专利名称：密封垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及密封装置中的一种密封垫。本发明的密封垫应用于汽车相关领域或一般生产机械等领域，例如应用于对汽车相关领域中内燃机的气缸盖与火花塞筒之间、或气缸盖与喷射管之间等进行密封。
背景技术：
为了对例如内燃机中的气缸盖与火花塞筒之间进行密封，一直以来，如图6所示的火花塞筒密封垫51为人们所熟知，该密封垫51具有如下构造(参照专利文献1或2)，其一体形成有外周安装部53，其按入作为壳体的气缸盖52中开口部52a的内周面52b内；密封唇部55，其紧贴于插入上述开口部52a的插入部件即火花塞筒54的外周面54a；以及，偏心从动部56，其设置于外周安装部53与密封唇部55之间。
但是，在现有的技术中，上述外周安装部53由金属环57与包覆该金属环57外周面的呈挤压状的外周橡胶部58组成，并通过后者即外周橡胶部58所设定的过盈量将外周安装部53固定于气缸盖52的开口部52a的内周面52b内，其具有下述的不妥之处。
即，考虑到将上述结构的密封垫51安装于树脂制的气缸盖52时，树脂制的气缸盖52开口部52a的尺寸(涉及开口部52a的内径尺寸、圆度、圆柱度等尺寸)要求精度较高，其理由如下。即，为确保该密封垫51及气缸盖52之间的密封性，外周安装部53的外周橡胶部58上相对于气缸盖52设定有最小过盈量，如果无法确保气缸盖52的开口52a内径尺寸的高精度，则外周橡胶部58的最大过盈量就会相对于气缸盖52过大。因此，将密封垫51按入气缸盖52时会产生挤裂、或根本无法将密封垫51按入气缸盖52等情况；或者即使可以勉强按入，但由于气缸盖52是树脂制品会产生永久变形而变大，从而产生密封性变差或容易脱落等问题。为防止此类问题发生，如上所述对开口部52a的内径尺寸的精度要求较高。据本申请的发明者所知，开口部52a的内径尺寸公差须设定在实际尺寸±0.1mm以下。
但是，无论采用哪种树脂材料，要想确保上述开口部52a内径尺寸的高精度都比较困难，有时也会导致成本的大幅增加，因而，希望寻求一种利用密封垫吸收该壳体侧产生的尺寸误差的方法。
另外，作为本申请所对应的其它现有技术，在特开2002-332914号公报中公开了一种具有唇形第一密封部的密封装置(气缸盖中的点火栓管插入部密封装置)，该唇形第一密封部设计为使密封装置可对于点火栓管的偏心进行从动；本发明中所谓的过盈量设定部设计为可将密封垫沿径向固定，二者结构和作用效果有所不同。
此外，在特开2002-98231号公报中，公开了一种弹性密封垫，其在相当于本发明外周安装部的筒状安装基部的外周侧，具有可确保压缩量和密封性的环状唇。根据该现有技术，由于一般认为环状唇为断面呈山形的挤压状唇，且按入时在径向产生压缩变形，因此在径向上很难产生弹性变形，从而较难按入壳体的开口部，导致安装性不良。
专利文献1实开昭63-171648号公报专利文献2实开昭62-195643号公报专利文献3特开2002-332914号公报专利文献4特开2002-98231号公报发明内容鉴于上述几点，本发明的目的在于提供一种密封垫，该密封垫即使在无法确保气缸盖等壳体的开口部内径尺寸高精度的情况下，也可以防止将密封垫按入壳体时在外周安装部产生挤裂，可以将密封垫可靠地按入壳体内，从而可确保优良的安装性。
为实现上述目的，本发明所述的密封垫安装于壳体中开口部的内周面，并可以对上述壳体与插入上述开口部的插入部件之间进行密封。其特征在于，在该密封垫中，一体形成有外周安装部，其按入上述开口部；密封唇部，其紧贴上述插入部件；偏心从动部，其设置于上述外周安装部与密封唇部之间。上述的外周安装部，其外径尺寸设定为上述开口部内径尺寸以下，同时，在其外周部，具有过盈量设定元件，其相对于上述开口部的内周面设定过盈量；以及，径向位置决定元件，其用于相对上述开口部的内周面决定径向位置。其中，上述过盈量设定元件，在密封垫中其结构呈唇状，且朝向与该密封垫按入上述壳体的方向呈轴向相反方向倾斜，同时，其自由状态下的外径尺寸设定为比上述开口部的内径尺寸大。
