JPH03186669A - シール構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種自動車部品、電気部品等の互いに対面する
シール面に室温硬化性液状ゴムを介在させて前記シール
面間をシールするＦＩＰＧ等のシール構造に係り、特に
前記シール面間を特異な構造とすることにより前記液状
ゴムの未硬化時におけるシール性を向上するとともに耐
液性をも向上し、かつシール面の動きに対する追従性な
らびにシール面の加工作業性をも改良し、この結果、高
い信頼性ならびに作業性を保持するＦＩＰＧ等のシール
構造に関する。

本発明シール構造の適用分野は、例えばオイルパン、デ
ファレンシャルカバー、ミッションケース、タイミング
ギヤカバー、ウォーターポンプ、サーモスタットハウジ
ング、フライホイルカバーウォーターアウトレットカバ
ー、ディストリビュータ等の自動車部品、モーターケー
ス、アイロンのウォータータンク等の電気部品等であり
、その他ガスメータ、ストーブ等、一般機器類にも広く
適用される。

〔従来の技術〕

前述のシール構造として従来、第６！０および第７図に
示されるものが知られている。これはシール面１の一部
に凸条２および凹条３を隣接して設け、第７図示のよう
にこのシール面１に対面する他のシール面４を液状ガス
ケット５を介してボルト６により締めつける構造であっ
て、液状ガスケット５の末硬化時における耐圧性やガス
ケット切れを改良するものである。（特公昭５５−３５
５７６号公報）。

また、第８図および第９図に示されるようにシール面１
に溝７を切り込んだシール構造も知られている。これは
第９図示のようにシール面１に対面する他のシール面４
を接着剤５を介してボルト６により締めつける構造であ
る。

さらに第１０図および第１１図に示されるようにシール
面１に切欠き８を切り込んだシール構造も知られている
。これは第１１図示のようにシール面１に対面する他の
シール面４を接着剤５を介してボルト６により締めつけ
る構造である。

これら第８〜１１図のものはそれぞれ溝７あるいは切欠
き８を用いることによりシール面の相対運動が大きい場
合の接着剤がれ、凝集破壊を防止するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

−１に、ＦＩＰＧ等のシール構造では、シリコーン、ウ
レタン等の室温硬化性液状ゴムをシール面に介在させる
構造であるから、次のことが問題となる。

■アッセンブリーライン上でシール剤が硬化しないうち
にリークテストが行われる為、末硬化時の耐圧性が必要
となる。このためにはシール面のクリアランスをできる
だけ小さくしなければならない。

■振動や、温度差、内圧等によるシール面の縦方向、横
方向の動き、ずれに対する追従性が必要である。このた
めにはある程度シール剤層の厚みをとって伸びによって
追従できるように巳なければいけない。

■シール剤に対して非常に劣化性の強い油等の液体をシ
ールすることが多いので、できるだけシール面どうしが
直接あたるメタルタッチ構造にして、シール液との接触
面積を小さくして劣化されにくい構造にする必要がある
。

■Ｆ■ＰＧシール剤は一般に一液性で大気中の湿分や酸
素と反応して表面から徐々に硬化するのでシール面外周
部がメタルタッチ構造ですき間が小さいと内部まで硬化
するのには非常に長時間を要する。このためできるだけ
外周部は開口してすき間が大きい方が良い。

■シール面の加工作業が簡単であること。

■シール面のシールインナー側（内側）に大きくシール
剤がはみ出すと、シール剤がちぎれてつまり等のトラブ
ルを発生するのでインナー側にはできるだけはみ出しを
少なくすること。

■シール剤はシール面に良く接着し、シール面の動き、
内圧による変形によく追従すること。

■通常は接着性、伸びによって高いシール信頼性以上の
条件より従来技術をみると、まずフランジに凸と凹を隣
接させる第６図および第７図の方法は確かに未硬化時耐
圧性と追従性を共存させるのには効果があるが、シール
面インナー側も比較的開口していることから耐油性等の
耐液性に劣り、また、凹部のシール剤が硬化するのに時
間がかかる。またプレス部品では問題にならないが、ア
ルミ切削部品等でこの構造を作ろうとすると加工作業に
手間がかかる。またシール剤を凸部に塗布した場合はイ
ンナー側にシール剤がはみ出しやすく、メンテナンス分
解性も良くない。さらに第８図および第９図のような溝
切りフランジの場合もまた、前記凹凸フランジと同様の
欠点を有している。また、第１０図および第１１図の切
欠きフランジもまた、前記凹凸フランジにみられた欠点
に加えてフランジの動きに対する追従性があまり得られ
ないという欠点もある。

