(57)【要約】      （修正有）【課題】シールリップを備え、外方部材と内方部材との隙間を封止する密封装置について、外方部材に内方部材を組み付ける際に組付誤差や偏心等が生じた場合においても密封性を確保する。【解決手段】シールリップ６ａを備え、内方部材３と外方部材１との隙間を封止する密封装置を用いた密封方法において、少なくともシールリップ６ａを半加硫ゴムとした密封装置を内方部材３と外方部材１との隙間に装着した後、半加硫ゴムの加硫を完了させるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置において、
少なくとも前記シールリップを半加硫ゴムとしたことを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記内方部材がプラグチューブであり、前記外方部材がロッカーカバーである、請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置を用いた密封方法において、
少なくとも前記シールリップを半加硫ゴムとした前記密封装置を前記内方部材と前記外方部材との隙間に装着した後、前記半加硫ゴムの加硫を完了させることを特徴とする密封方法。
【請求項４】
前記内方部材がプラグチューブであり、前記外方部材がロッカーカバーである、請求項３に記載の密封方法。
【請求項５】
前記加硫を加熱することにより促進させる、請求項３又は４に記載の密封方法。
【請求項６】
前記加熱を、実機熱を利用して行う、請求項５に記載の密封方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置及び密封方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置と、この密封装置を利用した密封方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置として、例えばプラグチューブ用ガスケットが知られている。自動車のガソリンエンジン等においては、例えば図１に示すように、シリンダヘッドを覆うロッカーカバー１に開口部１ａが設けられ、この開口部１ａにプラグチューブ３の上端が挿通される。プラグチューブ３内には、点火プラグに高圧電流を流すためのケーブル２が収容される。そして、プラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間がプラグチューブ用ガスケット４により封止される。これにより、ロッカーカバー１内のブローバイガスの漏出を防ぐようにしている（例えば、特許文献１の図３を参照）。
【０００３】
図１におけるプラグチューブ用ガスケット４の装着部分を図２に拡大して示す。プラグチューブ用ガスケット４は、環状支持体５と、この環状支持体５に固着された弾性シールリング６と、弾性シールリング６のシールリップ６ａをプラグチューブ３の外周面に圧接させるためのコイルばね７からなり、環状支持体５がロッカーカバー１の下面に超音波溶着されている（例えば、特許文献１の図４を参照）。弾性シールリング６及びシールリップ６ａは本加硫ゴムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５９００３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロッカーカバーにプラグチューブを組み付ける際には、組付誤差や偏心等が生じやすい。組付誤差や偏心等が生じると、プラグチューブの外周面とプラグチューブ用ガスケットのシールリップとの界面における圧力分布が不均一となることがある。このような場合、シールリップがプラグチューブと殆ど接触せずに若干の隙間が生じてしまい、密封性を確保できないことがある。
【０００６】
ここで、上記の問題は、プラグチューブとロッカーカバーとの間に設けられるプラグチューブ用ガスケットに特有の問題ではなく、例えば、インジェクションパイプとロッカーカバーとの間に設けられるガスケット等においても同様に当て嵌まり得る。つまり、上記の問題は、シールリップを備え、プラグチューブやインジェクションパイプ等の内方部材とロッカーカバー等の外方部材との隙間を封止するガスケット等の密封装置全般においても同様に当て嵌まり得る問題である。
【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、シールリップを備え、外方部材と内方部材との隙間を封止する密封装置について、外方部材に内方部材を組み付ける際に組付誤差や偏心等が生じた場合においても密封性を確保することのできる密封装置、及びこの密封装置を用いた密封方法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】
