KR20080045555A - 피스톤 냉각용 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 냉각용 체크밸브에 관한 것으로서, 특히 과토크 조립시 체크밸브의 하우징 변형을 방지하는 피스톤 냉각용 체크밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 오일 통과를 위한 관통홀과 길이방향의 중공홈으로 형성된 하우징과, 상기 하우징과 간극을 두고 하우징 내부에 형성된 원통형상의 플런저와, 상기 플런저를 탄성 지지하도록 플런저에 밀착 형성된 제1스프링과, 상기 플런저와 상기 제1스프링이 이탈하지않도록 상기 하우징의 내경에 압입 형성된 제1링과, 상기 제1링에 밀착 형성되고 중앙에 홀이 형성된 제2링과, 육각의 홈이 형성된 원통부와 상기 제2링과 결합되도록 사각 형상의 구조로 형성된 링결합부로 이루어진 육각볼트와, 상기 육각볼트가 이탈하지 않도록 상기 하우징의 상단홈에 압입 형성된 캡으로 구성된 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 체크밸브의 제공으로 달성된다.

체크밸브, 스프링, 플런저, 피스톤, 볼트

Description

피스톤 냉각용 체크밸브{Check valve for cooling piston}

도 1은 종래 피스톤 냉각용 체크밸브의 내부 구조도,

도 2는 체크밸브의 실시 개시도,

도 3은 본 발명의 피스톤 냉각용 체크밸브에 따른 결합 단면도,

도 4는 본 발명의 피스톤 냉각용 체크밸브에 따른 분리 사시도,

도 5는 본 발명의 정상토크 체결시 작동 개시도,

도 6은 본 발명의 과토크 체결시 작동 개시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 하우징 310 : 플런저

320 : 제1스프링 330 : 제1링

350 : 제2링 370 : 제2스프링

360 : 육각볼트 380 : 캡

본 발명은 피스톤 냉각용 체크밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 체크밸브 내부에 과토크 방지 장치를 설치하여 과토크에 의한 플런저 고착과 하우징 파손을 방지하는 피스톤 냉각용 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 동력원으로 사용되는 내연기관, 특히 디젤엔진은 연료와 공기를 연소실로 유입시켜 이를 압축폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이의 상하 왕복운동을 크랭크기구로서 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻게된다.

이러한 내연기관의 작동중에, 많은 부품들끼리 서로 마찰을 일으키고, 이의 마찰부중에는 상당히 큰 하중이 걸리면서 고속으로 회전하는 경우가 많다.

이와같은 마찰부분에 사용되는 힘은 실린더의 팽창행정에서 얻는 힘에 대하여모두가 저항으로 손실되는 힘이 되며, 또한 부품끼리의 마찰은 당연히 그 부품을 마모시켜 수명을 짧게하고 내연기관의 성능을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 피스톤은 상측 연소실에서 혼합기의 연소가 이루어짐으로써, 그 헤드부분이 고열을 받게되는바, 피스톤의 하측으로부터 오일을 분사하여 피스톤의 냉각이 이루어진다.

여기서, 엔진회전수가 증가하면 닫혀있던 체크밸브가 열려 오일 분사를 제어함으로써, 과열된 피스톤의 냉각이 이루어진다.

첨부한 도 1은 종래 피스톤 냉각용 체크밸브의 내부 구조도이고, 도 2는 체크밸브의 실시 개시도이다.

첨부한 도 1의 체크밸브의 내부 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

체크밸브의 하우징(110) 내부에 위치한 플런저(120)는 하우징과 미세한 간극을 유지한 상태로 형성된다.

스프링(130)은 상기 하우징(110)내의 일정한 압력 이상에서 상기 플런저(120)가 작동할 수 있도록 상기 플런저(120)의 일단에 밀접 형성된다.

캡(140)은 상기 플런저(120)와 스프링(130)이 하우징(110)으로부터 이탈되지 않도록 상기 하우징(110)에 압입되어 있다.

