本申請是申請?zhí)枮?01380020264.7，申請日為2013年4月15日，發(fā)明名稱為“金屬襯墊及其制造方法”的中國專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及作為內(nèi)燃機的排氣歧管和排氣管的接合部或氣缸體和氣缸蓋的接合部等密封裝置使用的金屬襯墊及其制造方法。

背景技術(shù)：

作為內(nèi)燃機的排氣歧管和排氣管或進氣歧管和進氣管的接合部等密封裝置使用的金屬襯墊被夾在相互對向的接合面間，通過以包圍開口于上述接合面的開口部的方式彎曲形成的密封凸緣來密封廢氣或空氣和燃料的混合氣等。

在此，在排氣歧管或進氣歧管的情況下，往往排氣管或進氣管的接合部的開口形狀為非圓形(例如方形環(huán)狀)，在這樣的部分上使用密封凸緣形成與上述開口形狀相似形的金屬襯墊(例如參照專利文獻1)。但是，這種金屬襯墊在承受到緊固負(fù)荷時，相比曲線狀延伸的部分，容易在密封凸緣直線狀延伸的部分發(fā)生變形，因此，存在在密封凸緣的直線狀部分容易產(chǎn)生由于面壓不足而引起的泄漏的問題。而且，為解決這樣的問題，目前已知有，通過增大容易產(chǎn)生面壓不足的部分的密封凸緣的寬度及高度以提高剛性，來確保必要的面壓(例如參照專利文獻2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平08－014394號公報

專利文獻2：日本特開平08－159284號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(發(fā)明要解決的技術(shù)問題)

但是，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，由于密封凸緣的截面形狀本身大致全周為相同，所以可通過變更密封凸緣的寬度及高度來進行調(diào)整的面壓的范圍小。

本發(fā)明是鑒于以上問題點而創(chuàng)立的，其技術(shù)課題在于提供一種能夠抑制密封凸緣的面壓部分降低并能夠長期確保優(yōu)異的密封性的金屬襯墊。

(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)

作為用于有效解決上述的技術(shù)課題的技術(shù)方案，本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊，在金屬板上形成有以密封對象空間的開口形狀開設(shè)的開口部和沿該開口部的周圍延伸的密封凸緣，在該密封凸緣中，由半凸緣構(gòu)成的部分、由翹起凸緣構(gòu)成的部分、由全凸緣構(gòu)成的部分中兩個以上的部分相互連續(xù)。

此外，在此所說的半凸緣是指金屬板的開口緣部為頂部的端緣并且由單側(cè)斜面形成的隆起形狀的凸緣，翹起凸緣是指從一末端部經(jīng)一斜面部及頂部到達(dá)另一斜面部的隆起形狀的凸緣，全凸緣是指以截面形狀形成山形的方式成形，且從一末端部經(jīng)一斜面部、頂部及另一斜面部到達(dá)另一末端部的隆起形狀的凸緣。

在具備本發(fā)明技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)的金屬襯墊中，就賦予了緊固負(fù)荷時的密封凸緣的彈簧常數(shù)而言，由翹起凸緣構(gòu)成的部分比由半凸緣構(gòu)成的部分高，由全凸緣構(gòu)成的部分比由翹起凸緣構(gòu)成的部分高。因此，在密封凸緣沿非圓形的開口部延伸的情況下，例如可進行如下適宜的調(diào)整：通過將因密封凸緣的曲率大(曲率半徑小)而面壓上升的部分設(shè)為由半凸緣構(gòu)成，抑制面壓的上升，且通過將因密封凸緣的曲率小(曲率半徑大)而面壓降低的部分設(shè)為由翹起凸緣或全凸緣構(gòu)成，抑制面壓的降低。

本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊的制造方法，具備：在金屬板上利用配置于其厚度方向兩側(cè)的凹模和凸模成形凸緣的工序；在所述金屬板上形成開口緣經(jīng)由所述凸緣的頂部、斜面部、末端部中兩個以上的開口部的工序。

