JP2016130555A

JP2016130555A - 構造体

Info

Publication number: JP2016130555A
Application number: JP2015004618A
Authority: JP
Inventors: 大哉水田; Hiroya Mizuta
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-07-21

Abstract

【課題】第1部材と第２部材とが接合面において液状ガスケットで接合される構造体において、液状ガスケットが接合面からはみ出しても十分な接合やシールができることである。【解決手段】第1部材であるケース体２０と第２部材であるハウジング４０とが接合面２２，２３において液状ガスケットで接合される構造体１０において、ケース体２０は、接合面２２の第１立上位置３２から第１傾斜角度θ1で傾斜して設けられる第１面取部３４を有し、ハウジング４０は、接合面２３の第２立上位置４２から第２傾斜角度θ2で傾斜して設けられる第２面取部４４を有し、第２立上位置４２は、第１立上位置３２よりも接合面２３の端部から遠い位置であり、第２傾斜角度θ2は、第１傾斜角度θ1よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、構造体に係り、特に、第1部材と第２部材とが接合面において液状ガスケットで接合される構造体に関する。

部材同士を接合してシールする際に、接合面の開きやずれを吸収することができる液状ガスケットが用いられる。

例えば、特許文献１には、減速機のケース本体とカバーとの間の接合部を液状ガスケットで接合する際に、接合部の一部をケース本体に対し内側または外側に切り欠いて液状ガスケット溜まりを設けることが開示されている。

また、特許文献２には、エンジンに備えられるウォータポンプ室を形成する２つの部材を液状ガスケットで接合するシール構造について、シール面に連接してそれぞれ傾斜する面取部が形成されて三角形断面の溝が設けられることが述べられている。ここでは、ポンプの水流で液状ガスケットが剥離しないように、ポンプのベーン側の傾斜面取部を向かい合う傾斜面取部からオフセットさせ、溝体積を同じとするため、オフセットさせた分、傾斜角度を大きくすることが述べられている。

特開２００８−１６９９１３号公報特開平８−３２００７１号公報

液状ガスケットを接合面に塗布して接合面に締付圧を加えると、接合面から液状ガスケットがはみ出し、場合によっては接合面から液状ガスケットが剥離し飛び出す。はみ出し、あるいは剥離し飛び出す液状ガスケットは、接合やシールに有効に寄与しない。

本発明は、液状ガスケットがはみ出しても接合やシールに寄与する構造体を提供することである。

本発明に係る構造体は、第１部材と第２部材とが接合面において液状ガスケットで接合される構造体であって、第１部材は、接合面の第１立上位置から第１傾斜角度で傾斜して設けられる第１面取部を有し、第２部材は、接合面の第２立上位置から第２傾斜角度で傾斜して設けられる第２面取部を有し、第２立上位置は、第１立上位置よりも接合面の端部から遠い位置であり、第２傾斜角度は、第１傾斜角度よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る構造体によれば、第１面取部と第２面取部で形成される断面の略三角形において、接合面の端部から第１面取部よりも第２面取部が先に立上り、先に立ち上がった第２面取部の傾斜角度が第１面取部の傾斜角度より小さい。これにより、接合面の液状ガスケットが接合面からはみ出すのはまず第２面取部側で生じ、次いで第１面取部側に生じる。このように段階的に液状ガスケットのはみ出しが生じるので液状ガスケットは略三角形の断面の壁部である第２面取部と第１面取部に沿ってはみ出し、液状ガスケットが接合面から剥離し飛び出すことを抑制し、はみ出した液状ガスケットは接合やシールに寄与する。

本発明に係る実施の形態の構造体の構成図である。図１（ａ）は、第１部材を一部破断した正面図であり、（ｂ）は（ａ）の（＋Ｂ）−（−Ｂ）線に沿った断面図である。本発明に係る実施の形態の構造体の作用を接合面と第１面取部と第面取り部とについての斜視図を用いて示す図である。図２（ａ）は参考としての従来技術における斜視図、（ｂ）は、図１の構成における斜視図である。本発明に係る実施の形態の構造体において、接合面の面圧を増加できる方法を示す図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、構造体を車両用のトランスアクスル構造体とし、第１部材をトランスアクスルケース体、第２部材をトランスアスクルハウジングとして述べるが、これは説明のための例示であって、液状ガスケットの接合によって形成される構造体であればよい。上記では、面取部は、構造体の内部空間側の接合面端部である内側端部に設けられるものとしたが、これは説明のための例示であって、面取部は構造体の外部側の接合面端部である外側端部に向かって設けられてもよく、あるいは、単に第１部材と第２部材の接合面の端部に設けられるものであってもよい。

以下で述べる形状、材質、角度等は説明のための例示であって、構造体の仕様等によって適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、車両用のトランスアクスル構造体１０を示す図である。図１（ａ）は、一部破断して示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の（＋Ｂ）−（−Ｂ）線に沿った断面図である。

