JP2000130258A - 三面合わせ部のシール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異材質からなるエンジンにおいてもシリンダブ
ロックとシリンダヘッドおよびチェーンケースとの接合
部のシール性の向上を図ること。 【解決手段】シリンダブロック２とシリンダヘッド１、
及びチェーンケース３よりなるエンジンにおいて、シリ
ンダブロック２とシリンダヘッド１との対向面間はシリ
ンダヘッドガスケット４によりシールされ、前記シリン
ダブロック２とチェーンケース３との対向面間は液状ガ
スケット５によりシールされ、さらに、前記シリンダヘ
ッドガスケット４と前記液状ガスケット５との接合部付
近では、前記シリンダヘッドガスケット４の両端部に予
め液状ガスケット５を塗布するシール方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロッ
ク、シリンダヘッド、チエーンケースとを有するエンジ
ンのシール方法に関するものであり、さらに詳しくは異
種材料からなるシリンダブロックとシリンダヘッドとチ
ェーンケースが接合する部分、いわゆる３面合わせ部を
有するエンジンのシール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にエンジン本体はカムシャフトやバ
ルブリフタ等を収納したシリンダヘッドとシリンダやク
ランクシャフト等を収納するシリンダブロックと、上記
クランクシャフトからの回転を上記カムシャフトに伝達
するチェーンを収納したチェーンケースを有した構造と
なっている。これらは図３または図４のように構成され
る。図中において、１はシリンダヘッド、２はシリンダ
ブロック、３はチェーンケースである。

【０００３】エンジン内部は内燃サイクルによる爆発燃
焼物やエンジン内部を潤滑する潤滑油や冷却水を外部に
漏洩させないため気密性が要求されている。そのためエ
ンジンを構成する各部品はシール手段により気密性を保
たなければならない。特にシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの対向面間は高いシール性能を要求する。シー
ル性はガスケットやパッキン等のシール部材を部材間に
挟み込みそれら部材を締め付けることにより得ることが
できる。一般的にはシリンダヘッドとシリンダブロック
をシールするガスケットをシリンダヘッドガスケットと
よばれ、シリンダブロックとチェーンケースをシールす
るガスケットをチェーンケースガスケットとよばれてい
る。

【０００４】従来、図３で示されるエンジン構造の場合
においてはシリンダヘッド１とシリンダブロック２をシ
リンダヘッドガスケット４を挟み込んでシールした後、
これら部材の両側面とチェーンケース３とをチェーンケ
ースガスケット６を挟み込むことによりシールする。ま
た、図４で示される別のエンジン構造の場合においては
シリンダヘッド２とチェーンケース３とをチェーンケー
スガスケット６を挟み込むことによりシールした後、こ
れら部材の両上面とシリンダヘッド１をシリンダヘッド
ガスケット４を挟み込むことによりシール性すなわち気
密性を保持することができる。これらの構造に共通して
いる点は３つの部品が接触する点７（３面合わせ部、３
点合わせ面、３点接合部などということもある）が存在
することである。ただし、厳密には前記３つの部品はガ
スケットなどのシール部材を介して接触する。

【０００５】チェーンケースの形状はシリンダブロック
及びシリンダヘッドとの接合部分を形成するため、及び
中央部が前記チェーンを通すために中空形状に形成され
ている。そのため平面視で略コの時形状に形成されてい
る。従って、その接合部に介在される上記チェーンケー
スガスケットもこの接合面の形状と同じであるため、一
般的には前記３面合わせ部は２カ所存在することにな
る。

【０００６】従来からシリンダヘッドガスケットは積層
された複数の金属板及び軟質シートで構成されており、
また上記チェーンケースガスケットには接合部の形状に
合わせたビード状の金属ガスケット及び合成ゴムが使用
されており、両者はボルトにより締結された構造となっ
ている。

