特開 2024-57766 バルブステムシール用の密封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057766

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】バルブステムシール用の密封装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3204 20160101AFI20240418BHJP

   F16J 15/3212 20160101ALI20240418BHJP

   F16J 15/3276 20160101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3204 101

F16J15/3212

F16J15/3276

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164650

(22)【出願日】2022-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(74)【代理人】

【識別番号】100132403

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 儀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100189289

【弁理士】

【氏名又は名称】北尾 拓洋

(72)【発明者】

【氏名】宮川 佳奈

(72)【発明者】

【氏名】稀代 昌道

【テーマコード（参考）】

3J006

3J043

【Ｆターム（参考）】

3J006AB13

3J006AE30

3J006AE38

3J006AE41

3J006CA01

3J043AA01

3J043CA05

3J043CB13

3J043DA03

3J043DA09

3J043HA01

(57)【要約】

【課題】既存のバルブステムシール用の密封装置の構成を流用できるとともに初期設定がユーザフレンドリーなバルブステムシール用の密封装置を実現する。
【解決手段】バルブステムガイド１０５およびバルブステム１０４を覆ってその間の隙間を封止する弾性材料からなるシール部材２と、シール部材２に一体的に成形されてシール部材２を支持する剛体材料からなる補強部材３と、これら２つの部材を取り囲み軸方向に延びる中空の外郭部材４であって、バルブスプリングの端部が当接してそのバネ付勢力を受ける台座部分を端部に有する外郭部材４と、外郭部材４と、シール部材２および補強部材３との間に配設されて、外郭部材４を、補強部材３およびシール部材２に接合する、ゴム材料からなるゴム層１と、を備え、封止された隙間の内部空間の圧力でシール部材が抜けることを阻害するストッパ機構を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸形状を有し軸方向に往復動する、吸気／排気バルブのバルブステムと、筒形状を有し前記バルブステムを内側に挿通させて前記軸方向の往復動自在に支持するバルブステムガイドと、の間の隙間を封止するバルブステムシール用の密封装置において、
前記バルブステムガイドの一端部、および、該一端部の開口から突出した前記バルブステムを覆って前記隙間を封止する、弾性材料からなるシール部材と、
前記シール部材に一体的に成形されて該シール部材を支持する、剛体材料からなる補強部材と、
前記シール部材および前記補強部材を取り囲み前記軸方向に延びる中空の外郭部材であって、前記バルブステムが前記開口から突出する突出方向とは反対方向の側の端部に、該外郭部材の周りでらせん状に延びるバルブスプリングの前記反対方向の側の端部が当接して前記バルブスプリングから前記反対方向向きのバネ付勢力を受ける台座部分を有する外郭部材と、
前記外郭部材と、前記シール部材および前記補強部材との間に配設されて、前記外郭部材を、前記補強部材および前記シール部材に接合する、ゴム材料からなるゴム層と、を備え、
封止された前記隙間の内部空間の圧力により前記隙間を封止するシール部材が前記突出方向に抜けることを阻害するストッパ機構を有するものであるバルブステムシール用の密封装置。

【請求項2】

前記シール部材は、前記バルブステムガイドの前記一端部の端面における、前記バルブステムガイドの外周面と前記バルブステムの外周面との間の段差に対応した折れ曲がり形状を持つ折れ曲がり部を有するものであり、
前記補強部材は、前記バルブステムの外周面に沿って延び、前記バルブステムガイドの前記一端部を覆っている部分のシール部材を該シール部材の外周面側から支持する、環形状の環状部と、該環状部の前記突出方向の側の端部から屈曲して前記シール部材の前記折れ曲がり部の内部に入り込んで前記バルブステムに向かって延び前記折れ曲がり部を前記内部から支持する屈曲部と、を有するものであり、
前記外郭部材は、剛体材料から一体的に形成されたものであって、前記バルブステムに沿って広がる筒形状の筒状部と、該筒状部の前記突出方向の側の端部に接続し前記シール部材の前記折れ曲がり部に沿って前記突出方向の側の前記端部から前記バルブステムに向かって延びて前記ストッパ機構の役割を果たす内向きフランジ部と、前記筒状部の前記反対方向の側の端部に接続し前記バルブステムから遠ざかる方向に向かって前記反対方向の側の前記端部から延びて前記台座部分の役割を果たす外向きフランジ部と、を有するものであり、
前記ゴム層は、前記外郭部材の前記内向きフランジ部と前記シール部材の前記折れ曲がり部との間に配設されて前記内向きフランジ部と前記折れ曲がり部とを接合する第１ゴム層と、前記外郭部材の前記筒状部と前記補強部材の前記環状部との間に配設され前記筒状部と前記環状部とを接合する第２ゴム層と、を有するものである請求項１記載のバルブステムシール用の密封装置。

