特開 2024-44592 オイルシール構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044592

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】オイルシール構造

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/14 20060101AFI20240326BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20240326BHJP

   F02F 11/00 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

F16J15/14 D

F16J15/10 T

F16J15/10 X

F02F11/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150215

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 絵梨香

(72)【発明者】

【氏名】山本 絢香

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 徳昭

【テーマコード（参考）】

3J040

【Ｆターム（参考）】

3J040AA17

3J040BA03

3J040EA01

3J040EA16

3J040EA25

3J040FA05

3J040FA06

3J040HA01

3J040HA04

3J040HA16

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で、ゴムガスケットの耐久性を維持でき、シール性能も向上した高寿命かつ高機能のオイルシール構造を提供する。
【解決手段】開口部８０を備える端面１２ａを有する第１部材１２と、少なくとも開口部８０を覆う第２部材３０との間を弾性の環状のシール部材４０を介在させて密閉するシール構造において、開口部８０を囲んで第１部材１２の端面１２ａに形成された環状の凹部であってシール部材４０を端面１２ａから一部突出させた状態で内部に収容する環状凹部２０を備え、シール部材４０は、少なくともオイルに触れる面が耐油性の素材６０で被覆されて環状凹部２０内に収容されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口部を備える端面を有する第１部材と、少なくとも前記開口部を覆う第２部材との間を弾性の環状のシール部材を介在させて密閉するシール構造において、
前記開口部を囲んで前記第１部材の端面に形成された環状の凹部であって前記シール部材を前記端面から一部突出させた状態で内部に収容する環状凹部を備え、
前記シール部材は、少なくともオイルに触れる面が耐油性の素材で被覆されて前記環状凹部内に収容されてなることを特徴とするオイルシール構造。

【請求項2】

前記被覆は、前記シール部材表面への耐油性の液素材の塗布または粘性素材の滞留にてなされることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール構造。

【請求項3】

前記環状凹部の左右両壁の間隔が前記シール部材の左右いずれかの側面とのみ接触する幅寸法で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のオイルシール構造。

【請求項4】

前記環状凹部の幅寸法および該環状凹部内に収容される前記シール部材の外径寸法は、収容された前記シール部材が前記環状凹部の左右両壁と密着するように寸法調整されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルシール構造。

【請求項5】

前記環状凹部の底面またはオイルが存在する側の内壁面に凸状部が設けられたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のオイルシール構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オイルシール構造、特に車両に用いられるオイルシール構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両においては、たとえばオイル通路の合わせ面や吸気マニホールドなどに使用されるシール構造が知られている。このようなシール構造のシール部材としては、一般的に合成ゴムからなるゴムガスケットが使用される。こうしたゴムガスケットには、外部へのオイルの漏出を防いだり、またはオイル、土砂ほこり、雨水等の侵入を防ぐなどといった密閉機能が十分果たされることが期待されている。

【0003】

しかしながら、特にオイルシール用のゴムガスケット、一般的にはＡＣＭ（アクリルゴム）やＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）を用いたオイルシール構造においては、以下のような問題があった。すなわち、こうしたオイルシール用ゴムガスケットでは、常にゴムガスケットがオイルに晒されているため、ゴムガスケットに劣化（老化）防止剤として添加されている酸化防止剤が長期的にはオイル内に徐々に流出してしまい、劣化防止機能が低下してしまうという問題である。
さらに、車両が実際に置かれる市場環境よりも過酷な温度などの条件での耐久試験を経たゴムガスケットよりも、熱の影響が比較的少ないまま所定の走行距離を経た車両におけるゴムガスケットの方がゴムガスケット内に残留する酸化防止剤の量は少なくなっていることも確認されている。このように経時変化した状況では、オイルシール構造は当初の耐久性能よりも劣化が加速されてしまい、車両寿命の中途でオイルシール機能が損なわれることにもなりかねない。

【0004】

オイルシール構造として、例えば特許文献１においては、一方のフランジ合わせ面にＯリング用の溝を設け、このＯリングは中空で外側（フランジ部のオイルとは反対方向）に向かう貫通孔を備え、圧縮される前において液状ガスケットが内部に充填されているシール構造が提案されている。このシール構造によれば、フランジ部の締結後、圧縮されるＯリング内に充填されていた液状ガスケットがあふれ出てフランジ合わせ面に行き渡る。このため、フランジ締結前にフランジ合わせ面に液状ガスケットを塗布する工程を省略でき、フランジ締結作業負担が軽減され、高いシール性能を確保することができる。

