专利名称：金属密封垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及夹持在两个部件之间进行密封的金属密封垫，更加详细而
言，涉及能够一边抑制汽缸筒(cylinder bore )的变形和法兰(flange)的 变形等夹持金属密封垫的部件的变形、 一边遍及密封对象用孔的整个周围 得到大致均等的密封面压力的金属密封垫。
背景技术：
以被夹持在机动车的发动机的汽缸盖和汽缸体之间、进排气歧管和进 排气管之间的状态使用的汽缸盖密封垫(汽缸垫)、进排气歧管用密封垫， 通过紧固连接螺钉紧固连接，发挥对燃烧气体、油、冷却水等的流体进行 密封的作用。
由于最近的发动机的轻量小型化，发动机逐步低刚性化，发动机部件 变得低刚性，所以存在汽缸筒和法兰等的密封对象用孔及其周边发生变形 这样的问题。当该汽缸筒、法兰等发生变形时，折弯部(tf一K，巻边、 翻边)等密封手段不能充分发挥作用，也就不能得到适当的密封性能。
作为对策之一，提出了下述的金属层叠形密封垫在折叠部的内侧设 置第一折弯部，并在该第一折弯部的外周侧设置第二折弯部，折叠部的折
叠宽度形成为，离开紧固连接螺钉的部分比紧固连接螺钉附近部分宽度窄， 而且，第一折弯部或第二折弯部中的任意一方或两方的折弯部宽度形成为， 离开紧固连接螺钉的部分比紧固连接螺钉附近部分宽度窄(例如，参照专 利文献l)。
在该金属层叠形密封垫中，通过这些结构，谋求紧固载荷的均匀化， 防止缸孔变形，进而得到气体密封性能优异的密封垫，但因为在螺钉孔附近，第一折弯部和第二折弯部配置成相比螺钉孔更靠密封对象用孔侧，另 外，因为内侧折叠部的宽度、第一折弯部或者第二折弯部的宽度都在离开 紧固连接螺钉的部分以均相同的方式形成为宽度较宽，所以，根据密封对 象部件的形状、密封垫的种类，可能会发生该螺钉孔附近部分宽度较宽、 压缩阻力比较小的第二折弯部承受对螺钉孔周边施加的紧固连接力而平坦 化，接着第一折弯部也平坦化的情况。
专利文献1:日本特开平11-118037号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种金属密封塾，通过组合使压缩阻力沿其 周围方向变化的内周侧折弯部和外周侧折弯部，能够遍及密封对象用孔的 整个周围地得到大致均等的密封面压力，发挥优异的密封性，并且能够抑 制作为接合面的汽缸盖、进排气歧管的法兰的挠曲变形。
用于实现上述目的的本发明中的金属密封垫，具有一片或多片金属构 成板，在密封对象用孔的周围配置有螺钉孔，并且围绕所述密封对象用孔 的周围设置有内周侧折弯部和外周侧折弯部，其中，所述内周侧折弯部形 成为，在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较小；所迷 外周侧折弯部，配置成俯视在所述螺钉孔附近部分将所述螺钉孔包含于内 侧，并且形成为在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较 大。
根据该结构，在形成一次密封的内周侧折弯部，在螺钉紧固连接力的 影响较强、密封面压力容易变大的螺钉孔附近，通过减小压缩阻力，能够 得到压缩性和稍低的面压力，另一方面，在螺钉紧固连接力的影响较弱、 密封面压力容易变小的螺钉孔之间，通过增大压缩阻力，能够得到稍高的 面压力。因此，能够遍及密封对象用孔的整个周围得到大致均等的密封面 压力，发挥优异的密封性能，并且能够防止密封对象用孔、其附近的变形， 例如在汽缸盖密封垫中的缸孔变形、在进排气歧管中的法兰的变形等。
另外，在形成二次密封的外周侧折弯部，在螺钉紧固连接力的影响较强、密封面压力容易变大的螺钉孔附近，通过增大压缩阻力，进一步提高 密封面压力，能够抑制作为该金属密封垫的接合面的汽缸盖、进排气歧管 的法兰的挠曲变形，另一方面，在螺钉紧固连接力的影响较弱、密封面压 力容易变小的螺4丁孔之间，通过减小压缩阻力，得到稍低的面压力，提高 压缩性和随动性(追随性)，能够提高密封性。
