KR101848185B1 - 푸쉬-로드 아이렛들을 가진 실린더 헤드 개스킷 - Google Patents

푸쉬-로드 아이렛들을 가진 실린더 헤드 개스킷 Download PDF

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페더럴-모걸 엘엘씨
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Abstract

다층 실린더 헤드 개스킷이 제공된다. 실린더 헤드 개스킷은 다수의 금속 층들을 포함하고, 각각의 층들은 적어도 하나의 실린더 보어 개구부 및 적어도 하나의 푸쉬로드 개구부를 포함하는 다수의 개구부들을 갖는다. 각각의 층들은 모서리를 갖는데, 이것은 적어도 하나의 푸쉬로드 개구부를 둘러싸며, 푸쉬로드 개구부들의 층들은 서로 축의 방향으로 정렬된다. 아이렛은 각각의 푸쉬로드 개구부들 내의 축 방향으로 연장하며, 각각의 푸쉬로드 개구부를 통해 연장하는 푸쉬로드를 보호하기 위해 층들의 모서리를 커버링한다.

Description

푸쉬-로드 아이렛들을 가진 실린더 헤드 개스킷{CYLINDER HEAD GASKETS WITH PUSH-ROD EYELETS}
본 출원은 2013년, 7월 15일자에 출원된 미국 가출원 번호 61/833,301호의 이익을 주장하는데, 여기에서 참조로서 포함되어 개시되어 있다.
본 발명은 실린더 헤드 개스킷에 관한 것으로, 더 상세하게는 개스킷의 푸쉬로드 개구부들에 관한 것이다.
실린더 헤드 개스킷들은 내연 기관 내부에 있는 엔진 블록 및 실린더 헤드들 사이에 위치된다. 상기 개스킷들은 최대의 압력을 보장하기 위한 엔진 블록 내의 다수의 실린더들 주위를 밀봉하고 실린더들 내부로 냉각제 및 엔진 오일의 누출을 방지한다. 이러한 개스킷들은 엔진 블록 및 실린더 헤드 사이에서 엔진 냉각제 및 엔진 오일의 흐름에 부응하기 위한 개구부들 및, 실린더들을 위한 개구부들을 갖는다. 많은 경우에 있어서, 실린더 헤드 개스킷들은 또한, 실린더 헤드들 내의 밸브들을 작동하기 위해 사용되는 푸쉬로드들을 위한 개구부들을 갖는다.
오늘날 실린더 헤드 개스킷들은 일반적으로 서로의 꼭대기에 강철의 다층(multiple layers)을 적층(stacking)하므로서 형성된다. 상기 층들은 용접, 리베팅 또는 크림핑(riveting or crimping)과 같은 다양한 방법들로 결합 된다.
많은 실린더 헤드 개스킷들 내의 개구부들은 일반적으로 블랭킹(blanking) 공정에 의해 형성된다. 상기 공정들은 일반적으로 날카로운 모서리를 가진 개구부들이 제공되는데, 이것은 조립 또는 사용 중에, 푸시로드들에게 손상을 일으킬 수도 있다.
본 발명은 전술된 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 푸쉬로드의 손상을 최소화 또는 예방하고, 내연 기관의 조립 중에 안정된 푸쉬로드를 위한 향상된 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명은 푸쉬로드의 손상을 최소화 또는 예방하고, 내연 기관의 조립중에 안정된 푸쉬로드를 위한 향상된 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명은 다층 강철 개스킷 내의 푸쉬로드 개구부들의 날카로운 모서리로부터 푸쉬로드를 보호하기 위한 향상된 방법을 제공한다. 아이렛은 각각의 푸쉬로드 개구부들 내에 제공되는데, 아이렛들은 엔진 환경을 견뎌낼 수 있는 재료로 형성 가능하도록 만들어지며 강철 개스킷 층들을 위해 부착 및 고정 될 수 있다. 설명드린 바와 같이, 아이렛들은 매끈한 둥근 모서리를 가지며 개스킷 층들을 모두 커버하기 위해서 바람직하게는 충분한 축 방향으로 연장된다.
