KR100508491B1 - 금속개스킷 - Google Patents

Abstract

연소실구멍(3)의 둘레가장자리를 따라 제 1 두께증가부(3)를 형성하고, 그 바깥둘레에 제 1 시일라인(SL1) 및 제 2 시일라인(SL2)을 설정한다. 그 양 시일라인의 사이에는, 냉각수구멍(8) 이외의 개구가 없다. 상기 시일라인(SLL, SL2)을 따라 형성하는 비드는, 표면에 항해서만 볼록한 금속비드와, 그 금속비드의 볼록부 및 오목부에 고착한 탄성시일재로 이루어지는 고무비드로 구성된다. 이에 따라, 금속비드의 가공정밀도를 향상할 수 있는 동시에, 금속개스킷 자체 및 금속개스킷을 개재하는 접합면에의 냉각효과를 향상할 수 있다.

Description

금속개스킷{METALLIC GASKET}

본 발명은, 금속개스킷에 관한 것이며, 특히 수냉식 내연기관의 실린더 블록의 접합면과 실린더 헤드의 접합면의 사이의 접합부에 끼워 삽입되어, 그 접합부와 개스킷 자체의 냉각효과를 향상시킬 수 있는 금속개스킷에 관한 것이다.

금속개스킷을 끼워 장착하는 부분의 냉각효과를 목적으로 한 종래의 금속개스킷으로서는, 예를 들면 일본 특허공개공보 소60-3465호에 기재되어 있는 것이 있다.

이 금속개스킷은, 도 21 및 도 22에 나타낸 바와 같이, 강성이 높고 또한 탄력성이 있는 얇은 금속판으로 기판(50)을 구성하여, 각 연소실구멍(51)의 둘레가장자리를 둘러싸는 시일라인(SL1)을 따라 제 1 금속 비드(52)를 형성한다. 더욱, 그 제 1 금속비드(52)보다도 바깥둘레측에, 냉각수구멍(53)을 포함하여 둘러싸며 또한 볼트구멍(54)으로부터 떨어져 해당 볼트구멍(54)을 둘러싸지 않는 시일라인(SL2)에 따라 제 2 금속 비드(55)를 형성하여 구성된다. 한편, 부호 56은, 오일구멍이고, 그 오일구멍(56)의 둘레가장자리를 둘러싸도록 하여 제 3 시일라인(SL3)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 금속개스킷을, 실린더 블록(60)의 접합면과 실린더 헤드(61)의 접합면의 사이의 접합부에 끼워 삽입하여 볼트로 체결하여 부착하면, 해당 체결력에 따라 금속 비드(52, 55)가 탄성변형함으로써, 제 1 금속 비드(52)로 연소실구멍 (51)의 연소가스가 선(線) 시일됨과 동시에, 2개의 금속 비드(52, 55) 사이에, 냉각수구멍(53)만이 개구한 미소(微小)한 높이의 간극공간(S)이 형성되고, 그 간극공간(S)에, 냉각수구멍(53)을 통하여 엔진 운전시에 냉각수가 압송됨으로써 해당 냉각수가 순환하고, 그 냉각수의 순환에 의해서, 상기 접합면과 금속개스킷 자체가 냉각된다. 여기서, 연소가스의 폭발에 의해 발생하는 진동진폭의 펌핑(pumping) 작용에 의해서도, 상기 간극공간(S)에의 냉각수의 흐름은 조장된다.

여기서, 상기 간극공간(S)의 미소한 간극은, 엔진의 체결 볼트의 축력과 그 체결에 저항하는 금속 비드(52, 55)의 가하는 힘과의 균형에 의해서 형성되지만, 금속에 의한 선(線) 시일이기 때문에, 원하는 시일성을 확보하기 위해서는 개스킷계수를 높게 설정할 필요가 있기 때문에, 상기 볼트의 축력을 높게 설정하지 않을 수 없고, 상기 간극이 작아지는 경향이다.

또한, 엔진가동에 의한 열의 발생으로 엔진재료의 체적팽창이 일어나, 체결압력이 증대하여 고온이 될수록 상기 간극은 감소한다. 또한, 엔진의 소형 경량화, 고성능화, 연료소비 절약화가 진행하여, 엔진의 소재로서 알루미늄이 사용되는 경우도 많고, 재질차이에 의한 팽창율의 증대로 상기 간극의 확보가 더욱 어려워지는 경향이 있다.

또한, 상기 개스킷의 비드구조로서는, 상술한 바와 같이, 기판(50)에 성형한 금속 비드(52, 55)는 높은 면압력을 발생시킬 필요가 있기 때문에, 높은 경도의 재료를 채용할 필요가 있고, 딱딱한 재료는 금속 비드(52, 55)의 구부림 R부에 내부응력이 집중해버려, 엔진의 가동으로 발생하는 진동진폭에 의한 반복응력에 의해서 피로파괴를 발생하는 요인이 되기 때문에, 그 만큼 수명이 단축된다.

또한, 엔진을 알루미늄으로 제조하는 경우를 생각하면, 알루미늄은 주조기술이 어려워 주조시에 주형공동이 발생한다. 이 때문에, 상기 접합면을 가공할 때에, 해당 접합면에 위치하는 인접하는 주형공동이 연결되는 경우가 있다. 이 때, 상기 종래의 비드(52, 55)는 선(線) 시일이고 또한 메탈접촉이 되기 때문에, 선 시일의 비드라인을 주형공동이 걸쳐 연속되거나, 개스킷과 엔진재료의 팽창차로 운전 중에 시일라인의 위치가 어긋나, 주형공동의 위에 비드(52, 55)가 위치하여, 누수의 원인이 될 우려도 있다. 또한, 알루미늄제의 엔진은, 반송 중에 흠이 발생하기 쉽다. 이 흠에 의해서도 상기 현상이 발생할 우려가 있다.

또한, 상기한 바와 같이 경도가 높은 소재로부터 기판(50)을 형성해야 하기 때문에, 그만큼, 해당 기판(50)을 굴곡성형하여 이루어지는 금속비드(52, 55)의 가공정밀도를 향상시키는 것이 어렵다고 하는 과제도 있다.

또한, 다른 종래의 금속개스킷으로서는, 예를 들면 일본 특허공개공보 2001-173791호에 기재되어 있는 것이 있다.

이 금속개스킷은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 2장의 기판(50)으로 구성된 것이다. 즉, 2장의 기판(50) 중, 판두께가 두꺼운 기판(위쪽의 기판)에 있어서의 연소실구멍(51)측 끝단부에 두께증가부(52)를 형성하고, 또한 2장의 기판(50)의 각각 대하여, 그 두께증가부(50)를 둘러싸는 위치에 볼록형상의 기판비드(53)를, 각각 두께증가부(52)의 두께보다 높게 성형하여, 그 2장의 기판(50)을, 기판비드(53)의 볼록부측을 대향시켜서 적층함으로써 구성된다. 또한, 바깥쪽을 향한 각 비드오목부에 탄성시일재(54)를 충전하여 구성된다.