本发明所述的密封垫，其特征还在于，在上述的密封垫中，径向位置决定元件由外周安装部的外周面朝向径向外侧形成有突出状的突起，并在按入时紧贴壳体开口部的内周面。
本发明所述的密封垫，其特征进一步在于，在上述的密封垫中，径向位置决定元件由按入方向的前端侧朝向后端侧形成直径尺寸逐渐扩大的锥状，且在按入时，应紧贴对应壳体开口部的内周面而设定的呈锥状的径向位置决定部。
本发明所述的密封垫，其特征进一步在于，在上述的密封垫中，位于形成唇状的过盈量设定元件内周侧，设置有便于该唇状过盈量设定元件进行弹性变形的空间部。
本发明所述的密封垫，其特征进一步在于，在上述的密封垫中，位于密封唇部的外侧，还设置有用于防止灰尘侵入的防尘密封。
本发明所述的密封垫，其特征还在于，在上述的密封垫中，偏心从动部呈波纹状。
本发明所述的密封垫，其特征还在于，在上述的密封垫中，壳体由树脂材料制成，其在成型时所产生的尺寸误差通过过盈量设定元件的弹性形变吸收。
本发明所述的密封垫，其特征进一步在于，在上述的密封垫中，壳体即为气缸盖，插入部件即为插入上述气缸盖开口部的火花塞筒或喷射管。
本发明可产生如下效果。
即，本发明的具有上述结构的密封垫中，在相对壳体产生嵌合作用方面，并不是采用以前那样在外周安装部设置挤压状外周橡胶部或相同的挤压状唇部(断面为山形的唇)，而是由设置在外周安装部的外周面朝向轴向一侧倾斜构成唇状的过盈量设定元件来完成。并且，因为该唇状过盈量设定元件在按入时会产生弹性变形、可吸收开口部内径尺寸的尺寸误差，所以，即使气缸盖等壳体开口部的内径尺寸产生过盈量过大的尺寸误差，也可通过将唇状过盈量设定元件朝向轴向一侧呈倾倒状设置以产生弹性变形，较容易的吸收该尺寸误差。这样，就可以防患于未然，即防止将密封垫按入壳体时在外周安装部产生挤裂、或无法将密封垫按入壳体等不良情况，并且还可将密封垫相对于壳体稳固地固定。
另外，唇状过盈量设定元件的特征在于，其朝向与密封垫按入壳体的方向呈轴向反方向倾斜，因此该唇状过盈量设定元件在按入时容易产生弹性变形，从而较容易将密封垫按入壳体。并且，一旦按入壳体则唇状的过盈量设定元件便发挥楔子的作用，密封垫便较难从壳体脱落，从而可以弥补以往由于嵌合部分减少产生嵌合力低下而导致较容易从壳体脱落的不足。
此外，根据本发明，可以消除将密封垫勉强按入壳体时所产生的不良情况，具体而言，可以提前防止壳体产生永久变形而导致密封性恶化、密封垫容易脱落等情况。
再者，如果外周安装部仅通过安装于其外周部的唇状过盈量设定元件压接于壳体开口的内周面，该外周安装部有可能以相对于开口部偏心的状态固定。针对这一情况，本发明在设置唇状过盈量设定元件的同时，还设置有径向位置决定元件，通过该径向位置决定装置所发挥的径向位置决定作用，可将外周安装部以较好的精度固定于壳体开口部。前述的径向位置决定元件在从外周安装部的外周面朝向径向外侧形成突出状突起的情况下，该突起通过按入时紧贴壳体开口部的内周面，发挥径向位置决定作用；另外，前述的径向位置决定元件在从按入方向的前端侧朝向后端侧形成直径尺寸逐渐扩大的锥状的情况下，该锥形通过在按入时紧贴预先对应壳体开口部的内周面设置的锥状径向位置决定部，发挥径向位置决定作用。这样，无论在何种情况下，都可将外周安装部相对于开口部精度良好地固定于径向上。
在本发明所述的结构中，位于唇状过盈量设定元件的内周侧，设置有便于该唇状过盈量设定元件产生弹性变形的空间部，因此唇状过盈量设定元件更加便于在径向产生形变。这样，通过上述结构可进一步提高尺寸误差的吸收效果以及易于按入的效果。
在本发明所述的结构中，位于密封唇部的外侧设置有防止灰尘侵入的防尘密封，因此，通过该防尘密封，可有效地密封灰尘等外部异物。这样，可进一步提高上述结构的密封效果。
在本发明所述的结构中，偏心从动部为波纹管状结构。通过该波纹管状偏心从动部，可相对于插入部件的变位进行有效的从动。这样，插入部件与密封唇部之间较难产生间隙，由此可进一步提高上述结构的密封效果。
