KR100380533B1

KR100380533B1 - 실린더 헤드 개스킷

Info

Publication number: KR100380533B1
Application number: KR10-2000-0046854A
Authority: KR
Inventors: 미야오요시오
Original assignee: 이시카와 가스킷 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2003-04-18
Also published as: EP1083371A3; JP2001074142A; US6406032B1; DE60006755D1; EP1083371A2; DE60006755T2; KR20010050070A; JP3177841B2; EP1083371B1

Abstract

(과제) 세미클로즈트 데크 타이프 엔진에 사용하는 실린더 개스킷에 있어서, 보어구멍용 시일 수단으로부터 누출한 가스를 실린더 헤드 개스킷의 가스 도피부로부터 외부에 안내하여 도핏켜여, 만일 보어구멍용 시일 수단으로부터 가스가 누출하여도, 물구멍으로 들어가지 않게 할 수가 있는 실린더 헤드 개스킷을 제공한다.

(해결수단) 다기통의 세미클로즈트 데크 타이프 엔진의 보어구멍(12)의 주위에 배치된 일련의 불구멍(13)을 에워싸 실하는 물구멍용 시일 수단(33)을, 상기 보어 구멍(12)측과 개스킷(10)의 외부에 연통하여 상기 보어구멍(12)로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부(17)를 1개소만 마련하여 형성한다

Description

실린더 헤드 개스킷 {CYLINDER HEAD GASKET}

본 발명은 내연기관의 실린더 헤드와 실린더 블록의 2부재의 사이에 장착되는 헤드 개스킷에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 다기통의 세미클로즈드 엔진의 물구멍용 비드와 가스 도피부를 가진 실린더 헤드 개스킷에 관한 것이다.

자동차용의 엔진에 사용되는 실린더 헤드 개스킷에는, 그의 용도에 따라서, 보어구멍, 물구멍, 오일구멍, 볼트구멍 등이 형성돼 있으며, 각각의 실 대상 구멍에 대하여 여러가지 시일 수단이 마련돼 있다.

이 실린더 헤드 개스킷은 실린더 블록의 형상에 맞추어서 제조되는 데, 이 실린더 블록에는, 실린더를 식히기 위해 마련돼 있는 워터 재킷의 형태에 의해, 오픈 데크 타입과 클로즈드 데크 타입과 그 중간의 세미클로즈드 데크 타입(semi-closed deck type)이 있다.

오픈 데크 타입은, 실린더 헤드와의 접합면에 있어서 보어구멍의 주위에 워터 재킷에 연통하는 냉각수통로가 뚫려 있어, 냉각성능이 양호하고, 콤팩트하여, 실린더 블록의 제조도 용이한 구조이다.

한편, 클로즈드 데크 타입은, 실린더 헤드와의 접합면에 있어서 보어구멍 주위에는 냉각통로가 없고, 워터 재킷은 이 접합면의 실린더 블록 부분에서 닫혀 있어, 개구부가 없기 때문에, 높은 강성을 확보할 수 있고, 변형이 적어, 고출력경향의 엔진에 적합한 구조가 된다. 그러나, 개구부가 없기 때문에 제조와 가공이 복잡해져 생산코스트의 면에서 불리해진다.

때문에, 세미 클로즈드 데크 타입에서는, 워터 재킷의 개구부를 부분적으로 막아, 보어주변의 워터 재킷의 상부를 보어의 주위방향에 관하여 부분적으로 닫아서, 실린더의 강성을 확보함과 동시에, 워터 재킷에 연통하는 냉각수통로인 개구부를 가지고 있으므로, 냉각성능이 양호하고, 또, 재조도 용이한 구조가 된다.

본 발명은 이 세미클로즈드 데크 타입의 엔진에 관계되는 것이며, 이 엔진의 경우에는, 도 5에 보이는 바와 같이, 실린더 블록(30)측의 실린더 헤드와의 접합면(31)에 워터 재킷에 연통하는 냉각수통로의 개구부로서의 물구멍(33)이 각 기통의 보어(32)의 양측에 원호상(圓弧狀)으로 분할형성돼, 연속하여 보어(32)의 주위를 에워싸서 배치돼 있다.

따라서, 도 6에 보이는 바와 같이, 실린더 헤드 개스킷(40)에 있어서도, 구성판(41)에 원호상의 물구멍(43)이, 보어구멍(42)의 주위에 연속하여 배치되게 된다. 이들 보어구멍(42)이나 물구멍(43)이나 오일구멍(45) 등의 주위에는 각각 시일 수단(52, 53, 55)이 마련돼, 각각의 시일을 확보하고 있다.

