專利名稱：一種密封結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在獨立構件如內燃機的氣缸體和油盤的連接部分中的密封結構，特別是涉及一種用介于第一和第二構件的連接面之間的液體密封劑密封獨立的第一和第二構件的連接部分的密封結構。
迄今為止，這類密封結構曾經(jīng)如下所述地構造。如

圖12所示，液體密封劑05被放置在第一構件01的連接面02和平行于連接面02的第二構件03的連接面04之間，并通過夾緊螺栓(未示出)在構件01、03上作用一個力，將構件01、03彼此相向地拉緊，從而使液體密封劑05被壓縮并被空氣中的濕氣硬化，構成密封結構。
在此情況下，液體密封劑05在螺栓被上緊時的厚度取決于液體密封劑05的粘彈性和螺栓的夾緊力，而液體密封劑的粘彈性又取決于液體密封劑05的種類，并且將螺栓的夾緊力按這樣一個范圍的值設定，即螺栓不會因熱變形和振動而松開，因此，由于液體密封劑05的硬化而產生的硬化密封層05的厚度必須被設定為薄的厚度。
在如上所述的密封結構中，當在第一構件01和第二構件03上作用有外力或熱應力，使構件01、03之間有相對變形時，薄的硬化密封層05有時不能保持足夠的可靠性，因為硬化密封層05的變形能力是與其厚度成比例的。此外，構件01、03的連接面02、04要求有高的平直度，因此，由于需要進行精確地加工，所以不可避免地造成成本較高。
為了解決上述的缺點，曾經(jīng)提出，如圖13所示，在連接面02或04的寬度的中間處設置一溝槽06(參看日本公開實用新型公報No.4-4561)；如圖14所示，在連接面04的側緣上設置一個深度朝外側增加的斜切面07(參看日本實用新型公報No.62-21176)；或是如圖15所示，將第二構件03的連接面做成一個相對于第一構件01的連接面從一個側緣至另一側緣傾斜的傾斜表面08(參見日本專利公報No.1-29982)。
在如圖13所示的介于連接面02、04之間的液體密封劑05中，由于硬化是通過液體密封劑05與和其兩個側緣接觸的空氣中的濕氣的反應而進行的，因此在連接面02、04的寬度中間的溝槽06中的密封劑05a的硬化不會快速地進行。因此，如果溝槽06中的密封劑05a在完成硬化之前由于例如內燃機的運行而受到高溫，則從密封劑05a產生的氣體將會升高密封劑05a中的壓力并在硬化過程中使密封層05破裂，從而使人擔心出現(xiàn)不良的粘接。
在如圖14所示的設有斜切面的密封結構中，由于斜切面部分07處的密封劑05b較厚，不能在短時間內完成密封層05的硬化。此外，由于密封層05的厚度在斜切面07的邊界處有變化，所以易于在邊界部分處產生開裂。
在如圖15所示的密封結構中，密封層05如此形成，以致它從一個側緣向另一側緣逐步變厚并且有一楔形截面，容易沿連接面02、08的寬度方向在第一和第二構件01、03之間產生偏差，而且易于從最薄的部分產生構件01、03的剝離。
本發(fā)明涉及密封結構的一種改進，由此可以克服上述的各種缺點，而且本發(fā)明提供了一種在第一構件和第二構件的連接部分中的具有一種介于第一和第二構件的連接面之間的液體密封劑的密封結構，該第一和第二構件由多個夾緊構件連接成一體，其特征為，第一和第二構件中的至少一個有一包括在夾緊構件周圍形成的隆起部分和密封劑保持部分的連接面，該密封劑保持部分能保持在彼此相鄰的隆起部分之間的整個區(qū)域上遍布地形成的液體密封劑。
