JPH1150910A - シール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば内燃機関のシリンダプロックとオイル
パン等の如き分割部材の接合部のシール構造、特に分割
された第１部材と第２部材との接合面に介在された液状
シール剤により、該両部材結合部を密封するシール構造
を提供することにある。 【解決手段】 分割された第１部材１と第２部材２との
接合面に液状シール剤３が介在され、複数の締結部たる
ボルト５により前記第１部材１と第２部材２とが相互に
一体に結合される結合部において、前記第１部材１およ
び第２部材２の少なくとも一方の部材１の接合面におけ
る前記各締結部材５の周辺部６は、他の部分に比べ隆起
して形成され、隣合う該締結部材５周辺の隆起部間の全
域に亘り液状シール剤の保持が可能なシール剤保持部７
が形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願発明は、例えば内燃機
関のシリンダプロックとオイルパン等の如き分割部材の
接合部のシール構造、特に分割された第１部材と第２部
材との接合面に介在された液状シール剤により、該両部
材結合部を密封するシール構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術および解決しようとする課題】この種のシー
ル構造では、図１２に図示するように、第１部材01の接
合面02と、これと平行な面の第２部材03の接合面04と
に、液状シール剤05を介在させ、この第１部材01と第２
部材03とを図示されないボルトの緊締により相互に引寄
せるように両部材01、03に力を加えて、前記液状シール
剤05を圧縮し、空気中の水分による該液状シール剤05の
硬化でもってシール構造を構成していた。

【０００３】この場合、ボルト締結時における液状シー
ル剤05の厚さは、液状シール剤05の粘弾性力と、ボルト
の緊締力とにより設定され、また液状シール剤05の粘弾
性力は、液状シール剤05の種類で決まり、かつボルトの
緊締力も、ボルトが熱変形や振動によって緩まない程度
の値に決められるため、前記液状シール剤05が硬化した
硬化シール層05の厚さも必然的に薄い厚さに決まってし
まう。

【０００４】このようなシール構造において、第１部材
01と第２部材03の間に、外力や熱応力等が加わった際
に、両部材01、03間に相対変位が生ずる場合があるが、
硬化シール層05の変形に対する追従性は、その厚さに比
例するため、前記したように硬化シール層05の厚さが薄
いと、硬化シール層05が、充分な堅牢性を維持できない
ことがある。そして両部材01、03の接合面02、04は、高
い平面度が要求され、高精度の加工のために、コスト高
が避けられなかった。

【０００５】このような不具合を解消する対策として、
図１３に図示するように、接合面02、04の幅方向中央に
溝06を設け（実開平４−４５６１号公報参照）、または
図１４に示すように、接合面04の一側縁に外部に向って
面取り深さが大きくなる面取部07を形成し（実公昭６２
−２１１７６号公報参照）、あるいは図１５に図示する
ように、第１部材の接合面に対し第２部材の接合面を、
一側縁から他側縁に向って傾斜した傾斜面08に形成して
いた（特公平１−２９９８２号公報参照）。

【０００６】両接合面02、04間に介在された図１３に図
示の液状シール剤05では、その両側面に接する空気中の
水分と反応して硬化が進行するため、接合面02、04の幅
中央溝06内におけるシール層05ａの硬化が迅速に進行せ
ず、シール層05ａの硬化が完了する前に、内燃機関の運
転により、その溝06内のシール層05ａが高温に晒された
場合には、このシール層05ａからガスが発生し、シール
層05ａ内部の圧力が高まって、硬化中のシール層05が破
損し、接着不良が生ずる惧れがあった。

【０００７】また面取りを施した図１４に図示のシール
構造では、面取り部分07のシール構造05ｂの厚さが厚い
ので、シール層05の硬化が短時間内に完了できず、また
シール層05の厚さが面取り部分０７を境にして急激に変
化しているため、この境界部分で破断が起り易い。

