KR100226526B1 - 금속 개스킷 - Google Patents

Abstract

간단한 수단으로 비드의 면압조정이라든가 접합면의 극간밀봉, 실린더 보어 변형의 억제를 행하는 살두께부를 형성한 금속 개스킷의 제공을 과제로 한다.

비드판(2)(개스킷 구성판)에 실린더 구멍(3)을 형성하고, 이 실린더 구멍에 안 가장자리측보다 밖가장자리(7) 측을 두껍게 형성한 스페이서(5)를 끼워 이 스페이서(5)의 외측에 비드(6)을 형성하였다.

Description

금속 개스킷

본 발명은 내연기관의 실린더 헤드 개스킷 용 금속 개스킷에 관한 것이다.

종래의 기술

실린더 라이너를 사용하는 내연기관에 있어서는, 실린더 라이너의 상단부가 실린더 블록의 데크 면보다 함몰하여, 실린더 헤드의 테크 면과 실린더 라이너 상단부와의 사이에 극간이 생기는 경우가 있다. 이러한 극간으로 연소가스가 개스킷 측에 침입하는 것을 방지하는 수단으로서, 실린더 구멍 가장자리에 파이어 링을 마련하는 것이 종래부터 행해지고 있다.

그런데 내연기관 사양에 따라서는 층분한 두께의 실린더 헤드 개스킷을 사용하기 곤난한 것이 있다. 이와 같은 기관에 사용하는 개스킷으로서, 예를 들어 실개소61-14748 호 공보에는, 1장의 금속박판으로 이루어지는 비드판에 실린더 구멍의 가장자리에 0.03∼0.05 mm 정도의 두께로 도금에 의해 살을 올려 링 상의 밀봉부를 형성하여, 파이어 링과 마찬가지의 효과를 얻게끔 한 단판 개스킷이 개시돼 있다.

그런데, 실린더 구멍의 가장자리에 도금에 의해 밀봉부를 형성하는 상기 수단은 가공에 시간이 걸리어 제작 단가가 높아진다. 그래서, 도금 대신 링 상의 금속박판을 용접 따위에 의해 부착하는 것이 종래부터 행해지고 있다. 이 링 판에는 상기 파이어 링 등과 마찬가지로, 실린더 헤드와 실린더 보디의 사이에서 개스킷이 조여지면, 비드의 압축높이를 규제하여 실 부의 면압을 조정하는 작용이라든가, 실린더 보디의 데크 면에서 실린더 라이너가 함몰돼 있는 경우의 극간을 밀봉하는 작용이 있다.

그렇지만, 상기 함몰깊이가 얕고 또 면압조정높이가 낮은 경우에는, 실링 판의 두께가 얇아져 판가공이 어려울 뿐 아니라, 비드판에 용접하는 것이 어려워져 가공 단가가 상승한다고 하는 문제가 있다.

또, 내연기관을 가볍게 하기 위해 실린더 보디를 경량금속으로 제조하는 경우 등, 실린더 보어의 가장자리의 강성이 저하하는 경우에는 개스킷 장착에 따른 보어 변형이 생긴다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 이상의 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 간단한 가공수단에 의해, 실린더 라이너 등에 의한 근소한 함몰의 경우의 극간 밀봉, 또 실린더 보어 가장자리의 강성이 낮은 경우의 보어 변형방지, 비드의 면압조정 등을 행할 수가 있는 금속 개스킷을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속 개스킷의 구성은, 내연기관의 실린더 헤드 개스킷으로서, 개스킷 구성판에 실린더 보어를 에웨싸는 실린더 구멍을 형성하여, 이 실린더 구멍에 링 상의 스페이서를 끼우고, 이 스페이서는 상기 구성판보다 두꺼운 금속판으로 이루어지고, 실린더 구멍측을 얇게, 외주측을 두껍게 형성하고, 실린더 구멍을 에웨싸는 비드를 형성한 것이다.

