KR0182062B1 - 금속가스킷 - Google Patents

Abstract

[목적]

엔진의 운전에 따르는 진동진폭의 영향에 의한 피로파괴를 방지하고, 변형을 억제할 수가 있음과 동시에, 장기간에 걸쳐서 안정된 양호한 시일성을 확보할 수가 있는 금속가스킷을 제공한다.

[구성]

2개의 기판(11,12)과 이들 사이의 부판(13)을 가지며, 여기에서는 동심원 형상으로 여러개의 실린더보어구멍(14)이 개설되어 있다. 그리고, 기판(11,12)에는 실린더보어구멍(14)의 주위를 따라서 비이드(11a,12a)가 형성되는 한편, 부판(13)은 실린더보어구멍(14)의 가장자리가 접혀지고, 그 접힘 끝부(13a)의 기점위치 X가, 양 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부 Y에 대하여, 금속가스킷(10) 표면이 동일 수직선상이나 혹은 약간 실린더보어구멍(14) 내측에 위치하도록 형성되고, 접힘 끝부(13a) 전체가 양 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부 Y보다도 더, 실린더보어구멍(14)측으로 돌출하도록 되어 있다.

Description

금속가스킷

제1도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 한 예를 도시하는 도면이며, 동 도면(a)는 요부 단면도, 동 도면(b)는 엔진에 대한 부착상태를 도시하는 단면도.

제2도는 제1a도의 상세도.

제3도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 다른 예를 도시하는 도면이며, 동 도면(a)는 요부단면도, 동 도면(b)는 엔진에 대한 부착상태를 도시하는 단면도.

제4도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 다른 예를 도시하는 요부단면도.

제5도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 다른 예를 도시하는 요부단면도.

제6도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 다른 예를 도시하는 요부단면도.

제7a도, b도는 각각 본 발명에 관한 금속가스킷의 다른 예를 도시하는 요부단면도.

제8도는 본 발명에 관한 금속가스킷에서, 실린더보어구멍 사이에 심판을 끼운 예를 도시하는 도면이며, 동 도면(a)는 끼움판의 평면도, 동 도면(b)는 동 도면(a)의 끼움판을 끼운 상태의 실린더보어구멍 사이의 확대도.

제9도는 본 발명에 관한 금속가스킷의 평면구성도.

제10도는 종래의 금속가스킷의 한 예를 도시하는 요부단면도.

제11도는 종래의 금속가스킷의 다른 한 예를 도시하는 요부단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 1a : 평탄부

3, 3', 13 : 부판 3a : 접힘부

5 : 실린더헤드 6 : 실린더블록

10, 20, 30, 40 : 금속가스킷 11, 12 : 기판

11a, 12a, 2 : 비이드 13a : 접힘끝부

13b : (부판의)가장자리 14 : 실린더보어구멍

14a : 말려들어간 끝단 가장자리 16 : 기름구멍

17 : 물구멍 18 : 끼움판

본 발명은, 내연기관을 구성하는 실린더블록과 실린더헤드와의 접합면에 장착하여, 연소가스, 냉각수 및 윤활유 등의 유체의 누설을 방지하는 금속가스킷에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 엔진 기타의 내연기관을 구성하는 실린더블록과, 그 위에 부착한 실린더헤드와의 접합면에는, 이 접합면으로부터 연소가스, 냉각수, 윤활유 등의 유체의 누설을 방지하기 위하여 각종 가스킷을 장착하고, 볼트 등 조임기구로 쌍방을 조임으로써 시일기능을 부여하고 있다. 종래에 이와 같은 가스킷으로서는, 아스베스토재, 화학섬유재 혹은 카본시이트재 등으로 형성한 이른바, 소프트가스킷이 제공되고 있으나, 이 소프트가스킷은, 그 소재에 의한 불가피한 문제로서, 내연기관의 운전에 따르는 경시 열화 및 내열성의 확보가 곤란하다는 결점이 있기 때문에, 근년에는 내열성, 내압축성, 내구성이 뛰어나며, 양호한 복원성(스프링특성) 및 열전도성을 가지는 금속제의 가스킷이 널리 사용되고 있는 것은 주지하는 바 그대로이다.

