KR100692521B1 - 실린더 헤드 개스킷 - Google Patents
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Abstract
(과 제) 실린더 보어용 구멍의 직근(直近)의 주위에 발생하는 실면압을 저감하여 엔진부재에 압흔(壓痕)이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 저강성의 엔진에 있어서도 충분한 실성능을 발휘할 수 있는 실린더 헤드 개스킷을 제공한다.
(해결수단) 실린더 보어용 구멍(2)의 주위를 반대편으로 접어 반대편 접음부(11)를 형성한 제 1 금속판(10)에, 제 2 금속판(20)을 적층하는 동시에, 비드(31)를 가지는 링상(狀) 판(30)을 상기 제 1 금속판(10)의 상기 반대편 접음부(11) 내에 배치한 실린더 헤드 개스킷(1)에 있어서, 상기 비드(31)를 하프비드로 형성한다.
실린더 헤드 개스킷
Description
도 1은 본 발명에 관계되는 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷을 보이는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷의 구성을 보이는 단면을 포함하는 부분사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 2의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷의 구성을 보이는 단면을 포함하는 부분사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 3의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷의 구성을 보이는 단면을 포함하는 부분사시도이다.
도 5는 도 2의 실린더 헤드 개스킷의 압축상태를 보이는 부분단면도이다.
도 6은 도 3의 실린더 헤드 개스킷의 압축상태를 보이는 부분단면도이다.
도 7은 도 4의 실린더 헤드 개스킷의 압축상태를 보이는 부분단면도이다.
도 8은 링상 판의 하프비드의 압축상태를 전형적으로 보이는 부분단면도이다.
도 9는 실시예와 비교예의 헤드측 발생면압의 분포도이다.
도 10은 비교예의 실린더 헤드 개스킷의 구성을 보이는 단면을 포함하는 부분사시도이다.
도 11은 도 10의 실린더 헤드 개스킷의 압축상태를 보이는 부분단면도이다.
도 12는 링상 판의 풀비드의 압축상태를 전형적으로 보이는 부분단면도이다.
도 13은 종래 기술의 실린더 헤드 개스킷의 구성을 보이는 부분단면도이다
*도면의주요부분에대한부호의설명
1, 1A, 1B: 실린더 헤드 개스킷 2: 실린더 구멍
10, 10A, 10B: 제 1 금속판 11, 11A, 11B: 반대편 접음부
12, 12A, 12B: 풀비드 20, 20A, 20B: 제 2 금속판
21A, 21B: 구멍 21Aa, 21Ba: 제 1 하프비드의 선단부분
21Ab, 21Bb: 제 1 하프비드의 단차부분
30: 링상 판 31: 하프비드
31a: 하프비드의 선단부 30A, 30B: 제 3 금속판
31B: 제 3 하프비드 40A, 40B: 링상 판
41A, 41B: 제 2 하프비드 41Aa, 41Ba: 제 2 하프비드의 선단부
본 발명은, 내연기관의 실린더 헤드와 실린더 블록 등의 두 개의 부재의 사이에 끼워 실을 행하는 실린더 헤드 개스킷에 관한 것이다.
자동차의 엔진의 실린더 헤드와 실린더 블록(실린더 보디)의 접합면을 실하는 경우에, 금속제의 실린더 헤드 개스킷을 사이에 끼워 연소가스나 냉각수나 윤활오일 등을 실하고 있다.
이 실린더 헤드 실린더 중에, 도 13에 보이는 바와 같이, 실 대상구멍(7Y) 의 주위를 둘러 싸는 반대편 접음부를 가지고, 이 반대편 접음부의 내측에 링상(狀)의 두께 조정용 심(13Y)을 협착(挾着)하는 동시에, 이 두께조정 용 심(13Y)에 실 면압을 높이기 위한 풀비드(13Ya)를 형성한 금속적층 개스킷(1Y)이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 이 반대편으로 접음부의 내측에 풀비드(13Ya)를 가지는 링상 판(13Y)을 수용한 개스킷(1Y)의 경우는, 개스킷(1Y)이 센 압축력을 받을 경우에 링상 판(13Y)이 도 7에 보이는 바와 같이 변형하기 때문에, 링상 판(13Y)의 내주선단부(13Yb)가 제 1 금속판(3Y)에 맞닿아, 이 부분에 발생하는 면압이 커진다는 문제가 있다.
