KR100283434B1

KR100283434B1 - 헤드 개스킷

Info

Publication number: KR100283434B1
Application number: KR1019930015732A
Authority: KR
Inventors: 쓰네카즈 우다가와
Original assignee: 이시카와 신이치로우; 이시카와 가스킷 가부시키가이샤
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 2001-03-02
Also published as: JPH0632830U; US5511796A; JP2520352Y2; DE69315526T2; EP0590944A1; ES2109443T3; EP0590944B1; DE69315526D1; KR940009491A

Abstract

연소가스를 밀봉하기 위한 충분한 면압을 유지할 수가 있음과 동시에, 이 면압에 의해 실린더 라이너에 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있는 헤드 개스킷을 제공함을 목적으로 하여, 주 밀봉부가 되는 접어돌림부를 연소실 구멍의 둘레 가장자리부에, 연소실 구멍을 둘러싸도록 실린더 라이너의 단면에 접하여 배설한 내연기관용 헤드 개스킷에 있어서, 주 밀봉부 보다도 외주측이고, 또 상기 실린더 라이너의 단면보다도 외주측에 이 주 밀봉부에 발생하는 면압을 소정의 면압에 억제하는 심을 마련하였다.

주 밀봉부에 발생하는 면압의 상승은 실린더 라이너에 큰 비뚤어짐이 발생하기 전에, 전기 주 밀봉부의 외주측에 마련된 심에 의해서 억제되기 때문에, 실린더 라이너에 큰 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 블로바이(blowby) 현상을 대폭 저감하여, 연비를 향상시킬 수가 있다.

Description

헤드 개스킷

제1도는 본 발명의 실시예 1 의 헤드 개스킷의 평면도,

제2도는 헤드 개스킷의 A-A 선 종단면도,

제3도는 제2도의 헤드 개스킷을 누른 때에 발생하는 면압을 나타내는 종단면도,

제4도는 본 발명의 실시예 2 의 헤드 개스킷의 요부 종단면도,

제5도는 본 발명의 실시예 3 의 헤드 개스킷의 요부 종단면도,

제6도는 본 발명의 실시예 4 의 헤드 개스킷의 요부 종단면도,

제7도는 종래의 헤드 개스킷을 실린더 블록과 실린더 헤드의 사이에 끼워넣은 상태를 나타내는 요부 종단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 실린더 블록 (1a : 윗면) 2 : 실린더 라이너(2a : 단면)

3 : 피스톤 링 4 : 링 홈

5 : 피스톤 6 : 헤드 개스킷

7 : 실린더 헤드 (7a : 하면) 8 : 연소실

9 : 하판 (9a : 접어돌림부) 10 : 상판

11 : 중판 (11a : 비드) 12 : 중판

13 : 헤드 개스킷 14 : 연소실 구멍

15 : 하판(15a : 접어돌림부) 16 : 심

17 : 상판 18 : 중판(18a : 비드)

19 : 중판 20 : 중판

21 : 와이어 링 22 : 그로밋

본 발명은 헤드 개스킷의 개량에 관한 것이며, 더 상세하게는, 주 밀봉부에 있어 연소가스를 밀봉하기 위한 충분한 면압을 유지함과 동시에, 이 면압에 의해서 실린더 라이너에 비뚤어짐이 발생하는 일이 없게한 헤드 개스킷에 관한 것이다.

실린더 헤드와 실린더 블록과의 사이를 밀봉하는 헤드 개스킷에는, 연소실내에 발생하는 고온·고압의 연소가스, 오일 갤러리를 순환하는 윤활유, 및 워터 재킷 내의 냉각수 등을 밀봉하기 위해서 충분한 밀봉면압을 발생시킬 필요가 있다. 특히, 연소실 구멍의 둘레 가장자리부에 있어서는, 고온·고압의 연소가스를 밀봉할 필요가 있기 때문에, 종래부터 기계적 강도와 내구성이 뛰어난 금속 개스킷을 이용하여, 이를 연소실의 구멍의 둘레 가장자리부에 접어돌리고 이 부위에 높은 밀봉 면압을 발생시키게 하고 있다.

