KR101541840B1 - 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연소실 실링 부위와 냉각수 및 오일 실링 부위의 플레이트를 분리하여 두께차를 두어 추가되는 스토퍼를 구성하지 않아도 되도록 함으로써 가스켓의 매수를 늘리지 않으면서도 고 Pmax화된 엔진의 연소실압력을 실링하기 위한 것으로, 본 발명에 의하면, 동일한 형상으로 서로 마주하도록 상판 및 하판과, 이들 사이에 형성된 중판을 포함하여 구성되는 가스켓에 있어서, 상기 상판, 중판 및 하판 중 적어도 어느 하나가 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되게 구성되되, 상기 연소가스 실링부가 상기 냉각수 및 오일 실링부보다 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓을 제공한다.

Description

분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓{Gasket Having Separated Bead Plate}

본 발명은 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연기관의 실린더 블럭과 실린더 헤드 사이에 발생하는 유동적인 간극을 실링하기 위한 금속 가스켓에 있어서, 연소실 둘레를 따라 단차를 형성하여 실링성을 향상시키도록 한 분리형 비드플레이트를 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 놓이게 된다.

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.

종래 기술에 따른 금속 가스켓은 내연기관의 실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 배치되어 리벳에 의해 실린더 헤드 내지 실린더 헤드 커버의 하면에 접합되고, 볼트에 의해서 완전히 조립된다.

이에, 종래의 금속 가스켓은 1차적으로 스토퍼에 의해서 가스 누설 방지 기능을 하며, 성형된 비드의 스프링 힘에 의하여 2차적으로 누설 방지 기능을 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래 기술에 있어서 연소실의 연소압력을 실링하기 위한 방법으로 연소실 실링 비드 주변에 스토퍼를 배치시키는 바, (a)에서와 같이 연소실 실링 비드 전체를 감싸는 편평한 스토퍼 타입(1)이 제시되거나, (b)에서와 같이 연소실 실링 비드 앞의 평탄부에 중간 플레이트를 접어 구성한 스토퍼 타입(2)이 제시되거나, (c)에서와 같이 연소실 실링 비드 앞의 평탄부에 스토퍼를 용접한 타입(3)이 제시되고 있다.

그러나 상기의 종래기술들에 있어서, 연소 최고압력(Pmax, Maximum Pressure)에 대비한 연소가스의 실링에 문제가 되어, 별도의 플레이트를 추가하여 매수를 늘려서 실링하거나, 스토퍼에 접어 겹침 등의 추가 가공을 거쳐 구성하게 되므로 원가가 상승하게 된다.

따라서 상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가스켓의 매수를 늘리지 않으면서도 고 Pmax화된 엔진의 연소실압력을 실링하도록, 연소실 실링 부위와 냉각수 및 오일 실링 부위의 플레이트를 분리하여 두께차를 두어 추가되는 스토퍼를 구성하지 않아도 되도록 하는 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓을 제공하기 위함이다.

상기한 본 발명의 목적은, 동일한 형상으로 서로 마주하도록 상판 및 하판과, 이들 사이에 형성된 중판을 포함하여 구성되는 가스켓에 있어서, 상기 상판, 중판 및 하판 중 적어도 어느 하나가 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되게 구성되되, 상기 연소가스 실링부가 상기 냉각수 및 오일 실링부보다 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓에 의해 달성된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상판과 하판이 각각 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되어 중판에 결합되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상판은, 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부와; 상기 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드와; 상기 연소실측 평탄부의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출되어 중판에 결합되는 중판결합부와; 상기 연소실 측 평탄부와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 일정 간격을 두고 분리되게 형성된 냉각수 측 평탄부와; 상기 냉각수 측 평탄부로부터 하향 경사진 경사부와; 상기 경사부로부터 하향 수평한 하향 수평부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 하판은, 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부와; 상기 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드와; 상기 연소실측 평탄부의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출되어 중판에 결합되는 중판결합부와; 상기 연소실 측 평탄부와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 일정 간격을 두고 분리되게 형성된 냉각수 측 평탄부와; 상기 냉각수 측 평탄부로부터 상향 경사진 경사부와; 상기 경사부로부터 상향 수평한 상향 수평부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 중판이 각각 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되어 상판 혹은 하판 중 적어도 어느 하나에 결합되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상판과 하판은, 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부와; 상기 연소실 측 평탄부의 양 측 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드와; 상기 연소실 측 평탄부로부터 하향 경사진 경사부와; 상기 경사부로부터 하향 수평한 하향 수평부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 중판은, 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부와; 상기 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드와; 상기 연소실측 평탄부의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출되어 중판에 결합되는 중판결합부와; 상기 연소실 측 평탄부와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부 테두리를 따라 일정 간격을 두고 분리되게 형성된 냉각수 측 평탄부와; 상기 냉각수 측 평탄부로부터 상향 경사진 경사부와; 상기 경사부로부터 상향 수평한 상향 수평부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

