JP2001248733A - ロッカカバーのシール方法 - Google Patents
ロッカカバーのシール方法Info
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Abstract
設けられるシール材の汗かき現象を回避すること。 【解決手段】 (A)1分子中に少なくとも2個の珪素
原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
と、(B)1分子中に少なくとも2個の珪素原子結合水
素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
と、(C)前記(A),(B)成分に対して所定量のフ
ュームドシリカと、(D)前記(A),(B)成分に対
して所定量の無機充填剤と、からなるシール材組成物で
あって、シール材の硬度がJIS K 6253のタイ
プAデュロメーターで60〜80であって、圧縮率が2
0〜40%になるようにロッカカバーとシリンダーブロ
ックとを圧接するシール方法。
Description
クとロッカカバーとの接合部をシールする方法に関す
る。
ロックとの間には、エンジンオイルが洩れ出さないよう
にシール材が介装されている。このシール材としては、
一般的に、固形パッキンなどのガスケットが知られてい
るが、予め成形されたガスケットをロッカカバーとシリ
ンダーブロックとの間に挟み込む作業は自動化するのが
困難である。しかも、ガスケットの形状はエンジンの種
別毎に異なるため、部品点数の管理も煩雑となる。
普遍的に採用されるようになってきた。この現場成形ガ
スケットはフランジ面にシリコーンゴム等のシール材を
盛り付け、その後に加熱や自然放置により硬化させてフ
ランジ面にガスケット層すなわちシール層を形成するも
のである。しかし、この方法では、シール材をシール面
に盛り付けた状態で硬化させるので、部分的に厚くなっ
たり薄くなったり、或いは部分的に太くなったり細くな
ったり、更に、断面が円弧状になったり角状になったり
と一定せず、また、シール材の塗布開始位置と塗布終了
位置とが重なる部分に継ぎ目が生じてしまうことに起因
して、表面平滑性に欠けるとともに、シール性にも劣る
という不都合がある。
に開示されているように、シール面にシール層を形成す
る材料としての重合性液状ゴムを盛り付け、これが硬化
する前に盛り付けられた液状ゴムを凹状のかぶせ型で覆
い、その状態で液状ゴムを硬化させることにより、表面
が平滑で、且つ、ビードの高さや形状が均一とされたシ
ール層を得ることができる。
ー用のガスケットはエンジンブロックの上部に位置する
とともに、熱や振動などの過酷な使用環境にあるため、
ロッカカバーからのオイル洩れは軽微なものであっても
発見され易く、また、汚れが付着しやすい箇所のためオ
イル洩れがあるとすぐに目立つこととなる。
シリンダーブロックを固定するボルト等の個数をあまり
増やすことができないため、ボルト間の間隔が大きくな
り、ボルト間の面圧が下がってオイル洩れを発生するこ
とがある。シリコーン樹脂などの柔軟性ゴムをシール材
として用いると、シール性は改善されるものの、いわゆ
る汗かき現象が生じる。ここで、「汗かき現象」とは、シ
ール材自体にエンジンオイルが浸透し、当該シール材の
外側表面にエンジンオイルが滲み出て汗をかいた状態に
なることを言う。この汗かき現象によって洩れ出るエン
ジンオイル量は極めて少ないが、漏洩したエンジンオイ
ルには粉塵や埃などの汚れが容易に付着することとな
る。また、シール不良によるオイル洩れとの区別もつき
難く、これが、シール材自体の劣化によるエンジンオイ
ルの漏洩の早期発見の妨げとなる。
エンジンオイルと接する部位のシール層に比べて汗かき
現象が起こり易く、また、汗かき現象が最も目立つ部分
であるためこれを防ぐことが課題となっている。
ル方法を鋭意研究した結果、本発明者達は、以下に詳述
するシール方法を採用することにより、オイル洩れや、
汗かき現象が起きないことを知見した。
ッカカバーのフランジ部にシール材を塗布してこれを硬
化させた後、前記フランジ部をシリンダーブロック側に
圧接するロッカカバーのシール方法において、シール材
組成物が、(A)1分子中に少なくとも2個の珪素原子
結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B)1分子中に少なくとも2個の珪素原子結合水素原
