JP4087120B2 - シールパッキンおよび吸気系部品のシール構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エアクリーナ等の内燃機関の吸気系部品に好適な低反力のシールパッキンおよびこれを用いたシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアクリーナのシールパッキンとして、例えば実開平６−７６６４７号公報に記載されているように、ゴムなどの弾性材料によって断面矩形状に形成するとともに、その一部から舌片状にシールリップを延設したものが知られている。このものでは、上記シールリップがエアクリーナカバーに当接してシールするとともに、断面矩形状の部分がストッパ部として機能し、過度の圧縮変形を防止している。
【０００３】
また、特開２０００−３５６２６７号公報には、三つ又状の断面形状を有する低反力のシールパッキンが開示されている。これは、蟻溝内に装着されるもので、蟻溝底面との間に空間部を構成することで、変形時の反力を低減させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成においては、いずれも相手側の部材が平坦な当接面となり、この当接面にシールパッキンが当接するので、全体として作用する反力は大きなものとなる。特に、種々の誤差によりシールパッキンの変形量が大きくなると、大きな反力が作用する。従って、相手側の部材、例えばエアクリーナカバーを合成樹脂製としたような場合に、その肉厚の増加、リブの追加、等によって、十分な剛性を有するように該カバーを形成する必要が生じ、その重量の増加といった不具合が生じる。
【０００５】
また、内燃機関の吸気系部品のようにエンジンルーム内で熱を受けてある程度高温となる場合には、経時的にゴムの弾性が低下する所謂”へたり”が早期に進行する、という問題がある。これにより、特に、シールパッキンの反力（初期の反力）を低く設定した場合に、シール不良が生じやすくなる。
【０００６】
なお、種々の用途に用いられる一般的なシール部材として、中空の紐状に構成したゴム製シール部材が知られているが、このような中空断面形状のものは押出成形等によって１本の紐状に成形せざるを得ないので、例えばエアクリーナの開口部全周に配置するように環状にするためには、両端を接続する必要があり、この接続部でのシール不良やその工程の増加といった問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項１のように、一方の部材のパッキン取付溝内に配置され、該パッキン取付溝に対向して他方の部材に形成したシール壁部が圧接することで該シール壁部との間をシールする弾性材料からなるシールパッキンであって、
上記シール壁部を受ける中央壁部と該中央壁部の両側に連結された一対の脚部とを有する断面略Ｕ字形をなし、かつ上記パッキン取付溝内に挿入した状態で一対の脚部の先端部が互いに圧接するように少なくとも一方の脚部の先端側に厚肉部を有するとともに、中央壁部側の部分に相対的に薄い薄肉部を有し、この薄肉部によって、脚部の先端部を互いに圧接させた状態で上記中央壁部の背面側に中空部が構成されることを特徴としている。
【０００８】
このシールパッキンは、上記中央壁部が外側に露出するような姿勢で上記パッキン取付溝内に挿入される。このように取り付けた状態では、一対の脚部の先端部が互いに圧接し、内部に中空部を具備した中空断面形状となる。そして、相手側の部材と組み合わせた状態では、上記中央壁部の中央部分を上記シール壁部が押圧することになるが、このとき中央壁部の背面側に中空部が存在するので、低反力でかつ高圧縮となる。なお、一対の脚部の外側面がパッキン取付溝内側面に圧接するので、パッキン取付溝とシールパッキンとの間も同時にシールされる。
【０００９】
本発明のシールパッキンは、断面が略Ｕ字形に開いているので、請求項２のように、無端状に連続して成形することが可能である。例えば、種々のケースの開口部に沿った環状に予め成形することができ、端部の処理が不要である。また、このように無端状に連続した構成では、シールパッキン内部の中空部内に空気が封じ込められた状態となり、この封入された空気によって、復元力が得られるので、所謂”へたり”が抑制される。
【００１０】
また請求項３の発明では、上記脚部の外側面に、上記パッキン取付溝の内側面に圧接するビード部がそれぞれ突設されており、上記パッキン取付溝内に挿入した状態で、この一対のビード部と、一対の脚部の先端部が互いに当接する当接部とが、断面において一直線上に並ぶように配置されている。従って、各ビード部の圧接による反力と上記当接部における反力とが直線上に作用する。これにより、上記ビード部がパッキン取付溝の内側面に確実に圧接し、パッキン取付溝との間を良好にシールすると同時に、脚部の先端部同士が確実に圧接し、中空部内を確実に密封状態に維持する。