이와 같은 금속가스킷에 있어서, 연소실, 즉 실린더보어 둘레의 시일은 특히 중요하다. 즉, 이 부분의 시일성이 불충분하면, 연소실 내부의 연소가스 이용이 불완전하게 되어, 압력저하로 나타나기 때문이다. 따라서, 금속가스킷의 탄성기판에는, 이 실린더보어와 연이어 통하도록 형성된 실린더보어구멍과 동심원 형상으로 비이드(bead)를 형성하고, 이 금속가스킷이 상기 볼트등 조임기구에 의하여 실린더블록과 실린더헤드 사이에서 죄어질 때 발생하는 비이드의 반발력을 이용하여, 금속가스킷과 실린더블록 혹은 실린더보어 둘레의 시일성을 향상시키고 있다.

상기 비이드는, 금속가스킷이 볼트 등 조임기구에 의하여 실린더블록과 실린더헤드와의 사이에서 죄어졌을 때, 이들의 면압에 의해서 찌그러지는 방향으로 탄성변형하는데, 이 비이드가 전적으로 찌그러지는 데에는 비교적 큰 하중이 필요하다. 그런데, 실린더블록과 실린더헤드와의 접합면 사이에서는, 상기 볼트등 조임기구에 가까운 위치에서는 그 죄는 힘이 크며, 반대로 떨어진 위치에서는 그 죄는 힘이 작아지지 않을 수 없다. 이는 엔진의 경량화를 위하여 실린더헤드의 재질을 강성이 낮은 알루미늄합금 등으로 하거나, 엔진의 소형화 및 경량화를 위하여 연소실 사이의 거리를 작게 하여, 연소실 사이에서의 실린더헤드 폭을 작게 하는 등의 원인에 의해서, 결과적으로 실린더헤드의 연소실 사이 부분의 강성이 저하하기 때문이다.

한편, 상기 비이드는, 볼트 등 조임기구의 위치로부터 떨어진 위치에 형성되어 있다. 따라서, 이 볼트 등 조임기구로부터의 거리와, 상술한 엔진 강성의 저하에 의하여, 상기 면압에 의해서도 비이드가 전적으로 찌그러지지 않고, 그 비이드에서 경사가 발생하게 된다. 더 자세히는, 비이드를 형성한 부위에서는 엔진의 강성과 비이드의 반발력이 균형잡혀 있어, 엔진의 정지시에는 이 균형을 계속 유지하나, 엔진의 운전시에는 연소공정에서 발생하는 연소실내압의 증감에 따라 금속가스킷에 대한 조임의 힘이 변화하여 그 비이드에 진동이 발생하며, 나아가서는 질량이 가져오는 진동이나 각 엔진부재의 온도변화에 의한 체적변화에 따라서도 금속가스킷에 대한 조임의 힘 변동이 발생하고, 이들 진동이나 조임이 힘의 변동에 의해서, 비이드가 그 탄성력에 의하여 진동하며, 또한, 이 진동에 의거하여 굴곡이 반복되어 피로파괴가 발생할 가능성이 있다.

그래서, 예컨대 실공평 4-16026호 공보나, 특공평 5-61503호 공보에서는, 상술한 바와 같은 진동진폭의 크기를 규제하고, 비이드의 부위에 피로파괴가 발생하는 것을 방지하고자 하는 제안이 되고 있다.

즉, 실공평 4-16026호 공보에서는, 제10도와 같이 기판(1)의 비이드(2)를 형성한 측, 즉 비이드(2)의 볼록측에 부판(3)를 겹침과 동시에, 이들을 가령 엔진의 실린더블록 및 실린더헤드의 접합범위 밖으로 튀어 나온 부위(예컨대 뒤에 설명하는 제9도에서의 10a)등에서, 몇개소에서 점용접이나 아일럿(eyelet) 고정등의 수단으로 결합하고, 또, 부판(3)의 끝 가장자리를 기판(1)측으로 접어서 접힘부(3a)를 형성하며, 이 접힘부(3a)를 비이드(2)의 연소실 쪽의 기점(2a)보다 연소실 내측에 위치하도록 하여, 쌍방이 겹치지 않도록 하고 있다. 이와 같은 금속가스킷은, 접힘부(3a)의 형성에 의해서 비이드(2)가 찌그러지는 측으로 전적으로 찌그러지는 것이 방지됨과 동시에, 비이드(2)의 복원성(스프링특성)의 열화가 방지되고, 이에 의하여 진폭은 감소되어서 비이드(2)의 피로 파괴가 방지되는 것으로 되어 있다.

