(57)【要約】  弾性部材からのガータスプリングの脱落を防止することのできる密封装置を提供する。  密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、補強環に取り付けられている軸線周りに環状の弾性体部と、弾性体部に取り付けられるガータスプリングとを備えている。補強環は、軸線方向における一方の側の端部に外周側に突出する環状の部分であるリテーナ部を有しており、弾性体部は、ガータスプリングが取り付けられる部分よりも軸線方向における一方の側に、弾性体部から外周側に突出する突起を少なくとも１つ有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線周りに環状の金属材料から形成されている補強環と、
前記補強環に取り付けられている弾性材料から形成されている、前記軸線周りに環状の内周側に突出するシールリップを有する、前記軸線周りに環状の弾性体部と、
前記シールリップに外周側において背向して前記弾性体部に取り付けられるガータスプリングとを備え、
前記補強環は、前記軸線方向における一方の側の端部に外周側に突出する環状の部分であるリテーナ部を有しており、
前記弾性体部は、前記ガータスプリングが取り付けられる部分よりも前記軸線方向における一方の側に、前記弾性体部から外周側に突出する突起を少なくとも１つ有していることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記突起は、少なくとも前記ガータスプリングが取り付けられる部分から動いた前記ガータスプリングに接触可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
【請求項３】
前記シールリップは、前記補強環の前記軸線方向における他方の側の端部よりも、前記軸線方向における他方の側に設けられており、
前記突起は、前記ガータスプリングが取り付けられる部分と前記補強環の前記軸線方向における他方の側の端部との間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
【請求項４】
前記突起は複数設けられており、前記突起は、前記軸線周りに均等に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
【請求項５】
前記突起は、無端の環状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置に関し、特に、車両や汎用機器等の内燃機関の吸気又は排気バルブにおいて用いられる密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のバルブステムシール１００の軸線ｘに沿う断面における断面図である。図５に示すように、従来のバルブステムシール１００は、軸線ｘ周りに環状の金属製の補強環１１０と、補強環１１０に一体に取り付けられている軸線ｘ周りに環状の弾性部材１２０と、弾性部材１２０に取り付けられているガータスプリング１３０とを備えている。ガータスプリング１３０は、弾性部材１２０に、使用状態において図示しないバルブのステム部に対する緊迫力を付与するようになっており、これにより、シールリップ１２１がステム部に対して追従するようにし、バルブステムシール１００のシール性の向上を図っている。また、従来のバルブステムシールには、バルブステムシール１００のように、バルブスプリング１４０の摩耗を防止するために、補強環１１０の端部から外周側に突出する環状のフランジ部であるリテーナ部１１１が設けられているものがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１８５９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来のバルブステムシール１００にはリテーナ部１１１を有するものがあるが、このようなバルブステムシール１００は、複数のバルブステムシール１００を梱包して輸送する場合などに、バルブステムシール１００のリテーナ部１１１が他のバルブステムシール１００のガータスプリング１３０に引っ掛かり、ガータスプリング１３０が溝１２２から脱落する恐れがあった（図６）。【０００５】
このように、従来の密封装置１００に対しては、弾性部材からのガータスプリングの脱落を防止することができる構造が求められていた。【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性部材からのガータスプリングの脱落を防止することのできる密封装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸線周りに環状の金属材料から形成されている補強環と、前記補強環に取り付けられている弾性材料から形成されている、前記軸線周りに環状の内周側に突出するシールリップを有する、前記軸線周りに環状の弾性体部と、前記シールリップに外周側において背向して前記弾性体部に取り付けられるガータスプリングとを備え、前記補強環は、前記軸線方向における一方の側の端部に外周側に突出する環状の部分であるリテーナ部を有しており、前記弾性体部は、前記ガータスプリングが取り付けられる部分よりも前記軸線方向における一方の側に、前記弾性体部から外周側に突出する突起を少なくとも１つ有していることを特徴とする。