특히, 최근의 엔진의 경량소형화의 결과, 엔진의 저강성화가 진척되어, 실린더 헤드 개스킷의 실링에 있어서, 실성능을 확보하기 위해 실린더 구멍의 직근의 주위부분에 큰 실면압을 부여하면, 저강성의 엔진부재의 실린더 보어의 주위에 압흔이 발생하여, 이 압흔으로 연소가스가 누설하기 쉬워져, 적정한 실성능을 얻기 어렵다는 문제가 있다.
(특허문헌 1) 특허 3113642 호 공보
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 이루진 것이며, 본 발명의 목적은 실린더 구멍의 직근의 주위에 발생하는 실 면압을 저감하여 엔진부재에 압흔이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 저강성의 엔진에 있어서도 충분한 실성능을 발휘할 수 있는 실린더 헤드 개스킷을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관계되는 실린더 헤드 개스킷은, 실린더 구멍의 주위를 반대편으로 접어서 반대편 접음부를 형성한 제 1 금속판에, 제 2 금속판을 적층하는 동시에, 하프비드를 가지는 링상 판을 상기 제 1 금속판의 상기 반대편 접음부 내에 배치한다.
또, 실린더 구멍의 주위를 반대편으로 접어서 반대편 접음부를 형성한 제 1 금속판에, 제 1 하프비드를 가지는 제 2 금속판을 상기 반대편 접음부에 상기 제 1 하프비드의 선단부를 들어 가게 하는 동시에, 상기 제 1 하프비드의 단차부분이 상기 반대편 접음부의 외측이 되게 적층함과 함께, 제 2 하프비드를 가지는 링상 판을 상기 제 1 하프비드의 선단부분과 상기 제 1금속판의 사이에 배치한다.
그리고, 상기의 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 제 1 하프비드의 단차부분의 외주측에 있어서 상기 제 2 금속판과 상기 제 1 금속판의 사이에 제 3 하프비를 가지는 제 3 금속판을 마련하여 구성한다.
또한, 상기의 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 제 1 금속판의 반대편으로 접음부의 반대측의 부분에, 상기 링상 판의 하프비드의 외측 평탄부에 맞닿게 풀비드를 마련하여 구성한다.
다음은, 도면을 참조하여 본 발명에 관계되는 실린더 헤드 개스킷의 실시의 형태에 대하여 설명한다.
본 발명에 관계되는 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1)은, 엔진의 실린더헤드와 실린더블록(실린더 보디)의 사이에 끼이는 금속적층형의 개스킷으로서, 실린더 보어의 고온ㆍ고압의 연소가스 및 냉각수통로나 냉각오일통로 등의 냉각수나 오일 등의 액체를 실한다.
더구나 도 2∼도 8, 도 10∼도 13은 전형적인 설명도이며, 금속적층형 개스킷(1)의 판두께나 비드나 면압보강판 등의 치수 및 종횡비를 실제의 것과는 달리하여, 실 부분을 확대하여 나타냄에 의해, 보다 이해하기 쉽게 하고 있다.
도 1 및 도 2에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1)은 2장의 제 1 및 제 2 금속판(10, 20)과 링상 판(30)으로 구성된다. 제 1 금속판(10) 및 제 2 금속판(20)은 스테인레스 어닐재나 연(軟)강판 등으로 형성되며, 링상 판(30)은 제 1 금속판(10)보다 강성이 낮은 스프링재(스프링강판, 스테인레스 조질재)로 형성된다.
이 금속기판(10, 20)은 실린더블록 등의 엔진부재의 형상에 맞추어 제조되며, 도 1에 보이는 바와 같이, 실린더 보어용 구멍(2), 냉각수용의 물구멍(3), 엔 진오일의 순환을 위한 오일구멍(4), 체결볼트용의 볼트구멍(5) 등이 형성된다.
