(57)【要約】【課題】従来のシール材の硬化方法では、シール材の硬化が不十分となり、不均一な硬化状態となって、例えばエンジンのチェーン室におけるシール材によるシール部分からオイル漏れが発生する恐れがあった。【解決手段】シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化方法であって、  前記シール材となる液状ガスケット２２に、交流電圧発生器３１にて発生させた交流電圧を印加することにより、該液状ガスケット２２を加熱する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化方法であって、
前記シール材に交流電圧を印加することにより、該シール部材を加熱する、
ことを特徴とするシール材の硬化方法。
【請求項２】
前記シール材への交流電圧の印加は、一対の針状の電極を前記シール材に接触させて行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のシール材の硬化方法。
【請求項３】
前記一対の電極を、それぞれ前記シール材の対角位置に配置する、
ことを特徴とする請求項２に記載のシール材の硬化方法。
【請求項４】
前記シール材に印加する交流電圧の周波数を、該シール材に流れる電流が最も大きくなる周波数に設定する、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のシール材の硬化方法。
【請求項５】
シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化装置であって、
交流電圧を発生するための交流電圧発生装置と、
前記交流電圧発生装置にて発生した交流電圧を前記シール材に印加するための一対の電極と、
前記交流電圧をシール材に印加する回路に流れる電流値を計測する電流計測器と、
前記回路に印加される交流電圧に対する応答電流のゲインが最大となる交流電圧の周波数を探索する周波数探索器とを備える、
ことを特徴とするシール材の硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が促進する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の部材間をシールするためにシール材が用いられており、このシール材としては、液状部材やペースト状部材を複数の部材間に充填して硬化させることでシールを行うものがある。
例えば、エンジンを構成する金属部材であるシリンダブロック、シリンダヘッド、およびチェーンケースの間をシールするシール材として、ＦＩＰＧ（現場成形液状ガスケット）等の液状ガスケットが用いられている。
【０００３】
図８に示すエンジン１０２においては、シリンダブロック１０４の上方にシリンダヘッドガスケット１０６を介してシリンダヘッド１０８を接合し、このシリンダヘッド１０８の上方にシリンダヘッドカバーガスケット１１０を介してシリンダヘッドカバー１１２を設け、シリンダブロック１０４の下方にクランク軸１１４を軸支するロアクランクケース１１６を設け、このロアクランクケース１１６の底部にオイルパン１１８を設け、さらに、シリンダブロック１０４とシリンダヘッド１０８とロアクランクケース１１６とのクランク軸方向における一端面側にチェーンカバー（タイミングチェーンカバー）１２０を接合して設けている。
【０００４】
このチェーンカバー１２０は、シリンダブロック１０４、シリンダヘッド１０８、およびロアクランクケース１１６の一端面とともにタイミングチェーンを覆うチェーン室１２０ａを形成し、その周縁部がシール部材となる液状ガスケット１２２を介してシリンダブロック１０４、シリンダヘッド１０８、およびロアクランクケース１１６の一端面に接合されている。
このように、シリンダブロック１０４、シリンダヘッド１０８、およびロアクランクケース１１６と、チェーンカバー１２０との間を液状ガスケット１２２によりシールすることで、チェーン室１２０ａ内部のオイルが外部に漏れることを防止している。
【０００５】
前述の液状ガスケット１１２は、特許文献１に記載される液状ガスケットのように、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行し、加熱することなしに常温で硬化可能な常温硬化型のシール材にて構成されている。
