KR20100064989A - 헤드개스킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드개스킷에 관한 것으로, 더 상세하게는 코팅층의 단부가 보어비드 단부와 소정간격 이격된 곳에 위치하여 보어비드에 집중되는 하중을 분산시켜 보어비드의 피로강성을 증대시킨 헤드개스킷에 관한 것이다.

본 발명에 의한 헤드개스킷을 이용하면, 코팅층의 단부와 상·하부금속판의 단부 사이에 갭을 형성함으로써, 접힘부의 피로강성이 증대되어 실린더보어 주위의 향상된 밀폐성능을 얻을 수 있다.

헤드개스킷, 접힘부, 하중분산

Description

헤드개스킷{A head gasket}

본 발명은 헤드개스킷에 관한 것으로, 더 상세하게는 코팅층의 단부가 보어비드 단부와 소정간격 이격된 곳에 위치하여 보어비드에 집중되는 하중을 분산시켜 보어비드의 피로강성을 증대시킨 헤드개스킷에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 엔진의 내연기관을 구성하는 실린더블록과 그 위에 부착된 실린더헤드와의 접합면에는 연소가스, 냉각수, 윤활유 등의 유체의 누설을 방지하기 위하여 각종 개스킷을 장착하고, 볼트와 같은 조임기구로 쌍방을 조임으로써 시일기능을 부여하고 있다.

최근에는 금속재의 개스킷이 널리 사용되고 있으며, 이와 같은 금속개스킷은 연소실, 즉 실린더보어 둘레의 시일이 특히 중요하다. 즉, 이 부분의 시일성이 불충분하면 연소실 내부의 연소가스 이용이 불완전하게 되어 압력저하로 나타나기 때문이다.

따라서, 금속개스킷은 기판에 실린더보어에 대응하도록 형성된 실린더보어구 멍과 동심원 형상의 비드(bead)가 형성되어 실린더블록과 실린더헤드 사이에서 죄어질 때 발생하는 비드의 반발력을 이용하여, 금속개스킷과 실린더블록 혹은 실린더보어 둘레의 시일성을 향상시키고 있다.

이러한 비드가 실린더블록과 실린더헤드와의 사이에서 죄어졌을 때, 이들의 면압에 의해서 찌그러지는 방향으로 탄성 변형하는데 이 비드가 전적으로 찌그러지는 데에는 비교적 큰 하중이 필요 조임기구와 떨어진 위치에서는 그 죄는 힘이 작아진다. 상기 비드는 볼트 등 조임기구의 위치로부터 떨어진 위치에 형성되어 있다.

따라서, 조임기구로부터의 거리와 엔진 강성의 저하에 의하여 비드가 전적으로 찌그러지지 않고 비드에서 경사가 발생하게 된다. 더 자세히는, 비드를 형성한 부위에서 엔진의 정지시에는 엔진의 강성과 비드의 반발력이 균형을 유지하나, 엔진의 운전시에는 연소실내압의 증감에 따라 금속개스킷에 대한 조임의 힘이 변화하여 비드에 진동이 발생하며, 진동이나 조임이 힘의 변동에 의해서 비드가 그 탄성력에 의하여 진동하여 이 진동에 의하여 굴곡이 반복되어 피로파괴가 발생할 가능성이 있다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 비드의 피로파괴가 방지되는 헤드개스킷이 제공되었다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 의한 헤드개스킷을 설명한다.

도 1a는 종래기술에 의한 헤드개스킷의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A' 단면도이다.

종래기술에 의한 헤드개스킷은 상부금속판(110)의 비드(111)를 형성한 측, 즉 비드(111)의 볼록측에 하부금속판(120)을 겹침과 동시에, 이들을 엔진의 실린더블록 및 실린더헤드의 접합범위 밖으로 튀어 나온 부위에서 점(spot)용접 등으로 결합하고, 하부금속판(120)의 끝 가장자리를 상부금속판(110)측으로 접어서 접힘부(121)를 형성하며, 이 접힘부(121)를 비드(111)의 보어구멍(130) 쪽의 기점(111a)보다 연소실 내측에 위치하도록 하여, 쌍방이 겹치지 않도록 하고 있다.

그러나 이러한 종래기술은 하부금속판(120)의 접힘부 단부(122)는 완전히 평탄한 상태로는 되지 않아 조임기구에 의한 조임의 힘에 의해서도 완전하게 찌그러지지 않게 되며, 접힘부 단부(122)에서의 두께 방향 상하단에서 큰 하중을 받게 되므로, 접힘부 단부(122)가 파손될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 접힘부에 집중되는 하중을 분산시켜 접힘부의 피로강성을 증대시키는 헤드개스킷을 제공하는데 목적이 있다.

실린더 보어와 대응하는 하나이상의 보어구멍을 포함하는 상부금속판;

상기 실린더 보어와 대응하는 하나이상의 보어구멍을 포함하며, 상기 상부금속판 저면에 위치하는 하부금속판;

상기 상부금속판과 상기 하부금속판의 가장자리의 소정간격을 제외하고 형성되는 코팅층을 포함한다.

상기 하부금속판의 일단은 상기 상부금속판 측으로 접혀진 접힘부가 형성된다.

상기 하부금속판의 접힘부 외측단부는 상기 상부금속판의 단부와 동일 선상에 위치하도록 구성된다.

