KR20060053255A

KR20060053255A - 금속 개스킷

Info

Publication number: KR20060053255A
Application number: KR1020050096529A
Authority: KR
Inventors: 쓰네카즈 우다가와; 요시오 미야오
Original assignee: 이시카와 가스킷 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-05-19
Also published as: JP2006138343A; US7367566B2; KR100681417B1; US20060097460A1; JP3946218B2; DE102005052613A1

Abstract

(과제) 인접하는 실린더 보어 간에 있어서의 주비드의 외측부분에 있어서, 부분적인 면압 강화대책을 행할 수가 있어, 실린더 보어에 대한 우수한 실 성능을 발휘할 수 있는 금속 개스킷을 제공한다.

(해결수단) 단수 또는 복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통엔자진용의 실린더헤드 개스킷의 금속 구성판(10)의 어느 것에 있어서, 실린더 보어(2의 주위에 마련한 주비드(21)를, 실린더 보어 간의 실부에 사행(蛇行)부분(21a)을 가기고 형성하는 동시에, 실린더 보어 간에서 인접하는 상기 사행부분(21a)의 사이에 풀비드로 형성되는 보조비드(31)를 1개 이상 배치하여 구성한다.

실린더헤드 개스킷

Description

금속 개스킷 {METAL GASKET}

도 1은 본 발명에 관계되는 제 1의 실시의 형태의 금속 개스킷을 보이는 평면도이다.

도 2는 본 발명에 관계되는 제 1의 실시의 형태의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 3은 본 발명에 관계되는 제 1의 실시의 형태의 타의 구성의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 4는 본 발명에 관계되는 제 2의 실시의 형태의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 5는 본 발명에 관계되는 제 2의 실시의 형태의 타의 구성의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 6은 본 발명에 관계되는 제 2의 실시의 형태의 타의 구성의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 7은 본 발명에 관계되는 제 3의 실시의 형태의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

도 8은 본 발명에 관계되는 제 4의 실시의 형태의 금속 개스킷을 보이는 부분 평면도이다.

*도면의주요부분에대한부호의설명

1 : 금속 개스킷 2 : 실린더 보어

10, 11 : 금속 구성판 21 : 주비드

21a : 주비드의 사행부분 31 : 보조비드

본 발명은, 엔진의 실린더헤드와 실린더블록 등의 둘의 엔진부재의 사이에 끼워 실을 행하는 금속 개스킷에 관한 것이다.

실린더헤드 개스킷은, 자동차의 엔진(내연기관)의 실린더헤드와 실린더블록

(실린더보디)의 사이에 끼인 상태에서, 헤드볼트에 의해 체결되어 연소가스, 오일, 냉각수 등의 유체를 실하는 역할을 하고 있다.

최근에는 엔진의 경량화의 수단으로서 엔진재료의 알루미늄 합금화나 육박화(肉薄化)가 진척되어 엔진의 저강성화(低剛性化)가 급속히 진행되고 있다. 그 결과, 최근의 다기통 엔진의 헤드개스킷의 실링의 상황을 관찰하여 보면, 국소적인 연소가스도 누설에 의한 기능저하가 경향적으로 많아지고 있다. 이 주 요인으로서, 엔진의 국소적인 저강성화나 온도분포의 불균일화의 증대를 들 수 있다.

결국에는 엔진의 저강성화나 온도분포의 불균일화의 증대에 수반하여, 개스킷의 죔시의 실린더 보어 주위의 실 면압의 불균일화가 커지고, 면압이 높은 부분과 낮은 부분의 차가 커지어, 낮은 부분으로부타의 가스누설이 발생한다.

이 실린더 보어 사이의 가스누설을 해결하는 데는 크게 나누어 둘의 방법이 있으며, 하나는 엔진측의 당해 부분의 열악한 실 조건을 개선하는 방법이고, 또 하나는 열악한 실 조건하에서도 견뎌내는 개스킷 구조를 제공하는 방법이다.

이 개스킷측의 대책으로서, 종래에는, 이와 같은 가스누설에 대하여서는, 휘어짐 등에 의해 부분적으로 저하하고 있는 면압을 보강하기 위해, 실린더 보어(연소실) 주위의 실부의 면압 전체를 증가시키거나, 비드의 재질을 스프링성을 가지는것으로 바꾸거나 하여 대응하고 있다. 또 심 등의 보강판을 이용하는 방법도 일반적으로 이용되고 있다.