尤其是，通过将外周侧折弯部，以俯视在螺钉孔附近部分将螺钉孔包 括于内侧的方式扩展至螺钉孔的外侧而配置，从而与俯视螺钉孔位于外侧 的折弯部相比，外周側折弯部在螺钉孔的周围遍及较大的范围地配置，所 以能够由比较长的折弯部承受由紧固连接螺钉所产生的压缩力。因此，能 够由在该较长的折弯部部分压缩性形成得较高的外周侧折弯部分担由紧固 连接力所产生的紧固力，能够防止外周侧折弯部的平坦化。
而且，通过组合这些压缩阻力沿其周围方向变化的内周侧折弯部和外 周侧折弯部，在螺钉孔附近、其他部位(螺钉孔之间等)，在一方的折弯 部压缩阻力较小地形成时、另一方的折弯部压缩阻力较大地形成，所以作 为两方的组合结果的整体结构，能够得到更加均等的密封面压力，发挥更 加优异的密封性，并且能够抑制作为接合面的汽缸盖、进排气歧管的法兰 等的挠曲变形。
在上述的金属密封垫中，所述内周侧折弯部形成为，在所述螺钉孔附 近部分相比其他部分折弯部宽度较宽、折弯部的压缩阻力较小，并且所述 外周侧折弯部形成为，在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部宽度较 窄、折弯部的压缩阻力较大。根据该构成，能够通过比较简单的结构，实 施上述构成。
更加具体而言，在上述金属密封垫中，层叠两片以上的金属构成板构
成该金属密封垫；在所述金属构成板的相邻的两片第一以及第二金属构成 板的各自中，所述内周侧折弯部由具有在内周侧相互朝向外側、在外周侧 相互朝向内侧的倾斜的半折弯部(八一7匕、、一K)形成，在所述金属构成 板的两片之中的一方的金属构成板中，所述外周侧折弯部由具有在内周侧 朝向另一方的金属构成板侧、在外周侧朝向相反侧的倾斜的半折弯部形成；并且俯^L所述内周侧折弯部各自重叠。
另外，在上述的金属密封垫中，除了所述两片金属构成板之外，还层 叠第三金属构成板，在该第三金属构成板中，俯视与所述内周側折弯部重 叠的内周侧折弯部，由具有在内周侧朝向所述第一金属构成板侧、在外周 侧朝向相反侧的倾斜的半折弯部形成。或者，在上述的金属密封垫中，两 组所述两片金属构成板，相对于层叠面相互对称地层叠。
另外，该金属密封垫，用于在发动机部件的汽缸体和汽缸盖之间使用 的汽缸盖密封垫、在发动机部件的进气歧管和进气管之间使用的进气歧管 用的密封垫、在发动机部件的排气歧管和排气管之间使用的排气歧管用的 密封垫等时，尤其奏效。另外，在进排气歧管用的金属密封垫中，因施加 于螺钉孔的紧固连接力导致法兰容易变形，所以更加优选使用本发明的金 属密封垫。
根据本发明的金属密封垫，通过组合压缩阻力沿周围方向变化的内周 侧折弯部和外周侧折弯部，在螺钉孔附近和其他部位(螺钉孔之间等)， 在一方的折弯部压缩阻力较小地形成时、另一方的折弯部压缩阻力较大地 形成，所以在整体构成中，能够得到大致均等的密封面压力，发挥优异的 密封性，并且能够抑制接合面的挠曲变形。
图l是表示本发明的第一实施方式的金属密封垫的俯视图。
图2是表示图1的A-A剖面的局部放大剖视图。
图3是表示图1的B-B剖面的局部放大剖视图。
图4是表示本发明的第二实施方式的金属密封垫的俯视图。
图5是表示图4的A-A剖面的局部放大剖视图。
图6是表示图4的B-B剖面的局部放大剖视图。
符号说明
1, 1A金属密封垫 2 密封对象用孔3螺钉孔
10第一金属构成板
11内周侧折弯部
10A第四金属构成板
11A内周侧折弯部
20第二金属构成板
21内周侧折弯部
22外周側折弯部
20A第五金属构成板
21A内周侧折弯部
22A外周侧折弯部
30第三金属构成板
31内周侧折弯部
具体实施例方式
接下来，参照附图对本发明中的金属密封垫的实施方式进行说明。另
外，图1至图6是示意说明图，为了更加便于理解结构，使板厚、密封对 象用孔的大小、折弯部的大小等的尺寸与实物不同，夸张地进行表示。
