CN110249121B - 金属垫片 - Google Patents

Abstract

一种金属垫片(10)，其具有至少一张金属基板(11)，且装配于汽缸盖与汽缸体之间，该金属基板(11)在外表面涂敷有密封材料(19)，并且具备气缸内孔密封用全折弯件(13)和液体孔密封用半折弯件(16)，其特征在于，半折弯件(16)具有：经由第一弯曲部(16a)与金属基板(11)的平坦的基板主体(11a)相连且相对于基板主体(11a)倾斜的倾斜板部(16b)，以及经由第二弯曲部(16c)与倾斜板部(16b)相连且相对于倾斜板部(16b)倾斜的缘板部(16d)；第一弯曲部(16a)的凸侧表面的半径及第二弯曲部(16c)的凹侧表面的半径分别在2.0mm～3.5mm的范围。

Description

金属垫片

技术领域

本发明涉及装配于内燃机(引擎)的汽缸体与汽缸盖之间防止燃烧气体的泄漏及冷却水、润滑油等液体的泄漏的金属垫片，尤其涉及具备汽缸内孔气缸内孔密封用全折弯件(全卷边：full bead)和液体孔密封用半折弯件(半卷边：half bead)的金属垫片。

背景技术

内燃机布置为，在汽缸体与汽缸盖之间装配金属垫片，从而防止高压的燃烧气体从汽缸内孔泄漏，并且防止冷却水、润滑油(油)等液体从冷却水孔(水套)、润滑油孔等液体孔泄漏。作为这样的金属垫片，已知在以不锈钢材料等弹性金属板为原料的金属基板设有围绕汽缸内孔的汽缸内孔密封用全折弯件和围绕液体孔的液体孔密封用半折弯件的结构。

近年来，随着内燃机的高输出化，燃烧气体在高压化，因此，研发了多种提高了密封性能的金属垫片，该密封性能针对于金属垫片的燃料气体泄漏，尤其是针对燃烧气体从汽缸内孔泄漏。

例如，专利文献1记载了一种金属垫片，该金属垫片具有一张金属基板，该金属基板具备汽缸内孔密封用全折弯件和液体孔密封用半折弯件，该金属垫片布置为，在其汽缸内孔的一侧与全折弯件重叠地固定有高度差(高低差异)调整板，从而使全折弯件侧和半折弯件侧的厚度不同。根据该金属垫片，在汽缸体与汽缸盖之间装配金属垫片并用紧固螺栓紧固汽缸盖时，能够对重叠有高度调整板的全折弯件的一侧施加相比半折弯件的一侧更大的紧固力，因此，能够相比半折弯件的表面压力，大幅提高全折弯件的表面压力，促进全折弯件的压缩效果，提高针对燃烧气体的泄漏的密封性能。另外，能够将金属垫片的半折弯件侧做成仅一张金属基板的结构，因此，能够提高对燃烧气体的密封性能，并且谋求从引擎设计方面要求的定量化、导热性的提高、压缩比调整及成本降低等。

另外，作为如上所述的金属垫片，已知出于吸收在汽缸体、汽缸盖加工时产生的刀具痕迹的目的，在金属基板的外表面将NBR(丁腈橡胶)、FKM(氟橡胶)等橡胶作为密封材料而涂敷预定膜厚的结构(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－119075号公报

专利文献2：日本特开2016－169797号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如专利文献1所述的现有的金属垫片，通过在全折弯件重叠高度差调整板，使紧固螺栓的紧固力的大部分朝向全折弯件，因此，能够使针对于燃烧气体的密封性能长期稳定化，但另一方面，密封冷却水、润滑油等液体所流过的液体孔的半折弯件侧的紧固力相对降低。因此，半折弯件的压缩不完全，存在以下问题点：半折弯件的回复力降低导致的密封性能降低、在半折弯件产生裂纹而导致的密封性能降低、涂敷于外表面的密封材料的膨胀及剥离导致的密封性能降低。

详细探讨上述问题点后，了解到该不适宜情况的原因能够从“抬头(head lift，ヘッドリフト)现象”等来说明。“抬头现象”是由于内燃机输出时达到每分钟几千转的燃烧循环，汽缸体与汽缸盖的台面间隙在几μm～十几μm的范围时而打开、时而闭合的所谓的开口现象。开口现象对金属垫片的各半折弯件成为交替载荷而进行作用，从而半折弯件上下振动而产生衰弱(永久变形)，其回复力降低。另外，开口现象导致的上下振动使各半折弯件的一部分产生因金属疲劳而导致的裂纹(皲裂)。在半折弯件的压缩完全的情况下，开口现象不会成为大的问题，但在上述的现有的金属垫片中，与使燃烧气体的密封性稳定化相对地，半折弯件的压缩不完全，因此产生开口现象导致的上述问题点。

另外，在将橡胶等作为密封材料涂敷于金属基板的外表面的结构的情况下，由于开口现象导致的半折弯件的上下振动，密封材料产生膨胀及剥离，因此，该问题也需要作为与半折弯件相关的问题点而加以解决。

本发明鉴于这样的课题而完成，其目的在于提供一种金属垫片，其具备即使压缩不完全，也可以保持密封功能的半折弯件。

用于解决课题的方案

本发明的金属垫片，具有至少一张金属基板，且装配于汽缸盖与汽缸体之间，该金属基板在外表面涂敷有密封材料，并且具备汽缸内孔密封用全折弯件和液体孔密封用半折弯件，其特征在于，所述半折弯件具有：经由第一弯曲部与上述金属基板的平坦的基板主体相连且相对于该基板主体倾斜的倾斜板部，以及经由第二弯曲部与所述倾斜板部相连且相对于该倾斜板部倾斜的缘板部；所述第一弯曲部的凸侧表面的半径及所述第二弯曲部的凹侧表面的半径分别在2.0mm～3.5mm的范围。

优选地，在所述结构中，本发明的金属垫片的所述半折弯件的高度在0.35mm～0.85mm的范围。

优选地，在所述结构中，本发明的金属垫片的所述半折弯件的宽度在1.2mm～1.8mm的范围。

发明效果

根据本发明，能够提供金属垫片，该金属垫片具备即使压缩不完全也可以保持密封功能的半折弯件。

附图说明

图1中，图1(a)是显示本发明的一个具体实施方式的金属垫片的俯视图，图1(b)是放大显示该图1(a)的范围A的放大图；

图2是沿图1的Y－Y线的剖视图；

图3中，图3(a)是图1的X－X线处的剖视图，图3(b)是使形状测定器的被称为单角触针(Single-sided stylus)的探针沿箭头方向移动而测定图3(a)所示的半折弯件的上侧的表面得到的半折弯件的外形形状的型线(描绘线)图；

图4是表示本发明的一个具体实施方式的金属垫片的半折弯件部分中的密封材料的状态的剖视图；

图5是示意性表示使用半折弯件模具对本发明的一个具体实施方式的金属垫片的金属基板进行冲压加工的情形的图；

图6是表示以往的金属垫片的一个实例的俯视图；

图7是沿图6的Y1－Y1线的剖视图；

图8是沿图6的X1－X1线的剖视图；

图9中，图9(a)是使形状测定器的被称为单角触针的探针沿箭头方向移动而测定图8所示的半折弯件的上侧的表面得到的半折弯件的外形形状的型线图，图9(b)是该图(a)的主要部分放大图；