그리고, 상기 금속개스킷을, 실린더블록과 실린더헤드와의 대향하는 접합면 사이에 개재하여, 체결볼트로 조임으로써, 연소실구멍 둘레가장자리의 두께증가부의 판두께까지 기판비드(53)가 압축변형하는 동시에 오목부에 충전된 상기 탄성시일재(54)도 압축변형하여, 해당 기판비드(53)의 탄성력과 탄성시일재(54)의 탄성력과의 합성탄력에 의한 시일압력으로, 연소가스, 오일, 냉각수압력 등을 시일한다. 물론, 오목부내에 탄성시일재(53)가 충전되어 있지 않은 금속개스킷도 있고, 1장의 기판으로 이루어지는 금속비드도 있다.

이 종래의 금속개스킷에 있어서는, 기판비드(53)와 비드오목부에 충전된 탄성시일재(54)가 조임부착에 의한 변형으로 함께 작동하여 반발력을 발생하여 소요의 시일압력을 시일라인에 따라 발생하고 있다.

그러나, 기판비드(53)의 피로파괴방지와 비용저감을 목적으로 하여, 경도가 낮은 금속판으로부터 기판(50)을 구성한 경우에는, 상기 종래의 금속개스킷으로서는, 볼트를 조이고, 비드오목부의 탄성시일재(54)가 압축변형됨으로써, 기판(50) 및 기판비드(53)가 판두께방향으로 뒤집히도록 변형하고자 하는 외력이 작용하지만, 상기와 같이 경도가 낮은 금속으로부터 기판(50)을 구성하면 비드의 형상유지력이 저하하고 있기 때문에, 기판(50)의 변형방지력이 약하여 시일성이 그만큼 열화(劣化)한다.

또한, 엔진의 운전·정지의 반복에 의한 반복하중에 의해서, 장기적인 사용으로, 체결볼트의 축력저하, 기판(50)에 성형한 기판비드(53)의 시간의 경과에 따른 변화, 및 비드오목부의 탄성시일재(54)의 열화변질 등으로, 시일면압력이 저하할 우려도 있다. 특히, 체결볼트보다도 바깥둘레측에 위치하는 튀어나온 부분에서, 이 문제가 생기기 쉽다.

또한, 탄성시일재(54)를 기판오목부에 소성 성형할 때에, 탄성시일재(54)를 고온시에 오목부에 충전하여 성형시키더라도, 그 후의 냉각개방 공정시에 열팽창분만큼 부피변화하여, 상기 탄성시일재(54)에서 가장 두께가 두꺼운 중앙부가, 열수축분만큼 움푹 패이게 되지만, 이러한 것에 의해서도, 상기와 같은 면압력이 저하하였을 때에 더욱 불리해진다. 특히, 체결축력이 약한 엔진의 조립은, 이러한 현상이 일어나기 쉽다고 생각된다.

도 1은, 본 발명에 근거하는 실시형태에 관한 금속개스킷을 설명하기 위한 주요부 평면도이다.

도 2는, 도 1의 A-A 단면도이다.

도 3은, 도 1의 B-B 단면도이다.

도 4는, 제 1 두께증가부의 다른 실시형태를 설명하는 단면도이다.

도 5는, 제 1 두께증가부의 다른 실시형태를 설명하는 단면도이다.

도 6은, 비드의 다른 실시형태를 설명하는 도면이다.

도 7은, 제 1 두께증가부의 다른 실시형태를 설명하는 단면도이다.

도 8은, 본 발명에 근거하는 제 2 실시형태에 관한 비드를 나타내는 단면도이다.

도 9는, 본 발명에 근거하는 제 2 실시형태에 관한 비드를 나타내는 단면도이다.

도 10은, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 11은, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 12는, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 13은, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 14는, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 15는, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 16은, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 17은, 돌기형성의 별도의 예이다.

도 18은, 기판비드가 하프비드의 예이다.

도 19는, 기판비드가 하프비드의 예이다.

도 20은, 제 2 의 탄성시일재의 변형예이다.

도 21은, 종래의 금속개스킷을 설명하기 위한 평면도이다.

도 22는, 도 21에 있어서의 D-D 단면도이다.

도 23은, 종래의 금속비드를 설명하는 도면이다.

본 발명은, 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로, 금속비드의 가공정밀도를 향상할 수 있는 동시에, 금속개스킷 자체 및 금속개스킷을 개재하는 접합면에의 냉각효과를 향상할 수 있는 금속개스킷을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명 중 청구범위 제 1 항에 기재된 발명은, 적어도 연소실구멍 및 냉각수구멍이 개구된 두께가 얇은 금속판을 기판으로 하여, 연소실구멍의 끝단부를 둘러싸도록 두께가 두꺼운 금속제의 제 1 두께증가부와, 상기 제 1 두께증가부의 바깥둘레측에서 상기 연소실구멍을 무단 고리형상에 둘러싸는 제 1 비드와, 상기 제 1 비드보다도 바깥둘레측에서 상기 연소실구멍 및 냉각수구멍을 무단 고리형상으로 둘러싸는 제 2 비드를 구비하고, 상기 제 1 비드와 제 2 비드와의 사이에 위치하는 기판부분에는, 냉각수구멍 이외의 개구가 존재하지 않고, 또한, 상기 제 1 비드 및 제 2 비드는, 각각 금속비드와 고무비드와의 합성으로부터 구성되어 있고,

상기 금속비드는, 기판을 판두께방향에 굴곡하여 상기 제 1 두께증가부보다 높은 볼록부를 한쪽면측에만 성형하여 구성되어,

상기 고무비드는, 금속비드 볼록부측 표면에 고착하는 동시에 볼록부 안쪽의 오목부에 충전되어 상기 금속비드의 변형과 같이 판두께방향으로 압축변형하는 탄성시일재로 구성되고, 상기 볼록부측 표면의 탄성시일재를, 적어도 금속비드 볼록부 표면에 고착하는 동시에 금속비드의 비드높이와 동일 또는 대략 동일한 높이로 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속개스킷을 제공하는 것이다.

또, 볼록부측에 설치하는 고무비드의 비드폭의 최대폭은, 볼트체결부 등의 압력이 커지는 부분을 제외하고, 금속비드의 비드폭의 1.5배 이내로 억제하는 것이 바람직하다. 고무비드의 비드폭이 커질수록, 기판으로의 하중을 가할 필요가 있기 때문에, 하중증가를 억제한다고 하는 관점에서는, 상기와 같이 탄성시일재의 비드폭은, 금속비드의 비드의 비드폭의 1.5배 이내로 억제하는 것이 바람직하다. 단, 국부적으로 부담하는 하중을 증가하고 싶은 경우는, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 체결면압력의 대부분은 금속제의 제 1 두께증가부로 맡고 제 1 두께증가부로 압력이 높은 연소가스를 시일한다. 제 1 비드와 제 2 비드와의 사이의 간극공간에 냉각수구멍을 통하여 출입하는 냉각수에 대해서는, 두께증가부의 두께보다 두꺼운, 금속비드 및 해당 금속비드의 양면에 성형된 고무비드의 탄성변형에 의한 합성된 탄성력으로 시일된다.