本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊的制造方法，具備：在金屬板上利用配置于其厚度方向兩側(cè)的凹模和凸模成形凸緣的工序；在所述金屬板上形成開口緣經(jīng)由所述凸緣的頂部、斜面部、末端部中包含所述頂部的兩個以上的開口部的工序；在進行所述凸緣的成形之前，預(yù)先形成所述開口部中開口緣經(jīng)由所述頂部的部分。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的制造方法，就利用凹模和凸模成形在金屬板上成形的凸緣而言，在開口部的開口緣穿過凸緣的頂部的部分為半凸緣，在開口部的開口緣穿過凸緣的斜面部的部分為翹起凸緣，在開口部的開口緣穿過凸緣的末端部的部分為全凸緣。

(發(fā)明的效果)

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊，由于密封凸緣的彈簧常數(shù)在由半凸緣構(gòu)成的部分、由翹起凸緣構(gòu)成的部分和由全凸緣構(gòu)成的部分大幅變化，所以能夠抑制密封凸緣以非圓形延伸的情況下的曲率的差異所導(dǎo)致的密封凸緣的面壓偏差，能夠長期確保優(yōu)異的密封性。

根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊的制造方法，能夠容易制造本發(fā)明技術(shù)方案的金屬襯墊。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的金屬襯墊的優(yōu)選的實施方式的俯視圖。

圖2(a)和圖2(b)是圖1所示的實施方式的主要部分剖面圖，圖2(a)是圖1的a－a剖面圖，圖2(b)是圖1的b－b剖面圖。

圖3是表示在本發(fā)明的金屬襯墊的制造方法的優(yōu)選的實施方式中，在金屬板上預(yù)先形成有成為口孔部的一部分的預(yù)備孔的狀態(tài)的俯視圖。

圖4是表示在本發(fā)明的金屬襯墊的制造方法的優(yōu)選的實施方式中使用的凸模的上面圖。

圖5(a)和圖5(b)是圖4所示的凸模的主要部分剖面圖，圖5(a)是圖4的a－a剖面圖，圖5(b)是圖4的b－b剖面圖。

圖6是表示在本發(fā)明的金屬襯墊的制造方法的優(yōu)選的實施方式中使用的凹模的下面圖。

圖7(a)和圖7(b)是圖6所示的凹模的主要部分剖面圖，圖7(a)是圖6的a－a剖面圖，圖7(b)是圖6的b－b剖面圖。

圖8是表示在本發(fā)明的金屬襯墊的制造方法的優(yōu)選的實施方式中，在金屬板上利用凸模和凹模成形凸緣的工序的俯視圖。

圖9(a)和圖9(b)是利用圖8所示的凸模和凹模進行的成形工序的主要部分剖面圖，圖9(a)是圖8的a－a剖面圖，圖9(b)是圖8的b－b剖面圖。

圖10是表示在本發(fā)明的金屬襯墊的制造方法的優(yōu)選的實施方式中，在金屬板上通過二次加工而形成口孔部(ポート穴部)的工序的俯視圖。

符號說明

1金屬板

2口孔部

2a半圓弧狀開口緣

2b直線狀開口緣

2c緩曲線狀開口緣

4密封凸緣

41半凸緣

42翹起凸緣

42’全凸緣

5凸模

50凸緣成形用凸部

51半凸緣成形凸部

52翹起凸緣成形凸部

6凹模

60凸緣成形用凹部

61半凸緣成形凹部

62翹起凸緣成形凹部

mg金屬襯墊。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的金屬襯墊及其制造方法的優(yōu)選的實施方式。首先，圖1表示本發(fā)明的金屬襯墊的優(yōu)選的實施方式，該金屬襯墊mg插裝于例如汽車用內(nèi)燃機的排氣歧管和排氣管的接合面間。

金屬襯墊mg在由選自不銹鋼、冷軋鋼板、鍍鋅鋼板、及鋁合金板等具有彈性的薄板構(gòu)成的金屬板1上開設(shè)有口孔部2、用于在該口孔部2和金屬板1的外周緣之間的多個部位插通將未圖示的排氣歧管和排氣管結(jié)合的螺栓的螺栓插通孔3，且形成有沿口孔部2的周圍延伸的密封凸緣4。