그리고, 도 2에 보이는 바와 같이, 제 1 금속판(10)에 실린더 구멍(2)의 주위를 반대편으로 접어 반대편으로 접음부(11)를 형성한다. 또, 이 반대편으로 접음부(11)와 겹쳐지지 않게, 이 반대편을 접음부(11)의 외측에 제 2 금속판(20)을 적층한다. 말하자면, 제 2 금속판(20)의 실린더 구멍(2)측에 이 반대편으로 접음부(11)의 외주단(11a)바다 큰 내주단(20a)을 가지는 구멍을 형성한다. 또한, 이 제 1 금속판(10)의 반대편 접음부(11) 내에 하프비드로 형성한 비드(31)를 가지는 링상 판(30)을 배치한다. 또, 제 1 금속판(10)의 반대편 접음부(11)의 반대측의 부분으로, 하프비드(31)의 외측 평탄부에 맞닿게 풀비드(12)를 마련한다.
다음은, 제 2의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷에 관하여 설명한다.
도 1 및 도 3에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제 2의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1A)은 2장의 제 1 및 제 2 금속판(10A, 20A), 제 3 금속판(중간판)(30A)과 링싱 판(40A)으로 구성된다. 제 1 금속판(10A), 제 2 금속판(20A) 및 제 3 금속판(30A)은 스테인레스 어닐재나 연강판 등으로 형성되며, 링상 판(40A)은 제 1 금속판(10A) 등보다 강성이 낮은 스프링재로 형성된다.
이 금속판(10A, 20A, 30A)은 실린더 블록 등의 엔진부재의 형상에 맞추어 제조되며, 도 1에 보이는 바와 같이, 실린더 보어용 구멍(2), 냉각수용의 물구멍(3), 엔진오일의 순환을 위한 오일구멍(4), 체결볼트용의 볼트구멍(5) 등이 형성된다.
그리고, 도 3에 보이는 바와 같이, 제 2의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1A)에서는, 제 1 금속판(10A)에 실린더 구멍(2)의 주위를 반대편으로 접어 반대편으로 접음부(11A)를 형성한다. 이 제 1 금속판(10A)에, 제 1 하프비드(21A)를 가지는 제 2 금속판(20A)을, 반대편 접음부(11A) 내에 제 1 하프비드(21A)의 선단부분(21Aa)이 들어 가게 하는 동시에, 제 1 하프비드(21A)의 단차부분(21Ab)이 반대편 접음부(11A)의 외측이 되도록 적층한다. 또한, 하프비드로 형성한 제 2 비드(41A)를 가지는 링상 판(40A)을 제 1 하프비드(21A)의 선단부분(21Aa)과 제 1 금속판(10A)의 사이에 배치한다. 또, 제 1 금속판(10A)의 반대편 접음부(11A)의 반대측의 부분으로, 하프비드(41A)의 외측 평탄부에 맞닿게 풀비드(12A)를 마련한다.
다음은, 제 3의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷에 관하여 설명한다.
도 4에 보이는 바와 같이, 이 제 3의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1B)은, 제 2의 실시의 형태의 실린더 헤드 개스킷(1A)의 구성에 더하여, 제 1 금속판(10B)과 제 2 금속판(20B)의 사이의 제 3 금속판(30B)에는, 제 1 하프비드(21B)의 단차부분(21Bb)의 외주측에 있어서, 제 3 하프비드(31B)를 마련한다.
이 구성에 의하면, 실린더 헤드 개스킷(1, 1A, 1B)이 강한 압축력을 받은 경에, 링상 판(30, 40A, 40B)의 하프비드(31, 41A, 41B)가 도 5∼도 7에 보이는 바와 같이, 또, 전형적으로는 도 8에 보이는 바와 같이 변형하기 때문에, 링상 판(30, 40A, 40B)의 내주 선단부(30a, 40Aa, 40Ba)가 반대편 접음부(11, 11A, 11B)측에 향해 제 1 금속판(10, 10A, 10B)에 맞닿지 않게 되어, 이 부분에 발생하는 면압이, 도 9에 보이는 바와 같이 변형하는 풀비드의 경우보다도 작아진다. 때문에, 실린더 보어용 구멍(2)의 직근부분에 형성되는 실라인의 면압을 저감할 수 있어, 엔진부재의 실린더 보어 주변에 압흔이 생겨 실성능이 저하하는 것을 방지할 수가 있다.
