專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬層疊型氣缸蓋密封墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體與氣缸蓋之間的金屬層疊 型氣缸蓋密封墊，更為詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種能夠使設(shè)置在燃燒 室孔周?chē)拿芊馔蛊鸬膬蓚€(gè)端部上所發(fā)生的面壓均衡，并且能夠抑制 因面壓而在氣缸體和氣缸蓋上產(chǎn)生壓接痕跡的金屬層疊型氣缸蓋密封 塾。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)性能不斷提高的同時(shí)，在強(qiáng)化氣缸體與氣缸蓋之間的密 封性能方面所作的努力也從未間斷過(guò)。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)l的日本國(guó)
發(fā)明專(zhuān)利特開(kāi)平4-219572號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的金屬層疊型密封墊中，如圖 4所示，在通過(guò)形成在密封墊30中的燃燒室孔31、固定用螺栓孔32 以及冷卻水孔33的截面中，在基板35的燃燒室孔31的周?chē)纬捎蟹?對(duì)稱(chēng)凸起35a。并且，該金屬層疊型密封墊被構(gòu)成為通過(guò)在該基板35 的非對(duì)稱(chēng)凸起35a的凸部側(cè)層疊輔助板36,使該輔助板在燃燒室孔31 的孔緣處折返并延伸至非對(duì)稱(chēng)凸起35a的凹部的中途而形成楔形止動(dòng) 體36a，使得非對(duì)稱(chēng)凸起35a跨越楔形止動(dòng)體36a (厚度增大部分)和 除此以外的一般部分(非厚度增大部分)。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)使用了在凸起的兩個(gè)端部上產(chǎn)生不 同面壓的非對(duì)稱(chēng)凸起35a。但是，在圖4的已知的密封墊中，由于非 對(duì)稱(chēng)凸起的內(nèi)側(cè)端部35b位于楔形止動(dòng)體36a (厚度增大部分)內(nèi)， 并且外側(cè)端部35c位于楔形止動(dòng)體36a以外的一般部分(非厚度增大 部分)，所以，即使通過(guò)該非對(duì)稱(chēng)凸起35a，將厚度增大部分側(cè)的凸 起的曲率半徑設(shè)定成較大的曲率半徑而減小彈簧常數(shù)，將非厚度增大 部分側(cè)的凸起的曲率半徑設(shè)定成較小的曲率半徑而增大彈簧常數(shù)，厚所以，該密封墊如該專(zhuān)利文獻(xiàn)所述的那樣能夠提高密封性能，但其沒(méi) 有就如何使燃燒室孔周?chē)拿芊馔蛊鸬膬蓚€(gè)端部的面壓形成均衡這一 方面作出考慮。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平4-219572號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)課題在于利用在上述非對(duì)稱(chēng)凸起中在凸起的兩個(gè) 端部上產(chǎn)生不同的面壓這一現(xiàn)象，考慮到與燃燒室孔的孔緣處的金屬 板的彎折部分之間的關(guān)聯(lián)性，使設(shè)置在金屬層疊型氣缸蓋密封墊的燃 燒室孔周?chē)拿芊馔蛊鸬膬蓚€(gè)端部上所產(chǎn)生的面壓均衡，以獲得穩(wěn)定 的密封性能，同時(shí)抑制因大的面壓局部地作用在氣缸體和氣缸蓋上而 產(chǎn)生壓接痕跡。
解決方案