한편, 특공평 5-61503호 공보에서는, 제11도와 같이 기판(1)의 비이드(2)를 형성하고 있지 않은 측, 즉, 비이드(2)의 오목측에 부판(3')을 겹침과 동시에, 이들을 상기와 같이 접합범위 밖으로 튀어나온 부위 등의 수 개소에서 결합하고, 다시 기판(1)의 평탄부(1a)를 부판(3')의 끝 가장자리에서 끼우도록 그 부판(3')의 끝 가장자리를 접어서 적층하고 있다. 이와 같은 구성으로 하면, 상기 적층 끝 가장자리에서는, 기판(1)의 다른 부위보다 부판(3')의 판 두께 한장 분만큼 두께가 두꺼워지며, 따라서, 이 적층 끝 가장자리에서는 높은 면압을 확보할 수가 있다. 이에 의하여, 엔진의 운전에 따라서 연소실 내에서 발생하는 고압가스를 적층 끝 가장자리에서 초기 시일(1차 시일)하고, 또한 비이드(2)가 찌그러지는 측으로 변형해서 2차 시일하는 구조로 되어, 비록 엔진의 운전에 의하여 상술한 변동이 일어나 진폭이 발생하였다 하여도, 부판(3')의 접혀진 끝 가장자리에 의해서 비이드(2)가 찌그러지는 측으로의 변형은 규제되고, 진폭은 감소되어서 비이드(2)의 피로파괴가 방지되는 것으로 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 금속가스킷은, 이하와 같은 결점을 가지고 있다.

즉, 실공평 4-16026호 공보의 금속가스킷은, 부판(3)이 얇은 경우, 기판(1)과 부판(3)은, 실린더블록과 실린더헤드와의 접합범위 외로 튀어 나온 부위의 몇개소에서 결합되어 있을 뿐이므로, 가령 엔진을 구성하는 실린더블록이 강철제이고, 실린더헤드가 알루미늄제인 경우, 그 엔진의 운전·정지에 따른 연소실 내의 온도상승·하강의 반복에 의하여 엔진부재의 이종(異種)재료 열팽창차로 기판(1)보다 얇은 부판(3)이 변형하거나, 주름 따위가 생겨 연소실 측으로 삐져 나오거나 접힘부(3a)에 균열이 발생하는 등의 가능성이 있다. 한편, 부판(3)이 두꺼운 경우, 그 부판(3)의 접힘 끝부는 완전히 평탄한 상태로는 되지 않고, 일방 혹은 양방의 접합면측으로 약간 튀어 오른 상태가 된다. 이에 의하여 접힘 끝부는 볼트 따위 조임기구에 의한 조임의 힘에 의해서도 전적으로 찌그러지지 않게 되어, 접힘 끝부의 부판(3)에서의 두께 방향 상하단에서 큰 하중을 받게 되므로, 실린더블록 혹은 실린더헤드에서의 연소실 둘레의 시일면을 오목하게 만드는 경우가 있는 한편, 방대한 하중을 부가하여 전적으로 찌그러지는 상태로 하면, 접힘부 끝부가 파손되어 버릴 가능성이 있다.

또, 특공평 5-61503호 공보의 금속가스킷은, 상기와 같이 기판(1)과 부판(3')이 실린더블록과 실린더헤드와의 접합범위 밖의 몇개 장소에서 결합되어 있을 뿐이며, 또, 접힘부(3a')는 금속가스킷을 엔진에 장착시에 실린더블록 혹은 실린더헤드의 접합면에 직접 접촉하게 되므로, 상술한 바와 같은 엔진의 운전·정지에 따르는 연소실내의 온도상승·하강의 반복에 의하여 엔진부재가 이종재료로서 이루어지는 경우의 열팽창차로 기판(1)보다 얇은 부판(3')이 변형하거나 주름이 발생하여 연소실측으로 삐져 나오거나, 접힘부(3a')에 균열이 발생할 가능성이 있다.

