KR102166214B1

KR102166214B1 - 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법

Info

Publication number: KR102166214B1
Application number: KR1020190166889A
Authority: KR
Inventors: 김시윤; 조정준; 서민석; 이종해; 홍진기
Original assignee: 현대합성공업 주식회사; (주)엘라스텍경기지부
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-10-27

Abstract

본 발명은 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진블럭의 인서트 워터자켓 스페이서에 형성한 일정 간격에 내부 립씰을 이종재질로 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단해 상부는 온도가 높고 하단부는 상대적으로 온도가 낮게할 목적으로 설치해 내구성과 기밀성을 확보하며 원가를 절감함으로써 실린더 보어 하부 보온효과와 상부 냉각성능 향상으로 인한 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 최적화 하며 피스톤 마찰저감으로 인한 엔진 연비를 향상시키는 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 사출 성형되는 스페이서에 절곡부가 일정한 간격에 형성되는 인서트 워터자켓을 엔진블럭의 유로에 결합하여 냉각수의 공급으로 벽면의 온도분포를 제어하며, 상기 절곡부에 조립 홈부와 돌출 보호부를 형성하는 스페이서를 갖는 인서트 워터자켓을 포함하고, 상기 조립 홈부와 돌출 보호부에 조립하는 조립 돌기부와 돌출부로 형성된 내부 립씰을 설치하되;
상기 인서트 워터자켓은 절곡부의 전체 높이 중 상측에 일부 간격을 두고 하측 선단에 이르도록 형성된 돌출 보호부의 하측에 원형과 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 갖는 조립 홈부를 형성하는 것을 포함하며,
상기 내부 립씰은 스페이서의 한쪽에 조립되어 돌출부가 돌출된 일부 구간인 벽면의 하측에서 냉각수의 흐름을 정체시켜 온도가 올라가고 돌출부가 없는 상측에서 냉각수의 흐름을 빠르게 유도하여 냉각성능이 향상되어 온도가 낮아지게 하여 실린더 벽면 온도를 제어하며, 호상의 조립 돌기부 한쪽으로 형성된 돌출부가 순수고무 재질로 이루어지고, 돌출 보호부에서 돌출되는 높이는 3∼5mm, 폭은 1∼3mm로 이루어지며, 에틸렌프로필렌고무, 수소화니트리릴부타디엔 고무, 실리콘, 스모크 시트, 스티렌부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법{Internal lip seal installation structure for the water jacket cooling water flow control for engine block and its coupling method}

본 발명은 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진블럭의 인서트 워터자켓 스페이서에 형성한 일정 간격에 내부 립씰을 이종재질로 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단해 상부는 온도가 높고 하단부는 상대적으로 온도가 낮게할 목적으로 설치해 내구성과 기밀성을 확보하며 원가를 절감함으로써 실린더 보어 하부 보온효과와 상부 냉각성능 향상으로 인한 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 최적화 하며 피스톤 마찰저감으로 인한 엔진 연비를 향상시키는 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부 립씰 설치구조와 그 결합방법에 관한 것이다.

종래의 실린더는, 실린더 블록(12)의 가장자리에 인서트 워터자켓(20)이 형성되어, 냉각수를 인서트 워터자켓(20)을 통과시키는 방법으로 실린더 블록(12)의 온도를 일정하게 유지하였다.

그러나, 인서트 워터자켓 내부를 흐르는 냉각수의 유량 및 속도는 냉각수 유로의 위치에 따라 서로 다르기 때문에, 단순히 워터자켓(20)을 이용하여 실린더(11)를 냉각시킬 경우 실린더 블록(12)의 벽면(13) 온도가 불균일해져 실린더

(12)가 불균일하게 팽창하여 실린더 블록(12)의 벽면(13)에 왜곡이 발생하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 냉각수가 실린더 크랭크축(15)의 운동하는 실린더 내부 공간을 냉각시켜 피스톤(14)의 운동 효율 또한 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 워터자켓(20)을 통과하는 냉각수의 흐름을 제어할 수 없어 실린더 블록(12)의 온도가 불균일해짐에 따라 다양한 문제가 발생하였던 것이다.

