CN110360022A - 密封垫 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够消除由索环构造导致的表面压力分布的不均匀、使密封性能提高的密封垫。所述密封垫(20)层叠上层(21)、中间层(30)以及下层(22)而成,并形成有贯通孔(23)、和在上层(21)以及下层(22)呈环状地包围该贯通孔(23)并成为相对于中间层(30)相互上下对称形状的密封筋(26),中间层(30)具有折回部(33)、表面压力调整部(34)以及筋接触部(35),折回部(33)的板厚比筋接触部(35)厚,在表面压力调整部(34),使上侧台阶(D4)与下侧台阶(D5)不同。
Description
技术领域
本发明涉及密封垫,更详细而言,涉及使密封性能提高的密封垫。
背景技术
提出了如下密封垫,该密封垫在两块基板之间夹着中间层,形成有:密封筋(sealbead),该密封筋在两块基板呈环状地包围贯通孔并成为相对于中间构成体上下对称形状;补偿部,该补偿部由中间构成体的贯通孔侧的周缘端折回而成;以及补偿用弯折部,该补偿用弯折部使在补偿部的上下产生的与中间构成体之间的台阶大致相同(例如,参照专利文献1)。
该密封垫利用具有将金属板的周缘端折回而形成的补偿部的索环(grommet)构造,减少从贯通孔赋予密封筋的热等损伤。另外,该密封垫通过利用补偿用弯折部使由于设置补偿部而产生的上下的台阶大致相同,从而消除上下的表面压力的不均匀。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平8-33178号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,实际上在将上述密封垫夹持于汽缸体以及汽缸盖时,上下的表面压力的不均匀没有被消除、上下面的表面压力分布变得不均匀。
即便使上下的台阶大致相同,也会由于在补偿用弯折部产生的反作用力上下不同而产生上下的表面压力的不均匀。由于欲使补偿部相对于上下面歪斜地倾斜的力而产生上下面的表面压力分布的不均匀。也就是说,在上下面中的存在补偿部的被折回了的周缘端的一方的面,压力集中在该周缘端的附近,而在不存在周缘端的另一方的面,压力集中在其贯通孔侧。
像这样,即使利用补偿用弯折部使上下的台阶在外观上大致相同,也存在如下这样的问题:由于没有消除上下的表面压力的不均匀或上下面的表面压力分布成为不均匀而使得密封性能降低。
本发明鉴于上述问题而做出,其课题在于提供一种能够消除由索环构造导致的表面压力的不均匀而使密封性能提高的密封垫。
用于解决课题的技术方案
用于解决上述课题的第一发明的密封垫从上方朝向下方依次层叠有上层、中间层以及下层这三层而成,并形成有贯通该三层的贯通孔、和在所述上层以及所述下层呈环状地包围该贯通孔并成为相对于所述中间层相互上下对称形状的密封筋,所述密封垫的特征在于,所述中间层至少层叠有两块板材而成,从所述贯通孔的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部、表面压力调整部以及筋接触部,所述折回部以使得所述板材中的一方的板材的周缘端包入另一方的板材的所述贯通孔侧的端部的方式折回而成,所述折回部的厚度比所述筋接触部的厚度厚,所述表面压力调整部中,构成其的所有的板材弯曲,所述折回部的上侧的面比所述筋接触部的上侧的面向上方突出而形成上侧台阶,所述折回部的下侧的面比所述筋接触部的下侧的面向下方突出而形成下侧台阶,使该上侧台阶与该下侧台阶不同。
第二发明的密封垫从上方朝向下方依次层叠有上层、中间层以及下层这三层而成,并形成有贯通该三层的贯通孔、和在所述上层以及所述下层呈环状地包围该贯通孔并成为相对于所述中间层相互上下对称形状的密封筋,所述密封垫的特征在于,所述中间层从上方朝向下方层叠有第一板材、中间板材以及第二板材而成,并从所述贯通孔的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部、表面压力调整部以及筋接触部,所述中间板材仅存在于该筋接触部,所述折回部以使得所述第一板材的周缘端包入所述第二板材的所述贯通孔侧的端部的方式折回而成,所述折回部的厚度比所述筋接触部的厚度厚,所述表面压力调整部中,所述第一板材弯曲并且所述第二板材以比所述第一板材的弯曲角度大的弯曲角度弯曲,形成有所述折回部的上侧的面比所述筋接触部的上侧的面向上方突出而成的上侧台阶,并形成有所述折回部的下侧的面比所述筋接触部的下侧的面向下方突出而成的下侧台阶。