본 발명은, 상기 결점을 극복할 수 있는 것으로서, 그 목적은, 엔진의 운전에 따르는 진동진폭의 영향에 의한 피로파괴를 방지하고, 변형을 억제할 수 있음과 동시에, 장기간에 걸쳐서 안정된 양호한 시일성을 확보할 수가 있는 금속가스킷을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 금속가스킷 중, 제1실시예에 의한 발명은, 적어도 연소실용 구멍이 개설된 탄성금속판으로 이루어지며, 또한 상기 연소실용 구멍 둘레를 따른 비이드가 형성된 적어도 하나의 기판과, 상기 연소실용 구멍에 맞추어서 연소실용 구멍을 개설한 다른 금속판으로 이루어지는 부판을 겹치고, 실린더블록과 실린더헤드와의 사이에 장치하여 이들 접합면 사이를 시일하는 금속가스킷에 있어서, 상기 부판의 연소실용 구멍의 가장자리를 접고, 이 접힘 끝부를 상기 기판의 연소실용 구멍 끝부보다 연소실 내측에 위치시킴과 동시에, 상기 접혀진 부판의 가장자리를, 상기 비이드의 상기 연소실용 구멍쪽의 기점보다 연소실 내측의 위치시킨 것을 특징으로 하고 있다.

제2실시예에 의한 발명은, 제1실시예에 의한 발명에서, 상기 부판을 상기 기판에 연소실용 구멍을 뚫을 때의, 뚫는 때의 방향 시점측에 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

제3실시예에 의한 발명은, 제1실시예 또는 제2실시예에 기재한 발명에서, 상기 접힘 끝부를, 상기 연소실용 구멍의 전체 둘레에 걸쳐서 위치시킨 것을 특징으로 하고 있다.

제4실시예에 의한 발명은, 제1실시예 내지 제3실시예 중 어느 하나의 실시예에 있어서, 상기 연소실용 구멍이 인접하는 부위에서 상기 접힘부에 끼움판을 끼워 놓은 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 금속가스킷중, 제1실시예에 의한 발명에 의하면, 엔진에 장착되어서 죄어졌을 때에, 기판의 연소실용 구멍 끝부와 부판의 접힘부가, 엔진의 연소실 전체 둘레에 걸쳐 접힘폭의 접힘 끝부를 제외한 전역에서 균일하게 접촉하기 때문에, 충분한 조임 면압을 확보할 수 있다. 특히, 가령 실린더헤드가 알루미늄제이고, 실린더블록이 주철제인 그러한 이종재료의 조합으로 된 엔진이라 할 지라도, 그 엔진의 정지시 및 운전시에 따른 온도변화에 의한 열팽창차에 대하여, 기판과 부판과의 위치변동이 방지되며 접힘 끝부의 균열, 주름등 발생이 방지된다. 또, 부판의 접힘 끝부가 기판의 연소실용 구멍 끝부보다 연소실 내측에 위치하므로 엔진에 장착되어서 죄어졌을 때에는, 이 접힘 끝부의 기점에 기판의 연소실용 구멍 끝부가 맞닿으므로써 그 접힘 끝부가 스톱퍼의 효과를 다하여 기판과 부판과의 위치변동이 방지된다.

그런데, 금속판에 구멍을 뚫기 위해서는, 대부분의 경우, 펀칭프레스 가공에 의해서 행하여지나. 이와 같이 하여 개설된 구멍에 있어서, 그 펀칭방향 시점측의 끝단 가장자리는 그 구멍의 내면측으로 밀려들어가고, 반대로 편칭방향 종점측의 끝 가장자리는 금속판 표면측에 융기된 상태로 되는 것은 잘 알려져 있다. 이점에 착안해서 이루어진 것이 제2실시예에 의한 발명이며, 부판을 기판의 연소실용 구멍의 개설방향 시점측에 설치하므로써 부판의 접힘 끝부와 기판의 연소실용 구멍의 말려 들어간 끝 가장자리가 적합하여 한층 더 안정된 부판의 유지가 실현된다.

제3실시예에 의한 발명에 의하면, 접힘 끝부가 연소실용 구멍의 전체둘레에 걸쳐서 위치하고 있으므로, 엔진에 장착되어서 죄어졌을 때에는, 이 접힘 끝부의 기점에 기판의 연소실용 구멍 끝부가 맞닿음으로 인한 그 접힘 끝부의 스톱퍼 효과가 한층 더 확실하여지며, 따라서, 기판과 부판과의 위치 변동이 한층 더 확실하게 방지된다.

제4실시예에 의한 발명에 의하면, 특히 실린더블록 및 실린더헤드의 강성이 작은 경우에는, 연소실용 구멍이 인접하는 부위에서 볼트등 조임기구로 죄었을 때의 면압이 낮아지나. 여기에 끼워진 끼움판에 의해서 상기 면압이 균일화된다.

