缸垫的制作方法
【专利摘要】包括夹持在两侧的主构件1、主构件4之间的中间构件，中间构件包括第一中间构件2和与第一中间构件2分离的不同的第二中间构件3；第一中间构件2具有以规定的宽度围绕缸孔12的缸孔周缘部分21，在缸孔周缘部分21上形成有用于包围缸孔12的凸缘22，该第一中间构件2的缸孔周缘部分21分离配置在各缸孔12上，或者该第一中间构件2是缸孔周缘部分21在缸孔12之间相连接而成的一体形状的金属板；第二中间构件3是配置在第一中间构件2的外侧并具有油孔16以及螺栓孔15的金属板，第一中间构件2的厚度大于第二中间构件3的厚度。由此，针对缸盖的升降的随动性优良，能够从垫片侧抑制缸盖的升降且能够节省使用材料。
【专利说明】缸垫
【技术领域】
[0001]本发明涉及安装于汽车等发动机的缸体(cylinder block)和缸盖(cylinderhead)之间的缸垫(cylinder head gasket)。
【背景技术】
[0002]近年来，由于实现发动机的低耗油量化和输出增大化，因此燃烧室内的温度和内压具有上升的趋势。即，发动机的最高爆炸压力具有上升的趋势，另一方面，伴随着发动机的轻型化，其机械强度也具有降低的趋势。结果，在缸体内爆炸时，缸盖的升降(lift)幅度变大，因此要求缸垫针对缸盖的升降的随动性。当缸垫针对缸盖的升降的随动性下降时，产生密封泄漏。另外，还要求从垫片(gasket)侧抑制缸盖的升降。
[0003]为了解决所述问题，已知如下的方法，即，使缸孔(cylinder hole)周缘部分的垫片的厚度大于其它部分的厚度，来增加缸孔周缘部分的单位面积内的紧固力，从而提高密封性且抑制升降量。
[0004]在日本特开平8-285080号公报中公开了如下的内容，即，在将弹性金属板作为材料的单板型缸垫中，将以适当的宽度围绕各缸筒(cylinder bore)周缘部分的金属板形成为规定的形状，将与缸孔周缘部分相比厚度更薄且硬度更高的金属板作为材料，来形成除了该缸筒周缘部分之外的垫片残留部，并且将该垫片残留部和所述缸孔周缘部分嵌合，来对该嵌合部进行激光焊接。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平8 - 285080号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的问题
[0009]但是，在日本特开平8 - 285080号公报中，通过激光焊接进行垫片残留部和缸孔周缘部分之间的嵌合，因此不能使垫片残留部的厚度太小，在实施例中，充其量也就是
0.2mm，与缸孔周缘部分的板厚之差为0.05mm。在单板型垫片中且在这样的厚度差下，不能说缸垫充分具有能够针对近年来的缸盖的大的升降的随动性。另外，另一方面，在实现轻型化的环节上，要求节省构成垫片的材料。因此，希望研究出针对缸盖的升降的随动性优良、能够从垫片侧抑制缸盖的升降量且能够节省使用材料的缸垫。
[0010]S卩，本发明提供一种针对缸盖的升降的随动性优良、能够从垫片侧抑制缸盖的升降且能够节省使用材料的缸垫。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]在该实际情况中，本
【发明者】进行专心研究之后发现:如果使夹持在两侧的主构件之间的中间构件为，具有以规定的宽度围绕缸孔的缸孔周缘部的金属板(第一中间构件)和配置在该第一中间构件的外侧并具有油孔以及螺栓孔的金属板(第二中间构件)，并且，使第一中间构件和第二中间构件为分离的不同的构件，则由于能够使第一中间构件的板厚大于第二中间构件的板厚，因此能够得到针对升降的随动性优良、能够从垫片侧抑制缸盖的升降且能够节省使用材料的垫片，从而完成了本发明。
