KR101104313B1 - 배기파이프용 가스켓 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기파이프용 가스켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이스에 운모재가 충진되는 충진홈을 국부적으로 형성하여 운모재의 팽창시 상기 충진홈에서 운모재의 팽창력이 집중되도록 함으로써 가스켓의 전체적인 밀폐력을 향상시킨 배기파이프용 가스켓에 관한 것이다.
이를 위해, 중앙에는 고온의 배기가스가 통과되는 가스공이 형성되고, 가장자리에는 복수의 체결공이 형성된 케이스를 포함하는 배기파이프용 가스켓에 있어서,상기 케이스의 내부에는 가스공의 둘레로부터 케이스의 가장자리를 향해 운모재 및 금속재가 배치되되,상기 운모재에 대응된 케이스에는 운모재의 팽창된 부위를 수용하는 충진홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배기파이프용 가스켓을 제공한다.
배기파이프, 가스켓, 운모재, 금속재, 가스공, 체결공, 충진홈

Description

배기파이프용 가스켓{Gasket for exhaust pipe}
본 발명은 배기파이프용 가스켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이스에 운모재가 충진되는 충진홈을 국부적으로 형성하여 운모재의 팽창시 상기 충진홈에서 운모재의 팽창력이 집중되도록 함으로써 가스켓의 전체적인 밀폐력을 향상시킨 배기파이프용 가스켓에 관한 것이다.
일반적으로 엔진이 원활하게 작동하기 위해서는 실린더 내에 혼합기를 흡입하는 흡입장치와 연소후 가스를 배출하는 배기 장치가 있어야 한다.
상기 흡입장치는 흡입 공기 중의 먼지 등을 제거하는 에어 클리너, 혼합기를 각 실린더에 분배하는 흡기 매니폴드로 구성된다.
또한, 배기장치는 각 실린더로부터 배출되는 연소 후의 가스를 모으는 배기 매니폴드, 배기가스를 차량 후방으로 배출시키는 배기파이프, 배기가스 중의 유해 성분을 정화하는 촉매 컨버터 그리고 배기시 소음을 절감시키는 머플러 등으로 구성된다.
이때, 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 배기 매니폴드를 통해 프론트 머플러를 거쳐 촉매 컨버터에서 산화 환원 작용에 의해 정화되고, 정화된 배기가스는 센터 머플러와 메인 머플러를 통하면서 특히 소음기에서 배기소음이 대폭 저감되도록 한 후 외부로 배출될 수 있도록 하고 있다.
이때, 촉매 컨버터 중 CCC(Close-Coupled Catalyst)의 배기 출구부와 프론트 머플러와의 연결부위, 상기 프론트 머플러와 UCC(Underbody Catalytic Converter)와의 연결부위, 그리고 UCC와 센터 머플러와의 연결부위, 이 센터 머플러와 메인 머플러와의 연결부위에는 가스켓이 필수적으로 사용되며, 상기 가스켓의 크기는 엔진에 따라 다소 상이하며, 그의 형상은 전차종에 걸쳐 유사하게 사용되고 있다.
이때, 상기 가스켓에 대하여 첨부된 도 1a 및 도 1b를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
배기파이프에 사용되는 가스켓은 고온의 배기 가스열을 받기 때문에, 주로 온도에 강한 운모(雲母)재(10)와, 금속재(20)와, 상기 운모재(10)와 금속재(20)를 보호하는 금속의 케이스(30)로 구성된다.
이때, 케이스(30)의 중앙에는 배기가스가 배출되는 가스공(31)이 형성되고, 케이스(30)의 가장자리에는 배기파이프(40)의 플랜지(41)에 결합되기 위한 복수의 체결공(32)이 형성된다.
이때, 케이스(30)는 한 쌍의 금속박판으로 제공되며, 한 쌍의 금속박판은 서로 그로밋 방식으로 결합된다.
즉, 도 1b에 도시된 바와 같이, 도면상 하부에 배치된 케이스(30)의 단부가 접혀 상부에 배치된 케이스(30)의 단부를 덮어씌우는 결합 방식인 것이다.
그리고, 상기 운모재(10)는 가스공(31)의 둘레로부터 체결공(32)의 일부에 이르기까지 배치되며, 금속재(20)는 체결공(32)의 일부까지 배치된 운모재(10)로부터 약간 이격된 후 케이스(30)의 가장자리까지 배치된다.
하지만, 상기한 종래의 배기파이프용 가스켓은 다음과 같은 문제가 발생하였다.
