KR100398690B1 - 금속판개스킷의밀봉구조 - Google Patents

Abstract

(과제) 개스킷의 접촉부분을 복수의 면이 동시에 닿는 면접촉 내지는 이에 가까운 접촉으로 하여 밀봉성을 강화한 금속판 개스킷을 제공한다.

(해결수단) 두개의 부재의 피밀봉면의 단부를 각각 모서리를 죽여 대략 V형으로 넓힌 제 1의 접촉면(12a, 12b)을 형성함과 동시에, 금속박판 개스킷의 단부에 상기 제 1의 접촉면(12a, 12b)에 걸릴 수 있는 크기로, 단면이 통상(筒狀)으로 탄력이 있는 밀봉부(14)를 형성하여, 이 밀봉부(14)를 상기 V형의 제 1의 접촉면(12a, 12b)에 걸어 맞추어 누르도록 구성한 금속판 개스킷의 밀봉구조.

Description

금속판 개스킷의 밀봉구조

본 발명은 주로, 내연기관의 실린더헤드 개스킷, 배기매니폴드 개스킷, 흡기매니폴드 개스킷 등의두개의부재의 사이에 개재되는 금속판 개스킷의 밀봉구조에 관한 것이며, 특히 금속단판 개스킷 또는 금속 이중 판 개스킷에 적합한 밀봉구조를 제공하는 것이다.

실린더보디와 실린더헤드의 사이나 흡기공과 흡기매니폴드의 사이, 또는 배기공과 배기배니폴드의 사이 등과 같이, 내연기관의 부재간의 접합부에 개스킷, 특히 금속판 개스킷이 사용되고 있다.

이 금속판 개스킷은 통상은복수 장의 얇은 금속판을 적층한 금속판 적층형 개스킷이지만, 1장의 금속판을 사용한 단판 개스킷도 사용되고 있다. 이 금속판 개스킷은 그 자체로서는 밀봉성이 충분하지 않기 때문에 밀봉면에 피밀봉부분을 에워싸 비드를 형성하거나, 오일구멍이나 냉각수구멍 또는 연료실구멍의 둘레에 비드의 그로밋을 병용하여 밀봉성을 강화하는 방법이 채용되고 있다.

금속적층형 개스킷의 경우, 비드판과 중간판이나 표면판을 겹치어 내연기관의 피밀봉면을 가진 두 부재의 표면의 요철의 정도나 장소에 맞추어 밀봉성을 부여하는 방법이 채용되고, 이들 부재를 조합한 구조는 다수 제공되고 있다. 또, 작은 면적의 피밀봉부분에는 단판 개스킷이 사용되고 있는데, 이 경우도마찬가지로밀봉하여야 할 장소에 비드나 그로밋을 마련하는 방법이 행해지고 있다.

이들 금속판 개스킷에 형성되고 있는 그로밋은, 단면이 반원호(半圓弧) 내지는 산형(山形)으로 형성돼 있어, 이들 비드판과 표면판, 또는 비드판과 내연기관의 부재의 표면과의 사이의 밀봉은 비드 꼭대기면과 상대의 평면과의 접촉이어서, 이 비드가 눌리어 변형된 상태에서도 그 꼭대기면과 평면은 선접촉밖에 되지 않는 것이다. 이 선접촉의 폭은 금속판 개스킷의 재료나 밀봉면의 경도, 그리고 이 비드에 가해지는 누름힘의 다름에 의해 접촉하는 선의 폭이 약간은 변화하나, 그 어느 것이건 종래의 금속판 개스킷의 밀봉수단은 선접촉의 범위의 영역을 벗어나지 않는 소 범위의 것이다. 또, 두개의 부재의 사이에 개재된 금속판 개스킷이 선접촉상태로 눌리면 높은 응력이 국부적으로 발생하여 상기 부재에 손상을 줌과 동시에, 두개의 부재가 열팽창이나 응력에 의해서 상대적인 위치를 옮기면 응력이 변화하여 밀봉성이 저하한다는 문제가 있다.