按照本發(fā)明，介于第一和第二構件之一的隆起部分的連接面和另一構件的朝向隆起部分的連接面之間的液體密封劑被夾緊構件的夾緊力壓縮成薄的密封層。由于隆起部分是在夾緊構件四周形成的，因此薄的密封層強烈地受到夾緊構件的夾緊力的影響并且不太會因為外力和熱應力而變形。因此，薄的硬化密封層保持足夠的可靠性，不會開裂并且有高的使用壽命。
至于相鄰的隆起部分之間的密封劑保持部分，由介于密封劑保持部分的連接面和另一構件的朝向密封劑保持部分的連接面之間的液體密封劑形成的硬化密封層可以被設定成具有在這樣一個范圍內的厚度，即密封層可以隨著由外力和熱應力引起的變形而變形。因此，即使第一和第二構件的在密封劑保持部分附近的部分由于外力和熱應力而變形至某種程度，在密封劑保持部分處的硬化密封層也能保持足夠的可靠性，并且不會破裂，以便在發(fā)動機的任何工作狀態(tài)都能保持可靠的密封。
密封劑保持部分處的密封層不是這樣厚，而且密封層的兩側都直接與大氣接觸，以致密封層可容易地與空氣中的濕氣反應，而且在密封層的硬化過程中產生的氣體可以容易地散發(fā)至大氣中。因此，密封層可以在比較短的時間內完全硬化，防止由于產生的氣體引起的破裂，從而有助于提高生產率。
按照如上所述的在第一和第二構件之一的密封劑保持部分和另一構件的連接面之間保持有預定空間的密封結構，有可能以預定的厚度形成密封劑保持部分的密封層，從而以預定的水平保持密封層的強度和密封能力，并且可以防止密封層的破裂與剝離。
按照如上所述的密封結構，其中，隆起部分位于一個具有90°的頂角而且其錐頂在與第一和第二構件之一接觸的夾緊構件的頭部中心的錐形表面之內，因此介于在夾緊構件周圍的隆起部分和另一構件的朝向隆起部分的連接面之間的液體密封劑強烈地受到夾緊構件的夾緊力的影響，以致隆起部分處的硬化密封層可保持足夠高的水平的可靠性。
按照如上所述的密封結構，至少在隆起部分的內側和外側中的一個上形成連續(xù)地與在相鄰的隆起部分之間的密封劑保持部分相連的邊緣密封劑保持部分，因而至少可在位于隆起部分的連接面和另一構件的朝向隆起部分的連接面之間的密封層的內側和外側之一上形成邊緣密封層，以進一步提高隆起部分的密封層的密封能力。
按照如上所述的密封結構，其中密封劑保持部分的寬度小于隆起部分的寬度，因而一方面，用于使第一和第二構件彼此連接的夾緊力可由具有大的接觸面積的隆起部分可靠地承受，以便以足夠高的水平保持兩個構件的連接強度，另一方面，密封劑保持部分的寬度可以保持為密封所必需的最小寬度，以使在密封層中產生的氣體能容易地排放至兩側，從而防止密封層破裂。
按照如上所述的密封結構，其中，較長的密封劑保持部分的深度大于較短的密封劑保持部分的深度，因而由夾緊構件的夾緊力、熱膨脹和熱收縮或外力引起的、其程度與密封劑保持部分的長度相對應的密封劑保持部分表面的變形可以通過將較長的密封劑保持部分的深度做得較深而被可靠地吸收，并且可以進一步地改進密封能力。
附圖的簡要說明圖1是表示按照本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的內燃機密封結構的主要部分的透視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是沿圖2的Ⅲ-Ⅲ線的剖視圖；圖4是沿圖2的Ⅳ-Ⅳ線的剖視圖；圖5是按照本發(fā)明另一實施例的內燃機的后視圖；圖6是沿圖5的Ⅵ-Ⅵ線的俯視圖；圖7是沿圖6的Ⅶ-Ⅶ線的剖視圖；圖8是沿圖6的Ⅷ-Ⅷ線的放大的剖視圖；圖9是沿圖6的Ⅸ-Ⅸ線的放大的剖視圖；圖10是沿圖6的Ⅹ-Ⅹ線的放大的剖視圖；圖11是表示本發(fā)明又一實施例的主要部分的放大的剖視圖；圖12是表示內燃機的傳統(tǒng)密封結構的剖視圖；圖13是表示內燃機的另一傳統(tǒng)密封結構的剖視圖；圖14是表示內燃機的又一傳統(tǒng)密封結構的剖視圖；以及圖15是表示內燃機的再一傳統(tǒng)密封結構的剖視圖。