大気中の水分の吸収により硬化が進行するシール材は、空気に触れる表面部分から硬化を開始し、序々に内部側に硬化が進行していくため、全てのシール材が硬化するまでには多くの時間を要することとなる。
特に、肉厚に塗布されたシール材では、内部に存在するシール材の容量が多くなるため硬化時間がさらに長くなる。
【特許文献１】特開平１１−３７２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の、大気中の水分の吸収により硬化が進行するシール材のように、硬化に長い時間を要すると、エンジン等の製品の生産工程においては、シール材の硬化待ちの在庫を多量に抱えることとなって好ましくない。
また、硬化時間が短いと硬化が不十分となり、不均一な硬化状態となって、例えば前述のエンジン１０２の場合では液状ガスケット１１２のシール部分からチェーン室１２０ａ内部からのオイル漏れが発生する恐れがある。
そこで、本発明においては、前記シール材の硬化を促進して硬化時間を短縮するとともに、シール材の均一な硬化状態を得ることができるシール材の硬化方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するシール材の硬化方法および装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化方法であって、前記シール材に交流電圧を印加することにより、該シール部材を加熱する。
このように、液状ガスケット等のシール部材に交流電圧を印加することで、電流がシール部材の未硬化部分を選択的に流れて発熱させ、硬化を促進させることができる。
その結果、前記シール部材を全体的に短時間で均一な硬化状態で硬化させることが可能となる。
【０００８】
また、請求項２記載の如く、前記シール材への交流電圧の印加は、一対の針状の電極を前記シール材に接触させて行う。
これにより、前記複数の部材が金属部材にて構成されていた場合でも、前記電極を金属部材に触れることなくシール部材に接触させることができ、該シール部材に適正に交流電圧を印加することが可能となる。
【０００９】
また、請求項３記載の如く、前記一対の電極を、それぞれ前記シール材の対角位置に配置する。
これにより、シール部材内部の未硬化部において電流が流れる経路を長くとることができ、短時間で広範囲にわたってシール部材の硬化を促進することが可能となる。
【００１０】
また、請求項４記載の如く、前記シール材に印加する交流電圧の周波数を、該シール材に流れる電流が最も大きくなる周波数に設定する。
これにより、シール部材の未硬化部を効率的に発熱させて硬化を促進し、シール部材を短時間かつ均一に硬化させる効果を高めることができる。
【００１１】
また、請求項５記載の如く、シリコン樹脂を成分として含有し、大気中の水分を吸収することにより硬化が進行する、複数の部材間をシールするためのシール材の硬化装置であって、交流電圧を発生するための交流電圧発生装置と、前記交流電圧発生装置にて発生した交流電圧を前記シール材に印加するための一対の電極と、前記交流電圧をシール材に印加する回路に流れる電流値を計測する電流計測器と、前記回路に印加される交流電圧に対する応答電流のゲインが最大となる交流電圧の周波数を探索する周波数探索器とを備える。
これにより、液状ガスケット等のシール部材に交流電圧を印加して、電流をシール部材の未硬化部分に選択的に流して発熱させ、硬化を促進させることができる。
その結果、前記シール部材を全体的に短時間で均一な硬化状態で硬化させることが可能となる。
特に、シール部材の未硬化部を効率的に発熱させて硬化を促進し、シール部材を短時間かつ均一に硬化させる効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液状ガスケット等のシール部材に交流電圧を印加することで、電流がシール部材の未硬化部分を選択的に流れて発熱させ、硬化を促進させることができる。
その結果、前記シール部材を全体的に短時間で均一な硬化状態で硬化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１４】
図１に示すエンジン２は、本シール材の硬化方法により硬化させたシール部材である液状ガスケット２２にてシールを行ったものであり、該エンジン２においては、シリンダブロック４の上方にシリンダヘッドガスケット６を介してシリンダヘッド８が接合されている。このシリンダヘッド８の上方にシリンダヘッドカバーガスケット１０を介してシリンダヘッドカバー１２が設けられ、シリンダブロック４の下方にクランク軸１４を軸支するロアクランクケース１６が設けられ、このロアクランクケース１６の底部にオイルパン１８が設けられている。
