KR20060043204A

KR20060043204A - 수압식 간극 조정기 및 이의 개선된 조립 방법

Info

Publication number: KR20060043204A
Application number: KR1020050016212A
Authority: KR
Inventors: 조세 에프. 마셀로; 마조 세쿠르
Original assignee: 이턴 코포레이션
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2005-02-26
Publication date: 2006-05-15
Also published as: PL373024A1; EP1568852A1; JP2005240810A; EP2037087B1; US20050188938A1; US20050224030A1; EP2037087A1; DE602005011507D1; CN1661204A; EP1568852B1; US6941915B1; US7089900B2

Abstract

본 발명은 내연 기관용 수압식 간극 조정기(11) 및 이와 같은 간극 조정기의 개선된 조립 방법에 관한 것이다. 간극 조정기(11)는 몸체(13), 플런저(15) 및 체크 밸브 어셈블리(17)를 갖는 유형이다. 본 발명의 한 양상을 따르면, 체크 밸브 어셈블리는 플런저(15)로부터 분리되는 부재(27;41)를 갖고 밸브 시트(27S;41S)를 한정하는 카트리지(17A;17B)를 포함한다. 플런저(15) 내로 조립되기 전, 체크 밸브 카트리지는 조립되어 흐름 대 압력 차의 소정 관계와 일치하는지 테스트될 수 있다. 개선된 조립 방법을 따르면, 다수의 서로 다른 몸체(13A; 13B) 및 플런저(15A;15B;15C;15D) 뿐만 아니라 다수의 서로 다른 상호교환가능한 체크 밸브 카트리지(17A;17B)가 제공되고, 조립 기사(assembly operator)는 몸체, 플런저 및 카트리지를 선택하여 소정의 소망 동작 파라미터를 갖는 조립된 간극 조정기를 제공한다.

간극 조정기, 체크 밸브 어셈블리, 플런저, 카트리지, 밸브 시트

Description

수압식 간극 조정기 및 이의 개선된 조립 방법{HYDRAULIC LASH ADJUSTER AND IMPROVED METHOD OF ASSEMBLY THEREOF}

도1은 본 발명에 따라서 제조된 수압식 간극 조정기의 일 실시예의 단면도.

도2A는 본 발명의 한 양상을 포함하는 수직으로 바이어스된-개방형 체크 밸브 카트리지의 확대된 축 단면도.

도2B는 도1과 동일한 크기의 수직으로 바이어스된-폐쇄형 체크 밸브 카트리지의 확대된 축 단면도.

도3은 도2A 및 도2B 보다 실질적으로 작은 크기의 수압식 간극 조정기 몸체의 축 단면도.

도3A 및 도3B는 도3과 동일한 크기의 도3의 몸체에 사용될 수 있는 간극 조정기 플런저의 축 단면도.

도4는 도3에 도시된 것과 다르지만 동일한 크기의 수압식 간극 조정기 몸체의 축 단면도.

도4A 및 도4B는 도4와 동일한 크기의 도4의 몸체에 사용될 수 있는 플런저의 축 단면도.

본 발명은 내연 기관용 수압식 간극 조정기에 관한 것이며, 특히 이와 같은 간극 조정기에 사용하기 위한 개선된 체크 밸브 어셈블리(check valve assembly) 및 이와 같은 간극 조정기의 개선된 조립 방법에 관한 것이다.

본 발명과 관련된 종래의 수압식 간극 조정기(HLA)에는 외부 몸체가 존재하는데, 이 외부 몸체는 통상 엔진 실린더 헤드 내의 메이팅 보어(mating bore) 내에 배치되고 이 몸체 내에는 로커 아암(rocker arm)과 맞물리는 외부 플런저 어셈블리가 배치된다. 출력 플런저 어셈블리는 원피스 형태 또는 투피스 형태들 중 어느 한 형태일 수 있는데, 통상적으로, 로커 아암의 "하부측" 표면에 형성된 소켓과 맞물리는 볼 플런저 소자를 포함한다. 몸체 내에 형성된 블라인드 보어(blind bore)는 플런저 어셈블리와 결합하여, 당업자에게 널리 공지된 바와 같이, 고압 챔버를 한정한다. 고압 챔번 내에는 통상적으로 바이어싱 스프링이 설치되어, 또한 HLA 기술에 널리 공지된 바와 같이, 플런저를 몸체 보어의 "바깥쪽"으로 바이어스 시킨다.

판매되고 있는 대부분의 HLA는 "기존의 리크다운(leakdown)" 유형으로 이루어지는데, 이 리크다운 유형에서, 플런저의 외경 및 몸체 보어의 내경 간의 방사상 틈 간격이 리크다운 경로를 형성한다. 이 리크다운 경로(또는 틈)로 인해, 축방향 힘이 로커 아암으로부터 볼 플런저로 전달될 때마다, 유체가 고압 챔버로부터 리크다운 틈을 통해서 HLA의 저장기(또는 "저압" 챔버)로 흐른다.

