KR200221092Y1

KR200221092Y1 - 실린더 헤드 개스킷

Info

Publication number: KR200221092Y1
Application number: KR2020000032720U
Authority: KR
Inventors: 성태경
Original assignee: 극동가스케트공업주식회사
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2001-04-16

Abstract

본 고안은 개스킷에 형성되는 실링 비드 형상 제작 과정에서 클린칭이 동시에 이루어지는 실린더 헤드 개스킷에 관한 것으로 금속판의 일단에 피어싱 공정(piercing process)으로 칼집을 내고, 그 주위로 접어 세움 공정(burring process)으로 부시 형상을 만들어 접어 세우며, 접어 겹침 공정(curling process) 및 평압 공정(flatting process)으로 복수의 금속판을 클린칭(clinching)하는 클린칭부가 마련되어 별도의 부품 소요와 별도의 공정을 배제함으로써 경제적이고 생산성 향상을 이룰 수 있다.

Description

실린더 헤드 개스킷{CYLINDER HEAD GASKET}

본 고안은 실린더 헤드 개스킷에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개스킷에 형성되는 실링 비드 형상 제작 과정에서 클린칭이 동시에 이루질 수 있는 실린더 헤드 개스킷에 관한 것이다.

세계적으로 요구되는 환경 규제를 고려해 배기가스가 적게 배출되고 낮은 연료 소비율, 고출력의 차량 개발이 대두되고 있으며, 최근들어 고성능의 소형엔진이 실용화되기에 이르렀다.

이에 내연기관의 연소가스, 냉각수 및 오일을 동시에 실링해야 하며, 고출력에 따른 실링 기능이 강화된 실린더 해드 개스킷(이하 개스킷이라 약칭함)개발이 필연적이다.

종래에도 저공해 엔진 및 소형 엔진에 적용될 목적으로 개발된 개스킷은 주로 복수의 얇은 금속판이 결합된 구조로 제안되어 있다.

한편, 각 부분의 실링 기능이 포함된 복수의 얇은 금속판을 클린칭하는 종래 기술로는 리벳에 의한 방법과 용접에 의한 방법이 주로 사용되고 있다.

전자인 리벳에 의한 방법은 각 부분 실링 기능이 포함된 복수의 금속판에 세팅홀을 만들고 복수의 금속판을 세팅 홀에 잘 맞도록 지그를 제작하고, 그 지그 위에 복수의 금속판을 적층하고 나서, 리벳을 끼워서 클린칭 하는 방법으로 별도의 부품(리벳) 소요 및 리벳 공정으로 인한 생산성이 저하되는 방법이다.

후자인 용접 방법은 별도의 용접 지그와 용접기가 필요하고 용접 공정을 거쳐야 클린칭(clinching)이 되며, 용접에 의한 기능 부위의 열변형을 고려해야 하는 단점이 있는 방법이다.

따라서 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개스킷에 형성되는 실링 비드 형상 제작 과정에서 클린칭이 동시에 이루어져 별도의 부품 소요와 별도의 공정을 배제함으로써 경제적이고 생산성 향상을 이룰 수 있는 실린더 헤드 개스킷을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은 복수의 얇은 금속판이 적층되며, 복수의 얇은 금속판 중 하나 이상의 금속판에 실린더 구멍, 냉각수 구멍 및 오일 구멍이 형성되며, 각각의 구멍 주위에 실링 비드 형상이 구비되는 실린더 헤드 개스킷에 있어서, 상기 금속판의 일단에 피어싱 공정(piercing process)으로 칼집을 내고, 그 주위로 접어 세움 공정(burring process)으로 부시 형상을 만들어 접어 세우며, 접어 겹침 공정(curling process) 및 평압 공정(flatting process)으로 복수의 금속판을 클린칭(clinching)하는 클린칭부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도1은 본 고안에 따른 클린칭부가 구비된 실린더 헤드 개스킷을 도시한 평면도,

도2a 내지 도 2d는 본 고안에 따른 클린칭부 제조 공정을 도시한 평면도 및 단면도,

도3a 내지 도3f는 본 고안에 따른 클린칭부의 부시 형상을 만들기 위한 피어싱 공정의 형상을 나타내고 접어 세움 공정에서 사용되는 펀치의 형상을 단면형상으로 나열한 개략 단면도들,

도4 내지 도 6은 본 고안에 따른 클린칭부의 서로 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