실제문제로서 금속판 적층형 개스킷의 경우의 금속판의 두께는 0.2∼0.4 mm의 것이 사용되고, 이에 형성되는 비드의 높이는 0.15∼0.5 mm, 폭은 0.3∼2.0 mm의 극히 섬세한 구조의 것이어서, 이 것이 선접촉한 경우의 접촉폭은 0.2∼0.5 mm의 극히 작은 범위에 한정된다. 따라서, 내연기관의 부재가 변형하거나, 가압·가열·냉각의 반복응력을 받아 접촉폭이 점차 변하며, 그에 따라 밀봉성도 열화되게 된다.

금속박판을 1장 사용한 단판 개스킷의 경우는, 금속판 적층형 개스킷에 비해 다소 두꺼운 금속판을 사용하고 있기 때문에 비드의 강도도 그에 따라서 세고, 밀봉성도 강화돼 있다. 그러나, 이 개스킷의 경우도 밀봉면의 접촉은 선접촉 내지는 이에 가까운 것이어서, 접촉상태가 변화하면 간단히 밀봉성이 열화한다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 금속판을 사용한 개스킷의 밀봉상태가 폭이 좁은 선접촉상태라는 문제를 해결함을 목적으로 하는 것으로, 그 목적으로 하는 개스킷의 접촉부분을 복수의 면이 동시에 닿는 면접촉 내지는 이에 가까운 상태, 즉 점접촉보다 넓고, 또 정밀한 면접촉으로서 밀봉성을 강화한 금속판 개스킷을 제공함에 있다.

도 1은 금속판 개스킷을 사용한 내연기관의 부재의 분해사시도이다.

도 2는 밀봉구조의 단면도이다.

도 3은 (A) 누르기 전의 밀봉구조의 단면도를, (B) 누른 후의 밀봉구조의 단면도를 각각 보이고 있다.

도 4는 변형 원상(圓狀)의 밀봉부를 가진 밀봉구조의 단면도이다.

도 5은 이중판 금속 개스킷으로 형성한 밀봉부를 사용한 밀봉구조의 단면도이다.

* 도면의주요부분에대한부호의설명

1: 내연기관 2: 배기공

3: 배기부(排氣部) 자리 4: 금속 개스킷

5: 배기관 6: 플랜지

7: 볼트구멍 7a: 나사부

10, 11: 내연기관의 부재 12a, 12b: 제 1의 접촉면

13: 금속 단판(單板) 개스킷 14a: 밀봉면

14: 밀봉부 14c: 밀봉부

16: 금속판 개스킷

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관계되는 금속판 개스킷의 밀봉구조는 다음과 같이 구성되어 있다.

(A) 두개의 부재의 피밀봉면의유체구멍의 주위의 단부를각각 모서리를 죽여 대략 V형으로 넓힌 제 1의 접촉면을형성한 피 밀봉면을 밀봉하는 금속 개스킷으로서,

한 장의 금속박판 개스킷의 유체구멍의 주위의 단부를 구부려서 그 단부를 두장이 겹치게 형성하고, 상기 제 1의 접촉면에 걸릴 수 있는 크기의 단면이 동상(筒狀)으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하여, 상기 두개의 부재사이에서 상기 금속박판 개스킷을 누를 때에, 상기 밀봉부가 상기 제 1의 접촉면에 걸려맞추어져서 2면으로 누루도록 구성되어 있다.

(B) 두개의 부재의 피 밀봉면의유체구멍의 주위의 단부를 각각 모서리를 죽여 대략 V형으로 넓혀진 제 1의 접촉면을 형성한 피 밀봉실을 밀봉하는 금속 개스킷으로서,

상판과 하판으로 이루어지는 금속박판에 개구된 유체구멍의 주위를 연결하고, 이 유체구멍의 주의의 단부를 구부려서 단면이 통상(筒狀)으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하며, 또한 이 밀봉부의 바깥 지름 부분에 동일방향으로 굽혀진 비드를 겹치도록 형성하고, 상기 두개의 부재의 사이에 상기 2장의 한쌍의 금속박판이 눌러질 때, 상기 통상(筒狀)의 밀봉부가 상기 대략 V형의 제1의 접촉면에 걸어 맞추어 눌러지고, 또한 겹쳐진 비드가 두개의 부재 사이에 눌러져서 위치 결정되고, 상기 밀봉부와 제 1의 접촉면의 걸려 맞춤을 확실히 행하도록 구성되어 있다.

