KR100921087B1 - 밸브시트 탈거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실린더헤드로부터 불량의 밸브시트를 용이하게 탈거할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 실린더헤드상의 불량 밸브시트 탈거시 밸브시트에 홈을 가공한 후, 홈에 치구를 걸어서 빼내는 새로운 형태의 탈거방식을 구현함으로써, 밸브시트의 탈거작업을 매우 간단하게 수행할 수 있는 등 작업의 효율성을 높일 수 있고, 소재의 리웍이 100% 이루어져 불량률을 저감할 수 있고, 모든 밸브시트 기종에 적용이 가능한 밸브시트 탈거장치를 제공한다.
실린더헤드, 밸브시트, 리웍, 탈거, 치구

Description

밸브시트 탈거장치{Valve seat extricating apparatus}
본 발명은 밸브시트 탈거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더헤드로부터 불량의 밸브시트를 용이하게 탈거할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 실린더헤드에 조립되는 밸브시트는 LH,FR 가공→상면 밀링→RH 홀 가공→연료라인→RR,RH 가공→하면 가공→상면 가공→압전 보링→던킨→V/S,V/G 압입→압후 보링→세척→C/CAP 장착→라인 보링→세척→플러그 압입의 공정으로 가공 및 장착된다.
특히, 밸브시트 압전 보링 공정은 밸브시트 압입 전 가공으로서, 전용기 스테이션을 이용하며, 전체 공정의 60% 공정 진행률에 해당한다.
또한, 밸브시트 압입 공정은 반자동으로 밸브시트를 압입하는 공정으로서, 전체 공정의 70% 공정 진행률에 해당하며, 여기서 시트 뒤집힘, 장착 불량, 찍힘 등 불량이 많이 발생한다.
또한, 밸브 시트 압후 보링 공정은 자동으로 밸브시트 압입 후 가공하는 공 정으로서, 전체 공정의 80% 공정 진행률에 해당하고, 실린더헤드 라인 공정의 가장 중요한 부분으로 품질에 직접적인 영향을 주며, 여기서는 조도, 런아웃, 깊이 등의 불량이 발생한다.
이러한 불량 발생시 기존에는 스패너, 기타 툴을 이용하여 밸브시트를 탈거하는 방법이 있다.
주로 사용하는 방법이지만, 스패너 및 기타 툴을 이용하여 시팅홈에 끼워 탈거하는 방법으로 탈거작업이 쉽지 않고, 탈거작업시 밸브시트 파손에 의한 찍힘 현상이 발생하는 문제가 있으며, 또 밸브시트 형상에 따라 탈거가 불가한 경우도 많이 발생한다.
다른 방법으로 스폿 용접기를 이용한 탈거방법이 있다.
이 방법은 불안정하게 용접되므로서 정상적인 탈거율이 낮고, 용접작업시 발생하는 열로 인한 실린더헤드 열변형의 우려가 있으며, 용접할 수 있는 폭이 넓지 않아 실질적으로 작업 빈도가 낮다.
리웍(Rework) 작업시, 즉 밸브시트 탈거 작업시 밸브시트가 파손될 경우 탈거방법이 없어 폐기 처리하는 폐단도 발생한다.
이와 같이 실린더헤드 가공 공정 중 가장 중요하며 리웍 다발 공정으로 리웍 불가시 불량률 증가 및 원가 상승의 요인이 된다.
또, 리웍 불가한 경우가 많으므로 대책 리웍 방안이 절실히 필요하다.
또, 작업자 안전성을 고려할 필요가 있다.