이후, 이러한 문제점을 해결하고자 워터자켓(20) 내부에 워터자켓 스페이서를 위치시켜 냉각수의 흐름을 제어하고, 워터자켓 스페이서에 오링을 형성하여 냉각수의 흐름을 제어하는 방식이 사용되었으나, 워터자켓 스페이서에 오링을 형성하는 방식은, 워터자켓 스페이서와 오링을 일체로 형성해야 하기 때문에 성형 시 대형 금형이 필요할 뿐만 아니라, 오링의 구조적 문제로 조립 하중이 높아져 워터자켓 스페이서를 워터자켓에 결합하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 워터자켓 립씰과, 이를 이용한 원터자켓 결합 모듈의 필요성이 대두되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 특허등록번호 제1809020호(2017. 12. 08. 등록)가 공지되었으며, 이는 워터자켓(20) 상에 구비되는 씰 몸체와, 상기 씰 몸체상에 형성되며 서로 대향하는 상기 워터자켓의 내벽에 밀착되는 립부를 포함하는 워터자켓 씰을 이용한 워터자켓 결합 모듈에 있어서,

상기 워터자켓 상에 구비되되 상기 씰 몸체와 조립결합되는 워터자켓 스페이서; 및 타측에 상기 씰 몸체가 결합되고, 상기 워터자켓 스페이서와 마주보는 일측에 제3 결합부가 형성되는 보강테를 더 포함하며, 상기 보강테와 와 마주보는 상기 워터자켓 스페이서의 타측에 상기 제3 결합부가 조립되는 제2 결합부가 형성된 것이었다.

그러나 엔진블럭의 양쪽으로 설치되는 인서트 워터자켓의 스페이서 양쪽 선단에 각각 측면 립씰이 설치되는 구조를 제공하므로 씰의 결합하중 감소와 결합력의 상승 및 생산성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있지만, 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 균일하게 하며 보어 변형을 균일화 시키는 기능을 제공하지 못하게 되므로 피스톤 마찰저감에 따른 엔진 연비를 향상시키는 것이 한계가 있어서 이를 개선하는 기능이 요구되었다.

[문헌 1] 특허공개번호 제2005-0041226호(2006. 05. 15. 공개) [문헌 2] 특허등록번호 제1809020호(2017. 12. 08. 등록) [문헌 3] 특허공개번호 제2019-0076114호(2019. 07. 02. 공개) [문헌 3] 특허등록번호 제1703615호(2017. 02. 01. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 엔진블럭 내의 유로에 설치되어 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단하는 내부 립씰을 스페이서와 다른 이종재질을 조립하여 성형하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 순수 고무재질로 이루어진 내부 립씰을 사출품인 스페이서에 조립 방식으로 결합해 조립성을 확보하고 냉각수 흐름을 일부 구간에서 완벽하게 차단하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 스페이서에 조립되는 내부 립씰이 엔진 실린더 보어 하부 보온과 상부 냉각성능 향상으로 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 최적회시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 사출 성형되는 스페이서에 절곡부가 일정한 간격에 형성되는 인서트 워터자켓을 엔진블럭의 유로에 결합하여 냉각수의 공급으로 벽면의 온도분포를 제어하며, 상기 절곡부에 조립 홈부와 돌출 보호부를 형성하는 스페이서를 갖는 인서트 워터자켓을 포함하고, 상기 조립 홈부와 돌출 보호부에 조립하는 조립 돌기부와 돌출부로 형성된 내부 립씰을 설치하되;
상기 인서트 워터자켓은 절곡부의 전체 높이 중 상측에 일부 간격을 두고 하측 선단에 이르도록 형성된 돌출 보호부의 하측에 원형과 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 갖는 조립 홈부를 형성하는 것을 포함하며,
상기 내부 립씰은 스페이서의 한쪽에 조립되어 돌출부가 돌출된 일부 구간인 벽면의 하측에서 냉각수의 흐름을 정체시켜 온도가 올라가고 돌출부가 없는 상측에서 냉각수의 흐름을 빠르게 유도하여 냉각성능이 향상되어 온도가 낮아지게 하여 실린더 벽면 온도를 제어하며, 호상의 조립 돌기부 한쪽으로 형성된 돌출부가 순수고무 재질로 이루어지고, 돌출 보호부에서 돌출되는 높이는 3∼5mm, 폭은 1∼3mm로 이루어지며, 에틸렌프로필렌고무, 수소화니트리릴부타디엔 고무, 실리콘, 스모크 시트, 스티렌부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