[실시예]

이하에, 본 발명 실시예를 도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도 내지 제9도는, 본 발명의 실시예를 도시하는 도면이며, 이들 도면에서 제9도는 금속가스킷(10)의 평면구성도, 제1도(a)는 제9도의 I-I선 단면도이다. 이들 도면에 도시하는 바와 같이, 금속가스킷(10)은, 스테인레스강 등의 탄성금속판으로 이루어지는 2매의 기판(11,12)과, 양 기판(11,12) 사이에서 이들보다 얇은 금속판으로 이루어지는 부판(13)을 가지며, 이들은 예로서 엔진의 실린더블록 및 실린더헤드의 접합범위 밖으로 튀어나온 부위(10a)(제9도 참조)등에 있어서, 몇개소에서 점용접이나 아이레트등 수단으로 결합되어 있으며, 어느 것에도 동심원형상으로 이하에 설명하는 구멍이 뚫려 있다. 그리고, 이들 기판(11,12) 표면에는, 실린더블록 및 실린더헤드의 접합면 거칠기에 대응한 미크로시일제 등이 도포되어 있어도 상관없다.

상기 구멍은, 제9도와 같이 실린더블록의 실린더보어(연소실)에 대응한 여러개의 실린더보어구멍(14)과, 상기 실린더블록과 실린더헤드를 결합하는 조임 볼트의 설치위치에 대응한 볼트구멍(15)과, 도시하지 않은 피스턴 등의 각 미끄럼 운동부분에 윤활유를 공급하는 오일 갤러리(gallery)등에 대응한 기름구멍(16)과, 연료의 연소나 피스턴등의 미끄럼 운동에 의해서 온도가 상승하는 실린더블록, 실린더헤드에 냉각수를 공급하는 워터자켓의 내측부분에 위치한 물구멍(17)으로서 이루어진다. 물론, 이들 구멍(14~17)은, 이 금속가스킷(10)을 실린더블록과 실린더헤드와의 사이에 장치하여 엔진을 구축하였을 때, 상기 엔진의 각 부위와 연이어 통하도록 되어 있다.

양 기판(11,12)에 있어, 제1a도에서 상측의 기판(11)은, 여기에 개설된 실린더보어구멍(14)의 주위를 따라서 비이드(11a)가 형성되고, 이 비이드(11a)는 기판(11)의 일부를 아래로 융기시켜서 단면을 호 형상으로 만곡시킨, 이른바 풀비이드를 이루고 있다. 또, 제1도에서 아래측의 기판(12)에도 마찬가지로 비이드(12a)가, 이 경우에는 그 기판(12)의 일부를 위로 융기시켜서 형성되어 있으며, 따라서, 이들 기판(11,12)에 형성한 비이드(11a,12a)는, 그 블록측이 부판(13)을 통해서 대향한 상태로 되어 있다. 또, 이들 비이드(11a,12a)는 동일한 지름으로 실린더보어구멍(14)과 동심원형상으로 형성되어 있으나, 쌍방의 지름을 상이하게 하여도 좋고, 쌍방의 폭을 서로 상이하게 하여도 좋다.

양 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부는 동일한 위치에 있으며, 이들 사이에 있는 부판(13)은 여기에 개설된 실린더보어구멍(14)의 가장자리가 본 예에서는 기판(12)측으로 접혀 있다. 그리고, 이 접힘부의 접힘 끝부(13a)와는 반대측인 끝단 가장자리(13b), 즉 접힘부를 형성하기 이전의 부판(13)의 실린더보어구멍(14)의 가장자리(13b)는, 비이드(11a,12a)의 실린더보어구멍(14)의 가장자리(13b)는, 비이드(11a,12a)의 실린더보어구멍(14) 쪽의 기점보다도 실린더보어구멍(14)내측에 위치하고 있으며, 따라서 접힘부와 비이드(11a,12a)는 겹치지 않도록 되어 있다.

여기에서, 상기한 바와 같은 접힘부를 형성하면, 그 접힘 끝부(13a)는 완전히 평탄한 상태로는 되지 않는 경우가 많다. 즉, 접힘 끝부(13a)의 접힘 기점으로부터 부판(13)의 다른 평탄한 면보다도 튀어 오른 상태가 되어 버린다. 이는 금속판에 접힘부를 형성함에 있어서는 불가피한 현상이며, 이 접힘 끝부(13a)를 찌그러지게 하여 평탄한 상태로 하는 데는 과대한 하중이 필요함과 동시에, 과대한 하중을 부가하면 그 접힘 끝부(13a)에서 균열파손이 생길 가능성도 있다. 덧붙여 말하면, 판두께가 0.3mm이상일 때, 끝부를 찌그러지게 하여 평탄하게 하는 것은 대단히 곤란하게 된다는 것이 확인되어 있다.

