KR100759661B1

KR100759661B1 - 가스켓

Info

Publication number: KR100759661B1
Application number: KR1020060023902A
Authority: KR
Inventors: 고사쿠 우에타
Original assignee: 니혼 메타루 가스켓토 가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-17
Also published as: CN1952374B; US20070090608A1; DE602006007783D1; JP2007139177A; US7815197B2; EP1777443A1; EP1777443B1; CN1952374A

Abstract

[과제] 소형 경량으로 강성(剛性)이 낮고, 또한 고성능의 엔진에서도 필요한 씰링 성능을 확보할 수 있는 가스켓을 제공한다.

[해결 수단] 금속제의 기판(1)과, 기판(1)의 연소실 구멍(2) 주위에 적층되는 심(shim)판(4)을 구비한다. 기판(1)에 연소실 구멍(2)의 둘레가장자리를 따라서 기판 비드(3)가 형성되어 있다. 심(shim)판(4)은, 기판(1)에 있어서의 제 1 평탄부(B1), 기판 비드 형성 위치(A), 및 제 2 평탄부(B2)와 대향하여 배치되는 크기를 가진다. 심(shim)판(4)의 제 1 기판(1)과 대향하는 부분에, 복수조의 보조 비드(5a)가 형성되어 있다.

Description

가스켓{GASKET}

도 1은 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 가스켓을 나타내는 주요부 평면도이다.

도 2는 도 1에 있어서의 I-I선 단면도이다.

도 3은 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 기초한 제 1 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명에 기초한 제 2 실시형태에 관한 가스켓을 나타내는 단면도이다.

도 9는 본 발명에 기초한 제 2 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이 다.

도 10은 본 발명에 기초한 제 2 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명에 기초한 제 2 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 12는 본 발명에 기초한 제 3 실시형태에 관한 가스켓을 나타내는 단면도이다.

도 13은 본 발명에 기초한 제 3 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 14는 본 발명에 기초한 제 4 실시형태에 관한 가스켓을 나타내는 단면도이다.

도 15는 본 발명에 기초한 제 4 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 16은 본 발명에 기초한 제 4 실시형태에 관한 변형예를 나타내는 도면이다.

도 17은 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 18은 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 19는 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 20은 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 21은 실시형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기판 2 : 연소실 구멍

3 : 기판 비드 4 : 심(shim)판

4b : 두께증가부 5a : 보조 비드

5b : 제 2 보조 비드 10 : 부판(副板)

10a : 단차 11, 12 : 돌기

A : 기판 비드 형성 위치 B1 : 제 1 평탄부

B2 : 제 2 평탄부

[특허문헌 1]일본 특허공개 2002-5292호 공보

[특허문헌 2]일본 특허공개 2002-31237호 공보

본 발명은, 실린더 블록과 실린더 헤드의 접합면 사이에 끼워 장착되어, 체결 볼트로 체결함으로써, 상기 접합면 사이를 씰링하는 가스켓에 관한 것이다.

기판 및 심(shim)판을 가진 가스켓으로서는, 예를 들면 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 가스켓이 있다.

특허문헌 1에 기재된 가스켓에서는, 기판의 연소실 구멍의 주위에 기판 비드가 설치되고, 그 기판 비드를 덮도록 하여 심(shim)판이 기판에 대향하여 배치되어 있다. 그 심(shim)판은, 기판에 있어서의 연소실 구멍 끝단부로부터 기판 비드보다 바깥측의 물구멍 위치까지의 해당 기판에 대향하는 크기의 판이다. 그 심(shim)판에는, 기판에 있어서의 비드로부터 연소실측의 평탄부 및 연소실보다 바깥측의 평탄부에 각각 맞닿도록, 1조만의 보조 비드가 성형되어 있다. 그리고, 실린더 블록과 실린더 헤드의 접합면 사이에 끼워 장착되어, 체결 볼트를 체결하였을 때에, 엔진의 변형 등으로 강성(剛性)이 약한 부분에서 틈새가 발생하여도, 심(shim)판에 성형된 보조 비드가 뒤따라서, 기판 비드측에 가스나 냉각수가 진입하는 것을 방지하는 것이다.

또한, 특허문헌 2에 기재한 가스켓에서도, 기판의 연소실 구멍의 주위에 기판 비드가 설치되어, 그 기판 비드를 덮도록 하여 심(shim)판이 기판에 대향하여 배치되어 있다. 그 심(shim)판은, 기판에 있어서의 연소실 구멍 끝단부로부터 기판 비드보다 바깥측의 물구멍 위치까지의 해당 기판에 대향하는 크기의 판이다. 또한, 심(shim)판은, 연소실 구멍측 끝단부가 되접어 꺾여 2중으로 되어 있음과 동시에, 기판 비드보다 바깥측에는 보조 비드가 성형되어 있다. 그리고, 실린더 블록과 실린더 헤드의 접합면 사이에 끼워 장착되어, 체결 볼트를 체결했을 때에, 가스켓의 판두께의 차이 만큼 엔진을 변형시켜 체결되어, 기판 비드보다도 연소실 구멍측의 면압을 높이고 있다. 그러나, 엔진은 강체(剛體)가 아니기 때문에 체결 볼트 사이에서 변형 차이가 발생한다. 이에 대해, 상기 변형 차이를 개선하기 위해서, 심(shim)판에 있어서의, 2중으로 되어 면압이 높은 연소실측 끝단부의 부분의 두께를 둘레방향을 따라서 변화하도록 단조 성형하여, 면압이 높은 부분은 낮게, 면압이 낮은 부분은 높게 하여 둘레방향에 따른 면압의 평균화를 도모하고 있다.

