(57)【要約】【課題】防音効果の向上を図りつつ、装着性にも優れ、かつシール性の向上を図った密封装置を提供する。【解決手段】密封装置１は、環状の皿ばね２と、皿ばね２の内周面に焼付け固定されるゴム状弾性体３とを備えており、このゴム状弾性体３は、皿ばね２の内周面から、軸心方向かつフランジ部５１の対向面５１ａに向かって伸び、この対向面５１ａに密着する第１シール部３１と、皿ばね２の内周面から、軸心方向かつシリンダーヘッド６０の開口端面６１に向かって伸び、この開口端面６１に密着する第２シール部３２と、を有し、これら第１シール部３１及び第２シール部３２の内周面側には、インジェクター５０の軸部５２の外周表面に対して当接する複数の突起３３，３４を等配に設けるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部及び該軸部から外側に突き出たフランジ部とを有する第１部材と、該第１部材の軸部が挿入される挿入孔を有する第２部材との間の隙間を密封する密封装置であって、
前記第１部材のフランジ部と前記第２部材の前記挿入孔に臨む開口端面との対向面間に挟み込まれる環状の金属板ばねと、
該金属板ばねの内周面から、軸心方向かつ前記フランジ部側の前記対向面に向かって伸び、該対向面をシールする弾性体製の第１シール部と、
該金属板ばねの内周面から、軸心方向かつ前記第２部材の前記開口端面に向かって伸び、該開口端面をシールする弾性体製の第２シール部と、
前記第１シール部あるいは第２シール部のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記第１部材の軸部に対して当接する複数の突起と、を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記第１シール部は、前記第１部材の軸部と前記第２部材の挿入孔との間の隙間からの密封対象流体による流体圧力を受けて、前記フランジ部側の前記対向面に対する密着力を増加させる受圧面を有することを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記第２シール部は、前記第１部材の軸部と前記第２部材の挿入孔との間の隙間からの密封対象流体による流体圧力を受けて、前記第２部材の前記開口端面に対する密着力を増加させる受圧面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】
軸部及び該軸部から外側に突き出たフランジ部とを有する第１部材と、該第１部材の軸部が挿入される挿入孔を有する第２部材との間の隙間を密封する密封装置であって、
前記第１部材のフランジ部と前記第２部材の前記挿入孔に臨む開口端面との対向面間に挟み込まれると共に、外周側には前記フランジ部側の対向面に当接されない第１段差部を有し、かつ内周側には前記第２部材の開口端面に当接されない第２段差部を有する環状の金属板ばねと、
前記金属板ばねの外周面及び前記第１段差部に固着され、前記フランジ部側の対向面をシールする弾性体製の第１シール部と、
前記金属板ばねの内周面及び前記第２段差部に固着され、前記第２部材の前記開口端面をシールする弾性体製の第２シール部と、
該第２シール部に設けられ、前記第１部材の軸部に対して当接する複数の突起と、を備えることを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスなどの密封流体の漏れを防止する密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダーヘッドに対して、インジェクターを締結固定させた場合に、この締結部から燃焼ガスの漏れを防止する必要がある。
【０００３】
従来、この種のインジェクター用燃焼ガスシールとしては、例えば、図５及び図６に示すものがある。
【０００４】
図５は、エンジンのシリンダーヘッドにインジェクターを取り付けた様子を示す概略構成図である。図６は従来技術に係るインジェクター用燃焼ガスシールのシール構造を説明する模式図である。
【０００５】
ここで、インジェクター１５０を、エンジンのシリンダーヘッド１６０に取り付けた場合には、インジェクター１５０の取り付け部の周辺から、燃焼ガスを漏れないようにすることが必要である。
【０００６】
そこで、従来、図５に示すように、インジェクター１５０の取り付け部において、２箇所にワッシャ状のシール１００，２００を設けることによって、燃焼ガスの漏れを防止していた。
【０００７】
これらのシール１００，２００は、銅などの金属で構成され、インジェクター１５０をエンジンのシリンダーヘッド１６０に取り付ける際に得られる締結力（例えば図５に示すように、クランプ７０をねじ７１によってシリンダーヘッド１６０に締結することによって、クランプ７０によりインジェクター１５０を押し付けて得られる締結力）によって、図６に示すように、クランプ力Ｑによってシールを行っていた。