종래의 가스켓은 운모재의 팽창 및 체결력에 의한 밀폐가 중첩된 부위에서 면으로 형성되기 때문에 밀폐력이 최대화되지 못하는 문제가 발생하였다.
즉, 운모재가 팽창되는 과정에서, 중첩된 부위의 면과 면이 접촉되기 때문에 밀폐력의 극대화를 기대하기가 어려웠던 것이다.
이에 따라, 가스켓 전체적인 밀폐력 역시 극대화되지 못하는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중첩된 부위의 케이스에 충진홈을 국부적으로 형성하여 운모재의 팽창력이 상기 충진홈에 집중되도록 함으로써 밀폐력을 극대화시키도록 한 배기파이프용 가스켓을 제공하고자 한 것이다.
이를 위해, 중앙에는 고온의 배기가스가 통과되는 가스공이 형성되고, 가장자리에는 복수의 체결공이 형성된 케이스를 포함하는 배기파이프용 가스켓에 있어서,상기 케이스의 내부에는 가스공의 둘레로부터 케이스의 가장자리를 향해 운모재 및 금속재가 배치되되,상기 운모재에 대응된 케이스에는 운모재의 팽창된 부위를 수용하는 충진홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배기파이프용 가스켓을 제공한다.
이때, 상기 케이스는, 제1케이스 및 제2케이스로 제공되어 일부가 서로 중첩되도록 접힌 중첩부가 형성된 그로밋(grommet) 방식으로 결합되고, 상기 충진홈은 제2케이스의 중첩부에 형성되되, 제1케이스를 향해 볼록하게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 가스공에 대응된 제1케이스 및 제2케이스의 테두리는 'ㄷ'형태의 덧쇠에 의해 차폐되고, 상기 충진홈은 제1케이스 및 제2케이스 중 상기 덧쇠에 중첩된 부위에 각각 형성되되, 상기 각각의 충진홈은 덧쇠를 향해 볼록하게 형성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배기파이프용 가스켓에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
운모재가 대응된 케이스에, 팽창된 운모재의 일부를 수용할 수 있는 충진홈이 형성됨으로써, 운모재가 팽창되는 과정에서 상기 운모재의 팽창력이 충진홈에 집중될 수 있게 된다.
이에 따라, 케이스의 중첩된 부위 중, 면과 면이 접촉되는 것이 아니라, 면과 팽창력이 극대화된 충진홈이 접촉됨으로써, 밀폐력이 극대화될 수 있는 효과가 있다.
나아가, 가스켓 전체적인 밀폐력이 극대화되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기파이프용 가스켓(이하 '가스켓'이라 함)에 대해 설명하도록 한다.
가스켓은 케이스(100)와, 금속재(200)와, 운모(雲母:mica)재(300)를 포함하여 구성된다.
케이스(100)는 금속재(200) 및 운모재(300)를 보호하며, 중앙에는 가스공(110)이 형성되고 가장자리에는 체결공(120)이 형성된다.
이때, 가스공(110)은 배기가스가 통과되는 통공이며, 체결공(120)은 마주하는 배기파이프와 함께 결합되기 위해 볼트 등의 체결수단이 체결되는 부위이다.
한편, 상기 케이스(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 금속박판으로 제공되며 한 쌍으로 이루어진다.
이때, 설명의 편의상, 한 쌍의 케이스를 각각 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)로 구분하기로 하며, 도면상 하부에 배치된 케이스를 제1케이스(101)라 하며 도면상 상부에 배치된 케이스를 제2케이스(102)라 한다.
이때, 제1케이스(101)와 제2케이스(102)는 그로밋(grommet) 방식으로 결합되 는 것이 바람직하다.
이는, 그로밋 방식 및 금속재(200)의 두께차를 이용해, 체결공(120)이 형성된 부위에 단차를 형성시킴으로써 운모재(300)의 변형 및 파괴를 억제하는 동시에 고온에 의한 운모재(300)의 과팽창으로 체결공(120)에 발생할 수 있는 응력완화현상을 억제할 수 있기 때문이다.
또한, 가스공(110)의 둘레에도 그로밋 결합방식에 의해 단차가 발생함으로써, 고온에 의한 면압 발생으로 인해 가스에 대한 밀폐력이 더 향상될 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)가 그로밋 방식에 의해 결합됨으로써, 가스공(110)이 형성된 부위와 체결공(120)이 형성된 부위는 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)가 서로 중첩된다.
이는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1케이스(101)의 단부가 절곡되어 제2케이스(102)를 덮어씌우기 때문이다.
이때, 중첩된 부위 중, 운모재(300)에 대응된 제2케이스(102)에는 충진홈(102a)이 형성된다.
