(57)【要約】【課題】ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定すること。【解決手段】バルブステムシール３０をステムガイド２１に固定する部分であるステムガイド固定部４０に、形状記憶合金からなる嵌合部材４６を設ける。この嵌合部材４６は、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付ける際には径が大きくなっているので、ステムガイド固定部４０による嵌合力が比較的弱い状態でステムガイド２１に組付けることができる。また、この嵌合部材４６は、内燃機関の運転時に温度が上昇した場合に径が小さくなるように形成されているので、径が小さくなることにより、ステムガイド固定部４０によるステムガイド２１への嵌合力を上昇させることができる。これらの結果、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブステムが摺動可能に接触するシール部と、
筒状に形成されており、且つ、前記バルブステムを摺動可能に保持するステムガイドの外周面に前記筒状の内側部分である内側部が接触して前記ステムガイドに嵌合することにより前記ステムガイドに固定されると共に前記シール部に接続されるステムガイド固定部と、
前記ステムガイド固定部が有しており、且つ、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際における温度よりも温度が上昇した際に前記ステムガイド固定部の前記ステムガイドへの嵌合力を上昇させる嵌合手段と、
を備えることを特徴とするバルブステムシール。
【請求項２】
前記嵌合手段が前記ステムガイド固定部の前記ステムガイドへの嵌合力を上昇させる温度は、前記バルブステムを備える内燃機関の運転時に上昇する前記嵌合手段の温度が到達する温度であることを特徴とする請求項１に記載のバルブステムシール。
【請求項３】
前記嵌合手段は、形状記憶合金により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブステムシール。
【請求項４】
前記嵌合手段は、熱収縮材により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブステムシール。
【請求項５】
前記ステムガイド固定部は、筒状に形成されると共に前記ステムガイドに嵌合する部分である嵌合部を有しており、
前記嵌合手段は、前記嵌合部の周囲に配設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブステムシール。
【請求項６】
前記嵌合部は、弾性部材により形成されていることを特徴とする請求項５に記載のバルブステムシール。
【請求項７】
前記嵌合手段は、前記嵌合部の周囲に巻かれて配設されており、且つ、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際には前記嵌合部の周方向に開いていると共に前記内燃機関の運転時には閉じる切込部が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のバルブステムシール。
【請求項８】
前記切込部は、筒状に形成された前記嵌合部の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のバルブステムシール。
【請求項９】
前記切込部は、前記嵌合部の軸方向における所定の位置で形成されている方向が変化しており、且つ、前記嵌合部の周方向に突出した周方向凸部と、前記周方向凸部に接触する周方向凹部とが形成されていることを特徴とする請求項８に記載のバルブステムシール。
【請求項１０】
前記嵌合手段には、前記嵌合部における径方向に突出した径方向凸部が形成されていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載のバルブステムシール。
【請求項１１】
前記切込部には、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際には外れており、且つ、前記内燃機関の運転時には噛み合う噛合部が形成されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のバルブステムシール。
【請求項１２】
前記噛合部には、前記噛合部が噛み合った際に前記切込部が前記嵌合部における周方向に開くことを抑制する引掛り部が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のバルブステムシール。
【請求項１３】
前記嵌合部には、前記嵌合部の軸方向において前記嵌合手段を保持する嵌合手段保持部が形成されていることを特徴とする請求項５〜１２のいずれか１項に記載のバルブステムシール。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前記バルブステムシールと、
前記ステムガイドの前記外周面と前記ステムガイド固定部との接触部分において前記外周面または前記ステムガイド固定部の少なくともいずれか一方に設けられると共に、前記接触部分で接触している他方に向けて突出した突出部と、
を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項１５】
前記突出部は、前記ステムガイド固定部に設けられており、且つ、前記ステムガイドには、前記突出部と係合する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の密封装置。
【請求項１６】
前記突出部は、前記ステムガイドに設けられており、且つ、前記ステムガイド固定部において前記突出部に接触する部分は弾性部材により形成されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の密封装置。
【請求項１７】
前記突出部は、複数設けられていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブステムシール及び密封装置に関するものである。特に、この発明は、組立ての容易性とシール性の確保とを両立できるバルブステムシール及び密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の密封装置は、内燃機関が有する吸排気バルブ等の周囲を流れる潤滑油が、不必要な方向に流れないように、バルブステムシールによってシールしている。このバルブステムシールは、吸排気バルブ等のバルブステムと、当該バルブステムを摺動可能に保持するステムガイドとの間を通って潤滑油が流れないように、バルブステムに接触して潤滑油をシールするシール部を有している。さらに、バルブステムシールには、シール部と一体に形成されると共にステムガイドに固定可能なステムガイド固定部が設けられており、このステムガイド固定部をステムガイドに固定することにより、密封装置はバルブステムの周囲の潤滑油をシール可能に設けられている。
【０００３】
ここで、ステムガイド固定部をステムガイドに固定する際には、ステムガイド固定部をステムガイドに嵌合することにより固定する。このため、ステムガイド固定部とステムガイドとを嵌合する部分は、この部分から潤滑油が流れてバルブステムとステムガイドとの間に流れ込まないように、密着度を高める必要がある。即ち、ステムガイド固定部の嵌合力を高める必要がある。しかし、ステムガイド固定部の嵌合力を高めると、ステムガイド固定部をステムガイドに組付ける際の大きな力が必要になる。そこで、従来の密封装置では、組立て易くしつつ、シール性の確保を図っているものがある。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の密封装置では、オイルステムシールのステムガイド固定部の内側に、ステムガイド固定部をステムガイドに対して装着する方向に２種類の突起を設けている。この２種類の突起のうち、ステムガイド固定部をステムガイドに対して装着する方向において前方に位置する突起は、装着方向に形成された切欠きによって、ステムガイド固定部の内側の円周方向において複数に分割されている。また２種類の突起のうち、ステムガイド固定部をステムガイドに対して装着する方向において後方に位置する突起は、ステムガイド固定部の内側において全周に形成されている。さらに、ステムガイドには、ステムガイド固定部をステムガイドに固定した場合において、複数の分割されている突起に対応する位置に、当該突起と係合する凹部が設けられている。
【０００５】