이와 같은 종래예를 제 7 도에 나타내어 설명하면, 우선, 실린더 블록 (1)의 실린더 보어 내측에는 실린더 라이너 (2)가 끼워져 있고, 이 실린더 라이너 (2)의 내측에, 이 실린더 라이너 (2)와 미끄러짐 접촉하는, 피스톤 링(3)을 링 홈 (4)에 끼운 피스턴 (5)이 왕복운동하도록 구성돼 있다. 또, 도시하지 않은 헤드 볼트의 조이는 힘에 의해 헤드 개스킷 (6)은, 그의 하면에 맞닿는 실린더 라이너 (2), 실린더 블록 (1), 및 그의 윗면에 맞닿는 실린더 헤드 (7)에 의해 눌림상태로 끼이도록 돼 있다.

제 7 도에 나타내는 헤드 개스킷 (6)은, 실린더 라이너 (2)와 실린더 블록 (1)에 맞닿음과 동시에 연소실 (8)에 면하는 부분에서 접어돌려져 형성된 접어돌림부 (9a)가 실린더 헤드 (7)에 닿도록 형성된 하판 (9)과, 실린더 헤드 (7)에 맞닿음과 동시에 전기 접어돌림부 (9a)에 있어 하판 (9)과 겹치는 상판 (10)과, 이 상판 (10)과 하판 (9)의 내측에 마련되어 전기 접어돌림부 (9a)의 하방에 위치하는 비드 (11a)를 형성한 중판 (11), 및 이 중판 (11)의 위에 적층되는 중판(12)에 의해 구성돼 있다.

그런데, 이와 같은 종래형의 헤드 개스킷(6)의 경우에는, 비드(11a)에 의해서 발생된 높은 밀봉면압이, 접어돌림부 (9a)에 맞닿는 부분의 실린더 헤드 (7)의 하면 (7a), 및 이 비드의 하방에 위치하는 실린더 라이너(2)의 단면(端面) (2a)에 집중하기 쉬워서, 고온·고압의 연소가스를 확실히 밀봉하기 위해, 어느 정도의 여유를 생각하여 헤드 볼트를 세게 죄면, 이 죔힘에 의해서 발생한 화살표 P 로 나타내는 면압에 의해서, 얇은 살로 형성된 실린더 라이너에 비뚤어짐이 발생하여, 피스턴 링이 미끌어짐 접촉하는 내벽면 (2b)가 파형으로 변형하게 된다는 것이 판명되었다.

또, 이와 같이 실린더 라이너 (2)에 비뚤어짐이 생김으로써, 피스턴 (5)의 왕복운동 중에, 피스톤 링 (3)과 변형된 실린더 라이너 (2)의 내벽면 (2b)과의 사이에 간극이 생기기 때문에, 블로바이 가스가 발생하여 연비가 악화된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점에 비추어, 연소가스를 밀봉하기 위한 충분한 면압을 보지할 수가 있음과 동시에, 이 면압에 의해 실린더 라이너에 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있는, 헤드 개스킷을 제공할 것을 목적으로 하는 것이다.

전기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 헤드 개스킷은, 주 밀봉부가 되는 접어돌림부를 연소실 구멍의 둘레 가장자리부에, 연소실 구멍을 둘러싸도록 실린더 라이너의 단면에 접하여 배설한 내연기관용 헤드 개스킷에 있어서, 주 밀봉부 보다도 외주측이고, 또 상기 실린더 라이너의 단면 보다도 외주측에 이 주 밀봉부에 발생하는 면압을 소정의 면압에 억제하는 심을 마련한 것을 특징으로 하는 구성이다.

본 발명의 헤드 개스킷은 이상과 같은 구성을 가지고 있어, 이 헤드 개스킷을 끼워넣어 조일 때 헤드 볼트의 조이는 힘을 서서히 세게 해감에 따라서, 주 밀봉부에 발생하는 면압과, 심을 배설한 부위에 발생하는 면압의 관계가 다음과 같이 변화한다.

먼저, 주 밀봉부에 발생하는 면압이 연소가스를 밀봉하는 데에 불충분한, 헤드 볼트의 조이기 초기단계에서는, 헤드 볼트의 조이는 힘이, 주로 주 밀봉부의 면압향상에 이용되기 때문에, 심의 배설부위에 발생하는 면압보다 작다.

