KR20020055972A - 밸브 개폐 장치용 ｅｍｖ 시스템의 엑츄에이터 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조에 관한 것으로, 흡배기 밸브가 관통되어 상부로 돌출되는 상부 전자석의 관통 부위에 자리면을 형성하고, 이 자리면에 오일량을 조절할 수 있는 씰링 구조를 안착시켜 일체로 구성함으로써, 과다한 오일 공급을 막아 오일의 증발이나 슬러지 생성 등으로 발생되는 흡배기 밸브의 작동 불량을 사전에 막을 수 있도록 한 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 밸브 스프링의 탄성지지를 받는 흡배기 밸브의 상단을 연장하고 연장된 길이 중간 부분에 아마츄어가 구비되고, 이 아마츄어를 중심으로 상하에 각각 상부 전자석과 하부 전자석이 장착되며, 상기 상부 전자석의 상부에는 아마츄어 스프링이 구비되어 이루어진 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조에 있어서, 상기 흡배기 밸브가 관통되어 상부로 돌출되는 상부 전자석의 관통 부위에 원형으로 자리면을 형성하고, 이 자리면에는 상부 전자석의 상부로부터 흡배기 밸브를 통해 유입되는 오일량을 조절해 주는 씰링 구조가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조{Actuator structure for valve train system of EMV system}

본 발명은 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑츄에이터 내부로 운동부에 윤활을 위해 공급된 오일이 유입되는 것을 막기 위해 씰을 장착하여 액츄에이터가 원활하게 작동하여 밸브를 개폐시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 엔진과 같이 동력을 발생시켜 주는 동력발생 장치에는 연소실에 혼합기를 흡입하거나 연소된 배기 가스를 배출시켜 주기 위해 밸브 개폐 장치(valve train system)가 구비되어 있다.

밸브 개폐 장치는 종래에 크랭크 축과 캠 샤프트를 통해 이루어지는 기계적인 메카니즘을 많이 이용하여 왔으나, 근래에 들어서는 이러한 메카니즘을 대신하여 전기적인 자석 작용을 이용하는 EMV(Electeo-Mechanical Valve train) 구동방식이 많이 개발되고 있다.

이러한 EMV 시스템은 기계적인 메카니즘을 사용하는 종래의 밸브 개폐 장치와 비교하여 볼 때 연소실을 개폐시켜 주는 흡배기밸브 구조의 구조에서 가장 큰 차이를 보이게 된다.

즉, 상기 EMV 시스템은 흡배기 밸브 구조를 개폐시켜 주기 위해 밸브의 제어를 담당하는 VCU(Valve Control Unit)와, 전기적인 신호에 의해 자성을 생성하여 실제 흡배기 밸브를 개폐시켜 주는 엑츄에이터로 구성된다.

특히, 상기 엑츄에이터는, 첨부도면 도 2a와 도 2c에서 도시한 바와 같이, 밸브 스프링(210)의 탄성 지지를 받는 흡배기 밸브(200)에 장착되는 아마츄어(100)와, 이 아마츄어를 중심으로 상하에 배치되어 선택적으로 자성을 띄는 상부 전자석(110)과 하부 전자석(120)을 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 상부 전자석(110)의 상부에는 아마츄어 스프링(130)이 구비되어 있으며, 이 아마츄어 스프링(130)은 상기 상부 전자석(110)을 관통하여 위로 돌출된 흡배기 밸브(200)를 눌러 주게 된다.

이와 같이 이루어진 엑츄에이터는 상기 VCU의 제어에 의해 상부 전자석(110) 또는 하부 전자석(120) 중에서 선택된 어느 하나가 자성을 띄게 되면 아마츄어(100)가 당겨지면서 흡배기 밸브(200)가 선택적으로 개폐되게 된다.

예를 들어, 상기 상부 전자석(110)이 자성을 갖게 되면 아마츄어(100)가 위로 올라가면서 첨부도면 도 2a에서와 같이 흡배기 밸브(200)가 닫혀지게 되며, 반대로 상기 하부 전자석(120)이 자성을 갖게 되면 아마츄어(100)가 아래로 내려가면서 첨부도면 도 2b에서와 같이 흡배기 밸브(200)가 열리게 되는 것이다.

또한, 상기 EMV 시스템의 아마츄어(100)에도 각 운동부, 예를 들면 각 전자석과 밸브 사이와 같은 운동부에서 발생되는 마찰을 없애주기 위해 오일을 공급하여 마찰과 함께 전기적으로 발생되는 열을 식혀 주게 된다.

그러나, 종래의 아마츄어(100)는 마찰과 냉각을 위해 제공되는 오일이 전자석과 밸브의 틈새로 공급되는 바, 이때 이 틈새를 통해 많은 오일이 공급되기 때문에, 엑츄에이터(100) 내부가 오일에 의해 질퍽거리게 될 뿐만 아니라 오일의 일부가 전기 작용으로 발생되는 열에 의해 증발되고 오일의 일부는 슬러지 형태로 엑츄에이터 내부에 퇴적되어 흡배기 밸브의 작용을 저해시키는 원인으로 작용하게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 흡배기 밸브가 관통되어 상부로 돌출되는 상부 전자석의 관통 부위에 자리면을 형성하고, 이 자리면에 오일량을 조절할 수 있는 씰링 구조를 안착시켜 일체로 구성함으로써, 과다한 오일 공급을 막아 오일의 증발이나 슬러지 생성 등으로 발생되는 흡배기 밸브의 작동 불량을 사전에 막을 수 있도록 한 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 엑츄에이터 구조를 나타내는 단면도,

