KR100228645B1 - 금속 가스켓 - Google Patents

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KR100228645B1
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고오사쿠 우에다
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우에타 고사쿠
니혼 메타루 가스켓토 가부시키가이샤
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Abstract

연소실용 구멍의 진원도의 확보가 가능한 금속 가스켓을 제공한다.
기판(11)의 실린더 보어구멍(13)의 둘레를 접어서 접은 부(21)를 형성하고, 이 접은 부(21)내부에는 연질재(17)를 삽입시켰다. 기준선 L0(실린더 보어구멍(13)의 중심점을 통과하는 직선)을 사이에 긴 각 측에 배치된 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선 L1, L2을 따른, 기판의 바깥둘레 끝단부를 접어 접은 부(22g),(22h)를 형성했다. 기준선 L0를 사이에 끼고 대향하는 볼트구멍의 중심을 통과하는 직선 K1 K3상에서, 각 볼트구멍으로 부터 기판둘레측이 되는 위치에 접은 부(22a22f)를 형성했다. 기판(11)의 양 접합면에는, 각 구멍(13

Description

금속 가스켓
제1도는 본 발명에 관한 금속 가스켓의 일례를 나타내는 평면구성도.
제2도는 제1도의 A-A선 단면도.
제3도는 제1도의 B-B선 단면도.
제4도는 제1도의 C-C선 단면도.
제5도는 실린더 보어구멍의 접은 부에 금속 비이드를 형성한 예를 나타내는 단면도로서,
제5(a)도는 한쪽의 접합면측에,
제5(b)도는 양 접합면측에 금속비이드를 형성한 도면.
제6도는 접은 끝단둘레를 기판표면측을 향하여 더 접어 구부린 예를 나타내는 요부 단면도.
제7도는 본 발명에 관한 금속 가스켓의 다른 예를 나타내는 평면 구성도.
제8도는 본 실시예에서 설명한 심(shim)판의 평면 구성도.
제9도는 제7도의 A-A선 단면도.
제10도는 제7도의 C-C선 단면도.
제11도는 제7도의 D-D선 단면도.
제12도는 실린더 보어구멍의 접은 부분에 복수의 링을 삽입한 예를 나타내는 단면도로서,
제12(a)도는 끝단부로 부터 순서대로 직경이 작아지도록 삽입한 도면.
제12(b)도는 끝단부로 부터 순서대로 직경이 커지도록 삽입한 도면.
제13도는 본 발명에 관한 금속 가스켓의 다른 예를 나타내는 단면도.
제14도는 접은 부의 끝단부를 실린더 블록, 실린더 헤드의 접합면역 외에 위치시킨 예를 나타내는 단면도로서,
제14(a)도는 실린더 블록의 접합면역 외에만 위치시킨 경우,
제14(b)도는 실린더 블록, 실린더 헤드의 양 접합면역 외에 위치시킨 경우를 나타내는 도면.
제15도는 본 실시예에서 설명한 발포고무를 배치한 예를 나타내는 단면도.
제16도는 본 발명에 관한 금속 가스켓의 일례를 나타내는 평면 구성도.
제17도는 제16도의 A-A선 단면도.
제18도는 본 발명에서 두꺼운 부분을 설치한 것에 의해 생기는 작용을, 실시형태의 금속 가스켓을 이용하여 설명하기 위한 모식도로서, 직선 K2에 의한 단면도에 대응하는 모식도.
제19도는 단차를 설치하지 않은 경우의 제13도에 상당하는 도면.
제20도는 종래의 금속 가스켓의 일례를 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,10,30,40 : 금속 가스켓 2,11 : 기판
3,13 : 실린더 보어구멍 4,31,3739 : 링
5 : 제1탄성 금속판 6 : 제2탄성 금속판
7 : 탄성 금속판 8 : 고무비이드
12 : 표면처리재 14,(14a14f) : 볼트구멍
15 : 기름구멍 16 : 물구멍
17 : 연질재 21, 22(22a22h), 32, 34 : 접은 부
21A : 금속비이드 21B : 끝단 둘레
22A : 끝단부 23 : 단차
24, 24a, 24b : 고무비이드 33 : 구멍
35, 36 : 심판 40 : 발포고무
100 : 실린더 헤드 101 : 실린더 블록
본 발명은, 내연기관을 구성하는 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면에 끼워서, 연소가스, 냉각수 및 윤활유 등의 유체의 누설을 방지하는 금속 가스켓에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 엔진 그 외의 내연기관을 구성하는 실린더 블록과 이 위에 부착한 실린더 헤드와의 접합면에는, 이 접합면으로 부터 연소가스, 냉각수, 윤활유 등의 유체의 누설을 방지하기 위해 여러가지의 가스켓을 끼워 설치하고, 볼트 등의 체결구로 양쪽을 조이므로써 시일기능을 부여하고 있다. 종래, 이러한 가스켓으로서는, 아스베스트재, 화학섬유 혹은 카본시트재 등으로 형성된 소위 소프트 가스켓이 제공되고 있는데, 이 소프트 가스켓은, 그 소재에 의한 불가피적인 문제로서, 내연기관의 운전에 따른 경시열화 및 내열성의 확보가 곤란하다는 결점이 있으므로, 근래에서는, 내열성, 내압축성, 내구성이 풍부하고, 양호한 복원성(스프링 특성)및 열전도성을 가지는 금속제의 가스켓이 널리 사용되고 있는 것은 주지한 바와 같다.
그런데, 근래의 엔진은, 보다 가일층의 고성능화를 실현하기 위해, 소형경량화, 고출력화, 연료비 절약화 그외의 발전이 추진되고 있고, 이것들을 달성하기 위한 한 개발 예를 들어보면, 엔진을 구성하는 각 부재에 알루미늄 합금을 이용함과 동시에, 실린더 블록에 있어서 인접하는 실린더 보어의 간격을 가능한 한 좁게 형성하는 경향이 있다.
한편, 상술과 같이 알루미늄 합금을 이용하여 엔진부재를 구성한 경우, 용이하게 추정되도록, 예를 들면 주철을 이용하여 엔진부재를 구성한 경우에 비교하여, 그 전체 강성은 현저히 저하한다. 또, 엔진의 소형경량화에 의해 생기는 새로운 문제로서, 해당 엔진의 가동에 의해 발생하는 열의 보유량이 증대하는 것을 들 수 있는데, 이에 대해서는 냉각수로를 확대시키는 등에 의해 대응하고 있고, 이 때문에, 엔진의 전체 강성을 더 저하한다. 또한, 냉각효율을 향상시키기 위해 상기 냉각수로를 실린더 보어의 근처에 형성하고 있는데, 이에 의해 실린더 블록과 실린더 헤드를 조이는 볼트 등의 조임부위는, 실린더 보어로 부터 떨어진 위치에 형성되게 된다. 그리고, 당연한 일이지만, 상기 볼트에 가까운 위치에서는 그 조임력이 크고, 반대로 볼트에서 먼 위치에서는 그 조임력이 작아지게 되어 있다.
이와 같이, 엔진의 전체 강성이 저하하고, 볼트 등의 체결구에 의한 조임력의 편차가 커지면, 상기 접합면 사이에 끼워 설치된 금속 가스켓은, 상기 실린더 보어에 대응하여 뚫어 설치한 실린더 보어구멍의 끝단부에 있어서, 실린더 블록이나 또는 실린더 헤드와의 사이에 틈이 발생하게 된다. 이러한 현상이 생기면, 상기 실린더 보어구멍의 주위에서 면압이 불균형하게 되므로, 해당 실린더 보어구멍의 진원도(眞圖度)가 손상되는 데다가, 엔진 가동시에는 실린더 블록으로 부터 실린더 헤드로의 열전도가 부분적으로 다르므로 실린더의 변형이 조장된다. 또, 상기 틈이 발생하면, 금속 가스켓의 접합면측이 직접 연소가스에 노출되게 되며, 따라서 금속 가스켓의 수명이 저하하고, 시일성을 장시간에 걸쳐서 확보할 수 없게 되는 문제가 일어날 수 있다.
그래서, 예를 들면 제20도에 나타내는 바와 같이, 금속 가스켓(1)을 이루는 금속제의 기판(2)에 뚫어 설치한 실린더 보어구멍(3)에 있어서, 해당 실린더 보어구멍(3)의 둘레를 따라서 선재를 고리형상으로 형성한 링(4)을 위치시키고, 이 링(4)을 제1탄성금속판(5)에 의해 삽입시켜서 고정함과 동시에, 해당 제1탄성 금속판(5)의 끝단부에서 실린더 보어구멍(3)의 끝단부를 접합면 양측에서 사이에 끼우고, 이 제1탄성 금속판(5)의 외측을 게다가 제2탄성 금속판(6)으로 덮듯이 끼우고 있다. 한편, 기판(2)의 바깥둘레 끝단부를 상기 제1 및 제2탄성 금속판(5),(6)과는 다른 탄성 금속판(7)에 의해 끼우고, 이 탄성 금속판(7)은, 가령 스포트 용접 등에 의해 기판(2)에 녹여 붙여져 있고, 또, 상기 실린더 보어구멍(3) 및 다른 볼트구멍, 기름구멍, 물구멍 등의 주위나, 기판(2)의 바깥둘레를 따라서는, 가령 실리콘 등에 의해 고무 비이드(bead)(8)가 형성되어 있다.
이러한 금속 가스켓(1)에 의하면, 상술한 엔진의 전체 강성의 저하 및 볼트 등의 체결구에 의한 조임력의 편차에 대해서, 링(4)의 찌그러진 양과 고무비이드(8)의 변형량을 다르게 함과 동시에, 해당 링(4)의 찌그러진 양을 제1 및 제2탄성 금속판(5),(6)의 두께 치수에 의해 규제하여, 어느 위치에 있어서도 유효한 시일성을 확보할 수 있고, 또 바깥둘레 끝단부의 탄성금속판(7)에 의해, 조임력을 균등화시켜서 금속 가스켓(1)전체의 변형을 억제하고 있다.
그러나, 상기 제20도에 나타내는 금속 가스켓(1)은, 그 작용에 의해 확실히 충분한 시일성의 확보 및 변형의 억제를 기대할 수는 있지만, 금속 가스켓(1)의 기판(2)과 각 탄성금속판(57)과는 별개로 형성해야하며, 또 제작시에는 기판(2)으로의 각 탄성금속판(57)의 부착을 개별적으로 하지 않으면 안되므로, 필연적으로 비용이 인상되어, 금속 가스켓(1)을 고가로 하지 않을 수 없다는 실정이 있었다. 또한, 금속 가스켓(1)에 의하면, 실린더 보어 둘레에는, 링(4), 제1 및 제2탄성금속판(5),(6)과 금속만이 배치되어 있으므로, 상술한 엔진의 전체 강성의 저하 및 볼트 등의 체결구에 의한 조임력의 편차를 흡수할 수 없어, 이에 의해 실린더 보어의 진원도의 확보가 어려워진다는 결점도 있었다.
또, 예를 들면 특개평 6-101761 호 공보에 기재된 금속 가스켓에서는, 높은 가스 시일성을 확보하기 위해 볼트구멍의 둘레부에 그로메트(grommet)를 장착하거나 기판의 해당 둘레부에 상당하는 부분을 접어 해당 둘레부(볼트구멍 시일부)를 다른 부분보다 두껍게 함과 동시에, 실린더 보어구멍의 둘레부에도 그로메트를 장착하거나 기판의 해당 둘레부에 상당하는 부분을 접어서, 그 그로메트 또는 접은부분과 기판과의 사이에 복원 탄성체를 끼워넣고 있다(실린더 보어구멍 시일부). 또한 상기 볼트구멍 시일부와 실린더 보어구멍 시일부와의 사이에는, 물 및 기름을 시일하는 고무를 녹여붙인 시일선부가 형성되어 있다.