근래 급속히 기술 혁신이 진행되어, 엔진의 소형 경량화로 엔진 강성도 더욱 더 저하하는 경향이 있지만, 특허문헌 1의 가스켓에서는, 기판에 나란히 설치된 상기 심(shim)판은 기판보다 판두께도 얇기 때문에 상기 심판에 형성되는 보조 비드의 스프링력은 작고, 또한, 기판 비드보다도 연소실측에 성형한 상기 보조 비드가 1조만으로는, 그 보조 비드가 발생하는 면압도 낮기 때문에, 특히 면압이 약한 볼트 사이에서는, 높은 연소압력이 심판(shim)의 1조의 보조 비드를 변형시켜 고온의 가스가 보조 비드를 통과하여, 기판 비드까지 도달하는 경우가 있고, 이것은 장기적으로 보면, 이 열의 영향으로 기판 비드도 서서히 열화한다고 하는 문제로 연결되는 것을 발명자들은 발견하였다.

한편, 특허문헌 2에 기재된 가스켓에서는, 심(shim)판의 연소실 구멍측의 끝단부를 되접어 꺾어 2중으로 하여 면압의 증대를 도모함과 동시에, 되접어 꺾어서 두꺼워진 원둘레 상의 판두께에 억양(抑揚) 변화를 가함으로써, 연소실 구멍 근방의 면압의 증대와 둘레방향에 따른 압력의 평균화를 도모한 것이다. 이것은, 정지 상태에서는 효과는 인정되지만, 근래에, 급속한 기술 진보로 소형경량, 고성능화로 밸브 수의 증가, 압축비의 증대, 연료 희박 연소 기술의 향상 등으로 엔진 강성이 더욱 더 저하하고, 또한 연소 온도의 상승으로 열에 의한 변형이 크고, 특히 냉각할 때부터 급속 가열 냉각의 반복으로 보어 사이의 열변형이 커지고 있는 엔진에의 적용을 고려할 경우, 특허문헌 2의 기술에 상기 특허문헌 1에 기재된 기술을 병용 한다고 해도, 열변형과 또한 동시에 일어나는 연소 폭발압력으로 실린더 헤드는 맥동(脈動)하는 결과, 볼트의 탄성 영역에서 볼트 근방은 흡수할 수 있지만, 볼트 사이나 보어 사이는 변형 추종력이 부족하여 보충되지 않고 가스의 빠져나감으로 연결되는 경우가 있는 것을 발명자들은 발견하였다. 특히 디젤 엔진 등, 높은 압축비의 엔진에 적용했을 경우에 상기 문제는 발생하기 쉽다.

본 발명은, 상기와 같은 사실로부터 얻어진 것으로, 소형 경량화로 강성이 낮고 출력이 큰 엔진이어도 충분히 씰링이 가능한 가스켓을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명 중의 청구항 1에 기재된 발명은, 연소실 구멍이 개구함과 동시에 그 연소실 구멍을 둘러싸도록 비드가 설치된 기판과, 그 기판의 연소실 주위에 적층 배치되고 또한 상기 기판보다 판두께가 얇은 심(shim)판을 구비하며, 상기 심(shim)판은, 기판에 있어서의 상기 기판 비드 형성 위치와 상기 기판 비드 형성 위치를 사이에 두고 연소실측의 평탄 부분인 제 1 평탄부 및 연소실로부터 멀리 떨어진 측의 평탄 부분인 제 2 평탄부에 대향하는 가스켓에 있어서,

상기 심(shim)판에 있어서의 상기 제 1 평탄부와 대향하는 위치에, 연소실 구멍 둘레가장자리를 따라서 연이어지는 보조 비드를 2조 이상 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 구성에 대해, 상기 심(shim)판에 있어서의 상기 제 2 평탄부와 대향하는 위치에, 제 2 보조 비드를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 구성에 대해, 상기 제 1 평탄부와 대향하는 심(shim)판의 부분은, 심(shim)판이 2매 이상 적층되어 판두께가 두꺼운 두께증가부로 되어 있으며, 그 두께증가부를 구성하는 심(shim)판의 적어도 1매에, 상기 보조 비드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구항 4에 기재한 발명은, 청구항 1∼청구항 3의 어느 한 항에 기재된 구성에 대해, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판(副板)이 끼워져 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의, 상기 제 1 평탄부 및 제 2 평탄부와 겹치는 위치의 적어도 한쪽에, 상기 부판을 판두께 방향으로 굴곡하여 변형함으로써 돌출시킨 돌기를, 연소실 구멍 둘레가장자리를 따라서 연이어지도록 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