본 발명은 엔진블럭 내의 유로에 설치되어 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단하는 내부 립씰을 스페이서와 다른 이종재질을 조립하여 성형함으로써 기밀성과 내구성을 확보하며 원가를 절감하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 순수 고무재질로 이루어진 내부 립씰을 사출품인 스페이서에 조립 방식으로 결합해 조립성을 확보다고 냉각수 흐름을 일부 구간에서 완벽하게 차단해 실린더 보어 변형을 균일화 시키는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 스페이서에 조립되는 내부 립씰이 엔진 실린더 상단부는 냉각수가 상대적으로 빨라 유속을 향상시키고 하단부는 냉각수가 정체되어 상대적으로 냉각수에 의한 온도가 올라가 높아지므로 냉각 보어 하부 보온과 상부 냉각성능 향상으로 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 최적회시켜 피스톤 마찰저감으로 인한 엔진 연비를 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 분리 사시도
도 2 는 본 발명의 인서트 워터자켓에 대한 사시도
도 3 은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 사시도
도 4 는 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 확대 사시도
도 5 는 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 분리한 상태의 분리 사시도
도 6 은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 평면 단면도
도 7 은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 측면 단면도
도 8 은 본 발명의 인서트 워터자켓을 설치한 엔진블럭의 단면도
도 9 는 본 발명의 보어 상면 거리와 실린더 벽면 온도를 나타낸 그래프
도 10 은 본 발명의 내부 립씰에 대한 다른 실시예의 단면도
도 11 은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

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

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

이하 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 인서트 워터자켓에 대한 사시도, 도 3은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 사시도를 나타낸 것이다.

엔진블럭(10)의 벽면(13)과 일정한 간격을 두고 설치한 유로(11)에 설치되며, 양쪽으로 분할되어 대칭되게 형성되고 흐르는 냉각수의 흐름을 제어하는 인서트 워터자켓(20)을 포함하는 것이다.

상기 인서트 워터자켓(20)은 유로(11)가 설치되며, 상기 유로(11)에 삽입되도록 다수개의 절곡형 스페이서(21)로 이루어지며 인서트 워터자켓(20)의 양쪽 단부에 해당하는 스페이서(21)의 외측 단부 측면 립씰(40)이 조립되는 것이다.

상기 측면 립씰(40)은 스페이서(21) 외측 단부에 일정한 간격을 두고 돌출되는 메인 돌기부(25)와 결합되도록 체결홈(41)을 형성하여 상기 메인 돌기부(25)가 체결홈(41)을 관통하여 일체형으로 고정되는 구조를 제공하는 것이다.

상기 스페이서(21)는 벽면(13)을 감싸도록 일정한 간격에 절곡부(24)가 형성되고 절곡부에서 벽면(13) 방향에 순수 고무재질로 이루어지는 내부 립씰(30)을 성형해 조립방식으로 설치함으로써 엔진블럭(10) 내에 냉각수 흐름을 제어하는 삽입물로 제공되는 것이다.

도 4는 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 확대 사시도이고, 도 5는 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 분리한 상태의 분리 사시도, 도 6은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 평면 단면도, 도 7은 본 발명의 스페이서에 내부 립씰을 설치한 상태의 측면 단면도를 나타낸 것이다.

