KR20090089364A - 고정 개스킷 - Google Patents

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KR20090089364A
KR20090089364A KR1020097011556A KR20097011556A KR20090089364A KR 20090089364 A KR20090089364 A KR 20090089364A KR 1020097011556 A KR1020097011556 A KR 1020097011556A KR 20097011556 A KR20097011556 A KR 20097011556A KR 20090089364 A KR20090089364 A KR 20090089364A
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annular
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모어쉬워 드홀
토마스 헴리히
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페더럴-모걸 코오포레이숀
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Abstract

본 발명의 고정 개스킷은 대향하는 양 표면을 가진 개스킷 코어를 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양 표면을 통과하고 있다. 각각의 개스킷 코어 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 적어도 부분적으로 높이가 변하는 둘레벽에 의해 완전히 둘러싸인 복수개의 벽차단 구역(walled-off region)을 제공하기 위해 엘라스토머 층의 밀봉 재료가 대향하는 양 표면 중의 적어도 하나의 표면에 부착되어 있다. 상기 엘라스토머 층은 개스킷 코어의 각각의 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 밀봉 재료로 된 적어도 제 1 밀봉 나사산형상부와 제 2 밀봉 나사산형상부를 포함하고 있고, 상기 밀봉 나사산형상부들은 서로 이격된 관계로 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있으며, 복수개의 브리지 나사산형상부가 제 1 밀봉 나사산형상부와 제 2 밀봉 나사산형상부 사이에서 연속적으로 뻗어 있으며 제 1 밀봉 나사산형상부 및 제 2 밀봉 나사산형상부와 교차하고 있다.
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고정 개스킷, 개스킷 코어, 둘레벽, 벽차단 구역, 엘라스토머 층, 밀봉 나사산형상부, 유체 운반 개구, 브리지 나사산형상부, 환형상 나사산형상부

Description

고정 개스킷{STATIC GASKET}
본 발명은 대체로 내연 V 엔진의 흡기 매니폴드의 조인트와 같은 체결식 조인트(clamped joint)를 밀봉하는데 사용하기 위한 고정 개스킷에 관한 것이다.
체결식 조인트는 종종 정밀하고 균일한 결합면을 가지고 있지 않다. 따라서, 체결식 조인트의 전체에 걸쳐서 공기 및/또는 유체 밀봉 시일(seal)을 만드는 것은 어려운 일이 될 수 있다. 예를 들면, 내연 엔진, 특히 V-형 엔진 블록의 흡기 매니폴드와 실린더 헤드 사이의 조인트는 밀봉하기가 곤란할 수 있다. 흡기 매니폴드는, 하나의 흡기 매니폴드 개스킷 또는 복수개의 흡기 매니폴드 개스킷이 실린더 헤드의 각각의 밀봉면과 흡기 매니폴드 사이에 설치된 상태로, 실린더 헤드의 상방으로 향하는 밀봉면에 고정되어 있다. 파스너가 제대로 조여지면, 흡기 매니폴드와 실린더 헤드는 서로 체결되고, 이때 흡기 매니폴드 개스킷은 흡기 매니폴드와 실린더 헤드 사이의 조인트에서 공기 및 유체 밀봉 시일의 역할을 수행한다. 그러나, 실린더 헤드의 밀봉면이 정렬되어 있지 않은 경우에는 곤란한 일이 발생할 수 있다. 이러한 오정렬(misalignment)은 불완전한 기계가공 및/또는 서로 고정되는 다양한 부분들의 누적 공차(stack-up tolerance)의 결과로서 발생할 수 있고, 이로 인해 실린더 헤드 중의 하나 또는 양쪽 모두의 밀봉면이 밀봉 시일을 형성하 는 소정의 이상적인 위치로부터 벗어나게 된다. 예를 들면, 이상적인 위치는 실린더 헤드의 밀봉면이 공통 평면에 놓일 것을 요구할 수 있다. 상기 누적 공차로 인해 상기 밀봉면 중의 하나 이상이 상기 공통 평면에 대하여 약간 위쪽이나, 아래쪽 또는 비스듬하게 위치되는 결과를 초래할 수 있다. 그리고, 평면의 밀봉면을 가지고 있는 흡기 매니폴드는, 공기 및 유체 밀봉 시일을 만들도록 개스킷에 적절한 지지부를 제공하기 위해 실린더 헤드의 밀봉면이 동일 평면에 놓일 것을 요한다. 결합하는 밀봉면이 서로에 대해 정렬되어 있지 않은 경우에는, 흡기 매니폴드 개스킷과 맞닿는 지지면에 단차가 형성되어 개스킷이 불안정하게 설치되고 적절한 시일을 만드는데 있어서의 여러가지 잠재적인 문제점을 초래한다.