본 발명은 개스킷 개구부들 내의 적절한 위치를 확인하는 동안에, 푸쉬로드들의 손상 및 마모를 방지한다. 아이렛들은 황동, 구리 또는, 형성 강철(formable steel)로 만들어진다. 아이렛들은 역시 플라스틱, 고무, 탄성 중합체의 재료, 또는 다른 내구성이 뛰어난 재료들로 만들 수도 있다. 아이렛들은 개스킷의 층들을 단단히 고정시키는데 도움이 된다. 바람직하게는, 아이렛 재료는 개스킷 및 푸쉬로드들을 형성하는 강철 재료보다 부드럽다.(덜 단단함)
또 다른 실시 예로는, 개스킷의 층들 중 하나를 아이렛속으로 일체시키는데사용되고, 하나 또는 그 이상의 다른 층들을 접는데 사용된다. 접힌 위 부분들은 사용 동안에 푸쉬로드들을 지지하고, 조립을 위한 푸쉬로드를 안내할 수 있는 방사상 모서리들을 만들고, 또한 개스킷 층들을 결합하게 하고 단단하게 한다.
전술된 본 발명은 푸쉬-로드 아이렛들을 가진 실린더 헤드 개스킷은 푸쉬로드의 손상을 최소화 또는 예방하고, 내연 기관의 조립 중에 안정된 푸쉬로드를 위한 향상된 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 특징들은, 도면을 참조하여 하기에 상세히 기술되는 것에 의해 보다 잘 이해 될 것이다.
도 1은, 예시적인 개스킷 부재를 나타낸다.
도 2는, 예시적인 개스킷 부재의 일부분을 확대한 부분 단면도이다.
도 3은, 도 2의 3-3을 따르는 단면도 및 본 발명의 바람직한 실시 예이다.
도 4는, 본 발명의 대안적인 실시 예에 따른 단면도이며,
도 5는, 본 발명의 또 다른 대안적인 실시 예에 따른 단면도를 나타낸다.
도면을 참조하면, 유사 부호들은 각각의 도면에 걸쳐 상응하는 부품들을 나타내는데, 도 1은 대표적인 실린더 헤드 개스킷(10)의 평면도이다. 본 발명은 개스킷(10)의 타입, 형태, 형상 및 구성요소는 예시적이며 단지 푸쉬로드 개구부 아이렛(pushrod opening eyelet) 발명을 설명하기 위해 사용되는 것으로 이해될 것이다. 개스킷 부재 내의 개구부에서 조립되고 위치되는 푸쉬로드들을 보호하고 지지하기 위한 본 발명은 임의의 적합한 개스킷 부재에서 활용될 수 있으며, 여기에서 설명되고 도시된 실린더 헤드 개스킷 또는 특정 실시예들에 한정되지 않는다.
개스킷 부재(gasket member, 10)는 엔진(engine) 내의 실린더 보어(cylinder bores)와 함께 결속(mating)되기 위한 다수의 개구부들(plurality of openings, 12)을 갖는다. 개스킷 부재(10)는 게다가 엔진 냉각제, 오일, 물과 같은 유체의 통로를 위한 많은 개구부들(openings, 14)을 갖는다. 각각의 개구부들(14)은 게다가 누출을 방지하기 위해서 주위에 위치되는 시일링 부재(sealing member, 16)를 갖는다. 일반적으로, 시일링 부재들(16)은 탄성 중합체 시일링 재료(elastomeric sealing material)로 만들며 개스킷 부재(10)의 표면들에 바로 성형 그리고/또는 접착(bonded)되어 제작된다.
상기 개스킷 부재(10)는 게다가 연소실들(미 도시된) 내의 밸브들을 작동하는 푸쉬로드들의 배치(positioning)를 위한 다수의 푸쉬로드 개구부들(plurality of pushrod openings, 20)을 갖는다. 추가적으로는, 다수의 개구부들(plurality of openings, 22)은 엔진 블록(미 도시됨)에 실린더 헤드(미 도시됨)를 체결하기 위한 볼트들과 같은, 체결 부재들(fasteners)로서 제공된다. 개스킷 부재(10)가 실린더 헤드 와 엔진 블록 사이에 최종 위치되어 조립될때, 볼트들 또는 다른 체결 부재들 은 부재들을 서로 타이트하게 고정하기 위해 두 개의 엔진 내에서 대응하는 개구부들을 통해 위치된다.
