KR101194476B1 - 레이저 용접된 다층식 강철 가스켓 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정의 전기 저항을 각각 갖는 다수의 강철 가스켓 층들을 포함하고, 상기 강철 가스켓 층들 보다 실질적으로 더 큰 전기 저항을 가지는 재료로 구성된 적어도 하나의 코팅 층을 포함하는 다층식 강철 가스켓 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 제조 방법은 적어도 하나의 코팅된 가스켓 층을 제공하기 위해, 상기 선택된 재료로 구성된 상기 코팅 층을 상기 강철 가스켓 층들 중 적어도 하나의 적어도 한 표면에 적용하는 단계와; 상기 코팅 층이 상기 가스켓 층들을 접합할 시에 통상적인 저항 용접의 사용을 방지하도록 상기 코팅된 가스켓 층을 상기 적어도 하나의 다른 강철 가스켓 층과 조립하는 단계; 및 그 후에 상기 다층식 가스켓 조립체를 형성하기 위해 상기 조립된 가스켓 층들을 JAG 또는 CO2 레이저 중 하나로 함께 용접하는 단계를 포함한다.
가스켓 조립체, 강철 가스켓 층, 코팅 층, 용접부, 밀봉 비드, 정렬된 구멍

Description

레이저 용접된 다층식 강철 가스켓 조립체{LASER WELDED MULTI-LAYERED STEEL GASKET ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로 내연기관용 다층식 강철 가스켓들에 관한 것으로, 특히 이러한 다층식 강철 가스켓 조립체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
다층식 강철 가스켓들은 연소 가스, 냉각수, 윤활유 등의 누설을 방지하기 위해, 내연기관과 같은 기계 시스템 또는 장치의 두개의 정합 부품들 사이를 밀봉하기 위해 통상 사용된다. 공통적인 적용은 엔진 블록과 실린더 헤드 사이에 그리고 엔진 블록과 배기 매니폴드 사이에 다층식 강철 가스켓 조립체를 배치하는 것을 포함한다. 실린더 헤드 가스켓들은 통상적으로 실린더 보어들 내에서 고압 연소 가스를 밀봉할 뿐만 아니라 오일과 냉각수 통로들을 밀봉하기 위해 엔진의 실린더 보어들 둘레로 연장한다. 배기 매니폴드 가스켓들은 통상적으로 배기 시스템 내로 유동하는 고온 배기 가스들을 밀봉하기 위해 엔진의 배기 포트들 주위로 연장한다. 설치시, 다층식 강철 가스켓 조립체는 엔진 부품들의 볼트식 연결부로부터의 하중을 지탱하고 그 하중에 의해서 부품들 사이에 적합한 밀봉을 제공한다.
종종, 다층식 강철 가스켓의 제조시에, 적어도 하나의 코팅 층이 가스켓 조립체를 형성하기 위해 다수의 강철 가스켓 층들 사이에 배치되므로, 상기 가스켓 조립체에 의해 형성된 밀봉 포트들은 동심적이다. 이러한 코팅 층들은 상기 다수의 강철 가스켓 층들과 실질적으로 동일한 공간에(coextensive) 있다.
종종, 코팅 층을 위해 선택된 재료는 고유의 전기 절연 특성을 갖는다. 따라서, 상기 코팅 층들은 상기 강철 가스켓 층들 보다 실질적으로 더 큰 전기 저항을 갖고, 상기 다수의 강철 가스켓 층들을 서로 전기적으로 절연시킨다. 상술한 바와 같이, 상기 다수의 강철 가스켓 층들을 함께 접합하기 위한 수단으로서 저항 용접을 사용하는 것은 실행가능하지 않다. 이 경우에, 코팅된 가스켓 층들을 리벳 또는 아일렛(eyelet)으로 함께 고정하는 것이 일반적이다. 리벳 또는 아일렛의 사용은 효율적인 반면에, 가스켓들을 제조할 시에 비용이 비싸고 복잡하다.