이 때, 비드의 압축변형량은, 제 1 두께증가부에 의해서 규제됨으로써, 종래보다도 큰 간극의 간극공간이 제 1 비드와 제 2 비드와의 사이에 형성되는 결과, 금속개스킷 등의 냉각효과가 향상된다.

이 때, 본 발명의 비드는, 금속비드와 고무비드의 합성된 탄성력으로 시일되지만, 접합면과 접촉하는 비드의 시일면은 탄성시일재이기 때문에 개스킷계수가 작고, 낮은 면압력으로 시일하는 것이 가능하게 되어, 상기와 같이 압축변형량을 규제하더라도 문제는 없다.

또한, 시일면이 탄성시일재로 이루어지는 면시일이 됨으로써, 접합면에 주형공동 등이 있더라도, 충분히 시일하여 누수를 방지 가능하게 된다.

또한, 고무비드는 연질로 친숙하기 쉽고 가공거칠기나 반송중에 발생하는 상처에 대해서도 충분히 시일할 수 있는 능력을 갖는다.

또한, 상술과 같이, 비드의 개스킷계수를 작게 할 수 있기 때문에, 금속비드를 형성하는 기판의 경도를 낮게 설정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 염가로 하기 위해서, 높은 경도의 스테인리스강으로 도금처리한 연강재를 채용하더라도 좋다. 또한, 탄성시일재로서, 시일에 필요한 비드라인 상하만으로 사용량이 적다.

또, 금속비드는 두께증가부의 두께 보다 조금 두꺼우면 좋고, 고무비드는 금속비드의 높이와 동등하거나 조금 높은 설정으로 금형 설정하기 때문에 가공정밀도가 안정하고 있다. 가령, 높이가 두께증가부보다 30% 높더라도 탄성시일재의 변형파괴도 없고, 발생하중도 연강재 비드와 연질인 고무비드의 합성력으로 강하게 되어, 연소가스압력 시일에 영향을 줄 정도의 하중의 손실은 없다.

다음으로, 청구범위 제 2 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항에 기재된 구성에 대하여, 기판의 바깥둘레 끝단부측에 대하여, 두께가 두꺼운 금속제의 제 2 두께증가부를 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 체결면압력의 대부분은 금속제의 두 개의 두께증가부로 담당한다. 또한, 기판 바깥둘레측에도 두께증가부가 있기 때문에, 상기 비드의 압축변형량을 안정하여 소정의 값으로 설정 가능하게 된다.

다음에, 청구범위 제 3 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 2 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 제 1 두께증가부는, 대상으로 하는 접합면 사이에 개재하였을 때에 면압력이 균등화 되도록, 부분적으로 높이가 변경되고, 또한, 해당 제 1 두께증가부에 있어서의 최저높이보다도 제 2 두께증가부의 높이가 낮은 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 제 1 두께증가부에 의한 시일압력이 균등화되어 볼트 체결력의 효율화가 기도된다. 또한, 연소실구멍 둘레가장자리에 있어서의 원주방향을 따른 압력이 균등화된다는 것은, 해당 제 1 두께증가부에 접촉하는 접합면의 연소실의 개구부 둘레가장자리에의 압력도 둘레방향을 따라 균등화되어, 이로써 해당 개구부의 개구형상이, 제 1 두께증가부의 시일압력으로 변형하는 것이 방지된다. 해당 접합면에 개구한 개구형상이 변형되면, 파워손실이나 오일소비의 증대로 이어진다.

또한, 볼트 체결력의 대부분을 담당하는 제 1 및 제 2 두께증가부에 있어서, 제 2 두께증가부를 상대적으로 낮게 설정함으로써, 최대하중이 제 1 두께증가부에 부하(負荷)되어 높은 시일압력을 발생 가능하게 하고 있다.

다음에, 청구범위 제 4 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 3 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 제 1 두께증가부는, 연소실구멍 끝단부를 되접어 꺾어, 그 되접어 꺾은 부분 내에 심(shim)을 넣음으로써, 해당 제 1 두께증가부의 높이 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기와 같이 기판의 경도(硬度)를 내리는 것이 가능하게 되기 때문에, 구부림 가공에 의한 제 1 두께증가부의 성형이 그만큼, 용이하게 되는 동시에, 심에 의해서 제 1 두께증가부의 높이조정을 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 2 두께증가부를 되접어 꺾어 형성한 경우에는, 심을 개재함으로써 제 2 두께증가부에 단압(鍛壓)가공을 실시하지 않더라도, 해당 제 2 두께증가부의 높이를 제 1 두께증가부보다도 낮게 설정하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 청구범위 제 5 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항∼제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 제 1 두께증가부는, 연소실구멍 끝단부를 되접어 꺾어 형성되어, 그 되접어 꺾은 부분 내에 기판의 판두께방향으로 탄력을 발휘하는 판용수철을 개재한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 제 1 두께증가부의 전체둘레 또는 일부가, 판용수철에 의해서 탄성을 가짐으로써, 둘레방향을 따른 면압력이 균등화되기 쉽게 되는 동시에, 제 1 두께증가부가 용수철을 가짐으로써, 엔진 운전시에 발생하는 열변형을 추종하는 것이 가능하게 되고, 제 1 두께증가부에 있어서의 해당 열변형에도 추종하는 면압력의 균등화가 가능하게 된다.

다음에, 청구범위 제 6 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항∼제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 각 비드는, 비드 연재방향을 따라서, 비드의 돌출높이 및 폭의 적어도 한쪽을 부분적으로 변경함으로써, 비드 연재방향에 따른 비드에 의한 시일면압력을 균등화하는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 7 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항∼제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 제 1 비드와 제 2 비드와의 사이에 위치하는 기판부분이고, 또한 상기 기판의 적어도 금속비드 볼록부측 표면에 대하여, 상기 탄성시일재보다도 얇은 내식성의 피막을 고착하는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 8 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항∼제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 고무비드를 구성하는, 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 한쪽에 대하여, 1조 또는 2조 이상의 돌기를 시일라인을 따라 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 9 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항∼제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 고무비드를 구성하는, 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 위쪽에 있어서의, 시일면압력이 상대적으로 낮은 부분에 대하여, 1조 또는 2조 이상의 돌기를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 10 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 8 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 각 조의 돌기는, 연재방향에 따른 돌기높이 및 폭의 적어도 한쪽이, 돌기형성위치에 있어서의 시일면압력에 따라서 변경되어, 시일면압력이 작을수록, 상기 돌기높이 및 폭의 적어도 한쪽의 값을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 11 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 8 항에 기재된 구성에 대하여, 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 한쪽에 복수개의 돌기를 설치하여, 그 복수조의 돌기에 있어서, 돌기높이 및 단위길이당의 면적 중 적어도 한쪽을, 돌기형성위치의 시일면압력에 따라서 다르게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구범위 제 12 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 구성에 대하여, 여러 장의 기판이 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 본 발명의 제 1 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 금속개스킷을 설명하기 위한 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A단면도, 도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.