다음, 주 밀봉부에 발생하는 면압이 연소가스를 밀봉하는 데 충분한 면압에 달하면, 전기 헤드 볼트의 조이는 힘은, 주로 심의 배설부위의 면압향상에 배분되게 되어, 주 밀봉부에 발생하는 면압의 상승률은 저하하여, 심의 배설부위에 발생하는 면압이 전기 주 밀봉부에 발생하는 면압보다 커진다.

다시 헤드 볼트의 조이는 힘을 더해 가면, 실린더 라이너에 비뚤어짐을 발생시키지 않도록, 주 밀봉부에 발생하는 면압은 억제되어, 심의 배설부위에 발생하는 면압만이 상승하게 된다.

[실시예]

다음에는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 제 1 도는 본 발명의 실시예 1 의 헤드 개스킷 (13)이며, 연소실 구멍 (14)의 둘레 가장자리부에 이 연소실 구멍(14)을 둘러싸 형성된 접어돌림부 (15a)가 마련돼 있다. 또, 이 접어돌림부 (15a)의 외주측에는 상호연결된 환상(環狀)의 심(16)이 배설돼 있다.

제 2 도는 제 1 도에 나타낸, 끼우기 전의 헤드 개스킷 (13)의 A-A선 종단면도이며, 이 헤드 개스킷 (13)은 연소실 구멍 (14)을 둘러싸도록 형성된 접어돌림부 (15a)가 있는 하판 (15)과, 이 접어돌림부(15a)에 있어 하판 (15)과 겹치는 상판 (17)과, 이 상판 (17)과 하판 (15)의 내측에 마련되어 전기 접어돌림부 (15a)의 외주측에 위치하는 심 (16)과, 전기 접어돌림부 (15a)의 하방에 위치하는 비드 (18a)를 형성한 중판 (18)과, 이 중판 (18)의 위에 적층되어 전기 심 (16)과의 사이에 간격(틈)을 가지는 또다른 중판 (19)으로 이루어지는 금속적층형의 것이다.

이 헤드 개스킷 (13)을, 도시하지 않은 헤드 볼트 등의 체결구로 제 3 도에 나타낸 바와 같이 실린더 블록(1)과 실린더 헤드 (7)와의 사이에 넣어 누름상태로 조이면, 비드 (18a)는 눌려지고, 심 (16)은 중판 (19)에 눌리며, 그 결과 실린더 라이너 (2)의 단면(端面) (2a)과 실린더 블록 (1)의 상면 (1a)에 맞닿는 헤드 개스킷 (13)의 하판 (15)에 밀봉면압이 발생하고, 또, 실린더 헤드 (7)의 하면(7a)에 맞닿는 접어돌림부 (15a)와, 상판 (17)에도 밀봉면압이 발생한다.

또, 이 때에 발생하는 면압은, 그림에 나타낸 바와 같이, 주로 접어돌림부 (15a)를 배설한 주 밀봉부 M 과, 심 (16)을 배설한 부위 S에 발생한다. 그리하여, 헤드 볼트의 조이기 초기단계부터 서서히 조이는 힘을 세게 해 가면, 최초에는 헤드 볼트의 조이는 힘이 주로 주 밀봉부 M 의 면압향상에 이용되고, 이 부위에 발생하는 면압 P_M은 심 (16)의 배설위치 S 에 발생하는 면압 P_S보다 크지만, 주 밀봉부 M 에 발생하는 면압 P_M이 연소가스를 밀봉함에 충분한 면압 P₁에 달하면, 전기 헤드 볼트의 조이는 힘은 주로 힘의 배설부위 S 의 면압향상에 배분되게 된다.

헤드 볼트의 조이는 힘을 더 세게 해 가면, 주 밀봉부 M 에 발생하는 면압 P_M은 실린더 라이너 (2)에 큰 비뚤어짐이 발생하는 면압 P₂에 달하기 전에 억제되게 되고, 그 후는, 헤드 볼트의 조이는 힘이 심 (16)의 배설위치 S 에 발생하는 P_S만을 상승시키에 되어, 조이기 완료시에는 그림에 보이는 바와 같이 심의 배설부위 S 에 발생하는 면압 P_S가 주 밀봉부 M 에 발생하는 면압 P_M보다 커진다.