그러나, 실린더 보어에는, 엔진의 작동시에 고압고온상태의 연소가스가 발생하여, 보어구멍(42)의 주위에 마련한 비드 등으로 형성되는 보어구멍용 시일 수단(52)에 작용하는 데다가, 엔진이 진동하여, 실린더 헤드 개스킷(40)에 다양한 변형이 반복하여 발생하기 때문에, 보어구멍(42)으로부터 연소가스가 보어구멍용 시일 수단(52)을 벗어나 매우 적기는 하지만 누출하는 경우가 있다.

이 연소가스의 누출이 생긴 경우에, 누출가스의 도피장소가 없고, 게다가, 물구멍(43)의 물구멍용 시일 수단(53) 부분의 실 성능이 열화 등에 의해 불충분해지면, 누출가스가 이 물구멍(43)을 경유하여 워터 재킷 내로 유입하여 가스 축적를 형성하게 된다는 문제가 있다.

이 가스 축적이, 극히 소량이긴 하지만, 국부적으로 냉각수가 통과하지 못하는 부분을 형성하여 에어 물음(flow prevention by gas)을 발생하기 때문에, 이 에어 물음의 결과, 냉각수의 순환이 제한되어 최악의 경우에는 오버히트하게 된다는 문제가 있다.

또, 보어구멍(42)으로부터의 매우 소량의 연소가스가 개스킷(40)의 외부에 누출하는 때에, 엔진의 기기(機器)나 주변 기기에 누출가스가 접촉하면, 열화시키거나, 기능에 영향을 주거나 할 가능성이 있으므로, 가능한 한 누출가스가 이들의 기기에 접촉하지 않게 할 필요가 있는 데, 종래기술의 개스킷에서는 이 누출가스가 어디에 새는지 특정할 수 없다는 문제도 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 세미클로즈드 데크 타입 엔진에 사용하는 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 보어구멍용 시일 수단으로부터 누출한 가스를 실린더 헤드 개스킷의 가스 도피부로부터 외부에 안내하여 도피시키어, 만일 보어구멍용 시일 수단으로부터 가스가 누출하여도, 물구멍으로 들어가지 않게 할 수 있는 실린더 헤드 개스킷을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 말명에 관계되는 제 1의 실시의 형태를 보이는 실린더 헤드 개스킷의 평면도이다.

도 2는 본 말명에 관계되는 제 2의 실시의 형태를 보이는 실린더 헤드 개스킷의 평면도이다.

도 3은, 도 1의 X-X' 부분의 단면을 보이는 부분구성도이다.

도 4는, 본 발명에 관계되는 물구멍용 시일 수단의 예를 보이는 도 1의 X-X' 부분의 단면을 보이는 부분구성도이며, (a)는 풀 비드를, (b)와 (c)는 하프 비드와 풀 비드의 조합을, (d), (e), (f)는 2중의 비드의 조합을, (g)는 비드가 적층판 사이에 있는 조합을 보인다.

도 5는 세미클로즈드 데크 타입의 실린더 블록을 보이는 사시도이다.

도 6은 종래기술의 실린더 헤드 개스킷의 예를 보이는 평면도이다.

*도면의주요부분에대한부호의설명

10, 10A : 실린더 헤드 개스킷 11, 11A : 구성판

12 : 보어구멍 13 : 물구멍

17, 17A, 17B : 가스 도피부 22 : 보어구멍용 시일 수단

23, 23A, 23B : 물구멍용 시일 수단

23a, 23Aa, 23Ba : 보어측의 물구멍용 시일 수단

23bm 23Ab, 23Bb : 외측의 물구멍용 시일 수단

본 발명에 관계되는 실린더 헤드 개스킷은 다음과 같이 구성된다.

1) 다기통의 세미클로즈드 데크 타입 엔진의 보어용 실 구멍의 주위에 배치된 일련의 물구멍을 에워싸 시일하는 물구멍용 시일 수단을, 상기 보어용 시일 구멍측과 개스킷의 외부에 연통하여, 상기 보어구멍용 실 구멍으로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부를 1개소만 마련하여 형성한다.

2) 또는, 다기통의 세미클로즈드 데크 타입 엔진의 보어용 실 구멍의 주위에 배치된 물구멍을 2군으로 나눔과 동시에, 이 각 군의 상기 물구멍을 각각 에워싸 시일하는 제 1 및 제 2의 물구멍용 시일 수단을, 상기 보어용 실 구멍측과 개스킷의 외부에 연통하여, 상기 보어구멍용 시일 수단으로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부를 2개소만 마련하여 형성한다.