【特許文献１】特開２００２−２５７２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【０００９】
上述のように、金属製のワッシャ状のシール１００，２００を、クランプ力を利用してシールさせていたため、エンジン等による振動がシール１００，２００に伝わって、シールしている部分で大きな音を発生させるため、騒音の原因になっていた。
【００１０】
また、振動や熱による負荷によって、上記締結力が低下してしまうために、経時的にシール性が低下してしまっていた。
【００１１】
本発明の目的は、防音効果の向上を図りつつ、装着性にも優れ、かつシール性の向上を図った密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明にあっては、軸部及び該軸部から外側に突き出たフランジ部とを有する第１部材と、該第１部材の軸部が挿入される挿入孔を有する第２部材との間の隙間を密封する密封装置であって、
前記第１部材のフランジ部と前記第２部材の前記挿入孔に臨む開口端面との対向面間に挟み込まれる環状の金属板ばねと、前記対向面のそれぞれをシールする弾性体製のシール部（第１シール部及び第２シール部）を備える構成とした。
【００１３】
従って、シールは弾性体によって行うことで、振動による騒音防止を図ることが可能となった。また、弾性体のみではなく、金属板ばねを設けることで耐久性を得るようにした。
【００１４】
また、本発明においては、金属板ばねが前記対向面間に挟み込まれる際に、第１シール部と第２シール部が、この対向面から受ける荷重（負荷）を制限できる構成とした。
【００１５】
すなわち、金属板ばねが前記対向面間に挟み込まれることによって、対向面間の距離が、金属板ばねにより規定されることで、第１シール部と第２シール部の受ける荷重を制限する構成とした。
【００１６】
具体的には、請求項１に係る発明においては、第１シール部は、金属板ばねの内周面から、軸心方向かつフランジ部側の対向面に向かって伸びるように構成し、第２シール部は、金属板ばねの内周面から、軸心方向かつ第２部材の開口端面に向かって伸びるように構成することで、前記対向面間の距離は、金属板ばねの板厚が最小距離となり、第１シール部と第２シール部の受ける荷重は制限される。
【００１７】
また、請求項４に係る発明においては、金属板ばねの外周側及び内周側にそれぞれ段差部（第１段差部及び第２段差部）を設けて、第１シール部を金属板ばねの外周面及び第１段差部に固着し、第２シール部を金属板ばねの内周面及び第２段差部に固着させることで、各シール部は段差部内に収まるため、前記対向面間の距離は、金属板ばねに規定され、第１シール部と第２シール部の受ける荷重は制限される。
【００１８】
また、本発明においては、第１部材の軸部に対して当接する複数の突起を設ける構成とした。すなわち、請求項１に係る発明においては、第１シール部あるいは第２シール部のうちの少なくともいずれか一方に、該複数の突起を設ける構成とした。また、請求項４に係る発明においては、第２シール部に、該複数の突起を設ける構成とした。
【００１９】
このように構成することで、複数の突起が第１軸部材の軸部に当接するため、この軸部に密封装置を保持させることが可能となる。従って、予め、密封装置を第１部材の軸部に装着させておくことができる。これにより、密封装置を第１部材の軸部に装着させた状態で、第１部材の軸部を第２部材の挿入孔に挿入できるため、シール部が第１部材の軸部と第２部材の挿入孔との間に噛み込まれてしまうことを防止でき、装着性が向上する。
【００２０】
また、第１部材の軸部に対して当接する複数の突起を設けることで、第１部材の軸部と密封装置の同軸度が向上する。
【００２１】
また、請求項１に係る発明における第１シール部及び第２シール部は、密封対象流体による流体圧力を受けて、シール部分に対する密着力を増加させる受圧面を有すると好適である。
【００２２】
これにより、いわゆるセルフシール機能が発揮され、密封性能が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、防音効果の向上を図りつつ、装着性にも優れ、かつシール性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２５】
なお、以下に示す実施の形態においては、エンジンのシリンダーヘッドに取り付けられるインジェクターの締結部における燃焼ガス漏れを防止するためのインジェクター用燃焼ガスシールとして用いられる密封装置を例にして説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の模式的断面図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面拡大図である。図３は本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。なお、図３中丸で囲った部分が図２に相当する。