당업자에게 널리 공지된 바와 같이, HLA의 주요한 수행성능 기준들 중 하나는 HLA의 리크다운 수행성능인데, 즉 플런저 어셈블리에 가해지는 소정의 힘에 대 해서 시간 함수에 따라서, 리크다운 흐름과 이로 인한 플런저 어셈블리 이동이다. 임의의 소정 엔진 장치에 대해서, HLA는 소정의 특정 허용 범위 내의 리크다운 수행성능을 제공하여, HLA가 엔진 실린더 헤드 내로 조립되도록 수용될 수 있고 엔진 밸브 기어 트레인이 만족스러운 방식으로 동작되도록 한다.

전형적인 HLA는 고압 챔버 및 저압 챔버(저장기) 간에 배치되고 이들 챔버들간의 순시 압력 차에 응답하여 이들 2개의 챔버들 간에 유체 전달을 제어(차단 또는 허용)하도록 동작될 수 있는 체크 밸브 어셈블리를 포함한다. 그러므로, 전형적인 HLA에서, 플런저 어셈블리의 하단은 체크 밸브 시트를 한정하고, 플런저 어셈블리를 HLA 몸체로 삽입시키기 전, 체크 밸브 어셈블리(전형적으로, 체크 볼, 스프링 및 일종의 리테이너(retainer)로 이루어진다)는 플런저 어셈블리의 하단에 조립된다.

당업자에게 널리 공지된 바와 같이, HLA에 대한 또 다른 주요한 수행성능 기준은 저압 챔버 및 고압 챔버간의 특정 압력차에 응답하여, 저압 챔버로부터 고압 챔버로(또는 그 반대로)의 유체 흐름 속도에 관한, 체크 밸브 어셈블리 수행성능이다. 또한, 소정의 엔진 장치에 대해서, HLA는 소정의 특정 허용 범위 내의 체크 밸브 어셈블리 수행성능을 제공하여, HLA가 엔진 실린더 헤드 내로 조립되도록 수용될 수 있고 엔진 밸브 기어 트레인이 만족스러운 방식으로 동작되도록 한다.

불행하게도, HLA가 완전히 조립된 후, HLA의 수행성능을 테스트하면, 리크다운 수행성능 또는 체크 밸브 어셈블리 수행성능 중 어느 하나가 특정의 허용가능한 한계 내에 있지 않는다는 것이 주기적으로 발생된다. 이와 같은 수용할 수 없는 수 행성능이 발생될 때, 그 후, 전체 HLA는 스크랩(이에 따라서, 각각 수용가능한 부품일 수 있는 HLA의 여러 부품을 폐기함으로 이들 부품과 관련된 재료, 노동력, 및 가공 비용을 낭비한다)되거나, HLA가 일종의 재작업 공정으로 보내져, 이 공정에서 부품이 해체되어, 재검사되며, 다시 크기가 정해지고 다시 조립된다. 이와 같은 재작업 공정은 시간을 소모할 뿐만 아니라 많은 비용이 든다.

HLA 제조자가 통상적으로, 각각 상대적으로 큰 부피의 서로 다른 여러 표준 HLA 모델을 생산하지만, 엔진 제조자가 표준 모델들 중 한 모델과 거의 동일하지만 아마도 수행성능 기준들(가령, 리크다운 수행성능, 체크 밸브 수행성능 또는 플런저 이동)중 한 기준에 대해서만 다른 HLA를 요구하거나 필요로 하는 것은 일반적인 일이다. HLA 제조자가 이와 같은 비표준 HLA를 제조하여 판매할 기회를 가질 때, HLA 제조자가 HLA의 비표준 부품을 설계(이 비표준 부품에 대해 공구세공(tooling)한다)하고, 그 후, 이로 인한 HLA가 기존 모델과 많은 공통성을 가질 수 있지만, 완전히 새로운 HLA 설계 및 상이한 부품 수가 효율적인지를 테스트할 필요가 있다. 새로운 HLA 모델에 대한 이와 같은 설계 및 제조 방법은 실질적으로, HLA의 전체 제조 비용 및 필요로 되는 비표준 HLA을 제조하는 소요 시간을 증가시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 수압식 간극 조정기 및 이와 같은 간극 조정기의 개선된 조립 방법을 제공하여, 전체 HLA의 조립 전 체크 밸브 어셈블리의 수행성능이 적절한지를 입증하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 HLA 및 이의 개선된 조립 방법을 제공하여, 완전히 새로운 HLA를 설계 및 공구세공(tooling) 함이 없이, 체크 밸브 어셈블리의 수행성능 및 리크다운 수행성능 각각을 서로 무관하게 변경하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 개선된 HLA 및 이의 개선된 조립 방법을 제공하여, 기존에 설계되고 공구세공된 표준 HLA 모델로부터 가능한 제조시에 아마도 단지 한 양상 또는 수행성능 기준을 변화시키는 HLA의 설계 및 제조를 대단히 용이하게 하고자 하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그외 다른 목적은 내연 기관용 개선된 수압식 간극 조정기에 의해 성취되는데, 이 간극 조정기는 보어를 한정하는 몸체, 이 보어 내에 슬라이드가능하게 수용되고 유체 챔버를 한정하는 플런저, 및 통상적으로 플런저를 보어 바깥쪽으로 향하게 하는 바이어싱 수단을 포함하는데, 상기 플런저 및 보어는 결합하여 압력 챔버를 한정한다. 몸체 및 플런저는 결합하여 리크다운 틈을 한정하여 압력 챔버 및 유체 챔버간에 유체를 전달한다. 체크 밸브 어셈블리는 플런저와 동작가능하게 결합되어, 유체 챔버 및 압력 챔버간의 압력 차의 변화에 응답하여 유체 챔버 및 압력 챔버간에 유체를 전달하거나 차단시킨다. 체크 밸브 어셈블리는 허용된 유체 전달 대 압력 차의 소정 관계를 갖는다.

