CN101228377B - 金属制垫片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种金属制垫片，在薄金属板上形成倾斜面来构成立体形状，且在骑跨到隔着该倾斜面的上下位置而形成的凸缘部表面设置有由固化的橡胶层构成的密封部，其中，从凸缘部的顶点骑跨到倾斜面的上部附近的密封部和从倾斜面的下部附近骑跨到下部平坦部分的密封部，在这两个密封部形成材料的干燥、固化之前，通过从两密封部沿着倾斜面扩展的溶液状橡胶材料连接，由此来制造金属制垫片。优选溶液状橡胶材料的涂敷通过丝网印刷法来进行。通过丝网印刷方式形成的橡胶部有利于干燥、固化后的厚度均匀化。

Description

金属制垫片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属制垫片的密封构造，尤其涉及通过丝网印刷在金属制垫片上设置密封部的金属制垫片的制造方法。
背景技术
以往，在压力缸盖垫片等金属制垫片中，如图5所示，沿着在薄金属板1的适当位置形成的开口缘部等设置有密封部2(例如参照专利文献1)。该密封部2例如被设置成图6(A)所示的截面为平缓曲柄的形状(也称为阶梯状、半凸缘(half-bead))、或者图7(A)所示的截面呈山形的凸缘部(也称为全凸缘(full-bead))。
专利文献1：特开2002-228001号公报
此时，密封部2形成有薄的橡胶层，优选其厚度均匀。因此，在预先将橡胶层烧结于平的薄金属板1之后，通过在该平的薄金属板1的适当位置进行折曲，来形成凸缘部，可形成既定的压力缸盖垫片(预涂法)，虽然在将这种折曲工序作为后序处理的情况下，可以使密封部2的橡胶厚度近似均匀，但由于不仅其设备投资巨大，而且制造金属制垫片之后的剩余材料难以循环利用，并且除了密封部2之外还形成了橡胶层，所以，存在着材料成本增高的问题。
鉴于此，如图8(A)、(B)所示，公知有一种通过丝网印刷、压印、辊涂印刷等，在成形为压力缸盖形状后的薄金属板1的表面上，经多次并分别调整宽度地层状涂敷、累积由低粘度或熔融或者溶液状的橡胶材料构成的密封部2，然后对其进行干燥并加热固化，从而在薄金属板1的表面形成具有期望截面形状的密封部2(后涂法)(例如参照上述专利文献1)。
然而，在如上所述构成的由后涂法形成的金属制垫片的密封构造中，当在形成为图6(A)所示的截面为平缓曲柄的形状、或图7(A)所示截面呈山形的凸缘部上形成密封部2时，由于其橡胶层由熔融或溶液状态的橡胶墨形成，所以，例如在图6(A)所示的截面为平缓曲柄的形状的凸缘部时，如图6(B)所示，位于上段弯曲部分(顶点)的橡胶墨会沿着倾斜面向下段侧流动，通过干燥、固化而变薄的橡胶部2的顶点附近的橡胶层成为比上段平坦部分薄的橡胶层。而且，随着位于上段弯曲部分(顶点)的橡胶墨沿着倾斜面向下段侧流动，由于干燥固化而变薄的橡胶部2的下段平坦部分附近的橡胶层成为比上段平坦部分厚的橡胶层。
同样，在图7(A)所示的山形凸缘部的情况下，如图7(B)所示，橡胶墨以其顶点(棱线)为中心沿着倾斜面向图示左右的下段侧流动，由于干燥固化而变薄的橡胶部2顶点附近的橡胶层成为比下段平坦部分薄的橡胶层。
由于这种成为薄橡胶层的部分是密封面压力产生部位，所以，将产生对所接合面的面粗糙度吸收的性能降低的问题。另外，成为厚橡胶层的部分产生下述问题：由于高面压的产生而使关键的密封部的面压降低。
并且，在这种橡胶厚度难以均匀的印刷方式下，如上述专利文献1公开的那样，无法通过一次印刷成形为期望的橡胶厚度。
发明内容
本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于，提供一种能够对通过印刷方式形成的橡胶部的固化后厚度均匀化作出贡献的金属制垫片的制造方法。