엔진블럭(10)의 유로(11)에 양쪽에서 각각 결합하며 사출물로 이루어지는 인서트 워터자켓(20)의 스페이서(21) 중 절곡부(24)에서 벽면(13) 방향으로 내부 립씰(30)을 조립 방식으로 설치하는 것이다.

상기 절곡부(24)의 전체 높이 중 상측에 일부 간격을 두고 하측 선단에 이르도록 돌출 보호부(23)가 형성되며, 상기 돌출 보호부(23)의 하측에는 원형과 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 갖는 조립 홈부(22)를 형성하는 것이다.

상기 내부 립씰(30)은 순수 고무 재질로 성형하는 것이며, 조립 돌기부(31)가 조립 홈부(22)의 형상을 따라 형성되어 상호 조립되도록 하고, 상기 조립 돌기부(31)에서 벽면(13) 방향으로 돌출부(32)가 돌출되어 조립돌기부(31)는 조립홈부(22)에 끼워져 분리되지 않도록 한 후 돌출부(32)가 돌출 보호부(23)의 사이에서 결합되며 절곡부(24)의 선단에서 외측으로 돌출되어 냉각수 흐름을 내부 립씰(30)의 돌출부(32)가 돌출된 일부구간에서 차단하여 정체되도록 하는 것이다.

상기 내부 립씰(30)이 조립홈부(22)와 돌출 보호부(23)에 결합된 후 하측 바닥면은 스페이서(21)와 같은 높이가 되도록 하는 것이다.

상기 내부 립씰(30)은 에틸렌프로필렌고무(EPR), 수소화니트리릴부타디엔 고무(HNBR), 실리콘(Silicone), 스모크 시트(smoked sheet), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 이루어지는 것이다.

상기 내부 립씰(30)이 인서트 워터자켓(20)의 돌출 보호부(23)에서 돌출되는 높이는 3∼5mm, 폭은 1∼3mm로 이루어지는 것이다.

도 8은 본 발명의 인서트 워터자켓을 설치한 엔진블럭의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 보어 상면 거리와 실린더 벽면 온도를 나타낸 그래프에 대한 것이다.

크랭크축(15)에 연결된 피스톤(14)이 구동되는 실린더 블록(12)의 벽면(13)이 설치되는 엔진블럭(10)의 유로(11)에 조립되어 실린더 보어 벽면(13)의 온도 분포를 최적화시켜 연비향상이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 유로(11)에 결합하는 인서트 워터자켓(20)은 내부 립씰(30)이 조립되어 벽면(13) 방향으로 내부 립씰(30)이 위치하도록 함으로써 내부 립씰(30)이 위치한 벽면(13)의 하측 부분에서 냉각수 흐름을 일부 구단에 차단하여 냉각수가 정체되는 부분의 온도는 올라가는 효과를 제공하고, 상대적으로 내부 립씰(30)이 설치된 상측 부분에는 하단부분의 정체효과와 비교하여 개방되어 있으므로 냉각수의 흐름이 빠르게 되면서 냉각성능이 향상되어 온도가 낮아지게 하여 벽면(13)의 온도를 최적화하는 것이다.

도 10은 본 발명의 내부 립씰에 대한 다른 실시예의 단면도를 나타낸 것으로, 내부 립씰(30)의 조립 돌기부(31)는 합성수지 재질과 금속재질 중 어느 하나를 이용하여 별물(35)로 성형한 후 상기 별물(35)에 일체형으로 내부 립씰(30)을 사출 성형하거나 접착제를 내부에 발라 일체형으로 고정하는 것이다.

상기 별물(35)의 합성수지는 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리염화비닐(PVC), FRP 중 어느 하나로 이루어지며, 금속재질은 스테인레스, 알루미늄, 철판류(SPC, EGI) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부립씰 설치구조와 그 결합방법은, 인서트 워터자켓(20)의 양쪽 선단에서 일정한 간격을 두고 메인 돌기부(25)가 돌출되도록 성형하고, 상기 메인 돌기부(25)와 일치하는 부분에 체결공(41)을 갖도록 측면 립씰(40)을 성형해 메인 돌기부(25)에 체결공(41)이 요철형태로 결합되어 일체형의 구조를 갖는 것이다.