따라서, 이 금속가스킷(10)에 있어서는, 접힘 끝부(13a)의 기점위치 X가, 양 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부 Y에 대하여 금속가스킷(10) 표면의 동일 수직선상이나 혹은 약간 실린더보어구멍(14) 내측에 위치하도록 형성하고, 접힘부 끝부 13a 전체가 양 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부 Y보다도 더 실린더보어구멍(14)측으로 돌출하도록 하고 있다.

또, 일반적으로 금속판에 구멍을 뚫기 위해서는, 대부분의 경우 펀칭프레스가공에 의해서 행하여지나, 이와 같이 하여 뚫려진 구멍에 있어서는, 그 펀칭방향 시점측의 끝 가장자리는 그 구멍의 내면측으로 말려들어가고, 반대로 펀칭방향 종점측의 끝 가장자리는 금속판 표면측에 융기한 상태가 되는 현상이 일어난다. 이점을 고려하여, 이 금속가스킷(10)에 있어서는, 제2도와 같이 부판(13)을 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14)에서의 개설방향 시점측에 설치하고, 부판(13)의 접힘 끝부(13a)의 기점위치 X와 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14)의 말려들어간 끝단 가장자리(14a)가 적합하도록 하고 있다.

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 금속가스킷(10)의 작용에 관해서 설명한다.

금속가스킷(10)은 제1b도와 같이, 엔진을 구성하는 실린더블록(6)과 실린더해드(5)와의 접합면 사이에 장치되고, 실린더블록(6)에 대하여 실린더헤드(5)를 볼트등의 조임기구로 죌 때에 찌그러지는 방향으로 변형하며, 특히 비이드(11a,12a)가 찌그러져서 탄성변형을 초래하는 데 따르는 그 자신의 탄성 복원력에 의해서, 실린더블록(6)과 실린더헤드(5)와의 접합면에 압접되어서 이들 사이를 시일한다.

이 때, 부판(13)의 접힘 끝부(13a)는, 상기 변형에 의해서 기판(11,12)의 내측면과 부판(13)의 접힘부가 접촉하였을 때에도, 이들 접촉면보다 실린더보어구멍(14)측으로 돌출하여, 결과적으로 실린더블록(6) 및 실린더헤드(5)의 어느 접합면에도 접촉하지 않고, 이들 사이에서 기판(11,12) 및 접힘부의 판 두께분 만큼에 의해서 구성된 공간에 위치한 상태가 된다.

따라서, 실린더블록(6)과 실린더헤드(5)와의 실린더보어 둘레의 시일면에는, 기판(11,12)의 끝부와 부판(13)의 접힘부가 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 접촉하여 되며, 더욱이 부판(13)의 접힘부의 기점 X와 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14)의 말려들어간 끝단 가장자리(14a)가 맞닿으므로써 접힘 끝부(13a)가 스톱퍼의 효과를 다하여, 기판(11,12)의 실린더보어 내측으로의 위치변동이 방지된다.

이에 의하여, 가령 실린더블록(6)이 주절체이며, 실린더헤드(5)가 알루미늄제인 그러한 이종재료의 조합으로 이루어진 엔진에 있어서, 그 엔진의 운전에 따르는 연소실 내의 온도변화가 생긴 경우에 일어나는 실린더블록(6)과 실린더헤드(5)와의 열팽창차에 대해서도, 기판(11,12)과 부판(13)의 위치변동을 초래하는 일이 없다. 또, 엔진의 진동진폭에 의한 접힘 끝부(13a)의 파손, 위치변동에 의한 주름의 발생을 방지할 수 있으며, 접힘부의 위치변동에 의한 변형을 방지할 수도 있다.

그런데, 지금까지의 설명에서는, 단면이 제1도에 도시하는 바와 같은 금속가스킷(10)에 관해서 설명하여 왔으나, 물론 이 제1도에 도시되는 예 이외에도 다종 다양한 금속가스킷을 구성할 수가 있다. 예로서 가스킷 두께를 두껍게 할 때에는, 제7a, b도와 같이 끼움판(41a,b)을 증설한다. 이하에, 이들 예를 제3도~제6도를 참조하면서 설명한다.