그러나, 이 경우에는, 볼트의 조임시에, 기판의 볼트구멍보다 내측에는, 실린더 헤드에 의한 고무를 녹여붙인 시일선부를 변형시키는 하중과 실린더 보어구멍 시일부의 복원탄성체를 변형시키는 하중이 필요하게 되는데, 소형 경량화에 따라서 알루미늄 합금으로 형성된 실린더 헤더는 강성이 낮고, 충분한 하중이 부여되지 않으므로, 실린더 헤드의 볼트구멍 사이의 부분에 휨(상측이 볼록한 만곡)이 발생한다. 특히, 실린더 보어에 인접한 부분에는 큰 휨이 발생한다.
이와 같이, 실린더 헤드의 실린더 보어에 인접한 볼트구멍 사이에 큰 굴곡이 발생하면, 엔진의 가동시에 발생하는 고온고압의 폭발가스를 시일하는 것이 어려우므로, 종래로 부터 상기 실린더 보어구멍 시일부의 복원탄성체의 판두께를 전체적으로 두껍게 하는 것과, 인접하는 실린더 보어구멍 사이에 심(shim)판을 부분적으로 끼워넣어, 실린더 보어구멍 주위의 면압을 높게 하는 대책이 강구되고 있다.
그러나, 이 대책에서는, 실린더 헤드의 변형(볼트구멍간의 부분의 휨)은 점점 커지므로, 볼트구멍의 조임에 대해서 볼트구멍 근방의 면압은 높고, 이에 비해서 볼트구멍간, 특히 실린더 보어구멍 인접부의 면압은 약해진다. 그렇기 때문에, 면압이 강한 부분(볼트구멍 근방)에 의해 실린더 내통면이 내측에 눌리고, 볼트구멍이 실린더 보어구멍의 주위의 네모퉁이에 한개씩 있는 경우에는, 실린더 내통의 단면이 클로버형으로 변형하여 진원도가 상실된다. 그리고, 이 상태에서 엔진을 가동하면, 기름소비의 증대, 파워의 손실, 배기가스 오염 등이 발생한다.
본 발명은, 상기의 문제를 해결할 수 있는 것으로서, 그 목적은, 내연기관의 고성능화에 대응한 충분한 기능을 확보하면서 한층 싼값으로 제조할 수 있고, 동시에 금속접촉 시일면적이 작고 절대하중을 경감할 수 있고, 또한 엔진강성을 저하시킬 수가 있어, 연소실용 구멍의 진원도의 확보가 가능한 금속 가스켓을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 높은 가스 시일성을 확보하면서, 볼트의 조임에 따른 실린더 헤드 구멍간의 부분의 휨을 억제하고, 볼트의 조임에 대한 볼트 구멍 근방과 연소실(실린더 보어)구멍 주위와의 면압차를 작게하고, 연소실 구멍 주위의 면압을 평균화하므로써, 연소실 구멍의 진원도의 확보가 가능한 금속 가스켓을 제공하는데 있다.
본 발명의 금속 가스켓 중, 청구항 1 기재의 발명은, 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 높이 보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 접합면역 내에 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부와는 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 비이드를 형성하는 위치는, 특히 끼워설치할 때에 면압을 안정시킬 필요가 있는 부위(가령 연소실용 구멍의 주위, 볼트구멍의 주위 그 외)나, 접합면 사이에서 구획할 공간 사이의 부위(가령 기름구멍과 물구멍을 구획시키기 위한 시일위치)등이 있다.
또, 연질재로서는, 가령 팽창 흑연시트나 폴리이미드 등의 사불화 에틸렌시트, 운모, 혹은 납, 아연, 동, 연강 등의 금속판 등이 있다. 또한, 이 심판을 삽입시키는 것은, 기판의 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면역 전체에 있어서, 이들 실린더 블록, 실린더 헤드의 접합면의 변형을 방지할 수 있는 부분이라면, 특히 한정되지 않는다.
본 발명의 금속 가스켓에 의하면, 금속 가스켓을 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 붙였을 때에, 볼트 등의 체결구로 부터의 거리에 따른 조임력의 편차에 대해서, 접음과 이 접은 내부의 연질재가 적절하게 추종 변형함과 동시에, 이 변형에 의해 상기 조임력에 의한 면압의 균일화가 촉진되고, 또한 고무계 재료로 이루어지는 비이드가 탄성변형하여 상기 면압의 균일화의 촉진 및 충분한 시일효과의 확보가 실현된다. 또, 상기 부착시에 직접 면압을 받는 것은 연소실용 구멍 주위만이 되며, 전체의 조임력을 경감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이러한 금속 가스켓은, 1매의 기판으로 이루어짐과 동시에, 이 기판의 연소실용 구멍 등의 둘레를 접으므로써, 금형의 제작수를 줄일 수 있고, 재료비를 포함하는 제조비를 현저히 저하시킬 수 있는 데다가, 비이드의 형성은 간단한 디스펜서법이나 스크린 프린트, 금형에 의한 형성 등에 의해 용이하게 할 수가 있으므로, 매우 저렴한 가격의 금속 가스켓의 제조가 가능하게 된다.
특히, 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 체결구에 의한 조임력의 편차 등에 대해서, 다른 접은 부가 해당 조임력에 의한 면압의 균일화를 촉진시킬 수 있으므로, 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형이 억제된다. 또한, 다른 접은 부에 심판을 삽입시키므로써, 금속 가스켓과 실린더 블록, 실린더 헤드가 연소실 둘레에서만 접촉하는 것이 방지되고, 이에 의해, 면압이 연소실 둘레에만 집중하지 않고, 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형이 방지된다.
그런데, 접은 부를 형성하면, 해당 접은 부의 끝단부는 완전히 평판한 상태로는 되지 않는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같이 평탄하지 않은 채로 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하면, 용이하게 추정되듯이, 이 끝단부에 있어서 시일성이 저하해버리는 한편, 이 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄한 상태로 하기에는 과대한 하중이 필요함과 동시에, 하중을 부가하여 찌그러뜨리므로써 스프링 백이 발생할 가능성이 있다(덧붙여 말하면, 판두께가 0.3이상이면 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄하게 하는 것은 매우 곤란하다). 그래서, 청구항 2 기재의 발명에 의하면, 접은 끝단부를 실린더 헤드, 실린더 블록의 적어도 어느 접합면역 외에 위치시키면, 시일성이 손상되지 않고, 또 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없다. 이에 의해서, 상기 끼워설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산하는 것이 가능하게 되는 것이다.
이상의 설명에서 밝혀진 바와 같이, 본 발명의 금속 가스켓에 의하면, 매우 싼값으로 금속 가스켓을 제조할 수 있는 데다, 볼트 등 체결구에 의한 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면간의 면압을 한층 균일화하고, 충분한 시일성을 확보할 수 있고 또한 연소실용 구멍의 진원도를 적절하게 확보할 수 있다는 효과를 이루며, 이에 의해 엔진의 연료비의 향상, 파워손실의 저감 및 수명의 향상을 달성할 수가 있다. 그리고, 접은 부에 의해 볼트 등 체결구에 의한 조임력을 분산하여 균일화 경향으로 할 수 있음과 동시에, 접은 내부의 연질재와 비이드에 의해 충분한 시일성을 확보할 수가 있고, 또한 연소실용 구멍의 진원도를 적절하게 확보할 수가 있다. 또, 1매의 기판으로 이루어지고 또한 이 기판의 연소실용 구멍 등의 둘레를 접으므로써, 금형의 제작수를 줄일 수 있고, 이에 의해 재료비를 포함하는 제조비를 현저히 저하시킬 수가 있다. 또한, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면간의 면압이 한층 균일화하고, 충분한 시일성을 확보할 수가 있다.
특히, 청구항 1 기재의 발명에 의하면, 면압이 연소실용 구멍 주위에만 집중하지 않고, 실린더 블록, 실린더 헤드 접합면이 변형하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 기판의 접합면역 내에 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부와는 다른 접은 부를 설치한 경우, 해당 다른 접은 끝단부를 상기 실린더 블록과 실린더 헤드의 적어도 한쪽의 접합면역 외에 위치시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 시일성이 손상하지 않고, 또 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없고, 끼워 설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산할 수가 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 기판의 바깥둘레 끝단 테두리에 상기 다른 접은 부를 설치하고, 또는 상기 기판에 볼트용 구멍을 뚫어 설치함과 동시에, 이 볼트용 구멍의 둘레에 상기 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리의 접은 부가 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면에 있어서의 면압이 한층 균일화되고, 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형을 억제할 수가 있고, 또는 볼트 등의 체결구의 축력에 대해서, 해당 볼트용 구멍의 둘레의 접은 부에 의해 축력이 분산되고, 이 볼트 등의 체결구의 부근의 조임력에 의한 면압이 한층 균일화되어, 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형을 억제할 수가 있다.
또한 다른 실시예에 있어서는, 상기 접은 부에 있어서의 접합면의 상기 기판에서의 접합면으로 부터의 높이가, 해당 기판의 양 접합면측에서 같게 또는 거의 같아지도록 단차를 형성한 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 금속 가스켓을 끼워설치할 때에, 해당 금속 가스켓의 접은 부에 있어서의 접합면이, 실린더 블록의 접합면측과 실린더 헤드의 접합면측에 같은 정도로 돌출하게 되고, 따라서 이들 실린더 블록과 실린더 헤드와의 양 쪽에 균일적으로 접촉하게 되고, 또 접은 부는 단차에 의해 그 자신 스프링 특성을 가지고 있게 되므로, 조임력 또는 가동시의 열의 영향에 의한 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형에 대해서 적절하게 추종변형할 수 있고, 면압의 균일화를 촉진시키는 것이 가능하게 된다.
또한 다른 실시예에 있어서는, 상기 연질재의 폭을 상기 연소실용 구멍의 둘레방향에 있어서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 볼트 등의 체결구에 의한 조임력에 대해서, 연질재의 폭이 넓을수록 접은 부의 반발력이 증대하고, 반대로 연철재의 폭이 좁을수록 접은 부의 반발력이 감소하는데, 상기 체결구로 부터 멀고, 조임력이 작은 부분에서는 연질재의 폭을 넘게하고, 동체결구에 가깝고, 조임력이 큰 부분에서는 연질재의 폭을 좁게 하므로써, 실린더 블록, 실린더 헤드에 발생하는 연소실용 구멍둘레의 면압이 한층 균일화된다.
다른 실시예에 있어서는, 또한 상기 연길재의 두께를 상기 연소실용 구멍의 둘레방향에 있어서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 기판에 뚫어 설치한 가령 볼트구멍과 볼트구멍과의 사이의 거리가 큰 경우나, 물구멍의 수가 많은 경우 등에는, 그것에 따라서 면압의 불균일화가 조장되는데, 이러한 부위에 있어서 연질재의 두께를 크게 하므로써, 실린더 블록, 실린더 헤드에 발생하는 연소실용 구멍둘레의 면압이 균일화된다.
다른 실시예에 있어서는, 또한, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 표면처리재를 입힌 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 표면처리재로서는, 가령 불소고무, 니트릴고무(NBR), 팽창 흑연시트 등이 있다.
따라서 이들의 표면처리재에 의해 금속 가스켓 표면에 매끄럽게 되어 있고, 따라서 이 표면처리재가 실린더 블록, 실린더 헤드의 접합면의 거칠기에 대응하여, 내연기관의 가동시에 있어서의 압력이 새는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 있어서는 상기 접은 부의 접합면에 윤활재를 가한 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 윤활재로서는, 이황화 몰리브덴, 흑연 등이 있다.