인서트 워터자켓(20)의 양쪽에 각각 측면 립씰(40)을 결합시키고, 스페이서(21)의 일정한 간격에 형성한 절곡부(24)에서 피스톤(14)이 위치하는 벽면(13) 방향으로 내부에 상측이 개방된 호상의 조립 홈부(22)를 형성한 후 이 조립 홈부(22)의 한쪽방향으로 개방되는 돌출 보호부(23)를 형성하는 것이다.

상기 조립 홈부(22)와 돌출 보호부(23)에 결합하는 내부 립씰(30)은 순수 고무 재질로 성형하는 것이 바람직하며, 조립 돌기부(31)가 조립 홈부(22)의 형상을 따라 형성되어 상호 조립되도록 하고, 상기 조립 돌기부(31)에서 벽면(13) 방향으로 돌출부(32)가 돌출되어 조립 돌기부(31)는 조립 홈부(22)에 호상으로 끼워져 외측으로 쉽게 분리되지 않도록 결합한 후 돌출부(32)가 돌출 보호부(23)의 사이에서 결합되며 절곡부(24)의 선단에서 외측으로 돌출되어 냉각수 흐름을 내부 립씰(30)의 돌출부(32)가 돌출된 일부구간에서 차단하여 정체되도록 하고, 돌출부(32)가 위치하지 않는 공간으로 냉각수 흐름이 상대적으로 빨라지도록 하는 것이다.

상기 내부 립씰(30)이 조립홈부(22)와 돌출 보호부(23)에 결합된 후 하측 바닥면은 스페이서(21)와 같은 높이가 되어 결합됨으로써 냉각수의 흐름을 차단하고 다른곳으로 이동하도록 안내하는 것이다.

상기 내부 립씰(30)은 에틸렌프로필렌고무(EPR), 수소화니트리릴부타디엔 고무(HNBR), 실리콘(Silicone), 스모크 시트(smoked sheet), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 내부 립씰(30)이 인서트 워터자켓(20)의 돌출 보호부(23)에서 돌출되는 높이가 3mm 보다 낮은 경우에는 냉각수의 차단효과가 저하되는 결점이 있으므로 온도를 높여 상부와 균일하게 조절하는 능력이 저하되며, 5mm 보다 높은 경우에는 냉각수 차단효과를 기재할 수 있으나 인서트 워터자켓(20)의 본 목적을 달성하는데 어려움이 있으므로 바람직하게는 4mm가 돌출되는 것이 가장 바람직하다.

더욱 상세하게 냉각수의 흐름을 통한 벽면(13)의 온도조절이 이루어지는 과정에 대하여 도 8과 도 9 를 통하여 설명하면, 크랭크축(15)에 연결된 피스톤(14)이 구동되는 실린더 블록(12)의 벽면(13)은 온도가 상승하게 되며, 피스톤(14)의 반복되는 구동을 통하여 벽면(13)의 하측부에 비하여 상측부의 온도가 상대적으로 상승되므로 벽면(13)의 상측부에서 노킹(knocking) 등이 발생하는 문제점이 있으므로 이를 해결하기 위해, 인서트 워터자켓(20)이 설치되는 엔진블럭(10)의 유로(11)에 조립되어 실린더 보어 벽면(13)의 온도 분포를 최적화시켜 연비향상이 이루어지도록 하는 것이다.

