KR102066897B1 - 가스켓 - Google Patents

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KR102066897B1
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야수다 키쇼
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이시카와 가스킷 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 밀봉 성능을 저하시키지 않고, 서로 이웃하는 관통 구멍끼리를 근접 가능하게 하여 엔진을 소형화할 수 있는 가스켓을 제공한다.
[해결수단] 밀봉 구조(30)는, 평면에서 보았을 때 내측단(31)으로부터 외측단(32)을 향해 2개의 밀봉 비드(33, 34)가 나열되고, 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리의 사이의 제 1 영역(A1)에 존재하는 제 1 밀봉부(35)와, 그 이외의 영역에 존재하는 제 2 밀봉부(36)가 고리 둘레방향으로 서로 다르게 배치되어 이루어지고, 제 1 밀봉부(35)의 평면 형상은, 양단부(37)로부터 중앙부(38)를 향해 외측단(32)이 내측단(31)에 가까워져 고리 폭이 좁아지는 형상을 이루고, 제 2 밀봉부(36)의 평면 형상은, 고리 둘레방향으로 고리 폭이 일정한 형상을 이루고, 제 1 밀봉부(35)의 적층 단면 형상은, 제 2 밀봉부(36)의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨 형상을 이룬다

Description

가스켓{GASKET}
본 발명은 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진을 소형화 할 수 있는 가스켓에 관한 것이다.
실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 협지되는 가스켓에는, 서로 이웃하는 관통 구멍끼리의 사이의 영역에 존재하는 비드 폭을, 그 이외의 영역에 존재하는 비드 폭보다 좁게 하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2000-097341호
그런데, 엔진을 소형화함으로써 연비를 향상시키는 시도가 진행되고 있다. 이 엔진의 소형화에 따라 서로 이웃하는 관통 구멍끼리가 근접하게 된다. 그러므로, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 밀봉 구조를 단순하게 함과 아울러, 비드 폭을 좁게 할 필요가 있었다.
그러나 밀봉 구조를 단순화하면, 실린더 내의 가스의 연소 압력이 상승하여 헤드 리프트가 발생하면 실린더 헤드와 실린더 블록 사이가 상하로 넓어진다는 문제, 및 실린더 블록이나 실린더 헤드에 엔진 운전시의 냉열의 영향에 의한 변형으로 오목부가 생기면 가스켓의 밀봉 면이 기울어진다는 문제에 대처할 수 없다. 이들 상하의 확산이나 밀봉 면의 기울어짐 등은, 관통 구멍의 둘레 가장자리의 면압 저하의 요인이 된다.
한편, 관통 구멍의 둘레 가장자리의 면압의 저하를 해소하려고, 밀봉 구조를, 예를 들어 고리 지름방향으로 복수의 비드를 나열한 복잡한 구조로 하면, 특허 문헌 1에 기재된 가스켓처럼, 비드 폭만을 좁게 하는 기술 사상을 이용하더라도, 밀봉 구조 자체의 고리 폭이 넓어지고, 서로 이웃하는 관통 구멍끼리의 근접에 대응할 수 없다.