ステムガイド固定部とステムガイドは、このように設けられているため、ステムガイド固定部をステムガイドに組付ける際には、切欠きによって分割された突起からステムガイドに接触する。この分割されている突起は、分割された個々の突起の大きさが小さいため、荷重を与えた際には変形し易くなっている。このため、ステムガイド固定部をステムガイドに組付ける際に、この突起がステムガイドに接触した場合には、容易に変形するため、嵌合荷重が小さくなり、容易に組付けることができる。また、この分割されている突起は、ステムガイド固定部をステムガイドに組付けた際には、ステムガイドに形成された凹部に係合するため、ステムガイド固定部は、より確実にステムガイドに固定される。また、ステムガイド固定部をステムガイドに組付けた際には、全周に形成されている突起は、ステムガイドの全周に渡ってステムガイドに密着するため、シール性が確保される。これらにより、密封装置の組立て易さとシール性の確保とを両立することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４３７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらのように形成される密封装置は、内燃機関に設けられる場合があるが、内燃機関は運転時には燃焼室内の圧力が高くなる。この圧力は、密封装置が有するバルブステムシールの付近にも作用する場合があり、高い圧力がステムガイドに固定されたバルブステムシールを外す方向に作用した場合、バルブステムシールはステムガイドへの嵌合力が弱いと、ステムガイドから外れる虞がある。このため、密封装置を内燃機関で使用する場合には、バルブステムシールをステムガイドに固定する際に、バルブステムシールの、ステムガイドへの嵌合力を、より強くする必要がある。しかし、バルブステムシールの嵌合力をより強くすると、バルブステムシールをステムガイドに組付ける際に、大きな力で圧入する必要がある。これらにより、ステムガイドへの組付け易さとステムガイドに確実に固定することとを両立することは困難なものとなっていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定できるバルブステムシール及び密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るバルブステムシールは、バルブステムが摺動可能に接触するシール部と、筒状に形成されており、且つ、前記バルブステムを摺動可能に保持するステムガイドの外周面に前記筒状の内側部分である内側部が接触して前記ステムガイドに嵌合することにより前記ステムガイドに固定されると共に前記シール部に接続されるステムガイド固定部と、前記ステムガイド固定部が有しており、且つ、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際における温度よりも温度が上昇した際に前記ステムガイド固定部の前記ステムガイドへの嵌合力を上昇させる嵌合手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明では、バルブステムシールにおいてステムガイドに固定する部分であるステムガイド固定部に、温度が上昇した際にステムガイドのへの嵌合力を上昇させる嵌合手段を設けている。この嵌合手段は、ステムガイド固定部をステムガイドに固定する際における温度よりも温度が上昇した際に、ステムガイド固定部のステムガイドへの嵌合力を上昇させるように形成されているので、ステムガイド固定部をステムガイドに固定する際における嵌合力は弱くなっている。このため、ステムガイド固定部、或いは、バルブステムシールをステムガイドに組付ける際に、容易に組付けることができる。また、嵌合手段は、温度が上昇した際にステムガイドのへの嵌合力を上昇させることができるので、当該バルブステムシールを備えた装置の使用を開始した際においてバルブステムシールの温度が上昇した場合、ステムガイドへの嵌合力が上昇する。この結果、ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定することができる。
【００１１】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合手段が前記ステムガイド固定部の前記ステムガイドへの嵌合力を上昇させる温度は、前記バルブステムを備える内燃機関の運転時に上昇する前記嵌合手段の温度が到達する温度であることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合手段は、形状記憶合金により形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合手段は、熱収縮材により形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記ステムガイド固定部は、筒状に形成されると共に前記ステムガイドに嵌合する部分である嵌合部を有しており、前記嵌合手段は、前記嵌合部の周囲に配設されることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合部は、弾性部材により形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合手段は、前記嵌合部の周囲に巻かれて配設されており、且つ、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際には前記嵌合部の周方向に開いていると共に前記内燃機関の運転時には閉じる切込部が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記切込部は、筒状に形成された前記嵌合部の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記切込部は、前記嵌合部の軸方向における所定の位置で形成されている方向が変化しており、且つ、前記嵌合部の周方向に突出した周方向凸部と、前記周方向凸部に接触する周方向凹部とが形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合手段には、前記嵌合部における径方向に突出した径方向凸部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記切込部には、前記ステムガイド固定部を前記ステムガイドに固定する際には外れており、且つ、前記内燃機関の運転時には噛み合う噛合部が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記噛合部には、前記噛合部が噛み合った際に前記切込部が前記嵌合部における周方向に開くことを抑制する引掛り部が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
また、この発明に係るバルブステムシールは、前記嵌合部には、前記嵌合部の軸方向において前記嵌合手段を保持する嵌合手段保持部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
また、この発明に係る密封装置は、上記のバルブステムシールと、前記ステムガイドの前記外周面と前記ステムガイド固定部との接触部分において前記外周面または前記ステムガイド固定部の少なくともいずれか一方に設けられると共に、前記接触部分で接触している他方に向けて突出した突出部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
この発明では、上記のバルブステムシールを用いることにより、バルブステムシールをステムガイドに組付ける際に、容易に組付けることができ、当該バルブステムシールを備えた装置の使用を開始した際においてバルブステムシールの温度が上昇した場合には、ステムガイドへの嵌合力を上昇させることができる。さらに、ステムガイドの外周面とステムガイド固定部との接触部分には、突出部が設けられているので、ステムガイド固定部をステムガイドに嵌合することにより、突出部での嵌合力が高くなったり、突出部が設けられている方の他方に突出部と係合する部分を形成することにより、ステムガイド固定部がステムガイドから外れ難くしたりすることができる。これらの結果、ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定することができる。
【００２５】
また、この発明に係る密封装置は、前記突出部は、前記ステムガイド固定部に設けられており、且つ、前記ステムガイドには、前記突出部と係合する溝部が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
また、この発明に係る密封装置は、前記突出部は、前記ステムガイドに設けられており、且つ、前記ステムガイド固定部において前記突出部に接触する部分は弾性部材により形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、この発明に係る密封装置は、前記突出部は、複数設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るバルブステムシールは、ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定することができる、という効果を奏する。また、本発明に係る密封装置は、ステムガイドに対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイドに固定することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る密封装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明の実施例１に係る密封装置が設けられた内燃機関の要部概略図である。同図に示す内燃機関１は、シリンダヘッド５に吸排気バルブが設けられており、吸排気バルブとしては、吸気バルブ１０と排気バルブ（図示省略）とが設けられている。このうち吸気バルブ１０は、略円錐形の形状で形成された傘部１１と、傘部１１の形状である略円錐形の軸方向に延びる軸であるバルブステム１２とが設けられている。このように形成される吸気バルブ１０は、内燃機関１の運転時にバルブステム１２の軸方向に往復運動をすることにより、吸気通路６と燃焼室７との開閉が可能に設けられている。
【００３１】