이러한 문제점은 엔진의 제작시에 발생할 수 있는 밀봉 조건의 변화에 의해 악화된다. 상기 누적 공차로 인해 하나의 엔진의 밀봉면은 적절한 평면 배치로 될 수 있지만, 그 다음 엔진은 상기 평면으로부터 위로 단차진 밀봉면들 중의 하나의 밀봉면을 가질 수 있고, 그 다음 엔진은 이와 동일한 밀봉면을 가지거나 상기 평면으로부터 아래로 단차진 다른 밀봉면을 가질 수 있다. 이러하 변화하는 상황은 안정적인 시일을 만들기 위해서 평면의 지지면에 의존하는 고정식 밀봉 개스킷(static seal gasket)에 대해 실질적인 어려움을 부여한다.
본 발명의 고정 개스킷은 대향하는 양쪽 표면을 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양쪽 표면을 통과하는 개스킷 코어를 가지고 있다. 상기 대향하는 양쪽 표면에는 엘라스토머 밀봉 재료로 된 층이 부착되어 있다. 상기 층은 적어도 상기 개스킷 코어의 상기 대향하는 양쪽 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 상기 밀봉 재료로 된 제 1 나사산형상부(thread)와 제 2 나사산형상부를 가지고 있고, 상기 나사산형상부들은 서로 이격된 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있다. 상기 층은 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부와 교차하고 있고 또한 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부 사이에서 연속적으로 뻗어있는 복수개의 브리지 나사산형상부를 가지고 있어서 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부의 일부분과 상기 브리지 나사산형상부들 중의 인접한 브리지 나사산형상부들에 의해 완전히 둘러싸인 복수개의 격리된 벽차단 구역을 형성한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 고정 개스킷이 대향하는 양쪽 표면을 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양쪽 표면을 통과하는 개스킷 코어를 가지고 있다. 복수개의 벽차단 구역을 형성하도록 엘라스토머 밀봉 재료로 된 층이 상기 대향하는 양쪽 표면 중의 적어도 한쪽 표면에 부착되어 있다. 상기 벽차단 구역은 각각의 개스킷 코어 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 둘레벽에 의해 완전히 둘러싸여 있고, 상기 둘레벽은 적어도 부분적으로 변하는 높이를 가지고 있다.
상기와 같은 개스킷은, 무엇보다도, 흡기 매니폴드 조인트와 관련하여 상기한 것과 같은 가변성 지지 조건하에서 밀봉시킬 수 있다. 높이가 변할 수 있는 나사산형상부는 신뢰성있는 밀봉상태를 만들도록 가변성 부하(variable loading)를 수용하며, 브리지 나사산형상부는 외주 시일(perimeter seal)을 유지하여 밀봉 나사산형상부들 중의 하나가 파손되더라도 유체가 누출되지 않게 유체를 가두는 역할을 수행한다.
본 발명의 상기의 특징 및 장점과 다른 특징 및 장점은 아래의 바람직한 실시예와 최적 모드의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 도면과 함께 고려하면 보다 용이하게 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따라 제작된 고정 개스킷으로 밀봉될 실린더 헤드와 흡기 매니폴드를 가지고 있는 V-6 엔진의 일부 분해된 상태의 정면도이고;
도 2는 실린더 헤드의 밀봉면들 사이에서 발생할 수 있는 오프셋 또는 단차를 상당히 과장된 상태로 도시한 단면도이고;
도 3은 고정 개스킷의 평면도이고;
도 4는 밀봉 나사산형상부와 브리지 나사산형상부를 도시하고 있는 고정 개스킷의 일부분의 확대 사시도이고;
도 4A는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제작된 개스킷을 도시하고 있는 도 4와 유사한 도면이고;
도 5는 도 3의 라인 5-5를 따라 도시된 단면도이고;
도 6은 도 4의 고정 개스킷의 일부분의 평면도이다.