图10是试样的俯视图；

图11是表1所示的试验结果的图表；

图12中，图12(a)是表示在半折弯件的密封材料的表面产生的“细微的裂纹”的状况的剖视图，图12(b)是表示在半折弯件的密封材料的表面产生的“条纹状的痕迹”的状况的剖视图，图12(c)是表示“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”的产生范围的图；

图13是示意性地表示使用由上模和下模构成的以往的半折弯件模具对试样进行冲压加工的情形的图；

图14是示意性表示使用改良后的半折弯件模具对试样进行冲压加工的情形的图；

图15是表2所示的试验结果的图表；

图16是表3所示的试验结果的图表；

图17是表6所示的试验结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明更具体地进行示例说明。

图1所示的本发明的一个具体实施方式的金属垫片10装配于未图示的内燃机(引擎)的汽缸体与汽缸盖之间，用于防止燃烧气体的泄漏及冷却水、润滑油等液体的泄漏，其具有一张金属基板11。在金属基板11设有用于防止燃烧气体从汽缸内孔12泄漏的汽缸内孔密封用全折弯件13和用于防止冷却水、润滑油从冷却水孔(液体孔)14、润滑油孔(液体孔)15泄漏的液体孔密封用半折弯件16。

如图2所示，金属垫片10具有主构造，该主构造在金属基板11的汽缸内孔12的侧与全折弯件13重叠，通过嵌塞部17a使高度差调整板17在冷却水孔14的部分固定。根据具有这样的主构造的金属垫片10，构造为在将金属垫片10装配于汽缸体与汽缸盖之间并通过紧固螺栓紧固汽缸盖时，能够对重叠有高度差调整板17的全折弯件13的侧施加相比半折弯件16的侧更大的紧固力，相比半折弯件16的表面压力，能够大幅提高全折弯件13的表面压力，促进全折弯件13的压缩效果，提高针对燃烧气体的泄漏的密封性能。另外，金属垫片10的半折弯件16侧构造为仅一张金属基板11的结构，从而能够提高对燃烧气体的密封性能，并且谋求从发动机设计方面要求的定量化、导热性的提高、压缩比调整以及成本降低等。此外，图1中的符号18是插入有螺栓的螺栓孔，，该螺栓用于将汽缸盖固定于汽缸体。

如图3(a)所示，围绕润滑油孔15设置的半折弯件16为单斜面截面形状，该单斜面形状具备经由第一弯曲部16a与平坦的基板主体11a相连且相对于基板主体11a向下方倾斜的倾斜板部16b和经由第二弯曲部16c与倾斜板部16b相连且相对于倾斜板部16b向上方倾斜缘板部16d。第一弯曲部16a的凸侧表面是当金属垫片10装配于汽缸盖与汽缸体之间时抵接于汽缸盖及汽缸体的任意一方的台面而构成半折弯件16的密封线的部分，第二弯曲部16c的凸侧表面是当金属垫片10装配于汽缸盖与汽缸体之间时，抵接于汽缸盖及汽缸体的任意另一方的台面而构成半折弯件16的密封线的部分。

在金属基板11的外表面(表背两面)以薄的膜状涂敷有由例如NBR(丁腈橡胶)、FKM(氟橡胶)等橡胶构成的密封材料19。通过用密封材料19涂敷金属基板11的外表面，能够吸收汽缸体、汽缸盖在其加工时产生的刀具痕迹，进一步提高该金属垫片10的密封性能。

在此，图3(b)为，在图3(a)所示的半折弯件16的图3(a)中，使形状测定器的被称为单角触针的探针20沿箭头方向移动而测定上侧的表面得到的外形形状的型线图。探针20导致的的扫描方向是从金属垫片10的外缘向润滑油孔15的中心的方向。

图3(a)所示的单斜面截面形状的半折弯件16的折弯高Bh及折弯宽Bw分别如图3(b)所示那样定义。即，将从平坦的基板主体11a的上侧表面S1延伸的延长线设为基板主体线L1，将从缘板部16d的上侧表面S2延伸的延长线设为缘板部线L2，将从倾斜板部16b的上侧表面S3延伸的延长线设为倾斜板部线L3，将基板主体线L1与倾斜板部线L3的交点设为交点P1，将缘板部线L2与倾斜板部线L3的交点设为交点P2，此时，半折弯件16的折弯宽Bw为交点P1与交点P2之间的沿基板主体线L1的方向的距离(通过交点P1且与基板主体线L1正交的垂直基准线L4与通过交点P2且与垂直基准线L4平行的线L5之间的距离)，半折弯件16的折弯高Bh为交点P1与交点P2之间的垂直于基板主体线L1的方向的距离(通过交点P2且与基板主体线L1平行的线L6与基板主体线L1之间的距离)。

另外，图3(a)所示的单斜面截面形状的半折弯件16的第一弯曲部16a的凸侧表面(外角侧的表面)的折弯半径Br及第二弯曲部16c的凹侧表面(内角侧的表面)的折弯半径Br分别如图3(b)所示那样定义。

在此，在本发明的一个具体实施方式的金属垫片10中，半折弯件16的第一弯曲部16a的凸侧表面的折弯半径Br及第二弯曲部16c的凹侧表面的折弯半径Br分别设定在2.0mm～3.5mm的范围。通过设为这样的结构，不会在第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的凹侧表面的密封材料19的表面产生“条纹状的痕迹”，而且能够提高半折弯件16导致的、针对冷却水孔14、润滑油孔15的密封极限值，即使半折弯件16的压缩不完全，也能够发挥充分的密封功能。

另外，在本发明的一个具体实施方式的金属垫片10中，半折弯件16的折弯高Bh优选设定为0.30mm～0.85mm的范围。通过设为这样的结构，不仅不会在第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的凹侧表面的密封材料19的表面产生“条纹状的痕迹”，而且不会在第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的凸侧表面产生“细微的裂纹”，能够提高半折弯件16导致的、针对冷却水孔14、润滑油孔15的密封极限值，即使半折弯件16的压缩不完全也能够发挥充分的密封功能。

进一步地，在本发明的一个具体实施方式的金属垫片10中，优选半折弯件16的折弯宽Bw设定为1.2mm～1.8mm的范围。通过设为这样的结构，不会在第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的凹侧表面的密封材料19的表面产生“条纹状的痕迹”，另外，不会在第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的凸侧表面产生“细微的裂纹”，而且能够进一步提高半折弯件16导致的、针对冷却水孔14、润滑油孔15的密封极限值。

图4是表示本发明的一个具体实施方式的金属垫片的半折弯件部分的密封材料的状态的剖视图。由图4可知，在本发明的一个具体实施方式的金属垫片10的半折弯件16的部分的密封材料19的表面未产生“细微的裂纹”、“条纹状的痕迹”。

