CN101208547B - 垫片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以避免密封凸缘之间产生裂纹并且能增强密封性能的垫片。第一垫片(10)安装在形成在凸轮盖内的槽中并且密封汽缸盖与凸轮盖之间的缝隙。所述第一垫片(10)包括一对与所述汽缸盖紧密接触并且设置成相互平行的密封凸缘(13)，和多个设置在所述一对密封凸缘(13)之间的接续部(15)，该接续部与所述密封凸缘(13)中的每一个相连接，并且在所连接的部位附近保持所述密封凸缘(13)之间的距离。

Description

垫片

技术领域

本发明涉及一种密封两部件之间的缝隙的垫片。

背景技术

下面参照图13到15说明密封两部件之间缝隙的常规垫片的例子。图13是常规垫片的平面图。图14是常规垫片在装配状态下的示意截面图。在图14中所示的垫片对应于图13中沿线D-D所得的截面图。图15是常规垫片的挤压率和凸缘间伸张率之间的关系图。

所示的常规例子中垫片500用于密封汽缸盖200和凸轮盖300之间的缝隙。垫片500置于形成在凸轮盖300内的槽301中。多对突起501彼此间隔开预定距离地设置在垫片500主体的侧表面上。设置突起501是为了防止垫片500在槽301中弯曲或掉落，同时为了防止垫片500被从槽301中拔出。虽然图14所示的是没有设置突起501的一部分的截面图，但是所述多对突起501也紧靠于槽301的两侧表面。由此，垫片500被定位于槽301内。

一对密封凸缘502设置在垫片500安装在槽301中的一侧的相对侧。所述一对密封凸缘502设置成相互平行，并且与汽缸盖200紧密接触。通常可以采用各种形状的垫片密封表面，并且如常规例子中的一对密封凸缘适合于增强密封性能。

当安装具有上述结构的垫片500时，垫片500在汽缸盖200和凸轮盖300之间被沿图14中的箭头P所示的方向挤压。伴随此挤压，一弯矩沿图14中的箭头W所示的方向作用在所述一对密封凸缘502上。因此，张应力作用在所述一对密封凸缘502之间的中央位置附近(图14中箭头X附近)并且应力集中在此区域。

经证实，随着垫片500的曲率半径越小，张应力越大，并且与设置有所述一对突起501的位置相比，没有设置所述一对突起501的位置的张应力更大。这点将在下面进行说明。

通过FEM分析，测得下列具有相同截面形状和尺寸的垫片中的每一个在被以预定压力挤压时在所述一对密封凸缘之间的中央位置附近(在图14中箭头X附近)的张应力：一具有9.25mm的曲率半径的垫片(具有在图13中所示的形状并且它的外直径为18.5mm)、一具有18.45mm的曲率半径的垫片(具有在图13中所示的形状并且它的外直径为36.9mm)、以及一具有无穷大的曲率半径的垫片(直的)。结果，这些垫片的张应力分别为1.1MPa、0.78MPa和0.45MPa。

可以设想，随着曲率半径变得越小，张应力因曲率半径变小而变得更大，变形量也变得更大。

对设置有一对突起501的区域和没有设置一对突起501的区域进行相互对比。图15示出其结果。横轴的挤压率(％)＝(压力÷压缩前的高度)×100＝{(压缩前的高度-槽深)÷压缩前的高度}×100，并且纵轴的凸缘间的伸张率(％)＝{(在压缩时凸缘之间的距离-压缩前凸缘之间的距离)÷压缩前凸缘之间的距离}×100。

图15中的曲线图示出在室温环境的条件下和在150℃的环境下对没有设置突起501的区域Z1(相邻的一对突起501的中央区域(例如，图13中横截面D-D附近))和设有一对突起501的区域Z3进行的分析的结果。

从以上几点来看，在曲率半径小(以图13中所示的圆垫片举例来说，它的外径为大约30mm或更小)并且没有设置一对突起501的区域周围，在一对密封凸缘中央附近的压力集中较大，并且在某些情况下会产生裂纹。尽管产生了裂纹，但密封油并不会立即泄漏。但是存在使密封性能或耐久性能恶化的可能性，并且此裂纹的产生是不希望的。

