CN1605739A

CN1605739A - 汽缸盖密封垫

Info

Publication number: CN1605739A
Application number: CN200410078664.6A
Authority: CN
Inventors: 松木克则; 姬崎仁; 大垣重郎; 大村清治; 安木哲
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp; U Sun Gasket Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp; U Sun Gasket Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: US7744095B2; US20050127615A1; DE102004045142A1; CN100585155C

Abstract

本发明涉及一种汽缸盖密封垫，用于密封汽缸体和汽缸盖。其由具有复合层的复合基材构成，该复合基材由钢板制芯骨、和在其表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层构成，此外，具有压缩上述复合层的汽缸内径的周边的对应部分而形成的环状槽、和将橡胶材料装入该槽内且从上述复合层的表面突出形成的加强筋。

Description

汽缸盖密封垫

技术领域

本发明涉及一种汽缸盖密封垫，具体涉及由复合基材构成的、用于密封汽缸体和汽缸盖之间的汽缸盖密封垫，复合基材由钢板制芯骨和在芯骨的表里两面包覆在橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层构成。

背景技术

作为这种密封垫，有在板状的芯骨的表面上包覆含有由石棉以外的压缩性无机纤维等构成的基材纤维、橡胶材料及无机充填材料的复合层而构成的，例如在日本专利特公平06-084785号公报或特开昭63-096359号公报中所公开。

在该密封垫中，与在芯骨上单一包覆橡胶材形成的密封垫相比，具有在汽缸体和汽缸盖之间紧固安装时的转矩降低较小、复合层难以从芯骨剥离、耐热温度高等优点。

此外，在汽缸盖密封垫中，在想得到更好的气密性的时候，有效的办法是，在成为其对象的部分(汽缸内径等)的周边部，形成部分加厚的突条(凸条)即加强筋，作为此种例子已在日本专利实开昭62-077366号公报或特开2000-055206号公报中公开。

因此，认为，通过在具有芯骨和复合层的复合层结构的上述前者(日本特公平06-084785号公报或特开昭63-096359号公报)的密封垫即橡胶覆盖金属密封垫上引入上述后者(日本实开昭62-077366号公报或特开2000-055206号公报)的技术，即制作在复合层上形成加强筋的橡胶覆盖金属密封垫，能够实现具备上述两种以往技术的双方优点的优良汽缸盖密封垫。

可是，混有纤维的橡胶材，由于模成型时与只使用橡胶材料时相比，流动性差，按上述后者的以往技术，与复合层同时一体形成加强筋非常困难，事实上是不可能的。

因此，作为附有加强筋的橡胶覆盖金属密封垫，如图23所示，在芯骨3的表里两面上包覆复合层2，以密封垫1的形状加工处理后，通过与芯骨3一同地以凸状弯曲形成复合层2、2，并形成加强筋部6。

但是，采用利用如此的后加工的加强筋形成方法，由于弯曲芯骨本身，存在不能形成较细凸条的加强筋等、宽度较细的加强筋的较大制约，同时，还存在芯骨弯曲引起的反弹力大，不能在汽缸体和汽缸盖的紧固力小的小型发动机等中使用的使用部位的制约等，由于使用不方便，所以还有改进的余地。

此外，如日本实开昭62-077366号公报中所示，采用使芯骨本身屈弯而设置加强筋的方法中，由于不能形成较细凸条断面的加强筋或宽度较细的加强筋，尺寸或形状受到制约，再者，由于芯骨弯曲引起的反弹力大，不能用于汽缸体和汽缸盖的紧固力小的小型发动机等，由于使用部位受到制约，所以存在使用方便性差的缺陷。

因此，如日本特开昭63-096359号公报中所示，认为能够在由混有纤维的橡胶等复合材料构成的复合层上一体形成加强筋，但如果按照该公报，对于加强筋，由于通过用金属模在厚度方向压缩其以外的部分，从而最终形成突出的形状，所以，形成材料密度低的加强筋。

因此，由于加强筋的材料强度比其周围低，并且，由原来就具有压缩性的复合材料形成，所以如此说来，即使将容易“弯曲”的加强筋用于条件严酷的汽缸盖密封垫，也难提高密封性能。

为此，作为对策，考虑增加加强筋的突出量，但如此一来，在汽缸体和汽缸盖间紧固时，由于有加强筋横倒，形成块而产生间隙，相反具有密封性恶化的顾虑，所以作为加强筋的结构，认为还有进一步改进的余地。

发明内容

所以，本发明是为解决上述问题而提出的，目的是提供一种更高性能的汽缸盖密封垫，采用在芯骨的表面包覆复合材的复合基材，形成无上述各种不良情况而有助于提高密封性的加强筋。

为达到上述目的，本发明提出以下的汽缸盖密封垫。

即，提出的本发明第一个方案，是采用在钢板制芯骨的表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成复合层的复合基材来构成的、用于夹装在密封汽缸体和汽缸盖之间的汽缸盖密封垫，在上述复合基材上，通过压缩汽缸内径的周边对应位置的上述复合层而形成环状槽，在该槽内装入橡胶材料，形成在厚度方向上比上述复合层更突出的加强筋。