여기서, 피스톤의 온도가 일정치 이상이면 상기 스프링으로 탄력지지되는 플런저가 하우징과 미세 간극을 두고 왕복운동하여 오일 통로를 개폐함으써, 오일 공급의 제어가 이루어진다.

또한, 첨부한 도 2에서 도시한 바와 같이 엔진(240)의 회전수가 증가하면 체크밸브(220)가 열리는 시점에 커낵터(250)의 분사관(210)을 통해 오일이 분사되어 원활한 윤활작용이 이루어지고, 노즐 파이프(230)를 통해 오일이 분사되어 피스톤(200)의 온도상승의 방지가 이루어진다.

여기서, 체크밸브의 하우징(110)의 내부는 중공으로 관통되어 있어 동일 크기의 볼트보다 강성이 약하고, 플런저(120)가 미세한 간극으로 하우징 (110)내부에서 작동하기 때문에 허용 체결 토크를 정확히 준수한 조립이 이루어져야 한다.

그러나, A/S 또는 정비시 정확한 규정토크를 준수하지 않고 과토크로 조립할 경우 하우징 변형으로 인한 플런저 고착 또는 하우징 파손이 발생하여 체크밸브 기능이 손실됨으로써, 피스톤 냉각 불량으로 인해 엔진이 손상되는 문제점이 발생한 다.

따라서, 본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 과토크 조립시 일정한 체결장력으로 설계된 제2스프링이 수축하여 요철면으로 접한 제1링과 제2링이 분리 이격됨으로써, 제1링과 결합된 육각볼트가 하우징에 관계없이 회전하여 종래 과토크 조립에 의한 하우징의 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 체크밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 과토크 방지를 위한 피스톤 냉각용 체크밸브에 있어서,

오일 통과를 위한 관통홀과 길이방향의 중공홈으로 형성된 하우징과, 상기 하우징과 간극을 두고 하우징 내부에 형성된 원통형상의 플런저와, 상기 플런저를 탄성 지지하도록 플런저에 밀착 형성된 제1스프링과, 상기 플런저와 상기 제1스프링이 이탈하지않도록 상기 하우징의 내경에 압입 형성된 제1링과, 상기 제1링에 밀착 형성되고 중앙에 홀이 형성된 제2링과, 상기 제2링을 탄성지지하는 제2스프링과, 육각의 홈이 형성된 원통부와 상기 제2링과 결합되도록 사각 형상의 구조로 형성된 링결합부로 이루어진 육각볼트와, 상기 육각볼트가 이탈하지 않도록 상기 하우징의 상단홈에 압입 형성된 캡으로 구성되고, 상기 제1링과 제2링의 접촉면에는 토크제한 수단이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 제1링과 제2링의 토크제한 수단은 서로 맞물릴 수 있는 요철 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 제1링은 중앙에 원형의 홀이 형성되고, 상기 육각볼트와 결합하도록 상기 제2링의 홀은 사각형상인 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 체크밸브의 조립시 과토크에 의한 체크밸브 손상이 방지되어 실린더의 냉각이 원활하게 이루어짐으로써, 엔진의 내구력이 증대될 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명의 피스톤 냉각용 체크밸브에 따른 결합 단면도이고, 도 4는 본 발명의 피스톤 냉각용 체크밸브에 따른 분리 사시도이다.

도 3, 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 피스톤 냉각용 체크밸브는 관통형의 오일 배출구가 형성된 하우징과, 오일 배출구의 개폐를 조절하는 플런저와, 상기 하우징 내부압력에 따른 탄성력으로 플런저의 왕복운동을 제어하는 제1스프링과, 제1스프링과 플런저의 이탈을 방지하는 제1링과, 육각볼트와 결합 회전하는 제2링과, 상기 제2링을 탄성지지하는 제2스프링과, 체크밸브의 조립시 회전하는 육각볼트와, 육각볼트와 제2스프링의 이탈을 방지하는 캡으로 구성된다.