제3a도에 도시하는 금속가스킷(20)은, 상기 금속가스킷(10)이 2매의 기판(11,12)과 부판(13)을 가지고 있던 것에 대하여, 1매의 기판(12)과 부판(13)을 가지는 것이며, 따라서, 금속가스킷(10)으로부터 기판(11)을 제외한 이외는 동일구성으로 되어 있다. 단 이 금속가스킷(20)에 있어서는, 부판(13)의 접힘 끝부(13a')가 기판(12)측으로만 솟아오른 상태로 되어 있다.

이 금속가스킷(20)을 엔진에 장치해서 죈 상태의 단면을 제3b도에 도시하는 데, 이 경우도 상기 금속가스킷(10)과 마찬가지로, 부판(13)의 접힘 끝부(13a)는 조임 면압에 의한 변형에 의해서 기판(12) 내측면과 부판(13)의 접힘부가 접촉한 때에도, 이들 접촉면보다 실린더보어구멍(14)측으로 돌출하고, 결과적으로 실린더블록(6) 및 실린더헤드(5)의 어느 접합면에도 접촉하지 않으며, 이들 사이에서 기판(12) 및 접힘부의 판 두께분 만큼에 의해서 구성된 공간에 위치한 상태가 된다. 따라서, 실린더블록(6)과 실린더헤드(5)와의 실린더보어 둘레의 시일면에는, 기판(12)의 끝부와 부판(13)의 접힘부가 전체둘레에 걸쳐 균일하게 접촉하게 되며, 더욱이 부판(13)의 접힘부 기점 X와 기판(12)의 실린더보어구멍(14)의 말려 들어간 끝부 가장자리(14a)가 맞닿으므로써 접힘 끝부(13a)가 스톱퍼의 효과를 다하고, 기판(12)의 실린더 보어 내측으로의 위치변동이 방지된다.

또, 제4도에 도시하는 금속가스킷(30)은, 상기 금속가스킷(10)에서, 기판(11,12)에 형성한 비이드(11a,12a)를, 그 볼록측이 부판(13)을 통해서 대향한 상태가 되도록 겹친 것에 대하여, 이와는 반대로 기판(11,12)에 형성한 비이드(11a,12a)를, 그 오목측이 부판(13)을 통해서 대향한 상태가 되도록 겹친 구성으로 되어 있다. 또, 제5도에 도시하는 금속가스킷(40)은, 상기 금속가스킷(10) 뿐만 아니라, 부판(13)의 접힘부를 형성한 측이며, 또한 그 접힘부 이외의 면에, 이 부판(13)의 두께보다 얇은 별도의 금속판으로 이루어지는 끼움판(41)을 배치한 구성으로 되어 있다.

또한 제7a, b도에 도시하는 금속가스킷(50)은, 제5도에 도시한 형태의 금속가스킷(40)에 있어서, 끼움판(41a,b)의 끝단 가장자리가 부판(13)의 접힘 끝부(13a)의 기점 위치 X까지 뻗고 있으며, 그 심 판(41b)이 부판(13)의 접힘부를 덮도록 구성되어 있고, 끼움판(41a,b)의 끝단 가장자리와 접힘 끝부(13a)의 기점 위치 X와, 기판(11,12)의 실린더보어구멍(14) 끝부 Y가, 금속가스킷(50) 표면의 동일 수직선 상에 위치하도록 되어 있다.

이들, 어느 금속가스킷(30,40,50)에 있어서도, 상기 금속가스킷(10,20)과 같은 효과를 얻을 수가 있으며, 특히 금속가스킷(40)에 있어서는 조임 힘에 의한 부판(13)의 면압방향의 변형을 끼움판(41)에 의해서 억제할 수가 있고, 한층 양호한 시일성을 확보할 수가 있다.

그리고, 제6도에는 상기 금속가스킷(40)에 있어서, 기판(11,12) 및 부판(13)의 두께를 두껍게 하고, 비이드(11a,12a)의 곡율을 작게 하여(즉 높이를 낮게 하여), 부판(13)의 접힙부 쪽을 작게 한 예를 도시하고 있다. 이것은 금속가스킷(40)에 한하지 않고, 다른 모든 금속가스킷에도 해당되는 것이나, 조임 면압의 크기, 엔진부재의 자체 특성 혹은 실린더보어 내에 발생하는 가스압의 크기 등에 대응해서, 가스킷 치수의 변화가 가능한 전형적인 예를 도시하고 있다.

