KR101354119B1 - 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 움직임에 따라 가스켓 비드가 좀 더 유연하게 추종하여 대처할 수 있어 가스켓 비드의 기밀성이 향상되고, 상, 하판 비드가 받는 부하를 균일하게 부여할 수 있어 내구성이 향상되도록, 스토퍼를 갖는 가스켓에 있어서, 상기 스토퍼는 엔진가동에 따른 거동 및 변형에 능동적으로 추종하도록, 보어부의 내측 테두리를 따라 일정한 간격을 두고 동일 폭을 가지는 복수개의 피어싱이 통공되어 있는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓을 제공한다.

Description

피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓{Gasket Having the Stopper Formed piercing}

본 발명은 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관의 실린더 블록과 실린더 헤드 사이를 밀봉하는데 사용되는 가스켓에 있어서, 비드 사이에 개재되는 스토퍼에 피어싱을 형성하여 가스켓 비드(bead)의 균열을 억제하도록 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓에 관한 것이다.

일반적으로 가스켓(gasket)은 엔진(내연기관), 유/공압장치 등에서 유체, 기체 등이 왕래하는 부품과 부품간의 결합면, 혹은 접촉면 사이에 끼워져서 이들 사이의 기밀을 유지하여 누설을 방지하게 된다.

이러한 가스켓 중 차량 등의 엔진부분에 적용되는 것을 살펴보면, 차량의 엔진에서는 특히 실린더 블록과 실린더 헤드의 접촉면 사이와, 실린더 헤드와 실린더헤드 커버의 접촉면 사이 등에 설치되어 밀봉수단(seal)의 기능을 담당하며, 연소실내 고압 연소가스의 누설을 방지한다. 연소실의 내부는 압축, 팽창, 폭발, 배기 등으로 이루어지는 4행정 사이클 과정 동안 실린더 내부 압력이 연속적으로 변화하는 기계적 환경에 놓여 있다.

특히, 폭발시의 내부 가스 압력은 실린더 헤드 볼트의 체결력을 초과할 정도로 높기 때문에 실린더 헤드를 상향으로 밀어 올리는 힘(lift-up force : 이하 '리프트 포스'라 함)이 발생되어서, 가스켓과 실린더 헤드 내지 실린더 블록 사이에 미세한 간극이 존재하게 된다.

이렇게 미세한 간극은 사이클의 진행 동안 실린더 내부의 하중 변화에 따라 유동적으로 변화하므로, 내연기관에서 만족할 만한 밀봉을 유지하고 폭발 시 발생되는 미세 간극 생성을 억제하기 위해서는 탄성과 함께 내구성을 갖는 금속가스켓이 필요하다.

도 1에서 보는 바와 같이 종래 기술에 따른 금속 가스켓(1)은 내연기관의 실린더 헤드(2)와 실린더 블록(3) 사이에 배치되어 리벳에 의해 실린더 헤드 내지 실린더 헤드 커버의 하면에 접합되고, 볼트에 의해서 완전히 조립된다.

종래의 금속 가스켓은 1차적으로 스토퍼(4)에 의해서 가스 누설 방지 기능을 하며, 성형된 비드(5, 6)의 스프링 힘에 의하여 2차적으로 누설 방지 기능을 한다.

가스켓 비드는 엔진의 움직임에 다라서 추종하게 되는 비선형 탄성체로서, 비드는 보어(7), 공급구멍, 조립구멍 등과 같은 구멍들의 주변 평면상에 링 형상의 파형 단면을 형성하여 탄성력을 갖고 있으며, 리프트 포스에 따라 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 간극이 발생되고 변화될 때, 자체 탄성력에 의한 복원력으로 미세하게 상향과 하향으로 움직이면서 밀봉 상태를 유지시킨다.

또한, 스토퍼는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상/하 비드(5, 6)가 완전 평면으로 압착되지 않게 지지하는 역할을 하여서 비드의 접촉단부에 걸리는 내부 응력을 상대적으로 줄이는 역할을 한다.