우선, 본 실시형태의 금속개스킷의 구성에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 금속개스킷(1)은, 내연기관용의 실린더헤드 개스킷의 일례이다. 이 금속개스킷(1)의 기판(20)은, 예를 들면 스테인리스강판, 연강판, 강판 등의 두께가 얇은 금속판으로 이루어진다. 여기서는, 저비용품으로 하기 위하여, 본 실시형태에서는, 기판(20)의 재료로서 연강판을 사용한 것으로써 설명한다.

그 기판(20)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 길이방향을 따라 복수의 연소실구멍(2)이 개구하여, 각 연소실구멍(2)의 끝단부 전체둘레는, 위쪽으로 되접어 꺾여져서 제 1 두께증가부(3)를 형성하고 있다. 그 제 1 두께증가부(3)의 높이는, 예를 들면 볼트구멍(6)에 가까운 위치에서는 상대적으로 높이가 낮아지도록 설정하는 등, 연재방향을 따라서 면압력이 균등화되도록, 해당 제 1 두께증가부(3)의 높이는 연재방향을 따라서 억양(抑揚)이 가해져 있다.

그 제 1 두께증가부(3)의 바깥둘레측 위치에, 상기 연소실구멍(2)의 둘레가장자리를 따라 해당 연소실구멍(2)을 무단 고리형상으로 둘러싸도록 제 1 시일라인 (SL1)이 설정되어 있다. 그 제 1 시일라인(SL1)의 바깥둘레측 위치에, 각 연소실구멍(2)의 둘레가장자리를 따라 복수의 냉각수구멍(8)이 배치되어 있다.

그 복수의 냉각수구멍(8)보다도 바깥둘레측에는, 해당 복수의 냉각수구멍(8)을 전부 포함하도록 제 2 시일라인(SL2)이 설정되어 있다. 제 1 시일라인(SL1)과 제 2 시일라인(SL2)과의 사이의 기판(20)부분에는, 냉각수구멍(8) 이외의 개구가 없도록, 해당 제 2 시일라인(SL2)을 설정한다.

그 제 2 시일라인(SL2)의 바깥쪽에, 볼트구멍(6)이 개구하고 있다. 부호7은, 오일구멍을 나타내고 있다.

또한, 상기 볼트구멍(6)이나 오일구멍(7)을 둘러싸도록 제 3 시일라인(SL3)이 설정되어 있다.

또, 상기 각 시일라인(SL1∼SL3)은, 인접하는 부분에 대해서는 공통화되어 1개의 시일라인으로 통합되어 있다.

또한, 기판(20)의 바깥쪽 끝단부의 일부에는, 위쪽으로 되접어 꺾여져서 제 2 두께증가부(9)가 형성되어 있다. 해당 제 2 두께증가부(9)의 높이는, 단압(鍛壓)성형에 의해서, 상기 제 1 두께증가부(3)에 있어서의 최소높이보다도 약간 낮은 높이로 설정되어 있다.

그리고, 상기 각 시일라인(SL1∼SL3)을 따라서, 도 2 및 도 3과 같이, 비드 (BD)가 형성되어 있다. 본 실시형태의 비드(BD)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 금속비드(4, 5)와 고무비드가 합성된 구성으로 되어 있다.

본 실시형태의 금속비드(4, 5)는, 기판(20)의 한쪽 면측(위쪽)에만 돌출하도록 해당 기판(20)을 굴곡성형하여 이루어지는 풀 비드로서, 그 비드높이가, 상기 제 1 두께증가부(3)보다도 높아지도록 설정됨으로써, 판두께방향으로 탄성변형하여 시일압력을 발생할 수 있도록 되어 있다.

상기 고무비드는, 상기 금속비드(4, 5)의 볼록부측의 기판(20)표면에 고착한 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b), 및 금속비드(4, 5)의 각 볼록부의 뒤쪽에 위치하는 오목부내에 충전된 탄성시일재(10, 12)로 구성되어 있다. 이 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b 및 10, 12)는, 예를 들면 불소고무, NBR, 실리콘고무 등의 고무재료나 수지재료 등의, 내식성 또한 탄성을 갖는 소재로부터 구성하면 좋다.

각 금속비드(4, 5)의 볼록부측에 고착된 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b)는, 적어도 금속비드(4, 5)의 폭방향의 양쪽을 덮도록 기판(20)의 표면에 고착하고 있다. 또한, 상기 각 금속비드(4, 5)의 볼록부측에 고착된 상기 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b)의 높이는, 각각 금속비드(4, 5)의 볼록부 높이와 동일 또는 대략 동일하게 되고, 또한 상면이 기판(20)의 평탄면과 대략 평행하게 되어 있다. 또, 상기 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b)의 높이를 금속비드(4, 5)의 볼록부 높이보다도 약간 높게 설정하더라도 좋다. 다만, 제 1 두께증가부(3)의 높이로 규제되는 압축변형량이 35% 이내(미리 소재에 의해서 판명되어 있는 좌굴하지 않는 압축변형량)에 억제되는 높이로 할 필요가 있다.

한편, 각 금속비드(4, 5)의 오목부내에 충전되는 탄성시일재(10, 12)의 충전량은 상기 오목부내의 부피와 대략 동일하게 되고 기판(20)의 평탄면과 대략 같은 면으로 되어 있다.

다음에, 상기 금속개스킷의 작용·효과 등에 대해서 설명한다.

상기 구성의 금속개스킷(1)을, 실린더블록과 실린더헤드와의 대향하는 접합면 사이에 개재하여 체결볼트로 조이면, 고무비드를 구성하는 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b) 및 탄성시일재(10, 12)가, 각 금속비드(4, 5)와 함께 작용하여 판두께방향으로 압축변형하는 동시에, 체결종료시에 있어서는, 가장 판두께가 두꺼운 부분인 제 1 두께증가부(3)와 다른 부분과의 판두께차에 의해 해당 제 1 두께증가부(3)에 가장 면압력이 집중하여 최대하중이 작용한다.

