング保持金具61からシールリング60に加わる力Ｆ1（即ち連結管軸線方向力の、シールリング保持金具端面61ａに直交する成分）が、段部68の端面68ａに向かう力Ｆ2と連結管外周面56ａに向かう力Ｆ3とに分解され、それぞれの力によって、シールリング60が、段部の端面68ａと抽出側連結管の外周面56ａとに密着して、シール性を向上させている。
【００３２】
図９はシールリングの他の実施形態を示す図である。この実施形態のシールリング70は、膨張黒鉛シート材を、平面状に積層して圧縮成形し、リング状に加工したものである。シールリング70以外の部材は、第１実施形態のものと同じである。また、このリングの作用効果は第１実施形態と同じであるから詳しい説明を省略する。
【００３３】
以上詳述したように、還流制御装置は、排気ガス抽出側連結管の内部を高温ガスが流通するので、フローティング配管としてあり、配管の熱による伸縮を吸収することができる。フローティング配管を行うに際しては、パイプの熱膨張による寸法変化に基づくパイプ軸線方向の若干の相対移動を許容しつつ、かつガス漏れが生じないようにしなければならない。以上に述べた実施形態では、簡単な構造によって、接続相手側通路部材と還流パイプの抽出側連結管の外周面との間をシールすることが出来る。特にパイプの熱膨張による寸法変化を、シール性を損なうことなく吸収することができる。またシールリング60、70の材料として、膨張黒鉛シート材を積層したものを用いているので、耐熱性の確保とシール性の確保ができ、これによって、還流パイプ材の板厚を薄く出来て、装置全体を小型化することが可能となっている。
【００３４】
なお、上述の実施形態では、耐熱を要するパイプ接続部に適用するために、膨張黒鉛シート材を用いたシールリングの例を示したが、耐熱性を要しない場所には、通常の合成ゴム製のＯリングを用い、これに対して、上記実施形態の、端面61ａが傾斜面となっているシールリング保持金具61を適用することによって、段部の端面とパイプ外周面へのＯリングの密着性を高め、シール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態の排気還流装置を装備した自動２輪車用内燃機関の縦断面を左方から見た図である。
【図２】上記内燃機関の横断面を上方から見た図である。
【図３】上記内燃機関の動弁機構部の縦断面を左方から見た図である。
【図４】上記内燃機関のシリンダ部の右側外観図である。
【図５】排気ガス抽出通路と還流制御装置の断面図である。
【図６】シール部の組立て説明図である。
【図７】図６のシールリング60とシールリング保持金具61およびその関連部の拡大図である。
【図８】上記シールリング60の装着状態を示す拡大図である。
【図９】シールリングの他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
56…抽出側連結管、56ａ…抽出側連結管の外周面、59…排気ガス抽出部本体、60…シールリング、61…シールリング保持金具、61ａ…シールリング保持金具の端面、68…段部、68ａ…段部の端面、70…シールリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005351311.tif 000009
【図８】
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【図９】
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