KR200426469Y1

KR200426469Y1 - 기판에 꺽임부가 형성된 가스켓.

Info

Publication number: KR200426469Y1
Application number: KR2020060012441U
Authority: KR
Inventors: 강성두; 이창수; 이지용
Original assignee: 동아공업 주식회사
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2006-09-18

Abstract

본 고안은 기판에 꺽임부가 형성된 가스켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내연기관의 실린더 블록과 실린더 헤드 사이를 밀봉하는데 사용되는 가스켓에서 상, 하기판과 중간판 적층구조로 상기 각각의 기판에는 비드와 더불어 그 끝단이 중간판의 양면에 접할 수 있도록 꺽임부를 구성함으로서 실린더내부에서 발생하는 연소가스(COMBUSTION GAS)가 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 접합면으로의 유입됨을 방지할 수 있고, 꺽임부에 의한 탄성력의 보강으로 기판에 형성된 비드의 완전압착을 방지할 수 있는 가스켓에 관한 것이다.

즉, 본 고안은 보어와 대응하는 기판구멍(21)이 형성되고 그 기판구멍(21)의 주위에 비드(22)가 형성되며 상기 비드 외측에는 복수의 볼트삽입공(23)이 형성된 기판(20)과, 상기 기판(20)에 적층되며 상기 보어와 대응하는 중간판구멍(11)이 형성된 중간판(10)을 구비하고, 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)과의 접합면 사이에 게재하여 볼트결합으로 체결함으로써 상기 접합면 사이를 시일 하도록 하는 적층형 가스켓에 있어서, 상기 기판(20)에는 상기 비드(22)의 내측으로 기판구멍(21)의 원주둘레에 꺽임부를 구성하여 상기 꺽임부 끝단이 중간판(10)의 일면을 향하도록 구성됨을 특징으로 한다.

가스켓, 기판, 중간판, 비드, 꺽임부, 평탄부, 실린더블록, 실린더헤드

Description

기판에 꺽임부가 형성된 가스켓.{GASKET WITH PLATE HAVING QUATER-BEAD}

도 1a는 종래 기술에 따른 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태를 나타내는 측단면도,

도 1b는 도 1a에서와 같이 종래 기술에 따른 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태에서 이를 체결한 상태를 나타내는 측단면도,

도 2는 본 고안의 한 실시예로서 각각 꺽임부가 형성된 상기판과 하기판 사이에 중간판을 구비한 가스켓의 구성을 설명하기 위한 분해사시도,

도 3은 도 2에 도시된 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓의 측단면도,

도 4a는 도 2에 도시된 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태를 나타내는 측단면도,

도 4b는 도 4a에서와 같이 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태에서 이를 체결한 상태를 나타내는 측단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10 중간판 11 중간판구멍

20a,20b 기판 21 기판구멍

22a,22b 비드 24a,24b 꺽임부

25a,25b 평탄부 13, 23 볼트삽입공

30 실린더블록 31 실린더헤드

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 접합면 사이와, 실린더 헤드와 실린더헤드 커버의 접촉면 사이 등에 설치되어 밀봉수단(seal)의 기능을 담당하며, 연소 실내 고압 연소가스(COMBUSTION GAS)의 누설을 방지한다. 연소실의 내부는 압축, 팽창, 폭발, 배기 등으로 이루어지는 4행정 사이클 과정 동안 실린더 내부 압력이 연속적으로 변화하는 기계적 환경에 놓여 있다.

특히, 폭발시의 내부 가스 압력은 실린더 헤드와 실린더블록을 체결하는 볼트결합의 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.

예를 들어, 압축착화기관에서 실린더 헤드는 리프트 포스를 받을 때 실린더 블록의 상면으로부터 높이 10㎛(0.01㎜) ∼ 15㎛(0.015㎜) 정도 튀어 올라가기 때문에 실린더 헤드와 실린더 블록의 사이에 유동적 간극을 만들게 된다.

이때, 내부 가스(COMBUSTION GAS) 압력이 대략적으로 대기압의 200배 정도이기 때문에, 내부 가스는 간극을 통해 외부로 세어나가게 되어서 내연기관의 연소효율에 악 영향을 미치게 된다.