본 발명은 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 과제는 밀봉 성능을 저하시키지 않고 서로 이웃하는 관통 구멍끼리를 근접 가능하게 해서 엔진을 소형화할 수 있는 가스켓을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 가스켓은, 복수의 금속판이 적층하여 이루어지고, 일방향으로 나열된 복수의 관통 구멍과, 이 관통 구멍을 고리모양으로 둘러싸는 밀봉 구조를 구비한 가스켓에 있어서, 상기 밀봉 구조는, 평면에서 보았을 때 고리 직경방향의 외측에 배치되는 제1 밀봉비드와 제1 밀봉비드의 내측에 배치되는 제2 밀봉비드의 적어도 2개의 밀봉 비드를 가지며, 서로 이웃하는 상기 관통 구멍끼리의 사이의 영역에 존재하는 제 1 밀봉부와, 그 이외의 영역에 존재하는 제 2 밀봉부가 고리 둘레방향으로 서로 번갈아 배치되어 이루어지고, 상기 제 1 밀봉부의 평면 형상은, 고리 둘레방향의 양단부로부터 중앙부를 향해 상기 밀봉구조의 외측단이 내측단에 가까워져 고리 폭이 좁아지는 형상을 이루고, 상기 제 2 밀봉부의 평면 형상은, 고리 둘레방향으로 고리 폭이 일정한 형상을 이루고, 상기 제 1 밀봉부의 적층 단면 형상은, 상기 제 2 밀봉부의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가스켓은, 서로 이웃하는 관통 구멍끼리 사이의 영역에 존재하는 제 1 밀봉부의 고리 지름방향의 외측단을 내측단에 근접시켜, 제 1 밀봉부의 적층 단면 형상은 제 2 밀봉부의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨다. 그러므로 본 발명에 의하면, 제 1 밀봉부와 제 2 밀봉부로 구조를 복잡하게 하여 밀봉 성능을 향상시키면서, 관통 구멍끼리가 근접함에 따라 좁아지는 영역에 맞추어 제 1 밀봉부를 좁게 할 수 있다. 이로 인해 관통 구멍끼리를 오가는 유체의 누설을 확실하게 방지하면서, 서로 이웃하는 관통 구멍끼리를 근접시키기에 유리해지고, 엔진을 소형화할 수 있다. 이에 따라 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스켓의 제1 실시형태를 예시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 가스켓의 주요부의 평면도이다.
도 3은 도 1의 화살표(III)로 나타낸 제 1 영역의 밀봉 구조의 단면도이다.
도 4는 도 1의 화살표(IV)로 나타낸 제 2 영역의 밀봉 구조의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 가스켓의 제2 실시형태를 예시하는 제 1 영역의 밀봉 구조의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 가스켓의 제2 실시형태를 예시하는 제 2 영역의 밀봉 구조의 단면도이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도면 안에서는 x를 연직 방향이며, 가스켓(20)의 두께방향(적층방향)으로 하고, y를 x방향에 직교하는 방향이며, 실린더 보어(14)가 나열되어 있는 방향으로 하고, z를 x방향 및 y방향에 직교하는 방향으로 한다. 또한, 도 1~도 6은 구성을 이해하기 쉽게 치수를 변화시키고 있으며, 치수는 실제로 제조하는 것의 비율과 반드시 일치시키고 있지는 않다.
도 1~4에 예시하는 바와 같이, 제1 실시형태의 가스켓(20)은, 엔진(10)에 조립되는 것이며, 실린더 블록(11) 및 실린더 헤드(12)의 사이에 개재되어 볼트(13)에 의해 체결되는 실린더 헤드 가스켓이다.
도 1에 예시하는 바와 같이, 실린더 블록(11)은 밀봉대상 구멍으로서 4개의 실린더 보어(14)와, 실린더 보어(14)의 외주에 형성된 워터 재킷용 물 구멍이나 윤활유용 기름 구멍 등의 물기름 구멍(15)이 형성되어있다. 실린더 보어(14)의 내부에는, 도시하지 않은 피스톤이 상하 방향으로 왕복 가능하게 조립되어 있다. 실린더 블록(11)은 1개의 실린더 보어(14)에 대해 4개의 볼트 구멍(16)이 실린더 보어(14)의 외주에 형성되어 있다.
실린더 헤드(12)는, 도시하지 않은 인젝터나 흡배기 밸브가 조립되어 있으며, 실린더 블록(11)의 볼트 구멍(16)에 대응시킨 볼트 구멍(17)이 관통하고 있다.
가스켓(20)은, x방향 하방을 향해 순서대로 상층(21), 중간층(22) 및 하층(23)의 3층이 적층하여 평판 형상으로 형성되어 있다. 가스켓(20)은 관통 구멍(24~26)이 형성되어있다. 관통 구멍(24)은 실린더 보어(14)에, 관통 구멍(25)은 물기름 구멍(15)에, 관통 구멍(26)은 볼트 구멍(16, 17)에 각각 대응하고 있고, 관통 구멍(24~26)은 상층(21), 중간층(22) 및 하층(23)의 모든 층을 관통하고 있다. 복수의 관통 구멍(24)은 y방향으로 나열되어 있다. 가스켓(20)은 관통 구멍(24) 각각을 평면에서 보았을 때 환상으로 둘러싸는 복수의 밀봉 구조(30)를 가지고 있다.