【００１１】
また請求項４に係るシールパッキンは、パッキン取付溝の底面中央に隔壁部が設けられているものに適用されるものであって、シール壁部を受ける中央壁部と該中央壁部の両側に連結された一対の脚部とを有する断面略Ｕ字形をなし、かつ一対の脚部の先端部が、パッキン取付溝底面中央の隔壁部を挟んで両側の凹溝内にそれぞれ圧入されるように厚肉部に構成されているとともに、中央壁部側の部分に相対的に薄い薄肉部を有し、この薄肉部によって、取付状態で上記中央壁部の背面側に中空部が構成されるようになっている。つまり、このものでは、一対の脚部は直接には圧接せず、中間に隔壁部を挟んだ形に取り付けられる。上記隔壁部は、シールパッキンをパッキン取付溝に挿入する際のガイドとして機能し、単にシールパッキンを挿入すれば、該シールパッキンの中央壁部の背面側に中空部が構成される。
【００１２】
請求項５の発明は、本発明のシールパッキンを用いた吸気系部品のシール構造に関するものであって、合成樹脂製のボディとカバーとから構成される内燃機関の吸気系部品において、上記ボディの開口縁に上記パッキン取付溝を形成するとともに、上記カバーに上記パッキン取付溝の溝中央に沿うように上記シール壁部を形成し、かつ上記パッキン取付溝内に請求項１〜４のいずれかに記載のシールパッキンを配置し、このシールパッキンの頂面の中央部分を上記シール壁部が押圧するように構成したことを特徴としている。すなわち、上記ボディに上記カバーを組み付けた状態では、パッキン取付溝内に配置されたシールパッキンの頂面の中央部、つまり背面側に中空部を備えた中央壁部の中央部を、カバー側のシール壁部が押圧する。これにより、カバー側に大きな大きな反力を作用させずにシールパッキンが大きく圧縮され、良好なシールが得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明に係るシールパッキン１を用いて、内燃機関のエアクリーナのボディ２とカバー３との間をシールするようにしたシール構造を示している。上記ボディ２およびカバー３は、いずれも合成樹脂にて成形されているものであって、ボディ２の開口縁にパッキン取付溝４が凹設されている。このパッキン取付溝４は、図示するように断面矩形状をなしているが、成形時の型抜きのために、両側の内側面４ａ，４ｂが外開きとなるように僅かに傾斜している。そして、カバー３側には、このパッキン取付溝４に対応して、シール壁部５が突設されている。このシール壁部５は、パッキン取付溝４の溝中央に沿って形成され、かつパッキン取付溝４の溝幅に比較して、その厚さが非常に小さく、十分な余裕をもってパッキン取付溝４と噛み合うようになっている。上記パッキン取付溝４には、図２に示すようにシールパッキン１が取り付けられ、図３に示すように上記シール壁部５がこのシールパッキン１によってシールされる。
【００１５】
図４は、シールパッキン１のみを示す拡大断面図である。このシールパッキン１は、ゴムあるいは軟質合成樹脂等の弾性材料、例えばソリッドゴムつまり非発泡のニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）により成形されている。特に、ボディ２，カバー３の開口形状に対応して、予め無端の枠状に連続した形に型成形されている。図示するように、このシールパッキン１は、上記シール壁部５を受ける中央壁部１１と、この中央壁部１１の両側にそれぞれ連結された脚部１２，１３と、を有し、全体として、断面略Ｕ字形をなしている。なお、一対の脚部１２，１３が互いに僅かに開いた形でもって成形されている。上記中央壁部１１は、一定の肉厚でほぼ直線状をなしており、その外側面がシールパッキン１の頂面１４を構成している。
【００１６】
脚部１２，１３は、ほぼ対称形状をなし、先端側が相対的に厚い厚肉部１２ａ，１３ａとなっているとともに、中央壁部１１側が相対的に薄い薄肉部１２ｂ，１３ｂとなっている。これらの脚部１２，１３の外側面１５，１６は、直線状の平面として構成されており、従って、上記厚肉部１２ａ，１３ａは、互いに内側へ膨らんでいる。また、厚肉部１２ａ，１３ａから薄肉部１２ｂ，１３ｂへは、テーパ状に徐々に肉厚が変化している。上記厚肉部１２ａ，１３ａは、シールパッキン１をパッキン取付溝４内に挿入した状態で、互いに圧接するようになっているが、その当接部の位置を安定させるために、一方の厚肉部１２ａの内側面１７が、その外側面１５とほぼ平行な平面をなしているとともに、他方の厚肉部１３ａの内側面１８が、Ｒ面つまり湾曲面となっている。これにより、脚部１２，１３を互いに近づけていったときに、内側面１８の円弧の頂部となる点が、最初に内側面１７に当接することになる。また各脚部１２，１３の外側面１５，１６には、パッキン取付溝４の内側面４ａ，４ｂに部分的に強く圧接するように、断面楔形のビード部１９，２０が形成されている。このビード部１９，２０は、脚部１２，１３の先端寄りにあるが、特に、パッキン取付溝４への取付状態において、上述した脚部１２，１３の当接部と一直線上に並ぶように、その位置が定められている。