そこで、本発明の目的は互いに対面するシール面に室温
硬化性液状ゴムを介在させて前記シール面間をシールす
るＦＩＰＧ等のシール構造において、前記シール面間を
特異な構造とすることにより、前記液状ゴムの未硬化時
におけるシール性を向上するとともに耐液性をも向上し
、かつシール面の動きに対する追従性ならびにシール面
の加工作業をも改良し、この結果、高い信頼性ならびに
作業性を保持するＦＩＰＧ等のシール構造を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するため、本発明によれば、互いに対
面するシール面間に室温硬化性液状ゴムを介在させて前
記シール面間をシールするシール構造において、前記シ
ール面間のシールインナー側を互いに接触させるととも
に、外側を開口クリアランスとすることを特徴とする。

以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。

第１図は自動車のエンジンブロックとオイルパンの組み
合わせに係る斜視図であって、１０１はエンジンブロッ
ク、１０２はオイルパンである。これらはオイルパン１
０２のシール面１０３にシール材１０４を付着させ、こ
の上にエンジンブロック１０１のシール面（図示せず）
を重ね合わせて組み合わされる。このシール構造は図示
しないが、両シール面間にシール材１０４を介在して構
成される。

第２図は第１図のシール構造の代わりに、本発明のシー
ル構造を採用した場合のシール構造の断面図であって、
これはエンジンブロック１０１とオイルパン１０２の互
いに対面するシール面１０ａ、　１０ｂ間に室温硬化性
液状ゴム１１を介在させて、シール面１０ａ、１０ｂ間
をシールするシール構造である。

上述のシール構造において、本発明の特徴はシール面１
０ａ、１０ｂ間のシールインナー側１２を互いに接触さ
せるとともに、外側１３を開口クリアランス１４とする
ことにある。上述の構造において、室温硬化性液状ゴム
１１は主に開口クリアランス１４に填充されることにな
る。１５はボルトである。

シール面１０ａ、１０ｂ間の外側１３を開口クリアラン
ス１４とするには、例えば第２図示のように、シール面
１０ａ、　１０ｂの少なくとも一方、例えばエンジンブ
ロック１０１側のシール面１０ａを外側１３の方向に開
口する段付構造ａとしたり、または第３図に示されるよ
うに、シール面１０ａＳ１０ｂ間をシールインナー側１
２から外側１３の方向に開口するテーパー構造すとした
り等の構造により達成される。

第２図における段付構造ａの段差としては、追従性だけ
を考えた場合、通常の運転中に生じるシール面の動きに
は０．５ｍｍ以上とれば充分であるが、メンテナンス分
解性を考えてカッターの刃が入る厚みということで１Ｉ
ＩＩＩ１１〜５ｍｍ１好ましくは１．２Ｍ〜３則の範囲
でとる。例えば、アルミニウムと鉄の組合せの場合のエ
ンジンブロックとオイルパンの温度差による横方向のず
れを計算すると、オイルパンのフランジ局長が１４００
ｍｍの場合、１００℃の温度勾配が生じたとすると、２
３Ｘ１０−’　（アルミの線膨張係数）−１２Ｘ１０−
’　（鉄の線膨張係数）ｘ　１００Ｘ　１４００＝　１
．５４ｍｍのずれが生じる。これをシール面の断面でみ
た場合、約半分の０．７７８の横方向の動きが生じたこ
とになるが、これは液状ゴム（シール剤層）の厚みが２
閣でシール剤の伸びが３００％ある場合は表−１の結果
かられかるように充分追従可能な範囲である。