图5是示意性表示使用半折弯件模具对本发明的一个具体实施方式的金属垫片的金属基板进行冲压加工的情形的图。

本发明的一个具体实施方式的金属垫片10的半折弯件16能够使用例如图5所示那样的结构的半折弯件模具40来形成。该半折弯件模具40具有上模40a和下侧40b。半折弯件金属模具40的用于形成半折弯件16的第一弯曲部16a及第二弯曲部16c的一对倒角部40c在模具设计阶段，以使第一弯曲部16a的凸侧表面的折弯半径Br及第二弯曲部16c的凹侧表面的折弯半径Br分别在2.0mm～3.5mm的范围的方式而设定为可靠的R倒角。通过使用这样的结构的半折弯件金属模具40，能够容易且可靠地形成具有上述数值范围的折弯半径Br的半折弯件16。

接下来，对本发明的一个具体实施方式的金属垫片10采用上述结构(数值范围)的原委进行说明。

首先，本申请发明人对所述的专利文献1记载那样的具备高度差调整板的结构的以往金属垫片的半折弯件的现状进行了掌握。图6是表示以往的金属垫片的一个实例的俯视图，图7是沿着图6的Y1－Y1线的剖视图，图8是图6的X1－X1线的剖视图。

如图6所示，以往的金属垫片110具有金属基板111，在金属基板111设置有用于防止燃烧气体从汽缸内孔112泄漏的汽缸内孔密封用全折弯件113和用于防止冷却水、润滑油从冷却水孔(水套)114、润滑油孔115泄漏的半折弯件116。另外，如图7所示，金属垫片110具有主构造，该主构造在金属基板111的汽缸内孔112的侧与全折弯件113重叠，固定高度差调整板117。高度差调整板117仅与全折弯件113重叠，未达到半折弯件116侧。此外，图6中的符号118是插入螺栓的螺栓孔，该螺栓用于将汽缸盖固定于汽缸体。

如图8所示，围绕润滑油孔115设置的半折弯件116为单斜面截面形状，该单斜面形状具备对于平坦的基板主体111a经由第一弯曲部116a相连且相对于基板主体111a向下方倾斜的倾斜板部116b和经由第二弯曲部116c与倾斜板部116b相连且相对于倾斜板部116b向上方倾斜的缘板部116d。此外，在金属基板111的外表面(表背两面)涂敷有橡胶等密封材料119。

图9(a)是使形状测定器的被称为单角触针的探针沿箭头方向移动而测定图8所示的半折弯件的上侧的表面得到的半折弯件的外形形状的型线图，图9(b)是图9(a)的主要部分放大图。

图8所示的单斜面截面形状的半折弯件116的折弯高Bh及折弯宽Bw分别基于使形状测定器的被称为单角触针的探针沿箭头方向移动而测定图8所示的半折弯件的上侧的表面得到的半折弯件的外形形状的型线图，如图9(a)所示那样定义。此外，图8中的探针导致的扫描方向是从金属垫片110的外缘向润滑油孔115的中心的方向。即，将从平坦的基板主体111a的上侧表面S1延伸的延长线设为基板主体线L1，将从缘板部116d的上侧表面S2延伸的延长线设为缘板部线L2，将从倾斜板部116b的上侧表面S3延伸的延长线设为倾斜板部线L3，将基板主体线L1与倾斜板部线L3的交点设为交点P1，将缘板部线L2与倾斜板部线L3的交点设为交点P2，此时，半折弯件116的折弯宽Bw为交点P1与交点P2之间的沿基板主体线L1的方向的距离(通过交点P1且与基板主体线L1正交的垂直基准线L4与通过交点P2且与垂直基准线L4平行的线L5之间的距离)，半折弯件16的折弯高Bh为交点P1与交点P2之间的垂直于基板主体线L1的方向的距离(通过交点P2且与基板主体线L1平行的线L6与基板主体线L1之间的距离)。

然后，为了基于以往的金属垫片110的半折弯件116的密封极限值设定本申请发明的金属垫片10的半折弯件16的密封极限值的目标值，制作出比较例样品C1～C12，该比较例样品C1～C12具有以图9(a)所示的半折弯件116的形状为基础的半折弯件116。这些比较例样品C1～C12均作为具有图10所示的平面形状的试样Tp而制作。另外，比较例样品C1～C12均使用在上述引用文献1的第0025段说明的常规弹簧用SUS－301钢板而形成，且在其外表面涂敷有上述引用文献2所记载的以NBR为主结构的密封材料。

比较例样品分成Gr.A、Gr.B及Gr.C，Gr.A(比较例样品C1～C5)将金属基板的基板板厚t设为0.20mm，将折弯宽Bw设为1.5mm，使折弯高Bh在0.25mm～0.65mm变化而成，Gr.B(比较例样品C6～C9)将金属基板的基板板厚t设为0.25mm，将折弯宽Bw设为1.5mm，使折弯高Bh在0.25mm～0.55mm变化，Gr.C(比较例样品C10～C12)将金属基板的基板板厚t设为0.20mm，将折弯宽Bw设为1.5mm，并且就折弯形状而言，代替比较例C1～C9的半折弯件116而将其改变为与汽缸内孔密封用折弯件同样的山形斜面形状的全折弯件113，且使折弯高Bh在0.25mm～0.45mm变化。此外，这些折弯高Bh对应于图9(a)中的半折弯件116的折弯高Bh，折弯宽Bw对应于图9(a)中的半折弯件116的折弯宽Bw。

在上述比较例样品C1～C12中，作为折弯宽Bw，采用了与金属垫片110的基板主体111a的外缘和润滑油孔115的内缘之间的宽度Kw(参照图6)关联，对于本领域技术人员常规的1.0mm～2.0mm的范围，尤其采用常用的1.5mm。另外，预先测定出的以往产品的金属垫片的半折弯件的折弯半径Br为0.3mm～0.5mm，因此，在比较例样品C1～C12的任一个中，折弯半径Br均设为0.5mm。

对于这些比较例样品C1～C12，使用密封极限试验装置进行再现抬头现象(开口现象)的实现，进行对密封极限值的测定、裂纹及条纹状的痕迹的有无的评价。

作为密封极限试验装置，虽然详情未图示，但使用如下装置：具有与汽缸盖对应的上夹具和与汽缸体对应的下夹具，能够将通过导向销定位好的比较例样品夹在上夹具与下夹具之间，并且使用万能试验机以规定的载荷压缩比较例样品C。另外，在密封极限试验装置的下夹具安装有加热器、加热器用热电偶、狭缝传感器、液压调整装置的各种传感器等，另外，与比较例样品C的内径一致的储油部被加工成凹状。构成为能够从液压调整装置以规定的液压向储油部供给润滑油(油)。

在此，金属垫片的密封能力为能够对应内燃机的输出时产生的抬头现象、即在汽缸盖与汽缸体之间产生的开口现象的能力，因此，作为再现开口现象的方法，采用如下方法：在相当于汽缸盖的上夹具和相当于汽缸体的下夹具之间夹设试验用的比较例样品，将其以规定的载荷压缩而进行紧固，然后，强制性地降低两夹具之间的比较例样品的紧固载荷，并且使两夹具与比较例样品C的间隔扩大。这是由于推断，通过掌握相距初始压缩时的开口现象的量即开口量(μm)与润滑油的泄漏(流失)有无的关系来评价半折弯件的密封性能是可能的。具体而言，将金属垫片装入实际发动机，在通过螺栓将汽缸盖紧固于汽缸体时，调查对半折弯件施加的压缩载荷，并将其上限压缩载荷设定为1200kg，将密封极限试验装置使用的万能试验机的压缩上限载荷设为上述值，并将比较例样品夹在上夹具与下夹具之间进行压缩。然后，万能试验机的按压载荷达到上限压缩载荷时，左右两个狭缝传感器的输出值设为零。然后，将液压产生装置的液压设定为规定压力(0.5MPa)，向比较例样品的内部(储油部)充满加压为规定压力的润滑油，然后使万能试验机的按压载荷从上限压缩载荷逐渐减压。当使万能试验机的按压载荷逐渐减压时，上夹具上升，半折弯件的表面压力降低，当万能试压机的按压载荷降低至至某值时，在比较例样品与下夹具之间产生间隙，润滑油从半折弯件的内侧向外部流出。由该润滑油流出时的狭缝传感器的输出值读取比较例样品与下夹具之间的间隙(μm)，将该值设为“密封极限值”。