따라서, 이들의 윤활재에 의해 접은 부에 있어서의 접합면이 매끈하게 되며, 이에 의해서 실린더 블록, 실린더 헤드의 접합면과 기판과의 금속끼리가 직접 접촉하는 일이 없고, 따라서 접은 접합면에 흠이 발생하는 것을 방지하고, 또, 내연기관의 가동시에 특히 실린더 헤드, 실린더 블록이 이종재료로 형성되어 있는 경우의 열팽창차에 의한 마모나, 이 마모때문에 발생하는 프렛팅(fretting)등으로 흠이 발생하는 것을 방지함과 동시에, 미크로시일 효과로 압력이 새는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에서는, 또한 상기 기판은, 상기 구멍의 적어도 내면에 일종류 이상의 도금이 입혀져 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 도금의 종류로서는, 금속도금, 수지도금, 금속과 수지와의 혼합도금 등이 있다.
따라서, 이들의 도금에는, 금속 가스켓이 끼워 설치되는 내연기관이 가령 해수로 냉각되는 선외기(船外機)나, 해수 담수 양 용도의 범용엔진 등인 경우에도, 내부식성, 내약품성을 확보하는 것이 가능하게 되며, 장기간 안정된 시일성을 보상하는 것이 가능해진다. 따라서, 이러한 도금은, 구멍의 뚫어 설치 후에 표면처리재, 윤활재를 입히기 전에 미리 처리되어 있는 것이다.
또, 금속 가스켓이 끼워 설치되는 내연기관이 해수등에서 냉각되는 구조인 경우에도, 도금에 의해 금속 가스켓의 내부식성, 내약품성을 확보할 수가 있고, 이에 의해 장기간 안정된 시일성을 보상할 수가 있다.
다른 실시예에서는, 또한, 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 끝단부에, 이 연소실용 구멍의 전둘레에 걸쳐서 선형상의 연질재를 삽입시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 볼트 등의 체결구에 의한 조임력에 의해, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에서 선형상의 연결재가 찌그러지고, 이 연결재의 찌그러진 양에 의해 양쪽의 접합면 사이가 폐쇄되므로, 한층 양호한 시일성이 확보된다.
다른 실시예에서는, 또한 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부분에, 이 연소실용 구멍의 전둘레에 걸쳐서 직경이 다른 두개이상의 선형상의 연질재를 삽입시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 연소실의 끝단부에서 높은 면압이 필요한 경우는, 접은 내측에 직경이 큰 연질재를 삽입시키고, 또한 접은 외측에 직경이 작은 연질재를 삽입시킨다. 이에 의해, 볼트 등이 체결구에 의한 조임력에 대해서, 연소실에 가까운 쪽이 먼 쪽보다 찌그러진 양이 커지며, 연질선의 변형이 면압과 적절하게 비례하여 연소실의 끝단부에 있어서 높은 면압을 확보하는 것이 가능하게 된다. 한편, 예를 들면 알루미늄제 실린더 블록에 주철 슬리브(sleeve)를 눌러넣은 엔진의 경우는, 연소실용 구멍의 접은 끝단부에 큰 하중이 걸리면 주철 슬리브의 처지는 변형이나, 연소실의 진원도가 손상될 가능성이 있으므로, 이러한 경우는 직경이 작은 연질재를 접은 내측에 삽입시키고, 직경이 큰 연질재를 접은 외측에 삽입시킨다. 이에 의해, 연소실에 먼 쪽이 가까운 쪽보다 찌그러지는 양이 커지며, 연질선의 변형이 면압과 적절하게 비례하여 연소실 주위의 조임면압이 평균화하므로, 주철 슬리브의 처지는 변형의 방지와, 연소실의 진원도의 확보가 가능하게 된다.
또, 볼트 등의 체결구에 의한 조임력에 대해서, 연질선의 변형이 면압과 적절하게 비례하여 평균화시킬 수가 있다.
다른 실시예에서는, 또한, 두개의 상기 연소실용 구멍이 인접하는 부위에 있어서의 상기 접은 부분에 심판을 삽입시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 특히 실린더 블록 및 실린더 헤드의 강성이 작은 경우 등에, 면압이 낮은 연소실용 구멍간에 심판을 삽입시키면, 이 심판에 의해 면압의 균일화가 촉진된다.
다른 실시예에서는, 또한 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부분의 폭내에서, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 둘러싸는 금속비이드를 하나 이상 형성한 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 금속비이드의 형성에 의해 실린더 블록 또는 실린더 헤드와 금속 가스켓과의 접촉이 면접측에서 선접촉이 되며, 이에 의해 접은 내부에 삽입시킨 연질재의 변형이 용이해지고, 가령 볼트 등 체결부 근처의 고압부와, 각 볼트간의 저압부와의 차이를 현저하게 할 수 있다. 특히, 해당 금속비이드를 연소실용 구멍의 직경방향으로 떨어져서 두개이상 형성하고 단면파 형상으로 하면, 선접촉수가 증가하여 시일면이 고압이 되므로 래버린스(labyrinth)효과를 촉구하며 만일 하나의 금속비이드에서 누전되는 경우가 있어도 다른 금속비이드로 시일성을 확보할 수 있다.
다른 실시예에서는, 청구항 17 기재의 발명에 있어서, 상기 금속비이드의 높이를 상기 연소실용 구멍의 둘레방향에 있어서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 볼트 등의 체결구에 의한 조임력에 대해서, 금속비이드는 높을수록 반발력이 증대하고, 반대로 낮을수록 반발력이 감소하는데, 상기 체결구로 부터 멀고, 조임력이 작은 부분에서는 금속비이드를 높게 형성하고, 동 체결구에 가깝고, 조임력이 큰 부분에서는 금속비이드를 낮게 형성하므로써, 실린더 블록, 실린더 헤드에 발생하는 연소실용 구멍 둘레의 면압이 한층 균일화된다.
다른 실시예에서는, 상기 기판의 상기 접은 부 이외의 양 접합면에, 해당 접은 부분의 높이보다 높아지도록 발포고무를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
그런데, 금속 가스켓은, 연소실용 구멍의 접은 부분이나, 가령 기판 바깥 둘레 끝단 테두리와 볼트용구멍에 형성한 접은 부와, 다른 기판 1매만의 부분에서는, 끼워 설치할 때에 실린더 블록 또는 실린더 헤드와 상기 기판 1매 만의 부분과의 사이에는 틈이 생긴다. 여기서, 특히 수냉엔진에서는, 펌프로 냉각수를 순화시키고 있는데, 펌프의 근처에서는 수압이 높고, 반대로 먼곳에서는 수압이 낮아지는 경향이 있다. 그렇기 때문에, 수냉엔진의 워터재킷에 대응하여 기판에 물구멍을 형성한 금속 가스켓에서는, 상기 수압의 조정을 해당 물구멍의 크기를 변화시키므로써 대응하고 있는데, 판두께가 두꺼운 기판을 이용했을 때는, 상기 틈이 커져서 단락(短絡)할 가능성이 있다. 그래서, 청구항 18 기재의 발명에 의하면, 이러한 경우는, 접은 부를 제외한 기판의 양 접합면에, 면압이 적어도 되는 발포고무를 배치하므로써, 많은 면압을 소비하지 않고 각 물구멍간의 단락을 방지하는 것이 가능하게 된다.
다른 실시예에서는, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 부분의 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부분의 높이보다 높아지도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 상기 접은 기판의 끝단 테두리를 또한 상기 기판측을 향하여 구부린 것을 특징으로 하고 있다.
이에 의해, 접은 기판의 끝단 테두리를, 또한 기판측을 향하여 구부리므로써, 접은 부의 내부에 삽입시킨 연질재가 해당 접은 부의 내부로 부터 돌출하는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에서는, 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1 매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하고 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접힌 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부분의 높이보다 높아지도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한 상기 접은 부분의 내측의 면을, 마찰저항이 큰 고마찰 저항면으로 한 것을 특징으로 하고 있다. 이 고마찰 저항면으로서는, 예를 들면 기판에 마무리 가공을 실시하지 않은 상태대로 해도 좋으며, 약간의 요철(흠)을 형성한 것으로도 좋다.
이에 의해서, 접은 부분의 내측이 고마찰 저항면으로 되어 있으므로, 이 접은 부분에 삽입된 연질재가 움직이기 어려워지며, 따라서 연질재가 접은 부분의 내부에서 변위하거나, 접힌 내부로 부터 돌출하기가 어려워진다.
다른 실시예에서는, 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접힌 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부분의 높이보다 높아지도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 적어도 상기 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하는 위치를, 마찰저항이 큰 고마찰 저항면으로 한 것을 특징으로 하고 있다. 이 고마찰 저항면으로서는, 가령 기판에 마무리 가공을 하지 않은 상태대로라도 좋으며, 약간의 요철(흠)을 형성한 것이라도 좋다.
이에 의해서, 고마찰 저항면에 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하므로써, 가령 간단한 디스펜서법이나 스크린 프린트, 금형에 의한 형성 등에 의해 해당 비이드를 형성할 때에, 비이드가 기판으로 한층 견고하게 고착하게 된다.
본 발명의 금속 가스켓 중, 청구항 1 기재의 발명은, 적어도 연소실용 구멍과 볼트 구멍이 뚫어 설치된 금속재의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치되어 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접힌 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부분의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한 서로 이웃하는 연소실용 구멍의 중심점을 통과하는 직선을 기준선으로 하고, 상기 기준선을 끼고 대향하는 두개의 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선을 제1의 볼트구멍선으로 하고, 상기 기준선을 사이에 끼운 각 측에 배치된 복수의 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선을 제2의 볼트구멍선으로 했을 때에, 상기 기판의 접합면역내이고 동시에 상기 제1의 볼트구멍선상의 각 볼트구멍으로 부터 기판 둘레측이 되는 위치와, 상기 기판의 접합면역 내이고 동시에 상기 제2의 볼트구멍선상의 끝단부의 각 볼트구멍으로부터 기판둘레측이 되는 위치와의 적어도 한쪽에, 해당 기판의 판두께보다 두껍고 상기 접은 부분의 높이보다 낮은 두꺼운 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓을 제공하는 것이다.
상기 두꺼운 부는, 기판의 둘레를 접어서 형성해도 좋고, 기판과는 다른 부재인 심판 등을 해당 위치에 고정하여 형성해도 좋은데, 기판과는 별도로 부재를 고정하여 형성하는 경우에는, 사용하는 부재는 고무재 등과 같이 강성이 낮은 것이 아니라, 해당 기판과 같은 정도의 강성을 가지는 금속인 것이 바람직하다.
상기 비이드를 형성하는 위치는, 특히 끼워 설치할 때에 면압을 안정시킬 필요가 있는 부위(예를 들면, 연소실용 구멍의 주위, 볼트구멍의 주위 등)나, 접합면 사이에서 구획할 공간의 사이의 부위(가령, 기름구멍과 물구멍을 구획시키기 위한 시일위치)등이 있다.
본 발명의 금속 가스켓에 의하면, 금속 가스켓을 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하여 부착했을 때, 볼트 등의 체결구로 부터의 거리에 따르는 조임력의 편차에 대해서, 연소실용 구멍의 접은 부분과 이 접은 내부의 연철재가 적절하게 추종 변형함과 동시에, 고무계 재료로 이루어지는 비이드가 탄성변형하여 충분한 시일 효과의 확보가 실현된다.
또, 두꺼운 부가 설치되어 있는 제1 및 제2의 볼트구멍선을 따른 단면에 있어서의, 볼트의 조임에 대한 실린더 혜드의 변형은 이하와 같이 된다고 추정된다. 즉, 연소실용 구멍의 접은 부분은, 적어도 연질재의 판두께 분량 만큼 두꺼운 부보다 두껍기 때문에, 연소실용 구멍의 접은 부분에 실린더 헤드가 눌리어, 해당 실린더 헤드의 볼트구멍간의 부분이 상측이 오목한 만곡으로 변형한 후에, 그 기판 둘레측 부분이 상기 두꺼운 부에 접촉하는데, 이 두꺼운 부는 가령 기판과 같은 정도의 강성의 금속으로 구성되어 있어 연질재를 사이에 끼고 있지 않으므로, 거의 변형하지 않고 상기 실린더 헤드의 변형을 방지하게 된다. 또한 조임력을 상승시키면 이 두꺼운 부가 카운터(counter)가 되고, 해당 실린더 헤드의 볼트구멍간의 부분을 하측이 오목한 만곡으로 변형시키는 힘이 생기며, 이 힘은 상기 연소실용 구멍의 접은 부와 실린더 헤드와의 접촉에 따른 실린더 헤드의 변형을 상쇄하는 방향으로 발생하므로, 실린더 헤드의 변형이 억제된다.
