KR101709917B1 - 중실형 비드를 가진 평탄형 개스킷 - Google Patents
중실형 비드를 가진 평탄형 개스킷 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 금속성 층(2)을 구비한 중실형 비드를 가진 금속성 평탄형 개스킷에 관한 것으로, 상기 금속성 개스킷은 당해 금속성 개스킷의 적어도 하나의 층(2)에 형성된 적어도 하나의 중실형 비드(6)를 포함하고, 상기 중실형 비드(6)는 서로 반대로 놓인 2개의 플랭크(8,10)를 포함한다. 상기 개스킷은 중실형 비드(6)의 원주 방향으로 2개의 플랭크(8,10)들 사이에 서로 이웃한 요홈부 또는 비드 섹션(18,20,22)를 포함하고, 이들은 각각의 경우에서 당해 중실형 비드(6)와 일체인 외형을 형성하며, 당해 중실형 비드(6)에 대해 반대 방향으로 배향되어 있다.
Description
본 발명은 중실형(solid) 비드를 가진 금속성 평탄형 개스킷에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 압축에 대해 보호되는 밀봉 비드를 가진 개스킷에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 금속성 실린더 헤드 개스킷에 관한 것이다.
스토퍼를 구비하거나 구비하지 않은 다양한 평탄형 개스킷이 종래기술로부터 공지되어 있다.
독일 공보 제 10219526 A1 호는 금속성 개스킷의 층에 체크무늬 양각으로 구성된 스토퍼 층을 가진 금속성 개스킷에 관한 것이다.
미국 공보 제 2004/0160017 A1 호는 금속성 개스킷의 층에 하니콤 양각으로 구성된 스토퍼 층을 가진 금속성 개스킷에 관한 것이다.
독일 공보 제 10 2004 061 964 A1 호는 링 세그먼트 형태로 구성된 스토퍼 층을 가진 개스킷에 관한 것으로, 각각의 링 세그먼트는 분리된 층들로 구성되어 있다.
독일 공보 제 10 2006 047 424 호로부터 금속성 층에 파형 양각으로 구성된 파형 변형 제한부가 공지되어 있다.
독일 공보 제 20 121 984 호로부터 금속성 층에 파형 양각으로 구성된 파형 변형 제한부가 공지되어 있으며, 이는 본 명세서에서 웨이브 스토퍼(wave stopper)로 인용되어 있다.
과거에, 웨이브 스토퍼는 특히 밀봉 영역 주위에, 즉 중실형 비드 주위에 또는 중실형 비드 내측에 원형으로 배치된 비드로서 구성되었다. 이 비드들은 폐쇄형 서클 또는 루프를 미리 형성하는데, 종래의 비드들은 1차원으로, 즉 비드의 경로에 수직하게 압축 효과를 제공할 수 있을 뿐이다.
독일 공보 제 10219526 A1 호는 금속성 개스킷의 층에 체크무늬 양각으로 구성된 스토퍼 층을 가진 금속성 개스킷에 관한 것이다.
미국 공보 제 2004/0160017 A1 호는 금속성 개스킷의 층에 하니콤 양각으로 구성된 스토퍼 층을 가진 금속성 개스킷에 관한 것이다.
독일 공보 제 10 2004 061 964 A1 호는 링 세그먼트 형태로 구성된 스토퍼 층을 가진 개스킷에 관한 것으로, 각각의 링 세그먼트는 분리된 층들로 구성되어 있다.
독일 공보 제 10 2006 047 424 호로부터 금속성 층에 파형 양각으로 구성된 파형 변형 제한부가 공지되어 있다.
독일 공보 제 20 121 984 호로부터 금속성 층에 파형 양각으로 구성된 파형 변형 제한부가 공지되어 있으며, 이는 본 명세서에서 웨이브 스토퍼(wave stopper)로 인용되어 있다.
과거에, 웨이브 스토퍼는 특히 밀봉 영역 주위에, 즉 중실형 비드 주위에 또는 중실형 비드 내측에 원형으로 배치된 비드로서 구성되었다. 이 비드들은 폐쇄형 서클 또는 루프를 미리 형성하는데, 종래의 비드들은 1차원으로, 즉 비드의 경로에 수직하게 압축 효과를 제공할 수 있을 뿐이다.
본 발명이 기초한 문제점은 중실형 비드로서 구성된 밀봉 영역의 압축 특성을 개선하는 것이다.
또한, 웨이브 스토퍼를 제조하기 위한 재료가 개스킷의 특성을 손상시키지 않고 더 얇게 구성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 개스킷을 제조할 수 있는 툴의 제조비용을 저감하는 것이 바람직하다.
또한, 웨이브 스토퍼를 제조하기 위한 재료가 개스킷의 특성을 손상시키지 않고 더 얇게 구성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 개스킷을 제조할 수 있는 툴의 제조비용을 저감하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 금속성 평탄형 개스킷은 이용가능한 적어도 하나의 층과 하나의 중실형 비드로 제조된다. 상기 금속성 개스킷은 당해 금속성 개스킷의 상기 적어도 하나의 층에 형성된 적어도 하나의 중실형 비드를 포함한다. 상기 중실형 비드는 서로 반대로 놓인 2개의 플랭크(flank)를 포함한다. 상기 중실형 비드의 2개의 플랭크들 사이에는 상기 중실형 비드의 원주 방향으로 적어도 1열의 이웃한 비드 섹션 또는 요홈부(depressions)가 배치되며, 이들은 각각의 경우에서 당해 중실형 비드와 일체인 외형을 형성하며, 당해 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 배향되어 있다.
상기 이웃한 비드 섹션 또는 요홈부의 열이 상기 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되어 상기 중실형 비드를 지지할 수 있음으로써, 상기 중실형 비드가 완전히 평탄화되는 것이 방지될 수 있다. 상기 이웃한 요홈부 또는 비드 섹션의 열은 부분적으로 또는 대부분 상기 중실형 비드에 대해 평행하게 연장한다. 상기 요홈부들은 중실형 비드에 대해 소위 "카운터 비드(counter-beads)"를 형성한다. 상기 요홈부들은 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되며, 금속성 층에 양각되어 있다. 상기 이웃한 요홈부들의 열은 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되어 당해 중실형 비드의 압축을 제한할 수 있음으로써, 상기 요홈부들은 중실형 비드의 압입 방향으로 당해 중실형 비드의 후면을 지지한다. "요홈부"라는 표현은, 단순히 박층화(thinning of layer)에만 대응하는 양각을 표현하는 것이 아니라, 층의 타측면에 아치모양을 나타나게 하는 요홈을 표현하고자 한 것이다. 특히, "요홈부"라는 표현은 본질적으로 중실형 비드의 단면에 대응하는 단면에서의 시트 금속의 변형을 표현하고자 한 것이다. 따라서, 요홈부들은 예컨대 비드 섹션 또는 점(point) 같은 비드로서 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 2열의 요홈부를 포함한다.
특수한 실시예에서, 상기 요홈부들은 이웃한 열들에서 서로에 대해 평행하게 배치되며, 서로에 대해 엇갈리지(offset) 않는다. 서로에 대해 엇갈리게 배치되지 않은 요홈부들에 의해 압입 툴의 제조비용이 저감될 수 있다.
또한, 이웃한 열들의 요홈부들은 당해 열들을 따라 서로 독립적으로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 이웃한 열들의 요홈부들은 서로에 대해 엇갈리게 배치되며, 이는 중실형 비드의 보다 균일한 지지를 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 3열의 요홈부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 4열의 요홈부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 중실형 비드와 상기 요홈부의 열은 적어도 부분적으로 원호 상에서 연장한다. 또한, 상기 중실형 비드와 상기 요홈부의 열은 동심원을 형성하거나, 동심 원호 상에 놓일 수 있다.
추가의 실시예에서, 원호 상에 배치된 요홈부들은 본질적으로 2°내지 4°사이의 중심점 각도에 대응하는 길이를 갖는다. 이는 요홈부들이 전체 원(full circle)에 걸쳐 약 50 내지 180 개가 배치될 수 있음을 의미한다. 예컨대, 비드 섹션으로 구성될 수 있는 상기 요홈부들은 그들의 폭에 대해 길이가 대략 2배 내지 8배, 바람직하게는 3배 내지 6배, 더 바람직하게는 4배 내지 5배로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 하나의 요홈부 열의 요홈부들은 본질적으로 동일한 폭과 동일한 길이를 갖는다.