상기 금속 개스킷은 1장의 구성판에 의해서 형성할 수도 있으나, 복수장의 구성판에 의해 형성할 수도 있다. 이 경우, 스페이서를 끼우는 구성판은 상기의 어느 1장에 끼우며, 또 상기 비드는 스페이서를 끼운 구성판에 마련하여도 좋고, 또 별개의 구성판에 마련하여도 좋다. 또, 비드는 1개이어도 좋으나 필요에 따라 복수로 마련할 수도 있다.

개스킷 구성판을 복수장 사용하는 경우에는, 접합면에 친해지기 쉽도록 연질금속을 사용한 표면판을 사용하는 등, 기능이 다른 구성판에 의해 형성할 수가 있다.

상기 스페이서는 끼운 실린더 구멍에 고장하는 것이 바람직하다. 그 고정수단은, 특히 한정돼 있지 않으나, 고열에 견디는 수단으로 할 필요가 있으며, 통상 스폿 용접, 심 용접, 레이저 용접, 코킹 등으로 할 수가 있다. 한편, 상기 코킹은 어느정도 느슨한 접속으로 할 수가 있기 때문에 고정개소에 무리한 힘이 걸리는 것을 방지할 수가 있다.

상기 스페이서는 개스킷 구성판에 뚫은 실린더 구멍 측을 얇게 형성하였기 때문에, 조임에 의해 스페이서 외측의 면압이 내측의 면압보다 높아져 실린더 보어의 변형이나 실린더 라이너의 함몰을 억제하면서, 연소가스가 비드측에 침입하는 것을 방지하는 작용을 할 수 있어, 비드의 밀봉성능을 장기적으로 유지함에 유용하다.

도 1은 본 발명을 링 상 금속판에 의해 실시한 제 1 실시의 형태의 금속 개스킷의 평면도이다.

도 2는 도 1의 II-II 선 단면도이다.

도 3은 도 1의 금속 개스킷을 실린더 헤드와 실린더 보디의 사이에 끼운 모양을 나타내는 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명을 중공 링에 의해 실시한 제 2 실시의 형태의 금속 개스킷의 요부 단면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 개스킷(금속 개스킷) 2 : 비드판(개스킷 구성판)

3 : 실린더 구멍 5 : 스페이서

6 : 비드 7 : 밖가장자리

8 : 실린더 라이너 9 : 실린더 보디

10 : 실린더 헤드 11 : 연소실

12 : 중간판 13 : 표면판

t₁: 스페이서 판두께 t₂: 비드 판두께

이하, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.

도 1∼3에 보이는 실시의 형태 1에 의한 금속 실린더 헤드 개스킷(이하 단순히 개스킷이라 한다) (1)은 4기통엔진 용의 것으로, 예를 들어 SUS301H 등의 경질금속으로 이루어지는 비드 판(개스킷 구성판) (2)에 실린더 구멍 (3)을 개구하여, 이 실린더 구멍 (3)에 연강으로 이루어지는 링 상의 스페이서 (5)를 끼우고, 실린더 라이너 (8) (도 3)의 외측을 둘러싸는 직경의 비드 (6)을 형성한 것이다.

상기 스페이서 (5)의 반경바향 단면형상은 내주축, 즉 연소실 (11)(도 3)측의두께 t₁(도 2)을 적어도 실린더 보디 (9)의 데크 면과 턱 (5a)(도 3) 상면과의 단차 △(도 3)를 메우는 값으로 하여 밖가장자리 (7) 측을 다소 두껍게하고 양면 공히 내측에 향해 얇아지는 테이퍼 면상(狀)에형성하여, 스페이서 외주의 복수개소(도시하지 않음)응 점용접 등으로 비드판 (2)에 고착하였다.

상기 단차 △의 값은 대상으로 하는 내연기관의 사양에 따라 일정하지 않으나, 연소가스가 비드 (6) 측에 침입하는 것을 방해하는 값으로하면 된다. 단판 개스킷의 경우, 비드 판 (2)의 두께 t₂는 통상 0.3∼0.6 mm 이다. 따라서 스페이서 (5)의 두께 t₁은 적어도 비드판 (2)의 두께 t₂에 상기 단차 △에 가공공차 δ를 더한 두께 d(= t₂+ △ + δ)로 하여, 헤드볼트(도시하지 않음)에 의한 조임에 의해 일정한 면압이 발생하게 하면 좋다.