이렇게 미세한 간극은 사이클의 진행 동안 실린더 내부의 하중 변화에 따라 유동적으로 변화하므로, 내연기관에서 만족할만한 밀봉을 유지하고 폭발시 발생되는 미세 간극 생성을 억제하기 위해서는 탄성과 함께 내구성을 갖는 금속가스켓이 필요하다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 금속가스켓의 일예를 나타내는 것으로 종래 기술에 따른 금속가스켓은 내연기관의 실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 배치되어 리벳에 의해 실린더 헤드 내지 실린더 헤드 커버의 하면에 접합되고, 볼트 에 의해서 완전히 조립된다.

이런 금속가스켓은 고온, 고압에 견디면서 탄성 및 내구성을 갖도록 금속재질의 박판을 다수로 적층한 기판(20a’,20b’)으로 이루어져 있으며, 각각의 기판 사이에는 중간판(10)이 적층되어 구성되어 있다.

이런 종래의 금속가스켓은 도 1b에서 보는 바와 같이 기판에 형성된 각각의 비드(22a’,22b’)의 탄성력에 의하여 연소실 내에서 발생하는 연소가스가 실린더블록(30)과 실린더헤드(31)의 접합면 사이로 누출되는 것을 방지하며, 상기 중간판(10)에 의해 기판에 형성된 각각의 비드가 완전히 압착됨을 방지하는 스토퍼(STOPPER)로서의 기능을 수행한다.

이때, 비드는 보어, 공급구멍, 조립구멍 등과 같은 구멍들의 주변 평면상에 링 형상의 파형 단면을 형성하여 탄성력을 갖고 있으며, 리프트 포스에 따라 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 간극이 발생되고 변화될 때, 자체 탄성력에 의한 복원력으로 미세하게 상향과 하향으로 움직이면서 밀봉 상태를 유지시킨다.

그러나, 도 1b에서 도시된 종래의 금속가스켓에 있어서 실린더헤드(31)와 실린더블록(30) 사이에 게재되어 볼트 체결력에 의해 압착되어 지는 경우에는 각각의 비드(22a’,22b’)의 산부분이 중간판에 근접하게 됨에 따라 반작용으로 각각의 기판의 끝단이 상, 하로 벌어지는 현상을 초래하여 벌어진 틈 사이로 연소가스(COMBUSTION GAS)가 침투함에 따라 중간판에 열적변화를 초래하고, 이로 인해 중간판의 기능인 스토퍼(STOPPER)로서의 기능이 상실되어 결과적으로 연소가스(COMBUSTION GAS)의 누설로 인한 가스켓의 균열 등 시일기능을 제대로 발휘할 수 없는 문제가 있다.

또한, 중간판의 구성만으로 각각의 기판에 형성된 비드의 완전압착을 충분히 보상하기가 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 고안은 앞서 언급한 취약점을 해결하고자, 상기판과 하기판 사이에 중간판이 적층되고, 각각의 상기판과 하기판의 기판구멍 둘레에 상기 중간판의 양면과 접하도록 꺽임부를 구성하여 연소가스(COMBUSTION GAS)가 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 접합면으로의 유입을 방지할 수 있는 가스켓을 제공하고자 한다.

또한, 본 고안은 각각의 기판에 형성된 기판의 탄성력과 더불어 꺽임부의 탄성력을 부과함으로서 기판에 형성된 비드의 완전압착을 방지할 수 있는 가스켓을 제공하고자 한다.

상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위해 본 고안은 보어와 대응하는 기판구멍이 형성되고 그 기판구멍의 주위에 비드가 형성되며 상기 비드 외측에는 복수의 볼트삽입공이 형성된 기판과, 상기 기판에 적층되며 상기 보어와 대응하는 중간판구멍이 형성된 중간판을 구비하고, 실린더헤드와 실린더블록과의 접합면 사이에 게재하여 볼트결합으로 체결함으로써 상기 접합면 사이를 시일 하도록 하는 적층형 가스켓에 있어서,