このように形成される吸気バルブ１０は、筒状、或いは略円筒形の形状で形成されるステムガイド２１の内側にバルブステム１２が摺動可能に保持されることにより、ステムガイド２１に保持されている。また、このステムガイド２１はシリンダヘッド５に固定されており、これにより、吸気バルブ１０はシリンダヘッド５に設けられている。また、バルブステム１２における傘部１１の反対側の端部付近には、スプリングリテーナ１５が位置しており、スプリングリテーナ１５はバルブステム１２に固定されている。また、スプリングリテーナ１５における、吸気バルブ１０の傘部１１側の面とシリンダヘッド５との間には弾性部材であるバルブスプリング１６が配設されている。このバルブスプリング１６は、スプリングリテーナ１５に対して付勢力を与えており、このようにスプリングリテーナ１５に付勢力を与えることにより、スプリングリテーナ１５を介して吸気バルブ１０に付勢力を与えている。
【００３２】
また、吸気バルブを摺動可能に保持するステムガイド２１には、バルブステムシール３０が固定されている。このバルブステムシール３０は、ステムガイド２１において、バルブステム１２に固定されたスプリングリテーナ１５が位置している側の端部付近に設けられている。また、このバルブステムシール３０は、シール部３１を有しており、さらに、このシール部３１に接続されるステムガイド固定部４０を有している。このうち、シール部３１は、バルブステム１２に摺動可能に接触しており、ステムガイド固定部４０はステムガイド２１に固定されている。このように、ステムガイド固定部４０がステムガイド２１に固定されることにより、バルブステムシール３０はステムガイド２１に固定されている。また、バルブステムシール３０と、当該バルブステムシール３０が固定されるステムガイド２１とは、密封装置２０として設けられている。
【００３３】
なお、吸気バルブ１０は、このように設けられているが、吸気バルブ１０と排気バルブとは、ほぼ同等の構成となっており、排気バルブは内燃機関１の運転時に、排気バルブが有するバルブステム１２の軸方向に往復運動をすることにより、排気通路（図示省略）と燃焼室７との開閉が可能に設けられている。また、排気バルブ側にも、吸気バルブ１０側に設けられる密封装置２０と同様に、同等の構成で密封装置２０が設けられている。
【００３４】
図２は、図１のＡ部詳細図である。バルブステムシール３０が有するシール部３１は、内径がバルブステム１２の外径と同程度の径で形成される筒状、具体的には略円筒形の形状で形成されており、この略円筒形の軸方向における一端には、その端部の周囲に円形の板状の形状で形成された保持部３２が設けられている。またシール部３１には、保持部３２において、当該保持部３２が形成されている側の端部の反対側に位置する端部側の面側に、シール部３１の周囲に形成される弾性部材である環状スプリング３３が配設されている。
【００３５】
また、ステムガイド固定部４０は、内径がステムガイド２１の外径と同程度の径で形成される筒状、具体的には略円筒形の形状で形成されており、シール部３１における保持部３２が設けられている側の端部の反対側の端部に接続されている。その向きは、当該ステムガイド固定部４０の形状である略円筒形の軸方向が、シール部３１の形状である略円筒形の軸方向と同一方向となる向きとなっている。ここで、ステムガイド２１の外径は、バルブステム１２の外径よりも大きいので、ステムガイド固定部４０の形状である略円筒形の径は、シール部３１の形状である略円筒形の径よりも大きくなっている。
【００３６】
また、このステムガイド固定部４０には、略円筒形の内側部分である内側部４１に、略円筒形の内側方向に向けて突出した突出部４２が形成されている。この突出部４２は、ステムガイド固定部４０における、シール部３１側の端部の反対側に位置する端部付近に設けられており、この端部付近の内側部４１の全周にかけて形成されている。また、ステムガイド固定部４０は、略円筒形の形状で形成された嵌合部４５と、嵌合部４５の周囲に配設される嵌合手段である嵌合部材４６とにより形成されている。内側部４１は、このうちの嵌合部４５の内側部分となっており、突出部４２は、嵌合部４５に設けられている。また、嵌合部４５は略円筒形の一端がシール部３１に接続され、一体に形成されている。ステムガイド固定部４０は、このように嵌合部４５がシール部３１に接続されることにより、シール部３１に接続されている。また、一体に形成されたシール部３１と嵌合部４５とは、共に弾性部材により形成されており、例えばバイトンなど生ゴムを改質したゴム材料により形成されている。さらに、嵌合部４５に形成される突出部４２も、嵌合部４５及びシール部３１と一体に形成されている。
【００３７】
また、嵌合部４５の周囲に配設される嵌合部材４６は、形状記憶合金により形成されている。その形状は、内燃機関１の運転時においては、略円筒形の形状で嵌合部４５の周囲に配設されるように、嵌合部４５に融着されて設けられている。また、バルブステムシール３０が固定されるステムガイド２１には、ステムガイド固定部４０に設けられた突出部４２と係合する溝部２３が形成されている。この溝部２３はステムガイド２１の外周面２２に形成されており、バルブステムシール３０をステムガイド２１に固定した際に、ステムガイド固定部４０の内側部４１に設けられた突出部４２が係合する位置、或いは突出部４２が入り込むことができる位置に形成されている。
【００３８】
図３は、図２に示す嵌合部材の斜視図である。ステムガイド固定部４０が有する嵌合部材４６は、帯状に形成された板部材が、略円筒形に巻かれることにより形成されている。また、この板部材が略円筒形に巻かれることにより形成される嵌合部材４６は、嵌合部材４６単体の状態では、帯状の端部同士は離間している。換言すると、離間した帯状の端部同士は、切込部４７として形成されており、切込部４７は、当該嵌合部材４６が周囲に巻かれて配設される嵌合部４５（図２参照）の周方向、または当該嵌合部材４６の周方向に開いている。さらに、この切込部４７は、略円筒形の形状で形成された嵌合部４５、または嵌合部材４６の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されている。
【００３９】
図４は、図３に示す嵌合部材が変形した状態を示す説明図である。また、嵌合部材４６は形状記憶合金により形成されているため、嵌合部材４６が所定の温度に達した場合、即ち、形状記憶合金が変形する変態点の温度に達した場合には、形状が変化するように形成されている。詳しくは、密封装置２０（図１参照）が備えられる内燃機関１（図１参照）は運転時に温度が上昇するが、この温度上昇に伴い嵌合部材４６の温度が上昇した場合に、嵌合部材４６は開いている切込部４７が閉じる方向に形状が変形する。即ち、嵌合部材４６を形成する形状記憶合金の変態点の温度は、内燃機関１の運転時において嵌合部材４６の温度が上昇した場合に到達する温度になっており、これにより、嵌合部材４６は、内燃機関１の運転時に温度が上昇した場合に、当該嵌合部材４６の形状である略円筒形の径が小さくなるように変形する。
【００４０】
この実施例１に係る密封装置２０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。密封装置２０を組立てる際には、まず、周囲に嵌合部材４６が融着された嵌合部４５を有するバルブステムシール３０を、ステムガイド２１に組付ける。その向きは、ステムガイド固定部４０におけるシール部３１側の端部の反対側に位置する端部側から、ステムガイド２１に組付ける。その際に、嵌合部４５は弾性部材により形成されており、嵌合部材４６は切込部４７が嵌合部４５の周方向に開いているので、ステムガイド２１に形成された溝部２３近傍を嵌合部４５が覆うように組付けることができる。即ち、嵌合部４５は弾性部材により形成され、嵌合部材４６は切込部４７が開いているので、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部４０の嵌合力は弱くなっており、ステムガイド固定部４０は、嵌合力が弱い状態でステムガイド２１に組付けられる。また、このようにバルブステムシール３０をステムガイド２１に組付けた場合、嵌合部４５の内側部４１はステムガイド２１の外周面２２に接触し、この内側部４１に形成された突出部４２はステムガイド２１の溝部２３に入り込み、溝部２３と係合する。
【００４１】
このようにバルブステムシール３０がステムガイド２１に組付けられることにより組立てられた密封装置２０を、内燃機関１に設ける場合には、バルブステムシール３０のシール部３１の内側に、吸気バルブ１０などのバルブステム１２が通る。シール部３１の内側にバルブステム１２が通された場合には、バルブステム１２はシール部３１の内側に接触する。
【００４２】
当該密封装置２０が備えられる内燃機関１の運転を開始すると、燃焼室７で燃料と空気との混合気が燃焼する。この燃焼による燃焼時の熱は、内燃機関１の各部を伝導したりすることにより、密封装置２０にも伝えられる。このように熱が密封装置２０に伝えられてバルブステムシール３０の温度が上昇し、嵌合部材４６の温度が上昇した場合には、嵌合部材４６は、略円筒形の径が小さくなるように変形する。換言すると、嵌合部材４６は、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付けるときよりも温度が上昇した際に、嵌合部材４６の形状である略円筒形の径が小さくなるように、形状記憶合金により形成されている。温度の上昇により、径が小さくなるように嵌合部材４６が変形すると、嵌合部材４６は、嵌合部４５を径方向における外側方向から径方向における内側方向に向けて締め付ける。嵌合部材４６が嵌合部４５を締め付ける、即ち、嵌合部４５が嵌合部材４６によって締め付けられると、嵌合部４５からステムガイド２１に対する付勢力が上昇し、これによりステムガイド２１に対するステムガイド固定部４０の嵌合力は上昇する。