이때 비드의 보어부 내측 테두리는 상대적으로 내부 엔진 연소압 발생 시 움직임이 제일 큰 곳으로 응력을 많이 받게 되고, 보어부 외측인 볼트부 근처는 축력 전달이 용이하여 엔진 거동이 제일 적은 곳으로 움직임이 작은 곳이다.

따라서 도 2와 도 3의 단면 상에서 비드 중심을 기준으로 보어부 내측과 비드 외측은 온도, 압력 등에 의해 엔진의 움직임이 다르게 작용하게 되는 것이다.

결국, 연소실부의 비드 내, 외측의 엔진 움직임이 다른 점을 감안하여 부분적으로 엔진 움직임에 따라 능동적으로 움직일 수 있는 스토퍼의 개발이 요구되는 상황이다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 금속 가스켓의 사이에 개재되는 스토퍼에 있어서 보어부 측에 위치하는 비드의 원형 중심선을 따라 일정 간격으로 복수개의 피어싱이 형성되도록 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓을 제공하기 위함이다.

본 발명의 목적은 스토퍼를 갖는 가스켓에 있어서, 상기 스토퍼는 엔진가동에 따른 거동 및 변형에 능동적으로 추종하도록, 보어부의 내측 테두리를 따라 일정한 간격을 두고 동일 폭을 가지는 복수개의 피어싱이 통공되어 있는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓에 의해 달성된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 피어싱은 상기 가스켓의 보어부 테두리를 따라 형성되어 있는 상/하 비드 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 피어싱은, 서로 이웃하는 보어부 사이에 형성되는 직선형 피어싱과; 가스켓의 외측 테두리와 보어부인 내측 테두리 사이에 형성되는 라운드형 피어싱을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 라운드형 피어싱은 내측 테두리를 따라 형성되어 있는 비드의 중앙을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스켓은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 볼록한 풀비드를 형성하는 상부 가스켓과; 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 오목한 풀비드를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며, 상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에 위치하도록, 상기 상부 가스켓과 하부 가스켓의 풀비드 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스켓은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 볼록한 풀비드와, 외측 테두리의 상향수평면으로부터 하향된 하향경사부를 형성하는 상부 가스켓과; 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 오목한 풀비드와, 외측 테두리의 하향 수평면으로부터 상향된 상향경사부를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며, 상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에서 상기 풀비드 측에 위치하며, 상기 라운드형 피어싱은 내측과 외측 테두리 사이에서 상기 풀비드 측에 위치하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스켓은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 상향된 상향경사면, 상향경사부로부터 수평한 상향수평부, 상향수평부로부터 하향된 하향경사부로 구성되는 하프비드와, 외측 테두리의 상향수평면으로부터 하향된 하향경사부를 형성하는 상부 가스켓과; 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 하향된 하향경사면, 하향경사면으로부터 수평한 하향수평부, 하향수평부로부터 상향된 상향경사부로 구성되는 하프비드와, 외측 테두리의 하향수평면으로부터 상향된 상향경사부를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며, 상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에서 상기 하프비드의 상향수평면과 하향수평면 사이에 위치하며, 상기 라운드형 피어싱은 내측과 외측 테두리 사이에서 상기 하프비드의 상향수평면과 하향수평면 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓은 엔진 움직임에 따라 가스켓 비드가 좀 더 유연하게 추종하여 대처할 수 있어 가스켓 비드의 기밀성이 향상되고, 상, 하판 비드가 받는 부하를 균일하게 부여할 수 있어 내구성이 향상된다.

또한 축력 전달이 용이한 볼트부와 같은 구멍이 없는 곳과, 축력 전달이 어렵고 엔진 움직임이 큰 곳의 구멍이 형성된 곳에 있어서 스토퍼 면적의 차이가 발생되어 스토퍼에 균일한 면압을 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 금속 가스켓의 평면도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 도 1의 B-B 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓의 평면도,
도 5는 도 4의 스토퍼 평면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 도 4의 A-A 단면도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 도 4의 B-B 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4의 A-A 단면도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4의 B-B 단면도,

이하 본 발명의 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓의 실시예들을 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓의 평면도이며, 도 5는 도 4의 스토퍼 평면도이다.

또한 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 도 4의 A-A 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 도 4의 B-B 단면도이다.

