KR101621812B1

KR101621812B1 - 내연기관의 밸브용의 개스킷 및 내연기관용의 밸브

Info

Publication number: KR101621812B1
Application number: KR1020140180425A
Authority: KR
Inventors: 클라우디오 조피; 안드레아 죠르다노; 빠올로 페비에; 다니엘 보다보싸나
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-05-31
Also published as: JP5927748B2; US20150167850A1; CN104791039B; EP2884061B1; KR20150069563A; JP2015113982A; EP2884061A1; HUE032271T2; ITTO20131018A1; CN104791039A; US9625038B2

Abstract

간단하고 경제적으로 설계에 관한 유연성을 가질 수 있는 내연기관의 밸브용의 개스킷 및 해당 개스킷을 구비한 내연기관용의 밸브를 제공하기 위하여, 개스킷(1)은, 축(A)에 관하여 링 형상을 가지며, 가이드 부재(7)의 외측에 끼움 결합되고, 가이드 부재(7)에 정적인 씰을 형성하는 엘라스토머 재료로 만들어진 씰 부재(12), 및 축(A)에 관하여 링 형상을 가지고, 씰 부재(12)와 협동하는 지지 기구(13)를 구비한다. 지지 기구(13)는, 전체가 플라스틱제의 단일 구성요소로서 형성된다.

Description

내연기관의 밸브용의 개스킷 및 내연기관용의 밸브{A GASKET FOR A VALVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND A VALVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연기관의 밸브용의 개스킷 및 해당 개스킷을 구비한 내연기관용의 밸브에 관한 것이다.

내부에서 엔진의 공정이 이루어지는 1개 또는 복수의 실린더를 가지는 헤드부를 구비하고, 실린더가 엔진 자체의 각 연소실로 이루어진 차량용 내연기관은 널리 알려져 있다. 그리고, 이러한 헤드부에는, 연소실로 미연소된 연료와 공기의 혼합 기체를 운반하는데 적절한 파이프(흡기 포트)와, 연소실로부터 연소 가스를 배출하는데 적절한 파이프(배기 포트)에 상기 연소실을 연결하기 위하여 적절한 시트부가 기계 가공되어 있다.

각 연소실로부터 또는 각 연소실로의 흐름은 시트부에서 작동하는 적절한 밸브에 의하여 제어된다. 구체적으로 서술하면, 각 밸브는, 엔진 헤드부의 캐비티 내부에 고정된 가이드 부재와, 가이드 부재에 의하여 구획되고 정해진 관통 부위의 가운데를 상호 역방향으로 슬라이딩 가능하며, 대응하는 흡기 또는 배기 포트와 대응하는 연소실 사이의 연결부를 닫기 위한 폐쇄 부위를 일측의 말단에 가진 스템을 본질적으로 구비하고 있다.

밸브 스템의 반대측 끝은, 대응하는 가이드 부재로부터 축방향으로 돌출되고, 예를 들면 캠 샤프트와 같은, 대응하는 제어 장치로부터 조작력을 받도록 형성된다.

밸브 스템은, 원통형의 헬리컬 스프링에 의하여, 흡기 또는 배기 포트와, 대응하는 연소실 사이의 연결을 닫는 방향으로 축을 따라 하중이 가해진다.

구체적으로는, 스프링은, 밸브의 주위를 동축으로 하여 설치되고, 엔진 헤드부에 기계 가공된 고정면과, 제어 장치와 협동하는 스템 자체의 단부 근접부 또는 대응부에 있어서 밸브의 스템에 고정된 플레이트 사이에서 축방향에 배치된다.

위에서 서술한 밸브에는, 통상 엔진 내를 순환하는 윤활유용의 시트 개스킷이 일반적으로 설치된다. 이와 같은 개스킷은, 특히 일반적으로 알려져있는 형상의 1개에 있어서, 실질적으로 관 형상의 형태를 가진 금속재의 단일편으로 형성된 지지 혹은 보강 기구, 및 지지 기구와 밸브 사이에 배치되는 엘라스토머 재로 형성된 링 형상 씰 부재를 구비한다.

구체적으로는, 씰 부재는, 그 내측 방사상 표면을 통하여, 사용시에 제어 장치측으로 향하여진 가이드 부재의 부위의 외측 방사상 표면과 협동하도록 형성된 제1 부위와, 밸브 스템과 직접 협동하는데 적절한 제2 부위를 표준적으로 구비한다.

위에서 서술한 개스킷은, 분배로부터 연소실로 흐르는 윤활유의 양을 제어하기 위하여, 모든 내연기관에서 폭넓게 사용된다. 윤활유의 과도한 흐름은, 오일 자체의 확실한 과잉 소비뿐만 아니라, 엔진 효율의 저하와 차량의 촉매 성능 저하의 원인이 된다. 한편, 윤활유의 흐름이 불충분하면, 온도의 국소적 급상승에 따른 밸브의 마모와 소음 증대가 야기된다. 이러한 현상은, 밸브 스템 자체의 가이드 부재 내부에 대한 연소에 기인하는 밸브의 조기 손상을 불러 일으킬 수 있다.

주지의 캐스킷은, 대응하는 밸브의 가이드 부재에 동작하는 씰 부재의 제1 부위에 의하여 정적 타입의 씰의 형성을 가능하게 하고, 스템과 협동하는 씰 부재의 제2 부위에 의하여 동적 타입의 씰의 실현을 가능하게 한다.

