KR20160094412A - 밸브 스템 실 - Google Patents

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KR20160094412A
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히로키 시시도
츠네히사 오누마
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엔오케이 가부시키가이샤
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Abstract

보강환의 밸브 스템 가이드로의 장착 작업성이 뛰어나고 또한 보강환을 밸브 스템 가이드에 대해 안정적으로 고정 가능하게 하는 밸브 스템 실을 제공한다. 보강환은, 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 밸브 스템 가이드에 대해 통모양부를 감합시킴으로써 밸브 스템 가이드에 장착됨과 더불어, 통모양부에는 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿과, 슬릿을 개재시켜 내향 플랜지부와는 반대쪽에 설치되어 밸브 스템 가이드에 형성된 계지 오목부에 계지되는 계지 볼록부가 설치되어 있고, 계지 볼록부는 슬릿을 개재시켜 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 슬릿에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 스템 실 {VALVE STEM SEAL}
본 발명은, 밸브 스템(valve stem)과 밸브 스템 가이드(valve stem guide) 사이를 밀봉하는 밸브 스템 실(valve stem seal)에 관한 것이다.
내연기관에서의 흡배기 밸브 기구에는, 밸브 스템과 밸브 스템 가이드 사이를 밀봉(seal)하는 밸브 스템 실이 설치되어 있다. 일반적으로, 밸브 스템 실은 밸브 스템 가이드에 고정되는 보강환(補强環)과, 이 보강환에 일체 성형 등에 의해 부착되는 탄성체로 이루어진 실 본체로 구성된다. 그리고, 밸브 스템 가이드에 설치된 계지 오목부(凹部)에 계지(係止)되는 계지 볼록부(凸部)가, 보강환에 설치된 기술이 알려져 있다. 이러한 기술의 일례에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 종래예에 따른 밸브 스템 실의 사용 시의 상태를 나타내는 일부 파단 단면도이다. 또한, 도 3은 흡배기 밸브 기구 중 밸브 스템 실이 설치되어 있는 부근을 나타내고 있다. 그리고, 도 3에 있어서는, 도면 중 왼쪽의 일부를 파단한 상태를 나타내고 있다.
흡배기 밸브 기구는, 실린더 헤드(200)에 설치되어 있다. 그리고, 흡배기 밸브 기구는, 밸브 스템(300)과, 밸브 스템(300)의 축방향의 운동을 가이드하는 밸브 스템 가이드(400)와, 밸브를 닫기 위한 스프링(500)과, 밸브 스템(300)과 밸브 스템 가이드(400) 사이를 밀봉하는 밸브 스템 실(700)을 갖추고 있다.
밸브 스템 실(700)은, 금속이나 수지로 이루어진 보강환(710)과, 보강환(710)에 일체 성형 등에 의해 부착되는 탄성체로 이루어진 실 본체(720)와, 실 본체(720)를 내주면 쪽으로 향해 압압(押壓)하는 가터 스프링(garter spring; 730)으로 구성된다. 그리고, 보강환(710)에는, 밸브 스템 가이드(400)에 설치된 계지 오목부(410)에 계지되는 계지 볼록부(712)가 설치되어 있다. 이 종래예에 있어서는, 도시된 바와 같이, 보강환(710)에 역U자 형상의 슬릿(711)이 설치되어 있다. 그리고, 이 슬릿(711)의 안쪽의 부분이 직경 방향 안쪽으로 절곡(折曲)됨으로써 계지 볼록부(712)가 형성되어 있다. 그리고, 이 계지 볼록부(712)의 선단이, 계지 오목부(410)에서의 측면(411)에 대해 부딪침으로써, 보강환(710)이 밸브 스템 가이드(400)로부터 벗어나 버리는 것을 방지할 수 있다.
