KR100488775B1 - 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것으로, 양쪽 캠부와 태핏 사이에 각각 측정구를 위치하여 그 사이의 거리를 통해 간극을 측정할 수 있게 함으로써, 객관적으로 정확한 밸브 간극을 검출할 수 있는 밸브 간극 측정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 방법은, 밸브 측정 장치를 이송된 엔진의 캠 샤프트 상부로부터 아래로 이송시켜 주는 단계와, 한쌍의 측정구의 단부가 탯핏과 캠 샤프트의 양쪽에 맞닿게 하여 그 사이 길이를 검출하는 단계와, 제어기를 통해 이 길이와 캠샤프트의 반경 및 측정구의 반경을 통해 간극을 계산하여 이를 디스플레이시켜 주는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치는 반구 형태로 이루어져서 서로 마주보는 형태로 설치되는 한쌍의 측정구와, 이들 측정구를 수평 상태에서 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동수단과, 상기 측정구의 반경 및 그 사이 간격 그리고 캠 샤프트의 반경으로부터 간극을 계산하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치{Valve clearance measuring method and its apparatus}

본 발명은 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠 샤프트의 캠부를 감싸는 형태로 그 사이 거리를 검출하고 이 값을 이용하여 밸브 간극을 검출함으로써, 측정이 용이하게 이루어지고 특히 누구나 쉽게 밸브 간극을 검출할 수 있는 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진과 같은 구동 장치에는 혼합기(또는 흡기 및 연료)를 실린더 내부에 공급하거나 연소 후 발생된 배기가스를 엔진 외부로 배출시켜 주기 위한 흡배기 밸브 시스템이 구비되어 있다.

상기 흡배기 밸브 시스템은, 첨부도면 도 4에서 도시한 바와 같이, 실린더 헤드(100)의 상부에 연소실과 통하도록 설치된 흡배기 밸브(10)와, 이 실린더 헤드(100)의 상면에 위치하여 크랭크 샤프트의 회전으로 상기 흡배기 밸브(10)를 개폐시켜 주는 캠 샤프트(20)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 캠 샤프트(20)는 캠부(21)가 흡배기 밸브(10)의 상면과 접하도록 설치되고, 이렇게 설치된 캠 샤프트(20)가 회전함에 따라 캠부(21)가 흡배기 밸브(10)를 눌러 개폐가 이루어지게 된다.

특히, 상기 흡배기 밸브(10)는 연소실을 구성하기 때문에 연소열에 의해 흡배기 밸브(10)가 열팽창을 하게 되는데, 스틸재로 이루어진 흡배기 밸브(10)의 열팽창으로 다른 구성 요소들이 파괴되거나 흡배기 밸브의 개폐가 제대로 이루어지지 않는 것을 막기 위해 상기 흡배기 밸브(10)와 캠 샤프트(20) 사이에는 일정한 밸브 간극(valve clearance)를 두게 된다.

이러한 밸브 간극은 상기 흡배기 밸브(10)의 상부에 장착되는 태핏(11)과 캠부(21) 사이에 엔진에 맞는 두께를 가진 간극 게이지(thickness gauge)(30)를 끼워 조절하게 된다. 이때, 상기 밸브 간극은 흡배기 밸브(10)가 눌려지지 않은 상태에서 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 밸브 간극 조절은 캠부(21)와 태핏(11) 사이에 간극 게이지(30)를 끼워 이 게이지가 미끌리는 정도에 따라 간극을 조절하기 때문에 숙련 정도에 따라 밸브 간극 조절 정도가 달라지게 되는 문제가 발생하게 되었다.

또한, 밸브 간격이 작업자마다 다르기 때문에 밸브 간극이 너무 커서 캠부(21)가 회전하면서 태핏(11)을 때리면서 소음을 발생시키거나 반대로 밸브 간극이 너무 적어 열팽창에 의해 다른 구성품들을 파손시키게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 양쪽 캠부와 태핏 사이에 각각 측정구를 위치하여 그 사이의 거리를 통해 간극을 측정할 수 있게 함으로써, 객관적으로 정확한 밸브 간극을 검출할 수 있는 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 방법은, 밸브 측정 장치를 이송된 엔진의 캠 샤프트 상부로부터 아래로 이송시켜 주는 단계와, 한쌍의 측정구의 단부가 태핏과 캠 샤프트의 양쪽에 맞닿게 하여 그 사이 길이(L)를 검출하는 단계와, 제어기를 통해 이 길이와 캠샤프트의 반경(R) 및 측정구의 반경(r)을 통해 간극을 계산하여 이를 디스플레이시켜 주는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 간극 계산 단계는 상기 반경(R,r)의 합을 빗변으로 하고 상기 거리(L)의 절반 길이(M)를 밑변으로 하는 직각 삼각형으로부터 높이(h)를 검출하고, 이 높이(h)에 반경(r)을 더한 길이(H)로부터 반경(R)을 뺀 길이로 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치는 반구 형태로 이루어져서 서로 마주보는 형태로 설치되는 한쌍의 측정구와, 이들 측정구를 수평 상태에서 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동수단과, 상기 측정구의 반경 및 그 사이 간격 그리고 캠 샤프트의 반경으로부터 간극을 계산하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 구동수단은 스텝 모터와 이 스텝 모터에 수직으로 동일선상에 위치하도록 설치되어 각 측정구를 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동축으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동수단의 하부에는 한쌍의 측정구 중앙 위치에 오도록 리미트 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 여기서, 종래와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 그대로 사용한다.