이에 의해, 상기 위치에 두꺼운 부가 설치된 제1 또는 제2의 볼트구멍선상에 있어서는, 볼트의 조임에 대한, 볼트구멍 근방과 볼트구멍간의 연소실 인접부에 있어서의 면압의 차가 작아진다.
이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명의 금속 가스켓에 의하면, 연소실용 구멍의 접은 부분과 이 접은 내부의 연질재와 고무계 재료로 이루어지는 비이드에 의해 시일 효과가 확보된다.
또, 볼트구멍의 배치를 나타내는 선마다 기판 둘레측에 형성된 두꺼운 부에 의해서, 볼트의 조임시에 실린더 헤드의 변형이 억제되고, 볼트의 조임에 대한, 볼트구멍 근방과 볼트구멍간의 연소실 인접부에 있어서의 면압의 차가 작아 진다.
바람직한 실시예에 있어서는, 금속 가스켓에 있어서, 상기 제1의 볼트구멍선은, 상기 기준선을 사이에 끼고 선대칭이 되는 두개의 볼트구멍의 중심점을 통하는 직선인 것을 특징으로 하는 것이다.
다른 실시예에 있어서는, 금속 가스켓에 있어서, 기판에 뚫어 설치된 모든 볼트구멍에 대해서 상기 제1 및 제2의 볼트구멍선을 상정하고, 그 모든 제1 및 제2의 볼트구멍선상의 상기 위치에, 상기 두꺼운 부를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다, 이에 의해, 상기 두꺼운 부가, 모든 제1 및 제2의 볼트구멍선상의 상기 위치에 설치되어 있으면, 연소실의 전체 주위에 있어서의 면압이 평균화되고, 연소실용 구멍의 진원도가 확보된다. 그 결과, 해당 금속 가스켓을 이용한 엔진은, 기름 소비의 저감, 연료비의 향상, 파워손실의 저감, 배기가스 오염의 저감이 달성된다.
다른 실시예에 있어서는, 금속 가스켓에 있어서, 기판에 복수개 설치된 상기 두꺼운 부 중의 일부 또는 전부는, 기판의 둘레를 접어서 형성한 것을 특징으로 하는 것이다. 이에 의해서, 두꺼운 부를 접어서 형성하므로써, 실린더 보어주위에 있어서의 면압의 평균화가 용이하게 이루어지므로 제조비용이 억제된다.
또한, 기판의 둘레를 접는다는 것은, 기판을 형성할 때(금속판의 바깥둘레부를 소정의 형상으로 잘라내고 동시에 해당 금속판의 소정위치에 각종 구멍을 열 때)에, 기판의 바깥둘레나 안둘레(기판에 형성된 각 구멍의 둘레)로부터 접음용 조각이 일체로 뚫어 설치하도록 형성하고, 해당 접음용 조각을 기판에 겹치는 것을 의미하며, 해당 기판에 접음용 조각이 겹쳐져 있는 부분을[접음] 또는 [접은 부]라고 칭한다. 또, 기판에 복수개 설치된 상기 두꺼운 부 중의 일부 또는 전부가, 기판의 둘레를 접어서 형성한 것이면, 상기 접음용 조각이 일체가 되도록 기판을 잘라낸 후에 해당조각을 접으므로써 두꺼운 부의 형성이 용이하게 이루어진다. 그러나, 이러한 접음이 기판의 설계상 불가능한 경우에는, 해당 위치에 심판 등을 고정하므로써 두꺼운 부를 형성해도 같은 작용이 발휘된다.
그런데, 접은 부를 형성하면, 해당 접은 부의 끝단부는 완전히 평탄한 상태로는 되지않는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같이 접은 끝단부가 평탄하지 않은(즉 둥근 부분이 생기고 있다)채로, 해당 금속 가스켓을 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치하면, 용이하게 추정되듯이, 운전정지의 냉열사이클의 반복에 의해 해당 접은 끝단부의 둥근 부분의 형상이 서서히 변화하고, 해당 부분에 있어서 시일성이 저하해 버린다. 또, 이 끝단부를 찌그려뜨려서 평탄한 상태로 하는 데는 과대한 하중이 필요함과 동시에, 하중을 부가하여 찌그러뜨리므로써 스프링 백이나 균열이 발생할 가능성이 있다(덧붙여서 말하면, 판두께가 0.3이하이면 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄하게 하는 것은 매우 곤란하다).
다른 실시예에서는, 금속 가스켓에 있어서, 상기 두꺼운 부로서 접은 부분의 끝단부를, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드와의 적어도 한쪽의 접합면역외에 위치시킨 것을 특징으로 하는 것이다.
이에 의해서, 상기 두꺼운 부로서 접은 부의 끝단부를 실린더 헤드, 실린더 블록의 적어도 어느 한쪽의 접합면역 외에 위치시키고 있으므로, 시일성이 손상되지 않고, 또 상기 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없다. 이에 의해서, 상기 끼워 설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산하는 것이 가능하게 된다.
특히, 두꺼운 부로서 접은 부의 끝단부를 실린더 블록과 실린더 헤드와의 적어도 한쪽의 접합면역 외에 위치시켰기 때문에, 시일성이 손상되지 않고, 또 상기 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없어, 끼워 설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산할 수가 있다.
다른 실시예에서는, 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 접은 부에 있어서의 접합면 및 상기 두꺼운 부에 있어서의 접합면의, 상기 기판에 있어서의 접합면으로 부터의 높이가, 해당 기판의 양 접합면측에서 똑같이 또는 거의 똑같이 되도록 단차를 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 이에 따라서, 금속 가스켓를 끼워설치할 때에, 해당 금속 가스켓의 접은 부에 있어서의 접합면 및 두꺼운 부에 있어서의 접합면이, 실린더 블록의 접합면측과 실린더 헤드의 접합면측에 같은 정도로 돌출하게 된다. 따라서, 상기 접은 부에 있어서의 접합면 및 두꺼운 부에 있어서의 접합면이 실린더 블록과 실린더 헤드와의 양쪽에 균일적으로 접촉하게 되고, 또 접은 부는 단차에 의해 그 자신 스프링 특성을 가지고 있게 되므로, 조임력 또는 가동시의 열의 영향에 의한 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형에 대해서 적절하게 추종변형할 수 있어, 면압의 균일화가 촉진된다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제1도 내지 제4도는, 본 발명의 일실시예를 나타내는 도면으로서, 이들 도면에 있어서, 제1도는 금속 가스켓(10)의 평면 구성도, 제2도는 제1도의 A-A선 단면도, 제3도는 제1도의 B-B선 단면도, 제4도는 제1도의 C-C선 단면도이다.
이들의 도면을 참조하면, 금속 가스켓(10)은, 스테인레스 강철 등의 금속제의 기판(11)에 복수의 구멍을 뚫어 설치하여 이루어져 있다. 기판(11)은, 상기 각 구멍의 내면과 해당 각 구멍의 둘레의 양 접합면에, 가령 금속도금, 수지도금 또는 금속과 수지를 혼합시킨 도금이 이루어진 후, 엔진을 구성하는 실린더 블록 및 실린더 헤드의 양 접합면의 마무리가 거친 것에 대응하여, 표면에 불소 고무, 니트릴 고무(NBR) 또는 이황화 몰리브덴 등의 표면처리재(12)가 녹여붙여져 있다. 또한 이 표면처리재(12)는, 제4도에만 약간 과장하여 나타내고 있는데, 다른 도면에서는 나타내고 있지 않다.
또, 상기 복수의 구멍은, 실린더 블록의 실린더 보어(연소실)에 대응한 복수개의 실린더 보어구멍(13)과, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드를 결합하는 체결볼트의 배설위치에 대응한 볼트구멍(14)과, 도시하지 않은 피스톤 등의 각 미끄럼운동 부분에 윤활유를 공급하는 오일갤러리 등에 대응한 기름구멍(15)과, 연료의 연소나 피스톤 등의 미끄럼 운동에 의해 온도상승하는 실린더 블록, 실린더 헤드에 냉각수를 공급하는 워터재킷의 내측의 부분에 위치한 물구멍(16)으로 이루어진다. 물론, 이들 구멍(1316)은, 이 금속 가스켓(10)을 실린더 블록과, 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 엔진을 구축했을 때, 상기 엔진의 각 부위에 연이어 통하게 되어 있다.
이들 각 구멍(1316)중, 실린더 보어구멍(13)은, 제2도 내지 제4도에 나타내는 바와 같이, 그 둘레가 접히어 접은 부(21)가 형성되고, 이 접은 부(21)의 내측에는 가령 팽창 흑연시트 등으로 이루어지는 연질재(17)가 삽입되어 있다. 연질재(17)의 판두께는, 엔진의 구성에 의해 변화하는데, 대략 0.3전후가 표준이며, 이 예에서는 밀도 1.0인 것을 삽입시켜서 600/로 압축시키므로써 약 3040의 압축변형을 한 것이 삽입되어 있다. 한편, 기판(11)의 바깥둘레 끝단 테두리에 있어서는, 기판(11)의 폭방향 전체와, 같은 길이방향의 각 볼트구멍(14)간 및 볼트구멍(14)근처에 대응한 부분에, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측에 접히어 접은 부(22)가 형성되어 있고, 이 접은 부(22)에 있어서는, 그 내측에는 아무것도 삽입되지 않고 단순히 접힌 상태로 되어 있다.
또한, 특히 도시하지 않았지만, 상기 접은 부(21),(22)에 있어서의 양 접합면에는 가령 이황화 몰리브덴, 흑연 등의 윤활재가 도포되어 있는 한편, 접은 부(21),(22)의 내측의 면은, 약간의 요철(흠)이 형성되어 있다.
여기서, 연질재(17)는, 엔진의 강성에 따라 다른데, 강성이 크면 클수록 그 두께를 감소시킬 수가 있다. 또, 그 재질은 팽창 흑연시트에 한정되지 않고, 가령 연판, 아연판, 동판, 연강판 등의 연질금속판이나, 사불화 에틸렌시트(가령 폴리이미드시트 등)나 운모라도 가능하다.
실린더 보어구멍(13)의 둘레와, 기판(11)의 바깥둘레 끝단 테두리에 있어서의 볼트구멍(14)에 대응한 부분과는, 각각 접은 부(21),(22)를 형성한 것에 의해 해당 접은 부(21),(22)에 있어서 기판(11)의 한쪽의 접합면측에 돌출한 상태로 되는데, 이들 접은부(21),(22)는, 기판(11)의 다른 부위와의 연속위치에 있어서 단차(23)가 형성되고, 이 단차(23)는, 기판(11)의 제2도제4도에 있어서 위의 접합면측으로 부터 아래의 접합면측으로 내려감에 따라, 상기 접은 부(21),(22)에서의 상하의 접합면의 각각이, 기판(11)에서의 상하의 접합면의 각각으로 부터 높이가 같게 되어 있다. 또한, 제2도에 나타내듯이, 실린더 보어구멍(13)이 인접한 부위에 있어서는, 그 간격이 좁기 때문에 단차(23)는 형성되어 있지 않다.