상기 충진홈(102a)은 고온에 의해 운모재(300)가 팽창되는 과정에서 운모재(300)의 팽창력이 상기 충진홈(102a)으로 집중되도록 하여 중첩된 부위에 대한 밀폐력을 극대화시키기 위함이다.
이를 위해, 상기 충진홈(102a)은 제2케이스(102)에 형성되되, 제2케이스(102)의 내측에 배치된 운모재(300)와 금속재(200) 중 운모재(300)에 대응된 부 위에 형성된다.
또한, 상기 충진홈(102a)은 제2케이스(102)의 내측면에 라운드지게 형성되며, 그의 외측면은 중첩된 제1케이스(101)를 향해 돌출된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 가스공(110) 주변부(T2)가 상기 체결공(120) 주변부(T1)에 비해 높게 형성되는 바, 이는 가스공(110)에서의 고온에 의해 배기파이프에 형성된 플랜지(미도시)의 변형을 보정하여 밀폐력을 향상시키기 위함이다.
이때, 가스공(110) 주변부(T2)와 체결공(120) 주변부(T1)의 높이는 같게 형성될 수도 있으며, 배기가스의 온도 등을 고려하여 선택적으로 구성할 수 있다.
다음으로, 금속재(200)는 고온에 의해 운모재(300)가 팽창할 때, 과도하게 팽창하지 않도록 억제하는 역할을 하며, 케이스(100)의 내부에 배치된다.
이때, 금속재(200)는 가스공(110)의 둘레에 배치된 운모재(300)로부터 약간 이격된 부위부터 케이스(100)의 가장자리에 이르기까지 배치된다.
이때, 금속재(200)는 고온에서 내변형성의 특성을 가진 재료가 사용되며, 이에 따라, 고온에 의해 운모재(300)가 팽창되더라도 이에 영향을 받지 않게 된다.
또한, 금속재(200)로 인해, 체결공(120)에서 발생할 수 있는 응력완화 현상이 억제될 수 있게 된다.
다음으로, 운모재(300)는 가스켓의 씰링 효과를 최대화하는 역할을 하며, 케이스(100)의 내부에 배치된다.
이때, 운모재(300)는 가스공(110)의 둘레부터 도 2에 도시된 바와 같이 체결 공(120)이 위치하는 부분의 대략 반정도에 해당되는 부위까지 배치된다.
상기 운모재(300)는 고온의 배기가스가 가스공(120)을 통과할 때, 그 고온에 의해 팽창하면서 배기파이프 간에 밀폐력을 최대화시키는 것이다.
이때, 상기 운모재(300)에 대해 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
운모재(300)는 알칼리 및 알칼리토 금속,철,마그네슘,망간,바나늄 등을 주성분으로 하는 알루미노규산염수화광물의 한 그룹으로서, 속칭 돌비늘이라고도 한다.
단사정계이며, 굳기는 2~3이고 비중은 2.4~3.2이다. 운모재(300)의 일반적 특징은 한 방향으로 완전한 쪼개짐이 있으며, 얇게 벗겨지기 쉽다.
또한, 쪼개진 조각은 휠 수 있고, 탄성이 있어서 견고하다.
또한, 전기나 열의 전도성이 낮고 고전압에 잘 견디는 특징이 있다.
즉, 가스켓은 상기와 같은 특성을 갖는 운모재(300)로 인해 씰링력이 최대화될 수 있으며, 동시에 제2케이스(102)에는 운모재(300)가 팽창되는 과정에서 팽창력이 집중되도록 국부적으로 충진홈(102a)이 형성됨으로써, 밀폐력이 최대화될 수 있는 기술적 특징이 있다.
한편, 가스켓을 구성하는 케이스(100)는 전술한 바와 같이 제1,2케이스(101,102)로 제공되어 그로밋 방식으로 결합된다.
이때, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 제1케이스(101) 및 제2케이스(102) 간에 결합은 다양한 방식으로 제공될 수 있다.
도 4a는 기본예로서, 제2케이스(102)가 운모재(300)의 상부 및 금속재(200)의 상부에 접하도록 구성되고, 제1케이스(101)의 일부는 운모재(300) 및 금속 재(200)의 하부에서 테두리를 감싸면서 제2케이스(102)의 일부를 감싸도록 결합된 방식이다.
이때, 제1케이스(101)의 일부와 제2케이스(102)의 일부는 서로 중첩되며, 중첩된 부위 중, 운모재(300)에 대응된 제2케이스(102)에는 충진홈(102a)이 형성된다.