さらに、シリンダブロック４とシリンダヘッド８とロアクランクケース６とのクランク軸方向における一端面側にチェーンカバー（タイミングチェーンカバー）２０が接合されている。
【００１５】
このチェーンカバー２０は、シリンダブロック４、シリンダヘッド８、およびロアクランクケース６の一端面とともに、タイミングチェーンを覆う空間となるチェーン室２０ａを形成し、その周縁部がシール材となる前記液状ガスケット２２を介してシリンダブロック４、シリンダヘッド８、およびロアクランクケース１６の一端面に接合されている。
この液状ガスケット２２により、シリンダブロック４、シリンダヘッド８、およびロアクランクケース６と、チェーンカバー２０との間をシールすることで、前記チェーン室２０ａ内部のオイルが外部に漏れることを防止している。
【００１６】
前記液状ガスケット２２は、シリコン樹脂（シリコーン）にて構成されており、未硬化状態の液状ガスケット２２を大気中に放置しておくと、大気中の水分を吸収して脱オキシム反応が生じることにより硬化が進行していく。
【００１７】
具体的には、液状ガスケット２２の硬化は以下のようなメカニズムにより進行する。
図２（ａ）に示すように、まず、未硬化状態の液状ガスケット２２に含まれる第１シリコン重合物（例えば、−Ｓｉ（ＯＲ）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）２−ＣＨ３）が、大気中の水分（Ｈ２Ｏ）と反応することにより、図２（ｂ）に示すように、オキシムガスの（Ｒ−ＯＨ）の放出を伴いながら第２シリコン重合物（例えば、−Ｓｉ（ＯＲ）２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）（ＯＨ）−ＣＨ３）が生成される。
この場合、前記第１シリコン重合物、第２シリコン重合物、およびオキシムガスのＲは、例えば次の[化１]に示される構造を表わしている。
【００１８】
【化１】
2008190665.tif 000003
また、前記第２シリコン重合物は、前記第１シリコン重合物のＯＲ基の一部がＯＨ基に置換された構造を有している。
【００１９】
次に、図２（ｃ）に示すように、生成された前記第２シリコン重合物のＯＨ基と、前記第１シリコン重合物または第２シリコン重合物のＯＲ基との間で脱オキシム反応が生じて、オキシムガス（Ｒ−ＯＨ）が放出されながら、第２シリコン重合物と第１シリコン重合物または第２シリコン重合物との間でＳｉ−Ｏ−Ｓｉの結合が生成される。
このＳｉ−Ｏ−Ｓｉの結合により、図２（ｄ）に示すように、第２シリコン重合物と第１シリコン重合物または第２シリコン重合物とが架橋されることとなる。
【００２０】
このように、液状ガスケット２２においては、大気中の水分を吸収することにより脱オキシム反応が生じ、各重合物間の架橋が進行して硬化するように構成されている。
【００２１】
以上のごとく、液状ガスケット２２は大気中の水分を吸収することにより硬化が進行していくものであるため、図３に示すように、例えば金属部材であるシリンダヘッド８とチェーンカバー２０との間に充填された液状ガスケット２２の硬化は、シリンダヘッド８とチェーンカバー２０との間で外部に露出して大気に接触している表面２２ａ側から内側方向へ向って進行していく。
従って、液状ガスケット２２を常温環境下に放置した状態では、大気に直接接触している液状ガスケット２２の表面２２ａ部分は硬化の進行が速く、大気に接触していない液状ガスケット２２の内部は硬化の進行が遅くなっている。
【００２２】
常温環境下では、液状ガスケット２２が全体的に硬化するのに、例えば７２時間程度の時間を要するが、生産工程の関係で上記時間よりも短い硬化時間しか確保できなかったり、硬化時の環境が低温低湿環境であったりした場合は、液状ガスケット２２の硬化が十分でなく、表面２２ａ側が硬化しているのにもかかわらず内部が硬化していないといったように、不均一な硬化状態となることがある。
【００２３】
そこで、本シール材の硬化方法においては、次のような方法で液状ガスケット２２を硬化させることにより、該液状ガスケット２２を短時間で均一な硬化状態を得ることを可能としている。