[0013]S卩，本发明提供一种缸垫，包括缸盖侧的主构件、缸体侧的主构件以及夹持在该缸盖侧的主构件和缸体侧的主构件之间的中间构件，其特征在于，该中间构件包括第一中间构件和与该第一中间构件分离的不同的第二中间构件，第一中间构件具有以规定的宽度围绕缸孔的缸孔周缘部分，并在该缸孔周缘部分形成有用于包围缸孔的凸缘，该第一中间构件的各缸孔周缘部分分离配置在各缸孔上，或者第一中间构件是将各缸孔周缘部分在该缸孔之间相连接而成的一体形状的金属板，第二中间构件是配置在该第一中间构件的外侧并具有油孔以及螺栓孔的金属板，并且该第一中间构件的板厚大于该第二中间构件的板厚。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，由于在两侧的主构件之间安装了板厚大的中间构件(隔板)，因此能够抑制缸盖的升降。另外，在缸孔周缘部分的形成有凸缘的中间构件的层叠张数为3张以上，因此可以使每个板相对于凸缘的间隙的随动量变小，因此能够提高垫片的随动性。另夕卜，由于第一中间构件和第二中间构件是分离的不同的构件，因此能够使第一中间构件的厚度比第二中间构件的厚度大0.07mm以上，并且能够提高设计上的自由度。因此，能够增加缸孔周缘部分的单位面积内的紧固力，从而能够提高密封性。另外，对于第一中间构件和第二中间构件仅在需要部分使用，因此能够节省使用材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式中的缸垫的缸体侧的主构件的俯视图。
[0017]图2是本例的缸垫的第一中间构件的俯视图。
[0018]图3是本例的缸垫的第二中间构件的俯视图。
[0019]图4是本例的缸垫的缸盖侧的主构件的俯视图。
[0020]图5是在本例的缸垫的缸体侧的主构件上组装两个中间构件的俯视图。
[0021]图6是本发明的实施方式中的缸垫的俯视图。
[0022]图7是沿着图5的A — A线观察的图。
[0023]图8是沿着图6的B — B线观察的图。
[0024]图9是沿着图6的C 一 C线观察的图。
[0025]图10是沿着图6的D — D线观察的图。
[0026]图11是沿着图6的E — E线观察的图。
[0027]图12是沿着图6的F — F线观察的图。
[0028]图13是沿着图6的G — G线观察的图。
[0029]图14是图5的X部分的放大图。
【具体实施方式】
[0030]接着，参照图1至图14，对本发明的实施方式中的缸垫(下面，还仅称为“垫片”)进行说明。在图1、图2以及图4至图6中，实线包围的是凸缘(bead)。
[0031]本发明的实施方式中的垫片10用作缸体和缸盖之间的接合面的密封构件，包括缸体侧的主构件1、缸盖侧的主构件4、夹持在主构件I和主构件4之间的中间构件。中间构件包括第一中间构件2和与第一中间构件2分离的不同的第二中间构件3。此外，“分离”指，没有相互接触或重复的部位而分开的状态。在本例中，缸体侧的主构件I以及缸盖侧的主构件4各自为单张的板，但是并不限定于此，也可以分别是层叠两个以上的板而成的。
[0032]图1示出了缸体侧的主构件I。主构件I的轮廓形状大概与缸体和缸盖之间的接合面形状相对应。另外，主构件I具有:缸孔12 ;多个冷却水孔13，其位于缸孔12的周围，具有比较小的孔径；油孔16，其配置在冷却水孔13的外侧，具有比较大的孔径；螺栓孔15，其以90度间隔形成在缸孔的周围；卡止孔17，其用于卡住第一中间构件2的卡止片23，位于螺栓孔15的内侧；螺钉孔18，其用于固定主构件1、主构件4及第二中间构件3。此外，螺钉孔18位于缸体和缸盖之间的接合面形状的外侧。
[0033]另外，就主构件I而言，在缸孔12的周缘部分形成有用于包围缸孔12的凸缘121，在油孔16的周缘部分形成有用于包围油孔16的凸缘161，在冷却水孔13和螺栓孔15之间形成有用于从外侧包围4个缸孔12的凸缘181。此外，在螺栓孔15的周围存在有凸缘181和用于包围油孔16的凸缘161，或者形成有用于包围螺栓孔15的凸缘151。主构件I上的凸缘的高度例如为0.05?0.3mm左右。作为主构件I上的凸缘的形状，可以是呈山型截面形状的全凸缘和呈如图11的附图标记161或者图12的附图标记151所示那样的阶梯形状的半凸缘中的任一种，但是在本例中，用于包围缸孔12的凸缘121为全凸缘(full bead),用于包围油孔的凸缘181为半凸缘(half bead)。
[0034]图4示出了缸盖侧的主构件4。在主构件4中，与主构件I不同之处如下:在主构件4上未形成有用于卡住第一中间构件2的卡止片23的卡止孔17 ;除了缸孔12周缘部分之外，凸缘在厚度方向上与主构件I对称。用于卡住第一中间构件2的卡止片23的卡止孔17只要形成在主构件I和主构件4中的某一个上即可，在本例中，在主构件4上没有设置卡止孔。另外，除了在缸孔周缘部分21之外，凸缘在厚度方向上对称，由此能够提高垫片针对气缸的升降的随动性。另外，由于安装有第一中间构件2，因此即使凸缘在厚度方向上相同，在缸孔周缘部分21也能够起到本发明的效果。