따라서 상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓은, 연소실 실링 부위와 냉각수 및 오일 실링 부위의 플레이트를 분리하여 두께차를 두어 추가되는 스토퍼를 구성하지 않아도 되도록 함으로써 가스켓의 매수를 늘리지 않으면서도 고 Pmax화된 엔진의 연소실압력을 실링할 수 있으며 연소실 부위의 플레이트 두께가 두꺼운 효과로 인하여 연소실 비드의 반발력을 높이는 효과도 가지게 된다.

도 1은 스토퍼 플레이트가 추가된 종래의 연소실 실링 비드의 단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓의 평면도,
도 3은 도 2의 A-A 단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓의 단면도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 본 발명의 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓의 실시예들을 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 가스켓은 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부를 실링하도록 상판, 중판, 하판으로 구성되되, 이들 중 어느 하나 이상이 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되어 있으며 분리된 플레이트의 두께를 서로 달리하는 것을 특징으로 한다.

도 2의 평면도와 도 3의 단면도에서 보는 바와 같이, 본 발명의 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓의 제1실시예에 따르면, 연소실 가스켓은 상판(100), 중판(200) 및 하판(300)으로 구성된다.

상기 제1실시예에서는 동일한 형상으로 상, 하 대칭되게 서로 마주하도록 위치하는 상판(100)과 하판(300)이 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 각각 분리되어 있으며 연소가스 실링부 측의 두께가 더 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 중판(200)은 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부 전체를 실링하도록 0.1mm 정도 두께의 평판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 상판(100)은 상판측 연소가스 실링부(110)와 상판측 냉각수 및 오일 실링부(120)로 구분되게 나뉘어져 있으며, 0.25mm 정도 두께의 상판측 연소가스 실링부(110)가 0.2mm 정도 두께의 상판측 냉각수 및 오일 실링부(120)보다 0.05mm 가량 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 상판측 연소가스 실링부(110)는 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부(111) 및 상기 연소실 측 평탄부(111)에 형성된 연소가스용 실링 비드(112)로 구성된다.

이때 상기 연소가스용 실링 비드(112)는 하향되게 오목한 풀비드 형태인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상판측 연소가스 실링부(110)는 연소실측 평탄부(111)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부(11)를 일정 간격마다 복수개 형성하여 중판(200)의 연소가스 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

상기 상판측 냉각수 및 오일 실링부(120)는 상기 연소실 측 평탄부(111)와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부(111) 테두리를 따라 일정 간격(13)을 두고 분리되어 떨어지게 형성된 냉각수 측 평탄부(121) 및 냉각수 측 평탄부(121)로부터 하향 경사진 경사부(122)와 상기 경사부(122)로부터 하향 수평한 하향 수평부(123)로 구성된다.

또한 상기 상판측 냉각수 및 오일 실링부(120)는 하향 수평부(123)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부(12)를 일정 간격마다 복수개 형성하여 중판(200)의 냉각수 및 오일 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

이와 마찬가지로 상기 하판(300)은 하판측 연소가스 실링부(310)와 하판측 냉각수 및 오일 실링부(320)로 구분되게 나뉘어져 있으며, 0.25mm 정도 두께의 하판측 연소가스 실링부(310)가 0.2mm 정도 두께의 하판측 냉각수 및 오일 실링부(320)보다 0.05mm 가량 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 하판측 연소가스 실링부(310)는 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부(311) 및 상기 연소실 측 평탄부(311)에 형성된 연소가스용 실링 비드(312)로 구성된다.