두개의 부재의 피밀봉면의 쌍방에 대략 V형으로 넓힌 홈으로 이루어지는 제 2의 접촉면을 형성함과 동시에, 금속박판 개스킷의 단부에 상기 제 2의 접촉면에 걸릴 수 있는 크기로, 단면이 통상으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하여, 이 밀봉부를 상기 제 2의 접촉면에 걸어 맞추어 누르도록 구성돼 있다.

두개의 부재의 피밀봉면의 쌍방에 대략 V형으로 넓힌 홈으로 이루어지는 제 3의 접촉면을 형성함과 동시에, 금속박판 개스킷의 단부에 상기 제 3의 접촉면에 걸릴 수 있는 크기로, 단면이 통상으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하여, 이 밀봉부를 상기 제 3의 접촉면에 걸어 맞추어 누르도록 구성돼 있다.

두개의 부재의 피밀봉면의 단부를 각각 모서리를 죽여 대략 V형으로 넓힌 홈으로 이루어지는 제 1의 접촉면을 형성함과 동시에, 상판과 하판으로 이루어지는 이중구조의 금속박판의 단부의 절곡부에 상기 제 1의 접촉면에 걸릴 수 있는 크기로, 단면이 통상으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하여, 이 밀봉부를 상기 제 1의 접촉면에 걸어 맞추어 누르도록 구성돼 있다.

상기와 같이 금속박판 개스킷의유체구멍의 주위의 단부(각부)를 포위하도록단부가 통상으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하고,이 밀봉부를 2개의 피 밀봉면의 유체구멍의 주위의 단부를 모서리를 죽여V형으로 넓힌 2면에 맞대어 누르도록 구성하고 있어, 이 단면이 원통상의 밀봉부는 흡사 V블록의2면에 지지된 것과 같은 상태로 되어, 2면에 면접촉하여 그의 밀봉부의 위치를 자동적으로 유지하면서꽉 누르게 함으로써양호한 밀봉성을 발휘할 수가 있다.

또한, 상기와 같이 단면이 원통상의 밀봉부와 그 바깥 지름쪽에 위치하는 2 중구조의 비드를 조합시킨 2장 겹쳐진 금속킷의 가스킷에 있어서는 이 비드에 의해 밀봉효과를 발휘하면서 개스킷이 위치결정을 행하면서 상기 단면이 원통상의 밀봉부에 의한 밀봉효과를 발휘하는 것이 가능하다.

다음은 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.

도 1은 내연기관 (1)의 실린더블록에 형성한 배기공 (2) 부분의 분해도로서, 배기공 (2)의 주위에 형성한 배기부 자리 (3)에 금속 개스킷 (4)을 개재시키어 배기관 (5)의 플랜지 (6)를 맞추어, 도시하지 않은 볼트를 볼트구멍 (7)에 끼워서 배기부 자리 (3)에 형성한 나사부 (7a)에 나사틀어 죄도록 구성하고 있다.

상기와 같이 구성된 밀봉부 S에 금속판 개스킷 (4)를 개재시킬 필요가 있는데, 이 금속판 개스킷 (4)은 단판 개스킷 내지는 이에 가까운, 장수가 적은 것이 사용되고 있다.