또한 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4의 A-A 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 도 4의 B-B 단면도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓은 동일한 형상의 한 쌍의 금속가스켓이 서로 적층되어 있으며, 그 사이에 스토퍼가 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 가스켓은 외측 테두리와 보어부(7)인 내측 테두리를 따라 비드를 형성하게 된다.

본 발명에서 실시예로 설명되는 비드의 형상에 있어서 제1실시예는 보어부 테두리를 따라 풀비드의 형상을 가지고 있으며 제2실시예에는 하프비드의 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 스토퍼(20)는 상/하 가스켓과 동일한 형상을 하고 있는 얇은 박막이다.

다만 상기 스토퍼(20)는 보어부의 내측 테두리를 따라 테두리로부터 일정 간격 떨어진 곳에 복수개의 피어싱(22, 23)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서 상기 스토퍼는 거동, 변형 등에 능동적으로 추종하여 보다 기밀이 잘 되게 할 수 있도록 한다.

상기 피어싱은 스토퍼 플레이트를 통공하도록 형성되며, 형성되는 위치에 따라 직선형 혹은 라운드형을 갖되 이들은 모두 동일 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.

특히 라운드형 피어싱은 가스켓의 보어측을 따라 형성되어 있는 비드의 중앙을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1실시예는 보어부 측의 비드가 풀비드인 것을 특징으로 한다.

따라서 도 6의 상부 가스켓(10)은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 볼록한 풀비드(11)를 형성하며, 하부 가스켓(30) 역시 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 오목한 풀비드(31)를 형성하게 된다.

도 6에서 보는 바와 같이 도 5의 가스켓의 A-A 부분은 서로 이웃하는 보어부 사이에 위치하는 직선형 피어싱(22)을 보여주고 있다.

상기 직선형 피어싱(22)은 스토퍼의 서로 이웃하는 보어부 사이에 위치하되, 보어부와 보어부 사이의 중앙을 기준으로 대칭되는 위치와 형상을 가지는 것이 바람직하므로, 직선 형태를 가지는 것이 바람직하다.

또한 도 7의 가스켓의 B-B 부분은 가스켓의 내측 테두리와 외측 테두리 사이에 위치하는 라운드형 피어싱(23)을 보여주고 있다.

본 발명의 제1실시예에서 상부 가스켓(10)은 보어부의 내측 테두리를 따라 풀비드(11)를 형성하며, 외측 테두리를 따라 수평면으로부터 상향되는 상향경사부(12), 상기 상향경사부(12)로부터 수평한 상향수평부(13)를 형성하게 된다.

이와 마찬가지로, 하부 가스켓(30)은 보어부 내측 테두리를 따라 풀비드(31)를 형성하며, 외측 테두리를 따라 수평면으로부터 하향되는 하향경사부(32), 상기 하향경사부(32)로부터 수평한 하향수평부(33)를 형성하게 된다.

상기 라운드형 피어싱(23)은 가스켓의 내측 테두리와 외측 테두리 사이에 위치하되, 보어부와 보어부 사이의 중앙을 기준으로 대칭되는 위치와 형상을 가지는 것이 바람직하므로, 직선 형태를 가지는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 라운드형 피어싱(23)은 상기 풀비드(11, 31) 사이에서 풀비드의 중앙을 따라 형성된다.

도 8과 도 9는 본 발명의 제2실시예에 대한 단면도이다.

도 8에서 보는 바와 같이 도 5의 가스켓의 A-A 부분은 서로 이웃하는 보어부 사이에 위치하는 직선형 피어싱(22)을 보여주고 있으며, 도 9에서 보는 바와 같이 도 5의 가스켓의 B-B 부분은 가스켓의 내측 테두리와 외측 테두리 사이에 위치하는 라운드형 피어싱(23)을 보여주고 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에서의 피어싱 형상은 상기 제1실시예의 형상과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 제2실시예는 보어부 측의 비드가 하프비드인 것을 특징으로 한다.

따라서 도 8의 상부 가스켓(40)은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 상향되는 상향경사부(41)와, 상기 상향경사부로부터 수평한 상향수평부(42), 상기 상향수평부로부터 하향되는 하향경사부(43)를 형성하게 된다.