정적 씰은, 구체적으로는, 연소실에 대한 윤활유의 침입을 방지하고, 동시에 개스킷 자체를 그 위치에 유지할 목적으로, 가이드 부재에 대한 일정 레벨의 반경 방향으로의 압축을 확보해야 하고, 그 일측에서 동적 씰은, 스템과 가이드 부재의 연결부의 윤활에 필요한 최소한의 오일 흐름이 가능하도록 설계되어 있다.

스템에 대한 슬라이딩 마칠을 저감하는 것을 목적으로 하여, 예를 들면 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 등의 저마찰계수 재료의 링이, 씰 부재의 제2 부위와 협동한다.

지지 기구는 이하를 구비한다:

- 실질적으로 원통 형상의 메인 부위;

- 메인 부위의 축방향 단부로부터 내측을 향하여 방사상으로 연장 형성되고, 일부가 씰 부재의 링 형상 시트부에 매립된 제1 링 형상 플랜지; 및

- 메인 부위의 반대측의 축방향 단부로부터 외측을 향하여 방사상으로 연장 형성되는 제2 링 형상 플랜지.

지지 기구는, 그 외에, 밸브의 소망 위치에서 개스킷을 기능 상태로 유지하는 것을 가능하게 한다.

지지 기구의 형상, 및/또는 씰 부재에 대한 지지 기구의 상대적 위치, 및/또는 지지 기구 및/또는 씰 부재에 의한 정적 및 동적인 씰 기능의 향상에 관하여, 최대한의 유연성을 가진 개스킷을 구비할 필요성이 당업계 분야에서 인식되고 있다.

본 발명의 목적은, 전술한 필요성에 대응하는 것을 간단하고 경제적으로 가능하게 하는, 내연기관의 밸브용의 개스킷을 작성하는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 간단하고 경제적으로 설계에 관한 유연성을 가질 수 있는 내연기관의 밸브용의 개스킷 및 해당 개스킷을 구비한 내연기관용의 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 개스킷은, 내연기관(3)의 밸브(2)용의 개스킷(1)에 있어서, 상기 밸브(2)는, 관통 시트부를 나누어 정하는 가이드 부재(7)와, 상기 시트부 내를 슬라이딩 가능한 스템(8)을 구비하며, 상기 개스킷(1)은, - 탄성적으로 변형 가능하며, 축(A)에 관하여 링 형상을 가지며, 상기 스템(8) 및/또는 상기 가이드 부재(7)와 협동하도록 상기 밸브(2)에 외측으로부터 끼움 결합 가능하게 형성된 씰 부재(12, 12')와, - 링 형상을 가지며, 상기 씰 부재(12, 12')의 적어도 일부에 같은 축으로 끼움 결합되는 지지 기구(13, 13')를 구비하는, 개스킷(1)에 있어서, 상기 지지 기구(13, 13')는, 전체가 플라스틱으로 만들어진 단일의 구성요소에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13)는, 상기 축(A)에 관하여 반경 방향 내측의 위치에서 상기 씰 부재(12)의 제1 위치(18)와 협동하고, 상기 축(A)과 상기 스템(8) 사이에 있어서 반경 방향으로 배치되도록 형성된 제1 부위(30)를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13)의 상기 제1 부위(30)는, - 상기 스템(8)에 씰을 형성하도록 형성된 링 형상 가장자리부(35)와, - 상기 가장자리부(35)에 수납 결속되어, 상기 가장자리부(35)에 관하여 상대하는 축방향의 부분에 배열되고, 사용시에 상기 스템(8)으로부터 반경 방향으로 이격되게 배치되어 설치되는 한 쌍의 구간(36, 37)을 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13)는, - 상기 제1 부위(30)와 대향하고, 상기 씰 부재(12)의 제2 부위(19)와, 상기 축(A)에 관하여 상기 씰 부재(12)의 반경 방향 외측의 위치에서 협동하는 제2 부위(31)와, - 상기 제1 부위(30)와 상기 제2 부위(31) 사이에 축 사이에 배치되는 방향에 있어서 배치되고, 상기 제1 부위(18)와 상기 제2 부위(19) 사이에 배치되는 상기 씰 부재(12)의 부위(20)가 관통하는 복수의 홀(50)을 구획하여 정하는 제3 부위(32)를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13)의 상기 제3 부위(32)는, 모두 상기 씰 부재(12)와 협동하는 한 쌍의 축방향 끝면을 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 제2 부위(31)는, 상기 제3 부위(32)에 대하여 축방향에 있어서 반대측에, 상기 축(A)을 향하여 반경 방향으로 절곡되고, 상기 씰 부재(12)를 상기 지지 기구(13)의 상기 제3 부위(32)에 대하여 축방향에 있어서 지지하기 위하여, 상기 씰 부재(12)와 축방향에 있어서 협동하는 축방향 단부(43)를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13')는, 상기 스템(8)에 스냅 결합 가능한 제1 부위(45')를 적어도 하나 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13')는, - 상기 씰 부재(12')와 협동하는 본체부(43', 44')와, - 상기 본체부(43', 44')로부터 축방향으로 돌출되고, 상기 본체부(43', 44')의 반경 방향으로 절곡된 각 단부(45')를 구획하여 정하는 복수의 부속 부재(41')를 구비하며, 상기 단부(45')는 각각, 상기 가이드 부재(7)가 구비된 대응 시트부(47')에 스냅 결합 가능한 상기 제1 부재(45')를 각각 구획하여 정하며, 상기 부속 부재(41')는, 사용시에, 상기 절곡된 단부(45')의 상기 시트부(47') 내로의 삽입, 또는 상기 시트부(47')로부터의 상기 절곡된 단부(45')의 빠져 나옴을 가능하게 하기 위하여, 상기 본체부(43', 44')로부터 탄성적으로 이격 가능하다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 씰 부재(12')는, 씰을 형성하기 위하여 상기 스템(8)과 협동하도록 형성된 제1 링 형상 립부(35b')를 구비하며, 상기 지지 기구(13')는, 상기 씰 부재(12') 내부에 매설되고, 상기 제1 부재(45')에 대하여 축방향에 있어서 반대측에 배열된 제2 링 형상 립부(54')를 구비한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 제2 링 형상 립부(54')는 상기 축(A)에 대하여 경사지게 연장 형성된다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 씰 부재(12')는, 상기 축(A)에 직교하는 평면 상에 있으며, 상기 축(A)과 평행한 방향에 있어서 상기 스템(8)과 협동하도록 형성된 축방향 단부(15')를 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 내연기관(3)용의 밸브(2')는, - 상기 본 발명의 일 태양에 따른 개스킷(1')과, - 상기 개스킷(1')의 상기 지지 기구(13')의 상기 제1 부재(45')에 스냅 결합되는 적어도 하나의 제2 부재(47')를 구비한 가이드 부재(7)와, - 상기 가이드 부재(7)의 내부를 슬라이딩 가능한 스템(8)을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따른 개스킷에 있어서, 상기 지지 기구(13, 13')는, - 상기 축(A)에 대하여 평행하게 넓어지는 메인 구간(41, 42, 41', 44')과, - 상기 메인 구간(41, 42, 41', 44')에 대하여, 축방향에 있어서 상호 대향하는 쪽에 배치되고 설치되며, 상기 메인 구간(41, 42, 41', 44')으로부터 상기 축(A)을 향하여 상기 축(A)에 대하여 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 구간(30, 31; 45', 54')을 구비한다.