【００４３】
内燃機関１の運転時には、吸気バルブ１０や排気バルブは、バルブステム１２の軸方向に往復運動をするが、バルブステム１２は、バルブステムシール３０のシール部３１に接触している。このため、バルブステム１２は、シール部３１の内側を摺動しつつ往復運動をする。即ち、バルブステム１２は、シール部３１に摺動可能に接触している。このため、バルブステム１２は、傘部１１方向からスプリングリテーナ１５の方向に移動した際に、シール部３１に対して、バルブステムシール３０をステムガイド２１から外す方向の力を与えるが、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部４０の嵌合力は高くなっている。さらに、ステムガイド固定部４０に形成された突出部４２は、ステムガイド２１に形成された溝部２３に係合している。これらのため、バルブステムシール３０はステムガイド２１から外れない。
【００４４】
また、内燃機関１の運転時には、潤滑油が内燃機関１の各部を潤滑するが、バルブステムシール３０が有するシール部３１は、バルブステム１２に接触しているため、バルブステム１２においてスプリングリテーナ１５が配設されている側から、ステムガイド２１の方向に潤滑油が流れることを抑制する。これにより、バルブステム１２とステムガイド２１と間には潤滑油が流入しなくなり、潤滑油がこの間を通って燃焼室７の方向に流れることを抑制できる。
【００４５】
また、嵌合部材４６は形状記憶合金により形成されているが、この形状記憶合金は、形状が変化した後は、温度が低下しても、その形状が維持される。このため、嵌合部材４６は径が小さくなって切込部４７が閉じた状態が維持され、嵌合部４５を締め付けた状態が維持される。これにより、内燃機関１の運転を停止した後も、ステムガイド固定部４０の嵌合力が上昇した状態が維持される。
【００４６】
以上の密封装置２０が有するバルブステムシール３０は、当該バルブステムシール３０においてステムガイド２１に固定する部分であるステムガイド固定部４０に、温度が上昇した際にステムガイド２１のへの嵌合力を上昇させる嵌合部材４６を設けている。この嵌合部材４６は、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に固定する際における温度よりも温度が上昇した際に、ステムガイド固定部４０によるステムガイド２１への嵌合力を上昇させるように形成されているので、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に固定する際における嵌合力は、相対的に弱くなっている。このため、ステムガイド固定部４０、或いは、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付ける際に、容易に組付けることができる。また、嵌合部材４６は、温度が上昇した際にステムガイド２１のへの嵌合力を上昇させることができるので、前記内燃機関１など当該バルブステムシール３０を備えた装置の使用を開始した際においてバルブステムシール３０の温度が上昇した場合、ステムガイド２１への嵌合力が上昇する。この結果、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【００４７】
また、嵌合部材４６がステムガイド固定部４０のステムガイド２１への嵌合力を上昇させる温度は、バルブステムシール３０を備える内燃機関１の運転時に上昇する嵌合部材４６の温度が到達する温度となっている。このため、前記バルブステムシール３０を内燃機関１の吸気バルブ１０など吸排気バルブをシールする部材として用いることにより、組付け時には容易に組付けることが可能になると共に内燃機関１の運転時には、ステムガイド２１への嵌合力を強くすることができる。この結果、より確実にステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【００４８】
また、嵌合部材４６は、形状記憶合金により形成されているので、より確実にバルブステムシール３０の組付け時と内燃機関１の運転時とで形状を変化させることができる。つまり、バルブステムシール３０の組付け時には、ステムガイド２１への嵌合力を弱くし、内燃機関１の運転時において嵌合部材４６の温度が上昇した場合には、嵌合部材４６の形状を変化させて、ステムガイド固定部４０の、ステムガイド２１への嵌合力を強くすることができる。この結果、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さと、ステムガイド２１への固定の確実性とを、より確実に両立することができる。
【００４９】
また、ステムガイド固定部４０は、ステムガイド２１に嵌合する部分である嵌合部４５を有しており、嵌合部材４６は、嵌合部４５の周囲に配設されているので、嵌合部材４６の温度が上昇することにより嵌合部材４６が変形した際に、嵌合部４５を締め付けることができる。これにより、ステムガイド２１への嵌合力を上昇させることができる。また、嵌合部４５の周囲に嵌合部材４６を配設することにより、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に組付ける際と嵌合部材４６の温度が上昇した際との嵌合力を変化させることができるので、嵌合力が変化するステムガイド固定部４０を、容易に形成することができる。これらの結果、容易に、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さとステムガイド２１への固定の確実性とを両立することができる。
【００５０】
また、嵌合部４５は、弾性部材であるゴム材料により形成されているので、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に組付ける際には、嵌合部４５が弾性変形をすることにより、容易に組付けることができる。また、嵌合部４５の周囲に配設された嵌合部材４６が温度の上昇により変形し、嵌合部４５を締め付けた場合に、嵌合部４５は容易に変形するので、ステムガイド２１に対する嵌合力を上昇させることができる。これらの結果、容易に、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さとステムガイド２１への固定の確実性とを両立することができる。
【００５１】
また、嵌合部材４６は、嵌合部４５の周囲に巻かれて配設されており、嵌合部材４６には切込部４７が形成されている。また、この切込部４７は、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に固定する際には嵌合部４５の周方向に開いており、内燃機関１の運転時には閉じるように形成されている。このため、嵌合部材４６が周囲に巻かれた嵌合部４５をステムガイド２１に組付ける際における嵌合力と、嵌合部材４６の温度が上昇した際における嵌合力とを、より確実に変えることができる。これらの結果、より確実に、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さとステムガイド２１への固定の確実性とを両立することができる。
【００５２】
また、切込部４７は、嵌合部４５の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向、即ち、周方向に対して斜め方向に形成されているので、嵌合部材４６の温度が上昇して切込部４７が閉じた場合に、応力集中を分散することができる。つまり、嵌合部材４６の温度が上昇することにより径が小さくなり、切込部４７が閉じた場合において、さらに径が小さくなる場合には、閉じた切込部４７に対して前記周方向における圧縮方向の力が作用する。このような場合でも切込部４７を周方向に対して斜めに形成することにより、閉じた切込部４７同士は斜め方向に逃げることができるので、応力集中が分散され、皺の発生などの不具合を抑制できる。また、切込部４７同士が斜めに逃げるので、嵌合部材４６の径を、より小さくすることができ、ステムガイド固定部４０の嵌合力を、より確実に上昇させることができる。これらの結果、バルブステムシール３０を、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【００５３】
また、以上の密封装置２０は、上述したバルブステムシール３０を用いることにより、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付ける際に、容易に組付けることができ、前記内燃機関１など当該バルブステムシール３０を備えた装置の使用を開始した際においてバルブステムシール３０の温度が上昇した場合には、ステムガイド２１への嵌合力を上昇させることができる。さらに、ステムガイド２１の外周面２２とステムガイド固定部４０との接触部分には、突出部４２が設けられており、具体的には、ステムガイド固定部４０に突出部４２が設けられている。これに対し、ステムガイド２１には、突出部４２と係合する溝部２３が形成されている。このため、ステムガイド固定部４０をステムガイド２１に嵌合した際に、突出部４２が溝部２３に係合することにより、ステムガイド固定部４０がステムガイド２１から外れ難くすることができる。これらの結果、ステムガイド２１に対するバルブステムシール３０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【実施例２】
【００５４】