다음에, 청구항 5에 기재한 발명은, 청구항 1∼청구항 4의 어느 한 항에 기재된 구성에 대해, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 형상의 1매의 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의 상기 심(shim)판과 대향하는 부분을 그 외의 부분보다 도, 대향하는 심(shim)판의 총판두께의 1/3∼2/3의 양만큼 반대측으로 오목해지도록 오프셋(offset)시켜 단차를 붙인 것을 특징으로 하는 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

다음에, 본 발명에 관한 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 일례인 금속 가스켓을 설명하기 위한 주요부 평면도, 도 2는 도 1의 I-I선의 주요부 단면도이다.

(구성)

먼저 구성에 대하여 설명하면, 본 실시형태의 금속 가스켓은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 금속제의 기판(1)과, 그 기판(1)보다도 얇게 형성되어 상기 기판(1)의 연소실 구멍(2) 주위에 적층되는 심(shim)(4)을 구비한다.

상기 기판(1)에는, 보어에 대응하는 위치에 연소실 구멍(2)이 개구함과 동시에, 그 연소실 구멍(2)의 둘레가장자리를 따라서 연소실 구멍(2)을 둘러싸도록 풀 비드로 이루어진 기판 비드(3)가 형성되어 있다. 그 기판 비드(3)의 바깥둘레측에는, 물구멍(7)이나 기름구멍(8) 등의 액체구멍 및 볼트구멍(6)이 적절히 개구하여, 씰링이 필요한 부분에, 별도로 비드가 형성되어 있다.

여기서, 상기 기판(1)에 있어서의, 기판 비드(3)보다 연소실측의 평탄부를 제 1 평탄부(B1)로, 기판 비드(3)의 바깥둘레측의 평탄부를 제 2 평탄부(B2)로 부른다. 제 2 평탄부(B2)는, 기판 비드(3)와 액체구멍(7, 8) 및 볼트구멍(6) 사이의 평탄부이지만, 기판 비드(3) 근방의 평탄부가 바람직하다.

상기 심(shim)판(4)은, 연소실 구멍(2)과 같은 크기의 개구를 가진 둥근 고리형상의 얇은 판으로서, 상기 기판(1)에 있어서의 제 1 평탄부(B1), 기판 비드 형성 위치(A), 및 제 2 평탄부(B2)와 대향하여 배치되는 크기를 가진다. 이에 따라, 연소실 구멍(2)의 주위와 다른 부분의 사이에 판두께 차이가 형성된다.

또, 상기 심(shim)판(4)은, 연소실 구멍(2)마다에 각각 설치되지만, 조립하기 쉽도록, 본 실시형태에서는, 인접한 심(shim)판(4)이, 연결부(4a)를 통하여 연결되어 1매의 판으로 되어 있다.

또한, 본 실시형태의 심(shim)판(4)은, 도 2와 같이, 기판 비드(3)의 볼록부측을 덮도록 배치되어 있다.

상기 심(shim)판(4)에는, 상기 기판(1)에 있어서의 기판 비드 형성 위치(A)보다 연소실 구멍(2)측에 있는 제 1 평탄부(B1)와 대향하는 부분에, 복수조(도 2에서는 3조의 경우를 예시하고 있다)의 보조 비드(5a)가, 연소실 구멍(2) 둘레가장자리를 둘러싸도록 형성되어 있다. 각 보조 비드(5a)는, 심(shim)판(4)을 기판(1)측이 볼록해지도록 두께 방향으로 굴곡하여 성형된 것으로, 두께 방향으로 탄성변형이 가능하다. 이 각 보조 비드(5a)는, 기판(1)의 기판 비드(3)보다도 높이가 낮게 설정되어 있다.

여기서, 볼트를 체결할 때의 체결력은 상대적으로, 볼트구멍 근방에서 크고, 볼트구멍 사이에서 작다. 본 실시형태에서는, 도시는 생략 하지만, 보조 비드(5a)의 높이 치수를, 볼트구멍 근방으로부터 각 볼트구멍 사이의 중앙부를 향해서 점차 높아지도록, 연소실 구멍(2)의 둘레방향을 따라서 억양(抑揚)을 붙이고 있다.

(작용 효과 등)

다음에, 상기 구성에 있어서의 작용 효과 등에 대해서 설명한다.