SB : 실링 비드 M : 금속판

10 : 클린칭부 11 : 칼집

12 : 펀치 13 : 절곡면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 클린칭부가 구비된 실린더 헤드 개스킷을 도시한 평면도로서, 통상적으로 개스킷용 금속판(M)에 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho)이 형성되며, 각각의 구멍 주위에 실링 비드(SB ; sealing bead) 형상이 마련되어 있으며, 본 고안의 특징적인 구성으로 클린칭부(10)가 금속판(M)의 일단에 구비되어 있다. 통상적으로 복수의 금속판(M)을 겹쳐서 만든 개스킷의 실링 비드(SB)는 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho) 등의 주위에 접어 세움 공정으로 부시 형상을 만들고, 접어 겹침 공정으로 여러 매의 금속판을 결속시키고, 평압 공정으로 평탄하게 하는 단계를 거쳐 형성된다.

본 고안에 따른 클린칭부(10)는 앞서 설명한 실링 비드(SB)를 제작하는 공정과 동시에 이루어진다. 즉, 다수의 금속판(M) 중 실링 비드(SB)가 형성될 금속판(M)의 가장자리 일단에 다수의 클린칭부(10)가 형성된다.

도2a 내지 도 2d는 본 고안에 따른 클린칭부 제조 공정을 도시한 평면도 및 단면도로서, 본 고안에 따른 클린칭부(10)는 먼저, 금속판(M)에 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho) 등을 형성하는 피어싱 공정 시 피어싱 금형에 클린칭 형성부를 추가하여 클린칭부(10)가 형성될 위치에 가 절단된 칼집(11)과 펀치(12)의 형상이 형성되도록 한다.

도 2a에 도시된 클린칭부(10)의 가 절단된 칼집(11) 모양은 가로와 세로 방향으로 그어진 모양을 이루며, 펀치(12) 형상은 원형을 이루는 것을 예시한 것이다. 여기서, 은선으로 도시된 부분은 클린칭부(10)의 금속판(M)이 최종적으로 접혀진 절곡면(13)의 상태를 이상적으로 도시한 것이다.

도 2b는 클린칭부(10)에 칼집(11) 모양 및 펀치(12) 형상이 완료된 상태의 금속판(M)을 접어 세움 공정(burring process)으로 부시 형상(20)을 이룬 상태를 도시한 것이다. 즉, 원형의 평단면을 갖는 펀치봉을 클린칭부(10)에 정렬시켜 가압하면 펀치봉에 의해 가절단된 칼집(11) 모양이 찢겨져 나가면서 수직방향으로 절곡된다. 이와 같은 접어 세움 공정은 앞서 설명한 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho) 주변에 실링 비드(SB)를 형성하기 위해 접어 세움 공정을 실시할 때 동시에 이루어진다.

그런 다음, 부시 형상이 형성된 금속판(M)에 미리 부시 형상에 삽입될 수 있도록 구멍이 형성된 다른 금속판(Ma, Mb)이 적층된다. 예시도면에서는 3매로 구성된 개스킷을 도시한 것으로, 중판(Ma), 하판(Mb) 등이 부시 형상(20)이 형성된 금속판(M)(상판) 하부에 적층된다.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 접어 겹칩 공정(curling process)을 통해 부시 형상(20)을 양방향으로 최대한 절곡시킨다. 접어 겹침 공정은 꼭지점이 절단된 원뿔 형상을 갖는 펀치를 이용해 부시 형상(20) 내경부에 하부로부터 상부로 삽입함에 따라 부시 형상(20)이 접어 겹쳐질 수 있다. 이와 같은 접어 겹침 공정 또한 앞서 설명한 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho) 주변에 실링 비드(SB)를 형성하기 위해 접어 겹침 공정을 실시할 때 동시에 이루어진다.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 평압 공정(flatting process)을 통해 부시 형상이 완전히 바깥쪽으로 절곡되면서 절곡면(13)이 중판(Ma) 및 하판(Mb)을 밀착시켜 클린칭이 완성된다. 이와 같은 평압 공정 또한, 앞서 설명한 실린더 구멍(Hc), 냉각수 구멍(Hw) 및 오일 구멍(Ho) 주변에 실링 비드(SB)를 형성하기 위해 평압 공정을 실시할 때 동시에 이루어진다.

한편, 도3a 내지 도 3f는 본 고안에 따른 클린칭부(10)의 부시 형상을 만들기 위한 피어싱 공정의 칼집(11) 모양을 나타내고 접어 세움 공정에서 사용되는 펀치(12)의 형상을 단면형상으로 나열한 개략 단면도들이다.