为了实现上述目的，技术方案1记载的金属制垫片的制造方法，在薄金属板上形成倾斜面来构成立体形状，且在骑跨到隔着该倾斜面的上下位置而形成的凸缘部表面设置由固化的橡胶层构成的密封部，其特征在于，从凸缘部的顶点骑跨到倾斜面的上部附近的密封部和从倾斜面的下部附近骑跨到下部平坦部分的密封部，在这两个密封部形成材料干燥、固化之前，通过从两密封部沿着倾斜面扩展的溶液状橡胶材料连接。
技术方案2记载的金属制垫片的密封部形成方法，在通过丝网印刷将溶液状橡胶材料涂敷到凸缘部表面之后，形成由使该溶液状橡胶材料干燥固化后的橡胶层构成的密封部，所述凸缘部骑跨到通过倾斜面形成为立体状的薄金属板的、隔着倾斜面的上下位置而形成，其特征在于，对被网版的乳剂在倾斜面的中途部分裂的溶液状橡胶材料，通过取出网版而使从倾斜面上方流到该分裂部分的溶液状橡胶材料与印刷到倾斜面下方的溶液状橡胶材料合流，并干燥、固化。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，溶液状橡胶材料的固体成分浓度为5～60重量％，粘度(室温)为100～100000cps。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，在倾斜面的中途部将溶液状橡胶材料分裂的掩模宽度为0.2～2.0mm。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，从凸缘部的顶点到倾斜面中途部的溶液状橡胶材料的印刷宽度为0.1～4.0mm。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，溶液状橡胶材料的印刷膜厚为10～500μm。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，凸缘部的隔着倾斜面的高低差为0.05～0.5mm。作为易于进行薄板的冲压弯曲加工的高低差，优选是这样的高低差。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，分裂部为狭缝状。
本发明的金属制垫片的密封部形成方法特征在于，分裂部为凹坑状(不限于圆形，还包括矩形、四边形等形状)。
发明效果
根据本发明的金属制垫片的制造方法，从凸缘部的顶点骑跨到倾斜面的上部附近的密封部和从倾斜面的下部附近骑跨到下部平坦部分的密封部在这两个密封部的干燥、固化之前，通过沿着倾斜面扩展的溶液状橡胶材料连接，由此，可使通过丝网印刷方式形成的橡胶部在干燥、固化后的厚度均匀。
即，在从凸缘部的顶点骑跨到倾斜面的上部附近的密封部(凸缘顶点部)中，由于溶液状橡胶材料沿着倾斜面流动，而且表面张力也小，所以，倾斜面之外位置的墨扩展；另一方面，在从倾斜面的下部附近骑跨到下部平坦部分的密封部(凸缘底部)，由于表面张力变小，所以，墨扩展(流动)，因此，在所涂敷的墨水干燥、固化之前，从凸缘顶点部流出的墨和在凸缘底部扩展的墨连成一体，由此，可实现橡胶膜厚的均匀化。
附图说明
图1表示本发明的金属制垫片的截面为曲柄形状的密封部构造的一个例子，(A)是溶液状橡胶材料固化前的主要部分的剖面图，(B)是溶液状橡胶材料固化后的主要部分的剖面图。
图2是表示本发明的金属制垫片的制造工序的中途的说明图。
图3表示本发明的金属制垫片的截面为山形的密封部构造的一个例子，(A)是溶液状橡胶材料固化前的主要部分的剖面图，(B)是溶液状橡胶材料固化后的主要部分的剖面图。
图4是在本发明的金属制垫片的截面为山形的密封部构造的其他实例中，溶液状橡胶材料固化前的主要部分的剖面图。
图5是以往的金属制垫片的主视图。
图6表示以往的金属制垫片的密封部构造的一个例子， (A)是溶液状橡胶材料固化前的主要部分的剖面图，(B)是溶液状橡胶材料固化后的主要部分的剖面图。