【０００８】さらにシール層05の厚さが一側縁から他側
縁に向って直線的に厚くなってシール層05の断面が楔状
に形成されている図１５に図示のシール構造において
は、第１部材01と第２部材03との間で接合面02、04幅方
向にずれが生じ易く、しかも薄い部分から剥離し易かっ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段および効果】本出願発明
は、このような難点を克服したシール構造の改良に係
り、分割された第１部材と第２部材との接合面に液状シ
ール剤が介在され、複数の締結部材により前記第１部材
と第２部材とが相互に一体に結合される結合部におい
て、前記第１部材および第２部材の少なくとも一方の部
材の接合面における前記各締結部材の周辺部は、他の部
分に比べ隆起して形成され、隣合う該締結部材周辺の隆
起部間の全域に亘り液状シール剤の保持が可能なシール
剤保持部が形成されたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項１記載の発明では、第１部材および
第２部材の少なくとも一方の部材の接合面における締結
部材の周辺部が、他の部分に比べ隆起して形成され、隣
合う締結部材周辺の隆起部間の全域に亘り液状シール剤
の保持が可能なシール剤保持部が形成されているため、
締結部材周辺の隆起部の接合面とこれに対面した相手側
部材の接合面との間に介在されている液状シール剤が硬
化したシール層は、締結部材による緊締力でもって薄く
圧縮されているが、逆にこの薄くなっている硬化シール
層は、外力や熱応力を受けても、締結部材の緊締力の影
響を強く受けて、この硬化シール層は左程変形しないの
で、この薄い硬化シール層は充分な堅牢性を保持して、
破壊することがなく、耐久性が高い。

【００１１】また隣接隆起部間では、シール剤保持部の
接合面とこれに対面した相手側部材の接合面と間に介在
されている液状シール剤が硬化したシール剤保持部のシ
ール層は、外力や熱応力による変形に追従しうる程度の
厚さに設定可能となっているため、第１部材および第２
部材におけるシール剤保持部の近傍の部分が外力や熱応
力でもって或る程度変形しても、このシール剤保持部に
接する硬化シール層も充分な堅牢性を維持することがで
き、どのような機関運転状態でも、このシール剤保持部
に接する硬化シール層は破壊せず、シール性を確保する
ことができる。

【００１２】さらにシール剤保持部のシール層は、それ
程厚くなく、その両側部は外気と直接的に接して空気中
の水分と反応を起こし易く、しかも硬化過程で発生する
ガスが、大気中に発散し易いため、ガス発生によるシー
ル層の破裂が未然に阻止されて、前記シール剤保持部の
シール層は、比較的短時間内に硬化を完了することがで
き、生産性向上に寄与することができる。

【００１３】また請求項２記載のように発明を構成する
ことにより、シール剤保持部のシール層を略一定の厚さ
に形成して、該シール層の強度、シール性を一定水準に
維持することができるので、シール層の破断や剥離を防
止できる。

【００１４】さらに請求項３記載のように発明を構成す
ることにより、前記締結部材周辺の隆起部と該隆起部に
対面した相手側部材の接合面との間に介在されている液
状シール剤のシール層は、前記締結部材による緊締力の
影響を強く受け、この隆起部と相手側部材との間の硬化
シール層は、充分に高い水準の堅牢性を保持することが
できる。

【００１５】さらにまた請求項４記載のように発明を構
成することにより、前記隆起部の内側または外側あるい
はその両側に周辺シール剤保持部を構成して、該周辺シ
ール剤保持部を、隣接隆起部間のシール剤保持部に連続
して接続させることができるので、前記隆起部の接合面
とこれに対面した相手側部材の接合面との間の隆起部シ
ール層の内側または外側あるいはその両側に周辺シール
層を形成して、該隆起部シール層の密封性をさらに一段
と向上させることができる。

【００１６】また請求項５記載のように発明を構成する
ことにより、前記第１部材および第２部材を相互に結合
するための締結力を当接面積の広い前記隆起部で確実に
負担させて、該両部材の結合強度を充分に高い水準に保
持させることができるとともに、前記シール剤保持部の
幅を密封に必要な最小限の幅に留めて、シール層中に発
生するガスを両側方へ容易に排出させて、該シール層の
破壊を未然に阻止することができる。