【００２７】
本実施の形態に係る密封装置１は、エンジンのシリンダーヘッド６０に取り付けられるインジェクター５０の締結部における燃焼ガス漏れを防止するために用いられるものである。
【００２８】
インジェクター５０は、軸部５２と、該軸部５２から外側に突き出たフランジ部５１とを備えている。一方、シリンダーヘッド６０には、インジェクター５０の軸部５２が挿入される挿入孔６２を有している。
【００２９】
そして、インジェクター５０の軸部５２が、シリンダーヘッド６０の挿入孔６２に挿入された状態で、インジェクター５０は不図示の締結方法（例えば、上記図５に示したようなクランプ等）によって、シリンダーヘッド６０に対して締結される。
【００３０】
そして、密封装置１は、インジェクター５０のフランジ部５１と、シリンダーヘッド６０の挿入孔６２に臨む開口端面６１との間の対向面間の装着されることで、エンジンのシリンダーヘッド６０に取り付けられるインジェクター５０の締結部における燃焼ガス漏れを防止する。
【００３１】
本実施の形態に係る密封装置１は、図１及び図２に示すように、金属板ばねとしての環状の皿ばね２と、皿ばね２の内周面に焼付け固定されるゴム状弾性体３とを備えている。
【００３２】
また、ゴム状弾性体３は、皿ばね２の内周面から、軸心方向かつフランジ部５１におけるシリンダーヘッド６０の開口端面６１に対する対向面５１ａに向かって伸び、この対向面５１ａに密着してシールする第１シール部３１を有する。
【００３３】
更に、ゴム状弾性体３は、皿ばね２の内周面から、軸心方向かつシリンダーヘッド６０の開口端面６１に向かって伸び、この開口端面６１に密着してシールする第２シール部３２を有する。
【００３４】
そして、密封装置１は、図２に示したように、インジェクター５０のシリンダーヘッド６０への締結によって、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれる。
【００３５】
これにより、皿ばね２は、圧縮力によって弾性変形して、各対向面に対して弾性反発力を生ずるため、インジェクター５０の前記対向面５１ａ及びシリンダーヘッド６０の開口端面６１に対して固定される。
【００３６】
そして、ゴム状弾性体３は、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれて圧縮されるため、弾性反発力によって、第１シール部３１がインジェクター５０の前記対向面５１ａに対してシール面を形成し、第２シール部３２がシリンダーヘッド６０の開口端面６１に対してシール面を形成する。
【００３７】
以上のような構成により、金属製の板ばねである皿ばね２を設けたことから、従来のように金属製のワッシャ状のシールを設けた場合と同様の耐久性を得られる。
【００３８】
また、ゴム状弾性体３をインジェクター５０のフランジ部５１及びシリンダーヘッド６０の開口端面６１に押し当ててシールを行うことから、振動や熱の負荷に対しても安定したシール性を発揮すると共に、振動が伝達する場合でも、騒音の発生を低減することが可能となる。
【００３９】
なお、ゴム状弾性体３は皿ばね２に焼き付けていることから、公知のＯリング等のシールを設ける場合のように、インジェクターあるいはシリンダーヘッドに対して専用の取り付け溝を設ける必要もない。
【００４０】
また、皿ばね２は、負荷のかかっていない状態では、図１に示す通りθ分だけ内径側に凸となるような傾きを有している。これにより、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれると、θが小さくなるにつれて弾性反発力を大きくする構造である。
【００４１】
このような構造によって、皿ばね２は、その傾きθがゼロになると、図２に示すように、皿ばね２の一方の表面２１がインジェクター５０の前記対向面５１ａに面接触し、他方の表面２２がシリンダーヘッド６０の開口端面６１に面接触する。
【００４２】
従って、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１との間の隙間は、皿ばね２自体の板厚よりも小さくなることはない。
【００４３】
つまり、皿ばね２は、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１との間の隙間が一定値（皿ばね２自体の板厚）以下とならないように規定する構造となっている。
【００４４】
以上のような構成により、インジェクター５０内部の燃料圧側の圧縮荷重が大きくなっても、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１との間の隙間は一定値以上維持されるため、ゴム状弾性体３が受ける負荷（荷重による負荷）は制限される。