이 처럼, 본 발명의 헤드 개스킷 (13)에 의하면, 주 밀봉부 M 에 있어서 연소가스를 밀봉하기 위한 충분한 면압을 확보할 수가 있고, 또 이 면압의 상승은 실린더 라이너 (2)에 큰 비뚤어짐이 발생하기 전에 심 (16)애 의해 억제되기 때문에, 실린더 라이너 (2)에 큰 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

다음으로, 제 4 도에 보이는 본발명의 실시예 2 의 헤드 개스킷 (13)은, 연소실 구멍 (14)을 둘러싸게 형성된 접어돌림부 (15a)를 가진 하판 (15)과, 전기 접어돌림부 (15a)에 있어 하판 (15)과 겹치는 상판 (17)과, 이 상판 (17)과 하판(15)의 내측에 마련되어 전기 접어돌림부(15a)의 외주측에 위치하는 심 (16)과, 전기 접어돌림부 (15a)의 하방에 단부(端部)가 배설된 중판 (20)과, 이 중판 (20)의 위에 적층되어 전기 심 (16)과의 사이에 클리어런스를 가지는 또다른 중판 (19)과 전기 연소실 구멍 (14)에 향하는 접어돌려진 하판 (15)의 배면에 마련된 연강(軟鋼) 등에 의해 형성되는 와이어 링(21)과로 이루어지는 것이다.

한편, 제 5 도에 보이는 본 발명의 실시예 3 의 헤드 개스킷 (13)은, 연소실 구멍 (14)에 향한 그로밋 (22)을 주 밀봉부 M 이 되는 접어돌림부 (22a)로 하여 구성한 것이고, 이 그로밋 (22)과 일부에서 겹치는, 하판 (15) 및 심 (16)을 적층한 상판 (17)과, 이 하판 (15)의 위에 적층되는 중판 (20,18,19)과로 이루어지고, 전기 중판 (18)에는 접어돌림부 (22a)의 하방에 비드 (18a)가 형성돼 있다. 또, 제 6 도는 본발명의 실시예 4 의 헤드 개스킷 (13)이며, 전기 실시예 1 의 헤드 개스킷 (13)의 중판 (18)에 비드 (18a)를 형성하지 않은 것이다.

상기한 제 4 도 내지 제 6 도에 보이는 실시예 2 ~ 실시예 4의 헤드 개스킷 (13)은, 주 밀봉부 M 에 발생하는 면압 P_M과 심 배설부위 S 에 발생하는 면압 P_S의 관계에 있어서, 어느 것이나 전기 실시예 1과 마찬가지의 작용·효과를 올리기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 각 실시예와 같이 상호에 연결된 환상의 심 (16)을 사용하는 대신에, 단독으로 형성된 환상의 심 (16)을 각각의 접어돌림부 (15a)를 둘러싸도록 배설하여도 좋은 것이다.

본 발명의 헤드 개스킷은, 주 밀봉부가 되는 접어돌림부를 연소실 구멍의 둘레 가장자리부에, 연소실 구멍을 둘러싸도록 실린더 라이너의 단면에 접하여 배설한 내연기관용 헤드 개스킷에 있어서, 주 밀봉부 보다도 외주측이고, 또 상기 실린더 라이너의 단면 보다도 외주측에 이 주 밀봉부에 발생하는 면압을 소정의 면압에 억제하는 심을 마련한 것을 특징으로 하기 때문에 하기의 효과를 올릴 수가 있다.

연소실의 둘레 가장자리부에 발생하는 면압의 상승은 실린더 라이너에 큰 비뚤어짐이 발생하기 전에, 전기 주 밀봉부의 외주측에 마련된 심에 의해서 억제되기 때문에, 실린더 라이너에 큰 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

게다가, 이 처럼 실린더 라이너에 비뚤어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 블로바이(blowby) 형상을 대폭 저감하여, 연비를 향상시킬 수가 있다.

Claims

주 밀봉부가 되는 접어돌림부를 연소실 구멍의 둘레 가장자리부에, 연소실 구멍을 둘러싸도록 실린더 라이너의 단면에 접하여 배설한 내연기관용 헤드 개스킷에 있어서, 주 밀봉부 보다도 외주측이고, 또 상기 실린더 라이너의 단면 보다도 외주측에 이 주 밀봉부에 발생하는 면압을 소정의 면압에 억제하는 심을 마련한 것을 특징으로 하는 헤드 개스킷.