子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)前記(A)成分と(B)成分の合計量100重量
部に対して10〜30重量部のフュームドシリカ、
(D)前記(A)成分と(B)成分の合計量100重量
部に対して50〜100重量部の炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、石英粉末から選択される無機充填剤から
なり、前記シール材の硬化状態の硬さがJIS K 6
253のタイプAデュロメーターで60〜80であっ
て、当該シール材の圧縮率が20〜40%になるように
前記ロッカカバーとシリンダーブロックとを圧接する、
という手法を採っている。
オルガノポリシロキサンは本発明組成物の主成分であ
り、これは、1分子中に少なくとも2個の珪素原子結合
アルケニル基を有することが必要である。このようなア
ルケニル基としては、ビニル基,アリル基,プロペニル
基等が例示される。アルケニル基以外の有機基として
は、メチル基,エチル基,プロピル基で例示されるアル
キル基;フェニル基,トリル基で例示されるアリール
基;3,3,3−トリフロロプロピル基,3−クロロプ
ロピル基で例示される置換アルキル基等が挙げられる。
(A)成分の分子構造は直鎖状、分岐を含む直鎖状のい
ずれであってもよい。(A)成分の分子量は特に限定は
なく、粘度の低い液状のものから粘度の高い生ゴム状の
ものまで使用できるが、硬化してゴム状弾性体になるた
めには25℃における粘度が200〜200000cs
であることが好ましい。
ハイドロジェンポリシロキサンは(A)成分の架橋剤で
あり、(B)成分の珪素原子結合水素原子が、(A)成
分の珪素原子結合アルケニル基に付加反応し、その結
果、架橋し硬化に至るものである。(B)成分のオルガ
ノハイドロジェンポリシロキサンは1分子中に少なくと
も2個の珪素原子結合水素原子を有することが必要であ
る。珪素原子結合水素原子以外の有機基としてはメチル
基,エチル基,プロピル基で例示されるアルキル基;フ
ェニル基,トリル基で例示されるアリール基;3,3,
3−トリフロロプロピル基,3−クロロプロピル基で例
示される置換アルキル基等が挙げられる。(B)成分の
分子構造は、直鎖状、分岐を含む直鎖状、環状、網目状
のいずれでもよい。(B)成分の分子量は特に限定はな
いが、25℃における粘度が3〜800csの範囲であ
ることが好ましい。
素原子結合水素原子のモル数と(A)成分中の珪素原子
結合アルケニル基のモル数の比が(0.5:1)〜(1
0:1)となる量であり、好ましくは(1:1)〜
(3:1)の範囲である。これは(A)成分中の珪素原
子結合アルケニル基のモル数1に対して本成分中の珪素
原子結合水素原子のモル数が0.5より小さいと十分に
硬化することができず、10より大きいと発泡すること
があるからである。
面積が200〜300m2/g程度の煙霧質シリカ(乾式
法シリカ)である。(C)成分の添加量は(A)成分と
(B)成分の合計量100重量部に対して10〜30重
量部である。
グネシウム、石英粉末から選択される無機充填剤であ
る。これらの中から1種類のみ使用してもよいし、これ
ら複数を混合してもよい。これらはオルガノシラン,オ
ルガノシロキサンオリゴマー等の有機珪素化合物で表面
処理したものが好ましい。(D)成分の添加量は(A)
成分と(B)成分の合計量100重量部に対して50〜
100重量部である。50重量部未満であると、ロッカ
カバーのシール材として適用したときに汗かき現象を生
じてしまい、100重量部を超えると硬化物が硬くな
り、シール材としての弾性が乏しくなる。
がJIS K 6253で規定されるタイプAのデュロ
メーターで60〜80であることが必要であり、前記添
加量に配合して更に硬度が前記パラメーターの範囲であ
る必要がある。硬化状態の硬さ測定はJIS K 62
53に規定される測定法で求められる。
成分を架橋して硬化させるための触媒である白金系触媒
を添加することが好ましい。白金系触媒としては、白金
黒、塩化白金酸,塩化白金酸のアルコール溶液,塩化白
金酸とオレフィン類との錯化合物,塩化白金酸とアルケ
ニルシロキサンとの錯化合物,これらの白金または白金
化合物を含有する熱可塑性樹脂微粒子触媒が挙げられ
る。白金触媒の添加量は(A)成分と(B)成分の合計
量100万重量部に対して白金金属として0.1〜50
