KR101199727B1 - 엔진의 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엔진의 피스톤은 오일이 저장되는 오일저장부와, 상기 오일저장부에 저장된 오일을 상기 피스톤의 외측으로 분사되도록 형성된 오일 분사홀과, 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 오일 분사홀을 개폐시키는 도어로 구성됨으로써, 상기 오일저장부에 오일이 항상 저장된 후 상기 피스톤이 상사점에 도달시 오일이 분사되기 때문에 엔진의 초기시동시에도 상기 피스톤과 실린더사이로의 오일 공급이 가능하여, 윤활성 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.

엔진, 피스톤, 실린더, 윤활, 저장, 분사, 도어, 탄성

Description

엔진의 피스톤{Piston of engine}

도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 피스톤이 도시된 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 피스톤의 오일 분사홀이 닫힌 상태가 도시된 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 피스톤의 오일 분사홀이 개방된 상태가 도시된 단면도,

도 4는 도 2의 A방향에서 본 피스톤의 정면도,

도 5는 도 4에서 B-B선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 피스톤 52: 오일저장부

54: 오일 분사홀 56: 도어

58: 압축링 59: 오일링

60: 실린더 62: 판 스프링

64: 가이드부 66: 스토퍼

본 발명은 엔진의 피스톤에 관한 것으로서, 특히 엔지의 초기시동시에도 피스톤과 실린더사이로 오일 공급이 원활하게 이루어질 수 있어, 윤활성 및 내구성이 향상될 수 있는 엔진의 피스톤에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤의 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 피스톤이 도시된 측면도이다.

종래 기술에 따른 엔진은 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더(2)의 내부에 피스톤(4)이 수용되고, 상기 피스톤(4)의 상부 외주면에는 기밀유지를 위한 압축링(6)과 상기 실린더(2)의 내벽면의 오일을 긁어내리기 위한 오일링(8)이 장착된다.

상기 압축링(6)은 연소실(10)의 기밀을 유지함과 아울러 상기 피스톤(4)이 받은 열을 상기 실린더(2)로 전달하며, 오일이 연소실(10)로 들어가지 못하도록 최소한의 유막을 남겨놓고 긁어내리게 된다.

상기 오일링(8)은 상기 실린더(2)의 내벽면에 오일이 골고루 도포되도록 하며, 여분의 오일을 긁어내린다.

그러나, 종래 기술에 따른 엔진은 정지시 상기 실린더(2)로 오일이 공급되지 않기 때문에, 엔진의 초기시동시 상기 피스톤(4)과 실린더(2)사이에 오일이 충분치 못하여 상기 피스톤(4)과 실린더(2)사이의 마찰이 발생되어, 이로 인해 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기 피스톤(4)과 실린더(2)의 손상으로 연비 및 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 초기 시동시 피스톤과 실린더 사이에 오일이 충분히 공급되도록 하여 윤활성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 엔진의 피스톤을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 피스톤은 피스톤의 내측에서 순환하는 오일 중 일부가 저장되도록 상기 피스톤의 내측에 구비된 오일저장부와, 상기 오일저장부에 저장된 오일이 상기 피스톤의 외측으로 분사되도록 형성된 오일 분사홀과, 상기 피스톤의 상하이동에 따라 상기 오일 분사홀을 개폐시키는 도어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엔진의 피스톤은 상기 도어를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재의 일측은 상기 피스톤과 도어 중 어느 하나에 고정되고, 타측은 나머지 하나에 슬라이딩가능토록 결합된 판 스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 엔진의 피스톤은 상기 도어의 하향이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하여 구성된 것 특징으로 한다.

상기 오일 저장부는 상기 오일 분사홀측으로 갈수록 단면적이 작아지게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 오일 저장부는 통형상으로 이루어져 상기 오일 분사홀의 내측에서 하향 경사지게 배치되고, 하단부 상면은 개구되게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 피스톤의 오일 분사홀이 닫힌 상태가 도시된 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 피스톤의 오일 분사홀이 개방된 상태가 도시된 단면도이며, 도 4는 도 2의 A방향에서 본 피스톤의 정면도이고, 도 5는 도 4에서 B-B선 단면도이다.