본 발명에 따른 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 적어도 2개의 이웃한 요홈부 열은 동일한 갯수의 요홈부를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 일부 요홈부의 플랭크 또는 적어도 일부 요홈부의 플랭크의 영역에 있는 층은 본질적으로 금속성 층과 동일한 두께를 갖는다. 이 실시예에 따르면, 상기 요홈부의 영역에 있는 층의 두께는 본질적으로 일정하게 유지될 것이다. 다른 실시예에 따르면, 상기 중실형 비드의 플랭크의 영역에 있는 층의 두께는 본질적으로 금속성 층의 두께와 동일하게 될 것이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 요홈부들은 단면이 파형(corrugaged)으로 구성되거나, 또는 각각의 경우에서 곡선파(round wave)의 형태로 구성된다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 상기 요홈부들의 적어도 일부는 금속성 층의 두께에 대비하여 그 플랭크의 영역에서 테이퍼져 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 층의 두께는 상기 요홈부의 영역에서 테이퍼져 있을 것이다. 일 실시예에 다르면, 상기 층의 두께는 본질적으로 상기 중실형 비드의 플랭크의 영역에서 테이퍼져 있을 것이며, 따라서 상기 층의 두께 내에 놓이게 된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 요홈부들은 단면이 사다리꼴이다. 사다리꼴 비드의 경우에서, 상기 요홈부들의 테이퍼링(tapering) 및/또는 상기 중실형 비드의 플랭크의 테이퍼링은 전단 양각(shearing embossment)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 요홈부들의 테이퍼 및/또는 상기 중실형 비드의 플랭크의 테이퍼를 변화시킴으로써, 그 특성이 평탄형 개스킷의 사용 조건에 적합하게 될 수 있다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에 따르면, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 상기 중실형 비드와 상기 적어도 하나의 요홈부 열에 의해 둘러싸인 연소실 개구와 같은 적어도 하나의 관통구를 포함한다.
또한, 오일 또는 가스 또는 진공과 같은 유체가 충진된 챔버를 밀봉하기 위해 상기 평탄형 개스킷을 사용할 수도 있다. 개스킷이 오직 홀의 밀폐재만으로 사용될 수도 있기 때문에, 상기 관통구는 본 발명에 따른 개스킷의 본원 발명에 따른 효과를 위해 필수적인 것은 아니다. 이 경우에서, 오직 단일의 밀봉면만 밀봉되면 되기 때문에, 필요하다면, 관통구가 없는 개스킷이 더 양호한 밀봉을 제공할 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 중실형 비드의 플랭크들 사이에 배치되지 않은 적어도 하나의 추가적인 요홈부 열을 더 포함한다. 이 영역들에서, 전후 좌우로 나란하게 배치된 복수의 요홈부들이 본질적으로 평행하게 연장하는 복수의 라인을 따라 배치되어 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 서로에 대해 각각 엇갈리게 배치될 수 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 각각 서로에 대해 엇갈리지 않고 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 요홈부들은 금속성 평탄형 개스킷의 층의 영역을 채울 수 있으며, 이는 이론적으로 임의의 형상일 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 요홈부들은 적선으로 구성될 수 있으며, 곡선 또는 원호를 따라 접선방향으로 배치될 수 있다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 예시적인 실시예에서, 제 1 원호를 따라 연장하는 제 1 요홈부 열 상의 적어도 하나의 미리결정된 원형 섹터에 요홈부가 배치되지 않는다. 또한, 이 실시예에서, 제 1 원호와는 상이한 반경을 가진 제 2 동심 원호를 따라 연장하는 제 2 요홈부 열 상의 적어도 제 2 원형 섹터에 요홈부들이 배치되며, 이에 따라 상기 제 1 원호 상에는 요홈부가 배치되지 않는다. 또한, 이 실시예에서, 상기 제 2 동심 원호 상에 놓인 제 2 요홈부 열 상의 적어도 하나의 원형 섹터에는 요홈부가 배치되지 않는 반면, 상기 제 1 원호 상의 이 섹터에는 요홈부들이 배치된다.
이 실시예는 오직 섹터에서만 연장하는 복수의 원호형 섹션을 통해 예컨대 연소실 볼록부 및 그에 대응하는 중실형 비드의 볼록부와 같은 원형상으로부터의 편차를 보상하기에 적합하다. 이는 예컨대 열로 배열된 요홈부들의 원이 연소실 볼록부에 의해 중단되는 영역에서, 중단된 섹터에서 연장하는 추가적인 원호가 제공되어, 상기 중실형 비드의 폭이 요홈부들로 균일하게 채워짐으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 요홈부들은 상기 중실형 비드의 임의의 경로 또는 임의의 형태에 적합하게 개조될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에서, 상기 관통구에 볼록부가 제공되며, 상기 중실형 비드는 이 볼록부 주위로 연장한다. 이 실시예에서, 요홈부 열이 위에 배치된 적어도 하나의 원호가 중실형 비드의 볼록부의 영역의 당해 (적어도 하나의) 볼록부에서 중단된다. 이러한 (적어도 하나의) 원호 부재(不在)와 이 영역에서의 요홈부 부재는 원호 상에 놓이며 중실형 비드 외부에서 당해 중실형 비드의 외측 볼록부에 추가적으로 배치된 (적어도 하나의) 요홈부 열에 의해 보상된다. 따라서, 이는 협부(narrower regions)에 의해 요홈부의 효과가 그 기능면에서 약화되는 것을 방지한다.
또한, 예컨대 중실형 비드의 플랭크에서의 로드 피크(load peaks)를 피하기 위해, 이웃한 열들 간에 또는 1열 내에서 요홈부들의 높이, 폭 및 길이를 변화시킬 수 도 있다.
다른 예시적 실시예에서, 상기 요홈부들은 점 같은 비드 또는 요홈부, Y자형, X자형, V자형, 십자형, 성형(star shaped) 또는 삼각형, 직사각형, 5각형 또는 6각형 요홈부 또는 환형 비드로서 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 내연 기관용 실린더 헤드 개스킷이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 양각/압인 툴이 전술한 바와 같은 금속성 평탄형 개스킷의 제조를 위해 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 양각/압인 툴은 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 적어도 하나의 층에 전술한 바와 같은 중실형 비드 및 적어도 하나의 요홈부 열을 제공할 수 있도록 구성된다. 바람직하게, 상기 툴에는 관통구를 찍어내는 구조가 또한 제공되어, 금속성 평탄형 개스킷의 층에 밀봉 비드를 인쇄, 압인 또는 양각할 수 있다.
본 발명에 따른 금속성 개스킷의 다양한 실시예들과 종래 기술의 비교를 통하여, 본 발명을 첨부도면에 나타내었다.
상기 이웃한 비드 섹션 또는 요홈부의 열이 상기 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되어 상기 중실형 비드를 지지할 수 있음으로써, 상기 중실형 비드가 완전히 평탄화되는 것이 방지될 수 있다. 상기 이웃한 요홈부 또는 비드 섹션의 열은 부분적으로 또는 대부분 상기 중실형 비드에 대해 평행하게 연장한다. 상기 요홈부들은 중실형 비드에 대해 소위 "카운터 비드(counter-beads)"를 형성한다. 상기 요홈부들은 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되며, 금속성 층에 양각되어 있다. 상기 이웃한 요홈부들의 열은 중실형 비드에 대해 반대 방향으로 연장되어 당해 중실형 비드의 압축을 제한할 수 있음으로써, 상기 요홈부들은 중실형 비드의 압입 방향으로 당해 중실형 비드의 후면을 지지한다. "요홈부"라는 표현은, 단순히 박층화(thinning of layer)에만 대응하는 양각을 표현하는 것이 아니라, 층의 타측면에 아치모양을 나타나게 하는 요홈을 표현하고자 한 것이다. 특히, "요홈부"라는 표현은 본질적으로 중실형 비드의 단면에 대응하는 단면에서의 시트 금속의 변형을 표현하고자 한 것이다. 따라서, 요홈부들은 예컨대 비드 섹션 또는 점(point) 같은 비드로서 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 2열의 요홈부를 포함한다.
특수한 실시예에서, 상기 요홈부들은 이웃한 열들에서 서로에 대해 평행하게 배치되며, 서로에 대해 엇갈리지(offset) 않는다. 서로에 대해 엇갈리게 배치되지 않은 요홈부들에 의해 압입 툴의 제조비용이 저감될 수 있다.
또한, 이웃한 열들의 요홈부들은 당해 열들을 따라 서로 독립적으로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 이웃한 열들의 요홈부들은 서로에 대해 엇갈리게 배치되며, 이는 중실형 비드의 보다 균일한 지지를 가능하게 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 3열의 요홈부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 개스킷은 평행하게 연장된 이웃한 4열의 요홈부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 중실형 비드와 상기 요홈부의 열은 적어도 부분적으로 원호 상에서 연장한다. 또한, 상기 중실형 비드와 상기 요홈부의 열은 동심원을 형성하거나, 동심 원호 상에 놓일 수 있다.