개선된 수압식 간극 조정기는 플런저로부터 분리되고 밸브 시트를 한정하는 부재를 포함하는 체크 밸브 어셈블리에 의해 특징지워 진다. 이 체크 밸브 어셈블리는 밸브 부재, 상기 밸브 부재를 수직 위치를 향하도록 바이어스 시키기 위하여 배치된 스프링 및 상기 밸브 부재를 유지시키는 유지 부재를 더 포함한다. 체크 밸 브 어셈블리를 플런저 내에 설치하기 전,이 체크 밸브 어셈블리는 조립되어 허용된유체 전달 대 압력 차의 소정 관계와 일치하는지 테스트될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상을 따르면, 수압식 간극 조정기를 조립하는 개선된 방법이 제공되는데, 이 간극 조정기는 보어를 한정하는 몸체, 이 보어 내에 슬라이드가능하게 수용되고 유체 챔버를 한정하는 플런저, 및 통상적으로 플런저를 보어 바깥쪽으로 향하게 하는 바이어싱 수단을 포함한다. 상기 플런저 및 보어는 결합하여 리크다운 틈을 한정하여 압력 챔버 및 유체 챔버간에 유체를 전달한다. 체크 밸브 어셈블리는 플런저와 동작가능하게 결합되어 유체 챔버 및 압력 챔버간의 압력차의 변화에 응답하여 유체 챔버 및 압력 챔버간에 유체를 전달시키거나 차단시킨다.

개선된 어셈블리 방법은 (a) 보어를 한정하는 몸체를 제공하는 단계; (b) 제1 체크 밸브 어셈블리 및 제2 체크 밸브 어셈블리를 포함하는 다수의 체크 밸브어셈블리를 제공하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 체크 밸브 어셈블리는 실질적으로 동일한 외부 형태를 갖지만 일부 수행성능 기준면에서 서로 상이한, 제공 단계; (c) 제1 특성을 갖는 제1 플런저 및 제2 특성을 갖는 제2 플런저를 포함하는 다수의 플런저를 제공하는 단계; (d) 제1 및 제2 체크 밸브 어셈블리중 한 어셈블리를 선택하는 단계; (e) 상기 제1 및 제2 플런저들 중 한 플런저를 선택하여 상기 선택된 체크 밸브 어셈블리를 상기 선택된 플런저 내에 배치하는 단계; 및, (f) 상기 선택된 플런저 및 체크 밸브 어셈블리 조합을 상기 몸체의 보어 내에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

지금부터 본 발명을 제한하는 것이 아닌 전체 도면을 참조하면, 도1은 본 발명에 따라서 제조된 단지 예에 지나지 않은 HLA의 한 특정 실시예의 축방향 단면도이다. 그러므로, 도1은 본 발명의 양수인에게 양도되어 본원에 참조된 도시되고 설명된 미국 특허 제5,855,191호의 일반적인 유형으로 이루어질 수 있는 수압식 간극 조정기(11)를 도시한 것이다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이하에 보다 상세하게 설명된 바와 같은 도1에 도시된 특정 유형 또는 형태의 HLA로 제한되는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.

도1에 도시된 바와 같은 HLA(11)는 (이하에 달리 언급되는 것을 제외하면) 당업자에게 널리 공지된 일반적인 유형 및 형태로 이루어질 수 있음으로, 이 점에대해선 단지 요약하여 설명할 것이다. HLA(11)는 상술된 바와 같이, 통상적으로 엔진 실린더 헤드(본원에 도시되지 않음) 내의 메이팅 보어(mating bore) 내에 배치된다. 몸체(13) 내에 체크 밸브 어셈블리(17)를 포함하는 플런저(15)가 배치되는데, 플런저(15) 및 체크 밸브 어셈블리(17)의 조합은 플런저 스프링(19)에 의해 몸체(13)에 대해서 "바깥쪽" 방향(도1에서 상방향)으로 바이어스 된다. 특정한 소자와 관련하지만 단지 일반적인 의미로서, 특정참조 번호(13, 15, 17, 19) 및 이외 다른 참조 번호들("A" 또는"B" 등이 없거나 첨삭된다)은 이하에서 그리고 첨부된 청구범위에서 여러 회 사용되었다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도1의 일반적인 몸체는 참조 번호(13)를 갖지만, 도3 및 도4에선, 2개의 특정 몸체(13A 및 13B) 각각으로 도시되고 설명될 것이다.