상기 하우징(300) 상부는 상기 육각볼트(360)가 삽입되는 중공홈으로 형성되고, 하부는 상기 플런저(310)가 미세한 간극을 두고 왕복운동 할 수 있을 만큼의 중공홈과 오일이 배출되는 관통홀(340)이 형성된다.

여기서, 플런저(310)는 내부압력에 따라 제1스프링(320)의 탄성에 의해 원활히 왕복운동 하도록 하우징(300)의 하부는 플런저(310)의 직경보다 미세하게 큰 정도의 내부직경을 가진 홈으로 형성된다.

따라서, 과토크 방치 장치 없이 과토크에 의해 체크밸브가 조립되는 경우, 하우징 변형에 의한 내부직경 변화로 인해 하우징(300)과 플런저(310)는 밀착되어 플런저의 이동이 어려워짐으로써, 오일의 배출이 요구하는 시점에 이루어지지 않는다.

또한, 하우징 내부와 육각볼트는 과토크 체결시 육각볼트(360)가 하우징과 분리 회전할 수 있을 정도의 간극이 형성된다.

상기 플런저(310)는 상기 제1스프링(320)과 결합되도록 제1스프링의 내부직경에 맞게 형성된 제1원통부(410)와 제1스프링에 탄성 지지되도록 제1스프링의 외부직경에 맞게 형성된 제2원통부(420)가 일체로 형성된다.

여기서, 제2원통부(420)는 하우징의 하부와 미세 간극을 유지하면서 왕복운동한다.

상기 제1스프링(320)은 상기 플런저(310)가 탄성에 의해 지지되도록 플런저(310)의 제1원통부(410)와 결합한다.

상기 제1링(330)은 중앙에 원형의 홀(430)이 형성되고, 제2링(350)과의 접촉면이 요철(450)형상의 구조를 갖고 있으며, 요철면은 상기 제2링(350)과 접하고 그 이면은 제1스프링(320)과 접한다.

또한, 제1링(330)은 상기 하우징(300)에 압입 형성되어 상기 제2링(350)의 회전시 하우징(300)이 같이 회전할 수 있도록 한다.

여기서, 제1링(330) 중앙에 형성된 홀(430)을 통해 하우징(300)과 플런저(310) 사이로 누유된 오일이 밖으로 배출되고, 특히 홀(430)이 원형으로 형성되어 육각볼트(360)의 링삽입부(400)가 제1링(330)에 결합되는 것을 방지한다.

또한, 제1링(330)과 제2링(350)의 접촉면은 요철(450)형상의 구조로 되어 있어, 두개의 링은 밀접 결합함으로써, 육각볼트(360)의 회전에 의해 하우징(300)도 같이 회전한다.

그러나, 체크밸브의 과토크 조립시 제2링(350)이 제1링(330)으로부터 분리되어 회전하게 됨으로써, 하우징(300)의 회전없이 육각볼트(360)만 회전한다.

상기 제2링(350)은 중앙에 사각의 홀(440)이 형성되고, 상기 제1링(330)과의 접촉면은 요철(450)형상의 구조로 접하며, 그 이면은 상기 육각볼트(360)와 결합형성된다.

여기서, 제2링(350) 중앙의 사각홀(440)은 육각볼트(360)에 사각으로 형성된 링삽입부(400)와 결합되어 회전한다.

상기의 제2스프링(370)은 상기 제2링(350)과 상기 육각볼트(360)의 원통부(390) 사이에 형성된다.

여기서, 제2스프링(370)의 장력은 체결토크에 맞게 설계되어 있어, 이 체결토크 이상의 토크가 가해지면 제2링(350)을 탄성지지하는 제2스프링(370)은 캡(380)방향으로 수축하여 제2링(350)이 제1링(330)으로부터 분리됨으로써, 육각볼 트(360)는 하우징(300)과 별도로 회전한다.

상기 육각볼트(360)는 육각의 홈이 형성된 원통부(390)와 사각 형상의 링결합부(400)로 이루어지고 상기 제2링(350)과 결합 형성된다.