本実施例２に係る密封装置は、実施例１に係る密封装置と略同様の構成であるが、ステムガイド固定部がクリップ状の形状で形成されている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図５は、本発明の実施例２に係る密封装置の要部断面図である。同図に示す密封装置５０は、実施例１に係る密封装置２０と同様に、ステムガイド２１と、当該ステムガイド２１に固定されるバルブステムシール５１とにより構成されている。また、バルブステムシール５１は、シール部５２とステムガイド固定部５４とにより形成されている。このうち、ステムガイド固定部５４は、実施例１に係る密封装置２０が有するバルブステムシール３０のステムガイド固定部４０と異なり、シール部５２とは一体に形成されておらず、全て形状記憶合金によって形成されている。即ち、ステムガイド固定部５４全体が、嵌合手段である嵌合部材５８として形成されている。
【００５５】
このように形成されるステムガイド固定部５４は、中央に穴が開いた略円板状の形状で形成された接続部５５と、略円筒形の形状で形成された本体部５６と、接続部５５と同様に中央に穴が開いた略円板状の形状で形成された突出部５７とを有している。このうち、本体部５６は、略円筒形の軸方向における一方の端部が、接続部５５の外周部分の付近に接続されており、反対側の端部が、突出部５７の外周部分の付近に接続されている。また、このステムガイド固定部５４が有する本体部５６の内側部分は内側部５９となっており、この内側部５９には、突出部５７も含まれる。
【００５６】
このような形状で形成されるステムガイド固定部５４は、形状記憶合金からなる嵌合部材５８によって形成されているが、このステムガイド固定部５４は、実施例１に係る密封装置２０が有するバルブステムシール３０と同様に、温度が上昇することにより径が変化する。具体的には、バルブステムシール５１をステムガイド２１に組付ける際よりも、当該バルブステムシール５１が設けられる内燃機関１（図１参照）の運転時においてステムガイド固定部５４の温度が上昇した際の方が、ステムガイド固定部５４の接続部５５、本体部５６及び突出部５７は、全体的に径が小さくなる。
【００５７】
また、バルブステムシール５１のシール部５２は、略円筒形の形状で形成されており、略円筒形の軸方向における両端部のうち、保持部３２、或いは環状スプリング３３が形成されている側の反対側の端部に、略円筒形の径方向における外側方向に突出した縁部５３が、全周にかけて形成されている。
【００５８】
この実施例２に係る密封装置５０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。密封装置５０を組立てる際には、まず、シール部５２の縁部５３を、ステムガイド固定部５４が有する接続部５５における突出部５７側の面に接触させ、突出部５７がシール部５２の保持部３２や環状スプリング３３から離れる向きで、ステムガイド固定部５４とシール部５２とを接続する。さらに、バルブステムシール５１は、この状態でステムガイド固定部５４の突出部５７側からステムガイド２１に組付ける。バルブステムシール５１がステムガイド２１に組付けられた場合には、突出部５７はステムガイド２１の外周面２２に形成された溝部２３に入り込んで溝部２３に係合し、ステムガイド２１に嵌合するが、この状態では、ステムガイド固定部５４の径は小さくなっていないので、嵌合力は比較的弱くなっている。また、バルブステムシール５１がステムガイド２１に組付けられた場合には、シール部３１の縁部５３は、ステムガイド固定部５４の接続部５５とステムガイド２１とに挟まれる。これらにより、バルブステムシール５１は、ステムガイド２１に組付けられる。
【００５９】
この実施例２に係る密封装置５０が備えられる内燃機関１の運転を開始すると、バルブステムシール５１の温度は上昇し、バルブステムシール５１の温度が上昇することにより、ステムガイド固定部５４の温度が上昇する。ステムガイド固定部５４は、形状記憶合金からなる嵌合部材５８により形成されているため、ステムガイド固定部５４の温度が上昇すると、形状が変化する。この変化は、詳しくは、ステムガイド固定部５４が有する接続部５５、本体部５６、突出部５７の形状である略円板状、または略円筒形の径が小さくなるように変形する。これにより、ステムガイド固定部５４の突出部５７は、ステムガイド２１の溝部２３の深さ方向に作用する力が大きくなるので、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部５４の嵌合力は上昇する。
【００６０】
また、ステムガイド固定部５４の温度が上昇した場合には、ステムガイド固定部５４は、本体部５６が、当該本体部５６の形状である略円筒形の軸方向における長さが短くなる方向にも変形する。この本体部５６は、一端に接続部が接続され、他端に突出部５７が接続されているが、突出部５７はステムガイド２１の溝部２３に係合している。このため、本体部５６の長さが短くなった場合には、接続部５５が突出部５７寄りの方向に移動する。ここで、シール部５２の縁部５３は、この接続部５５とステムガイド２１とに挟まれているため、このように接続部５５が突出部５７寄りの方向に移動すると、シール部５２の縁部５３は、より大きな力で接続部５５とステムガイド２１とに挟まれた状態になる。
【００６１】
このシール部５２の内側には、吸気バルブ１０（図１参照）などのバルブステム１２（図１参照）が通り、内燃機関１の運転時には、吸気バルブ１０などが往復運動をすることにより、バルブステム１２もシール部５２の内側を摺動しつつ往復運動をする。このため、バルブステム１２は、傘部１１（図１参照）方向からスプリングリテーナ１５（図１参照）の方向に移動した際に、シール部５２に対して、バルブステムシール５１をステムガイド２１から外す方向の力を与えるが、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部５４の嵌合力は高くなっている。さらに、シール部５２の縁部５３をステムガイド固定部５４の接続部５５とステムガイド２１とで挟み込む力も高くなっている。これらのため、バルブステムシール５１はステムガイド２１から外れない。
【００６２】
また、内燃機関１の運転時に内燃機関１の各部を潤滑する潤滑油は、シール部５２とバルブステム１２とが接触していることにより、この間に流れることが抑制され、また、ステムガイド固定部５４とシール部５２の縁部５３との間に流れることも抑制される。これらにより、ステムガイド２１の方向に潤滑油が流れることが抑制されるので、バルブステム１２とステムガイド２１と間には潤滑油が流入しなくなり、潤滑油がこの間を通って燃焼室７（図１参照）の方向に流れることを抑制できる。
【００６３】
また、ステムガイド固定部４０を形成する嵌合部材５８は、形状記憶合金により形成されているが、この形状記憶合金は、形状が変化した後は、温度が低下しても、その形状が維持される。このため、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部５４の嵌合力、及びステムガイド固定部５４とステムガイド２１とによってシール部５２の縁部５３を挟み込む力は維持される。これにより、内燃機関１の運転を停止した後も、ステムガイド固定部５４の嵌合力と、シール部５２の縁部５３を挟み込む力とが上昇した状態が維持される。
【００６４】
以上の密封装置５０が有するバルブステムシール５１は、シール部５２とステムガイド固定部５４とが分割されており、このバルブステムシール５１をステムガイド２１に組付ける際には、ステムガイド固定部５４の接続部５５とステムガイド２１で、シール部５２の縁部５３を挟み込むことにより組付ける。即ち、ステムガイド固定部５４は、シール部５２をステムガイド２１に固定するクリップの役割をしている。このように、シール部５２、或いはバルブステムシール５１は、クリップの役割をするステムガイド固定部５４によって、容易にステムガイド２１に組付けられる。また、このステムガイド固定部５４は、形状記憶合金からなる嵌合部材５８により形成されており、当該密封装置５０が備えられる内燃機関１の運転時に、ステムガイド固定部５４の温度が上昇した場合には、ステムガイド固定部５４の形状は変化する。これにより、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部５４の嵌合力と、シール部５２の縁部５３を挟み込む力とが上昇する。これらの結果、ステムガイド２１に対するバルブステムシール５１の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【００６５】
また、バルブステムシール５１は、シール部５２とステムガイド固定部５４とが分割されているので、製造時においてシール部５２、またはステムガイド固定部５４のいずれか一方に製造故障などの不具合が生じた場合でも、その部分のみを交換することができる。つまり、不具合が生じたシール部５２、またはステムガイド固定部５４のみを交換し、他のシール部５２などを用いることができる。また、シール部５２はバルブステム１２に形状を合わせ、ステムガイド固定部５４はステムガイド２１に形状を合わせれば良いので、バルブステム１２とステムガイド２１との組合せに応じて、シール部５２とステムガイド固定部５４の組合せを変更することにより、様々な形態のバルブステム１２及びステムガイド２１に対応することができる。これらの結果、製造コストの低減を図ることができる。
【００６６】