한편, 평면시(平面視)로 물결모양의 파형비드(蛇行한 비드)에 의해, 실린더 보어 주위나 기타의 실 구멍의 실 성능을 향상시키고 있는 금속 개스킷도 주지의 기술로 되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조).

이 사행(蛇行)비드의 기술을 실린더 보어 사이에 적용하여, 주 실 비드를 평면시(수평방향)로 사행시키어 형성한 사행부분을 실린더 보어 간에 배치하는 것을 생각할 수 있다.

이 구성을 가지는 금속 개스킷을 적용하는 엔진이, 실린더 보어 사이가 좁운 엔진인 경우에는, 인접하는 실린더 보어를 실하는 비드가 상호 근접하므로, 개스킷이 죄어진 때에, 이 인접하는 비드의 하부가 서로 맞닿아 미는 상태로 된다. 그러하기 때문에, 엔진 운전 중에 일어나는 실린더헤드 등의 엔진부재의 수직방향에의 반복 거동에 의해, 패싱을 받아도 비드의 하부가 스치기 어렵게 되므로, 적당한 정도의 실 면압을 보지할 수 있다.

그렇지만, 실린더 보어 사이가 넓은 엔진의 경우에는, 주비드의 사행(蛇行)부분의 사이의 거리가 넓어져, 양 사행부분의 사이에 큰 극간이 생긴다. 이 극간으로 인해 면압 유지가 어렵게 되는 동시에, 엔진 운전 중의 실린더헤드의 수직방형의 반복 거동이 가해진 때에, 사행부분의 비드 하부가 극간방향으로 서서히 미끄러져 본래의 위치에서 벗어나, 비드의 느즈러짐(크리프 릴랙세이션)을 크게 하여, 실성(性)을 약체화시킨다고 하는 문제가 있다.

(특허문헌1) 특허제3057445호 공보

보 발명은 이 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 인접하는 실린더 보어 간에 있어서의 주비드의 외측부분에 있어서, 부분적인 면압 강화대책을 행할 수가 있어 실린더 보어에 대한 우수한 실 성능을 발휘할 수 있는 금속 개스킷을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관계되는 금속 개스킷은, 단수 또는 복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스킷의 금속 구성판의 어느 것에 있어서, 실린더 보어의 주위에 마련한 주비드를, 실린더 보어 간의 실부에 사행(蛇行)부분을 가기고 형성하는 동시에, 실린더 보어 간에서 인접하는 상기 사행부분의 사이에 풀비드로 형성되는 보조비드를 1개 이상 배치하여 구성된다.

또는, 복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스 킷에 있어서, 하나의 금속 구성판의 실린더 보어 주위에 마련한 주비드를, 실린더 보어 간의 실부(部)에 사행(蛇行)부분을 가기고 형성하는 동시에, 타의 금속 구성판의 실린더 보어 간의 상기 사행부분의 사이에 대향하는 부분에 풀비드로 형성되는 보조비드를 1개 이상 배치하여 구성된다.

또, 상기의 금속 개스킷에 있어서, 상기 주비드의 철부(凸部)와, 상기 보조비드의 철부가 서로 마주보도록, 상기 금속 구성판 끼리를 인접하여 적층해 구성된다.

이들의 구성에 의해, 비교정 넓은 실린더 보어 간에 있어서의 주비드의 외측부분, 즉, 사행부분 끼리의 사이에, 주비드와는 다른 보조비드를 배치함에 의해, 주비드가 압축된 때, 사행부분의 주비드의 근본의 부분이 보조비드의 근본의 부분과 서로 미는 상태로 되므로, 사행부분의 비드의 하부가 스치는 것을 방지할 수가 있다. 그렇기 때문에, 사행부분의 비드가 짜부러지기 어렵게 되어, 압축저항이 주비드 뿐인 때보다 현저히 증대한다. 따라서, 실린더 보어 간의 부분적인 면압저하에 대응하여 부분적인 면압강화를 할 수가 있다.

