WO2013125116A1 - 密封構造 - Google Patents

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gasket
injector
sealing structure
groove
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光 ▲但▼野
弘明 門馬
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Nok Corp
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/858—Mounting of fuel injection apparatus sealing arrangements between injector and engine

Definitions

  • the present invention relates to a sealing structure that seals an annular gap between an injector and a housing.
  • an annular gasket that seals the annular gap between the injector and the attachment hole is provided.
  • the technology increases the volume of the gasket in a state where no external force is applied to the volume of the space in which the gasket is installed, and enhances the sealing performance by filling the annular groove in which the gasket is installed with the gasket. Is known (see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a sealing structure capable of reducing the built-in load while improving the sealing performance.
  • the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing structure of the present invention is An injector, A housing having a mounting hole to which the injector is mounted; An annular gasket that is mounted in an annular groove formed on the outer periphery of the injector and seals an annular gap between the injector and the mounting hole;
  • a sealing structure comprising: The annular groove has a step at the groove bottom; A main annular groove on one side through the step; A secondary annular groove on the other side through the step; With The gasket is arranged to fill the main annular groove; The gap between the injector and the mounting hole at the boundary between the main annular groove and the sub annular groove is larger than the minute gap on the opposite side of the sub annular groove through the main annular groove.
  • the sealing performance can be improved.
  • the sub annular groove is provided, a part of the gasket filled in the main annular groove can protrude into the sub annular groove. For this reason, it is possible to reduce an assembling load when assembling the injector equipped with the gasket into the mounting hole.
  • the gap between the injector and the mounting hole at the boundary between the main annular groove and the sub-annular groove is larger than the minute gap on the opposite side of the sub-annular groove via the main annular groove. Further, a part of the gasket can be protruded to the sub annular groove side.
  • the area of the cross section cut along the plane including the axis in the annular space formed by the main annular groove and the surface of the mounting hole is S1
  • the axis in the annular space formed by the secondary annular groove and the surface of the mounting hole is S2
  • the secondary annular groove may be arranged on the combustion chamber side with respect to the main annular groove.
  • the frictional resistance against the gasket acts on the side opposite to the combustion chamber, so that the gasket can be more reliably filled into the main annular groove side. .
  • part with which the sub annular groove side was filled among the gaskets receives the pressure of combustion gas, the filling state of the gasket with respect to the main annular groove can be maintained, and sealing performance can be improved.
  • the filling state of the gasket with respect to the main annular groove can be stably maintained by receiving the pressure of the combustion gas, and the durability is also improved.
  • the shape of the cross section cut along the plane including the axis in the gasket in a state where no external force is applied may be rectangular.
  • the groove bottom of the main annular groove may have an annular protrusion near the center in the axial direction.
  • the built-in load can be reduced while enhancing the sealing performance.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a sealing structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially broken sectional view of the gasket according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the sealing structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the sealing structure 100 includes an injector 200, a housing 300 having a mounting hole 310 to which the injector 200 is attached, and a gasket 400.
  • FIG. 1 only the vicinity of the tip constituting the sealing structure is shown for the injector 200.
  • the housing 300 corresponds to the cylinder head of the engine, and shows only the vicinity that constitutes the sealing structure.
  • the gasket 400 is an annular member made of PTFE (tetrafluoroethylene resin). Moreover, the gasket 400 is a cylindrical member, and the shape of the cross section cut
  • PTFE tetrafluoroethylene resin
  • Example 1 With reference to FIG. 3, the sealing structure which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
  • 3 is a schematic cross-sectional view of the sealing structure according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 3A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 3B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 211 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 211a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 211b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottoms of the main annular groove 211a and the sub-annular groove 211b are both cylindrical surfaces.
  • the main annular groove 211a is provided on the atmosphere side (A), and the sub annular groove 211b is provided on the combustion chamber side (C).
  • the gap D2 between the injector 200 and the attachment hole 310 at the boundary between the main annular groove 211a and the sub annular groove 211b is a minute gap opposite to the sub annular groove 211b via the main annular groove 211a. It is configured to be larger than D1.
  • the gap D2 is smaller than the distance between the groove bottom of the main annular groove 211a and the attachment hole 310.
