JP2012246818A - Method of sealing engine component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの構成部品同士をFIPGによってシールして組み付けるエンジン構成部品のシール方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a sealing method for engine component parts in which engine component parts are sealed and assembled by FIPG.
エンジンの構成部品同士を組み付けるときには、エンジンの構成部品の合わせ面同士は、ガスケット(シール材)を介して組み付けられている。ガスケットのうち液状のものが液状ガスケットである。FIPG(Formed In Place Gasket)とは、この液状ガスケットのうちの1つである。FIPGは、合わせ面には液状で塗布され、その後、加熱や空気中の湿気の吸収等により硬化して弾性体となり、合わせ面同士をシールして接着する液状ガスケットである。 When assembling engine components, the mating surfaces of the engine components are assembled via gaskets (seal materials). A liquid gasket is a liquid gasket. FIPG (Formed In Place Gasket) is one of the liquid gaskets. FIPG is a liquid gasket that is applied in liquid form on the mating surfaces and then cured by heating, absorption of moisture in the air, etc. to become an elastic body, and the mating surfaces are sealed and bonded together.
特許文献1は、エンジンの構成部品の合わせ面(FIPGの塗布面)をプラズマ処理で洗浄するエンジン構成部品のシール方法を開示している。特許文献1のエンジン構成部品のシール方法では、FIPGの塗布面にプラズマ洗浄を行うことによって、FIPGの接着性を向上している。
しかし、エンジンの構成部品に例えばフライス加工等の金属加工が施されているときには、加工による熱によって、クーラント成分、オイル成分または金属成分等が反応し、FIPGの塗布面に被膜または汚れが生じる。FIPGの塗布面に生じた被膜または汚れは、FIPGの塗布面にプラズマ処理で洗浄することによっても十分に除去できないため、FIPGの接着性を向上できない場合がある。 However, when the engine component is subjected to metal processing such as milling, for example, the coolant component, the oil component, the metal component, or the like reacts due to heat from the processing, and a coating or dirt is generated on the application surface of FIPG. The film or dirt generated on the application surface of FIPG cannot be sufficiently removed even by washing the application surface of FIPG by plasma treatment, and thus the adhesion of FIPG may not be improved.
エンジン構成部品のシール方法の技術分野においては、FIPGの塗布面をプラズマ処理で洗浄することを前提としつつ、FIPGの接着性をさらに向上できる改良が望まれている。 In the technical field of the sealing method of engine components, an improvement that can further improve the adhesion of FIPG is desired, on the premise that the coated surface of FIPG is cleaned by plasma treatment.
本発明の解決しようとする課題は、FIPGの接着性を向上できるエンジン構成部品のシール方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for sealing engine components that can improve the adhesion of FIPG.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、エンジンの構成部品同士をFIPGによってシールして組み付けるエンジン構成部品のシール方法であって、前記構成部品のFIPGの塗布面を前洗浄し、前記構成部品のFIPGの塗布面をプラズマ処理するものである。
That is, in
請求項2においては、請求項1記載のエンジン構成部品のシール方法であって、前記構成部品が金属加工された金属部品であるときには、前記構成部品の金属加工がなされたFIPGの塗布面を前洗浄し、前記構成部品のFIPGの塗布面をプラズマ処理するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the method for sealing an engine component according to the first aspect, when the component is a metal-worked metal part, the FIPG coated surface on which the metal-work of the component is made is placed in front. Cleaning is performed, and the FIPG coated surface of the component is subjected to plasma treatment.
本発明のエンジンの構成部品のシール方法によれば、FIPGの接着性を向上できる。 According to the engine component sealing method of the present invention, the adhesion of FIPG can be improved.