图7表示以往的金属制垫片的密封部构造的其他实例，(A)是溶液状橡胶材料固化前的主要部分的剖面图，(B)是溶液状橡胶材料固化后的主要部分的剖面图。
图8(A)是金属制垫片的立体图，(B)是金属制垫片的主要部分的主视图。
附图标记说明
1  薄金属板 
1  A倾斜面
2  密封部(橡胶部)
2A 凸缘顶点部
2B 凸缘底部
2C 接缝
具体实施方式
接着，参照附图对本发明的金属制垫片的制造方法进行说明。
图1中，1是薄金属板，2是密封部(橡胶部)。该橡胶部2如图2所示，是通过利用网版3的丝网印刷将溶液状橡胶材料印刷(涂敷)成网状而得到的，在干燥、固化前的状态下，以在薄金属板1的倾斜面1A的中途部中断的状态(骑跨到倾斜面1A的上部附近的凸缘顶点部2A和骑跨到倾斜面1A的下部附近的凸缘底部2B)涂敷。所涂敷的溶液状橡胶材料形成有与丝网的乳剂宽度相当的分裂宽度。另外，可以替代丝网印刷法而使用金属掩模印刷法。
例如，凸缘顶点部2A的夹持顶点的印刷宽度为2mm，凸缘底部2B的印刷宽度为1.4mm。而且，在该实施例中，所述凸缘顶点部2A和凸缘底部2B的溶液状橡胶材料的分裂宽度(间隙)为0.6mm。优选该分裂宽度在0.4～0.8mm的范围内。当分裂宽度为0.4mm以下时，合流部分的橡胶部2的接缝2C(参照图1(B))不明显，将产生接缝部分的丝网乳剂的耐久性变差的问题，如果分裂宽度超过0.8mm，则即便从倾斜面流下上段侧的凸缘顶点部2A的溶液状橡胶材料，也有可能不能填满分裂宽度(不与凸缘底部2B的溶液状橡胶材料合体)。另外，如上所述，一般由于分裂宽度依赖于所使用的橡胶墨和橡胶印刷部的尺寸形状，所以，可以设定为0.2～2mm，优选设定为0.4～1.6mm左右。
如图3(A)所示，在其他实施例的截面为山形的情况下，夹持顶点的凸缘顶点部2A的印刷宽度为2mm，凸缘底部2B的印刷宽度为4mm。并且，上述凸缘顶点部2A与凸缘底部2B的溶液状橡胶材料的分裂宽度(间隙)为0.4mm。即，在上述图1(A)的情况下，溶液状橡胶材料流动的方向只是一个方向，而在图3(A)的情况下，由于溶液状橡胶材料以顶点为界向两个方向流动，所以，其分裂宽度变短，优选此时的分裂宽度在0.3～0.6mm的范围中。另外，一般由于分裂宽度依赖于所使用的橡胶墨和橡胶印刷部的尺寸形状，所以，可以设定为0.2～2.0mm，优选设定在0.3～1.2mm左右的范围。该分裂宽度的下限值可根据乳剂的耐久性及凸缘前端部的膜厚均匀性来决定。
在这样的构成中，
(1)优选厚度约为0.05～0.3mm的薄金属板1在SUS板的冲压之后进行成型(forming)，成为具有现有技术中所说明的外观的垫片形状。密封部2为了确保其密封性(与对方侧的密接性、弹性)而形成凸缘部，构成立体形状。
(2)在成型后的薄金属板1被清洗之后，对其表面涂敷粘结剂，在使该粘结剂干燥、烧结之后，通过丝网印刷将橡胶墨(溶液状橡胶材料)印刷到必要部分的表面。也可以替代粘结剂及橡胶墨这两者，而使用含有粘结剂的橡胶墨。
(3)通过上述的掩模将溶液状橡胶材料印刷成网状，以使此时的印刷状态成为倾斜面1A的中途部中断的状态。
(4)印刷后的溶液状橡胶材料以非粘着的状态风干后，将薄金属板1翻转，在背面也涂敷溶液状橡胶材料(未图示)。
作为橡胶材料例如可使用含氟橡胶、(氢化)丁腈橡胶等一般的橡胶材料。溶液状橡胶材料含有有机溶剂等溶剂，其固体成分浓度为5～60重量％，优选为10～40重量％(实施例中为30重量％)，粘度(室温)为100～100000cps、优选在1000～50000cps(实施例中为250cps)的范围中。