상기 코팅층은 상기 상부금속판과 상기 하부금속판의 외측면 중 하나 이상의 면에 형성된다.

본 발명에 의한 헤드개스킷을 이용하면, 코팅층의 단부와 상·하부금속판의 단부 사이에 갭을 형성함으로써, 접힘부의 피로강성이 증대되어 실린더보어 주위의 향상된 밀폐성능을 얻을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 헤드개스킷의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 헤드개스킷의 평면도 이고, 도 3은 도 2a의 B-B'의 단면도이다.

본 발명에 의한 헤드개스킷(200)은 실린더헤드(미도시)와 실린더블록(미도시)사이에 장착되어 이들 접합면 사이를 시일하는 것으로 상부금속판(210), 하부금속판(220), 코팅층(230)으로 구성된다.

상부금속판(210)은 실린더보어에 대응하는 보어구멍(240) 및 실린더블록과 실린더헤드를 결합하는 조임볼트의 위치에 대응하는 홀(250), 냉각수 또는 윤활유가 이동하는 홀(260, 270) 등이 형성되어 있다. 또한, 보어구멍(240) 둘레를 따라 하면으로 볼록한 비드(211)가 형성된다. 비드(211)는 실린더헤드와 실린더블록 사이에 헤드개스킷(200)이 장착되었을 때 비드(211)의 반발력에 의해 실린더보어 둘 레의 시일성을 향상시킨다.

하부금속판(220)은 상부금속판(210) 하부에 위치하며, 실린더보어에 대응하는 보어구멍(240)과 실린더블록과 실린더헤드를 결합하는 조임볼트의 위치에 대응하는 홀(250), 냉각수 또는 윤활유가 이동하는 홀(260, 270) 등이 형성된 금속판으로 이루어진다.

한편, 하부금속판(220)의 보어구멍(240)측 일단은 실린더보어의 시일성을 향상시키기 위해 상부금속판(210) 측으로 접혀진 접힘부(221)가 형성된다. 여기서 접힘부의 외측단부(222)는 상부금속판의 단부(211)과 동일 선상에 위치하며, 접힘부(221)의 내측단부(223)는 상부금속판(210)에 형성된 비드(211)와 겹쳐지지 않도록 위치한다. 이와 같이 하부금속판(220)의 접힘부(221)와 상부금속판(210)의 비드(211)에 의해 실린더보어의 시일성이 향상된다.

코팅층(230)은 상부금속판(210)의 상면과 하면 및 하부금속판(220)의 하면에 부착되어 헤드가스켓(200)의 내구성과 실링성을 향상시킨다. 코팅층(230)의 단부(231)는 상부금속판의 단부(211) 또는 하부금속판의 접힘부 외측단부(222)에서 비드(211)가 형성된 측으로 소정간격 이격되어 위치된다. 즉, 상부금속판 단부(231) 또는 접힘부 외측단부(222)와 코팅층(231)의 단부 사이에 소정간격의 갭(L)이 형성되도록 구성된다.

그러나 이러한 코팅층(230)을 형성하지 않거나 코팅층(230)을 상부금속판(210) 상·하면 전면과 하부금속판(220) 하면의 전면에 형성한다면, 상부금속판(210)과 하부금속판(220)을 실린더헤드와 실린더블록 사이에 장착하였을 때, 상 부금속판 단부(212)과 하부금속판의 접힘부의 외측단부(222) 측으로 하중이 집중되어 접힘부(221)가 파손되는 경우가 발생한다.

따라서 코팅층(230)이 상·하부금속판(210, 220)의 전면에 부착되지 않고, 갭(L)을 형성함으로써 실린더블록과 실린더헤드 사이에 헤드가스켓(200)이 장착되어 고정되었을 때, 상부금속판 단부(212)와 접힘부의 외측단부(222)에 가해지는 하중이 분산되어 접힘부(221)의 파손을 방지할 수 있다.

여기서 코팅층(230)은 10㎛~25㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 헤드가스켓(200)의 상하면과 상부금속판(210)과 하부금속판(220) 사이에 위치하는 상기 두께의 코팅층(230)은 접힘부 외측단부(222) 및 상부금속판 단부에 집중되는 하중을 분산시키는데 충분하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1a는 종래기술에 의한 헤드개스킷의 평면도이다.

도 1b는 도 1a의 A-A' 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 헤드개스킷의 평면도 이다.

도 3은 도 2a의 B-B'의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

210: 상부금속판 211: 비드

220: 하부금속판 221: 접힘부

222: 접힘부 외측단부 230: 코팅층

231: 코팅층 단부 240: 보어구멍

Claims (4)

1. 실린더 보어와 대응하는 하나이상의 보어구멍을 포함하는 상부금속판;

   상기 실린더 보어와 대응하는 하나이상의 보어구멍을 포함하며, 상기 상부금속판 저면에 위치하는 하부금속판;

   상기 상부금속판과 상기 하부금속판의 가장자리의 소정간격을 제외하고 형성되는 코팅층;

   을 포함하는 헤드개스킷.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부금속판의 일단은 상기 상부금속판 측으로 접혀진 접힘부가 형성된 헤드개스킷.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 하부금속판의 접힘부 외측단부는 상기 상부금속판의 단부와 동일 선상에 위치하도록 구성되는 헤드개스킷.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅층은 상기 상부금속판과 상기 하부금속판의 외측면 중 하나 이상의 면에 형성되는 헤드개스킷.

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