그리고, 이 보조비드는 단수 또는 복수로, 보통의 직선 또는 단곡선(單曲線)의 풀비드, 또는 사행비드이어도 좋아, 필요하는 실 면압 등의 상황에 응하여 선택하여 배치되지만, 상기의 금속 개스킷에 있어서, 상기 1개 이상의 보조비드 중의 1개 이상에 사행부분을 형성하면, 실린더 보어 간이 보다 넓은 경우에도 적은 보조비드 수로 대응할 수 있다.

또, 상기의 금속 개스킷에 있어서, 상기 보조비드의 사행부분의 형상을, 상 기 주비드의 사행부분의 형상과 다르게 하여 형성하거나, 상기 보조비드의 사행부분의 기복의 크기를, 상기 주비드의 사행부분의 기복의 크기보다 작게 형성하거나, 상기 보조비드에 있어서, 비드높이, 비드폭, 바드의 단면형상의 내의 적어도 하나를, 상기 주비드의 사행부분과 다르게 하여 형성하거나 하면, 보다 세밀하게, 실 면압을 설정할 수 있게 된다.

다음, 도면을 참조하여 본 발명에 관계되는 금속 개스킷의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 8은 전형적인 설명도이며, 구성을 보다 이해하기 쉽게 실린더 보어용 구멍의 크기, 비드의 크기, 사행상(蛇行狀) 비드 등의 치수를 실제의 것과는 다르게 해 과장하여 나타내고 있다.

본 발명에 관계되는 금속 개스킷은, 엔진의 실린더헤드와 실린더블록(실린더 보디)의 엔진부재의 사이에 끼이는 실린더헤드 개스킷으로서, 실린더 보어의 고온·고압의 연소가스, 및, 냉각수 통로나 오일 통로 등의 냉각수나 오일 등의 유체를 실한다.

이 금속 개스킷은 연(軟)강판, 스테인리스 어닐재, 스테인리스 조질재(스프링강판) 등으로 형성되는 금속 구성판(금속기판)을 단수 또는 복수 가지고 구성된다. 또, 실린더불록 등의 엔진부재의 형상에 맞추어 제조되며, 도 1에 보이는 바와 같은 실린더 보어(연소실 용 구멍)(2), 냉각수나 엔진오일의 순환을 위한 액체구멍(3), 체결 헤드 볼트 용의 헤드볼트 구멍(4) 등이 형성된다.

도 1 내지 도 3에 보이는 제 1의 실시의 형태의 금속 개스킷(1)은, 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스킷(1)을 구성하는 금속 구성판의 하나의 금속 구성판(10) 에 있어서, 실린더 보어(2)의 주위에 풀비드로 마련한 주비드(21)를, 실린더 보어(2) 간의 실부(部)에서 사행시키어 형성하는 동시에, 실린더 보어(2) 간에서 인접하는 사행부분(21a)의 사이에 풀비드로 형성되는 보조비드(31)를 배치하여 구성된다. 도 1 및 도 2에서는, 직선상의 보조비드(31)가 1개 마련된 구성으로 되어 있고, 도 3에서는 직선상의 보조비드(31)가 2개 마련된 구성으로 되어 있다.

이들의 구성에 의해, 엔진의 실린더 보어 간의 넓은 개스킷의 구조에 대하여, 주비드(21)의 사행부분(기복부분)(21a)의 외측부분, 즉, 인접하는 사행부분(21a) 끼리의 사이에, 보조비드(31)를 배차하고 있으므로, 주비드(21)가 압축된 때, 이 보조비드(31)에 의해 압축저항이, 주비드(21) 뿐인 때 보다 증대한다. 그로 인해, 실린더 보어 간의 부분적인 면압저하에 대응한 부분적인 면압강화가 되어, 실린더 보어에 대한 우수한 실 성능을 발휘할 수가 있다. 또, 엔진의 실린더 보어(2) 간이 극단으로 넓은 경우에는, 보조비드(31)의 갯수를 더한 구성으로 함에 의해 적절한 대응을 할 수 있다.