한편, 기판(11)의 양 접합면에는, 가령 실리콘 고무로 이루어지는 고무비이드(24)가 형성되어 있다. 이 고무비이드(24)는, 실린더 보어구멍(13)의 둘레와, 각 볼트구멍(14)의 둘레를 둘러싸고 형성됨과 동시에, 이들 실린더 보어구멍(13), 볼트구멍(14), 기름구멍(15)및 물구멍(16)의 각 구멍을 구획하도록 형성되어 있다(제1도에서는 이 고무비이드(24)의 궤적을 일점쇄선으로 표시하고 있다). 그리고, 제2도 내지 제4도에 나타내는 바와 같이, 특히 볼트구멍(14)의 주위에 형성된 고무비이드(24)는, 기판(11)의 접합면에 수직인 단면이 반원형상을 이룸과 동시에, 양 접합면측에서 각각 대칭이 되어 있고, 그 외의 부분에 형성된 고무비이드(24)는, 기판(11)의 접합면에 수직인 단면이 사다리꼴 형상을 이룸과 동시에, 양 접합면측에서 각각 대칭이 되어 있다. 또한 이 예에서는 고무비이드(24)의 단면형상을 반원형상과 사다리꼴 형상으로 했는데, 모든 고무비이드(24)를 단면 반원형상 또는 사다리꼴 형상 중 어느 한가지로 형성해도 좋고, 그 외의 단면 형상이 되도록 형성해도 좋다. 또, 고무비이드(24)가 양호하게 이루어지도록, 기판(11)에서의 해당 고무비이드(24)의 형성부분에 매우 약간의 요철(흠)을 형성해 두는 것도 가능하다.
이들 고무비이드(24)는, 상기 접은 부(21), (22)에서의 양 접합면의 각각으로 부터 높이가 동일하게 되도록 형성되고, 또한 그 높이는, 상기 접은 부(21),(22)의 두께 보다 전체에서 1.5 배 이상이 되도록 형성되어 있다. 덧붙여 말하면, 금속 가스켓(10)의 두께는, 고무비이드(24)의 두께를 T1으로 하고, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)의 두께를 T2로 하고, 볼트구멍(14) 부근의 바깥둘레 끝단 테두리의 접은 부(22)의 두께를 T3로 했을 때, 이들 판두께의 관계가 T1, T2, T3의 순으로 크게 되는 것이 필요하다 또, 이 고무비이드(24)는, 가령 간단한 디스펜서법이나 스크린 프린트 또는 금형을 이용한 몰드타입(mold type) 등으로 구성하는 것이 가능하며, 특히 스크린 프린트에 의하면 그물코 모양의 형성이 용이하게 실현될 수 있다.
또한, 고무비이드(24)는, 한쪽의 접합면측에만 형성하고, 다른 쪽의 접합면측에는 기판(11)에 해당 접합면측에 융기한 금속 비이드를 형성하는 것도 가능하지만, 이 경우는 금속 비이드를 형성하기 위한 금형이 필요하게 된다.
이와 같이 형성된 금속 가스켓(10)은, 실린더 헤드와 실린더 블록과의 접합면간에 끼워설치한 때, 이들 실린더 헤드와 실린더 블록과의 접합면과 금속면(실제로는 표면처리재(12)가 입혀져 있다) 에서 접촉하는 면적이, 금속 가스켓(10) 전체의 약 25가 되도록 설계되어 있다. 이것은, 금속 가스켓(10)이 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치되고, 볼트 등의 체결구로 체결됐을 때의 절대하중을 가능한 한 저감시킬 목적으로 이루어지는 것이다.
다음에, 상기의 구성으로 이루어지는 금속 가스켓(10)의 작용에 관하여 설명한다.
금속 가스켓(10)은, 엔진을 구성하는 실린더 블록과 그 위의 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치되고, 이들 실린더 블록과 실린더 헤드가 볼트 등의 체결구로 체결됐을 때, 이 조임력에 따른 실린더 블록, 실린더 헤드의 면압에 의해 찌그러지는 방향으로 변형한다. 보다 상세하게는, 가장 높은 고무비이드(24)가 찌그러지는 방향으로 탄성변형하고, 이어서 접은 부(21),(22)가 찌그러지는 방향으로 변형하고, 이 접은 부(21)의 변형에 의해 연질재(17)가 변형한다. 이 때, 접은 부(21)에 있어서는, 그 내측의 연질재(17)가, 가령 판두께 0.3로 했을 때, 볼트에 가까운 면압이 높은 부분에서는 약 50변형하여 0.15정도가 되며, 볼트에서 먼 면압이 낮은 부분(가령 각 실린더 보어구멍(13)사이나 볼트구멍(14)사이)에서는, 0.180.20정도가 된다. 이와 같이, 면압이 높은 부분에서는 연질재(17)가 얇고, 반대로 면압이 낮은 부분에서는 상기 높은 부분에 비하여 연질재(17)가 두꺼워지도록 변형하므로, 금속 가스켓(10)에는 거의 균일적인 면압이 작용하게 된다.
또, 조임에 의한 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형에 대해서는, 접은 부(21),(22)와 접은 부(21)내부의 연질재(17)가 반발력에 의해 추종변형하므로써, 이들 실린더 블록, 실린더 헤드의 양 접합면과 금속 가스켓(10)과의 사이는 폐쇄된다. 또한, 볼트구멍(14)부근은, 접은 부(22)가 직접 실린더 블록, 실린더 헤드의 양 접합면에 접촉하고 있으므로, 축력이 저하하지 않고, 또 접은 부(21),(22)는, 단차(23)를 형성한 것에 의해 그 자신 스프링 특성을 가지고 있고, 따라서 보다 적절하게 추종변형하여 시일성을 확보하고 있다.
이어서, 이와 같이 금속 가스켓(10)을 끼워설치한 엔진은, 그 가동중에서는 실린더 보어구멍(13)의 주위에 있어서 가장 시일압이 높아진다. 그래서, 엔진가동중의 연소가스의 최고압을 100/로 했을 때, 가스켓 계수를 6으로 하면, 이 실린더 보어구멍(13)주위에 걸리는 압력은, "600/× 접은 부(21)의 면적"이 되며, 만일 실린더 보어구멍(13)의 직경을 80, 상기 접은 부(21)의 접은 폭을 4.0로 하면, 금속 가스켓(10)이 4기통의 엔진에 대응하고 있는 경우의 면적은 약 43로 되며, 600×43= 25800의 압력이 걸리게 된다.
이러한 압력이 작용한 경우에도, 접은 부(21)와 그 내부의 연질재(17)가 비례변형하여 양호한 시일성을 계속 확보한다, 또, 연질재(17)로서의 팽창 흑연시트는, 열전도가 양호하고, 열간시에 있어서도 복원력은 열화가 적고, 특히 고밀도의 압축품은 복원률의 열화는 매우 적고 내구성은 장시간에 걸쳐서 보증된다.
또한, 제5도에 나타내는 바와 같이, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)의 폭내에서, 한쪽의 접합면측(제5(a)도 참조)혹은 양 접합면측(제5(b)도 참조)에, 실린더 보어구멍(13)의 둘레를 둘러싸는 금속 비이드(21A)를 형성하면, 더욱 이하와 같은 이점을 얻을 수가 있다. 즉, 금속비이드(21A)를 실린더 보어구멍(13)의 직경방향으로 떨어져서 복수개 형성하고, 단면파형으로 한 도면의 예에서는, 이들 금속비이드(21A)의 형성에 의해 실린더 블록 혹은 실린더 헤드와 접은 부(21)와의 접촉이 면 접촉에서 선접촉이 되며, 이에 의해 접은 부(21)에 삽입시킨 연질재(17)의 변형이 용이해지며, 예를 들면 볼트구멍(14)부근의 고압부와, 각 볼트구멍(14)간의 저압부와의 차이를 현저하게 할 필요가 있다. 특히, 금속비이드(21A)를 복수형성한 것에 의해, 선접촉수가 증가하고 시일면이 고압이 되므로 래버린스효과를 촉구하며, 만일 하나의 금속 비이드에서 리크하는 수가 있어도 다른 금속비이드로 시일성을 확보할 수가 있다 그러나 물론, 금속비이드(21A)가 하나라도, 고압부와 저압부와의 차이를 현저히 하는 효과를 얻을 수가 있다.
또, 제6도에 나타내는 바와 같이, 연질재(17)를 삽입시킨 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)에 있어서, 그 접은 기판(11)의 끝단 둘레(21B)를, 해당 기판(11)표면측을 향하여 더 구부려도 좋다. 이와 같이 끝단 둘레(21B)를 구부리면, 연질재(17)가 접은 부(21)내부로 부터 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.
또, 제7도 내지 제10도에는, 상기 제1도 내지 제4도에 나타낸 금속 가스켓(10)과는 다른 금속 가스켓(30)을 나타낸다. 이 금속 가스켓(30)에 있어서는, 상기 금속 가스켓(10)과 동일 구성부분에는 동일부호를 붙이므로써, 그 설명을 간략화 한다.
이들의 도면에 나타내는 금속 가스켓(30)은, 특히 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)끝단부에, 이 실린더 보어구멍(13)의 전둘레에 걸쳐서 선형상을 한 연결의 금속재로 이루어지는 링(31)을 삽입시키고 있다. 그리고, 금속 가스켓(10)에 있어서 바깥둘레 끝단 테두리의 볼트구멍(14)부근에 형성한 접은 부(22)를 형성하지 않고, 볼트구멍(14)의 둘레를 접어서 접은 부(32)를 형성함과 동시에, 기판(11)의 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면역 전체에 있어서, 이들 실린더 블록, 실린더 헤드의 접합면의 변형을 방지할 수 있는 부분(이 예에서는 볼트구멍(14)의 부근으로서, 기판(11)의 바깥둘레 끝단 테두리와 고무비이드(24)와의 사이의 부분)에서, 제11도에 나타내는 바와 같이, 복수의 구멍(33)을 뚫어 설치한 뒤 그들 테두리를 접어서 접은 부(34)를 형성하고, 이들 접은 부(34)에 고리형상을 한 심판(35)를 삽입시키고 있다.
또한, 실린더 보어구멍(13)이 인접하는 부위에는, 제8도에 그 평면을 나타내는 연질의 금속재로 이루어지는 심판(36)을 삽입시키고 있다. 또한, 상기 심판(35)은, 접은 부(34)에 삽입되어 있는지의 여부를 용이하게 확인할 수 있도록, 접은 부(34)의 폭보다 큰 폭을 가지는 것이 바람직하다.
이러한 금속 가스켓(30)은, 실린더 블록, 실린더 헤드가 알루미늄 합금 등 강성이 작은 소재로 이루어지는 경우에, 팽창 흑연시트 등의 연질재(17)와의 병용에 의해, 이러한 면압의 가일충의 균일화 및 시일성의 확보를 기대할 수 가 있다. 즉, 금속 가스켓(30)이 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치된 후, 볼트에 의해 체결되어 면압이 부가된 때는, 우선 가장 높은 고무비이드(24)가 찌그러지는 방향으로 탄성변형하고, 이어서 접은 부(21),(22)가 찌그러지는 방향으로 변형하고, 이에 의해 연질재(17), 링(31)이 변형한다. 링(31)은, 선형상 즉 단면이 거의 원형으로 되어 있으므로, 최초는 상기 면압을 좁은 면적에 있어서 받게 되며, 점차로 찌그러짐에 따라서 해당 면압을 받는 면적이 증가한다.
링(31)은, 접은 부(21)에 의해 삽입되어 있으므로, 그 찌그러지는 성질은 점차 저하해간다. 이 때, 접은 부(21), 연질재(17) 및 링(31)에는 반발력이 생기고 있으므로, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면의 시일성이 확보되고, 또한 이 반발력이 실린더 블록 및 실린더 헤드의 변형에 추종변형하여 시일성을 계속하여 확보한다.