본 고안에 따르면, 개스킷을 구성하는 금속판(M)의 매수와 클린칭 방법에 따라 이와 같은 칼집(11) 모양 및 펀치(12)의 형상은 유용하게 변형 실시되는 것이 바람직하다.

일단, 도 3a는 세로방향으로 칼집(11a) 모양이 형성되고, 원형으로 펀치(12a) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13a)이 은선으로 도시된 것처럼 양쪽으로 벌어져 밀착되는 형상을 갖게 된다.

도 3b는 중심점에서 120도 간격으로 바깥방향을 향해 칼집(11b) 모양이 형성되고, 원형으로 펀치(12b) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13b)이 3 방향으로 벌어져 밀착되는 형상을 갖게 된다.

도 3c는 중심점에서 열십자(+)의 칼집(11c) 모양이 형성되고, 타원형으로 펀치(12c) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13c)이 4 방향으로 벌어지되, 절곡면(13c)이 장축 방향과 단축 방향으로 밀착되는 형상을 갖게 된다.

도 3d는 중심점에서 X자형의 칼집(11d) 모양이 형성되고, 원형으로 펀치(12d) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13d)이 4 방향으로 벌어지되, 절곡면(13d)의 평면 형상이 마름모꼴 형상을 갖게 된다.

도 3e는 중심점에서 5 방향으로 바깥방향을 향해 칼집(11e) 모양이 형성되고, 원형으로 펀치(12e) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13e)이 5 방향으로 벌어져 별 모양으로 밀착되는 형상을 갖게 된다.

도 3f는 중심점에서 60도 간격으로 바깥방향을 향해 칼집(11f) 모양이 형성되고, 원형으로 펀치(12f) 형상이 이루어져 최종적으로 클린칭 완료시 절곡면(13f)이 6 방향으로 벌어져 마치 꽃잎 모양으로 밀착되는 형상을 갖게 된다.

이외에도 클린칭부(10)의 칼집 모양 및 펀치 형상은 다양하게 변형 실시될 수 있다.

한편, 도4 내지 도 6은 본 고안에 따른 클린칭부의 서로 다른 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 4에 도시된 본 고안에 따른 클린칭부(10)는 3매로 구성된 개스킷의 중간판(M-1)에 클린칭부(10)를 형성한 예로, 절곡면(13a-1)의 일측은 상판(M-2) 위로 절곡시키고, 타측 절곡면(13a-2)은 하판(M-3) 아래로 절곡시켜 클린칭한 구조를 보이고 있다.

여기서, 클린칭부(10)의 칼집(11) 모양 및 펀치(12) 형상은 가장 단순한 세로방향의 칼집(11a) 모양과 원형의 펀치(12a) 형상을 적용한 예이다.

이처럼, 중간판(M-1)에 클린칭부(10)를 형성하여 얻을 수 있는 잇점은 금속판(M)의 매수가 증가하여 도 2b에 도시된 부시 형상의 높이(H)가 금속판(M)의 전체 두께(T)와 비슷하거나 부족할 경우에 적용할 수 있는 장점이 있다. 이는, 금속판(M)의 매수 및 전체 두께(T)가 증가하더라도 클린칭부(10)의 직경은 그대로 유지하거나 오히려 직경을 축소할 수 있다는 잇점을 가져다 준다.

한편, 세로방향의 칼집(11a) 모양과 원형의 펀치(12a) 형상을 적용한 클린칭부(10a)는 도 4에서 보듯이, 절곡면(13a)이 절곡된 반대면 즉, 절곡면(13a-1)의 하부와 절곡면(13a-2)의 상부는 개방된 상태로 클린칭의 결속력이 작용하지 못하는 단점이 있다.

도 5는 이와 같은 단점을 보완하기 위한 것으로, 중간판(M-1)에 앞서 설명한 마치 꽃잎 모양의 클린칭부(10b)를 형성하여 서로 교차시켜 반대방향으로 절곡면(13b)을 절곡시킨 예를 도시한 것이다.

이와 같이, 홀수번째 절곡면(13b-1, 13b-3, 13b-5)은 상부로 절곡시키고, 짝수번째 절곡면(13b-2, 13b-4, 13b-6)은 하부로 절곡시키면 상판(M-2)과 하판(M-3)을 모두 견고하게 밀착시킬 수 있다.

