KR20030030251A - 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 조립이 간단하여 생산성이 향상되며, 운동부의 중량을 저감하여 스프링 서징이나 바운싱등의 요인을 줄여주므로써 밸브스프링 설계의 자유도 증진 및 엔진의 한계 회전수를 증가시켜 엔진 성능 향상에 일조할 수 있는 흡기 및 배기밸브의 밸브스프링 조립 구조를 제공하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 밸브스프링을 밸브스템 상부에 고정 장착되는 스프링상부시트에 의해 압축된 상태로 조립하게 되는 흡배기밸브에 있어서, 상기 밸브스템의 상부측에 직경이 감소되어 잘록한 허리를 형성하는 고정홈부와;

상기 고정홈부 상부의 고정부와;

상기 고정부의 외주로 상하로 가공되는 복수개의 슬롯홈과;

상기 스프링상부시트에 상기 고정부의 평면형상과 대칭되는 형태로서 상기 슬롯홈을 통해 끼워져 통과하는 돌기부를 구비하는 삽입구멍이 형성되어 있으며, 상기 고정홈부의 높이와 대략 같으며, 상기 슬롯홈에 맞추어 끼운후 상기 돌기부가 슬롯홈과 엇갈리도록 회전시킬 때 밸브스템에 의해 구속되어지는 스프링상부시트;를 포함하여 구성되어 있다.

Description

흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조{Valve spring assembling structure}

본 발명은 흡.배기 밸브의 밸브스프링 조립 구조 개선에 관한 것이다.

4사이클 엔진에서는 팽창 엔진에 필요한 혼합기를 연소실내로 끌어들이고 또 연소가스를 외부로 배출하기 위하여 1개의 실린더에 흡기밸브와 배기밸브를 구비하고 있다.

이 흡.배기 밸브는 캠과 로커암 또는 유압밸브리프터(HLA)로 구성되는 밸브기구에 의해 흡배기 포트를 개폐하게 되는데, 흡배기포트를 개방시엔 밸브기구에 의한 누름력에 의존하나 흡배기포트를 닫을 때에는 밸브스프링의 탄발력에 의해 흡배기밸브가 상승하여 흡배기포트를 닫게 된다.

이러한 밸브스프링(20)을 밸브스템(21)에 조립하여 실린더헤드(22)에 장착하기 위하여서는 도 6에 도시하는 것과 같이 밸브스프링(20)을 실린더헤드(22)의 로어시트(23)에 안착시키고, 그의 중앙으로 삽입된 밸브스템(21) 상부 외주에 2개로 분리 제작된 상광하협한 테이퍼 형상의 밸브코터(24)를 밀착시킨후, 미리 밸브스프링(20)의 상부에 끼워 놓은 스프링상부시트(25)를 전용지그를 사용하여 밸브코터(24)측에 밀어붙여 밸브코터(24)가 스프링 상부 시트(25)의 내측 테이퍼면(25a)에 쐐기 작용에 의해 강하게 끼워 조립하게 된다.

이때 밸브(1a)가 흡기포트(26)의 밸브시트(27)를 폐쇄한 최대 상승위치에서 밸브스프링(20)은 압축된 상태, 즉 밸브가 밸브시트에 밀착하여 가스누설을 일으키지 않을 만큼의 장력을 가지도록 조기 압축량이 설정되며, 조립이 완료한 상태에서 밸브코더(24) 2개를 상호 간섭없이 위치시켜야 한다.

한편, 밸브코터(24)와 밸브스프링(20), 밸브스프링상부시트(25) 및 밸브(21a)는 밸브트레인계의 마모 및 내구력에 큰 영향을 주기 때문에 중량을 가볍게 하여야 하며, 또 각 부분은 캠의 구동에 의한 작동시 발생하는 상호 접촉부의 마모를 최소화 하면서 회전에 자유로워야 한다.

그러나 상기한 종래 구조에 의하면 다음과 같이 제반 문제점이 지적되고 있다.

첫째, 밸브코터가 필요하고, 그 밸브코터를 스프링 상부 시트에 안착시키기 위해 스프링 상부 시트의 내경부를 테이퍼지게 형성해야 할 뿐 아니라, 밸브코터 길이(ℓ)이상으로 스프링상부시트(25)의 벽면길이(L)를 형성해야 하기 때문에 스프링상부시트(25)의 크기가 커져 중량이 상승하게 된다.

둘째, 밸브코터(24)를 밸브스템(21) 외표면에 움직임 없이 고정하기 위해서는 마찰력만으로는 고정되지 않기 때문에 밸브스템(25) 상부에 요홈(27)을 형성하고 밸브코터(24)내측의 돌기(28)가 결합되도록 하고 있어, 로커아암이나 유압밸브리프터가 밸브스템(21)의 상면을 눌러 접촉하게 될때 간섭되는 것을 피하기 위해 밸브스템(21)이 요홈(27)의 상부로 더 돌출되도록 연장하고 있기 때문에 밸브 스템(21)의 길이가 길어지고 중량 역시 증대된다.