0重量部であり、好ましくは1〜50重量部である。こ
れは0.1重量部未満では硬化が充分に進行せず、50
0重量部を超えると不経済であるためである。
は、上記(A)成分〜(D)成分からなるものである
が、従来のシリコーンゴム組成物に添加配合することが
周知とされる各種の添加剤を添加配合することができ
る。例えば、硬化反応を抑制するための添加剤としてア
セチレン系化合物,ヒドラジン類,トリアゾール類,フ
ォスフィン類,メルカプタン類を微量または少量添加す
ることは、本発明の目的を損なわない限り差し支えな
い。また必要に応じて顔料,耐熱剤,難燃剤,内部離型
剤,可塑剤等を添加配合してもよい。
物は、汗かき現象を低下させるために炭酸カルシウムを
添加することが好ましいが、炭酸カルシウムはテトラア
ルコキシシランの部分加水分解物で表面処理されたもの
を使用すると汗かき現象が更に低下される。テトラアル
コキシシランのアルコキシ基は低級アルコキシであり、
メトキシ基、エトキシ基が挙げられる。部分加水分解縮
合物は重量平均分子量が150〜10000のものが挙
げられる。
(A)成分〜(D)成分或いはこれらに必要に応じて各
種添加剤を配合したものを2本ロール,ニーダーミキサ
ーなどの公知の混練手段により均一に混合することによ
り容易に製造することができる。
下の成形方法を用いてシリコーンゴム製のシール材とし
て成形される。
シール面であるフランジ面にはシール材が塗布される。
フランジ面にはシール材が保持されるための溝や筋が形
成されることが好ましい。この溝や筋は、成形されるシ
ール材保持用のものであると同時に、シール材とフラン
ジの界面が剥離してその剥離部分の毛細管現象によるエ
ンジンオイルの漏洩を防ぐ役割もある。溝の横断面形状
は成形容易性、シール材の保持力確保などの観点からV
字状であることが好ましいが、これに限定されない。
を自動塗布装置などによりビード状に塗布する。この
時、ビードに気泡等が入らず、未塗布部が残らないよう
に塗布し、かつフランジ面から2〜5mm程度、盛り上
がるように塗布する。自動塗布装置は先端にノズルを備
えたもので、ビード状に塗布できるものを用いることが
できる。
えば、特開昭60−237267号公報に示されるかぶ
せ型で覆い、加熱等の手段によりシール材を硬化させ
る。かぶせ型には凹状の溝が形成されており、シール材
がフランジ面よりも凸状に盛り上がるようにすることが
必要である。かぶせ型により硬化したシール材の表面は
平滑になり、また、凸形状の高さや幅も一定となる。更
に、ノズルでの塗布は塗布開始位置と塗布終了位置とに
継ぎ目が生じ易いが、かぶせ型での成形により均一形状
に補正される。
加工をしておくことが好ましく、また、かぶせ型の内部
にヒーターを内蔵してシリコーン組成物であるシール材
を加熱硬化させることが好ましい。
カカバーは、そのフランジ面を接合面としてシリンダヘ
ッドに組み付けられ、ロッカカバーとシリンダヘッドと
が相互に圧接されてボルトなどの締結部材で締結され
る。この時、シール材の圧縮率が20〜40%の圧縮と
なる力で圧接する。これは硬化したシール材のビード高
さに対して圧縮時のビード高さが20〜40%圧縮され
た状態である。圧縮率が20%未満であると、ロッカカ
バーとシリンダーブロックとの間のシール材として使用
したときに、当該シール材に汗かき現象が生じてしまう
一方、40%を越えると面圧が高くなりすぎてシール材
の追従性が乏しくなり、走行中の振動や衝撃によりエン
ジンオイルが漏洩することがある。
本発明の実施例を比較例と参照しながら説明する。
メチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロ
キサン(ビニル基含有量0.000125モル/g、1
分子中のビニル基の数:2個、ビニル基間に介在するジ
メチルシロキサン単位の平均数:216)100部に比
表面積300m2/gのヒュームドシリカ20部、テトラ
アルコキシシランの部分加水分解物で表面処理した炭酸
マグネシウム60部、ヘキサメチルジシラザン6部、水
3部をニーダーミキサーに入れ撹拌を3時間続け、ゴム
コンパウンドを得た。
れ以外はメチル基を有する直鎖状のジメチルシロキサン
・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体2.18部
と塩化白金酸の1%イソプロピルアルコール溶液を0.
