KR100446831B1 - 헤드 개스킷 - Google Patents

Abstract

(과제) 실린더 보어용 구멍의 주위에 대하여서는, 최적의 재료로 형성된 그로밋을 배설할 수 있는 동시에, 기판에 대하여서도 또한, 최적의 재료를 배치할 수 있어, 실 성능이 양호하고 내구성이 풍부한 구조의 헤드 개스킷을 제공한다.

(해결수단) 엔진의 실린더 보어용 구멍(2)의 주위에 그로밋(30)을 마련하는 동시에, 이 헤드 개스킷(1)을 구성하는 기판(10, 20)을 제 1 금속재로, 상기 그로밋(30)을 제 2 금속재로 각각 형성한 헤드 개스킷(1, 1A)으로서, 상기 제 1 금속재와 상기 제 2 금속재를 다른 금속재료로 형성하는 동시에, 상기 그로밋(30)을 상기 기판(10, 20)의 적어도 1장(10)에 용접으로 일체적으로 접합하여 형성한다.

Description

헤드 개스킷 {Head Gasket}

본 발명은 내연기관의 실린더 헤드와 실린더 블록의 두 부재의 사이에 끼워 실을 행하는 헤드 개스킷에 관한 것이다.

더 상세하게는, 실린더 보어용 구멍의 주위에 그로밋을 마련한 메탈 개스킷에 있어서, 이 그로밋과 기판를 다른 재료로 형성하여, 높은 실 성능과 뛰어난 내구성을 가지는 헤드 개스킷에 관한 것이다.

(종래기술)

자동차의 엔진의 실린더 헤드와 실린더 블록(실린더 보디)의 접합면을 실 하는 경우에, 헤드 개스킷을 사이에 끼워 연소가스 따위를 실 하고 있다.

이 헤드 개스킷은 도 4에 예시하는 바와 같이, 실린더 블록 따위의 엔진부재의 형상에 맞추어 제조되고, 보어용 구멍(2), 물구멍(3)이나 오일구멍(4) 따위의 액체구멍, 볼트구멍(5) 등이 형성되고 있으며, 각각의 실 대상구멍에 대하여 여러가지 실 수단(31, 61)이 마련되고 있다.

이 실 수단에 있어서는 같은 엔진부재 사이에서 같은 개스킷으로 행하는 실이라도, 대상으로 하는 구멍에 따라 요구되는 실 성능에는 큰 차이가 있다. 결국, 실린더 보어용 구멍(2)에서는 실린더 내의 고온이며 또한 고압인 연소가스를 실 할 필요가 있으나, 그 한편의 액체구멍(3, 4)에서는 비교적 저온의 액체에 대한 실이 요구된다.

한편, 이 헤드 개스킷은 엔진의 경량화 및 제조코스트의 저감의 요청으로, 다수의 금속판을 적층한 적층타입에서, 1장 내지 2장의 금속판으로 형성하는 단순한 구조의 메탈 개스킷으로 되어 가고 있고 구성판이 적어지기 때문에, 사용가능한 재료도 제한되어 가고 있다. 또, 엔진의 소형화로 인해 실 수단에 사용할 수 있는 면적도 감소되어 가고 있다.

때문에, 실 수단으로서 채용할 수 있는 비드나 그로밋이나 심 등을 다수 장의 적층 타이프 처럼 자유로이 조합하거나, 실 수단을 2중으로 마련하거나 하는 일이 어렵고, 실 수단의 종류와 개수가 제한되어, 단순화한 실 수단을 사용하지 않을 수 없게 되어 가고 있다.

종래기술의 개스킷의 예를 도 4 내지 도 6에 보이는 데, 이들의 헤드 개스킷(1X, 1Y)에서는 실린더 보어용 구멍(2)의 주위에 탄성이 있고 틈(隙間)의 변동에 대한 추종성이 양호한 원호형상이나 폭좁은 비드(31)를 한겹으로 배치하

고, 또, 이들 비드(31)에 고온고압의 연소가스가 접촉하지 않도록, 기판(60X, 60Y)의 일부를 반대편으로 접어 형성한 그로밋(61)으로 보호하고 있다. 또, 액체구멍(3, 4)을 실 하기 위해 비드(62)나 하프비드(63, 73)를 마련하고 있다.