【００１７】さらに請求項６記載のように発明を構成す
ることにより、隣接する隆起部間の距離の長いシール剤
保持部の表面が、締結部材の締結力や、熱膨張収縮や外
力等によって、その長さに対応して変形し易くなるとこ
ろを、該長いシール剤保持部の深さを深くすることでも
って、該シール剤保持部の表面の変形を確実に吸収させ
ることができ、密封性の一段の向上を図ることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本出願の請求項１ないし請
求項３および請求項５記載の発明を適用した図１ないし
図４に図示の一実施形態について説明する。

【００１９】符号１は、図示されない内燃機関の分割第
１部材たるオイルパンであり、図３に図示されるよう
に、該オイルパン１の上端面に室温硬化型シリコン系の
液状シール剤３が塗布され、シリンダブロック２の下端
面に当てがわれ、オイルパン１のボルト孔４を上方へ貫
通したボルト５が、分割第２部材たるシリンダブロック
２に螺合緊締され、オイルパン１とシリンダブロック２
とが一体に結合されている。

【００２０】しかしてオイルパン１の上端面には、ボル
ト孔４の周囲のみ上方へ円板状をなした隆起部６が形成
され、隣合う隆起部６の間には隆起部６より略０．３ミ
リメートル下方へ窪んだシール剤保持部７が形成されて
いる。

【００２１】またボルト５の頭部５ａが当接するボルト
孔４の下端開口の中心を頂点とする頂角90°の円錐面８
に、円板状隆起部６の外周縁が接するような大きさに、
隆起部６の径Ｄが設定され、該円板状隆起部６の幅すな
わち径Ｄに比べてシール剤保持部７の幅Ｗは狭く設定さ
れている。

【００２２】図１ないし図４に図示された実施形態は、
前記したように構成されているので、オイルパン１の上
端面に液状シール剤３を塗布し、シリンダブロック２の
下端面にオイルパン１の上端面を当てがい、ボルト孔４
を貫通してシリンダブロック２に螺合されたボルト５
を、設定した緊締力で締付けると、隆起部６における液
状シール剤３の厚さは、液状シール剤３の粘弾性力とボ
ルト５の締付けにより液状シール剤３に加えられる圧縮
力により決められた０．０２ミリメートル程度となり、
シール剤保持部７における液状シール剤３の厚みは、約
０．３２ミリメートルとなる。

【００２３】オイルパン１およびシリンダブロック２の
接合部における円板状隆起部６の幅Ｄに比べて、シール
剤保持部７の幅Ｗが狭く、また空気と接する接合部の全
周長が長く、しかも液状シール剤３の厚さは厚い個所で
も０．３２ミリメートル程度と比較的薄いため、空気中
の水分と反応して硬化が進行する液状シール剤３は、空
気と接する内外両側縁から中心へと硬化し、その硬化所
要時間は比較的短い。

【００２４】また液状シール剤３の硬化過程で、液状シ
ール剤３内からガスが発生するが、液状シール剤３の内
外両側縁迄の距離が短いため、このガスは、液状シール
剤３中を透過して大気中に放散し易く、液状シール剤３
の組織が発生ガスで破壊されにくい。

【００２５】さらに隆起部６における液状シール剤３の
厚さは０．０２ミリメートルと薄いが、この部分の液状
シール剤３では、ボルト５の緊締力が強く働くため、振
動や熱応力等の外力の影響を大きく受けずに、隆起部６
における液状シール剤３の変形量が小さく、この部分の
液状シール剤３は、充分な堅牢性を有している。

【００２６】さらにまたシール剤保持部７における液状
シール剤３は、ボルト５より離れてボルト５の緊締力の
影響を受けずに、変形量が大きくても、隆起部６におけ
る液状シール剤３に比べてその厚さが充分に厚いため、
隆起部６における液状シール剤３の許容変形値が大き
く、やはり、破壊されにくい。

