(57)【要約】【課題】硬化性液状シール剤を介在させて互いに対面して密封性を発現する部材のシール構造であり、初期耐圧性に優れ、かつ振動や衝撃が加わっても漏洩が生きることがないシール構造。【解決手段】フランジの接合面に硬化性液状シール剤を介在させてフランジ同士を接合させてシールするシール構造において、第一のフランジの取付面の幅方向中央と幅方向両端にフランジ全周にわたる突部を設け、かつ、前記中央の突部は幅方向両端の突部よりも高い突状であり、前記中央の突部のみが第二のフランジ部に当接してなり、第一のフランジと第二のフランジを接合したときに前記中央の突部と両端の突部の間に形成された段差部分に液状シール剤が充填される構造としたことを特徴とするシール構造。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジの接合面に硬化性液状シール剤を介在させてフランジ同士を接合させてシールするシール構造において、第一のフランジの取付面の幅方向中央と幅方向両端にフランジ全周にわたる突部を設け、かつ、前記中央の突部は幅方向両端の突部よりも高い突状であり、前記中央の突部のみが第二のフランジ部に当接してなり、第一のフランジと第二のフランジを接合したときに前記中央の突部と両端の突部の間に形成された段差部分に液状シール剤が充填される構造としたことを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記幅方向中央の突部の寸法は第一のフランジ幅全体寸法の半分以下である前記請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記硬化型液状シール剤が下記の成分を含有するものである前記請求項１に記載のシール構造。
（Ａ）分子鎖両末端が水酸基で封鎖され、２５℃での粘度が１０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであるジメチルポリシロキサン  １００重量部；
（Ｂ）一般式
ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（Ｏ−Ｎ＝ＣＲ１Ｒ２）３
（式中Ｒ１及びＲ２は同一または異なってもよい炭素数１〜６の１価の炭化水素基である）で示されるシラン化合物またはその部分加水分解物  ２〜１５重量部；
（Ｃ）ケトン化合物  上記成分（Ａ）１００重量部に対して０．００１〜１．０モルの反応性のカルボニル基が存在する量；
（Ｄ）１級アミノ基をを有するアミノ化合物  上記成分（Ａ）１００重量部に対して０．００１〜１．０モルの１級アミノ基が存在する量；及び、
（Ｅ）表面疎水化処理された酸化亜鉛  ５〜１５０重量部；
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は互いに対面して密封性を発現する部材のシール構造に関するものであり、フランジ面に硬化性液状シール剤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関するものである。さらに詳しくはフランジ面に特異な突状構造を設けることにより、シール剤がフランジ間に充填されるシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車部品や電機部品などは内部の液体・気体を外部に漏洩させないためやその逆に外部の液体、気体、汚れなどを内部に侵入させないため内外部とを密封する必要があることがある。通常密封すなわちシールは部材を密接させることにより得ることができるが、固いもの同士を密接しても有効なシール効果は得られない。その場合はパッキンやガスケットなど比較的柔らかいシートなどを間に挟み当接する。このとき、当接する部分を通常フランジと呼んでいる。
【０００３】
密封する条件が緩やかな場合は上記の構造でかまわないが、自動車エンジンなど圧力の高いものや、振動の激しいものなど条件の厳しいものは上記構造でシールすることは困難であり、その改良技術としてフランジ間に液状ガスケットなどの硬化性液状シール剤を塗布し、フランジを締結しシール剤を硬化させる現場成型ガスケットが使用されている。
【０００４】
現場成型ガスケットはフランジの間の形状やフランジ表面のこまかな凹凸を満たして硬化するため非常に有効なシール方法であるが、フランジの当接面のわずかな隙間に薄膜として存在するため、シール部材が振動の激しい用途で使用されるものであるときは硬化したシール剤がはく離を起こしてしまうことがある。また、フランジが金属とプラスチックのような異なる材質である場合、熱膨張率の違いでフランジ間にズレが生じ、薄膜の液状シール剤硬化膜は界面剥離、凝集破壊を起こしそこから洩れが発生するという問題があった。
【０００５】
このような理由からフランジに溝を形成しこの部分に液状シール剤を充填し、さらにフランジの接合部にも液状ガスケットを塗布して貼り合わせる方法が考え出された。溝部に充填される液状シール剤がゴム弾性特長を生かし振動やフランジ間のズレにも追従してはく離を防ぐという原理である。しかし、実際は溝を形成してもフランジ間のほとんどの部分は薄膜でありその薄膜部分につられて溝部もはく離してしまい、漏洩の原因になるということがあった。