  • the areas S1, S2 shown in FIG. 3 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2).
  • the area S ⁇ b> 1 is an area of a cross section cut along a plane including an axis in an annular space formed by the main annular groove 211 a and the surface of the attachment hole 310.
  • the area S2 is an area of a cross section cut by a plane including an axis in an annular space formed by the sub annular groove 211b and the surface of the attachment hole 310.
  • the area S3 is an area of a cross section cut by a plane including the axis line in the gasket 400 in a state where no external force is received.
  • the injector 200 When the injector 200 is assembled into the housing 300, the injector 200 is attached to the annular groove 211 of the injector 200 with the gasket 400 attached from the atmosphere side (A) to the combustion chamber (C) side. Attach to. Thereby, in a state where no external force is received, the gasket 400 having a rectangular cross section receives a force from the inner peripheral surface of the mounting hole 310 toward the inside, and deforms along the shape of the annular groove 211. More specifically, the main annular groove 211a is (substantially) completely filled with the gasket 400, and a part of the surplus meat is filled into the sub-annular groove 211b (see FIG. 3B).
  • the gasket 400 is (substantially) completely filled in the main annular groove 211a, so that the sealing performance can be improved. Further, since the sub annular groove 211b is provided, a part of the gasket 400 filled in the main annular groove 211a can protrude into the sub annular groove 211b. Thereby, the built-in load at the time of incorporating the injector 200 equipped with the gasket 400 into the mounting hole 310 can be reduced. Therefore, the built-in load can be reduced while improving the sealing performance.
  • the gap D2 between the injector 200 and the attachment hole 310 at the boundary between the main annular groove 211a and the sub annular groove 211b is a minute gap on the opposite side of the sub annular groove 211b via the main annular groove 211a. Since it is larger than D1, a part of the gasket 400 can be more reliably protruded to the sub annular groove 211b side.
  • the gasket 400 is (substantially) completely inserted into the main annular groove 211a. Filling can be performed, and the sub-annular groove 211b can prevent the gasket 400 from being completely filled. Therefore, the gasket 400 can be prevented from protruding outside the annular groove 211. Moreover, a built-in load can be suppressed in connection with this.
  • the sub annular groove 211b is disposed on the combustion chamber (C) side with respect to the main annular groove 211a. Therefore, when the injector 200 to which the gasket 400 is mounted is assembled into the mounting hole 310, the frictional resistance against the gasket 400 acts on the side opposite to the combustion chamber (C). Therefore, the gasket 400 can be more reliably filled on the main annular groove 211a side. Moreover, since the site
  • Example 2 With reference to FIG. 4, the sealing structure based on Example 2 of this invention is demonstrated.
  • 4 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 2 of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 4A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 4B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 212 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 212a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 212b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottom of the main annular groove 212a has a cylindrical surface as in the case of the first embodiment.
  • the groove bottom of the sub-annular groove 212b is arranged so that the two adjacent grooves are expanded from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C) and then expanded. It consists of a tapered surface.
  • the main annular groove 212a is provided on the atmosphere side (A), and the sub-annular groove 212b is provided on the combustion chamber side (C) as in the first embodiment.
  • the point which is comprised so that the clearance gap D2 may become larger than the micro clearance gap D1 is the same as that of Example 1.
  • FIG. The gap D2 is smaller than the distance between the groove bottom of the main annular groove 212a and the attachment hole 310. Since the definitions of D1 and D2 are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the area S1, S2 shown in FIG. 4 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2).
  • the gasket 400 is configured such that, in the sub annular groove 212b, the bottom surface of the groove is filled in a tapered surface portion whose diameter decreases from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C) ( (Refer FIG.4 (b)).
  • the gasket 400 is filled in a portion of the sub-annular groove 212b that has a tapered surface whose diameter decreases from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C). It is comprised so that. Thereby, the area of the part which receives the pressure of combustion gas among the gaskets 400 can be made wide compared with the case of Example 1.
  • the force that the gasket 400 receives in the direction of the main annular groove 212a due to the pressure of the combustion gas becomes larger than that in the case of the first embodiment, so that the filling state of the gasket 400 in the main annular groove 212a can be further maintained. Can do.