셋째, 조립시 밸브코터를 밸브와 스프링상부시트 내측에 위치시키는 작업이 어렵고, 밸브코터(24)가 두쪽으로 형성되기 때문에 조립시 한쪽으로 기울어지게 되면, 조립이 힘들어져 작업 시간이 많이 소요되며, 또 밸브코터를 놓치게 되면, 실린더 헤드의 밸브스프링(20)의 로어시트(24)로 떨어지게 되어 공구등을 이용하여끄집어 내야하는 등 조립 작업이 불편하다.

넷째, 수리를 위한 분해시 등에 밸브코터의 안전한 회수가 곤란하다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 조립이 간단하여 생산성이 향상되며, 운동부의 중량을 저감하여 스프링 서징이나 바운싱등의 요인을 줄여주므로써 밸브스프링 설계의 자유도 증진 및 엔진의 한계 회전수를 증가시켜 엔진 성능 향상에 일조할 수 있는 흡기배기밸브의 밸브스프링 조립 구조를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 밸브스프링을 밸브스템 상부에 고정 장착되는 스프링상부시트에 의해 압축된 상태로 조립하게 되는 흡배기밸브에 있어서, 상기 밸브스템의 상부측에 직경이 감소되어 잘록한 허리를 형성하는 고정홈부와;

상기 고정홈부 상부의 고정부와;

상기 고정부의 외주로 상하로 가공되는 복수개의 슬롯홈과;

상기 스프링상부시트에 상기 고정부의 평면형상과 대칭되는 형태로서 상기 슬롯홈을 통해 끼워져 통과하는 돌기부를 구비하는 삽입구멍이 형성되어 있으며, 상기 고정홈부의 높이와 대략 같으며, 상기 슬롯홈에 맞추어 끼운후 상기 돌기부가 슬롯홈과 엇갈리도록 회전시킬 때 밸브스템에 의해 구속되어지는 스프링상부시트;를 포함하여 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 흡배기밸브 조립체의 부품 분해도

도 2는 본 발명의 밸브스템의 A-A 단면도

도 3은 본 발명의 스프링 상부 시트의 저면도

도 4는 본 발명의 유압 밸브 리프터의 저면도

도 5는 본 발명에 의한 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조를 나타낸 도면

도 6은 종래의 밸브 조립체에 있어서 밸브코터와 스프링상부시트의 조립 직전의 상태를 나타내는 도면

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브 스템 2 : 고정홈부

3 : 고정부 4 : 슬릿홈

5 : 지지부 7 : 스프링상부시트

8 : 밸브스프링 9 : 삽입구멍

10 : 돌기부 11 : 유압밸브리프터

12 : 플런저 13 : 가이드스톱퍼

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 흡.배기밸브 조립체의 부품 분해도이고, 도 2는 도 1의 A-A단면도, 도 3은 본 발명의 스프링 상부 시트의 저면도이며, 도 4는 본 발명의 유압 밸브리프터의 저면 형상을 개략적으로 나타내는 도면이다.

그리고 도 5는 본 발명에 의한 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조를 나타내는 도면이다.

도면중 부호 1은 흡배기밸브의 밸브스템으로서 밸브스템(1)의 상부에는 잘록한 허리를 형성하게 되는 고정홈부(2)가 링상으로 형성되어 있다.

상기 고정홈부(2)의 상부로 형성된 고정부(3)에는 등간격, 예를 들면 90°각도로 4개의 슬롯홈(4)이 상하 수직 방향으로 형성되어 있어 평면에서 보아 마치 꽃잎과 같은 모양을 가지고 있다.

그리고 상기 고정부(3)의 상부로는 그보다 작은 직경의 지지부(5)가 돌출되어 있다.

도면중 부호 7은 밸브스프링(8)을 눌러 장착하는 스프링상부시트(7)로서, 그의 중앙에는 상기 고정부(3)의 평면형상과 대칭되는 형태, 예를 들어 고정부(3)와 더불어 암수 한쌍을 형성하는 삽입구멍(9)이 천공되어 있으며, 이 삽입구멍(9)에는 상기 슬롯홈(4)을 통해 끼워지게 되는 돌기부(10)가 각 슬롯홈(4) 위치에 대향토록 형성되어 있다.

그리고 도면중 부호 11은 유압밸브리프터(HLA)로서, 플런저(12) 하단에 상기 고정부(3) 의 슬롯홈(4)에 끼워져 삽입되어 상기 스프링상부시트(7)에 하단이 밀착지지되는 복수개의 가이드스톱퍼(13)가 돌출되어 있으며, 가이드스톱퍼(13)는 내경지름(D)인 원호상에 슬롯홈(4)에 맞추어 돌출 형성된다.

또 상기 내경지름(D)은 지지부(5)의 직경(d)과 동일하다.