그리고, 실린더보어구멍(14)의 인접하는 부위에는 제8a도에 그 평면을 도시하는 그러한 연질의 금속재로서 이루어지는 끼움판(18)을, 제8b도에 도시하는 바와 같이 끼우면 된다. 즉, 특히 실린더블록 및 실린더헤드의 강성이 작은 경우에는, 제8b도와 같은 실린더보어가 인접하는 부위에서, 볼트 등의 조임 기구로 죄었을 때에 면압이 낮아지는 경향이 있으나, 여기에 끼움판(18)을 끼우므로서, 특히, 조임 면압이 낮은 실린더 보어 사이에서도 충분한 시일성을 확보할 수가 있다.

이상 설명에서 분명한 바와 같이, 본 발명의 금속가스킷에 의하면, 엔진의 운전에 따르는 진동진폭의 영향에 의한 피로파괴를 방지하고, 변형억제를 실현시킬 수가 있음과 동시에, 장기간에 걸쳐서 안정된 양호한 시일성을 확보할 수가 있다.

특히, 제1실시예에 의한 발명에 의하면, 기판의 연소실용 구멍 끝부와, 부판의 접힘부가, 엔진의 연소실 전체 둘레에 걸쳐 접힘 폭의 접힘끝부를 제외한 전역에서 균일하게 접촉하므로, 충분한 조임 면압을 확보할 수가 있으며, 따라서 기판과 부판과의 위치변동을 방지하고, 접힘 끝부의 파손, 주름 등의 발생을 방지할 수가 있다. 또, 접힘 끝부의 기점에 기판의 연소실용 구멍 끝부를 맞닿게 하여 그 접힘 끝부의 스톱퍼의 작용을 갖게 할 수가 있으므로, 이에 의하여서도 기판과 부판과의 위치변동을 한층 더 방지할 수가 있다.

제2실시예의 의한 발명에 의하면, 부판의 접힘 끝부가 기판의 연소실용 구멍의 말려들어간 끝단의 가장자리를 적합하게 할 수가 있으며, 이에 의하여 한층 더 안정된 부판의 유지를 실현할 수가 있다.

제3실시예에 의한 발명에 의하면, 접힘 끝부의 스톱퍼 효과를 한층 더 확실하게 할 수가 있다.

제4실시예에 의한 발명에 의하면, 볼트 등의 조임기구로 죄었을 때의 면압을 균일화 할 수가 있다.

Claims (6)

1. 적어도 연소실용 구멍이 개설된 탄성 금속판으로서 이루어지며, 또한 상기 연소실용 구멍의 둘레를 따라 비이드가 형성된 적어도 1개의 기판과, 상기 연소실용 구멍에 맞추어서 연소실용 구멍을 개설한 별도의 금속판으로서 이루어지는 부판을 겹치고, 실린더블록과 실린더헤드와의 사이에 장착하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속가스킷에 있어서, 상기 부판의 연소실용 구멍의 가장자리를 접고, 이 접힘 끝부를 상기 기판의 연소실용 구멍 끝부보다 연소실 내측에 위치시킴과 동시에, 상기 접혀진 부판의 가장자리를 상기 비이드의 상기 연소실용 구멍쪽의 기점보다 연소실 내측에 위치시키는 것을 특징으로 하는 금속가스킷.
2. 제1항에 있어서, 상기 부판을 상기 기판에 연소실용 구멍을 뚫을 때의 뚫는 방향 시점 측에 설치한 것을 특징으로 하는 금속가스킷.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접힘 끝부를, 상기 연소실용 구멍의 전체 둘레에 걸쳐 위치시킨 것을 특징으로 하는 금속가스킷.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소실용 구멍이 인접하는 부위에서의 상기 접힘부에 직사각형의 끼움판을 끼운 것을 특징으로 하는 금속가스킷.
5. 제1항에 있어서, 끼움판을 접힘 끝부를 제외한 부판 상에 겹치고, 이에 의하여 끼움판의 아래 표면은, 접힘부의 위 표면에 접속하며, 끼움판의 내측 가장자리는 부판의 접힘 끝부의 기점(X)과 정렬하는 금속가스킷.
6. 제5항에 있어서, 끼움판은 부판의 접힘부 가장자리 위치에 단차를 가지며, 이에 의하여 끼움판은, 이 단차의 위치에서 부판 쪽으로 저하하고, 끼움판 아래면과 부판 윗면과의 사이의 간격을 감소시키는 금속가스킷.