KR19990029097U - 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치에 관한 것으로서, 밸브 태핏 편마모 방지장치는 캠의 회전 운동에 의한 밸브 태핏의 상하 왕복 운동시 오일순환통로로 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏이 일방향으로 회전되도록 캠 축으로부터 캠으로 연장 형성된 오일순환통로를 밸브 태핏과 접촉되는 부분의 캠의 중심에서 일측으로 편향되게 하여 형성한 것으로서, 오일순환통로를 통해 압출되는 윤활유의 압력에 의해 밸브 태핏에 윤활유를 공급할 뿐만 아니라 회전력을 제공하여 밸브 태핏이 설치되는 실린더 헤드의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏의 외주면에 편마모가 방지되도록 함은 물론 밸브 태핏 외주면 전체에 균일한 마모가 발생되도록 하여 밸브 태핏의 내구성을 유지할 수 있음은 물론 밸브 태핏의 외주면과 실린더 헤드면과의 윤활 작용이 제대로 이루어지도록 한 것이다.

Description

엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치

본 고안은 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치에 관한 것으로서, 특히 캠의 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 바꾸어 밸브를 개폐하는 밸브 태핏의 실린더 헤드와 접촉되는 부위의 편마모를 방지하기 위한 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 밸브기구는 각 실린더의 흡입밸브, 배기밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐 작용을 하는 기구로서, 밸브 배치와 연소실 형상에 의해 사이드 밸브식, 오버 헤드 밸브식, 오버 헤드 캠 축식 등이 있다. 한편, 밸브기구에는 밸브, 캠 축, 밸브 리프터{또는 밸브 태핏(Valve Tappet)}, 푸시로드, 로커 암 어셈블리 등으로 구성된다.

전술한 오버 헤드 캠 축식 밸브기구는 캠 축을 실린더 헤드 위에 설치하고 캠이 직접 로커 암을 구동하거나, 캠이 태핏을 구동시켜 간접적으로 밸브를 개폐하는 것이 있다. 또한, 흡입밸브와 배기밸브를 1개의 캠 축으로 개폐하는 싱글 오버 헤드 캠 축식과 흡입밸브와 배기밸브를 각각의 캠 축으로 개폐하는 더블 오버 헤드 캠 축식(트윈 캠이라고도 함)이 있다. 이 형식은 어느 것이나 밸브기구의 관성 중량이 작기 때문에 밸브의 가속도를 크게 할 수 있으며 고속에서도 안정된 밸브의 개폐가 이루어지므로 고속 성능이 향상된다. 그러나 캠 축이 크랭크 축에서 떨어져 있기 때문에 캠 축을 구동하는 장치가 복잡해지므로 실린더 헤드의 구조가 복잡해진다.

도 1 은 일반적인 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 사시도, 도 2 는 일반적인 자동차 엔진용 밸브기구 장치의 설치 상태를 나타낸 실린더 헤드의 종단면도이다.

도 1 및 도 2 는 캠의 회전 운동을 밸브 태핏을 통해 직선 왕복 운동으로 바꾸어 밸브(흡입밸브, 배기밸브)를 개폐하는 방식의 더블 오버 헤드 캠 축식의 밸브기구 장치로서, 도면에 도시한 바와 같이 일반적인 더블 오버 헤드 캠 축식 밸브기구에는 흡입밸브(10)와 배기밸브(10a) 각각을 개폐하는 두 개의 캠 축(20), 캠 축(20) 각각에 구비되어 일정한 방향성을 갖는 다수의 캠(22), 캠(22)의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 흡입·배기 밸브(10, 10a)를 개폐하는 밸브 태핏(30), 및 혼합기를 흡입하거나 연소가스를 배출하고 난 후 밸브(10, 10a)를 원위치 시키는 복귀 스프링(40)으로 구성된다.

전술한 바와 같이 구성되는 밸브기구는 실린더 헤드(1) 상에 설치된다. 이때 크랭크 축(도시하지 않음)의 회전에 대해서 각 밸브(10, 10a)의 개폐 시기가 밸브 타이밍에 맞도록 설계되고 또한 설치된다.

한편, 도 2 에 도시한 바와 같이 실린더 헤드(1)의 일측에 설치되는 밸브 태핏(30)은 설치되는 부위의 실린더 헤드(1)와의 접촉 저항이 최소화되도록 실린더 헤드(1)에 형성된 윤활유로(3)를 통해 밸브 태핏(30)이 설치된 부위로 윤활유가 공급되어 밸브 태핏(30)의 상하 왕복 운동시 윤활이 되도록 한다.

도 3 은 일반적인 캠 축을 나타낸 정면도이다.

도 3 에 도시한 바와 같이 캠(22)의 회전시 캠 로브(22a)의 중심에는 캠 축(20)으로부터 연장 형성되어 캠 로브(22a)와 밸브 태핏(30) 상부면과의 접촉 저항을 줄이기 위하여 윤활유가 공급되는 오일순환통로(35)가 형성된다. 오일순환통로(35)는 캠 로브(22a)와 밸브 태핏(30) 상부면과의 접촉시 오일펌프(도시하지 않음)의 작동에 의해 윤활유를 공급하여 접촉면의 접촉 저항이 최소화도록 할 뿐 밸브 태핏(30)의 상하 운동과는 무관하다.

