KR101081252B1

KR101081252B1 - 밸브 리테이너 구조

Info

Publication number: KR101081252B1
Application number: KR1020050121859A
Authority: KR
Inventors: 최명규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2011-11-08
Also published as: KR20070062119A

Abstract

본 발명은 밸브 작동과정에서 발생되는 밸브 스프링의 비틀림에 의한 밸브의 회전을 원활하게 하기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 흡기 및 배기 밸브에 장착되어 밸브 스프링의 상부측을 지지하는 밸브 리테이너에 있어서, 상기 밸브의 리테이너의 저면 내주측에 구비되는 원웨이 클러치와; 상기 밸브 리테이너의 저면 외주측에 구비되는 트러스트 핀 베어링과; 상기 트러스트 핀 베어링의 하부에 구비되는 베어링 커버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조를 제공한다.

밸브, 밸브 리테이너, 원웨이 클러치, 트러스트 베어링, 베어링 커버

Description

밸브 리테이너 구조{structure for valve retainer}

도 1은 종래 기술에 따른 밸브 스프링의 리테이너 구조를 개략적으로 설명하기 위한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 밸브 스프링의 리테이너의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도

도 3은 도 2의 리테이너를 개략적으로 나타낸 저면도

도 4는 도 2의 베어링 커버가 제거된 상태를 개략적으로 나타낸 저면도

도 5a는 밸브 초기시를 나타낸 구성도

도 5b는 밸브 하강시를 나타낸 구성도

도 5c는 밸브 상승시를 나타낸 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

16:밸브 스프링 20:밸브

110:원웨이 클러치 120:트러스트 핀 베어링

130:베어링 커버 150:밸브 리테이너

본 발명은 흡기 및 배기 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브 작동과정에서 발생되는 밸브 스프링의 비틀림에 의한 밸브의 회전을 원활하게 하기 위한 밸브 리테이너의 구조에 관한 것이다.

엔진은 연소실로 공급되는 연료와 공기를 연소시켜 발생되는 폭발력을 직선운동과 회전운동으로 변환시켜 운전되는 것이다.

이때, 혼합기의 연소를 위해서 연소실에는 연료와 공기를 주기적으로 공급해주어야 할 뿐만 아니라, 연소 후에 발생되는 연소가스를 빼내주어야 한다.

일반적으로 공기의 흡입과 연소가스의 배기를 위해 연소실의 상부측에는 도 1에서와 같이 흡기 및 배기 포트(11)가 마련되고, 상기 흡기 및 배기 포트(11)를 개폐하기 위한 수단으로서 흡기 및 배기 밸브(20)가 설치된다.

또한, 상기 흡기 및 배기 밸브(20)를 상하 이동시키기 위한 캠 샤프트(12)가 실린더 헤드(10)의 상측면에 형성된다.

상기한 캠 샤프트(12)의 회전운동은 캠(13)과 밸브 리프트(14)에 의해서 직선운동으로 변환되어 상기한 흡기 및 배기 밸브(20)를 아래로 밀어내어 흡기 및 배기 포트(11)를 열게 하기 위한 것이다.

그리고, 캠(13)에 의해서 밸브(20)가 아래로 하강되어 개방된 흡기 및 배기 포트(11)가 다시 닫히도록 하기 위해서 상기한 흡기 및 배기 밸브(20)의 스템엔드부에는 밸브 리테이너(15)가 장착되고, 상기 밸브 리테이너(15)와 실린더 헤드(10)의 상부면 사이에는 밸브 스프링(16)이 개재된다.

따라서, 밸브 스프링(16)은 밸브(20)를 탄력지지하여 밸브(20)가 상승될 수 있도록 힘이 작용되며, 캠(13)의 돌부가 하강되어 밸브 리프트(14)에 의해 밸브(20)가 하강되며 압축되어 흡기 및 배기 포트(11)의 개방을 허용하게 된다.

그런데, 상기한 흡기 및 배기 밸브(20)가 상하운동하며 개폐되는 과정에서 발생되는 밸브 스프링(16)의 힘은 리테이너(15)에 그대로 전달되어지고, 밸브 스프링(16)과 리테이너(15)가 접촉되는 접촉면의 상대 마찰력이 커서 밸브 스프링(16)과 밸브계가 함께 움직이게 된다.

특히, 밸브 스프링(16)은 종방향의 변위를 받으면 코일에 비틀림 힘이 발생되어 상기한 밸브 스프링(16)이 각변위를 하게 되므로서 리테이너(15)를 포함한 밸브계도 같이 각변위(회전)를 하게 된다.

그러나, 엔진회전수가 높아 밸브계의 관성가속도가 크지 않으면 밸브계와 밸브가 상대회전을 하기 힘들어지고, 밸브 스프링이 회전되었다가 다시 복원하여 원래 위치로 돌아옴에 따라 밸브도 리프트 중에 회전하였다가 원래 위치로 돌아오게 된다.