つまり、図４に示すように、交流電圧発生器３１に接続された一対のプローブ３２・３２を、液状ガスケット２２に接触させて、該液状ガスケット２２に交流電圧発生器３１にて発生させた交流電圧を印加することで、液状ガスケット２２を加熱し硬化を促進させている。
【００２４】
液状ガスケット２２は、前述のようにシリコン樹脂にて構成されており、該液状ガスケット２２が備える前記第１シリコン重合物および第２シリコン重合物の各重合物間で架橋反応が生じることで硬化が進行するように構成されている。
また、液状ガスケット２２に交流電圧を印加すると、前記第１シリコン重合物および第２シリコン重合物中に含まれる不純物イオンを電流の流し手として、前記プローブ３２・３２間に電流が流れる。
この場合、前記不純物イオンは液状ガスケット２２内において、硬化部に比べて抵抗が小さい未硬化部に集まり易いため、交流電圧を印加すると電流は未硬化部を流れることとなる。
【００２５】
液状ガスケット２２内に電流が流れると、該液状ガスケット２２が有する抵抗により、電流が流れた部分の液状ガスケット２２が発熱する。液状ガスケット２２が発熱すると、前記第１シリコン重合物および第２シリコン重合物のブラウン運動が活発になり、各重合物間での架橋反応の発生頻度が高くなり、その結果として液状ガスケット２２の硬化が促進され、常温環境下に放置していただけの場合よりも短時間で硬化することが可能となる。
【００２６】
従って、例えば図５に示すように、例えば金属部材であるシリンダヘッド８とチェーンカバー２０との間に充填された液状ガスケット２２の左右一側の表面２２ａと左右他側の表面２２ａとの間に前記プローブ３２・３２により交流電圧を印加した場合、電流が一方のプローブ３２から他方のプローブ３２へ向けて未硬化部を通りながら流れ、電流が流れた未硬化部が発熱して硬化が促進される。
電流が流れた箇所の未硬化部が硬化すると、電流は抵抗が低い他の未硬化部（例えば電流が流れて硬化した部分の周囲の未硬化部）を流れるようになり、電流が流れた他の未硬化部も硬化する。
【００２７】
このように、液状ガスケット２２に交流電圧を印加すると、電流は未硬化部分を選択的に流れることにより該未効果部分を発熱させて硬化を促進させ、さらに電流が流れた未硬化部分が硬化すると、電流は他の未硬化部を流れて硬化を促進させていくので、液状ガスケット２２内部の未硬化部は、該未硬化部がなくなるまで順次短時間で硬化していくこととなる。
その結果、液状ガスケット２２は全体的に短時間で均一な硬化状態で硬化することが可能となっている。
【００２８】
また、液状ガスケット２２に交流電圧を印加する場合、図５に示すように、シリンダヘッド８とチェーンカバー２０との間に充填された液状ガスケット２２の断面における対角位置に一対のプローブ３２・３２を配置することで、液状ガスケット２２内部の未硬化部において電流が流れる経路を長くとることができ、短時間で広範囲にわたって液状ガスケット２２の硬化を促進することが可能となる。
【００２９】
また、例えば、図６、図７に示すように、それぞれ金属部材にて構成される、前記エンジン２のシリンダヘッド８、シリンダブロック４、およびチェーンカバー２０の三面合わせ部に交流電圧を印加する場合、この三面合わせ部における液状ガスケット２２の一端側（図７における上端側）および他端側（図７における下端側）にそれぞれ針状の電極であるプローブ３２・３２を接触させている。
【００３０】
このように、細い針状に形成されるプローブ３２・３２を液状ガスケット２２に接触させて交流電圧を印加するように構成することで、前記シリンダヘッド８、シリンダブロック４、およびチェーンカバー２０の間に充填された液状ガスケット２２に対する交流電圧の印加時に、シリンダヘッド８、シリンダブロック４、およびチェーンカバー２０のそれぞれの間隔が狭かったとしても、該プローブ３２・３２がシリンダヘッド８、シリンダブロック４、およびチェーンカバー２０といった金属部材に触れることなく液状ガスケット２２に接触することができ、該液状ガスケット２２に適正に交流電圧を印加することが可能となっている。
【００３１】
また、シリンダヘッド８、シリンダブロック４、およびチェーンカバー２０の三面合わせ部に充填される液状ガスケット２２の厚みは、シリンダヘッド８とシリンダブロック４との二面合わせ部、シリンダブロック４とチェーンカバー２０との二面合わせ部、およびチェーンカバー２０とシリンダヘッド８との二面合わせ部に充填される液状ガスケット２２の厚みよりも厚くなっているが、前述のように交流電圧を印加することで、短時間で均一に硬化させることが可能となっている。