[0035]作为主构件1、主构件4，能够举出在钢板的一侧或者两侧形成有橡胶构件的复合构件。作为钢板，能够举出不锈钢钢板、SPCC钢板、铝钢板等。钢板以及橡胶构件以及在钢板上形成橡胶构件的方法，能够使用公知的构件和方法。
[0036]第一中间构件2具有以规定的宽度围绕缸孔12的缸孔周缘部分21，在缸孔周缘部分21上形成有用于包围缸孔12的凸缘22，第一中间构件2是将缸孔周缘部分21在缸孔12之间连接而成的一体形状的金属板。即，4个缸孔周缘部分21分别通过连接部25连接而形成一体。第一中间构件2的板厚为0.15mm?0.30mm,优选为0.20mm?0.25mm,更优选为，0.2mm。这样，在考虑到垫片随动性时，需要调整第一中间构件2的厚度，但是通过使第一中间构件2与第二中间构件3相分离，能够使第一中间构件2与第二中间构件3之间的阶梯变大，从而能够增加缸孔周缘部分的单位面积内的紧固力。作为第一中间构件2的金属板，能够使用在日本JISG4313中规定的SUS301H。第一中间构件2上的凸缘的高度例如为0.05?0.30mm左右。第一中间构件2上的凸缘为全凸缘或者半凸缘，在本例中为全凸缘。第一中间构件2并不限定于4个缸孔周缘部分21分别通过连接部25相连接的一体化的结构，也可以是省略连接部25而4个缸孔周缘部分21分别分离配置在各缸孔12上的结构。
[0037]在第一中间构件2上形成有比缸孔周缘部分21的外周部更向外侧突出的卡止片
23。由此，能够卡在主构件I的卡止孔17上。即，如图14所示，使卡止片23进入于卡止孔17内，并向相反的一侧弯折来卡住。此外，第一中间构件2也可以卡在主构件4上。此时，在主构件4上形成有卡止孔17。
[0038]第二中间构件3是配置在第一中间构件2的外侧并具有油孔16、螺栓孔15以及与主构件1、主构件4 一起被固定的螺钉孔18的金属板。在第二中间构件3的中央具有大的贯通孔32，并且第一中间构件2以与第二中间构件3分离的方式容置于该贯通孔32内。SP，缸孔12和冷却水孔13位于贯通孔32内。
[0039]第二中间构件3的板厚至少比第一中间构件2的厚度小0.07mm以上，优选小
0.08mm以上,更优选小0.09mm?0.12mm。这样,通过使第二中间构件3的厚度变薄，能够使第二中间构件3和第一中间构件2之间的阶梯变大，从而能够增加缸孔周缘部分的单位面积内的紧固力。作为第二中间构件3的金属板，能够使用在日本JISG4313中规定的SUS304或SPCC钢板。在第二中间构件3上可以形成凸缘也可以不形成凸缘，但是在本例中，第二中间构件3为形成有凸缘的平板。即使未在第二中间构件3上形成凸缘，由于在主构件I和主构件4的油孔16周缘部上形成有凸缘，因此能够增加油孔16周缘部的紧固力。
[0040]图5示出了主构件1、第一中间构件2以及第二中间构件3这3个构件之间的配置关系。即，第一中间构件2的卡止片23卡在主构件I的卡止孔17内。另外，如图6所示，第二中间构件3通过螺钉固定在主构件4上。并且，缸孔12以及冷却水孔13位于第二中间构件3的贯通孔32部分。这样，第一中间构件2和第二中间构件3不连续而相分离，仅在需要部分使用，因此能够节省使用材料。在图5的2层结构的构件上组装缸盖侧的主构件4，从而能够获得图6所示的由主构件1、主构件4、第一中间构件2以及第二中间构件3形成的3层结构的本发明的垫片。
[0041]如图8所示，在垫片10中，以规定的宽度围绕缸孔12的缸孔周缘部分为形成有凸缘的3个板材，即，主构件1、主构件4及第一中间构件2的3层结构。根据实验得知，通过增加凸缘板的层叠张数，能够提高垫片针对凸缘的升降的随动性。即，可以使垫片10的每个板相对于凸缘的间隙的随动量变小，因此能够提高垫片的随动性。
[0042]另外，垫片10中的位于缸孔周缘部分的第一中间构件2 (隔板(shim))的厚度大。根据实验得知，在形成有全凸缘的两个主构件之间安装隔板而成的垫片的情况下，填隙板的板厚越厚，则越能够抑制缸盖升降。即，垫片10能够从垫片侧抑制凸缘的升降。另外，由于第一中间构件2和第二中间构件3是分离的不同的构件，因此可以使第一中间构件的厚度大于第二中间构件的厚度。因此，能够增加缸孔周缘部分的单位面积内的紧固力，从而能够提高密封性。另外，对于第一中间构件2和第二中间构件3仅在需要部分使用，因此能够节省使用材料。