결국, 1개 또는 2개의 물구멍용 시일 수단으로 복수의 물구멍을 에워싸서, 물구멍의 시일을 행함과 동시에, 이 물구멍용 시일 수단의 보어측 부분에, 보어구멍용 시일 수단으로부터 조금 누출하는 연소가스를 실린더 헤드 개스킷의 외측에 유도하는 안내로의 역할을 시켜, 물구멍용 시일 부의 끊긴 곳인 가스 도피부를 마련하여, 이 가스 도피부로부터 외부로 누출가스를 도피시킨다.

따라서, 보어용 시일 수단으로부터 조금 누출하는 연소가스를, 물구멍용 시일 수단의 보어측에서 안내하여 이 가스 도피부로부터 외부에 배출할 수가 있으므로, 이 누출가스가 물구멍용 시일 수단을 통과하여 물구멍을 경유하여 워터 재킷 내의 냉각수에 유입하는 것을 방지할 수가 있다.

3) 상기 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 가스 도피부를 상기 실린더 헤드 개스킷의 세로 방향의 단(端)측에 마련한다.

결국, 둘의 물구멍용 시일 수단을 사용하는 경우에는, 실린더 개스킷에 대하여 각 기통의 중심선을 이은 세로 방향의 직선에 대하여, 양측으로 갈려, 각 기통의 편측의 세로 방향에 정렬한 물구멍을 연속하여 시일 하는 제 1 및 제2의 물구멍용 시일 수단을 마련한다.

그리하여, 세로 방향의 양단측에 누출가스를 도출함에 의해, 누출가스의 다른 물건에 대한 영향을 적게 할 수가 있고, 또, 볼트로 실린더 헤드를 체결한 때에, 이 양단측의 죔압이 발생하기 어려우므로, 도피 통로에 적합하여 있는 이 단부를 누출가스의 가스도피부로서 이용할 수 있다.

4) 상기 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 물구멍용 시일 수단을, 하프 또는 풀의 비드로 형성한다.

이 물구멍용 시일 수단은, 주지의 시일 수단으로 형성하여도 좋으나, 비드로 형성하면 용이하게 형성할 수 있다. 또, 물구멍과 보어구멍의 사이가 좁고, 이 부분에 보어구멍용 시일 수단과 물구멍용 시일 수단을 배치할 필요가 있으므로, 물구멍용 시일 수단을 하프 비드로 형성하는 것이 바람직하다.

5) 상기 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 물구멍용 시일 수단인 비드의 보어측의 강도를 외측의 강도보다 강하게 형성하여 구성한다.

따라서, 연소가스에 접하기 쉽고, 고압을 받는 측의 강도가 강하여, 시일 면압을 높이 유지할 수 있게 되므로, 보다 효율적으로 누출가스를 외부에 유도할 수 있다.

이 비드의 강도는, 비드의 폭이나 높이 등을 변화시킴에 의해 용이하게 변화시킬 수가 있다.

(발명의실시의형태)

다음은, 도면을 참조하여 본 발명의 실린더 헤드 개스킷의 실시의 형태에 관하여 설명한다.

도 5에 보이는 바와 같이, 본 실린더 헤드 개스킷이 대상으로 하는, 다기통의 세미클로즈드 데크 타이프의 실린더 블록(30)은 보어구멍(32)의 주위에, 워터 재킷에 연통하는 원호상 등의 물구멍(33)이나 체결볼트용의 볼트구멍(34)을 가지고 있다.

(제1의실시의형태)

그리고, 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷은, 도 1에 보이는 바와 같이, 개스킷(10)의 구성판(11)에 마련한 보어구멍(12)의 주위에, 비드나 그로밋 등의 주지의 시일 기술인 보어구멍용 시일 수단(22)이 마련된다.

이 보어구멍용 시일 수단(22)의 외측에 배치된 원호상 등의 형상을 한 물구멍(13)을 하나의 연속하는 물구멍용 시일 수단(23)으로 에워싼다.

이 물구멍용 시일 수단(23)은, 물구멍(13)과 동시에, 보어구멍의 주위도 에워싸게 되는 데, 보어구멍(12)의 전주위를 완전히 에워싸지 않고, 1개소만에 있어서 보어구멍과 물구멍사이에 가스누출 안내수단으로서의 공간을 형성하여 보어구멍(12)측과 개스킷(10)의 외측이 연통하도록 하는 가스 도피부(17)를 마련하여 형성한다.