도 2에 예시하는 바와 같이, 밀봉 구조(30)는 평면에서 보았을 때 고리 지름방향의 내측단(31)으로부터 외측단(32)을 향해 적어도 2개의 밀봉 비드(33, 34)가 나열되어 있다. 또한 밀봉 구조(30)는 평면에서 보았을 때, 제 1 밀봉부(35)와 제 2 밀봉부(36)가 고리 둘레방향으로 서로 번갈아 배치되어 구성되어있다.
내측단(31)은 관통 구멍(24)의 둘레 가장자리 끝단이며, 밀봉 구조(30)의 고리 둘레방향의 전 영역에 걸쳐 원호 형상으로 형성되어있다. 외측단(32)은 가스켓(20)이 실린더 블록(11) 및 실린더 헤드(12)의 사이에 개재되어, 볼트(13)에 의해 체결되었을 때 밀봉 구조(30)에 의해 면압이 높아지는 부위의 고리 지름방향의 외측단이다. 외측단(32)은 제 1 밀봉부(35)와 제 2 밀봉부(36)에서 형상이 다르다.
밀봉 비드(33)는 상층(21) 및 하층(23) 각각에 형성되어 있는 비드이며, 밀봉 구조(30)의 내측단(31) 측에 배치되어 있고, 관통 구멍(24)을 둘러싸고 있다. 밀봉 비드(34)는 상층(21) 및 하층(23) 각각에 형성되어 있는 비드이며, 밀봉 구조(30)의 외측단(32) 측에 배치되어 있고, 관통 구멍(24) 및 밀봉 비드(33)를 둘러싸고 있다. 밀봉 비드(33, 34)의 상세한 설명에 대해서는 후술한다.
제 1 밀봉부(35)는 밀봉 구조(30)에 있어서, 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리의 사이의 영역인 제 1 영역(A1)에 존재하는 부위이다. 제 2 밀봉부(36)는 밀봉 구조(30)에 있어서 제 1 영역(A1) 이외의 영역에 존재하는 부위이다.
제 1 영역(A1)은 실린더 보어(14)에 대응시킨 관통 구멍(24)의 중심(P1)과, 볼트 구멍(16)에 대응시킨 관통 구멍(26)의 중심(P2)를 잇는 볼트 축선(L1)에 둘러싸인 마름모꼴의 영역이다. 제 1 영역(A1)은 관통 구멍(24)의 중심(P1)과 관통 구멍(26)의 중심(P2)의 위치 관계에 따라 설정되는 영역이다.
구체적으로, y방향의 양측 각각에 관통 구멍(24)이 서로 이웃하는 관통 구멍(24)을 둘러싸는 밀봉 구조(30)(도면 중, 좌측의 밀봉 구조)에서는, 평면에서 보았을 때 2개의 제 1 밀봉부(35)와 2개의 제 2 밀봉부(36)가 고리 둘레방향으로 서로 번갈아 배치되어 구성되어있다. 또한, y방향의 한쪽 측에만 관통 구멍(24)이 서로 이웃하는 관통 구멍(24)을 둘러싸는 밀봉 구조(30)(도면 중, 우측의 밀봉 구조)에서는, 평면에서 보았을 때, 1개의 제 1 밀봉부(35)와 1개의 제 2 밀봉부(36)가 고리 둘레방향으로 배치되어 구성되어있다.
제 1 밀봉부(35)의 평면 형상은 고리 둘레방향의 양단부(37)로부터 중앙부(38)을 향해 외측단(32)이 내측단(31)에 가까워져 고리 폭이 좁아지는 형상을 이루고 있다. 보다 구체적으로 제 1 밀봉부(35)의 평면 형상은, 내측단(31)이 원호 형상으로 형성되어 있고, 외측단(32)이 양단부(37)로부터 중앙부(38)에 가까워짐에 따라 내측단(31)에 가까워지는 타원 또는 궁형(弓形)의 호상(弧狀)으로 형성되어있다. 즉, 내측단(31)과 외측단(32) 사이가 양단부(37)에서 가장 이간되고 중앙부(38)에서 가장 근접하는 형상을 이루고 있다.