보다 상세하게 도면을 검토하면, 도 1은 본 명세서에서 하나의 예시로서 V- 블록 엔진으로 도시된, 도면번호 "10"으로 표시된, 대표적인 내연 엔진을 나타내고 있다. 상기 내연 엔진(10)은 엔진 블록(12), 한 쌍의 실린더 헤드(14) 및 흡기 매니폴드(16)를 포함하고 있다. 실린더 헤드(14)는 볼트(도시되지 않음) 같은 것에 의해, 종래의 방식으로 엔진 블록(12)에 고정되어 있다. 한 쌍의 실린더 헤드(14)는 각각 상부 밀봉면(17, 18)을 가지고 있고, 상기 상부 밀봉면(17, 18)은 각각 평면이다. 복수개의 공기 흡입 개구 또는 공기 흡입 포트(19)가 실린더 헤드(14)에 형성되어 있으며 상부 밀봉면(17, 18)으로 개방되어 있다. V-6 엔진의 경우에는, 대체로 각각의 실린더 헤드(14) 내의 세개의 실린더(도시되지 않음)에 대응하여 각각의 실린더 헤드(14)에 세개의 공기 흡입 포트(19)가 형성되어 있다. 공기 흡입 포트(19)는 대체로 실린더 헤드(14)의 세로방향 또는 길이방향으로 일직선으로 배치되어 있다. 흡기 매니폴드(16)는 한 쌍의 실린더 헤드(14) 사이의 골짜기 모양의 골(V)을 가로질러서 뻗어 있으며 볼트(도시되지 않음) 같은 것에 의해 실린더 헤드(14)에 고정되어 있다. 흡기 매니폴드(16)는 복수개의 공기 통로(21)를 가지고 있으며, 이 복수개의 공기 통로(21)는 흡기 매니폴드(16)의 평면 하부 밀봉면(20)을 가로질러서 실린더 헤드(14)의 공기 흡입 포트(19)와 연통되어 있다. 본 발명에 따라 제작된 고정 개스킷(22)은 한 쌍의 실린더 헤드(14)의 각 밀봉면(17, 18)과 흡기 매니폴드(16)의 밀봉면(20) 사이에 위치되어서 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16) 사이의 조인트에서 실린더 헤드(14)의 공기 흡입 포트(19)와 흡기 매니폴드(16)의 공기 통로(21)에 대해 공기 및 유체 밀봉 시일을 제공한다.
이상적으로는, 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18)은, 흡기 매니폴드(16)의 밀봉면(20)과 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18) 사이에 적절한 밀봉 결합을 제공하기 위해 흡기 매니폴드(16)의 밀봉면(20)의 고정 위치에 일치하도록 서로에 대해 소정의 위치에 배치되어 있다. 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18)이 대체로 서로 평행하게 동일 평면에 놓여있는 관계로 적절하게 정렬되어 있으면, 고정 개스킷(22)는 균일하게 압착되어 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16) 사이의 조인트 전체에 걸쳐서 공기 및 유체 밀봉 시일을 형성할 수 있다. 그러나, 현재까지, 도 2에 과장된 그림으로 도시되어 있는 바와 같이, 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18)이 서로에 대해 정렬되어 있지 않으면 여러가지 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들면, 이러한 문제점은 기계가공되어 서로 볼트로 체결되어 있는 다양한 구성요소들의 공차의 누적의 결과로 인해 발생할 수 있다. 하나의 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17)이 다른 하나의 실린더 헤드(14)의 밀봉면(18)의 위나 아래에 위치되어 있는 상황이 있다. 이러한 상황은 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18)을 이상적인 동일 평면상의 상대 위치관계로부터 벗어나게 이동시키고, 그 결과 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18) 사이에 단차나 오프셋을 만드는 효과를 발생시킨다. 