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種金屬層疊型氣缸蓋密封墊， 其通過(guò)至少層疊多塊金屬板而形成，該金屬層疊型氣缸蓋密封墊的特 征在于，在上述金屬板中的位于外層的第l金屬板的燃燒室孔的周?chē)?形成非對(duì)稱(chēng)凸起，在該非對(duì)稱(chēng)凸起的凸部側(cè)層疊其他金屬板，該其他 金屬板在燃燒室孔的孔緣處折返，并且該折返部分的前端延伸到與上 述非對(duì)稱(chēng)凸起的外側(cè)端部相對(duì)應(yīng)的位置，在上述第l金屬板的非對(duì)稱(chēng) 凸起中，將相對(duì)于凸起頂部位于燃燒室孔側(cè)的曲率半徑較大的凸起部 分的寬度a與相對(duì)于凸起頂部位于相反側(cè)的曲率半徑較小的凸起部分 的寬度b之間的關(guān)系設(shè)定為a>b，將上述凸起的最小的曲率半徑R設(shè) 定為R》0.5mm,并且將上述凸起部分的寬度a與曲率半徑R之間的 關(guān)系i殳定為a^2R。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的氣缸蓋密封墊，如后述的與壓縮時(shí) 的面壓有關(guān)的實(shí)驗(yàn)(模擬實(shí)驗(yàn))的結(jié)果所示，能夠使設(shè)置在燃燒室孔 周?chē)姆菍?duì)稱(chēng)凸起的兩個(gè)端部上所產(chǎn)生的面壓得到均衡，從而能夠獲 得穩(wěn)定的密封性能。在本發(fā)明所涉及的金屬層疊型氣缸蓋密封墊的優(yōu)選實(shí)施形式中， 僅在燃燒室孔周?chē)械男枰巩a(chǎn)生于該凸起的兩個(gè)端部的面壓均衡的 部位設(shè)置上述非對(duì)稱(chēng)凸起，并使上述非對(duì)稱(chēng)凸起與設(shè)置在其它部位的 凸起平滑連接。此外，在本發(fā)明所涉及的金屬層疊型氣缸蓋密封墊的其他的優(yōu)選 實(shí)施形式中，將層疊在第l金屬板的非對(duì)稱(chēng)凸起的凸部側(cè)的其它金屬板作為第2以及第3金屬板，并且將第l金屬板的燃燒室孔側(cè)的孔緣 部設(shè)置成不與其它金屬板進(jìn)行固定，使第2金屬板在燃燒室孔的孔緣 處朝第3金屬板側(cè)折返，使該折返部分的前端延伸至與第l金屬板的 非對(duì)稱(chēng)凸起的外側(cè)端部相對(duì)應(yīng)的位置，并且使第3金屬板的邊緣部分 位于該折返部分的前端的外側(cè)。 發(fā)明效果根據(jù)上述本發(fā)明的氣缸蓋密封墊，利用在上述非對(duì)稱(chēng)凸起中在凸 起的兩個(gè)端部上產(chǎn)生不同的面壓這一現(xiàn)象，考慮到與燃燒室孔的孔緣 處的金屬板的彎折部分之間的關(guān)聯(lián)性，使設(shè)置在金屬層疊型氣缸蓋密 封墊的燃燒室孔周?chē)拿芊馔蛊鸬膬蓚€(gè)端部上所產(chǎn)生的面壓均衡，以 獲得穩(wěn)定的密封性能，同時(shí)抑制因大的面壓局部地作用在氣缸體和氣 缸蓋上而產(chǎn)生壓接痕跡。


圖l是表示未安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)的本發(fā)明所涉及的金屬層疊型氣 缸蓋密封墊的主要部分的縱向截面放大示意圖。圖2是表示關(guān)于本發(fā)明所涉及的氣缸蓋密封墊在壓縮變形時(shí)產(chǎn)生 的面壓分布的實(shí)驗(yàn)(模擬實(shí)驗(yàn))結(jié)果的曲線圖。圖3是表示關(guān)于比較例的密封墊(a=b)在壓縮變形時(shí)產(chǎn)生的面 壓分布的實(shí)驗(yàn)(模擬實(shí)驗(yàn))結(jié)果的曲線圖。圖4是作為現(xiàn)有技術(shù)的金屬層疊型密封墊的主要部分縱向截面放 大圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10氣釭蓋密封墊11第l金屬板12第2金屬板12a折返部分13第3金屬板14非對(duì)稱(chēng)凸起14a凸起頂部14b、14c 凸起部分14d、14e 端部16燃燒室孔具體實(shí)施方式