  • Example 3 With reference to FIG. 5, the sealing structure which concerns on Example 3 of this invention is demonstrated.
  • 5 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 3 of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 5A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 5B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 213 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 213a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 213b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottom of the main annular groove 213a is composed of two adjacent tapered surfaces so that the diameter is reduced after the diameter is increased from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C).
  • an annular protrusion 213a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 213a.
  • the groove bottom of the sub-annular groove 213b is formed of a cylindrical surface as in the case of the first embodiment.
  • the main annular groove 213a is provided on the atmosphere side (A) and the sub-annular groove 213b is provided on the combustion chamber side (C) as in the first embodiment.
  • the point which is comprised so that the clearance gap D2 may become larger than the micro clearance gap D1 is the same as that of Example 1.
  • FIG. The gap D2 is smaller than the distance (shortest distance) between the groove bottom of the main annular groove 213a and the attachment hole 310. Since the definitions of D1 and D2 are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the areas S1 and S2 shown in FIG. 5 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2) as in the first embodiment.
  • annular protrusion 213a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 213a. Thereby, the surface pressure with respect to the attachment hole 310 of the gasket 400 can be partially made high, and sealing performance can be improved.
  • Example 4 With reference to FIG. 6, the sealing structure based on Example 4 of this invention is demonstrated.
  • 6 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 4 of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 6A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 6B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 214 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 214a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 214b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottom of the main annular groove 214a has two adjacent tapered surfaces so that the diameter is increased and then reduced from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C). It consists of
  • an annular protrusion 214a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 214a.
  • the groove bottom of the sub annular groove 214b is composed of two adjacent tapered surfaces so that the diameter is reduced after being reduced in diameter from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C).
  • the main annular groove 214a is provided on the atmosphere side (A) and the sub-annular groove 214b is provided on the combustion chamber side (C) as in the first embodiment.
  • the point which is comprised so that the clearance gap D2 may become larger than the micro clearance gap D1 is the same as that of Example 1.
  • FIG. The gap D2 is smaller than the distance (shortest distance) between the groove bottom of the main annular groove 214a and the attachment hole 310. Since the definitions of D1 and D2 are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the areas S1 and S2 shown in FIG. 6 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2) as in the first embodiment.
  • the gasket 400 is configured so that, in the sub-annular groove 214b, the bottom surface of the groove is filled in a tapered surface portion whose diameter is reduced from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C) ( (Refer FIG.6 (b)).
  • the gasket 400 is filled in a tapered surface portion of the sub-annular groove 214b whose bottom surface is reduced in diameter from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C). It is comprised so that. Thereby, the area of the part which receives the pressure of combustion gas among the gaskets 400 can be made wide compared with the case of Example 1.
  • the force that the gasket 400 receives in the direction of the main annular groove 214a due to the pressure of the combustion gas is larger than that in the case of the first embodiment, so that the filling state of the gasket 400 in the main annular groove 214a can be further maintained.
  • an annular protrusion 214a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 214a.
  • Example 5 With reference to FIG. 7, the sealing structure based on Example 5 of this invention is demonstrated.
  • 7 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 5 of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 7A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 7B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 215 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 215a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 215b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottom of the main annular groove 215a is generally formed of a cylindrical surface, an annular protrusion 215a1 is provided near the center in the axial direction.
  • the groove bottom of the sub-annular groove 215b is formed of a cylindrical surface as in the case of the first embodiment.
  • the main annular groove 215a is provided on the atmosphere side (A) and the sub-annular groove 215b is provided on the combustion chamber side (C) as in the first embodiment.
  • the point which is comprised so that the clearance gap D2 may become larger than the micro clearance gap D1 is the same as that of Example 1.
  • FIG. The gap D2 is smaller than the distance (shortest distance) between the groove bottom of the main annular groove 215a and the attachment hole 310. Since the definitions of D1 and D2 are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the areas S1 and S2 shown in FIG. 7 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2) as in the first embodiment.
  • an annular protrusion 215a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 215a. Thereby, the surface pressure with respect to the attachment hole 310 of the gasket 400 can be partially made high, and sealing performance can be improved.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a sealing structure according to Embodiment 6 of the present invention, and corresponds to an enlarged view of a portion X in FIG. 8A is a diagram in which the gasket 400 is omitted, and FIG. 8B is a diagram in which the gasket 400 is also clearly shown.