이로 인해, 가변 두께의 갭(G)이 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16) 사이의 조인트에 생기면 흡기 매니폴드(16)의 밀봉면(20)은 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18)과 정확하게 맞추어져서 결합할 수 없다. 이것은 종래의 흡기 매니폴드 개스킷을 사용하는 경우에 적절한 시일을 만드는데 있어서 어려운 문제점을 제공할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하려는 시도와 관련하여, 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18) 사이의 정밀한 관계는 각 엔진에 대해 일관되지 않는다는 점에서 다른 문제점이 발생한다. 예를 들면, 하나의 모듈러 엔진(modular engine)에서는, 오른쪽 실린더 헤드는 왼쪽 실린더 헤드보다 상대적으로 더 높은 위치에 볼트로 고정될 수 있고, 그 다음 모듈러 엔진에서는 오른쪽 실린더 헤드가 왼쪽 실린더 헤드보다 상대적으로 더 낮은 위치에 있을 수 있고, 그 다음 엔진에서는 실린더 헤드가 실린더 헤드의 밀봉면(17, 18)이 서로 동일 평면에 놓여있는 관계로 정렬된 상태로 적절하게 배치될 수 있다. 본 발명에 따라 제작된 고정 개스킷(22)은 밀봉면(17, 18, 20)의 상대 위치에 있어서의 상기와 같은 불균일성 및 다른 불균일성을 수용할 수 있으므로, 실린더 헤드의 밀봉면(17, 18)이 서로 동일 평면에 놓여있는 관계로 정렬되어 있거나 서로에 대해 단차가 형성되어 있는 것과 같이 정렬되어 있지 않는 것에 관계없이 동일하게 양호한 공기 및 유체 밀봉 시일을 제공할 수 있다.
도 5에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 개스킷 조립체(22)는 대체로 편평한 평면으로 될 수 있는 개스킷 코어(24)를 가지고 있다. 개스킷 코어(24)는 필요한 사용처에 따라서 경질 플라스틱(hard plastic), 코르크(cork), 부직포 재료(nonwoven material), 또는 금속, 예를 들어 강(steel)과 같은 임의의 적절한 재료로 제작될 수 있는데, 한가지 실시예로서 연질 아연도금 강(soft galvanized steel)으로 제작될 수 있다. 개스킷 코어(24)는 넓은 범위의 두께를 가질 수 있게 제작될 수 있는데, 약 0.2 mm의 두께를 가지도록 매우 얇게 될 수 있지만, 사용처의 성능 요건과 사용되는 재료에 따라서 더 두껍게 될 수 있다. 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 개스킷 코어(24)는 공기와 유체의 운반을 위한 적어도 하나의 유체 운반 개구(26)를 가지고 있는 상태로 형성되어 있다. 흡기 매니폴드 개스킷으로 사용하기 에 적합한 개스킷의 경우에 있어서는, 개스킷 코어(24)가 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16)의 공기/유체 통로의 갯수에 대응하는 복수개의 유체 운반 개구(26)를 포함한다. 개스킷 코어(24)는 흡기 매니폴드(16)를 실린더 헤드(14)에 장착하기 위해 사용된 파스너(도시되지 않음)를 수용하기 위한 공기/유체 운반 개구(26)로부터 이격되어있는 하나 이상의 부가적인 개구(28)를 가질 수 있다.