在这样的密封垫中，最好在上述槽的两侧边部形成在上述复合基材的厚度方向上凹下的凹入台阶部，如此的凹入台阶部，是在通过压缩上述复合层而形成槽的时候、用该槽形成用的冲压模压缩上述两侧边部的上述复合层而形成的。

此外，这样的凹入台阶部，也可以是在将橡胶材料注射到槽内进行注射成型而形成上述加强筋的时候、用成型金属模压缩上述两侧边部的上述复合层而形成。

此外，为达到相同的目的，提出的本发明第2个方案，是利用由钢板制芯骨和在上述芯骨的表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层组成的复合基材构成、且夹装在密封汽缸体和汽缸盖之间的汽缸盖密封垫，在上述复合基材上，通过去除汽缸内径的周边对应位置的复合层而形成环状的槽，在该槽内装入橡胶材料而形成在厚度方向上比上述复合层更突出的加强筋。

此外，在如此的密封垫中，形成的上述槽结构也可以使上述芯骨露出在其槽底上，最好是在上述槽的两侧边部形成在上述复合基材的厚度方向凹下的凹入台阶部。

另外，上述凹入台阶部是在槽内注射橡胶材料进行注射成型而形成上述加强筋的时候、用成型金属模压缩上述两侧边部的复合层而形成的。

另外，为达到相同的目的，提出的本发明第3个方案，是由在钢板制芯骨的表面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成复合层的复合基材构成的、用于夹装在密封汽缸体和汽缸盖之间的汽缸盖密封垫，上述复合基材具有在汽缸内径周边的对应位置上述复合层隆起的断面为山形的环状加强筋，该环状加强筋的顶部从复合层的表面位置突出，并且，其两侧的下部形成陷没在上述复合层的表面位置下的2条槽状。

在如此的密封垫中，上述复合基材具有在钢板制芯骨的表里两面包覆上述复合材而形成的复合层，并且，上述环状加强筋形成在上述复合基材的表里两面，或者上述环状加强筋的复合材密度大于其他的复合层的密度。

此外，环状加强筋也可以在汽缸内径周边部的对应位置以多条同心状形成。

发明效果

第1发明

如果采用本发明，由于加强筋采用加工时流动性优良的橡胶材料，用压缩复合层的后加工形成槽，所以能够自由进行槽形状或尺寸等的设计变更，制造更容易。由此，也能够形成宽度较窄和分枝多的复杂形状的加强筋。

此外，由于能够自由设定槽的形状或尺寸，装入槽内的橡胶材料三维地连接在槽的底面及两侧面，因此不会轻易剥离，接合强度高，还具有优良的耐久性。

此外，在槽的两侧周边形成凹入台阶部的加强筋中，即使在加强筋被过压缩的情况下，也形成因该过压缩变形而挤出的橡胶材料的逃逸处。

在利用冲压膜的复合层的压缩时，由于也压缩侧边部，同时形成凹入台阶部和槽，因此更易于制造。

此外，通过在向形成的槽注射成型橡胶材料的成型金属模上设置凹入台阶部用的冲压部分，能够用冲压部分压缩侧边部，形成凹入台阶部。如此，不需要凹入台阶部形成用的专用模具或工序，能够廉价地形成有效逃逸过压缩时的橡胶材料的凹入台阶部。

第2发明

如果采用本发明，由于不需要进行与复合层和加强筋的同时一体形成，所以容易制造。此外，由于加强筋采用加工时流动性优良的橡胶材料，因此能够按任意形状形成。

由于用去除复合层的后加工形成槽，所以也易于复合层的本体形成，也更容易进行槽形状或尺寸等的设计变更。

由此，也能够容易形成宽度窄和分枝多的复杂形状的加强筋。

此外，由于装入槽内的橡胶材料三维地连接在槽的底面及两侧面，因此不会剥离，结合十分牢固，具有良好密封作用。

此外，由于装入槽的橡胶材料直接与芯骨接触，因此也能够采用粘接或硫化粘接等直接进行与芯骨的结合处理，还能够提高加强筋的一体化强度。

此外，由于能够加厚加强筋部分的橡胶材料的厚度，因此能够将在汽缸体和汽缸盖之间紧固时的应力升高抑制在低水平，能够提高耐久性，另外，能够增大加强筋突出量，提高密封性。

此外，在槽的两侧周边形成凹入台阶部的加强筋中，即使在加强筋被过压缩的情况下，也具有作为被变形挤出的橡胶材料的逃逸处的功能。

复合材，通过用金属模压缩复合层上的槽的侧边部，形成凹入台阶部。

此外，如果在压缩该侧边部的状态下，向槽中注射橡胶材料，由于强力压接金属模和复合层(两侧边部)，所以能够防止产生橡胶材料进入上述两者的之间(蔓延)的现象(也就是橡胶扩展)，能够以良好的状态形成加强筋。