이에 따라, 접합면에서, 압력이 높은 연소가스를 제 1 두께증가부(3)로 시일할 수 있는 동시에, 그 바깥둘레측이 제 1 및 제 2 시일라인(SL1, SL2)에 따라 형성된 각 비드(BD){금속비드(4, 5)와 고무비드}의 탄성반발력에 의해서, 그 사이에 존재하는 냉각수의 누출을 면시일한다.

그리고, 비드(BD)의 최대압축변형량은, 제 1 두께증가부(3)에 의해서 규제됨으로써, 종래보다도 큰, 즉 기판(20) 1장분 상당의 간극을 갖는 간극공간(SP)이 제 1 시일라인(SL1)과 제 2 시일라인(SL2)과의 사이에 형성되어, 이것에 의해서, 금속개스킷(1) 등의 냉각효과가 향상된다. 즉, 상기 간극공간(SP)에 냉각수구멍(8)으로부터 냉각수가 들어가, 운전시에 발생하는 고열과 함께 냉각수를 압송하는 워터펌프(water pump)의 가동으로, 간극공간(SP)내의 냉각수가 유동하여 엔진접촉면으로부터 열을 빼앗는 동시에 개스킷(1)도 냉각하여, 개스킷(1)에 성형하고 있는 고무비드의 열에 의한 열화도 방지한다.

이 때, 본 발명의 비드(BD)는, 금속비드(4, 5)와 고무비드의 합성된 탄성력으로 시일하지만, 상하의 접합면과 접촉하는 비드의 각 시일면은 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b 및 10, 12)이기 때문에 개스킷계수를 작게 설정할 수 있고, 또한 낮은 면압력으로 시일하는 것이 가능하게 되어, 상기와 같이 압축변형량을 규제하여 간극공간(SP)의 간극량을 종래보다도 크게 하더라도 문제는 없다.

또한, 상하 시일면이 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b 및 10, 12)로 이루어지는 면시일이 됨으로써, 접합면에 주형공동 등이 있더라도, 충분히 시일하여 누수를 방지할 수 있게 된다. 또한, 고무비드는 가공거칠기나 반송중에 발생하는 상처에 대하여도 충분히 시일할 수 있는 능력을 갖는다.

또한, 상기와 같이, 비드(BD)의 개스킷계수를 작게 할 수 있기 때문에, 경도가 낮은 염가인 연강판으로부터 기판(20)을 성형하더라도 문제없다. 또한, 탄성시일재(11a, 11b, 13a, 13b 및 10, 12)의 사용량은, 시일에 필요한 비드라인 상하부분뿐이기 때문에 해당 사용량은 적어도 된다.

또, 금속비드(4, 5)는 제 1 두께증가부(3)의 높이보다 조금 높으면 좋고, 고무비드는 금속비드(4, 5) 높이와 동등하거나 조금 높은 설정으로 금형 설정하기 때문에 가공정밀도가 안정되어 있다. 가령, 높이가 제 1 두께증가부(3)보다 30% 높더라도 탄성시일재의 변형파괴도 없고, 발생하중도 연강재로 이루어지는 금속비드와 연질인 고무비드의 합성력으로 강하게 되어, 연소가스압력의 시일에 영향을 줄 정도의 하중의 손실은 없다.

또한, 제 1 두께증가부(3)의 원주방향을 따라서 두께에 억양(抑揚)변화를 가하는 것에 의해 시일압력이 균등화되어 볼트 체결력의 효율화가 기도된다. 또한, 연소실구멍(2)의 둘레가장자리에 있어서의 원주방향에 따른 압력이 균등화된다는 것은, 해당 제 1 두께증가부(3)에 접촉하는 접합면의 연소실(보어)의 개구부둘레 가장자리에의 압력도 둘레방향을 따라 균등화되어, 이로써 해당 연소실의 진원도가, 제 1 두께증가부(3)의 시일압력의 불균등으로 손상되는 것이 방지된다. 또, 연소실(보어)의 진원도가 손상되면, 파워손실이나 오일소비의 증대로 이어진다. 또한, 볼트 체결력의 대부분을 담당하는 제 1 및 제 2 두께증가부(9)에 있어서, 제 2 두께증가부(9)를 상대적으로 낮게 설정함으로써, 최대하중이 제 1 두께증가부(3)에 부하(負荷)되어 높은 시일압력을 발생할 수 있게 하고 있다.

또한, 기판(20)은 경도가 낮은 연강판으로 구성되어 있기 때문에, 구부림가공에 의한 제 1 두께증가부(3)나 제 2 두께증가부(9)의 성형이 용이하게 되어 있다.

여기서, 상기 제 1 두께증가부(3)의 둘레방향을 따른 높이의 억양(抑揚)변화와, 단압(鍛壓)가공에 의해서 조정하더라도 좋지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 되접어 꺾은 부분 내에 심(shim)(14a)을 끼워 높이조정을 하더라도 좋다. 또한, 제 1 두께증가부(3)의 전체둘레에 심(14a)을 끼운 경우에는, 그 심(14a)의 최소 판두께부분이, 제 1 두께증가부(3)의 최소 판두께가 되고, 제 2 두께증가부(9)에 대해서는, 상기와 같은 단압성형을 하지 않고, 제 1 두께증가부(3)보다도 높이를 낮게 할 수 있다. 즉, 제 1 두께증가부(3)에 심(14a)을 끼움으로써, 제 2 두께증가부(9)에 대해서 단압(鍛壓) 성형이 불필요하게 된다. 또한, 심(14a)을 끼움으로써, 제 1 두께증가부(3)의 높이가 그만큼 높아지기 때문에, 냉각수가 순환하는 간극공간(SP)의 간극을 그만큼 넓게 설정하는 것이 가능하게 되어, 보다 향상된다.

또한, 이 때, 도 5에 나타내는 바와 같이, 판두께방향으로 탄성변형가능한 판용수철(14b)을 심(14a)으로 하여 상기 제 1 두께증가부(3)에 끼우더라도 좋다. 이 경우에는, 상기 효과 이외에, 판용수철(14b)의 탄성력에 의해서, 제 1 두께증가부(3)의 둘레방향을 따른 면압력이 균등화하기 쉽게 되는 동시에, 제 1 두께증가부 (3)가 용수철을 가짐으로써, 엔진운전시에 발생하는 열변형을 추종하는 것이 가능하게 되어, 제 1 두께증가부(3)에 있어서의 해당 열변형을 추종하는 면압력의 균등화가 가능하게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 금속비드(4, 5)가 풀 비드의 경우를 예시하였지만, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 2 시일라인(SL2)을 따라 형성하는 비드(BD)에 대해서, 그 금속비드(5)를 하프 비드로 구성하더라도 좋다. 즉, 시일폭이 좁고 풀 비드의 시일폭을 설치하는 만큼의 넓이를 확보할 수 없는 부분에 대해서는, 금속비드(5)를 하프 비드로서 시일폭을 좁게 하면 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 되접어 꺾어 두께증가부를 형성하는 경우를 예시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(20)보다 판두께가 얇은 판조각(30)을 용접으로 고착하여 제 2 두께증가부 (9)로 하여, 단압성형이 불필요하더라도 좋다. 또는 볼트구멍 끝단부를 되접어꺾어 제 2 두께증가부로 하더라도 좋다.