【００１７】
上記のように構成されたシールパッキン１は、図２に示すようにパッキン取付溝４内に取り付けられるが、この取付状態では、左右の脚部１２，１３が互いに内側へ押し付けられた形となり、その先端の厚肉部１２ａ，１３ａ同士が互いに圧接する。そして、中央壁部１１は、円弧状に僅かに撓んだ状態となるが、その背面側に、該中央壁部１１と左右の薄肉部１２ｂ，１３ｂとに囲まれてなる中空部２１が構成される。なお、パッキン取付溝４の深さは、図示するように、シールパッキン１の高さにほぼ一致していることが望ましく、従って、このパッキン取付溝４の開口面に沿ってシールパッキン１の頂面１４が露出している。また、左右の脚部１２，１３のビード部１９，２０がパッキン取付溝４の内側面４ａ，４ｂに圧接し、パッキン取付溝４とシールパッキン１との間を確実にシールしている。さらに、このビード部１９，２０の圧接に伴う反力が、左右の脚部１２，１３の当接部に作用するため、それぞれの厚肉部１２ａ，１３ａ同士が確実に圧接し、中空部２１内を密封状態に保持することができる。
【００１８】
ボディ２とともにエアクリーナを構成するカバー３は、ねじ等の適宜な締結手段でもってボディ２に対し締付固定される。この状態では、図３に示すように、シール壁部５がシールパッキン１に圧接して、両者間がシールされる。ここで、上記シール壁部５は、中央壁部１１の中央部分つまり中空部２１に対応した部分を押圧するので、中空部２１が押し潰されながら中央壁部１１が内側へ容易に変形する。従って、カバー３に加わる反力が小さく、かつ大きな圧縮変形による確実なシールが得られる。また、中空部２１内には空気が封じ込められているので、適宜な復元力が得られ、所謂”へたり”が抑制される。
【００１９】
なお、上記実施例では、一対の脚部１２，１３の双方に厚肉部１２ａ，１３ａが設けられており、従って、図２のように、両者がシールパッキン１の中央で互いに接した状態となるが、脚部１２，１３の一方のみにより厚い厚肉部を設け、他方は一定の肉厚とすることも可能である。但し、姿勢の安定性の点では、図示例のように、脚部１２，１３がほぼ対称形状であることが望ましい。
【００２０】
次に、図５，図６は、この発明の第２実施例を示している。この実施例では、一対の脚部１２，１３における厚肉部１２ａ，１３ａの内側面１７，１８が、それぞれの外側面１５，１６とほぼ平行な平面をなしているとともに、一方の内側面１８に、ビード部３１が突設されている。このビード部３１は、他方の内側面１７に部分的に強く圧接するので、やはり中空部２１内を確実に密封状態とすることができる。また、このビード部３１は、脚部１２，１３の外側面１５，１６のビード部１９，２０と、取付状態で一直線上に並ぶように配置されている。
【００２１】
なお、図示例では、各ビード部１９，２０，３１は、いずれも断面半円形に突出しているが、必ずしもこの形状に限定されるものではなく、前述した楔形等の種々の形状が可能である。
【００２２】
また、図７，図８に示す第３実施例のように、ビード部１９，２０，３１に代えて、舌片状の断面形状を有するリップ部４１，４２，４３をそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００２３】
次に、図９，図１０は、請求項４に対応した第４実施例を示している。この実施例では、特に、パッキン取付溝４の底面中央に二等辺三角形の断面形状を有する隔壁部５１が設けられており、パッキン取付溝４底部が一対の凹溝に分けられている。
【００２４】
シールパッキン１は、前述した各実施例と同様の基本形状を有しているが、脚部１２，１３の先端側の厚肉部１２ａ，１３ａは、前述した各実施例よりも薄肉となっている。また、各脚部１２，１３の先端には、それぞれの両側に、舌片状の断面形状を有するリップ部５２，５３，５４，５５が設けられている。
【００２５】