이와같은 본 발명에 의하여 밸브스프링(8)을 밸브스템(1)과 실린더헤드에 조립 장착하는 과정은 다음과 같다.

밸브스프링(8)을 실린더헤드의 로어시트에 안착시키고, 밸브스템(1)이 밸브스프링(8)의 중앙을 관통하도록 한 상태에서 스프링상부시트(7)의 삽입구멍(9)의 돌기부(10)들을 고정부(3)의 슬롯홈(4)들에 일치시켜 지그를 사용하여 밸브스프링(8)을 압축시키면서 내리눌러 하강시킨다.

이때 스프링상부시트(7)의 두께(t)와 고정홈부(2)의 높이(h)가 거의 동일(h가 t보다 약간큼)하므로 스프링상부시트(7)는 고정홈부(2)와 수평을 이루게 되며, 이 상태에서 지그를 사용하여 스프링상부시트(7)에 힘을 가해 45° 정도 수평면상에서 회전시킨 후 정지시키면, 돌기부(10)와 슬롯홈(4)이 상호 엇갈리게 되고, 그 상태에서는 스프링상부시트(7)가 밸브스템(1)으로부터 이탈되지 못하고 구속당하게 되는데 밸브스프링(8)의 강한 탄성력이 작용하여 스프링상부시트(7)는 고정부(3)에 치받쳐 밀착력을 유지하게 된다.

이 상태에서 유압밸브리프터(11)의 플런저(12) 하단의 가이드스톱퍼(13)들을 상기 고정부(3)의 슬롯홈(4)을 통해 그의 하단이 스프링상부시트(7) 표면에 닿을때까지 하강시켜 조립한다.

이때 지지부(5)가 가이드스톱퍼(13)의 내경지름(D)에 기밀하게 끼워져 계합되므로 가이드스톱퍼(13)가 손쉽게 상부로 빠지지 않게 되는 것이며, 또 슬롯홈(4)을 통해 삽입된 가이드스톱퍼(13)로 인해 스프링상부시트(7)가 밸브스템(1)으로부터 이탈할 우려가 없게 되며, 이상태에서 밸브스프링(8)의 조립 장착 작업이 완료되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 밸브스프링의 중앙부로 밸브스템을 통과시켜 실린더 헤드의 로어 시트에 안착시킨 후 개선된 스프링상부시트를 밸브스프링의 상부측에 위치시켜 전용지그를 사용하여 스프링상부시트를 눌러 스프링상부시트의 사방향의 돌기부가 밸브 스템 끝단의 사방향 슬롯홈에 끼워져 하강되도록 하여 홈부까지 위치시킨 상태에서 돌기부와 슬롯홈이 서로 엇갈리게 돌려서 스프링상부시트가 고정홈부로부터 이탈되지 않도록 하여 지그를 제거하면 간단히 밸브스프링의 조립 장착작업이 완료되는 것이며, 또 스프링상부시트가 더욱 회전하여 돌기부가 슬롯홈과 일치하여 밸브스템으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 HLA의 플런저에 가이드스톱퍼를 두어 슬롯홈에 끼워지게 하므로써 스프링상부시트의 이탈을 방지하게 되는데,

이와같은 밸브체의 부품들의 구조 및 조립 방식에 의하면 밸브코터에 의한 것보다 조립 작업이 매우 쉽고 운동부의 중량이 저감될 수 있어 스프링 서징 및 바운싱등의 인자를 줄여 스프링 설계 자유도 증진 및 엔진의 한계 회전수를 증가시켜 엔진 성능을 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 밸브스프링을 밸브스템 상부에 고정 장착되는 스프링상부시트에 의해 압축된 상태로 조립하게 되는 흡배기밸브에 있어서, 상기 밸브스템의 상부측에 직경이 감소되어 잘록한 허리를 형성하는 고정홈부와;

   상기 고정홈부 상부의 고정부와;

   상기 고정부의 외주로 상하로 가공되는 복수개의 슬롯홈과;

   상기 스프링상부시트에 상기 고정부의 평면형상과 대칭되는 형태로서 상기 슬롯홈을 통해 끼워져 통과하는 돌기부를 구비하는 삽입구멍이 형성되어 있으며, 상기 고정홈부의 높이와 대략 같으며, 상기 슬롯홈에 맞추어 끼운후 상기 돌기부가 슬롯홈과 엇갈리도록 회전시킬 때 밸브스템에 의해 구속되어지는 스프링상부시트;를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡배기밸브를 작동하는 유압밸브리프터의 플런저에는 상기 각 슬롯홈에 끼워져 상기 스프링상부시트의 회전에 의한 이탈을 방지하는 가이드스톱퍼가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브스템에 상단에는 상기 가이드스톱퍼에 의해 형성되는 내경지름에 삽입되는 지지부가 돌출된 것을 특징으로 하는 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 지지부는 상기 내경지름에 기밀하게 끼워져 삽입되는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브의 밸브스프링 조립 구조.