KR20170073845A - 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓 - Google Patents

Abstract

스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓가 개시된다. 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은, 금속 혹은 비금속의 강체를 기저로 하여 표면에 다수의 유공이 관통 형성되는 가스켓 몸체를 성형하고, 상기 유공의 내면 둘레에 탄성체를 삽입하며, 상기 유공을 제외한 상기 가스켓 몸체의 표면에 박판 형상의 스토퍼를 접착제로 부착하여 상기 가스켓 몸체와, 탄성체 및 스토퍼가 일체화되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복잡한 공정을 단순화하여 경제적이고, 탄성체가 고온·고압의 유체에 내구력을 가지고 견고하게 부착되며, 실링기능이 탄성체 이외에 몸체에서도 이루어질 수 있고, 탄성체가 과도하게 압축되어 파괴되는 것을 방지하는 스토퍼를 설치하여 내구성을 향상시키며, 하나의 가스켓에 다양한 유체가 동시에 흐를 경우 각각의 유공에 다양한 특성의 탄성체를 구비할 수 있어 다양한 유체를 복합적으로 실링하는 내구성이 우수하고 호환성이 뛰어난 이점이 있다.

Description

스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓{EDGE ADHESIVE GASKETS WITH STOPPER}

본 발명은 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 금속 가스켓에 있어서 유체 이동 구멍(유공) 내부의 에지에 탄성체를 직접 몰딩 혹은 코팅하지 않고 별도의 공정에서 성형된 탄성체를 스토퍼와 함께 접착제로 접착함으로써, 탄성체의 이탈을 방지하고 과도한 압축으로 인한 탄성체의 파괴를 방지할 수 있는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓에 관한 것이다.

일반적으로, 가스켓에서 요구되는 중요 성능특성은 볼트의 체결력에 가스켓이 파괴 및 변형되는 것을 방지하는 것과 우수한 실링 특성을 유지하는 것이다. 가스켓은 볼트에 의하여 고압으로 체결되어 가스켓의 표면에 200 kg/㎠ 내지 3,000 kg/㎠의 압력하에서 작동된다. 이때 가스켓이 압력을 견디지 못하고 가스켓의 두께가 줄어들게 되면 볼트의 체결력이 약화되어 실링기능이 저하된다. 그러나 볼트의 체결력에 대한 저항성을 강화하고자 견고한 소재를 사용하면 저압에서 탄성이 부족하여 실링능력이 없어진다.

이러한 양면성을 만족시키기 위하여 종래의 기술로 개발된 가스켓이 에지 몰딩 가스켓이다.

종래의 에지 몰딩 가스켓은 실링기능은 에지부의 부러운 탄성체에서 이루어지고 몸체부분에는 볼트의 체결력을 강하게 지지하는 소재를 사용하여 구성한 매우 우수한 특성을 가진 가스켓이다.

그러나 이렇게 우수한 장점에도 불구하고 에지부에 탄성체를 구비하기 위하여 금속몸체를 성형하여 탈지, 프라이머 도포, 접착제 도포 등으로 전처리하고 이를 사출금형에 삽입하고 에지부에 탄성체를 사출하여 가류하는 공정으로 이루어짐으로써 공정이 까다롭고 비용이 많이 들어 비경제적이며, 탄성체와 금속의 결합이 가스켓 몸체의 좁은 전단면으로만 이루어짐으로써 견고하지 못하여 내부에 흐르는 유체에 쉽게 탈락되는 단점이 있다.

또한, 한 번의 사출에 의해 탄성체가 성형되므로 하나의 가스켓에 배치된 여러개의 유공에 각기 다른 유체가 통과 할 경우 유체의 특성에 따른 각기 다른 특성의 탄성체를 구비하기 어렵다.

또한, 모든 실링능력이 에지부에 집중되어 있고 금속 몸체에는 실링기능이 전혀 없어 부드러운 에지가 손상될 경우 가스켓의 실링기능이 상실된다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0474195호(등록일자: 2005년 02월 22일)

본 발명의 기술적 과제는, 복잡한 공정을 단순화하여 경제적이고, 탄성체가 고온·고압의 유체에 내구력을 가지고 견고하게 부착되며, 실링기능이 탄성체 이외에 몸체에서도 이루어질 수 있고, 탄성체가 과도하게 압축되어 파괴되는 것을 방지하는 스토퍼를 설치하여 내구성을 향상시키며, 하나의 가스켓에 다양한 유체가 동시에 흐를 경우 각각의 유공에 다양한 특성의 탄성체를 구비할 수 있어 다양한 유체를 복합적으로 실링하는 내구성이 우수하고 호환성이 뛰어날 수 있는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제는, 금속 혹은 비금속의 강체를 기저로 하여 표면에 다수의 유공이 관통 형성되는 가스켓 몸체를 성형하고, 상기 유공의 내면 둘레에 탄성체를 결합하며, 상기 유공을 제외한 상기 가스켓 몸체의 표면에 박판 형상의 스토퍼를 접착제로 부착하여 상기 가스켓 몸체와 탄성체 및 스토퍼가 일체화되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓에 의해 달성된다.