상기 기판에는 상기 비드의 내측으로 기판구멍의 원주둘레에 꺽임부를 구성하여 상기 꺽임부 끝단이 중간판의 일면을 향하도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판은 상기판과 하기판으로 구성되며, 상기판과 하기판의 사이에 중간판이 삽입되도록 구성하되 상기판의 제 1비드는 상향으로 구성되고, 하기판의 제 2비드는 하향으로 구성되고, 각각의 상기판과 하기판에는 상호 중간판을 사이에 두고 대향하도록 구성된 꺽임부가 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 중간판에 비드가 형성된 가스켓에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 2는 본 고안의 한 실시예로서 각각 꺽임부가 형성된 상기판과 하기판 사이에 중간판을 구비한 가스켓의 구성을 설명하기 위한 분해도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓의 측단면도이고, 도 4a는 도 2에 도시된 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태를 나타내는 측단면도이고, 도 4b는 도 4a에서와 같이 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓을 실린더블록과 실린더헤드의 사이에 게재한 상태에서 이를 체결한 상태를 나타내는 측단면도 이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안은 박판형상으로 보어에 대응하는 기판구멍(21a, 21b)이 각각 형성된 상기판(20a)과 하기판(20b) 사이에 상기 보어에 대응하는 중간판구멍(11)을 형성하는 중간판(10)이 적층되어 가스켓의 시일기능을 수행하도록 설계되어 있다.

각각의 기판구멍(21a, 21b)의 내측 주변으로부터 소정거리 떨어진 위치에는 링 형상의 파형 단면을 상 또는 하향으로 향하여 탄성력을 갖는 비드(22a, 22b)가 일체형으로 형성되어 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기판(20a)에는 상향으로 돌출 굴곡된 제 1비드(22a)가 형성되어 있고, 하기판(20b)에는 하향으로 돌출 굴곡된 제 2비드(22b)가 형성되어 있어 도 3에서 보는 바와 같이 각각의 골부분이 중간판(10)을 사이에 두고 대향하도록 형성되어 있어서 본 고안이 실린더헤드(31)와 실린더블록(30) 사이에서 볼트결합(도면번호 도시되지 않음.)에 의해 체결되는 경우 실린더헤드(31)에 접하는 제 1비드(22a)의 산부분과 실린더블록(30)에 접하는 제 2비드(22b)에 압력이 작용하여 시일 하도록 구성되는 것이다.

또한, 상기 각각의 기판(20a, 20b)에는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 각각의 제 1, 2비드(22a, 22b)의 내측으로 기판구멍(21a,21b)의 원주둘레에 꺽임부(24a, 24b)를 구성하는데, 상기 꺽임부는 각각의 비드(22a,22b)와 연결되는 평탄부(25a, 25b)에서 기판구멍(21a,21b) 방향으로 경사면을 형성하여 각각의 꺽임부(24a, 24b) 끝단이 중간판(10)의 양면을 향하도록 형성되어 지는 것이다. 이렇게 형성되는 꺽임부(24a, 24b)는 상기 제 1,2비드(22a, 22b)가 풀-비드(full- bead)로 형성됨에 반해 쿼터-비드(quater-bead)로 형성되는 것이다. 이러한 꺽임부의 구성으로 상기 각각의 꺽임부(24a, 24b) 끝단이 본 고안이 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)에 게재되어 체결되는 경우에도 중간판(10)의 양면에 접하는 구조가 되므로 엔진의 가동시 실린더 내부에서 발생하는 연소가스(COMBUSTION GAS)가 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 접합면으로의 유입을 방지하도록 하는 것이며, 또한, 제 1,2비드에 쿼터-비드 형상의 꺽임부의 구성으로 상기 제 1,2비드가 완전압착되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 고안의 작동관계를 설명한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 도 2에 도시된 본 고안을 실린더헤드와 실린더블록 사이에 조립하여 확대 도시한 바와 같이, 본 고안의 가스켓은 상기판(20a), 중간판(10), 하기판(20b)들이 차례로 적층되어 있을 때, 상기판(20a)의 제 1비드(22a)의 골부위와 제 2비드(22b)의 골부위가 상기 중간판(10)을 사이에 두고 대향하는 구조로 즉, 제 1비드(22a)의 산부위와 제 2비드(22b)의 산부위가 각각 실린더헤드(31)의 접합면과 실린더블록(30)의 접합면과 접하는 적층가스켓 구조를 갖게 된다.