따라서, 최종적으로 밸브는 회전하지 않은 것이 되고, 이에 의해 밸브면과 밸브시트의 접촉위치가 변하지 않게 되므로서 동일 위치가 계속 접촉하게 되어 밸브면의 편마모 혹은 가스 리크 등의 문제를 야기시키게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 다중홈 코터 (Cotter)를 이용하여 밸브의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 기술이 시도되고 있으나, 이는 강제로 밸브의 상대회전을 유도하는 것이 아니고 단지 밸브의 상대회전 시의 상대 마찰력을 적게 하려는 것으로서 엔진의 회전수가 크거나 밸브계의 관성력이 크지 않으면 효과를 얻 기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 밸브 작동과정에서 발생되는 밸브 스프링의 비틀림에 의한 밸브의 회전을 원활하게 하기 위한 밸브 스프링의 리테이너 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 흡기 및 배기 밸브에 장착되어 밸브 스프링의 상부측을 지지하는 밸브 리테이너에 있어서, 상기 밸브의 리테이너의 저면 내주측에 구비되는 원웨이 클러치와; 상기 밸브 리테이너의 저면 외주측에 구비되는 트러스트 핀 베어링과; 상기 트러스트 핀 베어링의 하부에 구비되는 베어링 커버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 5c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 밸브 스프링의 리테이너의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 리테이너를 개략적으로 나타낸 저면도이며, 도 4는 도 2의 베어링 커버가 제거된 상태를 개략적으로 나타낸 저면도이다.

그리고, 도 5a 내지 도 5c는 밸브의 작동과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 리테이너(150) 구조는 밸브 리테이너(150)의 저면 내주측에 구비된 원웨이 클러치(110)와, 상기 밸 브 리테이너(150)의 저면 외주측에 구비되는 트러스트 핀 베어링(120)과, 상기 트러스트 핀 베어링(120)의 하부에 구비되는 베어링 커버(130)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 베어링 커버(130)의 하부 즉 하단면에는 밸브 스프링(16)의 상측이 지지된다.

그리고, 상기 원웨이 클러치(110)는 상기 밸브(20)의 상승시에만 제동력이 작용하여 상기 밸브 스프링(16)의 회전력을 상기 밸브 리테이너(150)에 전달하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 밸브 리테이너의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 밸브(20)의 초기시에는 도 5a에서와 같이, 상기 밸브 스프링(16)의 상측이 상기 베어링 커버(130)의 하단면에 지지된 상태이다.

그리고, 상기 밸브(20)가 하강시에는 상기 밸브 스프링(16)이 압축력을 받아 밸브 스프링(16)이 감긴 방향으로 일정량 회전하게 되는데, 이때 상기 원웨이 클러치(110)는 제동력을 작용하지 않기 때문에 상기 밸브 스프링(16)의 탄성 회전력은 상기 베어링 커버(130)와 트러스트 핀 베어링(120)을 통해 상기 밸브 리테이너(150)에 전달되지 않는다.

따라서, 상기 밸브(20)는 미회전되는 상태로 하강하게 된다.

그리고, 상기 밸브(20)의 하강 운동이 끝나고 상승시에는 상기 밸브 스프링(16)의 압축된 상태가 밸브 스프링(16)의 탄성 복원력에 의해 원위치로 원상 복귀하게 되고, 이때 상기 원웨이 클러치(110)는 제동력이 작용하여 상기 베어링 커버(130)로부터 상기 밸브 스프링(16)의 회전력을 전달받아 밸브 리테이너(150)에 그 회전력을 전달하게 된다.

따라서, 상기 밸브(20)는 상기 밸브 리테이너(150)를 통해 상기 밸브 스프링(16)의 감긴 반대 방향으로의 회전력을 전달받아 회전하게 된다.

상기와 같은 과정을 반복하면서 상기 밸브(20)는 일정한 방향으로 회전 운동을 하게 된다.

한편, 도시하진 않았지만, 상기 원웨이 클러치(110)를 상기 밸브(20)의 하강시에만 제동력이 작용하도록 하여 상기 밸브 스프링(16)의 회전력을 상기 밸브 리테이너(150)에 전달하도록 구성할 수도 있다.

즉, 상기 밸브(20)의 하강시에 상기 원웨이 클러치(110)의 제동력을 작용시켜 상기 밸브 스프링(16)의 회전력을 상기 밸브 리테이너(150)에 전달하여 밸브(20)를 회전시키고, 상기 밸브(20)의 상승시에 상기 원웨이 클러치(110)의 제동력을 미작용시켜 상기 밸브(20)가 미회전되는 상태로 상승하도록 하여, 상기 밸브(20)가 일정한 방향으로 회전 운동하도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 밸브가 일정한 방향으로 회전되도록 함으로써 밸브와 밸브시트의 접촉 위치를 계속 변화시켜 밸브와 밸브시트의 마모를 줄여준다.

따라서, 밸브와 밸브시트의 내구성 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

둘째, 밸브의 마모를 최소화함에 따라 가스 리크를 최소화하여 이로 인한 밸브의 열화 방지와 연비의 향상 및 출력의 증가 등 전체적인 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

흡기 및 배기 밸브의 스템엔드부에 장착되어 밸브 스프링의 상부측을 지지하는 밸브 리테이너에 있어서,

상기 밸브의 리테이너의 저면 내주측에 구비되는 원웨이 클러치와;

상기 밸브 리테이너의 저면 외주측에 구비되는 트러스트 핀 베어링과;

상기 트러스트 핀 베어링의 하부에 구비되는 베어링 커버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 베어링 커버의 하부에는 상기 밸브 스프링의 상측이 지지됨을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 원웨이 클러치는 상기 밸브의 상승시에만 제동력이 작용하여 상기 밸브 스프링의 회전력을 상기 밸브 리테이너에 전달되도록 함을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 원웨이 클러치는 상기 밸브의 하강시에만 제동력이 작용하여 상기 밸브 스프링의 회전력을 상기 밸브 리테이너에 전달되도록 함을 특징으로 하는 밸브 리테이너의 구조.