図1を用いて、エンジン100について説明する。
エンジン100は、本発明に係るエンジンの実施形態である。エンジン100は、構成部品として、シリンダブロック101と、シリンダヘッド102と、シリンダヘッドカバー103と、ロアケース104と、オイルパン105と、タイミングチェーンカバー108と、を具備している。
The
シリンダブロック101には、4つのシリンダ110・110・110・110が直列に並んで配設されている。各シリンダ110には、ピストン111が収納されている。そして、シリンダ110とピストン111とシリンダヘッド102とによって燃焼室が形成されている。
In the
シリンダブロック101の上面には、シリンダヘッド102が組み付けられている。シリンダヘッド102の上面には、シリンダヘッドカバー103が組み付けられている。シリンダブロック101の下面には、ロアケース104が組み付けられている。ロアケース104の下面には、オイルパン105が組み付けられている。シリンダブロック101、シリンダヘッド102及びロアケース104の側面には、タイミングチェーンカバー108が組み付けられている。
A
エンジン100では、上述した構成部品同士は、構成部品の合わせ面にFormed In Place Gasket(以下、FIPG)10を介して組み付けられている。
In the
具体的には、シリンダブロック101とシリンダヘッド102との合わせ面S1・S2、シリンダヘッド102とシリンダヘッドカバー103との合わせ面S2・S3、シリンダブロック101とロアケース104との合わせ面S1・S4、ロアケース104とオイルパン105との合わせ面S4・S5、ならびに、タイミングチェーンカバー108と、シリンダヘッド102、シリンダブロック101及びロアケース104との合わせ面(S1・S2・S4)・S8は、FIPG10を介して組み付けられている。
Specifically, mating surfaces S1 and S2 between the
図2を用いて、エンジン構成部品のシール方法S100の流れについて説明する。
エンジン構成部品のシール方法S100は、本発明のエンジン構成部品のシール方法の実施形態である。エンジン構成部品のシール方法S100は、エンジン構成部品を組み付けるときに、FIPG10によってエンジン構成部品の合わせ面同士をシールして接着する方法である。
The flow of the engine component sealing method S100 will be described with reference to FIG.
Engine component sealing method S100 is an embodiment of the engine component sealing method of the present invention. The engine component sealing method S100 is a method in which when the engine components are assembled, the mating surfaces of the engine components are sealed and bonded together by the FIPG 10.
エンジン構成部品のシール方法S100は、前洗浄工程S110と、プラズマ処理工程S120と、エンジン構成部品の合わせ面にFIPG10を塗布する工程S130と、FIPG10が塗布されたエンジン構成部品の合わせ面同士を接着する工程S140と、を具備している。以下では、FIPG10の塗布面として、シリンダブロック101とシリンダヘッド102との合わせ面S1・S2を形成するシリンダブロック101の合わせ面S1について説明する。ただし、FIPG10の塗布面としては、エンジン100の上述したその他の合わせ面であっても同様である。
The engine component sealing method S100 includes a pre-cleaning step S110, a plasma processing step S120, a step S130 for applying
本実施形態のシリンダブロック101はアルミ鋳造品とされている。ただし、エンジン構成部品としては、アルミ鋳造品に限定されることはない。
The
ステップS90において、シリンダブロック101の合わせ面S1は、予め金属加工としての研磨加工がなされているものとする。
In step S90, the mating surface S1 of the
前洗浄工程S110では、プラズマ処理をする前段階での洗浄が実施される。本実施形態では、前洗浄工程S110では、洗浄水をシャワーによってシリンダブロック101の合わせ面S1に向けて注水することによって洗浄する(シャワーによる水洗浄を行う)。なお、本実施形態では、注水による洗浄によってプラズマ処理をする前段階での洗浄を実施するものとしているが、これに限定されることはない。例えば、合わせ面S1を洗浄水の入った水槽に所定時間浸して洗浄する(浸漬による水洗浄を行う)、あるいは、合わせ面S1の汚れ物質を手作業によってふき取る等のプラズマ処理をする前段階での洗浄であっても良い。
In the pre-cleaning step S110, cleaning at a stage before plasma processing is performed. In the present embodiment, in the pre-cleaning step S110, cleaning is performed by pouring the cleaning water toward the mating surface S1 of the