【００４５】
従って、ゴム状弾性体３の破損やゴム状弾性体３の皿ばね２からの剥がれを防止することができる。
【００４６】
また、ゴム状弾性体３はＵ字状断面形状にすることで、第１シール部３１及び第２シール部３２のそれぞれに、インジェクター５０の軸部５２とシリンダーヘッド６０の挿入孔６２との間の隙間からの燃焼ガス（密封対象流体）による流体圧力を受けて、各シール面に対する密着力を増加させる受圧面３５，３６を設ける構成とした。
【００４７】
これにより、いわゆるセルフシール機能が発揮され、密封性能が向上する。
【００４８】
また、本発明の実施の形態においては、第１シール部３１の内周面側に、インジェクター５０の軸部５２の外周表面に対して当接する（わずかな締め代を有するように当接する）複数の突起３３を等配に設けるようにした。また、第２シール部３２の内周面側にも、同様に、インジェクター５０の軸部５２の外周表面に対して当接する（わずかな締め代を有するように当接する）複数の突起３４を等配に設けるようにした。
【００４９】
このように複数の突起３３，３４を設けることにより、これら複数の突起３３，３４が、インジェクター５０の軸部５２の外周表面に対して当接するため、この軸部５２に密封装置１を保持させることが可能となる。従って、予め、密封装置１をインジェクター５０の軸部５２に装着させておくことができる。
【００５０】
すなわち、従来、密封装置をシリンダーヘッドに取り付けた状態で、インジェクターをシリンダーヘッドに取り付けて締結させるようにしていたが、この場合、本実施の形態のようにゴム状弾性体からなるシール部を有する密封装置の場合には、シール部が、インジェクターの軸部とシリンダーヘッドに設けられた挿入孔との間に噛み込まれるおそれがある。
【００５１】
これに対して、本実施の形態では、上述のように、予め、密封装置１をインジェクター５０の軸部５２に装着させておき、その状態で、インジェクター５０の軸部５２をシリンダーヘッド６０の挿入孔６２に挿入し、インジェクター５０をシリンダーヘッド６０に取り付けることができる。
【００５２】
これにより、ゴム状弾性体３が噛み込まれることを容易に回避することができ、装着性に優れる。
【００５３】
また、複数の突起３３，３４を設けることで、密封装置１が装着された状態における、インジェクター５０の軸部５２に対する同軸度に優れる。
【００５４】
従って、燃焼ガスの圧力は、ゴム状弾性体３の受圧面３５，３６に対して、全周に一様にかかるため、安定したセルフシール機能が発揮され、安定した密封性能を発揮する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、第１シール部３１及び第２シール部３２のいずれにも、複数の突起３３，３４を設ける構成を示したが、いずれか一方にのみ複数の突起を設ける構成としても、同様の機能及び効果を発揮する。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図４には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、一定厚の金属板ばねで構成された皿ばねを備えた密封装置の場合を説明したが、本実施の形態では、段差を備えた金属板ばねで構成された皿ばねを備えた密封装置の場合を説明する。
【００５７】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の模式的断面図である。
【００５８】
本実施の形態に係る密封装置１ａは、金属板ばねとしての環状の皿ばね２ａと、皿ばね２ａの一方の面に焼付け固定される第１シール部３１ａと、皿ばね２ａの他方の面に焼付け固定される第２シール部３２ａとを備えている。
【００５９】
本実施の形態における皿ばね２ａは、外周側に１段凹んだ第１段差部２３ａが設けられ
、内周側にも１段凹んだ第２段差部２４ａが設けられている。
【００６０】
そして、本実施の形態においては、皿ばね２ａの外周面及び第１段差部２３ａに固着され、インジェクター５０の前記対向面５１ａに密着してシールする第１シール部３１ａが設けられ、皿ばね２ａの内周面及び第２段差部２４ａに固着され、シリンダーヘッド６０の開口端面６１に密着してシールする第２シール部３２ａが設けられている。
【００６１】
このように構成された密封装置１ａは、上記第１の実施の形態の場合と同様に、インジェクター５０のシリンダーヘッド６０への締結によって、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれる。
【００６２】
これにより、皿ばね２ａは、圧縮力によって弾性変形して、各対向面に対して弾性反発力を生ずるため、インジェクター５０の前記対向面５１ａ及びシリンダーヘッド６０の開口端面６１に対して固定される。