在本发明所述的结构中，壳体由树脂材料构成，其成型时所产生的尺寸误差可通过过盈量设定元件的弹性变形予以吸收。因此，可有效地吸收由树脂材料构成的壳体所产生的尺寸误差。如上所述，由树脂材料构成的壳体容易产生较大的尺寸误差，本发明可有效地发挥所述的尺寸误差的吸收作用。
在本发明所述的结构中，为组合作为壳体的气缸盖与作为插入部件的火花塞筒而使用的火花塞筒密封垫、以及为组合作为壳体的气缸盖与作为插入部件的喷射管而使用的喷射管密封垫均会取得上述的作用效果。
图1是本发明第一实施例所述密封垫的半截剖视图；图2是本发明第二实施例所述密封垫的半截剖视图；图3是本发明第三实施例所述密封垫的半截剖视图；图4是本发明第四实施例所述密封垫的半截剖视图；图5是本发明第五实施例所述密封垫的半截剖视图；图6是现有技术的实施例所述密封垫的半截剖视图。
符号说明1气缸盖密封垫(密封垫)2气缸盖(壳体)2a开口部2b内周面2c台阶部
2d 径向位置决定部2e 轴向位置决定部3火花塞筒(插入部件)3a 外周面4密封垫本体5外周安装部6密封唇部7偏心从动部7a 薄膜部7b 反转部8、23金属环8a 筒状部8b 凸缘部9外周橡胶部10 内周橡胶部11 过盈量设定元件12 轴向位置决定元件13 径向位置决定元件13a 按入引导元件14 卡紧弹簧15 挡板(防脱部件)21 防尘密封22 安装部24 防尘唇具体实施方式
下面，通过
本发明的实施例。
图1是本发明第一实施例所述密封垫1的半截剖视图；该实施例所述的密封垫1用于对内燃机中树脂制气缸盖2与火花塞筒3之间进行密封，并安装于气缸盖2的开口部2a的内周面2b，其紧贴于插入上述开口部2a的火花塞筒3的外周面3a，结构如下所述。另外，该密封垫1的结构为从气缸盖2的内侧(图中为下侧)按入气缸盖2的开口部2a(箭头X方向)。
首先，该密封垫(火花塞密封垫)1一体形成有外周安装部5，其呈环状并嵌合于气缸盖2中开口部2a的筒状内周面2b的内周侧；密封唇部6，其呈环状并紧贴于火花塞筒3的圆筒状外周面3a；偏心从动部7，其呈环状并设置于外周安装部5与密封唇部6之间。由该外周安装部5、密封唇部6以及偏心从动部7构成密封垫本体4。
外周安装部5一体形成有金属环8，其断面呈L字形，位于筒状部8a的轴向一端(按入方向后端)、朝向径向斜内侧，并包括连为一体的凸缘部8b；外周橡胶部9，其为橡胶状弹性材质并包覆于该金属环8的外周面；内周橡胶部10，其为相同的橡胶状弹性材质并包覆于金属环8的内周面。在该外周橡胶部9的外周面一体形成有环状的过盈量设定元件11，其朝向与该密封垫1按入壳体2的方向(图中为X方向)呈轴向相反方向倾斜，并呈唇状。
外周橡胶部9、外周安装部5乃至密封垫本体4，其外径尺寸A与气缸盖2的开口部2a的内周面2b的内径尺寸B相同或比其略小(A≤B)。这样，该外周橡胶部9、外周安装部5乃至密封垫本体4，将相对于气缸盖2开口部2a的内周面2b的过盈量设定为0。相对于此，唇状过盈量设定元件11，其自然状态下的外径尺寸C比气缸盖2开口部2a的内周面2b的内径尺寸B要大(C＞B)，且相对于气缸盖2的过盈量设定为比0大。这样，在压入时可倒向径向内侧以产生弹性形变，可吸收气缸盖2开口部2a的内周面2b的内径尺寸误差。为了便于唇状过盈量设定元件11产生弹性形变，在该唇状过盈量设定元件11的内周侧设置有环状空间部11a。
另外，在外周橡胶部9乃至外周安装部5的按入方向前方的端部(图中为上端部)设置有环状的轴向位置决定元件12，其呈突起状，并通过在按入时卡合气缸盖2上预设的环状台阶部(也称为端壁部或轴向位置决定元件)2c，从而决定该密封垫1在轴向上的位置。此外，在外周橡胶部9乃至外周安装部5的外周面中上述唇状过盈量设定元件11的按入方向前端侧，设置有环状的径向位置决定元件13，其呈突起状，并通过紧贴气缸盖2的内周面2a，从而决定该密封垫1在径向上的位置，以避免该密封垫1发生倾斜。该突起状径向位置决定元件13从其能发挥的作用来看，其自然状态下的外径尺寸D应与气缸盖2的内径尺寸B相同、或比其大(D≥B，大0～1.0mm左右)，并且比唇状过盈量设定元件11的外径尺寸C要小(D＜C)。此外，在该突起状径向位置决定元件13的按入方向前端侧设置有环状的按入导向元件13a，其呈锥状，并在按入时发挥导向作用以使按入操作更加容易。