추가의 실시예에서, 원호 상에 배치된 요홈부들은 본질적으로 2°내지 4°사이의 중심점 각도에 대응하는 길이를 갖는다. 이는 요홈부들이 전체 원(full circle)에 걸쳐 약 50 내지 180 개가 배치될 수 있음을 의미한다. 예컨대, 비드 섹션으로 구성될 수 있는 상기 요홈부들은 그들의 폭에 대해 길이가 대략 2배 내지 8배, 바람직하게는 3배 내지 6배, 더 바람직하게는 4배 내지 5배로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 하나의 요홈부 열의 요홈부들은 본질적으로 동일한 폭과 동일한 길이를 갖는다.
본 발명에 따른 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 적어도 2개의 이웃한 요홈부 열은 동일한 갯수의 요홈부를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 일부 요홈부의 플랭크 또는 적어도 일부 요홈부의 플랭크의 영역에 있는 층은 본질적으로 금속성 층과 동일한 두께를 갖는다. 이 실시예에 따르면, 상기 요홈부의 영역에 있는 층의 두께는 본질적으로 일정하게 유지될 것이다. 다른 실시예에 따르면, 상기 중실형 비드의 플랭크의 영역에 있는 층의 두께는 본질적으로 금속성 층의 두께와 동일하게 될 것이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 요홈부들은 단면이 파형(corrugaged)으로 구성되거나, 또는 각각의 경우에서 곡선파(round wave)의 형태로 구성된다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에서, 상기 요홈부들의 적어도 일부는 금속성 층의 두께에 대비하여 그 플랭크의 영역에서 테이퍼져 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 층의 두께는 상기 요홈부의 영역에서 테이퍼져 있을 것이다. 일 실시예에 다르면, 상기 층의 두께는 본질적으로 상기 중실형 비드의 플랭크의 영역에서 테이퍼져 있을 것이며, 따라서 상기 층의 두께 내에 놓이게 된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 요홈부들은 단면이 사다리꼴이다. 사다리꼴 비드의 경우에서, 상기 요홈부들의 테이퍼링(tapering) 및/또는 상기 중실형 비드의 플랭크의 테이퍼링은 전단 양각(shearing embossment)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 요홈부들의 테이퍼 및/또는 상기 중실형 비드의 플랭크의 테이퍼를 변화시킴으로써, 그 특성이 평탄형 개스킷의 사용 조건에 적합하게 될 수 있다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 실시예에 따르면, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 상기 중실형 비드와 상기 적어도 하나의 요홈부 열에 의해 둘러싸인 연소실 개구와 같은 적어도 하나의 관통구를 포함한다.
또한, 오일 또는 가스 또는 진공과 같은 유체가 충진된 챔버를 밀봉하기 위해 상기 평탄형 개스킷을 사용할 수도 있다. 개스킷이 오직 홀의 밀폐재만으로 사용될 수도 있기 때문에, 상기 관통구는 본 발명에 따른 개스킷의 본원 발명에 따른 효과를 위해 필수적인 것은 아니다. 이 경우에서, 오직 단일의 밀봉면만 밀봉되면 되기 때문에, 필요하다면, 관통구가 없는 개스킷이 더 양호한 밀봉을 제공할 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 중실형 비드의 플랭크들 사이에 배치되지 않은 적어도 하나의 추가적인 요홈부 열을 더 포함한다. 이 영역들에서, 전후 좌우로 나란하게 배치된 복수의 요홈부들이 본질적으로 평행하게 연장하는 복수의 라인을 따라 배치되어 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 서로에 대해 각각 엇갈리게 배치될 수 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 각각 서로에 대해 엇갈리지 않고 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 요홈부들은 금속성 평탄형 개스킷의 층의 영역을 채울 수 있으며, 이는 이론적으로 임의의 형상일 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 요홈부들은 적선으로 구성될 수 있으며, 곡선 또는 원호를 따라 접선방향으로 배치될 수 있다.
상기 금속성 평탄형 개스킷의 다른 예시적인 실시예에서, 제 1 원호를 따라 연장하는 제 1 요홈부 열 상의 적어도 하나의 미리결정된 원형 섹터에 요홈부가 배치되지 않는다. 또한, 이 실시예에서, 제 1 원호와는 상이한 반경을 가진 제 2 동심 원호를 따라 연장하는 제 2 요홈부 열 상의 적어도 제 2 원형 섹터에 요홈부들이 배치되며, 이에 따라 상기 제 1 원호 상에는 요홈부가 배치되지 않는다. 또한, 이 실시예에서, 상기 제 2 동심 원호 상에 놓인 제 2 요홈부 열 상의 적어도 하나의 원형 섹터에는 요홈부가 배치되지 않는 반면, 상기 제 1 원호 상의 이 섹터에는 요홈부들이 배치된다.
이 실시예는 오직 섹터에서만 연장하는 복수의 원호형 섹션을 통해 예컨대 연소실 볼록부 및 그에 대응하는 중실형 비드의 볼록부와 같은 원형상으로부터의 편차를 보상하기에 적합하다. 이는 예컨대 열로 배열된 요홈부들의 원이 연소실 볼록부에 의해 중단되는 영역에서, 중단된 섹터에서 연장하는 추가적인 원호가 제공되어, 상기 중실형 비드의 폭이 요홈부들로 균일하게 채워짐으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 요홈부들은 상기 중실형 비드의 임의의 경로 또는 임의의 형태에 적합하게 개조될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적 실시예에서, 상기 관통구에 볼록부가 제공되며, 상기 중실형 비드는 이 볼록부 주위로 연장한다. 이 실시예에서, 요홈부 열이 위에 배치된 적어도 하나의 원호가 중실형 비드의 볼록부의 영역의 당해 (적어도 하나의) 볼록부에서 중단된다. 이러한 (적어도 하나의) 원호 부재(不在)와 이 영역에서의 요홈부 부재는 원호 상에 놓이며 중실형 비드 외부에서 당해 중실형 비드의 외측 볼록부에 추가적으로 배치된 (적어도 하나의) 요홈부 열에 의해 보상된다. 따라서, 이는 협부(narrower regions)에 의해 요홈부의 효과가 그 기능면에서 약화되는 것을 방지한다.
또한, 예컨대 중실형 비드의 플랭크에서의 로드 피크(load peaks)를 피하기 위해, 이웃한 열들 간에 또는 1열 내에서 요홈부들의 높이, 폭 및 길이를 변화시킬 수 도 있다.
다른 예시적 실시예에서, 상기 요홈부들은 점 같은 비드 또는 요홈부, Y자형, X자형, V자형, 십자형, 성형(star shaped) 또는 삼각형, 직사각형, 5각형 또는 6각형 요홈부 또는 환형 비드로서 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 금속성 평탄형 개스킷은 내연 기관용 실린더 헤드 개스킷이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 양각/압인 툴이 전술한 바와 같은 금속성 평탄형 개스킷의 제조를 위해 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 양각/압인 툴은 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 적어도 하나의 층에 전술한 바와 같은 중실형 비드 및 적어도 하나의 요홈부 열을 제공할 수 있도록 구성된다. 바람직하게, 상기 툴에는 관통구를 찍어내는 구조가 또한 제공되어, 금속성 평탄형 개스킷의 층에 밀봉 비드를 인쇄, 압인 또는 양각할 수 있다.
본 발명에 따른 금속성 개스킷의 다양한 실시예들과 종래 기술의 비교를 통하여, 본 발명을 첨부도면에 나타내었다.