【００２７】しかも、オイルパン１の接合面は、隆起部
６の頂面のみ、その平面精度を維持できれば、シール剤
保持部７の頂面に多少の凹凸があっても、液状シール剤
３の密封性を充分に保持でき、オイルパン１の接合面の
加工が比較的簡単となって、コストダウンが可能であ
る。

【００２８】図１ないし図４に図示の実施形態では、第
１部材たるオイルパン１の上端面にのみ、隆起部６とシ
ール剤保持部７とが形成されているが、第２部材たるシ
リンダブロック２の下端面に隆起部６とシール剤保持部
７とを形成し、またはオイルパン１とシリンダブロック
２の両端面に隆起部６とシール剤保持部７とを形成して
もよい。

【００２９】また前記シリンダブロック２の下端面は平
面に形成され、オイルパン１の上端面の隆起部６を結ぶ
面およびシール剤保持部７を結ぶ面も、シリンダブロッ
ク２の下端面に対し一定間隔を存するように平行な平面
に形成されているが、前記シリンダブロック２の下端面
が曲面であれば、オイルパン１の上端面の隆起部６を結
ぶ面およびシール剤保持部７を結ぶ面を前記シリンダブ
ロック２の下端面に対し平行となるように形成し、該シ
リンダブロック２の下端面と、前記オイルパン１の隆起
部６の面との間隔を一定にし、かつ該シリンダブロック
２の下端面と前記オイルパン１のシール剤保持部７の面
との間隔を一定にしてもよい。

【００３０】次に本出願の請求項１ないし請求項５記載
の発明を適用した他の実施形態（図５ないし図１０参
照）について説明する。

【００３１】内燃機関10は、図示されない自動車に搭載
される３気筒４ストロークサイクル（通称４サイクル）
内燃機関であって、該内燃機関10では、アルミニューム
製シリンダブロック11の下端面に、アルミニューム製オ
イルパン12の上端面が一体に結合され、シリンダブロッ
ク２の上方には、図示されないシリンダヘッドおよびシ
リンダヘッドカバーが順次重ねられて一体に結合されて
いる。

【００３２】またシリンダブロック11において車体幅方
向へ直列に配列されたシリンダ13は、車体前方へ向い水
平面に対し約３０°の角度をなして傾斜し、内燃機関10
の車体右側に、図示されないクラッチおよびトランスミ
ッションが配置され、車体左側に、図示されない動弁系
のタイミングベルト駆動用プーリや冷却水ポンプ駆動用
プーリが配置されている。

【００３３】さらにシリンダ13にピストン14が摺動自在
に嵌装され、シリンダブロック11のベアリング部11ａと
ベアリングホルダ15とにクランクシャフト16が回転自在
に枢支され、該ベアリングホルダ15を貫通してベアリン
グ部11ａにボルト17が螺着され、ピストン14とクランク
シャフト16とはコネクティングロッド18でもって連結さ
れている。

【００３４】しかしてオイルパン12のフランジ19には、
該オイルパン12をシリンダブロック11に結合するための
ボルト20を挿入できるボルト挿入孔21が、フランジ19の
全周に亘って複数個所形成され、オイルパン12の上端接
合面には、ボルト挿入孔21を囲んで幅約１３ミリメート
ル、長さ約３４ミリメートルの隆起部22が形成され、隣
合う隆起部22の間に幅約８ミリメートルのシール剤保持
部23が形成され、平面状のシール剤保持部23に対し、隆
起部22の頂面は、約０．３ミリメートル上方へ突出し、
すなわち、このシール剤保持部23に対する隆起部22の高
さすなわち約０．３ミリメートルの高さは、オイルパン
12のダイキャスト鋳造時におけるシール剤保持部23の表
面に形成される凹凸高さの差を上廻る高さに設定され、
オイルパン12の上端周方向に沿う隆起部22の端縁22ａ
は、図９に図示されるように、ボルト20の頭部20ａが当
接するボルト挿入孔21の下端開口の中心を頂点とする頂
角９０°の円錐面26よりも内側の範囲内に設定されてい
る。