【請求項3】

前記ゴム層の前記第２ゴム層は、前記補強部材の前記環状部の、前記反対方向を向いた端面まで延びているものであり、前記ゴム層がさらに、前記第２ゴム層の前記反対方向の側の端部に接続し前記補強部材の前記環状部の前記端面を覆いつつ前記バルブステムガイドの外周面に向かって突出した凸部を有するものである請求項２記載のバルブステムシール用の密封装置。

【請求項4】

前記ゴム層は、前記第１ゴム層の、前記バルブステムの側の端部に接続し、前記外郭部材の前記内向きフランジ部の、前記バルブステムの側を向いた端面を覆うとともに、該内向きフランジ部の前記突出方向を向いた上面を覆う第３ゴム層を有するものである請求項２又は３に記載のバルブステムシール用の密封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸気／排気バルブのバルブステムとバルブステムガイドとの間の隙間を封止するバルブステムシール用の密封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

軸形状を有し軸方向に往復動する、吸気／排気バルブのバルブステムと、筒形状を有しバルブステムを内側に挿通させて軸方向の往復動自在に支持するバルブステムガイドと、の間の隙間を封止するバルブステムシール用の密封装置が従来から知られている。以下では、従来のバルブステムシール用の密封装置について説明する。

【0003】

図１は、従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａを備えた吸気／排気バルブ１００の模式的な断面図である。

【0004】

吸気／排気バルブ１００は、自動車等の内燃機関のシリンダヘッド１０１に備えられた弁であり、カムシャフト１０７ａの駆動により回転するカム１０７からリフタ１０８を介して押圧力を受けて吸気／排気ポート１０２の閉鎖・開放を切り換える。吸気／排気バルブ１００は、弁本体１０３、バルブステム１０４、バルブステムガイド１０５、バルブスプリング１０６、および、従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａを備えている。

【0005】

弁本体１０３は、弁座１０２ａに当接・離間して吸気／排気ポート１０２の閉鎖・開放の切り換えを実行する部材である。バルブステム１０４は軸形状を有する部材であって端部で弁本体１０３と一体化されており、吸気／排気ポート１０２の閉鎖・開放の切り換えの際に弁本体１０３とともに軸方向に往復動する。バルブステムガイド１０５は、シリンダヘッド１０１に形成された貫通孔に挿入された筒形状の部材であり、その一端部はシリンダヘッド１０１から（正確にはシリンダヘッド１０１に形成された貫通孔から）突出している。バルブステムガイド１０５は、バルブステム１０４を内側に挿通させて軸方向の往復動自在に支持している。バルブスプリング１０６は、リテーナ等のいくつかの部材を介してリフタ１０８に間接的に接続されており、カム１０７とリフタ１０８の当接状態を維持しつつバルブステム１０４と弁本体１０３の往復動を滑らかに実現するためのバネ付勢力を与える部材である。バルブスプリング１０６の、リフタ１０８の側とは反対側の端部は、シリンダヘッド１０１に固定されたスプリングシート１０９に当接しており、スプリングシート１０９は、バルブスプリング１０６の台座となってバルブスプリング１０６を支持している。ここで、バルブスプリング１０６は、常に自然長よりも短い状態となっており、このため、リフタ１０８を図１の上方へ押し上げ、スプリングシート１０９を図１の下方へ押し下げるバネ付勢力が常に発生するようになっている。以下、従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａについて説明する。

【0006】

図２は、図１の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａの構成を表す模式的な断面図である。

【0007】

従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａでは、シール部材２が、バルブステムガイド１０５の一端部、および、その一端部の開口から突出したバルブステム１０４を覆って、バルブステムガイド１０５とバルブステム１０４の間の隙間Ｇを封止している。補強部材３は、シール部材２に一体的に成形されてシール部材２を支持している。バルブステムガイド１０５の周囲には、オイルを蓄える油室Ｏが形成されており（図１参照）、従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａの存在により、油室Ｏ内のオイルが隙間Ｇから漏洩するのが抑制される。