  • the annular groove 216 formed on the outer periphery of the injector 200 has a step at the groove bottom, and the main annular groove 216a on one side and the sub-groove on the other side through the step. And an annular groove 216b.
  • the step is a step whose diameter increases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C).
  • the groove bottom of the main annular groove 216a is generally formed of a cylindrical surface, an annular protrusion 216a1 is provided near the center in the axial direction.
  • the groove bottom of the sub-annular groove 216b is composed of two adjacent tapered surfaces so that the diameter of the groove decreases from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C) and then increases.
  • the main annular groove 216a is provided on the atmosphere side (A) and the sub-annular groove 216b is provided on the combustion chamber side (C) as in the first embodiment.
  • the point which is comprised so that the clearance gap D2 may become larger than the micro clearance gap D1 is the same as that of Example 1.
  • FIG. The gap D2 is smaller than the distance (shortest distance) between the groove bottom of the main annular groove 216a and the attachment hole 310. Since the definitions of D1 and D2 are as described in the first embodiment, the description thereof is omitted here. 8 is the same as the first embodiment in that the areas S1 and S2 shown in FIG. 8 and the area S3 shown in FIG. 2 are configured to satisfy S1 ⁇ S3 ⁇ (S1 + S2).
  • the gasket 400 is configured such that, in the sub-annular groove 216b, the bottom surface of the groove is filled in a tapered surface portion whose diameter is reduced from the atmosphere side (A) toward the combustion chamber side (C) ( (Refer FIG.8 (b)).
  • the gasket 400 is filled in a portion of the sub-annular groove 216b that has a tapered surface whose diameter decreases from the atmosphere side (A) to the combustion chamber side (C). It is comprised so that. Thereby, the area of the part which receives the pressure of combustion gas among the gaskets 400 can be made wide compared with the case of Example 1.
  • an annular protrusion 216a1 is provided near the center in the axial direction at the groove bottom of the main annular groove 216a. Thereby, the surface pressure with respect to the attachment hole 310 of the gasket 400 can be partially made high, and sealing performance can be improved.

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Description

密封構造
　本発明は、インジェクタとハウジングとの間の環状隙間を封止する密封構造に関する。
　シリンダヘッドへのインジェクタの取り付け部においては、インジェクタと取り付け孔との間の環状隙間を封止する環状のガスケットが設けられている。このようなガスケットにおいて、外力が作用していない状態におけるガスケットの体積をガスケットが装着される空間の体積よりも大きくし、ガスケットが装着される環状溝にガスケットを充填させることで密封性能を高める技術が知られている（特許文献１参照）。
　しかしながら、このような技術においては、ガスケットが装着されたインジェクタを取り付け孔内に組み込む際の荷重が大きく、ガスケットが異常に変形したり、破損したりしてしまうおそれがある。また、このような技術では、人力での組み込みは困難と考えられる。
特開２００２－８１５４８号公報
　本発明の目的は、密封性能を高めつつ、組み込み荷重を低減可能とする密封構造を提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封構造は、
　インジェクタと、
　該インジェクタが取付けられる取り付け孔を有するハウジングと、
　該インジェクタの外周に形成された環状溝に装着され、該インジェクタと前記取り付け孔との間の環状隙間を封止する環状のガスケットと、
　を備える密封構造において、
　前記環状溝は、その溝底に段差を有しており、
　該段差を介して一方の側の主環状溝と、
　該段差を介して他方の側の副環状溝と、
　を備え、
　前記ガスケットは、主環状溝に充填されるように配置されると共に、
