KR100224347B1 - 밸브 스템 시일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 밸브 스탬 시일에 관한 것으로서, 밸브 가이드(1)에 밸브스탬(2)을 감싸는 방향을 따라 일정한 깊이로 형성된 암나사(3)와, 상기 암나사(3)에 나사 결합되는 원형 플레이트(4)와, 상기 원형 플레이트(4)의 원주상에 힌지로 연결되며 그 힌지점(5)은 원형 플레이트(4)가 상기한 암나사(3)의 내측으로 완전히 결합된 상태에서 암나사(3)의 내측으로 위치되는 다수의 탄성력 제공로드(6)와, 상기 원형 플레이트(4)에 힌지 연결된 탄성력 제공로드(6)가 원형 플레이트의(4) 외측으로 일정각도 기울어진 상태로 감싸면서 형성된 원형의 고무몸체(7)와, 상기 고무몸체(7)의 내측으로 밸브스탬(2)에 직접 접촉되도록 형성된 고무 립(8)으로 구성된 밸브 스탬 시일을 제공하여, 밸브 가이드(1)와 접촉된 상태에 의해 원주상으로 배치된 다수의 탄성력 제공로드(6)가 고무 립(8)의 상하측에 골고루 분포된 안정된 힘을 제공하여, 고무 립의 밀림현상 및 회전현상을 배제하고 밸브 스탬 시일의 오일 제어 기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

밸브 스템 시일

본 발명은 엔진의 밸브 스템 시일(valve stem seal)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일 제어 기능을 더욱 강화시키고 밸브 스템과 접촉하는 부분의 지지 상태를 견고히 하도록 하는 밸브 스템 시일에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 피스톤으로 이루어지는 연소실에서 연료를 폭발시켜, 상기 피스톤에 직선 운동력을 제공하고, 상기 피스톤은 상기 실린더 내에서 직선 왕복 운동을 하면서 크랭크샤프트에 회전력을 발생시키도록 되어 있다.

상기와 같은 엔진의 실린더 헤드에는 도 1에 도시된 바와 같이 연소실(50)에서 혼합기를 제공하거나 연소된 가스를 배출하기 위한 밸브(51)가 설치되어 있는 바, 상기한 밸브(51)는 크랭크샤프트(미도시)에 연결된 밸브 개폐 기구에 의해 개폐가 이루어지도록 구성되어 있다.

상기 밸브(51)는 밸브 헤드(511), 밸브 페이스(512), 밸브 스템(513) 및 스템 엔드(514)로 이루어지며 실린더 헤드(H)에 압입된 밸브 가이드(52)에 상기 밸브 스템(513)이 가이드되고 스템 엔드(514)와 실린더 헤드(H) 사이에 스프링 시트(53)를 장착하고, 그사이에 밸브 스프링(54)을 설치하여 연소실(50)을 밀폐하는 힘을 제공하도록 되어 있다.

여기서 상기 밸브 가이드(52)는 밸브 스템(513)과 적절한 간극을 유지하면서 밸브를 가이드하도록 되어 있으며, 상기 밸브 가이드(52)와 밸브 스템(513)의 사이를 통과하여 연소실(50)로 오일이 지나치게 침입하는 것을 방지하기 위해 밸브 스템(513)에 밸브 스템 시일(55)을 설치한다.

여기서, 상기 밸브 스템 시일(55)은 도 2에 도시된 상세도와같이 밸브 스템(513)과 접촉하는 고무 립(60)이 오일의 제어 역할을 하도록 되어 있으며, 상기 고무 립(60)은 외주면에 일정한 장력을 제공하기 위한 고무 립 지지 스프링(61)으로 지지되고 있다.

그런데, 상기와 같은 고무 립 지지 스프링(61)은 탄성을 가진 금속띠를 원형으로 연결한 것에 불과하여 그 탄성 작동 범위가 극히 작아 밸브의 작동에 따라 고무 립(60)이 마모되는 경우 쉽게 그 지지력을 상실하여 밸브 스템 시일(55)의 오일 제어 능력을 발휘할 수 없게된다.

또한, 상기와 같이 고무 립 지지 스프링(61)의 단면이 작은 원형 단면으로 상기와 같이 지지될 때, 밸브스템(513)의 움직임에 따라 고무 립(60)이 상기 고무 립 지지 스프링(61)을 중심으로 회전토크를 받게되므로 안정된 지지가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸브 스템 시일의 고무 립 지지를 더욱 안정되게 함으로써, 밸브 스템 시일이 오일 제어 능력을 지속적으로 장시간 유지할 수 있도록 하는 밸브 스템 시일을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 밸브의 설치상태를 도시한 엔진의 부분 단면도,

도 2는 도 1의 A부 상세 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 밸브 스탬 시일의 설치 상태를 도시한 단면도,

도 4는 도 3의 탄성력 제공로드가 탄성력을 발생시키는 원리를 도시한 개략도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 밸브 가이드 2: 밸브 스탬

3: 암나사 4: 원형 플레이트

5: 힌지점 6: 탄성력 제공로드

7: 고무몸체 8: 고무 립(lip)