또한, 금속비드(4, 5)의 연재방향을 따른, 비드의 돌출높이 및 폭의 적어도 한쪽을 부분적으로 변경함으로써, 비드 연재방향에 따른 비드에 의한 시일면압력을 균등화하도록 하더라도 좋다. 예를 들면, 상대적으로 볼트근방에서는 비드의 돌출을 낮게 하거나, 비드폭을 작게 설정한다. 시일압력을 균등화함으로써, 보다 정확히 시일하는 것이나 가능하게 된다.

또한, 상기 제 1 비드와 제2 비드와의 사이에 위치하는 기판부분에 대하여, 내식성의 박막피막을 고착하더라도 좋다. 이에 따라, 항상 물과 접촉하는 기판표면의 녹이 방지된다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 기본구성은, 상기 실시형태와 같지만, 비드의 구성이 약간 다르다.

즉, 각 시일라인(SL1, SL2)을 따라 비드가 형성되어 있다.

본 실시형태의 비드(BD)는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 풀 비드로 이루어지는 기판비드(6)와 고무비드(8, 10)와의 합성에 의해 구성되어 있다.

상기 기판비드(6)는, 기판(2)을 판두께방향으로 구부려서 성형되고, 상기 두께증가부(16)측에 해당 두께증가부(16)보다도 높은 볼록형상으로 되어 있다.

또한, 상기 고무비드는, 상기 기판비드(6)의 오목부내에 충전된 제 1탄성시일재(10)와, 상기 기판비드(6)의 볼록부측에 고착한 제 2 탄성시일재(8)로 구성되어 있다.

상기 제 1 탄성시일재(10)는, 그 표면이, 기판(2) 하면과 대략 같은 면의 평면이 되도록 설정되어 있지만, 그 비드폭방향 대략 중앙부에는, 아래쪽으로 볼록한 돌기(11)가 시일라인(SL1, SL2)을 따라 뻗어나도록 형성되어 있다.

또한, 제 2 탄성시일재(8)는, 비드볼록부 표면과 그것에 연속하는 평탄면부분에, 요컨대 기판비드(6)폭보다도 조금 넓은 폭으로 제 2 탄성시일재(8)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 탄성시일재(8)의 높이는, 기판비드(6)의 높이와 거의 같은 높이로서, 그 표면(상면)은 거의 평탄하게 되도록 설계되어 있다.

여기서, 상기 제 2 탄성시일재(8)의 폭은, 기판비드(6)의 폭의 1.5배 이내가 바람직하다. 지나치게 넓어지면 하중이 필요 이상으로 증가해 버린다. 또한, 제 2 탄성시일재(8)의 높이는, 기판비드(6)의 높이의 0.9∼1.1배의 범위의 높이가 바람직하다.

또한, 기판(2)에 설치한 볼트구멍(4) 등의 개구의 수나 그 종류, 시일라인 (SL1, SL2)의 위치 등은, 금속개스킷(1)을 개재하는 실린더헤드 및 실린더블록의 종류에 따라서 당연히 다르다.

그리고, 상기 구성의 금속개스킷(1)은, 엔진의 실린더블록과 실린더헤드와의 접합면 사이에 개재하여 체결볼트로 조이는 것이 부착되고, 상기 체결볼트의 조이는 힘에 의해서 비드가 변형하여, 시일라인(SL1, SL2)을 따라 소요의 시일압력을 발생함으로써, 오일 등의 시일을 한다.

또한, 상기 체결 시에, 연소실구멍(3)의 끝단부에 설치한 두께증가부(16)에 의해서, 비드의 압축변형량이 제한되는 동시에, 해당 두께증가부(16)에 높은 면압력이 발생하여, 해당 두께증가부(16)에 의해서, 고온·고압인 연소가스를 시일하고 있다.

여기서, 개스킷가격을 내리기 위해서 두께증가부(16)의 면위에 아무것도 도포하지 않은 경우에는, 엔진가공면(접합면)과 개스킷 두께증가부(16)와의 접촉은 메탈접촉이 되어, 엔진가공 공구흠집에 의한 3∼6 마이크론의 요철이 상기 가공면에 존재한다. 그리고, 엔진의 가동에 의한 폭발압력은 상시 가압에서는 없고, 맥동(脈動)가압력인 것에 의해, 두께증가부(16)로부터 바깥둘레측을 향하여 약간의 압력누설은 있다. 그러나, 두께증가부(16)의 바깥둘레측을 둘러싸는 비드(BD)에 의해서 시일된다.

본 실시형태의 비드(BD)는, 압력변형한 기판비드(6)와 고무비드와의 합성용수철에 의해서 소요의 시일압력을 발생하는 구조이기 때문에, 기판비드(6)를 구성하는 기판(2)의 경도를 그만큼 내리는 것이 가능하게 되고 있다. 또한, 상하 양 접합면과 접촉하는 비드의 부분은, 압축변형한 탄성시일재(8, 10)의 평탄면이 되어, 그 연질인 탄성시일재(8, 10)가 접촉한 접합면 부분에 있는 엔진의 가공공구흠집을 메움으로써, 상기한 바와 같이 맥동가압력이더라도, 두께증가부(16)로부터 누출된 연소가스를 완전히 시일할 수 있다.

여기서, 탄성시일재를 기판비드(6)의 오목부내에만 충전한 구조의 경우에는, 그 탄성시일재(10)가 압축변형됨으로써, 기판비드(6) 및 기판비드(6)에 계속되는 양쪽의 평탄부분이 위쪽으로 뒤집히도록 변형시키는 외력이 발생한다. 그리고, 기판비드(6)의 피로파괴를 억제하고 또한 기판(2) 비용을 억제하는 목적으로 기판(2)의 경도를 내릴수록, 상기 위쪽으로 뒤집히는 것과 같은 변형이 현재화될 우려가 있지만, 본 실시형태에서는, 볼록부측에도 제 2 탄성시일재(8)를 배치함에 의해, 해당 제 2 탄성시일재(8)의 압축변형에 의해서, 기판비드(6) 및 기판(2)의 상기 변형을 방지하여, 오목부의 제 1 탄성시일재(10)에 의한 시일성능의 열화를 방지하고 있다.

또한, 제 1 탄성시일재(10)를 충전 성형할 때에, 고온 → 냉각개방 과정에서 중앙부가 조금 움푹 패일 우려가 있지만, 본 실시형태에서는, 상기 중앙부에 돌기(11, 9)를 형성함으로써, 체결축력이 약한 엔진에 채용하더라도, 저비용으로 안정한 시일성능을 연소실구멍(3) 바깥둘레에 확보할 수 있다. 또, 볼트체결에 의해서 상기 돌기(11, 9)는 찌그러뜨려진 상태가 되어, 평탄하게 되어 있다.