【００３５】また隆起部22におけるオイルパン12の内側
部および外側部にも、シール剤保持部23と面一（高さが
等しい）の内側周辺シール剤保持部24と外側周辺シール
剤保持部25とが、隆起部22およびシール剤保持部23に連
続して形成され、該内側周辺シール剤保持部24と外側周
辺シール剤保持部25とは約１ミリメートルの幅を有して
いる。

【００３６】そしてシール剤保持部23の内外両側縁部と
内側周辺シール剤保持部24、外側周辺シール剤保持部25
の側縁部との横断面形状は、図１０に図示されるように
半径１ミリメートルの円弧状丸みを帯びている。

【００３７】さらにオイルパン12の内面には、図６に図
示されるように、前記隆起部22の近くを通り、クランク
軸方向に対し、直交する方向に、複数のリブ31が形成さ
れており、このリブ31は、オイルパン12特に隆起部22付
近の剛性向上に寄与している。

【００３８】さらにまたシリンダブロック11の下端面に
おける内外両側縁は、オイルパン12の上端面における内
外両側縁の形状と同一の形状をなし、オイルパン12の上
端面の凹凸形状と異なって、平面状に形成されている。

【００３９】図５ないし図１０に図示の実施形態では、
室温で硬化するシリコンゴム（商品が解かれば記入して
下さい）が液状シール材として利用されるが、やはり隆
起部22の頂面とシリンダブロック11の下面とに介在して
いるシール層27は約０．０２ミリメートルと極めて薄い
ため、該シール層27に発生するガス量が少なく、また隆
起部22の中央にボルト挿入孔21が開口して隆起部22の実
質的幅が狭いため、シール層27に発生するガスは外部へ
透過放散し易く、その結果、シール層27の組織に悪影響
を与えずに、比較的短時間内にシール層27の硬化が完了
する。

【００４０】そしてシール層27の厚さが薄く、シール層
27の変形に対する追従性が低くても、シール層27はボル
ト20の緊締力の影響を強く受けて、外力や熱応力による
変形が小さいため、シール層27の密封性が損なわれるこ
とがない。

【００４１】またシール剤保持部23の頂面とシリンダブ
ロック11の下面とに介在しているシール層28の幅も約８
ミリメートルと幅が狭いため、シール層28に発生するガ
スはやはり外部へ透過放散し易い。

【００４２】そして通常の生産工程で、内燃機関を組立
て、その後運転を開始してシール層28が高温状態となる
場合に、その温度上昇に伴なうシール層28中のガス発生
によって、シール層28が破裂を生ずる程の厚さ以下の
０．３５ミリメートルの厚さにシール層28は設定される
ため、シール層28の硬化所要時間は比較的短く、未硬化
によるガス発生でもってシール層28が破壊することがな
く、シール層28の密封性は高い。

【００４３】さらに隆起部22の内側と外側とに内側周辺
シール剤保持部24と外側周辺シール剤保持部25とが連続
して形成されているため、隆起部22の密封性はより一層
確実となり、また内側周辺シール剤保持部24、外側周辺
シール剤保持部25のシール層29，30が、隆起部22のシー
ル層27に比べて厚くても、直接空気に接触しているた
め、シール層29，30の硬化は迅速に促進され、硬化未完
了におけるガス発生が著しく抑制される。

【００４４】さらにまた内側周辺シール剤保持部24と外
側周辺シール剤保持部25との縁部は丸くなっているた
め、シール層29，30は内側周辺シール剤保持部24、外側
周辺シール剤保持部25より剥離しにくい。

【００４５】図５ないし図１０に図示の実施形態では、
隆起部22の内側および外側に、隣接隆起部22間のシール
剤保持部23に連結して内側周辺シール剤保持部24と外側
周辺シール剤保持部25が形成されているが、この内側周
辺シール剤保持部24と外側周辺シール剤保持部25のいず
れか一方のみを形成してもよい。