상기 구성의 가스켓을 실린더 블록과 실린더 헤드의 사이에 끼워 장착하여 체결 볼트로 체결하면, 기판 비드(3), 보조 비드(5a)의 순으로 판두께 방향으로 압축 변형하여, 체결을 종료할 때에는, 심(shim)판(4)을 배치한 연소실 구멍(2)의 주위의 두꺼운 부분과 다른 얇은 부분{기판(1)의 바깥둘레 가장자리부}의 판두께 차이에 의해, 연소실 구멍(2)의 주위에 면압이 집중하여 씰링 조건이 제일 엄격한 실린더 보어 끝단부 주위에 최대 하중이 작용하여, 상기 연소실 구멍(2)의 둘레가장자리의 씰링이 이루어진다.

이 실시형태에서는, 심(shim)판(4)을, 기판 비드(3)와도 대향하도록 적층 배치하여 다른 부분과의 판두께 차이를 형성하고 있기 때문에, 기판 비드(3)의 연소실 구멍(2)측에만 심(shim)판(4)을 배치하여 다른 부분과의 판두께 차이를 형성했을 경우에 비해, 실린더 보어 끝단부 주위{제 1 평탄부(B1)의 부분}에 작용하는 최대 하중이 낮아지는 한편으로, 압축 변형한 기판 비드(3)의 탄성 반발력에 의한 씰링 압력, 기판 비드(3)의 연소실 구멍(2)측에 설치된 보조 비드(5a)의 씰링 압력의 탄성 반발력에 의한 씰링 압력이 발생하여, 고온 고압의 연소 가스에 대해서 보조 비드(5a)에 의한 1차 씰링, 기판 비드(3)에 의한 2차 씰링이 이루어진다.

그리고, 엔진이 가동하면, 온도는 상승하여 팽창하며 면압도 상승하고, 계속해서, 폭발에 의한 진동 진폭도 발생하지만, 판두께도 비드의 폭도 높이도 다른 2종류의 비드(3, 5a)는 상대 비드의 결점을 서로 보충하는 효과를 발휘한다.

이 때, 심(shim)판(4)에 성형한 2조 이상의 보조 비드(5a)는, 기판 비드(3)보다 연소실측의 제 1 평탄부(B1)에 맞닿아서 면압이 높은 볼트 근방은 크게 변형하고, 면압이 낮은 보어 사이나 볼트 사이는 면압에 비례해서 변형하여 상술의 1차 씰링을 형성하지만, 본 실시형태에서는, 심(shim)판(4)의 보조 비드(5a)가 2조 이상 형성되어 있기 때문에, 1차 씰링이기는 하지만, 2개의 씰링 라인을 가지고 있게 된다.

즉, 심(shim)판(4)은 기판(1)보다 판두께도 얇기 때문에 상기 심(shim)판(4)에 형성되는 각 보조 비드(5a) 단일체의 스프링력은 작지만, 본 실시형태에서는, 2조 이상의 보조 비드(5a)를 설치함으로써, 기판 비드(3)보다 연소실 구멍(2)측에 배치한 보조 비드(5a)에서 발생하는 면압을 높게 할 수 있다. 또한, 2조 이상의 보조 비드(5a)에 의한 래버린스(labyrinth) 효과도 기대할 수 있다. 이 때문에, 특히 면압이 약한 볼트 사이에서, 높은 연소압력이 심(shim)판(4)의 연소실 구멍(2)에 가까운 쪽의 1조째의 보조 비드(5a)를 변형시켜 고온의 가스가 상기 보조 비드(5a)를 통과하는 경우가 있어도, 그 바깥둘레측의 보조 비드(5a)로 씰링이 이루어지기 때문에, 고온의 가스가 기판 비드(3)까지 도달하는 것이 방지되어, 고온 가스와의 접촉에 의한 열의 영향으로, 시간경과에 따라 기판 비드(3)가 서서히 열화한다고 하는 문제로 연결되는 것이 방지된다. 이에 따라, 최근 급속한 기술진보로 소형경량, 고성능화로 밸브 수의 증가, 압축비의 증대, 연료 희박 연소 기술의 향상 등으로, 엔진 강성은 저하하고, 또한 연소 온도의 상승으로 열에 의한 변형이 크고, 특히 냉각할 때부터 급속 가열 냉각의 반복으로 보어 사이는 열변형이 큰 엔 진에 채용해도, 볼트 사이나 보어 사이에서도 충분한 변형 추종력이 확보되어 가스의 빠져나감을 방지할 수 있게 된다.

또한, 복수조의 보조 비드(5a)로 함으로써, 보조 비드(5a)에서 부담하는 압력이 커져, 보조 비드(5a)가 기판 비드(3)의 전체 굴절을 방지하는 스토퍼로서 작용할 수도 있다.

또한, 체결압력이 작은 볼트 사이에서도 보조 비드(5a)에 의한 압력이 증대함으로써, 보조 비드(5a)가 기판 비드(3)를 힘을 가하여 들어 올리는 방향으로 탄성력을 발휘함으로써, 기판(1)의 진동을 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태의 가스켓은, 엔진의 소형 경량화, 고성능화가 급속히 진화하여 엔진 강성의 저하를 보충하는 구조로 되어 있다.