한편, 링(31)은, 실린더 보어구멍(13)의 전둘레에 걸쳐서 삽입되어 있음과 동시에, 인접한 실린더 보어구멍(13)의 사이에는 심판(36)이 삽입되어 있고, 또 접은 부(32)에 의해 볼트 등으로 부터의 조임력에 대해서 반발력이 작용하고 있으므로, 상기 조임력에 의한 면압이 금속 가스켓(30)전체에 균일화 경향이 되며, 특히 조임면압이 약한 실린더 보어구멍(13)사이, 볼트구멍(14)사이에 있어서도 충분한 시일성이 확보된다.
또, 접은 부(34)를 형성하고 심판(35)을 삽입시킨 것에 의해, 금속 가스켓(30)과 실린더 블록, 실린더 헤드가 실린더 보어구멍(13)둘레에서만 접촉하지 않고, 각 접은 부(34)에 있어서도 접촉하게 되며, 이에 의해서, 면압이 실린더 보어구멍(13)둘레에만 집중하지 않고, 실린더 블록, 실린더 헤드 접합면의 변형이 억제된다.
또한, 제12(a)도 및 제12(b)도에 나타내는 바와 같이, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)에, 해당 실린더 보어구멍(13)의 전둘레에 걸쳐서 직경이 다른 복수의 링(3739)은, 상기 링(31)과 마찬가지로 선형상을 한 연질의 금속재로 이루어진다. 이하는, 이 예에 관하여 설명한다.
실린더 보어구멍(13)의 끝단부에 있어서 높은 면압이 필요한 경우, 제12(a)도에 나타내는 바와 같이, 접은 부(21)의 내측에 가장 직경이 굵은 링(37)을 삽입시키고, 동시에 접은 부(21)외측을 따라서 다음으로 직경이 굵은 링(38), 가장 직경이 가는 링(39)을 삽입시킨다. 이러한 구성에 의하면, 볼트 등에 의한 조임력에 대해서, 실린더 보어구멍(13)의 끝단부에서 가장 찌그러진 양이 크고, 이 끝단부로 부터 떨어짐에 따라서 찌그러진 양이 작아지므로, 링(3739)의 변형이 면압과 적절하게 비례하고, 실린더 보어구멍(13)의 끝단부에 있어서 높은 면압을 확보할 수가 있다.
한편, 예를 들면 알루미늄제 실린더 블록에 주철 슬리브를 눌러넣은 엔진에서는, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)에서의 끝단부에 큰 하중이 걸리면, 주철 슬리브의 처지는 변형이 일어나거나 실린더 보어의 진원도가 손상되는 문제가 발생할 가능성이 있다. 그래서, 이러한 경우는, 제12(b)도에 나타내는 바와 같이, 링(39)을 접은 부(21)의 끝단부에 삽입시키고, 차례로 접은 부(21)내를 외측으로 향함에 따라서 링(38), 링(37)을 삽입시킨다. 이에 의해, 끝단부에 먼 쪽이 같은 가까운 쪽보다 찌그러진 양이 커지며, 링(3739)의 변형이 면압과 적절하게 비례하여 조임면압이 평균화하므로, 주철 슬리브가 처지는 변형의 방지와, 실린더 보어의 진원도의 확보가 가능한 것이다.
이와 같이, 본 발명의 금속 가스켓(10),(30)에 의하면, 1매의 기판(11)으로 이루어짐과 동시에, 이 기판(11)에 접은 부(21, 22, 32, 34)를 형성하므로써, 금형의 제작수 및 공정을 줄일수 있고, 재료비를 포함하는 제조비용을 현저히 저하시킬 수가 있고, 또 고무비이드(24)의 형성은, 간단한 디스펜서법이나 스크린 프린트, 금형을 이용한 몰드 타입 등에 의해 용이하게 할 수가 있으므로, 매우 저렴한 가격인 금속 가스켓의 제조를 실현할 수가 있다.
그리고, 이러한 금속 가스켓(10),(30)에 의하면, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 접합면간에 끼워 설치하여 체결한 때, 조임력의 편차에 대해서 실린더 보어구멍(13)에 있어서는 접은 부(21), 접은 부(21)내부의 연질재(17) 혹은 링(31)이 적절하게 추종변형함과 동시에, 이 변형에 의해서 상기 조임력에 의한 면압이 한충 균일화되고, 또한 고무비이드(24)가 탄성변형하여 상기 조임력이 한층 균일화되므로, 충분한 시일효과의 확보를 실현할 수가 있다. 이와 같이, 조임력의 편차의 회피 및 시일효과의 확보를 달성하므로써, 엔진가동시에 생기는 진동진폭의 영향에 의해 금속 가스켓에 균열, 파단이 일어나는 것을 방지하고, 또한 연소가스의 영향에 의한 금속 가스켓의 수명의 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 엔진 전체에 있어서는, 연료비의 향상, 파워손실의 저감 및 수명의 향상을 달성할 수가 있다.
또한, 본 실시예에서는, 기판(11)에서의 접합면과 접은 부(21, 22, 32, 34)에서의 접합면과의 높이를, 단차(23)를 형성하므로써 동일하게 했는데, 가령 제13도에 나타내는 바와 같이, 단차를 형성하지 않고, 고무비이드(24a),(24b)의 높이를 접은 부측을 높게하고, 반대측을 낮게 하므로써, 기판(11)에서의 접합면으로 부터 고무비이드(24a),(24b)의 두께방향 위끝단 까지의 높이를 동일하게 하는 것도 가능하다.
또, 접은 부, 특히 기판(11)의 바깥둘레 끝단 테두리에 형성한 접은 부(22)를 형성하므로써, 해당 접은 부(22)의 끝단부는 완전하게 평탄한 상태로 되지 않는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같이 평탄하지 않은 채 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하면, 용이하게 추정되듯이, 이 끝단부에 있어서 시일성이 저하해 버리는 한편, 이 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄한 상태로 하는 데는 과대한 하중이 필요하거니와, 하중을 부가하여 찌그러뜨리므로써 스프링 백이 발생할 가능성이 있다. 다시 말해서, 판두께가 0.3이상이면, 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄하게 하는 것은 매우 곤란해진다.
그래서, 제14(a)도 및 제14(b)도에 나타내는 바와 같이, 접은 부(22)의 끝단부(22A)를 실린더 헤드(100), 실린더 블록(101)의 적어도 어느 한쪽의 접합면역 외에 위치시키면, 시일성이 손상되지 않고, 또 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없다. 그리고 이러한 구성으로 하므로써, 상기 끼워설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산할 수가 있는 것이다.
또, 금속 가스켓(10),(30)을 특히 수냉엔진에 끼워설치하는 경우에는, 제15도에 나타내는 바와 같이, 접은 부(21, 22, 32, 34)를 제외한 기판(11)의 양접합면에 발포고무(40)를 배치하므로써, 이하와 같은 효과를 얻을 수가 있다. 즉, 수냉엔진에서는, 펌프로 냉각수를 순환시키고 있는데, 펌프의 부근에서는 수압이 높고, 반대로 먼 곳에서는 수압이 낮아지는 경향이 있다. 그러므로, 수냉엔진의 워터재킷에 대응한 물구멍(16)을 가지는 금속 가스켓에서는, 종래 이와 같은 수압의 조정을 물구멍(16)의 크기를 변화시키므로써 대응하고 있었는데, 판두께가 두꺼운 기판을 이용했을 때는, 접은 부(21, 22, 32, 34)와, 다른 기판(11)1매만의 부분에서는, 끼워설치할 때에 실린더 블록 혹은 실린더 헤드와 상기 기판 1매만의 부분과의 사이에 생기는 틈이 커져서 단락할 가능성이 있었다. 그래서, 이와 같이 수냉엔진에 끼워설치하는 경우는, 면압이 적어도 되는 발포고무(40)를 배치하므로써, 많은 면압을 사용하치 않고 각 물구멍(16)간의 단락을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 특히 도시는 하지 않았지만, 상술한 것 같은 볼트 등의 체결구로 부터 먼 부분과, 각 실린더 보어구멍(13)사이와, 기름구멍(15) 및 물구멍(16)의 수가 많은 경우에는, 연질재(17)의 폭 및 두께를 부분적으로 크게 하므로써, 면압의 균일화 경향을 실현할 수도 있다. 결국, 연질재(17)는, 그 폭 및 두께가 클수록 반발력이 증대하고, 반대로 작을수록 반발력이 감소하므로 조임력의 작용이 작은 부분에 있어서 연질재(17)의 폭 및 두께를 부분적으로 크게 하면, 면압이 적절하게 균일화 경향이 된다.
또한, 이것도 특히 도시는 하지 않았지만, 예를 들면 판두께가 큰 금속 가스켓을 형성하고 싶은 경우에는, 기판(11)을 복수매 겹칠 필요는 없고, 실린더 블록 흑은 실린더 헤드의 접합면에 직접 접하는 접은 부에 소정 두께의 연질재 혹은 심판을 삽입시켜서 이에 따라서 고무비이드, 금속비이드의 높이를 크게 하므로써 대웅할 수가 있다.
이하, 본 발명의 다른 예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제16도 및 제17도는 본 발명의 일실시형태를 나타내는 도면으로서, 제16도는 금속 가스켓(40)의 평면구성도, 제17도는 제16도의 A-A선 단면도이다.
이들의 도면에 나타내는 바와 같이, 금속 가스켓(40)은, 스테인레스 강철 등의 금속제의 기판(11)에 복수의 구멍을 뚫어 설치한 것이다. 기판(11)은, 상기 각구멍의 내면과 해당 각 구멍의 둘레의 양 접합면에, 가령 금속도금, 수지도금, 혹은 금속과 수지를 혼합시킨 도금이 이루어지고 있다. 또, 접히어 두꺼워져 있는 양표면에는, 엔진을 구성하는 실린더 블록 및 실린더 헤드의 양 접합면의 가공면이 거친 데에 대응하여, 표면에 불소 고무, 니트릴 고무(NBR), 또는 이황화 몰리브덴 등의 표면처리재(12)가 녹여 붙여져있다.
또, 상기 복수의 구멍은, 실린더 블록의 실린더 보어(연소실)에 대응한 복수개의 실린더 보어구멍(13)과, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드를 결합하는 체결볼트의 배설위치에 대응한 볼트구멍(14)(14a14f)과, 도시하지 않은 피스톤 등의 각 미끄럼 운동부분에 윤활유를 공급하는 오일갤러리 등에 대응한 기름구멍(15)과, 연료의 연소나 피스톤 등의 미끄럼 운동에 의해 온도상승하는 실린더 블록, 실린더 헤드에 냉각수를 공급하는 워터재킷의 내측의 부분에 위치한 물구멍(16)으로 이루어진다. 또한 볼트구멍(14f)은 볼트구멍과 기름구멍을 겸용하는 겸용구멍이다. 그리고, 이들의 각 구멍(1316)은 각각, 이 금속 가스켓(40)을 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 엔진을 구축했을 때, 각 구멍에 대응하는 상기 엔진의 각 부위에 연이어 통하도록 뚫어 설치되어 있다.
이들 각 구멍(1316)중, 실린더 보어구멍(13)은, 제17도에 나타내는 바와 같이, 그 테두리가 접히어 접은 부(21)가 형성되고, 이 접은 부(21)의 내측에는 가령 팽창 흑연시트 등으로 이루어지는 연질재(17)가 삽입되어 있다. 연질재(17)의 판두께는 엔진의 강성에 따라서 다르며, 강성이 클수록 얇게 할 수가 있는데, 대강 0.3전후가 표준이며, 이 예에서는 밀도 1.0 인 것을 삽입시켜서 600/로 압축시키므로써 약 3050의 압축변형을 시키고 있다. 또, 그 재질은 팽창 흑연시트에 한정되지 않고, 예를 들면 연판, 아연판, 동판, 연강판 등의 연질 금속판이나, 사불화 에틸렌시트 및 폴리이미드 시트 등의 플라스틱 시트나 운모라도 좋다.