이때, 충진홈(102a)의 내측면은 각이 진 형태로 이루어지며, 충진홈(102a)의 외측면 역시 각이진 상태로 제1케이스(101)를 향해 돌출된다.
그리고, 도 4b는 운모재(300) 및 금속재(200)의 상부 및 하부를 감싸는 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)가 제공되되, 가스공(110)에 대응된 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)의 테두리는 운모재(300)가 노출되도록 구성된다.
이때, 상기 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)의 테두리에는 'ㄷ'형태의 덧쇠(102b)가 설치되어 노출된 운모재(300)를 차폐시킨다.
이때, 덧쇠(102b)에 대응된 제1케이스(101) 및 제2케이스(102) 각각에는 충진홈(102a)이 형성된다.
즉, 충진홈(102a)은 케이스의 상방과 하방을 향해 각각 형성된 것이다.
이때, 상기 충진홈(102a) 역시 각이진 형태로 이루어지며, 충진홈(102a)의 외측면은 각이진 상태로 덧쇠(102b)를 향해 돌출된다.
그리고, 도 4c는 금속재(200) 및 운모재(300)의 상부 및 하부에 배치된 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)가 제공되되, 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)의 테두리는 모두 노출된다.
이때, 모든 노출된 부위에는 덧쇠(102b)가 설치되어 상기 노출된 부위를 차폐시킨다.
이때, 운모재(300)에 대응된 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)에는 도 4b와 동일한 형태의 충진홈(102a)이 형성된다.
그리고, 도 4d는 도 4b의 구성과 동일하되, 충진홈(102a)의 형태가 라운드진 것이 다른점이다.
즉, 충진홈(102a)의 내측면은 라운드지게 형성되며, 충진홈(102a)의 외측면 역시 라운드진 형태로 돌출된 것이다.
그리고, 도 4e는 도 4c의 구성과 동일하되, 충진홈(102a)의 형태가 라운드진 것이 다른점이다.
즉, 충진홈(102a)의 내측면은 라운드지게 형성되며, 충진홈(102a)의 외측면 역시 라운드진 형태로 돌출된 것이다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스켓에 의하면, 운모재(300)에 대응된 케이스(100)의 내측면에 충진홈(102b)이 국부적으로 형성됨으로써, 운모재(300)가 팽창되는 과정에서 운모재(300)의 팽창력이 상기 충진홈(102a)에 집중하게 된다.
즉, 운모재(300)의 팽창력이 충진홈(102a)에 집중됨으로써, 케이스의 면과 충진홈(102a)의 외측면이 접촉되는 부위의 밀폐력은 케이스의 면과 면이 접촉될 때에 비해 극대화될 수 있는 것이다.
이에 따라, 가스켓 전체에 대한 밀폐력이 극대화될 수 있는 기술적 특징이 있다.
도 1a는 종래의 배기파이프용 가스켓을 나타낸 정면도.
도 1b는 도 1a의 I-I선 단면도로서, 배기파이프의 플랜지에 배기파이프용 가스켓이 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기파이프용 가스켓을 나타낸 정면도.
도 3은 도 2의 II-II선 단면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기파이프용 가스켓의 결합상태를 나타낸 단면도.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
100 : 케이스 101 : 제1케이스
102 : 제2케이스 102a : 충진홈
102b : 덧쇠 120 : 체결공
200 : 금속재 300 : 운모재

Claims (3)

  1. 중앙에는 고온의 배기가스가 통과되는 가스공이 형성되고, 가장자리에는 복수의 체결공이 형성된 케이스를 포함하는 배기파이프용 가스켓에 있어서,
    상기 케이스의 내부에는 상기 가스공의 둘레로부터 상기 케이스의 가장자리를 향해 운모재 및 금속재가 배치되되,
    상기 운모재에 대응된 케이스에는 상기 운모재의 팽창된 부위를 수용하는 충진홈이 형성되며,
    상기 케이스는, 제1케이스 및 제2케이스로 제공되어 일부가 서로 중첩되도록 접힌 중첩부가 형성된 그로밋(grommet) 방식으로 결합되고,
    상기 충진홈은 상기 제2케이스의 중첩부에 형성되되, 상기 제1케이스를 향해 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 배기파이프용 가스켓.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가스공에 대응된 상기 제1케이스 및 제2케이스의 테두리는 'ㄷ'형태의 덧쇠에 의해 차폐되고,
    상기 충진홈은 상기 제1케이스 및 제2케이스 중 상기 덧쇠에 중첩된 부위에 각각 형성되되,
    상기 각각의 충진홈은 상기 덧쇠를 향해 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 배기파이프용 가스켓.
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