KR200416238Y1 - 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼에 관한 것으로서, 엔진의 실린더 보어와 대응하는 연소실 구멍 가장자리 부분을 다른 부분보다 두께가 두꺼운 후육부로 형성하여, 실린더 보어쪽에 면압이 크게 분포하도록 함으로써, 가스 씨일성을 높이는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 스토퍼(130)는, 엔진의 실린더 보어들과 대응하는 다수의 연소실 구멍(111, 121)을 각각 가지는 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 개재되어 실린더 헤드 개스킷(100)을 구성하도록 형성되고, 상기 연소실 구멍들과 대응하는 연소실 구멍(131)을 구비한다. 본 고안의 스토퍼(130)중, 상기 연소실 구멍(131)과 인접하는 가장자리부는 다른 부분보다 두께(t1)가 두꺼운 후육부(132)로 형성된다. 따라서, 연소실 구멍(131)에 인접하는 후육부(132)에서의 면압(P3, P5)이 연소실 구멍(131)에서 떨어진 위치에 놓인 박육부(133)에서의 면압(P4, P6)보다 크게 분포함에 따라, 엔진의 고출력화에 의한 연소압 등이 상승하여도, 이를 충분히 견딜 수 있으므로, 가스 씨일성이 향상될 수 있다.

엔진, 실린더헤드, 개스킷, 보어, 연소실, 스토퍼, 면압, 가스, 누설, 씨일

Description

실린더 헤드 개스킷용 스토퍼 {STOPPER FOR CYLINDER HEAD GASKET}

도 1은, 엔진용 실린더 헤드 개스킷의 예를 나타내는 평면도이다.

도 2는, 엔진용 실린더 헤드 개스킷에 적용되는 종래 스토퍼(Stopper)의 예를 나타내는 평면도이다.

도 3은, 종래 스토퍼가 적용된 실린더 헤드 개스킷의 적층구조와 면압분포를 나타내기 위한 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 4는, 종래 스토퍼가 적용된 실린더 헤드 개스킷의 적층구조와 면압분포를 나타내기 위한 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 5는, 본 고안에 따른 스토퍼가 적용되는 실린더 헤드 개스킷의 예를 나타내는 평면도이다.

도 6은, 본 고안에 따른 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼를 나타내는 평면도이다.

도 7은, 본 고안에 따른 스토퍼가 적용된 실린더 헤드 개스킷의 적층구조와 면압분포를 나타내기 위한 도 5의 C-C선에 따른 단면도이다.

도 8은, 본 고안에 따른 스토퍼가 적용된 실린더 헤드 개스킷의 적층구조와 면압분포를 나타내기 위한 도 5의 D-D선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 실린더 헤드 개스킷, 110 : 상부판,

111 : 상부판의 연소실 구멍, 120 : 하부판,

121 : 하부판의 연소실 구멍, 130 : 스토퍼,

131 : 스토퍼의 연소실 구멍, 132 : 후육부,

t1 : 후육부의 두께.

본 고안은 실린더 헤드 개스킷(Cylinder Head Gasket)용 스토퍼(Stopper)에 관한 것으로서, 특히 엔진의 실린더 보어(Cylinder Bore)와 대응하는 연소실 구멍 가장자리 부분을 다른 부분보다 두께가 두꺼운 후육부(厚肉部)로 형성하여 실린더 보어쪽에 면압이 크게 분포하도록 함으로써, 가스 씨일성을 높일 수 있는 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼에 관한 것이다.

자동차 엔진의 실린더 블록과 상기 실린더 블록에 결합되는 실린더 헤드 사이에는, 연소실 가스, 냉각수 및 오일과 같은 유체의 누출을 방지하기 위하여, 실린더 헤드 개스킷이 개재된다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드 개스킷(10)은, 실린더 보어에 대응하는 다수의 연소실 구멍(11)과, 냉각수나 오일과 같은 유체의 통로를 형성 하는 다수의 유체구멍(12)과, 실린더 헤드를 실린더 블록에 결합하기 위한 헤드볼트가 통과하는 다수의 체결구멍(13)이 형성되어 있다.