圖l是表示本發(fā)明所涉及的金屬層疊型氣缸蓋密封墊的實(shí)施例的主要部分即燃燒室孔16周?chē)糠值慕孛鎴D。該氣缸蓋密封墊10夾設(shè) 在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋21和氣缸體22之間。該氣缸蓋密封墊通過(guò)至少層 疊多塊金屬板而形成，而在本實(shí)施例中，氣缸蓋密封墊10則由位于外 層的第1金屬板11、層疊在第1金屬板上的第2金屬板12和第3金 屬板13形成。上述第1金屬板11在燃燒室孔16的周?chē)纬捎蟹菍?duì)稱(chēng)凸起14。 在該非對(duì)稱(chēng)凸起14中，有必要將相對(duì)于凸起頂部14a位于燃燒室孔 16側(cè)的曲率半徑較大的凸起部分14b的寬度a與相對(duì)于凸起頂部14a 位于相反側(cè)的曲率半徑較小的凸起部分14c的寬度b之間的關(guān)系設(shè)定 為a>b，并且將上述凸起的最小的曲率半徑R設(shè)定為R^0.5mm，將上 述凸起部分的寬度a與曲率半徑R之間的關(guān)系設(shè)定為a^2R。該等與 非對(duì)稱(chēng)凸起14相關(guān)的形成條件是本發(fā)明的發(fā)明人在反復(fù)進(jìn)行研究的 基礎(chǔ)上所獲得的結(jié)果。此外，當(dāng)上述曲率半徑R小于0.5mm時(shí)，產(chǎn) 生龜裂的可能性增大。通過(guò)具有上述結(jié)構(gòu)，如后述的與壓縮時(shí)的面壓有關(guān)的實(shí)驗(yàn)(模擬 實(shí)驗(yàn))的結(jié)果所示，能夠使所述非對(duì)稱(chēng)凸起14的內(nèi)外兩個(gè)端部14d、14e上所產(chǎn)生的面壓得到均衡，從而能夠獲得穩(wěn)定的密封性能。此外，在本實(shí)施形式中，關(guān)于上述凸起頂部14a的兩側(cè)的凸起部 分14b和凸起部分14c,就其曲率半徑的相對(duì)的大小關(guān)系進(jìn)行了說(shuō)明， 但這并不意味著在各個(gè)凸起部分14b、 14c的范圍內(nèi)曲率半徑各自是一 定的，而只是對(duì)兩個(gè)范圍內(nèi)的曲率半徑的平均的大小關(guān)系作了說(shuō)明。 因此，非對(duì)稱(chēng)凸起14也可以設(shè)置成從一端到另一端其曲率半徑逐漸變 化的曲線狀的結(jié)構(gòu)。并且，在能夠確保設(shè)置區(qū)域時(shí)，上述非對(duì)稱(chēng)凸起14可以設(shè)置在燃 燒室孔16的整個(gè)周?chē)糠?，但也可以?xún)H設(shè)置在需要使產(chǎn)生于該凸起 14的兩個(gè)端部14d、 14e的面壓均衡的部位，例如i殳置在用于將氣缸 體和氣缸蓋相互固定在一起的固定用螺栓孔的附近，此時(shí)，需要使上 述非對(duì)稱(chēng)凸起14與設(shè)置在燃燒室孔16周?chē)钠渌课坏耐蛊鹌交B 接。上述第2以及第3金屬板12、 13層疊在形成有非對(duì)稱(chēng)凸起14的 第1金屬板11的該非對(duì)稱(chēng)凸起14的凸部側(cè)。層疊在第1金屬板11上的第2金屬板12，在燃燒室孔16的孔緣 處，在第3金屬板13側(cè)，也就是與第l金屬板ll相反的一側(cè)，隔著 用來(lái)調(diào)整厚度和高低差等的環(huán)狀的填隙片17在彎折部分12b折返，該 折返部分12a的前端延伸至與第1金屬板11的非對(duì)稱(chēng)凸起14的外側(cè) 端部14e相對(duì)應(yīng)的位置附近。此外，第3金屬板13的位于該燃燒室孔 16側(cè)的邊緣部分設(shè)置有凸起13a，該邊緣部分設(shè)置在上述第2金屬板 12的折返部分12a前端的外側(cè)，位于不會(huì)與該折返部分12a相重疊的 位置上。因此，在燃燒室孔16側(cè)的孔緣部，第l金屬板ll與層疊在非對(duì) 稱(chēng)凸起14的凸部側(cè)的第2以及第3金屬板12、 13之間是不固定的。將具有上述結(jié)構(gòu)的密封墊10夾設(shè)在氣缸蓋21與氣缸體22之間， 并用固定用螺栓固定后，在燃燒室孔16的周?chē)?，非?duì)稱(chēng)凸起14發(fā)生 壓縮變形，伴隨著該壓縮變形，在非對(duì)稱(chēng)凸起14的端部14d、 14e產(chǎn) 生較大的面壓。