본 발명은 상기 흡배기 밸브(10)가 닫혀진 상태에서 캠 샤프트(20)가 태핏(11)에 맞닿지 않는 상태에서 그 양쪽 거리를 검출하기 위한 한쌍의 측정구(40a,40b)와, 이들 측정구(40a,40b)가 서로 반대 방향으로 움직이도록 작동력을 제공해 주는 구동수단(41)과, 상기 측정구(40a,40b)의 거리 및 캠 샤프트(20)의 반경 등으로부터 밸브 간극(C)을 계산하는 제어기(42)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 각 측정구(40a,40b)는 반구 형상으로 이루어져 있으면서 상단에는 후술하게 될 구동축에 치합가능하도록 너트부(43a,43b)가 형성되고, 하단에는 반경(r)인 구(44)가 형성되어 있다.

또한, 상기 구동수단(41)은 제어기(42)의 제어로 구동되는 스텝 모터(45)와, 여기에 수직으로 동일 선상에 위치하도록 베벨 기어로 치합된 한쌍의 구동축(46a,46b)로 이루어져 있으며, 특히 상기 각 구동축(46a,46b)은 제자리에서 회전가능하도록 설치된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 한쌍의 구동축(46a,46b)은 스텝 모터(45)가 구동됨에 따라 서로 반대 방향으로 회전하도록 설치하여 사용하게 된다. 또한, 상기 구동수단(41)은 하부에 한쌍의 측정구(40a,40b)의 중간 위치에 오도록 리미트 센서(47)를 장착하여, 이들 측정구(40a,40b)가 캠부(21)를 감싸고 있는 상태를 쉽게 알 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 구동수단(41)은 상기 각 구동축(46a,46b)에 각각 측정구(40a,40b)의 너트부(43a,43b)가 치합되게 된다. 따라서, 상기 스텝모터(45)가 구동하게 되면 한쌍의 구동축(46a,46b)이 제자리에서 회전을 하게 되고, 이러한 회전으로 상기 한쌍의 측정구(40a,40b)가 서로 반대방향으로 움직이게 된다.

상기 제어기(42)는 이들로부터 얻어진 값(두개의 구(44)간 거리(L) 등)과 미리 입력된 값(예를 들면, 캠 샤프트의 반경(R), 구의 반경(r) 등)으로부터 밸브 간극(C)을 측정하게 된다. 이러한 측정 과정에 대해서는 첨부도면 도 2를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따르는 밸브 간극을 측정하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 간극(C) 측정은 흡배기 밸브(10)가 닫혀진 상태에서 측정하게 되는데, 먼저 상기 한쌍의 측정구(40a,40b)가 캠 샤프트(20)를 감싸는 형태가 되도록 본 발명에 따르는 측정 장치를 설치하게 된다. 이때, 상기 각 구(44)가 각각 캠부(21)와 태핏(11) 사이에 위치하도록 설치하게 된다.

이와 같이 설치된 상태에서 상기 리미트 센서(47)로부터 제어기(42)에 신호가 입력될 때까지, 첨부도면 도 2에서와 같이 스텝 모터(45)를 구동시키게 된다. 이때, 상기 제어기(42)에는 2개의 측정구(40a,40b)가 안쪽으로 움직임에 따라 이들 구(44)간 거리(L)가 계산되게 된다. 또한, 상기 제어기(42)에는 미리 구(44)의 반경(r) 그리고 캠부(21)의 반경(R)이 입력되어 있다.

따라서, 상기 제어기(42)는 상기 거리(L)를 2로 나눠 M값을 얻고 이미 알고 있는 값, 즉 M과 (R+r)을 각각 밑변과 빗변으로 하는 직각 삼각형으로부터 높이(h)를 얻을 수 있게 된다. 이 높이(h)에 구의 반경(r)을 더하게 되면 캠부(21)의 중심으로부터 태핏(11)의 상면까지의 거리를 얻을 수 있게 되고, 이 거리에서 반경(R)을 빼게 되면 원하는 밸브 간극(C)를 얻게 된다.