发明的效果
根据第一发明,使第一板材以及第二板材弯曲,形成折回部以及筋接触部的上侧的面彼此的上侧台阶和下侧的面彼此的下侧台阶这两个台阶。并且,通过使所形成的上侧台阶与下侧台阶不同,从而能够使从折回部的上侧的面施加于上层的表面压力与从折回部的下侧的面施加于下层的表面压力实际上相等,并且能够抑制欲使折回部相对于上层以及下层歪斜地倾斜的力。
像这样,根据第一发明,并不是使上侧台阶与下侧台阶在外观上相同,而是使由于在上下形成台阶而产生的反作用力上下相等,有利于使上下的表面压力大致均匀。另外,根据第一发明,有利于抑制欲使折回部倾斜的力并使折回部及上层接触的部位、以及折回部及下层接触的部位的表面压力分布大致均匀。作为其结果,由于折回部作为索环构造的阻挡器发挥功能,所以能够提高贯通孔的周缘的密封性能。
根据第二发明,用三块板材构成中间层,以互相不同的弯曲角度使第一板材以及第二板材弯曲,形成折回部以及筋接触部的上侧的面彼此的上侧台阶和下侧的面彼此的下侧台阶这两个台阶。因此,欲使折回部相对于上层以及下层歪斜地倾斜的力在第一板材以及第二板材相抵消,所以能够利用表面压力调整部抑制欲使折回部相对于上层以及下层歪斜地倾斜的力。
像这样,根据第二发明,即便使上侧台阶和下侧台阶在外观上相同,也有利于使上下的表面压力大致均匀并使表面压力分布大致均匀,折回部作为索环构造的阻挡器发挥功能,所以能够提高贯通孔的周缘的密封性能。
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是用图1的箭头II示出的剖视图。
图3是例示上侧台阶以及下侧台阶的关系和表面压力分布的分布图,图3(a)示出第一实施方式,图3(b)、(c)分别示出比较例。
图4是例示折回部的宽度和表面压力分布的分布图,图4(a)示出第一实施方式,图4(b)、(c)分别示出比较例。
图5是例示本发明的密封垫的第二实施方式的剖视图。
图6是例示上侧台阶以及下侧台阶的关系和表面压力分布的分布图,图3(a)、(c)示出第二实施方式,图3(b)示出比较例。
图7是例示本发明的密封垫的第三实施方式的剖视图。
图8是例示上侧台阶以及下侧台阶的关系和表面压力分布的分布图,图8(a)示出第三实施方式,图8(b)、(c)分别示出比较例。
图9是例示本发明的密封垫的第四实施方式的俯视图。
图10是用图9的箭头X示出的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。在图中,将x设为铅垂方向、且为密封垫20的厚度方向(层叠方向),将y、z设为与x方向正交且互相正交的方向。此外,在图1~图7中,使尺寸变化以便容易理解构成,尺寸并不一定与实际制造的产品的比率一致。
如图1~4所例示的那样,第一实施方式的密封垫20为汽缸盖密封垫,组装于发动机10。具体而言,密封垫20夹持在由作为紧固连结件的螺栓11紧固连结的汽缸体12与汽缸盖13之间。
如图1所例示的那样,汽缸体12形成有作为密封对象孔的四个缸膛14、和形成于缸膛14的外周的水套用的水孔和/或润滑油用的油孔等水油孔15。未图示的活塞在上下方向上往复自如地组装在缸膛14的内部。在汽缸体12,针对一个缸膛14,将四个螺栓孔16形成于缸膛14的外周。
汽缸盖13组装有未图示的喷射器和/或进气排气门,并贯通有与汽缸体12的螺栓孔16相对应的螺栓孔17。
密封垫20向x方向下方依次层叠上层21、中间层30以及下层22这三层而形成为平板状。作为构成上层21以及下层22的金属板,可以例示由不锈钢等形成的弹性金属板。
密封垫20形成有贯通孔23、24、25和密封筋26。贯通孔23与缸膛14相对应,贯通孔24与水油孔15相对应,贯通孔25与螺栓孔16、17相对应,贯通孔23、24、25贯通上层21、中间层30以及下层22这所有的层。密封筋26形成于上层21以及下层22,在俯视时呈环状地包围与缸膛14相对应的贯通孔23。
