本发明涉及密封垫及其制造方法，更详细而言涉及耐久性提高了的密封垫及其制造方法。
背景技术
在介于汽缸盖与汽缸体之间的密封垫、介于排气管的凸缘之间的密封垫等需要调节表面压力的密封垫中，使用了多个金属板层叠而得到的密封垫(例如，参照专利文献1)。在这样的密封垫中，在该金属板形成筋(英文：bead)和/或折回部来调节表面压力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-142242号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
但是，当密封垫长期被紧固连结时，形成的筋和/或折回部由于应力和/或热膨胀而松弛，压缩应力下降。因此，在多个金属板层叠而得到的密封垫中，存在难以长期维持表面压力的这一问题。该问题尤其在egr密封垫、涡轮增压器密封垫等供高温的排气流通的密封垫中显著。
本发明是鉴于上述的问题而做出的，其课题在于提供一种能够确保密封性的同时、长期维持表面压力并提高耐久性的密封垫及其制造方法。
用于解决问题的技术方案
用于解决上述的课题的本发明的密封垫是由金属线编织物构成的密封垫，其特征在于，该密封垫包括至少具有一个贯通孔的环状部、和与该环状部的外周缘相接的主体部，构成所述环状部的金属线编织物的金属线以及构成所述主体部的金属线编织物的金属线互相交缠从而该环状部与该主体部接合，并且构成所述环状部的金属线彼此之间的间隙由树脂密封。
用于解决上述的课题的本发明的密封垫的制造方法的特征在于，由金属线和树脂纤维或金属线和树脂线编织筒状的金属线编织物，将该筒状的金属线编织物在筒轴方向上压扁而形成环状部，由金属线编织其他的筒状的金属线编织物，将该其他的筒状的金属线编织物在径方向上压扁而形成主体部，在得到的所述主体部的预定的位置形成配置孔，在该配置孔配置所述环状部，利用热压缩使所述主体部以及所述环状部一体化。
发明的效果
根据本发明，由金属线编织物构成环状部和主体部，使它们各自的金属线互相交缠而接合，并且由树脂将环状部的金属线彼此之间的间隙密封。因此，作为密封垫，能够利用金属线编织物的压缩应力的同时，确保贯通孔周围的密封性。由此，与使多个金属板层叠而得到的以往的密封垫相比，有利于确保密封性的同时维持表面压力，能够提高耐久性。
附图说明
图1是例示本发明的密封垫的第一实施方式的立体图。
图2例示了图1的密封垫的制造方法的一部分，(a)～(c)是分别例示构成第一环状部、第二环状部以及主体部的金属线编织物的构成图。
图3例示了图1的密封垫的制造方法的一部分，(a)是例示主体部的立体图，(b)是例示在主体部配置了第一环状部以及第二环状部的状态的立体图。
图4是例示本发明的密封垫的第二实施方式的剖视图。
附图标记说明
20：金属线；
21～23：金属线编织物；
25：树脂；
26：树脂线；
30：密封垫；
31：第一环状部；
32：第二环状部；
33：主体部；
34：板面；
35：密封对象孔；
36：紧固连结用具插通孔。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在图中，将x设为厚度方向，将y、z设为与x方向正交且互相正交的方向。此外，图1～图4使尺寸变化以使得容易理解构成，尺寸并不一定与实际制造的产品的比率一致。
如图1所例示的那样，第一实施方式的密封垫30是介于配管12的凸缘13彼此之间且由螺栓10以及螺母11紧固连结的凸缘用密封垫。
密封垫30由金属线20被编织而得到的金属线编织物21～23构成，并具备由金属线编织物21构成的第一环状部31、由金属线编织物22构成的第二环状部32、以及由金属线编织物23构成的主体部33。密封垫30通过分别构成第一环状部31、第二环状部32、以及主体部33的金属线编织物21～23的金属线20互相交缠而接合，并形成为在x方向上的两端具有在yz平面上延伸的板面34、且x方向上的板厚d1为0.4mm～2.0mm的一块板状。
金属线20是直径为0.1mm～0.3mm的金属的细线，例示有sus301、sus304、sus304l等不锈钢线、黄铜、磷青铜、锌白铜、铍铜合金等弹簧用铜合金线。本实施方式的金属线20为同一金属且同一直径。