그렇지만, 이 종래예에 따른 계지 볼록부(712)는, 구조상, 그다지 강도가 높지 않다. 그 때문에, 밸브 스템(300)과 밸브 스템 가이드(400)의 선단과 실 본체(720)에 의해 형성되는 밀폐 공간(K) 내의 압력이 높아짐으로써, 계지 볼록부(712)의 선단이 강하게 밀려, 계지 볼록부(712)가 파손해 버릴 우려가 있다. 이에 따라, 실 본체(720)가 밸브 스템 가이드(400)의 선단으로부터 떨어져 버려, 밀봉성이 손상될 우려가 있다.
또, 보강환에 대해 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 2개의 슬릿이 설치되고, 이들 슬릿 사이의 부분이 직경 방향 안쪽으로 절곡됨으로써 계지 볼록부가 설치되는 기술도 알려져 있다(특허 문헌 1 참조). 이 기술에 있어서는, 계지 볼록부의 강도를 높게 할 수 있지만, 보강환을 밸브 스템 가이드에 장착할 때에 계지 볼록부가 밸브 스템 가이드의 선단에 걸리기 쉬워 작업성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
특허 문헌 1 : 일본 실공소 47-3215호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개평 3-37311호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개평 1-275967호 공보
본 발명의 목적은, 보강환의 밸브 스템 가이드로의 장착 작업성이 뛰어나고 또한 보강환을 밸브 스템 가이드에 대해 안정적으로 고정 가능하게 하는 밸브 스템 실을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.
즉, 본 발명의 밸브 스템 실은,
밸브 스템과, 이 밸브 스템의 축방향의 운동을 가이드하는 밸브 스템 가이드 사이를 밀봉하는 밸브 스템 실에 있어서,
상기 밸브 스템 가이드에 부착되는 통모양부와, 이 통모양부의 선단으로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나는 내향 플랜지부를 가지는 보강환과,
상기 내향 플랜지부의 선단에 부착되고 또한 상기 밸브 스템의 외주면에 접동 자재로 밀착하는 탄성체로 이루어진 실 본체를 갖추되,
상기 보강환은, 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 상기 밸브 스템 가이드에 대해 상기 통모양부를 감합(嵌合)시킴으로써 그 밸브 스템 가이드에 장착됨과 더불어,
상기 통모양부에는, 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿과, 이 슬릿을 개재(介在)시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽에 설치되어 상기 밸브 스템 가이드에 형성된 계지 오목부(凹部)에 계지(係止)되는 계지 볼록부(凸部)가 설치되어 있고,
상기 계지 볼록부는, 상기 슬릿을 개재시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 상기 슬릿에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 보강환에 설치된 계지 볼록부는, 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터, 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있다. 따라서, 계지 볼록부의 강도를, 역U자 형상의 슬릿의 안쪽의 부분이 직경 방향 안쪽으로 절곡됨으로써 형성되는 계지 볼록부에 비해 높게 할 수 있다. 또, 밸브 스템 가이드에 대해 통모양부를 감합시킬 때에는, 계지 볼록부는 슬릿 쪽의 단부가 직경 방향 바깥쪽으로 휘도록 변형 가능하기 때문에, 보강환의 장착 작업성이 손상되는 일도 없다.
상기 보강환은 금속에 의해 구성되어 있고,
상기 계지 볼록부는, 상기 보강환의 통모양부에 상기 슬릿을 형성해 두고, 상기 슬릿을 개재시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽을 직경 방향 안쪽으로 우묵하게 들어가게 하는 절곡 가공이 실시됨으로써 형성되면 좋다.
이에 따라, 계지 볼록부를 용이하게 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 슬릿은 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 형상이므로, 역U자 형상의 슬릿을 형성하는 경우에 비해 슬릿을 용이하게 형성할 수 있다. 또, 하나의 계지 볼록부에 대해 하나의 슬릿을 형성하면 좋기 때문에, 가공 공정수도 적게 끝난다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 보강환의 밸브 스템 가이드로의 장착 작업성이 뛰어나고 또한 보강환을 밸브 스템 가이드에 대해 안정적으로 고정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 스템 실의 사용 시의 상태를 나타내는 일부 파단 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강환의 모식적 단면도이다.