【０００６】
さらに、フランジに溝部ではなく突部を設けて、該突部でもう一方のフランジと当接し、突部の両側ともう一方のフランジ間にできたクリアランス部にシール剤を充填することにより改良したものが特許３２４８４３５号、特許２９２３６５７号に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年では軽薄短小を目的としてフランジを締結するボルトの数を少なくしてボルト間の間隔が大きくなるような傾向にあり、フランジの面圧が充分得られない様になってきた。そのため、単に突部を設けるだけでは対応しきれなくなった。しかも、上述の突部の周りに形成されるクリアランス部にシール剤を充填することは難しく、突部およびクリアランスに液状シール剤を塗布してフランジを組み付けて硬化させるまでの間に、液状シール剤が垂れ流れてしまい、図４のようになってしまい振動やズレに追従する様な硬化物を得ることはできなかった。
【０００８】
上述のようにフランジの振動やズレに対する追従性を向上させるためには液状シール剤を充填する部分を設けることが重要だが、通常の硬化性液状シール剤は空気中の湿気により硬化するものであり、硬化が遅いため、シール剤充填部が大きいほど充填部のシール剤が完全硬化することは困難になってしまう。特に、自動車部材のシールの場合はエンジン組み付け後すぐに初期リーク試験、ファイアリング試験を行うため、未硬化の部分が多いと洩れが発生してしまうという欠点があった。さらに、特許３２４８４３５号のフランジ形状では、未硬化時の初期リーク試験で液状シール剤が垂れ流れることがあり、シール性だけでなく内容物を汚染してしまうなどの恐れもあった。
【０００９】
すなわち、初期耐圧時の洩れを解決しようとした場合では、フランジ同士の接地面積が大きくシール剤充填部の少ないフランジ構造が効果的であり、使用時に振動やズレなどのフランジの動きに対する追従性を向上させようとした場合では、クリアランスが大きく、シール剤充填部の大きいフランジ設計が効果的であるという、相反する側面を持つものであり、これらを満たすことは困難であった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は上記問題点を解決すべく鋭意努力した結果、本発明をするに至った。すなわち本発明はフランジの接合面に硬化性液状シール剤を介在させてフランジ同士を接合させてシールするシール構造において、第一のフランジの取付面の幅方向中央と幅方向両端にフランジ全周にわたる突部を設け、かつ、前記中央の突部は幅方向両端の突部よりも高い突状であり、前記中央の突部のみが第二のフランジ部に当接してなり、第一のフランジと第二のフランジを接合したときに前記中央の突部と両端の突部の間に形成された段差部分に液状シール剤が充填される構造としたことを特徴とするシール構造である。また、本発明のさらに好ましい形態として、前記幅方向中央の突部の寸法は第一のフランジ幅全体寸法の半分以下であるような構造であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のシール構造は例えば、図１（ａ）に示されるように第一のフランジ１１はフランジ幅方向に中央と両端部に突部１，２，２’を有するものである。かつ、中央の突部１は両端の突部２，２’よりも上方に高く突出している。これは漢字の「山」状であるとも表現できる。このような構成であるため図１（ｂ）に示されるように第一のフランジと第二のフランジ１２を突き合わせたとき中央の突部１のみが第二のフランジ１２のフランジ面と当接する。中央の突部１および、両端の突部２，２’はフランジの全周にわたりとぎれることなく連続して形成することが好ましい。ここで、突部の高さとは２つの突部の間にできる段差の一番低いところから突部の頂点までの距離である。例えば、中央の突部１と端部の突部２の間にできる段差部の
【００１２】
よって、中央の突部１とフランジ端の突部２，２’にできた段差部３，３’に液状シール剤を充填することができる。両端の突部２，２’の高さｈ２は中央の突部１の高さｈ１より低ければよいが、低すぎると液状シール剤が充分に充填できない。好ましい高さはｈ２／ｈ１＝０．５〜０．９である。ｈ２／ｈ１が０．９より大きいと第２のフランジと突き合わせたときに両端の突部２，２’が第二のフランジ１２のフランジ面と当接してしまい、フランジ間に振動衝撃などが加わってフランジ間を引き離すような応力がかかったときにてこの原理が働き液状シール剤がはく離、破壊されてしまう。また、ｈ２／ｈ１が０．５より小さいと液状シール剤を充分に充填・保持することができず、前述したような応力がかかったときに同じく、液状シール剤がはく離、破壊されてしまう。ここで、高さｈ１，ｈ２は両突部の間にできた空間部３の最も低い部分から突部の最も高い部分の距離のことである。また、両端の突部２と２’は同じ高さでなくてもかまわない。