【0008】

近年では、低燃費の内燃機関への要請の高まりとともに、内燃機関の小型化や高出力化が進み、これに伴い、吸気／排気ポートの空間が高圧化する傾向が強まっている。このため、吸気／排気ポートと連通する、バルブステムガイドとバルブステムの間の隙間を封止するバルブステムシール用の密封装置に対しても、こうした高背圧に十分に耐え得る構成が求められるようになっている。こうした要請を受けて、バルブステムシール用の密封装置の中には、図２の補強部材３の図の下端部を延長してスプリングシート１０９と一体化させることでスプリングシート１０９の役割を補強部材３が果たすように改良した密封装置が提案されている（特許文献１～３参照）。図１で上述したように、バルブスプリング１０６によりスプリングシート１０９を図の下方向へ押し下げるバネ付勢力が発生するため、仮に補強部材３とスプリングシート１０９とが一体化した場合には、補強部材３を下方向へ押さえつける力が働くことになる。ここで、補強部材３はシール部材２と一体的に成形されているため、上記の押さえつける力は、隙間Ｇを封止しているシール部材２が上述の高背圧でバルブステム１０４の突出方向（図の上方向）に抜けるのを抑える力として作用することとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０－２４２８２３号公報

【特許文献2】特開２００４－１７６８８１号公報

【特許文献3】特開２００９－２５７５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、補強部材とスプリングシートとが一体化している場合、上述の高背圧は、シール部材を支持している補強部材からシール部材を無理に引き離そうとする形で作用するため、シール部材の損傷や、シール部材と補強部材との間の乖離が進むおそれがある。こうした事態を避けるため、補強部材とスプリングシートとを一体化させる代わりに、補強部材とは別体の外郭部材を別途設けて、この外郭部材に、シール部材を押さえつけてシール部材が高背圧で抜けるのを抑える役割とスプリングシートの役割との両方を担わせることが考えられる。

【0011】

図３は、補強部材３とは別体の外郭部材４を備えたバルブステムシール用の密封装置１０Ｂの構成を表す模式的な断面図である。

【0012】

図３において、図２と同じ構成要素については、同一の符号を付すこととし、その重複説明は省略する。図３の構成では、図２の構成におけるスプリングシート１０９が存在しない代わりに、新たな構成要素として外郭部材４が加わっている。外郭部材４は、シール部材２および補強部材３を取り囲み軸方向（図の上下方向）に延びる中空の部材である。外郭部材４は、図の上方向の側の端部に、シール部材２が上述の高背圧で図の上方向に抜けることを阻害する内向きフランジ部４１を有しており、図の下方向の側の端部にバルブスプリング１０６が当接する台座部分４３も有している。このような構成では、台座部分４３が受けるバネ付勢力でシリンダヘッド１０１に押さえつけられている外郭部材４が、内向きフランジ部４１により、図の上方向へのシール部材２の抜けを阻害することとなる。簡単に言えば、外郭部材４は、単に図の上方向からシール部材２を押さえているにすぎず、このため、補強部材とスプリングシートとが一体化している場合のようなシール部材２の損傷や乖離の問題は回避されている。

【0013】

ここで、図２の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａと同じタイプのバルブステムシール用の密封装置は広く普及しており、図３のバルブステムシール用の密封装置１０Ｂでは、こうした既存のバルブステムシール用の密封装置の構成をそのまま流用できる点でも好ましい。しかしながら、バルブステムシール用の密封装置１０Ｂのユーザは、その使用を開始するための初期設定として、前もって、図２の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａと外郭部材４とを組み付ける作業を行うことが必要となり、初期設定がユーザフレンドリーとは言い難い面がある。

【0014】

上記の事情を鑑み、本発明では、既存のバルブステムシール用の密封装置の構成を流用できるとともに初期設定がユーザフレンドリーなバルブステムシール用の密封装置の実現を図っている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上述の課題を解決するため、本発明は、以下の密封装置を提供する。