이러한 개스킷(10)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부판(20)과 하부판(30)과의 사이에 도 2에 도시된 바와 같은 다수의 연소실 구멍(41)을 가진 스토퍼(40)가 개재된 적층구조를 가진다. 또한, 상기 상부판(20)과 하부판(30)은, 실린더 헤드와 실린더 블록의 결합부가, 연소실의 과도한 폭발력 및 열, 가공 편차에 의한 거칠기, 헤드볼트의 조립력 편차 등의 여러 요인으로 변형되는 것을 완충하기 위한 돌출비드부(21, 31)를 가지며, 또한 스토퍼(40)의 연소실 구멍(41)과 함께 개스킷(10)의 연소실 구멍(11)을 형성하는 연소실 구멍(22, 32)을 가진다. 상기 돌출비드부(21, 31)는 굴곡에 의하여 형성될 수 있다.

상기 스토퍼(40)는, 엔진의 콤팩트화와 더불어 경량화에 의한 연비 향상 등을 위하여 엔진 중량의 대부분을 차지하는 실린더 블록의 재질을 주철재에서 알루미늄화하고, 엔진의 냉각 성능 향상을 위하여 오픈 데크(Open Deck)화 함에 따라 강성이 약한 알루미늄재 재질의 실린더 블록의 실린더 보어면(Deck면)에서 실린더 보어의 변형을 최소화하면서 씰링을 유지하기 위한 방안으로 채용되는 것이다. 이러한 스토퍼(40)는, 실린더 보어 및 워터 재킷(Water Jacket)의 일부까지 연장시켜 적용되며, 이 스토퍼(40)에 의해 면압의 분산효과를 발휘하여 비교적 강성이 약한 알루미늄재 오픈 데크에서 실린더 보어의 변형을 적게 하면서 실린더 헤드의 진동 진폭을 억제하는 기능을 수행하게 된다.

그런데, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기한 바와 같은 종래 스토퍼 (40)는 균일한 두께(t)로 형성되어 있기 때문에, 상기 스토퍼(40)에 의한 면압(P1, P2)의 분포가 위치에 따라 정도의 차이가 있지만 전체적으로 거의 균일하다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(40)의 중앙부에 걸리는 면압(P1)은 스토퍼(40)의 가장자리부에 걸리는 면압(P2)과 동일하거나 약간 차이가 날 수 있으나, 스토퍼(40) 전체적으로 볼 때, 거의 균일하게 걸리게 된다. 또한, 넓은 면적에 걸쳐서 하중이 걸리기 때문에, 면압(P1, P2)의 정도가 중저압에 국한된다.

이러한 경우에, 엔진이 고출력화할수록 연소압 등의 상승으로 가스 누설에 대한 우려가 커져, 종래 스토퍼(40)에 의하여 가스 씨일성을 보완 또는 확보하는 데에는 한계가 있다.

본 고안은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 엔진의 실린더 보어와 대응하는 연소실 구멍 가장자리 부분을 다른 부분보다 두께가 두꺼운 후육부로 형성하여, 실린더 보어쪽에 면압이 크게 분포하도록 함으로써, 가스 씨일성을 높일 수 있는 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 엔진의 실린더 보어들과 대응하는 다수의 연소실 구멍을 각각 가지는 상부판과 하부판 사이에 개재되어 실린더 헤드 개스킷을 구성하도록 형성되고, 상기 연소실 구멍과 대응하는 연소실 구멍을 구비 하는 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼에 있어서: 상기 연소실 구멍과 인접하는 가장자리부가 다른 부분보다 두께가 두꺼운 후육부로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 5에는 본 고안에 따른 스토퍼가 적용되는 실린더 헤드 개스킷의 예가 도시되어 있고, 도 6에는 본 고안에 따른 스토퍼가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 실린더 헤드 개스킷(100)은, 실린더 블록의 실린더 보어에 대응하는 다수의 연소실 구멍(101)과, 냉각수나 오일과 같은 유체의 통로를 형성하는 다수의 유체구멍(102)과, 실린더 헤드를 실린더 블록에 결합하기 위한 헤드볼트가 통과하는 다수의 체결구멍(103)을 구비하고 있으며, 상부판(110)과, 하부판(120)과, 상기 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 개재되는 본 고안의 스토퍼(130)로 구성될 수 있다.