다음은 도 3에 의하여 스페이서 (5)의 작용을 설명한다. 도 3에 있어 스페이서 (5)는, 실린더 라이너 (8)의 턱 (5a)에 배치하고, 비드 (6)은 실린더 라이너 (8)의 외측의 실린더 보디 (9)의 데크 면 상에 배치하고 있다. 그러므로 개스킷 (1)이 조여지면 스페이서 (5)에 의해 상기 단차 △를 메울 수가 있다.

그런데, 스페이서 (5)가 실린더 라이너 (8)과 실린더 헤드 (10)과의 사이에서 조여지면, 스페이서 (5)에 의해 발생하는 면압 P(도 3의 화살표)의 분포는 실린더 보디 (9)의 선반부 (9a)의 근원측이 높고, 내주측, 즉 연소실 (11) 측이 낮아지기 때문에, 선반부 (9a)의 근원에 가해지는 하중이 경감됨과 동시에, 연소실 (11) 내의 고온·고압의 연소가스가 비드 (6) 측에 침입하는 것을 방지하여 연소가스에 의한 비드 (6)의 열화·부식을 방지할 수가 있다.

이상, 정부(頂部)에 실린더 보디 (9)와 계합하는 턱 (5a) 붙이 실린더 라이너 (8)을 장비한 내연기관에 의해 설명하였으나, 본 발명은 턱없는 실린더 라이너, 실린더 라이너 없는 내연기관에 적용한 경우의 실린더 보어의 변형 방지 작용이 있다.

도 4에 보인 실시의 형태의 개스킷 (1)은 스페이서 (5)를 중간판 (12)에 장착한 것으로, 비드 (6)은 중간판 (12)에 적층한 비드판 (2)에 형성하여, 실린더 헤드(도시하지 않음) 측에 연강 등 연질의 금속판으로 이루어지는 표면판 (13)을 적층한 것이다.

실시의 형태 2의 스페이서 (5)도 비드 (6) 측에 연소가스가 새는 것을 방지할 수가 있어, 얇은 게스킷 두께로 하면서 장기간에 걸쳐 높은 실 성능을 유지할 수가 있었다.

한편, 상기 표면판 (13)을 비드판 (2) 측에 접어 비드 판 (2)에 연소가스가 직접 접촉하지 않도록 하여도 좋고, 또 비드판 (2)의 외측에 타의 표면판(도시하지 않음)을 적층하는 등, 종래부터 사용되는 금속적층 개스킷과 마찬가지로, 각종의 보조판을 적층할 수가 있다.

이상 설명한 본 발명의 금속 실린더 헤드 개스킷은, 개스킷 구성판에 형성한 실린더 구멍에 내주측을 외주측보다 얇게 형성한 금속판으로 이루어지는 스페이서를 비드보다 내측에 배치하게끔 하였기 때문에, 간단한 구조로, 박형의 금속 실린더 헤드 개스킷에 의해 비드의 압축조정, 실린더 보어의 변형방지, 실린더 라이너와 실린더 헤드의 극간밀봉 등의 효과를 용이하게 얻을 수가 있다.

더구나, 상기 스페이서가 개스킷 구성판과 별개의 부재이기 때문에, 두께 조정 및 가공이 용이해져 코스트적으로 매우 유리하다.

Claims (2)

1. 내연기관의 실린더 헤드 개스킷으로서, 개스킷 구성판에 실린더 보어를 에워싸는 실린더 구멍을 형성하여, 이 실린더 구멍에 링 상의 스페이서를 끼우고, 이 스페이서는 상기 구성판보다 두꺼운 금속판으로 이루어져 실린더 구멍 측을 얇게, 외주축을 두껍게 형성하고, 실린더 구멍을 에웨싸는 비드를 형성한 금속 개스킷.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개스킷 구성판이 복수장으로 이루어지고, 이 구성판의 어느 것에 상기 스페이서를 끼우고, 또 상기 비드를 적어도 개스킷 구성판의 어느 1장에 형성한 금속 개스킷.

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