【0016】

［１］ 軸形状を有し軸方向に往復動する、吸気／排気バルブのバルブステムと、筒形状を有し前記バルブステムを内側に挿通させて前記軸方向の往復動自在に支持するバルブステムガイドと、の間の隙間を封止するバルブステムシール用の密封装置において、
前記バルブステムガイドの一端部、および、該一端部の開口から突出した前記バルブステムを覆って前記隙間を封止する、弾性材料からなるシール部材と、
前記シール部材に一体的に成形されて該シール部材を支持する、剛体材料からなる補強部材と、
前記シール部材および前記補強部材を取り囲み前記軸方向に延びる中空の外郭部材であって、前記バルブステムが前記開口から突出する突出方向とは反対方向の側の端部に、該外郭部材の周りでらせん状に延びるバルブスプリングの前記反対方向の側の端部が当接して前記バルブスプリングから前記反対方向向きのバネ付勢力を受ける台座部分を有する外郭部材と、
前記外郭部材と、前記シール部材および前記補強部材との間に配設されて、前記外郭部材を、前記補強部材および前記シール部材に接合する、ゴム材料からなるゴム層と、を備え、
封止された前記隙間の内部空間の圧力により前記隙間を封止するシール部材が前記突出方向に抜けることを阻害するストッパ機構を有するものであるバルブステムシール用の密封装置。

【0017】

［２］ 前記シール部材は、前記バルブステムガイドの前記一端部の端面における、前記バルブステムガイドの外周面と前記バルブステムの外周面との間の段差に対応した折れ曲がり形状を持つ折れ曲がり部を有するものであり、
前記補強部材は、前記バルブステムの外周面に沿って延び、前記バルブステムガイドの前記一端部を覆っている部分のシール部材を該シール部材の外周面側から支持する、環形状の環状部と、該環状部の前記突出方向の側の端部から屈曲して前記シール部材の前記折れ曲がり部の内部に入り込んで前記バルブステムに向かって延び前記折れ曲がり部を前記内部から支持する屈曲部と、を有するものであり、
前記外郭部材は、剛体材料から一体的に形成されたものであって、前記バルブステムに沿って広がる筒形状の筒状部と、該筒状部の前記突出方向の側の端部に接続し前記シール部材の前記折れ曲がり部に沿って前記突出方向の側の前記端部から前記バルブステムに向かって延びて前記ストッパ機構の役割を果たす内向きフランジ部と、前記筒状部の前記反対方向の側の端部に接続し前記バルブステムから遠ざかる方向に向かって前記反対方向の側の前記端部から延びて前記台座部分の役割を果たす外向きフランジ部と、を有するものであり、
前記ゴム層は、前記外郭部材の前記内向きフランジ部と前記シール部材の前記折れ曲がり部との間に配設されて前記内向きフランジ部と前記折れ曲がり部とを接合する第１ゴム層と、前記外郭部材の前記筒状部と前記補強部材の前記環状部との間に配設され前記筒状部と前記環状部とを接合する第２ゴム層と、を有するものである請求項１記載のバルブステムシール用の密封装置。

【0018】

［３］ 前記ゴム層の前記第２ゴム層は、前記補強部材の前記環状部の、前記反対方向を向いた端面まで延びているものであり、前記ゴム層がさらに、前記第２ゴム層の前記反対方向の側の端部に接続し前記補強部材の前記環状部の前記端面を覆いつつ前記バルブステムガイドの外周面に向かって突出した凸部を有するものである 前記ゴム層の前記第２ゴム層は、前記補強部材の前記環状部の、前記反対方向を向いた端面まで延びているものであり、前記ゴム層がさらに、前記第２ゴム層の前記反対方向の側の端部に接続し前記補強部材の前記環状部の前記端面を覆いつつ前記バルブステムガイドの外周面に向かって突出した凸部を有するものである［２］に記載のバルブステムシール用の密封装置。

【0019】

［４］ 前記ゴム層は、前記第１ゴム層の、前記バルブステムの側の端部に接続し、前記外郭部材の前記内向きフランジ部の、前記バルブステムの側を向いた端面を覆うとともに、該内向きフランジ部の前記突出方向を向いた上面を覆う第３ゴム層を有するものである［２］又は［３］に記載のバルブステムシール用の密封装置。

【発明の効果】

【0020】

本発明では、ゴム層が外郭部材をシール部材および補強部材に接合することで、外郭部材はシール部材および補強部材と一体化している。このため、図２の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａと図３の外郭部材４とをユーザの側で組み付ける作業を行う必要がなく、ユーザは、シール部材の抜け止め機能付きの一体的なバルブステムシール用の密封装置として本発明を使用することができる。この結果、本発明では、たとえばシール部材および補強部材だけからなる既存のバルブステムシール用の密封装置の構成をそのまま流用でき、初期設定がユーザフレンドリーなバルブステムシール用の密封装置が実現している。さらに、上記のゴム層により、シール部材および補強部材に外郭部材が強固に結合するため、上述の高背圧に対する耐久性も向上している。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来のバルブステムシール用の密封装置を備えた吸気／排気バルブの模式的な断面図である。