그리고, 실린더 헤드 개스킷(10)의 세로 방향의 단부는, 볼트로 실린더 헤드를 체결한 때에 죔압이 작아지기 쉬기 때문에, 이 단부에 가스 도피부(17)를 마련하는 것이 좋다.

이 구성에 의하면, 물구멍용 시일 수단(23)의 보어구멍(12)측의 물구멍용 시일 수단(23a)과 외측의 물구멍용 시일 수단(23b)이 그의 단의 2개소에서 접속하여 하나의 이어진 물구멍용 시일 수단(23)으로 형성되게 된다.

(제2의실시의형태)

또, 본 발명에 관계되는 실린더 헤드 개스킷의 제 2의 실시의 형태는, 도 2에 보이는 바와 같이, 보어구멍(12)의 주위에 배치된 물구멍(23)을 둘의 연속하는 물구멍용 시일 수단(23A, 23B)으로 에워 싼다.

즉, 보어구멍(12)의 주위에 배치된 물구멍(13)을, 보어구멍(12)의 중심을 잇는 직선(L)에 대하여 양측에 배치된 2군으로 나누어, 이 직선(L)에 대하여 각각 편측에 배치되는 각 군의 물구멍(13)을 각각 한 종합으로 에워싸 실 하는 제 1 및 제 2의 물구멍용 시일 수단(23A, 23B)을 형성한다.

따라서, 제 1 물구멍용 시일 수단(23A)과 제 2 물구멍용 시일 수단(23B)은, 보어구멍(12)의 중심을 있는 직선(L)에 대하여 양측에 배치된다.

그리하여, 이 물구멍용 시일 수단(23A, 23B)의 제 1 물구멍용 시일 수단(23A)과 제 2 물구멍용 시일 수단(23B)으로, 물구멍(13)과 동시에, 보어구멍(12)의 주위도 에워싸게 되는 데, 보어구멍(12)의 전주위를 에워싸지는 않고, 제 1 물구멍용 시일 수단(23A)의 단부와 제 2 물구멍용 시일 수단(23B)의 단부가 서로 마주하는 2개소 만에 있어서, 보어구멍(12)과 물구멍사이에 가스누출안내수단으로서의 공간을 형성케하여 보어구멍(12)측과 개스킷(10A)의 외부에 연통하여, 보어구멍(12)로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부(17A, 17B)를 마련한다.

이 실린더 헤드 개스킷(10A)의 세로 방향의 단측은, 볼트로 실린더 헤드에 체결한 때에, 이 단측의 죔압이 작아지기 쉬우므로, 도피통로에 적합하여 있어, 가스 도피부(17A, 17B)를 이부분에 마련하는 것이 좋다.

(물구멍용실수단)

이상의 제 1, 제 2의 실시의 형태의 개스킷(10, 10A)에 사용되는 물구멍용 시일 수단(23, 23A, 23B)으로서는, 도 3 및 도 4에 보이는 바와 같이, 하프 비드(23a, 23b)나 풀 비드(31a, 31b) 등 주지의 시일 수단이나 그의 조합을 사용할 수 가 있으나, 하프 비드(23a, 23b)는 좁은 부분에 형성하는 것이 용이하기 때문에, 이 하프 비드(23a, 23b)를 채용하면 콤팩트한 엔진에 대하여도 적용할 수 있다.

그리고, 개스킷의 구성에 따라서는, 도 4 (g)에 보이는 바와 같이, 비드(37a, 37b) 부분에 적층판(38, 39)이 마련돼 있어도 좋고, 또, 이 적층판은 편측만이어도, 양측이어도 좋고, 또 1장에 한하지 않고 복수장이어도 좋다.

그리하여, 하프 비드나 풀 비드 등으로 형성되는 물구멍용 시일 수단(23, 23A, 23B)의 보어구멍(12)측의 면압에 대한 강도(강성)를 외측의 강도보다 강하게 형성한다. 이 강도의 변화는, 보어구멍(12)측의 비드(23a)의 폭(Wa)을 외측의 비드(23b)의 폭(Wb)보다도 좁게 형성하거나, 보어구멍(12)측의 비드(23a)의 높이(Ha)를 외측의 비드(23b)의 높이(Hb)보다 높이 형성함에 의해서 달성할 수 있다.