다른 예시적인 가스킷 부재(30)의 확대된 위치가 도 2에 도시되어 있다. 상기 부분은 실린더 보어(cylinder bore, 32), 실린더 보어 시일링 부재(cylinder bore sealing member, 34), 한 쌍의 푸쉬로드 개구부들(pair of pushrod openings, 40)을 나타낸다. 각각의 푸쉬로드 개구부들(each of the pushrod openings, 40)은 개스킷 부재(30) 내부에 위치되는 아이렛(eyelet, 42)을 갖는다.
도 3은, 도 2의 3-3에 따른 단면도인데, 푸쉬로드 개구부들(40) 및 아이렛(42)을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 개스킷 부재(30)는 다수의 강철 시트 부재층들을 포함하는 다층 개스킷 부재(30)이다. 도 3에서 도시된 실시 예에 따르면, 개스킷 부재(30)는 30A, 30B, 30C, 30D 및 30E로서 참조된 다섯 개의 층들을 갖는다. 상기 개스킷 부재(30)는 1, 3, 5 또는 그 이상과 같이, 임의의 적합한 수의 층들을 가질 수 있는데, 이것은 본 발명에 따라 이해될 것이다. 다층 개스킷 부재(30)의 층들(30A-30E)은 용접(welding), 리베팅(riveting), 또는 크림핑(crimping)과 같은, 임의의 전통적인 방식으로 서로 유지될 수 있게 될수도 있다. 층들(30A-E)의 푸쉬로드 개구부들(40)은 서로 축 방향으로 정렬된다.
도 3을 더 참조하면, 상기 예시적인 개스킷 부재(30)에서, 아이렛 부재(42)는 각각의 푸쉬로드 개구부들(40) 내에 위치된다, 강철 층들(30A-E) 내의 개구부들의 모서리는 날카롭기 때문에, 아이렛 부재(42)는, 푸쉬로드가 엔진 내에 조립될 때 그리고 사용 중에 푸쉬로드들이 개구부 내에서 왕복운동할 때, 손상으로부터 푸쉬로드들(미 도시된)을 보호한다.
아이렛 부재(42)는 푸쉬로드 개구부들 주위에 형성되는 재료로 제작된다. 상기 재료는 황동, 구리와 같이 부드럽게 될 수 있거나, 임의의 형성 가능한 강철 재료(스테인리스 강과 같은)일 수 있다. 상기 아이렛은, 목적을 만족시키는데 사용되기 위해 충분한 내구성이 있으며 엔진 유체에 적합한 임의의 플라스틱, 고무 또는 탄성중합체 재료로 제작될 수 있다. 바람직하게는, 아이렛 부재들(42)은 일반적으로 강철 재료인, 푸쉬로드들을 만들기 위해 사용되는 재료만큼 단단한 재료로 만들어지지 않는다. 비교적 부드러운 아이렛 재료는 푸쉬로드들에 대해 스크레칭(scratching), 자국들(nicks), 및 다른 푸쉬로드들의 손상을 방지한다.
아이렛 부재들(42)은 임의의 기존 방식으로 형성되어 푸쉬로드 개구부들 내에 영구적으로 배치 및 부착될 수 있다. 일반적으로, 일반적으로, 아이렛 부재는 도 3에 도시된 바와 같은 형태로 형성되거나 압축 가공될 수 있다. 게다가, 바람직하게도 아이렛 부재들(42)은 푸쉬로드 개구부들의 전체 축 방향 길이로 연장되며 그런 다음 충분한 거리로 연장되며, 예컨데 개스킷 부재(도3에 도시된 바와 같이)의 상부 및 하부 면들 상에서 부호44로 나타낸다. 아이렛 부재들(42)은 조립 및 사용 중에 푸쉬로드들을 위한 가이드(guide)를 제공하는데, 어떤 방식으로도 푸쉬로드들이 손상되지 않게 한다. 아이렛 부재들(42)은 게다가 개스킷 부재(30)의 다층들(30A-E) 내의 개구부들의 날카로운 모서리들로부터 푸쉬로드들을 보호한다. 아이렛 부재들(42)은 개스킷 부재(30)의 다층들(30A-E)을 서로 단단히 고정시키는데 도움을 준다. 예컨데, 아이렛 부재들(42)은 개스킷 층들을 결합하고 견고하게 유지한다.
도 4 및 5는 본 발명의 또다른 실시 예를 도시한다. 이러한 실시 예에서, 다층 개스킷의 하나 또는 그 이상의 층들이 방사상 모서리(radiused edge)를 만들기 위해 하나 또는 그 이상의 다른 층들의 위에서 접힌다. 이것은 각각의 재료를 사용하지 않고도 아이렛들을 개구부 내에 있게 만든다.