제 1 밀봉부(35)의 고리 폭(내측단(31)과 외측단(32) 사이의 길이)이 중앙부(38)에서 최소폭(B1)이 됨과 아울러, 양단부(37)에서 최대폭(B2)이 되고 있다. 최소폭(B1)은 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리의 최소 이간거리(B3)의 절반의 폭이 되고, 최대폭(B2)은 최소폭(B1)의 1.5배 이상 3배 이하의 폭이 된다. 또한, 본 명세서에서 "이상", "이하"는 그 경계 값을 포함하는 것으로 한다.
제 1 밀봉부(35)는, 고리 폭이 고리 둘레방향에 있어서 단계적으로 변화해도 좋지만, 외측단이 호상을 이루도록 그 고리 폭이 양단부(37)로부터 중앙부(38)를 향해 최대폭(B2)에서 최소폭(B1)으로 원활하게 변화하는 것이 바람직하다.
제 1 밀봉부(35)의 내측단(31)의 원호 길이는, z방향으로 나열된 관통 구멍(26)의 중심(P2)끼리의 사이가 근접하여 제 1 영역(A1)의 z방향의 길이가 짧아짐에 따라 짧아지고, 중심(P2)끼리의 사이가 이간되어 제 1 영역(A1)의 z방향의 길이가 길어짐에 따라 길어진다. 제 1 밀봉부(35)의 외측단(32)의 타원 또는 궁형의 호의 길이에 대해서도 마찬가지이다.
제 2 밀봉부(36)의 평면 형상은, 고리 둘레방향으로 상술한 양단부(37)의 최대폭(B2)과 같은 고리 폭이 일정한 형상을 이루고 있다. 제 2 밀봉부(36)는 원환 형상을 이루고 있고, 그 고리 폭이 고리 둘레방향의 전 영역에서 상술한 최대폭(B2)이 되고 있다. 제 2 밀봉부(36)의 원환의 호의 길이는, z방향으로 나열된 관통 구멍(26)의 중심(P2)끼리의 사이가 근접함에 따라 길어지고, 이간됨에 따라 짧아진다.
도 3, 도 4에 예시하는 바와 같이, 밀봉 구조(30)는 상층(21) 및 하층(23) 양쪽에 적어도 2개의 밀봉 비드(33a, 33b, 34a, 34b)가 형성됨과 아울러, 중간층(22)에 폴딩부(39)가 형성된 복잡한 구조를 이루고 있다.
중간층(22)은 적층 단면에서 보았을 때, 제 1 판재(27)와 제 2 판재(28)의 2장이 x방향 하방을 향해 순서대로 적층되어 구성되어 있다. 제 1 판재(27) 및 제 2판재(28)를 구성하는 금속판으로서는, 스테인리스 강이나 철강 등의 철 합금으로 이루어진 금속판, 그들 금속판을 어닐링 처리한 것을 예시할 수 있고, 서로 다른 금속으로 구성되어도 좋다.
제 1 판재(27)는 판 두께(D1)을 갖는 1장의 금속판으로 구성되어있다. 제 2 판재(28)는 판 두께(D2)를 갖는 1장의 금속판으로 구성되어있다. 제 2 판재(28)의 판 두께(D2)는 제 1 판재(27)의 판 두께(D1)의 두 배의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.
제 1 판재(27)는, 관통 구멍(24) 측의 둘레 가장자리 끝단(29)이 절곡 가공 등에 의해 제 2 판재(28)의 관통 구멍(24) 측의 단부를 감싸도록 되접혀, 폴딩부(39)가 형성되어있다. 폴딩부(39)는 되접힌 그 제 1 판재(27)가 제 2 판재(28)의 관통 구멍(24) 측의 둘레 가장자리 끝단을 내포하여 그로밋 형상으로 형성되어있다.
상층(21) 및 하층(23) 각각은, 적어도 1장의 금속판으로 구성되어 있다. 상층(21) 및 하층(23)은 각각의 판 두께를 달리하여도 좋고, 각각이 복수의 금속판으로 구성되어도 좋다. 상층(21) 및 하층(23)을 구성하는 금속판으로서는, 스테인리스 강 등으로 이루어진 탄성 금속판이 예시된다.