偏心从动部7一体形成有薄膜部7a，其一体形成呈环状，并且朝向与上述外周安装部5中的内周橡胶部10的按入方向相反的方向；反转部7b，其为环状，并一体形成于偏心从动部7的前端，断面呈U字形。在该反转部7b的前端、朝向按入方向(图中为上方)一体形成有密封唇部6。在该密封唇部6设置有相对于火花塞筒3的过盈量调整用卡紧弹簧14。
另外，在上述气缸盖2开口部2a的内周面2b，设置有如上所述朝向气缸盖2内侧(图中为下方)的环状台阶部2c，该密封垫1通过在压入时卡合台阶部2c以决定轴向位置。即，密封垫1从气缸盖2的内侧插入气缸盖2的开口部2a，插入时，密封垫1的外周橡胶部9乃至外周安装部5通过突起状轴向位置决定元件12卡合台阶部2c，从而决定密封垫1相对于气缸盖2在轴向上的位置。此外，已被插入的密封垫1通过其后安装于气缸盖2内侧的挡板15等防脱部件，可防止从轴向脱落，也可以防止相对气缸盖2脱落。关于将挡板15等的防脱部件固定于气缸盖2的方法，可以考虑通过螺母固定、或焊接固定等。
在上述结构的密封垫1中，突起状的轴向位置决定元件12、径向位置决定元件13、以及唇状过盈量设定元件11对其与气缸盖2之间产生密封作用；密封唇部6对其与火花塞筒3之间产生密封作用；偏心从动部7相对于火花塞筒3的偏心发挥从动作用；特别是唇状过盈量设定元件11在产生上述密封作用的同时，也相对于气缸盖2产生嵌合作用，并且由于该唇状过盈量设定元件11在按入时产生弹性变形，可吸收开口部2a的内径尺寸B的尺寸误差，因此，即使树脂材质的气缸盖2开口部2a的内径尺寸B存在过盈量较大的误差，也可通过唇状过盈量设定元件11侧倒进行弹性变形而使其直径缩小，从而可吸收该尺寸误差。这样，可以防患于未然，即可以防止发生将密封垫1按入气缸盖2开口部2a时，外周橡胶部9产生挤裂现象、或无法将密封垫1按入气缸盖2的开口部2a等不良状况。并且，可将密封垫1相对于气缸盖2进行良好地固定。
此外，唇状过盈量设定元件11朝向密封垫1相对于气缸盖2的开口部2a的按入方向(箭头X方向)的相反方向倾斜，因此，可将密封垫1较容易地按入气缸盖2的开口部2a。并且，一旦按入其中，唇状过盈量设定元件11就会发挥类似楔子的作用，使密封垫1很难从气缸盖2脱落，从而可以弥补以往由于嵌合部分减少产生嵌合力低下而导致较容易从壳体脱落的不足。根据本申请的发明人所进行的测试，本发明对于树脂材质的气缸盖2开口部2a的内径尺寸B的尺寸误差，在±0.2mm范围内均可进行对应。
另外，上述第一实施例所述的气缸盖1具有如下的结构也可。
第二及第三实施例第二实施例如图2所示，在密封垫本体4的密封唇部6的外侧(图中为上方)设置有防尘密封21，据此可提高对灰尘的密封性。防尘密封21由设定的橡胶状弹性体形成环状，并一体形成有安装部22，其包覆于金属环23上，且金属环23嵌合于密封垫本体4压入方向前端部(图中为上端部)的内周侧；以及防尘唇24，其紧贴火花塞筒3。
另外，在上述第一实施例(图1)中，埋设于密封垫本体4的金属环8在筒状部8a的轴向一端朝向径向斜内侧，一体形成有凸缘部8b；该凸缘部8b的剖面形状也可为如图所示的两段相连的挤入状。此外，第三实施例如图3所示，也可将凸缘部8b设计为完全朝向径向内侧的形状。
第四实施例在上述第一乃至第三实施例(图1至图3)中，密封垫1的构造为从气缸盖2的内侧(图中为下方)按入气缸盖2的开口部2a，但其构造也可为不从气缸盖2的内侧、而是从外侧(图中为上方)按入气缸盖2的开口部2a。此时，如图4所示，唇状过盈量设定元件11设置为朝向按入方向(箭头X方向)的反向即图中的上方。并且，在该唇状过盈量设定元件11的图中下方设置有径向位置决定元件13，该径向位置决定元件13不是突起状，而是对应于气缸盖2的开口部内周面2b设置的、并紧贴锥状的径向位置决定部2d的锥状物。该锥状为从按入方向的前端侧朝向后端侧直径尺寸逐渐扩大的形状。另外，在气缸盖2的开口部内周面2b，设置有朝内的凸缘状物即轴向位置决定部2e，在其周缘部上设置有上述锥状的径向位置决定部2d。
