JPH02501495A - 自動車エンジンのカッププラグと組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ：性 す 組立工方法 ：で せ　光」■！と１−景 ’７”　１９５０年代にヴエルノン、クリ−プル（Ｖｅｒｎｏｎ　Ｋｒ１ｅｂｌ ｅ）による先駆的発明以来、嫌気性接着剤は「ねじ」の弛み止めとして利用され てきた。早くから、空気を排除して硬化させるこれらの接着剤の独特の特性は、 組立てのずっと前にナツト、ボルトまたは菅ねじに接着剤のオートメーション化 塗布に特に適当したものとして容認された。

しかし、このような物品を特別に製造取扱うなめには、初期の液体接着剤の配合 を、本質的に不粘着状態で塗布後止しい位置に止ることができるよう修正の必要 があった。この目的を達成する種々の配合が発明された。様々の方法の中には前 記液体嫌気性接着剤を熱可塑性母剤中に溶解分散させることと、前記液体接着剤 を固体重合外殻でかぶせることあるいは乳濁液または溶剤溶液から沈澱した固体 フィルムに前記嫌気性接着剤を飛沫同伴させることが含まれる。

これらの予備塗布する「ねじ」弛み止め配合物は鍋を削って出てきているがすべ て、嫌気性接着剤の硬化即組立特性に見せる他の接着剤系が起源である。このよ うな配合物は本質的に二液型材料であり、液状態では互いに分離されているが組 立時に混合されるものである。最も典型的な例として、これは接着剤の硬化機構 の成分をマイクロカプセルに封入し、そのマイクロカプセルをその後前記接着剤 の本体全体に分散させる必要がある。部品の組立に際し、前記マイクロカプセル を壊し、硬化成分を接着剤の残存成分とブレンドする。酸素安定化には活性すぎ る硬化機構を使用するエポキシ系接着剤とアクリル系接着剤は、これらの種類の 接着剤としては最も普通のものである。その他普通の二液型接着剤系、たとえば ウレタン接着剤、縮合硬化シリコンまたはヒドロシリル化硬化シリコンも使用で きる。

このような塗布を目的のために、支持体に予備塗布して、前記支持体を合せ支持 体で組立てると同時に硬化するように適応させた実質的に指触乾燥状態にする配 合をつくれるこのような種々の接着剤またはシーラント配合物は一般に「予備塗 布」接着剤またはシーラントと称せられる。予備塗布接着剤またはシーラント配 合物を開示する引例にはアメリカ合衆国特許第３．４８９．５９９号、第３、５ ４７．８５１号、第３．６２５．８７５号、第３，７５７，８２８号、第３、８ １４．１５６号、第３．８２６．６７３号、第３．９２２．４４９号、第４．４ １７，０２８号、第４．４９７．９１６号および第４．６３２．９４４号が含ま れ、さらにアメリカ合衆国特許第４．３２５．９８５号および第４．４２８．９ ８２号とがある。

前記予備塗布接着剤は、ねじ込み面たとえば締結具または管で圧倒的に使用され ているが、次の物品たとえばリベツ１へまたは平合せ面にも使用できる。

液体嫌気シーラントはまた、締力底め部品の間の気密および水密封止にも使用で きる。１９７０年代の中頃に、自動車エンジンの製造業者が液体嫌気シーラント を用いて、エンジン注型の側面にある穴の封止に用いるエンジンのカッププラグ （時には「エンジン中子プラグ」または「アイスプラグ」とも称せられる）の封 止を開始した。

前記穴はエンジン注型に明けられていて製造中の注型から中子砂を除去できるよ うになっている。前記プラグは通常浅いカップ形の打抜板金製である。これらは 典型的設計の０．００６乃至０．０１２インチ（約０．０１５乃至０．０３ｃｍ 　）゛の打抜板金でエンジンホールにプレス嵌めをしである。

前記液体接着剤は漏れを有効に封止するだけでなく前記プラグの平均溶断強さを 実質的に増加させることがわかった。

長年の間、自動車製造業者は、カッププラグ封止に現在用いられている液体生成 物の代りに使用できる予備塗布生成物をめて来た。このような生成物を発生させ る非常に多くの試みが様々の製造業者によってなされた。