본 발명에 따른 엔진의 피스톤은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(50)의 내측에서 순환하는 오일 중 일부가 저장되도록 상기 피스톤(50)의 내측에 구비된 오일저장부(52)와, 상기 오일저장부(52)에 저장된 오일이 상기 피스톤(50)의 외측으로 분사되도록 형성된 오일 분사홀(54)과, 상기 피스톤(50)의 상하이동에 따라 상기 오일 분사홀(54)을 개폐시키는 도어(56)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(50)의 상부 외주면에는 기밀유지를 위한 압축링(58)과 실린더(60)의 내벽면의 오일을 긁어내리기 위한 오일링(59)이 장착된다.

상기 피스톤(50)의 하부 외주면은 상기 실린더(60)와의 마찰이 최소화되도록 그라파이트 코팅된다.

상기 피스톤(50)의 내부에 오일이 순환할 수 있도록 개방된 공간이 형성되며, 상기 공간에는 커넥팅 로드(미도시)가 결합되는 결합부(51)가 돌출 형성된다.

상기 오일 저장부(52)는 상기 오일 분사홀(54)과 연통되는 통 형상으로 이루어지고, 하단부는 순환되는 오일이 저장되도록 오목하게 형성되되 상면은 개구되게 형성된다.

상기 오일 저장부(52)는 상기 오일 분사홀(54)의 내측에서 하향 경사지게 배치되는 바, 상기 결합부(51)와 간섭이 생기지 않는 위치에 배치된다.

또한, 상기 오일 저장부(52)는 상기 오일 분사홀(54)측으로 갈수록 단면적이 작아지게 형성된다.

한편, 상기 오일 분사홀(54)의 상측에는 상기 도어(56)를 지지하는 탄성부재가 장착되는 바, 상기 탄성부재는 상기 도어(56)가 상기 오일 분사홀(54)을 차폐시키는 방향으로 탄성력을 부여하도록 형성된다.

상기 탄성부재는 코일 스프링이 사용되는 것도 가능하나, 여기서는 판 스프링(62)이 사용되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기 판 스프링(62)은 일측은 상기 피스톤(50)과 도어(56) 중 어느 하나에 고정되고, 타측은 나머지 하나에 슬라이딩가능토록 결합된다.

여기서, 상기 판 스프링(62)은 2개가 사용되는 바, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측이 상기 피스톤(50)의 내벽에 고정되고 타측은 상기 도어(56)에 슬라이딩가능토록 결합된 제 1판스프링(62a)과, 일측이 상기 도어(56)에 고정되고 타측이 상기 피스톤(50)의 내벽에 슬라이딩가능토록 결합된 제 2판스프링(62b)으로 구성된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 제 1,2판스프링(62a)(62b)의 일단부에는 상기 제 1,2판스프링(62a)(62b)의 일단부가 슬라이딩가능토록 안내하는 가이드부(64)가 구비된다.

상기 가이드부(64)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1,2판스프링(62a)(62b)의 일단부에 결합된 가이드 돌기(64a)와, 상기 가이드 돌기(64a)가 삽입되도록 상기 피스톤(50)의 내벽과 상기 도어(56)의 상측에 형성된 가이드홈(64b)으로 이루어진다.

또한, 상기 오일 분사홀(54)의 내측 하부에는 상기 도어(56)의 하향이동을 제한하는 스토퍼(66)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 피스톤의 윤활 작동을 살펴보면 다음과 같다.

상기 피스톤(50)의 직선왕복운동시, 상기 피스톤(50)의 내부에서 오일이 순환되고, 순환되는 오일 중 일부는 상기 오일저장부(52)에 항상 저장된다.