【０００８】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突起は、少なくとも前記ガータスプリングが取り付けられる部分から動いた前記ガータスプリングに接触可能な位置に設けられている。【０００９】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記シールリップは、前記補強環の前記軸線方向における他方の側の端部よりも、前記軸線方向における他方の側に設けられており、前記突起は、前記ガータスプリングが取り付けられる部分と前記補強環の前記軸線方向における他方の側の端部との間に形成されている。【００１０】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突起は複数設けられており、前記突起は、前記軸線周りに均等に設けられている。【００１１】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記突起は、無端の環状に形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、弾性部材からのガータスプリングの脱落を防止することのできる密封装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る密封装置の構成を示す、軸線に沿う断面における断面図である。
【図２】図１の密封装置の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る密封装置の変形例を示す、軸線に沿う断面における断面図である。
【図４】図３の密封装置の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図５】従来の密封装置にバルブスプリングが取り付けられた状態を示す、軸線に沿う断面における断面図である。
【図６】図５の密封装置において、ガータスプリングにリテーナ部が接触する状況を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る密封装置１の構成を示す、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう。）における断面図である。図２は、図１の密封装置１の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。以下、説明の便宜上、軸線ｘにおいて矢印ａ方向を外側、矢印ｂ方向を内側とする。ここで、外側とは、密封装置１が図示しない内燃機関の吸気又は排気バルブに取り付けられた状態において燃焼室から離れる方向となる方向又は側であり、内側とは、密封装置１が図示しない内燃機関の吸気又は排気バルブに取り付けられた状態において燃焼室に向かう方向となる方向又は側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、径方向ともいう。）において、軸線ｘから遠ざかる方向を外周側とし（矢印ｃ方向）、軸線ｘに向かう方向を内周側とする（矢印ｄ方向）。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る密封装置１は、軸線ｘ周りに環状の金属材料から形成されている補強環１０と、補強環１０に取り付けられている弾性材料から形成されている、軸線ｘ周りに環状の内周側（矢印ｄ方向）に突出するシールリップ２１を有する、軸線ｘ周りに環状の弾性体部２０と、シールリップ２１に外周側（矢印ｃ方向）において背向して弾性体部２０に取り付けられるガータスプリング３０とを備えている。
【００１７】
図１に示すように、補強環１０は、軸線ｘ方向における一方の側としての内側（矢印ｂ方向）の端部に外周側に突出する環状の部分であるリテーナ部１１を有している。また、弾性体部２０は、ガータスプリング３０が取り付けられる部分よりも軸線ｘ方向における一方の側（内側）に、弾性体部２０から外周側に突出する突起２２を少なくとも１つ有している。以下、密封装置１の構成を具体的に説明する。
【００１８】
補強環１０は、図１に示すように、軸線ｘに沿って延びる円筒状又は略円筒状の部分である円筒部１２と、円筒部１２の外側の端部から内周側へ延びる円環状の部分であるフランジ部１３とを有している。また、補強環１０のリテーナ部１１は、図１に示すように、軸線ｘ周りに円環状に形成された径方向に延びる部分であり、円筒部１２の内側の端部から外周側に突出している。リテーナ部１１、円筒部１２、及びフランジ部１３は補強環１０の部分であり、一体となって補強環１０を形成している。円筒部１２は、後述する弾性体部２０のガスケット部２６を介して、図示しない吸気又は排気バルブのステム部を案内するガイドスリーブが嵌合可能となるように形成されている。また、リテーナ部１１は、補強環１０が図示しない内燃機関に取り付けられた状態で、図示しない吸気又は排気バルブのバルブスプリングの一端が接触可能となるように形成されている。
【００１９】
弾性体部２０は、図１，２に示すように、補強環１０のフランジ部１３の全体を覆うとともに補強環１０の円筒部１２の一部を覆うように、補強環１０と一体的に形成されている。具体的には、弾性体部２０は、フランジ部１３において、外側に面する面であるフランジ外側面１３ａと、内側に面する面であるフランジ内側面１３ｂと、内周側に面する面であるフランジ内周側面１３ｃとを覆っている。また、弾性体部２０は、円筒部１２において、内周側に面する面である被着面１２ａの少なくとも一部を覆っている。