図６は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。なお、実施例１に係る密封装置２０では、突出部４２はバルブステムシール３０のステムガイド固定部４０に１つ形成されているのみであるが、突出部４２は複数設けられていてもよい。例えば、図６に示すように、突出部４２はステムガイド固定部４０の内側部４１に、軸方向において２つ形成してもよい。この場合、ステムガイド２１の外周面２２には、２つの突出部４２に対応する位置に、溝部２３を２つ形成する。このように、突出部４２を２つ設け、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付ける場合には、２つの突出部４２をそれぞれステムガイド２１に形成された溝部２３に入り込ませ、２つの突出部４２と２つの溝部２３とを係合させる。これにより、バルブステムシール３０とステムガイド２１とは係合している部分が増加するので、バルブステムシール３０はステムガイド２１から、より外れ難くなる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００６７】
図７は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、突出部４２はバルブステムシール３０のステムガイド固定部４０に形成されているが、突出部４２はステムガイド２１に形成してもよい。例えば、図７に示すように、ステムガイド７５の外周面７６に、当該ステムガイド７５の径方向における外方に突出した突出部７７を設けてもよい。この突出部７７は、ステムガイド７５の外周面７６から、当該ステムガイド７５の径方向における外方に凸となって突出しており、詳しくは、断面形状が略半円形となる形状で突出している。また、この突出部７７は、外周面７６の周方向における全周に形成されており、ほぼ同一の形状で、ステムガイド７５の軸方向に並んで２つ形成されている。なお、この突出部７７は、リング状の部材をステムガイド７５に嵌め込んでもよく、一体成形によりステムガイド７５に形成してもよい。
【００６８】
また、このようにステムガイド７５に突出部７７が設けられる場合、バルブステムシール７０のステムガイド固定部７１には突出部は設けられず、ステムガイド固定部７１の内側部７３は起伏のない曲面となって形成される。また、この内側部７３は、ステムガイド固定部７１が有する嵌合部７２の内側部分となっており、さらに、嵌合部７２は、実施例１に係る密封装置２０のバルブステムシール３０が有する嵌合部４５と同様に、弾性部材形成されており、具体的にはゴム材料により形成されている。
【００６９】
このため、ステムガイド固定部７１をステムガイド７５に組付ける場合、ステムガイド固定部７１をステムガイド７５に被せるように組付ける。即ち、ステムガイド固定部７１の内側部７３がステムガイド７５の外周面７６に接触するように組付ける。ここで、ステムガイド７５の外周面７６には突出部７７が形成されているが、ステムガイド固定部７１の嵌合部７２はゴム材料により形成されており、弾力性を有している。このため、ステムガイド固定部７１をステムガイド７５に組付ける際に、ステムガイド７５の外周面７６に形成された突出部７７が嵌合部７２の内側部７３に接触した場合、嵌合部７２における突出部７７に接触した部分は突出部７７の形状に合わせて弾性変形をする。つまり、嵌合部７２の内側部７３は、接触している突出部７７の形状に合わせて凹む。
【００７０】
また、このように嵌合部７２が弾性変形をしながらステムガイド７５に嵌合する場合、突出部７７は断面形状が略半円形の形状で形成されているので、ステムガイド７５の軸方向に向かうに従って徐々に突出している。このため、ステムガイド固定部７１は、容易にステムガイド７５に組付けることができる。これらにより、嵌合部７２、或いはステムガイド固定部７１は、ステムガイド７５の突出部７７がステムガイド固定部７１に係合した状態でステムガイド７５に嵌合することができる。
【００７１】
さらに、この状態で内燃機関１（図１参照）の運転時に嵌合部材４６の温度が上昇した場合には、嵌合部材４６は嵌合部７２を締め付けるように変形するので、ステムガイド７５に対するステムガイド固定部７１の嵌合力を上昇させることができる。これらの結果、ステムガイド７５に対するバルブステムシール７０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド７５に固定することができる。
【００７２】
またさらに、嵌合部７２は弾性部材により形成されているので、突出部７７をステムガイド７５の外周面７６に設けることにより、ステムガイド固定部７１に溝部を設けなくても、ステムガイド７５の突出部７７と嵌合部７２とを係合させることができる。これにより、より容易に突出部７７に係合する部分を設けることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。
【００７３】
図８は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。また、ステムガイド７５に突出部７７を設ける場合、明確に突出している以外の形状で突出部を形成してもよい。例えば、図８に示すように、ステムガイド７５の外周面７６における、ステムガイド固定部７１の内側部７３に接触する部分の広い範囲に、突出部としてローレット状の条痕８０を施してもよい。このようにステムガイド７５の外周面７６に条痕８０を施した場合も、バルブステムシール７０のステムガイド固定部７１には突出部は設けず、ステムガイド固定部７１の内側部７３は起伏のない曲面で形成し、ステムガイド固定部７１の嵌合部７２はゴム材料などの弾性部材により形成する。
【００７４】
このように、外周面７６に条痕８０が施されたステムガイド７５にステムガイド固定部７１を組付ける場合、条痕８０は外周面７６からの突出量が小さいため、比較的容易に組付けることができる。また、ステムガイド固定部７１をステムガイド７５に組付けて嵌合する場合、ステムガイド固定部７１の嵌合部７２は弾性部材により形成されているため、嵌合部７２の内側部７３が条痕８０の形状に合わせて変形する。即ち、ステムガイド固定部７１をステムガイド７５に嵌合した場合には、ステムガイド７５の外周面７６に施された条痕８０は、嵌合部７２の内側部７３に喰い込む。
【００７５】
さらに、条痕８０は、ステムガイド７５の外周面７６における、ステムガイド固定部７１の内側部７３に接触する部分の広い範囲に施されているため、条痕８０が嵌合部７２の内側部７３に喰い込んだ場合には、喰い込んでいる部分の表面積が大きくなる。このため、ステムガイド固定部７１がステムガイド７５から外れる方向に移動しようとする場合の抵抗が大きくなり、ステムガイド固定部７１は、よりステムガイド７５から外れ難くなる。これらの結果、ステムガイド７５に対するバルブステムシール７０の組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド７５に固定することができる。
【００７６】
図９は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、バルブステムシール３０が有する嵌合部材４６は、嵌合部４５に融着されているが、嵌合部材４６は、融着以外により嵌合部４５に取り付けてもよい。例えば、図９に示すように、嵌合部４５には、嵌合部４５の軸方向において嵌合部材４６を保持する嵌合手段保持部である嵌合部材保持部８５を設けてもよい。この嵌合部材保持部８５は、嵌合部４５の外周部分の２箇所に形成されており、２箇所の嵌合部材保持部８５は、嵌合部材４６の軸方向における長さと同程度の間隔で嵌合部４５の径方向における外方に向けて形成されている。嵌合部材４６を嵌合部４５に巻き付ける場合には、この２箇所の嵌合部材保持部８５の間に遊設状態で巻き付ける。これにより、嵌合部材４６は、融着させることなく容易に嵌合部４５の周囲に配設することができる。
【００７７】
また、嵌合部材４６を嵌合部４５に融着する場合には、嵌合部材４６の温度を上昇させる必要があるが、嵌合部材４６は温度が上昇することにより変形をするように形成されている。このため、嵌合部材４６を嵌合部４５に融着した場合には、嵌合部材４６は嵌合部４５を締め付けるように変形してしまう虞があるが、嵌合部材保持部８５を設けて嵌合部材４６を保持することにより、バルブステムシール３０をステムガイド２１に組付ける前に嵌合部材４６が変形することを抑制できる。これらの結果、ステムガイド２１に対する組付け易さとステムガイド２１への固定の確実性を確保したバルブステムシール３０を、より容易に、且つ、確実に形成することができる。
【００７８】
図１０は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、バルブステムシール３０が有するステムガイド固定部４０は、形状記憶合金からなる嵌合部材４６を嵌合部４５の周囲に配設することにより形成しているが、ステムガイド固定部４０は形状記憶合金のみにより形成してもよい。例えば、図１０に示すように、ステムガイド固定部９０は、形状記憶合金からなる嵌合部材９１のみにより形成し、この嵌合部材９１を直接シール部３１に接続し、また、ステムガイド２１への嵌合時には、嵌合部材９１を直接ステムガイド２１に嵌合してもよい。この場合、突出部４２も嵌合部材９１と一体に形成する。このように、ステムガイド固定部９０を嵌合部材９１のみにより形成することにより、部品点数を減少させることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。なお、このようにステムガイド固定部９０を嵌合部材９１のみにより形成する場合において、内燃機関１の運転時にステムガイド固定部９０とステムガイド２１との接触部分から騒音が発生する虞がある場合には、ステムガイド固定部９０におけるステムガイド２１への接触部分に、ゴム材料などからなる薄膜を融着してもよい。
【００７９】