【００３２】
また、図４に示すように、シリコン樹脂にて構成される前記液状ガスケット２２は誘電体としての特性を備えており、電気回路上ではコンデンサＣとコンダクタＧとを並列に設けたものとしてモデル化することができる。
これは、液状ガスケット２２においては、印加される交流電圧の周波数に応じて液状ガスケット２２内部に流れる電流の大きさが変化する、つまり、交流電圧の印加により液状ガスケット２２内部を流れる電流が周波数依存性を有していることを示している。
【００３３】
従って、前記交流電圧発生器３１は、液状ガスケット２２に印加する交流電圧の周波数を変更可能に構成されており、本シール材の硬化方法においては、液状ガスケット２２に印加する交流電圧の周波数が、該液状ガスケット２２に流れる電流が最大となる周波数となるように設定している。
【００３４】
交流電圧発生器３１にて発生させる交流電圧の周波数の設定は、周波数設定器３３により、交流電圧発生器３１にて発生した交流電圧を液状ガスケット２２に印加する回路に流れる電流値を計測するとともに、計測した前記電流値に基づいて、前記回路に印加される交流電圧に対する応答電流のゲインが最大となる交流電圧の周波数を探索することにより行われる。
【００３５】
つまり、前記周波数設定器３３は、前記交流電圧を液状ガスケット２２に印加する回路に流れる電流値を計測する電流計測器の機能と、前記回路に印加される交流電圧に対する応答電流のゲインが最大となる交流電圧の周波数を探索する周波数探索器の機能とを備えており、液状ガスケット２２に交流電圧を印加して該液状ガスケット２２を硬化させるためのシール材の硬化装置は、交流電圧を発生するための交流電圧発生器３１と、前記交流電圧発生器３１にて発生した交流電圧を前記液状ガスケット２２に印加するための一対のプローブ３２・３２と、前記周波数設定器３３とを備えている。
【００３６】
このように、前記シール材の硬化装置においては、液状ガスケット２２に印加する交流電圧の周波数が、液状ガスケット２２に流れる電流が最も大きくなるような周波数に設定するように構成しているので、液状ガスケット２２の未硬化部を効率的に発熱させて硬化を促進し、液状ガスケット２２を短時間かつ均一に硬化させる効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本シール材の硬化方法により硬化させた液状ガスケットにて、シリンダヘッド、シリンダブロック、およびチェーンカバーの間をシールしたエンジンを示す側面図である。
【図２】液状ガスケットの硬化メカニズムを示す図である。
【図３】常温環境下に放置した液状ガスケットの効果状態を示す側面断面図である。
【図４】液状ガスケットを硬化させるためのシール材の硬化装置を示す回路図である。
【図５】液状ガスケットに一対のプローブを接触させて交流電圧を印加し、該液状ガスケットの硬化を促進させる様子を示す側面断面図である。
【図６】シリンダヘッド、シリンダブロック、およびチェーンカバーの三面合わせ部に一対のプローブを接触させて交流電圧を印加する様子を示す側面断面図である。
【図７】シリンダヘッド、シリンダブロック、およびチェーンカバーの三面合わせ部に一対のプローブを接触させて交流電圧を印加する様子を示す平面断面図である。
【図８】シリンダヘッド、シリンダブロック、およびチェーンカバーの間を液状ガスケットにてシールした従来のエンジンを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２    エンジン
４    シリンダブロック
８    シリンダヘッド
２０    チェーンカバー
２２    液状ガスケット
３１    交流電圧発生器
３２    プローブ
３３    周波数設定器
Ｃ    コンデンサ
Ｇ    コンダクタ
【図１】
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【図２】
2008190665.tif 000005
【図３】
2008190665.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008190665.tif 000008
【図６】
2008190665.tif 000009
【図７】
2008190665.tif 000010
【図８】
2008190665.tif 000011