밀봉 비드(33a, 33b)는, 상층(21) 및 하층 (23)의 각각에 형성되어 있고, 평면에서 보았을 때 환상을 이루고, 둘레 가장자리 끝단(29)보다 고리 지름방향 내측에 배치되어 관통 구멍(24)을 둘러싸고 있다. 밀봉 비드(34a, 34b)는 상층(21) 및 하층(23)의 각각에 형성되어 있고, 평면에서 보았을 때 환상을 이루고, 둘레 가장자리 끝단(29)보다 고리 지름방향 외측에 배치되어 관통 구멍(24) 및 밀봉 비드(33) 양쪽을 둘러싸고 있다.
밀봉 비드(33)는, 고리 둘레방향의 전체 둘레에 걸쳐 풀(full) 비드로 형성되어있다. 풀 비드는 적층 단면에서 보았을 때, 중앙부의 정부(頂部)가 양단부보다 x방향으로 불룩 나온 형상을 이루고 있는 비드를 말한다.
상층(21)에 형성된 밀봉 비드(33a)는 x방향 하방을 향해 정부가 돌출되어 있고, 하층(23)에 형성된 밀봉 비드(33b)는 x방향 상방을 향해 정부가 돌출되어 있다. 즉, 밀봉 비드(33a) 및 밀봉 비드(33b)는 서로 근접하는 방향으로 돌출되어있다. 또한 밀봉 비드(33a)는 그 정부가 폴딩부(39)의 상단에 접촉하고, 밀봉 비드(33b)는 그 정부가 폴딩부(39)의 하단에 접촉한다.
밀봉 비드(33a) 및 밀봉 비드(33b)는 x방향 일렬로 정렬하고 있다. 즉, 밀봉 비드(33a) 및 밀봉 비드(33b)는 비드 폭 방향인 y방향의 중심위치가 일치하고 있다.
이 실시형태에서 밀봉 비드(33)는, 풀 비드의 형상이 적층 단면에서 보았을 때, 등변 사다리꼴 형상을 이루고 있으며, 각각의 정부가 되는 면은 x방향으로 대향하고 있다.
밀봉 비드(33a) 및 밀봉 비드(33b)의 비드 형상은, 적층 단면에서 보았을 때 정부가 돌출되는 방향 이외에는 동일한 것이 바람직하고, 비드 높이 및 비드 폭이 동일한 것이 바람직하다. 구체적으로, 밀봉 비드(33a) 및 밀봉 비드(33b)는 중간층(22)을 대상 축으로 하여 상하 대칭형상을 이루고 있다.
밀봉 비드(34a, 34b)는, 고리 둘레방향의 전체 둘레에 걸쳐 하프(half) 비드로 형성되어 있다. 하프 비드는 적층 단면에서 보았을 때, 양단부의 어느 한쪽의 단부가 다른 쪽 단부에 대해 x방향으로 불룩 나온 계단 형상을 이루고 있는 비드를 말한다.
상층(21)에 형성된 밀봉 비드(34a)는, 내측단(31) 측의 단부에 대해 외측단(32) 측의 단부가 x방향 하방을 향해 돌출되어 있다. 하층(23)에 형성된 밀봉 비드(34b)는 내측단(31) 측의 단부에 대해 외측단(32) 측의 단부가 x방향 상방을 향해 돌출되어 있다. 즉, 밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b)는 서로 근접하는 방향으로 돌출되어 있다. 또한 밀봉 비드(34a)는, 그 정부가 중간층(22)의 제 1 판재(27)의 상단에 접촉하고, 밀봉 비드(34b)는 그 정부가 중간층(22)의 제 2 판재(28)의 하단으로부터 이간되어 있다. 또한 밀봉 비드(34b)는, 가스켓(20)이 실린더 블록(11) 및 실린더 헤드(12)의 사이에 개재되어 볼트(13)에 의하여 체결되었을 때 제 2 판재(28)의 하단에 접촉한다.
또한, 밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b)는 x방향 일렬로 정렬하고 있다. 즉, 밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b)는 비드 폭 방향인 y방향의 중심위치가 일치하고 있다.
이 실시형태에서 밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b)는, 하프 비드의 형상이 적층 단면에서 보았을 때, “ｚ”자 형상을 이루고 있고, 각각 돌출된 단부가 되는 면은 x방향으로 대향하고 있다.
밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b) 각각의 비드 형상은, 적층 단면에서 보았을 때 정부가 돌출되는 방향 이외에는 동일한 것이 바람직하고, 비드 높이 및 비드 폭도 동일한 것이 바람직하다. 즉, 밀봉 비드(34a) 및 밀봉 비드(34b)는 중간층(22)에 대해 상하 대칭형상을 이루고 있다.
도 3에 예시하는 바와 같이, 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리의 사이의 영역인 제 1 영역(A1)에서, 한 쪽의 관통 구멍(24)을 둘러싸는 밀봉 비드(34a)와 다른 쪽의 관통 구멍(24)을 둘러싸는 밀봉 비드(34a)가 회합하고 있다. 마찬가지로, 밀봉 비드(34b)끼리가 회합하고 있다.
이 실시형태에서는, 제 1 영역(A1)의 중앙부(제 1 밀봉부(35)의 중앙부(38))를 포함하는 영역에서, 밀봉 비드(34a)끼리가 회합하여 x방향 하방을 향해 정부가 돌출된 1개의 풀 비드를 이루고 있다. 또한 밀봉 비드(34b)끼리가 회합하여 x방향 상방을 향해 정부가 돌출된 1개의 풀 비드를 이루고 있다. 즉, 제 1 영역(A1)의 중앙부에서는, 외측단(32)이 y방향에 인접하고, 적층 단면에서 보았을 때 상하 방향으로 2개의 풀 비드가 형성되어 있다.
도 3에 예시하는 밀봉 구조(30)의 제 1 밀봉부(35)의 적층 단면 형상은, 도 4에 예시하는 제 2 밀봉부(36)의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨 형상을 이루고 있다.
도면 안에 있어서, H1은 제 1 밀봉부(35) 및 제 2 밀봉부(36)의 높이를, H2는 상층(21)의 높이를, H3는 중간층(22)의 높이를, H4는 하층(23)의 높이를 각각 나타내고 있다.
또한, B4~B8은 제 1 밀봉부(35)의 고리 지름방향의 폭이나 거리를 나타내고 있고, B4는 내측단(31)으로부터 밀봉 비드(33)의 개시점까지의 거리를, B5는 밀봉 비드(33)의 비드 폭을, B6는 밀봉 비드(33)와 밀봉 비드(34) 사이의 거리를, B7은 밀봉 비드(34)의 비드 폭을, B8은 내측단(31)으로부터 둘레 가장자리 끝단(29)까지 되접히는 폭을 각각 나타내고 있다.
B9~B13은, 제 2 밀봉부(36)의 고리 지름방향의 폭이나 거리를 나타내고 있고, B9는 내측단(31)으로부터 밀봉 비드(33)의 개시점까지의 거리를, B10는 밀봉 비드(33)의 비드 폭을, B11은 밀봉 비드(33)와 밀봉 비드(34) 사이의 거리를, B12는 밀봉 비드(34)의 비드 폭을, B13는 내측단(31)으로부터 둘레 가장자리 끝단(29)까지 되접히는 폭을 각각 나타내고 있다.
제 1 밀봉부(35)의 적층 단면 형상과 제 2 밀봉부(36)의 적층 단면 형상을 비교하면, x방향의 높이(H1~H4)는 동일하다. 한편, 제 1 밀봉부(35)의 y방향의 거리나 폭(B4~B8)은, 제 2 밀봉부(36)의 y방향의 거리나 폭(B9~B13)에 비해 짧아진다. 또한 제 1 밀봉부(35)의 y방향의 거리나 폭의 비율(B4:B5:B6:B7:B8)은, 제 2 밀봉부(36)의 y방향의 거리나 폭의 비율(B9:B10:B11:B12:B13)과 동일하다.
이상과 같이, 가스켓(20)은 제 1 영역(A1)에 존재하는 제 1 밀봉부(35)의 외측단(32)를 내측단(31)에 근접시켜, 제 1 밀봉부(35)의 적층 단면 형상을 제 2 밀봉부(36)의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨 구성으로 하고 있다. 그러므로, 가스켓(20)은 제 1 밀봉부(35)와 제 2 밀봉부(36)로 구조를 복잡하게 하여 밀봉 성능을 향상시키면서, 관통 구멍(24)끼리가 근접함에 따라 좁아지는 제 1 영역(A1)에 맞추어, 제 1 밀봉부(35)를 좁게 할 수 있다. 이로 인해 관통 구멍(24)끼리를 오가는 유체의 누설을 확실하게 방지하면서, 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리를 근접시키기에 유리해지고, 엔진을 소형화할 수 있다. 이에 따라 연비를 향상시킬 수 있다.