　主環状溝と副環状溝との間の境界部における前記インジェクタと前記取り付け孔との間の隙間は、主環状溝を介して副環状溝とは反対側の微小隙間よりも大きいことを特徴とする。
　本発明によれば、ガスケットが主環状溝に充填されるので、密封性能を高めることができる。また、副環状溝が設けられているため、主環状溝に充填されるガスケットは、その一部が副環状溝にはみ出すことができる。そのため、ガスケットが装着されたインジェクタを取り付け孔に組み込む際の組み込み荷重を低減させることができる。更に、主環状溝と副環状溝との間の境界部におけるインジェクタと取り付け孔との間の隙間は、主環状溝を介して副環状溝とは反対側の微小隙間よりも大きいので、より確実に、ガスケットの一部を副環状溝側にはみ出させることができる。
　主環状溝と前記取り付け孔の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ１とし、副環状溝と前記取り付け孔の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ２とし、外力を受けていない状態での前記ガスケットにおける軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ３とした場合に、
　Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）
　を満たすことを特徴とする。
　これにより、ガスケットを主環状溝に充填させることができ、かつ副環状溝ではガスケットが完全に充填されてしまうことはない。そのため、ガスケットが環状溝の外側にはみ出してしまうことを抑制することができる。また、これに伴い組み込み荷重を抑制できる。
　副環状溝は主環状溝に対して燃焼室側に配置されるとよい。
　これにより、ガスケットが装着されたインジェクタを取り付け孔に組み込む際には、ガスケットに対する摩擦抵抗が燃焼室とは反対側に作用するため、ガスケットを主環状溝側に、より確実に充填させることができる。また、ガスケットのうち副環状溝側に充填された部位が燃焼ガスの圧力を受けるため、主環状溝に対するガスケットの充填状態を維持することができ、密封性能を高めることができる。なお、経時的なクリープによって、ガスケットがへたってしまっても、燃焼ガスの圧力を受けることにより、主環状溝に対するガスケットの充填状態を安定的に維持することができ、耐久性も向上する。
　外力を受けていない状態での前記ガスケットにおける軸線を含む面で切断した断面の形状は矩形であるとよい。
　このとき、前記主環状溝の溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部を有するとよい。
　これにより、ガスケットの取り付け孔に対する面圧を部分的に高くすることができ、密封性能を高めることができる。
　なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
　以上説明したように、本発明によれば、密封性能を高めつつ、組み込み荷重を低減させることができる。
図１は本発明の実施例に係る密封構造を示す模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るガスケットの一部破断断面図である。 図３は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図である。 図４は本発明の実施例２に係る密封構造の模式的断面図である。 図５は本発明の実施例３に係る密封構造の模式的断面図である。 図６は本発明の実施例４に係る密封構造の模式的断面図である。 図７は本発明の実施例５に係る密封構造の模式的断面図である。 図８は本発明の実施例６に係る密封構造の模式的断面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。
　図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る密封構造の概要について説明する。本実施例に係る密封構造１００は、インジェクタ２００と、インジェクタ２００が取付けられる取り付け孔３１０を有するハウジング３００と、ガスケット４００とから構成される。なお、図１において、インジェクタ２００については、密封構造を構成する先端付近のみを示している。また、ハウジング３００は、エンジンのシリンダヘッドに相当するものであり、密封構造を構成する付近のみを示している。
　ガスケット４００は、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）からなる環状の部材である。また、ガスケット４００は、円筒形状の部材であり、外力を受けていない状態において、軸線を含む面で切断した断面の形状は矩形である（図２参照）。このガスケット４００は、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１０に装着され、インジェクタ２００と取り付け孔３１０との間の環状隙間を封止する。
　（実施例１）
　図３を参照して、本発明の実施例１に係る密封構造について説明する。図３は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図３（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１１は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１１ａと、他方の側の副環状溝２１１ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１１ａと副環状溝２１１ｂの溝底はいずれも円柱面で構成されている。主環状溝２１１ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１１ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる。そして、主環状溝２１１ａと副環状溝２１１ｂとの間の境界部におけるインジェクタ２００と取り付け孔３１０との間の隙間Ｄ２は、主環状溝２１１ａを介して副環状溝２１１ｂとは反対側の微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１１ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離よりも小さい。
　また、本実施例においては、図３に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている。ここで、面積Ｓ１とは、主環状溝２１１ａと取り付け孔３１０の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積である。また、面積Ｓ２は、副環状溝２１１ｂと取り付け孔３１０の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積である。更に、面積Ｓ３は、外力を受けていない状態でのガスケット４００における軸線を含む面で切断した断面の面積である。