【図2】図１の従来のバルブステムシール用の密封装置の構成を表す模式的な断面図である。

【図3】補強部材とは別体の外郭部材を備えたバルブステムシール用の密封装置の構成を表す模式的な断面図である。

【図4】本実施形態のバルブステムシール用の密封装置の構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図である。

【図5】図４のバルブステムシール用の密封装置の構成を拡大して表した図である。

【図6】外郭部材以外のものがストッパ機構の役割を果たす別の実施形態のバルブステムシール用の密封装置の構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図である。

【図7】非剛体材料からなる外向きフランジ部が台座部分の役割を果たす別の実施形態のバルブステムシール用の密封装置の構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

【0023】

本実施形態のバルブステムシール用の密封装置は、吸気／排気バルブに適用されるバルブステムシール用の密封装置である。本実施形態が適用される吸気／排気バルブは、図１および図２の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａとは構成が異なるバルブステムシール用の密封装置が用いられており、さらに、スプリングシート１０９が不要となっている点を除き、図１の吸気／排気バルブ１００と同じである。そこで、バルブステムシール用の密封装置以外の吸気／排気バルブの構成要素については図１を参照することとしてその重複説明は省略し、本実施形態に対応するバルブステムシール用の密封装置の構成に焦点を絞って説明を行う。

【0024】

図４は、本実施形態のバルブステムシール用の密封装置１０の構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図であり、図５は、図４のバルブステムシール用の密封装置１０の構成を拡大して表した図である。

【0025】

図４および図５では、図１～図３と同じ構成要素については、同一の符号が付されている。バルブステムシール用の密封装置１０は、軸形状を有し軸方向に往復動する、吸気／排気バルブのバルブステム１０４と、筒形状を有しバルブステム１０４を内側に挿通させて軸方向の往復動自在に支持するバルブステムガイド１０５と、の間の隙間を封止するものである。バルブステムシール用の密封装置１０は、ゴム層１、シール部材２、補強部材３、および外郭部材４、を備えている。

【0026】

シール部材２は、弾性材料からなる部材であり、シリンダヘッド１０１から突出したバルブステムガイド１０５の一端部、および、その一端部の開口１０５ａから突出したバルブステム１０４を覆って、バルブステムガイド１０５とバルブステム１０４の間の隙間Ｇを封止している。ここで、シリンダヘッド１０１から突出したバルブステムガイド１０５の周囲には、オイルを蓄える油室（図４では不図示・図１の油室Ｏ参照）が形成されており、シール部材２が隙間Ｇを封止することで油室内のオイルが隙間Ｇから漏洩するのが抑制される。

【0027】

補強部材３は、剛体材料からなる部材であり、シール部材２に一体的に成形されてシール部材２を支持している。ここで、剛体材料とは、弾性材料と比べると硬度がきわめて高く変形しにくい材料を指しており、典型的には、金属や硬質プラスチック等の材料を指している。

【0028】

外郭部材４は、シール部材２および補強部材３を取り囲み軸方向（図の上下方向）に延びる中空の部材である。外郭部材４は、バルブステム１０４が開口１０５ａから突出する突出方向（すなわち図の上方向）とは反対方向（すなわち図の下方向）の側の端部に台座部分を有している。台座部分は、外郭部材４の周りでらせん状に延びるバルブスプリング１０６の図の下方向の側の端部が当接してバルブスプリング１０６から図の下方向の向きのバネ付勢力を受ける部位である。図４および図５の例では、台座部分は外向きフランジ部４３である。外向きフランジ部４３については後述する。

【0029】

ゴム層１は、ゴム材料からなる部材である。ゴム層１は、外郭部材４と、シール部材２および補強部材３との間に配設されて、外郭部材４を、シール部材２および補強部材３に接合している。ゴム層１は、たとえば、外郭部材４にゴムを焼き付けてシール部材２および補強部材３に接合することで、外郭部材４と、シール部材２および補強部材３との間に配設される。

【0030】

また、バルブステムシール用の密封装置１０は、封止された隙間Ｇの内部空間の圧力によりシール部材２が突出方向（図の上方向）に抜けることを阻害するストッパ機構を有している。図４および図５の例では、ストッパ機構は内向きフランジ部４１である。内向きフランジ部４１については後述する。