【０００７】また、チェーンケース付きエンジンのため
の金属ガスケットには、シリンダブロック部とシリンダ
ヘッド部とチェーンケース部の３面合わせ部をシールす
るものがあり、チェーンケース部とシリンダブロック部
との上面で、シリンダヘッド部との間の３点接合位置に
開口部を形成し、当該開口部内に補償板を設けたものと
して特開平５−２８０６４５号公報に開示されているも
のがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、シリンダブロッ
クは鋳鉄により構成され、シリンダヘッド及びチェーン
ケースはアルミダイカストにより構成されることが多
い。このように、近年では自動車の高出力化、軽量化等
の理由によりエンジンを構成する部品に異材質を組み合
わせて使用するようになった。

【０００９】例えば図３のような構造のエンジンの場合
において、シリンダブロックとシリンダヘッドとが異材
質である場合、エンジンが駆動され当該エンジンの温度
が上昇すると、それらの熱膨張率の差によりシリンダブ
ロックとシリンダヘッドとの接合面がずれを起こす。そ
のずれにより段差が生じてしまい、チェーンケースとの
接合面においてシール性を損なう原因になる。

【００１０】また、熱膨張係数の差から生じるずれはそ
れぞれの接合面とシリンダヘッドガスケットとがずれに
よる摩擦を生じる。この摩擦により、シリンダヘッドガ
スケットの機能が低下し、シリンダブロックとシリンダ
ヘッドとの接合部、特にチェーンケースガスケット付近
の３面合わせ部からオイル漏れの可能性が生じる。

【００１１】上述のようにエンジンにおける３面合わせ
部のシール信頼性が低かった。そのため、この部分を改
善する手法が勘案されてきたがいまだ完璧なものはなか
った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明が目的とするとこ
ろは、エンジンを構成する部材が異材質であっても、チ
ェーンケースにシリンダヘッドとシリンダブロックとの
接合部におけるシール不良を生じさせないようなシール
方法である。本発明の前記目的を達成するための手段
は、シリンダブロックとシリンダヘッド、及びチェーン
ケースよりなるエンジンにおいて、シリンダブロックと
シリンダヘッドとの対向面間はシリンダヘッドガスケッ
トによりシールされ、前記シリンダブロックとチェーン
ケースとの対向面間は液状ガスケットによりシールさ
れ、さらに、前記シリンダヘッドガスケットと前記液状
ガスケットとの接合部付近では、前記シリンダヘッドガ
スケットの両端部に予め液状ガスケットを塗布すること
によるエンジンのシール方法である。

【００１３】本発明で使用される液状ガスケットは塗布
前は液状であり塗布後に硬化して固形となるものであ
り、ＦＩＰＧ（現場成形ガスケット）と表現されている
ものである。液状ガスケットは硬化するとゴム状のよう
な粘弾性を有するものがシール剤として適する。そのよ
うな液状ガスケットとしてはシリコーン樹脂、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂を主成分とするものが挙げられる。

【００１４】上述した液状ガスケットはシリンダブロッ
クとチェーンケースとの対向接合面間及び、シリンダヘ
ッドとチェーンケースが対向する接合面間に使用され
る。前述したとおり、チェーンケースは中空形状であ
り、シリンダブロックまたはシリンダヘッドと接合する
被シール部分は端部の外周部である。該チェーンケース
端部の外周部に液状ガスケットを塗布して液状のまま接
合する。接合した状態で室温でまたは高温で放置するこ
とにより液状ガスケットは硬化または固化して固体パッ
キン状になる。液状ガスケットは両者間の隙間に浸透す
るので、接合面の表面のこまかな凹凸や段差を埋めるよ
うに液が移動して硬化する。また、液状ガスケットは接
着性があり、ある程度の柔軟性があるので被シール面ど
おしのずれがある場合でも接合面から剥がれることがな
く、信頼性が高いシール性能を得ることができる。

【００１５】また、シリンダヘッドとシリンダブロック
が対向する接合面間には固形パッキンが使用される。固
形パッキンは金属板、グラファイトシート、コンプレス
ドシート、ビータシート、合成ゴムシートなどの単体シ
ートまたはそれらの積層体からなるものが使用される。
固形パッキンはシリンダブロックとシリンダヘッドが接
合する被シール面のほぼ同形状に打ち抜き等により形成
される。