본 발명이 특허 청구항 1에 기재된 내연기관의 밸브용 개스킷에 관한 것으로부터, 전술한 목적은 본 발명에 의하여 달성된다. 즉, 본 발명에 의하면, 간단하고 경제적으로 설계에 관한 유연성을 가질 수 있는 내연기관의 밸브용의 개스킷 및 해당 개스킷을 구비한 내연기관용의 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 밸브용의 개스킷을 구비한 내연기관의 일부분을 나타낸 부분 단면 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서 개스킷의 지지 기구의 축방향 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 개스킷의 축방향 단면도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 나타낸 개스킷의 일부 단면 상면도이다.
도 5는 명료하게 하기 위하여 일부가 생략된, 도 1에 나타낸 밸브에 대하여 설치 위치에 있는 도 1 내지 도 4에 나타낸 개스킷의 축방향 단면도이다.
도 6은 명료하게 하기 위하여 일부가 생략된, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 내연기관의 밸브용의 개스킷의 일부 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 있어서 개스킷의 사시도이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 나타낸 개스킷을 구비한 내연기관의 일부분을 나타낸 부분 단면 사시도이다.
도 9는 명료하게 하기 위하여 일부가 생략된, 도 8에 나타낸 밸브에 대하여 설치 위치에 있는 도 6 및 도 7에 나타낸 개스킷의 축방향 단면도이다.

본 발명을 더욱 이해하기 위하여, 간단한 비한정적인 예로서 이하의 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명할 것이다.

도 1 내지 도 5에 관하여, 도 1에는, 공지의, 본 발명의 이해에 필요한 구성만이 나타나 있는 내연기관(3)의 밸브(2)가 도시되어 있으며, 도 1에 나타낸 내연기관(3)의 밸브(2)용의 본 발명에 따른 개스킷에 관하여는, 도면 전체를 통하여 나타낸다.

더욱 상세하게 설명하면, 도 1에 있어서 엔진(3)이 헤드부(5)의 부위(4)에 있어서만 나타내어지며, 헤드부(5)는 주지의 형태로 연소실(도 1에서는 인식할 수 없으나, 도시된 헤드부(5)의 부위(4)의 밑에 배치된다)을 구획하여 정하고, 이러한 연소실 내부에 있어서는, 연소용 공기의 존재하에서 연료를 산화함으로써, 연료에 포함된 화학 에너지를 압력 에너지로 변환한다.

연소실은, 주지의 방법으로 그 개구부를 통하여 연료와 연소용 공기를 포함한 혼합 기체를 받아들여, 연소 행정의 끝에 별도의 개구부를 통하여 연소한 가스와 공기를 배출한다.

연소실로부터의 또는 연소실로의 흐름은, 연소실 자체의 전술한 개구부에서 동작하는 상기 종래 형식의 각 밸브(2)에 의하여 제어된다.

이하의 설명에 있어서는, 설명을 명료하게 하기 위하여, 1개의 밸브(2)에 관하여만 언급하며, 설명되는 같은 형태의 특징은, 엔진(3)에 사용되는 이러한 형식의 밸브 각각에 구비되어 있는 것으로 한다.

도 1 내지 도 5와 같이, 밸브(2)는 관통하는 시트부(6)에 수납되고, 이러한 시트부(6)는 헤드부(5)의 부위(4)에 기계 가공되어 있으며, 통상은 윤활유를 포함한다.

밸브(2)는, 시트부(6)의 내측에 끼움 체결된 파이프 형상의 가이드 부재(7)와, 가이드 부재(7) 내에 있어서 축(A)을 따라 상대하는 방향으로 슬라이딩 가능한 하나의 스템(8)을 구비한다.

더욱 상세하게는, 스템(8)은, 가이드 부재(7)의 대향하는 부분으로부터 돌출되고, 대향하는 축방향 단부에, 유체 씰로서 연소실 내에서 대응하는 개구부를 막기 위한 폐쇄 부재(9)와, 예를 들면 캠 샤프트 등, 그 자체로 공지의 도시되지 않은 제어 기구로부터 조작력을 받는 것에 적절한 조작 부재 또는 플레이트(10)를 각각 구비한다.