しかしそれが締り嵌めのところにくると、前記カッププラグの周辺に予備塗布さ れた樹脂が前記締め代で剥れたため全て失敗に終った。

几ｍ要 この発明は一実施態様において、締り嵌め部分品、特に自動車用エンジンのカッ ププラグ集成体を予備塗布接着剤またはシーラントを用いて組立てる方法である 。詳述すれば、この発明は、締り嵌めと一緒にプレス嵌めされるよう取付けられ たそれぞれ合せおすとめすとを備える２部品のプレス嵌め組立方法の改良で、そ こにおいて前記おすまたはめす部分のうちの一つが、その上に前記２部品の組立 て後硬化するよう適合された硬化性シーラント材料を備え、そこにおいて前記改 良が、前記合せ部分の一つにはその上に複数の円周方向溝が備わり、前記溝のお のおのには外嵌寸法と内容寸法とを有し、前記溝の嶺寸法は他方の前記合せ部分 の寸法の上に重なり、また溝の谷寸法はの前記他方の合せ部分の寸法の上には重 ならないことと、前記シーラントは前記溝にある前記溝付部分で支持されること 、およびシーラント材料は前記２部品の組立てに際し硬化するよう適合された予 備塗布貯蔵安定性のある実質的に指触乾燥配合物とから成る。

一般には、前記おす部分が溝を支えることが好ましい。

この発明のもう１つの実施態様は製造品であってそれが平滑合せ内腔にプレス嵌 めされるよう取付けられたおおむね筒状の部分と、前記筒状部分の上に複数の円 周方向溝が備わっていることと、前記溝には前記内腔の寸法の上に重なる外寸法 と前記内腔寸法の上に重ならない内寸法が備わることと、前記製造品には前記溝 にある２部品のプレス嵌め組立ての際硬化するよう適合された予備塗布貯蔵安定 性のある実質的に指触乾燥シーラント配合物が備わることから成る。この発明の 物品は自動車用エンジンにある穴に適切に嵌まるよう取付けられたエンジンのカ ッププラグである。これ以外の発明の物品にはニシジンマニホールドその地間種 類のものにプレス嵌めされるように取付けられたチューブ部分が備わり、ホース 接続用ニップルを形成する。

区血Ω固単な説朋 第１図は、自動車エンジンの打抜金属カッププラグで、その外面にある複数の細 目溝をこの発明による予備塗布シーラントを受け入れるように機械加工したもの の斜視図、 第２図は、第１図にあるようなカッププラグを予備シーラントでおおったものを エンジンにあけた穴にプレス嵌めた自動車用エンジンの一部の破断図である。

好を旦■人施例凶説朋 この明細書に用いられているように、溝の説明に用いられる時の用語「円周方向 」は、円形溝に限定されていない。ねじ山あるいは他の螺旋は前記予備塗布シー ラント用に十分な支持体で、気軽に製造できる好ましいものである。螺旋溝たと えばねじ山に関して用いられる「複数」の溝は、１回旋以上の螺旋で、必ずしも 多条螺旋を意味しない。公差が維持できる条件で、刻み模様もまたこの発明で利 用できる。

前記円周方向溝は前記おすまたはめす部分のどちらにでも配置できるが、製造を 考慮すれば通常おす部分が好ましい。これは自動車用エンジンの場合特にそうで ある。

シリンダーブロックが大きい部分であって、そのツーリングは非常に費用がかか り容易に修正できないので、大面の形状または配置の変更は実際的でない。前記 おすカップリングの修正の方がずっと容易である。しかし、これらは今では費用 のかからない打抜きであるので、それらを注意深く機械加工した部品と取り換え ることは費用効率はよくないであろう、前記おす部分のどのような修正も容易に 打抜きそのものに安価に行う方がよい。普通の打抜きカッププラグの外面にねじ 山の間隔を縮めた溝を機械加工するか円周方向模様の刻み目を入れるとこれらの 要求条件が満たされる。

ここで添付図面を参照して、数字１０で打抜金属カッププラグを第１図および第 ２図に示す。カッププラグを自動車用エンジンの開口部に０．００６乃至０．０ １２インチ（約ｏ、ｏｉｓ乃至０．０３１■）の典型的締め伏型なりをつけてプ レス嵌めされる大きさに作る。カッププラグ１０は外面域１２にある普通の打抜 をその上にある複数の円周方向溝を刻むことで修正された。前記溝はプラグとエ ンジン六の重なり部分の下に伸び、またその中に塗布したシーラント１６を支持 する。カッププラグ１０が自動車エンジン１８の穴１７にプレス嵌めされる時、 溝はねじれるが、シーラントは剥れない、シーラントは顕微鏡的空隙を満たし、 硬化して液状および気状堆積物を提供する。

これらの図は単に説明上描かれたものと理解した方がよい。詳述すれば、溝の深 さと集成物のねじれの程度は物指しで測定するまで精密に描かれていない。一般 に、溝はただ、極くわずかな距離、適当な距離としてはｏ、　ｏｏｏｉ乃至ｏ、 ｏｉｏインチ（０，００２５乃至０．０２５　ｍｒｎ　）を前記型なり域すなわ ち「締め代」の下に伸びるだけでよい。