플런저(15) 내에는 유체 챔버(또한, 이하에서 "저장기(reservoir)" 또는 "저압 챔버"라 함)가 배치된다. 몸체(13) 및 플런저(15)의 하단은 결합되어, 고압 챔버(23)(또한, 이하에서 그리고 첨부된 청구범위에서, 간단히 "압력 챔버"라 함)를 한정한다. 상술되고 HLA 기술에서 당업자에게 널리 공지된 바와 같이, 체크 밸브 어셈블리(17)의 기능은 챔버(21 및 23) 간의 압력차에 응답하여 저압 챔버(21) 및 고압 챔버(23)간에 유체 전달하거나 유체 전달을 차단한다.

몸체(13)의 상단 주위에 캡 부재(cap member)(25)가 배치되는데, 이 캡 부재의 기능은 플런저(15)를 유지시키고 몸체(13)에 대해 이 플런저의 바깥쪽 이동을 제한하는 것이다. 특정 형태의 캡 부재(25) 또는 임의의 캡 부재의 존재가 본 발명의 필수적인 특징이 아니고 본 발명에 필수적인(또한, 모든 HLA에 필수적인) 것은 몸체(13) 내에 플런저(15)를 유지시키는 어떤 적절한 수단이다.

지금부터, 주로 도2A 및 도3B를 참조하고 본 발명의 한 가지 중요한 양상을 따르면, 도1에 도시된 체크 밸브 어셈블리(17)는 체크 밸브 카트리지를 포함한다. 본 발명의 또 다른 양상을 따르면, 다수의 체크 밸브 카트리지가 제공되는데, 이 카트리지 중에서 한 카트리지가 HLA(11)의 조립 방법을 위한 부품으로서 선택될 수 있다. 그러므로, 단지 예로서, 도2A는 체크 밸브 카트리지(17A)를 도시하는 반면, 도2B는 체크 밸브 체크 밸브 카트리지(17B)를 도시하는데, 본 발명의 한 양상을 따르면, 체크 밸브 카트리지(17A 및 17B)는 이하에 상세하게 설명되는 용어인 "교환가능" 하게 되도록 설계되고 제조된다는 것을 이해하여야 한다. 교환가능한 체크 밸브 카트리지(17A 및 17B)의 한 양상은, 이들 둘 다가 도2A 및 도2B의 비교를 통 해서 알 수 있는 같이, 동일한 외부 형태를 갖는데, 이는 적어도 본 실시예에선, 카트리지(17A 및 17B)가 동일한 외경을 갖지만 전체 길이면에선 전혀 동일하지 않다는 것을 의미한다.

지금부터 주로 도2A를 참조하면, 체크 밸브 카트리지(17A)는 체크 밸브 시트 표면(27S)를 한정하는 대체로 원통형 시트 부재(27)를 포함한다. 시트 부재(27) 주위에, 즉 시트 부재의 상단에 HLA 밀봉하기 위하여 현재까지 사용되는 어떠한 재료도 포함할 수 있는 밀봉 부재(29)가 배치된다. 이 밀봉 부재(29)는 유지 및 시트 부재(31)에 의해 도2A에 도시된 바와 같이 적절하게 유지되는데, 이 부재(31)는 시트 부재(27)의 내경의 상부와 강제끼워 맞춰(interference fit)진다.

도2A를 계속 참조하면, 시트 부재(27)의 하단에 리테이너(33)가 배치되는데, 이 리테이너는 통상적으로 도2A에 도시된 바와 같이 시트 부재(27)에 대해 적절하게 크림프(crimp)된다. 당업자에게 널리 공지된 바와 같이,리테이너(33)의 한 가지 기능은 압축 스프링(37)에 의해 개방 위치를 향하여(시트 표면(27S)을 벗어나서) 바이어스되는 체크 볼(35)의 축방향 이동을 유지시키고 제한하는 것이다. 따라서, 체크 밸브 카트리지(17A)는 본 발명의 양수인에에 양도되고 본원에 참조된 미국 특허 제5,758,613호의 개시 내용에 따라서 "수직으로 바이어스된 개방(normally biased open)"이라 칭하는 유형으로 이루어진다.

지금부터 주로 도2B를 참조하면, 체크 밸브 카트리지(17B)는 시트 표면(41S)을 한정하는 시트 부재(41)를 포함하고, 이 시트 부재(41) 주위에는 밀봉 부재가 배치되는데, 본 실시예에서 그리고 단지 예로서, 이 밀봉 부재는 (적어도) 카트리 지(17A)에 사용되는 밀봉 부재(29)이다. 이 밀봉 부재(29)는 유지 부재(43)에 의해 적절하게 유지되는데, 이 유지 부재는 내경상에서, 시트 부재(41)의 인접 외부 표면과 강제 끼워 맞춰진다.