여기서, 도 3과 같이, 심(shim)판(4)에 있어서의, 제 2 평탄부(B2)와 대향하는 부분{기판 비드(3)의 바깥둘레측과 대향하는 부분}에도 제 2 보조 비드(5b)를 설치해도 좋다.

이와 같이 하면, 기판 비드(3)의 바깥측에도 제 2 보조 비드(5b)가 성형되기 때문에, 보어측으로부터 보면 3차 씰링 효과, 기판 비드(3) 전후의 심(shim)판(4)에 성형한 보조 비드(5a, 5b)와 기판(1)에 성형한 기판 비드(3)가 엔진에 장착 체결될 때에 서로 공동으로 1, 2, 3차 씰링 라인을 형성하고, 엔진 강성에 대응하여 각 부에서 협력하여 씰링하게 된다. 예를 들면 변형이 큰 볼트 사이에서는, 변형량이 큰 기판 비드(3)가 제일 먼저 변형을 시작하여 크게 변형해 가면, 볼트에 가까운 심(shim)판(4)의 제 2 보조 비드(5b)가 접촉 변형하고 계속해서 연소실측의 보조 비드(5a)가 변형해 나가서, 체결이 완료했을 때 엔진의 강성과 가스켓의 스프링 응력이 균형을 이룬다.

또한, 제 2 보조 비드(5b)에 의한 3차 씰링이 이루어지게 됨으로써, 제 2 보조 비드(5b)에 의한 씰링 압력으로 물구멍(7)으로부터 냉각수가 기판 비드(3)측으로 침입하는 것을 저지할 수 있다.

여기서, 기판 비드(3)의 연소실 구멍(2)측에 설치된 보조 비드(5a)의 높이 치수를 연소실 구멍(2)으로부터 멀리 떨어지는 측에 설치된 제 2 보조 비드(5b)의 높이 치수보다 높게 하도록 해도 좋다. 이렇게 하면, 볼트 체결 위치로부터 떨어진 위치(면압이 낮아지는 측)에서의 보조 비드(5a)의 압축 변형량을 많게 할 수 있으므로, 양 보조 비드(5a, 5b)에 의한 연소실 구멍(2)의 지름 방향에 있어서의 씰링 압력의 균일화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 심(shim)판(4)의 보조 비드(5a)와 기판(1)의 기판 비드(3)의 간격을 둘레방향을 따라서 대략 균일하게 하고 있지만, 이에 대신하여, 보조 비드(5a)의 둘레방향의 궤적을 볼트구멍 근방은 기판 비드(3)에 접근시키고, 각 볼트 구멍 사이는 기판 비드(3)로부터 멀리 떨어지게 함으로써, 면압을 조정하여 둘레방향에 있어서의 씰링 압력의 균일화를 도모하도록 해도 좋다.

또한, 상기 제 1 평탄부(B1)와 대향하는 복수조의 보조 비드(5a)를 풀 비드로 형성하는 경우를 예시하고 있지만, 반드시 풀 비드로 할 필요는 없고, 예를 들면 스텝형상의 하프 비드를 조합하여 2조 이상의 보조 비드(5a)를 형성해도 좋다. 사용 조건에 따라서, 풀 비드와 하프 비드를 나누어 사용하면 좋다.

또한, 기판(1)은 1매일 필요는 없고, 예를 들면 도 4나 도 5와 같이, 2매의 기판(1)을 적층하여 구성하고, 그 2매의 기판(1) 사이에 심(shim)판(4)을 배치해도 좋다. 이 예에서는, 상하의 기판(1)의 기판 비드(3)의 볼록부측을 서로 대향하여 배치하고 있지만, 오목부측을 대향하여 배치해도 좋다. 또한, 심(shim)판(4)에 대해서도 2매 이상으로 해도 좋다.

도 6 및 도 7에 나타내는 변형예는, 2조의 보조 비드(5a) 및 제 2 보조 비드(5b)를 스텝 형상의 하프 비드로 구성하는 경우와, 기판 비드(3)의 오목부측을 대향하여 배치했을 경우의 예시이다.

(제 2 실시형태)

다음에, 제 2 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 상기 제 1 실시형태와 같은 부분 등에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

(구성)

본 실시형태의 가스켓의 기본 구성은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태와 같지만, 제 1 평탄부(B1)와 대향하는 심(shim)판(4) 부분의 판두께의 두께를 증가시킨 것이다.

즉, 심(shim)판(4)에 대해서, 연소실 구멍(2)측의 부분을 되접어 꺾음으로써 심(shim)판(4)을 2매 적층하여 두께증가부(4b)로 한 것이다.

(작용 효과 등)

이 가스켓에 있어서는, 상기 작용·효과 외에, 다음과 같은 작용·효과를 가진다.

즉, 기판 비드(3)보다도 연소실측의 심(shim)판 부분의 두께를 증가시킴으로써, 제 1 평탄부(B1)에서의 면압이 증대한다. 이 결과, 엔진을 운전할 때의 맥동 진폭은 더욱 더 아주 작게 되어 심(shim)판(4)에 성형한 보조 비드(5a)로 변형에 대응할 수 있다.