如图2所例示的那样,上层21以及下层22分别由板厚为D1的至少一块金属板构成。上层21以及下层22各自的板厚相等即可,也可以由多个金属板构成。形成于上层21的密封筋26和形成于下层22的密封筋26是向中间层30凸出的全筋,且呈相对于中间层30相互上下对称形状。形成于上层21以及下层22的密封筋26呈相对于中间层30上下对称形状即可,既可以是向中间层30凹进的全筋、半筋,也可以由多个筋构成。
中间层30向x方向下方依次层叠第一板材31和第二板材32而构成。作为构成第一板材31以及第二板材32的金属板,可以例示由不锈钢和/或钢等铁合金形成的金属板、将这些金属板退火处理而得到的金属板,也可以由互相不同的金属构成。
中间层30在贯通孔23的周围的垂直截面中从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部33、表面压力调整部34以及筋接触部35。换言之,在俯视中间层30时,从贯通孔23的中心朝向径向外侧,环状的折回部33、表面压力调整部34以及筋接触部35呈同心圆状地配置。
第一板材31由板厚为D2的一块金属板构成。第二板材32由板厚为D3的一块金属板构成。第二板材32的板厚D3比第一板材31的板厚D2的二倍的厚度厚。
折回部33以使得第一板材31的贯通孔23侧的周缘端36通过弯曲加工等而包入第二板材32的贯通孔23侧的端部的方式被折回。也就是说,在折回部33,第一板材31形成为索环状,被折回了的该第一板材31将第二板材32的贯通孔23的周缘端37内包。
由于第一板材31在第二板材32的x方向上下的各侧都层叠,所以折回部33的板厚(D2×2+D3)比仅层叠第一板材31以及第二板材32而成的筋接触部35的板厚(D2+D3)厚。
在表面压力调整部34,构成折回部33的第一板材31以及第二板材32弯曲。在表面压力调整部34,第一板材31以及第二板材32在x方向上相邻,也就是说,互相密接。因此,在本实施方式中,第一板材31以及第二板材32相对于yz平面的弯曲角度相等。
表面压力调整部34利用该弯曲,形成有折回部33的上侧的面33a比筋接触部35的上侧的面35a向上方突出而成的上侧台阶D4(33a-35a)和折回部33的下侧的面33b比筋接触部35的下侧的面35b向下方突出而成的下侧台阶D5(33b-35b)。
具体而言,表面压力调整部34通过使第一板材31以及第二板材32倾斜,从而使折回部33在x方向上方平行移动,使折回部33相对于筋接触部35在x方向上方错开。表面压力调整部34的第一板材31以及第二板材32以从折回部33的端部向筋接触部35离开的第一弯曲点38为基准,朝向第二弯曲点39向x方向下方侧倾斜。换言之,在表面压力调整部34的第一板材31以及第二板材32,从第一弯曲点38到第二弯曲点39的面相对于yz平面倾斜。
而且,表面压力调整部34利用第一板材31以及第二板材32的弯曲,使上侧台阶D4与下侧台阶D5不同。具体而言,在本实施方式中,表面压力调整部34使上侧台阶D4比下侧台阶D5大。也就是说,表面压力调整部34使不存在折回部33中被折回了的周缘端36的上侧台阶D4比存在周缘端36的下侧台阶D5大。
筋接触部35的板厚比折回部33的板厚薄即可,也可以使除了构成折回部33以外的板材层叠于筋接触部35的上下。
图3、4例示了密封垫20的折回部33处的表面压力分布。在图中,用竖条纹图样表示表面压力的大小。此外,表面压力利用模拟进行测定。在图3中例示:在利用螺栓11将夹持有密封垫20的汽缸体12以及汽缸盖13紧固连结的状态下由上侧台阶D4以及下侧台阶D5的关系导致的表面压力的变化,在图4中例示:由折回部33的宽度导致的表面压力的变化。
如图3(a)所例示的那样,在密封垫20中,优选的是,上侧台阶D4设定为比下侧台阶D5大且为下侧台阶D5的4.0倍以下,更为优选的是,设定为下侧台阶D5的1.5倍以上且1.9倍以下。例如,在本实施方式中,上侧台阶D4设定为下侧台阶D5的1.7倍的高度。