【００１６】本発明に使用される液状ガスケットとして
さらに好ましいものは（Ａ）シラノール末端ジオルガノ
ポリシロキサン １００重量部、（Ｂ）一分子中に珪素
原子に結合した加水分解可能な基を三個以上有する珪素
化合物 ０．５〜３０重量部、（Ｃ）充填材 ５〜３０
０重量部、（Ｄ）硬化触媒 ０．０１〜１０重量部、
（Ｅ）接着性向上剤 ０．２〜１０重量部よりなるシリ
コーン液状ガスケットである。

【００１７】（Ａ）成分は分子鎖の両末端にシラノール
を有するオルガノポリシロキサンであり、珪素原子に直
接結合させる有機基としては、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル
基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基及びこ
れらの炭化水素基の一部がハロゲン原子等で置換された
ものである。また、硬化前の組成物に適度な押し出し性
を与えるとともに、硬化後の状弾性体に優れた機械的性
質を与えるために、２５℃における粘度が５００〜２０
０，０００ｃｓｔであることが必要であり、特に好まし
くは、１０００〜１００，０００ｃｓｔである。この場
合、粘度が５００ｃｓｔ以下であると硬化後のゴム弾性
体の伸びが十分でなく、２００，０００ｃｓｔ以上であ
ると、製造時の混練り作業が困難になるばかりでなく、
製造された組成物の押出し性作業も低下する。

【００１８】（Ｂ）成分は一分子中に珪素原子に結合し
た加水分解可能な基を３個以上有する珪素化合物であり
湿気によって加水分解を行い、（Ａ）成分とのシラノー
ル基と容易に縮合反応を行うもので一般式

【００１９】

【化１】Ｒ^１ _aＳiＸ_４−ａ

【００２０】（ただし、式中のＲ^１は１価の置換または
非置換の炭化水素基、Ｘは珪素原子に結合させるアルコ
キシ基、エノキシ基、オルガノケトオキシム基、ジオル
ガノアミノキシ基、オルガノアミノ基、及びジオルガノ
アミドキ基から成る群より選ばれた有機基、ａは０また
は１である）で表されるオルガノシランまたはその部分
加水分解縮合物である。

【００２１】（Ｂ）成分の例はテトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、メチルトリス（メトキシエトキシ）シラン、ビニル
トリス（メチルエチルケトオキシム）シラン、メチルト
リス（ジブチルアミノ）シラン、テトラアセトキシシラ
ン、テトラキス（ジエチルアミノキシ）シラン、メチル
トリス（ジエチルアミノキシ）シラン、これらの部分加
水分解縮合物が挙げられる。（Ｂ）成分は（Ａ）成分１
００重量部に対し０．１〜２０重量部配合される。ま
た、本成分は異なる２種以上を併用してもよい。

【００２２】（Ｃ）成分は液状ガスケットを適度な粘度
範囲、流動状態に保ち、かつ硬化ゴムの機械的特性を発
現するために添加される成分であり、（Ａ）成分１００
重量部に対し５〜３００重量部配合される。（Ｃ）成分
は無機質、有機質のいかんを問わないが、耐油性の点か
ら好ましくは無機質であり、無機充填材の代表としてシ
リカ系充填材（例えば、煙霧質シリカ、沈澱シリカ、シ
リカエアロゲル）ある。無機質充填材の他の例として炭
酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、酸化鉄、亜鉛華、酸化チタン、微粉マイカ、カーボ
ンブラックなどがある。また、本成分は２種以上併用し
てもよい。

【００２３】（Ｄ）成分は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の硬
化反応を促進する触媒であり、（Ａ）成分１００重量部
に対し０．０１〜１０重量部配合される。（Ｄ）成分は
例えばラウリルアミン、Ｎ−ヘキシルアミン、ジノマル
ブチルアミン等のアミン化合物、ジブチルスズジラウレ
ート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジアセテート、
ジブチルスズジオクテート等のスズ化合物、テトライソ
プポオキシチタン、テトライソブトキシチタン等のチタ
ン化合物、グアニジル基含有化合物等が挙げられる。こ
れらは一種類を単独で又は二種類以上を組み合わせた混
合物として使用される。

【００２４】（Ｅ）成分は被着体に対する接着性を向上
させる成分であり、シランカップリング剤と称される化
合物である。例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
等が挙げられる。（Ｅ）成分は（Ａ）成分１００重量部
に対して０．２〜１０重量部配合される。