金属线编织物21～23通过以将线圈(日文：編目)(环)24连续地拼在一起的方式编织金属线20而形成。具体而言，金属线编织物21～23以在与被编织的金属线20的延伸方向正交的方向上引出线圈24的、纬编(平针组织、罗纹组织、双反面组织)进行编织。金属线编织物21～23只要是通过编织金属线20而形成的即可，并不限定编织方法，也可以以经编(特里科经编(日文：トリコット編))进行编织。
第一环状部31是具有在x方向上贯通的密封对象孔35且x方向上的俯视形状为圆环的部件。第二环状部32是具有在x方向上贯通的紧固连结用具插通孔36且x方向上的俯视形状为圆环的部件。
密封对象孔35是与配管12的供流体通过的孔14对应的贯通孔。紧固连结用具插通孔36是配置于密封对象孔35的周围并供螺栓10插通的贯通孔。密封对象孔35的直径r1比紧固连结用具插通孔36的直径r2大。
第一环状部31由树脂25将编入到金属线编织物21的金属线20彼此之间的间隙密封。树脂25的熔化温度比金属线20的熔化温度低。
作为树脂25，优选熔化温度较高且在熔化温度以上恢复力强的(弹性高的)树脂，优选例示有聚四氟乙烯等氟树脂。此外，在图中，以点描的方式示出了树脂25，但实际上作为金属线20彼此之间的间隙的线圈24由树脂25密封。线圈24被密封了的状态是流体不通过线圈24的状态，第一环状部31构成为通过由树脂25对线圈24的密封从而通过密封对象孔35的流体不向第一环状部31的周方向外侧漏出。
主体部33与第一环状部31的外周缘相邻，并且与第二环状部32的外周缘相邻，并内包第一环状部31以及第二环状部32，且其外周形状形成为与凸缘13的外周形状相同的形状。主体部33具有一个第一配置孔38和两个第二配置孔39。
第一配置孔38形成于主体部33的中央部以及外侧，并以与第一配置孔38的内周缘相接的方式配置有第一环状部31。第二配置孔39形成于第一配置孔38的周围，并以与第二配置孔39的内周缘相接的方式配置有第二环状部32。
如图2以及图3所例示的那样，密封垫30的制造方法是如下方法：由金属线20和树脂线26编织筒状的金属线编织物21，由金属线20编织筒状的金属线编织物22以及金属线编织物23，将它们热压缩而形成为板状。
树脂线26是由上述树脂25构成的直径为0.1mm～0.3mm的细线。该细线既可以是由单纤维构成的线，也可以是由多个纤维构成的线。也可以使树脂线26的直径与金属线20的直径不同。
如图2的(a)～(c)所例示的那样，以线圈横列(英文：course)方向朝向圆筒轴方向且线圈纵行(英文：wale)方向朝向圆筒周方向的方式将金属线20或将金属线20及树脂线26编织，而形成多个圆筒状的金属线编织物21～23。在图示的例子中，由于利用一台编织机编织多个圆筒状的金属线编织物21～23，所以将这些线圈横列数以及线圈纵行数限定为相同数。此外，也可以是，金属线编织物21～23的组成(线圈横列数、线圈纵行数等)能够通过变更编织机的间距的间隔等而进行变更，并在第一环状部31、第二环状部32以及主体部33分别不同。
如图2的(a)所例示的那样，金属线编织物21与金属线编织物22、23不同，每隔“1”线圈横列便与金属线20一起编入有树脂线26。此外，也可以是，金属线编织物21以所有的线圈横列编入有树脂线26。另外，金属线编织物21只要树脂线26与金属线20互相缠绕(交缠)即可，也可以先编织金属线20，然后使树脂线26与线圈24缠绕。金属线20和树脂线26的编织方法也可以不同。
如图3的(a)所例示的那样，由金属线编织物23形成主体部33。具体而言，首先，将圆筒轴方向朝向与x方向正交的z方向的金属线编织物23在x方向(圆筒径方向)上压扁。接下来，将该金属线编织物23的预定的位置的线圈24在yz平面上扩张开而形成第一配置孔38以及第二配置孔39。此处所说的预定的位置是指与第一环状部31以及第二环状部32分别对应的位置，第一配置孔38位于主体部33的中央部，第二配置孔39位于在第一配置孔38的周围互相成为对角的位置。这样一来，当在x方向上压扁了时，形成成为主体部33的金属线编织物23。
在本实施方式中，由一个圆筒状的金属线编织物23形成了主体部33，但也可以由多个圆筒状的金属线编织物23形成主体部33。另外，第一配置孔38以及第二配置孔39只要第一环状部31的金属线编织物21以及第二环状部32的金属线编织物22分别配置于其内侧即可，其大小、和/或形状没有限定。第一配置孔38以及第二配置孔39也可以通过剪切主体部33而形成，但若剪切主体部33则容易松散开，所以优选通过将线圈24扩开而形成。