도 3은 종래예에 따른 밸브 스템 실의 사용 시의 상태를 나타내는 일부 파단 단면도이다.
이하에 도면을 참조하여, 이 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 기초하여 예시적으로 상세하게 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은, 특별히 특정적인 기재가 없는 한은, 이 발명의 범위를 그것들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다.
(실시예)
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 스템 실에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 스템 실의 사용 시의 상태를 나타내는 일부 파단 단면도이다. 또한, 도 1은 흡배기 밸브 기구 중 밸브 스템 실이 설치되어 있는 부근을 나타내고 있다. 그리고, 도 1에 있어서는, 도면 중 왼쪽의 일부를 파단한 상태를 나타내고 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강환의 모식적 단면도이다. 도 2는 도 1 중의 보강환에 있어서 AA 단면도에 상당한다.
<흡배기 밸브 기구의 개략 구성>
도 1을 참조하여, 흡배기 밸브 기구의 개략 구성에 대해 설명한다. 흡배기 밸브 기구는, 실린더 헤드(200)에 설치되어 있다. 그리고, 흡배기 밸브 기구는, 밸브 스템(valve stem; 300)과, 밸브 스템(300)의 축방향의 운동을 가이드하는 밸브 스템 가이드(valve stem guide; 400)와, 밸브를 닫기 위한 스프링(500)과, 밸브 스템(300)과 밸브 스템 가이드(400) 사이를 밀봉하는 밸브 스템 실(valve stem seal; 100)을 갖추고 있다.
밸브 스템 가이드(400)에는, 밸브 스템 실(100)을 구성하는 보강환(110)이 밸브 스템 가이드(400)로부터 벗어나 버리는 것을 방지하기 위한 계지 오목부(410)가 설치되어 있다. 이 계지 오목부(410)의 도면 중 상부 쪽의 측면(411)은, 축선 방향에 대해 수직한 면으로 되어 있다. 또한, 「축선 방향」이란, 밸브 스템(300)의 중심 축선 방향을 의미한다(이하, 마찬가지임).
<밸브 스템 실의 전체 구성>
특히, 도 1을 참조하여, 밸브 스템 실(100)의 전체 구성에 대해 설명한다. 밸브 스템 실(100)은, 금속이나 수지로 이루어진 보강환(110)과, 보강환(110)에 일체 성형 등에 의해 부착되는 탄성체로 이루어진 실 본체(120)와, 실 본체(120)를 내주면 쪽으로 향해 압압하는 가터 스프링(garter spring; 130)으로 구성된다.
보강환(110)은, 밸브 스템 가이드(400)에 부착되는 통모양부(110A)와, 통모양부(110A)의 선단으로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나는 내향 플랜지부(110B)를 가진다. 또한, 밸브 스템 가이드(400)는 대략 원통 형상이며, 통모양부(110A)도 대략 원통 형상이다. 이와 같이 구성되는 보강환(110)은, 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽으로부터 밸브 스템 가이드(400)에 대해 통모양부(110A)를 감합시킴으로써 밸브 스템 가이드(400)에 장착된다.
실 본체(120)는, 내향 플랜지부(110B)의 선단에 부착되어 있다. 또, 실 본체(120)는, 밸브 스템(300)의 외주면에 접동(摺動) 자재로 밀착하는 제1 실 립(seal lip; 121)과, 밸브 스템 가이드(400)의 선단에 밀착하는 제2 실 립(122)을 갖추고 있다. 그리고, 제1 실 립(121)의 외주면에 가터 스프링(130)이 장착됨으로써, 제1 실 립(121)은, 내주면 쪽으로 향해 압압되어 밸브 스템(300)의 외주면에 밀착한 상태가 유지된다.