【0031】

本実施形態のバルブステムシール用の密封装置１０では、ゴム層１が外郭部材４をシール部材２および補強部材３に接合することで、外郭部材４はシール部材２および補強部材３と一体化している。このため、図２の従来のバルブステムシール用の密封装置１０Ａと図３の外郭部材４とをユーザの側で組み付ける作業を行う必要がなく、ユーザは、シール部材の抜け止め機能付きの一体的な密封装置としてバルブステムシール用の密封装置１０を使用することができる。この結果、本実施形態では、たとえばシール部材２および補強部材３だけからなる既存のバルブステムシール用の密封装置の構成をそのまま流用でき、初期設定がユーザフレンドリーなバルブステムシール用の密封装置が実現している。さらに、ゴム層１により、シール部材２および補強部材３に外郭部材４が強固に結合するため、上述の高背圧に対する耐久性も向上している。

【0032】

以下、バルブステムシール用の密封装置１０の各構成要素について、主にその形状の観点からさらに詳しく説明する。

【0033】

シール部材２は、その１つの部位として折れ曲がり部２２を有している。折れ曲がり部２２は、図４および図５に示すように、バルブステムガイド１０５の一端部の端面１０５ｂにおける、バルブステムガイド１０５の外周面とバルブステム１０４の外周面との間の段差Ｄに対応した折れ曲がり形状を持っている。

【0034】

補強部材３は、その部位ごとに分けて考えると環状部３２と屈曲部３１とを備えている。環状部３２は、図４および図５に示すように、バルブステム１０４の外周面に沿って延び、バルブステムガイド１０５の一端部を覆っている部分のシール部材２をシール部材２の外周面側から支持している部位である。一方、屈曲部３１は、図４および図５に示すように、環状部３２の、突出方向の側の端部から屈曲してシール部材２の折れ曲がり部２２の内部に入り込んでバルブステム１０４に向かって延び折れ曲がり部２２をその内部から支持する部位である。

【0035】

外郭部材４は、剛体材料から一体的に形成されたものであって、その部位ごとに分けて考えると筒状部４２と、内向きフランジ部４１と、外向きフランジ部４３と、を有している。筒状部４２は、図４および図５に示すようにバルブステム１０４に沿って広がる筒形状の部位である。内向きフランジ部４１は、図４および図５に示すように筒状部４２の上方向（上述のバルブステム１０４の突出方向）の側の端部に接続し、図５に示すようにこの端部からシール部材２の折れ曲がり部２２に沿ってバルブステム１０４に向かって内向きフランジ状に延びている部位である。この内向きフランジ部４１が、上述のストッパ機構の役割を果たしている。外向きフランジ部４３は、図４および図５に示すように筒状部４２の下方向（上述のバルブステム１０４の突出方向の反対方向）の側の端部に接続し、この端部から、図５に示すようにバルブステム１０４から遠ざかる方向に向かって外向きフランジ状に延びている部位である。この外向きフランジ部４３が、上述の台座部分の役割を果たしている。

【0036】

ゴム層１は、その部位ごとに分けて考えると第１ゴム層１１と第２ゴム層１２とを有している。第１ゴム層１１は、図４および図５に示すように外郭部材４の内向きフランジ部４１とシール部材２の折れ曲がり部２２との間に配設されて内向きフランジ部４１と折れ曲がり部２２とを接合する部位である。一方、第２ゴム層１２は、図４および図５に示すように外郭部材４の筒状部４２と補強部材３の環状部３２との間に配設され筒状部４２と環状部３２とを接合する部位である。

【0037】

ゴム層１、シール部材２、補強部材３、および外郭部材４の各構成要素をそれぞれ構成する各部位が、以上説明したような形状を有することで、各構成要素は、上述した各構成要素の機能を、より的確に果たすことができる。

【0038】

以下、図４および図５を参照しつつ、ゴム層１のさらなる特徴について説明する。

【0039】

ゴム層１の第２ゴム層１２は、補強部材３の環状部３２の、図の下方向（上述のバルブステム１０４の突出方向の反対方向）を向いた端面３２ａまで延びている。ここで、ゴム層１には、この第２ゴム層の下方向の側の端部に接続し環状部３２の端面３２ａを覆いつつバルブステムガイド１０５の外周面に向かって突出した凸部１３が備えられている。