상기 스토퍼는, 상기 가스켓 몸체의 적어도 한 면 혹은 양면에 전부 혹은 일부 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼는, 고리 구조, 코킹 구조, 용접 구조 중에서 선택되는 1종 이상의 구조에 의해 상기 탄성체를 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼는, 표면에 실링기능을 갖는 탄성도료가 코팅되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스켓 몸체는, 상기 유공을 통해 두 가지 이상의 다른 특성을 갖는 유체가 통과할 경우, 상기 유공에는 상기 유체의 특성에 맞는 탄성체가 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스켓 몸체에 상기 스토퍼를 부착하기 위해, 상기 스토퍼에 액상의 열경화성 수지를 코팅하고 건조한 후 필요한 형상으로 절단하여 상기 가스켓 몸체에 고온·고압으로 접착하여 가류하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가스켓 몸체, 탄성체 및 스토퍼를 각기 별도로 제작하여 조립지그에 조립한 후 고온·고압으로 접착하여 한 번의 공정으로 일체의 구성 부품이 접착되므로 공정이 단순하여 경제적인 이점이 있다.

또한, 스토퍼에 의해 탄성체의 탈락을 방지하며 탄성체의 과도한 압축에 의한 파괴를 방지하므로 내구성과 실링기능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 박판의 스토퍼에 탄성도료를 5㎛ 내지 150㎛ 도포하여 탄성체 외에 2차 실링을 할 수 있도록 함으로써 실링기능이 크게 증가되는 이점이 있다.

또한, 탄성도료가 코팅된 스토퍼는 가스켓 몸체에 유체와 접촉되는 부분에는 부착하지 않으므로써 탄성도료가 유체와 접촉되어 가스켓 몸체로부터 벗겨지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 하나의 가스켓에 다양한 유체(물, 오일, 부동액 등)가 흐르는 다양한 유공을 가질 경우 유체의 종류에 따라 다른 특성의 탄성체를 조립하여 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 스토퍼는 두께가 일정하고 고압의 볼트 체결력을 강건하게 유지시켜 플랜지의 변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 체결상태를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 평면을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 단면을 보인 도면이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 다양한 실시예를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 체결상태를 보인 도면이고, 도 2는 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 평면을 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 단면을 보인 도면이다.

본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가스켓 몸체(100)와, 탄성체(110)와, 그리고 스토퍼(120)를 포함한다.

즉, 본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은 표면에 다수의 유공(100a, 100b)이 관통 형성되는 가스켓 몸체(100)를 성형하고, 유공(100a, 100b)의 내면 둘레에 탄성체(110)를 삽입하며, 유공(100a, 100b)을 제외한 가스켓 몸체(100)의 표면에 박판 형상의 스토퍼(120)를 접착제로 부착하여 가스켓 몸체(100)와, 탄성체(110) 및 스토퍼(120)가 일체화되도록 형성됨으로써 내구성, 실링성, 추종성, 압축강도가 우수하고 탄성체의 이탈 및 압축파괴, 가스켓의 두께변화, 플랜지의 변형을 방지할 수 있는 구조로 된 것이다.

여기서 가스켓 몸체(100), 탄성체(110) 및 스토퍼(120)는 각기 별도로 제작된 후 조립지그에 조립된 상태에서 고온·고압으로 접착되어 한 번의 공정으로 일체의 구성 부품이 접착됨으로써 공정이 단순화될 수 있다.

가스켓 몸체(100)는 금속 혹은 비금속의 강체를 기저로 하고 표면에 유체가 통과할 수 있는 다수의 유공(100a, 100b)이 관통 형성되는 구조를 갖는다. 즉, 가스켓 몸체(100)는 금속 혹은 비금속의 강체를 사용하여 형성되며, 이에 따라 플랜지(200)에 조립되는 경우 볼트(300)의 체결력에 대응한다. 이때, 가스켓 몸체(100)는 알루미늄판, 냉간압연강판, 스테인레스 스틸판 등의 0.2 mm 내지 5.0 mm의 두께를 가진 것을 사용하며 적당하게는 0.3 mm 내지 2.0 mm의 것을 사용한다.