이때 상기 연소가스용 실링 비드(312)는 상향되게 볼록한 풀비드 형태인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하판측 연소가스 실링부(310)는 연소실측 평탄부(311)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부(미 도시)를 일정 간격마다 복수개 형성하여 중판(200)의 연소가스 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

상기 하판측 냉각수 및 오일 실링부(320)는 상기 연소실 측 평탄부(311)와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부(311) 테두리를 따라 일정 간격을 두고 분리되게 떨어지게 형성된 냉각수 측 평탄부(321) 및 냉각수 측 평탄부(321)로부터 상향 경사진 경사부(322)와 상기 경사부(322)로부터 상향 수평한 상향 수평부(323)로 구성된다.

또한 상기 하판측 냉각수 및 오일 실링부(320)는 상향 수평부(323)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부를 일정 간격마다 복수개 형성하여 중판(200)의 냉각수 및 오일 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

상기 중판(200)그 내측 테두리가 상기 상판과 하판의 연소실 측 평탄부 일 단과 일치하며 그 외곽 테두리가 상판과 하판의 냉각수 측 수평부 끝단과 일치하도록 상판(100)과 하판(300) 사이에 개재된다.

따라서 연소가스 실링부는 상판 두께 0.25mm, 중판 두께 0.1mm, 하판 두께 0.25mm 일 경우 총 두께가 0.6mm가 되며, 냉각수 및 오일 실링부는 상판 두께 0.2mm, 중판 두께 0.1mm, 하판 두께 0.2mm 일 경우 총 두께가 0.5mm가 되어 연소가스 실링부의 두께가 0.1mm 정도 더 두꺼워짐으로써 별도의 스토퍼를 구성하지 않더라도 스토퍼의 효과를 가지게 되며, 연소가스용 실링 비드의 반발력을 높이는 효과가 생긴다.

도 4의 단면도에서 보는 바와 같이, 본 발명의 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓의 제2실시예에 따르면, 연소실 가스켓은 상판(400), 중판(500) 및 하판(600)으로 구성된다.

상기 제2실시예에서는 동일한 형상으로 상, 하 대칭되게 서로 마주하도록 위치하는 상판(400)과 하판(600)이 구성되며, 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부 전체를 실링하도록 0.2mm 정도의 플레이트로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 중판(500)은 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 각각 분리되어 있으며 연소가스 실링부 측의 두께가 0.1mm 정도 더 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 상판(400)은 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부(401) 및 상기 연소실 측 평탄부(401)의 양 측 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드(402), 상기 연소실 측 평탄부(401)로부터 하향 경사진 경사부(403)와 상기 경사부(403)로부터 하향 수평한 하향 수평부(404)로 구성된다.

이때 상기 연소가스용 실링 비드(402)는 하향되게 오목한 풀비드 형태인 것을 특징으로 한다.

이와 마찬가지로, 상기 하판(600)은 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부(601) 및 상기 연소실 측 평탄부(601)의 양 측 테두리를 따라 형성된 연소가스용 실링 비드(602), 상기 연소실 측 평탄부(601)로부터 하향 경사진 경사부(603)와 상기 경사부(603)로부터 하향 수평한 하향 수평부(604)로 구성된다.

이때 상기 연소가스용 실링 비드(602)는 하향되게 오목한 풀비드 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 중판(500)그 내측 테두리가 상기 상판과 하판의 연소실 측 평탄부 일 단과 일치하며 그 외곽 테두리가 상판과 하판의 냉각수 측 수평부 끝단과 일치하도록 상판(400)과 하판(600) 사이에 개재된다.

상기 중판(500)은 중판측 연소가스 실링부(510)와 중판측 냉각수 및 오일 실링부(520)로 구분되게 나뉘어져 있으며, 0.3mm 정도 두께의 중판측 연소가스 실링부(510)가 0.2mm 정도 두께의 중판측 냉각수 및 오일 실링부(520)보다 0.1mm 가량 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 중판측 연소가스 실링부(510)는 연소실 둘레를 따라 형성된 연소실 측 평탄부(511) 및 상기 연소실 측 평탄부(511)에 형성된 연소가스용 실링 비드(512)로 구성된다.