【0005】

また、例えば特許文献２においては、オイルパンの頂面とシリンダブロックの下端面とを接合させてオイルパンの壁内に形成された潤滑オイル通路とシリンダブロック内に形成された潤滑オイル通路との接合面のシール構造が提案されている。このシール構造は、オイルパン頂面上にシリンダブロックに対向する環状の接合面（端面）を形成し、この接合面を囲むように環状溝を形成し、この環状溝内のオイル通路側である内径側にシールリングを挿入して、環状溝内のシールリング周りの外周を埋めるように液状ガスケットが注入されている。これにより潤滑オイル通路がシールリングによってシールされるので、潤滑オイルが潤滑オイル通路から外部に漏れ出ることが防止され、かつ液状ガスケットが潤滑オイル通路内に侵入することもなく、シール構造の加工も容易となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－１４４８８４号公報

【特許文献2】特開平５－６５９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１および特許文献２において提案されたシール構造では、いずれも封止したい対象であるオイルの存在する側にＯリング（環状のゴムガスケット）が露出している状態は解消されていない。そして、この状態でＯリングのシール性能を補填するものとして、補助的に液状ガスケットがＯリングのオイルに接する面とは反対側の面に封入または充填されている。したがって、Ｏリングはオイルに直接触れることになり、オイルによる劣化を回避することができない。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でゴムガスケットの耐久性を維持でき、シール性能も向上した高寿命かつ高機能のオイルシール構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の一実施の形態は、開口部を備える端面を有する第１部材と、少なくとも前記開口部を覆う第２部材との間を弾性の環状のシール部材を介在させて密閉するシール構造において、前記開口部を囲んで前記第１部材の端面に形成された環状の凹部であって前記シール部材を前記端面から一部突出させた状態で内部に収容する環状凹部を備え、前記シール部材は、少なくともオイルに触れる面が耐油性の素材で被覆されて前記環状凹部内に収容されてなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係るシール構造によれば、簡易な構成でゴムガスケットの耐久性を維持でき、シール性能も向上した高寿命かつ高機能のオイルシール構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係るオイルシール構造の縦断面を示す模式図である。

【図2】本発明の他の実施の形態に係るオイルシール構造の縦断面を示す模式図である。

【図3】本発明のさらに他の実施の形態に係るオイルシール構造の縦断面を示す模式図である。

【図4】本発明のさらに他の実施の形態に係るオイルシール構造の縦断面を示す模式図である。

【図5】シール部材の垂直断面を示す模式図である。

【図6】車両に用いられるロッカーカバー（rocker cover）のカバー内側の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係るシール構造の適用対象となる例としてのロッカーカバー１００の内側の平面構成を示している。ロッカーカバー１００は、シリンダヘッドの上面に設置されるカムキャリアを間に挟んで上部から覆うことで、ロッカーアームやカムシャフトなどを主に潤滑するオイルが外部へ飛散するのを防止する役割を担っている。したがって、ロッカーカバー１００には、外部にオイルが漏出しないためのオイルシール構造が要求されている。

【0013】

ロッカーカバー１００は、中央部分に開口部８０があり、この開口部８０の外周部分が端面１２ａとなっており、この端面１２ａは、開口部８０を取り囲んで形成されている。この端面１２ａには、同じく開口部８０を囲むように延在する所定深さの環状凹部２０が形成されている。環状凹部２０はオイルシール構造の構成要素であり、後述するようにシール部材が内部に収容されるものである。

【0014】

図１は、本発明の実施の形態によるオイルシール構造１０の縦断面構成を示したものである。図示のように、第１部材１２の端面１２ａには、所定の幅および深さを有する環状凹部２０が形成されている。この環状凹部２０は、略水平な底面２１とこの底面２１に対して垂直な対向する２つの側壁１８，１９とによって構成されている。そしてこの環状凹部２０内に、底面２１に載置されるようにシール部材４０が収容されている。

【0015】

図５は、本実施の形態に用いられているシール部材４０であるゴム製のガスケットの垂直断面形状を示しており、図示の様に略楕円形状を有している。また、環状凹部２０内全長にわたって伸長する長さを有する環状に形成され、その材質としては、例えばＡＣＭ（アクリルゴム）やＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）などから形成されている。
さらに、環状凹部２０内に収容された状態におけるシール部材４０のオイルの存在する側（図面上右側）の面には、小さい凹凸の連続する粗面部４０ａが形成されている。この粗面部４０ａは後述する耐油性の素材の表面定着性を高めるために設けられるものである。この粗面部４０ａは、例えば、サンドブラスト法やサンドペーパ掛けなどの粗面加工で形成することが可能である。