플레이트(10)를 구비한 스템(8)의 단부가 돌출된 가이드 부재(7)의 축방향 단부에는, 가이드 부재(7) 및 스템(8)을 동축에 감싸도록 설치하고, 본 발명의 실시 형태에 따른 개스킷(1)이 외측에 끼움 결합된다.

밸브(2)는, 축(A)과 일치하는 축을 가진, 본 실시 형태에 있어서 헬리컬 타입으로 도시된 스프링(11)을 더 구비하며, 스프링(11)은, 상호 마주보는 축 방향 단부에 있어서, 플레이트(10) 및 헤드부(5)의 부위(4)의 축(A)에 관한 링 형상 고정면(4a)과 협동한다.

스프링(11)은, 폐쇄 부재(9)에 있어서, 스템(8)을 제어 기구와 항상 접촉한 상태로 유지하도록, 복원력을 스템(8)에 발생시키도록 되어 있다.

특히, 도 2 내지 도 4와 같이, 개스킷(1)은, 설치 상태에 있어서, 축(A)과 일치하는 축에 관하여 링 형상의 형상을 가지고 있다.

더욱 구체적으로는, 개스킷(1)은 본질적으로 이하의 구성을 구비한다:

- 축(A)에 관하여 링 형상을 가지며, 가이드 부재(7)의 외측에 끼움 결합되어, 가이드 부재(7)에 정적인 씰을 형성하는 엘라스토머 재로 만들어진 씰 부재(12); 및,

- 같은 형태로, 축(A)에 관하여 링 형상을 가지며, 씰 부재(12)와 협동하는 지지 기구(13).

지지 기구(13)는, 유리한 점으로서, 전체가 플라스틱제의 단일 구성요소(부재)로서 형성되어 있다.

지지 기구(13)는, 바람직하게는, 정적 및 동적인 용도의 금속재의 기능을 대체할 수 있는 최적인 기계적 특성과 열 저항 특성을 가진 고성능인 열가소성 재료로 형성되어도 좋다. 지지 기구(13)를 형성하는 열 가소성 재료는, 예를 들면 무기 또는 유기 타입의 적절한 약제에 의하여 강화되어도 좋으며, 강화되지 않아도 좋다.

도 2와 도 5와 같이, 씰 부재(12)는, 상호 마주보는 한 쌍의 링 형상 표면(16, 17)에 의하여 그 범위가 구획되고 정해진다.

더욱 구체적으로는, 표면(16)은, 축(A)에 관하여 반경 방향 내측의 위치에서, 축(A)측의 씰 부재(12)의 범위를 정한다. 또한, 표면(17)은, 축(A)에 관하여 반경 방향 외측의 위치에서, 축(A)의 반대측 씰 부재(12)의 범위를 정한다.

그리고, 씰 부재(12)는, 폐쇄 부재(9)의 반대측을 향하여진 선단 표면(14) 및, 표면(14)과는 반대측의, 폐쇄 부재(9)측을 향하여진 선단 표면(15)에 의하여 범위가 정해진다.

표면(16, 17)은, 그 각각이 표면(14)과 표면(15) 사이에 연장 형성된다.

씰 부재(12)는, 표면(14)으로부터 표면(15)에 걸쳐 이하를 구비한다(도 5):

- 표면(14)으로부터 연장된 부위(18);

- 부위(20); 및,

- 표면(14)에서 끝나는 부위(19).

구체적으로는, 부위(20)는, 부위(18)와 부위(19) 사이에 축 방향에 있어서 배치된다.

부위(18)의 표면(16)은, 반경 방향의 유격에 의하여, 스템(8)으로부터 멀어진다.

부위(19)의 표면(16)은, 가이드 부재(7) 자체에 정적 씰을 형성하도록 가이드 부재(7)에서 압력을 받는 복수의 요철(29)을 구비한다.

구체적으로는, 정적 씰은, 연소실로의 윤활유가 침입하는 것을 방지하고, 동시에 개스킷(1) 자체를 그 위치에서 유지하기 위하여, 가이드 부재(7)에 대하여 일정 레벨의 반경 방향으로 밀어 누르는 힘을 유지한다.

부위(18)의 표면(16)은, 부위(19)의 표면(16)의 반경 방향 길이보다 작은 반경 방향 길이를 가진다.

부위(18)의 표면(17)은, 본 실시 형태에 있어서, 헬리컬 스프링인 스프링(25)에 의하여 감싸지는 축(A)에 관한 링 형상 홈을 구획하여 정한다.

부위(18)의 표면(17)의 반경 방향 길이는, 표면(14)으로부터 스프링(25)에 걸쳐 감소되고, 이후 스프링(25)으로부터 부위(20)에 걸쳐 증대된다.

부위(18)의 표면(17)은, 부위(19)의 표면(17)보다 작은 반경 방향 길이를 가진다.

부위(19)의 표면(17)은, 표면(15)으로부터 부위(20)를 향하여 반경 방향 길이가 증대된다.

부위(19)의 표면(17)은, 표면(15)으로부터 부위(20)에 걸쳐서 이하를 구비한다:

- 축방향 단부 구간(21);

- 축방향으로 연장 형성되고, 구간(21)보다 큰 반경 방향 길이를 가진 구간(22);

- 축(A)에 대하여 확장된 만곡 구간(23); 및,

- 축방향으로 연장 형성되고, 구간(22)보다도 큰 반경 방향 길이를 가진 구간(24).