리테이너(45)는 가령 크림핑 또는 어떤 다른 적절한 수단에 의해 시트 부재(41)의 하부와 맞물린다. 리테이너(45)의 상부 표면에 대해 압축 스프링(47)이 배치되는데, 이 압축 스프링은 체크 볼(49)과 맞물려 이를 시트 표면(41S) 쪽으로 바이어스 시킨다. 그러므로, 체크 밸브 카트리지(17B)는 오랫동안 HLA 기술에서 널리 공지된 바와 같이, "수직으로 바이어스된 폐쇄(normally biased closed)"라 칭하는 유형으로 이루어진다.

본 발명의 한 양상을 따르면, 체크 밸브 카트리지(17A)가 제조될 때, 각 카트리지는 적절한 테스트 설치물(test fixture)에 배치되어 하나 이상의 소정 압력차를 겪을 수 있는 반면, 테스트 설치물은 체크 볼(35)을 통해서 허용된 유체 흐름을 측정하여 어떤 소정 압력차에 대해서, 유체 흐름 속도가 소정 허용 범위 내에 있다는 것을 증명한다. 유사하게, 체크 밸브 카트리지(17B) 각각이 제조될 때, 이 카트리지는 자신의 테스트 설치물에 배치되고 체크 볼(49) 양단의 하나 이상의 압력차를 겪을 수 있는 반면에, 이 설치물은 유체 흐름 속도를 측정하여, 각 압력 차에 대해, 유체 흐름이 소정 허용 범위 내에 있다는 것을 또다시 입증한다.

각 체크 밸브 카트리지(17A 또는 17B)가 테스트된 후, 특정 카트리지에 대해 규정된 체크 밸브 수행성능 기준 모두에 부합하면, 그 후, 이 카트리지는 HLA 어셈블리 영역으로 진행한다. 모든 수행성능 기준에 부합하지 않는 이들 카트리지는, 전체 HLA가 조립되어 테스트된 후, 종래 기술의 수압식 간극 조정기 및 종래 기술의 이의 조립 방법과 관련한 경우처럼, 이 공정 단계에서 거부(및 가능한 스크랩)된다.

본 발명이 이용가능한 체크 밸브 어셈블리중 한 어셈블리가 수직으로 바이어스된 개방형이고 다른 어셈블리가 수직으로 바이어스된 밀폐형인 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, HLA 기술의 당업자는 본 발명이 이에 제한되지 않는다는 것을 인지할 것이다. HLA를 조립하는 방법의 가장 광범위한 양상에서, 2개 이상의 서로 다른 체크 밸브 어셈블리가 이용될 수 있고 2개의 어셈블리는 일부 수행성능 기준면에서 서로 다르다는 것이 필수적이다. 예를 들어, HLA 어셈블리 영역에는 2개의(또는 그 이상의) 서로 다른 유형의 체크 밸브 카트리지가 제공될 수 있는데, 여기서 이들 2개의 카트리지는 예를 들어, 수직으로 바이어스된 개방형으로 이루어지지만, 제1 카트리지(17A)는 하나의 특정 볼 크기 및/또는 이동을 갖지만, 제2 카트리지(도시되지 않음)는 서로 다른 체크 볼 크기 및/또는 이동을 갖는다. 또 다른 예로서, 2개(또는 그 이상의) 서로 다른 유형의 체크 밸브 카트리지가 제공될 수 있는데, 이들 2개의 카트리지는 수직으로 바이어스된 폐쇄형으로 이루어지지만, 하나의 카트리지(17B)는 스프링(47)에 대해 하나의 특정 바이어스 힘을 갖는 반면에, 다른 한 카트리지(도시되지 않음)는 스프링(47)에 대해 서로 다른 바이어스 힘을 갖는다.

지금부터 주로 도3 및 도4를 참조하면, 도3에는 짧은 HLA 몸체(13A)가 도시되어 있고, 도4에는 긴 HLA 몸체(13B)가 도시되어 있다. 단지 예로서, 짧은 몸체 (13A) 및 긴 몸체(13B)는 전체 길이를 제외하면 실질적으로 동일할 수 있고, 본 실시예에서 그리고 단지 예로서, 몸체(13A 및 13B) 둘 다의 몸체 보어(51)는 직경면에서 동일한데, 이의 중요성이 이하에 서술될 것이다.

지금부터, 도3A 및 도3B를 주로 참조하면, 본 발명을 위하여, 전체 길이, 외경(55), 등과 같은 파라미터가 실질적으로 동일할 수 있는 짧은 플런저(15A 및 15B)가 도시되어 있다. 그러나, 본 실시예에서 그리고 단지 예로서, 짧은 플런저(15A)는 도2에 도시된 체크 밸브 카트리지(17A)를 수용하도록 하는 카트리지 리세스(53A)를 한정하는 반면에, 짧은 플런저(15B)는 도2B에 도시된 상대적으로 짧은 체크 밸브 카트리지(17B)를 수용하도록 하는 상대적으로 짧은 카트리지 리세스(53B)를 한정한다. 상술된 바와 같이, 짧은 플런저(15A) 및 짧은 플런저(15B)는 정확하게 동일한 외경(55)을 가질 수 있는데, 이 경우에, 각각의 플런저는 짧은 몸체(13A)의 몸체 보어(51)와 결합하여 동일한 리크다운 틈을 제공한다.