第3发明

如果采用本发明，由于在与汽缸内径周边的对应位置形成复合层人字形隆起的环状加强筋，因此增加按规定转矩紧固时的汽缸内径周边的表面压力，能够提高条件严酷的汽缸内径周边的密封性。

此外，由于在环状加强筋的两侧的各下部，形成从复合层的表面陷没的槽，所以在过压缩时，槽还具有作为挤出的加强筋的逃逸空间的功能。

由此，挤出的加强筋形成干扰，而且反而不降低密封性，能够利用加强筋确保密封性。

此外，在从微观上看时，汽缸体和汽缸盖的间隙，由于因存在环状的加强筋，汽缸内径周边比其以外的地方扩展，燃烧室形状接近中度膨胀的形状，所以还可得到减小燃烧室的爆发形成的气缸盖的变位的效果，即所谓促进“填隙效果”的效果。

形成在芯骨的表里两侧包覆复合材的复合基材，提高密封性。

此外，由于在表里两侧也形成环状加强筋，因此即使过压缩汽缸盖密封垫，也能够维持良好的密封性，具有更加强化填隙效果的优点。

此外，环状加强筋产生弹性作用，同时缓和紧固汽缸盖密封垫时的环状加强筋的压缩变位，在解除紧固时，具有返回到原来高度的复原性。

因此，即使重复使用汽缸盖密封垫，也不降低环状加强筋的密封效果，耐久性优良。

此外，在不改变汽缸体和汽缸盖的紧固转矩的情况下，优选能够更加提高汽缸盖密封垫上的汽缸内径周边的表面压力，能够更加发挥良好密封性。

附图说明

图1是表示本发明的汽缸盖密封垫的一例的部分俯视图(用于第1、第2、第3发明)。

图2是图1的A-A线剖视图。

图3A至图3C表示第1发明中的槽形成工序，图3A是利用冲压模加工槽之前的剖视图，图3B是用上下的冲压模压缩形成槽的剖视图，图3C是脱模冲压模的状态下的汽缸盖密封垫的部分侧视图。

图4A至图4C表示第1发明中的注射工序，图4A是成型金属模的装配之前的剖视图，图4B是表示注射成型状态的剖视图，图4C是脱模成型金属模的状态下的汽缸盖密封垫的部分侧视图。

图5A是表示硫化工序的图，图5B是形成加强筋的汽缸盖密封垫的整体立体图。

图6是表示用于汽缸盖密封垫的复合基材的制造方法的原理图。

图7是从成形的复合基材中冲裁汽缸盖密封垫形状的说明图。

图8是表示第1发明中的槽的其他形成方法的剖视图。

图9是表示第1发明中的注射工序的其他实施状态的剖视图。

图10是表示第1发明中的其他加强筋部分结构的汽缸盖密封垫的部分剖视图。

图11是第2发明中的汽缸盖密封垫的部分剖视图。

图12是第2发明中的槽形成时的部分剖视图。

图13A至13C是表示第2发明中的加强筋成形的主要部分的图，图13A是注射成型之前的剖视图，图13B是装配金属模的状态的剖视面图，图13C是在槽内注射橡胶材料的状态的剖视图。

图14A是第2发明中的注射成型结束时的剖视图，图14B是表示硫化工序的图，图14C是形成加强筋的汽缸盖密封垫的概略整体立体图。

图15是表示其他形状的加强筋的汽缸盖密封垫的部分剖视图。

图16是表示复合加强筋与铸件气孔的关系的俯视图。

图17A是图16的B-B剖视图，图17B是图16的C-C剖视图。

图18是第3发明中的汽缸盖密封垫的概略剖视图。

图19是第3发明中的环状加强筋部分的放大剖视图。

图20是表示紧固环状汽缸盖密封垫时的各部分的负荷与变位量的关系曲线的图。

图21是多个同心形成环状加强筋的汽缸盖密封垫的局部剖视图。

图22A是表示第3发明中的其他结构的加强筋部分的剖视图，图22B是夸张表示芯骨的变形状态的侧视图。

图23是表示以往的形成复合层的汽缸盖密封垫的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

第一实施例：

图1、图2表示夹装在发动机的汽缸体和汽缸盖之间的汽缸盖密封垫1。该汽缸盖密封垫1采用由SPCC(冷轧钢板)等钢板制的芯骨3和复合层2形成的复合基材f的密封垫，也就是形成两面型的橡胶覆盖金属密封垫，该复合层2是在芯骨3的表里两面包覆由在橡胶中混入作为增强材的纤维材的复合材料形成的复合材而成的。

作为纤维材，可以采用玻璃纤维、陶瓷纤维、石棉、矿渣棉、熔化石英纤维、化学处理高硅石纤维、熔融硅酸氧化铝纤维、氧化铝连接纤维、稳定化氧化锆纤维、氮化硼纤维、钛酸碱纤维、晶须、碳纤维、金属纤维、硼纤维等无机纤维。此外，也可以采用芳香族聚酰胺纤维、聚酰胺系纤维、聚烯烃系纤维、聚丙烯腈系纤维、聚乙烯醇系纤维、聚酯系纤维、聚氯乙烯系纤维、聚脲系纤维、聚氨基甲酸酯系纤维、聚氟烃系纤维、酚纤维、纤维素纤维等有机纤维。此外，作为芯骨3，除上述SPCC外，还可以使用SPHC等轧制钢板、铝板、不锈钢板等多种材料。