지지 기구(13)는 이하를 구비한다:

- 씰 부재(12)의 부위(18) 내측에 수용되고, 씰 부재(12)의 부위(18)의 표면(16)에 대하여 반경 방향 내측의 위치에 배열되고, 이러한 표면(16)과 협동하고, 부위(18)의 반대측에 있어서 스템(8)에 슬라이딩하여 협동하고 동적 타입의 씰을 형성하는 부위(30);

- 부위(30)와 축방향 반대측에 위치하고, 축(A)에 대하여 반경 방향 외측의 위치에서, 씰 부재(12)의 부위(18)의 표면(17)을 밀어 누르는 부위(31); 및,

- 축방향으로 부위(30, 31) 사이에 배치되는 부위(32).

지지 기구(13)의 부위(30)는, 구체적으로는, 반경 방향의 더욱 내측에 있으며, 스템(8)에 동적 씰을 형성하도록, 스템(8) 상에서 압력을 받는 링 형상 가장자리부(35)를 구비한다.

동적 씰은, 스템(8)과 가이드 부재(7) 사이의 접촉부의 윤활에 필요한 최소한의 유출을 가능하도록 설계된다.

지지 기구(13)의 부위(30)는, 가장자리부(35)상에서 축방향에 있어서 상호 마주보는 쪽에 배치되는 한 쌍의 구간(36, 37, 도 2)을 더 구비한다.

구간(36, 37)은, 축(A)에 대하여 함께 경사져 있다.

구간(36)은, 지지 기구(13)의 축방향 단부를 구획하여 정한다.

구체적으로는, 축(A)과 평행하게, 그리고 표면(14)으로부터 표면(15)을 향하여, 구간(36)은, 제1 테이퍼 각도로 가장자리부(35)에 수납 결속되고, 또한 구간(37)은, 제2 테이퍼 각도로 가장자리부(35)로부터 확장된다.

제2 테이퍼 각도는, 바람직하게는, 제1 테이퍼 각도보다 작게 된다.

본 실시 형태에 있어서 도면에서는, 구간(37)은, 구간(36)보다 길게 연장된다.

부위(32)는, 축(A)에 대하여 반경 방향으로 연장 형성되고, 표면(14, 단부)을 향하여진 그 끝면의 부위에서 씰 부재(12)의 부위(18)와 협동하고, 표면(15, 단부)를 향하여진 그 끝면의 부위에서 씰 부재(12)의 부위(19)와 협동한다.

부위(31)는, 축(A)와 평행한 방향으로 부위(32)로부터 표면(15)에 걸쳐서 이하를 구비한다:

- 부위(32)로부터 연장하여 축 방향으로 연장 형성되고, 씰 부재(12)의 부위(19)의 구간(24)에서 압력을 받는 구간(40);

- 축(A)을 향하여 절곡되고, 씰 부재(12)의 부위(19)의 구간(23)에서 압력을 받는 만곡 구간(41);

- 축방향으로 연장 형성되고, 씰 부재(12)의 부위(19)의 구간(22)에 있어서 압력을 받는 구간(42); 및,

- 축(A)을 향하여 반경 방향으로 절곡되고, 씰 부재(12)의 부위(19)의 구간(21)에 있어서 압력을 받는 구간(43).

이와 같이 씰 부재(12)의 부위(19)는, 축방향에 있어서 지지 기구(13)의 구간(43)과 부위(32) 사이에 수용된다.

특히, 도 2 내지 도 5와 같이, 지지 기구(13)는, 씰 부재(12)가 지지 기구(13)에 대하여 반경 방향 내측의 위치에 있어도, 반경 방향 외측의 위치에 있어도 연장 형성될 수 있도록, 씰 부재(12)의 부위(20)가 관통하는 복수의 홀(50)을 구비한다.

구체적으로는, 홀(50)은, 축(A)의 주위에 각도에 있어서 등간격으로 배치되고, 일부가 지지 기구(13)의 부위(32)에 의하여, 그리고 일부가 부위(31)의 구간(37)에 의하여 구획하여 정해진다.

그리고 홀(50)은, 축(A)의 횡단면에 있어서 원 형상을 가진다(도 4).

본 실시 형태에 있어서 도면에서, 씰 부재(12)와 지지 기구(13)는 일체적으로 함께 몰드 성형된다.

사용시에는, 플라스틱제의 지지 기구(13)의 가장자리부(35)는, 축(A)을 따라 슬라이딩 가능한 스템(8)에 동적 씰을 형성하고, 그 일측에서 엘라스토머제의 씰 부재(12)의 요철(29)은, 축(A)에 대하여 고정된 가이드 부재(7)에 정적 씰을 형성한다.

도 6 내지 도 9에는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 개스킷이 도시되어 있다. 개스킷(1')은, 개스킷(1)과 유사한 것으로, 개스킷(1)과 다른 점만을 이하에 설명한다. 개스킷(1')과 개스킷(1)이 일치하는, 혹은 동등한 부분은, 가능한 범위로 동일 부호를 붙인다.

구체적으로는, 개스킷(1')은 본질적으로 이하를 구비한다(도 6 내지 도 9까지):

- 엘라스토머제이며, 스템(8)에 동적 씰을 형성하기 위하여 스템(8)과 협동하도록 형성된 씰 부재(12'); 및,

- 플라스틱으로 형성되고, 가이드 부재(7)와 끼움 결합식으로 연결되도록 형성된 지지 기구(13').

그리고, 씰 부재(12')는, 선단부가 링 형상이며, 플레이트(10)의 축방향 반대측으로부터 지지 기구(13')의 범위를 정하는 표면(11')과 협동한다.