탄성체(110)는 가스켓 몸체(100)의 유공(100a, 100b)에 삽입되는 구조를 갖는다. 탄성체(110)의 재료는 탄성, 내유성, 내열성이 우수한 고무(NBR, ACM, EPDM, FKM 등) 및 테프론 수지, 불소수지을 주성분으로 하여 별도로 성형한 제품을 사용한다.

여기서 탄성체(110)의 형태는 실링이 가능한 다양한 형태를 가질 수 있으나 볼트(300)의 체결력에 의하여 탄성체(110)가 압축되는 두께 및 부피의 변화량를 고려하여 설계되어야 한다.

일례로, 고무 종류의 탄성체(110)를 사용할 경우 탄성체(110)의 두께가 가스켓 몸체(100)의 두께보다 10% 내지 60% 높게 함으로써 볼트(300) 체결시 실링 기능을 갖게 한다.

스토퍼(120)는 박판으로 형성되고 유공(100a, 100b)을 제외한 가스켓 몸체(100)의 표면에 접착제를 매개로 하여 부착되는 구조를 갖는다. 이때, 스토퍼(120)는 가스켓 몸체(100)의 적어도 한 면 혹은 양면에 전부 혹은 일부 부착될 수 있다.

스토퍼(120)에 사용되는 금속 혹은 비금속 박판은 0.15 mm 이하의 알루미늄 호일, 냉간연압연강판, 스텐인레스 등의 코일을 코팅하지 않고 사용하거나 탄성도료(130)를 코팅하여 사용한다. 이때, 탄성도료(130)는 탄성, 내유성, 내열성이 우수한 고무(NBR, EPDM, FKM 등) 및 테프론 수지, 불소수지 등을 주성분으로 한 도료를 사용하며 부착력을 증대시키기 위하여 페놀 수지계 혹은 폴리이미드계 열결화성 프라이머를 사용할 수 있다.

여기서 프라이머를 포함한 전체 코팅 두께는 20㎛ 내지 50㎛ 정도가 적합하나 필요에 따라 5㎛ 내지 150㎛ 정도로 한다. 즉, 코팅 두께가 얇으면 볼트(300) 체결력을 지지하는데 유리하여 볼트(300)의 토오크 다운(Torque down)과 볼트(300)의 풀림을 방지할 수 있다. 반면에, 코팅 두께를 얇게 하면 2차 실링이 불리해진다.

이러한 코팅은 금속 및 비금속의 코일에 일괄적으로 코팅하여 필요한 형태로 절단하여 사용하므로 균일하고 대량생산이 가능하다.

여기서 보다 높은 탄성층이 필요할 경우 화이버 컴퍼지트(Fiber Composit)시트를 사용할 수 있다. 이때, 화이버 컴퍼지트(Fiber Composit)시트의 두께는 볼트(300)의 토오크 다운(Torque down)을 고려하여 0.3 mm 이내의 것이 적합하며 더욱 적합하게는 0.2 mm 이하의 것으로 한다.

가스켓 몸체(100)에 스토퍼(120)를 부착하기 위한 접착제로는 페놀계 및 폴이아미드계의 수지를 주성분으로 하는 액상의 열경화성 핫멜트를 사용하여 스토퍼(120)의 소재에 코팅하여 건조한 후 필요한 형상으로 오려낸 것을 가스켓 몸체(100)에 접착하며 이때의 접착조건은 230℃에서 3분 가류한다.

가류 온도와 가류 시간은 서로 반비례하므로 탄성체(110)의 보호를 위해서 가류 온도를 낮게 설정할 경우 가류 시간을 증가시켜 접착제가 완전히 가류되도록 한다. 지그금형 내에서 1차 접착한 후 꺼내어 별도의 가류용 가열로에서 2차 가류를 할 수 있다. 여기서 스토퍼를 화이버 컴퍼지트(Fiber Composit)시트로 사용할 경우에도 접착조건은 동일하다.

본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은, 도 4의 플랜지(200)를 구성하는 상부 플랜지(210)와 하부 플랜지(220) 사이에 볼트(300)를 매개로 하여 체결되는 경우, 도 4의 단면 구조로 배치됨으로써, 가스켓 몸체(100)의 표면에 부착한 금속 혹은 비금속의 스토퍼(120)와 여기에 도포된 탄성도료(130)에 의하여 상,하부 플랜지(210, 220)와의 간격(a)이 발생되지 않게 된다. 이에 따라 하부 플랜지(220)에 형성된 유공(h1)에 유체가 누설되지 않는다. 또한, 간격(a)이 발생되지 않아 볼트(300)의 체결력에 의한 상,하부 플랜지(210, 220)의 변형을 방지할 수 있게 된다.