1部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール
0.1部とを添加し、均一に混合し、シリコーン組成物
を得た。
定されている耐圧試験用フランジ圧力容器に類似する、
図1(a),(b)に示される模擬容器10を用いて試
験を行った。この模擬容器10は、内径52mm、外形
80mm、フランジ幅14mm、フランジ高さ10mm
の円形状上側フランジ11を有する上側容器10aと、
上側フランジ11と同寸法の下側フランジ12を有する
下側容器10bとからなり、上側容器10aと下側容器
10bは、4ヶ所位置で、ボルト・ナットからなる締結
具14によりフランジ同士を突き合せた状態で接合され
る。
合塗布機を使用して下側容器10bのフランジ12面略
中央に、フランジ形状に沿って円環状にビード幅10m
m、高さ3mmで塗布した。そして、幅10mm、深さ
2.8mmの円環状の凹部を有する図示しないかぶせ型
で覆い、120℃で60分間加熱した。かぶせ型を外す
と、高さ2.8mmの表面が滑らかに硬化したシール材
Sが形成されていた。硬化したシール材Sを測定したと
ころ、JIS K 6253で規定されるタイプAデュ
ロメーターで63であった。
ランジ12と上側容器10aのフランジ11とを対面さ
せ、前記締結具14を用いて締結することにより、シー
ル材Sを圧縮した。このとき、シール材Sの圧縮距離を
一定にするため、上下の各容器10a,10b間にスペ
ーサー16を使用することが好ましい。
選択してボルト・ナットを締結することにより、フラン
ジ11,12の突き合わせ面間が1.95mmになるよ
うに圧接した。この時、シール材Sの圧縮率は約30%
である。そして、下側容器10bの底部に形成されたオ
イル注入口17より容器10内にSG5W−30エンジ
ンオイルを満杯注入し、オイル注入口17を密栓した。
これを150℃の加熱炉に入れ、240時間加熱した。
加熱により容器内は内圧が高くなっている。
部を目視により確認したところ、エンジンオイルの洩れ
は無く、更に、フランジ接合部にホワイトパウダーを振
りかけたが、シール材の表面は乾燥していて、当該シー
ル材の表面にはホワイトパウダーは付着しなかった。こ
れにより、汗かき現象は発生していないことが実証され
る。[実施例2]
ルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン(ビ
ニル基含有量0.000125モル/g、1分子中のビ
ニル基の数:2個、ビニル基間に介在するジメチルシロ
キサン単位の平均数:216)100部に比表面積30
0m2/gのヒュームドシリカ10部、テトラアルコキシ
シランの部分加水分解物で表面処理した炭酸カルシウム
90部、ヘキサメチルジシラザン6部、水3部をニーダ
ーミキサーに入れ撹拌を3時間続け、ゴムコンパウンド
を得た。
れ以外はメチル基を有する直鎖状のジメチルシロキサン
・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体2.18部
と塩化白金酸の1%イソプロピルアルコール溶液を0.
1部、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール
0.1部を添加し、均一に混合し、シリコーン組成物を
得た。
用して同様に試験を行った。但し、ビード幅6mm、高
さ3mmでシール材を塗布した。かぶせ型は幅6mm、
深さ2.8mmの凹部を有するものを使用した。かぶせ
型で120℃、1時間加熱し、高さ2.8mmの表面が
滑らかなシール材を形成した。硬化したシール材の高度
を測定したところ前記タイプAデュロメーターで75だ
った。
1.7mmになるように圧接した。この時、シール材は
約40%圧縮された。また、実施例1と同様にエンジン
オイルを注入し、加熱炉に入れて加速試験を行った。加
熱後、エンジンオイルの洩れ、汗かき現象は起きていな
かった。更に、このエンジンのロッカカバーとシリンダ
ーブロックの接合部にホワイトパウダーを振りかけて、
汗かき現象を確認したがシール材の表面にホワイトパウ
ダーは付着していなかった。
組成物を実施例1と同じ模擬フランジを使用して実施例
1と同じビード形状のシール材を形成した。硬化したシ
ール材の硬度を測定したところ前記タイプAデュロメー
ターで63であった。
mになるように圧接した。この時、シール材は約20%
圧縮された。また、実施例1と同様にエンジンオイルを
注入し、加熱炉に入れて加速試験を行った。加熱後、エ
ンジンオイルの洩れ、汗かき現象はおきていなかった。
更に、このエンジンのロッカカバーとシリンダーブロッ
クの接合部にホワイトパウダーを振りかけて、汗かき現
象を確認したがシール材の表面にホワイトパウダーは付
着していなかった。
メチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロ
キサン(ビニル基含有量0.000125モル/g、1
分子中のビニル基の数:2個、ビニル基間に介在するジ
メチルシロキサン単位の平均数:216)100部に比
表面積300m2/gのヒュームドシリカ30部、テトラ
アルコキシシランの部分加水分解物で表面処理した炭酸
カルシウム20部、炭酸マグネシウム20部、ヘキサメ
チルジシラザン6部、水3部をニーダーミキサーに入れ
撹拌を3時間続け、ゴムパウンドを得た。
以外はメチル基を有する直鎖状のジメチルシロキサン・
メチルハイドロジェンシロキサン共重合体2.18部と
塩化白金酸の1%イソプロピルアルコール溶液を0.1
部、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.