씰 부재(12')는 본질적으로 이하를 구비한다:

- 플레이트(10)에 대향하는 쪽에 배치되는 축방향 단부의 링 형상 표면(14'); 및,

- 폐쇄 부재(9)측에 배치되고, 가이드 부재(7)의 표면(11')에 돌출하여 맞닿은 상태에서 축방향으로 배치되는 축방향 단부의 링 형상 표면(15').

씰 부재(12')는, 이하를 더 구비한다:

- 축(A)에 대하여 반경 방향 내측의, 그리고 표면(14')과 표면(15') 사이에 연장 형성되는 표면(16'); 및,

- 축(A)에 대하여 반경 방향 외측의, 그리고 표면(14')과 표면(15') 사이에 연장 형성되는 표면(17').

표면(16')은, 표면(14')으로부터 표면(15')에 걸쳐 이하를 구비한다(도 6과 도 9):

- 축(A)와 평행하고, 스템(8)으로부터 반경 방향으로 멀어지는 구간(31');

- 축(A)을 향하여 수납 결속되는 구간(32');

- 스템(8)에 제1 동적 씰을 형성하기 위하여 스템(8)상에서 압력을 받는 링 형상 가장자리부(35a');

- 축(A)에 대하여 확장되는 구간(33');

- 링 형상이며, 그리고 스템(8)으로부터 반경 방향으로 멀어지는 가장자리부(34');

- 가장자리부(34')로부터 축(A)을 향하여 돌출되고, 스템(8)에 제2 동적 씰을 형성하기 위하여 스템(8) 상에서 압력을 받는 립부(35b');

- 축(A)으로부터 반경 방향으로 멀어지며, 립부(35b')보다도 반경 방향 외측에 있는 홈(36', 도 9에 도시되어 있음);

- 홈(36')보다도 반경 방향 외측에 있는 링 형상 가장자리부(37', 도 9에 도시되어 있음); 및,

- 축(A)와 실질적으로 평행한 단부 구간(38', 도 9에 도시되어 있음).

더욱 구체적으로는, 립부(35b')는 한 쌍의 만곡 가장자리부(39a', 39b')에 의하여 범위가 정해진다(도 9).

가장자리부(39a')는 가장자리부(34')로부터 연장되고, 축(A)을 향하여 수납 결속되고, 표면(14')으로부터 표면(15')을 향하여 표면(16')을 따라 존재한다(도 9).

가장자리부(39b')는, 가장자리부(39a')로부터 시작하여 홈(36')을 향하여 연장 형성되고, 가장자리부(39a')로부터 반경 방향으로 멀어지며, 표면(14')에 축방향으로 근접하며, 표면(14')으로부터 표면(15')을 향하여 표면(16')을 따라 존재한다.

표면(17')은, 축(A)과 평행하게 표면(14')으로부터 표면(15')에 걸쳐 이하를 구비한다:

- 스프링(25)이 끼움 결합되는 링 형상 홈을 구획하여 정하는 구간(18');

- 주로 반경 방향으로의 확장을 가지는 어깨부(20'); 및,

- 구간(18')보다 큰 직경을 가지는 구간(19').

어깨부(20')는, 구간(18', 19') 사이에 축방향에서 배치된다.

지지 기구(13')는 본질적으로 이하를 구비한다:

- 원통 형상의 메인 부위(40') 및,

- 상호 등간격으로 이격되고, 부위(40')로부터 축방향으로 돌출하여 연장 형성되며, 축(A)을 향하여 반경 방향으로 절곡되며, 가이드 부재(7)에 의하여 구획하여 정해지는 대응 시트부(47')의 내부에 끼움 결합식(스냅 결합)으로 끼움 결합되도록 형성된 가장자리부(45')를 각각 구비한 복수의 부속 돌기부(41').

부위(40')는, 이하를 포함한다:

- 표면(17')의 구간(19')상에서 반경 방향 외측의 위치에 끼움 결합되는 증대부(43'); 및,

- 증대부(43')보다도 반경 방향 두께가 얇으며, 증대부(43')에 있어서 씰 부재(12')의 반대측으로부터 가이드 부재(7)의 방향으로의 증대부(43')로부터 돌출되고, 가이드 부재(7)로부터 반경 방향으로 멀어지는 벽부(44').

구체적으로는, 부속 돌기부(41')는, 벽부(44')에 인접하며, 도 6 및 도 7에 있어서 시각적으로 인식할 수 있도록, 바람직하게는, 'U'자 형상의 홈(46')으로 상호 다르게 이루어져 있다. 구체적으로는, 홈(46')은, 가장자리부(45')의 측면으로부터 축방향으로 열려져 있고, 가장자리부(45')의 반대측으로부터 벽부(44')에 의하여 범위가 정해진다

그리고, 부속 돌기부(41')는, 가이드 부재(7)로부터 반경 방향으로 멀어진다.

지지 기구(13')가 플라스틱으로 형성되어 있으므로, 부속 돌기부(41')는 벽부(44')로부터 탄성적으로 당겨져 멀어지는(이격)것이 가능하며, 따라서 가장자리부(45')를 시트부(47')로부터 당겨 멀어지게 하는 것, 및/또는 가장자리부(45')를 시트부(47')의 내부로 삽입할 수 있다.