口孔部2相當(dāng)于本發(fā)明技術(shù)方案中記載的開口部，開設(shè)成由排氣歧管及排氣管形成的廢氣通路的投影形狀，換言之，開設(shè)成將在排氣歧管及排氣管的接合面上開口的廢氣通路的開口形狀投影的大致長圓形狀。詳細(xì)而言，該口孔部2的開口緣由一對半圓弧狀開口緣2a和在其間延伸的直線狀開口緣2b及緩曲線狀開口緣2c構(gòu)成。緩曲線狀開口緣2c相比半圓弧狀開口緣2a，曲率極小得多(曲率半徑大)。

沿口孔部2的周圍延伸的密封凸緣4，沿著半圓弧狀開口緣2a的部分由半凸緣41構(gòu)成，沿著直線狀開口緣2b及緩曲線狀開口緣2c的部分由翹起凸緣42構(gòu)成。

其中，如圖1的a－a截面即圖2(a)所示，半凸緣41為經(jīng)由從外周末端部4a斜立起的外周斜面部4b到達(dá)平板狀的頂部4c的隆起形狀，頂部4c的內(nèi)周側(cè)的端緣成為口孔部2的半圓弧狀開口緣2a。另外，如圖1的b－b截面即圖2(b)所示，翹起凸緣42為經(jīng)由從外周末端部4a斜立起的外周斜面部4b和在其上端向上側(cè)以凸的形狀彎曲的頂部4c到達(dá)相反側(cè)的內(nèi)周斜面部4d的隆起形狀，內(nèi)周斜面部4d的內(nèi)周端緣成為金屬板1的口孔部2的直線狀開口緣2b或緩曲線狀開口緣2c。

此外，在口孔部2的開口緣中的從半圓弧狀開口緣2a向直線狀開口緣2b或緩曲線狀開口緣2c的過渡部分(從直線狀開口緣2b或緩曲線狀開口緣2c向半圓弧狀開口緣2a的過渡部分)2d，密封凸緣4從半凸緣41連續(xù)過渡到翹起凸緣42(從翹起凸緣42到半凸緣41)。

如上構(gòu)成的金屬襯墊mg例如以在汽車用內(nèi)燃機的排氣歧管和排氣管的接合面間單一或多個層疊的狀態(tài)被插裝并緊固，由此，密封凸緣4被壓縮變形，通過其反作用負(fù)荷得到密封所需的面圧，防止從上述接合面間泄漏廢氣。

在這種金屬襯墊中，如圖示例，密封凸緣4的形狀為非圓形時，在承受到緊固負(fù)荷時，在曲率大(曲率半徑小)的部分有彈簧常數(shù)變高，面壓容易過大的趨勢，相反，在曲率小(曲率半徑大并接近直線)的部分有彈簧常數(shù)變低，容易產(chǎn)生面壓不足的趨勢。但是，根據(jù)圖示的實施方式的金屬襯墊mg，由于密封凸緣4中沿著曲率大的半圓弧狀開口緣2a的部分由半凸緣41構(gòu)成，從而能夠防止面壓過大化，并且由于沿著曲率小的直線狀開口緣2b或緩曲線狀開口緣2c的部分由翹起凸緣42構(gòu)成，從而能夠防止面壓過小化。

圖3～圖10按工序順序表示用于制造上述金屬襯墊mg的方法。即，在金屬襯墊mg的制造中，首先，如圖3所示，在金屬板1上開設(shè)螺栓插通孔3、具有開口緣成為圖1的口孔部2的半圓弧狀開口緣2a的部分的一對預(yù)備孔21、一對定位用孔22。它們可以在進行金屬板1的外緣的沖切的同時沖切形成。

圖4所示的凸模5，在其上面形成有凸緣成形用凸部50和通過與金屬板1的定位用孔22嵌合而用于在上面定位設(shè)置金屬板1的多個定位用凸部5a。凸緣成形用凸部50與圖1所示的密封凸緣4的頂部4c相對應(yīng)，由成形半凸緣41的部分(以下稱作“半凸緣成形凸部”)51和成形翹起凸緣42的部分(以下稱作“翹起凸緣成形凸部”)52構(gòu)成，同樣如圖5(a)、圖5(b)所示，半凸緣成形凸部51形成為寬度比翹起凸緣成形凸部52寬。