此外，作为密封极限试验装置，只要能够进行再现抬头现象(开口现象)的试验即可，并不限于上述构造的装置，也可以采用其它装置或方法。

表1中表示上述试验结果，并且，在图11中用图表表示该试验结果。此外，在表1中，无裂纹、条纹状的痕迹的情况下评价为○，有裂纹、条纹状的痕迹的情况下评价为×。

表1

Gr.A的比较例样品C1、C2是当前常用的、基板板厚t为0.20mm且半折弯件116的折弯高Bh分别为0.25mm、0.35mm的样品。在此，这些比较例样品C1、C2之所以常用，是推测为，若将半折弯件116的折弯高Bh如比较例样品C3～C5那样设定为高的方向，则在半折弯件116的交点P1、P2的部分(各弯曲部)的密封材料119的表面容易产生“细微的裂纹”。根据所述试验结果，在常用使用领域的比较例样品C1、C2及比较例样品C3的半折弯件116的密封材料119的表面未产生裂纹，密封材料119的表面未发生变化，但是在脱离常用领域提高了折弯高Bh的比较例样品C4、C5中，在半折弯件116的密封材料119的表面确认到“细微的裂纹”。特别地，折弯高Bh为0.65mm的比较例样品C5的“细微的裂纹”明显，密封极限值也比比较例样品C2降低。该原因推测为，涂布于金属基板111的表面的密封材料119表面的细微的裂纹的缘故。另一方面，了解到，若提高半折弯件116的折弯高Bh，则半折弯件116的密封极限值也提高。

图12(a)是表示在半折弯件的密封材料的表面产生的“细微的裂纹”的状况的剖视图，符号130示出了该“细微的裂纹”的产生部分。此外，如图12(c)所示，“细微的裂纹”产生在半折弯件116的第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的以外角侧为中心的范围。

另外，在比较例样品C1、C2的半折弯件116处的密封材料119的表面未确认到“条纹状的痕迹”，但是在比较例样品C3～C5的半折弯件116处的密封材料119的表面确认到“条纹状的痕迹”。

图12(b)是表示在半折弯件处的密封材料的表面产生的“条纹状的痕迹”的状况的剖视图，符号131示出了该“条纹状的痕迹”的产生部分。此外，如图12(c)所示，“条纹状的痕迹”产生在半折弯件116的第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的以内角侧为中心的范围。

根据以上，在Gr.A中，在半折弯件116处的密封材料119的表面未确认到“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”两问题的样品仅为比较例样品C1、C2。因此，Gr.A中的半折弯件116的密封极限值判断为比较例样品C2的“80μm”。

Gr.B的比较例样品C6～C9将金属基板111的基板板厚t从Gr.A的0.20mm加厚到0.25mm。相对于Gr.A中的0.20mm，发现Gr.B的比较例样品C6～C9的密封极限值提高了5μm左右，但是已知大多不期望通过增加基板板厚t来提高密封极限值。作为其原因，与基板板厚t变厚相应地，半折弯件116的刚性提高，需要增大压缩载荷，相应地，推测为半折弯件116的压缩性降低，无法充分使用其回复性。另外，在比较例样品C9产生“细微的裂纹”，在比较例样品C7～C9确认到“条纹状的痕迹”，因此，在Gr.B中，在半折弯件116处的密封材料119的表面未确认到“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”两问题的样品仅为比较例样品C6。因此，Gr.B的半折弯件116处的密封极限值判断为比较例样品C6的“74μm”。此外，也了解到，在Gr.B中，越增高半折弯件116的折弯高Bh，半折弯件116的密封极限值也越提高。

Gr.C的比较例样品C10～C12具有取代半折弯件116的全折弯件113，但是其密封极限值比常用的比较例样品C1、C2低，没有提高密封极限值的效果。作为其原因推测为，全折弯件113在构造方面压缩载荷高，与压缩载荷变高相应地，全折弯件113的压缩性降低，无法充分使用其回复性。在比较例样品C11、C12中未确认到“细微的裂纹”和“条纹状的痕迹”，因此在Gr.C中，在半折弯件116处的密封材料119的表面未确认到“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”两问题的样品仅为比较例样品C10。因此，Gr.C处的密封极限值判断为比较例样品C10的“47μm”。此外，也了解到，在Gr.C中，若提高折弯高Bh，则半折弯件116的密封极限值也提高。

基于以上的评价结果，在进行半折弯件的改良时，目标设定为，使密封材料119不产生“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”地将半折弯件116的密封极限值设为常用的比较例样品C2的80μm以上的值。

图13是示意性地表示使用由上模和下模构成的现有的半折弯件模具对试样进行冲压加工的情形的图。为了解决在密封材料119产生“细微的裂纹”、“条纹状的痕迹”的问题点，本申请的发明人对用于形成半折弯件116于以往的金属垫片110而使用的“半折弯件模具”进行了调查。

根据上述评价结果，可了解到，密封材料119的“细微的裂纹”产生在图9(a)的交点P1、P2的部分、即半折弯件116的第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的部分的以外角侧(凸侧表面)为中心的范围。该现象推测为，由于将折弯高Bh如比较例样品C4、C5那样提高，第一弯曲部116a及第二弯曲部116c处的外角侧的表面与密封材料119一同沿扩展的方向大幅拉伸，其结果，密封材料119的表面的一部分破损，成为“细微的裂纹”。

另一方面，根据上述评价结果了解到，密封材料119的“条纹状的痕迹”产生在图9(a)的交点P1、P2的部分、即以半折弯件116的第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的部分的以内角侧(凹侧表面)为中心的范围。该现象可以认为是，由于将折弯高Bh如比较例样品C3～C5那样提高，第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的内角侧的表面与密封材料119一同缩窄，其结果，密封材料119的表面的一部分呈一条条纹状陷入第一弯曲部116a或第二弯曲部116c而成的痕迹。该痕迹可以推测为上模140a及下模140b的倒角部140c接触密封材料119而形成的痕迹，与上述细微的裂纹同样地，可以认为是因提高了折弯高Bh而产生的。即推测，由于使折弯高Bh比通常高，第一弯曲部116a及第二弯曲部116c在其内角侧通过倒角部140c更强烈地弯曲，另外，必然地，也施加金属基板的弹簧应力，半折弯件模具140的倒角部140c较深地陷入以膜厚为25μm左右涂敷的密封材料119，从而产生该痕迹。