그렇지만, 이들의 종래기술의 헤드 개스킷(1X, 1Y)에 있어서는 실린더 보어용 구멍(2)의 주위를 둘러 싸는 그로밋(61)의 부분과 엔진부재에 접촉하는 기판(60X, 60Y)이 1장의 판으로 구성되어 있기 때문에, 그로밋(61)을 기판(60X, 60Y)과 같은 재료로 형성하지 않을 수가 없다.

한편, 이 그로밋(61)은 굽힘가공에 의해 형성되기 때문에, 그 재료로서는 굽힘가공에 대하여 크랙이 발생하기 어렵고 변형하기 쉬운 어닐링재가 바람직하지만, 기판은 비드(62)나 하프비드(63, 73)를 마련하기 위해서 재료에 스프링재를 사용하는 것이 바람직하다.

때문에, 동일재료로 그로밋과 기판을 형성한 경우에는 기판에 필요한 탄력성이라는 성질과 접어굽힌 부분에 균열이 생기기 쉬운 그로밋에 필요한 굽힘가공성이나 내열성을 양립시키어 만족시키가 어렵고 충분한 내구성을 얻기가 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 엔진의 실린더 헤드와 실린더 블록의 접합면을 메탈 개스킷으로 실 하는 경우에, 실린더 보어용 구멍의 주위에 대하여는 최적의 재료로 형성된 그로밋을 배설할 수 있는 동시에, 기판에 대하여도 또한 최적의 재료를 배치할 수 있어, 실 성능이 양호하고 내구성이 풍부한 박판(薄板)구조의 헤드 개스킷을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 관계되는 제 1 및 제 2의 실시의 형태의 헤드 개스킷을 보이는 평면도이다.

도 2는 본 발명에 관계되는 제 1의 실시의 형태의 헤드 개스킷을 보이는 표준이 될만한 전형적인 형식의 도면이며, X-X의 일부분에 있어서의 단면을 포함하는 부분 사시도이다.

도 3은 본 발명에 관계되는 제 2의 실시의 형태의 헤드 개스킷을 보이는 표준이 될만한 전형적인 형식의 도면이며, 도 1의 X-X의 일부분에 있어서의 단면을 포함하는 부분사시도이다.

도 4는 종래기술의 헤드 개스킷을 보이는 평면도이다.

도 5는 종래기술의 헤드 개스킷을 보이는 표준이 될만한 전형적인 형식의 도면이며, 도 4의 X-X의 일부분에 상당하는 단면을 포함하는 부분사시도이다.

도 6은 종래기술의 다른 헤드 개스킷을 보이는 표준이 될만한 전형적인 형식의 도면이며, 도 4의 X-X의 일부분에 상당하는 단면을 포함하는 부분사시도이다.

*도면의주요부분에대한부호의설명

1, 1A : 헤드 개스킷 2 : 실린더 보어용 구멍

10, 20 : 기판 10a 30a: 스폿 용접대

30 : 그로밋 40 : 비드 판 41 : 비드

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관계되는 헤드 개스킷은 다음에 보이는 바와 같이 구성된다.

엔진의 실린더 보어용 구멍의 주위에 그로밋을 마련하는 동시에, 이 헤드 개스킷을 구성하는 기판을 제 1 금속재로, 상기 그로밋을 제 2 금속재로 각각 형성한 헤드 개스킷으로서, 상기 제 1 금속재와 상기 제 2 금속재를 다른 금속재료로 형성하는 동시에, 상기 기판과 상기 그로밋 각각에, 상기 그로밋의 단부와 상기 기판의 단부사이에 틈을 설치하도록 한 스폿용접대(代)를 설치하고 그 스폿용접대의 겹치는 부분에 있어서의 스폿용접에 의해 상기 주변부재를 상기 기판의 적어도 1장에 용접으로 일체적으로 접합하여 형성한다.