　そして、インジェクタ２００をハウジング３００に組み込む際には、インジェクタ２００の環状溝２１１にガスケット４００を装着させた状態で、インジェクタ２００を大気側（Ａ）から燃焼室（Ｃ）側に向かって取り付け孔３１０に装着する。これにより、外力を受けていない状態では断面が矩形のガスケット４００は、取り付け孔３１０の内周面から内側に向かって力を受けて、環状溝２１１の形状に沿うように変形する。より具体的には、主環状溝２１１ａに対しては、（略）完全にガスケット４００が充填され、余った肉の一部が副環状溝２１１ｂに充填される（図３（ｂ）参照）。
　＜本実施例に係る密封構造の優れた点＞
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造によれば、ガスケット４００が主環状溝２１１ａに（略）完全に充填されるので、密封性能を高めることができる。また、副環状溝２１１ｂが設けられているため、主環状溝２１１ａに充填されるガスケット４００は、その一部が副環状溝２１１ｂにはみ出すことができる。これにより、ガスケット４００が装着されたインジェクタ２００を取り付け孔３１０に組み込む際の組み込み荷重を低減させることができる。従って、密封性能を高めつつ、組み込み荷重を低減させることができる。
　また、主環状溝２１１ａと副環状溝２１１ｂとの間の境界部におけるインジェクタ２００と取り付け孔３１０との間の隙間Ｄ２は、主環状溝２１１ａを介して副環状溝２１１ｂとは反対側の微小隙間Ｄ１よりも大きいので、より確実に、ガスケット４００の一部を副環状溝２１１ｂ側にはみ出させることができる。
　また、上記のように、図２，３に示す各面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすようにしたことで、ガスケット４００を主環状溝２１１ａに（略）完全に充填させることができ、かつ副環状溝２１１ｂではガスケット４００が完全に充填されてしまうことを抑制できる。従って、ガスケット４００が環状溝２１１の外側にはみ出してしまうことを抑制することができる。また、これに伴い組み込み荷重を抑制できる。
　更に、副環状溝２１１ｂは主環状溝２１１ａに対して燃焼室（Ｃ）側に配置されている。そのため、ガスケット４００が装着されたインジェクタ２００を取り付け孔３１０に組み込む際には、ガスケット４００に対する摩擦抵抗が燃焼室（Ｃ）とは反対側に作用する。従って、ガスケット４００を主環状溝２１１ａ側に、より確実に充填させることができる。また、ガスケット４００のうち副環状溝２１１ｂ側に充填された部位が燃焼ガスの圧力を受けるため、主環状溝２１１ａに対するガスケット４００の充填状態を維持することができ、密封性能を高めることができる。なお、経時的なクリープによって、ガスケット４００がへたってしまっても、燃焼ガスの圧力を受けることにより、主環状溝２１１ａに対するガスケット４００の充填状態を安定的に維持することができる。また、これに伴い、耐久性も向上する。
　（実施例２）
　図４を参照して、本発明の実施例２に係る密封構造について説明する。図４は本発明の実施例２に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図４（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１２は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１２ａと、他方の側の副環状溝２１２ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１２ａの溝底は、上記実施例１の場合と同様に円柱面で構成されている。これに対して、本実施例においては、副環状溝２１２ｂの溝底は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって、縮径した後に拡径するように、隣接する２つのテーパ面で構成されている。
　そして、主環状溝２１２ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１２ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる点は上記実施例１と同様である。また、隙間Ｄ２は微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている点も実施例１と同様である。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１２ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離よりも小さい。Ｄ１とＤ２の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。また、図４に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている点も上記実施例１と同様である。面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。更に、インジェクタ２００の組み込み方や、インジェクタ２００を組み込んだ際のガスケット４００の挙動や状態についても上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。なお、ガスケット４００は、副環状溝２１２ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている（図４（ｂ）参照）。
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、ガスケット４００は、副環状溝２１２ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている。これにより、ガスケット４００のうち燃焼ガスの圧力を受ける部分の面積を、実施例１の場合に比して広くすることができる。これにより、燃焼ガスの圧力によってガスケット４００が主環状溝２１２ａの方向に受ける力が実施例１の場合に比して大きくなるため、主環状溝２１２ａに対するガスケット４００の充填状態をより一層維持させることができる。
　（実施例３）
　図５を参照して、本発明の実施例３に係る密封構造について説明する。図５は本発明の実施例３に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図５（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１３は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１３ａと、他方の側の副環状溝２１３ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１３ａの溝底は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって、拡径した後に縮径するように、隣接する２つのテーパ面で構成されている。これにより、主環状溝２１３ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１３ａ１が設けられている。また、副環状溝２１３ｂの溝底は、上記実施例１の場合と同様に円柱面で構成されている。