如图3的(b)所例示的那样，将第一环状部31的金属线编织物21配置于第一配置孔38的内侧，将第二环状部32的金属线编织物22以各自的圆筒轴方向朝向x方向的方式配置于第二配置孔39的内侧。此时，主体部33的金属线编织物23的面与第一环状部31的金属线编织物21以及第二环状部32的金属线编织物22的面正交。
此外，也可以是，第一环状部31以及第二环状部32各自在分别配置于主体部33的第一配置孔38以及第二配置孔39之前，在筒轴方向上压扁而形成一定程度形状。
这样，使用未图示的热压机(日文：熱間プレス機)在比树脂25的熔化温度高且比金属线20的熔化温度低的温度下将组合了的所有的金属线编织物21～23在x方向上热压缩，而形成为在x方向上的两端具有板面34的一块板状，该制造方法完成。
在金属线20为不锈钢线且树脂25为氟树脂的情况下，由热压机进行热压缩时的温度例示有比作为氟树脂的熔化温度的约320℃～350℃高的温度。
关于通过由热压机进行的热压缩从而与金属线20一起编入有树脂线26的金属线编织物21，树脂线26成为熔化状态或凝胶状(橡胶状弹性体)的树脂25，并被填充于金属线20彼此之间的间隙。并且，当冷却时，构成第一环状部31的金属线编织物21成为金属线20彼此之间的间隙由树脂25密封了的状态。
此外，金属线编织物21以及金属线编织物22各自在分别配置于主体部33的第一配置孔38以及第二配置孔39之前，在筒轴方向上压扁，在形成一定程度形状之后进行配置。另外，配置有它们的金属线编织物23也同样地在径方向上压扁而形成一定程度形状。
这样，在将金属线编织物21～23配置于预定的位置而一体化之前，分别压扁而形成为临时形状，从而能够将柔软且形状难以固定的编织物在具有一定程度预定的形状的状态下进行处理。由此，容易进行制造，有利于大量生产。
另外，通过由热压进行的热压缩，从而在第一环状部31、第二环状部32以及主体部33各自的边界彼此的金属线20(线圈24)互相缠绕(交缠)，所以能够将它们接合。具体而言，使第一环状部31的外周缘以及主体部33的第一配置孔38的内周缘各自的线圈24互相缠绕，从而将第一环状部31以及主体部33接合。另外，使第二环状部32的外周缘以及第二配置孔39的内周缘各自的线圈24互相缠绕，从而将第二环状部32以及主体部33接合。
这样，上述的密封垫30使由金属线编织物21～23构成的第一环状部31、第二环状部32以及主体部33各自的金属线20交缠而形成为板状，并且由树脂25将第一环状部31的金属线20彼此之间的间隙密封。因此，作为密封垫30，能够利用金属线编织物21～23的压缩应力的同时切实地确保密封对象孔35周围的密封性。由此，与使多个金属板层叠而得到的以往的密封垫相比，有利于确保密封性的同时维持表面压力，能够提高耐久性。
上述的密封垫30优选使用氟树脂作为树脂25。氟树脂是如下稳定的物质：通过氟原子仅与碳原子的结合而构成，由于其原子间的结合力大，难以化学分离，另外也不会与其他物质发生新的结合。因此，利用氟树脂的耐热性、难燃性、耐药品性以及非粘着性，能够提高第一环状部31的密封性。
另外，作为机械特征，氟树脂的弹性比金属线20的弹性高。因此，即使将金属线编织物21～23在同一方向上压缩，也能够使金属线编织物21的压缩应力与金属线编织物22、23的压缩应力不同。由此，有利于使第一环状部31、第二环状部32以及主体部33的压缩应力分别不同。
例如，即使将碳等的粉末填充于第一环状部31的线圈24并压缩，也能够将金属线20彼此之间的间隙闭塞。但是，在填充时粉末会分散等，存在粉末的填充量过多或不足、或者未填充至第一环状部31的厚度方向上的中心部的情况。另外，在编织金属线编织物21之后，即使欲使树脂25熔化并填充于该金属线编织物21，也有可能未填充至第一环状部31的厚度方向上的中心部。
因此，根据上述的密封垫30的制造方法，通过编织由金属线20和树脂线26构成的金属线编织物21并将该金属线编织物21热压缩，从而能够将树脂25填充于由金属线编织物21构成的第一环状部31的金属线20彼此之间的所有的间隙。也就是说，即使在金属线编织物21的筒轴方向上的厚度等厚、或线圈24细的状态下，也能够将树脂25填充至各个角落。由此，能够简化仅将树脂25填充于第一环状部31的金属线20彼此之间的间隙的工序，能够在形成密封垫30的同时将第一环状部31的金属线20彼此之间的间隙切实地密封。