도 4 내지 도 6에 보이는 제 2의 실시의 형태의 금속 개스킷은, 제 1의 실시의 형태의 금속 개스킷에서 마련한 보조비드(31)를 사행시키어 구성된다. 이 제 2의 실시의 형태의 금속 개스킷에 있어서는 보조비드(31)의 사행부분의 형상을 주비드(21)의 사행부분(21a)과 같은 형상, 같은 크기로 형성하여도 좋으나, 보다 적절한 면압분포를 얻을 수 있도록, 보조비드(31)의 사행부분의 비드높이, 비드폭, 비드의 단면형상의 내의 적어도 하나를 주비드(21)의 사행부분(21a)과 다르게 하여 형성하여도 좋다.

이들의 보조비드(31)를 사행시켜, 또한 사행상(狀)의 보조비드(31)의 기복의 크기를 작게 하거나, 이 사행한 보조비드(31)를 복수 마련함에 의해, 압축저항을 강화하여, 양측의 주비드(21)가 느즈러지는(크리프) 것을 방지할 수가 있다. 이들의 구조는 실 조건이 어려운 디젤엔진에 적당하다.

그리고, 도 4의 구성에서는 1개의 보조비드(31)를 사행시키어 압축저항을 강화하고 있다. 또 도 5의 구성에서는 보조비드(31)의 사행부분의 기복을 작게 형성하고 있다. 또한, 도 6에서는 사행부분을 가지는 보조비드(31)를 2개 마련하고 있다.

특히 도 5의 구성에서는, 보조비드(31)는 1개이나 양측의 주비드(21)의 사행부분(21a)보다 사행부분의 기복을 잘게 하여, 압측저항을 보다 강화하여 양측의 주비드(21)의 사행부분(21a)의 느즈러짐(크리프 릴랙세이션)을 적게 하도록 서포트하고 있다. 이 도 5의 구성과 같이, 보조비드(31)의 사행의 기복을 작게 하면 좁은 장소에도 배치할 수 있게 되기 때문에, 실린더 보어 간의 폭이, 도 6의 구조의 경우 등 보다 약간 좁은 상태의 때에 적당하다.

도 7에 보이는 제 3의 실시의 형태의 금속 개스킷은, 제 1의 실시의 형태의 금속 개스킷에 있어서의 주비드(21)의 사행부분(21a)을, 실린더 보어 간만 주비드(21)의 전체적인 형상을 나타내는 원주선보다 외측에 보내어, 즉, 사행부분(21a) 끼리를 접근시키어, 사행부분(21a)의 사이를 좁게 하는 동시에, 직선상의 보조비드(31)를 1개 배치하여, 실린더 보어 간의 실부의 압축저항을 조정한 것이다.

이와 같이 엔진의 실린더 보어 간격이 넓고, 사행부분(21a)의 사이가 넓게 비어, 통상 보조비드(31)를 복수개를 사이에 넣지 않으면 안되는 경우에, 복수개의 보조비드(31)를 사이에 넣으면, 실린더 보어 간의 실부의 압축저항이 지나치게 강하여, 실린더 보어 주위 전체의 면압 밸런스가 크게 손상되는 경우가 있으나, 이 도 7에 보이는 바와 같은 구조를 채용함에 의해 이런 문제를 해결할 수가 있다.

도 8에 보이는 제 4의 실시의 형태의 금속 개스킷은, 주비드(21)가 제 1의 금속 구성판(10)에 형성되는 동시에, 보조비드(31)가 다른 금속 구성판(11)에 형성된다. 이 쌍방의 금속 구성판(10, 11)을 주비드(21)의 철(凸)부와, 보조비드(31)의 철부가 마주 보도록 조합하여 일체의 실 비드로 하고 있다.

말하자면, 복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스킷에 있어서, 하나의 금속 구성판(10)의 실린더 보어(2)의 주위에 마련한 주비드(21)를, 실린더 보어 간의 실부에서 사행시키는 동시에, 타의 금속 구성판(11)의 실린더 보어 간의 상기 주비드(21)의 사행부분(21a)의 사이에 풀비드로 형성되는 보조비드(31)을 1개 이상 배치하고, 또한, 주비드(21)의 철부와, 보조비31)의 철부가 마주보도록 금속 구성판(10, 11) 끼리를 인접하여 적층한다.