이 구성에 따르면, 그로밋과 기판을 다른 금속재로로 형성하기 때문에, 각각에 적합한 재료로 주변부재와 기판을 구성할 수 있으므로, 실 성능이 양호하고 내구성이 풍부한 헤드 개스킷을 얻을 수가 있다.

결국, 엔진부재와 넓게 접하는 부분이나 액체구멍 주위의 냉각수나 순환유 등을 실 하는 부분에서는 비교적 낮은 실 면압으로 좋고 평탄한 부분이 많기 때문에, 스프링재와 같은 적당한 정도의 탄력성을 가지는 재료가 바람직하나, 한편, 실린더 보어용 구멍의 주위에서는 고온·고압의 연소가스를 실 하기 때문에, 높은 내열성과 굽힘가공에 대한 변형 용이성이 필요하여 어닐링재와 같은 내열 및 굽힘가공성이 우수한 재료가 바람직하다. 이 양방의 요청을 본 구성을 채용함에 의해 간단히 만족시킬 수가 있다.

그리고, 상기의 헤드 개스킷에 있어서, 상기 기판을 구성하는 제 1 금속재를 스프링재로 상기 그로밋을 형성하는 제 2 금속재를 어닐링재로 형성한다.

기판을 형성하는 제 1 금속재의 금속재료로서는 스테인리스, 스프링재 등이 생각되고, 그로밋을 형성하는 제 2 금속재의 금속재료로서는 스테인리스 어닐링재, 연강판 등이 생각되나, 이 스프링재와 어닐링재의 뒤섞음이 가장 바람직하다.

이 구성에 따르면, 스폿 용접대의 부분에서 용접에 의해 접합하기 때문에, 그로밋과 기판과의 겹쳐지는 부분이 매우 작아져, 헤드 개스킷의 중량을 경감할 수 있고, 또 재료도 절약할 수 있다.

이 경우에, 오픈덱 타입의 실린더 블록에 사용하는 경우처럼, 그로밋의 단부와 기판의 단부와의 사이에 틈을 마련하여, 워터재킷의 냉각수의 통로를 확보하고, 스폿 용접용이 되는 것으로 서로 겹치는 부분을 형성하여도 좋다.

게다가, 그로밋과 기판과의 사이는 전주(全周) 용접하여도 좋으나, 그로밋과 기판을 일체물의 헤드 개스킷으로서 취급할 수 있으면 좋으므로, 스폿 용접으로 수개소 접합하는 것이 공수저감이나 중량경감의 면에서 바람직하다.

상기의 헤드 개스킷에 있어서, 상기 그로밋의 내부에 비드부재를 배설한다.

이 구성에 따르면, 그로밋 부분에 비드를 배설할 수가 있고, 이 비드의 탄력성에 의해 우수한 실 성을 발휘할 수 있다. 이 비드부재의 재료는 기판의 금속재료와는 다른 금속재료로 하거나, 같은 금속재료이라도, 판두께를 변화시키거나 열이력을 변화시키거나 할 수도 있다.

더구나, 위에 기술한 본 발명의 구성은 메탈 개스킷의 기판의 수가 2장인 때에 특히 유효하지 만, 기판의 수가 단수인 경우나 중간판을 포함하는 2장이상의 구성인 경우에 있어서도 효과를 올리어, 비드의 단면형상이나 크기, 비드부재의 재료 등도 요구되는 성능에 따라서 적의 선택할 수가 있다.

(발명의실시의형태)

다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 헤드 개스킷의 실시의 형태에 관하여 설명한다.