現(xiàn)在參看圖1至4，描述本發(fā)明的一個實施例。
標號1代表內燃機的一個油盤(獨立的第一構件)。如圖3所示，環(huán)境溫度硬化型聚硅氧烷系列液體密封劑3被施加在油盤1的上端面上，而且氣缸體2(獨立的第二構件)的下端面固定在油盤1的上端面上。油盤1與氣缸體2用向上穿過油盤1的螺栓孔4并緊緊地擰入氣缸體2中的螺栓5彼此連接。
在油盤1的上端面上，只在包圍螺栓孔4的部分處形成盤狀的隆起部分6，而且在彼此相鄰的隆起部分6、6之間形成低于隆起部分6大約0.3mm的密封劑保持部分7。
盤狀隆起部分6的直徑D要選擇成使隆起部分6的外周緣與具有90°的錐角并且其錐頂在與螺栓5的頭部5a接觸的螺栓孔4的下端開口中心處的錐形表面8相切。密封劑保持部分的寬度W要選擇成比盤狀隆起部分6的寬度或直徑D窄。
在圖1至4所示的密封結構中，當油盤1與氣缸體2用螺栓5以預定的夾緊力夾緊時，液體密封劑在隆起部分6處的厚度取決于液體密封劑3的粘彈性和由螺栓5的夾緊給予液體密封劑3的壓縮力，而且厚度變成大約0.02mm左右。另一方面，液體密封劑3在密封劑保持部分7處的厚度變成大約0.32mm左右。
液體密封劑3在與空氣中的濕氣反應時硬化，因此，介于油盤1與氣缸體2之間的液體密封劑3的硬化從與空氣接觸的內側緣和外側緣朝液體密封劑3的中心進行。在這方面，因為與盤狀隆起部分6的寬度D相比，密封劑保持部分7的寬度W較窄，并且液體密封劑3比較薄，最多為0.32mm左右，油盤1和氣缸體2的連接部分有一與空氣接觸的長輪廓線，因此硬化密封劑3所需要的時間較短。
在液體密封劑3固化的過程中，在液體密封劑3中產生氣體。但是，由于到達液體密封劑3的內側緣和外側緣的距離短，故氣體易于經(jīng)過液體密封劑3散發(fā)至大氣中，從而液體密封劑的形成很難被所產生的氣體破壞。
在隆起部分6處的液體密封劑3強烈地受到螺栓5的夾緊力的作用，因此它不會較大地受到外力如振動和熱應力的影響，而且它的變形也小。因此，在隆起部分6處的液體密封劑3雖然薄，約為0.02mm，但具有足夠的可靠性。
在密封劑保持部分7處的液體密封劑3遠離螺栓5，它不受螺栓5的夾緊力的影響，有大的變形。不過，由于與隆起部分6相比，在密封劑保持部分7處的液體密封劑3足夠厚，后者的允許變形大于前者，以致在密封劑保持部分7處的液體密封劑3也難于破裂。
如果只是保持隆起部分6的上表面精確地平直，則即使在密封劑保持部分7的上表面上有一些不平坦，也可使液體密封劑3充分地保持其密封能力。因此，油盤1的連接面的加工比較簡單，而且可以降低成本。
在圖1至4所示的實施例中，隆起部分6和密封劑保持部分7只在作為第一構件的油盤1的上端面上形成。但是，隆起部分6和密封劑保持部分7也可以在作為第二構件的氣缸體2的下端面上形成，或者隆起部分6和密封劑保持部分7可以在油盤1和氣缸體2的每一個端面上形成。
此外，在上述實施例中，氣缸體2的下端面是在一個平面中形成的，而且將油盤1的隆起部分6的面連接起來的每個表面和將油盤1的密封劑保持部分7的面連接起來的每個表面都是在一個平行于氣缸體2的下端面并與之隔開一段預定的距離的平面中形成的。不過，當氣缸體2的下端面為曲面時，將隆起部分6的面連接起來的每個表面和將密封劑保持部分7的面連接起來的每個表面都可以在一個平行于曲面的表面中形成，從而從氣缸體2的下端面到油盤1的隆起部分6的面的距離是恒定的，并且從氣缸體2的下端面到油盤1的密封劑保持部分7的面的距離也是恒定的。