이하, 첨부도면 도 3을 참조하여 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치를 이용한 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정을 하기 위한 예비 작업으로써, 상기 엔진은 크랭크 구동부(미도시됨)에 의해 밸브 간극 조절 위치, 즉 크랭크 샤프트를 회전시켜 1번 실린더가 TDC에 오도록 회전시키게 되며, 이 상태에서 통상의 방법으로 밸브 간극 조절이 이루어지게 된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명에 따르는, 상술한 바와 같은 구성을 갖는, 밸브 측정 장치를 이송시켜 간극을 조절하고자 하는 엔진의 캠 샤프트 상부로 송시킨 다음, 다시 이 밸브 측정 장치를 아래로 이송시켜 주게 된다. 이때, 상기 밸브 간극 측정 장치는 제 1 실린더의 흡배기 밸브에 상당하는 캠의 상부에 위치하도록 위치 조절이 이루어지게 된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 밸브 간극 측정 장치는 리미트 센서가 캠 샤프트에 맞닿는 순간까지 이송시켜 그 다음 단계로 진행하게 하는 것이 바람직하다.

이어, 상기 밸브 측정 장치에 구성된 한쌍의 측정구가 서로 마주 보는 방향으로 좁혀지도록 조절하게 된다. 이때, 상기 각 측정구는 캠 샤프트와 태핏 사이에 끼워지도록 하는 것이 바람직하며, 각 측정구가 이렇게 끼워져서 접촉을 하게 되면 이들 2개의 측정구 사이의 거리(L)가 제어기에 입력이 되게 된다. 이렇게 상기 거리(L)가 제어기에 입력되게 되면 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치는 측정구가 반대 방향으로 벌어지면서 원래의 위치, 즉 캠 샤프트의 상부로 되돌아 가게 된다.

이때, 상기 제어기는 상기 거리(L)와 이미 입력되어 있던 캠 샤프트의 반경(R)과 측정구의 반경(r)을 통해 밸브 간극을 계산하고 이 간극이 적정 범위에 있는지를 판단하게 된다. 상기 계산 과정은 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이 삼각법을 이용하게 된다.

즉, 상기 반경의 합(R+r)과 상기 거리(L)의 절반 길이(M)는 직각 삼각형의 빗변과 밑변을 이루기 때문에 이들 값으로부터 높이(h)를 검출할 수 있게 된다. 이렇게 검출된 높이(h)에 다시 상기 반경(r)을 더하게 되면 전체 높이(H)을 알 수 있게 되며, 이 높이(H)로부터 상기 반경(R)을 빼게 되면 그 사이의 간극(C)을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 두개의 측정구 사이의 거리를 통해 밸브 간극을 측정할 수 있게 함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 제어기를 통해 이송된 엔진의 간극을 정확하게 측정할 수 있게 되어 숙련공의 숙련 정도에 상관없이 누구라도 정확하게 밸브 간극을 측정하여 정상 여부를 판단할 수 있게 된다.

2) 밸브 간극이 맞지 않아 발생되는 소음 또는 다른 구성 요소들이 파괴되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치의 구성을 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따르는 밸브 간극을 측정하는 방법을 설명하기 위한 단면도,

도 3은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치를 이용한 측정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트,

도 4는 종래의 밸브 간극 측정 방법을 나타내는 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 흡배기 밸브 11 : 태핏

20 : 캠 샤프트 21 : 캠부

30 : 간극 게이지 40a, 40b : 측정구

41 : 구동수단 42 : 제어기

43a, 43b : 너트부 44 : 구

45 : 스텝 모터 46a, 46b : 구동축

47 : 리미트 센서 C : 밸브 간극

H : 높이 L : 거리

R, r : 반경

Claims (5)

1. 밸브 측정 장치를 이송된 엔진의 캠 샤프트 상부로부터 아래로 이송시켜 주는 단계와,

   한쌍의 측정구의 단부가 태핏과 캠 샤프트의 양쪽에 맞닿게 하여 그 사이 길이(L)를 검출하는 단계와,

   제어기를 통해 이 길이와 캠샤프트의 반경(R) 및 측정구의 반경(r)을 통해 간극을 계산하여 이를 디스플레이시켜 주는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 간극 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 간극 계산 단계는 상기 반경(R,r)의 합을 빗변으로 하고 상기 거리(L)의 절반 길이(M)를 밑변으로 하는 직각 삼각형으로부터 높이(h)를 검출하고, 이 높이(h)에 반경(r)을 더한 길이(H)로부터 반경(R)을 뺀 길이로 계산하는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 측정 방법.
3. 반구 형태로 이루어져서 서로 마주보는 형태로 설치되는 한쌍의 측정구와,

   이들 측정구를 수평 상태에서 반대 방향으로 이송시켜 주는 스텝 모터 및 이 스텝 모터에 수직으로 동일선상에 위치하도록 설치되어 각 측정구를 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동축과,

   상기 측정구의 반경 및 그 사이 간격 그리고 캠 샤프트의 반경으로부터 간극을 계산하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 간극 측정 장치.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서, 상기 구동수단의 하부에는 한쌍의 측정구 중앙 위치에 오도록 리미트 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 간극 측정 장치.