此外，作为橡胶(橡胶材料)，可以采用丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)、乙丙橡胶(EPM)、氟橡胶(FPM)、硅橡胶(Si)、氯磺化聚乙烯(CSM)、乙烯醋酸橡胶(EVA)、氯化聚乙烯(CPE)、氯化丁基橡胶(CIR)、环氧氯丙烷橡胶(ECO)、丁腈-异戊二烯橡胶(NIR)、天然橡胶(NR)等。此外，上述橡胶材例如也可以采用在SBR中添加环烷系的工艺用油的充油橡胶。

下面，简要说明汽缸盖密封垫1的制造方法。

成为汽缸盖密封垫1的原料的复合基材f，如图6所示，采用利用上下的旋转辊31、32的轧制辊加工法。即，通过在上下的辊31、32之间夹入芯骨3，一边在各辊31、32和芯骨3之间送入流动状态的复合材20，一边旋转驱动各辊31、32，在各辊31、32的旋转方向下游侧，在芯骨3的两面包覆规定厚度的复合材20，从而形成作为复合层2的复合基材f，然后送出。

然后，取出辊成型的板材状的复合基材f，在展平成板状后，如图7所示，进行冲裁冲压成型及各孔加工用的冲压成型，得到加工成规定形状的汽缸盖密封垫1。

下面，说明加强筋。

加强筋6是通过槽形成工序和注射工序形成。在槽形成工序中，如图3A至3C所示，压缩复合基材f上的汽缸内径周边对应位置的复合层2，形成槽m。

即，在该槽形成工序中，在水平地在芯骨3的两面包覆复合层2的状态下，如图3A所示，在上下冲压模7之间设置汽缸盖密封垫1。在上下的各冲压模7上，设置槽形成用的突出部7A。

然后，如图3B所示，向相互接近的方向，上下移动上下的冲压模，以咬入到表里的复合层2中的方式压缩各突出部7A，如图3C所示，如果脱模上下对称的各冲压模7，能够在表里的两复合层2上形成具有规定深度的环状的槽m。

利用该压缩的槽形成过程，应用了能提高在橡胶中混入纤维材的复合材所具有的特性、即提高压缩状态的保持性这一点。复合材具有因压缩而塑性变形的性质，所以，如果用金属模在厚度方向压缩复合层而形成槽，则该槽在金属模脱模后仍能够维持。

注射工序如图4A至4C所示，是采用上下的成型金属模8、通过注射成型在槽m内装入未硫化的橡胶材料的工序。即，如图4A所示，使用的上下的成型金属模8是上下对称的形状，用上成型金属模8说明。

如图4A至4C所示，在上成型金属模8上与槽m对应的位置，在两侧形成突出模部9，还形成位于两个突出模部9之间的环状的凹入部10。

各突出模部9从基准冲压面11向外方(图4A至4C中为下方)伸出，各突出模部9都是断面形状以大致矩形状伸出的形状，形成在达到复合层2上的槽m的两侧的侧边部2b的范围。另外，从基准冲压面11向内方(图4A至4C中为上方)凹入的凹入模部10，设定成顶部为圆弧状凹入的形状。

注射工序中的加强筋6的形成顺序如下。首先，如图4A所示，在上下的成型金属模8、8之间，准备形成有环形槽m的汽缸盖密封垫1。然后，如图4B所示，相互接近地移动上下的成型金属模8、8，强制移动到上述的基准冲压面11与复合层2的外表层2a轻轻接触的极限位置。此时，各突出模部9位于槽m内，同时咬入到各侧边部2b中，在上下方向压缩上述两侧边部2b。

然后，在槽m的位置，向由上下的成型金属模8及复合层2围住的空间部注射装入未硫化的橡胶材料30，之后，如图4C所示，脱离上下的成型金属模8，利用进入到凹入模部10的橡胶材料30，能够制作形成加强筋6的汽缸盖密封垫1。如此，如果一边压缩复合层2上的槽m的两侧边部2b，一边注射橡胶材料30，正合适消除注射的橡胶材料30在复合层2和金属模8之间蔓延的现象(也就是橡胶扩展)。

各侧边部2b的压缩率最好大于等于30％，若如此，由于能够在加强筋6的附近明确形成新的凹入台阶部om，所以当在汽缸体和汽缸盖的之间加强筋6被过压缩的时候，具有凹入台阶部om可作为挤出的橡胶材料30的逃逸处的优点。在本实施方式中，在向槽m内注射成型橡胶材料30而形成加强筋6的时候，凹入台阶部om通过用成型金属模8压缩侧边部2b的复合层2而形成。