본 발명은 소정의 전기 저항을 갖는 다수의 강철 가스켓 층들과, 상기 강철 가스켓 층들 보다 실질적으로 더 큰 전기 저항을 갖는 적어도 하나의 코팅 층을 포함하는 다층식 강철 가스켓 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 재료의 코팅 층은 적어도 하나의 코팅된 가스켓 층을 제공하기 위해, 상기 다수의 강철 가스켓 층들 중 적어도 하나의 적어도 한 표면에 적용된다. 상기 코팅된 가스켓 층과 적어도 하나의 다른 강철 가스켓 층은 소정 형상으로 조립된다. 그런 후에 상기 코팅된 가스켓 층과 다른 강철 가스켓 층은 상기 다층식 강철 가스켓 조립체를 형성하기 위해 레이저로 함께 용접된다.
따라서, 본 발명은 상기 코팅된 가스켓 층과 적어도 하나의 다른 강철 가스켓 층을 레이저로 함께 용접함으로 다층식 강철 가스켓 조립체를 제조하는 개량된 방법을 제공하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 방법은 상기 코팅된 가스켓 층과 다른 강철 가스켓 층을 리벳 또는 아일렛으로 접합하는 별도의 작업을 생략하고, 이에 의해 제조 공정의 효율을 향상시키며, 다층식 강철 가스켓 조립체의 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 장점은 첨부된 도면과 관련하여 고려되는 하기 상세한 설명을 참조하면 보다 양호하게 이해할 수 있다.
도 1은 다층식 강철 가스켓 조립체의 전개 사시도.
도 2는 다층식 가철 가스켓 조립체의 부분 단면도.
도 3은 다층식 강철 가스켓 조립체의 다른 실시예의 부분 단면도.
도 4는 다층식 강철 가스켓 조립체의 또 다른 실시예의 부분 단면도.
도 5는 다층식 강철 가스켓 조립체의 다른 실시예의 부분 단면도.
도 6은 다층식 강철 가스켓 조립체의 다른 실시예의 부분 단면도.
도 7은 다층식 강철 가스켓 조립체의 부분 상면도.
도 1을 참조하면, 본 발명은 전체적으로 참조 부호 10으로 지시된 다층식 강철 가스켓 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 다층식 강철 가스켓 조립체(10)는 소정의 전기 저항을 각각 갖는 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)을 포함하며, 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14) 보다 실질적으로 더 큰 전기 저항을 가지는 재료로 구성된 적어도 하나의 코팅 층(16)을 포함한다. 상기 다층식 강철 가스켓 조립체(10)를 제조하는 방법은 전체적으로 참조부호 20으로 지시된 적어도 하나의 코팅된 가스켓 층을 제공하기 위해, 상기 재료로 구성된 적어도 하나의 코팅 층(16)을 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14) 중 적어도 하나의 적어도 한 표면(18)에 적용하는 단계와; 상기 적어도 하나의 코팅된 가스켓 층(20)을 적어도 하나의 다른 강철 가스켓 층(14)과 조립하는 단계; 및 그 후에 상기 가스켓 조립체(10)를 형성하기 위해 상기 조립된 가스켓 층들을 YAG 또는 CO2 레이저 중 하나로 함께 용접하는 단계를 포함한다.
상기 적어도 하나의 코팅 층(16)을 위해 선택된 재료가 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14) 보다 실질적으로 더 높은 전기 저항을 가진다면, 예를 들어 상기 적어도 하나의 코팅 층(16)이 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14) 사이에 배치될 때에 상기 조립된 가스켓 층들을 용접하기 위해 통상적인 저항 용접을 사용하는 것이 항상 가능하지는 않다. 본 발명은 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)을 레이저로 함께 용접하기 위한 것이며, 용접부(46)는 그 사이에 배치된 적어도 하나의 코팅 층(16)을 통해 연장한다. 상기 용접부(46)는 레이저로 생성되고, 통상적인 저항 용접과는 달리, 용접 작업하기 위해 전기적 접지를 필요로 하지 않는다. 따라서, 레이저는 상기 다수의 강철 가스켓들(12, 14) 사이에서 전기적 접지를 하지 않으면서 그 사이에 배치된 충분히 높은 전기 저항의 적어도 하나의 코팅 층(16)과 상기 다수의 강철 가스켓들(12, 14) 사이에서 용접을 실행할 수 있다.