【００２０】
弾性体部２０は、図１，２に示すように、シールリップ２１と、シールリップ２１よりも内側に設けられた軸線ｘ周りに環状の補助リップ２３と、補助リップ２３よりも内側に設けられた軸線ｘ周りに環状の内側リップ２４とを有している。また、弾性体部２０は、軸線ｘ周りに環状のリップ腰部２５と、ガスケット部２６とを有している。リップ腰部２５は、補強環１０のフランジ部１３の内周側の端部近傍に位置する弾性体部２０の部分である。ガスケット部２６は、補強環１０の円筒部１２の被着面１２ａに取り付けられている弾性体部２０の部分である。
【００２１】
シールリップ２１は、補強環１０の軸線ｘ方向における他方の端部としてのフランジ部１３よりも、軸線ｘ方向における他方の側（外側）に設けられており、リップ腰部２５よりも外側に設けられている。シールリップ２１は、内周側へ向かって凸の楔形状の断面を有する環状の部分である。シールリップ２１の先端の部分であるシールリップ先端部２１ａは、密封装置１が図示しない吸気又は排気バルブのステム部に取り付けられた使用状態（以下、単に「使用状態」ともいう。）において、図示しないステム部が摺動自在にステム部の外周面に接触するように形成されている。また、シールリップ２１には、シールリップ先端部２１ａに背向する外周側の位置に、内周側に向かって凹む部分である軸線ｘ周りに環状の溝２７が設けられている。この溝２７にガータスプリング３０が収容される。
【００２２】
補助リップ２３は、リップ腰部２５よりも外側において、内周側へ向かって凸の楔形状の断面を有する環状の部分である。補助リップ２３の先端の部分である補助リップ先端部２３ａは、密封装置１の使用状態において、図示しないステム部の外周面に接触するように形成されている。
【００２３】
内側リップ２４は、リップ腰部２５から内側に向かって軸線ｘに対して斜めに延びており、内側に向かうに連れて縮径する形状を有している。内側リップ２４の先端の部分である内側リップ先端部２４ａは、密封装置１の使用状態において、図示しないステム部が摺動自在にステム部の外周面に接触するように形成されている。
【００２４】
ガスケット部２６は、図示しない吸気又は排気バルブのステム部を案内するガイドスリーブが圧入された際に、このガイドスリーブと補強環１０の円筒部１２との間において径方向に圧縮されて、径方向に向かう力である嵌合力が所定の大きさ発生するように、径方向の厚さが設定されている。
【００２５】
突起２２は、図１，２に示すように、少なくともガータスプリング３０が取り付けられる部分としての溝２７から動いたガータスプリング３０に接触可能な位置に設けられている。なお、突起２２は、溝２７から動いていない溝２７に収容された状態にあるガータスプリング３０に接触可能な位置に設けられてもよい。具体的には、突起２２は、図２に示すように、溝２７に収容された状態のガータスプリング３０に対して所定の間隙Ｇを有する位置に設けられている。また、突起２２は、溝２７に収容された状態のガータスプリング３０に接触する位置に設けられてもよい。
【００２６】
突起２２は、ガータスプリング３０が取り付けられる部分としての溝２７と補強環１０の軸線ｘ方向における他方の側の端部としてのフランジ部１３との間に形成されている。突起２２は複数設けられており、突起２２は、軸線ｘ周りに均等に設けられている。各突起２２は、軸線ｘ周りの円に沿う弧状又は円弧状に延びている。なお、弾性体部２０には突起２２が１つのみ設けられていてもよい。この場合、突起２２は、例えば無端の環状に形成されている。弾性体部２０に突起２２が１つのみ設けられている場合であっても、突起２２は無端環状ではなく、上述のような弧状や円弧状等の形状であってもよい。突起２２の形状や数、位置等の形態は、シールリップ２１、補助リップ２３、及び内側リップ２４の軸線ｘ周りにおける剛性の均等化を図れる形態が好ましい。この点から、複数の突起２２の配置は軸線ｘ周りに均等なものが好ましいが、複数の突起２２は軸線ｘ周りに均等に配置されていなくてもよい。
【００２７】
突起２２は、弾性体部２０における、溝２７よりも内側において外周側に面する面である外周側面部２８から、軸線ｘに対して外側に向かって斜めに延びている。なお、突起２２は、外周側面部２８から軸線ｘに対して内側に向かって斜めに延びていてもよいし、径方向において外周側面部２８から外周側に向かって延びていてもよい。突起２２は、断面矩形又は略矩形に形成されている。なお、突起２２は、断面において、軸線ｘから離れるに連れて先細りする形状を有してもよいし、先太りする形状を有してもよいし、他の形状を有してもよい。突起２２の突起先端部２２ａは平坦な面である。なお、突起先端部２２ａは曲面であってもよく、平坦な面と曲面との組み合わせであってもよい。突起２２は、軸線ｘに沿って内側から外側へ見た場合に、ガータスプリング３０の少なくとも一部を覆うように延びている。突起２２は、軸線ｘに沿って内側から外側へ見た場合に、ガータスプリング３０の全部を覆うように延びていてもよく、また、ガータスプリング３０を超えて延びていてもよい。
【００２８】
ガータスプリング３０は、シールリップ２１に形成された溝２７に嵌着されている。ガータスプリング３０は、例えば金属製のコイル状のばね部材であり、シールリップ先端部２１ａを軸線ｘに向かう方向に押して、シールリップ先端部２１ａが図示しない吸気又は排気バルブのステム部の変位に対して追随するようにシールリップ先端部２１ａにステム部に対する所定の大きさの緊迫力を与える。なお、ガータスプリング３０は、金属製に限られず、樹脂製等のその他の種々の材料により形成されていてもよい。