유로(11)에 결합하는 인서트 워터자켓(20)은 내부 립씰(30)이 절곡부(24)의 한쪽 방향으로 돌출되도록 조립되어 벽면(13) 방향으로 돌출되는 내부 립씰(30)이 위치하도록 함으로써 내부 립씰(30)이 위치한 높이인 벽면(13)의 하측 부분에서 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단하여 냉각수가 정체되는 하측 부분의 온도는 올라가는 효과를 제공하고, 상대적으로 내부 립씰(30)이 설치된 상측 부분에는 하단부분의 정체효과와 비교하여 개방되어 있으므로 냉각수가 상측으로 이동되면서 흐름이 빠르게 되면서 냉각성능이 향상되어 온도가 낮아지게 하는 작용을 통하여 벽면(13)의 전체적인 온도가 균일해 지도록 하는 온도 최적화 기능을 제공하는 것이며, 이를 통하여 실린더 블록(12)의 보어 하부 보온 효과와 상부 냉각성능 향상으로 인한 벽면(13)의 온도 분포 최적화를 통하여 피스톤(14)의 마찰저감으로 인한 엔진 연비를 향상시키는 것이다.

내부 립씰(30)을 순수 고무에만 적용시키지 않고 조립 돌기부(31)를 감싸는 부분을 합성수지 재질과 금속재질 중 어느 하나를 이용하여 별물(35)로 성형한 후 상기 별물(35)에 일체형으로 내부 립씰(30)을 사출 성형하거나 접착제를 내부에 발라 일체형으로 고정한 후 제공함으로써 조립 홈부(22)에 끼워 조립함으로써 돌출부(32)의 양쪽면이 돌출 보호부(23)에 의해 보호되고 일부만이 노출되도록 하는 것이다.

상기 별물(35)의 합성수지 재질은 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리염화비닐(PVC), FRP 중 어느 하나를 선택하여 성형할 수 있으며, 금속재질은 스테인레스, 알루미늄, 철판류(SPC, EGI) 중 어느 하나로 성형한 후 내부 립씰(30)을 고정시켜 일체형으로 성형하는 것이 가능하다.

특히, 인서트 워터자켓(20)의 절곡부(24)에 내부 립씰(30)을 이조재질로 성형한 후 조립함으로써 엔진블럭(10)이 유로(11)에서 냉각수의 이동을 제어하여, 내부 립씰(30)이 설치된 부분에서는 일정한 간격에서 냉각수의 이동이 정체되도록 함으로써 온도가 올라가는 효과가 발생하게 되고, 내부 립씰(30)이 설치되지 않은 부분에서는 냉각수가 이동하게 되면서 정체되는 부분의 냉각수가 상승되어 냉각수의 흐름이 빠르게 유도함으로써 냉각수의 유속이 빠르게 진행되어 냉각성능이 향상되는 효과를 통하여 벽면(13)의 온도 분포를 균일하게 가져가 피스톤(14)의 마찰저감으로 인한 엔진블럭(10)의 연비를 향상시키며 보어 변형을 균일화 시키는 효과를 제공하는 것이 도 9의 그래프를 통하여 확인되는 것이다.

아울러, 도 11을 참조하여 더욱 상세히 설명하면, 스페이서(21)와 상기 측면 립씰(40) 및 내부 립씰(30)을 서로 개별 성형 후 인서트 워터자켓 결합모듈 성형단계(S100)를 통하여 조립되고, 워터자켓 결합모듈 조립단계(S200)를 통하여 인서트 워터자켓(20)의 양쪽에 측면 립씰(40)을 조립하는 것이다.

상기 워터자켓 결합모듈 성형단계(S100)은 스페이서(21)의 양쪽 선단에 메인 돌기부(25)가 일정한 간격으로 형성되도록 하고, 절곡부(24)의 하측으로 조립 홈부(22)에 돌출 보호부(23)가 형성되도록 하며, 측면 립씰(40)과 조립 돌기부(31)가 형성되고 에틸렌프로필렌고무(EPR), 수소화니트리릴부타디엔 고무(HNBR), 실리콘(Silicone), 스모크 시트(smoked sheet), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 내부 립씰(30)이 성형되는 것이다.

상기 워터자켓 결합모듈 조립단계(S200)는 측면 립씰(40)에 일정한 간격의 체결공(41)이 형성되고, 스페이서(21)의 양쪽 선단에 메인 돌기부(25)를 형성하여 체결공(41)과 메인 돌기부(25)가 결합되도록 한 후 측면 립씰(40)을 수직 이동시켜 체결공(41)과 메인 돌기부(25)가 조립되도록 한다.