따라서, 현재 양산 라인에서는 밸브시트 가공 불량이 많이 발생하고, 단순한 치구만으로 해결하기에는 적용 폭이 제한되어 있어 리웍 효과가 미비하며, 기존 방식의 리웍에 의한 소재 손상 및 품질저하 문제가 발생하는 등 구체적인 대책이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 실린더헤드상의 불량 밸브시트 탈거시 밸브시트에 홈을 가공한 후, 홈에 치구를 걸어서 빼내는 새로운 형태의 탈거방식을 구현함으로써, 밸브시트의 탈거작업을 매우 간단하게 수행할 수 있는 등 작업의 효율성을 높일 수 있고, 소재의 리웍이 100% 이루어져 불량률을 저감할 수 있는 밸브시트 탈거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치는 모터의 동력으로 회전하는 커터를 이용하여 밸브시트 내측에 홈을 가공하는 홈가공 디바이스와, 나사체결구조의 핸들을 조작하는 방식으로 밸브시트의 홈을 걸어서 위로 잡아 빼내는 탈거 디바이스를 포함하며, 밸브시트에 홈을 가공한 후 이 홈을 걸어서 밸브시트를 실린더헤드로부터 탈거할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 홈가공 디바이스는 모터, 상기 모터로부터 동력을 받아 회전하는 툴 샤프트, 커터 및 상하 핸들을 포함하는 헤드부, 상기 모터 및 헤드부의 지지를 위한 베이스 및 포스트, 상기 포스트상에 설치되며 베벨기어 조합을 통해 헤드부 전체를 수평방향 좌우로 일정각도 움직여주는 좌우 핸들 등을 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 탈거 디바이스는 양편에 바깥쪽으로 돌출가능한 훅을 갖는 헤드, 하단부가 헤드 내에 체결되어 훅과의 접촉을 통해 훅을 밀어낼 수 있는 제1핸들, 상기 제1핸들의 상단부 외측으로 끼워지면서 가이드측과의 결속구조를 통해 상하 이동가능한 슬라이더, 상기 슬라이더의 외측에 나사체결되는 제2핸들, 상기 제1핸들의 봉 부분을 내측으로 수용하며 실린더헤드상에 지지되면서 제2핸들을 받쳐주는 원통형의 가이드 등을 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
현재 실린더헤드 전 라인에 밸브시트 전용 탈거수단이 마련되어 있지 않아 본 발명의 탈거장치를 적용하는 경우 밸브시트 불량으로 인한 소재의 리웍이 이루어져 불량률을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기종별 밸브 시트링의 형상이 상이하여 기존의 방식으로는 리웍이 거의 불가능하였으나, 별도의 가공장비없이 간단한 탁상 드릴 타입의 장치를 동시에 사용함으로써, 기종에 관계없이 모든 기종의 밸브 시트링의 탈거가 가능하다.
또한, 탈거장치의 형태가 비교적 간단하여 휴대 및 취급이 용이하고, 작업성의 효과가 높다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 제공하는 밸브시트 탈거장치는 밸브시트에 가공된 홈을 이용하 여 치구를 걸어서 빼내는 방식으로 이루어져 있으며, 이를 위하여 밸브시트에 홈을 가공하는 수단과, 가공된 홈을 이용하여 훅으로 걸어서 위로 빼내는 수단 등을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 홈가공 디바이스를 나타내는 정면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 홈가공 디바이스(10)는 밸브시트에 홈을 가공하는 수단으로서, 모터(11)의 동력으로 회전하는 커터(13)를 이용하여 밸브시트 내측에 서로 마주보는 양쪽 2개의 홈을 가공할 수 있다.
이를 위하여, 베이스(16)에 있는 포스트(17)의 상단에는 헤드부(15)가 설치되고, 헤드부(15)로부터 뒷쪽으로 연장되는 부분에는 동력제공을 위한 모터(11)가 설치되며, 헤드부(15)에는 하단의 커터(13)를 가지는 툴 샤프트(12)가 설치된다.
상기 툴 샤프트(12)와 모터(11)는 벨트전동수단으로 연결되어 있으며, 모터(11)의 작동에 의해 툴 샤프트(12) 및 커터(13)가 회전되면서 홈을 가공할 수 있다.
이때, 상기 커터(13)는 그루브 가공이 용이한 슬릿팅 커터를 적용할 수 있고, 인서트 타입을 사용함으로써 공구 수명을 최대화할 수 있다.
또한, 상기 툴 샤프트(12) 및 커터(13)는 상하 핸들(14)의 조작을 통해 상하로 움직임이 가능하고, 이러한 움직임은 보통의 드릴링 머신에서 툴을 상하로 조작하는 방식을 적용할 수 있다.
또한, 밸브시트에 홈을 양쪽으로 가공하기 위해서는 커터(13)를 포함하는 헤 드부(15) 전체를 수평방향에서 좌우로 일정각도, 예를 들면 약 5°정도 움직여줄 필요가 있다.
이를 위하여, 헤드부(15) 전체는 포스트(17)상에서 회전가능하게 설치되는 베벨기어 조합에 의해 지지되는 구조를 갖는다.
예를 들면, 베벨기어 조합 중 하나의 베벨기어는 수평자세에서 헤드부(15)측에 결합되고, 이 베벨기어와 치합되는 다른 하나의 베벨기어는 수직자세에서 좌우 핸들(18)측에 결합되므로서, 좌우 핸들(18)을 돌리면 베벨기어 전동작용에 의해 헤드부(15) 전체가 좌우로 움직일 수 있고, 결국 커터(15)를 통해 양쪽 2개의 홈을 가공할 수 있다.
또한, 상기 베이스(16)상에는 실린더헤드의 안착을 위한 슬라이드 베드(19)가 설치된다.