도 1은 종래 기술로부터 공지된 바와 같은 스토퍼와 밀봉 영역을 가진 종래의 실린더 헤드 개스킷의 실시예의 세부를 도시한 도면이고,
도 2는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 세부를 도시한 도면이며,
도 3a, 도 3aa, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 다양한 도면들이고,
도 4a 내지 도 4d는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 다른 실시예를 도시한 다양한 도면들이며,
도 5는 비드 섹션으로서 구성된 3열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 세부를 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면으로서, 연소실 볼록부와 중실형 비드의 볼록부 및 상기 중실형 비드의 볼록부를 보상하는 비드 섹션의 배열을 도시한 도면이며,
도 7a 내지 도 7c는 중실형 비드를 지지하는 비드 섹션 형태의 요홈부 배열을 가진 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이고,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에서의 요홈부 배열과, 여러 가지 가능한 실시예를 도시한 도면이며,
도 9a 및 도 9b는 요홈부들이 상이한 폭 및/또는 상이한 높이를 가진 비드 섹션들로서 구성된 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이고,
도 10a 및 도 10b는, 연소실을 밀봉하는 비드 또는 연소실로부터 멀리 떨어진 측면에서 개스킷의 압축을 또한 제한하기 위해, 연소실 개구의 "배후지(hinterland)"에 요홈부가 추가적으로 제공된 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 세부를 도시한 도면이며,
도 3a, 도 3aa, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 다양한 도면들이고,
도 4a 내지 도 4d는 비드 섹션으로서 구성된 2열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 다른 실시예를 도시한 다양한 도면들이며,
도 5는 비드 섹션으로서 구성된 3열의 요홈부에 의해 지지된 중실형 비드를 가진 본 발명에 따른 개스킷의 세부를 도시한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면으로서, 연소실 볼록부와 중실형 비드의 볼록부 및 상기 중실형 비드의 볼록부를 보상하는 비드 섹션의 배열을 도시한 도면이며,
도 7a 내지 도 7c는 중실형 비드를 지지하는 비드 섹션 형태의 요홈부 배열을 가진 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이고,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에서의 요홈부 배열과, 여러 가지 가능한 실시예를 도시한 도면이며,
도 9a 및 도 9b는 요홈부들이 상이한 폭 및/또는 상이한 높이를 가진 비드 섹션들로서 구성된 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이고,
도 10a 및 도 10b는, 연소실을 밀봉하는 비드 또는 연소실로부터 멀리 떨어진 측면에서 개스킷의 압축을 또한 제한하기 위해, 연소실 개구의 "배후지(hinterland)"에 요홈부가 추가적으로 제공된 본 발명에 따른 개스킷의 실시예를 도시한 도면이다.
도 1은 내연 기관을 위한 밀봉 영역(3)과 압축 제한부 또는 스토퍼(5)를 가진 종래의 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시하고 있다. 스토퍼(5)와 밀봉 영역(3)은 연소실 개구 에지(4)의 주위로 연장하며 각각 원을 형성하는데, 이는 선반에서 제작될 수 있는 툴(tool)의 제조를 단순화한다.
도 2는 층(layer)(2)과 중실형 비드(6)로서 구성된 밀봉 요소를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시하고 있다. 중실형 비드(6)는 연소실 개구 주위의 연소실 개구 에지(4)를 따라 연장한다. 중실형 비드(6)는 내측 플랭크(flank)(8)와 외측 플랭크(10)를 포함한다. 비드의 플랭크(8,10) 사이에는 비드 섹션으로서 구성된 2열(12,14)의 요홈부(18,20)가 도시되어 있으며, 이들은 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)와 더불어 중실형 비드(6)를 지지한다. 요홈부 사이의 영역으로 유체가 통과할 수 있기 때문에, 요홈부(18,20)들은 밀봉에 기여할 수 없다. 각각의 요홈부(18,20)들은 열(12,14)에서 서로에 대해 엇갈려 배치된다.
도 3a는 내연 기관을 위한 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 나타낸 사시도이다. 도 3a에서 중실형 비드는 하방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 그들의 후면이 비드의 기부에서 상방으로 융기되어 있다. 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3aa은 본질적으로 도 3a의 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 도시하고 있으며, 여기서 중실형 비드는 하방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 도 3a에서와 같이, 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 그들의 후면이 비드의 기부에서 볼록부로서 상방으로 융기되어 있다. 또한, 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3a와 비교하면, 도 3aa에서 외측열(20)의 요홈부들(또는 개스킷의 후면에 도시된 각각의 융기부)은 높이가 서로 다르며, 즉, 도면의 상부 가장자리에서는 융기부가 작지만 도면의 하부 가장자리에서는 요홈부의 깊이가 더 깊어진다. 또한, 내측열(18)의 요홈부들(또는 개스킷의 후면에 도시된 각각의 융기부)도 높이가 서로 다르다. 즉, 내측열에는 큰 요홈부(또는 융기부)와 평탄한 요홈부(또는 융기부)가 교대로 배치되어 있다. 도면에 도시된 다른 실시예들의 각각의 요홈부 열에 이러한 두가지 원리가 적용될 수 있음이 명백하다. 특히, 서로 다른 열에는 높이, 평탄도 또는 깊이가 상이한 요홈부를 구성하는 것으로 규정한다.
도 3b는 다른 측면에서 본 도 3a의 개스킷의 세부를 도시하고 있다. 중실형 비드(6)는 층(2)에 배치된다. 도 3b에서, 중실형 비드(6)는 상방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 융기부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들이 당해 비드의 후면에 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터 내측 요홈부(18)가 외측 요홈부(20)에 의해 중첩되어 있는 영역을 통해 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장한다.
도 3d는 도 3a 및 도 3b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 요홈부(18)가 연장된 영역을 통해서 그리고 외측 요홈부(20)들 사이의 영역(23)애서, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장하며, 이때 상기 단면이 외측 요홈부(20)들 사이의 영역을 따라 취해진 것이기 때문에 상기 외측 요홈부들은 도시되지 않았다.
도 3a 내지 도 3d에서, 중실형 비드(6)는 사다리꼴의 중실형 비드로서 구성되어 있으며, 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)들은 층(2)의 두께에 비해 감소된 두께 또는 재료 두께를 갖는다. 따라서, 중실형 비드(6)의 플랭크들은 층(2)의 두께에 대해 테이퍼져 있다. 도 3a 내지 도 3d에서 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들도 사다리꼴로 구성되어 있으며, 요홈부(18,20)의 플랭크(8,10)들은 층(2)의 두께에 비해 감소된 두께 또는 재료 두께를 갖는다. 따라서, 요홈부(18,20)의 플랭크들은 층(2)의 두께에 대해 테이퍼져 있다.
도 4a는 내연 기관을 위한 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 나타낸 사시도이다. 도 4a에서 중실형 비드(6)는 층(2)에서 연장하여 하방을 향하고 있다. 중실형 비드는 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들은 비드의 기부에서 상방으로 융기되어 있다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다. 도 4a에서, 내측열과 외측열의 각각의 요홈부(18,20)들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있지 않고, 평행하게 또는 동일평면상에 또는 동일한 반경방향으로 배치되어 있다.
도 4b는 다른 측면에서 본 도 4a에서와 같은 개스킷의 세부를 도시하고 있으며, 내측열과 외측열의 각각의 요홈부(18,20)들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있다. 도 4b에서, 중실형 비드(6)는 층(2)에 배치되어 상방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 융기부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들이 당해 비드의 후면에 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 통해 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18)가 외측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(20)와 중첩되어 있는 영역을 통해, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장한다.
도 4d는 도 4a 및 도 4b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 통해서 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18)가 연장된 영역을 통해서 그리고 외측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(20)들 사이의 영역(23)에서, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장하며, 이때 상기 단면이 외측 요홈부(20)들 사이의 영역을 따라 취해진 것이기 때문에 상기 외측 요홈부(20)들은 도시되지 않았다.
도 4a 내지 도 4d에서, 중실형 비드(6)는 곡선 파형(round corrugated)의 중실형 비드로서 구성되며, 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)들은 본질적으로 층(2)의 두께에 대응하는 두께를 갖는다. 그러나, 중실형 비드(6)의 플랭크들이 층(2)의 두께에 대해 테이퍼지도록 구성될 수도 있다. 도 4a 내지 도 4d에서, 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들도 파형으로 구성되며, 요홈부(18,20)들의 플랭크의 두께는 본질적으로 층(2)의 두께에 대응한다. 또한, 요홈부(18,20)들의 플랭크가 층(2)의 두께에 대해 테이퍼지도록 구성할 수도 있다.
예컨대 중실형 비드(6)의 내측 플랭크(10)가 도 3d에서와 같이 각지게 구성되도록, 그리고 외측 플랭크(8)가 도 4c에서와 같이 곡선으로 구성되도록, 또는 그 역으로 구성되도록, 본 발명의 평탄형 개스킷이 구성될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 또한, 전술한 중실형 비드들중 하나에서 사다리꼴 요홈부와 곡선형 요홈부의 조합도 가능하다. 요홈부(18,20)들의 열에서 곡선형 요홈부와 테이퍼형 요홈부가 교대로 사용될 수도 있다. 또한, 하나의 열에서 테이퍼진 플랭크와 테이퍼지지 않은 플랭크를 가진 요홈부들을 서로 이웃되게 하여 사용할 수도 있다.
도 5는 플랭크(8,10)와 본 발명에 따른 중실형 비드(6)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 중실형 비드(6)의 후면에는 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)가 배치되며, 이들은 비드 섹션으로서 구성되어 서로에 대해 그리고 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 또한, 상기 비드는 단지 1열 또는 2열의 요홈부를 가진 중실형 비드보다 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)에 의해 더 양호하게 지지되기 때문에 본 실시예의 결과로서 더 큰 부하를 견딜 수 있다.