상기 측면 립씰(40)이 스페이서(21)의 양쪽 선단에 조립된 후에는 내부 립씰 결합단계(S300)을 통하여 내부 립씰(30)이 스페이서(21)에 조립된다.

상기 내부 립씰 결합단계(S300)는 조립 홈부(22)에 결합하는 조립 돌기부(31)의 한쪽으로 돌출부(32)가 형성되도록 순수고무 재질로 압출과 사출 중 어느 하나의 방법으로 성형한 내부 립씰(30)을 스페이서(21)에 결합하는 것이다.

상기 측면 립씰(40)과 내부 립씰(30)이 결합된 인서트 워터자켓(20)을 엔진블럭(10)의 유로(11)에 각각 위치시키되;
스페이서(21)의 한쪽에 조립되어 돌출부(32)가 돌출된 일부 구간인 벽면(13)의 하측에서 냉각수의 흐름을 빠르게 유도하여 실린더 벽면 온도를 제어하는 인서트 워터자켓 모듈 체결단계(S300)를 수행하는 것이다.

상기 인서트 워터자켓 모듈 체결단계(S300)를 통해 엔진블럭(10)의 유로(11)에 각각 체결된 측면 립씰(40)과 내부 립씰(30)이 결합된 인서트 워터자켓(20)은 측면 립씰(40)이 양쪽 측면에서 냉각수의 흐름을 용이하게 하고, 내부 립씰(30)이 유로(11)에서 벽면(14)의 하측 부분을 차단해 냉각수의 흐름을 차단해 정체되도록 하고 상측 부분으로 흐름이 유도되어 상측 부분에서 냉각수의 흐름이 빨라져 냉각효과가 상승되도록 하는 것이다.

상기 측면 립씰(40)과 내부 립씰(30)이 조립된 인서트 워터자켓(20)을 엔진블록(10)의 유로(11)에 결합하는 워터자켓 설치단계(S400)를 통하여 벽면(13)의 하측 일부 구간에서 냉각수의 흐름을 차단하여 온도가 상승되도록 하고 벽면(13)의 상측에서 냉가가수의 흐름이 빠르게 유도하여 유속을 상승시켜 냉각성능을 향상시킴으로써 벽면(13)의 온도 분포를 최적화시키는 것이다.

본 발명은 엔진블럭의 인서트 워터자켓 스페이서에 형성한 조립 홈부에 내부 립씰을 이종재질로 설치함으로써 냉각수 흐름을 일부 구간에서 차단해 상단부는 온도가 높고 하단부는 상대적으로 온도가 낮게할 목적으로 설치해 내구성과 기밀성을 확보하며 원가를 절감함으로써 실린더 보어 하부 보온효과와 상부 냉각성능 향상으로 인한 실린더 보어 벽면의 온도 분포를 최적화 하며 피스톤 마찰저감으로 인한 엔진 연비를 향상시키는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 엔진블럭 11 : 유로
12 : 실린더 블록 13 : 벽면
14 : 피스톤 15 : 크랭크축
20 : 인서트 워터자켓 21 : 스페이서
22 : 조립 홈부 23 : 돌출 보호부
24 : 절곡부 30 : 내부 립씰
31 : 조립 돌기부 32 : 돌출부
35 : 별물 40 : 측면 립씰
41 : 체결공