또, 개스킷의 반대편 접음부 부분의 복원성과 제조성과 내크리프성을 확보하여, 실린더 보어부의 실성능의 레벨업을 도모할 수가 있다.
(실시예)
도 4에 보이는 바와 같이 반대편으로 접음부 내에 하프비드(41B)를 마련한 실시예와, 도 10에 보이는 바와 같이 하프비드의 대신에 풀비드(41X)를 마련한 비교예에 대하여 수치계산에 의한 헤드측 면압분포의 비교를 행하였다.
해석조건으로서는, 실린더 헤드와 실린더 블록 측을 강체로 가정하고, 전굴(全屈)후 1㎛ 까지 강제압축하였다. 이 결과에 의하면, 비드 압축시는, 폴비드의 비교예의 경우는, 도 11에 보이는 바와 같이 풀비드(41X)의 선단부(41Xa)가 튀어 올라 제 1 금속판(10X)에 맞닿게 변형하는데 대하여, 하프비드의 실시예의 경우는, 도 7에 보이는 바와 같이 하프비드(41B)의 선단부(41Ba)가 반대편 접음부를 향해 제 1 금속판(10B)에 맞닿지 않게 변형하고 있음을 알 수 있다. 이 링상 판의 비드의 변형을 전형적으로 보인 것이 도 8과 도 12 이며, 각각, 하프비드의 경우와 풀비드의 경우의 변형을 나타낸다.
그리고, 도 9에 보이는 헤드측의 발생면압의 분포도로부터, 실린더 구멍 직근의 면압이, 실시예에서는 비교예보다 약 10%나 저감돼 있음를 알 수 있다.
본 발명의 실린더 헤드 개스킷에 의하면, 반대편으로 접음부 내에 배치되는 링상 판의 비드를 하프비드로 하였기 때문에, 실린더 구멍의 직근의 주위에 생기는 면압을 저감하여, 엔진부재의 실린더 보아 주변에 압흔이 생겨 실성능이 저하하는 것을 방지할 수가 있다.
또, 이 링상 판의 하프비드에 의해 개스킷의 반대편으로 접음부 부분의 복원성과 내크리프성을 확보할 수 있어, 보어부의 실성능의 레벨업을 도모할 수가 있다.
또한, 하프비드를 가지는 링상 판의 형성 및 배치가 용이하기 때문에, 실린더 헤드 개스킷의 생산이 용이하게 되어 생산성이 향상하는 등의 제조성도 확보할 수가 있다.
Claims (4)
- 실린더 구멍의 주위를 반대편으로 접어 반대편 접음부를 형성한 제 1 금속판에, 제 2 금속판을 적층하는 동시에, 하프비드를 가지는 링상(狀) 판을 상기 제 1금속판의 상기 반대편 접음부 내에 배치한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
- 실린더 구멍의 주위를 반대편으로 접어 반대편 접음부를 형성한 제 1 금속판에, 제 1 하프비드를 가지는 제 2 금속판을 상기 반대편 접음부에 상기 제 1 하프비드의 선단부분이 들어 가게 하는 동시에, 상기 제 1 하프비드의 단차부가 상기 반대편 접음부의 외측이 되도록 적층함과 함께 제 2 하프비드를 가지는 링상 판을 상기 제 1 하프비드의 선단부분과 상기 제 1 금속판의 사이에 배치한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 하프비드의 단차부분의 외주측에 있어서, 상기 제 1 금속판과 상기 제 2 금속판의 사이에 제 3 하프비드를 가지는 제 3 금속판을 마련한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
- 제 1 항∼제 3 항의 어느 1항에 있어서,상기 제 1 금속기판의 반대편 접음부의 반대측의 부분에, 상기 링상 판의 하프비드의 외측 평탄부에 맞닿게 풀비드를 마련한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
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