在本实施方式的密封垫20中,在外观上,上侧台阶D4与下侧台阶D5不同。但是,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力与从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力实际上大致相等。另外,在上侧的面33a以及上层21相接触的部位的大部分,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力大致均匀。并且,在下侧的面33b以及下层22相接触的部位的大部分,从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力也大致均匀。
如图3(b)所例示的比较例那样,当上侧台阶D4成为超过下侧台阶D5的4.0倍的高度时,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力平均比从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力大,折回部33的上下的表面压力较大地不同。另外,在上层21和折回部33相接触的部位,从折回部33的上端施加于上层21的表面压力从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧变大,表面压力分布变得不均匀。
如图3(c)所例示的比较例那样,当上侧台阶D4与下侧台阶D5相等时,在上层21和折回部33相接触的部位,从折回部33的上端施加于上层21的表面压力从贯通孔23的径向外侧朝向周缘侧变大,表面压力分布变得不均匀。另外,在下层22和折回部33相接触的部位,从折回部33的下端施加于下层22的表面压力从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧变大,表面压力分布变得不均匀。
如上所述,密封垫20利用表面压力调整部34,形成上侧台阶D4和下侧台阶D5这两个台阶,并且使其中的不存在被折回了的周缘端36的一方的上侧台阶D4与存在周缘端36的另一方的下侧台阶D5不同。具体而言,在本实施方式中,密封垫20利用表面压力调整部34,使上侧台阶D4比下侧台阶D5大。因此,能够使从上侧台阶D4施加于上层21的表面压力与从下侧台阶D5施加于下层22的表面压力实际上相等,并且能够抑制欲使折回部33相对于上层21以及下层22歪斜地倾斜的力。
由此,有利于使由于形成上侧台阶D4以及下侧台阶D5而产生的反作用力在上下相等、使上下的表面压力大致均匀。另外,有利于使折回部33及上层21相接触的部位、以及折回部33及下层22相接触的部位的表面压力分布大致均匀。作为其结果,由于折回部33作为索环构造的阻挡器发挥功能,所以能够提高贯通孔23的周缘的密封性能。
在使不存在被折回了的周缘端36的一侧的上侧台阶D4比存在周缘端36的一侧的下侧台阶D5大的情况下,可以根据第一板材31的板厚D2、第二板材32的板厚D3、折回部33的宽度以及贯通孔23的半径R2等参数使其变化。在该情况下,优选的是,使上侧台阶D4为下侧台阶D5的4.0倍以下,更为优选的是,使上侧台阶D4为下侧台阶D5的1.5倍以上且1.9倍以下。当使上侧台阶D4比下侧台阶D5大且为下侧台阶D5的4.0倍以下时,有利于抑制欲使折回部33相对于上层21以及下层22歪斜地倾斜的力。而且,当使上侧台阶D4为下侧台阶D5的1.5倍以上且1.9倍以下时,也有利于使由于形成上侧台阶D4以及下侧台阶D5而产生的反作用力在上下相等、使上下的表面压力大致均匀。
特别地,当如本实施方式那样使第二板材32的板厚D3比第一板材31的板厚D2厚时,由表面压力调整部34中的第二板材32的弯曲导致的折回部33的倾动(掀动)变得显著。因此,适用于下述构成:中间层30由第一板材31以及第二板材32这两块板材构成,且第二板材32的板厚D3比第一板材31的板厚D2的二倍的厚度厚。
此外,在表面压力调整部34,也可以使第一板材31以及第二板材32的弯曲点互相不同。例如,也可以是:使第一弯曲点38为共同的弯曲点,使第一板材31的第二弯曲点配置于比第二板材32的第二弯曲点39靠外侧且比密封筋26靠内侧的位置。
如图4(a)所例示的那样,在密封垫20,折回部33的y、z方向上的宽度、即从贯通孔23的周缘到被折回了的第一板材31的周缘端36为止的宽度,设定为预定的宽度L1。该宽度L1根据从贯通孔23的中心到周缘端36为止的半径R1与贯通孔23的半径R2之差(R1-R2)求出,半径R1为半径R2的1.02倍以上且1.07倍以下。例如,在本实施方式中,半径R1设定为半径R2的1.05倍。