도 4에서, 다층 개스킷(60)은 여섯 개의 층들(60A, 60B, 60C, 60D, 60E, 60F)을 갖는다. 상기 층들은 통례의 방식으로 서로 유지된다. 아이렛 개구부(eyelet opening, 70)는 본 예에서 하나의 층(60E)을 제외한 모든 다른 층들 내에 형성된다. 층(60E) 에서, 개구부는 초기에 형성되지 않는다. 모든 층들(60A-60F)이 결합되어 함께 고정될때, 개구부 (70) 내의 층(60E)의 일부분(60E')은 하나 이상의 형성 단계들(forming steps)에 의해 모서리 보호부(edge protector, 65)로 변형된다. 모서리 보호부(65)는 참조된 도 3에서 전술되고 도시된 동일한 방식으로 아이렛 부재(42)로서 작용한다. 모서리 보호부(65)는 도 3을 참조하여 위에서 설명되었고, 도시된바와 같이 아이렛 부재(42)와 같은 방법으로 작동된다. 모서리 보호부(65)는 푸쉬로드 개구부의 중앙 내에서 푸쉬로드를 유지하고 만약 다른 층들(60A, 60B, 60C, 60D, 60E) 및 층(60F)의 날카로운 모서리들과 접촉 위치로 푸쉬로드가 이동하면 푸쉬로드를 보호한다. 모서리 보호부(65)는 게다가 푸쉬로드를 개구부들 내에서 수동으로 배치하는 경우 조립하는 동안에 푸쉬로드들을 충분히 보호한다.
도 5에 도시된 본 발명의 실시 예는, 도 4의 실시 예와 유사하지만, 돌출 개스킷 층을 반대 방향으로 굽혀서 형성하며 푸쉬로드들에 동일한 각도로 보호되는 것을 제공하지 않는다. 도시된 것처럼, 다층 개스킷(multilayer gasket, 80)은 여섯 개 층들(80A, 80B, 80C, 80D, 80E, 80F)을 갖는다. 층(80E)은 푸쉬로드 개구부(pushrod opening, 90) 안으로 초기에 돌출(80E'로)되며 보호용 모서리(protective edge, 85)로 형성된다. 보호용 모서리(85)는 개구부(90)의 중심 내에 푸쉬로드를 유지하고 층들(80A-80D) 및 층(80F)의 내부 모서리의 접촉으로부터 푸쉬로드를 보호한다.
도 4에 도시된 실시 예뿐 아니라, 도 5에서 도시된 실시 예에서, 층(60E') 및 층(80E')은 푸쉬로드들 보다 덜 단단하고 부드러운 재료로부터 만들어지는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 상기 재료는 황동(brass), 구리(copper), 또는 냉간 압연 강재(cold rolled steel), 또는 다층 개스킷의 부분이 될 수 있는 충분한 내구성 및 충분히 강력한 임의의 다른 재료가 될 수 있다.
분명하게는, 전술한 기술의 관점에서 실시 예를 비추어 볼 때 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 가능하며, 첨부된 청구항의 범위 내에서 구체적으로 설명한 것과는 다른 방식으로 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
10: 개스킷 부재 12: 다수의 개구부들
14: 개구부들의 부재 16: 시일링 부재
20: 다수의 푸쉬로드 개구부들 22: 다수의 개구부들
30: 개스킷 부재 30A: 층
30B: 층 30C: 층
30D: 층 30E: 층
32: 실린더 보어 34: 실린더 보어 시일링 부재
40: 한 쌍의 푸쉬로드 개구부들 42: 아이렛
44: 부호 60: 다층 개스킷
60A: 층 60B: 층
60C: 층 60D: 층
60E: 층 60E': 부분
60F: 층 65: 모서리 보호부
70: 개구부 80: 다층 개스킷
80A: 층 80B: 층
80C: 층 80D: 층
80E: 층 80E': 층
80F: 층 85: 보호용 모서리
90: 푸쉬로드 개구부

Claims (11)

  1. 다층 실린더 헤드 개스킷(multi-layer cylinder head gasket)에 있어서,
    상기 다층 실린더 헤드 개스킷은, 적층된 층으로 이루어지며, 실린더(cylinder)를 위한 적어도 하나의 제 1 개구부(first opening), 유체 흐름(fluid flow)을 위한 적어도 하나의 제 2 개구부(second opening), 및 푸쉬로드(pushrod)를 위한 적어도 하나의 제 3 개구부(third opening)를 갖는 다수의 층들; 및
    반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 사이에서 축 방향으로 연장되는 아이렛(eyelet);을 포함하고,
    상기 아이렛은, 상기 적층된 층들의 적어도 하나의 제 3 개구부 내에 배치되며,
    상기 아이렛은, 상기 아이렛과 푸쉬로드 사이에서 접촉이 발생할 때, 푸쉬로드를 보호하기 위해서 푸쉬로드 재료보다 더 부드럽고, 적층된 층들의 재료보다 더 부드러운 재료로 만들어지고,