9: 탄성고무

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밸브 스템 시일은 밸브 가이드에 밸브스탬을 감싸는 방향을 따라 일정한 깊이로 형성된 암나사와, 상기 암나사에 나사 결합되는 원형 플레이트와, 상기 원형 플레이트의 원주상에 힌지로 연결되며 그 힌지점은 원형 플레이트가 상기한 암나사의 내측으로 완전히 결합된 상태에서 암나사의 내측으로 위치되는 다수의 탄성력 제공로드와, 상기 원형 플레이트에 힌지 연결된 탄성력 제공로드가 원형 플레이트의 외측으로 일정각도 기울어진 상태로 감싸면서 형성된 원형의 고무몸체와, 상기 고무몸체의 내측으로 밸브스탬에 직접 접촉되도록 형성된 고무 립으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 밸브 스템 시일의 설치 상태를 도시한 단면도로서, 밸브 가이드(1)에 밸브스탬(2)을 감싸는 방향을 따라 일정한 깊이로 형성된 암나사(3)와, 상기 암나사(3)에 나사 결합되는 원형 플레이트(4)와, 상기 원형 플레이트(4)의 원주상에 힌지로 연결되며 그 힌지점(5)은 원형 플레이트(4)가 상기한 암나사(3)의 내측으로 완전히 결합된 상태에서 암나사(3)의 내측으로 위치되는 다수의 탄성력 제공로드(6)와, 상기 원형 플레이트(4)에 힌지 연결된 탄성력 제공로드(6)가 원형 플레이트의(4) 외측으로 일정각도 기울어진 상태로 감싸면서 형성된 원형의 고무몸체(7)와, 상기 고무몸체(7)의 내측으로 밸브스탬(2)에 직접 접촉되도록 형성된 고무 립(8)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 고무몸체(7)의 내부에는 상기 고무 립(8) 형성부위와 탄성력 제공로드(6)의 사이부분에 탄성력 제공수단을 인서트한 바, 상기 탄성력 제공수단은 고무몸체(7)보다 탄성계수가 강한 탄성고무(9)를 인서트하여 상기 탄성력 제공로드(6)에서 제공되는 힘을 상기 고무 립(8)에 원활히 전달할 수 있도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

밸브 가이드(1)의 내측으로 형성된 암나사(3)에 결합되는 상기 밸브 스템 시일의 원형 플레이트(4)가 암나사(3)에 완전히 결합된 상태에서는 상기 탄성력 제공로드(6)의 힌지점(5)이 상기 암나사(3)의 내측으로 위치되므로 상기 원형 플레이트(4)의 외측으로 기울어져있던 탄성력 제공로드(6)는 밸브 가이드(1)와의 접촉으로 인해 내측으로 회전되는 힘을 받게된다(도 4참조).

따라서, 상기와 같이 탄성력 제공로드(6)가 원형 플레이트(4)의 내측으로 회전되면서 제공하는 힘은 상기 탄성고무(9)를 통해 상기 고무 립(8)에 전달되므로 밸브의 왕복운동시 밸브스탬(2)을 조이는 힘으로 작용되게 된다.

이때, 상기와 같이 제공되는 힘은 원형 플레이트(4)의 원주상에 설치된 다수의 탄성력 제공로드(6)에서 원형 플레이트(4)의 중심을 향해 지속적이고 안정된 상태로 제공되게 되므로 상기 고무 립(8)은 안정된 상태로 밸브스탬(2)에 접촉되어 오일 제어기능의 안정성을 확보하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 다수의 탄성력 제공로드(6)는 상기 고무몸체(7) 및 탄성고무(9)에 국부적인 힘을 제공하지 않고 탄성력 제공로드(6)의 길이부분 전체에 걸쳐서 힘을 제공하므로 상기 고무 립(8)이 밸브스탬(2)의 이동에 따라 밀리거나 회전되는 현상이 대폭적으로 저감될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 밸브 가이드(1)와 접촉된 상태에 의해 원주상으로 배치된 다수의 탄성력 제공로드(6)가 고무 립(8)의 상하측에 골고루 분포된 안정된 힘을 제공하도록 하여, 고무 립의 밀림현상 및 회전현상을 배제하고 밸브 스탬 시일의 오일 제어 기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 밸브 가이드에 밸브스탬을 감싸는 방향을 따라 일정한 깊이로 형성된 암나사와, 상기 암나사에 나사 결합되는 원형 플레이트와, 상기 원형 플레이트의 원주상에 힌지로 연결되며 그 힌지점은 원형 플레이트가 상기한 암나사의 내측으로 완전히 결합된 상태에서 암나사의 내측으로 위치되는 다수의 탄성력 제공로드와, 상기 원형 플레이트에 힌지 연결된 탄성력 제공로드가 원형 플레이트의 외측으로 일정각도 기울어진 상태로 감싸면서 형성된 원형의 고무몸체와, 상기 고무몸체의 내측으로 밸브스탬에 직접 접촉되도록 형성된 고무 립으로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 스탬 시일.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고무몸체의 내부에는 상기 고무 립 형성부위와 탄성력 제공로드의 사이부분에 탄성력 제공수단이 인서트된 것을 특징으로 하는 밸브 스탬 시일.
3. 제2항에 있어서,

   상기 탄성력 제공수단은 고무몸체보다 탄성계수가 강한 탄성고무임을 특징으로 하는 밸브 스탬 시일.