도 2는 제 1의 실시의 형태에 관계되는 구조를 보이는 요부확대도로서, 예를 들어 실린더블록 등의 내연기관의 부재 (10)와, 배기매니폴드와 같은 부재 (11)사이의 피밀봉면을 밀봉하는 구조를 보이고 있다. 대면하는 두개의 부재 (10과 11)의 단부는 모서리를 죽여 제 1의 접촉면 (12a와 12b)이 형성돼 있고, 이 접촉면(12a와 12b)의 사이에 60°∼120°정도의 각도가 형성돼 있다. 그리고 금속단판 개스킷 (13)의 단부에 단면이 원통상인 밀봉부 (14)가 형성돼 있다.

그리하여 두개의 부재 (10과 11)의 사이를 볼트죔에 의해 양 부재 (10, 11)의 사이에서 상기 제 1의 접촉면 (12a와 12b)의 접촉부 (a, b)가 상기 밀봉부 (14)를 양면에서 맞닿아 누르게 된다.

제 1의 접촉면 (12a와 12b)이 이루는 각도는 60°∼120°의 범위로 형성돼 있고, 여기에 원통상의 밀봉부 (14)가 도 3 (A)에 보이는 상태로부터 도 (B)와 같이 접촉부 (a, b)에 닿아 눌리게 된다.

이 도 3 (B)의 상태를 관찰하면, 흡사 V블록에 환봉을 두 면으로 안정시킨 상태로 지지한 것과 같은 상태를 나타내고 있다. 그리하여 이 밀봉부 (14)가 접촉부 (a, b)와 접촉한 부분은 변형하여 일부의 밀봉면 (14a, 14b)가 평탄화 하여, 선접촉으로부터 면접촉으로 변화됨과 동시에, 원통상의 밀봉부 (14)에 탄력을 남긴 상태로 양 부재 (10, 11)의 죄기를 완료하여 양호한 밀봉성을 발휘한다. 그리고, 상기 도 3 (B)의 상태를 형성하기 위하여는 부재 (10, 11)에 모서리를 죽여 형성한 접촉부 (a, b)의 위치에, 원통상의 밀봉부 (14)가 끼이어 눌려 상기 밀봉부 (14)의 일부가 변형되어 눈물방울꼴이 되는 치수로 하지 않으면 아니 된다.

도 4는 제 1의 실시의 형태의 금속판 개스킷의 밀봉구조의 변형을 보이는 것으로, 밀봉부 (14c)는 단면이 세로 긴 타원형으로 형성돼 있어, 부재 (10, 11)의 접촉부 (a, b)에 밀봉면 (14a, 14b)이 눌리면 타원형의 일부가 변형하여 접촉부(a, b)에 면접촉하도록 치수관계를 설계할 필요가 있다.

도 5는2장의 금속박판을 겹쳐서 구성한금속판 개스킷 (16)을 보이는 것으로, 금속박판 (16a, 16b)에개구한 유체 구멍의 주위의단부끼리를 연결한 것으로서, 연결한 단부을단면이 원통상으로 구부려서원통상의 밀봉부 (14)를 형성함과 동시에 중간부(밀봉부(14)의 바깥 지름 부분)에 같은 방향에 향해 돌출하도록 비드(17a, 17b)를 이중으로 형성하고 있다. 이 비드 (17a, 17b)는 금속판 개스킷 (16)의 위치어김을 방지하기 위한 위치 고정용 이며, 금속박판 (16a, 16b)의유체구멍의 주위에연결된 단부에 형성한 원통상의 밀봉부 (14)를2개의부재 (10과 11)의 단부을각각 모서리를 죽여형성한 도 2의 경우와 같은 모양의 제 1의 접촉면(12a, 12b)에 접촉하게 배치한 것이다. 양 부재 (10, 11)를 죄어나가면 비드(17a, 17b)가 눌리어 위치정해지며, 그리고V형으로 대면하는상기 접촉면 (12a, 12b)에 의해서 밀봉부 (14)를 상하 양면에서 눌러서 이 접촉면 (12a, 12b)와 접촉하는밀봉면(14)이면접촉으로 되어 양호한 밀봉을 행한다.