【0040】

このように凸部１３が環状部３２の端面３２ａを覆うことで、外郭部材４に対し補強部材３が位置ずれを起こしにくくなり、外郭部材４と補強部材３との接着が、より強固となっている。

【0041】

また、ゴム層１は、第１ゴム層１１の、バルブステム１０４の側の端部に接続し、外郭部材４の内向きフランジ部４１の、バルブステム１０４の側を向いた端面４１ａを覆う第３ゴム層１４を有している。この第３ゴム層１４は、さらに、内向きフランジ部４１の、上方向（上述のバルブステム１０４の突出方向）を向いた上面４１ｂも覆っている。

【0042】

このような第３ゴム層１４が存在することで、ゴム層１が外郭部材４にしっかり固定されることとなり、ゴム層１が外郭部材４から乖離しにくくなる。また、剛体部材から構成されている外郭部材４の先端部（端面４１ａおよび上面４１ｂを有する部分）が第３ゴム層１４にカバーされるため、仮に外郭部材４がぐらついたしても、その先端部がその周囲の他の部材に接触して外郭部材４や他の部材が損傷するといった事態は避けられる。ここで、他の部材としては、外郭部材４の先端部の付近に存在する、バルブスプリング１０６やシール部材２や後述のガータスプリング５等が挙げられる。

【0043】

以下、バルブステムシール用の密封装置１０における、ゴム層１以外の構成要素についてのさらなる特徴について説明する。

【0044】

バルブステムシール用の密封装置１０では、シール部材２は、折れ曲がり部２２の、バルブステム１０４の側の端部に接続し、バルブステム１０４に沿って上方向（バルブステム１０４の突出方向）延びるステム側部分２１を有している。このステム側部分２１は、図４および図５に示すように、バルブステム１０４の外周面に向かって延びて外周面に当接して外周面に対して相対的に摺動するリップ部２１ａを有している。

【0045】

このようなリップ部２１ａが存在することで、バルブステムガイド１０５と、このバルブステムガイド１０５に対し軸方向に往復動するバルブステム１０４と、の間の隙間（図１の隙間Ｇ参照）が封止される。

【0046】

また、バルブステムシール用の密封装置１０では、シール部材２に対向するバルブステムガイド１０５の外周面には、バルブステムガイド１０５を周回する環状の溝１０５ｃが形成されている。ここで、シール部材２は、折れ曲がり部２２の、バルブステム１０４から遠い側の端部（バルブステム１０４の側の端部とは反対側の端部）に接続し、バルブステムガイド１０５に沿って延びるステムガイド側部分２３を有している。このステムガイド側部分２３は、図４および図５に示すように、上述の溝１０５ｃに入り込んでバルブステムガイド１０５を周回する突条部２３ａを有している、

【0047】

このような突条部２３ａが存在することで、シール部材２は、バルブステムガイド１０５の外周面上にしっかりと位置決めされ、位置ずれを起こしにくくなる。

【0048】

また、バルブステムシール用の密封装置１０では、シール部材２のステム側部分２１を、リップ部２１ａとは反対側の外周側からバルブステム１０４に押し付けるガータスプリング５が備えられている。

【0049】

このようなガータスプリング５が存在することで、リップ部２１ａは、バルブステム１０４の外周面に強く当接することとなり、シール部材２によるシール性が向上する。

【0050】

以上の図４および図５の実施形態の説明では、外郭部材４の一部である内向きフランジ部４１がストッパ機構の役割を果たしていたが、本発明では、ストッパ機構の役割を果たすものが、外郭部材以外のものであってもよい。以下では、そのような別の実施形態について説明する。

【0051】

図６は、外郭部材以外のものがストッパ機構の役割を果たす別の実施形態のバルブステムシール用の密封装置１０Ｘの構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図である。

【0052】

図６において、図４と同じ構成要素については同じ符号を付すこととしてその重複説明は省略する。以下では、図４とは異なる点に焦点を絞って説明を行う。

【0053】

図６のバルブステムシール用の密封装置１０Ｘでは、外郭部材４Ｘには内向きフランジ部４１が存在せず、従って外郭部材４Ｘにはストッパ機構の役割を果たす部位が存在しない。その代わり、補強部材３Ｘの環状部３２Ｘの外周面には、この外周面を周回する溝状の凹状部Ｈが形成されており、その溝状の凹状部Ｈに、ゴム層１Ｘの第２ゴム層１２Ｘの凸状部Ｃが嵌まり込んでいる。このような凸状部Ｃは、たとえば、凹状部Ｈを有する補強部材３Ｘの環状部３２Ｘの外周面にゴムを焼き付けることで凹状部Ｈ内に形成されるものである。