図１１は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、バルブステムシール３０が有する嵌合部材４６は切込部４７が形成されており、この切込部４７は、略円筒形の形状で形成された嵌合部４５の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されているが、切込部４７の形成方向は、この方向以外でもよい。例えば、図１１に示すように、切込部１０１は、嵌合部材１００が巻き付けられる嵌合部４５（図２参照）または嵌合部材１００の軸方向における所定の位置で形成されている方向が変化していてもよい。具体的には、切込部１０１は、軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されているが、このうち周方向における方向が嵌合部材１００の軸方向における幅の中央部付近で変化し、この中央部付近で周方向における方向が反対方向になっている。
【００８０】
また、切込部１０１は、周方向において対向して２箇所に形成され、嵌合部材１００の温度が上昇した場合には、この２箇所の切込部１０１が閉じるように形成されているが、この切込部１０１が周方向において変化している方向は、２箇所の切込部１０１において同じ方向に変化している。このため、２箇所の切込部１０１のうち、一方の切込部１０１には、嵌合部４５または嵌合部材１００の周方向に突出した周方向凸部１０２が形成されており、他方の切込部１０１には、周方向において凹んで形成され、周方向凸部１０２に接触する周方向凹部１０３が形成されている。
【００８１】
このように、切込部１０１には周方向凸部１０２と周方向凹部１０３とが形成されているので、内燃機関１（図１参照）の運転時に嵌合部材１００の温度が上昇し、嵌合部材１００が変形して切込部が閉じた場合には、切込部１０１の周方向凸部１０２と周方向凹部１０３とが接触する。このため、周方向凸部１０２と周方向凹部１０３とを接触させることにより、少なくとも嵌合部材１００の軸方向においてこの部分は嵌合力を確保することができる。従って、嵌合部４５において嵌合力を上昇させたい位置に周方向凸部１０２と周方向凹部１０３とが位置するように嵌合部材１００を形成することにより、所望の位置の嵌合力を上昇させることができる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００８２】
図１２は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、バルブステムシール３０が有する嵌合部材４６は、帯状に形成された板部材が、略円筒形に巻かれることにより形成されているので、径方向における凹凸が無い状態で形成されているが、この方向の凹凸を有して形成してもよい。例えば、図１２に示すように、嵌合部材１１０には、当該嵌合部材１１０が巻き付けられる嵌合部４５（図２参照）または嵌合部材１１０における径方向に突出した径方向凸部１１１を形成してもよい。詳しくは、この径方向凸部１１１は、嵌合部材１１０の軸方向における中央付近に形成されており、この位置で全周に渡って径方向における内側方向に突出している。
【００８３】
このように、嵌合部材１１０に径方向凸部１１１を形成することにより、内燃機関１（図１参照）の運転時に嵌合部材１１０の温度が上昇して嵌合部材１１０が変形して嵌合部材１１０を締め付けた場合、径方向凸部１１１は、強い嵌合力で嵌合部４５を締め付ける。従って、嵌合部４５において嵌合力を上昇させたい位置に径方向凸部１１１が位置するように嵌合部材１１０を形成することにより、所望の位置の嵌合力を上昇させることができる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００８４】
図１３は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。また、実施例１に係る密封装置２０では、バルブステムシール３０が有する嵌合部材４６は、温度が上昇して径が小さくなった場合には、切込部４７は閉じるのみであったが、この切込部４７を、閉じた状態から再び開くことを抑制する構造にしてもよい。例えば、図１３に示すように、嵌合部材１２０の切込部１２１に、噛合部１２２を形成してもよい。詳しくは、この噛合部１２２は、２箇所の切込部１２１のうち、一方の切込部１２１には嵌合部材１２０の周方向に突出した噛合突部１２３が形成されており、２箇所の切込部１２１のうち、他方の切込部１２１には、噛合突部１２３とほぼ同形状で形成された溝部である噛合溝部１２４が形成されている。この噛合溝部１２４は、嵌合部材１２０の軸方向において、噛合突部１２３が形成されている位置とほぼ同じ位置に形成されている。
【００８５】
また、噛合突部１２３には、切込部１２１に形成された噛合突部１２３の付け根である噛合突部付け根部１２７よりも、嵌合部材１２０の軸方向における幅が広くなり、軸方向に沿って形成された突部側係合部１２５が形成されている。これに対し、噛合溝部１２４には、切込部１２１における噛合溝部１２４の開口部分である噛合溝部開口部１２８よりも、嵌合部材１２０の軸方向における幅が広くなり、軸方向に沿って形成された溝部側係合部１２６が形成されている。これらの突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とは、ほぼ同形状で形成されており、突部側係合部１２５は溝部側係合部１２６に入り込むことが出来るように形成されている。また、突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とは、噛合突部１２３が噛合溝部１２４に入り込むことにより噛合部１２２が噛み合った際に、切込部１２１が、当該嵌合部材１２０が巻き付けられる嵌合部４５（図２参照）または嵌合部材１２０における周方向に開く方向に嵌合部材１２０が変形しようとした場合に当接し、切込部１２１が周方向に開くことを抑制するように形成されている。
【００８６】
図１４は、図１３のＢ−Ｂ断面図である。この嵌合部材１２０は、嵌合部４５をステムガイド２１（図２参照）に組付ける場合には、噛合突部１２３と噛合溝部１２４とが噛み合っていない状態となっている。つまり、嵌合部材１２０は、嵌合部４５をステムガイド２１に組付け、温度が上昇していない状態、即ち、変形前の状態では、噛合突部１２３は噛合溝部１２４に入り込まずに、噛合突部１２３は噛合溝部１２４から露出している。このため、ステムガイド固定部４０（図２参照）をステムガイド２１に固定する際には、噛合部１２２は外れている。
【００８７】
図１５は、図１４の嵌合部材の噛合部が噛み合った状態を示す説明図である。内燃機関１（図１参照）を運転することにより、嵌合部材１２０の温度が上昇し、嵌合部材１２０の径が小さくなった場合には、噛合突部１２３は噛合溝部１２４内に入り込み、噛合部１２２は噛み合う。また、内燃機関１を運転し、嵌合部材１２０の温度が上昇することにより嵌合部材１２０の径が小さくなった場合には、嵌合部材１２０は嵌合部４５を締め付けるので、ステムガイド２１に対する嵌合部４５の嵌合力を上昇させることができる。
【００８８】
このように、嵌合部材１２０は嵌合部４５を締め付けることにより嵌合部４５の嵌合力を上昇させるが、内燃機関１の運転や停止を繰り返すと、この運転や停止に応じて嵌合部材１２０は温度が高くなったり低くなったりする。ここで、嵌合部材１２０は形状記憶合金により形成されているが、形状記憶合金はチタン含有合金であるため強いスプリング性を持っている。このため、嵌合部材１２０は、内燃機関１の運転や停止を繰り返すことに起因して温度の変化を繰り返すことにより、形状記憶合金のスプリング性によって径が大きくなる方向に変形しようとし、閉じられた切込部１２１が開く方向に変形しようとする。また、この嵌合部材１２０は、噛合部１２２を有しているので、切込部１２１が開く方向に嵌合部材１２０が変形しようとした場合には、噛合部１２２によって切込部１２１が開くことが抑制される。
【００８９】
つまり、噛み合っている噛合部１２２のうち、噛合突部１２３の突部側係合部１２５と、噛合溝部１２４の溝部側係合部１２６とは、切込部１２１が開く方向に嵌合部材１２０が変形しようとした場合に当接するように形成されている。このため、切込部１２１が開く方向に嵌合部材１２０が変形した場合には、突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とが当接することにより、切込部１２１はそれ以上開かなくなる。これにより、嵌合部材１２０は、径が大きくように変形することが抑制される。従って、内燃機関１の運転や停止を繰り返すことに起因して温度の変化を繰り返すことにより、切込部１２１が開く方向に、つまり、嵌合部材１２０の径が大きくなる方向に嵌合部材１２０が変形しようとした場合でも、変形を抑制することができる。これにより、嵌合部材１２０によって嵌合部４５を締め付ける力を維持することができ、嵌合部４５によるステムガイド２１への嵌合力を維持することができる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００９０】