본 발명에 관계되는 금속판 개스킷의 밀봉구조는,상기실시의 형태에서 상세히 설명한 바와 같이, (가)두개의유체구멍의 주위의 단부에 모서리를 죽여 형성한 단면 V형의 접촉면을 2장의 피 밀봉부재측에 형성하여 둔다. 그래서 금속판 개스킷의 유체구멍의 주위의 단부에 개략 원통상의 밀봉부를 형성하고 이 밀봉부을상기 2개의 접촉면에 맞닿도록 구성하여 두고 2개의 피 밀봉부재를 꽉 졸라진 경우에 상기 접촉면에 상기 밀봉부를 받아들어 밀봉하는 것이다.

따라서, 대략 원통상인 밀봉부는2개의 피 밀봉부재의 사이에 금속판 개스킷이 눌러지면 이 2개의 부재의 유체 구멍의 주위에 형성된 V형의 접촉면에 눌러지게 되어 이 원통상의 밀봉부는 변형하면서상기 접촉면에 대하여 면접촉으로 되어, 누름힘에 비해 큰 밀봉효과를 얻을 수가 있다.

본 발명은두개의 피 밀봉 부재의 쌍방의 유체구멍의 주위에 모서리를 죽여 대면하는 단면 V평의 접촉면을 형성하고이 접촉면에 대하여 금속판 개스킷의 단부에 형성한 단면이 대략 원통상인, 밀봉부를 맞대어 두개의 부재의 죔과 동시에 누르기 때문에, 두개의 부재의 사이에서 상기 밀봉부는 단면변형되면서 접촉면에 대하여 면접촉하게 된다.

적은 폭이지만 면접촉하면, 부재와 금속판 개스킷과의 사이에 어긋남이 있어도 확실하게 밀봉성을 유지할 수가 있다. 또, 단면이 반원호상인 비드가 접촉면에 접촉하여 눌리는 경우에 비해 응력이 원활하여 국부적으로 세지는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 비교적 죔힘이 작아도 안정된 밀봉성을 발휘할 수가 있다.

Claims (2)

1. 두개의 부재의 피밀봉면의 유체구멍의 주위의 단부를 각각 모서리를 죽여 대략 V형으로 넓힌 제 1의 접촉면을 형성한 피 밀봉면을 밀봉하는 금속 개스킷으로서,

   한 장의 금속박판 개스킷의 유체구멍의 주위의 단부를 구부려서 그 단부를 두장이 겹치게 형성하고, 상기 제 1의 접촉면에 걸릴 수 있는 크기의 단면이 동상(筒狀)으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하고, 상기 두개의 부재상이에서 상기 금속박판 개스킷을 누를 때에, 상기 밀봉부가 상기 제 1의 접촉면에 걸어 맞추어져서 2면으로 누루도록 구성한 금속판 개스킷의 밀봉구조.
2. 두개의 부재의 피 밀봉면의 유체구멍의 주위의 단부를 각각 모서를 죽여 대략 V형으로 넓힌 제 1의 접촉면을 형성한 제 1의 접촉면을 형성한 피 밀봉면을 밀봉하는 금속 개스킷으로서,

   상판과 하판으로 이루어지는 금속박판에 개구된 유체구멍의 주위를 연결하고, 이 유체구멍의 주의의 단부를 구부려서 단면이 통상(筒狀)으로 탄력이 있는 밀봉부를 형성하며, 또한 이 밀봉부의 바깥 지름 부분에 동일방향으로 굽혀진 비드를 겹치도록 형성하여, 상기 두개의 부재의 사이에 상기 2장의 한 쌍의 금속박판이 눌러질 때, 상기 통상(筒狀)의 밀봉부가 상기 대략 V형의 제1의 접촉면에 걸려 맞추어져서 눌러지고, 또한 겹쳐진 비드가 두개의 사이에 눌러져서 위치 결정되고, 상기 밀봉부와 제 1의 접촉면의 걸어 맞춤을 확실히 행하도록 구성한 금속판 개스킷의 밀봉구조.