专利文献1：公开号为11-248002的日本专利申请

专利文献2：公开号为2003-240122的日本专利申请

专利文献3：公开号为2003-269613的日本专利申请

发明内容

本发明的目的是提供一种其中可以避免在密封凸缘之间产生裂纹并且能增强密封性能的垫片。

解决问题的手段

为解决上述问题，本发明采用以下手段。

本发明提供了一种位于在两个部件中的一个部件内形成的槽中并且密封两部件之间的缝隙的垫片，包括：

与所述两部件中的另一个部件紧密接触并且设置成相互平行的一对密封凸缘；以及

多个设置在所述一对密封凸缘之间的接续部，所述接续部连接到密封凸缘中的每一个，并且在所连接的部位附近保持密封凸缘之间的距离。

根据本发明，密封凸缘之间的距离在通过接续部建立连接的区域被保持。这样，可避免密封凸缘在安装时变形。

优选地，垫片在其侧表面设有多对抵靠在槽的两侧表面上的突起，所述接续部设置在相邻对突起之间的中间部。

这样，可避免密封凸缘在密封凸缘最倾向于变形的区域发生变形。

优选地，所述接续部包括一与所述两部件之中的另外一个部件紧密接触的平面部，所述平面部与所述一对密封凸缘的顶端位于同一平面内。

这样，可以更可靠地避免所述密封凸缘发生变形。

优选地，所述接续部的横向宽度等于或大于所述一对密封凸缘之间的距离。

这样，可更可靠地避免所述密封凸缘发生变形。

这些结构可以尽可能多地组合并且也可以采用这种组合。

发明效果

如上所述，根据本发明，可以抑制所述密封凸缘的变形，并且也可以抑制密封凸缘之间的应力集中。这样，可避免在所述密封凸缘之间产生裂纹并且也可增强密封性能。

附图说明

图1示出安装垫片之前部件的展开透视图；

图2是根据本发明的实施例的垫片的俯视图；

图3是根据本发明的实施例的垫片的仰视图；

图4是根据本发明的实施例的第一垫片的俯视图；

图5是根据本发明的实施例的第一垫片的仰视图；

图6是在图4和图5中沿A-A线的截面图；

图7是在图4和图5中沿B-B线的截面图；

图8是在图4和图5中沿C-C线的截面图；

图9是在垫片正被安装的状态下的截面示意图；

图10是在垫片被安装好的状态下的截面示意图；

图11是在垫片被安装好的状态下的截面示意图；

图12是示出常规例子与本实施例在凸缘间伸张率相对挤压率的关系方面的对比的图；

图13是常规垫片的俯视图；

图14是在常规垫片被安装好的状态下的截面示意图；以及

图15是示出在常规垫片中挤压率与凸缘间伸张率之间的关系的图。

符号说明

10第一垫片

11主体部

12平板部

13密封凸缘

14突起

15接续部

20第二垫片

30第三垫片

40连结部

100垫片

200汽缸盖

201端面

300凸轮盖

301槽

302端面

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的最佳实施例基于例示的方法进行详细的说明。本发明的范围并不局限于在实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状和相对配置关系，除非另外详细说明。

第一实施例

下面参照图1到12详细说明根据本发明的实施例的垫片。

<整个垫片>

特别地将参照图1到3详细说明完整的垫片。图1是安装垫片之前的部件的展开透视图；图2是根据本发明的实施例的垫片的俯视图；图3是根据本发明的实施例的垫片的仰视图。

本实施例的垫片100用于密封汽缸盖200和凸轮盖300之间的缝隙。在图1中，省略了各种设置在汽缸盖200中的部件。

垫片100包括用于密封点火线圈部的第一垫片10、用于密封点火线圈螺栓部的第二垫片20、用于密封汽缸盖200和凸轮盖300的外框架部的第三垫片30、以及用于连接这些部件的连结部40。所述第一垫片10、第二垫片20、第三垫片30和连结部40一体形成，并且所述垫片100构成一个整体。

这里，所述第二垫片20具有比较大的外径，并且第三垫片30的绝大部分都是直的，其弯曲部中的每一个都具有大曲率半径，因此在一对密封凸缘之间不会产生很大的应力集中。另一方面，所述第一垫片10具有小的外径，因此应力倾向于集中在所述一对密封凸缘之间的部分。因此，本实施例的垫片100这样形成以抑制应力集中。这点将在下面详细说明。

<第一垫片的详细说明>

将特别参照图4到11详细说明所述第一垫片10。图4是根据本发明的实施例的第一垫片的俯视图。图5是根据本发明的实施例的第一垫片的仰视图。在图4和5中，仅示出第一垫片10的部件并且未示出连结部件40。图6是在图4和图5中沿A-A线的截面图。图7是在图4和图5中沿B-B线的截面图。图8是在图4和图5中沿C-C线的截面图。图9是在垫片正被安装的状态中的截面图。在图9中的所述第一垫片的截面图对应于图6中的截面图。图10和11是在垫片被安装好的状态中的截面图。在图10中的所述第一垫片的截面图对应于图7中的截面图。图11中的所述第一垫片的截面图对应于图8中的截面图。

所述第一垫片10包括一主体部11、设置在主体部11一端侧的一平板部12、以及与主体部11相对地设置在平板部12的表面上并且相互平行的一对密封凸缘13。在所述第一垫片10的主体部11侧表面上彼此之间恒定间距地设置有多对(在本实施例中为6)突起14。所述第一垫片10还设有位于相邻的多对突起14之间的中央部的接续部15，每个接续部15都使一对密封凸缘13相互连接。