【0054】

このように凹状部Ｈに凸状部Ｃが嵌まり込むことで、封止された隙間Ｇの内部空間の圧力によりシール部材２が突出方向（図の上方向）に抜けることが阻害される。すなわち、補強部材３Ｘの凹状部Ｈおよびゴム層１Ｘの凸状部Ｃがストッパ機構の役割を果たしている。また、補強部材３Ｘは、既存のバルブステムシール用の密封装置における補強部材３（図２参照）に凹状部Ｈを形成しただけのものであるため、既存のバルブステムシール用の密封装置の構成を流用して用いることができる。

【0055】

以上説明した点を除き、図６の外郭部材４Ｘ、補強部材３Ｘ、およびゴム層１Ｘは、図４の外郭部材４、補強部材３、およびゴム層１と同じ特徴を備えている。これらの特徴については、図４の説明を参照することとして、これ以上の説明は省略する。

【0056】

また、以上の図４および図５の実施形態の説明では、外郭部材４は全体が剛体材料から一体的に形成されたものであってその一部である外向きフランジ部４３が台座部分の役割を果たしていた。しかしながら。本発明では、外郭部材全体が剛体材料から一体的に形成されたものではなくてもよい。たとえば、外向きフランジ部が非剛体材料で形成されておりその外向きフランジ部が台座部分の役割を果たすものであってもよい。以下では、そのような別の実施形態について説明する。

【0057】

図７は、非剛体材料からなる外向きフランジ部４３が台座部分の役割を果たす別の実施形態のバルブステムシール用の密封装置１０Ｙの構成を、吸気／排気バルブの他の構成要素とともに表した模式的な断面図である。

【0058】

図７において、図４と同じ構成要素については同じ符号を付すこととしてその重複説明は省略する。以下では、図４とは異なる点に焦点を絞って説明を行う。

【0059】

図７のバルブステムシール用の密封装置１０Ｙでは、外郭部材４Ｙの外向きフランジ部４３Ｙは、剛体材料ではなくゴムで構成されている。このように外向きフランジ部４３Ｙがゴムで構成されているため、バルブスプリング１０６から図の下方向の向きのバネ付勢力に対して柔軟に変形でき、吸気／排気バルブに組み付けがスムーズに行える。こうした構成材料の違いを除き、図７の外郭部材４Ｙは、図４の外郭部材４と同じ特徴を備えている。こうした共通の特徴については、図４の説明を参照することとして、これ以上の説明は省略する。

【0060】

以上が本発明の実施形態の説明である。

【0061】

以上の説明では、バルブステムシール用の密封装置１０のリップ部２１ａは１個であったが、本発明では、複数のリップ部２１ａを有するものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明は、既存の密封装置の構成を流用できるとともに初期設定がユーザフレンドリーな密封装置を実現するのに有用である。

【符号の説明】

【0063】

１，１Ｘ：ゴム層、
２：シール部材、
３，３Ｘ：補強部材、
４，４Ｘ，４Ｙ：外郭部材、
５：ガータスプリング、
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｘ，１０Ｙ：バルブステムシール用の密封装置、
１１：第１ゴム層、
１２，１２Ｘ：第２ゴム層、
１３：凸部、
１４：第３ゴム層、
２１：ステム側部分、
２１ａ：リップ部、
２２：折れ曲がり部、
２３：ステムガイド側部分、
２３ａ：突条部、
３１：屈曲部、
３２，３２Ｘ：環状部、
３２ａ：端面、
４１：内向きフランジ部、
４１ａ：端面、
４１ｂ：上面、
４２：筒状部、
４３：外向きフランジ部、
１００：吸気／排気バルブ、
１０１：シリンダヘッド、
１０２：吸気／排気ポート、
１０２ａ：弁座、
１０３：弁本体、
１０４：バルブステム、
１０５：バルブステムガイド、
１０５ａ：開口、
１０５ｂ：端面、
１０５ｃ：溝、
１０６：バルブスプリング、
１０７：カム、
１０７ａ：カムシャフト、
１０８：リフタ、
１０９：スプリングシート、
Ｃ：凸状部、
Ｄ：段差、
Ｈ：凹状部、
Ｇ：隙間、
Ｏ：油室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】