도 6은 플랭크(8,10)와 본 발명에 따른 중실형 비드(6)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 연소실 개구와 그에 따른 연소실 개구 에지(4)도 연소실 볼록부(42)를 포함한다. 플랭크(8,10)와 함께 중실형 비드(6)는 본질적으로 연소실 볼록부(42) 주위의 연소실 개구 에지(4)에 대해 평행하게 연장한다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부도 중실형 비드의 경로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 도 6에서, 비드 섹션의 열(12,14)은 원호 상에 배치되며, 상기 원호는 연소실 볼록부 주위로 연장하지 않고 당해 연소실 볼록부(42) 앞에서 끝난다. 상기 연소실 볼록부(42)의 영역에서, 동심 원호 상에 배치된 요홈부(18,20)들은 동심 원호 상에 배치된 추가의 요홈부(22)에 의해 계속되며, 각각의 경우에서, 이 추가의 요홈부는 동심 원호 상에 배치된 상기 요홈부들이 연소실 볼록부(42)에 의해 중단되는 섹션에서 연장한다.
상기 요홈부(18,20,22)들이 배치되어 있는 동심 원호들에 대해 연소실 챔버 외측으로부터 순차적으로 번호를 부여하면, 제 1 동심 원호 상에 배치된 요홈부(18)들은 제 3 동심 원호 상에 배치된 요홈부(22)들에 의해 계속된다. 이와 동일한 방식으로, 제 2 동심 원호 상에 배치된 요홈부(20)들은 제 4 동심 원호 상에 배치된 요홈부(22)들에 의해 계속된다. 이러한 구성의 결과로서, 상응하게 배치된 요홈부(18,20,22)에 의해 중실형 비드(6)의 임의의 경로 형태가 채워질 수 있으며, 이 요홈부들은 평행선 상에서 중실형 비드(6)의 경로를 따라 동심 원호 상에 도 3 또는 도 5에서와 같이 배치되어 있다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 중실형 비드(6)와 그 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 도 7a에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 1열(14)의 요홈부(20)가 배치되며, 이는 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예에서, 상기 비드는 요홈부의 열을 갖지 않은 중실형 비드보다 더 큰 부하를 견딜 수 있는데, 이는 1열(14)의 요홈부(20)에 의해 용이하게 지지되기 때문이다.
도 7b에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 2열(12,16)의 요홈부(18,22)가 배치되며, 이들은 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예의 결과로서, 상기 비드는 도 7a의 중실형 비드보다 2열(12,16)의 요홈부(18,20)에 의해 더 견고하게 지지되기 때문에 도 7a에 도시된 실시예보다 더 큰 부하를 견딜 수 있다.
도 7c에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)가 배치되며, 이들은 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예의 결과로서, 상기 비드는 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예보다 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)에 의해 훨씬 더 견고하게 지지되기 때문에 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예보다 더 큰 부하를 견딜 수 있다. 도시된 실시예에서, 비드 섹션들은 서로에 대해 평행하게 배치되며, 서로에 대해 엇갈리지 않는다.
도 8a 내지 도 8d는 각각 중실형 비드(6)와 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 도시한 평면도이다.
도 8a에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 중실형 비드(6)에 평행하게 연장하고 삼각형으로서 구성된 2열(12,16)의 요홈부(100)가 배치된다. 외측열(16)의 삼각형 요홈부(100)의 꼭지점은 내측을 향하고 있고, 내측열(12)의 삼각형 요홈부(100)의 꼭지점은 외측을 향하고 있다. 따라서, 비세장형(non-elongated) 요홈부(100)들이 2열의 평행한 요홈부를 형성하며, 이들은 서로 인접하여 배열되므로 단일 열의 요홈부로서 간주될 수도 있다.
도 8b는 본질적으로 도 8a에 대응하지만, 요홈부들이 삼각형이 아닌 Y자형 비드(102)를 형성한다는 점에서 차이가 있다. 각각의 경우에서, Y자형 비드(102)의 교차점만을 고려하면, 서로에 대해 엇갈리게 배치된 2열의 비세장형 요홈부(100)들이 융기되어 있다. 그러나, 각각의 경우에서, 대부분 서로 중첩되어 있는 각각의 열의 Y자형 비드(102)들의 내외측 경계만을 고려하면, 단지 1열의 Y자형 비드로만 보는 것도 가능하다.
도 8c는 본질적으로 도 8a 및 도 8b에 대응하는 것을 도시하고 있다. 삼각형 요홈부(100) 및 Y자형 비드(102)와는 대조적으로, 요홈부들이 5각형(104)을 형성하고 있다. 각각의 경우에서, 비세장형 5각형은 꼭지점으로 내측 및 외측을 번갈아 향하고 있다. 2열(12,16)의 5각형 요홈부(104)들은 명확하게 서로로부터 분리되어 있다. 각각의 경우에서, 5각형 요홈부(104)들은 다른 열의 대응하는 요홈부들에 대해 엇갈리지 않게 배치되어 있다. 중실형 비드를 더 균일하게 채우기 위해, 규칙적으로 형성되지 않은 5각형 요홈부들을 사용하는 것도 가능하다.
도 8d는 각각의 경우에서 요홈부의 열을 구성할 수 있는 여러가지 요홈부 형상의 조합을 도시하고 있다. 내외측열(12,16)은 5각형 요홈부(104), 6각형 요홈부(106), 직사각형 요홈부(108), 정사각형 요홈부(110)와 아울러 사다리꼴 요홈부(112) 및 마름모꼴 요홈부(114)를 연속적으로 포함하고 있다. 열(12,16)들은 8각형 요홈부(116), 원형 요홈부 또는 점 같은 비드(118), 십자형 비드(120), 삼각형 요홈부(100), 원형 요홈부 또는 환형 비드(121)와 아울러 반달형 요홈부 및 반달형 비드(124)를 더 포함하고 있다. 상기 2열(12,16)도 여기서 명확하게 서로로부터 분리되어 있다. 각각의 요홈부 열이 전술한 요홈부들중 오직 하나의 유형만을 포함할 수도 있음이 명백하다. 예를 들어, 요홈부의 내측열을 환형 요홈부 또는 환형 비드(121)로 형성하고, 요홈부의 외측열을 점 같은 비드(118)로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 도시된 바와 같이, 예컨대, 점 같은 비드로부터 8각형 요홈부를 거쳐 환형 비드(121)로 변화되도록 하기 위해 1열의 요홈부 내에 서로 다른 종류 및 크기의 요홈부를 선택하는 것도 가능하다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 2개의 서로 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 중실형 비드(6)와 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 중실형 비드(6)는, 예컨대, 멀티 실린더 엔진의 연소실 개구들 사이의 실린더 헤드 개스킷의 경우에서 필요한 바와 같이, 도시된 영역에서 더 좁게 구성되어 있다. 중실형 비드(6)는 협부(narrow region)를 포함하며, 상기 협부에서 외측 플랭크(10)는 내측 플랭크(8) 방향을 따른 원형상에서 벗어나게 된다. 내측 플랭크는 본질적으로 연소실 볼록부(42) 주위의 연소실 개구 에지(4)에 대해 평행하게 연장한다. 내측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되고 그리고 중실형 비드(6)의 내측 플랭크(8)에 대해 평행하게 연장한다. 요홈부의 외측열은 대부분 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)에 대해 평행하게 연장하지만, 상기 협부에 못미쳐서 끝난다. 상기 요홈부의 외측열은 상기 협부의 섹터에서 중단된다.
도 9a에서, 내측열과 외측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되어 있다. 2열들은 각각 넓은 요홈부(300)와 좁은 요홈부(302)를 교대로 포함하고 있다. 내측열과 외측열의 요홈부들은 서로에 대해 평행하게 연장하며, 서로에 대해 엇갈려 있지 않다.
도 9b에서, 내측열과 외측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되어 있다. 내측열의 요홈부들은 오직 넓은 요홈부(300)들만을 포함하고 있다. 외측열의 요홈부들은 오직 좁은 요홈부(302)들만을 포함하고 있다. 또한, 내측열과 외측열의 요홈부들은 도 9b에서 서로에 대해 평행하게 정렬되어 있으며, 즉, 이들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있지 않고, 실린더 중심점에 봤을 때 중첩되어 있다.
중실형 비드의 지지력은 이 디자인이 의도한 바대로 제어될 수 있다. 특히, 중실형 비드(6)의 소정의 지지력을 얻기 위해, 요홈부의 폭 또는 길이와 함께 요홈부의 높이 또는 깊이를 변화시킬 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 중실형 비드(6)와 그 플랭크들을 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시하고 있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예들은 중실형 비드의 플랭크들 사이에 배치되어 있지 않은 적어도 1열의 요홈부를 추가적으로 포함한다.