도 2a와 도 2c는 종래의 엑츄에이터 구조를 이용하여 밸브를 개폐시켜 주는 동작을 나타내는 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10, 100 : 아마츄어 11, 110 : 상부 전자석

12, 120 : 하부 전자석 13, 130 : 아마츄어 스프링

14 : 관통구멍 15 : 자리면

16 : 씰링 구조 17 : 몸체

18 : 루버 18a : 돌기

18b : 링 19 : 삽입구멍

20, 200 : 흡배기 밸브 210 : 밸브 스프링

이를 실현하기 위한 본 발명은 밸브 스프링의 탄성지지를 받는 흡배기 밸브의 상단을 연장하고 연장된 길이 중간 부분에 아마츄어가 구비되고, 이 아마츄어를 중심으로 상하에 각각 상부 전자석과 하부 전자석이 장착되며, 상기 상부 전자석의 상부에는 아마츄어 스프링이 구비되어 이루어진 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조에 있어서, 상기 흡배기 밸브가 관통되어 상부로 돌출되는 상부 전자석의 관통 부위에 원형으로 자리면을 형성하고, 이 자리면에는 상부 전자석의 상부로부터 흡배기 밸브를 통해 유입되는 오일량을 조절해 주는 씰링 구조가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 씰링 구조는 밸브 스템 씰(valve stem seal)인 것을 특징으로 한다.

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

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 엑츄에이터 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도면부호 10은 아마츄어를, 11은 상부 전자석을, 12는 하부 전자석을, 13은 아마츄어 스프링을, 20은 흡배기 밸브를 각각 나타낸다.

본 발명은 종래의 엑츄에이터 구조에 있어서, 상기 상부 전자석(11)과 흡배기 밸브(20) 사이에 그 틈새로 유입되는 오일량이 과다하게 유입되지 않도록 오일량을 조절할 수 있도록 씰링 구조를 장착하여 이루어진 것이다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 상부 전자석(11)은 중앙에 관통구멍(14)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(14)에는 아마츄어(10)가 구비된 상기 흡배기 밸브(20)의 상단부가 끼워져서 상부 전자석(11)의 위쪽으로 돌출되어 있다.

여기서, 본 발명은 상기 관통구멍(14)의 상단 테두리를 원형으로 절개하여 자리면(15)을 형성하고, 이 자리면(15)에 씰링 구조(16)를 장착하여 이루어진 것이다.

특히, 상기 씰링 구조(16)는 일반적인 오일 씰 주에서 밸브 스템 씰(valve stem seal)을 사용하게 되며, 이 밸브 스템 씰은 통상적으로 흡배기 밸브에 장착하여 사용되는 것을 이용하게 된다.

즉, 상기 밸브 스템 씰은, 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이, 중앙에 삽입구멍(19)이 형성된 용기 형상의 몸체(17)와, 이중 실린더 형상으로 이루어져서 상기 삽입구멍(19)에 삽입 장착되는 루버(18)로 구성되어 있다.

특히, 상기 루버(18)는 실제로 흡배기 밸브(20)에 밀착되는 부분으로 내주면에는 내주면을 따라 돌기(18a)가 형성되어 있으며, 이 돌기(18a)는 상기 루버(18)의 외주면에 장착되는 링 핀(18b)에 의해 흡배기 밸브(20)를 가압하도록 구성되어 있다.

이러한 밸브 스템 씰은 상기 루버(18)에 형성된 돌기(18a)와 흡배기 밸브(20)의 간극을 통해 오일 공급량을 조절할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 상기 엑츄에이터는 아마츄어 스프링(13)의 탄성 지지를 받는 상부 전자석(11)으로부터 유입되는 오일이 너무 과다하게 유입되는 것을 막을 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 종래의 엑츄에이터 구조에 있어서, 상기 상부 전자석과 흡배기 밸브 사이에 그 틈새로 유입되는 오일량이 과다하게 유입되지 않도록 오일량을 조절할 수 있도록 씰링 구조를 장착하여 구성함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 액츄에이터 내부에 공급되는 오일량을 필요한 만큼 공급받을 수 있게 되어 공급된 오일이 연소열과 전기적인 열에 의해 증발되거나 퇴적되는 것을 막을 수 있게 된다.

2) 이에 따라 엑츄에이터의 성능과 내구성을 향상시킬 수 있게 되고 오일이 연소되지 않아 배기가스를 저감시켜 주는 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 밸브 스프링의 탄성지지를 받는 흡배기 밸브의 상단을 연장하고 연장된 길이 중간 부분에 아마츄어가 구비되고, 이 아마츄어를 중심으로 상하에 각각 상부 전자석과 하부 전자석이 장착되며, 상기 상부 전자석의 상부에는 아마츄어 스프링이 구비되어 이루어진 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조에 있어서,

   상기 흡배기 밸브가 관통되어 상부로 돌출되는 상부 전자석의 관통 부위에 원형으로 자리면을 형성하고, 이 자리면에는 상부 전자석의 상부로부터 흡배기 밸브를 통해 유입되는 오일량을 조절해 주는 씰링 구조가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 씰링 구조는 밸브 스템 씰(valve stem seal)인 것을 특징으로 하는 밸브 개폐 장치용 ＥＭＶ 시스템의 엑츄에이터 구조.