然后，如图5A所示，将从模中取出的汽缸盖密封垫1放入到硫化釜T16中进行硫化处理，使橡胶材料30及复合层2硫化，稳定形状及组成。如此，得到通过压缩复合层2而形成槽、通过利用注射成型向该槽内装入橡胶材料30而形成加强筋6的汽缸盖密封垫1(参照图5B及图1)。

另外，在槽m的底面涂布粘合剂的状态下，通过在槽m内装入橡胶材料30，利用橡胶材料30具有的热量加热粘合剂，促进固化，如此能够进行将复合层2和橡胶材料30强固粘接成一体的加热粘接(也称为“烧结粘接”)。此外，根据粘合剂的种类，利用图5B所示的硫化处理时的热量，也能够进行将芯骨3和橡胶材料30强固粘接成一体的硫化粘接。

第二实施例：

在通过压缩复合层2形成槽m的时候，凹入台阶部om也可以通过用该槽形成用的冲压模12压缩侧边部2b的复合层2而形成。即，对于图8及图9中的汽缸盖密封垫1，如在上侧所示，在上冲压模12的槽形成用突出模部13的两肋，形成凹入台阶部形成用的小突起部14，也能与槽m的形成同时形成凹入台阶部om(参照图8)。另外，采用成型金属模8，向槽m内注射橡胶材料30，形成在两肋附带凹入台阶部om的加强筋6(参照图9)。

第三实施例：

此外，作为汽缸盖密封垫1，如图8及图9所示，也可以是在作为加强筋6形成用而注射的橡胶材料30的范围内形成凹入台阶部om的结构。用冲压模7形成槽m的过程与本实施方式的情况相同(参照图8)，但注射成型用的成型金属模15，采用在加强筋形成用的凹入模部16的两侧形成凹入台阶部形成用的小突出部17的结构(参照图9)。

利用该成型金属模15，能够在橡胶材料30的范围内制作具有环状的凹入台阶部(凹槽)om的结构的汽缸盖密封垫1。

第四实施例：

作为汽缸盖密封垫，如图10所示，也可以是在加强筋6的两肋上的橡胶材料及复合层2上都不存在凹入台阶部om的结构。此外，如图10所示，也可以是在槽的侧边部的复合层2上，通过压缩形成凹入台阶部om、且形成橡胶材料30的宽度相当于加强筋6的宽度的窄幅结构的汽缸盖密封垫1。

如以上说明，在第1本发明中，在复合基材上通过压缩汽缸内径的周边对应位置的复合层而形成环状的槽，在该槽中装入橡胶材料，形成在厚度方向上向复合层的外面突出的加强筋。

因此，由于是在后加工中向形成在复合层上的槽中装入由未混入纤维材等其他物质的单一材料构成的橡胶、而形成有隆起的加强筋的汽缸盖密封垫，因此，能够在芯骨上包覆表面层而成的橡胶覆盖金属密封垫上，利用不易剥离、且只进行压缩而使生产效率高、同时易于压缩变形、有效提高密封性的橡胶材料形成加强筋，能够提供可满足高气密性及耐压性要求的汽缸盖密封垫。

此外，在加强筋的侧方设置凹入台阶部的密封垫中，由于在汽缸体和汽缸盖之间装入紧固时的紧固力在规定值以上等，在汽缸盖密封垫、即加强筋被过压缩的情况下，也能够得到凹入台阶部可作为被该过压缩变形而挤出的橡胶材料的逃逸处的优点。

此外，作为凹入台阶部的形成方法，可以用槽形成用的冲压模同时形成，或通过注射成形用的成型金属模的压缩来形成，无论采用其中的哪种方法，都不需要凹入台阶部形成用的专用模或工序，具有能够经济地制作的优点。

第2发明：

在第2发明中，环状的槽是通过取出汽缸内径的周边部的复合层而形成。汽缸盖密封垫的外形结构与第1发明相同(参照图1、图2)。

第五实施利：

该第2发明中的加强筋，也通过槽形成工序和注射工序形成。槽形成工序如图11、图12所示，去除复合基材上的汽缸内径周边对应位置的复合层2，形成槽m。

即，在槽形成工序，在芯骨3的两面平行地包覆复合层2的状态下，利用喷砂等方法削去复合层，知道到达芯骨3的状态，形成环状槽m。

作为去除复合层2形成槽m的加工方法，也可以利用激光加工或等离子体等的机械剥离及化学、生物的侵蚀作用来形成。此外，当在芯骨上包覆复合材时，掩蔽在芯骨上，在包覆后，通过剥离掩蔽带去除复合层，也可以形成环状的槽。

注射工序如图13A～图13C所示，是采用上下的金属模8并利用注射成型在槽m内装入未硫化的橡胶材料的工序。即，如图13A所示，使用的上下的金属模(冲压模)8为上下对称的形状，用上金属模8进行说明。如图13A所示，在上金属模8上，在与槽m对应的位置形成环状的内突出模部9、环状的外突出模部10及位于上述内外的突出模部9、10之间的环状的凹入模部11。