Claims

사출 성형되는 스페이서(21)에 절곡부(24)가 일정한 간격에 형성되는 인서트 워터자켓(20)을 엔진블럭(10)의 유로(11)에 결합하여 냉각수의 공급으로 벽면(13)의 온도분포를 제어하며, 상기 절곡부(24)에 조립 홈부(22)와 돌출 보호부(23)를 형성하는 스페이서(21)를 갖는 인서트 워터자켓(20)을 포함하고, 상기 조립 홈부(22)와 돌출 보호부(23)에 조립하는 조립 돌기부(31)와 돌출부(32)로 형성된 내부 립씰(30)을 설치하되;
상기 인서트 워터자켓(20)은 절곡부(24)의 전체 높이 중 상측에 일부 간격을 두고 하측 선단에 이르도록 형성된 돌출 보호부(23)의 하측에 원형과 타원형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 갖는 조립 홈부(22)를 형성하는 것을 포함하며,
상기 내부 립씰(30)은 스페이서(21)의 한쪽에 조립되어 돌출부(32)가 돌출된 일부 구간인 벽면(13)의 하측에서 냉각수의 흐름을 정체시켜 온도가 올라가고 돌출부(32)가 없는 상측에서 냉각수의 흐름을 빠르게 유도하여 냉각성능이 향상되어 온도가 낮아지게 하여 실린더 벽면 온도를 제어하며, 호상의 조립 돌기부(31) 한쪽으로 형성된 돌출부(32)가 순수고무 재질로 이루어지고, 돌출 보호부(23)에서 돌출되는 높이는 3∼5mm, 폭은 1∼3mm로 이루어지며, 에틸렌프로필렌고무(EPR), 수소화니트리릴부타디엔 고무(HNBR), 실리콘(Silicone), 스모크 시트(smoked sheet), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부립씰 설치구조.
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제 1항에 있어서,
상기 내부 립씰(30)의 조립 돌기부(31)를 합성수지 재질과 금속재질 중 어느 하나를 이용하여 별물(35)로 성형한 후 상기 별물(35)에 일체형으로 내부 립씰(30)을 사출 성형하거나 접착제를 내부에 발라 일체형으로 고정하되;
합성수지 재질은 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리염화비닐(PVC), FRP 중 어느 하나로 이루어지며, 금속재질은 스테인레스, 알루미늄, 철판류(SPC, EGI) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부립씰 설치구조.
워터자켓 결합 모듈을 이용한 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부립씰 설치방법에 있어서,
스페이서(21)의 양쪽 선단에 메인 돌기부(25)가 일정한 간격으로 형성되도록 하고, 절곡부(24)의 하측으로 조립 홈부(22)에 돌출 보호부(23)가 형성되도록 하며, 측면 립씰(40)과 조립 돌기부(31)에 돌출부(32)가 형성되고, 에틸렌프로필렌고무(EPR), 수소화니트리릴부타디엔 고무(HNBR), 실리콘(Silicone), 스모크 시트(smoked sheet), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 폴리부타디엔 고무(BR), VQM, EPDM, ACM, AEM, FKM, NBR, HNBR 중 어느 하나로 내부 립씰(30)을 성형하는 워터자켓 결합모듈 성형단계(S100);
측면 립씰(40)에 일정한 간격의 체결공(41)이 형성되고, 스페이서(21)의 양쪽 선단에 메인 돌기부(25)를 형성하여 체결공(41)과 메인 돌기부(25)가 결합되도록 한 후 측면 립씰(40)을 수직 이동시켜 체결공(41)과 메인 돌기부(25)가 조립되는 워터자켓 결합모듈 조립단계(S200);
조립 홈부(22)에 결합하는 조립 돌기부(31)의 한쪽으로 돌출부(32)가 형성되도록 순수고무 재질로 압출과 사출 중 어느 하나의 방법으로 성형한 내부 립씰(30)을 스페이서(21)에 결합하는 내부 립씰 결합단계(S300);
상기 측면 립씰(40)과 내부 립씰(30)이 결합된 인서트 워터자켓(20)을 엔진블럭(10)의 유로(11)에 각각 위치시키되;
스페이서(21)의 한쪽에 조립되어 돌출부(32)가 돌출된 일부 구간인 벽면(13)의 하측에서 냉각수의 흐름을 정체시키고 돌출부(32)가 없는 상측에서 냉각수의 흐름을 빠르게 유도하여 실린더 벽면 온도를 제어하는 인서트 워터자켓 모듈 체결단계(S300); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진블럭용 워터자켓 냉각수 흐름 제어를 위한 내부립씰 설치방법.