【０００８】
かかる課題を解決するため、本発明の密封装置は、シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置において、少なくともシールリップを半加硫ゴムとしたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の密封方法は、シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置を用いた密封方法において、少なくともシールリップを半加硫ゴムとした密封装置を内方部材と外方部材との隙間に装着した後、半加硫ゴムの加硫を完了させることを特徴としている。
【００１０】
本発明の密封装置及び密封方法では、少なくともシールリップを半加硫ゴムとしているので、外方部材に内方部材を組み付ける際に組付誤差や偏心等が生じた場合においても、シールリップの半加硫ゴムが内方部材又は外方部材の形状に追随し、組付誤差や偏心等に対応した状態で加硫が完了する。よって、シールリップを本加硫ゴムとした場合のように、外方部材の内周面又は内方部材の外周面とシールリップとの界面における圧力分布が不均一になることがなく、密封性が確保される。
【００１１】
例えば、内方部材がプラグチューブであり、外方部材がロッカーカバーである場合には、ロッカーカバーにプラグチューブを組み付ける際に組付誤差や偏心等が生じた場合においても、シールリップの半加硫ゴムがプラグチューブの形状に追随し、組付誤差や偏心等に対応した状態で加硫が完了する。よって、シールリップを本加硫ゴムとした場合のように、プラグチューブの外周面とシールリップとの界面における圧力分布が不均一になることがなく、密封性が確保される。
【００１２】
ここで、本発明の密封方法において、加硫を加熱することにより促進させるようにしてもよい。また、この加熱を、実機熱を利用して行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の密封装置及び密封方法によれば、ロッカーカバー等の外方部材にプラグチューブ等の内方部材を組み付ける際に組付誤差や偏心等が生じた場合においても密封性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プラグチューブ及びプラグチューブ用ガスケットを備えたロッカーカバーの断面図である。
【図２】図１におけるプラグチューブ用ガスケットの装着部分を拡大して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
＜密封装置＞
本発明の密封装置は、シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置において、少なくともシールリップを半加硫ゴムとしたことを特徴としている。以下、本発明の密封装置の実施形態の一例として、プラグチューブとロッカーカバーとの隙間を封止するプラグチューブ用ガスケットについて説明する。
【００１７】
本発明のプラグチューブ用ガスケットは、例えば、図１及び図２に示す従来のプラグチューブ用ガスケットをベースとして構成される。即ち、プラグチューブ用ガスケット４は、環状支持体５と、この環状支持体５に固着された弾性シールリング６と、弾性シールリング６のシールリップ６ａをプラグチューブ３の外周面に圧接させるためのコイルばね７からなる。そして、本発明では、プラグチューブ用ガスケット４の少なくともシールリップ６ａを半加硫ゴムとすることを特徴としている。
【００１８】
ここで、「半加硫ゴム」とは、未加硫ゴムと本加硫ゴムの中間の性質を有するゴムである。即ち、未加硫ゴムに比べて加硫が進行しているため弾性変形が可能である一方で、本加硫には至っていないことから、未加硫ゴムほどではないものの塑性変形も可能なゴムである。
【００１９】
なお、「未加硫ゴム」とは、塑性状態にあり、弾性がないゴムである。したがって、未加硫ゴムに外力を作用させると、弾性変形することなく塑性変形する。
【００２０】
また、「本加硫ゴム」とは、外力を加えて変形させても、実質的に塑性変形を起こすことなく、弾性変形により元の形状に戻るゴムである。
【００２１】
本発明のプラグチューブ用ガスケット４は、例えば、ゴム加硫成形用金型のキャビティー内に予め接着剤等を塗布した環状支持体５及びコイルばね７を同心状にセットした後、キャビティー内に未加硫ゴム材料を充填して加圧し、加熱処理を行うことにより製造される。なお、金型成形によりガスケットを製造する際には、コンプレッション成形の他、トランスファー成形やインジェクション成形等の成形法も採用され得る。