또한, 제 1 평탄부(B1)에 대향하는 부분의 심(shim)판(4)의 판두께의 두께를 증가시킴으로써, 그만큼 기판 비드(3)의 전체 굴절을 방지할 수 있다.

여기서, 본 실시형태에서는, 제 1 평탄부(B1)에서 적층하고 있는 심(shim)판(4) 부분 중에서, 되접어 꺾은 부분이 아닌 측에 상기 복수조의 보조 비드(5a)를 형성했을 경우를 예시하고 있지만, 되접어 꺾은 부분측에 복수조의 보조 비드(5a)를 설치하거나, 2매 모두 보조 비드(5a)를 개별적으로 설치하거나 해도 좋다.

또한, 두께증가부(4b)는, 복수매의 심(shim)판(4)을 코킹 등으로 접합하여 구성해도 좋다.

또한, 도 9와 같이, 제 1 평탄부(B1)에 대향하여 배치되어 있는, 적층된 2매의 심(shim)판(4)분을 함께 물결처럼 굽이치도록 판두께 방향으로 성형하여 2조 이상의 보조 비드(5a)를 작성해도 좋다.

여기서, 기판(1)은 1매일 필요는 없고, 예를 들면 도 10이나 도 11과 같이, 2매의 기판(1)을 적층하여 구성하고, 그 2매의 기판(1) 사이에 심(shim)판(4)을 배치해도 좋다. 이 예에서는, 상하의 기판(1)의 기판 비드(3)의 볼록부측을 서로 대향하여 배치하고 있다. 또한, 심(shim)판(4)에 대해서도 2매 이상으로 해도 좋다.

또한, 적층하는 2매의 기판(1)은, 기판 비드(3)의 오목부측이 대향하도록 배 치해도 좋다.

(제 3 실시형태)

다음에, 제 3 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또, 상기 제 1 실시형태와 같은 부분 등에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

(구성)

본 실시형태의 가스켓은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 상술의 기판 비드(3)를 구비한 기판(1)을 2매 적층하고, 그 2매의 기판(1)의 사이에, 상기 보조 비드(5a)를 가진 1매의 심(shim)판(4)과 함께, 두께 조정용의 부판(10)을 끼워 삽입한 것이다. 부판(10)은, 기판(1)과 거의 같은 크기의 판이며, 본 실시형태에서는, 기판(1)보다 두꺼운 경우를 예시하고 있다.

상세히 설명하면, 상하의 2매의 기판(1)이, 서로의 기판 비드(3)의 볼록부측이 대향하도록 적층되어 있다. 또한, 부판(10)에 있어서의 심(shim)판(4)과 대향하는 부분{심판(4)이 맞닿는 범위}을, 다른 부분보다도, 심(shim)판(4)의 총판두께의 1/2의 양만큼 아래쪽에 오프셋(offset)시킴으로써, 연소실 구멍(2)측에 단차(10a)가 설치되어 있다. 그 단차(10a)에 의해서 상기 부판(10)의 상면에 형성된 단차(10a) 오목부에, 심판(4)이 얹어 놓여져(끼워 맞춰지고) 있다. 여기서, 상기 오프셋 량은, 1/3∼2/3의 범위로 설정하면 좋다. 가장 바람직하게는, 상술한 바와 같이 대향하는 부분의 심(shim)판(4)의 두께의 1/2의 양이다.

또한, 심판(4)에는, 상기와 같이, 보조 비드(5a, 5b)가 형성되어 있다. 각 보조 비드(5a, 5b)는 모두 풀 비드로 되어 있고, 또한, 보조 비드(5a)의 높이가 보 조 비드(5b)보다 높게 되어 있다.

(작용·효과 등)

이와 같이 부판(10)을 끼워 삽입함으로써, 가스켓의 두께를 원하는 두께로 조정할 수 있다.

또한, 심(shim)판(4)의 두께의 1/2의 단차(10a)를 부판(10)에 설치함으로써, 볼트를 체결할 때에, 상하의 기판(1)에 대해 균등한 하중을 부하시키는 것이 가능해진다.

여기서, 상기 실시형태에서는, 위쪽의 기판(1)에만 심(shim)판(4)이 대향하여 배치되는 경우를 예시하고 있지만, 부판(10)과 아래쪽의 기판(1)의 사이에, 심(shim)판(4)을 배치하더라도 좋고, 부판(10)의 위쪽과 아래쪽의 양쪽 모두에 각각 심(shim)판(4)을 배치해도 좋다. 부판(10)의 상하 양측에 각각 심판(4)을 배치하는 경우에는, 상기 단차(10a)를 설치할 필요는 없다. 무엇보다 부판(10)의 상하 양면에 심(shim)판(4)을 끼워 맞춤하는 오목부를 형성하여 위치 결정을 용이하게 해도 좋다.