【0016】

そして、図１の実施の形態では、収容されているシール部材４０のオイルの存在する側の面が、耐油性の素材６０で被覆されている。この被覆は、シール部材４０のオイルの存在する側の面に液状の耐油性の素材６０を塗布するか、または、シール部材４０のオイルの存在する側の面と内壁１８との間に、粘性を有する耐油性の素材６０を滞留させることで行われている。なお、ここで滞留とは、耐油性の素材６０の存在を、単に塗布するよりも厚みを持たせるように形成することができるものである。図１の実施の形態では、粘性のある耐油性素材６０が、シール部材４０のオイルの存在する側の面と内壁１８との間に充填されている。これにより、シール部材４０とオイルとの間に耐油性素材６０が介在する。しかも、耐油性素材６０の厚い層を確保することができ、オイルが耐油性素材を透過してしまう可能性を低減できる。シール部材がオイルに直接触れない結果、シール部材に含有されている酸化防止剤がオイル内へ流出する可能性が減少する。これにより、シール部材の劣化が防止され、すなわちシール部材の耐久性能が維持され、このシール部材を用いたオイルシール構造の高寿命化が実現される。

【0017】

また、本実施の形態では、環状凹部２０の幅は、シール部材４０の厚さ（図面上左右方向の厚さ）よりも大きなサイズとされており、シール部材４０の外側面と環状凹部２０の壁面との間には空間が存在するように構成されている。さらに、本実施の形態では、底面から突出するように形成された突起２２によって、オイルの存在する側の内壁１８側にシール部材４０が移動しない構成とされている。この突起２２は、環状凹部２０の内部底面２１上に周方向に点在してまたは連続的に設けられている。この構成により、シール部材４０の表面に塗布等されたオイルによる劣化を防ぐための耐油性素材６０の滞留量を多く取ることが可能となっている。上述のようにシール部材４０のオイルの存在する側の面には粗面部４０ａが設けられていることから、塗布又は滞留する耐油性素材６０のシール部材４０の表面への定着性が良好なものとなっている。

【0018】

なお、シール部材４０の表面の被覆を、耐油性素材６０を滞留させることにて行う場合、環状凹部２０内に耐油性素材６０を充填してからシール部材４０を収容して、シール部材４０を耐油性素材６０に浸漬させるようにすることも可能である。また、シール部材４０を環状凹部２０内に収容してから耐油性素材６０を注入してもよい。

【0019】

ここで、耐油性の素材６０には、例えばＦＩＰＧ（Formed In Place Gasket、液状ガスケット）を用いる。このＦＩＰＧは、汎用のものを使用することができる。一般的なＦＩＰＧは、オイルや熱に強い素材であるシリコーンを主成分としており、室温条件下で塗布後およそ３０分経過すると硬化し始めるようになっている。

【0020】

ＦＩＰＧをシール部材４０に塗布等する耐油性素材６０として用いることにより、シール部材４０は耐油性だけでなく耐熱性もまた強化される。特に、環状凹部２０内でシール部材４０にＦＩＰＧが滞留されたり、シール部材４０と環状凹部２０のオイルが存在する側の内壁１８との間に多くのＦＩＰＧが存在したりしている場合には、シール構造１０の組立後、第２部材３０の端面３０ａが対向する第１部材１２の端面１２ａに対して多少変位（口開き）しても、ＦＩＰＧ特有の粘弾性や密着性によってＦＩＰＧがその変位に追従することができ、オイルの侵入する隙間の発生が予防される。すなわち、この構成により、オイルシール性能が向上し、オイルシール構造そのものの耐久性も向上する。

【0021】

図２は、他の実施の形態の構造を示しており、図１の実施の形態で説明した要素と同様の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
図示のように、環状凹部２０の内壁１８の表面上には、複数の凸部２４が高さ方向上下に３箇所設けられている。凸部２４は環状凹部２０の伸長方向に連続して、または点在するように設けられている。そして、図１の場合と同様に、この環状凹部２０内にシール部材４０がオイルの存在しない側の内壁１９に寄せられて収容されている。ここで、シール部材４０のオイルの存在する側の面４０ａと環状凹部２０のオイルの存在する側の内壁１８との間には、耐油性の素材６０が滞留している。