이때 상기 연소가스용 실링 비드(512)는 상향되게 볼록한 풀비드 형태인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중판측 연소가스 실링부(510)는 연소실측 평탄부(511)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부(미 도시)를 일정 간격마다 복수개 형성하여 상판(400) 혹은 하판(600)의 연소가스 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

상기 중판측 냉각수 및 오일 실링부(520)는 상기 연소실 측 평탄부(511)와 동일 높이를 가지며 연소실 측 평탄부(511) 테두리를 따라 일정 간격을 두고 떨어지게 형성된 냉각수 측 평탄부(521) 및 냉각수 측 평탄부(521)로부터 상향 경사진 경사부(522)와 상기 경사부(522)로부터 상향 수평한 상향 수평부(523)로 구성된다.

또한 상기 중판측 냉각수 및 오일 실링부(520)는 상향 수평부(523)의 외곽 테두리를 따라 수평 방향으로 돌출된 중판결합부를 일정 간격마다 복수개 형성하여 상판(400) 혹은 하판(600)의 냉각수 및 오일 실링 부분에 볼트결합 혹은 용접결합으로 고정되도록 한다.

따라서 연소가스 실링부는 상판 두께 0.2mm, 중판 두께 0.3mm, 하판 두께 0.2mm 일 경우 총 두께가 0.7mm가 되며, 냉각수 및 오일 실링부는 상판 두께 0.2mm, 중판 두께 0.2mm, 하판 두께 0.2mm 일 경우 총 두께가 0.6mm가 되어 연소가스 실링부의 두께가 0.1mm 정도 두꺼워짐으로써 별도의 스토퍼를 구성하지 않더라도 스토퍼의 효과를 가지게 되며, 연소가스용 실링 비드의 반발력을 높이는 효과가 생긴다.

100, 400 : 상판 110, 310, 510 :연소가스 실링부
120, 320, 520 : 냉각수 및 오일 실링부
200, 500 : 중판 300, 600 : 하판

Claims (7)

1. 동일한 형상으로 서로 마주하도록 상판 및 하판과, 이들 사이에 형성된 중판을 포함하고, 상기 상판, 중판 및 하판 중 적어도 어느 하나가 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부로 분리되게 구성되되, 상기 연소가스 실링부가 상기 냉각수 및 오일 실링부보다 더 두껍게 형성되어 있는 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓에 있어서,
   상기 상판에서는,
   상기 상판의 연소가스 실링부를 구성하는 상기 상판의 연소실 측 평탄부 및 연소가스용 실링 비드의 두께가 상기 상판의 냉각수 및 오일 실링부를 구성하는 상기 상판의 냉각수 측 평탄부와 경사부 및 하향 수평부에 비하여 상대적으로 두껍게 형성되어 있고,
   상기 하판에서는,
   상기 하판의 연소가스 실링부를 구성하는 상기 하판의 연소실측 평탄부 및 연소가스용 실링 비드의 두께가 상기 하판의 냉각수 및 오일 실링부를 구성하는 상기 하판의 냉각수 측 평탄부, 경사부 및 상향 수평부에 비하여 상대적으로 두껍게 형성되어 있고,
   상기 중판은 상기 상판 및 상기 하판에 비하여 상대적으로 얇고, 상기 중판의 연소가스 실링부와 냉각수 및 오일 실링부 전체에 걸쳐 동일한 두께를 갖고,
   상기 연소가스 실링부가 상판 두께 0.25mm, 중판 두께 0.1mm, 하판 두께 0.25mm 일 경우 총 두께가 0.6mm가 되고,
   상기 냉각수 및 오일 실링부가 상판 두께 0.2mm, 중판 두께 0.1mm, 하판 두께 0.2mm 일 경우 총 두께가 0.5mm가 되어서,
   상기 연소가스 실링부의 두께가 상기 냉각수 및 오일 실링부에 비하여 0.1mm 정도 더 두꺼워짐으로써 별도의 스토퍼를 구성하지 않더라도 스토퍼의 효과를 가지게 되며, 연소가스용 실링 비드의 반발력을 높이는 것을 특징으로 하는 분리형 비드플레이트를 갖는 가스켓.
   
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