各突出模部9、10从基准冲压面12向外方(图13A中为下方)伸出，内外的各突出模部9、10都是断面形状以大致矩形状伸出的形状，形成在达到复合层2上的槽m的内侧及外侧边部2b、2c的范围。另外，凹入到基准冲压面12的内侧(图13A中为上方)的凹入模部11，设定成顶部以圆弧状向下部扩展的凹入形状。另外，内外侧边部2b、2c的“内外”，是以相当于内径的大圆孔4的中心为基准规定的。

注射工序中的加强筋的形成顺序如下。

首先，如图13A所示，在上下的金属模8之间，准备形成环形槽m的未硫化状态的汽缸盖密封垫1。然后，如图13B所示，相互接近地移动上下的金属模8，强制移动到上述的基准冲压面12与复合层2的外表层2a轻轻接触的极限位置。此时，内外的突出模部9、10位于槽m内，并且咬入到各内外的侧边部2b、2c，在上下方向上压缩上述内外的侧边部2b、2c。

然后，在槽m的位置，向由上下的冲压模8及芯骨3围住的空间部，如图13C所示地注射装入未硫化的橡胶材料30，利用进入凹入模部10的橡胶材料形成加强筋6。如此，如果一边压缩复合层2上的槽m的两侧边部2b、2c，一边注射橡胶材料30，正适于消除注射的橡胶材料30在复合层2和金属模8之间蔓延的现象(也就是橡胶扩展)。

各侧边部2b、2c的压缩率最好大于等于30％，若如此，由于能够在加强筋6的附近明确形成新的凹入台阶部om，所以当在汽缸体和汽缸盖的之间过压缩加强筋6的时候，具有凹入台阶部om可作为挤出的橡胶材料30的逃逸处的优点。另外，凹入台阶部om也可以只是由侧边部2b、2c的压缩形成的部分，此外，成为凹槽om的凹入台阶部，在复合层2的形成时，也可以将槽m的形成预定位置的厚度预先设定成较薄。

然后，如图14A所示，脱模上向冲压模8，取出在上下的橡胶材料30中形成环状的加强筋6的状态的汽缸盖密封垫1。取出的汽缸盖密封垫1，如图14B所示地放入硫化釜T16中，进行硫化处理，使橡胶材料30及复合层2硫化，稳定形状及组成。如此，得到利用后加工在复合层2上形成由橡胶材料构成的加强筋6的汽缸盖密封垫1(参照图14C及图1)。

即，在本实施方式中，是通过去除复合层2在汽缸内径的周边对应位置上形成环状的槽m的，在向该槽m内装入橡胶材料30而形成在厚度方向上比复合层2更突出的加强筋6的时候，以用金属模8在其厚度方向上压缩复合层2上的槽m的内侧边部2b及外侧边部2c的状态，利用注射成型在槽m内装入橡胶材料30，形成加强筋6，然后进行精加工的硫化处理。图11表示如此制造的密封垫的纵断面结构。

如此，如果将槽m形成为在槽底露出芯骨3的较深结构，由于橡胶材料直接连接在芯骨3上，所以通过在该露出的芯骨上涂布粘合剂的状态下在槽m内装入橡胶材料30，利用橡胶材料30具有的热量，加热粘合剂，促进固化，如此能够进行将芯骨3和橡胶材料30强固地粘接成一体的加热粘接(也称为“烧结粘接”)。此外，根据粘合剂的种类，利用图14B所示的硫化处理时的热量，也能够进行将芯骨3和橡胶材料30强固地粘接成一体的硫化粘接。

另外，复合层2或橡胶材料30是以未硫化的状态、在加强筋6的成形后进行硫化处理，也可以在半硫化的状态下形成加强筋6。此外，也可以在硫化处理复合层2后形成槽m，并在槽m内装入橡胶材料30来形成加强筋6。

装入在槽m中的橡胶材料30的形状，如图15所示，也可以通过金属模的形状设定而成为用圆滑的曲线连接加强筋6和其两侧的凹入台阶部om的结构。在此种情况下，复合层2上的槽m的两侧边部2b、2c成为在厚度方向上不压缩的状态，但也可以按前面的实施方式(参照图14A)压缩，产生凹入台阶部。

此外，如图16、图17A、图17B所示，也可以是如下的汽缸盖密封垫1：在大圆孔4的外周侧隔着适当的间隔形成内外2组环状的加强筋6r、6s，并且以大圆孔4为中心放射状地形成将上述内加强筋6r和外加强筋6s之间短路的多个横加强筋6y，在大圆孔4的周围形成双重环状的复合加强筋。通过注射成型或其他方法也能够形成此种复合加强筋。图17A是图16的B-B剖视图，图17B是图16的C-C剖视图。

如此，如果利形成用双重的加强筋6r、6s及横加强筋6y的复合加强筋，对于防止铸件气孔极为有效。所谓的铸件气孔是在铸铁制(包括压铸)的汽缸体或汽缸盖中、因在其铸造时混入的气泡而在铸件内部产生的中空部，如果该铸件气孔出现在气缸体等的接合面上，则产生在此处开孔的缺陷。