도 5를 다시 참고하면, 개스킷 코어(24)가 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32)을 가지고 있는 것으로 도시되어 있다. 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32) 중의 하나 또는 양쪽 모두는 폴리머 밀봉 재료로 된 단일의 얇은 층(34)으로 완전히 또는 대체적으로 덮혀질 수 있다(도 4 및 도 4A는 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32)이 대체적으로 덮혀있는 예를 도시하고 있고, 도 3, 도 5 및 도 6은 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32)이 완전히 덮혀있는 상태를 도시하고 있다). 상기 밀봉 재료는 밀봉 사용처에 따라 예를 들면, 실리콘, 또는 다른 임의의 적절한 엘라스토머 재료와 같은 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 상기 층(34)은 덮혀있는 구역에서 두께(t)가 0<t<0.5mm의 범위에 있을 정도의 매우 얇은 두께(t)를 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 층(34)은 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32)으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있으며 각각의 유체 운반 개구(26) 둘레에 있는 밀봉 재료로 된 적어도 제 1 나사산형상부(또는 돌출 비드부)(36)와 제 2 나사산형상부(38)를 가지고 있는 상태로 형성되어 있다. 제 1 나사산형상부(36)는 유체 운반 개구(26)에 가장 근접한 나사산형상부들 중에서 반경방향으로 가장 내측에 있는 나사산형상부이다. 제 2 나사산형상부(38)는 제 1 나사산형상 부(36)의 반경방향으로 바깥쪽에 형성되어 있다. 제 1 나사산형상부(36)와 제 2 나사산형상부(38)는 둘레방향으로 이격되어 서로 교차하지 않는 관계로 유체 운반 개구(26) 둘레에 연속적으로 형성되어 있다. 각각의 층은 적어도 제 2 나사산형상부(38)의 반경방향으로 바깥쪽에 배치되어 있는 제 3 나사산형상부(40)를 포함할 수 있고, 마찬가지로 제 3 나사산형상부(40)는 둘레방향으로 이격되어 제 2 나사산형상부(38)와 교차하지 않는 관계로 유체 운반 개구(26) 둘레에 연속적으로 형성되어 있다. 또한, 개스킷(22)은 제 3 나사산형상부(40)의 반경방향으로 바깥쪽에 배치되어 있는 제 4 나사산형상부(41)를 가지도록 제작될 수 있고, 마찬가지로 제 4 나사산형상부(41)는 둘레방향으로 이격되어 제 3 나사산형상부(40)와 교차하지 않는 관계로 유체 운반 개구(26) 둘레에 연속적으로 형성되어 있다. 상기 제 1 나사산형상부 내지 제 4 나사산형상부(36, 38, 40, 41)는 대체로 삼각형의 단면 형상(도 5 참고)을 가질 수 있고 서로에 대해 변경가능한 높이를 가질 수 있으며, 둘레방향으로도 높이가 변할 수 있다. 예를 들면, 도 4A에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제작된 개스킷(122)은 제 1 나사산형상부 내지 제 4 나사산형상부(136, 138, 140, 141)를 가지고 있고, 이 제 1 나사산형상부 내지 제 4 나사산형상부(136, 138, 140, 141)는 상기 조인트에 대해서 대체로 일정한 체결 압력을 제공하기 위해서 서로에 대해 반경방향을 따라서 높이가 변할뿐만아니라, 둘레방향으로도 높이가 변한다. 외측 나사산형상부는 대체로 내측 나사산형상부보다 더 높이가 높다. 따라서, 제 1 나사산형상부 내지 제 4 나사산형상부(36, 38, 40, 41)가 유체 운반 개구(26)로부터 멀어질수록 제 1 나사산형상부 내지 제 4 나사산형상 부(36, 38, 40, 41)의 높이가 높아져서, 제 4 나사산형상부(41)는 제 3 나사산형상부(40)보다 높이가 더 높고, 제 3 나사산형상부(40)는 제 2 나사산형상부(38)보다 높이가 더 높고, 제 2 나사산형상부(38)는 가장 안쪽에 있는 제 1 나사산형상부(36)보다 높이가 더 높다. 나사산형상부의 높이의 범위는 반경방향으로 가장 안쪽에 있는 제 1 나사산형상부(36)의 높이 약 0.18 mm로부터 반경방향으로 가장 바깥쪽에 있는 제 4 나사산형상부(41)의 높이 약 1.03 mm까지 변한다.