主な要求条件は、溝の深さが組立作業中に完全に剥がれてしまわないようにする だけで十分である。組立中に溝のねじれが非常に大きくなって押退けられた金属 で完全に埋まる場合でも、前記押退けがシーラントを溝から顕微鏡的空隙に押し 出すので、前記集成物は条件に合うように封止される。これがシーラントの全部 の剥れであるが、それでも避ける必要がある。

効率の高い封止に必要な溝の最低数は特に臨界があるわけではなく、部品の厚さ 、内腔直径、部品材料および前記２部品寸法間の締め代の量により変化をつけら れる。

前記合せ面に配置できる最高数は機械加工の実際性により限定されるだけである 。一般に、ねじ山を前記部品の１つの面の上で機械加工して形成する時、１イン チ（約２．５３９■）当り１０乃至１５０本の範囲内、好ましくは１インチ当り ３０乃至９０本のねし山にすると良好な結果が得られる。ねじ溝の両側間の角度 は約５度乃至１４０度の範囲を変化できるが好ましくは約９０度である。

前記おすとめすのそれぞれの部品は、締り嵌め組立てに適当などのような材料製 でもよい。一般にねじ込み部品は可調材料たとえば軟質金属またはプラスチック 製である。溝をつけてない部品も同一材料製でよいが、硬質たとえば焼入鋼がよ い。

この発明に使用できる好ましいシーラントは本出願人がＯｆ？Ｉ−ＬＯＧの商標 で、また３Ｍ社がスコッチグリップ（Ｓｃｏｔｃｈ　Ｇｒｉｐ）の商標で販売さ れている。これ以外のシーラントは以下アメリカ合衆国特許第３．４８９．５９ ９号、第３、５４７．８５１号、第３．６２５．８７５号、第３．７５７．８２ ８号、第３、８１４．１５６号、第３．８２６．６７３号、第３．９２２．４４ ９号、第４．４１７，０２８号、第４．４９７．９１６号および第４，６３２． ９１１４号で開示されているようなものを用いることができる。硬化を開始する ためシーラントがマイクロカプセルの破裂をあてにするものである時、前記溝の 深さを最低に維持してそれにより組立が、溝の底部の大量のシーラントの中に破 裂したカプセルがわずかしかないかあるいは全くないような状態にさせることが 一般に好ましい。

この発明での使用が適当と考えられないいくつかの予備塗布したねし弛み止めシ ーラントがある。アメリカ合衆国特許第４，０８１，０１２号は２液予備塗布ね じ弛み止め組成物を開示し、前記２液をねじ込部材の両端に塗布することを特徴 とする。前述配合物は組立中ねじ込み部品が回転して前記２成分を混合すること でできる。プレス嵌めが回転運動を必要としないので、２液接着剤を前記プラグ または次の両側面に塗布することはこの発明の実施例においては実際的でない。

この発明は次の実施例を引用して具体的に示すことができる。

犬施刀よ ボンティアクモ−ター社の２．５リツトルエンジンの２４個のプラグを機械加工 によって前記プラグの外側合せ面上に１インチ当り６４条のねじ講をつける。こ の溝をロクタイト（Ｌｏｃｔｉｔｅ）　ＤＲＩ−ＬＤＣＴＨ＃２０１で塗被しテ ストエンジンに組立てた。全部のプラグは都合よく封止され十分に接着された。

犬施房２ ポンティアク・モーターシリンダー・ブロックの機械カッププラグ中腔の部分で あるものは普通のカッププラグが既に挿入され、またあるものはプラグのないも のを入手した。設計締め代は０．００６インチ乃至０．０１２インチ（約０．０ １５乃至０．０３ｃｍ）であったが、普通の組立方はプラグの外側直径の方向を 厳しく変えさせて実際の締め代をわずカ０．００２乃至０．００３インチ（約０ ．００５１乃ｉｏ、　００７６備）になるようにした。普通のプラグの突出強さ を既存液体ロクタイト（Ｌｏｃｔｉｔｅ）カッグプラグシーラント生成物を用い 、２，６００乃至３．３００ポンド（約１．１８乃至１．４９ｋｇ）と測定され た。

全く同じカッププラグ部品をその後、インチ当り６４本のねじと深さｏ、ｏｏａ インチ（約０．０２０１１＞に機械加工し、主直径を合せ中腔に対する大きさを ０．００６乃至０．０１２インチ（約０．０１５乃至０．０３０　ｃｎ　）を上 世るようにした。前記部品をその後、予備塗布ねし弛み止めシーラントであるロ クタイト（Ｌｏｃｔｉｔｅ）　ＤＲＩ−ＬＯＧ１Ｍテ塗被して前記中腔にプレス 嵌めした。ａ、ｏｏｏ乃至４．４００ポンド（約８．８１６．６乃至９，６９８ ．３　ｋｇ＞の押出荷重が得られた。