下面參考圖5至10描述本發(fā)明的另一實施例。
被裝在摩托車(未示出)上的三缸四沖程內燃機10有一用鋁制造的氣缸體11和用鋁制成的油盤12。氣缸體11的下端面與油盤12的上端面彼此相連。在氣缸體11的上方設有彼此相連且一個在另一個上面的一個氣缸蓋和一個氣缸罩蓋(未示出)。
氣缸體11有沿車身的橫向成直線排列并相對于水平面以20°的傾斜角朝車身的前方延伸的氣缸13。在發(fā)動機10的右側放置一個離合器和一個傳動箱(未示出)，在發(fā)動機的左側放置用于驅動閥移動系統(tǒng)的同步皮帶的帶輪和用于驅動冷卻水泵(未示出)的帶輪。
在氣缸13中裝有一個用于滑動的活塞14，曲軸16可轉動地由氣缸體11的軸承部分11a和軸承座15支承，穿過軸承座15的螺栓17被擰入軸承部分11a中，而且活塞14和曲軸16通過一個連桿18彼此相連。
油盤12的法蘭19上設有多個用于插入螺栓20的螺栓插入孔21，螺栓沿法蘭19的整個周邊放置，從而將油盤12與氣缸體11連接起來。在油盤12的上端連接面上，在螺栓插入孔21的四周形成寬約13mm、長約34mm的隆起部分22，并且在彼此相鄰的隆起部分22之間形成寬約8mm的密封劑保持部分23。隆起部分22的頂面從平面形的密封劑保持部分23向上突出約0.3mm。這個在隆起部分22和密封劑保持部分23之間設定的0.3mm左右的高度差超過在壓鑄油盤12時密封劑保持部分23的表面上形成的不平處的高度。如圖9所示，隆起部分22沿油盤12的周向的端部邊緣22a位于一個具有90°的錐角而且其錐頂在與螺栓20的頭部20a接觸的螺栓插入孔21的下端開口中心處的錐形表面26之內。
在油盤12的內側和外側，在隆起部分22處形成一內側密封劑保持部分24和一外側密封劑保持部分25，它們各自都有與密封劑保持部分23相等的高度并連續(xù)地與隆起部分22和密封劑保持部分23相連。每個內側密封劑保持部分24和外側密封劑保持部分25都有約為1mm的寬度。
密封劑保持部分23的內側緣部分和外側緣部分以及內側與外側密封劑保持部分24、25的側緣部分中的每一個都用在截面中其半徑約為1mm的圓弧做成圓角。
如圖6所示，在油盤12的內表面上形成多個肋，它們與曲軸的方向(在圖6中用箭頭a示出)垂直并繞過隆起部分22。肋31有助于提高油盤12尤其是隆起部分22的鄰近部分的剛度。
氣缸體11下端面處的內側緣和外側緣的輪廓與油盤12上端面處的內側緣和外側緣的輪廓相同，只是氣缸體11的下端面被做成一個平面。
在圖5至10所示的實施例中，用在環(huán)境溫度下硬化的硅酮橡膠作為液體密封劑。而且在此實施例中，由于介于隆起部分22的頂面和氣缸體11的底面之間的密封層27較薄，約為0.02mm，因此在密封層27中產生的氣體量少，而且由于螺栓插入孔21開在隆起部分22的當中，大大地使隆起部分22變窄，因此在密封層27中產生的氣體可以容易地散發(fā)至外面。其結果為，密封層27的硬化在一較短的時間內完成，而密封層的成形不會受到不良的影響。
雖然密封層27薄而且難于隨油盤或氣缸體的變形而變形，但是密封層27強烈地受到螺栓20的夾緊力的影響，并且密封層27的由于外力和熱應力引起的變形很小，因此，密封層27的密封能力不受損害。
介于密封劑保持部分23的面和氣缸體11的底面之間的密封層28的寬度也較窄，約為8mm，因而在密封層28中產生的氣體也可以容易地散發(fā)至外面。