다만, 유공(h1)에 흐르는 유체에 의해 스토퍼(120)에 도포된 탄성도료(130)의 벗겨짐이 발생하는 것을 방지하기 위하여 본 고안의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓에서는 유공(h1)에 접하는 부분에는 도 4와 같이 스토퍼(120)를 붙이지 않으므로서 탄성도료(130)의 벗겨짐을 방지할 수 있다.

또한, 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 유공(100a, 100b)에 흐르는 유체가 서로 다른 특성의 유체일 경우에 탄성체(110)가 유체의 특성에 맞도록 제작되어 조립되므로 각각의 유체 특성에 맞는 재질을 선택적으로 사용하여 우수한 실링기능을 가질 수 있게 된다.

한편, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓의 다양한 실시예를 보인 도면이다.

도 4는 가스켓 몸체(100)의 유공(100a, 100b)의 내면 둘레에 삽입된 탄성체(110)를 고정하기 위해, 탄성체(110)와 접하는 스토퍼(120)의 선단부를 고리(122) 구조로 절곡 형성하여 스토퍼(120)에 탄성체(110)를 고정하며 이에 따라 탄성체(110)의 이탈을 방지하는 것이다.

도 5는 가스켓 몸체(100)의 유공(100a, 100b)의 내면 둘레에 삽입된 탄성체(110)를 고정하기 위해, 탄성체(110)와 접하는 스토퍼(120)의 선단부 표면을 코킹(Caulking)(124) 구조로 형성하여 스토퍼(120)에 탄성체(110)를 고정하며 이에 따라 탄성체(110)의 이탈을 방지하는 것이다.

도 6은 가스켓 몸체(100)의 유공(100a, 100b)의 내면 둘레에 삽입된 탄성체(110)를 고정하기 위해, 가스켓 몸체(100)와 접하는 탄성체(100)의 내부에 홈(112)을 형성하고 가스켓 몸체(100)의 선단부를 홈(112) 내로 삽입한 후 접착제로 고정하며 이에 따라 탄성체(110)의 이탈을 방지하는 것이다.

도 7은 가스켓 몸체(100)의 유공(100a, 100b)의 내면 둘레에 삽입된 탄성체(110)를 고정하기 위해, 가스켓 몸체(100)와 접하는 탄성체(110)의 일측에 돌기(114)를 형성하고 돌기(114)가 가스켓 몸체(100)의 일면 및 스토퍼(120)와 접촉되도록 배치한 후 접착제로 고정하며 이에 따라 탄성체(110)의 이탈을 방지하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓은, 공정이 단순하여 대량 생산 및 자동화 공정이 가능하며 실링성, 내구성, 경제성 등의 다양한 장점이 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 가스켓 본체
100a, 100b: 유공
110: 탄성체
120: 스토퍼
130: 탄성도료

Claims (6)

1. 금속 혹은 비금속의 강체를 기저로 하여 표면에 다수의 유공이 관통 형성되는 가스켓 몸체를 성형하고, 상기 유공의 내면 둘레에 탄성체를 삽입하며, 상기 유공을 제외한 상기 가스켓 몸체의 표면에 박판 형상의 스토퍼를 접착제로 부착하여 상기 가스켓 몸체와 탄성체 및 스토퍼가 일체화되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는, 상기 가스켓 몸체의 적어도 한 면 혹은 양면에 전부 혹은 일부 부착되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는, 고리 구조, 코킹 구조, 접착 구조 중에서 선택되는 1종 이상의 구조에 의해 상기 탄성체를 고정하는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.
4. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는, 표면에 실링기능을 갖는 탄성도료가 코팅되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.
5. 제1항에 있어서,
   상기 가스켓 몸체는, 상기 유공을 통해 두 가지 이상의 다른 특성을 갖는 유체가 통과할 경우, 상기 유공에는 상기 유체의 특성에 맞는 탄성체가 결합되는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가스켓 몸체에 상기 스토퍼를 부착하기 위해, 상기 스토퍼에 액상의 열경화성 수지를 코팅하고 건조한 후 필요한 형상으로 절단하여 상기 가스켓 몸체에 고온·고압으로 접착하여 가류하는 것을 특징으로 하는 스토퍼가 구비된 에지 접착 가스켓.

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