이상의 구성의 개스킷(10, 10A)에 의하면, 다음과 같은 효과를 올릴 수가 있다.

물구멍용 실 부(23, 23A, 23B)로 복수의 물구멍(13)을 에워싸서, 물구멍(13)의 시일을 행하는 동시에, 보어구멍용 시일 수단(22)을 벗어나 새어나온 연소가스를, 이 물구멍용 시일 수단(23, 23A, 23B)의 보어구멍(12)과 물구멍사이에 형성된 가스누출안내수단으로서의 공간, 즉, (23a, 23Aa, 23Ba)을 따라 가스 도피부(17, 17A, 17B)에 안내하여, 실린더 헤드 개스킷(10, 10A)의 외측에 유도하므로, 누출가스가 물구멍(13)을 경유하여 워터 재킷 내의 냉각수측에 유입하는 것을 방지할 수 있다.

또, 실린더 헤드 개스킷(10, 10A)의 세로 방향의 양단측에 누출가스를 도출함에 의해, 누출가스가 다른 기기류에 미치는 영향을 적게 할 수가 있다.

또한, 물구멍용 시일 수단(23, 23A, 23B)의 보어측 즉 내측의 비드(23a, 23Aa, 23Ba)의 강도를 외측의 비드(23b, 23Ab, 23Bb)보다 강하게 형성함에 의해, 연소가스에 접하기 쉽고, 고압을 받는 측의 시일 면압을 높이 유지할 수 있으므로, 더욱더 물구멍(13)에의 누출가스의 침입을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 개스킷에 의하면 다음과 같은 효과를 올릴 수가 있다.

물구멍용 시일 수단으로 복수의 물구멍을 에워싸 물구멍의 실을 행하는 동시에, 보어용 실 부로부터 매우 조금이나마 누출하는 연소가스를, 이 물구멍용 실 부의 보어측 부분으로 가스 도피부에 안내하여, 실린더 헤드 개스킷의 외부에 유도할 수가 있으므로, 누출가스가 물구멍을 경유하여 워터 재킷 내의 냉각수측에 유입하는 것을 방지할 수 있어, 엔진의 냉각을 양호한 상태에 유지할 수 있다.

실린더 헤드 개스킷의 세로 방향의 편측단부 또는 양측단부에 누출가스를 도출함에 의해, 누출가스의 다른 기기류에 미치는 영향을 적게 할 수가 있다.

물구멍용 실 수단의의 보어측의 비드, 즉 연소가스에 접하기 쉽고, 고압을 받는 측의 강도를 외측보다 강하게 형성함에 의해, 시일 면압을 높이 유지할 수 있으므로, 물구멍에의 누출가스의 침입방지효과를 더욱 향상시킬 수가 있다.

Claims

다기통의 세미클로즈드 데크 타입 엔진의 보어구멍의 주위에 배치된 일련의 물구멍을 에워싸 시일 하는 물구멍용 시일 수단을 보어구멍측의 물구멍용 시일 수단과 외측의 물구멍용 시일 수단을 그의 단의 2개소의 접속부에서 접속하여 하나로 이어지게 형성하는 동시에, 상기 물구멍용 시일 수단이 형성되어 있지 않은 상기 접속부의 사이인 1개소를, 상기 보어구멍측과 개스킷의 외부에 연통하여 상기 보어구멍으로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부로하여 형성한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
다기통의 세미클로즈드 데크 타입 엔진의 보어구멍의 주위에 배치된 일련의 물구멍을 2군으로 나눔과 동시에, 이 각 군의 상기 물구멍을 각각 에워싸 시일 하는 제 1 및 제 2의 물구멍용 시일 수단을, 보어 구멍측의 물구멍용 시일 수단과 외측의 물구멍용 시일 수단을 그 의 단의 2개소 접속부에서 접속하여 하나로 이어지게 형성하는 동시에, 상기 물구멍용 시일 수단이 형성되어 있지 않은 상기 접속부의 사이인 2개소를, 상기 보어구멍측과 개스킷의 외부에 연통하여, 상기 보어구멍으로부터 조금 누출하는 연소가스를 외부에 흘리는 가스 도피부로 하여 형성한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 가스 도피부를 상기 실린더 헤드 개스킷의 세로 방향의 단(端)측에 마련한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

상기 물구멍용 시일 수단을, 하프 또는 풀의 비드로 형성한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 물구멍용 시일수단을 하프 또는 풀의 비드로 형성함과 동시에, 그 비드의 보어측의 강도를 외측의 강도보다 강하게 형성한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.