한편, 도6은 중간판에서 상판 및 하판을 클린칭하기 위한 또 다른 변형 실시예로서 클린칭부(10c, 10d) 2개소를 이용하여 어느 하나의 클린칭부(10c)는 상부로 절곡시켜 상판(M-2)을 클린칭하고, 다른 하나의 클린칭부(10d)는 하부로 절곡시켜 하판(M-3)을 클린칭하는 방식이다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 내연기관의 실린더 헤드와 블록 사이에 설치되는 실린더 헤드 개스킷 뿐만 아니라 일반 개스킷에도 적용할 수 있으며, 본 고안의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 종래 기술인 리벳 방법과 용접 방법에 비해 프레스 금형에서부터 실링 비드 설계와 함께 클린칭 형상이 구성되고 실링 비드 제작 공정을 통하여 동시에 클린칭을 함으로써 리벳에 의한 방법에서 보여주던 별도의 리벳 지그와 작업도 필요치 않으며, 리벳 부품도 줄일 수 있다.

또한, 용접에 의한 방법에서 보여주던 용접봉, 용접기 및 용접 공정도 필요치 않으며, 용접에 의한 변형도 고려할 필요가 없다.

특히 실링 비드 형상과 동시에 동일 공정에서 제작됨으로써 여러 판의 복잡한 실링 비드 형상을 확실히 일치시킬 수 있어 품질측면에서도 안정적이다.

또한 상판과 하판에 아이넷(Eyelet) 형상으로 완전히 접어 겹쳐 밀착됨으로 여러 판이 한 장처럼 견고하게 어셈블리가 되어 이동 및 조립 공정에서도 이탈되는 일이 없다.

Claims

복수의 얇은 금속판이 적층되며, 복수의 얇은 금속판 중 하나 이상의 금속판에 실린더 구멍, 냉각수 구멍 및 오일 구멍이 형성되며, 각각의 구멍 주위에 실링 비드 형상이 구비되는 실린더 헤드 개스킷에 있어서,

상기 금속판의 일단에 피어싱 공정(piercing process)으로 칼집을 내고, 그 주위로 접어 세움 공정(burring process)으로 부시 형상을 만들어 접어 세우며, 접어 겹침 공정(curling process) 및 평압 공정(flatting process)으로 복수의 금속판을 클린칭(clinching)하는 클린칭부가 마련되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부(10)의 가 절단된 칼집(11) 모양이 가로와 세로 방향으로 그어진 모양을 이루며, 펀치(12) 형상이 원, 반원, 타원 또는 로터형 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부의 가절단된 칼집(11b) 모양이 중심점에서 120도 간격으로 바깥방향을 향해 형성되고, 원, 반원, 타원 또는 로터형 중 어느 하나의 펀치(12b) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부의 가절단된 칼집(11c) 모양이 열십자(+) 모양으로 형성되고, 타원형의 펀치(12c) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부의 가절단된 칼집(11d) 모양이 중심점에서 X자형으로 형성되고, 원, 반원, 타원 또는 로터형 중 어느 하나의 펀치(12d) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부의 가절단된 칼집(11e) 모양이 중심점에서 5 방향으로 바깥방향을 향해 형성되고, 원, 반원, 타원 또는 로터형 중 어느 하나의 펀치(12e) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부의 가절단된 칼집(11f) 모양이 중심점에서 60도 간격으로 바깥방향을 향해 형성되고, 원, 반원, 타원 또는 로터형 중 어느 하나의 펀치(12f) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부(10)가 개스킷의 중간판(M-1)에 형성되고, 절곡면(13-1)의 일측은 상판(M-2) 위로 절곡되고, 타측 절곡면(13-2)은 하판(M-3) 아래로 절곡되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부(11b)가 캐스킷의 중간판(M-1)에 형성되고, 절곡면(13b)을 서로 교차시켜 반대방향으로 절곡시켜 홀수번째 절곡면(13b-1, 13b-3, 13b-5)은 상부로 절곡되고, 짝수번째 절곡면(13b-2, 13b-4, 13b-6)은 하부로 절곡되는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.
제 1 항에 있어서, 상기 클린칭부(10c, 10d) 2개소를 이용하여 어느 하나의 클린칭부(10c)는 상부로 절곡시켜 상판(M-2)을 클린칭하고, 다른 하나의 클린칭부(10d)는 하부로 절곡시켜 하판(M-3)을 클린칭하는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드 개스킷.