부위(40')는 본질적으로 이하를 구비한다:

- 축(A)에 관하여 반경 방향 내측에 있으며 표면(17')의 구간(19')과 협동하는 표면(50');

- 축(A)에 관하여 반경 방향 외측에서, 표면(50') 방향측에 있으며, 벽부(44')가 거기서부터 시작하는 표면(51');

- 축(A)에 관하여 반경 방향으로 연장 형성되고, 표면(50')과 벽부(44') 사이에 배치되는 어깨부(52'); 및,

어깨부(52')와 축방향에 있어서 마주보며, 주로 반경 방향으로 연장 형성되고, 표면(50')과 표면(51') 사이에 배치되는 표면(53').

지지 기구(13')는, 씰 부재(12')에 의하여 구획되고 정해지는 시트부(60')의 내부에 매립되는 링 형상 립부(54')를 더 구비한다(도 9).

더욱 상세하게는, 립부(54')는 본질적으로 이하를 구비한다(도 6):

- 축(A)에 대하여 주로 반경 방향으로 연장 형성되는 구간(55'); 및,

- 축(A)에 대하여 경사지며, 구간(55')보다 반경 방향 내측에 배열되는 구간(56').

본 실시 형태에 있어서 도면에서, 구간(55')은, 표면(53')으로부터 축(A)의 방향으로 돌출되어 연장 형성된다. 구간(56')은, 립부(54')의 반경 방향 내측의 자유단을 구획하고 정하며, 구간(55')으로부터 씰 부재(12')의 표면(14')을 향하여 연장 형성된다.

더욱 상세하게는, 구간(56')의 자유단은, 실질적으로 씰 부재(12')의 어깨부(20')의 축방향 위치에 배치된다.

개스킷(1')의 기능은, 씰 부재(12')의 가장자리부(35a')와 립부(35b')가 스템(8)상에서 한 쌍의 동적 씰을 형성하는 것, 및 씰 부재(12')의 표면(15')이 가이드 부재(7)의 표면(11')상에서 정적 씰을 형성하는 것이 있어서 개스킷(1)의 기능과 다르다.

본 발명의 실시 형태에 따른 개스킷(1, 1')의 특징을 검토하면, 본 발명으로부터 얻어지는 이점은 분명하다.

구체적으로는, 지지 기구(13, 13')는, 플라스틱 재료의 단일 구성요소에 의하여 형성된다. 즉, 지지 기구(13, 13')는 플라스틱으로부터 일체적으로 성형된다.

따라서, 지지 기구(13, 13')의 형상 및/또는 씰 부재(12, 12')에 대한 지지 기구(13, 13')의 위치에 관하여, 최대한의 유연 탄성을 달성하는 것이 가능하다.

실제, 지지 기구(13)는, 씰 부재(12)의 부위(18)에 대하여 반경 방향 내측에 배치된 부위(30), 및 축(A)에 대하여 씰 부재(12)의 부위(19)의 반경 방향 외측에 배치된 부위(31)에 의하여 형성될 수 있다.

이와 같이, 씰 부재(12, 12')와 협동하는 저마찰 재료의 링에 의하여 동적 씰이 실현되는, 상기 배경기술에 있어서 주지의 해결법과 다른, 스템(8)상에서 동적 씰을 실현하기 위한 저 마찰계수 플라스틱을 사용하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 부속 돌기부(41')를 벽부(44')로부터 탄성적으로 당겨 멀어지게 할 수 있으므로, 지지 기구(13')는 스템(8)에 끼움 결합식(스냅 결합식)으로 연결할 수 있다.

부속 돌기부(41')가 벽부(43')로부터 탄성적으로 당겨져 멀어지는 것이 가능한 것은, 지지 기구(13')가 상기 배경기술에 있어서 주지의 해결법과 같이 금속재가 아니라, 플라스틱으로 형성되어 있는 것에 본질적으로 기반을 둔다.

즉, 위에서 서술한 본 발명의 실시 형태에 따른, 도시된 개스킷(1, 1')에, 특허청구범위에 의하여 정해진 보호 범위로부터 일탈하지 않는 개량 및 변경을 도입할 수 있음은 자명하다.

구체적으로는, 예를 들면, 구간(56')은, 플레이트(10)를 향하는 것이 아니라, 폐쇄 부재(9)를 향하여 연장 형성되도록 하여도 좋다.

1, 1'...개스킷
2...밸브
3...내연기관
4...부위
4a...링 형상 고정면
5...헤드부
6...시트부
7...가이드 부재
8...스템
9...폐쇄 부재
10....플레이트
11, 25...스프링
11'...표면
12, 12'...씰 부재
13, 13'...지지 기구
14, 15...선단 표면
14', 15'...링 형상 표면
16, 17...링 형상 표면
16', 17'...표면
18~20...부위
18', 19'...구간
20'....어깨부
21~24...구간
29...요철
30~32...부위
31'~33'...구간
34'...가장자리부
35, 35a', 37'...링 형상 가장자리부
35b'...립부
36, 37, 40~43...구간
36'...홈
38'...선단 구간
39a', 39b'...만곡 가장자리부
40'...메인 부위
41'...부속 돌기부(부속 부재)
43'...증대부(본체부)
44'...벽부(본체부)
45'...가장자리부(제1 부재)
46'...홈
47'...대응 시트부(제2 부재)
50...홀
50', 51', 53'...표면
52'...어깨부
54'...링 형상 립부
55', 56'...구간
60'...시트부