圖2的曲線圖表示通過(guò)解析實(shí)驗(yàn)(模擬實(shí)驗(yàn))求出的結(jié)果，其是 在具有圖1所示的本發(fā)明的非對(duì)稱(chēng)凸起14的氣缸蓋密封墊中，將該凸 起14的寬度設(shè)定為1.7mm,將相對(duì)于所述凸起頂部14a位于燃燒室 孔16側(cè)的凸起部分14b的寬度a與位于相反側(cè)的凸起部分14c的寬度 b之比a:b設(shè)定為6:4,將該非對(duì)稱(chēng)凸起14的最小的曲率半徑R設(shè)定 為0.5mm，并在這一條件下，通過(guò)解析實(shí)驗(yàn)(模擬實(shí)驗(yàn))對(duì)該凸起的 因壓縮而完全彎曲時(shí)所產(chǎn)生的面壓進(jìn)行求解而得到的結(jié)果。此外，為 了進(jìn)行比較，在圖3的曲線圖中示出了以同樣的方法對(duì)以凸起寬度為 1.7mm的對(duì)稱(chēng)凸起取代了上述非對(duì)稱(chēng)凸起的密封墊的面壓進(jìn)行求解而 得到的結(jié)果。從圖3的比較例的曲線圖可以知道，在使用對(duì)稱(chēng)凸起時(shí)，在一般 情況下，由于上述彎折部分12b的存在，在該凸起的燃燒室孔側(cè)的端 部上產(chǎn)生的面壓比在其它端部上產(chǎn)生的面壓大，與此相比，在圖2所 示的本發(fā)明的實(shí)施例中，凸起的兩個(gè)端部的面壓大致實(shí)現(xiàn)了均等化。 因此，根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋密封墊，通過(guò)將設(shè)置在燃燒室孔周?chē)姆?對(duì)稱(chēng)凸起設(shè)置成在規(guī)定的形成條件的范圍內(nèi)，能夠使兩個(gè)端部上產(chǎn)生 的面壓得到均衡，從而能夠獲得穩(wěn)定的密封性能。并且，如上所述，能夠使凸起的兩個(gè)端部中產(chǎn)生的面壓均等化， 所以在嵌合安裝有氣缸套的氣缸體22中使用時(shí)，能夠降低作用于該氣 缸套的面壓，從而能夠減輕氣缸套的應(yīng)變。
權(quán)利要求
1.一種金屬層疊型氣缸蓋密封墊，其通過(guò)至少層疊多塊金屬板而形成，其特征在于，在上述金屬板中的位于外層的第1金屬板的燃燒室孔的周?chē)纬煞菍?duì)稱(chēng)凸起，在該非對(duì)稱(chēng)凸起的凸部側(cè)層疊其他金屬板，該其他金屬板在燃燒室孔的孔緣部折返，并且該折返部分的前端延伸到與上述非對(duì)稱(chēng)凸起的外側(cè)端部相對(duì)應(yīng)的位置，在上述第1金屬板的非對(duì)稱(chēng)凸起中，將相對(duì)于凸起頂部位于燃燒室孔側(cè)的曲率半徑較大的凸起部分的寬度a與相對(duì)于凸起頂部位于相反側(cè)的曲率半徑較小的凸起部分的寬度b之間的關(guān)系設(shè)定為a＞b，將上述凸起的最小的曲率半徑R設(shè)定為R≥0.5mm，并且將上述凸起部分的寬度a與曲率半徑R之間的關(guān)系設(shè)定為a≥2R。
全文摘要
本發(fā)明利用非對(duì)稱(chēng)凸起的曲率半徑之間的差異，使金屬層疊型氣缸蓋密封墊的凸起的端部上產(chǎn)生的面壓均衡并實(shí)現(xiàn)均等化。在由第1至第3金屬板(11～13)層疊而成的氣缸蓋密封墊中，在第1金屬板(11)的燃燒室孔(16)的周?chē)纬煞菍?duì)稱(chēng)凸起(14)，并在該非對(duì)稱(chēng)凸起的凸部側(cè)層疊其他的金屬板。在上述非對(duì)稱(chēng)凸起(14)中，將相對(duì)于凸起頂部(14a)位于燃燒室孔(16)側(cè)的曲率半徑較大的凸起部分(14b)的寬度a與相對(duì)于凸起頂部位于相反側(cè)的曲率半徑較小的凸起部分(14c)的寬度b之間的關(guān)系設(shè)定為a＞b，將凸起的最小的曲率半徑R設(shè)定為R≥0.5mm，并且將上述凸起部分(14b)的寬度a與曲率半徑R之間的關(guān)系設(shè)定為a≥2R。
文檔編號(hào)F02F11/00GK101220783SQ20081000283
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者安田紀(jì)章 申請(qǐng)人:石川密封墊株式會(huì)社