    상기 아이렛의 재료는, 금속이며, 상기 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 하나는 상기 적층된 층들의 최상부를 덮거나, 또는 상기 적층된 층들의 최하부를 덮는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이렛 재료는, 황동(brass), 구리(copper), 및 강철(steel) 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 실린더 헤드 개스킷을 형성하는 상기 적층된 층들은, 강철 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  4. 다층 실린더 헤드 개스킷(multi-layer cylinder head gasket)에 있어서,
    상기 다층 실린더 헤드 개스킷은, 개스킷을 형성하는 제 1 재료로 이루어진 다수의 제 1 층들을 가지며, 상기 제 1 층들은 적층되며, 상기 제 1 층들은 다수의 개구부를 가지며, 상기 다수의 개구부 중 적어도 하나는 푸쉬로드 개구부이며,
    개스킷 부재로 형성되고, 상기 다수의 제 1 층들과 적층되는 제 2 재료로 이루어진 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 2 층은, 초기에는 임의의 푸쉬로드 개구부를 갖이 않으며, 상기 제 2 층의 제 2 재료는 상기 다수의 제 1 층들의 제 1 재료보다 부드럽고,
    상기 제 2 층은, 상기 제 1 층의 푸쉬로드 개구부들에서 아이렛으로 형성되고,
    상기 아이렛은, 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 사이에서 축 방향으로 연장됨으로서 상기 제 1 층의 푸쉬로드 개구부들을 통해 연장되는 푸쉬로드와의 접촉을 방지하도록 구성되며,
    상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부 들 중 하나는 상기 적층된 제 1 층들의 최상부를 덮거나, 또는 상기 적층된 제 1 층들의 최하부를 덮는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷(multi-layer cylinder head gasket).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 층들은 강철 재료로 만들어지며, 상기 제 2 층은 푸쉬로드 재료보다 부드러운 제 2 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 재료는 황동, 구리 및 강철 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  7. 다층 실린더 헤드 개스킷에 있어서,
    상기 다층 실린더 헤드 개스킷은, 다수의 적층된 재료층들을 가지며, 상기 적층된 재료층들은 적어도 하나의 실린더 보어 개구부(cylinder bore opening) 및 적어도 하나의 푸쉬로드 개구부(pushrod opening)를 포함하는 다수의 정렬된 세트의 개구들을 구비하고,
    상기 각각의 적층된 재료층들은 적어도 하나의 푸쉬로드 개구부를 둘러싸는 모서리를 가지며,
    반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 사이의 한 세트의 푸쉬로드 개구부들에서 축 방향으로 연장됨으로서 상기 적층된 재료층들의 각각의 모서리들을 커버링(covering)하는 아이렛을 포함하고,
    상기 아이렛은, 상기 다수의 적층된 재료층들보다 부드러운 재료로 만들어지며, 상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 하나는 상기 다수의 적층된 재료층들의 최상부를 덮거나, 또는 상기 다수의 적층된 재료층들의 최하부를 덮는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 아이렛은 황동, 구리 및 강철 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 재료층들은 강철로 만들어지는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 하나는 상기 최상부를 덮고, 상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 다른 하나는 상기 최하부를 덮는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 하나는 상기 최상부를 덮고, 상기 아이렛의 반경 방향 외측으로 벌어진 단부들 중 다른 하나는 상기 최하부를 덮는 것을 특징으로 하는 다층 실린더 헤드 개스킷.
KR1020167001146A 2013-07-15 2014-07-15 푸쉬-로드 아이렛들을 가진 실린더 헤드 개스킷 KR101848185B1 (ko)

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