[0043]如图11所示，油孔周缘部分是形成有全凸缘的3个板材，S卩，主构件1、主构件4及第二中间构件3的3层结构。由于在油孔16中流动的油压小于缸体压，因此对于油孔的密封来说是充分的。
[0044]本发明的缸垫并不限定于所述实施方式例，例如第一中间构件2也可以，将在缸孔周缘部分21上形成用于包围缸孔12的凸缘22而成的金属板重叠多张来形成。此时，与该金属板为一张的情况同样地，优选该多张板的总厚度比该第二中间构件的厚度大0.07mm以上。在第一中间构件2为重叠多张板而成的情况下，能够容易地使第一中间构件2和第二中间构件之间的厚度差变大。另外，由于位于缸孔周缘部分的带有凸缘的中间构件的层叠张数为4张以上，因此可以使每个板相对于凸缘的间隙的随动量变小，因此能够提高垫片的随动性。
[0045]产业上的可利用性
[0046]针对伴随着近年来的发动机的低耗油量化和输出增大而引起的缸体内爆炸时的缸盖的大的升降，能够从缸垫侧进行抑制，另外能够发挥优良的随动性。因此，能够有利于发动机的低耗油量化和输出增大化，并且能够节省资源。
[0047]附图标记的说明
[0048]1:缸体侧的主构件
[0049]2:第一中间构件
[0050]3:第二中间构件
[0051]4:缸盖侧的主构件
[0052]5:螺钉
[0053]10:垫片
[0054]12:缸孔
[0055]13:冷却水孔
[0056]15:螺栓孔
[0057]16:油孔
[0058]17:卡止孔
[0059]18:螺钉孔
[0060]21:缸孔周缘部分
[0061]22、42、121 ;缸孔周围的全凸缘
[0062]23:卡止片
[0063]46、161:油孔周围的半凸缘
[0064]48、181:半凸缘
【权利要求】
1.一种缸垫，包括缸盖侧的主构件、缸体侧的主构件以及夹持在该缸盖侧的主构件和缸体侧的主构件之间的中间构件，其特征在于， 该中间构件包括第一中间构件和与该第一中间构件分离的不同的第二中间构件， 第一中间构件具有以规定的宽度围绕缸孔的缸孔周缘部分，并在该缸孔周缘部分形成有用于包围缸孔的凸缘，该第一中间构件的各缸孔周缘部分分离配置在各缸孔上，或者第一中间构件是将各缸孔周缘部分在该缸孔之间相连接而成的一体形状的金属板， 第二中间构件是配置在该第一中间构件的外侧并具有油孔以及螺栓孔的金属板，并且该第一中间构件的板厚大于该第二中间构件的板厚。
2.根据权利要求1所述的缸垫，其特征在于， 缸盖侧的主构件为一张板或为层叠两张以上的板而成的构件。
3.根据权利要求1或2所述的缸垫，其特征在于， 缸体侧的主构件为一张板或为层叠两张以上的板而成的构件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的缸垫，其特征在于， 该第一中间构件的厚度比该第二中间构件的厚度大0.07mm以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的缸垫，其特征在于， 该第一中间构件是将在该缸孔周缘部分形成有用于包围缸孔的凸缘而成的金属板重叠多张来形成的，该多张板的板厚比该第二中间构件的厚度大0.07mm以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的缸垫，其特征在于， 该第一中间构件或该第二中间构件卡在缸盖侧的主构件或缸体侧的主构件中的任一个上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的缸垫，其特征在于， 缸盖侧的主构件或缸体侧的主构件均为在钢板的两面或者一面形成有橡胶构件的复合构件，并且具有用于包围缸孔的凸缘。
【文档编号】F02F11/00GK103459901SQ201280016305
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月21日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】丹羽隆弘, 今中博信, 村田猛, 和佐田真也 申请人:霓佳斯株式会社