この発明の方法が上述のように自動車エンジン組立に有利に利用されている一方 、当業者にはこの方法がそれほど限定されたものでなく、あらゆる種類の締り嵌 め部品に容易に適用できることがわかる。この発明の方法を利用して永久の集成 装置となる自動車装置で特に、伝導装置の調速管、計量棒管、水ポンプのニップ ルおよび真空継手である。

この発明が有用である別の領域はバイメタルの組立、たとえばアルミニウムとス チール部品の接着にある。溝に圧縮性シーラントを用いると、組立が前記２部品 間の示差熱膨張に対しさらに耐性を備えるようになる。鋼製軸受レースをアルミ ニウムハウジングに取付けることもこのような利用域である。

液体接着剤に関し、この発明の方法が提供する利点には改良ハウスキーピング、 確実性を増した接着剤塗布、むだ、ディスペンサー、中断時間および軸受のよう な部品の臨界域の汚染の除去または低減が含まれる。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８震セマ） 平成元年６月２　日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．回転なしに２部品をプレス穴嵌めして組立てる工程において、前記部品には 締め嵌めと一緒にプレス嵌めされるように取付けられた合せおすとめす部分がそ れぞれ備わり、そこにおいて前記おすまたはめす部分の１つの上に、前記２部品 の組立て後硬化するよう適応した硬化性シーラント材料が備わることから成る方 法において、前記合せ部分の１つに、複数の円周方向溝がその上に備わり、前記 溝のおのおのには外部嶺寸法と内部谷寸法とが備わり、その嶺寸法は他方の前記 合せ部分の寸法の上に重なり、またその谷寸法は前記他方のおすまたはめす部分 の寸法の上には重ならないことと、前記シーラントは前記溝にある前記溝のつい た部分で支持されることと、前記シーラント材料が前記プレス嵌め組立てを形成 すると直ちに硬化し前記２部品を嵌め合わせるように適合させた予備塗布貯蔵安 定性のある実質的に指触乾燥配合物であることから成る方法。
2. ２．前記ねじ込み部分はおす合せ部分が備わる部品であることを特徴とする請求 項１による方法。
3. ３．前記溝の谷寸法が前記２部品間の締め代域の下に０．０００１乃至０．０１ ０インチ（約０．００２５４乃至０．０２５４ｍｍ）伸びることを特徴とする請 求項１による方法。
4. ４．前記めす合せ部分は自動車エンジンにあけた穴であって、前記おす部分から 成る部品はカッププラグであることを特徴とする請求項１による方法。
5. ５．前記カッププラグには１インチ当り１５乃至１５０本のねじ山と、前記２部 分品の間の締め代域の下０．００１乃至０．０１０インチ（約０．００２５４乃 至０．０１０インチ）の深さにねじを切った外面が備わり、前記ねじ山は前記溝 から成ることを特徴とする請求項４による方法。
6. ６．合せ中腔にプレス嵌めされるよう取付けられたおおむね筒状部分から成り、 前記筒状部分には複数の円周方向溝がその上に備わり、前記溝には前記合せ内腔 の寸法の上に重なる外部寸法と、前記合せ内腔寸法の上に重ならない内部寸法と が備わる製造品であって、前記２部品を前記溝にプレス嵌め組立てすると直ぐ硬 化するよう適合させた予備塗布貯蔵安定性のある実質的に指触乾燥性シーラント 配合物を有することを特徴とする製造品。
7. ７．前記製造品が自動車エンジンの穴と合せるように適合させた打抜カッププラ グ部材であることを特徴とする請求項６による製造品。
8. ８．ユニット組立てを形成するよう互いにプレス嵌めされるよう適合させる合せ おすおよびめす部分をそれぞれ備える２部分品の無回転プレス嵌めのプレス嵌め 組立て製品から成る製造品であって、前記合せ部分には複数の円周方向溝がその 上に備わり、前記溝のおのおのには外部嶺寸法と内部谷寸法とがあり、その嶺寸 法が他方の前記合せ部分の寸法の上に重なり、またその谷寸法が他方の前記合せ 部分の寸法の上に重ならず、前記溝をつけた合せ部分の前記溝に硬化性シーラン ト材料を有し、且つ、前記シーラント材料が前記２部分のプレス嵌め組立てと同 時に硬化するよう適合させた予備塗布貯蔵安定性のある実質的に指触乾燥性配合 物であることを特徴とする製造品。
9. ９．前記めす部分は自動車シリンダーブロックの穴であり、また前記おす部分か ら成る部品がそれの外部合せ面の上に機械加工した前記溝が備わる打抜金属カッ ププラグであることを特徴とする請求項８による製造品。