지금부터 주로 도4A 및 도4B를 참조하면, 한 쌍의 긴 플런저(15C 및 15D)가 도시되어 있는데, 이들 플런저 각각은 도3A 및 도3B와 관련하여 설명되는 바와 같이, 전체 길이 및 외경(55) 면에서 실질적으로 서로 동일하지만, 본 실시예에서 그리고 단지 예로서, 적어도 긴 플런저(15C)가 카트리지 리세스(53C)를 한정하는 반면에, 긴 플런저(15D)가 상대적으로 짧은 카트리지 리세스(53D)를 한정하는 것과 관련하여 서로 다를 수 있다. 본 실시예에서 그리고 단지 예로서, 카트리지 리세스(53C)는 실질적으로 카트리지 리세스(53A)와 동일함으로 그 내에서 체크 밸브 카트리지(17A)를 수용하도록 구성되는 반면에, 카트리지 리세스(53D)는 카트리지 리세 스(53B)와 실질적으로 동일함으로 그 내에서 상대적으로 짧은 체크 밸브 카트리지(17B)를 수용하도록 구성된다.

당업자는, 본 발명의 영역 내에서, 서로 다른 체크 밸브 카트리지 모두가 동일한 축방향 길이를 갖도록 구성할 수 있어, 짧은 플런저(15A 및 15B) 둘 다 및 긴 플런저(15C 및 15D) 둘 다를 제공할 필요성을 제거한다. 그러나, 본 발명은 체크 밸브 카트리지가 상이(및 서로 다른 플런저를 필요로 한다)한 실시예와 관련하여 설명되어, 본 발명에 의해 제공되는 설계의 융통성에 대한 설명을 돕는다. 또한, HLA 기술에서 널리 알려진 바와 같이, 보다 짧은 플런저(15A 및 15B)는 통상적으로 현재의 유럽 시장에서 경우와 같이 상대적으로 작은 플런저 이동을 필요로 하는 시장에서 일반적으로 사용될 수 있다. 다른 한편으로, 보다 긴 플런저(15C 및 15D)는 통상적으로 현재의 북미 시장에서 경우처럼 상대적으로 큰 플런저 이동을 필요로 하는 시장에서 일반적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 중요한 양상을 따르면, 다수의 서로 다른 HLA 모델을 조립하는 성능을 제공하는데, 각 모델은 형태 및 수행성능 기준들 중 적어도 한 가지 면에서 다른 모델과 상이하지만, HLA의 각기 다른 모델이 특정 모델에만 완전히 맞는 부품 및 구성요소들로 이루어지도록 하는데 비용을 유발하지 않는다.

그러므로 그리고 단지 예로서, 짧은 몸체(13A) 및 긴 몸체(13B)가 형성되고 기계가공 등이 행해져 HLA 어셈블리 영역으로 전달된다. 체크 밸브 카트리지(17A 및 17B)가 조립되어 테스트 받은 후, 수행성능 테스트를 성공적으로 통과한 카트리지들은 상술된 바와 같이 HLA 어셈블리 영역으로 전달된다. HLA 어셈블리 영역에 서, 도2 내지 도4에 도시된 바와 대향되는 것들을 사용하여 다수의 서로 다른 HLA 모델을 조립할 수 있다.

예를 들어, 조립 기사가 도14에 도시된 바와 같이, 긴 몸체들(13B) 중 한 몸체를 선택한다. 그 후, 조립 기사는 체크 밸브 카트리지들 중 한 카트리지 (17A)를 선택하고 카트리지(17A)에 사용하는데 적합한 긴 플런저들 중 한 플런저, 즉 긴 플런저들 중 한 플런저(15C)를 선택한다. 그 후, 조립 기사는 선택된 체크 밸브 카트리지(17A)를 선택된 긴 플런저(15C)에 설치하고 나서, 조립된 카트리지-플런저 부조립체 또는 이들의 조합을 몸체(13B) 내에 설치한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 카트리지-플런저 조합을 설치하기 전, 플런저 스프링(19)(도1에만 도시됨)를 적절하게 배치할 필요가 있다. 본 발명의 또 다른 양상을 따르면, 조립 기사가 여러 서로 다른 플런저 스프링(19A 및 19B, 이들 스프링은 전반적으로 도1의 스프링(19)으로 표시되어 있기 때문에 본원에 도시되지 않았다)을 이용할 수 있는데, 각 스프링은 서로 다른 바이어싱 특성(예를 들어, 축방향 압축 함수로서 바이어싱 힘의 서로 다른 "곡선(curve)")을 갖는다. 따라서, 2개의 서로 다른 HLA 모델은 단지 이용가능한 2개의 서로 다른 플런저 스프링(19)을 가짐으로써 제공될 수 있다.