도 1의 헤드 개스킷(1, 1A)의 평면도에 보이는 바와 같이, 본 발명에 관계되는 실시의 형태의 헤드 개스킷(1, 1A)은 엔진의 실린더 헤드와 실린더 블록(실린더 보디)사이에 끼워지는 메탈 개스킷으로서, 실린더 보어의 고온·고압의 연소가스, 및 냉각수 통로나 냉각 오일 통로 등의 액체통로의 냉각수나 오일 등의 액체를 실 하는 것이다.

게다가, 도 1 내지 도 6은 표준이 될만한 전형적인 형식의 설명도이며, 메탈개스킷의 판두께나 비드나 실 홈의 치수 및 종횡비를 실제의 것과는 다르게 하여, 실 부분을 과장하여 보임에 의해, 보다 이해하기 쉽게 하고 있다.

도 1 및 도 2에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 헤드 개스킷(1)은 2장의 구성판인 기판(10, 20)과 실린더 보어용 구멍(2)의 주위에 마련한 주변부재인 그리밋(30)과 비드판(40)으로 형성된다.

이 헤드 개스킷(1)의 기판(금속 구성판)(10, 20)을 형성하는 제 1 금속재는 스테인리스강판이나 스프링강판 등의 스프링재로 형성되고, 그로밋(30)을 형성하는 제 2 금속재는 스테인리스어닐링재(어닐재), 연강판 등으로 형성한다. 또, 비드(41)를 가지는 비드판(40)을 형성하는 금속재는 기판(10)과 같은 재료로 형성할 수도 있으나, 다른 금속재료의 제 3 금속재로 형성할 수도 있다.

다시, 판두께의 치수예를 보이면, 예를 들어, 실린더 보어 지름이 80㎜φ인 경우에, 기판(10, 20)으로서 0.2∼1.0㎜ 정도, 그로밋(30)으로서 0.2∼0.3㎜ 정도, 비드판(40)으로서 0.2∼0.4㎜ 정도이다.

이 그로밋(30)은 원환을 연결한 형상의 그로밋 용 부재에 실린더 보어용 구멍(2)을 마련하는 동시에, 스폿 용접용이 되는 것(30a)을 실린더 보어용 구멍(2)의 각 주위의 각각에 2 내지 3 개소를 마련한다.

또, 이 그로밋 용 부재에 원환상(狀)의 비드판(40)을 실린더 보어용 구멍(2)의 주위에 배설하여 그로밋 용 부재의 이 부분을 구부리어, 비드판(40)을 내포한 그로밋(30)을 형성한다.

한편, 기판(10, 20)의 한쪽의 기판(10)에 그로밋(30)의 스폿 용접대 곳(30a)에 겹쳐지는 스폿 용접대(10a)을 마련하는 동시에, 액체구멍(3, 4)을 실 하기 위한 하프비드(13)을 마련한다. 또, 기판(10, 20)의 다른쪽의 기판(20)에도 액체구멍(3, 4)을 실 하기 위한 하프비드(23)을 마련한다.

그리하여, 이 기판(10)의 스폿 용접대 (10a)에 그로밋(30)의 스폿 용접대 (30a)를 겹쳐, 스폿 용접하여 기판(10)과 그로밋(30)을 일체적으로 형성한다.

다시금, 기판 (10)과 기판 (20)을 스폿 용접이나 접착제 등에 의해 접합한다.

이상과 같이 하여, 도 1과 도 2에 보이는 것 같은 헤드 개스킷(1)을 구성할 수가 있다.

이 구성의 헤드 개스킷(1)에 따르면, 기판(10, 20)을 형성하는 제 1 금속재와 그로밋(30)을 형성하는 제 2 금속재를 다른 금속재료로 형성하기 때문에, 각각에 적합한 금속재료로 그로밋(30)과 기판(10, 20)을 구성할 수 있으므로, 실 성능이 양호하고, 더구나 내구성이 풍부한 헤드 개스킷을 얻을 수가 있다.