【0022】

本実施の形態によれば、内壁１８の表面上に形成された凸部２４の存在により、シール部材４０が環状凹部２０に設置された後に環状凹部２０内で径方向に移動してズレることを防止することができる。したがって、耐油性の素材６０がシール部材４０に定着する前にシール部材４０が内壁１８側に寄ってしまうことが防がれるだけでなく、シール部材４０のオイル側の面と環状凹部２０の内壁１８との間に耐油性の素材６０の層がより好適に確保される。

【0023】

図３は、さらに他の実施の形態の構造を示しており、図１の実施の形態で説明した要素と同様の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
図示のように、環状凹部２０内の内壁１８には、底面２１から中段位置まで立ち上がる段部２６が設けられている。そして、図１の場合と同様に、この環状凹部２０内にシール部材４０がオイルの存在しない側の内壁１９に寄せられて収容されている。ここで、シール部材４０のオイルの存在する側の面４０ａと環状凹部２０の、段部２６が形成されたオイルの存在する側の内壁１８との間には、耐油性の素材６０が滞留している。

【0024】

本実施の形態によれば、環状凹部２０内に突起２２や凸部２４を周方向に形成する構成に比し、より構成が簡易となり、耐油性の素材６０の使用量も抑制することができる。

【0025】

図４は、さらに他の実施の形態の構造を示しており、図１の実施の形態で説明した要素と同様の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
図示のように、環状凹部２０内に収容されたシール部材４０は、シール部材４０の径方向の幅と環状凹部２０の内壁１８および内壁１９との間の幅がほぼ同一になるように寸法調整されている。本実施の形態では、シール部材４０のオイルの存在する側４０ａと環状凹部２０のオイルの存在する側の内壁１８との間に、耐油性の素材６０のやや薄い層が形成されている。また、上記寸法調整は、シール部材４０が環状凹部２０内の両内壁１８，１９と密着するように嵌入されるように行うことも可能である。

【0026】

本実施の形態によれば、環状凹部２０内に突起２２、凸部２４、または段部２６を形成する必要がないので、構成がさらに簡略化されるだけでなく、耐油性の素材６０の使用量も低減することができる。耐油性の素材６０の塗布または滞留のためのスペースは少ないが、シール部材４０の上下と側面での環状凹部２０との接触によりシール性能が良好となり、耐油性の素材６０へのオイルの接触はほぼ上部のみに限られるので、シール部材４０の保護の作用も低下することはない。

【0027】

以上は本発明を、主に車両におけるロッカーカバーに対して適用した形態について説明したが、本発明は、ロッカーカバーはもとより、その他の任意のオイルシール機構に対しても同様に適用可能である。例えば、本発明は、チェーンカバーなど、オイル漏れを防止するための他のオイルシール機構にも適用することができる。

【0028】

さらに、適用対象車種は、乗用車両に限られるものではなく、例えば、過酷な環境で使用に供される大型モビリティや産業用途機械（車両）に対しても、当然に適用することが可能である。

【0029】

なお、本発明は、上記の実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想、すなわち本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0030】

例えば、本実施の形態ではシール部材４０のオイル側の側面を粗面加工した例を示したが、必須の構成ではなく、平滑面のシール部材４０であってもよい。

【0031】

また、耐油性の素材６０の材質も同様の機能を奏するもので有れば適用でき、フッ素化ポリエーテルをベースとしたフッ素系グリースを用いることも可能である。フッ素系グリースは耐油性、耐荷重性、耐熱性等に優れ、しかもゴムに親和性がありつつゴムの性能にほとんど影響を及ぼさないという利点があるため、本発明のシール構造に用いるにあたり好適である。

【符号の説明】

【0032】

１０ オイルシール構造
１２ 第１部材
１２ａ 第１部材の端面
１８ 環状凹部の内壁（オイルが存在する側の内壁）
１９ 環状凹部の内壁（オイルが存在しない側の内壁）
２０ 環状凹部
２１ 環状凹部の内部底面
２２ 環状凹部の内部底面上に形成された突起
２４ 環状凹部の内壁１８側面に形成された凸部
２６ 環状凹部の内壁１８側面と内部底面２１とに連続した段部
３０ 第２部材
３０ａ 第２部材の端面
４０ シール部材
４０ａ シール部材の粗面部
６０ 耐油性の素材
８０ 開口部
１００ ロッカーカバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】