【００２２】
未加硫ゴム材料は、例えば、ゴム原料、加硫剤、その他必要に応じて加硫助剤や加硫促進剤等を含む混練品である。ゴム原料としては、アクリルゴム、ニトリルゴム及びフッ素ゴム等の合成ゴムは勿論のこと、天然ゴムを用いることもできる。
【００２３】
ゴム加硫成形用金型における加熱処理は、キャビティー内に充填した未加硫ゴム材料が、本加硫に至ることなく、半加硫の状態に止まる範囲で実施される。加熱処理時間が短すぎると、未加硫ゴム材料が未加硫状態のまま維持され、ゴム弾性が発揮されない。したがって、プラグチューブ用ガスケット４をプラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間に装着する際に、シールリップ６ａの形状が崩れてしまい、プラグチューブ用ガスケット４による密封性を確保することができなくなる。逆に、加熱処理時間が長すぎると本加硫状態に至り、シールリップ６ａの塑性変形が十分に起こらなくなって、シールリップ６ａを本加硫ゴム製とした従来のガスケットと同様の問題が生じ得る。また、一般に、本加硫ゴム製造時の推奨加熱処理時間は、加硫を確実に完了させるために若干長めに設定されている。これらの点を考慮して、半加硫ゴム製造時の加熱処理時間が設定される。なお、加熱処理時間以外の条件、例えば加熱処理温度等をコントロールすることによって、キャビティー内に充填した未加硫ゴム材料が、半加硫の状態に止まるようにしてもよい。あるいは、加熱処理条件を複数同時にコントロールすることによって、例えば、加熱処理時間と加熱処理温度の双方をコントロールすることによって、キャビティー内に充填した未加硫ゴム材料が、半加硫の状態に止まるようにしてもよい。
【００２４】
以上の方法により、シールリップ６ａ、さらには弾性シールリング６を半加硫ゴムとしたプラグチューブ用ガスケット４が得られる。なお、本発明では、少なくともシールリップ６ａのみが半加硫ゴムであればよく、弾性シールリング６は本加硫ゴムであってもよい。
【００２５】
＜密封方法＞
本発明の密封方法は、シールリップを備え、内方部材と外方部材との隙間を封止する密封装置を用いた密封方法において、少なくともシールリップを半加硫ゴムとした密封装置を内方部材と外方部材との隙間に装着した後、半加硫ゴムの加硫を完了させることを特徴としている。以下、本発明の密封方法の実施形態の一例として、少なくともシールリップ６ａを半加硫ゴムとした上記のプラグチューブ用ガスケット４を用いて、内方部材としてのプラグチューブ３と外方部材としてのロッカーカバー１との隙間を封止する場合について説明する。
【００２６】
まず、プラグチューブ用ガスケット４を、プラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間に装着する。具体的には、プラグチューブ用ガスケット４の環状支持体５をロッカーカバー１の下面に超音波溶着して固定する。次に、ロッカーカバー１の開口部１ａにプラグチューブ３の上端を挿通させ、ロッカーカバー１をシリンダヘッド（不図示）に被せて固定する。そして、プラグチューブ用ガスケット４を、プラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間に装着された状態で、プラグチューブ用ガスケット４のシールリップ６ａの半加硫ゴムの加硫を完了させる。弾性シールリング６も半加硫ゴムとしている場合には、シールリップ６ａの加硫の完了とともに弾性シールリング６も半加硫ゴムの加硫が完了する。
【００２７】
これにより、ロッカーカバー１にプラグチューブ３を組み付ける際に組付誤差や偏心等（以下、組付誤差等と呼ぶ）が生じていたとしても、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面と殆ど接触せずに若干の隙間が生じるような部位については、シールリップ６ａが半加硫状態から本加硫に至る過程でシールリップ６ａの形状がプラグチューブ３の外周面の組付誤差等に追従した状態で本加硫し、組付誤差等に対応した形状となるため、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面にしっかりと密接・密着するようになる。したがって、シールリップ６ａを本加硫ゴムとした場合の従来の問題、即ち、組付誤差等によりプラグチューブ３とシールリップ６ａとの間に若干の隙間が生じて密封性が確保できなくなる問題を解決することができる。
【００２８】