図１６は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。また、嵌合部材１２０に噛合部１２２を設ける場合には、噛合突部１２３の突部側係合部１２５と、噛合溝部１２４の溝部側係合部１２６とは、嵌合部材１２０の軸方向に沿って形成されていなくてもよい。例えば、図１６に示すように、突部側係合部１２５は、嵌合部材１２０の周方向において噛合突部付け根部１２７から離れるに従って嵌合部材１２０の軸方向における噛合突部付け根部１２７の幅よりも幅が広くなるように形成されていてもよい。同様に、溝部側係合部１２６は、嵌合部材１２０の周方向において噛合溝部開口部１２８から離れるに従って嵌合部材１２０の軸方向における噛合溝部開口部１２８の幅よりも幅が広くなるように形成されていてもよい。即ち、突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とは、嵌合部材１２０の軸方向に向かいつつ周方向に向かう方向に形成されており、嵌合部材１２０の軸方向に対して斜め方向に形成されている。
【００９１】
これにより、切込部１２１が開く方向に嵌合部材１２０が変形した場合において突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とが当接した場合、当接する部分の長さが長くなるため強度が向上する。このため、切込部１２１が離れる方向に嵌合部材１２０が変形する際の力を突部側係合部１２５と溝部側係合部１２６とで受ける場合に、より強い力を受けることができる。従って、嵌合部材１２０が、形状記憶合金のスプリング性によって強い力で径が大きくなる方向に変形しようとする場合でも、その変形を抑制することができ、嵌合部材１２０によって嵌合部４５を締め付ける力を維持することにより嵌合部４５によるステムガイド２１への嵌合力を維持することができる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００９２】
なお、このように、嵌合部材１２０に噛合部１２２を形成する場合の製造方法の一例を説明する。嵌合部材１２０に噛合部１２２を形成する場合には、まず、形状記憶合金からなる帯状の板を、必要な径に巻く。次に、カッターダイスで衝撃切断をすることにより、噛合突部１２３と噛合溝部１２４とを形成する。次に、噛合突部１２３と噛合溝部１２４とが噛み合った状態のまま、嵌合部材１２０を変態点以上に加熱し、その後、自然冷却をする。次に、噛合突部１２３と噛合溝部１２４とが噛み合った状態を解除し、必要に応じて嵌合部材１２０の径を大きくする。嵌合部材１２０は、このように形成された後、嵌合部４５に巻き付けられる。このような製造方法により嵌合部材１２０を製造することにより、ステムガイド固定部４０を容易に、且つ、確実に製造することができる。
【００９３】
図１７、図１８は、本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す説明図である。また、嵌合部材１２０の切込部１２１に、切込部１２１が開くのを抑制する構造にする場合には、上述した噛合部１２２以外の構造にしてもよい。例えば、図１７、図１８に示すように、噛合部１３２は嵌合部材１３０の係方向に突出した引掛り部によって形成されていてもよい。つまり、噛合部１３２は、２箇所の切込部１３１のうち、一方の切込部１３１から嵌合部材１３０の径方向における外側方向に向けて形成された引掛り部である外側方向引掛り部１３３と、他方の切込部１３１から嵌合部材１３０の径方向における内側方向に向けて形成された引掛り部である内側方向引掛り部１３４とにより形成されていてもよい。嵌合部材１３０は、ステムガイド固定部４０（図２参照）をステムガイド２１（図２参照）に組付ける際には、切込部１３１は開いているので、外側方向引掛り部１３３と内側方向引掛り部１３４とは離間している（図１７）。
【００９４】
これに対し、内燃機関１（図１参照）の運転時に嵌合部材１３０の温度が上昇し、嵌合部材１３０の径が小さくなって切込部１３１が閉じた場合には、内側方向引掛り部１３４は外側方向引掛り部１３３を乗り越え、外側方向引掛り部１３３と内側方向引掛り部１３４とは引っ掛かる（図１８）。
【００９５】
このように、外側方向引掛り部１３３と内側方向引掛り部１３４とが引っ掛かった場合には、嵌合部材１３０が、形状記憶合金のスプリング性によって、強い力で径が大きくなる方向に変形して切込部１３１が開こうとする場合に、切込部１３１が開くことを抑制できる。つまり、外側方向引掛り部１３３と内側方向引掛り部１３４とは、噛合部１３２が噛み合った際に、切込部１３１が、当該嵌合部材１３０が巻き付けられる嵌合部４５（図２参照）または嵌合部材１３０における周方向に開くことを抑制することができる。このため、嵌合部材１３０の径が大きくなる方向に嵌合部材１３０が変形することを抑制できる。これにより、嵌合部材１３０によって嵌合部４５を締め付ける力を維持することができ、嵌合部４５によるステムガイド２１への嵌合力を維持することができる。この結果、より確実にバルブステムシール３０をステムガイド２１に固定することができる。
【００９６】
また、上述した説明では、嵌合部材は形状記憶合金によって形成されているが、嵌合部材は形状記憶合金以外のものによって形成されていてもよい。例えば、嵌合部材は熱によって収縮する部材である熱収縮材により形成されていてもよい。嵌合部材は、バルブステムシールをステムガイド２１に組付ける際には、ステムガイド２１に対するステムガイド固定部の嵌合力を弱くすることができ、嵌合部材の温度が上昇した際には、この嵌合力が上昇し、さらに、再び温度が下がった場合でも嵌合力を維持することができるものであれば、形状記憶合金以外のものによって形成されていてもよい。嵌合部材をこのような材料により形成することにより、ステムガイド２１に対するバルブステムシールの組付け易さを確保しつつ、より確実にステムガイド２１に固定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上のように、本発明に係るバルブステムシール及び密封装置は、吸排気バルブを備える内燃機関に有用であり、特に、吸排気バルブの周囲に潤滑油が循環する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施例１に係る密封装置が設けられた内燃機関の要部概略図である。
【図２】図１のＡ部詳細図である。
【図３】図２に示す嵌合部材の斜視図である。
【図４】図３に示す嵌合部材が変形した状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２に係る密封装置の要部断面図である。
【図６】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。
【図８】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。
【図９】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部断面図である。
【図１１】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図１２】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図１４】図１３のＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】図１４の嵌合部材の噛合部が噛み合った状態を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図１７】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施例１に係る密封装置の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  内燃機関
５  シリンダヘッド
６  吸気通路
７  燃焼室
１０  吸気バルブ
１１  傘部
１２  バルブステム
１５  スプリングリテーナ
１６  バルブスプリング
２０、５０  密封装置
２１、７５  ステムガイド
２２、７６  外周面
２３  溝部
３０、５１、７０  バルブステムシール
３１、５２  シール部
３２  保持部
３３  環状スプリング
４０、５４、７１、９０  ステムガイド固定部
４１、５９、７３  内側部
４２、５７  突出部
４５、７２  嵌合部
４６、５８、９１、１００、１１０、１２０、１３０  嵌合部材
４７、１０１、１２１、１３１  切込部
５３  縁部
５５  接続部
５６  本体部
７７  突出部
８０  条痕
８５  嵌合部材保持部
１０２  周方向凸部
１０３  周方向凹部
１１１  径方向凸部
１２２、１３２  噛合部
１２３  噛合突部
１２４  噛合溝部
１２５  突部側係合部
１２６  溝部側係合部
１２７  噛合突部付け根部
１２８  噛合溝部開口部
１３３  外側方向引掛り部
１３４  内側方向引掛り部
【図１】
2007285215.tif 000003
【図２】
2007285215.tif 000004
【図３】
2007285215.tif 000005
【図４】
2007285215.tif 000006
【図５】
2007285215.tif 000007
【図６】
2007285215.tif 000008
【図７】
2007285215.tif 000009
【図８】
2007285215.tif 000010
【図９】
2007285215.tif 000011
【図１０】
2007285215.tif 000012
【図１１】
2007285215.tif 000013
【図１２】
2007285215.tif 000014
【図１３】
2007285215.tif 000015
【図１４】
2007285215.tif 000016
【図１５】
2007285215.tif 000017
【図１６】
2007285215.tif 000018
【図１７】
2007285215.tif 000019
【図１８】
2007285215.tif 000020