또한, 도 13과 같이, 심(shim)판(4)의 제 1 평탄부(B1)와 대향하는 부분이 두께가 증가되어 있는 경우에는, 그 두께증가의 반, 즉 심(shim)판(4) 1매분의 두께만큼, 상기 두께증가부(4b)와 대향하는 부분에 2단째의 단차(10a)를 설치하면 좋다.

도 13에서는, 대향하는 심(shim)판(4)의 두께에 따라 2단, 단차(10a)가 형성되어 있지만, 두께증가부(4b)와 대향하는 부분에 2단째의 단차(10a)를 설치하지 않 아도 좋다. 이 경우라 하더라도, 오프셋 량은, 대향하는 총판두께의 1/3∼2/3의 범위에 들어간다.

(제 4 실시형태)

다음에, 제 4 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 상기 제 3 실시형태와 같은 부분 등에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

(구성)

본 실시형태의 가스켓의 기본 구조는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 제 3 실시형태와 같지만, 부판(10)에 돌기(11)를 설치한 것이 다르다.

본 실시형태에서는, 부판(10)에 있어서의, 상기 복수조의 보조 비드(5a)의 형성 범위와 겹치는 부분에 대해서, 판두께 방향으로 돌출시키도록 굴곡하여 변형시켜 비드 형상의 돌기(11)를 형성하고 있다. 이 돌기(11)는, 기판 비드(3)보다도 돌출량이 낮음과 동시에 연소실 구멍(2) 둘레가장자리부를 따라서 연이어짐과 동시에, 판두께 방향으로의 하중에 의해서 소성 변형하는 것이다.

판두께 방향의 하중에 의한 상기 돌기(11)의 변형에 대해서, 소성변형이 지배적으로 되기 위해서는, 예를 들어, 경도가 낮은 연질의 금속, 예를 들면 아연 도금을 실시한 철판으로 제조하면 좋다. 경도로 나타내면 Hv 200 이하의 재료로 부판(10)을 구성하면 좋다.

그 외의 구성은, 상기 제 3 실시형태와 같다.

(작용 효과 등)

본 실시형태에서는, 제 1 평탄부(B1)에 대해서, 복수조의 보조 비드(5a)를 설치함으로써, 1조의 보조 비드(5a)를 설치하는 경우에 비해서, 볼트를 체결할 때에 부담하는 하중이 커짐과 동시에, 부하되는 하중에 따라 상기 부판(10)의 돌기(11)가 하중을 받아 하중에 따른 양만큼 소성 변형한다. 이 때, 볼트를 체결할 때에, 볼트구멍 근방보다도 볼트구멍 사이에 부하되는 하중은 작기 때문에, 그 하중에 따라 각 부의 돌기(11)가 소성 변형하여 자연스럽게 높이 조정이 이루어진다. 이 결과, 돌기(11)가 소성 변형함으로써 보어 둘레가장자리부의 면압이 과도하게 높아지는 것을 방지하면서, 더욱 둘레방향에 따른 가스켓의 두께가 체결할 때의 하중에 따라 자동적으로 억양(抑揚)이 붙음에 따라, 보어 둘레가장자리부의 둘레방향에 따른 면압이 자동적으로 균일화한다. 이 때문에, 미리 부하되는 하중에 맞추어 둘레방향에 따른 보조 비드(5a)의 높이에 억양을 정밀도 좋게 붙이지 않아도, 또한 억양을 전혀 설치하지 않아도, 보어 둘레가장자리부의 둘레방향에 따른 면압을 균일화시킬 수 있다.

또, 상기 소성 변형하는 돌기(11)의 높이 및 폭을 둘레방향을 따라서 변화시켜 두어도 좋다. 이 경우에는, 상대적으로 볼트구멍 사이에서 높게 혹은 폭이 좁아지도록 조정하면 좋다. 높게 혹은 폭을 좁게 할수록 돌기(11)의 강성이 높아져 무너지기 어렵게 되어 압력을 부담하기 쉬워진다.

여기서, 상기 실시형태에서는, 돌기(11)를 1조만 설치하는 경우를 예시하고 있지만, 2조 이상 설치해도 좋다. 또한, 보어 둘레가장자리부에 대해서, 볼트구멍 사이의 가스켓 두께를 상대적으로 높게 하기 위해서, 볼트구멍 사이의 부분에만 상기 연소실 구멍(2)에 따른 돌기(11)를 형성해도 좋다.

또한, 도 15와 같이, 제 2 평탄부(B2)에 있어서의 제 2 보조 기판 비드 형성 위치(A)와 대향하는 부분에도 둘레방향으로 연이어지는 돌기(11)를 설치해도 좋다. 이렇게 하면, 제 2 보조 기판 비드 형성 위치(A)에 있어서의 둘레방향의 면압의 균일화가 도모되어, 볼트구멍 사이에서도 적절한 면압을 보조 비드(5a)로 발생이 가능하고, 액체구멍으로부터의 액체가 기판 비드(3)측에 보다 침입하기 어려워져, 보다 기판 비드(3)의 수명, 즉 가스켓의 수명이 향상한다.