이때의 슬라이드 베드(19)는 아래쪽을 받치고 있는 복층 구조 및 교차 구조의 LM 가이드 등에 의해 수평방향에서 전후 및 좌우 방향으로 유동이 가능하고, 이에 따라 리웍시 해당 밸브시트 위치를 헤드부(15)의 센터쪽으로 용이하게 맞출 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 탈거 디바이스를 나타내는 정면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 탈거 디바이스(20)는 실질적으로 밸브시트를 걸어서 빼내는 수단으로서, 밸브시트에 걸어주기 위한 헤드와, 조작을 위한 2개의 핸들과, 상방향 견인을 위한 슬라이더 등을 포함한다.
상기 헤드(22)는 내경의 나사부를 갖는 원통형 몸체의 내부에 양쪽으로 수납 및 인출 가능한 2개의 훅(21)이 설치되는 구조로 이루어져 있으며, 제1핸들(23)의 하단부에 그 나사부를 이용하여 체결되는 구조로 장착된다.
이때의 원통형 몸체는 몸체 직경보다 큰 직경을 갖는 머리부분을 갖고 있으며, 이 머리부분을 이용하여 사용시 밸브시트면에 밀착 지지시킬 수 있다.
상기 제1핸들(23)은 원판형 머리부분과 이곳에서 아래로 길게 연장되는 봉부분으로 이루어져 있으며, 하단부를 통해 헤드(22)의 내측으로 체결되고, 이때의 체결깊이를 이용하여 훅(21)을 바깥쪽으로 밀어내는 일을 한다.
특히, 제1핸들(23)은 훅(21)과 접촉하는 하단부가 끝쪽으로 가늘어지는 원추부(27)로 되어 있으며, 이것과 관련하여 훅(21)의 내측 접촉면 또한 윗쪽으로 넓어지는 경사면(28)으로 되어 있어서, 제1핸들(23)의 조작에 의해 원추부(27)가 아래로 내려가면 경사면(28)을 통해 맞닿아 있는 훅(21)이 밀려나면서 밸브시트의 홈 내에 끼워질 수 있다.
또한, 상기 제2핸들(26)은 밸브시트를 포함하는 헤드(22) 및 제1핸들(23) 전체를 윗쪽으로 당겨 올려주는 수단으로서, 내측 제1핸들(23)과의 사이에 개재되는 슬라이더(25)와 나사체결 구조로 조립된다.
이때, 상기 슬라이더(25)는 제2핸들(26)의 회전시 상하 직선이동만을 위하여 일측에 가이드돌기(29b)를 갖고 있으며, 이 가이드돌기(29b)가 가이드(24)의 내경면에 있는 가이드홈(29a) 내에 끼워져 안내를 받게 되므로서, 슬라이더(25)는 위아래로만 움직일 수 있고, 결국 제1핸들(23)의 머리부분을 받치면서 윗쪽으로 올라감 에 따라 밸브시트의 탈거가 가능하게 된다.
또한, 상기 가이드(24)는 한쪽에 길이방향으로 절개된 부분을 갖는 속이 빈 원통형의 지지체로서, 밸브시트를 그 내측으로 두고 실린더헤드상에 놓여질 수 있고, 이러한 가이드(24)를 이용하여 제1핸들(23), 그 외측의 슬라이더(25), 그 아래쪽의 헤드(22)를 포함하는 제2핸들(26) 전체가 지지될 수 있다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 밸브시트 탈거장치를 이용하여 밸브시트를 실린더헤드로부터 빼내는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 홈가공 디바이스의 작업과정을 보여주는 개략도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 탈거 디바이스(20)를 걸기 위한 홈(120)을 밸브시트(110)에 가공한다.
즉, 실린더헤드(100)에 조립되어 있는 밸브시트(110)의 내측으로 커터(13)를 삽입한 후, 모터(11)의 스위치 온조작으로 커터(13)를 동작시켜 밸브시트(110)의 내경면 한쪽에 홈(120)을 적당한 깊이로 가공한 다음, 좌우 핸들(18)의 조작을 통해 커터(13)를 받대쪽으로 이동시켜 맞은편에도 적당한 깊이의 홈(120)을 가공한다.
이때의 홈 깊이는 훅이 들어가 걸려질 수 있는 정도면 충분하므로 정밀한 깊이를 요하지 않는다.
이렇게 2개의 홈 가공이 완료되면 슬라이드 베드(110)상의 실린더헤드(100)를 한쪽 옆으로 밀어 놓아 탈거 디바이스(20)의 사용시 간섭을 피할 수 있도록 한 다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 탈거 디바이스의 작업과정을 보여주는 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 헤드(22)와 제1핸들(23)의 가조립(가체결) 상태에서 헤드(22) 머리부분을 밸브시트(110)의 윗면에 받친 다음, 이때의 머리부분을 손으로 잡은 상태에서 제1핸들(23)을 돌리면, 제1핸들(23)의 하단 나사부가 헤드(22)의 나사부에 체결되어 내려갈수록 그 원추부(27)가 훅(21)을 밀게 되므로, 훅(21)이 양옆으로 돌출되면서 밸브시트(110)의 홈(120)에 걸리게 된다.