또, 서로 겹치는 스폿 용접대(10a, 30a)에서 용접하여 접합하기 때문에, 구로밋(30)과 기판(10)과의 겹침부분(10a, 30a)이 매우 작아져. 헤드 개스킷의 중량을 경감할 수 있도, 또 재료도 절약할 수 있다.

또, 그로밋(30)의 내부에 비드판(40)이 배설되어 있으므로, 이 비드(41)의 탄력성에 의해 뛰어나는 실 성을 발휘할 수 있다.

그리고, 도 1과 도 3에서 보이는 실시의 형태의 헤드 개스킷(1A)에 관하여 설명하겠으나, 이 헤드 개스킷(1A)은 제 1의 실시의 형태의 개스킷(1)에 대하여,두께조정판으로서 기능하는 중판(50)을 새로 마련하고 있는 점이 다를 뿐이며, 기타의 구성은 같다.

이 중판(50)은 스폿 용접대(30a)와 스폿 용접대(10a)가 겹치는 부분에, 조정구멍(51)을 마련하여 구성된다.

이상의 구성의 헤드 개스킷(1A)에 따르면, 두께조정용의 중판(50)을 배설하고 있기 때문에, 비드(41)의 실 면압이나 하프비드(13, 23)의 면압을 최적의 것으로 조정할 수 있으므로, 실 성능을 현저히 높일 수가 있다.

또, 헤드 개스킷(1A)이 엔진부재의 사이에 끼워진 때에, 스폿 용접대(20a)와 스폿 용접대(10a)가 겹치는 부분을 조정구멍(51)에 수용하여, 전체적으로 대략 같은 두께가 되게 할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 헤드 개스킷에 따르면, 다음과 같은 효과를 올리 수가 있다.

기판을 형성하는 제 1 금속재와 그로밋을 형성하는 제 2 금속재를 다른 금속재료로 형성하고, 각각에 적합한 금속재료로 기판과 그로밋을 형성할 수 있으므로, 실 성능이 양호하고, 더구나, 내구성이 풍부한 헤드 개스킷을 얻을 수가 있다.

결국, 엔진부재와 넓게 접하는 부분이나 액체구멍 주위의 냉각수나 순환유 등을 실 하는 부분에서는 스프링재와 같은 적당한 정도의 탄력성을 가지는 재료를 사용할 수가 있고, 또 그로밋에 있어서는 고온·고압의 연소가스를 실 하기 때문에 높은 내열성을 가지는 동시에, 굽힘가공에 대하여 변형하기 쉬운 어닐링재 등의 재료를 사용할 수 있다.

또, 기판과 그로밋의 각각에 스폿 용접대를 마련하고, 이 스폿 용접대가 서로 겹치는 부분에서 용접에 의해 일체적으로 접합하기 때문에, 기판과 그로밋과의 겹침부분이 매우 작아져, 헤드 개스킷의 중량을 경감할 수 있고, 또, 재료도 절약할 수 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 엔진의 실린더 보어용 구멍의 주위에 그로밋을 마련하는 동시에, 이 헤드 개스킷을 구성하는 기판을 제 1 금속재로, 상기 그로밋을 제 2 금속재로 각각 형성한 헤드 개스킷으로서, 상가 제 1 금속재와 상기 제 2 금속재를 다른 금속재료로 형성하는 동시에, 상기 기판과 상기 그로밋의 각각에, 상기 그로밋의 단부와 상기 기판의 단부사이에 틈을 마련한 스폿용접대를 마련하고 그 스폿용접대의 겹친부분에 있어서의 스폿용접에 의해, 상기 그로밋을 상기 기판의 적어도 1장에 용접으로 일체적으로 접합한 것을 특징으로 하는 헤드 개스킷.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 기판을 형성하는 제 1 금속재를 스프링재로, 상기 그로밋을 형성하는 제 2 금속재를 어닐링재로 형성한 것을 특징으로 하는 헤드 개스킷.
4. 삭제
5. 제 2항에 있어서,

   상기 그로밋의 내부에 비드부재를 배설한 것을 특징으로 하는 헤드 개스킷.