도시를 용이하게 하고 간결하게 하기 위하여, 단지 2개의 몸체(13A 및 13B) 만이 본원에 도시되고 설명되었지만, 이들 간의 유일한 차이는 길이임으로, 당업자는 다른 몸체 구성이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다수의 수직으로-폐쇄된 체크 밸브 카트리지(17B)는 다수의 짧은 플런저(15B) 내로 조립되고 나서 이들 카트리지-플런저 조합은 HLA 기술의 당업자에게 현재 널리 공지된 유형 의 HLA를 비작동시키는 몸체에 설치될 수 있다.

각기 다른 HLA 어셈블리를 설계하고 조립하기 위하여, 체크 밸브 카트리지 유형(본 기술에서 이해되는 용어로서,수직으로-바이어스된 개방형: 수직으로-바이어스된 밀폐형, 또는 "프리 볼(free ball)") 및 체크 밸브 수행성능을 규정함으로써 시작할 필요가 있다. 이 결정을 토대로, 다음 단계는 이용가능한 다수의 카트리지 모델중에서 적절한 체크 밸브 카트리지(17A 또는 17B, 등)를 선택한다. 다음에, 설계자는 소망의 리크다운 수행성능을 규정하고, 이를 토대로, 선택된 체크 밸브 카트리지를 "수용"하고 동시에 사용될 몸체와 결합하는 절절한 플런저를 선택하여,소망의 리크다운 수행성능을 제공한다. 본 발명은 서로 다른 소망의 리크다운 틈이 다소 상이한 직경을 갖는 여러 서로 다른 플런저들 중에서 플런저를 선택함으로써 성취될 수 있다 라는 가정을 토대로 도시되고 설명되었다. 그러나, 다소 상이한 몸체 보어 직경을 갖는 이용가능한 여러 서로 다른 몸체를 가짐으로써 동일한 결과를 성취될 수 있다는 것이 명백하다.

본 발명은 앞에서 보다 상세하게 설명되었고, 본 발명의 각종 변경 및 수정은 본 명세서를 숙독하여 이해함으로써 당업자에게 명백하게 될 것이다. 이와 같은 모든 변경 및 수정은 첨부된 청구범위 영역 내에 있는 한 본 발명에 포함된다.

본 발명은 개선된 수압식 간극 조정기 및 이와 같은 간극 조정기의 개선된 조립 방법을 제공하여, 전체 HLA의 조립전 체크 밸브 어셈블리의 수행성능이 적절한지를 입증한다. 본 발명은 개선된 HLA 및 이의 개선된 조립 방법을 제공하여, 완전히 새로운 HLA를 설계 및 공구세공 함이 없이, 체크 밸브 어셈블리의 수행성능 및 리크다운 수행성능 각각을 서로 무관하게 변경한다. 본 발명은 개선된 HLA 및 이의 개선된 조립 방법을 제공하여, 기존에 설계되고 공구세공된 표준 HLA 모델로부터 가능한 제조시에 아마도 단지 한 양상 또는 수행성능 기준을 변화시키는 HLA의 설계 및 제조를 대단히 용이하게 한다.

Claims

내연 기관용 수압식 간극 조정기(11)를 조립하는 방법으로서, 상기 간극 조정기는 보어(51)를 한정하는 몸체(13); 상기 보어 내에 슬라이드식으로 수용되어 유체 챔버(21)를 한정하는 플런저(15)로서, 상기 플런저 및 상기 보어는 협동하여 압력 챔버(23)를 한정하는, 플런저(15); 통상적으로 상기 플런저(15)를 상기 보어 바깥쪽으로 향하게 하는 바이어싱 수단(19)을 포함하는데, 상기 몸체(13) 및 상기 플런저(15)는 협동하여 리크다운 틈(51, 55)을 한정하여 상기 압력 챔버(23) 및 상기 유체 챔버(21)간에 유체 전달하며; 상기 플런저(15)와 동작가능하게 결합되어, 상기 유체 챔버(21) 및 상기 압력 챔버(23)간의 압력 차의 변화에 응답하여 상기 유체 챔버(21) 및 상기 압력 챔버(23) 간에 유체를 전달하거나 차단시키는 체크 밸브 어셈블리(17)를 포함하는, 내용 기관용 수압식 간극 조정기를 조립하는 방법에 있어서,

(a) 상기 보어(51)를 한정하는 상기 몸체(13)를 제공하는 단계;

(b) 제1 체크 밸브 어셈블리(17A) 및 제2 체크 밸브 어셈블리(17B)를 포함하는 다수의 체크 밸브 어셈블리를 제공하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 체크 밸브 어셈블리(17A, 17B)는 실질적으로 동일한 외부 형태를 갖지만 일부 수행성능 기준면에서 서로 상이한, 제공 단계;

(c) 제1 특성을 갖는 제1 플런저(15A) 및 제2 특성을 갖는 제2 플런저(15B)를 포함하는 다수의 플런저를 제공하는 단계;