또한 각각의 층(34)은 복수개의 브리지 나사산형상부(42)를 포함하고 있고, 상기 브리지 나사산형상부(42)는, 예컨대 제 1 나사산형상부(36) 및 제 2 나사산형상부(38)와 같은, 적어도 한 쌍의 나사산형상부와 교차하고 있고 또한 적어도 한 쌍의 나사산형상부의 사이를 가로질러서 뻗어 있다. 브리지 나사산형상부(42)는 대체로 유체 운반 개구(26)로부터 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있으며 서로 둘레방향으로 이격되어 있다. 브리지 나사산형상부(42)는 제 1 나사산형상부(36)와 제 2 나사산형상부(38) 사이의 환형상 공간을 복수개의 격리된, 벽차단 구역(walled-off region)(44)으로 분할하는 역할을 한다. 각각의 벽차단 구역(44)은 둘레방향으로는 한 쌍의 인접한 브리지 나사산형상부(42)에 의해, 그리고 반경방향으로는 제 1 나사산형상부(36)와 제 2 나사산형상부(38)의 일부분에 의해 완전히 벽으로 둘러싸여 있다. 또한 복수개의 브리지 나사산형상부(42)는 제 2 밀봉 나사산형상부(38)와 제 3 밀봉 나사산형상부(40) 사이에 유사한 밀봉 구역(44)을 제공하기 위해 동일한 방식으로 제 2 밀봉 나사산형상부(38) 및 제 3 밀봉 나사산형상부(40)와 교차하고 있고 또한 제 2 밀봉 나사산형상부(38)과 제 3 밀봉 나사산형상부(40)의 사이 를 가로질러서 뻗어 있을 수 있고, 또한, 브리지 나사산형상부(42)는 부가적인 밀봉 구역(44)을 제공하기 위해 제 3 밀봉 나사산형상부(40) 및 제 4 밀봉 나사산형상부(41)와 교차하고 있고 또한 제 3 밀봉 나사산형상부(40)와 제 4 밀봉 나사산형상부(41)의 사이를 가로질러서 뻗어 있을 수 있다. 브리지 나사산형상부(42)는 제 1 밀봉 나사산형상부 내지 제 4 밀봉 나사산형상부(36, 38, 40, 41)의 방향과 직교하는 방향으로 배치될 수 있으며 상기 제 1 밀봉 나사산형상부(36) 중에서 반경방향으로 가장 안쪽에 있는 것으로부터 제 4 밀봉 나사산형상부(41) 중에서 반경방향으로 가장 바깥쪽에 있는 것까지 연속적인 나사산형상부로서 뻗어 있다. 또한, 가장 안쪽에 있는 제 1 나사산형상부(36)로부터 가장 바깥쪽에 있는 제 4 나사산형상부(41)까지 연속적인 나사산형상부로 형성되기보다는, 반경방향으로 불연속이며, 둘레방향으로 오프셋된 브리지 나사산형상부를 제공하도록 브리지 나사산형상부(42)가 제 1 밀봉 나사산형상부 내지 제 4 밀봉 나사산형상부(36, 38, 40, 41) 중의 인접한 나사산형상부들 사이에서 뻗어 있을 수 있다. 브리지 나사산형상부(42)가 밀봉 나사산형상부의 위로나 아래로 뻗어 있지 않도록 브리지 나사산형상부(42)의 높이는 제 1 밀봉 나사산형상부 내지 제 4 밀봉 나사산형상부(36, 38, 40, 41)의 높이와 일치되게 변할 수 있다. 따라서, 브리지 나사산형상부(42)는 높이가 변할 수 있지만, 서로에 대해 일정하게 형성될 수 있거나, 도 4A에 도시된 것과 같이, 브리지 나사산형상부(142)가 상이한 상대 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 벽차단 구역(44, 144)은 대향하는 양쪽 밀봉면(30, 32)으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 둘레벽에 의해 완전히 둘러싸여 있고, 상기 둘레벽은 적어도 부 분적으로 변하는 높이를 가지고 있다. 예를 들면, 제 1 밀봉 나사산형상부 내지 제 4 밀봉 나사산형상부(36, 38, 40, 41)에 각각 대응하는 둘레벽의 높이 뿐만아니라, 브리지 나사산형상부(42)에 대응하는 둘레벽의 높이도 변한다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 도시된 밀봉 나사산형상부 및 브리지 나사산형상부는 각각의 밀봉 층(34)에 형성되어 있으므로, 상기 밀봉 나사산형상부 및 브리지 나사산형상부는 개스킷(22)의 양측면에 제공되어 있다.