1部とを添加し、均一に混合し、シリコーン組成物を得
た。
使用した。模擬容器の下側フランジに前記シール材を幅
10mm、高さ3mmのビード状に塗布し、実施例1と
同じ条件で硬化させた。硬化したシール材の硬度を測定
したところ前記タイプAのデュロメーターで48だっ
た。実施例1と同様にエンジンオイルを充填して、加熱
炉で加熱した。また、スペーサー16の高さを21.9
5mmに選択してボルト・ナットを締結することにより
フランジ11,12の突き合わせ面間が1.95mmに
なるように圧接した。このとき、シール材Sの圧縮率は
約30である。
ンジ接合部を目視により確認したところ、エンジンオイ
ルの洩れはなかったが、シール材の表面に光沢があり、
フランジ接合部にホワイトパウダーを振りかけたとこ
ろ、シール材の表面にホワイトパウダーが付着した。よ
って、汗かき現象が発生していることとなる。
用したシール材をビード幅10mmに塗布し、かぶせ型
を使用して高さ2.8mmの表面が滑らかなシール材を
形成した。硬化したシール材の硬度を測定したところ、
前記タイプAデュロメーターで63であった。
になるように圧接した。この時、シール材は約15%圧
縮された。実施例1と同条件にてこの容器に前記同様エ
ンジンオイルを充填し、加熱炉に入れた。加熱後、目視
にて確認したところ、エンジンオイルの洩れは生じてい
なかったが、汗かき現象は生じていた。接合部にホワイ
トパウダーを振りかけると、シール材の表面にホワイト
パウダーは付着した。
同様にビード幅10mm、高さ3mmに塗布し、かぶせ
型を使用して高さ2.8mmの表面が滑らかなシール材
を形成した。硬化したシール材の硬度を測定したとこ
ろ、前記タイプAデュロメーターで63であった。
になるように圧接した。この時、シール材は46%圧縮
された。実施例1と同条件にてこの容器に前記同様のエ
ンジンオイルを充填し、加熱炉に入れた。加熱後、目視
にて確認したところ、エンジンオイルの洩れは生じてい
なかったが汗かき現象は生じていた。接合部にホワイト
パウダーを振りかけると、ガスケット表面にホワイトパ
ウダーは付着した。
成形シール材を使用してもエンジンオイルの洩れがな
く、また、シール材自体を浸透してその表面にエンジン
オイルが滲み出る汗かき現象を回避できる、という従来
にない優れた効果を奏するシール方法を提供することが
できる。
の概略断面図、(b)は前記容器を構成する下側容器の
平面図。
Claims (3)
- 【請求項1】 ロッカカバーのフランジ部にシール材を
塗布してこれを硬化させた後、前記フランジ部をシリン
ダーブロック側に圧接するロッカカバーのシール方法に
おいて、シール材組成物が、(A)1分子中に少なくと
も2個の珪素原子結合アルケニル基を有するオルガノポ
リシロキサン、(B)1分子中に少なくとも2個の珪素
原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサン、(C)前記(A)成分と(B)成分の合計
量100重量部に対して10〜30重量部のフュームド
シリカ、(D)前記(A)成分と(B)成分の合計量1
00重量部に対して50〜100重量部の炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、石英粉末から選択される無機充
填剤からなり、前記シール材の硬化状態の硬さがJIS
K 6253のタイプAデュロメーターで60〜80
であって、当該シール材の圧縮率が20〜40%になる
ように前記ロッカカバーとシリンダーブロックとを圧接
することを特徴とするロッカカバーのシール方法。 - 【請求項2】 前記(B)成分の配合量は、当該(B)成
分中の珪素原子結合水素原子のモル数と(A)成分中の
珪素原子結合アルケニル基のモル数の比が0.5:1〜
10:1であることを特徴とする請求項1のロッカカバ
ーのシール方法。 - 【請求項3】 前記(A)成分と(B)成分を架橋して
硬化させる白金系触媒を更に含むことを特徴とする請求
項1又は2記載のロッカカバーのシール方法。
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