【００２５】また、前記液状ガスケット組成物は必要に
応じて、その他公知の粘度調整剤、紫外線防止剤、防か
び剤、難燃性向上剤、保存安定剤等を配合することもで
きる。

【００２６】前記液状ガスケットをシリンダブロック及
びシリンダヘッドとチェーンケースとの接合部に塗布
し、また予めシリンダヘッドガスケットの前記接合部側
の両端部の上下あるいは上部、下部どちらか一方に塗布
し組み付けることにより、前記接合部及びその付近の隙
間が埋まり、さらには上記液状ガスケットが、チェーン
ケース、シリンダブロック、シリンダヘッド、シリンダ
ヘッドガスケットに適度な弾性を有するゴム状に硬化
し、接着する。好ましくは、硬化後の伸びの値がＪＩＳ
Ｋ６２４９の３号ダンベル試験片にて測定した場合、１
００〜７００％であることが望ましい。ゆえに熱膨張率
の差による前記シリンダブロックとシリンダヘッドとの
ずれ、あるいはシリンダヘッドガスケットのずれが生じ
た場合にも前記液状ガスケットがずれに対して追従して
いくため、前記接合部において優れたシール性が得られ
る。

【００２７】

【本発明の実施の形態】以下、図１〜図２を参照して、
本発明のシール方法の一実施例、を説明する。尚、以下
の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発
明の技術的範囲を限定するものではない。図１は本発明
のエンジンのシール方法の一実施例を表す、エンジンの
断面図である。図２は図１実施例の部品を組み付ける前
の状態を説明するための斜視図である。

【００２８】この実施形態に係るエンジンのシール構造
が図３に示した従来構造と異なる点は、図１、図２に示
す如く、シリンダブロック２及びシリンダヘッド１とチ
ェーンケース３との接合面間に液状ガスケット５を塗布
し、さらにはシリンダヘッドガスケット４の前記チェー
ンケース３との接合面側の両端部分に液状ガスケット５
を適量塗布する点である。液状ガスケットはシリンダヘ
ッドガスケットの少なくとも片面、好ましくは両面に塗
布される。シリンダヘッドガスケットをシリンダブロッ
クとシリンダヘッド間に挟み込んで締め付けた際に、液
状ガスケットが多少エンジンブロック外にあふれる程度
の量が好ましい。

【００２９】エンジンブロック外にあふれ出した液状ガ
スケットはチェーンケースに塗布された液状ガスケット
と接触され、強い化学結合で接着される。すなわち、シ
リンダヘッドガスケット端部の液状ガスケットとチェー
ンケースに塗布された液状ガスケットが一体化される。
また、液状ガスケットはゴム弾性を有するので熱膨張や
振動などによりずれが生じても液状ガスケットが応力を
緩和することができ被着体である接合面が剥離すること
がない。よって、接面漏洩の心配がない。

【００３０】エンジンの組立は各液状ガスケットが硬化
する前が好ましい。特にシリンダヘッドガスケットから
あふれ出た液状ガスケットが完全硬化した後にチェーン
ケースを組み付けると、シリンダブロックとチェーンケ
ース間の接合面のクリアランスが大きくなる原因となる
ため好ましくない。ただし、完全硬化した液状ガスケッ
トでも未硬化の液状ガスケットとの接着力は良好である
ため本発明の趣旨は十分満たすことができる。

【００３１】上記液状ガスケット５の一例として、２５
℃における粘度が２０，０００ｃｓｔであるシラノール
末端ジオルガノポリシロキサン１００重量部に対し、ビ
ニルトリス（メチルエチルケトオキシム）シラン１２重
量部、煙霧質シリカ１０重量部、炭酸カルシウム１００
重量部、酸化マグネシウム２０重量部、ジブチルスズジ
オクテート０．２重量部、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン１．５重量部を各々配合し窒素置換雰囲気化
で十分に混合させ、空気中の湿気で硬化する液状ガスケ
ット調製した。