【００２９】
補強環１０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。補強環１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成形によって成形される。この架橋成形の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０と補強環１０とが一体的に成形される。シールリップ２１、突起２２、補助リップ２３、内側リップ２４、リップ腰部２５、及びガスケット部２６は、弾性体部２０の部分であり、一体となって弾性体部２０を形成している。
【００３０】
次いで、本実施の形態に係る密封装置１の作用について説明する。複数の密封装置１を梱包して輸送する場合などに密封装置１のリテーナ部１１が他の密封装置１のガータスプリング３０の近傍に位置したとしても、リテーナ部１１が突起２２に接触し、又はリテーナ部１１がガータスプリング３０と溝２７との間に入り込み、これによりガータスプリング３０が弾性体部２０から外されることを防止することができる。また、リテーナ部１１がガータスプリング３０に接触した場合でも、軸線ｘ方向から見て突起２２がガータスプリング３０の少なくとも一部を覆うように延びているため、ガータスプリング３０が突起２２を越えて引き延ばされることがない。
【００３１】
また、突起２２が軸線ｘ周りに均等に配置されている又は無端の環状に形成されている場合、突起２２は、シールリップ２１、補助リップ２３、及び内側リップ２４の軸線ｘ周りの剛性を均等又は略均等にすることができ、図示しないステム部に対するシールリップ２１及び内側リップ２４の軸線ｘ周りの接触状態を均等又は略均等な状態にすることができる。
【００３２】
このように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、ガータスプリング３０が取り付けられる溝２７の近傍に外周側に突出する突起２２が設けられているので、複数の密封装置１を梱包して輸送する場合であっても、密封装置１のリテーナ部１１が他の密封装置１のガータスプリング３０と溝２７との間に入り込むことがなく、ガータスプリング３０が弾性体部２０から脱落することを防止できる。
【００３３】
次いで、本発明の実施の形態の変形例について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る密封装置１の変形例としての密封装置４０を示す、軸線ｘに沿う断面における断面図である。図４は、図３の密封装置４０の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。密封装置４０は、上述の密封装置１に対して、後述する弾性体部４１の構成、具体的には突起４２の構成の点で異なる。以下、上述の密封装置１と同じ又は類似する機能を有する構成については、密封装置１と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００３４】
突起４２は、図３，４に示すように、弾性体部２０の外周側面部２８から外周側に突出しており、突起外周側面４２ａと、突起外側面４２ｂとを有している。突起外周側面４２ａは、補強環１０のフランジ部１３のフランジ外側面１３ａを覆う弾性体部２０の部分から外側へ軸線ｘに沿って延びる、外周側に面する円筒状又は略円筒状の面である。突起外側面４２ｂは、突起外周側面４２ａの外側の端部から内周側へ延びる、外側に面する円環状の面である。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る密封装置１、４０に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。
【符号の説明】
【００３６】
１，４０…密封装置、１０，１１０…補強環、１１，１１１…リテーナ部、１２…円筒部、１２ａ…被着面、１３…フランジ部、１３ａ…フランジ外側面、１３ｂ…フランジ内側面、１３ｃ…フランジ内周側面、２０，４１…弾性体部、２１，１２１…シールリップ、２１ａ…シールリップ先端部、２２，４２…突起、２２ａ…突起先端部、２３…補助リップ、２３ａ…補助リップ先端部、２４…内側リップ、２４ａ…内側リップ先端部、２５…リップ腰部、２６…ガスケット部、２７，１２２…溝、２８…外周側面部、３０，１３０…ガータスプリング、４２ａ…突起外周側面、４２ｂ…突起外側面、１００…バルブステムシール、１２０…弾性部材、１４０…バルブスプリング、ａ…外側、ｂ…内側、ｃ…外周側、ｄ…内周側、Ｇ…間隙、ｘ…軸線
【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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【国際調査報告】
2020189612.tif 000009
2020189612.tif 000010
2020189612.tif 000011
2020189612.tif 000012
2020189612.tif 000013
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