上述“细微的裂纹”产生于半折弯件116的交点P1、P2即第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的外角侧的表面，也就是产生于凸侧表面，该凸侧表面是构成半折弯件116的密封线的重要部分，且是直接左右密封极限值的性能的部分，因此需要消除“细微的裂纹”。

另外，上述“条纹状的痕迹”产生在半折弯件116的交点P1、P2即第一弯曲部116a及第二弯曲部116c的内角侧的表面，也就是产生于凹侧表面，半折弯件金属模具140的倒角部140c较深地陷入，并导致从金属基板111的表面产生密封材料119的剥离，由此其左右长期的密封性能的保持，因此，也需要消除“条纹状的痕迹”。

因此，本申请的发明人使上述以往的半折弯件模具140的倒角部140c的R值也就是其半径Dr为模具制作时生产技术上产生程度的0.3mm～0.5mm左右，进行比较例样品C1～C5等半折弯件116的形状测定，该半折弯件116为利用上述以往的半折弯件模具140加工出的，并调查由倒角部140c加工出的相同部分的折弯半径Br。图9(b)是将图9(a)的主要部分放大的图，在图9(b)中，测量相当于半折弯件模具140的倒角部140c的部分的折弯半径Br后，该折弯半径Br为与半折弯件金属模具140的倒角部140c的半径Dr的值大致相等的0.3mm～0.5mm左右的微小的值。

作为以往金属垫片110的半折弯件116而常被使用的方式的比较例样品C1、C2，可以认为，由于折弯高Bh低，因此即使半折弯件金属模具140的倒角部140c的R值微小，其影响也小，不会导致“细微的裂纹”；另外，即使倒角部140c的R值小，由于折弯高Bh低，因此金属基板的弹簧应力的影响也小，不会导致产生“条纹状的痕迹”。

由于认为上述“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”的产生受半折弯件模具140的倒角部140c的R值微小这一情况的影响较大，因此，认为上述两个问题点能够通过在半折弯件模具140的制作时使该倒角部140c的R值变得更大来消除。另外，根据如上所述地以以往的金属垫片110的半折弯件116的比较例样品为基础进行的表1所示的评价结果，能够确认，即使将折弯宽Bw固定为1.5mm，也通过使折弯高Bh在高方的向变化，由此能够得到更高的密封极限值。因此，若能够通过使半折弯件金属模具140的倒角部140c的R值变大来消除在密封材料119的表面产生“细微的裂纹”、“条纹状的痕迹”这两个问题点，则结果是推定，与半折弯件116的“密封极限值”的改良相关。特别是，为了如密封极限值相反地降低的比较例样品C5那样将折弯高Bh加工至0.65mm，通过以往的半折弯件模具140确认的倒角部140c的R值不足，需要制作在模具设计阶段将倒角部140c的R值设定为所意图的大小的新颖的半折弯件模具。

因此，制作图14所示的结构的半折弯件模具150，该半折弯件模具15为使倒角部150c的R值(半径Dr)比以往的较大而成的，对分别设置在该改良后的半折弯件模具150的上模150a及下模150b的倒角部150c的R值进行各种改变，并且使用与上述同样的试样Tp进行半折弯件116的加工，从而制作实施例样品J1～J49。然后，利用形状测定器对这些实施例样品J1～J49的形状进行测定并绘图，由该绘图确认形成交点P1、P2的折弯半径Br的R值的最佳数值范围，该交点P1、P2构成半折弯件形状的密封线。

＜评价试验1＞

折弯半径Br的R值的优选范围的确认通过评价实施例样品J1～J7的评价试验1来进行。实施例样品J1～J7为，将折弯宽Bw恒定为1.50mm，将折弯高Bh恒定为0.45mm，使折弯半径Br每0.5mm地在1.5mm～4.5mm变化。另外，实施例样品J1～J7均由一张金属基板构成，基板板厚t为0.20mm，在其两面以25μm的厚度涂敷有以NBR为主材料的密封材料。

即使以与实施例样品J1～J7的各个折弯半径Br对应的方式使半折弯件模具150的上模150a及下模150b的倒角部150c的半径Dr变化，也在使用半折弯件模具150对试样Tp进行冲压加工时，一边以保持折弯宽Bw为1.50mm、折弯高Bh为0.45mm这样的条件的方式，通过设于半折弯件模具150的调整机构对该条件进行适当调整，一边制作实施例样品J1～J7。

对于这些实施例样品J1～J7，使用与上述相同的密封极限试验装置进行再现抬头现象(开口现象)的试验来测定密封极限值，并且进行裂纹及条纹状的痕迹的有无的评价。将评价试验1的试验结果表示于表2，并且在图15用图表表示该试验结果。此外，在表2中，在无裂纹、条纹状的痕迹的情况下及密封极限值超过目标的情况下，评价为○，在有裂纹、条纹状的痕迹的情况下以及密封极限值低于目标的情况下，评价为×。另外，在表2中将表1记载的比较例样品C2记载为与实施例样品J1～J7比较密封极限值的对象。比较例样品C2是至少对半折弯件形状进行了改良的得到作为密封极限值而设定的“80μm”的目标值的比较例样品。

表2

如表2所示，在实施例样品J1～J7的任一个中，在密封材料的表面均未确认“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”。由该结果，能够确认，通过使用将倒角部150c的R值增大的改良型的半折弯件模具150，具有防止半折弯件116处的密封材料119的表面的损伤的效果，至少如果将半折弯件116的折弯半径Br设为1.5mm以上，则对密封材料119的表面产生的影响较小。

另一方面，虽然以往的半折弯件模具140导致的比较例样品C2的密封极限值为80μm，但如表2及图15所示，在本次密封极限值的试验中，高于该目标的样品为实施例样品J2～J5，构成其半折弯件116的交点P1、P2的折弯半径Br为2.0mm～3.5mm。此外，了解到，实施例样品J1的密封极限值与以往的比较例样品C2的密封极限值无显著差别，就折弯半径Br为1.5mm而言，密封极限值的提高的效果差，另外，如实施例样品J6、J7那样，若折弯半径Br过大，则密封极限值存在相反地减小的倾向。

由上述实验结果，能够确认半折弯件116的交点P1、P2即构成第一弯曲部116a处的凸侧表面的半径及第二弯曲部116c的凹侧表面处的半径的折弯半径Br分别在2.0mm～3.5mm的范围有效。

＜评价试验2＞

接下来，作为评价试验2，由折弯宽Bw与折弯高Bh的关系评价密封极限值。该评价使用实施例样品J8～J27进行。

实施例样品J8～J27为，将折弯半径Br设定为位于在评价试验1中确定的折弯半径Br的最佳范围即2.0mm～3.5mm的范围的大致中央的折弯半径Br3mm，将折弯宽Bw和折弯高Bh进行各种改变。折弯宽Bw在1.5mm～2.0mm的范围改变，折弯高Bh在0.25mm～0.95mm的范围改变。此外，设计成，通过与上述同样的半折弯件模具150的调整机构，即使改变折弯高Bh，也能够将折弯宽Bw保持为恒定值，即使改变折弯宽Bw，也能够将折弯高Bh保持为恒定值。