次にシールインナー側１２のメタルタッチ幅について述
べると、アッセンブリー時のリークテスト圧０．２ｋｇ
ｆ／ｃＩ１１に耐えるには、１ｆｆｌＩ１１以上、好ま
しくは２閣以上あれば充分である。また、耐油性を考え
ても従来のメタルタッチ構造のシール面で１０万す以上
、実車走行した車のオイルパンでもシール剤層が変色し
ているのはインナー側からＩＭ程度であり、このことか
らもインナー側のメタルタッチ部の幅は１Ｍ以上、好ま
しくは２ＩｌｌＩ１１以上あれば充分である。

また、未硬化時のシール性を考えた場合、平行するすき
間からの流体のもれは次の式で示される。

Ｑ＝ｂｈ’　・ΔＰ／１２ηｌ　　　　・・・（１）こ
こで、Ｑ：もれ量、ｂ＝フランジ外周長さ、ｈ：クリア
ランス、ΔＰ：圧力差、η：シール剤の粘度、１：フラ
ンジ幅である。

Ｑが充分小さければもれないわけであるが、これを一つ
の定数Ａとしてみるとその他の条件が設定できる。従来
のフラット形状のオイルパンで耐圧テストを行いＡ　（
Ｑ）の値を計算してみると、ｂ　＝１４００ｍｍ、　ｈ
　＝　０．１ｍｍ＋、η＝１４００Ｐ、　！＝８ｒｒｍ
。

もれ圧ΔＦ　＝　１．０　ｋｇｆ／ｃｕｔであった。

ここで、 Ｐ　＝ｄＹｎ’！１ｉｅｃ／ＣＩＩＩＰ’／ｓａｏｏｏ
ａｋｇｆ−ｓｅｃ／ｃ＋＋！Ａ　（Ｑ）　＝　１．０Ｘ
１０−２（ｃｒＩ／５ｅｃ）この人を用いて実際のリー
クテスト圧０．２ｋｇ　ｆ／ｃｊでの必要フランジ幅す
を計算すると、 ｂ＝Ａ１２η１／ｈ３・ΔＦ＝０．１６ｃｍとなり、２
ＩＩＩｆｆｌフランジ幅（シール面幅）をとれば充分未
硬化時シール性が得られることになる。

次にフランジ（シール面）形状の違いによる追従性をみ
るために第５図に示すような実施例１〜２、比較例１〜
４の断面形状で長さ５０ｆｆｌのテストピースを縦方向
および横方向にそれぞれ１０ｍｍ／分の速度で引張り試
験機で引張り試験を行い、破壊点までの変位を追従性と
して測定し、結果を表−１に示した。

表−１かられかるように追従性で最も重要な横方向の追
従性において大きな効果がみられた。

次に内部硬化性をみると、第５図の断面形状のテストフ
ランジに室温硬化性液状ゴムとして、■スリーボンド製
ＦＩＰＧ用シリコーンシール剤１２０７Ｂを塗布して組
みっけの後、室温に一定時間放置後、分解して未硬化部
があるかどうかを確認した。結果を表−２に示す。

実施例Ｌ２は片面が大きく開口しているため内部までの
硬化速度も速い。

またこのとき、インナー側へのシール剤のはみ出しをみ
ると、開口部側へシール剤が押し出されるため、インナ
ー側へのシール剤のはみ出しが実施例１．２では非常に
少なかった。

次に分解性をみると、第５図の断面形状で長さ５０ｍｍ
のテストピースを引張り速度１０Ｍ７分で割裂方向に引
張り、その分解強度を測定した。このとき、実施例１．
２についてはカッターナイフで切り込みをできるだけ深
く入れてから行った。結果を表−３に示す。

明細書の浄書（内容に変更なし） 表−３に示されるように、実施例１．２は非常に小さな
力で分解できた。これを実際のオイルパンを組みつけて
実験してみると、従来のストレートフランジではシール
剤が完全硬化機分解する場合、一部分よりドライバーを
さし込んでこじあける際にその部分が大きく変形してし
まった。これに対し、本発明の段付き構造のシール面で
はカッターで切込みを入れてからドライバーでこじ開け
たところ、ごく簡単に弱い力で分解することができオイ
ルパンを変形させることはなかった。