여기서, 원통부(390)의 육각홈은 체크밸브의 체결시 체결도구가 삽입되고, 링결합부(400)는 제2링(350)과 결합하여 육각볼트의 회전시 하우징이 같이 회전할 수 있도록 한다.

상기 캡(380)은 하우징의 상단홈에 압입 형성되어 하우징으로부터 육각볼트(360)와 제2스프링(370)이 이탈되는 것을 방지한다.

첨부한 도 5는 본 발명의 정상토크 체결시 작동 개시도이고, 도 6은 본 발명의 과토크 체결시 작동 개시도이다.

도 5에서 도시한 바와 같이 상기 제2스프링(370)에 설계된 체결토크 이하로 육각볼트(360)의 육각홈에 회전력이 가해지면, 상기 육각볼트(360)에 결합된 제2링(350)은 제2스프링(370)의 탄성 지지를 받는다.

이에 따라, 요철(450) 형상의 접촉면을 갖는 제2링(350)과 제1링(330)은 상기 제2스프링(370)의 탄성력에 의해 밀착되고, 상기 제1링(330)이 압입 형성된 하우징(300)은 육각볼트(360)와 같이 회전한다.

또한, 도 6에서 도시한 바와 같이 제2스프링(370)의 체결토크 이상으로 회전력이 가해지면, 상기 제2스프링(370)에 의해 탄성지지되는 제2링(350)은 제1링(330)과 미세 간극(500)을 형성하여 분리 이격된다.

이에 따라, 상기 육각볼트(360)와 결합된 제2링(350)만이 회전하여 제1 링(330)이 압입된 하우징(300)은 회전하지 않고 육각볼트(360)만 회전한다.

따라서, 체크밸브에 과토크가 가해지더라도 상기 육각볼트만이 헛돌게 되어 과토크 조립으로 인한 하우징의 변형과 플런저의 고착을 방지함으로써, 체크밸브의 피스톤 냉각기능이 저하되는 것을 방지한다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 피스톤 냉각용 체크밸브는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 체크밸브의 과토크 조립시 발생하는 하우징이 변형되는 것을 막아 하우징 내부의 플런저가 하우징에 고착되는 것을 방지하고,

둘째, 체크밸브 손상에 의해 부품 교체시 소비되는 비용과 시간을 절감하고,

세째, 체크밸브의 기능이 손실되어 피스톤의 냉각불량으로 과열되는 것을 방지함으로써, 엔진이 손상되는 것을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 과토크에 의한 조립 방지를 위한 피스톤 냉각용 체크밸브에 있어서,

   오일 통과를 위한 관통홀(340)이 형성된 하우징(300)과;

   상기 하우징(300)과 간극을 두고 하우징 내부에 형성된 원통형상의 플런저(310)와;

   상기 플런저(310)를 탄성 지지하도록 플런저에 밀착 형성된 제1스프링(320)과;

   상기 제1스프링(320)과 플런저(310)가 이탈하지않도록 상기 하우징(300)의 내경에 압입 형성된 제1링(330)과;

   상기 제1링(330)과 분리 가능하도록 밀착 결합하고, 중앙에 홀(440)이 형성된 제2링(350)과;

   상기 제2링(350)을 탄성지지하는 제2스프링(370)과;

   육각의 홈이 형성된 원통부(390)와 상기 제2링(350)과 결합되도록 사각 형상의 구조로 형성된 링결합부(400)로 이루어진 육각볼트(360)와;

   상기 육각볼트(360)가 이탈하지 않도록 상기 하우징(300)의 상단홈에 압입 형성된 캡(380)으로 구성되고,

   상기 제1링(330)과 제2링(350)의 접촉면에는 토크제한 수단이 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 체크밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1링(330)과 제2링(350)의 토크제한 수단은 서로 맞물릴 수 있는 요철(450) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 체크밸브.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1링(330)은 중앙에 원형의 홀(430)이 형성되고, 상기 육각볼트(360)와 결합하도록 상기 제2링(350)의 홀(440)은 사각형상인 것을 특징으로 하는 피스톤 냉각용 체크밸브.

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