　そして、主環状溝２１３ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１３ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる点は上記実施例１と同様である。また、隙間Ｄ２は微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている点も実施例１と同様である。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１３ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離（最短距離）よりも小さい。Ｄ１とＤ２の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。また、図５に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている点も上記実施例１と同様である。面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。更に、インジェクタ２００の組み込み方や、インジェクタ２００を組み込んだ際のガスケット４００の挙動や状態についても上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、主環状溝２１３ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１３ａ１が設けられている。これにより、ガスケット４００の取り付け孔３１０に対する面圧を部分的に高くすることができ、密封性能を高めることができる。
　（実施例４）
　図６を参照して、本発明の実施例４に係る密封構造について説明する。図６は本発明の実施例４に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図６（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１４は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１４ａと、他方の側の副環状溝２１４ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１４ａの溝底は、実施例３の場合と同様に、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって、拡径した後に縮径するように、隣接する２つのテーパ面で構成されている。これにより、主環状溝２１４ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１４ａ１が設けられている。また、副環状溝２１４ｂの溝底は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって、縮径した後に拡径するように、隣接する２つのテーパ面で構成されている。
　そして、主環状溝２１４ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１４ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる点は上記実施例１と同様である。また、隙間Ｄ２は微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている点も実施例１と同様である。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１４ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離（最短距離）よりも小さい。Ｄ１とＤ２の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。また、図６に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている点も上記実施例１と同様である。面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。更に、インジェクタ２００の組み込み方や、インジェクタ２００を組み込んだ際のガスケット４００の挙動や状態についても上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。なお、ガスケット４００は、副環状溝２１４ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている（図６（ｂ）参照）。
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、ガスケット４００は、副環状溝２１４ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている。これにより、ガスケット４００のうち燃焼ガスの圧力を受ける部分の面積を、実施例１の場合に比して広くすることができる。これにより、燃焼ガスの圧力によってガスケット４００が主環状溝２１４ａの方向に受ける力が実施例１の場合に比して大きくなるため、主環状溝２１４ａに対するガスケット４００の充填状態をより一層維持させることができる。更に、本実施例の場合には、主環状溝２１４ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１４ａ１が設けられている。これにより、ガスケット４００の取り付け孔３１０に対する面圧を部分的に高くすることができ、密封性能を高めることができる。
　（実施例５）
　図７を参照して、本発明の実施例５に係る密封構造について説明する。図７は本発明の実施例５に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図７（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１５は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１５ａと、他方の側の副環状溝２１５ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１５ａの溝底は、全体的には円柱面で構成されているが、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１５ａ１が設けられている。また、副環状溝２１５ｂの溝底は、上記実施例１の場合と同様に円柱面で構成されている。