사용에 있어서, 개스킷(22)이 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16) 사이에 설치될 때, 높이가 변할 수 있는 제 1 밀봉 나사산형상부 내지 제 4 밀봉 나사산형상부(36, 38, 40, 41)가 압착된다. 실린더 헤드(14)와 흡기 매니폴드(16) 사이의 조인트에 단차(step) 또는 갭(G)이 생기도록 정렬이 되지 않은 경우에는, 반경방향을 따라 몇 지점에서, 하나 이상의 나사산형상부가 실린더 헤드(14)의 밀봉면(17, 18) 및 흡기 매니폴드(16)의 밀봉면(20)과 유체 운반 개구(26)의 외주부를 완전히 둘러서 밀봉되게 접촉하도록, 높은 나사산형상부가 낮은 나사산형상부보다 더 많이 압착된다. 갭(G)이 최소로 되는 경우에는, 높은 나사산형상부가 과도하게 압착되고 낮은 나사산형상부는 필요한 양만큼 압착되어 적절한 시일을 제공한다. 밀봉 나사산형상부 중의 하나(예를 들면, 가장 안쪽의 제 1 나사산형상부(36))가 파손되거나 유체에 의해 돌파되는 경우에는, 상기 유체가 하나 이상의 밀봉된 벽차단 구역(44)으로 진입하여 유체가 개스킷(22)을 넘어서 바깥쪽으로 누출되는 것이 방지된다. 만약 브리지 나사산형상부(42) 중의 하나가 파손되거나 유체에 의해 돌파되면, 유출되는 유체는 그 다음 브리지 나사산형상부(42)에 의해 둘러싸인다. 제 2 나사산형상부(38)와 제 3 나사산형상부(40) 사이의 밀봉된 벽차단 구역(44)의 제 2 경사면으로 인해 유체 누출을 방지하는 수준(level)이 더 높아지고, 제 3 나사산형상부(40)와 제 4 나사산형상부(41) 사이에 형성되어 있는 유사한 밀봉된 벽차단 구역(44)의 제 3 경사면으로 인해 유체 누출을 방지하는 수준이 더욱더 높아진다.
동일한 기능을 수행하는 본 발명의 다른 실시예들도 최종적으로 허용된 특허 청구범위의 기술영역 내에 포함된다. 따라서, 상기의 상세한 설명과 첨부된 청구범위의 내용에 비추어 보아 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 자명하다.

Claims (25)

  1. 고정 개스킷으로서,
    대향하는 양쪽 표면을 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양쪽 표면을 통과하는 개스킷 코어; 그리고
    상기 대향하는 양쪽 표면에 부착되어 있는 엘라스토머 밀봉 재료로 된 층을 포함하고 있고,
    상기 층은 적어도 상기 개스킷 코어의 상기 대향하는 양쪽 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 상기 밀봉 재료로 된 제 1 나사산형상부와 제 2 나사산형상부를 가지고 있고, 상기 나사산형상부들은 서로 이격된 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있으며, 상기 층은 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부와 교차하고 있고 또한 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부 사이에서 뻗어있는 복수개의 브리지 나사산형상부를 가지고 있어서 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부의 일부분과 상기 브리지 나사산형상부들 중의 인접한 브리지 나사산형상부들에 의해 완전히 둘러싸인 복수개의 격리된 벽차단 구역을 형성하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부는 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부은 서로 동심상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부는 상기 제 2 나사산형상부보다 상기 유체 운반 개구에 더 가까이 있고, 상기 제 2 나사산형상부는 상기 제 1 나사산형상부보다 높이가 더 높은 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부는 대체로 일정한 둘레방향의 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부들은 각각, 상기 브리지 나사산형상부가 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부 위나 아래로 뻗어있지 않도록 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부의 높이와 일치되게 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부는 각각 둘레방향으로 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 나사산형상부와 상기 제 2 나사산형상부는 서로 비례적으로 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는 상기 제 1 나사산형상부 및 상기 제 2 나사산형상부와 수직으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 개스킷 코어의 상기 대향하는 양쪽 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 상기 밀봉 재료로 된 제 3 나사산형상부를 더 포함하고 있고, 상기 제 3 나사산형상부는 상기 제 2 나사산형상부로부터 반경방향 바깥쪽으로 이격된 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있고, 상기 복수개의 브리지 나사산형상부는 상기 제 2 나사산형상부 및 상기 제 3 나사산형상부와 교차하고 있고 또한 상기 제 2 나사산형상부와 상기 제 3 나사산형상부 사이에서 뻗어있어서 상기 제 2 나사산형상부 및 상기 제 3 나사산형상부의 일부분과 상기 브리지 나사산형상부들 중의 인접한 브리지 나사산형상부들에 의해 완전히 둘러싸인 복수개의 격리된 벽차단 구역을 형성하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  11. 고정 개스킷으로서,