이와 같이 구성된 본 고안은 캠 축(20)의 구동에 의해 회전하는 캠(22)의 캠 로브(22a)가 밸브 태핏(30)의 상부면을 누르면 밸브 태핏(30)은 상하 운동을 하여 밸브(10, 10a)를 개폐하게 된다. 4행정 엔진의 캠 축(20)은 크랭크 축 회전의 2분의 1로서, 기어나 스프로켓에 의해서 크랭크 축의 회전이 2분의 1로 감속되어 캠 축(20)에 전달된다.

이상에서와 같이 구성되고 작동되는 밸브기구에서 캠의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 밸브를 개폐하는 밸브 태핏은 캠이 회전 운동을 함에 따라 상하 왕복 운동만을 반복하게 되므로 실린더 헤드와의 접촉면에서 편마모가 발생하는 문제가 있어 밸브 태핏의 내구성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 밸브 태핏의 일측면에 편마모가 발생하게 되면 밸브 태핏의 외주면과 실린더 헤드면과의 윤활 작용이 제대로 이루어지지 않아 밸브를 개폐하는데 따른 이상이 발생하는 등의 문제가 있게 된다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안은 캠 축으로부터 캠으로 연장 형성된 오일순환통로를 캠 로브의 일측으로 편향되게 함으로써 캠의 회전 운동에 의한 밸브 태핏의 상하 왕복 운동시 오일순환통로를 통해 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏이 일방향으로 회전되게 하여 실린더 헤드의 접촉면과의 균일한 접촉으로 밸브 태핏의 편마모가 발생하지 않도록 함은 물론 밸브 태핏의 내구성이 유지되도록 한 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안의 특징은 다음과 같다. 즉, 실린더 헤드의 적소에 설치되어 크랭크 축의 회전에 의해 회전하는 캠 축, 캠 축에 구비되어 일정한 방향성을 갖는 다수의 캠, 캠의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 밸브를 개폐하는 밸브 태핏, 및 캠 축으로부터 캠으로 연장 형성된 오일순환통로를 구비하여 이루어지는 엔진용 밸브기구 장치에 있어서, 밸브 태핏과 접촉되는 부분의 캠 중심에서 일측으로 편향되게 하여 캠의 회전 운동에 의한 밸브 태핏의 상하 왕복 운동시 오일순환통로로 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏이 일방향으로 회전되도록 캠 축으로부터 캠으로 연장 형성된 오일순환통로를 밸브 태핏과 접촉되는 부분의 캠 중심에서 일측으로 편향되게 한 특징이 있다.

도 1 은 일반적인 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 사시도.

도 2 는 일반적인 자동차 엔진용 밸브기구 장치의 설치 상태를 나타낸 실린더 헤드의 종단면도.

도 3 은 일반적인 캠 축을 나타낸 정면도.

도 4 는 본 고안에 따른 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 사시도.

도 5 는 본 고안에 따른 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 종단면도.

도 6 은 본 고안에 따른 자동차 엔진용 캠 축을 나타낸 개략 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1. 실린더 헤드 3. 윤활유로

10, 10a. 밸브 20. 캠 축

30. 밸브 태핏 35, 200. 오일순환통로

40. 복귀 스프링 22, 100. 캠

22a, 102. 캠 로브

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시 예에 따른 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치에 대해 상세히 설명한다.

도 4 는 본 고안에 따른 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 사시도, 도 5 는 본 고안에 따른 자동차 엔진용 밸브기구 장치를 나타낸 종단면도, 도 6 은 본 고안에 따른 자동차 엔진용 캠 축을 나타낸 개략 정면도이다.

도 4, 도 5 및 도 6 에 도시한 바와 같이 본 고안의 밸브 태핏 편마모 방지장치는 캠(100)의 회전 운동에 의한 밸브 태핏(30)의 상하 왕복 운동시 오일순환통로(200)로 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏(30)이 일방향으로 회전되도록 캠 축(20)으로부터 캠(100)으로 연장 형성된 오일순환통로(200)를 밸브 태핏(30)과 접촉되는 부분의 캠(100)의 중심에서 일측으로 편향되게 하여 형성한 것으로서, 오일순환통로(200)를 통해 압출되는 윤활유의 압력에 의해 밸브 태핏(30)에 윤활유를 공급할 뿐만 아니라 회전력을 제공하여 회전되도록 한 것이다.

전술한 바와 같이 회전력의 제공은 밸브 태핏(30)을 강제로 회전시켜 밸브 태핏(30)이 설치되는 실린더 헤드(1)의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏(30)의 외주면에 편마모가 방지되도록 함은 물론 밸브 태핏(30) 외주면 전체에 균일한 마모가 발생되도록 한다.