또한, 도 16과 같이, 심(shim)판(4)의 제 1 평탄부(B1)와 대향하는 부분의 심판(4)이 2매 이상인 두께증가부(4b)가 형성되어 있어도 좋다.

여기서, 상기 전체 실시형태에 있어서, 제 1 평탄부와 대향하는 위치에, 심(shim)판(4)를 2매 이상 적층하는 예로서, 도 10 등에 있어서는, 되접어 꺾어 적층하는 경우를 예시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적층되는 심(shim)판(4)은 별도체로도 좋고, 적층되는 심(shim)판(4)의 사이에 부판(10)이 끼워 삽입된 상태가 되어 있어도 좋고, 적층되는 심판(4, 4)끼리가 연결되어 있을 필요도 없다. 도 17∼도 21에 그 일례를 나타낸다. 또, 도 17∼20에서는, 한쪽의 심판(4)을 부판(10) 혹은 기판(1)에 용접 등에 의해서 고정했을 경우를 예시하고 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 적층되는 심(shim)판(4)은 3매 이상이어도 좋다.

본 발명에 의하면, 소형 경량으로 강성(剛性)이 낮고, 또한 고성능의 엔진에서도 필요한 씰링 성능을 확보할 수 있는 가스켓을 제공하는 것이 가능하다.

Claims

연소실 구멍이 개구함과 동시에 그 연소실 구멍을 둘러싸도록 비드가 설치된 기판과, 그 기판의 연소실 주위에 적층하여 배치되고 또한 상기 기판보다도 판두께가 얇은 심(shim)판을 구비하며, 상기 심(shim)판은, 기판에 있어서의 상기 기판 비드 형성 위치와 상기 기판 비드 형성 위치를 사이에 두고 연소실측의 평탄 부분인 제 1 평탄부 및 연소실로부터 멀리 떨어진 측의 평탄 부분인 제 2 평탄부에 대향하여 배치되는 가스켓에 있어서,

상기 심판은 상기 연소실 구멍의 끝단부로부터 상기 연소실로부터 이간(離間)된 측의 물구멍위치까지의 상기 기판에 대향하는 크기를 가지는 평탄한 판면(板面)을 가지며, 상기 심판에 있어서의 상기 제 1 평탄부와 대향하는 위치에, 연소실 구멍 둘레가장자리를 따라서 연이어지는 보조 비드를 평탄한 판면으로부터 판두께방향의 한쪽으로만 돌출시켜 2조 이상 설치하고 동시에 상기 보조비드 사이의 부분에서는 심판의 돌출방향과는 반대의 면이 평탄한 판면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 1 항에 있어서, 상기 심(shim)판에 있어서의 상기 제 2 평탄부와 대향하는 위치에, 제 2 보조 비드를 설치한 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 평탄부와 대향하는 심(shim)판의 부분은, 심(shim)판이 2매 이상 적층되어 판두께가 두꺼운 두께증가부로 되어 있으며, 그 두께증가부를 구성하는 심(shim)판의 적어도 1매에, 상기 보조 비드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의, 상기 제 1 평탄부 및 제 2 평탄부와 겹치는 위치의 적어도 한쪽에, 상기 부판을 판두께 방향으로 굴곡하여 변형함으로써 돌출시킨 돌기를, 연소실 구멍 둘레가장자리를 따라서 연이어지도록 형성한 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 형상의 1매의 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의 상기 심(shim)판과 대향하는 부분을 그 외의 부분보다도, 대향하는 심(shim)판의 총판두께의 1/3∼2/3의 양만큼 반대측으로 오목해지도록 오프셋(offset)시켜 단차를 붙인 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 3 항에 있어서, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의, 상기 제 1 평탄부 및 제 2 평탄부와 겹치는 위치의 적어도 한쪽에, 상기 부판을 판두께 방향으로 굴곡하여 변형함으로써 돌출시킨 돌 기를, 연소실 구멍 둘레가장자리를 따라서 연이어지도록 형성한 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 3 항에 있어서, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 형상의 1매의 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의 상기 심(shim)판과 대향하는 부분을 그 외의 부분보다도, 대향하는 심(shim)판의 총판두께의 1/3∼2/3의 양만큼 반대측으로 오목해지도록 오프셋(offset)시켜 단차를 붙인 것을 특징으로 하는 가스켓.
제 4 항에 있어서, 상기 형상의 기판을 2매 적층하여 배치함과 동시에, 그 2매의 기판의 사이에, 상기 형상의 1매의 심(shim)판 및 판두께 조정용의 부판이 끼워 삽입되는 가스켓에 있어서,

상기 부판에 있어서의 상기 심(shim)판과 대향하는 부분을 그 외의 부분보다도, 대향하는 심(shim)판의 총판두께의 1/3∼2/3의 양만큼 반대측으로 오목해지도록 오프셋(offset)시켜 단차를 붙인 것을 특징으로 하는 가스켓.