图6和9是其中突起14和接续部15都不存在的部分的截面图。图7和10是所述突起14的部分的截面图。图8和11是接续部15的部分的截面图。

主体部11位于用于设置在凸轮盖300内的点火线圈螺栓部的槽301内。位于槽301内的主体11的顶端与槽301的底面紧密接触。平板部12的突出于主体部11两侧的部分夹在凸轮盖300的端面302和汽缸盖200的端面201之间。所述一对密封凸缘13与汽缸盖200的端面201紧密接触。所述一对密封凸缘13沿垫片10的周边设置在整个周长上。

所述一对突起14紧靠在槽301的两侧面。这可以避免第一垫片10在槽301中弯曲或掉落，并且避免所述第一垫片10容易被从槽301中拔出。

所述接续部15的表面是平面。所述平面的顶端和所述密封凸缘13位于同一平面内。因此，所述接续部15的平面部与汽缸盖200的端面201紧密接触。如果接续部15的宽度定义为L并且所述一对密封凸缘13之间的距离定义为M(见图5)，L≥M。这样，所述接续部15的强度足够，并且即使在所述垫片被安装(挤压)时，在通过接续部15彼此连接在一起的部位附近所述一对密封凸缘13之间的距离保持不变。

<本实施例的第一垫片的优点>

同样在本实施例中，当所述第一垫片10如图9所示被安装时所述第一垫片的没有接续部15的部分被汽缸盖200和凸轮盖300沿图9中箭头P所示方向挤压，并且一沿图中箭头W所示方向的弯矩作用在所述一对密封凸缘13上。但是，本实施例的第一垫片10的通过接续部15连接的一部分被保持，使得所述一对密封凸缘13之间的距离保持不变。多个(6个)接续部15设置成彼此间距恒定，并且所述密封凸缘13的变形在多个部位被抑制。因此，整个密封凸缘13的变形也得到抑制。因此，可以抑制所述一对密封凸缘13之间的应力集中，并且可避免所述密封凸缘13之间产生裂纹。

因为接续部15的表面是与密封凸缘13的顶端位于同一平面内的平面，所以应力不会集中在接续部15的与所述一对密封凸缘13之间的部分对应的部分。所述接续部15设置在相邻对突起14之间的中央部，即所述密封凸缘13最倾向于变形位置，并且因此，可有效地抑制所述密封凸缘13的变形。由于所述连续部15的宽度L等于或大于所述一对密封凸缘13之间的距离M，所述接续部15的强度足够大，并且可以更可靠地避免所述一对密封凸缘13在通过接续部15相互连接的部位附近间距发生变化。

图12是表示在常规例子和本实施例中凸缘间伸张率相对于挤压率的关系的对比图。在图中，参考标记Z1表示当所述垫片被安装在没有接续部的垫片(常规垫片)中时扩张最大的部分(所述一对突起之间的中央附近)的分析结果。并且参考标记Z2表示当所述垫片被安装在有接续部的垫片(本实施例)中时扩张最大的部分(所述接续部15和突起14之间的中央附近)的分析结果。通过此图，可以发现，当设有接续部15时，可以减小伸张率，并且可以抑制密封凸缘13的变形。

<其它>

尽管在所述实施例中所述三种垫片(第一垫片10、第二垫片20和第三垫片30)通过连结部一体地形成在一起，但本发明也可应用到这些垫片彼此分开的情况中。

尽管在所述实施例中所述垫片密封汽缸盖和凸轮盖之间的缝隙，但应用所述垫片的部件并不局限于此。本发明所述的垫片可以应用到诸如汽车、其辅助机械、一般工业机械和家用电器之类的各种装置中。

尽管在所述实施例中所述垫片的形状是圆形的并且具有小外径的所述垫片设有接续部，但本发明可应用的垫片的形状并不局限于此。本发明在具有小曲率半径时特别有效，但是如果所述密封凸缘倾向于变形，无论曲率半径大小如何，仍能发挥效果。

Claims (3)

1.一种位于在两个部件中的一个部件内形成的槽中并且密封两部件之间的缝隙的垫片，包括：

与所述两部件中的另一个部件紧密接触并且设置成相互平行的一对密封凸缘；以及

多个设置在所述一对密封凸缘之间的接续部，所述接续部连接到所述密封凸缘中的每一个上，并且在所连接的部位附近保持密封凸缘之间的距离，

所述垫片在其侧面设有多对突起，所述突起抵靠在所述槽的两侧表面上，接续部设置在相邻的多对突起之间的中间部。

2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述接续部包括一与所述两部件中的另一个部件紧密接触的平面部，所述平面部与所述一对密封凸缘的顶端位于同一平面上。

3.根据权利要求1或2所述的垫片，其特征在于，所述接续部的横向宽度等于或大于所述一对密封凸缘之间的距离。

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