对于这些实施例样品J8～J27，使用与上述同样的密封极限试验装置进行再现抬头现象(开口现象)的试验，测定密封极限值，并且进行裂纹及条纹状的痕迹的有无的评价。将评价试验2的试验结果表示于表3，并且在图16用图表表示该试验结果。此外，在表3中，在无裂纹、条纹状的痕迹的情况下及密封极限值超过目标的情况下，评价为○，在有裂纹、条纹状的痕迹的情况下以及密封极限值低于目标的情况下，评价为×。另外，在表3中，与表2同样地将表1记载的比较例样品C2记载为与实施例样品J8～J27比较密封极限值的对象。

表3

首先，不能制作表3所示的折弯宽Bw为1.0的实施例样品J8。这是因为，为了将折弯宽Bw设为1.0mm来成形为半折弯件116，需要将折弯半径Br设为3.0mm，这是过大的。

如表3所示，对密封材料119的表面产生影响的仅为实施例样品J20。实施例样品J20的折弯宽Bw为1.5mm，折弯高Bh为0.95mm，密封极限值超过了目标值80μm，但是在密封材料119的表面确认到“细微的裂纹”。此外，在实施例样品J20的密封材料119的表面未确认到“条纹状的痕迹”。

根据用图表示出表3的试验结果的图16，以折弯宽Bw为1.5mm的情况为基准来考察密封极限值，可以了解到：折弯宽Bw为1.2mm的情况虽然比折弯宽Bw为1.5mm的情况密封极限值稍低，但示出与折弯宽Bw1.5mm大致同程度的密封极限值。折弯宽Bw为1.8mm的情况也同样地了解到，虽然相比折弯宽Bw为1.5mm的情况密封极限值稍低，但表示与折弯宽Bw1.5mm大致同程度的密封极限值。与之相对，在折弯宽Bw为2.0mm的情况下，了解到，相比折弯宽Bw为1.5mm的情况，密封极限值大幅降低，作为本申请要求的半折弯件形状，稍微不适合。另外，如上述地，实施例样品J20的密封极限值高于目标值即80μm，但在密封材料119的表面确认到“细微的裂纹”，而且，成型后的实施例样品J20在其整体产生形状的翘曲，歪斜变形较大。由以上的结果，就折弯高Bh而言，判断为，实施例样品J19的0.85mm为改良的上限侧的临界点。

在此，密封极限值未达到目标值即80μm的是实施例样品J9(折弯宽Bw1.2mm、折弯高Bh0.25mm、密封极限值78μm)和实施例样品J25(折弯宽Bw2.0mm、折弯高Bh0.35mm、密封极限值76μm)，除此之外的实施例样品J确认到，折弯宽Bw为1.2mm的实施例样品J10～J13、折弯宽Bw为1.5mm的实施例样品J14～J19、折弯宽Bw为1.8mm的实施例样品J21～J24这三种均具有高于以往的比较例样品C2的值也就是目标值80μm的良好的密封极限值。而且，在这些实施例样品J的密封材料119的表面未确认到“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”的任一个，对于密封材料表面的问题也为良好的结果。特别是，相对于比较例样品C2的密封极限值为80μm时的折弯高Bh为0.35mm，在上述实施例样品J中，在折弯宽Bw1.2mm、1.5mm以及1.8mm这三种的任一个中，与比较例样品C2同样的折弯高0.35mm时的密封极限值均为90μm以上的值，都确认到良好的密封极限值提高这样的效果。

由以上确认，对于将折弯半径Br的R值从以往的0.5mm向更大的方向改良，不仅有助于消除在密封材料119的表面产生的“细微的裂纹”、“条纹状的痕迹”，而且还非常有助于“密封极限值提高”。

由表3及图16所示的评价试验2的试验结果，在将折弯半径Br设为恒定值(R3.0mm)时，能够在折弯宽Bw恒定的状态下，通过提高折弯高Bh来提高密封极限值，而且，密封极限值的提高即使将折弯宽Bw设为1.2mm、1.5mm以及1.8mm均不会大幅变动而稳定，因此，可以判断为，若将折弯宽Bw设在1.2mm～1.8mm的范围，将折弯高Bh设在0.35mm～0.85mm的范围，则能够充分得到改良的效果。

＜评价试验3＞

接下来，作为评价试验3，对折弯半径Br的R值与密封极限值的关系进行评价。该评价基于实施例样品J28～J49进行。

本申请的发明人得到如下结果：关于在密封材料119的表面产生“细微的裂纹”、“条纹状的痕迹”这样的问题的消除及密封极限值的提高，由评价试验1，若折弯半径Br的R值在2.0mm～3.5mm的范围，则对策有效；由评价试验2，若折弯宽Bw在1.2mm～1.8mm的范围且折弯高Bh在0.35mm～0.85mm的范围，则对策有效。因此，作为进一步的评价试验3，由于上述评价试验2为在折弯半径Br为3.0mm的情况下使折弯高Bh及折弯宽Bw变化的评价，因此，继续判断为，在折弯半径Br的R值为2.0mm的情况下及3.5mm的情况下是否得到与评价试验2相同的结果。折弯半径Br2.5mm为折弯半径Br2.0mm与折弯半径3.0mm的中间值，考虑到即使本次不特别地进行判断，也能够用折弯半径Br2.0mm与折弯半径3.0mm的中间线代用，因此省略了实施。另外，由评价试验2的结果，从试验对象中排除了折弯宽Bw1.5mm且折弯高Bh0.95mm的实施例样品J20。

使用可调整各尺寸的半折弯件模具150制作实施例样品J28～J38，以使折弯半径Br的R值为2.0mm，而且，折弯宽Bw为1.2mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.85mm；折弯宽Bw为1.5mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.55mm、0.65mm、0.75mm、0.85mm、折弯宽Bw为1.8mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.85mm。

同样地，使用可调整各寸法的半折弯件模具150制作实施例样品J39～J49，以使折弯半径Br的R值为3.5mm，而且，折弯宽Bw为1.2mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.85mm；折弯宽Bw为1.5mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.55mm、0.65mm、0.75mm、0.85mm；折弯宽Bw为1.8mm且折弯高Bh0.35mm、0.45mm、0.85mm。

对于这些实施例样品J39～J49，使用与上述同样的密封极限试验装置进行再现抬头现象(开口现象)的试验，测定密封极限值，并且进行裂纹及条纹状的痕迹的有无的评价。将实施例样品J28～J38的评价试验3的试验结果表示于表4，并且将实施例样品J39～J49的评价试验3的试验结果表示于表5。此外，在表4、5中，在无裂纹、条纹状的痕迹的情况下及密封极限值超过目标的情况下，评价为○，在有裂纹、条纹状的痕迹的情况下以及密封极限值低于目标的情况下，评价为×。另外，在表4、5中，与表2同样地将表1记载的比较例样品C2记载为与实施例样品J28～J49比较密封极限值的对象。

表4

表5

在评价试验3进行的全部的实施例样品J28～J49、即折弯半径Br2.0mm及3.5mm、折弯宽Bw1.2mm～1.8mm以及折弯高Bh0.35mm～0.85mm的全部的组合中，在密封材料119的表面均未确认到“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”。另外，在折弯半径Br2.0mm及3.5mm、折弯宽Bw1.2mm～1.8mm以及折弯高Bh0.35mm～0.85mm的全部的组合中，密封极限值高于目标值即80μm。