또한, 볼트구멍(4)의 근방위치는, 체결조건이 좋으면 문제가 되지 않는다. 그러나, 오일구멍(5)이나 체인챔버구멍(17)은 체결볼트로부터 멀기 때문에 체결조건이 나쁘고, 또한, 엔진은 사용회수만큼 냉열사이클을 반복하여 어느 정도의 축력저하가 발생하고, 또한, 엔진가동중의 열로 변형하여 운전중에는 시일조건을 더욱 나쁘게 하고 있다.

이들의 악조건하에서도 완전시일을 완수하기 위해서, 기존기술은 기판비드 (6)의 오목면의 탄성시일재(10)를 충전한 비드구조는, 기판(2)의 경도를 올리면 탄성력은 발생하지만, 진동진폭으로 피로파괴되는 경우가 있어, 지나치게 경도를 올리는 것은 바람직하지 않고, 한편, 경도를 떨어뜨리면 상기와 같은 변형이 발생하여 탄성력을 저하하는 원인이 된다. 이 결점을 보충하기 위해서, 본 실시형태에서는 상기와 같이, 기판비드(6)의 오목면부에 제 1 탄성시일재(10)를 충전하는 것에 아울러, 반대쪽의 볼록부측에 비드폭 이상의 폭으로, 높이가 기판비드(6) 높이와 거의 같은 높이의 제 2 탄성시일재(8)를 성형하여, 기판(2) 및 기판비드(6)의 변형을 방지하고 있다.

여기서, 기판(2)의 경도를 낮게 함으로써 탄성력은 저하하지만 비드오목부에 충전한 제 2 탄성시일재(8)를, 비드볼록부측에 기판비드(6)의 높이와 같은 높이로 성형하였기 때문에 오목부에 충전한 탄성시일재(10)에 의한 변형을 규제하여, 경도가 높은 재질로 기판(2)을 구성하였을 때와 동등하거나 그 이상의 탄성력을 비드(BD)에 갖게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 탄성시일재(10)를 몰드가공할 때, 기판비드(6)의 오목부측은, 기판(2)의 평면부와 같은 면이 되도록 가공하지만, 가공 중에는 온도가 높고 열팽창하고 있어 냉각개방하였을 때에 고무두께가 두꺼운 중앙부에서 열팽창차분만큼 수축하여 미소하게 움푹 패이고, 체결조건이 나쁜, 체결볼트로부터 튀어나온 부분에서, 면압력이 저하하여 압력이 누출되는 경우가 있다.

이에 대하여, 본원발명에서는, 기판비드(6)의 오목부에 충전하는 탄성시일재 (10)표면의 중앙부에 작은 돌기(11)를 형성함으로써, 체결하중을 지나치게 증가시키는 일없이 변형하여, 면압력이 저하하였을 때에 제 2 탄성시일재(8)표면에 형성한 돌기(11)가 융기하여 변형을 따른다. 이 돌기(11)의 면적은 좁지만, 높은 면압력을 발생하여 시일을 완전히 할 수 있다. 즉, 체결볼트로부터 바깥둘레측으로 떨어진 위치이기 때문에, 면압력이 상대적으로 작아지기 쉽지만, 통상시에는 체결하중에 의한 비드의 압축변형에 의한 기판비드(6)의 양면에 설치한 탄성시일재가 대향하는 접합면에 눌러져서 시일한다. 이 때, 오목부측의 탄성시일재(10)에 형성한 돌기(11)는 오목부내에 누른 상태로 변형하여, 접합면의 평면에 따라, 거의 기판 (2)의 평탄면(하면)으로 같은 면의 상태로 되어 있다.

이 정상상태로부터, 진동 등으로, 상기 비드위치에 있어서의 대향하는 접합면사이의 간극이 커져 일시적으로 면압력이 저하하면, 비드의 압축변형량이 작아져서, 시일압력이 저하하지만, 오목부측의 탄성시일재(10)에 있어서는, 상기 간극의 확대에 따라서 돌기(11)가 자동적으로 융기하여 대향하는 접합면과의 사이의 접촉을 확보하는 동시에 접촉면적이 작아짐으로써 돌기(11)에 의한 면압력이 높아져서 시일형상을 유지할 수 있다. 또한, 간극이 작아짐에 따라서 상기 정상상태로 복귀한다.

또, 상기 설명에서는, 대향하는 접합사이의 간극의 변화에 의한 면압력저하를 예로 설명하고 있지만, 대향하는 접합사이의 간극이 변화하지 않는 경우이더라도, 시간경과에 따른 열화로 탄성력이 약하게 되어 면압력이 작아지는 경우라도, 상기한 바와 같이, 면압력의 저하에 따라서 상기 돌기(11)위치에 하중이 집중함으로써{이 경우에는 돌기(11, 9)는 반드시 융기하지 않는다}, 돌기(11) 위치에서의 면압력이 높아져서 소정의 시일압력을 확보할 수 있다.

여기서, 상기 비드위치에 있어서의 접합면사이의 변동폭이 큰 경우에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 기판비드(6) 볼록부측의 탄성시일재에도 돌기(9)를 형성해 두면 좋다.

또한, 비드폭방향에 나란히 하는 돌기(11, 9)의 수는, 1조에 한정되지 않고, 도 11∼도 13에 나타내는 바와 같이, 2조 이상이더라도 좋다. 또한, 2조 이상 설치하는 경우에는, 그 돌기(11, 9) 높이를 다르게 하더라도 좋고, 그 크기에 대해서도 다르게 하더라도 좋다. 복수조의 돌기(11, 9)를 형성하면, 면압력의 부하를 억제하고, 또한 면압력 저하시에는, 복수의 돌기(11, 9)에서 래버린스(labyrinth) 효과를 갖게 하거나, 시일라인(S)의 사실상의 증가에 의해서 안정한 시일성을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 복수개의 돌기(11, 9)에 대해서, 도 14∼도 17에 나타내는 바와 같이, 각 돌기(11, 9)의 크기나 형상(종단면 형상이나 평면에서 보아서의 단위길이당의 면적)을 다르게 하여 돌기(11, 9)의 최적화를 꾀함으로써 상기 효과의 증대를 꾀할 수 있다. 즉, 비드폭방향에 나란히 하여 2조 이상 설치하는 경우는, 상대적으로, 면압력이 높은 쪽의 돌기(11, 9)를 낮게 하거나, 단위길이당의 면적을 작게 설정하는 것이 바람직하다.