마찬가지로 하부 가스켓(60)은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 하향되는 하향경사부(61)와, 상기 하향경사부로부터 수평한 하향수평부(62), 상기 하향수평부로부터 상향되는 상향경사부(63)를 형성하게 된다.

따라서 상기 직선형 피어싱(22)은 상기 상향수평부(42)와 하향수평부(62) 사이에 위치하게 된다.

또한 도 9의 상부 가스켓(40)은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 상향되는 상향경사부(41)와, 상기 상향경사부로부터 수평한 상향수평부(42), 상기 상향수평부로부터 하향되는 하향경사부(43)를 형성하며, 외측 테두리를 따라 상향수평부(45), 상기 상향수평부(45)로부터 하향되는 하향경사부(44)를 형성하여 상기 하향경사부(43)와 하향경사부(44)가 수평면에 의해 연결되어 있다.

마찬가지로 하부 가스켓(60)은 보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 하향되는 하향경사부(61)와, 상기 하향경사부로부터 수평한 하향수평부(62), 상기 하향수평부로부터 상향되는 상향경사부(63)를 형성하며, 외측 테두리를 따라 하향수평부(65), 상기 하향수평부(65)로부터 상향되는 상향경사부(64)를 형성하여 상기 상향경사부(63)와 상향경사부(64)가 수평면에 의해 연결되어 있다.

따라서 상기 라운드형 피어싱(23)은 상기 상향수평부(42)와 하향수평부(62) 사이에서 이들의 중앙을 따라 위치하게 된다.

10, 40 : 상부 가스켓 30, 60 : 하부 가스켓
20 : 스토퍼 22 : 직선형 피어싱
23 : 라운드형 피어싱

Claims (7)

1. 스토퍼를 갖는 가스켓에 있어서,
   상기 스토퍼는 엔진 가동에 따른 거동 및 변형에 능동적으로 추종하도록, 보어부의 내측 테두리를 따라 일정한 간격을 두고 동일 폭을 가지는 복수개의 피어싱이 통공되어 있으며,
   상기 피어싱은,
   서로 이웃하는 보어부 사이에 형성되는 직선형 피어싱과;
   가스켓의 외측 테두리와 보어부인 내측 테두리 사이에 형성되는 라운드형 피어싱을 포함하여 구성되고,
   상기 라운드형 피어싱은 내측 테두리를 따라 형성되어 있는 비드의 중앙을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 피어싱은 상기 가스켓의 보어부 테두리를 따라 형성되어 있는 상/하 비드 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 가스켓은
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 볼록한 풀비드를 형성하는 상부 가스켓과;
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 오목한 풀비드를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며,
   상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에 위치하도록, 상기 상부 가스켓과 하부 가스켓의 풀비드 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가스켓은
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 볼록한 풀비드와, 외측 테두리의 상향수평면으로부터 하향된 하향경사부를 형성하는 상부 가스켓과;
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 오목한 풀비드와, 외측 테두리의 하향 수평면으로부터 상향된 상향경사부를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며,
   상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에서 상기 풀비드 측에 위치하며, 상기 라운드형 피어싱은 내측과 외측 테두리 사이에서 상기 풀비드 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 가스켓은
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 상향된 상향경사면, 상향경사부로부터 수평한 상향수평부, 상향수평부로부터 하향된 하향경사부로 구성되는 하프비드와, 외측 테두리의 상향수평면으로부터 하향된 하향경사부를 형성하는 상부 가스켓과;
   보어부의 내측 테두리로부터의 수평면으로부터 하향된 하향경사면, 하향경사면으로부터 수평한 하향수평부, 하향수평부로부터 상향된 상향경사부로 구성되는 하프비드와, 외측 테두리의 하향수평면으로부터 상향된 상향경사부를 형성하는 하부 가스켓으로 구성되며,
   상기 직선형 피어싱은 서로 이웃하는 보어부 사이에서 상기 하프비드의 상향수평면과 하향수평면 사이에 위치하며, 상기 라운드형 피어싱은 내측과 외측 테두리 사이에서 상기 하프비드의 상향수평면과 하향수평면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 피어싱이 형성된 스토퍼를 갖는 가스켓.

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