【００３２】上記液状ガスケットで厚さ２ｍｍのシート
を作り、２５±２℃、５０±５％ＲＨ雰囲気中にて７日
間放置し、ゴム状の弾性体にし、更にＪＩＳＫ６２４９
に準じて３号ダンベル試験片を形成した後、硬さ、切断
時伸び、引張強さ、引張せん断接着強さを測定した。そ
の測定結果は硬さ５３（タイプＡデュロメーター）、切
断時の伸び３１０％、引っ張り強さ１．８ＭＰａ、引っ
張りせん断接着強さ１．１ＭＰａ（アルミニウム）、
０．７２ＭＰａ（鉄）であった。また、同様の方法で作
成した３号ダンベル試験片を１５０℃に温度を保ったキ
ャッスルスーパーモーターオイル５Ｗ−３０（トヨタ自
動車（株）製、商品名）に３０日間浸漬した後、ＪＩＳ
Ｋ６２４９に基づき硬さ、切断時伸び、引張強さ、引張
せん断接着強さを測定した。その結果、硬さ３３、切断
時伸び２７０％、引っ張り強さ１．７ＭＰａ、引っ張り
せん断接着強さ１．０ＭＰａ（アルミニウム）、０，７
１ＭＰａ（鉄）であった。

【００３３】

【発明の効果】従来は上述してきたエンジンにおいて、
金属製あるいは合成ゴム製などのチェーンケースガスケ
ットが配設され、前記チェーンケースガスケットとシリ
ンダヘッドガスケットは接合されていない構造となって
おり、シリンダブロックとシリンダヘッドとが異材質の
ために発生する熱膨張率の差による前記チェーンケース
に面したシリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面
においてオイル漏れの可能性が生じる。

【００３４】本発明は上記したように、シリンダブロッ
ク及びシリンダヘッドとチェーンケースとの接合面に適
度な弾性、耐油性を有する液状ガスケットを塗布し、ま
た、シリンダヘッドガスケットのチェーンケースとの接
合面側の両端部の少なくとも片面に液状ガスケットを塗
布し組み付けることを特徴とする三面合わせ部のシール
方法である。従って、組み付け後、上記三面合わせ部の
隙間がうまり、上記液状ガスケットが上記シリンダブロ
ック、シリンダヘッド、チェーンケース、シリンダヘッ
ドガスケットに硬化し、接着するため、異材質のために
起こる熱膨張率の差による上記シリンダブロックとシリ
ンダヘッドとのずれ、あるいはシリンダヘッドガスケッ
トのずれが生じた場合にも、接着し、硬化した液状ガス
ケットがずれに対して追従し、上記三面合わせ部におい
て優れたシール性を発揮する。

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月１０日（１９９８．１２．
１０）

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール方法の一実施例を表すエンジン
を示す図

【図２】本発明のシール方法の一実施例の部品を組み付
ける前の状態を示す斜視図

【図３】エンジン構造を示す図

【図４】別のエンジン構造を示す図

【符号の説明】 １ シリンダヘッド ２ シリンダブロック ３ チェーンケース ４ シリンダヘッドガスケット ５ 液状ガスケット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロックとシリンダヘッド及びチ
   ェーンケースよりなるエンジンにおいて、シリンダブロ
   ックとシリンダヘッドとの対向面間はシリンダヘッドガ
   スケットによりシールされ、前記シリンダブロックとチ
   ェーンケースとの対向面間は液状ガスケットによりシー
   ルされ、さらに、前記シリンダヘッドガスケットと前記
   液状ガスケットとの接合部付近では、前記シリンダヘッ
   ドガスケットの両端部に予め液状ガスケットを塗布する
   ことを特徴とする三面合わせ部のシール方法。
2. 【請求項２】前記液状ガスケットが（Ａ）シラノール末
   端ジオルガノポリシロキサン １００重量部、（Ｂ）一
   分子中に珪素原子に結合した加水分解可能な基を三個以
   上有する珪素化合物 ０．５〜３０重量部、（Ｃ）充填
   材 ５〜３００重量部、（Ｄ）硬化触媒 ０．０１〜１
   ０重量部、（Ｅ）接着性向上剤 ０．２〜１０重量部、
   よりなることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
   三面合わせ部のシール方法。