시일라인을 따라 뻗어나는 1조의 돌기(11, 9)에 있어서도, 돌기(11, 9)형성위치에 있어서의 면압력에 따라서, 돌기(11, 9) 높이나 형상을 변경하도록 하더라도 좋다. 즉, 상대적으로 면압력이 작아지는 부분일수록, 돌기(11, 9) 높이를 높게 하거나, 돌기(11, 9)의 폭을 넓힌다.

여기서, 상기 돌기(11, 9)는, 시일라인(SL1, SL2)을 따라, 시일라인(SL1, SL2)의 전부에 연속하여 설치하더라도 좋고, 소정간격마다 단속적으로 형성하더라도 좋다.

상기 돌기(11, 9)를, 시일라인(SL1, SL2)에 대하여 부분적으로 형성하는 경우에는, 볼트구멍(4)으로부터 떨어진 상대적으로 면압력이 낮은 위치나 대향하는 접합면사이의 간극의 변동이 상대적으로 큰 부분(면압력 변동의 진폭이 상대적으로 큰 부분)에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 기판비드(6)는, 풀 비드의 경우를 설명하고 있지만, 기판비드(6)가 스텝형상의 하프 비드이더라도 적용 가능하게 된다. 즉, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 스텝형상의 기판비드(6)의 볼록측(기판평탄보다 볼록하게 되는 부분)에 제 2 탄성시일재(12)를 고착하여, 그 볼록부 안쪽의 오목부분에 제 1 탄성시일재(14)를 설치하는 동시에 두께가 두꺼운 부분에 돌기(13, 15)를 형성한다. 작용·효과에 대해서는, 상기 실시형태와 마찬가지다.

여기서, 두께증가부(16) 근방의 비드(BD)에 있어서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 볼록측의 제 2 탄성시일재에 대해서, 볼록부의 경사면의 양쪽에 반드시 설치할 필요는 없다. 즉, 두께증가부(16)측은, 면압력이 상대적으로 높고 또한 기판을 구속하거나 힘이 강하기 때문에, 기판의 변형이 억제되기 때문이다. 체결볼트 근방에 대해서도 마찬가지다.

또, 상기 돌기(11, 9)의 높이는, 돌기형상을 막론하고, 두께증가부(16)의 판두께까지 변형하였을 때의 변형율이 25% 이하가 되도록 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 예는, 기판이 한 장으로 이루어지는 금속개스킷의 경우이지만, 개재하는 접합면 사이에 따라서, 상기의 구성의 기판을 여러 장 적층하여 금속개스킷으로 하더라도 좋다. 이 경우 반드시, 종래 예와 같이 기판비드의 볼록부측이 대향하도록 적층할 필요는 없다.

그 밖의 구성이나 작용효과 등에 대해서는, 상기 실시형태와 마찬가지다.

이상과 같이, 본 발명을 채용하면, 금속비드의 가공정밀도의 향상을 꾀할 수 있는 동시에, 금속개스킷자체 및 금속개스킷을 개재하는 접합면에의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 적어도 연소실구멍 및 냉각수구멍이 개구된 두께가 얇은 금속판을 기판으로 하여,

   연소실구멍의 끝단부를 둘러싸도록 두께가 두꺼운 금속제의 제 1 두께증가부와, 상기 제 1 두께증가부의 바깥둘레측에서 상기 연소실구멍을 무단 고리형상으로 둘러싸는 제 1 비드와, 상기 제 1 비드보다도 바깥둘레측에서 상기 연소실구멍 및 냉각수구멍을 무단 고리형상으로 둘러싸는 제 2 비드를 구비하고,

   상기 제 1 비드와 제 2 비드와의 사이에 위치하는 기판부분에는, 냉각수구멍 이외의 개구가 존재하지 않고, 또한, 상기 제 1 비드 및 제 2 비드는 각각 금속비드와 고무비드와의 합성으로 구성되어 있으며,

   상기 금속비드는, 기판을 판두께방향으로 굴곡하여 상기 제 1 두께증가부보다 높은 볼록부를 한쪽 면측에만 성형하여 구성되고,

   상기 고무비드는, 금속비드 볼록부측 표면에 고착하는 동시에 볼록부 안쪽의 오목부에 충전되어 상기 금속비드의 변형과 동시에 판두께방향으로 압축변형하는 탄성시일재로부터 구성되고, 상기 볼록부측 표면의 탄성시일재를, 적어도 금속비드 볼록부 표면에 고착하는 동시에 금속비드의 비드높이와 동일 또는 대략 동일 높이로 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
2. 제 1 항에 있어서, 기판의 바깥둘레단부측에 대하여, 두께가 두꺼운 금속제의 제 2 두께증가부를 설치하는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 두께증가부는, 대상으로 하는 접합면 사이에 개재되었을 때에 면압력이 균등화되도록, 부분적으로 높이가 변경되고, 또한, 해당 제 1 두께증가부에 있어서의 최저의 높이보다도 제 2 두께증가부의 높이가 낮은 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 두께증가부는, 연소실구멍 끝단부를 되접어 꺾어 형성되어, 그 되접어 꺾은 부분 내에 심을 넣음으로써, 해당 제 1두께증가부의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 두께증가부는, 연소실구멍 끝단부를 되접어 꺾어 형성되어, 그 되접어 꺾은 부분 내에 기판 판두께방향으로 탄성력을 발휘하는 판용수철을 개재한 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 비드는, 비드연재방향을 따라서, 비드의 돌출높이 및 폭의 적어도 한쪽을 부분적으로 변경함으로써, 비드 연재방향에 따른 비드에 의한 시일면압력을 균등화하는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 비드와 제2 비드와의 사이에 위치하는 기판부분이고, 또한 상기 기판의 적어도 금속비드 볼록부측 표면에 대하여, 상기 탄성시일재보다도 얇은 내식성의 피막을 고착하는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고무비드를 구성하는 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 한쪽에 대하여, 1조 또는 2조 이상의 돌기를 시일라인에 따라 설치한 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고무비드를 구성하는, 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 한쪽에 있어서의, 시일면압력이 상대적으로 낮은 부분에 대하여, 1조 또는 2조 이상의 돌기를 설치한 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 각 조의 돌기는, 연재방향에 따른 돌기높이 및 폭의 적어도 한쪽이, 돌기형성위치에 있어서의 시일면압력에 따라서 변경되어, 시일면압력이 작을수록, 상기 돌기높이 및 폭의 적어도 한쪽의 값을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 볼록부측 표면에 고착한 탄성시일재 표면, 및 상기 오목부에 충전된 탄성시일재 표면의 적어도 한쪽에 복수개의 돌기를 설치하고, 그 복수개의 돌기에 있어서, 돌기높이 및 단위길이당의 면적의 적어도 한쪽을, 돌기형성위치의 시일면압력에 따라서 다르게 한 것을 특징으로 하는 금속개스킷.
12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 여러 장의 기판이 적층되어 구성되는 것을 특징으로 하는 금속개스킷.