이런 본 고안은 도 4b에서 보는 바와 같이 고정위치인 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 사이에 게재된 후 볼트결합과 같은 고정 수단으로 압착되어서, 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 사이를 밀봉시킨다.

실린더헤드(31)의 접합면에 제 1기판(20a)의 제 1비드(22a)의 산부분이 맞닿고, 실린더블럭(30)의 접합면에는 제 2기판(20b)의 제 2비드(22b)의 산부분이 맞닿는 상태로 게재되어 볼트결합의 체결력에 의해 압축되어 진다. 이때 각각의 비드(22a,22b)는 점점 압축되어 높이가 낮아지게 되며, 동시에 각각의 꺽임부(24a,24b)도 점점 압축되어 높이가 낮아지게 된다. 이와 같이 각각의 비드(22a,22b)에 각각의 꺽임부(24a,24b)의 탄성거동이 더해짐으로서 결과적으로 각 각의 비드(22a,22b)가 완전 압착되어 시일성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한,도 4b에서 보는 바와 같이 볼트결합이 더욱 강해져서 꺽임부(24a,24b)가 압착되어 지는 경우에도 상기 꺽임부(24a,24b)의 끝단은 중간판(10)의 양면과 접하는 구조(C부분)가 그대로 유지됨으로서 실린더내부에서 발생하는 연소가스(COMBUSTION GAS(D))가 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)의 접합면으로의 유입을 방지하게 되는 것이다. 즉 도 4b에서 보는 바와 같이 본 고안이 실린더헤드(31)와 실린더블록(30) 사이에서 볼트 체결력에 의해 압착되더라도 각각의 꺽임부의 끝단이 중간판(10)의 양면에 접하는 구조가 그대로 유지되도록 함으로서 실린더 내부로부터 연소가스(COMBUSTION GAS(D))의 누출을 효율적으로 저지하여 COMBUSTION GAS 압력이나 열의 영향에 의하여 중간판(10)이 손상됨을 방지할 수 있으며, 또한, 꺽임부의 탄성력에 의해 각각의 비드(22a, 22b)에 작용하는 교번하중을 약화시키는 것도 가능하게 되는 것이다.

본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓은 각각의 기판에 있어 비드와 더불어 각각 쿼터-비드 형상의 꺽임부를 구성함으로서 각각의 비드에 탄성력 저감을 방지할 수 있고, 볼트 체결에 의한 압축에도 각각의 기판에 형성된 꺽임부의 끝단이 중간판의 양면에 접하는 구조가 유지됨으로서 연소가스(COMBUSTION GAS)의 실린더헤드와 실린더블록의 접합면으로의 유입을 방지하여 중간판 손상 등으로 인한 시일성능 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 본 고안의 꺽임부가 형성된 가스켓에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

보어와 대응하는 기판구멍(21)이 형성되고 그 기판구멍(21)의 주위에 비드(22)가 형성되며 상기 비드 외측에는 복수의 볼트삽입공(23)이 형성된 기판(20)과, 상기 기판(20)에 적층되며 상기 보어와 대응하는 중간판구멍(11)이 형성된 중간판(10)을 구비하고, 실린더헤드(31)와 실린더블록(30)과의 접합면 사이에 게재하여 볼트결합으로 체결함으로써 상기 접합면 사이를 시일 하도록 하는 적층형 가스켓에 있어서,

상기 기판(20)에는 상기 비드(22)의 내측으로 기판구멍(21)의 원주둘레에 꺽임부를 구성하여 상기 꺽임부 끝단이 중간판(10)의 일면을 향하도록 구성됨을 특징으로 하는 기판에 꺽임부가 형성된 가스켓.
제 1항에 있어서,

상기 기판(20)은 상기판(20a)과 하기판(20b)으로 구성되며, 상기판(20a)과 하기판(20b)의 사이에 중간판(10)이 삽입되도록 구성하되, 상기판(20a)의 제 1비드(22a)는 상향으로 구성되고, 하기판(20b)의 제 2비드(22b)는 하향으로 구성되고, 각각의 상기판(20a)과 하기판(20b)에는 상호 중간판(10)을 사이에 두고 대향하도록 구성된 꺽임부가 형성됨을 특징으로 하는 기판에 꺽임부가 형성된 가스켓.