[发明专利]衬垫材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于安装在汽车用发动机上的气缸盖衬垫材料。

背景技术

近年来，人们已经开始关注地球环境保护，因此需要防止全球变暖(减少CO₂排放)。为了减少CO₂排放，各汽车制造商已经开始致力于改善汽油发动机车辆的燃料效率，并且开发燃料有效的柴油发动机车辆。

作为改善燃料效率的方法，通过将发动机气缸体的材料由铸铁转变为比重较小的铝材、或者通过使发动机气缸体的壁变薄，以使重量减轻。然而，作为轻量化的折衷，施加在发动机气缸体上的负荷增加，因此，发动机运转期间产生振动以及应力变形，从而导致频繁出现诸如密封不充分等问题。

另一方面，人们已经通过增加发动机内的燃烧压力来致力于改善燃料效率，然而，施加在发动机气缸体上的负荷进一步增加，此外，还需要耐热性。

目前，为了解决以上的问题，人们增加紧固力以限制发动机气缸体的移动，从而减少振动和应力变形。例如，通过以下方法来应对上述的问题，所述方法为：用螺栓提高轴向紧固力，增加衬垫的凸纹高度(bead height)，改变衬垫的层积结构等(参见专利文献1和2)。

专利文献1：日本专利No.3840475

专利文献2：日本专利No.3620685

发明内容

然而，在设计发动机气缸体时，由于铝材具有较低的刚性，因而在紧固螺栓的正下方发生较大程度的变形，因此，增加紧固力是有限的。此外，在设计衬垫时增加凸纹高度会导致产生凸纹疲劳(beadfatigue)，从而难以平衡表面压力、需要高精密的模具设计等，因此需要成本和时间。此外，当衬垫表面上的橡胶层过软时，在高的表面压力下会发生压力变形(内陷)，从而导致表面压力降低。

为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种衬垫材料，其不仅能够在高的表面压力下保持密封凸纹表面(sealing bead surface)而无需改变发动机气缸体设计和衬垫设计，并且还能够吸收凸缘(flange)的表面粗糙度(其为橡胶层的最初作用)。

即，本发明涉及以下(1)至(4)。

(1)一种衬垫材料，其包括：

金属板；以及

含氟橡胶层，该含氟橡胶层的维氏硬度为15N/mm²至30N/mm²，并且被设置在所述金属板的一侧或两侧，而且该含氟橡胶层是由含有含氟橡胶聚合物的含氟橡胶组合物形成的。

(2)根据上述(1)所述的衬垫材料，其中所述含氟橡胶组合物还含有多羟基化合物作为交联剂，其中相对于100重量份的所述含氟橡胶聚合物，所述多羟基化合物的量为3至6重量份。

(3)根据上述(1)或(2)所述的衬垫材料，其中相对于100重量份的所述含氟橡胶聚合物，所述含氟橡胶组合物还含有30至70重量份的平均粒径为25nm至80nm的炭黑、3至10重量份的氧化镁、10至30重量份的氢氧化钙、20至50重量份的碳酸钙、以及2至5重量份的胺类硅烷偶联剂。

(4)根据上述(1)至(3)中任意一项所述的衬垫材料，其中所述含氟橡胶聚合物的门尼粘度(100℃)为50至120。

由于本发明的衬垫材料含有具有特定维氏硬度的含氟橡胶层，因此不会观察到橡胶流动，表面压力能够增加，并且还可以吸收凸缘的表面粗糙度(其为橡胶层的最初作用)，从而避免了密封不充分。

附图简要说明

图1为示出实例中获得的橡胶层在深度方向上的维氏硬度的图。

具体实施方式

以下将详细对本发明进行说明。

本发明的衬垫材料包含金属板和形成于所述金属板的一侧或两侧上的含氟橡胶层，该含氟橡胶层的维氏硬度为15N/mm²至30N/mm²。随着橡胶层的弹性模量增加，当用铝块紧固时，可以使被加工在衬垫上的凸纹正上方的表面压力增加，而不会使轴向紧固力增加。在表面压力增加的情况下，发动机运转期间的振动以及发动机气缸体的变形可以减小。然而，当维氏硬度大于30N/mm²时，吸收凸缘表面粗糙度的作用将大幅度地降低，从而接触面的密封不充分。此外，当维氏硬度小于15N/mm²时，由于紧固负荷而造成橡胶的压力变形(内陷)，从而存在着由于表面压力降低而发生密封不充分的担心。更优选的维氏硬度为15N/mm²至20N/mm²。