도 10a에 도시된 개스킷은 본질적으로 도 7c에 도시된 바와 같은 개스킷에 대응하며, 이때 2열(10,16)의 요홈부(18,22)에 의해 중실형 비드가 지지되어 있다. 또한, 도 10a에는 1열(200)의 요홈부(202)가 배치되어 있으나, 이는 다른 방향을 향하고 있으며, 여기서 중실형 비드의 후면을 지지하지 않고 중실형 비드의 기부가 상방으로 벗어나지 않게 기부를 지지하고 있다. 요홈부(18,22)들은 개스킷의 층을 지지하기 위해 개스킷의 층으로 압입되며, 상기 요홈부들은 중실형 비드가 형성되는 방향에 대해 반대 방향으로 압입되어 있다. 요홈부(202)들은 개스킷의 층을 지지하기 위해 개스킷의 층으로 압입되며, 상기 요홈부들은 중실형 비드가 형성되는 방향에 대해 반대 방향으로 압입되어 있다. 요홈부(202)들은 중실형 비드(6)의 플랭크(10)의 기부에 대해 반대 방향으로 추가적인 지지력을 제공하기 위해 중실형 비드(6)와 동일한 방향으로 압입되거나 형성된다.
도 10b는 "배후지 스토퍼(hinterland stopper)"가 추가적으로 제공된 도 10a로부터의 개스킷의 더 큰 세부를 도시하고 있다. 도 10b에서, 중실형 비드(6)의 플랭크들 사이에 배치되지 않은 추가의 요홈부(202)의 열(200)들이 개스킷 상에 배치되어 있다. 영역(204)에서, 전후 좌우로 나란하게 배치된 복수의 요홈부(202)들이 본질적으로 평행하게 연장하는 복수의 라인(200)을 따라 배치되어 있다. 영역(204)은 하프 비드(half bead)로 둘러싸일 수 있으며, 예를 들어, 2개의 볼트공(210) 사이에서 연장된다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 서로에 대해 엇갈리지 않고 도시된 바와 같이 각각 평행하게 배치될 수 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 각각 서로에 대해 엇갈리게 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 요홈부들은 금속성 평탄형 개스킷의 층의 영역을 채울 수 있으며, 이는 이론적으로 임의의 형상일 수 있다. 또한, 요홈부(202)의 열(200)들을 곡선을 따라 배치할 수도 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 개스킷들은 선반에서 대부분 제조될 수 있는 툴로 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 10b의 특징들의 모든 조합도 개시된 것으로 간주되어야 한다는 것을 지적하고자 한다.
도 2는 층(layer)(2)과 중실형 비드(6)로서 구성된 밀봉 요소를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시하고 있다. 중실형 비드(6)는 연소실 개구 주위의 연소실 개구 에지(4)를 따라 연장한다. 중실형 비드(6)는 내측 플랭크(flank)(8)와 외측 플랭크(10)를 포함한다. 비드의 플랭크(8,10) 사이에는 비드 섹션으로서 구성된 2열(12,14)의 요홈부(18,20)가 도시되어 있으며, 이들은 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)와 더불어 중실형 비드(6)를 지지한다. 요홈부 사이의 영역으로 유체가 통과할 수 있기 때문에, 요홈부(18,20)들은 밀봉에 기여할 수 없다. 각각의 요홈부(18,20)들은 열(12,14)에서 서로에 대해 엇갈려 배치된다.
도 3a는 내연 기관을 위한 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 나타낸 사시도이다. 도 3a에서 중실형 비드는 하방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 그들의 후면이 비드의 기부에서 상방으로 융기되어 있다. 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3aa은 본질적으로 도 3a의 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 도시하고 있으며, 여기서 중실형 비드는 하방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 도 3a에서와 같이, 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 그들의 후면이 비드의 기부에서 볼록부로서 상방으로 융기되어 있다. 또한, 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3a와 비교하면, 도 3aa에서 외측열(20)의 요홈부들(또는 개스킷의 후면에 도시된 각각의 융기부)은 높이가 서로 다르며, 즉, 도면의 상부 가장자리에서는 융기부가 작지만 도면의 하부 가장자리에서는 요홈부의 깊이가 더 깊어진다. 또한, 내측열(18)의 요홈부들(또는 개스킷의 후면에 도시된 각각의 융기부)도 높이가 서로 다르다. 즉, 내측열에는 큰 요홈부(또는 융기부)와 평탄한 요홈부(또는 융기부)가 교대로 배치되어 있다. 도면에 도시된 다른 실시예들의 각각의 요홈부 열에 이러한 두가지 원리가 적용될 수 있음이 명백하다. 특히, 서로 다른 열에는 높이, 평탄도 또는 깊이가 상이한 요홈부를 구성하는 것으로 규정한다.
도 3b는 다른 측면에서 본 도 3a의 개스킷의 세부를 도시하고 있다. 중실형 비드(6)는 층(2)에 배치된다. 도 3b에서, 중실형 비드(6)는 상방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 융기부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들이 당해 비드의 후면에 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 참조번호 24는 개스킷의 가능한 경계 또는 개스킷의 밀봉 영역의 가능한 경계를 표시한다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터 내측 요홈부(18)가 외측 요홈부(20)에 의해 중첩되어 있는 영역을 통해 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장한다.
도 3d는 도 3a 및 도 3b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 요홈부(18)가 연장된 영역을 통해서 그리고 외측 요홈부(20)들 사이의 영역(23)애서, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장하며, 이때 상기 단면이 외측 요홈부(20)들 사이의 영역을 따라 취해진 것이기 때문에 상기 외측 요홈부들은 도시되지 않았다.
도 3a 내지 도 3d에서, 중실형 비드(6)는 사다리꼴의 중실형 비드로서 구성되어 있으며, 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)들은 층(2)의 두께에 비해 감소된 두께 또는 재료 두께를 갖는다. 따라서, 중실형 비드(6)의 플랭크들은 층(2)의 두께에 대해 테이퍼져 있다. 도 3a 내지 도 3d에서 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들도 사다리꼴로 구성되어 있으며, 요홈부(18,20)의 플랭크(8,10)들은 층(2)의 두께에 비해 감소된 두께 또는 재료 두께를 갖는다. 따라서, 요홈부(18,20)의 플랭크들은 층(2)의 두께에 대해 테이퍼져 있다.
도 4a는 내연 기관을 위한 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 나타낸 사시도이다. 도 4a에서 중실형 비드(6)는 층(2)에서 연장하여 하방을 향하고 있다. 중실형 비드는 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들은 비드의 기부에서 상방으로 융기되어 있다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다. 도 4a에서, 내측열과 외측열의 각각의 요홈부(18,20)들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있지 않고, 평행하게 또는 동일평면상에 또는 동일한 반경방향으로 배치되어 있다.
도 4b는 다른 측면에서 본 도 4a에서와 같은 개스킷의 세부를 도시하고 있으며, 내측열과 외측열의 각각의 요홈부(18,20)들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있다. 도 4b에서, 중실형 비드(6)는 층(2)에 배치되어 상방을 향하고 있으며, 당해 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8) 사이의 융기부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들은 각각 요홈부(18)의 내측열과 요홈부(20)의 외측열을 형성하며, 이들이 당해 비드의 후면에 요홈부로서 도시되어 있음을 알 수 있다. 중실형 비드(6)의 내측에서, 연소실 개구 에지(4)가 연소실 개구 주위로 연장한다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 통해 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18)가 외측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(20)와 중첩되어 있는 영역을 통해, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장한다.
도 4d는 도 4a 및 도 4b로부터의 중실형 비드(6)의 층(2)을 통해서 도시한 단면도이다. 중실형 비드(6)는 외측 플랭크(10)와 내측 플랭크(8)와 함께 금속 층(2)에서 볼 수 있다. 단면은, 연소실 개구를 둘러싸고 있는 연소실 개구 에지(4)로부터, 내측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18)가 연장된 영역을 통해서 그리고 외측 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(20)들 사이의 영역(23)에서, 상기 연소실 개구에 대해 방사상으로 연장하며, 이때 상기 단면이 외측 요홈부(20)들 사이의 영역을 따라 취해진 것이기 때문에 상기 외측 요홈부(20)들은 도시되지 않았다.