상기 다층식 강철 가스켓 조립체(10)를 제조하는 방법은 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)을 위치 설정하는 단계를 부가로 포함한다. 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)은 조립 전에 필요한 형상으로 위치 설정된다.
도 2를 참조하면, 가스켓 조립체(10)의 하나의 가능한 형상은 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)을 위치 설정하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 코팅 층(16)은 상기 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)의 접합면 사이에 배치된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 가스켓 조립체(10)의 제 2 가능한 형상은 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층(12, 14)과 다수의 코팅 층들(16)을 위치 설정하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 코팅 층들(16) 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)의 접합면 사이에 배치되며, 상기 다수의 코팅 층들(16) 중 적어도 하나는 상기 제 1 및/또는 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)의 비접합면을 커버한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 가스켓 조립체(10)의 제 3 가능한 형상은 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)을 위치 설정하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)의 접합면(36)이 서로 직접 접촉하며, 상기 적어도 하나의 코팅 층(16)은 상기 제 1 및/또는 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)의 비접합면과 접촉한다.
도 1을 참조하면, 다층식 강철 가스켓 조립체(10)를 제조하는 방법은 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 상기 적어도 하나의 코팅 층(16)을 성형 다이에 배치하기 위한 단계를 부가로 포함할 수 있다.
성형 단계는 상기 다층식 강철 가스켓 조립체(10)를 제조하는 방법에 또한 포함될 수 있다. 성형 단계 중에, 성형 다이는 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)을 형성한다. 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층의 적합한 형상은 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)과 적어도 하나의 코팅 층(16)에 형성된 다수의 정렬된 구멍들(40)과; 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14) 중 적어도 하나에 형성되고 상기 다수의 강철 가스켓 층들(12, 14)에 의해 한정된 상기 다수의 구멍들(40) 중 적어도 하나의 둘레에 형성된 다수의 탄성 밀봉 비드들(42)을 포함한다.
상기 조립된 가스켓 층들을 함께 용접하는 단계는 상기 가스켓 조립체(10)를 조립한 후에 언제라도 실행되는 것으로 예상되는 한편, 적합한 제조 공정은 상기 가스켓 조립체(10)를 성형하는 단계 후와 상기 조립된 가스켓 층들이 성형 다이에 있는 동안에 상기 조립된 가스켓 층들을 함께 용접하는 것이다.
당업자들이 그 특정 재료 특성들을 위해 활용할 수 있는 몇몇 대안적인 재료들인 것을 인식하고 있을지라도, 상기 적어도 하나의 코팅 층(16)을 위한 적합한 재료는 몰리브덴이다. 선택된 재료는 가스켓 조립체와 코팅 재료의 필요한 특성을 위해 의도된 목적에 따른다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 제조 방법에 의해 제조된 상기 가스켓 조립체(10)의 적합한 실시예는 상기 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)과 그 사이에 배치된 몰리브텐으로 구성된 상기 코팅 층(16)을 포함한다. 가스켓 조립체는 상기 제 1 및 제 2 강철 가스켓 층들(12, 14)을 연결하고 상기 코팅 층(16)을 통해 연장하는 상기 레이저 용접부(46)에 의해 함께 접합된다.