<보강환>
도 1 및 도 2를 참조하여, 보강환(110)에 대해 보다 상세하게 설명한다. 보강환(110)의 통모양부(110A)에는, 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿(111)과, 슬릿(111)을 개재시켜 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽에 설치되는 계지 볼록부(112)가 설치되어 있다. 이 계지 볼록부(112)는, 밸브 스템 가이드(400)에 형성된 계지 오목부(410)에 계지되도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 슬릿(111) 및 계지 볼록부(112)는 둘레방향으로 등간격으로 합계 4개소에 설치되어 있다.
그리고, 계지 볼록부(112)는, 슬릿(111)을 개재시켜 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽으로부터 슬릿(111)에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있다(도 1 중의 계지 볼록부(112)의 단면도 참조). 또, 이 계지 볼록부(112)는 축선방향으로 본 경우에는, 원호모양으로 만곡하고 있다(도 2 참조).
보강환(110)이 금속에 의해 구성되는 경우에 있어서, 계지 볼록부(112)의 형성 방법에 대해 설명한다. 우선, 보강환(110)의 통모양부(110A)에 대해, 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿(111)을 절삭 가공에 의해 형성한다. 그리고, 슬릿(111)을 개재시켜 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽을 직경 방향 안쪽으로 우묵하게 들어가게 하는 절곡 가공을 실시한다. 이에 따라, 계지 볼록부(112)를 형성할 수 있다.
밸브 스템 실(100)을 밸브 스템 가이드(400)에 부착하는 경우에는, 보강환(110)의 통모양부(110A)를, 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽으로부터 밸브 스템 가이드(400)에 대해 감합시킨다. 여기서, 계지 볼록부(112)는, 상기한 바와 같이 슬릿(111)을 개재시켜 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽으로부터 슬릿(111)에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있다. 따라서, 통모양부(110A)를 밸브 스템 가이드(400)에 대해 감합시키는 과정에 있어서는, 계지 볼록부(112)는 슬릿(111) 쪽의 단부가 서서히 직경 방향 바깥쪽으로 휘어져 가고, 당해 단부가 밸브 스템 가이드(400)의 외주면을 접동해 간다. 그리고, 당해 단부가 계지 오목부(410)의 측면(411)을 통과함과 동시에, 자기의 탄성 복원력에 의해 원래의 형상으로 되돌아온다. 즉, 계지 볼록부(112)의 슬릿(111) 쪽의 단부가 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가 계지 오목부(410) 내로 진입한 상태로 된다. 이에 따라, 밀폐 공간(K) 내의 압력이 높아져, 보강환(110)에 대해 밸브 스템 가이드(400)로부터 벗어나는 방향으로 힘이 작용해도, 계지 볼록부(112)의 슬릿(111) 쪽의 단부가 계지 오목부(410)의 측면(411)에 부딪침으로써, 보강환(110)이 밸브 스템 가이드(400)로부터 벗어나 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 밀폐 공간(K)은, 밸브 스템(300)과 밸브 스템 가이드(400)의 선단과 실 본체(120)에 의해 형성된다.
<본 실시예에 따른 밸브 스템 실의 뛰어난 점>
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 밸브 스템 실(100)에 의하면, 보강환(110)에 설치된 계지 볼록부(112)는, 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽으로부터 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿(111)에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있다. 따라서, 계지 볼록부(112)의 강도를, 역U자 형상의 슬릿의 안쪽의 부분이 직경 방향 안쪽으로 절곡됨으로써 형성되는 계지 볼록부에 비해 높게 할 수 있다. 이에 따라, 밀폐 공간(K) 내의 압력이 높아져, 계지 볼록부(112)의 선단이 계지 오목부(410)의 측면(112)으로 강하게 밀린 경우라도, 계지 볼록부(112)가 파손해 버리는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실 본체(120)가 밸브 스템 가이드(400)의 선단으로부터 떨어져 버려, 밀봉성이 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
또, 밸브 스템 가이드(400)에 대해 통모양부(110A)를 감합시킬 때, 계지 볼록부(112)는 슬릿(111) 쪽의 단부가 직경 방향 바깥쪽으로 휘도록 변형 가능하기 때문에, 보강환(110)의 장착 작업성이 손상되는 일도 없다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 밸브 스템 실(100)에 의하면, 보강환(110)의 밸브 스템 가이드(400)로의 장착 작업성이 뛰어나고 또한 보강환(110)을 밸브 스템 가이드(400)에 대해 안정적으로 고정할 수 있다.