なお、本発明はシール面間を第３図示のようなテーパー
構造としても上述と同様な効果が得られる。

また、第４図示のように、シールインナー側１２のメタ
ルタッチ部に切欠き１６を多少大れると、はみ出したシ
ール剤の脱落防止に効果があるのでより好ましいフラン
ジ形状となる。

次にクリアランスをとることによる耐油性の違いをみる
ためにＪ　Ｉ　Ｓ　Ｈ４０００のアルミニウム製、２５
　Ｘ　１００　Ｘ　５ｒｍのテストピースでオーバーラ
ツプ２５×２５閣でクリアランスを０．０．１．０．２
、ＯＪ、０．４．０．５ｆｆｌＩ１１とり、これに■ス
リーボンド製ＦＩＰＧシール剤１２１２を塗布し完全硬
化させた後、ギヤーオイル７５ｗ−９０に１５０℃で７
日間浸漬して、引張り速度５０ｇ／分で引張り試験を行
い、せん断接着力の保持率およびシール剤層の変色域長
さを測定した。結果を表−４に示す。

明細書の浄書（内容に変更なし） 表 この結果と、実車走行で１０万す以上走行したフラット
形状のオイルパンフランジ部でシール剤が実際変色した
のは油に接しているインナ一部で１動程度であったこと
を合わせ考えると、インナー側がメタルタッチになって
いることは長期耐油性からみて大変効果があり、その幅
は２閣程度あれば充分である。

本発明に用いられるシール剤（室温硬化性液状ゴム）と
しては室温で硬化してフランジ部材に良好に接着し、ゴ
ム弾性体になる液状シール剤であればいずれでも用いら
れる。例えば、シリコーン、変成シリコーン、ポリサル
ファイド、ポリウレタン、アクリルウレタン、変成ポリ
サルファイド等が挙げられる。

〔発明の効果〕

上述の本発明シール構造によれば、未硬化時の耐圧性が
得られ、横方向の動きに対して良好な追従性が得られ、
シール媒体によるシール剤の劣化の影響が非常に受は難
い。また、シール剤の内部までの硬化性が非常に速く、
フランジの加工作業が簡単である。さらに、シール剤が
インナ一部へはみ出し難く、通常はフランジ面によく接
着し、シール剤層の伸びによりよく追従し、シール信頼
性が高いが、分解時にはカッターで切れ込みを入れるこ
とで、簡単に分解できる。またこと他にメタルタッチ部
が少なくゴム浮かし構造になるので、騒音や振動の伝達
が少なくなる等の数多い効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車のエンジンブロックとオイルパンの組み
合わせにかかる斜視図であり、第２図、第３図および第
４図はそれぞれ、本発明にかかるシール構造の代表的具
体例の断面図であり、第５図はそれぞれ、本発明の各種
実験に用いたシール構造の断面図であり、第６１！Ｉ、
第７図、Ｗｃ８図、第９図、第１Ｏ図および第１１図は
それぞれ公知のシール構造の断面図ならびにそれらの使
用状態を説明するための断面図である。 １０１・・・エンジンブロック、 １０２・・・オイルパン、　１０ａ１ １１・・・室温硬化性液状ゴム、 １２・・・シールインナー側、　１３・・・外側、１４
・・・開口クリアランス、　１６・・・切欠キ、ａ・・
・断材構造、　　ｂ・・・テーパー構造。 １０ｂ・・・シール面、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに対面するシール面間に室温硬化性液状ゴム
   を介在させて前記シール面間をシールするシール構造に
   おいて、前記シール面間のシールインナー側を互いに接
   触させるとともに外側を開口クリアランスとすることを
   特徴とするシール構造。
2. （２）請求項第１項に記載のシール構造において、前記
   シール面の少なくとも一方を外側方向に開口する段付構
   造とし、これによりシール面間の外側を開口クリアラン
   スとすることを特徴とするシール構造。
3. （３）請求項第１項に記載のシール構造において、前記
   シール面間をシールインナー側から外側方向に開口する
   テーパー構造とし、これによりシール面間の外側を開口
   クリアランスとすることを特徴とするシール構造。