而且，在倾斜面1A的中途部分裂溶液状橡胶材料的分裂宽度为0.2～2.0mm，该分裂宽度的优选范围因半凸缘或全凸缘而不同。即，在半凸缘中为0.4～1.6mm，而在全凸缘中为0.3～1.2mm，特别优选设定在0.3～0.6mm的范围。
并且，凸缘顶点部2A的印刷宽度为0.1～4.0mm，优选为0.2～2.0mm。另外，溶液状橡胶材料的印刷膜厚为10～500μm，优选为10～100μm。此外，上述的宽度与膜厚可考虑凸缘顶点部2A及凸缘底部2B的隔着倾斜面的高低差(例如0.05～0.5mm、优选为0.1～0.2mm)或倾斜角度、干燥固化后的膜厚设定等来决定。
另外，分裂部呈狭缝状，但也可以构成不连续的凹坑(dimple)状。
(5)如果在这种状态下使溶液状橡胶材料干燥、固化，则如图1(B)及图3(B)所示，通过去除网版3，分裂开的部分由于上方侧的溶液状橡胶材料流入而相互紧贴，以该状态进行干燥、固化，来形成连接部，可形成大致均匀膜压的密封部2。
上述各实施例中，在利用固体成分浓度为30重量％、粘度(室温)为250cps的含有粘结剂的橡胶墨进行丝网印刷之后，去除网版3，将从倾斜面1A上方流入到该分裂部分的溶液状橡胶材料与印刷在倾斜面1A下方的溶液状橡胶材料合流之后，以200℃烘烤、硫化，如果在任意一个实施例中都以平坦部厚度目标值为25μm，则除去连接部外，可形成厚度在20～30μm的范围内的橡胶部2。
另外，在上述说明中，由网版3分裂的位置在图1(A)的实例中为1处，在图3(A)的实例中为两处，但不限定于此，也可以是三处以上的多处(例如图4所示的四处等)。

Claims (8)

1.一种金属制垫片的制造方法，在薄金属板上形成倾斜面来构成立体形状、且在骑跨到隔着该倾斜面的上下位置而形成的凸缘部表面，通过丝网印刷法或金属掩模印刷法来设置由固化的橡胶层构成的密封部，其特征在于，
从凸缘部的顶点骑跨到倾斜面的上部附近的密封部和从倾斜面的下部附近骑跨到下部平坦部分的密封部，在这两个密封部形成材料干燥、固化之前，通过从两密封部沿着倾斜面扩展的溶液状橡胶材料连接。
2.一种金属制垫片的制造方法，在通过丝网印刷将溶液状橡胶材料涂敷到凸缘部表面之后，形成由使该溶液状橡胶材料干燥固化后的橡胶层构成的密封部，所述凸缘部骑跨到通过倾斜面形成为立体状的薄金属板的、隔着倾斜面的上下位置而形成，在该金属制垫片的密封部形成方法中，其特征在于，
对被网版的乳剂在倾斜面的中途部分裂的溶液状橡胶材料，通过取出网版而使从倾斜面上方流到该分裂部分的溶液状橡胶材料与印刷到倾斜面下方的溶液状橡胶材料合流，并干燥、固化。
3.根据权利要求2所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，在倾斜面的中途部将溶液状橡胶材料分裂的掩模宽度为0.2～2.0mm。
4.根据权利要求3所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，在半凸缘部的情况下，进行分裂的掩模宽度为0.4～1.6mm。
5.根据权利要求3所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，在全凸缘部的情况下，进行分裂的掩模宽度为0.3～1.2mm。
6.根据权利要求5所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，在全凸缘部的情况下，进行分裂的掩模宽度为0.3～0.6mm。
7.根据权利要求2所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，分裂部为狭缝状。
8.根据权利要求2所述的金属制垫片的制造方法，其特征在于，分裂部为凹坑状。
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