또, 보강환(110)이 금속에 의해 구성되는 경우에, 상술한 바와 같은 제법을 이용함으로써, 계지 볼록부(112)를 용이하게 형성시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 슬릿(111)은 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 형상이므로, 역U자 형상의 슬릿을 형성하는 경우에 비해 슬릿을 용이하게 형성할 수 있다. 또, 하나의 계지 볼록부(112)에 대해 하나의 슬릿을 형성하면 좋기 때문에, 가공 공정수도 적게 끝난다. 또한, 보강환(110)이 수지재(樹脂材)에 의해 구성되는 경우에는, 금형 성형에 의해 보강환(110)을 제작할 수 있다. 또, 이 경우, 금형 성형에 의해 얻어진 성형품에 대해, 절삭 가공에 의해 슬릿(111)을 설치한 후에, 슬릿(111)을 개재시켜 내향 플랜지부(110B)와는 반대쪽을, 가열하면서 직경 방향 안쪽으로 향해 압압에 의해 변형시킴으로써 계지 볼록부(112)를 설치할 수 있다.
100 밸브 스템 실
110 보강환
110A 통모양부
110B 내향 플랜지부
111 슬릿
112 계지 볼록부
120 실 본체
121 제1 실 립
122 제2 실 립
130 가터 스프링
200 실린더 헤드
300 밸브 스템
400 밸브 스템 가이드
410 계지 오목부
411 측면
500 스프링
K 밀폐 공간

Claims (2)

  1. 밸브 스템과, 이 밸브 스템의 축방향의 운동을 가이드하는 밸브 스템 가이드 사이를 밀봉하는 밸브 스템 실에 있어서,
    상기 밸브 스템 가이드에 부착되는 통모양부와, 이 통모양부의 선단으로부터 직경 방향 안쪽으로 향해 늘어나는 내향 플랜지부를 가지는 보강환과,
    상기 내향 플랜지부의 선단에 부착되고 또한 상기 밸브 스템의 외주면에 접동 자재로 밀착하는 탄성체로 이루어진 실 본체를 갖추되,
    상기 보강환은, 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 상기 밸브 스템 가이드에 대해 상기 통모양부를 감합시킴으로써 그 밸브 스템 가이드에 장착됨과 더불어,
    상기 통모양부에는, 둘레방향으로 직선 모양으로 늘어나는 슬릿과, 이 슬릿을 개재시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽에 설치되어 상기 밸브 스템 가이드에 형성된 계지 오목부에 계지되는 계지 볼록부가 설치되어 있고,
    상기 계지 볼록부는, 상기 슬릿을 개재시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽으로부터 상기 슬릿에 이르는 위치까지 서서히 직경 방향 안쪽으로 향해 우묵하게 들어가는 만곡부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보강환은 금속에 의해 구성되어 있고,
    상기 계지 볼록부는, 상기 보강환의 통모양부에 상기 슬릿을 형성해 두고, 상기 슬릿을 개재시켜 상기 내향 플랜지부와는 반대쪽을 직경 방향 안쪽으로 우묵하게 들어가게 하는 절곡 가공이 실시됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 실.
KR1020167017674A 2014-01-22 2015-01-16 밸브 스템 실 KR101698735B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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