由评价试验3的结果了解到，若折弯宽Bw在1.2mm～1.8mm的范围、折弯高Bh在0.35mm～0.85mm的范围而且折弯半径Br在2.0mm～3.5mm的范围，则处于能够充分满足本申请垫片的密封效果的范围。即，由比较例样品C1～C7及实施例样品J1～J49的试验结果了解到，作为本申请的金属垫片10的半折弯件16的形态，若采用折弯宽Bw在1.2mm～1.8mm的范围、折弯高Bh在0.35mm～0.85mm的范围且折弯半径Br在2.0mm～3.5mm的范围的方案，则能够得到本申请要求的不存在密封材料19的表面的“细微的裂纹”及“条纹状的痕迹”且高于“密封极限值为80μm”的半折弯件16。

对于图1所示的金属垫片10，本申请的发明人还对于是否为满足从发动机设计方面要求的轻量化、以及导热性的提高、压缩比调整、成本降低等的要求，并且具有长期稳定的密封性能的半折弯件16，对折弯件的回复量、折弯裂纹的有无、密封材料的表面的剥离的有无进行了确认试验。

＜确认试验1＞

本申请的发明人首先进行对使用了试样Tp的半折弯件116的回复量(剩余折弯量)的确认试验，确认对“折弯回复力的降低导致的密封性能的降低”的改良效果。作为获知折弯件的回复力的方法，进行“剩余折弯量”的测定。在此，所谓“剩余折弯量”，是在从试验装置卸下上述进行的“密封极限值测定”使用的实施例样品J后，利用与图3(a)、图3(b)所示的相同的方法测量得到折弯高Bh。可以认为，剩余折弯量Bh相对于初始折弯高Bh的变化量越小，折弯回复力残留得越多。即，通过比较各个实施例样品J和以往的比较例样品C的剩余折弯量，能够确认半折弯件的改良效果。

对于剩余折弯量的测定，使用与上述相同的密封极限试验装置，不使用加热以及油负载地利用万能试验机以规定按压载荷(与密封极限值试验相同的1200kg)对半折弯件116进行10秒钟压缩，然后将万能试验机的按压载荷设为零，释放半折弯件116，再次将半折弯件116压缩至上述载荷并释放，在反复100次该压缩释放的反复循环后，将半折弯件116从夹具卸下，并测定剩余折弯量Bh。在该试验中使用的实施例样品J使用了折弯宽Bw1.5mm、折弯半径Br3.0mm且折弯高Bh相互不同的实施例样品J4、J14、J15、J16、J17、J19。另外，作为比较例，使用折弯宽Bw1.5mm、折弯半径Br0.5mm、折弯高Bh0.35mm的比较例样品C2。将确认试验1的试验结果表示于表6及图17。

表6

可知，对于半折弯件116可知，设定2.0mm～3.5mm的范围的折弯半径Br的实施例样品J的效果好，从设定于万能试验机之前的初始高到试验后的剩余折弯量的变化率比以往的比较例样品C2小，半折弯件116的衰弱(永久变形)小。另外，可以了解到，若将折弯高Bh增高，则半折弯件116的变化量变小，而且，剩余折弯量的绝对值也增加，进一步地，若从密封材料119的表面的问题考虑作为以往折弯件即比较例样品C2的折弯高Bh的临界点为0.35mm，则实施例样品J的半折弯件116确定地得到改良。

比较例样品C2(折弯高Bh0.35mm)和实施例样品J19(折弯高Bh0.85)的变化量均为50％左右的相同水平，但就剩余折弯量的绝对值而言，相对于比较例样品C2为剩余折弯量Bh0.171mm，在实施例样品J19为剩余折弯量Bh0.425mm，具有较大的差，由此，能够确认，通过将折弯半径Br设定在2.0mm～3.5mm的范围，对于保持密封极限值的提高以及防止半折弯件116的衰弱，可以得到较大的效果。

＜确认试验2＞

接下来，本申请的发明人对于在半折弯件产生的折弯裂纹，作为确认试验2进行疲劳强度试验，确认“因折弯裂纹产生而引起的密封功能降低”。所谓折弯裂纹，是由于开口现象引起的交替载荷的影响而产生的半折弯件的金属疲劳所导致的皲裂。汽缸盖由开口现象而相对于汽缸体上浮时，通过压缩载荷施加于半折弯件的紧固载荷被释放，此时，由于半折弯件具有的回复力，汽缸体、汽缸盖之间始终被半折弯件密封，但压缩变形和释放以每秒几μm单位地上下反复，因此，大多由于金属疲劳，在半折弯件的一部分产生裂纹。可以认为，裂纹产生部大多发生在半折弯件的上述的交点P1、P2、其相反面，尤其是如实施例样品J那样，在使折弯高Bh比以往的比较例样品C高的情况下，产生比率提高，因此，需要确认裂纹强度。因此，在确认试验2中，使用具有成为认为今后多用的使用领域的折弯宽Bw1.5mm、折弯半径3.0mm，并且具有认为由于高度高而折弯裂纹强度低的折弯高Bh0.65mm的实施例样品J17和比较例样品C2进行疲劳强度试验，确认实施例样品J相对于比较例样品C2的改良效果。

疲劳强度的测定使用了以下方法：使用与上述相同的密封极限试验装置，不使用加热及油负载而假定内燃机的输出时的燃烧循环，利用万能试验机以每秒几十次的循环反复进行振动，然后从密封极限试验装置卸下样品，以目视及手触摸的方式确认裂纹的有无。此时，万能试验机的按压载荷以规定载荷(上限载荷)压缩半折弯件116，在该压缩位置将狭缝传感器的输出值设为零后，由此开始逐渐释放载荷，直至狭缝传感器表示欲确认的开口量(开口Vol)，然后将到达要求的开口量时的载荷设为下限载荷。然后，将该上限载荷、下限载荷、上限载荷的运动设为振动次数一次，一边改变振动次数及下限载荷，一边反复确认开口量和一定振动次数后的裂纹，将确认不到裂纹的振动次数设为疲劳强度。举例说明在实施例样品J17中将开口量设为180μm的情况下的测定顺序：以上限载荷将实施例样品J17夹在上下夹具之间，逐渐释放载荷，直至狭缝传感器表示180μm，并设定下限载荷，然后在上限载荷与下限载荷之间以每秒几十次的循环数振动，当振动次数达到0.9×10⁴次时，从夹具卸下实施例样品J17，以目视以及手触摸的方式确认裂纹的有无。此时，在半折弯件116确认到裂纹，因此，准备新的实施例样品J17，以相同条件使其振动，并且本次在1级别前的振动次数达到0.8×10⁴次时卸下实施例样品J17，以目视以及手触摸的方式确认裂纹的有无。然后，由于此时未确认到裂纹，因此将开口量180μm时的折弯疲劳强度判断为0.8×10⁴次。以同样的顺序在开口量为120、50、20、15、10、8、7、6、5μm的情况进行试验。将该确认试验2的试验结构表示于表7。