プラズマ処理工程S120では、前洗浄工程S110にて前洗浄されたシリンダブロック101の合わせ面S1を、プラズマ処理によってさらに洗浄する。プラズマ処理による洗浄とは、物質が非常に活発でエネルギーが高く、他の分子と容易に反応する性質になっているプラズマ中の性質を利用し、有機汚染物質の洗浄・表面改良を低温で行う洗浄方法である。本実施形態では、プラズマ処理による洗浄方法について、詳細な説明は省略する。
In the plasma processing step S120, the mating surface S1 of the
ステップS130において、シリンダブロック101の合わせ面S1には、FIPG10が塗布される。ステップS140において、FIPG10が塗布されたシリンダブロック101の合わせ面S1とシリンダヘッド102の合わせ面S2とを合わせて、FIPG10を室温放置や加熱処理等を行うことで硬化させ、合わせ面S1と合わせ面S2とをFIPG10によりシール及び接着する。
In step S130, FIPG 10 is applied to the mating surface S1 of the
図3を用いて、エンジン構成部品のシール方法S100の作用について説明する。
なお、図3(A)では、シリンダブロック101の合わせ面S1の清浄レベルを、縦軸に示した汚れ量Dによって示している。また、図3(B)では、前洗浄工程S110ならびにプラズマ処理工程S120におけるシリンダブロック101の合わせ面S1に付着する水滴Wの作用について示している。
The operation of the engine component sealing method S100 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3A, the cleaning level of the mating surface S1 of the
前洗浄工程S110においては、シリンダブロック101の合わせ面S1は、洗浄水のシャワーによる注水によって、付着した汚れが大量に除去される。すなわち、前洗浄工程S110においては、プラズマ処理工程S120の前段階にて、汚れ量Dがプラズマ処理前の必要清浄レベルである汚れ量D1に低減されるまで、シリンダブロック101の合わせ面S1は洗浄される。
In the pre-cleaning step S110, a large amount of attached dirt is removed from the mating surface S1 of the
プラズマ処理工程S120においては、プラズマ処理によって、プラズマ処理前の必要清浄レベルである汚れ量D1からさらに接着前の必要清浄レベルである汚れ量D2以下に低減されるまで、シリンダブロック101の合わせ面S1は洗浄される。言い換えれば、プラズマ処理工程S120においては、前洗浄工程S110の洗浄水による洗浄では除去できない被膜・汚れであって、接着を阻害する被膜・汚れが除去される。洗浄水による洗浄では除去できない被膜・汚れとは、例えば、研磨加工が施されているときに加工による熱によって、クーラント成分、オイル成分または金属成分等が反応して生じる、有機物等からなる被膜・汚れである。
In the plasma treatment step S120, the mating surface S1 of the
また、プラズマ処理工程S120においてシリンダブロック101の合わせ面S1にプラズマ処理を施すと、合わせ面S1に存在するOH基が増加する。合わせ面S1のOH基が増加すると、合わせ面S1の親水性が向上し、合わせ面S1に接触した水滴は、合わせ面S1上で平たく濡れ広がり、水滴Wの接触角αが小さくなる。より具体的には、水滴Wにおける水分子W1が合わせ面S1上のOH基と結合し易いため、水滴が合わせ面S1上で平たく濡れ広がる。ここで、水滴の接触角αとは、合わせ面S1上に滴下され静止した状態の水滴Wの表面が合わせ面S1に接するところで水滴Wと合わせ面S1がなす角である。
Further, when plasma processing is performed on the mating surface S1 of the
前洗浄工程S110の終了後では、合わせ面S1に付着する水滴Wの接触角αはα1である。そして、プラズマ処理工程S120の終了後では、プラズマ処理によって合わせ面S1のOH基が増加するため、合わせ面S1の親水性が増し、水滴Wは合わせ面S1上にて平たく濡れ広がり、水滴Wの接触角αはα2(<α1)となる(図3(B)参照)。 After completion of the pre-cleaning step S110, the contact angle α of the water droplet W adhering to the mating surface S1 is α1. And after completion | finish of plasma processing process S120, since the OH group of the mating surface S1 increases by plasma processing, the hydrophilicity of the mating surface S1 increases, the water droplet W spreads flatly on the mating surface S1, and the water droplet W The contact angle α is α2 (<α1) (see FIG. 3B).