상기 상부판(110)과 상기 하부판(120)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 엔진의 실린더 보어들과 대응하는 다수의 연소실 구멍(101)을 각각 구비하고 있다. 또한, 상기 상부판(110)과 상기 하부판(120)은, 실린더 헤드와 실린더 블록의 결합부가, 연소실의 과도한 폭발력 및 열, 가공 편차에 의한 거칠기, 헤드볼트의 조립력 편차 등의 여러 요인으로 변형되는 것을 완충하기 위한 돌출비드부(112, 122)를 가진다. 상기 돌출비드부(112, 122)는 굴곡에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부판(110)과 상기 하부판(120)에는, 개스킷(100)의 유체구멍(102)들과 체결구멍(103)들을 형성하기 위한 형성되어야 한다.

본 고안의 스토퍼(130)는, 상기 상부판(110)과 상기 하부판(120)과 마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연소실 구멍들(111, 121)과 대응하는 연소실 구멍(131)을 가짐으로써, 상기 연소실 구멍들(111, 121, 131)에 의해 개스킷(100)의 연소실 구멍(101)이 형성될 수 있다.

본 고안의 스토퍼(130)는, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연소실 구멍(131)과 인접하는 가장자리부의 두께(t1)가 다른 부분의 두께(t2)보다 두껍게 형성되는 후육부(132)를 구비하며, 상기 후육부(132)를 제외한 부분은 두께가 얇은 박육부(133)(薄肉部)로 형성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 후육부(132)가 연소실 구멍(131)을 형성하는 다수의 링 구조로 이루어지고, 이들 링 구조의 후육부(132)들이 박육부(133)에 의하여 연결되는 구조를 가지게 되는 것이다.

따라서, 본 고안의 스토퍼(130)가 적용된 개스킷(100)이 엔진에 적용된 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 스토퍼(130)의 중앙부쪽에서 후육부(132)에 걸리게 되는 면압(P3)이 박육부(133)에 걸리게 되는 면압(P4)보다 크게 분포하게 된다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 스토퍼(130)의 가장자리부 쪽에서, 후육부(132)에 걸리게 되는 면압(P5)이 박육부(133)에 걸리게 되는 면압(P6)보다 크게 분포하게 된다.

이와 같이, 연소실 구멍(131)에 인접하는 후육부(132)에서 걸리게 되는 면압 (P3, P5)이 연소실 구멍(131)에서 떨어진 위치에 놓인 박육부(133)에서 걸리게 되는 면압(P4, P6)보다 크게 분포하게 되면, 엔진의 고출력화에 따라 연소압 등이 상승하여도, 이를 충분히 견딜 수 있으므로, 가스 누설에 대한 가스 씨일성이 향상될 수 있다.

상기 후육부(132)에 걸리는 면압(P3, P5)이 서로 같거나 약간 차이가 날 수 있도록 본 고안의 스토퍼(130)가 설계될 수 있으며, 또한 상기 박육부(133)에 걸리는 면압(P4, P6)도 서로 같거나 약간 차이가 날 수 있도록 본 고안의 스토퍼(130)가 설계될 수 있다. 다만, 상기 후육부(132)에 걸리는 면압(P3, P5)이, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 종래 스토퍼(130)(40)에 걸리는 면압(P1, P2)보다 크게 본 고안의 스토퍼(130)가 설계되어야 한다. 또한, 박육부(133)에 걸리는 면압(P4, P6)은 종래 스토퍼(130)(40)에 걸리는 면압(P1, P2)보다 작아도 좋다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼에 의하면, 엔진의 실린더 보어와 대응하는 연소실 구멍(131)에 인접하는 후육부(132)에서의 면압(P3, P5)이 연소실 구멍(131)에서 떨어진 위치에 놓인 박육부(133)에서의 면압(P4, P6)보다 크게 분포하도록 이루어짐으로써, 엔진의 고출력화에 따라 연소압 등이 상승하여도, 이를 충분히 견딜 수 있으므로, 가스 씨일성이 향상되어 연소가스의 누설을 효과적으로 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 엔진의 성능을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 실린더 보어(Cylinder Bore)들과 대응하는 다수의 연소실 구멍(111, 121)을 각각 가지는 상부판(110)과 하부판(120) 사이에 개재되어 실린더 헤드 개스킷(Cylinder Head Gasket, 100)을 구성하도록 형성되고, 상기 연소실 구멍들과 대응하는 연소실 구멍(131)을 구비하는 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼(Stopper)에 있어서:

   상기 연소실 구멍(131)과 인접하는 가장자리부가 다른 부분보다 두께(t1)가 두꺼운 후육부(132)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷용 스토퍼.

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