表7

由表7所示的试验结果，能够确认，实施例样品J17在任意的开口量方面，相比比较例样品C2，裂纹产生前的裂纹寿命都更长。另外，直至规定振动次数(1000×10⁴次)结束，不卸下夹具进行确认地使试验结束，即使在结束后卸下样品的时刻，也未确认到裂纹的开口量而言，在实施例样品J17中为7μm，与之相对，在比较例样品C2中为5μm，从该点也能够确认改良后的半折弯件的疲劳强度相对于以往的半折弯件具有充分的优越性。即，能够确认，通过做成将折弯半径Br设在2.0mm～3.5mm的范围的半折弯件形状，可提高折弯疲劳强度。

＜确认试验3＞

本申请发明者除了上述的确认试验1、2，还进行确认试验3，对“密封材料表面的膨胀以及剥离导致的密封性能的降低”进行确认。

内燃机的燃烧循环时，因抬头现象而产生开口时，通过半折弯件具有的回复力，半折弯件回复，汽缸体、汽缸盖之间始终被密封，但由于燃烧，油被加热至高温，另外，在汽缸体与汽缸盖之间由于交替载荷每几μm～十几μm地反复进行压缩释放的微振动，因此，高温的润滑油侵入至作为半折弯件的密封线的折弯交点P1、P2附近的情况较多，另外，由于高温下的汽缸体和汽缸盖微振动，有可能在涂敷于金属基板的表面的密封材料，尤其在交点P1、P2、其相反面存在产生“剥离、膨胀”的问题，因此，也需要与上述的确认试验1、2同样地确认该密封材料的表面的问题。

因此，为了确认密封材料的膨胀及剥离的有无，使用与上述同样的密封极限试验装置进行“涂敷剥离试验”，对于直至涂敷于金属基板的密封材料在半折弯件的密封线的部分(交点P1、P2)产生膨胀、剥离，且关于之后金属基板的表面露出的振动次数，通过实施例样品J17和比较例样品C2进行比较。该试验中，在设于下夹具的储油部充满润滑油，通过加热器使润滑油成为符合实机发动机的加热状态，并通过液压调整装置设置为预定的液压状态而进行试验。假定内燃机的输出时的燃烧循环，通过万能试验机每秒几十次地反复进行样品的压缩、释放，然后从万能试验机卸下样品，以目视及手触摸的方式尤其确认交点P1、P2、其相反面的部分。此时，万能试验机的按压载荷以规定载荷(上限载荷)压缩半折弯件，在该状态下向储油部充满润滑油，并且使用加热器、热电偶、温度调机器将该润滑油加热至规定温度(150℃)，且使按压载荷在规定的上限值与规定的下限值之间以每秒40次的方式振动。当振动次数达到5×10³次时，将上下的夹具分离，取出样品，以目视及手触摸的方式确认密封材料的剥离、膨胀的有无。在即使在该次数下密封材料膨胀，但未剥离而露出金属表面的情况下，进一步地利用相同的样品继续振动试验，在该振动次数再次达到5×10³次时，与上述同样地以目视及手触摸的方式确认密封材料膨胀、金属表面露出的有无。对于实施例样品J17及比较例样品C2，将各n＝3张进行确认的试验结果表示在表8。此外，在表8中，在密封材料的表面未变化的情况下评价为○，在密封材料的一部分产生膨胀但未露出金属基板的情况下评价为△，在密封材料剥离且露出金属基板的情况下评价为×。

表8

如表8所示，由确认试验3的结果，能够确认，实施例样品J17在任意的振动次数下，相比以往的比较例样品C2，密封材料的表面的膨胀及金属基板的露出前的寿命都更长。另外，确认到，即使改变半折弯件的形状，对密封材料表面也没有不良影响。

由以上的各评价试验及确认试验的结果，确认到，通过将半折弯件的折弯宽Bw设在1.2mm～1.8mm的范围，将折弯高Bh设在0.30mm～0.85mm的范围，将折弯半径Br设在2.0mm～3.5mm的范围，即使半折弯件16的压缩不完全，也能够保持半折弯件16的回复力，充分提高金属垫片10的密封极限值，另外，能够防止在半折弯件16产生裂纹，还能够防止涂敷于金属基板11的外表面的密封材料19的膨胀及剥离，从而可保持该金属垫片10的密封功能。

本发明不限于上述具体实施方式，不言而喻，在不脱离其宗旨的范围可以进行各种改变。

例如，在上述具体实施方式中，作为实施例记载了有一张金属基板11和高度差调整板17构成的1.5层型的金属垫片10，但不限于此，也能够应用于具备两张金属基板11和1张高度差调整板17的2.5层构造的垫片。

另外，在上述具体实施方式中示出了将本发明应用于对润滑油孔15进行密封的半折弯件16的情况，但不限于此，例如，也可以将本发明应用在用于对冷却水孔14、腔体孔(chamber hole)等其它孔进行密封的半折弯件。

附图符号说明

10：金属垫片；11：金属基板；11a：基板主体；12：汽缸内孔；

13：全折弯件(全卷边)；14：冷却水孔(液体孔)；

15：润滑油孔(液体孔)；16：半折弯件(半卷边)；

16a：第一弯曲部；16b：倾斜板部；16c：第二弯曲部；

16d：缘板部；17：高度差调整板；17a：铆接部；18：螺栓孔；

19：密封材料；20：探针；40：半折弯件模具；40a：上模；

40b：下侧；40c：倒角部；110：金属垫片；111：金属基板；

111a：基板主体；112：汽缸内孔；113：全折弯件；

114：冷却水孔；115：润滑油孔；116：半折弯件；

116a：第一弯曲部；116b：倾斜板部；116c：第二弯曲部；

116d：缘板部；117：高度差调整板；118：螺栓孔；

119：密封材料；120：探针；130：细微的裂纹；

131：条纹状的痕迹；140：半折弯件模具；140a：上模；

140b：下模；140c：倒角部；150：半折弯件模具；150a：上模；

150b：下模；150c：倒角部；S1：基板主体的上侧表面；

L1：基板主体线；S2：缘板部的上侧表面；L2：缘板部线；

S3：倾斜板部的上侧表面；L3：倾斜板部线；P1：交点；

P2：交点；L4：垂直基准线；L5：线；L6：线；

Tp：试样(试验片)；C1～C12：比较例样品；t：基板板厚；

Bw：折弯宽；Bh：折弯高；Br：折弯半径；Kw：宽度；

Dr：倒角部的半径；J1～J49：实施例样品。

Claims (3)

1.一种金属垫片，所述金属垫片具有至少一张金属基板，且装配于汽缸盖与汽缸体之间，所述金属基板在外表面涂敷有密封材料，并且具备汽缸内孔密封用全折弯件和液体孔密封用半折弯件，其特征在于，

所述半折弯件具有

经由第一弯曲部与所述金属基板的平坦的基板主体相连且相对于所述基板主体向下方倾斜的倾斜板部、以及

经由第二弯曲部与所述倾斜板部相连且相对于所述倾斜板部向上方倾斜的缘板部，

所述第一弯曲部的凸侧表面的半径及所述第二弯曲部的凹侧表面的半径分别在2.0mm～3.5mm的范围。

2.根据权利要求1所述的金属垫片，其特征在于，

所述半折弯件的高度在0.35mm～0.85mm的范围。

3.根据权利要求2所述的金属垫片，其特征在于，

所述半折弯件的宽度在1.2mm～1.8mm的范围。

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