如图4(b)所例示的比较例那样,当半径R1小于半径R2的1.02倍时,折回部33与上层21以及下层22的接触面积过窄,从折回部33施加于上层21以及下层22的表面压力过剩。另外,伴随着接触面积变窄,从折回部33的上端施加于上层21的表面压力从贯通孔23的径向外侧朝向周缘侧变大,上层21和折回部33相接触的部位的表面压力分布变得不均匀。另外,从折回部33的下端施加于下层22的表面压力从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧变大,下层22和折回部33相接触的部位的表面压力分布变得不均匀。特别地,从折回部33的下端施加于下层22的表面压力过剩。
如图4(c)所例示的比较例那样,当半径R1为半径R2的1.07倍以上时,折回部33与上层21以及下层22的接触面积过大,从折回部33施加于上层21以及下层22的表面压力过小。
像这样,通过将宽度L1(L1=R1-R2)设定为半径R1为半径R2的1.02倍以上且1.07倍以下时的宽度,能够确保折回部33与上层21以及下层22的接触面积不大不小。由此,有利于表面压力分布的均匀。
如图5所例示的那样,与第一实施方式同样地,第二实施方式的密封垫20是汽缸盖密封垫。相对于第一实施方式,该密封垫20的中间层30的构成不同。
本实施方式的中间层30除了第一板材31以及第二板材32以外,还具有中间板材40,朝向x方向下方依次层叠第一板材31、中间板材40以及第二板材32而构成。作为构成中间板材40的金属板,可以例示与第一板材31以及第二板材32同样地由不锈钢和/或钢等铁合金形成的金属板、将这些金属板退火处理得到的金属板,也可以由与第一板材31以及第二板材32不同的金属构成。
中间层30在贯通孔23的周围的垂直截面中从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部33、表面压力调整部34以及筋接触部35。
第一板材31由板厚为D2的一块金属板构成。第二板材32由与第一板材31同等的板厚为D3的一块金属板构成。此外,本实施方式的第二板材32的板厚D3比第一实施方式的板厚薄。
中间板材40由板厚为D6的一块金属板构成。该板厚D6设定为比第一板材31的板厚D2薄。通过使板厚D6比第一板材31的板厚D2薄,从而折回部33的板厚比筋接触部35的板厚厚,折回部33成为索环构造而作为阻挡器发挥功能。
折回部33以使得第一板材31的贯通孔23侧的周缘端36通过弯曲加工等而包入第二板材32的贯通孔23侧的端部的方式被折回。也就是说,在折回部33,第一板材31形成为索环状,被折回了的该第一板材31将第二板材32的贯通孔23的周缘端37内包。
在表面压力调整部34,构成折回部33的第一板材31以及第二板材32以彼此不同的弯曲角度α、β弯曲。第二板材32相对于yz平面的弯曲角度β比第一板材31相对于yz平面的弯曲角度α大。
表面压力调整部34利用第一板材31的弯曲在第一板材31形成其板厚D2的一半以下的台阶。另外,表面压力调整部34利用第二板材32的弯曲在第二板材32形成第一板材31的板厚D2的一半以上的台阶。第一板材31的x方向的台阶是第一板材31的朝向上侧的面或朝向下侧的面中的任一方的台阶,以下,将其设为上侧台阶D4。第二板材32的x方向的台阶是第二板材32的朝向上侧的面或朝向下侧的面中的任一方的台阶,以下,将其设为在第二板材32的折回部33朝向下侧的面与在筋接触部35朝向下侧的面的中间台阶D7。
而且,表面压力调整部34利用上述台阶D4、D7,形成有折回部33的上侧的面33a比筋接触部35的上侧的面35a向上方突出而成的上侧台阶D4和折回部33的下侧的面33b比筋接触部35的下侧的面35b向下方突出而成的下侧台阶D5。
具体而言,在表面压力调整部34,第一板材31以相对于yz平面以弯曲角度α倾斜的方式弯曲,第二板材32以相对于yz平面以比弯曲角度α大的角度的弯曲角度β倾斜的方式弯曲。也就是说,弯曲角度α是使第一板材31的上侧台阶D4为该第一板材31的板厚D2的一半以下的角度,弯曲角度β是使第二板材32的中间台阶D7为该第一板材31的板厚D2的一半以上的角度。