水滴Wがシリンダブロック101の合わせ面S1上にて平たく濡れ広がり、水滴の接触角αが小さくなるということは、合わせ面S1の親水性が向上しているということであり、合わせ面S1に塗布したFIPG10の濡れ性も向上することができ、FIPG10による合わせ面S1・S2のシール性及び接着性を向上することができる。逆に言うと、水滴Wが合わせ面S1にて弾かれ、水滴の接触角αが大きいままの状態では、合わせ面S1の親水性が低い(疎水性が高い)状態にあり、合わせ面S1に塗布したFIPG10の濡れ性が低下することとなる。
The fact that the water droplet W spreads flatly on the mating surface S1 of the
エンジン構成部品のシール方法S100の効果について説明する。
従来、エンジンの構成部品に例えばフライス加工等の金属加工が施されているときには、加工による熱によって、クーラント成分、オイル成分または金属成分等が反応し、FIPG10の塗布面に被膜または汚れが生じ、FIPG10の塗布面にプラズマ洗浄を行うことによっても十分に除去できなかった。
The effects of the engine component sealing method S100 will be described.
Conventionally, when metal processing such as milling is performed on engine components, for example, a coolant component, an oil component, a metal component, or the like reacts due to heat from the processing, and a coating or dirt is generated on the application surface of the
エンジン構成部品のシール方法S100によれば、FIPG10の接着性を向上できる。
すなわち、プラズマ処理工程S120の前段階の前洗浄工程S110にて、合わせ面S1・S2に付着した金属粉等を除去して、合わせ面S1・S2の汚れ量Dがプラズマ処理により確実に洗浄できる汚れ量D1となるまで十分に洗浄しておくことによって、プラズマ処理工程S120であっても除去できない汚れ量Dの高い汚れをプラズマ処理工程S120の前段階にて確実に除去できる。
According to the engine component sealing method S100, the adhesion of the
That is, in the pre-cleaning step S110 prior to the plasma processing step S120, the metal powder or the like adhering to the mating surfaces S1 and S2 is removed, and the contamination amount D of the mating surfaces S1 and S2 can be reliably cleaned by the plasma processing. By sufficiently washing until the amount of dirt D1 is reached, dirt having a high dirt amount D that cannot be removed even in the plasma processing step S120 can be reliably removed in the previous stage of the plasma processing step S120.
また、プラズマ処理工程S120では、プラズマ処理によって、汚れ量D1まで十分に洗浄されたFIPG10の塗布面をさらに洗浄し、クーラント成分、オイル成分または金属成分等が加工による熱によって反応して生じる、有機物等からなる被膜または汚れを除去できる。さらに、エンジンの構成部品等のワークにおけるFIPG10の塗布面のOH基を増加させて、FIPG10の塗布面の親水性を向上し、シール性及び接着性を向上している。
In the plasma processing step S120, the coated surface of the
このようにして、前洗浄工程S110及びプラズマ処理工程S120を組み合わせることによって、被膜または汚れを効率的に除去できる。 In this way, by combining the pre-cleaning step S110 and the plasma processing step S120, the coating or dirt can be efficiently removed.
10 FIPG(Formed In Place Gasket)
W 水滴
W1 水分子
100 エンジン
101 シリンダブロック
S100 エンジン構成部品のシール方法
S110 前洗浄工程
S120 プラズマ処理工程
10 FIPG (Formed In Place Gasket)
W Water droplet
Claims (2)
前記構成部品のFIPGの塗布面を前洗浄し、
前記構成部品のFIPGの塗布面をプラズマ処理する、
エンジン構成部品のシール方法。 An engine component sealing method for sealing and assembling engine components with FIPG,
Pre-cleaning the FIPG application surface of the component;
Plasma-treating the FIPG coated surface of the component;
A method for sealing engine components.
前記構成部品が金属加工された金属部品であるときには、
前記構成部品の金属加工がなされたFIPGの塗布面を前洗浄し、
前記構成部品のFIPGの塗布面をプラズマ処理する、
エンジン構成部品のシール方法。 A method of sealing an engine component according to claim 1,
When the component is a metal machined metal part,
Pre-cleaning the FIPG coated surface on which the component parts have been metallized,
Plasma-treating the FIPG coated surface of the component;
A method for sealing engine components.
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