Claims

내연기관(3)의 밸브(2)용의 개스킷(1)에 있어서, 상기 밸브(2)는, 관통 시트부를 나누어 정하는 가이드 부재(7)와, 상기 시트부 내를 슬라이딩 가능한 스템(8)을 구비하며, 상기 개스킷(1)은,
- 탄성적으로 변형 가능하며, 축(A)에 관하여 링 형상을 가지며, 상기 스템(8) 및/또는 상기 가이드 부재(7)와 협동하도록 상기 밸브(2)에 외측으로부터 끼움 결합 가능하게 형성된 씰 부재(12, 12')와,
- 링 형상을 가지며, 상기 씰 부재(12, 12')의 적어도 일부에 같은 축으로 끼움 결합되는 지지 기구(13, 13')를 구비하는, 개스킷(1)에 있어서,
상기 지지 기구(13, 13')는, 전체가 플라스틱으로 만들어진 단일의 구성요소에 의하여 형성되며,
상기 지지 기구(13)는, 상기 축(A)에 관하여 반경 방향 내측의 위치에서 상기 씰 부재(12)의 제1 부위(18)와 협동하고, 상기 축(A)과 상기 스템(8) 사이에 있어서 반경 방향으로 배치되도록 형성된 제1 부위(30)를 구비한 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 기구(13)의 상기 제1 부위(30)는,
- 상기 스템(8)에 씰을 형성하도록 형성된 링 형상 가장자리부(35)와,
- 상기 가장자리부(35)에 수납 결속되어, 상기 가장자리부(35)에 관하여 상대하는 축방향의 부분에 배열되고, 사용시에 상기 스템(8)으로부터 반경 방향으로 이격되게 배치되어 설치되는 한 쌍의 구간(36, 37)을 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 지지 기구(13)는,
- 상기 지지기구(13)의 상기 제1 부위(30)와 상기 축(A) 방향에서 대향하고, 상기 씰 부재(12)의 제2 부위(19)와, 상기 축(A)에 관하여 상기 씰 부재(12)의 반경 방향 외측의 위치에서 협동하는 제2 부위(31)와,
- 상기 지지기구(13)의 상기 제1 부위(30)와 상기 지지기구(13)의 상기 제2 부위(31) 사이에 축 사이에 배치되는 방향에 있어서 배치되고, 상기 씰 부재(12)의 상기 제1 부위(18)와 상기 씰 부재(12)의 상기 제2 부위(19) 사이에 배치되는 상기 씰 부재(12)의 부위(20)가 관통하는 복수의 홀(50)을 구획하여 정하는 제3 부위(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 3에 있어서,
상기 지지 기구(13)의 상기 제3 부위(32)는, 모두 상기 씰 부재(12)와 협동하는 한 쌍의 축방향 끝면을 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 3에 있어서,
상기 지지 기구(13)의 상기 제2 부위(31)는, 상기 지지 기구(13)의 상기 제3 부위(32)에 대하여 축방향에 있어서 반대측에, 상기 축(A)을 향하여 반경 방향으로 절곡되고, 상기 씰 부재(12)를 상기 지지 기구(13)의 상기 제3 부위(32)에 대하여 축방향에 있어서 지지하기 위하여, 상기 씰 부재(12)와 축방향에 있어서 협동하는 축방향 단부(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 기구(13')는, 상기 가이드 부재(7)에 스냅 결합 가능한 제1 부재(45')를 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 6에 있어서,
상기 지지 기구(13')는,
- 상기 씰 부재(12')와 협동하는 본체부(43', 44')와,
- 상기 본체부(43', 44')로부터 축방향으로 돌출되고, 상기 본체부(43', 44')의 반경 방향으로 절곡된 각 단부(45')를 구획하여 정하는 복수의 부속 부재(41')를 구비하며,
상기 단부(45')는 각각, 상기 가이드 부재(7)가 구비된 대응 시트부(47')에 스냅 결합 가능한 상기 제1 부재(45')를 각각 구획하여 정하며,
상기 부속 부재(41')는, 사용시에, 상기 절곡된 단부(45')의 상기 시트부(47') 내로의 삽입, 또는 상기 시트부(47')로부터의 상기 절곡된 단부(45')의 빠져 나옴을 가능하게 하기 위하여, 상기 본체부(43', 44')로부터 탄성적으로 이격 가능한 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 씰 부재(12')는, 씰을 형성하기 위하여 상기 스템(8)과 협동하도록 형성된 제1 링 형상 립부(35b')를 구비하며,
상기 지지 기구(13')는, 상기 씰 부재(12') 내부에 매설되고, 상기 제1 부재(45')에 대하여 축방향에 있어서 반대측에 배열된 제2 링 형상 립부(54')를 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 8에 있어서,
상기 제2 링 형상 립부(54')는 상기 축(A)에 대하여 경사지게 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 1에 있어서,
상기 씰 부재(12')는, 상기 축(A)에 직교하는 평면 상에 있으며, 상기 축(A)과 평행한 방향에 있어서 상기 가이드 부재(7)와 협동하도록 형성된 축방향 단부(15')를 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
청구항 6의 개스킷(1')과,
- 상기 개스킷(1')의 상기 지지 기구(13')의 상기 제1 부재(45')에 스냅 결합되는 적어도 하나의 제2 부재(47')를 구비한 가이드 부재(7)와,
- 상기 가이드 부재(7)의 내부를 슬라이딩 가능한 스템(8)을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관(3)용의 밸브(2').
청구항 1에 있어서,
상기 지지 기구(13, 13')는,
- 상기 축(A)에 대하여 평행하게 넓어지는 메인 구간(41, 42, 41', 44')과,
- 상기 메인 구간(41, 42, 41', 44')에 대하여, 축방향에 있어서 상호 대향하는 쪽에 배치되고 설치되며, 상기 메인 구간(41, 42, 41', 44')으로부터 상기 축(A)을 향하여 상기 축(A)에 대하여 반경 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 구간(32, 43; 45', 54')을 구비하는 것을 특징으로 하는 개스킷.
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