한편, 서로 이웃하는 실린더 보어구멍(13)의 중심점을 통하는 직선을 기준선 L0로 하면, 이 기준선 L0를 사이에 긴 한쪽의 측에 배치된 볼트구멍(14a14c)의 중심점은, 기준선 L0와 평행한 직선 L1상에 있으며, 다른 쪽측에 배치된 볼트구멍(14d14f)의 중심점은, 기준선 L0과 평행한 직선L2상에 있다. 또, 기준선 L0를 사이에 두고 가장 근처에서 대향하는 두개의 볼트구멍(14a),(14d)의 중심점은, 이 기준선 L0에 직교하는 직선 K1상에 있으며, 같은 배치의 볼트구멍(14c),(14f)의 중심점은 기준선 L0에 직교하는 직선 K3상에 있다. 여기서, 상기 직선 Kl K3이 본 발명의 제1의 볼트구멍선에 상당하고, 상기 직선 L1, L2가 제2의 볼트구멍선에 상당한다.
그리고, 직선 K1상의 볼트구멍(14a)으로 부터 기판둘레측에는 기름구멍(15)이 있고, 이 기름구멍(15)의 둘레의 직선 K1을 따른 기판둘레측 부분을 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일접합면측으로 접으므로써 접은 부(22a)가 형성되어 있다. 또, 직선 K1상의 볼트구멍(14d)으로 부터 기판 둘레 측에는, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22d)가 형성되어 있다.
직선 K2상의 볼트구멍(14b),(14e)로 부터 기판 둘레측에는, 각각 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22b),(22e)가 형성되어 있다.
직선 K3상의 볼트구멍(14c)으로 부터 기판 둘레측에는 기름구멍(15)이 있고, 이 기름구멍(15)의 둘레의 직선 K3을 따른 기판둘레측 부분을 실린더 보어구멍(1)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22c)가 형성되어 있다. 또, 직선 K3상의 볼트구멍(기름구멍 겸용구멍)(14f)에는, 이 볼트구멍(141)의 둘레의 직선 K3을 따른 기판둘레측 부분을 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22f)가 형성되어 있다.
직선 L1상의 끝단부의 각 볼트구멍(제16도의 왼쪽 끝단부에 도시된 볼트구멍(14a) 및 도시되지 않은 오른쪽 끝단의 볼트구멍)으로 부터 기판둘레측에는, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22g)가 형성되어 있다. 마찬가지로, 직선 L2상의 끝단부의 각 볼트구멍으로부터 기판둘레측에도, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)와 동일 접합면측으로 접으므로써, 접은 부(22h)가 형성되어 있다.
이들 접은 부(22a22h)가 본 발명의 두꺼운 부에 상당하고, 이 실시형태에서는 모든 두꺼운 부를 기판(11)의 둘레(즉, 기판형성시에 기판의 둘레에 일체로 뚫어설치시킨 접음용 조각)를 접으므로써 형성하고 있다. 그리고, 이들은, 내측에는 아무것도 삽입되지 않고 단순히 접힌 상태로 되어 있다.
또한, 상기 접은 부(21),(22)((22a-22h))에 있어서의 양 접합면에는, 가령 이황화 몰리브덴, 흑연 등의 윤활재가 도포되어 있는 한편, 접은 부(21)의 내측면에는, 약간의 요철(흠)이 형성되어 있다.
또, 기판(11)의 접은 부(21),(22)가 형성되어 있는 부분은, 기판(11)의 한 쪽의 접합면측에 두께가 돌출한 상태가 되는데, 이들 접은 부(21),(22)에는, 기판(11)의 다른 부위와의 경계위치에, 해당 다른 부위로 부터 접은 부(21),(22)를 향하여 제17도에 있어서의 위의 접합면측으로 부터 아래의 접합면측으로 내려오는 단차(23)가 형성되어 있다. 이에 의해, 상기 접은 부(21),(22)에서의 상하의 접합면의 각각이 기판(11)에서의 상하의 접합면의 각각으로 부터 높이가 같아져 있다. 또한, 실린더 보어구멍(13)이 인접한 부위에 있어서는, 그 간격이 좁기 때문에 단차(23)는 형성되어 있지 않다.
한편, 기판(11)의 양 접합면에는, 가령 실리콘 고무로 이루어지는 고무비이드(24)가 형성되어 있다. 이 고무비이드(24)는, 실린더 보어구멍(13)의 주위와, 각 볼트구멍(14)의 주위를 둘러싸서 형성됨과 동시에, 이들 실린더 보어구멍(13), 볼트구멍(14), 기름구멍(15) 및 물구멍(16)의 각 구멍을 구획하도록 형성되어 있다(제16도에서는 이 고무비이드(24)의 궤적을 일점쇄선으로 표시하고 있다).
그리고, 제17도에 나타내는 바와 같이, 고무비이드(24)의 기판(11)의 접합면에 수직인 단면은 반원형상이며, 양 접합면측에서 각각 대칭이 되어 있다. 또한 고무비이드(24)의 단면형상은 반원형상으로 한정되지 않고, 사다리꼴 형상이나 그외의 것이라도 좋으며 볼트구멍(14)의 주위와 그외의 부분에서는 다른 것으로 해도 좋다. 또, 고무비이드(24)가 양호하게 되도록, 기판(11)에서의 해당 고무비이드(24)의 형성부분에는 샌드블러스트(sandblast) 등에 의해 아주 약간의 요철(흠)을 형성해도 좋다.
이들 고무비이드(24)는, 상기 접은 부(21),(22)에 있어서의 양 접합면의 각각으로 부터의 높이가 동일하게 되도록 형성되고, 또한 그 높이는, 상기 접은 부(21),(22)의 두께보다 전체로 1.5배 이상이 되도록 형성되어 있다.
덧붙여 말하면, 금속 가스켓(40)의 두께는, 고무비이드(24)의 두께를 T1으로 하고, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)의 두께를 T2로 하고, 볼트구멍(14)부근의 접은 부(22)의 두께를 T3로 했을 때, 이들 판두께의 관계가 T1, T2, T3의 순으로 크게 되는 것이 필요하다. 또, 이 고무비이드(24)는, 가령 간단한 디스펜서법이나 스크린 프린트 또는 금형을 이용한 몰드타입 등으로 구성하는 것이 가능하며, 특히 스크린 프린트에 의하면 그물코 모양의 형성이 용이하게 실현될 수 있다. 또, 접은 부(21),(22)를 제외한 전체면에 고무 스폰지를 고정하여 고무비이드로 해도 좋다.
또한, 고무비이드(24)는, 한쪽의 접합면측에만 형성하고, 다른 쪽의 접합면측에는 기판(11)에 해당 접합면측에 융기한 금속비이드를 형성하는 것도 가능하긴 하지만, 이 경우는 금속비이드를 형성하기 위한 금형이 필요하게 된다.
이와 같이 형성된 금속 가스켓(40)은, 실린더 헤드와 실린더 블록과의 접합면간에 끼워설치했을 때, 이들 실린더 헤드와 실린더 블록과의 접합면에 대해서, 해당 금속 가스켓(40)의 금속면(실제로는 표면처리재(12)면)에서 접촉하는 면적이, 금속 가스켓(40)의 면전체의 약 30이하가 되도록 설계되어 있다. 이것은, 금속 가스켓(40)이 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치되고, 볼트 등의 체결구로 체결됐을 때의 절대하중을 가능한 한 저감시킬 목적으로 이루어지는 것이다.
다음에, 상기의 구성으로 이루어지는 금속 가스켓(40)의 작용에 관하여 설명한다.
금속 가스켓(40)은, 엔진을 구성하는 실린더 블록과 그 위의 실린더 헤드와의 사이에 끼워 설치되고, 이들 실린더 블록과 실린더 헤드가 볼트 등의 체결구로 체결됐을 때, 이 조임력에 따른 실린더 블록, 실린더 헤드의 면압에 의해 찌그러지는 방향으로 변형한다. 보다 상세하게는, 가장 높은 고무비이드(24)가 찌그러지는 방향으로 탄성변형하고, 이어서 접은 부(21),(22)가 찌그러지는 방향으로 변형하며, 이 접은 부(21)의 변형에 의해 연질재(17)가 변형한다.
이 때, 접은 부(21)에 있어서는, 그 내측의 연질재(17)가, 가령 판두께 0.3로 했을 때, 볼트에 가까운 면압이 높은 부분에서는 약 50변형하여 0.15정도가 되며, 볼트에서 먼 면압이 낮은 부분(가령 각 실린더 보어구멍(13) 사이나 볼트구멍(14)사이)에서는, 0.180.20정도가 된다. 이와 같이, 면압이 높은 부분에서는 연질재(17)가 얇고, 반대로 면압이 낮은 부분에서는 상기 높은 부분에 비하여 연질재(17)가 두꺼워지도록 변형하므로, 충분한 시일효과가 확보된다.
또, 고무비이드(24)의 폭을 좁게하면, 변형에 필요한 하중이 적어도 되므로, 이 금속 가스켓(40)은, 실린더 헤드 및 실린더 블록의 강성의 저하에 대응가능하게 된다.
한편, 조임에 의한 실린더 헤드의 변형에 대해서는, 예를 들면 상기 직선 K2에 의한 단면에서 보면, 제18도에 모식도로 나타내는 바와 같이, 실린더 보어구멍(13)의 접은 부(21)에 실린더 헤드가 눌리어지고, 실린더 헤드의 볼트구멍(14b),(14e)사이의 부분은 상측이 볼록한 만곡으로 변형하고(제18도에 부호 H1으로 표시), 그 후에 각 볼트구멍(14b),(14e)의 외측에 있는 접은 부(22b),(22e)에 접촉하는데, 이 접은 부(22b),(22e)는 연질재를 사이에 끼고 있지 않으므로, 거의 변형하지 않고 상기 실린더 헤드의 변형을 방지한다.
또한 조임력을 상승시키면 이 접은 부(22b),(22e)가 카운터가 되고, 실린더 헤드의 볼트구멍(14b),(14e)사이의 부분을 하측이 볼록한 만곡으로 변형시키는 힘 F이 발생한다. 이 힘 F는, 상기 실린더 보어구멍의 접은 부(21)와 실린더 헤드와의 접촉에 따른 실린더 헤드의 변형 H1을 상쇄하는 방향으로 생기므로, 실제의 실린더 헤드의 변형 H2는, 종래와 같이 접은 부(22b),(22e)가 없는 경우의 변형 HP와 비교하여 작은 것이 된다.
직선 K1, K3에 의한 단면에 대해서도 마찬가지로, 해당 직선 K1, K3위의 대응하는 볼트구멍(14)의 외측(기판둘레측)에 있는 접은 부(22)의 작용으로 실린더 헤드의 변형이 억제된다. 또, 직선 L1, L2에 의한 단면에 대해서도 마찬가지로, 해당 직선 L1, L2위의 끝단부의 각 볼트구멍(14)의 기판 둘레측에 있는 접은 부(22)의 작용으로 실린더 헤드의 변형이 억제된다.
이와 같이, 이 실시형태에서는, 접은 부(두꺼운 부)(22)가, 모든 제1 및 제2의 볼트구멍 선(K1 K3, L1, L2)상의 상기 위치에 설치되어 있으므로, 볼트의 조임에 대해서, 실린더 보어구멍(13)의 전체 주위에 있어서 면압이 평균화되고, 실린더 보어구멍(13)의 진원도가 확보된다. 따라서, 실린더 내통의 단면의 진원도가 확보되고, 엔진 전체에 있어서는, 연료비의 향상, 파워손실의 저감, 배기가스 오염의 저감이 달성된다.