这里，作为金属密封垫，以排气歧管用的金属密封垫为例进行说明， 但本发明并不限定于此，也能够适用于进气歧管用的金属密封垫、汽缸盖 密封垫等其他的金属密封垫。
本发明中的金属密封垫，例如是被夹持在发动机的排气歧管和排气管 的法兰之间的金属密封垫，对从发动机排出的高温、高压的燃烧气体进行密封。
如图l至图6所示，该金属密封垫l、 1A,具有一片或多片由软钢(低 碳钢)板、不锈钢退火材料、不锈钢调质材料(弹簧钢板)等形成的金属 构成板(金属基板)。另外，该金属密封垫l、 1A,相应于排气歧管的接 合法兰的形状而制造，形成密封对象用孔2和紧固连接汽缸盖螺钉用的螺钉孔3。
这些金属密封垫l、 1A，包括两片金属构成板IO、 20而形成。在这两 片金属构成板IO、 20、即第一金属构成板10和第二金属构成板20的各自 中，相对于密封对象用孔2，由具有在内周侧相互朝向外侧、在外周侧相 互朝向内侧的倾斜的半折弯部形成内周側折弯部11、 21。这些内周侧折弯 部ll、 21，构成为俯视相互重叠。
该内周侧折弯部11、 21形成为，折弯部宽度在螺钉孔3附近部分比在 其他部分宽、使得折弯部ll、 21的压缩阻力变小。即，形成为内周侧折弯 部11、 21的螺钉孔3附近的折弯部宽度Wal (图2、图5)比螺钉孔3之 间等的其他部分的折弯部宽度Wbl (图3、图6)宽。例如，将最大折弯 部宽度设为最小折弯部宽度的1.5至2.5倍的程度。
并且，在一方的第二金属构成板20中，由半折弯部形成外周侧折弯部 22,该半折弯部具有在内周侧朝向第一金属构成板10侧、在外周侧朝向第 一金属构成板10侧的相反侧的倾斜。该外周侧折弯部22，俯视配置于内 周侧折弯部11、 21的外周侧，以在螺钉孔3附近部分将螺钉孔3包含于内 侧的方式延伸配置于螺钉孔3的外侧。该部分的外周侧折弯部22,兼作螺 钉孔3部分的挡块(stopper)。
将该外周侧折弯部22形成为，折弯部宽度在螺钉孔3的附近部分比其 他部分窄、使得折弯部的压缩阻力变大。即，形成为，外周側折弯部22 的螺钉孔3附近的折弯部宽度Wa2 (图2、图5 )比螺钉孔3之间等其他 部分的折弯部宽度Wb2 (图3、图6)窄。例如，将最大折弯部宽度设为 最小折弯部宽度的1.5至2.5倍的程度。
在图l至图3所示的第一实施方式的金属密封垫1中，在上述两片的 第一以及第二金属构成板10、 20的基础上，层叠第三金属构成板30,在 该第三金属构成板30中，俯视观察，由具有在内周侧朝向第一金属构成板 10侧、在外周側朝向该第一金属构成板10侧的相反侧的倾斜的半折弯部 形成的内周侧折弯部31，以俯视与第一以及第二金属构成板10、 20的内 周侧折弯部ll、 21重叠的方式配置。另外，在图5至图6所示的第二实施方式的金属密封垫1A中，在上 述两片第一以及第二金属构成板IO、 20的基础上，将相同形状的第四及第 五金属构成板10A、 20A相对于层叠面对称地层叠。根据该构成，俯视观 察，内周侧折弯部ll、 21、 21A、 IIA重叠，外周侧折弯部22、 22A重叠。
根据上述金属密封垫1 (或1A )，在形成一次密封的内周侧折弯部11 、 21、 31 (或者11、 21、 21A、 11A)，在螺钉紧固连接力的影响较强、密 封面压力容易增大的螺钉孔3附近，通过减小压缩阻力，得到压缩性和稍 低的面压力。另外，在螺钉紧固连接力的影响较弱、密封面压力容易变小 的螺钉孔3之间，通过增大压缩阻力，得到稍高的面压力。由此，得到遍 及密封对象用孔2的整个周围大致均等的密封面压力，发挥优异的密封性 能，并且防止作为排放气体通路的密封对象用孔的变形。
另外，在形成二次密封的外周側折弯部22 (或者22、 22A)，在螺钉 紧固连接力的影响较大、密封面压力容易增大的螺钉孔3附近，通过增大 压缩阻力，进一步增大密封面压力，从而抑制作为该金属密封垫1(或1A) 的接合面的排气歧管的法兰的挠曲变形。另一方面，在螺钉紧固连接力的 影响较弱、密封面压力容易变小的螺钉孔3之间，通过减小压缩阻力，得 到稍低的面压力，提高压缩性和随动性，提高密封性。