トランスアクスル構造体は、車両用の動力分配機構、減速機構、回転電機等を内部に収容する構造体で、トランスアクスルケース体２０と、トランスアクスルハウジング４０とをボルト・ナット等の締結部材１２で一体化したものである。以下では、特に断らない限り、トランスアクスル構造体１０を構造体１０と呼び、トランスアクスルケース体２０をケース体２０と呼び、トランスアクスルハウジングをハウジング４０と呼ぶ。

ケース体２０は、ハウジング４０と共に一体化することで構造体１０を形成する部材であるので、第１部材と呼び、ハウジング４０は構造体１０を構成するもう一方の部材であるので、第２部材と呼ぶ。

ケース体２０は、例えばカップ状の外形を有して内部空間を形成する部材で、金属材料を鋳造等で所定の形状に成形したものを用いることができる。ケース体２０は、外周に沿った一周について、ハウジング４０と一体化するときに突き当てられるフランジ状の接合面２２を有する。接合面２２は平坦面に加工された面である。一周で閉鎖形状を形成する接合面２２は、カップ状の縁部に当たり、その内径側はカップ状の開口部に相当する。

複数の締結穴２４は、接合面２２に設けられ、ボルト・ナット等の締結部材１２を通す穴である。機構取付窪み２６は、回転電機等を嵌め込み取り付けるための窪みである。リブ２８は、締結穴２４と機構取付窪み２６との間に設けられる肉厚の部分で、質量が大きく可動部材である回転電機等を支持するために剛性を高めた部分である。

第２部材であるハウジング４０は、ケース体２０の開口部を覆い、ケース体２０と同様に、例えばカップ状の外形を有して内部空間を形成する部材で、金属材料を鋳造等で所定の形状に成形したものを用いることができる。ハウジング４０は、外周に沿った一周について、ケース体２０と一体化するときに突き当てられるフランジ状の接合面２３を有する。接合面２３は平坦面に加工された面である。一周で閉鎖形状を形成する接合面２３は、カップ状の縁部に当たり、その内径側はカップ状の開口部に相当する。

図１（ｂ）は、（ａ）の（＋Ｂ）−（−Ｂ）線に沿った断面図で、ケース体２０の接合面２２とハウジング４０の接合面２３の周辺を示す図である。＋Ｂの方向は、構造体１０の内部空間側の方向であり、−Ｂの方向は、構造体１０の外部側の方向である。接合面２２の両側の端部を区別するときは、構造体１０の内部空間側の接合面２２の端部を内側端部とし、構造体１０の外部側の接合面２２の端部を外側端部とする。図１（ｂ）は、内側端部を示す図である。

液状ガスケット５０は、接合面２２と接合面２３の間に塗布等によって設けられるシール材である。液状ガスケット５０は、接合面２２と接合面２３の間の接合の開き、接合のずれを吸収する機能を有する。かかる液状ガスケット５０は、ＦｏｒｍｅｄｉｎＰｌａｃｅＧａｓｋｅｔ：ＦＩＰＧとも呼ばれ、例えば、スリーボンド社の１２１７Ｍ（製品番号）の油面接着性を付与した脱オキシムタイプの一液常温硬化型シリコーン系シール剤等を用いることができる。液状ガスケット５０の厚さは、ケース体２０とハウジング４０との間の締結圧や液状ガスケット５０の粘度等の特性によるが、一例を挙げると、数１０μｍ程度である。

第１部材であるケース体２０は、接合面２２の第１立上位置３２から構造体１０の内部空間側に向かって第１傾斜角度θ₁で傾斜して設けられる第１面取部３４を有する。第２部材であるハウジング４０は、接合面２３の第２立上位置４２から第２傾斜角度θ₂で傾斜して設けられる第２面取部４４を有する。

第２立上位置４２は、第１立上位置３２よりも接合面２２の内側端部から遠い位置である。第２立上位置４２と第１立上位置を（＋Ｂ）−（−Ｂ）線に沿って並べると、第１立上位置が（＋Ｂ）側で、第２立上位置４２が（−Ｂ）側である。また、第２傾斜角度θ₂は、第１傾斜角度θ₁よりも小さい。好ましくは、（第１傾斜角度θ₁＋第２傾斜角度θ₂）は９０度以下とすることがよい。さらに好ましくは、（第１傾斜角度θ₁＋第２傾斜角度θ₂）を７５度以下とすることがよい。一例を上げると、θ₁を約６０度または４５度、θ₂を約３０度とする。

図２は、図１の構成の作用効果を従来技術と比較して示す斜視図である。図２（ａ）は、特許文献２において従来技術と述べられているもので、第１立上位置３２＝第２立上位置４２で、第１傾斜角度θ₁＝第２傾斜角度θ₂である。（ｂ）は、図１（ｂ）の構成のものである。

図２（ａ）に示されるように、従来技術では、第１面取部３４と第２面取部４４が対称形で、構造体１０の内部空間側に向かう開き角度は、（第１傾斜角度θ₁＋第２傾斜角度θ₂）と比較的大きい角度である。例えば、開き角度が１２０度から９０度である。ここで、ケース体２０とハウジング４０の間に締結圧が印加されると、接合面にある液状ガスケット５０が第１面取部３４と第２面取部４４とが交差する所からはみ出す。はみ出した液状ガスケットの部分は、第１面取部３４と第２面取部４４の間の開き角度が比較的大きいこともあっていずれかの面取部に付着し、その状態で硬化するので、第１面取部３４と第２面取部４４の間で偏った硬化状態となり、この部分はケース体２０とハウジング４０の間の接合やシールにあまり貢献しない。