密封層28的厚度0.35mm小于密封層28被密封層28中產生的氣體破壞的厚度，該氣體的產生是在正常的生產過程中，由于內燃機在裝配然后工作，直至使密封層28達到高溫狀態(tài)時的溫升引起的。因此，用于硬化密封層28所需要的時間較短，密封層28不會被所產生的氣體破壞，而且可以得到密封層28的高的密封能力。
在隆起部分22的內側和外側連續(xù)地形成的內側和外側密封劑保持部分24、25進一步保證了隆起部分22的密封能力。雖然內側和外側密封劑保持部分24、25的密封層29、30比隆起部分22的密封層27厚，但是與空氣直接接觸的密封層29、30快速地硬化，從而使在密封層完全硬化之前產生的氣體大大地受到限制。
由于內側和外側密封劑保持部分24、25的邊緣部分都做成圓角，因此難于從內側和外側密封劑保持部分24、25剝落密封層29、30。
在圖5至10所示的實施例中，內側密封劑保持部分24和外側密封劑保持部分25都在隆起部分22的內側和外側上形成并且與相鄰的隆起部分22之間的密封劑保持部分23相連。不過，也可以只形成內側密封劑保持部分或外側密封劑保持部分。
此外，在圖5至10所示的實施例中，密封劑保持部分23相對于隆起部分22的表面的深度(或隆起部分22的表面相對于密封劑保持部分23的表面的高度)是恒定的，不管相鄰的隆起部分22之間的距離(密封劑保持部分23的長度)如何。但是，較長的密封劑保持部分的深度可以例如如圖11所示的那樣被做成深于較短的密封劑保持部分的深度。在圖11中，較短的密封劑保持部分23a的深度為0.3mm，而較長的密封劑保持部分23b的深度則為0.35mm，從而像由螺栓20的夾緊力產生的較長密封劑保持部分23b的彈性變形這樣的大于較短密封劑保持部分23a的變形的變形也可以可靠地被較深的深度吸收。
權利要求
1．一種在第一構件和第二構件的連接部分中具有介于第一和第二構件的連接面之間的液體密封劑的密封結構，所述的第一和第二構件用多個夾緊構件連接成一體，其特征為，上述第一和第二構件中的至少一個具有一包括一在上述夾緊構件周圍形成的隆起部分和一密封劑保持部分的連接面，所述密封劑保持部分能保持在彼此相鄰的上述隆起部分之間的整個區(qū)域上遍布地形成的上述液體密封劑。
2．如權利要求1所述的密封結構，其特征為，在上述第一和第二構件之一的上述密封劑保持部分和另一構件的連接面之間保持預定的空間。
3．如權利要求1所述的密封結構，其特征為，上述隆起部分位于一個具有90°的錐角同時其錐頂在與上述第一和第二構件之一接觸的上述夾緊構件的頭部中心處的錐形表面之內。
4．如權利要求1所述的密封結構，其特征為，至少在上述隆起部分的內側和外側中的一個上形成連續(xù)地與位于上述相鄰的隆起部分之間的上述密封劑保持部分相連的邊緣密封劑保持部分。
5．如權利要求1所述的密封結構，其特征為，上述密封劑保持部分的寬度小于上述隆起部分的寬度。
6．如權利要求1所述的密封結構，其特征為，較長的密封劑保持部分的深度大于較短的密封劑保持部分的深度。
全文摘要
一種用介于第一和第二構件的連接面之間的液體密封劑密封像內燃機的氣缸體和油盤這樣的獨立的第一和第二構件的連接部分的密封結構。第一和第二構件由像螺栓這樣的夾緊構件夾緊。第一和第二構件中的至少一個有一包括一在夾緊構件周圍形成的隆起部分和一密封劑保持部分的連接面,所述密封劑保持部分能保持在彼此相鄰的隆起部分之間的整個區(qū)域上遍布地形成的液體密封劑。
文檔編號F16J15/14GK1207457SQ9811800
公開日1999年2月10日 申請日期1998年8月5日 優(yōu)先權日1997年8月6日
發(fā)明者奧田一真, 堀田直己, 坂田正保 申請人:本田技研工業(yè)株式會社