このシールパッキン１をパッキン取付溝４に取り付けた状態では、図１０に示すように、各脚部１２，１３の先端が、上記隔壁部５１を挟んで両側の凹溝内にそれぞれ圧入される。つまり、各脚部１２，１３が直接に当接するのではなく、隔壁部５１にそれぞれ圧接して、内部の中空部２１を密封状態に維持するようになっている。ここで、上記隔壁部５１は、シールパッキン１をパッキン取付溝４に挿入する際のガイドとしても機能し、隔壁部５１に沿って両側の凹溝内に各脚部１２，１３を容易に挿入できるとともに、各脚部１２，１３が隔壁部５１に沿ってそれぞれ所定位置に保持されるため、取付時の姿勢が安定したものとなる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明によれば、背面側に中空部を備えた中央壁部がシール壁部を受けるようになるので、低反力でかつ高圧縮のシールパッキンを提供することができる。特に、成形時には略Ｕ字形に開いた状態で成形できるので、予め無端状に連続した所望の形状に成形することが可能となる。また、中空部内に空気を封じ込めることで、復元力を高め、”へたり”を抑制することができる。
【００２７】
また請求項３のようにビード部を設けることで、パッキン取付溝に対するシールが確実となるとともに、中空部内を一層確実に密封状態とすることができる。
【００２８】
そして、請求項５のように吸気系部品のシール構造に適用することにより、合成樹脂製のカバーに大きなシール反力を与えることなくボディとカバーとの間の確実なシールを行うことができるとともに、高圧縮であることから、吸気系部品に振動等が加わっても良好なシールを維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るシール構造の第１実施例を示す分解断面図。
【図２】シールパッキンをパッキン取付溝に装着した状態を示す断面図。
【図３】カバーをボディに対し締結した状態を示す断面図。
【図４】シールパッキンのみの拡大断面図。
【図５】第２実施例のシールパッキンのみを示す断面図。
【図６】この第２実施例のシールパッキンの装着状態を示す断面図。
【図７】第３実施例のシールパッキンのみを示す断面図。
【図８】この第３実施例のシールパッキンの装着状態を示す断面図。
【図９】第４実施例のシールパッキンのみを示す断面図。
【図１０】この第４実施例のシールパッキンの装着状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…シールパッキン
４…パッキン取付溝
５…シール壁部
１１…中央壁部
１２，１３…脚部
１２ａ，１３ａ…厚肉部
１２ｂ，１３ｂ…薄肉部
２１…中空部

Claims (5)

1. 一方の部材のパッキン取付溝内に配置され、該パッキン取付溝に対向して他方の部材に形成したシール壁部が圧接することで該シール壁部との間をシールする弾性材料からなるシールパッキンであって、
   上記シール壁部を受ける中央壁部と該中央壁部の両側に連結された一対の脚部とを有する断面略Ｕ字形をなし、かつ上記パッキン取付溝内に挿入した状態で一対の脚部の先端部が互いに圧接するように少なくとも一方の脚部の先端側に厚肉部を有するとともに、中央壁部側の部分に相対的に薄い薄肉部を有し、この薄肉部によって、脚部の先端部を互いに圧接させた状態で上記中央壁部の背面側に中空部が構成されることを特徴とするシールパッキン。
2. 上記シールパッキンは、無端状に連続して成形されていることを特徴とする請求項１に記載のシールパッキン。
3. 上記脚部の外側面に、上記パッキン取付溝の内側面に圧接するビード部がそれぞれ突設されており、上記パッキン取付溝内に挿入した状態で、この一対のビード部と、一対の脚部の先端部が互いに当接する当接部とが、断面において一直線上に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールパッキン。
4. 一方の部材のパッキン取付溝内に配置され、該パッキン取付溝に対向して他方の部材に形成したシール壁部が圧接することで該シール壁部との間をシールする弾性材料からなるシールパッキンであって、
   上記シール壁部を受ける中央壁部と該中央壁部の両側に連結された一対の脚部とを有する断面略Ｕ字形をなし、かつ一対の脚部の先端部が、パッキン取付溝底面中央の隔壁部を挟んで両側の凹溝内にそれぞれ圧入されるように厚肉部に構成されているとともに、中央壁部側の部分に相対的に薄い薄肉部を有し、この薄肉部によって、取付状態で上記中央壁部の背面側に中空部が構成されることを特徴とするシールパッキン。
5. 合成樹脂製のボディとカバーとから構成される内燃機関の吸気系部品において、上記ボディの開口縁に上記パッキン取付溝を形成するとともに、上記カバーに上記パッキン取付溝の溝中央に沿うように上記シール壁部を形成し、かつ上記パッキン取付溝内に請求項１〜４のいずれかに記載のシールパッキンを配置し、このシールパッキンの頂面の中央部分を上記シール壁部が押圧するように構成したことを特徴とする吸気系部品のシール構造。

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