　そして、主環状溝２１５ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１５ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる点は上記実施例１と同様である。また、隙間Ｄ２は微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている点も実施例１と同様である。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１５ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離（最短距離）よりも小さい。Ｄ１とＤ２の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。また、図７に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている点も上記実施例１と同様である。面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。更に、インジェクタ２００の組み込み方や、インジェクタ２００を組み込んだ際のガスケット４００の挙動や状態についても上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、主環状溝２１５ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１５ａ１が設けられている。これにより、ガスケット４００の取り付け孔３１０に対する面圧を部分的に高くすることができ、密封性能を高めることができる。
　（実施例６）
　図８を参照して、本発明の実施例６に係る密封構造について説明する。図８は本発明の実施例６に係る密封構造の模式的断面図であり、図１におけるＸ部分の拡大図に相当する。なお、図８（ａ）はガスケット４００を省略した図であり、同図（ｂ）はガスケット４００についても明示した図である。
　本実施例においては、インジェクタ２００の外周に形成された環状溝２１６は、その溝底に段差を有しており、この段差を介して一方の側の主環状溝２１６ａと、他方の側の副環状溝２１６ｂとから構成される。なお、段差は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に径が大きくなる段差である。主環状溝２１６ａの溝底は、全体的には円柱面で構成されているが、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１６ａ１が設けられている。また、副環状溝２１６ｂの溝底は、大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって、縮径した後に拡径するように、隣接する２つのテーパ面で構成されている。
　そして、主環状溝２１６ａは大気側（Ａ）に設けられ、副環状溝２１６ｂは燃焼室側（Ｃ）に設けられる点は上記実施例１と同様である。また、隙間Ｄ２は微小隙間Ｄ１よりも大きくなるように構成されている点も実施例１と同様である。なお、上記隙間Ｄ２は、主環状溝２１６ａの溝底と取り付け孔３１０との間の距離（最短距離）よりも小さい。Ｄ１とＤ２の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。また、図８に示す面積Ｓ１，Ｓ２及び図２に示す面積Ｓ３について、Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）を満たすように構成されている点も上記実施例１と同様である。面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の定義に関しては、実施例１で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。更に、インジェクタ２００の組み込み方や、インジェクタ２００を組み込んだ際のガスケット４００の挙動や状態についても上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。なお、ガスケット４００は、副環状溝２１６ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている（図８（ｂ）参照）。
　以上のように構成された本実施例に係る密封構造においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、ガスケット４００は、副環状溝２１６ｂのうち、その溝底面が大気側（Ａ）から燃焼室側（Ｃ）に向かって縮径するテーパ面の部位に充填されるように構成されている。これにより、ガスケット４００のうち燃焼ガスの圧力を受ける部分の面積を、実施例１の場合に比して広くすることができる。これにより、燃焼ガスの圧力によってガスケット４００が主環状溝２１６ａの方向に受ける力が実施例１の場合に比して大きくなるため、主環状溝２１６ａに対するガスケット４００の充填状態をより一層維持させることができる。更に、本実施例の場合には、主環状溝２１６ａの溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部２１６ａ１が設けられている。これにより、ガスケット４００の取り付け孔３１０に対する面圧を部分的に高くすることができ、密封性能を高めることができる。
　１００　密封構造
　２００　インジェクタ
　２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６　環状溝
　２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，２１４ａ，２１５ａ，２１６ａ　主環状溝
　２１１ｂ，２１２ｂ，２１３ｂ，２１４ｂ，２１５ｂ，２１６ｂ　副環状溝
　２１３ａ１，２１４ａ１，２１５ａ１，２１６ａ１　突出部
　３００　ハウジング
　３１０　取り付け孔
　４００　ガスケット

Claims (5)

  1. 　インジェクタと、
    　該インジェクタが取付けられる取り付け孔を有するハウジングと、
    　該インジェクタの外周に形成された環状溝に装着され、該インジェクタと前記取り付け孔との間の環状隙間を封止する環状のガスケットと、
    　を備える密封構造において、
    　前記環状溝は、その溝底に段差を有しており、
    　該段差を介して一方の側の主環状溝と、
    　該段差を介して他方の側の副環状溝と、
    　を備え、
    　前記ガスケットは、主環状溝に充填されるように配置されると共に、
    　主環状溝と副環状溝との間の境界部における前記インジェクタと前記取り付け孔との間の隙間は、主環状溝を介して副環状溝とは反対側の微小隙間よりも大きいことを特徴とする密封構造。
  2. 　主環状溝と前記取り付け孔の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ１とし、副環状溝と前記取り付け孔の表面とで形成される環状空間における軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ２とし、外力を受けていない状態での前記ガスケットにおける軸線を含む面で切断した断面の面積をＳ３とした場合に、
    　Ｓ１＜Ｓ３＜（Ｓ１＋Ｓ２）
    　を満たすことを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
  3. 　副環状溝は主環状溝に対して燃焼室側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の密封構造。
  4. 　外力を受けていない状態での前記ガスケットにおける軸線を含む面で切断した断面の形状は矩形であることを特徴とする請求項１，２または３に記載の密封構造。
  5. 　前記主環状溝の溝底には、軸線方向における中央付近に環状の突出部を有することを特徴とする請求項４に記載の密封構造。
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