此外,在本实施方式中,中间层30具有仅存在于筋接触部35的中间板材40。因此,当上侧台阶D4比第一板材31的板厚D2的一半大时,折回部33的下侧的面33b不会比筋接触部35向x方向下方突出。另外,当中间台阶D7比第一板材31的板厚D2的一半小时,折回部33的上侧的面33a不会比筋接触部35向x方向上方突出。
表面压力调整部34通过使第一板材31以及第二板材32以互相不同的角度倾斜,从而使折回部33在x方向上方平行移动,使折回部33相对于筋接触部35在x方向上方错开。表面压力调整部34的第一板材31以及第二板材32以第一弯曲点38为基准,朝向第二弯曲点39向x方向下方侧倾斜。换言之,在表面压力调整部34的第一板材31以及第二板材32,从第一弯曲点38到第二弯曲点39的面相对于yz平面倾斜。
表面压力调整部34具有被第一板材31、中间板材40以及第二板材32包围而成的间隙41。间隙41的垂直截面形状呈以第二板材32为长边且第一板材31以及中间板材40所成的角δ为钝角的钝角三角形状。具体而言,间隙41在表面压力调整部34在第一板材31与第二板材32之间呈环状,其垂直截面形状呈钝角三角形状。
如图6(a)所例示的那样,在密封垫20中,优选的是,上侧台阶D4设定为下侧台阶D5以上且下侧台阶D5的4.0倍以下,更为优选的是,上侧台阶D4设定为下侧台阶D5的1.5倍以上且1.9倍以下。也就是说,第二实施方式的密封垫20与第一实施方式不同,如图6(c)所例示的那样,上侧台阶D4也可以与下侧台阶D5相等。例如,在本实施方式中,上侧台阶D4设定为下侧台阶D5的1.5倍的高度。
在本实施方式的密封垫20中,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力与从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力大致相等。另外,在上侧的面33a以及上层21相接触的部位的大部分,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力大致均匀。并且,在下侧的面33b以及下层22相接触的部位的大部分,从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力也大致均匀。
如图6(b)所例示的比较例那样,当上侧台阶D4成为超过下侧台阶D5的4.0倍的高度时,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力平均比从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力大,折回部33的上下的表面压力较大地不同。另外,在上层21和折回部33相接触的部位,从折回部33的上端施加于上层21的表面压力从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧变大,表面压力分布变得不均匀。
如图6(c)所例示的那样,在密封垫20中,当上侧台阶D4与下侧台阶D5相等时,表面压力分布比图6(a)所示的实施方式不均匀。另一方面,表面压力分布比图3(c)所示的比较例均匀。
如上所述,在密封垫20中,用三块板材(31、40、32)构成中间层30,以互相不同的弯曲角度α、β使第一板材31以及第二板材32弯曲,从而形成上侧台阶D4和下侧台阶D5这两个台阶。因此,由于欲使折回部33相对于上层21以及下层22歪斜地倾斜的力在第一板材31以及第二板材32相抵消,所以能够利用表面压力调整部34抑制欲使折回部33相对于上层21以及下层22歪斜地倾斜的力。
由此,有利于使折回部33及上层21相接触的部位、以及折回部33及下层22相接触的部位的表面压力分布大致均匀,折回部33能够作为索环构造的阻挡器发挥功能。与此相伴地,能够提高贯通孔23的周缘的密封性能。
在上述密封垫20中,表面压力调整部34具有间隙41,该间隙41的垂直截面形状呈钝角三角形状。因此,通过调节该钝角三角形状的参数(中间板材40的板厚D6、所成的角δ等),能够容易地控制从折回部33施加于上层21以及下层22的表面压力分布。