另外，凸模5的凸緣成形用凸部50中的半凸緣成形凸部51形成月牙形狀，其外緣51a與半凸緣41的頂部41c的外緣相對應(yīng)地延伸，即，在該凸模5上設(shè)置圖3所示的金屬板1時，以位于預(yù)備孔21的外周側(cè)的方式形成，與之相對，內(nèi)緣51b以穿過預(yù)備孔21內(nèi)的方式形成。

另一方面，圖6所示的凹模6在其下面形成有凸緣成形用凹部60。參考符號6a是可與凸模5的定位用凸部5a嵌合的定位用凹部或孔。凸緣成形用凹部60由圖1所示的成形密封凸緣4的半凸緣41的部分(以下稱作“半凸緣成形凹部”)61和成形翹起凸緣42的部分(以下稱作“翹起凸緣成形凹部”)62構(gòu)成，同樣如圖7(a)、圖7(b)所示，半凸緣成形凹部61形成為寬度比翹起凸緣成形凹部62寬。另外，半凸緣成形凹部61形成為寬度比凸模5的半凸緣成形凸部51寬，且翹起凸緣成形凹部62形成為寬度比凸模5的翹起凸緣成形凸部52寬。

詳細(xì)而言，凹模6的半凸緣成形凹部61的外緣61a及翹起凸緣成形凹部62的外緣62a與圖1及圖2(a)和圖2(b)所示的密封凸緣4的末端部4a相對應(yīng)地延伸，在與凸模5組合時，位于該凸模5的半凸緣成形凸部51的外緣51a及翹起凸緣成形凸部52的外緣52a的更外周側(cè)。另外，凹模6的半凸緣成形凹部61的內(nèi)緣61b及翹起凸緣成形凹部62的內(nèi)緣62b在與凸模5組合時，位于該凸模5的半凸緣成形凸部51的內(nèi)緣51b及翹起凸緣成形凸部52的內(nèi)緣52b的更內(nèi)周側(cè)。

其次，如圖8及圖9(a)和圖9(b)所示，在將圖3所示的金屬板1定位設(shè)置于凸模5和凹模6之間進行沖壓成形時，該金屬板1在半凸緣成形凸部51和半凸緣成形凹部61之間，因預(yù)備孔21的存在而如圖9(a)所示，僅在半凸緣成形凸部51的外緣51a和半凸緣成形凹部61的外緣61a進行彎曲，形成沿著預(yù)備孔21的半圓弧狀開口緣2a的半凸緣41。另一方面，在翹起凸緣成形凸部52和翹起凸緣成形凹部62之間，由于金屬板1上不存在預(yù)備孔21，所以該金屬板1如圖9(b)所示在翹起凸緣成形凸部52的頂部和翹起凸緣成形凹部62的外緣62a及內(nèi)緣62b這三處彎曲，成形截面形狀為山形的全凸緣42’。

其次，將成形這種由半凸緣41及全凸緣42’構(gòu)成的密封凸緣的金屬板1如圖10中點劃線所示切斷。即，沖切由一對預(yù)備孔21、21和全凸緣42’、42’圍成的區(qū)域(圖10中網(wǎng)格線所示的區(qū)域)1a。

在該工序中，通過在靠內(nèi)周末端部4e的位置切斷圖9(b)所示的全凸緣42’的內(nèi)周斜面部4d，如圖1所示，形成口孔部2，同時形成沿著該口孔部2的直線狀開口緣2b及緩曲線狀開口緣2c的翹起凸緣42，結(jié)束金屬襯墊mg的制造。

因此，可以容易地制造具有沿著口孔部2的半圓弧狀開口緣2a的半凸緣41和沿著直線狀開口緣2b及緩曲線狀開口緣2c的翹起凸緣42連續(xù)的密封凸緣4的金屬襯墊mg。

此外，在形成口孔部2的工序中，如果將圖9(b)所示的內(nèi)周斜面部4d在內(nèi)周末端部4e切斷，則也可以將沿著直線狀開口緣2b及緩曲線狀開口緣2c的翹起凸緣42的部分設(shè)為由全凸緣構(gòu)成，而且，在凸模5及凹模6的凸緣成形凸部及凸緣成形凹部的形狀、和形成口孔部2的切斷位置的關(guān)系上，也可以將沿著半圓弧狀開口緣2a的部分設(shè)為由翹起凸緣構(gòu)成等進行各種變更。