도 4a 내지 도 4d에서, 중실형 비드(6)는 곡선 파형(round corrugated)의 중실형 비드로서 구성되며, 중실형 비드(6)의 플랭크(8,10)들은 본질적으로 층(2)의 두께에 대응하는 두께를 갖는다. 그러나, 중실형 비드(6)의 플랭크들이 층(2)의 두께에 대해 테이퍼지도록 구성될 수도 있다. 도 4a 내지 도 4d에서, 비드 섹션으로서 구성된 요홈부(18,20)들도 파형으로 구성되며, 요홈부(18,20)들의 플랭크의 두께는 본질적으로 층(2)의 두께에 대응한다. 또한, 요홈부(18,20)들의 플랭크가 층(2)의 두께에 대해 테이퍼지도록 구성할 수도 있다.
예컨대 중실형 비드(6)의 내측 플랭크(10)가 도 3d에서와 같이 각지게 구성되도록, 그리고 외측 플랭크(8)가 도 4c에서와 같이 곡선으로 구성되도록, 또는 그 역으로 구성되도록, 본 발명의 평탄형 개스킷이 구성될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 또한, 전술한 중실형 비드들중 하나에서 사다리꼴 요홈부와 곡선형 요홈부의 조합도 가능하다. 요홈부(18,20)들의 열에서 곡선형 요홈부와 테이퍼형 요홈부가 교대로 사용될 수도 있다. 또한, 하나의 열에서 테이퍼진 플랭크와 테이퍼지지 않은 플랭크를 가진 요홈부들을 서로 이웃되게 하여 사용할 수도 있다.
도 5는 플랭크(8,10)와 본 발명에 따른 중실형 비드(6)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 중실형 비드(6)의 후면에는 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)가 배치되며, 이들은 비드 섹션으로서 구성되어 서로에 대해 그리고 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 또한, 상기 비드는 단지 1열 또는 2열의 요홈부를 가진 중실형 비드보다 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)에 의해 더 양호하게 지지되기 때문에 본 실시예의 결과로서 더 큰 부하를 견딜 수 있다.
도 6은 플랭크(8,10)와 본 발명에 따른 중실형 비드(6)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 연소실 개구와 그에 따른 연소실 개구 에지(4)도 연소실 볼록부(42)를 포함한다. 플랭크(8,10)와 함께 중실형 비드(6)는 본질적으로 연소실 볼록부(42) 주위의 연소실 개구 에지(4)에 대해 평행하게 연장한다. 비드 섹션으로서 구성된 요홈부도 중실형 비드의 경로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 도 6에서, 비드 섹션의 열(12,14)은 원호 상에 배치되며, 상기 원호는 연소실 볼록부 주위로 연장하지 않고 당해 연소실 볼록부(42) 앞에서 끝난다. 상기 연소실 볼록부(42)의 영역에서, 동심 원호 상에 배치된 요홈부(18,20)들은 동심 원호 상에 배치된 추가의 요홈부(22)에 의해 계속되며, 각각의 경우에서, 이 추가의 요홈부는 동심 원호 상에 배치된 상기 요홈부들이 연소실 볼록부(42)에 의해 중단되는 섹션에서 연장한다.
상기 요홈부(18,20,22)들이 배치되어 있는 동심 원호들에 대해 연소실 챔버 외측으로부터 순차적으로 번호를 부여하면, 제 1 동심 원호 상에 배치된 요홈부(18)들은 제 3 동심 원호 상에 배치된 요홈부(22)들에 의해 계속된다. 이와 동일한 방식으로, 제 2 동심 원호 상에 배치된 요홈부(20)들은 제 4 동심 원호 상에 배치된 요홈부(22)들에 의해 계속된다. 이러한 구성의 결과로서, 상응하게 배치된 요홈부(18,20,22)에 의해 중실형 비드(6)의 임의의 경로 형태가 채워질 수 있으며, 이 요홈부들은 평행선 상에서 중실형 비드(6)의 경로를 따라 동심 원호 상에 도 3 또는 도 5에서와 같이 배치되어 있다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 중실형 비드(6)와 그 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 도 7a에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 1열(14)의 요홈부(20)가 배치되며, 이는 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예에서, 상기 비드는 요홈부의 열을 갖지 않은 중실형 비드보다 더 큰 부하를 견딜 수 있는데, 이는 1열(14)의 요홈부(20)에 의해 용이하게 지지되기 때문이다.
도 7b에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 2열(12,16)의 요홈부(18,22)가 배치되며, 이들은 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예의 결과로서, 상기 비드는 도 7a의 중실형 비드보다 2열(12,16)의 요홈부(18,20)에 의해 더 견고하게 지지되기 때문에 도 7a에 도시된 실시예보다 더 큰 부하를 견딜 수 있다.
도 7c에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 비드 섹션으로서 구성된 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)가 배치되며, 이들은 중실형 비드(6)에 대해 평행하게 연장한다. 본 실시예의 결과로서, 상기 비드는 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예보다 3열(12,14,16)의 요홈부(18,20,22)에 의해 훨씬 더 견고하게 지지되기 때문에 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예보다 더 큰 부하를 견딜 수 있다. 도시된 실시예에서, 비드 섹션들은 서로에 대해 평행하게 배치되며, 서로에 대해 엇갈리지 않는다.
도 8a 내지 도 8d는 각각 중실형 비드(6)와 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 실린더 헤드 개스킷의 세부를 도시한 평면도이다.
도 8a에서, 중실형 비드(6)의 후면에는 중실형 비드(6)에 평행하게 연장하고 삼각형으로서 구성된 2열(12,16)의 요홈부(100)가 배치된다. 외측열(16)의 삼각형 요홈부(100)의 꼭지점은 내측을 향하고 있고, 내측열(12)의 삼각형 요홈부(100)의 꼭지점은 외측을 향하고 있다. 따라서, 비세장형(non-elongated) 요홈부(100)들이 2열의 평행한 요홈부를 형성하며, 이들은 서로 인접하여 배열되므로 단일 열의 요홈부로서 간주될 수도 있다.
도 8b는 본질적으로 도 8a에 대응하지만, 요홈부들이 삼각형이 아닌 Y자형 비드(102)를 형성한다는 점에서 차이가 있다. 각각의 경우에서, Y자형 비드(102)의 교차점만을 고려하면, 서로에 대해 엇갈리게 배치된 2열의 비세장형 요홈부(100)들이 융기되어 있다. 그러나, 각각의 경우에서, 대부분 서로 중첩되어 있는 각각의 열의 Y자형 비드(102)들의 내외측 경계만을 고려하면, 단지 1열의 Y자형 비드로만 보는 것도 가능하다.
도 8c는 본질적으로 도 8a 및 도 8b에 대응하는 것을 도시하고 있다. 삼각형 요홈부(100) 및 Y자형 비드(102)와는 대조적으로, 요홈부들이 5각형(104)을 형성하고 있다. 각각의 경우에서, 비세장형 5각형은 꼭지점으로 내측 및 외측을 번갈아 향하고 있다. 2열(12,16)의 5각형 요홈부(104)들은 명확하게 서로로부터 분리되어 있다. 각각의 경우에서, 5각형 요홈부(104)들은 다른 열의 대응하는 요홈부들에 대해 엇갈리지 않게 배치되어 있다. 중실형 비드를 더 균일하게 채우기 위해, 규칙적으로 형성되지 않은 5각형 요홈부들을 사용하는 것도 가능하다.
도 8d는 각각의 경우에서 요홈부의 열을 구성할 수 있는 여러가지 요홈부 형상의 조합을 도시하고 있다. 내외측열(12,16)은 5각형 요홈부(104), 6각형 요홈부(106), 직사각형 요홈부(108), 정사각형 요홈부(110)와 아울러 사다리꼴 요홈부(112) 및 마름모꼴 요홈부(114)를 연속적으로 포함하고 있다. 열(12,16)들은 8각형 요홈부(116), 원형 요홈부 또는 점 같은 비드(118), 십자형 비드(120), 삼각형 요홈부(100), 원형 요홈부 또는 환형 비드(121)와 아울러 반달형 요홈부 및 반달형 비드(124)를 더 포함하고 있다. 상기 2열(12,16)도 여기서 명확하게 서로로부터 분리되어 있다. 각각의 요홈부 열이 전술한 요홈부들중 오직 하나의 유형만을 포함할 수도 있음이 명백하다. 예를 들어, 요홈부의 내측열을 환형 요홈부 또는 환형 비드(121)로 형성하고, 요홈부의 외측열을 점 같은 비드(118)로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 도시된 바와 같이, 예컨대, 점 같은 비드로부터 8각형 요홈부를 거쳐 환형 비드(121)로 변화되도록 하기 위해 1열의 요홈부 내에 서로 다른 종류 및 크기의 요홈부를 선택하는 것도 가능하다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 따른 평탄형 개스킷의 2개의 서로 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 중실형 비드(6)와 플랭크(8,10)를 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시한 평면도이다. 중실형 비드(6)는, 예컨대, 멀티 실린더 엔진의 연소실 개구들 사이의 실린더 헤드 개스킷의 경우에서 필요한 바와 같이, 도시된 영역에서 더 좁게 구성되어 있다. 중실형 비드(6)는 협부(narrow region)를 포함하며, 상기 협부에서 외측 플랭크(10)는 내측 플랭크(8) 방향을 따른 원형상에서 벗어나게 된다. 내측 플랭크는 본질적으로 연소실 볼록부(42) 주위의 연소실 개구 에지(4)에 대해 평행하게 연장한다. 내측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되고 그리고 중실형 비드(6)의 내측 플랭크(8)에 대해 평행하게 연장한다. 요홈부의 외측열은 대부분 중실형 비드(6)의 외측 플랭크(10)에 대해 평행하게 연장하지만, 상기 협부에 못미쳐서 끝난다. 상기 요홈부의 외측열은 상기 협부의 섹터에서 중단된다.