第五实施例此外，如图5所示，金属环8在位于筒状部8a的按入方向后端部设置凸缘部8b也可。
权利要求
1.一种密封垫，其安装于壳体(2)中开口部(2a)的内周面(2b)，并可以对上述壳体(2)与插入上述开口部(2a)的插入部件(3)之间进行密封。其特征在于，在该密封垫(1)中，一体形成有外周安装部(5)，其安装于上述开口部(2a)的内周面(2b)；密封唇部(6)，其紧贴上述插入部件(3)；偏心从动部(7)，其设置于上述外周安装部(5)与密封唇部(6)之间；上述的外周安装部(5)，其外径尺寸(A)设定在上述开口部(2a)内径尺寸(B)以下，同时，在其外周部，具有过盈量设定元件(11)，其相对于上述开口部(2a)的内周面(2b)设定过盈量；以及，径向位置决定元件(13)，其用于决定相对于上述开口部(2a)内周面(2b)的径向位置；其中，上述过盈量设定元件(11)，其结构呈唇状，且朝向与该密封垫(1)按入上述壳体(2)的方向呈轴向相反方向倾斜，同时，其自由状态下的外径尺寸(C)设定为比上述开口部的内径尺寸(B)大。
2.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，径向位置决定元件(13)由外周安装部(5)的外周面朝向径向外侧形成有突出状的突起，并在按入时紧贴壳体(2)的开口部(2a)的内周面(2b)。
3.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，径向位置决定元件(13)由按入方向的前端侧朝向后端侧形成直径尺寸逐渐扩大的锥状，且在按入时，应紧贴对应壳体(2)开口部(2a)的内周面(2b)所设置的呈锥状的径向位置决定部(2d)。
4.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，位于形成唇状的过盈量设定元件(11)的内周侧，设置有便于该唇状过盈量设定元件(11)进行弹性变形的空间部(11a)。
5.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，于密封唇部(6)的外侧，还设置有用于防止灰尘侵入的防尘密封(21)。
6.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，偏心从动部(7)为波纹状结构。
7.根据权利要求1所述的密封垫，其特征在于，壳体(2)由树脂材料制成，其在成型时所产生的尺寸误差由过盈量设定元件(11)的弹性形变吸收。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的密封垫，其特征在于，壳体即为气缸盖(2)，插入部件即为插入上述气缸盖(2)开口部(2a)的火花塞筒(3)或喷射管。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种密封垫，该密封垫安装于气缸盖等壳体开口部的内周面，用于对壳体以及插入其开口部的火花塞筒等插入部件之间进行密封。该密封垫即使在无法确保开口部内径尺寸高精度的情况下，也可以防止将密封垫按入壳体时在外周安装部产生挤裂，或者说可以将密封垫可靠地按入壳体内，从而可确保优良的安装性。为达到该目的，将外周安装部的外径尺寸设计为小于开口部的内径尺寸。同时，在外周安装部的外周部，相对于开口部的内周面，设置有用于设定过盈量的过盈量设定元件，以及用于决定径向位置的径向位置决定元件。该过盈量设定元件朝向与密封垫按入壳体的方向呈轴向反方向倾斜，同时，其自由状态下的外径尺寸设定为比上述开口部的内径尺寸大。
文档编号F16J15/12GK1993577SQ20058002677
公开日2007年7月4日 申请日期2005年9月14日 优先权日2005年1月21日
发明者柳得德 申请人:Nok株式会社