    대향하는 양쪽 표면을 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양쪽 표면을 통과하는 개스킷 코어; 그리고
    상기 대향하는 양쪽 표면에 부착되어 있는 엘라스토머 밀봉 재료로 된 층을 포함하고 있고,
    상기 층은 상기 개스킷 코어의 상기 대향하는 양쪽 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 상기 밀봉 재료로 된 복수개의 환형상 나사산형상부를 가지고 있고, 상기 환형상 나사산형상부들은 이격되어 있으며 서로 교차하지 않는 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있으며, 인접한 상기 환형상 나사산형상부들은 서로 상이한 높이를 가지고 있고, 상기 층은 상기 환형상 나사산형상부들과 교차하고 있고 또한 상기 환형상 나사산형상부들 사이에서 뻗어있는 복수개의 브리지 나사산형상부를 가지고 있어서 상기 환형상 나사산형상부들의 일부분과 상기 브리지 나사산형상부들 중의 인접한 브리지 나사산형상부들에 의해 완전히 둘러싸인 복수개의 격리된 벽차단 구역을 형성하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 복수개의 환형상 나사산형상부는 각각 대체로 일정한 높이를 가지고 있고, 상기 높이들은 상기 유체 운반 개구로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하는 방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는, 상기 브리지 나사산형상부가 상기 환형상 나사산형상부 위나 아래로 뻗어있지 않도록 상기 환형상 나사산형상부의 높이와 일치되게 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 환형상 나사산형상부들은 각각 상기 유체 운반 개구의 둘레방향으로 뻗어 있는 일정하게 변하는 높이를 가지고 있고, 상기 환형상 나사산형상부의 상기 높이는 상기 유체 운반 개구로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하는 방향을 따라서 서로에 대해 증가하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는, 상기 브리지 나사산형상부가 상기 환형상 나사산형상부 위나 아래로 뻗어있지 않도록 상기 환형상 나사산형상부의 높이와 일치되게 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는 상기 환형상 나사산형상부들 중에서 반경방향으로 가장 안쪽에 있는 환형상 나사산형상부로부터 상기 환형상 나사산형상부들 중에서 반경방향으로 가장 바깥쪽에 있는 환형상 나사산형상부까지 반경방향 바깥쪽으로 연속적으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는 상기 환형상 나사산형상부와 수직으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  18. 고정 개스킷으로서,
    대향하는 양쪽 표면을 가지고 있으며, 적어도 하나의 유체 운반 개구가 상기 대향하는 양쪽 표면을 통과하는 개스킷 코어; 그리고
    상기 대향하는 양쪽 표면 중의 적어도 한쪽 표면에 부착되어 있는 엘라스토 머 밀봉 재료로 된 층을 포함하고 있고,
    상기 층은 복수개의 벽차단 구역을 형성하고 있고, 상기 벽차단 구역은 각각 상기 대향하는 양쪽 표면 중의 상기 적어도 한쪽 표면으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 둘레벽에 의해 완전히 둘러싸여 있고, 상기 둘레벽은 적어도 부분적으로 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 층은 상기 대향하는 양쪽 표면 모두에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 둘레벽은 각각, 서로 이격되어 교차하지 않는 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있는 상기 밀봉 재료로 된 한 쌍의 환형상 나사산형상부에 의해 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 환형상 나사산형상부는 서로 상이한 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 둘레벽은 각각, 상기 한 쌍의 환형상 나사산형상부 사이에 있으며 또한 상기 한 쌍의 환형상 나사산형상부와 교차하는 상기 유체 운반 개구로부터 대체로 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있는 한 쌍의 브리지 나사산형상부에 의해 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는 상기 유체 운반 개구로부터 반경방향 바깥쪽으로 향하는 방향을 따라서 높이가 증가하는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 둘레벽은, 반경방향으로 서로 이격된 관계로 상기 유체 운반 개구 둘레로 연속적으로 뻗어 있는 적어도 세개의 환형상 나사산형상부에 의해서 제공되고, 환형상의 상기 둘레벽은 서로 상이한 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 브리지 나사산형상부는 상기 적어도 세개의 환형상 나사산형상부 사이에서 뻗어 있으며 또한 상기 적어도 세개의 환형상 나사산형상부와 교차하고 있고, 상기 브리지 나사산형상부들은, 상기 브리지 나사산형상부가 상기 적어도 세개의 환형상 나사산형상부 위나 아래로 뻗어있지 않도록 상기 적어도 세개의 환형상 나사산형상부의 높이와 일치되게 변하는 높이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 개스킷.
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