다음, 절개부위를 이용하여 제1핸들(23)의 봉부분이 내측에 위치될 수 있도록 가이드(24)를 설치하고, 계속해서 가이드(24)를 수평으로 돌려가면서 슬라이더(25)에 있는 가이드돌기(29b)에 가이드(24)에 있는 가이드홈(29a)을 맞춘다.
그 결과, 제2핸들(26)은 가이드(24)상에 받쳐진 상태가 된다.
이러한 과정을 마친 다음, 가이드(24)를 지지체로 하여 제2핸들(26)를 돌리면, 이것에 나사결합되어 있는 슬라이더(25)가 상방향으로 이동하면서 제1핸들(23)의 머리부분을 함께 끌고 올라가게 되므로, 헤드(22) 및 이것에 걸려있는 밸브시트(110)를 실린더헤드(100)로부터 쉽게 탈거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 홈가공 디바이스를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 탈거 디바이스를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 홈가공 디바이스의 작업과정을 보여주는 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브시트 탈거장치에서 탈거 디바이스의 작업과정을 보여주는 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 홈가공 디바이스 11 : 모터
12 : 툴 샤프트 13 : 커터
14 : 상하 핸들 15 : 헤드부
16 : 베이스 17 : 포스트
18 : 좌우 핸들 19 : 슬라이드 베드
20 : 탈거 디바이스 21 : 훅
22 : 헤드 23 : 제1핸들
24 : 가이드 25 : 슬라이더
26 : 제2핸들 27 : 원추부
28 : 경사면 29a,29b : 가이드홈과 가이드돌기

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 모터의 동력으로 회전하는 커터를 이용하여 밸브시트 내측에 홈을 가공하는 홈가공 디바이스(10)와, 나사체결구조의 핸들을 조작하는 방식으로 밸브시트의 홈을 걸어서 위로 잡아 빼내는 탈거 디바이스(11)를 포함하며, 밸브시트에 홈을 가공한 후 이 홈을 걸어서 밸브시트를 실린더헤드로부터 탈거할 수 있도록 된 밸브시트 탈거장치에 있어서,
    상기 홈가공 디바이스(10)는 모터(11)와, 상기 모터(11)로부터 동력을 받아 회전하는 툴 샤프트(12) 및 커터(13), 그리고 상하 핸들(14)을 포함하는 헤드부(15)와, 상기 모터(11) 및 헤드부(15)의 지지를 위한 베이스(16) 및 포스트(17)와, 상기 포스트(17)상에 설치되며 베벨기어 조합을 통해 헤드부(15) 전체를 수평방향 좌우로 일정각도 움직여주는 좌우 핸들(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브시트 탈거장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 홈가공 디바이스(10)는 베이스(16)상에 설치되며 실린더헤드의 안착 및 슬라이딩을 가능하게 하는 슬라이드 베드(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브시트 탈거장치.
  4. 모터의 동력으로 회전하는 커터를 이용하여 밸브시트 내측에 홈을 가공하는 홈가공 디바이스(10)와, 나사체결구조의 핸들을 조작하는 방식으로 밸브시트의 홈을 걸어서 위로 잡아 빼내는 탈거 디바이스(11)를 포함하며, 밸브시트에 홈을 가공한 후 이 홈을 걸어서 밸브시트를 실린더헤드로부터 탈거할 수 있도록 된 밸브시트 탈거장치에 있어서,
    상기 탈거 디바이스(20)는 양편에 바깥쪽으로 돌출가능한 훅(21)을 갖는 헤드(22)와, 하단부가 헤드(22) 내에 체결되어 훅(21)과의 접촉을 통해 훅(21)을 밀어낼 수 있는 제1핸들(23)과, 상기 제1핸들(23)의 상단부 외측으로 끼워지면서 가이드(24)측과의 결속구조를 통해 상하 이동가능한 슬라이더(25)와, 상기 슬라이더(25)의 외측에 나사체결되는 제2핸들(26)과, 상기 제1핸들(23)의 봉 부분을 내측으로 수용하며 실린더헤드상에 지지되면서 제2핸들(26)을 받쳐주는 원통형의 가이드(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브시트 탈거장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 탈거 디바이스(20)의 제1핸들(23)은 훅(21)과 접촉하는 하단부가 끝쪽으로 가늘어지는 원추부(27)로 되어 있고, 이에 대응하여 훅(21)의 내측 접촉면이 윗쪽으로 넓어지는 경사면(28)으로 되어 있어, 원추부와 경사면 간의 접촉에 의해 훅이 바깥쪽으로 원활하게 밀려나갈 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 밸브시트 탈거장치.
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KR20210076244A (ko) 2019-12-13 2021-06-24 한전케이피에스 주식회사 밸브의 시트 링용 인출 툴

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