また、接合面にある液状ガスケット５０の状態や締結圧の印加速度によっては、接合面にある液状ガスケット５０が第１面取部３４と第２面取部４４とが交差する所から噴出する。噴出した液状ガスケットの部分は、第１面取部３４と第２面取部４４の間の開き角度が比較的大きいこともあって流体剥離しやすく、接合面の液状ガスケット５０の部分から切断剥離して構造体１０の内部空間側に飛び出す塊５１となる。塊５１は、ケース体２０とハウジング４０の間の接合やシールにほとんど貢献しない。

図１の構成では、第１立上位置が（＋Ｂ）側で、第２立上位置４２が（−）Ｂ側である。また、第２傾斜角度θ₂は、第１傾斜角度θ₁よりも小さい。ここで、ケース体２０とハウジング４０の間に締結圧が印加されると、接合面にある液状ガスケット５０は、まず第２立上位置４２のところからはみ出す。はみ出した液状ガスケットの部分は、小さい傾斜角度θ₂を有する第２面取部４４に沿って構造体１０の内部空間側に流れるが、第１立上位置３２まで流れると、大きな傾斜角度θ₁を有する第１面取部３４に沿っても流れ始める。

図１（ｂ）の構成では、第２立上位置４２の後に第１立上位置３２が作用し、傾斜角度θ₁が傾斜角度θ₂よりも小さいことも作用して、第２面取部４４と第１面取部３４の双方に渡って、液状ガスケットがはみ出し、その状態で硬化する。これにより、第２面取部４４と第１面取部３４の間で、液状ガスケットのはみだしと硬化が偏ることを防ぐことができ、安定したガスケット溜り５２を形成する。安定したガスケット溜り５２は、ケース体２０とハウジング４０の間の接合やシールに貢献する。

接合面にある液状ガスケット５０の状態や締結圧の印加速度によっては、接合面にある液状ガスケット５０が接合面から構造体１０の内部空間側に勢いよく流れることがあるが、その場合でも、接合面の液状ガスケット５０が接合面から流出するのはまず第２面取部４４側で生じ、次いで第１面取部３４側に生じる。このように段階的に液状ガスケットの勢いのよい流出が生じるので、液状ガスケットは略三角形の断面の壁部である第２面取部４４と第１面取部３４に沿って流出する。また、第１面取部３４と第２面取部４４の間の開き角度が比較的小さいことから、流体剥離が抑制される。これらによって、液状ガスケットが接合面から剥離し飛び出すことが抑制される。流体剥離せずに第２面取部４４と第１面取部３４に付着した液体ガスケットの部分はその状態で硬化し、安定したガスケット溜り５２となって、ケース体２０とハウジング４０の間の接合やシールに貢献する。

図３は、所定の領域において接合面における面圧を大きくして、液体ガスケットのはみ出しを抑制し、よりよいシール効果等を発揮できる構造の例を示す図である。図３（ａ）は、図１（ａ）に対応する図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。ここでは、ケース体２０の２つの締結穴２４，２５の間の領域を、液体ガスケットのはみ出しを特に抑制したい箇所とした。接合面２２を有するフランジの締結穴２４，２５の間の領域は、２つのリブ２７，２８に挟まれた領域で、強度的に問題が少ない領域である。そこで、その領域の接合面２２の一部６０を部分的に削除し、幅狭で残された接合面２２でハウジング４０の接合面２３に接触させる。

ケース体２０とハウジング４０とが締結部材１２で締結されると、締結による圧力が幅狭で残された接合面２２に集中する。これによって、ケース体２０の２つの締結穴２４，２５の間の領域における接合面２２，２３の間の面圧を局所的に高くすることができ、この領域において液状ガスケットが構造体１０の内部空間側にはみ出すことを抑制し、よりよいシール効果を発揮できる。

１０（トランスアクスル）構造体、１２締結部材、２０（トランスアクスル）ケース体（：第１部材）、２２，２３接合面、２４，２５締結穴、２６機構取付窪み、２７，２８リブ、３２第１立上位置、３４第１面取部、４０（トランスアクスル）ハウジング（：第２部材）、４２第２立上位置、４４第２面取部、５０液状ガスケット、５１塊、５２ガスケット溜り。

Claims

第1部材と第２部材とが接合面において液状ガスケットで接合される構造体であって、
第１部材は、接合面の第１立上位置から第１傾斜角度で傾斜して設けられる第１面取部を有し、
第２部材は、接合面の第２立上位置から第２傾斜角度で傾斜して設けられる第２面取部を有し、
第２立上位置は、第１立上位置よりも接合面の端部から遠い位置であり、第２傾斜角度は、第１傾斜角度よりも小さいことを特徴とする構造体。