가스켓(20)은 평면에서 보았을 때, 제 1 밀봉부(35)의 내측단(31)이 원호 형상으로 형성되고, 외측단(32)이 타원 또는 궁형의 호상으로 형성되어 있다. 즉, 제 1 밀봉부(35)의 고리 둘레방향의 양단부(37)로부터 중앙부(38)를 향해 외측단(32)을 내측단(31)으로 원활하게 근접시키고 있다. 그러므로, 제 1 밀봉부(35)의 고리 둘레방향의 양단부(37)로부터 중앙부(38)를 향해 밀봉 비드(33, 34) 및 폴딩부(39)의 강성을 원활하게 높일 수 있다. 이로 인해 강성을 원활하게 높임으로써, 적층 단면 형상이 좁아짐에 따라 저하되는 면압을 보충하기에 유리해지고, 고리 둘레방향의 면압을 균일화할 수 있다.
가스켓(20)은, 내측단(31)으로부터 외측단(32)을 향해 적어도 2개의 밀봉 비드(33, 34)가 나열된 밀봉 구조(30)를 구비하고 있다. 그러므로, 헤드 리프트에 의해 관통 구멍(24)의 둘레 가장자리의 면압이 저하되는 사태가 발생하여, 실린더 보어(14)에서 연소된 가스가 내측의 밀봉 비드(33)를 빠져나갈 때 가스의 연소 압력을 감압하여, 그 압력이 감압된 가스의 통과를 외측의 밀봉 비드(34)로 확실하게 막을 수 있다. 이와 같이, 밀봉 구조(30)로서 복잡한 구조로 함으로써 밀봉 성능의 향상에 유리해진다.
또한, 관통 구멍(24)의 둘레 가장자리의 면압이 저하되는 사태로서는, 이 실시형태에서 예시한 헤드 리프트 이외에, 운전 중 냉열의 영향에 의한 실린더 블록(11)이나 실린더 헤드(12)의 변형이 예시된다.
또한, 가스켓(20)은 중간층(22)에 폴딩부(39)를 형성함으로써, 밀봉 구조(30)의 내측단(31) 측의 면압을 높이기에 유리해지고, 관통 구멍(24)의 둘레 가장자리의 면압이 저하되는 사태가 생겼을 때의 밀봉 비드(33)에 의한 면압의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.
덧붙여, 가스켓(20)은 관통 구멍(24)끼리의 사이의 제 1 영역(A1)에서, 밀봉 비드(34)끼리를 회합시켜 풀 비드로 함으로써, 제 1 영역(A1)에 복잡한 구조의 밀봉 구조(30)를 이용해도, 서로 이웃하는 관통 구멍(24)끼리의 사이를 좁게 하는 것이 가능해지고, 엔진의 소형화에 유리해진다.
도 5, 도 6에 예시하는 제2 실시형태의 가스켓(20)은, 제1 실시형태에 대해 중간층(22)의 구성이 다르다. 이 실시형태의 중간층(22)은 1장의 심(shim)으로 구성되어 있고, 그 심은 밀봉 구조(30)에서 고리 지름방향 외측으로는 연장되지 않는다.
이와 같이, 밀봉 구조(30)는 내측단(31)으로부터 외측단(32)을 향해 적어도 2개의 밀봉 비드(33, 34)가 나열되어 있으면 좋고, 폴딩부를 형성하지 않아도 좋다. 또한 중간층(22)은 밀봉 구조(30)에만 존재하는 심으로 구성해도 좋다.
상술한 실시형태에서, 관통 구멍(24)에 물기름 구멍에 대응한 관통 구멍(25)이 근접하는 경우, 관통 구멍(25)을 또 다른 관통 구멍으로 하여, 관통 구멍(24)과 관통 구멍(25) 사이를 제 1 영역(A1)으로 해서, 관통 구멍(25)을 둘러싸는 밀봉 구조에 제 1 밀봉부 및 제 2 밀봉부를 형성해도 좋다.