【００６３】
そして、第１シール部３１ａ及び第２シール部３２ａは、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれて圧縮されるため、弾性反発力によって、第１シール部３１ａがインジェクター５０の前記対向面５１ａに対してシール面を形成し、第２シール部３２ａがシリンダーヘッド６０の開口端面６１に対してシール面を形成する。
【００６４】
以上のような構成により、上記第１の実施の形態の場合と同様に、従来のように金属製のワッシャ状のシールを設けた場合と同様の耐久性を得られ、また、振動や熱の負荷に対しても安定したシール性を発揮すると共に、振動が伝達する場合でも、騒音の発生を低減することが可能となる。
【００６５】
そして、本実施の形態においても、皿ばね全体としては、上記第１の実施の形態と同様に、負荷のかかっていない状態では、θ分だけ内径側に凸となるような傾きを有しており、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１によって挟み込まれると、θが小さくなるにつれて弾性反発力を大きくする構造である。
【００６６】
一方、本実施の形態では、皿ばね２ａが段差を有する構造とすることによって、皿ばね２ａは、その傾きθがゼロになると、皿ばね２ａの一方の表面２１ａ（第１シール部３１ａが存在しない部分）がインジェクター５０の前記対向面５１ａに面接触し、他方の表面２２ａ（第２シール部３２ａが存在しない部分）がシリンダーヘッド６０の開口端面６１に面接触する。
【００６７】
しかし、第１段差部２３ａと第２段差部２４ａは凹んでいるため、インジェクター５０の前記対向面５１ａ及びシリンダーヘッド６０の開口端面６１には接触しない。
【００６８】
そして、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１との間の隙間は、皿ばね２ａの一方の表面２１ａと他方の表面２２ａとの間の距離（皿ばね２ａにおける段差と段差とを繋げる部分の板厚）よりも小さくなることはない。
【００６９】
以上のような構成により、インジェクター５０内部の燃料圧側の圧縮荷重が大きくなっても、インジェクター５０の前記対向面５１ａとシリンダーヘッド６０の開口端面６１との間の隙間は一定値以上維持されるため、第１シール部３１ａ及び第２シール部３２ａが受ける負荷（荷重による負荷）は制限される。
【００７０】
以上より、本実施の形態の場合にも、上記第１の実施の形態の場合と同様に、ゴム状弾
性体からなる第１シール部３１ａ及び第２シール部３２ａが受ける負荷（荷重による負荷）を制限し、これらシール部の破損やシール部の皿ばね２ａからの剥がれを防止することができる。
【００７１】
また、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、第２シール部３２の内周面側に、インジェクター５０の軸部５２の外周表面に対して当接する（わずかな締め代を有するように当接する）複数の突起３３ａを等配に設けるようにした。
【００７２】
これにより、上記第１の実施の形態の場合と同様に、予め、密封装置１ａをインジェクター５０の軸部５２に装着させておくことができ、装着性に優れる。また、密封装置１ａが装着された状態における、インジェクター５０の軸部５２に対する同軸度に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の装着状態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の模式的断面図である。
【図５】エンジンのシリンダーヘッドにインジェクターを取り付けた様子を示す概略構成図である。
【図６】従来技術に係るインジェクター用燃焼ガスシールのシール構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１，１ａ  密封装置
２，２ａ  皿ばね
２３ａ  第１段差部
２４ａ  第２段差部
３  ゴム状弾性体
３１  第１シール部
３２  第２シール部
３１ａ  第１シール部
３２ａ  第２シール部
３３，３４，３３ａ  突起
３５，３６  受圧面
５０  インジェクター
５１  フランジ部
５１ａ  （シリンダーヘッド６０の開口端面６１に対する）対向面
５２  軸部
６０  シリンダーヘッド
６１  開口端面
６２  挿入孔
【図１】
2009250421.tif 000003
【図２】
2009250421.tif 000004
【図３】
2009250421.tif 000005
【図４】
2009250421.tif 000006
【図５】
2009250421.tif 000007
【図６】
2009250421.tif 000008