另外,通过设置仅存在于筋接触部35的中间板材40,能够控制筋接触部35的厚度,所以有利于折回部33的表面压力调整,并且也有利于筋接触部35的表面压力调整。
如图7、8所例示的那样,第三实施方式的密封垫20相对于第一实施方式,折回部33的宽度在预定的宽度L1的范围内变窄。因此,在该密封垫20中,上侧台阶D4比下侧台阶D5小。
如图8(a)所例示的那样,在密封垫20中,优选的是,上侧台阶D4设定为比下侧台阶D5小且为下侧台阶D5的0.67倍以上。例如,在本实施方式中,上侧台阶D4设定为下侧台阶D5的0.7倍的高度。
在本实施方式的密封垫20中,在外观上,上侧台阶D4与下侧台阶D5不同。但是,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力与从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力实际上大致相等。另外,在上侧的面33a以及上层21相接触的部位的大部分,从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力大致均匀。并且,在下侧的面33b以及下层22相接触的部位的大部分,从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力也大致均匀。
如图8(b)所例示的比较例那样,当上侧台阶D4成为小于下侧台阶D5的0.67的高度时,从折回部33的下侧的面33b施加于下层22的表面压力比从折回部33的上侧的面33a施加于上层21的表面压力大得多,折回部33的上下的表面压力较大地不同。
如图8(c)所例示的比较例那样,当上侧台阶D4与下侧台阶D5相等时,在上层21和折回部33相接触的部位,从折回部33的上端施加于上层21的表面压力从贯通孔23的径向外侧朝向周缘侧变大,表面压力分布变得不均匀。另外,在下层22和折回部33相接触的部位,从折回部33的下端施加于下层22的表面压力从贯通孔23的周缘侧朝向径向外侧变大,表面压力分布变得不均匀。
如上所述,密封垫20利用表面压力调整部34,使上侧台阶D4比下侧台阶D5小。因此,能够使从上侧台阶D4施加于上层21的表面压力与从下侧台阶D5施加于下层22的表面压力实际上相等,并且能够抑制欲使折回部33相对于上层21以及下层22歪斜地倾斜的力。
如第一实施方式和/或第三实施方式所例示的那样,使上侧台阶D4比下侧台阶D5大的比例和/或使上侧台阶D4比下侧台阶D5小的比例可以根据第一板材31的板厚D2、第二板材32的板厚D3、折回部33的宽度以及贯通孔23的半径R2等参数变化。
在使不存在被折回了的周缘端36的一侧的上侧台阶D4比存在被折回了的周缘端36的一侧的下侧台阶D5小的情况下,优选的是,使上侧台阶D4为下侧台阶D5的0.67倍以上。当使上侧台阶D4比下侧台阶D5小且为下侧台阶D5的0.67倍以上时,有利于使由于形成上侧台阶D4以及下侧台阶D5而产生的反作用力在上下相等、使上下的表面压力大致均匀。
如图9、10所例示的那样,与第二实施方式同样地,第四实施方式的密封垫20是汽缸盖密封垫。该密封垫20相对于第二实施方式而言,形成于上层21以及下层22的密封筋26不同。
在密封垫20中,在上层21以及下层22,呈环状地包围相邻的贯通孔23中的各个贯通孔23的两个密封筋26在相邻的贯通孔23之间会合成一个。也就是说,在相邻的贯通孔23之间的区域中,相邻的贯通孔23各自由共同的密封筋26密封。
像这样,通过使密封筋26在相邻的贯通孔23之间会合成一个,从而能够将相邻的贯通孔23之间缩窄。由此,有利于密封垫20的紧凑化。
在已述的实施方式中,也可以将同样的索环构造适用于与水油孔相对应的贯通孔24的周缘。
已述的密封垫20不限定于汽缸盖密封垫,例如,只要是凸缘用密封垫和/或排气歧管用的密封垫等具有贯通孔23的密封垫均能够适用。
在已述的实施方式中,说明了在中间层30将第一板材31层叠在上侧并将第二板材32层叠在下侧的例子,但中间层30也可以使上下颠倒。另外,第一板材31、第二板材32以及中间板材40不限定于一块板材,也可以使用层叠多块而得到的板材。