また、プラグチューブ３の外周面とプラグチューブ用ガスケット４のシールリップ６ａとの接触部位における圧力分布が不均一となる場合、シールリップ６ａがプラグチューブ３と殆ど接触せずに若干の隙間が生じるような部位が生じれば、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面に必要以上に強く押しつけられる部位も相対的に生じることになる。シールリップ６ａを本加硫ゴムとした場合、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面に必要以上に強く押しつけられるとシールリップ６ａに負担・負荷がかかり、異常摩耗等が生じて、密封性が早期に低下する虞がある。しかし、本発明のように少なくともシールリップ６ａを半加硫ゴムとすることによって、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面に強く押しつけられる部位については、半加硫ゴムが塑性変形することによって、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面の組付誤差等に追従して変形した状態で加硫が進行する。したがって、シールリップ６ａがプラグチューブ３の外周面に必要以上に強く押しつけられる問題が解消され、異常摩耗等が生じて、密封性が早期に低下する問題を解決することができる。
【００２９】
このように、本発明によれば、組付誤差等によりプラグチューブ３の外周面とプラグチューブ用ガスケット４のシールリップ６ａとの界面における圧力分布が不均一になることによる問題を解決して、プラグチューブ用ガスケット４による密封性を確実に確保することが可能となる。
【００３０】
ここで、半加硫ゴムは大気中に放置しておくだけでも加硫が進行する。したがって、プラグチューブ用ガスケット４をプラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間に装着した後、大気中に放置して、シールリップ６ａの半加硫ゴムの加硫を完了させるようにしてもよいが、加硫が完了するまでの時間を短縮させたい場合には、加熱を行うことが好ましい。加熱方法としては、例えば実機熱を利用した方法が挙げられる。例えば、自動車のガソリンエンジン等の火花点火内燃機関を稼働させると、その付近には１５０℃前後の高温の実機熱が発生する。したがって、プラグチューブ用ガスケット４をプラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間に装着した後、火花点火内燃機関を稼働させるだけで、実機熱によりシールリップ６ａの半加硫ゴムの加硫を促進させて速やかに完了させることができる。
【００３１】
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００３２】
例えば、上述の実施形態では、プラグチューブ３とロッカーカバー１との隙間を封止するプラグチューブ用ガスケット４について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、インジェクションパイプをロッカーカバーに組み付ける際にも組付誤差等が生じる虞があることから、インジェクションパイプとロッカーカバーとの隙間を封止するガスケットについても、少なくともシールリップを半加硫ゴムとすることで、組付誤差等により密封性が確保できなくなる問題を上記と同様に解決することが可能である。つまり、本発明の密封装置及び密封方法は、組付誤差等が生じ得る様々な部材間の密封性を確保して良好に封止し得る。
【００３３】
また、上述の実施形態では、密封装置であるプラグチューブ用ガスケット４のシールリップ６ａを内方部材であるプラグチューブ３に接触させ、環状支持体（補強環）５を外方部材であるロッカーカバー１の下面に超音波溶着して装着するようにしていたが、密封装置の外方部材への装着形態はこれに限定されるものではない。例えば、補強環を外方部材に嵌合装着するようにしてもよいし、補強環を外方部材にボルト締めや通電かしめ等により固定して補強環と外方部材との接合面を液状パッキンで封止する形態としてもよい。また、補強環をゴム材で覆い、このゴム材を外方部材に接触させて封止する形態としてもよい。
【００３４】
また、シールリップ６ａの構造は、図１及び図２に示すような弾性シールリング６からロッカーカバー１の外側に向けて斜めに延設された構造には限定されず、公知の構造を適宜採用し得る。例えば、シールリップ６ａのリップ先端と補強環５との間をベローズ構造としてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、シールリップ６ａを内方部材であるプラグチューブ３の外周面に接触させていたが、シールリップ６ａを外方部材の内周面に接触させてもよい。このような密封装置に対しても本発明の作用・効果が同様に奏される。