此外，也可以使用树脂纤维来代替树脂线26。另外，也可以相对于一根金属线20卷绕并编入多个树脂线26和/或树脂纤维。
氟树脂即使在比熔化温度高的温度时，也不会完全熔化而成为凝胶状。因此，即使欲在编织金属线编织物21之后进行填充，也不容易填充至金属线编织物21的金属线20彼此之间的间隙那样细的部分的各个角落。因此，该制造方法适合于将氟树脂用作树脂25的情况，能够将氟树脂容易地填充于金属线20彼此之间的间隙。
另外，通过由编织金属线20而得到的金属线编织物21～23构成，从而与使多个金属板层叠而得到的以往的密封垫相比，能够轻量化。由此，有利于发动机的轻量化，能够提高发动机的燃料经济性。
另外，与使多个金属板层叠而得到的以往的密封垫相比，能够省略在各个金属板形成筋和/或折回部的工序，所以有利于制造的简化，能够提高生产率。
除了构成第一环状部31的金属线编织物21以外，构成第二环状部32的金属线编织物22、构成主体部33的金属线编织物23的金属线20彼此之间的间隙也可以由树脂25密封。
如图4所例示的那样，在第二实施方式的密封垫30中，第一环状部31、第二环状部32以及主体部33各自在密封垫30被夹持在配管12的凸缘13彼此之间并由螺栓10以及螺母11紧固连结了的状态下，x方向上的压缩应力不同。
在第一环状部31、第二环状部32以及主体部33分别产生的压缩应力在螺栓10以及螺母11的紧固压力(紧固连结力)成为了板面34与凸缘13的座面紧贴(日文：馴染む)的程度(双方的板面34与凸缘13的座面没有间隙地相接的程度)以上时产生。
具体而言，在本实施方式中，对于第一环状部31、第二环状部32以及主体部33而言，构成它们的金属线编织物21～23中的金属线20的体积密度不同。此外，体积密度是每单位面积的质量，例如，金属线编织物21中的金属线20的体积密度表示用于金属线编织物21的金属线20的质量。
金属线20的体积密度按第一环状部31的金属线20的体积密度ρ1、第二环状部32的金属线20的体积密度ρ2、以及主体部33的金属线20的体积密度ρ3的顺序依次变小，体积密度ρ1成为最大。也就是说，按主体部33、第二环状部32以及第一环状部31的顺序而金属线20依次变密，第一环状部31成为最密。也就是说，密封垫30的表面压力按主体部33、第二环状部32以及第一环状部31的顺序依次变高，第一环状部31成为最大表面压力。
凸缘13被紧固连结了时的密封垫30中的第一环状部31、第二环状部32以及主体部33的x方向上的压缩应力能够根据金属线20的材质、线径以及根数而不同。另外，压缩应力能够根据金属线编织物21的在x方向上进行压缩之前的线圈24的线圈横列数以及线圈纵行数、线圈24的大小、编织方法等而不同。此外，压缩应力能够根据金属线编织物21的朝向、层叠个数等而不同。此外，根据金属线20的材质、和/或金属线编织物21～23的编织方法，即使金属线20的体积密度变大，x方向上的压缩应力也有时变小。
因此，密封垫30也可以使金属线编织物21～23各自的线圈24的大小、金属线20的线径、编织方法、一次编入的金属线20的根数、以及构成金属线20的材料不同。
这样，密封垫30优选使第一环状部31、第二环状部32以及主体部33的压缩应力分别不同。通过使它们的压缩应力不同，从而能够自由地调节凸缘13被紧固连结了时的、第一环状部31、第二环状部32以及主体部33各自的表面压力。由此，即使长期被紧固连结，与使多个金属板层叠而得到的以往的密封垫相比，也有利于维持表面压力，能够提高耐久性。
前述的密封垫30通过利用金属线编织物21～23的易加工性、柔软性，能够形成为任意的形状，且能够改变任意的部位的x方向上的压缩应力。由此，能够适用于各种各样的密封垫。
前述的密封垫30不限定于凸缘用密封垫，例如也能够适用于排气歧管用的密封垫、汽缸盖密封垫等具有多个密封对象孔35的密封垫。此外，在汽缸盖密封垫中，可以制造与汽缸孔以外的水孔和/或油孔对应的环状部。
对于前述的密封垫30，也可以使金属线20的体积密度按体积密度ρ1、体积密度ρ2以及体积密度ρ3的顺序依次变大。第一环状部31、第二环状部32以及主体部33的x方向上的斥力能够根据密封垫的形状、使用用途进行各种变更。