[发明专利]金属衬垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种在连接两个结构体时用于密封其接合面的金属衬垫，特别是涉及一种能够对内燃机的气缸盖和气缸体之间的接合面进行密封的金属衬垫。 

背景技术

自以往，金属衬垫被用于各种技术领域中，作为其中之一，有一种用于对内燃机的气缸盖和气缸体之间的接合面进行密封的气缸盖用金属衬垫。在这种气缸盖用金属衬垫中，存在一种具有垫圈部并且由该垫圈部包围燃烧室孔的结构的金属衬垫，其中，上述垫圈部具有折叠金属板的形状。 

近年来，为了实现内燃机的功率的高输出化、高效率化，有被密封的燃烧室孔内的燃烧气体压力上升的倾向。因此，为了确保密封性，需要提高气缸盖和气缸体之间的接合面的夹紧表面压力，但是在这种情况下，有可能局部地施加过大的夹紧表面压力，从而有可能使气缸盖、气缸体变形或者损伤金属衬垫。因而，为了具有能够充分地发挥气体密封性的夹紧表面压力且不会局部地施加过大的夹紧表面压力，对气缸盖和气缸体之间的接合面中的夹紧表面压力分布进行调整变得更加重要。 

为了应对这些，例如提出有以下方案：在与垫圈部相邻的金属薄板部分附加具有适当厚度的覆盖层，由此，将垫圈部与相邻部分形成的夹紧表面压力的差设定为与规定的夹紧表面压力分布的表面压力差一致，从而即使在规定的夹紧表面压力分布产生细微变化的情况下，也能够应对该变化(例如，参照专利文献1)。 

专利文献1：日本特开平11-315931号 

在记载在专利文献1中的垫片中，能够对密封的燃烧室孔的半径方向上的夹紧表面压力分布进行调整，但是无法对燃烧室孔的圆周方向上的夹紧表面压力分布进行调整。但是，当考虑到实际在气缸盖与气缸体之间插入金属衬垫来进行连接的情况时，由于连接螺栓的位置、气缸盖以及气缸体的刚性等、燃烧室孔的圆周方向上的位置不同而使施加到垫圈部以及其相邻区域的夹紧表面压力分布不同。因而，在记载在专利文献1中的垫片中，无法在燃烧室孔的全周上获得适当的夹紧表面压力分布，难以实现适当的密封。 

另外，为了应对这些，例如考虑通过在垫圈部的圆周方向上改变厚度来获得规定的夹紧表面压力分布。 

但是，由于厚度变化是非常细微的变化，因此在初始的厚度调整中需要极其精细的厚度调整，容易由于环境变化、微细的变形等而使夹紧表面压力分布产生变化，并且也容易使产品产生偏差，因此不得已进行柔软性、鲁棒性较差的设计。 

另外，在气缸盖的组装过程中，在拧紧连接螺栓而在局部将气缸盖夹紧在气缸体上的情况下，难以保持气缸盖和气缸体之间的接合面的平行度，在初始组装时，非常难以获得适当的夹紧表面压力分布。另外，假设即使在初始阶段获得了适当的夹紧表面压力分布，也由于因垫片的蠕变特性导致的加重方向上的尺寸(厚度尺寸)随时间发生变化，难以保持最佳的夹紧表面压力分布。因此，难以在初始组装时获得最佳的夹紧表面压力分布，难以长期保持稳定的最佳夹紧表面压力分布。 

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题而在 初始组装时容易地获得最佳夹紧表面压力分布、且即使长期使用也能够保持稳定的最佳夹紧表面压力分布的金属衬垫。 

本发明的金属衬垫的一个实施方式(aspect)是一种金属衬垫，其包括：主体，其设有开口部，大致呈平板状；垫圈部，其由与上述主体不同的构件构成，具有折回薄板而形成的折回部分，通过该折回部分来包围上述开口部，其中，在上述垫圈部上形成有凸缘部分，该凸缘部分是从上述折回部分连续的上述薄板与上述主体重叠的部分，在同一上述垫圈部上上述凸缘部分的宽度不恒定，在将上述金属衬垫插入发动机的气缸盖和气缸体之间，利用连接构件连接上述气缸盖和上述气缸体而密封上述气缸盖和上述气缸体的接合面的情况下，根据上述连接构件的位置以及上述气缸体和上述气缸盖的刚性，确定上述凸缘部分的宽度，以在上述开口部的周围区域形成规定的夹紧表面压力分布，上述金属衬垫的上表面和下表面中，一个表面上的凸缘部分的宽度大于另一个表面上的凸缘部分的宽度，以使上述金属衬垫的上述凸缘部分较宽一侧的表面与上述气缸盖和上述气缸体中强度较弱的一方相接触的方式，插入上述金属衬垫。 

附图说明

图1是表示本发明的金属衬垫的一个实施方式的图，(a)表示俯视图，(b)以及(c)表示其局部剖视图，(d)表示主体为三层结构的情况下的局部剖视图。 

图2是表示本发明的金属衬垫的其它实施方式的图，(a)表示俯视图，(b)～(d)表示其局部剖视图，(e)表示主体为三层结构的情况下的局部剖视图。