명백한 바와 같이, 본 발명의 많은 변경과 변화는 상기 기술의 관점에서 가능하다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범주내에서, 본 발명은 특별히 기술된 것 이외의 다른 것을 예측할 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (17)

  1. 소정의 전기 저항을 각각 갖는 다수의 강철 가스켓 층들을 포함하고, 상기 강철 가스켓 층들 보다 더 큰 전기 저항을 갖는 재료로 구성된 적어도 하나의 코팅 층과 밀봉되어질 축선방향으로 정렬된 구멍을 포함하는 가스켓 조립체를 제조하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 코팅된 가스켓 층을 제공하기 위해, 상기 재료로 구성된 적어도 하나의 코팅 층을 상기 다수의 가스켓 층들 중 적어도 하나의 적어도 한 표면에 적용하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 코팅된 가스켓 층을 적어도 하나의 다른 가스켓 층과 조립하는 단계; 및
    그 후에 상기 가스켓 조립체를 형성하기 위해 상기 구멍에 가까운 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 통해서 연장하는 용접부와 함께 조립된 가스켓 층들을 용접하는 단계를 포함하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계를 부가로 포함하고, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층은 조립전에 필요한 형상으로 위치 설정되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들을 용접하기 전에 성형 다이에 배치하는 단계를 부가로 포함하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가스켓 층들을 상기 성형 다이내에서 형상화하는 단계를 부가로 포함하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가스켓 층들을 함께 용접하는 단계는 상기 성형 다이에서 실행되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계는 제 1 및 제 2 카스켓 층과 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계로 더 한정되며, 상기 코팅 층은 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 접합면 사이에 배치되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계는 제 1 및 제 2 카스켓 층과 다수의 코팅 층을 위치 설정하는 단계로 더 한정되며, 상기 다수의 코팅 층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 접합면 사이에 배치되며, 상기 다수의 코팅 층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 또는 제 2 가스켓 층의 비접합면을 커버하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계는 제 1 및 제 2 카스켓 층과 다수의 코팅 층을 위치 설정하는 단계로 더 한정되며, 상기 다수의 코팅 층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 접합면 사이에 배치되며, 상기 다수의 코팅 층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 비접합면을 커버하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계는 제 1 및 제 2 카스켓 층과 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계로 더 한정되며, 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 접합면은 서로 직접 접촉하며, 상기 코팅 층은 상기 제 1 또는 제 2 가스켓 층들의 비접합면과 접촉하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층들과 상기 적어도 하나의 코팅 층을 위치 설정하는 단계는 제 1 및 제 2 카스켓 층과 다수의 코팅 층들을 위치 설정하는 단계로 더 한정되며, 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 접합면은 서로 직접 접촉하며, 상기 다수의 코팅 층들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 가스켓 층들의 비접합면과 접촉하는 가스켓 조립체 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 조립된 가스켓 층들을 함께 용접하는 단계는 상기 조립된 가스켓 층들을 레이저로 함께 용접하는 단계로 더 한정되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 조립된 가스켓 층들을 함께 용접하는 단계는 YAG 또는 CO2 레이저 중 하나로 실행되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅 층 재료는 몰리브덴으로 선택되는 가스켓 조립체 제조 방법.
  14. 가스켓 조립체로서,
    밀봉되어질 축선방향으로 정렬된 적어도 하나의 구멍과 적어도 하나의 밀봉 비드를 가지는 다수의 강철 가스켓 층,
    상기 적어도 하나의 축선방향으로 정렬된 구멍에 인접한 상기 가스켓 층의 적어도 한 표면에 적용된 상기 가스켓 층보다 큰 전기 저항을 갖는 밀봉 재료로된 코팅과,
    상기 다수의 가스켓 층에 직접 접합하고 상기 밀봉 재료로된 코팅을 통해서 연장하는 용접부를 포함하는 가스켓 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 상기 가스켓 층중 인접한 것에 마주하는 상기 가스켓 층중 하나의 내향면상에 배치되어 있는 가스켓 조립체.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층은 2개의 가스켓 층을 포함하며, 상기 밀봉 재료의 코팅은 적어도 상기 가스켓 층 사이에 배치되어 있는 가스켓 조립체.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 다수의 가스켓 층은 적어도 3개의 가스켓 층을 포함하며, 상기 밀봉 재료의 코팅은 적어도 상기 가스켓 층 사이에 배치되어 있는 가스켓 조립체.
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