【００１３】
また、中央の突部１のフランジ幅方向の寸法Ｘは第一のフランジ幅全体Ｙの半分以下であることが好ましい。ただし、あまりにも小さいとフランジ自体の強度が低下してフランジ同士を締結したときの面圧に耐えられななるのでＸはＹの寸法に０．５〜０．２を乗じた数値であることが好ましい。０．５より大きいと液状シール剤充填部の幅が小さくなり、振動やズレに追従することができなくなる。
【００１４】
ただし、ボルト締結穴の直径が中央の突部の寸法よりも大きくなってしまう場合はこの限りではなく０．５以上でもかまわない。この場合、０．５以上で液状シール剤の充填部分が小さくなってもボルト締結部付近であればフランジにかかる面圧が非常に高いので振動、衝撃、熱膨張のズレなどの応力でシール剤がはく離または破壊してしまうことがないからである。
【００１５】
本発明のフランジ構造のそのほかの例を図で示すと図２のようなものが挙げられる。ただし、これに限定されるのではない。
【００１６】
また、中央の突部の位置はフランジの左右対称の中央に位置する必要はなく、フランジ両端の間のいずれかの位置にあれば良い。
【００１７】
上述したような第一のフランジ１１のフランジ部に硬化性液状シール剤を塗布し第二のフランジと当接する。その後、ボルトなどの締結手段によりフランジを締結する。図３のように段差部に液状シール剤が充填される。
【００１８】
本発明でフランジ間に介在させる液状シール剤は湿気硬化性シリコーン樹脂をはじめとして硬化後ゴム弾性と接着性を有するものであれば使用可能だが、本発明は液状シール剤の充填部が存在するため、空気中の湿気でシール剤の表面から硬化するものは内部まで硬化するのに非常に時間がかかるため、２液性で混合することにより硬化するタイプのものが好ましい。ただし、従来の２液混合性付加硬化型シリコーン組成物は接着性に乏しかった。そこで、本発明の好ましいシール剤組成物は以下の（Ａ）〜（Ｅ）からなる組成物である。
（Ａ）分子鎖両末端が水酸基で封鎖され、２５℃での粘度が１０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであるジメチルポリシロキサン  １００重量部；
（Ｂ）一般式
ＣＨ２＝ＣＨ−Ｓｉ（Ｏ−Ｎ＝ＣＲ１Ｒ２）３
（式中Ｒ１及びＲ２は同一または異なってもよい炭素数１〜６の１価の炭化水素基である）で示されるシラン化合物またはその部分加水分解物  ２〜１５重量部；
（Ｃ）ケトン化合物  上記成分（Ａ）１００重量部に対して０．００１〜１．０モルの反応性のカルボニル基が存在する量；
（Ｄ）１級アミノ基をを有するアミノ化合物  上記成分（Ａ）１００重量部に対して０．００１〜１．０モルの１級アミノ基が存在する量；及び、
（Ｅ）表面疎水化処理された酸化亜鉛  ５〜１５０重量部；
【００１９】
上述のシール剤組成物であれば２液混合後、空気中の湿気と接触することなく内部から硬化することができ、かつ、元々の組成は湿気硬化型のシロキサンなので接着力とゴム弾性に優れたシール性能を発揮する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の構成のシール構造はフランジ中央の突部だけでなくフランジ両端に突部を設けることによりフランジ間に液状シール剤を充填するのが容易であり、塗布時や硬化中にシール剤が垂れ流れない。本発明の構成をとらない場合、シール剤は硬化途中に垂れ流れてしまい、第二のフランジに接触するシール剤面積が小さくなり、応力よるフランジのズレ、動きに追従することができない。また、垂れ流れたシール剤はフランジの内側外側に垂れ流れてしまい、内包物などを汚染してしまう。本発明の構成をとることによりそれらの欠点が起こることがない。また、特定組成の二液混合硬化性シリコーン組成物を使用すると、本発明のように充填部の容積やクリアランスが大きくても良好な初期耐圧性を発現することができる。そのため鋳肌面等の面圧が得られないワークにおいても十分に使用可能であり、コストダウンも可能にさせる。
【００２１】
よって、本発明のシール構造によれば、未硬化時の耐圧性が得られ、横方向、縦方向の振動に対して良好な追従性が得られ、その結果、高いシール信頼性を得ることができる。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフランジ構造を示す断面図
【図２】本発明の構成の例を示す断面図
【図３】本発明のフランジ構造にシール剤を介在させた状態の断面図
【図４】従来のフランジ構造を示す断面図
【符号の説明】
１・・・・・フランジ中央の突部
１１・・・・第一のフランジ
２、２’・・フランジ端部の突部
２２・・・・第二のフランジ
３，３’・・段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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