【００３６】
また、図１及び図２には、緊迫力を補完するためにコイルばね７が備えられているが、コイルばね７は必ずしも設けずともよい。
【００３７】
さらに、シールリップ６ａの半加硫ゴムの加硫を促進させるための加熱方法は、実機熱を利用した方法に限定されるものではなく、例えば加熱処理装置を別途準備して行うようにしてもよい。この場合にも、実機熱を利用した場合と同様に、密封装置のシールリップ６ａの早期加硫完了を図ることが可能となる。また、実機熱により高温に晒されることのない部位へ装着した密封装置のシールリップ６ａの早期加硫完了を図ることも可能となる。なお、加熱処理装置を用いて加熱する場合、密封装置を組み込んだ後に密封装置やその近傍を局所的に加熱するようにしてもよいし、密封装置を組み込んだ部品や実機の全体を加熱するようにしてもよい。
【実施例】
【００３８】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
【００３９】
（１）試験方法
アクリルゴムと加硫剤を含む未加硫ゴム材料を金型にセットし、加熱温度１５０℃で加熱処理時間別に５種のガスケット４を成形した（ｎ＝３）。ガスケット４の形状は図１及び図２に記載したものと同様とした。なお、未加硫ゴム材料は、加熱温度１５０℃の場合に約２０分で本加硫されるものを使用した。
【００４０】
成形したガスケット４は、プラグチューブを模擬した筒状の内方部材３とロッカーカバーを模擬した開口部１ａを有する外方部材１との隙間に装着した。詳細には、外方部材１に環状支持体５を超音波溶着して固定した後、外方部材１の開口部１ａに内方部材３を挿通した。この際、偏心１ｍｍを付けた状態とした。
【００４１】
ガスケット４を内方部材３と外方部材１との隙間に装着した状態で、ギヤオーブンに入れて１５０℃で２０分間加熱した後、ギヤオーブンから取り出して、シールリップ６ａの形状が偏心に対応した状態になっているか確認した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2017044254.tif 000003
【００４３】
形状変化の判断基準は以下のとおりとした。
○：偏心に対応した形状に変化している。
×：偏心に対応した形状に変化していない。
−：ガスケット４を内方部材３と外方部材１との隙間に装着する際にシールリップ６ａが変形した。
【００４４】
なお、表１における加熱処理時間は、金型にセットした未加硫ゴム材料に対する加熱処理時間である。なお、比較例１におけるシールリップ６ａは、塑性変形は起こるものの、ゴム弾性はなかったことから未加硫ゴムであると判断された。また、比較例２におけるシールリップ６ａは、ゴム弾性はあるものの、塑性変形は殆ど起こらなかったことから本加硫ゴムであると判断された。これらに対し、実施例１〜３におけるシールリップ６ａは、塑性変形とゴム弾性が両立していたことから、半加硫ゴムであると判断された。
【００４５】
シールリップ６ａが未加硫ゴムである比較例１の場合には、外方部材１と内方部材３との隙間にガスケット４を装着する際に、ガスケット４のシールリップ６ａにゴム弾性がなく、シールリップ６ａが変形してしまった。このため、ガスケット４による密封性を確保できないことが明らかとなった。
【００４６】
シールリップ６ａが本加硫ゴムである比較例２の場合には、塑性変形が十分に起こらないため、従来の本加硫ゴムで構成されたガスケットと同様に内方部材３に対するガスケット４の追随性が十分ではなくなることが明らかとなった。このため、内方部材３の外周面とガスケット４との界面の圧力分布が不均一になり、これにより界面の一部に若干の隙間が生じて、密封性が確保できない可能性があることが明らかとなった。
【００４７】
これらに対し、シールリップ６ａが半加硫ゴムである実施例１〜３の場合には、シールリップ６ａがいずれも偏心に対応した形状に変化していることを確認することができた。したがって、シールリップ６ａを半加硫ゴムとして内方部材と外方部材との隙間に装着し、その後、半加硫ゴムの加硫を完了させることで、シールリップ６ａを偏心等に対応した形状に変化（追随）させて、良好な密封性を確保できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４８】
１      ロッカーカバー（外方部材）
１ａ    開口部
３      プラグチューブ（内方部材）
４      プラグチューブ用ガスケット
６ａ    シールリップ
【図１】
2017044254.tif 000004
【図２】
2017044254.tif 000005