상기 피스톤(50)이 상승하여 상사점에 도달하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(50)이 정지상태일지라도 관성력에 의해 상기 도어(56)는 상향이동하게 된다.

상기 피스톤(50)이 상사점에서 정지상태에서 상기 도어(56)가 상향이동함에 따라, 상기 오일 분사홀(54)이 개방되게 된다.

또한, 상기 오일저장부(52)에 저장된 오일은 관성력에 의해 상기 오일 분사홀(54)을 통해 상기 피스톤(50)과 상기 실린더(60)사이로 분사되게 된다.

여기서, 상기 오일저장부(52)는 상기 오일분사홀(54)측으로 갈수록 단면적이 작게 형성되고, 단면적과 유속은 반비례하므로, 상기 오일 분사홀(54)측으로 갈수록 유속이 빨라지게 되어 오일의 분사가 효과적으로 이루어진다.

그러므로, 상기 피스톤(50)과 실린더(60)사이로 오일 공급이 원활하게 이루어질 수 있다.

이후, 상기 피스톤(50)이 하강하게 되면, 상기 도어(56)도 하강하여 상기 오일 분사홀(54)을 차폐시키게 된다.

이 때, 상기 도어(56)가 상기 오일 분사홀(54)을 완전히 차폐시키기 이전까지 상기 실린더(60) 내벽면의 오일이 상기 오일 분사홀(54)을 통해 상기 오일저장부(52)로 유입되고, 유입된 오일 중 일부가 상기 오일저장부(52)의 하측에 저장된다.

따라서, 상기 오일저장부(52)에는 항상 오일이 저장되게 되고, 엔진의 초기시동시에도 상기 실린더(60)와 피스톤(50)사이로 오일을 공급할 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(50)의 하강에 따라 상기 도어(56)가 소정 거리 하강하게 되면, 상기 도어(56)는 상기 스토퍼(66)에 의해 걸림된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤은 오일이 저장되는 오 일저장부와, 상기 오일저장부에 저장된 오일을 상기 피스톤의 외측으로 분사되도록 형성된 오일 분사홀과, 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 오일 분사홀을 개폐시키는 도어로 구성됨으로써, 상기 오일저장부에 오일이 항상 저장된 후 상기 피스톤이 상사점에 도달시 오일이 분사되기 때문에 엔진의 초기시동시에도 상기 피스톤과 실린더사이로의 오일 공급이 가능하여, 윤활성 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 오일저장부가 상기 피스톤의 내측에 구비되어 상기 피스톤의 내측에서 순환하는 오일 중 일부가 저장되기 때문에, 상기 오일저장부에 오일이 충분히 공급될 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 피스톤의 직선왕복운동시 관성력을 이용하여, 상기 오일이 분사되도록 함으로써, 구조가 간단하며 오일 분사가 용이한 이점이 있다.

또한, 상기 피스톤이 상사점에서 하강시 마찰이 가장 심하기 때문에, 상기 피스톤이 상사점에 도달시 오일이 분사되도록 구성됨으로써, 보다 효율적으로 윤활작용이 수행될 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 피스톤의 내측에서 순환하는 오일 중 일부가 저장되도록 상기 피스톤의 내측에 구비된 오일저장부와;

   상기 오일저장부에 저장된 오일이 상기 피스톤의 외측으로 분사되도록 형성된 오일 분사홀과;

   상기 피스톤의 상하이동에 따라 상기 오일 분사홀을 개폐시키는 도어를 포함하고,

   상기 도어를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하며,

   상기 탄성부재의 일측은 상기 피스톤과 도어 중 어느 하나에 고정되고, 타측은 나머지 하나에 슬라이딩가능토록 결합된 판 스프링인 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 엔진의 피스톤은 상기 도어의 하향이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 저장부는 상기 오일 분사홀측으로 갈수록 단면적이 작아지게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 저장부는 통형상으로 이루어져 상기 오일 분사홀에서 하향 경사지게 배치되고, 하단부 상면은 개구되게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤.

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