이 구성에 의해, 엔진의 실린더 보어 간의 넓은 개스킷의 구조에 대하여, 주비드(21)의 사행부분(기복부분)(21a)의 외측부분 즉, 사행부분(21a) 끼리의 사이에, 보조비드(31)를 배치하고 있으므로, 주비드(21)가 압축된 때, 사행부분(21a)의 주비드의 근본의 부분이 보조비드(31)의 근본의 부분과 근본 끼리가 서로 미는 상태가 되어 주비드(21)가 짜부러지기 어렵게 되고, 또, 사행부분의 비드의 하부가 스치는 것을 방지할 수가 있으므로, 압축저항이 주비드(21) 뿐인 때보다 현저하게 증해하여, 실린더 보어 간의 부분적인 면압저하에 대응하여 부분적인 면압강화를 할 수가 있다.

또, 이 구조는 보조비드(31)가 다른 금속 구성판(10)에 형성되어 있어서, 그의 형상, 판두께, 위치 등의 선택이 넓게 되고, 또, 양측의 주비드(21)의 사행부분(21a)의 제약을 받기 어려우므로, 보조비드의 설계상의 자유도가 커, 그 효과를 최대로 인출할 수 있는 설계가 가능하여, 우수한 실 성능을 기대할 수 있다. 또, 엔진의 실린더 보어 간이 극단으로 넓은 경우에는, 보조비드의 갯수를 더함에 의해 보다 적절한 대응을 할 수 있다.

상기의 각 보조비드(31)는, 도 1에서는, 실린더 보어 및 주비드(21)를 둘러 싸는 비드의 일부로서, 말하자면, 실린더 보어(2)에 대한 2중 비드의 외측의 일부로서 형성돼 있으나, 본 발명은, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 실린더 보어 간의 실부만에 마련하여, 반드시, 2중 비드의 외측의 일부로서 형성되지 않아도 좋다.

더구나, 도 1 내지 도 7은 금속 구성판이 2장 이상으로, 실린더 보어 부분이 반대편으로 접음부(그로밋)을 가지고 구성돼 있다. 실린더 보어(2)의 직근외측(直近外側)의 선(원 또는 원호)은 이 반대편으로 접음부의 외주연부(外周緣部)를 나타낸다.

본 발명의 금속 개스킷에 의하면, 인접하는 실린더 보어 간에 있어서의 주비드의 외측부분, 즉, 사행부분 끼리의 사이에, 보조비드를 배치하는 것에 의해서, 사행부분의 주비드의 근본의 부분이, 보조비드의 근본의 부분과 서로 미는 상태로 되므로, 사행부분의 비드의 하부가 스치는 것으로 방지할 수 있어, 실린더 보어 간의 부분적인 면압저하에 대응한 부분적인 면압강화가 되어, 실린더 보어에 대한 우수한 실 상능을 발휘할 수가 있다.

Claims

단수 또는 복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스킷의 금속 구성판의 어느 것에 있어서, 실린더 보어의 주위에 마련한 주비드를, 실린더 보어 간의 실부에 사행(蛇行)부분을 가지고 형성하는 동시에, 실린더 보어 간에서 인접하는 상기 사행부분의 사이에 풀비드로 형성되는 보조비드를 1개 이상 배치한 것을 특징으로 하는 금속 개스킷.
복수의 금속 구성판으로 이루어지는 다기통 엔진용의 실린더헤드 개스킷에 있어서, 하나의 금속 구성판의 실린더 보어의 주위에 마련한 주비드를, 실린더 보어 간의 실부에 사행부분을 가지고 형성하는 동시에, 타의 금속 구성판의 실린더 보어 간의 상기 사행부분의 사이에 대향하는 부분에 풀비드로 형성되는 보조비드를 1개 이상 배치한 것을 특징으로 하는 금속 개스킷.
제 2 항에 있어서,

상기 주비드의 철부와, 상기 보조비드의 철부가 서로 향하도록, 상기 금속 구성판 끼리를 인접하여 적층한 것을 특징으로 하는 금속 개스킷.
청구항 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서,

상기 1개 이상의 보조비드 중의 1개 이상에 사행부분을 형성한 것을 특징으로 하는 금속 개스킷.
제 4 항에 있어서,

상기 보조비드의 사행부분의 형상을, 상기 주비드의 사행부분의 형상과 다르게 하여 형성한 것을 특징으로 하는 금속 개스킷.