전술한 내용을 상세히 설명하면, 실린더 헤드(1)의 적소에 설치되어 크랭크 축의 회전에 의해 회전하는 캠 축(20), 캠 축(20)에 구비되어 일정한 방향성을 갖는 다수의 캠(100), 캠(100)의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 밸브(10, 10a)를 개폐하는 밸브 태핏(30), 및 캠 축(20)으로부터 캠(100)으로 연장 형성된 오일순환통로(200)를 구비하여 이루어지는 엔진용 밸브기구 장치에서, 오일순환통로(200)를 통해 밸브 태핏(30)의 상부면으로 압출·공급되는 윤활유가 캠(100)의 돌출된 부분인 캠 로브(102)의 일측으로 편향되게 압출·공급될 수 있도록 오일순환통로(200)를 캠 로브(102)의 중심에서 일측으로 편향되게 형성하여 캠(100)의 회전 운동에 의한 밸브 태핏(30)의 상하 왕복 운동시 오일순환통로(200)로 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏(30)이 일방향으로 회전되도록 한 것으로서, 밸브 태핏(30)에 회전력을 제공하여 밸브 태핏(30)이 설치되는 실린더 헤드(1)의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏(30)의 외주면에 편마모가 방지되도록 함은 물론 밸브 태핏(30) 외주면 전체에 균일한 마모가 발생되도록 한 것이다.

전술한 구성에서 오일순환통로(200)를 통해 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏(30)이 회전한다 해도 밸브(10, 10a)가 복귀 스프링(40)의 탄성력에 의해 상시 원위치 상태로의 힘을 받기 때문에 그 회전량은 아주 미세할 정도에 지나지 않는다. 그러나, 미세한 회전이라 하더라도 엔진이 구동되고 있는 상태에서는 계속 회전을 하기 때문에 밸브 태핏(30)이 설치되는 실린더 헤드(1)의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏(30)의 편마모가 방지될 뿐만 아니라 밸브 태핏(30) 외주면 전체가 균일하게 마모된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 밸브기구 장치는 캠(100)의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 밸브(10, 10a)를 개폐하는 밸브 태핏(30)의 상하 왕복 운동과 동시에 회전되도록 캠(100)의 캠 로브(102) 일측에 편향되게 오일순환통로(200)를 설치한 것으로서, 오일순환통로(200)를 통해서 압출·공급되는 윤활유에 의해 캠(100)의 회전시 상하 직진 운동을 하는 밸브 태핏(30)에 상하 직진 운동 이외에 회전 운동을 하도록 하여 밸브 태핏(30)과 이 밸브 태핏(30)이 설치되는 실린더 헤드(1)의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏(30)의 외주면에 편마모가 발생하지 않고, 외주면 전체에 균일한 마모가 발생되도록 한다.

이와 같이 함으로써 밸브 태핏의 내구성을 유지할 수 있음은 물론 밸브 태핏의 외주면과 실린더 헤드면과의 윤활 작용이 제대로 이루어지도록 할 수가 있게 된다.

미설명 부호 3 은 밸브 태핏(30)으로 윤활유를 공급해 주는 윤활유로이다.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 밸브 태핏 편마모 방지장치는 캠의 회전 운동에 의한 밸브 태핏의 상하 왕복 운동시 오일순환통로로 압출되는 윤활유에 의해 밸브 태핏이 일방향으로 회전되도록 캠 축으로부터 캠으로 연장 형성된 오일순환통로를 밸브 태핏과 접촉되는 부분의 캠의 중심에서 일측으로 편향되게 함으로써 오일순환통로를 통해 압출되는 윤활유의 압력에 의해 밸브 태핏에 회전력을 제공하여 회전되도록 하는 효과가 있다.

따라서, 전술한 바와 같이 밸브 태핏에 회전력을 제공하여 밸브 태핏이 설치되는 실린더 헤드의 내측면과의 접촉시 밸브 태핏의 외주면에 편마모가 방지되도록 함은 물론 밸브 태핏 외주면 전체에 균일한 마모가 발생되도록 하여 밸브 태핏의 내구성을 유지할 수 있음은 물론 밸브 태핏의 외주면과 실린더 헤드면과의 윤활작용이 제대로 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 실린더 헤드(1)의 적소에 설치되어 크랭크 축의 회전에 의해 회전하는 캠 축(20), 상기 캠 축(20)에 구비되어 일정한 방향성을 갖는 다수의 캠(100), 상기 캠(100)의 회전 운동을 상하 왕복 운동으로 바꾸어 밸브(10, 10a)를 개폐하는 밸브 태핏(30), 및 상기 캠 축(20)으로부터 상기 캠(100)으로 연장 형성된 오일순환통로(200)를 구비하여 이루어지는 엔진용 밸브기구 장치에 있어서,

   상기 캠(100)의 회전 운동에 의한 상기 밸브 태핏(30)의 상하 왕복 운동시 상기 오일순환통로(200)로 압출되는 윤활유에 의해 상기 밸브 태핏(30)이 일방향으로 회전되도록 상기 캠 축(20)으로부터 상기 캠(100)으로 연장 형성된 상기 오일순환통로(200)를 상기 밸브 태핏(30)과 접촉되는 부분의 상기 캠(100)의 중심에서 일측으로 편향되게 하여 형성한 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브 태핏의 편마모 방지장치.