또, 이 실시형태에서는, 직선 K1등의 볼트구멍 선을 따라서 볼트구멍(14a)으로 부터 기판둘레측에 기름구멍(15)이 있는 경우 및 기름구멍과 겸용의 볼트구멍(141)에 대해서는, 기름구멍(15) 및 겸용 볼트구멍(14f)의 기판둘레측의 테두리를 접어서 접은 부(22a),(22c),(22f)를 형성하고 있는데, 이러한 경우에서도, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 접어서 접은 부를 형성해도 좋다. 그러나, 이러한 경우에는, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리를 접은 부의 분량만큼 외측으로 확장하여 접음용 조각을 확보하는 것 보다도, 접음용 조각을 남기어 기름구멍 등을 뚫어 설치하는 편이 기판재료를 절약할 수 있으므로, 이 실시형태와 같이, 접은 부를 기름구멍 등의 기판 둘레측의 테두리를 접어서 형성하므로써 비용을 저감할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판(11)에 단차(23)를 형성하고, 기판(11)에서의 접합면과 접은 부(21),(22)에서의 접합면과의 높이를 양 접합면측에서 동일하게 했으므로, 접은 부(21),(22)에서의 접합면이 실린더 블록과 실린더 헤드와의 양쪽에 균일적으로 접촉하게 됨과 동시에, 양 접합면측의 고무비이드(24)의 높이를 같게 할 수 있으므로, 고무비이드(24)의 실린더 블록과 실린더 헤드와의 양쪽에 대한 접촉도 균일적으로 된다. 또, 접은 부(21),(22)는 단차에 의해서 그 자체 스프링 특성을 가지고 있게 된다. 이들 이유로 인하여, 이 금속 가스켓(40)은, 조임력 또는 가동시의 열의 영향에 의한 실린더 블록, 실린더 헤드의 변형에 대해서 적절하게 추종변형할 수 있고, 면압의 균일화가 촉진된다.
그러나, 이러한 단차(23)를 형성하지 않는 것도 본 발명에 포함된다. 그리고, 기판(11)에 단차를 형성하지 않는 경우에는, 예를 들면 제19도에 나타내는 바와 같이, 고무비이드(24)의 두께를 접은 부(21),(22)측을 두껍게 하고 반대측을 얇게 하여, 접은 부(21),(22)에서의 접합면으로 부터 고무비이드(24)의 상하면까지의 높이를 동일하게 해도 좋다.
또, 접은 부, 특히 기판(11)의 바깥둘레 끝단 테두리에 형성된 접은 부(22)에 대해서는, 그 끝단부가 완전히 평탄한 상태로는 되지 않는 경우가 일어날 수 있다. 이와 같이 평탄하지 않은 채 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하면, 용이하게 추정되듯이, 이 끝단부에서 시일성이 저하해 버리는 한편, 이 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄한 상태로 하는 데는 과대한 하중이 필요하며, 하중을 부가하여 찌그러뜨리는 경우에는 스프링 백이 발생할 가능성이 있다. 다시 말해서, 판두께가 0.3이상이면, 끝단부를 찌그러뜨려서 평탄하게 하는 것은 매우 곤란해진다.
그리고, 제14(a)도 및 제14(b)도에 나타내는 바와 같이, 접은 부(22)의 끝단부(22A)를 실린더 헤드, 실린더 블록의 적어도 어느 한쪽의 접합면역 외에 위치시키면, 시일성이 손상되지 않고, 또, 끝단부를 평탄하게 하기 위한 하중을 부가할 필요도 없다. 그리고, 이러한 구성으로 하므로써, 상기 끼워 설치할 때의 정확한 가스켓 하중을 계산할 수가 있다.
또, 이 실시형태에서는, 기판(11)에 설치한 모든 두께부가, 기판(11)의 둘레(즉, 기판형성시에 기판의 둘레에 일체로 뚫어 설치시킨 접음용 조각)를 접어서 형성한 접은 부(22)이므로, 두꺼운 부의 형성이 용이하게 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판의 설계상 접은 부(22)의 형성이 불가능한 경우 등에는, 그 위치에 심판 등을 고정하여 두꺼운 부를 형성 해도 좋다.
또한, 심판 등의 기판과는 다른 판재를 기판의 바깥둘레 끝단 테두리에 고정하여 두꺼운 부를 형성하는 경우에는, 제1 및 제2의 볼트구멍선을 따른 각 위치에 각각 작은 판재를 고정해도 좋은데, 기판의 바깥둘레 끝단 테두리 전체에 대응시킨 일체의 판재를 고정하여 바깥둘레 끝단 테두리 전체를 두꺼운 부로 한 쪽이, 두꺼운 부의 형성이 용이하게 이루어짐과 동시에, 두꺼운 부에 의한 상기 카운더 효과가 높아진다.
또, 이 실시형태에 있어서의 가령 직선 K1을 따른 양 접은 부(22a),(22d)와 같이, 기준선 L0으로 부터 접은 부(22a),(22d)까지의 거리가 다른 경우에는, 해당 거리가 긴쪽의 접은 부(22a)내에 심판 등을 사이에 끼워 두꺼운 부로서의 두께를 두껍게 하고, 양 접은 부(22a),(22d)에서 동등한 카운터 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또, 동등한 카운터 효과를 얻기 위해서는, 상기 거리와 해당 두꺼운 부의 기판을 제외한 두께와의 비를 해당 양 두꺼운 부에서 같게 하면 좋다.
또, 상기 접은 부(22a),(22c)와 같이, 볼트구멍(14a),(14c)의 외측에 기름구멍(15)이 있는 경우에는, 그 기판 둘레측에 형성한 이들의 접은 부(22a),(22c)에 더하여, 볼트구멍(14a),(14c)측에도 마찬가지의 접은 부를 설치해도 좋다. 또, 그 위치에 심판을 고정하여 두꺼운 부를 형성해도 좋다. 즉, 하나의 볼트구멍선을 따라서 형성되는 두꺼운 부는 두개로 한정되지 않고, 세개이상이라도 좋다.
또, 이 실시형태에서는, 두꺼운 부(접은 부(22))가 모든 제1 및 제2의 볼트구멍선상의 소정위치에 설치되어 있는데, 두꺼운 부가 일부의 제1 및 제2의 볼트구멍선상의 소정위치에 설치되어 있는 것도 본 발명에 포함되고, 이 경우에서도 부분적으로는 실린더 헤드의 변형이 억제되므로, 종래의 것과 비교하면, 실린더 보어구멍의 주위의 면압이 평균화되고, 실린더 보어구멍의 진원도를 높게 할 수가 있다.

Claims (27)

  1. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 접합면역 내에 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부와는 다른 접은 부를 설치하는 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  2. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 접합면역 내에 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부와는 다른 접은 부를 설치하고, 해당 다른 접은 부 끝단부를, 상기 실린더 블록과 실린더 혜드와의 적어도 한쪽의 접합면역 외에 위치시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판의 바깥둘레 끝단 테두리에 상기 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  4. 제2항에 있어서, 상기 기판의 바깥둘레 끝단 테두리에 상기 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판에 볼트용 구멍을 뚫어 설치함과 동시에, 이 볼트용 구멍의 둘레에 상기 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  6. 제2항에 있어서, 상기 기판에 볼트용 구멍을 뚫어 설치함과 동시에, 이 볼트용 구멍의 둘레에 상기 다른 접은 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  7. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 접은 부에 있어서의 접합면의 상기 기판에서의 접합면으로 부터의 높이가, 해당 기판의 양 접합면측에서 같게 또는 거의 같아지도록 단차를 형성하고, 기판의 원주 끝단의 소정의 위치에 형성된 다른 접합부와, 그리고, 다른 접은 부에 근접한 위치에서, 다른 접은 부에 있어서의 접합면의 상기 기판에서의 접합면으로 부터의 높이가, 해당 기판의 양 접합면측에서 같게 또는 거의 같아지도록 단차를 형성하는 금속 가스켓.
  8. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 혜드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연질재의 폭을 상기 연소실용 구멍의 둘레방향에서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  9. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연질재의 두께를 상기 연소실용 구멍의 둘레방향에서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  10. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 표면처리재를 입힌 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  11. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 접은 부의 접합면에 윤활제를 입힌 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  12. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판은, 상기 구멍의 적어도 내면에 1종류 이상의 도금이 되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  13. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 끝단부에, 이 연소실용 구멍의 전 둘레에 걸쳐서 선형상의 연질재를 삽입시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  14. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부에, 이 연소실용 구멍의 전 둘레에 걸쳐서 직경이 다른 2개 이상의 선형상의 연질재를 삽입시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  15. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연소실용 구멍이 인접하는 부위에서의 상기 접은 부에 심판을 삽입시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  16. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 연소실용 구멍의 상기 접은 부 폭내에서, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에, 상기 연소실용 구멍의 주위를 둘러싼 금속비이드를 하나 이상 형성한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  17. 제16항에 있어서, 상기 금속비이드의 높이를 상기 연소실용 구멍의 둘레 방향에서 부분적으로 변화시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  18. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 상기 접은 부 이외의 양 접합면에, 해당 접은 부의 높이보다 높게 되도록 발포고무를 배치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  19. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 상기 접은 기판의 끝단 둘레를, 더욱 상기 기판측을 향하여 구부린 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  20. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 접은 부의 내측의 면을, 마찰저항이 큰 고마찰 저항면으로 한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  21. 적어도 연소실용 구멍을 뚫어 설치한 1매의 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 상기 기판의 적어도 상기 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하는 위치를, 마찰저항이 큰 고마찰 저항면으로 한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  22. 적어도 연소실용 구멍과 볼트구멍이 뚫어 설치된 금속제의 기판으로 이루어지며, 실린더 블록과 실린더 헤드와의 사이에 끼워설치하여 이들의 접합면 사이를 시일하는 금속 가스켓에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 둘레를 접고, 이 접은 내부에 연질재를 삽입시킴과 동시에, 상기 기판의 적어도 한쪽의 접합면에 상기 접은 부의 높이보다 높게 되도록 고무계 재료로 이루어지는 비이드를 형성하고, 또한, 서로 이웃하는 연소실용 구멍의 중심점을 통과하는 직선을 기준선으로 하고, 상기 기준선을 사이에 끼우고 대향하는 2개의 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선을 제1의 볼트구멍선으로 하고, 상기 기준선을 사이에 낀 각 측에 배치된 복수의 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선을 제2의 볼트구멍선으로 했을 때에, 상기 기판의 접합면역 내이고, 동시에 상기 제1의 볼트구멍선상의 각 볼트구멍으로 부터 기판둘레측이 되는 위치와, 상기 기판의 접합면역 내이고, 동시에 상기 제2의 볼트구멍선상의 끝단부의 각 볼트구멍으로 부터 기판 둘레측이 되는 위치와의 적어도 한쪽에, 해당 기판의 판두께보다 두껍고 상기 접은 부의 높이보다 낮은 두꺼운 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1의 볼트구멍선은, 상기 기준선을 사이에 끼고 선대칭이 되는 2개의 볼트구멍의 중심점을 통과하는 직선인 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 기판에 뚫어 설치된 모든 볼트구멍에 대해서 상기 제1 및 제2의 볼트구멍선을 상정하고, 그 모든 제1 및 제2의 볼트구멍선상의 상기 위치에, 상기 두꺼운 부를 설치한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서, 기판에 복수개 설치된 상기 두꺼운 부 중의 일부 또는 전부는, 기판의 둘레를 접어서 형성한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  26. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 두꺼운 부로서 접은 부분의 끝단부를, 상기 실린더 블록과 실린더 헤드와의 적어도 한쪽의 접합면역 외에 위치시킨 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
  27. 제22항 또는 제23항중 어느 한항에 있어서, 상기 연소실용 구멍의 접은 부에 있어서의 접합면 및 상기 두꺼운 부에서의 접합면의, 상기 기판에서의 접합면으로부터의 높이가, 해당 기판의 양 접합면측에서 같게 또는 거의 같아지도록 단차를 형성한 것을 특징으로 하는 금속 가스켓.
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