而且，通过组合这些内周侧折弯部11、 21、 31 (或者ll、 21、 21A、 11A)和外周侧折弯部22 (或者22、 22A)，在螺钉孔3附近、其他的部 位(螺钉孔3之间等)，在一方的折弯部压缩阻力较小地形成时，另一方 的折弯部压缩阻力较大地形成，因此，在作为两方的组合结果的整体构成
中，能够得到大致均等的密封面压力，能够发挥优异的密封性，并能够抑 制作为接合面的排气歧管、排气管的法兰的挠曲变形。
另外，在上文中，内周侧折弯部和外周侧折弯部的两方都由半折弯部 形成，但也可以由全折弯部(7/k匕、'一K)形成，该折弯部形状，在本发 明中没有特别限定，在由全折弯部形成的情况下，剖面形状可以是圆弧形 状、正弦形状(余弦)、梯形形状、三角形(山形)形状等。
权利要求
1.一种金属密封垫，具有一片或多片金属构成板，在密封对象用孔的周围配置有螺钉孔，并且围绕所述密封对象用孔的周围设置有内周侧折弯部和外周侧折弯部，其特征在于，所述内周侧折弯部形成为，在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较小；所述外周侧折弯部，配置成俯视在所述螺钉孔附近部分将所述螺钉孔包含于内侧，并且形成为在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较大。
2. 根据权利要求1所述的金属密封垫，其特征在于， 所述内周侧折弯部形成为，在所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部宽度较宽、折弯部的压缩阻力较小，并且所述外周側折弯部形成为，在 所述螺钉孔附近部分相比其他部分折弯部宽度较窄、折弯部的压缩阻力较 大。
3. 根据权利要求1或2所述的金属密封垫，其特征在于， 层叠两片以上的金属构成板构成该金属密封垫； 在所述金属构成板的相邻两片的第一以及第二金属构成板的各自中，所述内周侧折弯部由具有在内周侧相互朝向外侧、在外周側相互朝向内侧 的倾斜的半折弯部形成，在所述金属构成板的两片之中的一方的金属构成 板中，所述外周侧折弯部由具有在内周侧朝向另一方的金属构成板侧、在 外周侧朝向相反侧的倾斜的半折弯部形成；并且 俯视，所述内周侧折弯部各自重叠。
4. 根据权利要求3所述的金属密封垫，其特征在于， 除了所述两片金属构成板之外，还层叠第三金属构成板，在该第三金属构成板中，俯视与所述内周侧折弯部重叠的内周侧折弯部，由具有在内 周侧朝向所述第一金属构成板侧、在外周侧朝向相反侧的倾斜的半折弯部 形成。
5.根据权利要求3所述的金属密封垫，其特征在于， 两组所述两片金属构成板，相对于层叠面相互对称地层叠。
全文摘要
本发明涉及金属密封垫，其能够遍及密封对象用孔的整个周围地得到大致均等的密封面压力、发挥优异的密封性、并能够抑制作为接合面的汽缸盖和进排气歧管的法兰的挠曲变形。该金属密封垫，具有一片或多片金属构成板(10、20、30)，在密封对象用孔(2)的周围配置螺钉孔(3)，并且围绕所述密封对象用孔(2)的周围设置内周侧折弯部(11、21)和外周侧折弯部(22)，其中，所述内周侧折弯部(11、21)形成为，在所述螺钉孔(3)附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较小，所述外周侧折弯部(22)，配置成俯视在所述螺钉孔(3)附近部分将所述螺钉孔(3)包含于内侧，并且形成为在所述螺钉孔(3)附近部分相比其他部分折弯部的压缩阻力较大。
文档编号F16J15/08GK101408247SQ20081016960
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月9日 优先权日2007年10月12日
发明者今井敏博 申请人:石川密封垫板有限责任公司