도 9a에서, 내측열과 외측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되어 있다. 2열들은 각각 넓은 요홈부(300)와 좁은 요홈부(302)를 교대로 포함하고 있다. 내측열과 외측열의 요홈부들은 서로에 대해 평행하게 연장하며, 서로에 대해 엇갈려 있지 않다.
도 9b에서, 내측열과 외측열의 요홈부들은 비드 섹션으로서 구성되어 있다. 내측열의 요홈부들은 오직 넓은 요홈부(300)들만을 포함하고 있다. 외측열의 요홈부들은 오직 좁은 요홈부(302)들만을 포함하고 있다. 또한, 내측열과 외측열의 요홈부들은 도 9b에서 서로에 대해 평행하게 정렬되어 있으며, 즉, 이들은 서로에 대해 엇갈려 배치되어 있지 않고, 실린더 중심점에 봤을 때 중첩되어 있다.
중실형 비드의 지지력은 이 디자인이 의도한 바대로 제어될 수 있다. 특히, 중실형 비드(6)의 소정의 지지력을 얻기 위해, 요홈부의 폭 또는 길이와 함께 요홈부의 높이 또는 깊이를 변화시킬 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 중실형 비드(6)와 그 플랭크들을 가진 본 발명에 따른 평탄형 개스킷(실린더 헤드 개스킷)의 세부를 도시하고 있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 실시예들은 중실형 비드의 플랭크들 사이에 배치되어 있지 않은 적어도 1열의 요홈부를 추가적으로 포함한다.
도 10a에 도시된 개스킷은 본질적으로 도 7c에 도시된 바와 같은 개스킷에 대응하며, 이때 2열(10,16)의 요홈부(18,22)에 의해 중실형 비드가 지지되어 있다. 또한, 도 10a에는 1열(200)의 요홈부(202)가 배치되어 있으나, 이는 다른 방향을 향하고 있으며, 여기서 중실형 비드의 후면을 지지하지 않고 중실형 비드의 기부가 상방으로 벗어나지 않게 기부를 지지하고 있다. 요홈부(18,22)들은 개스킷의 층을 지지하기 위해 개스킷의 층으로 압입되며, 상기 요홈부들은 중실형 비드가 형성되는 방향에 대해 반대 방향으로 압입되어 있다. 요홈부(202)들은 개스킷의 층을 지지하기 위해 개스킷의 층으로 압입되며, 상기 요홈부들은 중실형 비드가 형성되는 방향에 대해 반대 방향으로 압입되어 있다. 요홈부(202)들은 중실형 비드(6)의 플랭크(10)의 기부에 대해 반대 방향으로 추가적인 지지력을 제공하기 위해 중실형 비드(6)와 동일한 방향으로 압입되거나 형성된다.
도 10b는 "배후지 스토퍼(hinterland stopper)"가 추가적으로 제공된 도 10a로부터의 개스킷의 더 큰 세부를 도시하고 있다. 도 10b에서, 중실형 비드(6)의 플랭크들 사이에 배치되지 않은 추가의 요홈부(202)의 열(200)들이 개스킷 상에 배치되어 있다. 영역(204)에서, 전후 좌우로 나란하게 배치된 복수의 요홈부(202)들이 본질적으로 평행하게 연장하는 복수의 라인(200)을 따라 배치되어 있다. 영역(204)은 하프 비드(half bead)로 둘러싸일 수 있으며, 예를 들어, 2개의 볼트공(210) 사이에서 연장된다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 서로에 대해 엇갈리지 않고 도시된 바와 같이 각각 평행하게 배치될 수 있다. 이웃한 라인들 상의 요홈부는 각각 서로에 대해 엇갈리게 배치될 수 있다. 따라서, 각각의 요홈부들은 금속성 평탄형 개스킷의 층의 영역을 채울 수 있으며, 이는 이론적으로 임의의 형상일 수 있다. 또한, 요홈부(202)의 열(200)들을 곡선을 따라 배치할 수도 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 개스킷들은 선반에서 대부분 제조될 수 있는 툴로 제조될 수 있다.
도 2 내지 도 10b의 특징들의 모든 조합도 개시된 것으로 간주되어야 한다는 것을 지적하고자 한다.
Claims (15)
- 하나 이상의 금속성 층(2)을 구비하고 중실형 비드(bead)를 가진 금속성 평탄형 개스킷(gasket)으로서,
상기 금속성 개스킷은 당해 금속성 개스킷의 하나 이상의 층(2)에 형성된 하나 이상의 중실형 비드(6)를 포함하고, 상기 중실형 비드(6)는 서로 반대로 놓인 2개의 플랭크(flank)(8,10)를 포함하며,
상기 개스킷은, 중실형 비드(6)의 원주 방향으로 2개의 플랭크(8,10)들 사이에, 서로 이웃하며 하나 이상의 금속성 층에 양각되어 있는, 비드 섹션들(18,20,22)의 하나 이상의 열(12,14,16)을 포함하고, 상기 비드 섹션들은 각각의 경우에 상기 층의 일측면에 오목부를 형성하며 상기 층의 타측면에 볼록부를 형성하고, 상기 비드 섹션들(18,20,22)은 각각 상기 중실형 비드(6)와 일체인 외형(integral contour)을 형성하며, 상기 비드 섹션들(18,20,22)의 볼록부는 상기 중실형 비드(6)의 볼록부에 대해 반대 방향으로 배향되어 있고,
상기 중실형 비드가 완전히 평탄화되는 것이 방지될 수 있도록 상기 비드 섹션들(18,20,22)이 상기 중실형 비드를 지지하고,
상기 개스킷은, 평행하게 연장된, 비드 섹션(18,20,22)들의 2개의 이웃한 열(12,14,16)을 포함하며,
상기 비드 섹션들(20)은 열(14)에 배치되며, 이웃한 열(12,16) 내의 비드 섹션들(18,22)에 대해 엇갈리게(offset) 배치되는,
금속성 평탄형 개스킷.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 중실형 비드(6)와 상기 비드 섹션들(18,20,22)의 열들(12,14,16)은 원호 상에서 적어도 부분적으로 연장하는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 5 항에 있어서,
원호 상에 배치된 상기 비드 섹션(18,20,22)들이 2°내지 4°의 중심점 각도(centre-point)에 대응하는 길이를 갖는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 비드 섹션들(18,20,22)의 열 내에 있는 비드 섹션(18,20,22)들의 높이, 폭 또는 높이 및 폭이 상기 열을 따라 변화하는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 비드 섹션(18,20,22)들은 단면(cross-section)이 주름형(corrugated)인,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 비드 섹션(18,20,22)들은, 금속성 층의 두께에 대비하여, 상기 비드 섹션들의 플랭크의 영역에서 테이퍼져(tapered) 있는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 비드 섹션(18,20,22)들은 단면이 사다리꼴인(trapezoidal),
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 중실형 비드(6)와 하나 이상의 비드 섹션(18,20,22) 열에 의해 둘러싸인 하나 이상의 관통구(through-hole)를 더 포함하는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 중실형 비드의 플랭크들 사이에 배치되지 않은 하나 이상의 추가적인 비드 섹션(200,202) 열을 포함하는,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 비드 섹션들이 점-형상(point-like) 비드, Y자형, X자형, V자형, 십자형, 성형(star shaped) 또는 삼각형, 직사각형, 5각형 또는 6각형 비드 섹션들로서 구성된,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속성 평탄형 개스킷이 실린더 헤드 개스킷인,
금속성 평탄형 개스킷. - 제 1 항에 따른 중실형 비드를 가진 금속성 평탄형 개스킷을 제조하기 위한 압인(pressing) 또는 양각(embossing) 툴.
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