在图16中，标记27～29且用点划线描绘的部分，是在汽缸体或汽缸盖的接合面出现的铸件气孔所形成的洞(以下，称为铸件气孔洞)的俯视形状的例子。

例如，如图16所示，在存在内外跨越内加强筋6r的铸件气孔洞29的情况下，可以通过铸件气孔洞29连通内加强筋6r的内外，有损坏内加强筋6r的密封性的顾虑，但通过外加强筋6s或横加强筋6y，遮断成不再进一步连通，因此能够维持良好的密封性能。此外，同样地，即使在存在内外跨越外加强筋6s的铸件气孔洞27的情况下，也能够通过内加强筋6r或横加强筋6y维持良好的密封性能。

此外，在由相邻的一对横加强筋6y和内外的加强筋6r、6s围住的部分存在因铸造气孔形成的洞28的情况下，由于在其四周的被围住的部分以外不连通，所以仍能够维持由汽缸盖密封垫1形成的良好密封性能。如此，如果利用内外双重的加强筋6r、6s和多个横加强筋6y形成复合加强筋，则具有能在大多数情况下消除由汽缸体或汽缸盖的铸造气孔洞造成的不良影响的优点。

也可以是如下结构(图示省略)的汽缸盖密封垫：将槽m以其底部达到芯骨3、且存在于复合层2的厚度范围内的状态形成，装入槽m的橡胶材料30的底面及两侧面都连接在复合层2上。此外，也可以是在冷却水或冷却油的路径即冷却用孔5的周边对应位置形成加强筋6的汽缸盖密封垫。

如以上的说明，在第2发明中，在复合基材上通过去除汽缸内径的周边对应位置的复合层来形成环状的槽，在该槽中装入橡胶材料，形成在厚度方向比复合层更突出的加强筋。

所以，能够提供如下的汽缸盖密封垫：可顺利地进行复合层的形成，并且，设计利用良好的密封作用有效保持气密性的加强筋时，其形状或尺寸设定的自由度高、设计的融通有效且方便，而且能够以复合层或芯骨的一体化强度足够大的状态实现。此外，环状槽在其两端设有一组凹入台阶部，如果形成芯骨在槽底露出的结构，则具有能通过烧结粘接或硫化粘接提高橡胶材料和芯骨的一体化强度的优点。

此外，在槽的两侧边部形成凹入台阶部的结构，在加强筋被过压缩的情况下成为被挤出的橡胶材料的逃逸处，能够维持良好的密封性，此外，在向槽中注射橡胶材料的注射成型中，如果通过用成型金属模压缩槽的侧边部的复合层而形成凹入台阶部，具有在注射成型时能够防止橡胶材料进入金属模和侧边部之间的橡胶扩展现象的优点。

第3发明：

下面，说明本发明的第3发明。

第7实施利：

在该汽缸盖密封垫中，如图18、图19所示，复合基材f具有在汽缸内径周边的对应位置(即，大圆孔4的周围)复合层2隆起的断面为山形的环形加强筋6，该环状加强筋6的顶部比复合层2的表面位置更突出，并且，其两侧的下部形成在陷没于复合层2的表面位置下的2条槽状即环形槽13上。环状加强筋6的顶点比复合层2的表面高距离d1，环状槽13的谷底比复合层2的表面低，在其谷底的复合层2的厚度、即从芯骨3的表面位置到谷底的厚度d3小于复合层2的厚度d2。

在图19中，如果将复合基材f的厚度设为D，则各厚度尺寸的一例为：

D：0.5～1.5mm

d1：0.2～0.5mm

d2：0.2～0.5mm

d3：0.05～0.1mm

优选设定d1＝d2。此外，如果d3小于0.05mm，在装入并紧固在汽缸体和汽缸盖之间的时候，应力集中在该d3部分，有使芯骨3弯曲的顾虑。因此，注意要确保其为0.05mm以上。

如此，如果采用复合层以山形隆起的环状加强筋6形成在汽缸内径周边部的对应位置上的汽缸盖密封垫，在将其夹装在汽缸体和汽缸盖之间、并按规定转矩紧固的时候，汽缸内径周边的表面压力增大，能够提高条件严酷的汽缸内径周边部的密封性。

此外，由于在环状加强筋的两侧的各下部，存在陷没于复合层的表面下的槽，所以该环状槽具有在汽缸盖密封垫被过压缩而过分压紧环状加强筋使其横向伸出时作为逃逸空间的功能。因此，伸出的加强筋形成干扰，反而不引起降低密封性的不良情况，即使在过分紧固汽缸盖密封垫的状态下，也能够维持加强筋的密封性提高效果。

另外，如果环状加强筋6的复合材密度大于其他复合层2的密度，能够得到以下好处。即，其能够缓和装入并紧固在汽缸体和汽缸盖之间、且负荷作用在汽缸盖密封垫1上时的环状加强筋6的变位，同时也能确保解除负荷时的复原性。如此密度不同的部分，例如可通过在制造密封垫时使加强筋的密度比其它部分大来实现。下面，参照图20说明它们的优点。