附图标记说明
20:密封垫;
21:上层;
22:下层;
23:贯通孔;
26:密封筋;
30:中间层;
31:第一板材;
32:第二板材;
33:折回部;
34:表面压力调整部;
35:筋接触部;
36:周缘端;
40:中间板材;
D2:第一板材的板厚;
D4:上侧台阶;
D5:下侧台阶。
Claims (9)
1.一种密封垫,所述密封垫从上方朝向下方依次层叠有上层、中间层以及下层这三层而成,并形成有贯通了这三层的贯通孔和密封筋,所述密封筋在所述上层以及所述下层呈环状地包围该贯通孔并成为相对于所述中间层相互上下对称形状,所述密封垫的特征在于,
所述中间层层叠有至少两块板材而成,并从所述贯通孔的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部、表面压力调整部以及筋接触部,
所述折回部以使得所述板材中的一方的板材的周缘端将另一方的板材的所述贯通孔侧的端部包入的方式折回而成,所述折回部的厚度比所述筋接触部的厚度厚,
在所述表面压力调整部,构成该表面压力调整部的所有的板材弯曲,所述折回部的上侧的面比所述筋接触部的上侧的面向上方突出而形成上侧台阶,所述折回部的下侧的面比所述筋接触部的下侧的面向下方突出而形成下侧台阶,使该上侧台阶与该下侧台阶不同。
2.根据权利要求1所述的密封垫,其特征在于,
使所述上侧台阶和所述下侧台阶中的、不存在被折回了的所述周缘端的一方的台阶,比存在被折回了的所述周缘端的另一方的台阶大,且为该另一方的台阶的4.0倍以下。
3.根据权利要求1所述的密封垫,其特征在于,
使所述上侧台阶和所述下侧台阶中的、不存在被折回了的所述周缘端的一方的台阶,比存在被折回了的所述周缘端的另一方的台阶小,且为该另一方的台阶的0.67倍以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的密封垫,其特征在于,
在所述中间层,所述另一方的板材的板厚比所述一方的板材的板厚厚二倍以上。
5.根据权利要求4所述的密封垫,其特征在于,
在所述表面压力调整部,所述板材从下述位置弯曲,该位置是从所述折回部的被折回了的所述周缘端向所述贯通孔的径向外侧离开的位置。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的密封垫,其特征在于,
所述中间层在所述筋接触部还具有夹持在所述两块板材之间的至少一块板材,
在所述表面压力调整部,构成该表面压力调整部的两块板材的弯曲角度相互不同,在这两块板材之间形成有间隙。
7.一种密封垫,所述密封垫从上方朝向下方依次层叠有上层、中间层以及下层这三层而成,并形成有贯通了这三层的贯通孔和密封筋,所述密封筋在所述上层以及所述下层呈环状地包围该贯通孔并成为相对于所述中间层相互上下对称形状,所述密封垫的特征在于,
所述中间层从上方朝向下方层叠有第一板材、中间板材以及第二板材而成,并从所述贯通孔的周缘侧朝向径向外侧依次具有折回部、表面压力调整部以及筋接触部,所述中间板材仅存在于该筋接触部,
所述折回部以使得所述第一板材的周缘端将所述第二板材的所述贯通孔侧的端部包入的方式折回而成,所述折回部的厚度比所述筋接触部的厚度厚,
在所述表面压力调整部,所述第一板材弯曲并且所述第二板材以比所述第一板材的弯曲角度大的弯曲角度弯曲,形成有所述折回部的上侧的面比所述筋接触部的上侧的面向上方突出而成的上侧台阶,并形成有所述折回部的下侧的面比所述筋接触部的下侧的面向下方突出而成的下侧台阶。
8.根据权利要求7所述的密封垫,其特征在于,
所述表面压力调整部具有由所述第一板材、所述中间板材以及所述第二板材包围而成的间隙,该间隙的垂直截面形状呈下述钝角三角形状,该钝角三角形状是以所述第二板材为长边且所述第一板材以及所述中间板材所成的角为钝角的钝角三角形状。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的密封垫,其特征在于,
在所述上层以及所述下层,呈环状地包围相邻的所述贯通孔中的各贯通孔的两个所述密封筋在相邻的所述贯通孔之间会合成一个。
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