(d) 상기 제1 및 제2 체크 밸브 어셈블리중 한 어셈블리를 선택하는 단계;

(e) 상기 제1 및 제2 플런저들(15A, 15B) 중 한 플런저를 선택하여 상기 선택된 체크 밸브 어셈블리를 상기 선택된 플런저 내에 배치하는 단계; 및,

(f) 상기 선택된 플런저(15) 및 체크 밸브 어셈블리 조합을 상기 몸체의 상기 보어(51) 내에 삽입하는 단계를 포함하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기 조립방법.
제 1 항에 있어서,

상기 몸체를 제공하는 단계(a)는:

(a1) 제1 형태를 갖는 제1 몸체(13A) 및 제2 형태를 갖는 제2 몸체(13B)를 포함하는 다수의 몸체를 제공하는 단계; 및,

(a2) 상기 제1(13A) 및 제2 몸체중 한 몸체를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기를 조립하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계(f)는 상기 선택된 몸체(13A 또는 13B)의 상기 보어(51) 내에 상기 선택된 플런저(15) 및 체크 밸브 어셈블리(17) 조합을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기를 조립하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계(f)는:

(f1) 제1 바이어싱 특성을 갖는 제1 바이어싱 수단(19A) 및 제2 바이어싱 특성을 갖는 제2 바이어싱 수단(19B)를 포함하는 다수의 바이어싱 수단을 제공하는 단계;

(f2) 상기 선택된 플런저(15) 및 체크 밸브 어셈블리(17) 조합을 상기 보어(51) 내에 삽입하는 단계 전, 상기 제1 및 제2 바이어싱 수단(19A 및 19B)중 한 바이어싱 수단을 선택하여 상기 선택된 바이어싱 수단을 상기 몸체의 상기 보어(51) 내에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기를 조립하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 체크 밸브 어셈블리는 수직으로 개방된 체크 밸브 어셈블리(17A)를 포함하고, 상기 제2 체크 밸브 어셈블리는 수직으로 폐쇄된 체크 밸브 어셈블리(17B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기를 조립하는 방법.
내연 기관용 수압식 간극 조정기(11)로서, 상기 간극 조정기는 보어(51)를 한정하는 몸체(13); 상기 보어(51) 내에 슬라이드식으로 수용되어 유체 챔버(21)를 한정하는 플런저(15)로서, 상기 플런저(15) 및 상기 보어는 협동하여 압력 챔버(23)를 한정하는, 플런저(15); 통상적으로 상기 플런저(15)를 상기 보어(51) 바깥 쪽으로 향하게 하는 바이어싱 수단(19)을 포함하는데, 상기 몸체(13) 및 상기 플런저(15)는 협동하여 리크다운 틈(51, 55)을 한정하여 상기 압력 챔버(23) 및 상기 유체 챔버(21)간에 유체 전달하며; 상기 플런저와 동작가능하게 결합되어, 상기 유체 챔버(21) 및 상기 압력 챔버(23) 간의 압력 차의 변화에 응답하여 상기 유체 챔버(21) 및 상기 압력 챔버(23) 간에 유체를 전달하거나 차단시키는 체크 밸브 어셈블리(17)를 포함하며, 상기 체크 밸브 어셈블리는 허용된 유체 전달 대 압력 차의 소정 관계를 갖는, 내용 기관용 수압식 간극 조정기에 있어서,

(a) 상기 체크 밸브 어셈블리(17A, 17B)는 상기 플런저(15)로부터 분리되며, 밸브 시트(27S, 41S)를 한정하는 멤버(27, 41)를 포함하며;

(b) 상기 체크 밸브 어셈블리(17A, 17B)는 밸브 부재(35, 49), 상기 밸브 부재(35, 49)를 수직 위치로 향하게 바이어스 시키도록 배치된 스프링(37, 47) 및 상기 밸브 부재(35, 49)를 유지시키는 유지 부재(33, 45)를 더 포함하는데, 이로 인해,

(c) 상기 체크 밸브 어셈블리를 상기 플런저(15) 내에 설치하기 전, 상기 체크 밸브 어셈블리(17A, 17B)는 조립되어 허용된 유체 전달 대 압력 차의 상기 소정 관계와 일치하는지 테스트되는, 내용 기관용 수압식 간극 조정기.
제 6 항에 있어서,

상기 체크 밸브 어셈블리(17A)는 개방 위치를 향하는 상기 스프링(37)에 의해 상기 밸브 시트(27S)로부터 벗어나서 바이어스되는 상기 밸브 부재(35)를 가지 며, 상기 개방 위치는 상기 수직 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기.
제 6 항에 있어서,

상기 체크 밸브 어셈블리(17B)는 폐쇄 위치를 향하는 상기 스프링(47)에 의해 상기 밸브 시트(41S)를 향하여 바이어스되는 상기 밸브 부재(49)를 갖는 것을 특징으로 하는 내용 기관용 수압식 간극 조정기.