图20所示的曲线图是紧固汽缸盖密封垫1时的各部分的负荷与变位的关系曲线图，用实线描绘的线a表示材料密度高时的环状加强筋6的变化情况，虚线描绘的线b表示材料密度低时的环状加强筋6的变化情况。

在高密度的线a中，随着汽缸体和汽缸盖相互紧固引起的负荷增加，环状加强筋6的变位量(高度降低量)缓慢增加，在由规定的紧固转矩引起的最大负荷m处，变形量成为α。另外，如果解除紧固引起的负荷，则伴随滞后现象出现变位以某种程度复原的特性。

对此，在低密度的线b中，随着负荷的增加而出现的变位增加显著，最大负荷m时的变位量成为明显比线a大的β。即使解除负荷，低密度导致永久变形，成为不复原的状态。即，如果是高密度的环状加强筋6，则具有在某种程度上维持加强筋功能的同时、能够重复使用的优点。

第8实施例：

在汽缸盖密封垫1中，如图21所示，环状加强筋6也可以在汽缸内径周边部的对应位置多条同心地形成。在本例中，内外3条环状加强筋6形成在表里两侧的复合层2上，环状槽13形成在每个单侧的复合层2上的4个地方。

如此，如果在复合层2上同心状地形成多个环状加强筋6，则在汽缸体和汽缸盖的之间紧固汽缸盖密封垫1的时候，作为整体看时，能够在以汽缸内径为基准时的无方向性的良好状态下，得到增大汽缸内径周边部的表面压力、提高密封性的效果。此外，最好是以汽缸内径即大圆孔4为中心的、越位于外侧(离心方向侧)的环状加强筋6其高度越高。

第9实施例：

如图22A所示，汽缸盖密封垫也可以具有如下结构：在表侧的复合层2上，形成大的环状加强筋6和2条环状槽13；在里侧的复合层2上，形成分别位于表侧的环状加强筋6的内外侧的小型的环状加强筋7、及位于它们两侧的小型的下部14、14。

如果形成如此的结构，在汽缸盖密封垫1被紧固而具有负荷时，以里侧的2处的环状加强筋7、7为支点，向下方按压表侧的环状加强筋6，所以以图22B所示的形状变形的弯曲力矩作用在芯骨3上。由此，产生使芯骨3恢复到原水平状态的弹簧作用，具有更加提高大圆孔4周围的表面压力、提高密封效果的优点。

此外，也可以采用只在芯骨的单侧包覆复合层的复合基材，形成也只在芯骨的单侧形成环状加强筋的汽缸盖密封垫。此外，环状加强筋6或环状槽13的断面形状，除由圆滑的曲线形成的山形外，也可以是以梯形或三角形为基础的山形。

Claims

1.一种汽缸盖密封垫，由具有复合层的复合基材构成，该复合基材由钢板制芯骨、和在其表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层构成，用于密封汽缸体和汽缸盖，其特征在于，具有：

环状槽，压缩上述复合层的汽缸内径的周边的对应部分而形成；

加强筋，在该槽内装入橡胶材料后，比上述复合层的表面更突出地形成。

2.如权利要求1记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述环状槽在其两边设有一组凹入台阶部。

3.如权利要求2记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述凹入台阶部，是在用槽形成用的冲压模压缩上述复合层而形成上述环状槽的时候，用该冲压模压缩对应部位而形成。

4.如权利要求2记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述凹入台阶部，是在将橡胶材料装入上述环状槽内利用注射成型形成上述加强筋之前，用成型金属模预先压缩上述复合层的对应部位而形成。

5.一种汽缸盖密封垫，由具有复合层的复合基材构成，该复合基材由钢板制芯骨、和在其表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层构成，用于密封汽缸体和汽缸盖的间隙，其特征在于，具有：

环状槽，通过去除上述复合层的汽缸内径的周边的对应部分而形成；

6.如权利要求5记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

形成地上述环状槽，使上述芯骨的一部分从该槽底露出。

7.如权利要求5或6记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述环状槽在其两边设有一组凹入台阶部。

8.如权利要求7记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

9.一种汽缸盖密封垫，由具有复合层的复合基材构成，该复合基材由钢板制芯骨、和在其表里两面包覆橡胶中混入纤维材的复合材而形成的复合层构成，用于密封汽缸体和汽缸盖，其特征在于：

断面为山形的环状加强筋，其顶部比上述复合层的表面更突出，并且使上述复合层的汽缸内径周边的对应部分隆起，而且，上述环状加强筋的两侧的下部，以陷没在上述复合层的表面下的2条槽形成。

10.如权利要求9记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述复合基材具有在上述钢板制芯骨的表里两面包覆上述复合材而形成的复合层，并且；

上述环状加强筋形成在上述复合层的表里两面。

11.如权利要求9或10记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述环状加强筋的密度比上述复合层的其它部分的密度大。

12如权利要求9～11中任何一项记载的汽缸盖密封垫，其特征在于：

上述环状加强筋在上述复合层的汽缸内径周边部以多条同心的形状形成。