【００４６】また図５ないし図１０に図示の実施形態に
おいては、隆起部22の表面に対するシール剤保持部23の
深さ（シール剤保持部23の表面に対する隆起部22の表面
の高さ）は、隣接する隆起部22の相互間隔の広い、狭い
のと無関係に、一定であるが、図１１に図示される本出
願の請求項６記載の発明のように、前記隣接隆起部22間
隔の短いシール剤保持部23ａの深さを０．３ミリメート
ルとし、この隣接隆起部間隔の短いシール剤保持部23ａ
の長さの約２倍の長さを有する隣接隆起部間隔の長いシ
ール剤保持部23ｂの深さを、例えば０．３５ミリメート
ルとし、この隣接隆起部間隔の長いシール剤保持部23ｂ
のボルト20の締結による弾性変形等の変形を、このシー
ル剤保持部23の深さの差で吸収させるようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願の発明に係る内燃機関のシール構造の一
実施形態の要部斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿って裁断した要部断面
図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿って裁断した要部断面図で
ある。

【図５】本出願の発明の他の実施形態における内燃機関
の背面図である。

【図６】図５のVI−VI矢視図である。

【図７】図６のVII −VII 線に沿って裁断した横断面図
である。

【図８】図６のVIII−VIII線に沿って裁断した要部拡大
断面図である。

【図９】図６のIX−IX線に沿って裁断した要部拡大断面
図である。

【図１０】図６のＸ−Ｘ線に沿って裁断した要部拡大断
面図である。

【図１１】本出願の請求項６記載の発明の一実施形態を
図示した要部拡大断面図である。

【図１２】従来の内燃機関のシール構造を図示した横断
面図である。

【図１３】従来の内燃機関の他のシール構造を図示した
横断面図である。

【図１４】従来の内燃機関のさらに他のシール構造を図
示した横断面図である。

【図１５】従来の内燃機関のさらに別のシール構造を図
示した横断面図である。

【符号の説明】

１…オイルパン、２…シリンダブロック、３…液状シー
ル剤、４…ボルト孔、５…ボルト、６…隆起部、７…シ
ール剤保持部、８…円錐面、10…内燃機関、11…シリン
ダブロック、12…オイルパン、13…シリンダ、14…ピス
トン、15…ベアリングホルダ、16…クランクシャフト、
17…ボルト、18…コネクティングロッド、19…フラン
ジ、20…ボルト、21…ボルト挿入孔、22…隆起部、23…
シール剤保持部、24…内側周辺シール剤保持部、25…外
側周辺シール剤保持部、26…円錐面、27…シール層、28
…シール層、29…シール層、30…シール層、31…リブ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分割された第１部材と第２部材との接合
   面に液状シール剤が介在され、複数の締結部材により前
   記第１部材と第２部材とが相互に一体に結合される結合
   部において、 前記第１部材および第２部材の少なくとも一方の部材の
   接合面における前記各締結部材の周辺部は、他の部分に
   比べ隆起して形成され、隣合う該締結部材周辺の隆起部
   間の全域に亘り液状シール剤の保持が可能なシール剤保
   持部が形成されたことを特徴とするシール構造。
2. 【請求項２】 前記シール剤保持部は、該シール剤保持
   部に対面した相手側部材の接合面に対し一定の間隔を存
   するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の
   シール構造。
3. 【請求項３】 前記隆起部は、前記締結部材の頭部とこ
   れに当接する前記第１部材または第２部材との当接部分
   を頂点とする頂角９０°の円錐面の範囲内に設定された
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のシール
   構造。
4. 【請求項４】 前記隆起部の内側および外側のいずれか
   一方または両方に、隣接隆起部間のシール剤保持部に連
   続して周辺シール剤保持部が形成されたことを特徴とす
   る請求項１ないし請求項３記載のシール構造。
5. 【請求項５】 前記隆起部の幅よりもシール剤保持部の
   幅が狭く設定されたことを特徴とする請求項１ないし請
   求項４いずれか記載のシール構造。
6. 【請求項６】 前記隣接隆起部間の距離が長いシール剤
   保持部の深さが、隣接隆起部間の距離が短いシール剤保
   持部の深さよりも深く設定されたことを特徴とする請求
   項１ないし請求項５いずれか記載のシール構造。