상술한 실시형태에서, 중간층(22)에 있어서, 제 1 판재(27)를 상측으로, 제 2 판재(28)를 하층으로 적층한 예를 설명했지만, 중간층(22)은 상하를 거꾸로 해도 좋다. 또한 밀봉 비드(33)에 있어서, 상층(21)에 형성된 밀봉 비드(33a)를 x방향 상방을 향해 정부를 돌출시키고, 하층(23)에 형성된 밀봉 비드(33b)를 x방향 하방을 향해 정부를 돌출시켜도 좋다. 그 경우에는, 상층(21)에 형성된 밀봉 비드(34a)를 x방향 상방을 향해 정부를 돌출시키고, 밀봉 비드(34b)를 x방향 하방을 향해 정부를 돌출시키면 된다.
밀봉 비드(33, 34)를 적층 단면에서 봤을 때의 형상에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 밀봉 비드(33, 34)가 풀 비드인 경우, 적층 단면에서 보았을 때 원호 형상이나 삼각형 형상을 이루어도 좋다. 또한 밀봉 비드(33, 34)가 하프 비드인 경우에는, 적층 단면에서 보았을 때 “s”자 형상을 이루고 있다.
상술한 실시형태에서, 관통 구멍(24)끼리의 사이의 가장 좁아지는 부위에서, 밀봉 비드(34)끼리를 회합시켰지만, 밀봉 비드끼리를 회합시키는 길이를 길게해도 좋다. 구체적으로, 평면에서 보았을 때 중앙부(38)로부터 z방향으로 회합한 풀 비드가 연장되도록, 회합된 풀 비드를 직선 형상으로 형성하면 된다.
20: 가스켓
24: 관통 구멍
30: 밀봉 구조
31: 내측단
32: 외측단
33, 34: 밀봉 비드
35: 제 1 밀봉부
36: 제 2 밀봉부
37: 양단부
38: 중앙부
A: 제 1 영역(서로 이웃하는 관통 구멍끼리의 사이의 영역)

Claims (4)

  1. 복수의 금속판이 적층하여 이루어지고, 일방향으로 나열된 복수의 관통 구멍과, 이 관통 구멍을 고리모양으로 둘러싸는 밀봉 구조를 구비한 가스켓에 있어서,
    상기 밀봉 구조는, 평면에서 보았을 때 고리 직경방향의 외측에 배치되는 제1 밀봉비드와 제1 밀봉비드의 내측에 배치되는 제2 밀봉비드의 적어도 2개의 밀봉 비드를 가지며, 서로 이웃하는 상기 관통 구멍끼리의 사이의 영역에 존재하는 제 1 밀봉부와, 그 이외의 영역에 존재하는 제 2 밀봉부가 고리 둘레방향으로 서로 번갈아 배치되어 이루어지고,
    상기 제 1 밀봉부의 평면 형상은, 고리 둘레방향의 양단부로부터 중앙부를 향해 상기 밀봉구조의 외측단이 내측단에 가까워져 고리 폭이 좁아지는 형상을 이루고, 상기 제 2 밀봉부의 평면 형상은, 고리 둘레방향으로 고리 폭이 일정한 형상을 이루고,
    상기 제 1 밀봉부의 적층 단면 형상은, 상기 제 2 밀봉부의 적층 단면 형상을 고리 지름방향으로만 축소시킨 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 가스켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀봉부는 평면에서 보았을 때, 상기 내측단이 원호 형상으로 형성되고, 상기 외측단이 타원 또는 궁형의 호상으로 형성되어 이루어지는 가스켓.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 밀봉부의 고리 폭의 최소폭은, 서로 이웃하는 상기 관통 구멍끼리의 최소 이간거리의 절반이 되고, 상기 제 1 밀봉부의 고리 폭의 최대폭은 그 최소폭에 대해 1.5배 이상 3배 이하가 되는 가스켓.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉 구조의 제1 밀봉비드는 하프 비드이고 제2 밀봉비드는 풀 비드로 형성되며, 서로 이웃하는 상기 관통 구멍끼리의 사이의 영역에서 한 쪽의 상기 관통 구멍을 둘러싸는 하프 비드와 다른 쪽의 상기 관통 구멍을 둘러싸는 하프 비드가 회합하여 풀 비드를 이루는 가스켓.
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