KR820000022B1 - 2사이클 엔진용 실린더의 포오트 개구부 모따기 가공법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2사이클 엔진용 실린더의 포오트 개구부 모따기 가공법

제 1 도는 2사이클 엔진용 실린더의 종단 측면도.

제 2 도는 제 1 도의 2－2선 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 3－3선 단면도.

제 4 도는 포오트 개구부의 확대 정면도.

제 5 도는 포오트 개구부의 확대 측단면도.

제 6 도는 모따기 가공후의 제 5 도와 같은 측단면도.

제 7 도는 개구부의 다른 실시예를 나타낸 제 4 도와 같은 정면도.

제 8 도는 모따기 가공장치의 한 예를 표시한 예시도.

제 9 도는 본 발명의 다른 제 2 실시예를 표시하는 개구부의 제 5 도와 같은 측단면도.

제 10 도는 모따기 가공후의 제 9 도와 같은 측단면도.

본 발명은 2사이클 엔진용 실린더에 설치되는 배기포오트 및 소기포오트와 같은 포오트의 실린더 내벽에 개구하는 개구부 주연을 모따기 가공하는 방법에 관한 것이다.

더 자세히 설명하면, 실린더 내벽에 개구하는 포오트 개구부의 상, 하단부를 실린더 축방향으로 팽출한 원호상이며 포오트의 축방향으로 요입하도록 요상(凹狀)으로 실린더와 함께 주조에 의해 성형함과 동시에 이 포오트 개구부의 상술한 요입부와 실린더 내벽과의 경계부를 압압성형 또는 연마성형 등으로 성형하여 포오트 개구부의 주연을 모따기 가공하여 작업의 간단성, 용이성, 양산성을 향상시킨 모따기 가공법에 관한 것이다.

2사이클 엔진은 실린더의 피스턴 접동면인 내벽에 배기포오트 및 소기포오트가 개구하고 있다. 그 결과, 피스턴의 실린더 내벽 내의 접동에 있어서 피스턴링이 상술한 개구부에서 약간 튀어나와 개구부 주연에 걸려서 이 걸림에 의하여 링의 잡음과 소음이 외부로 방출되며 또 상술한 포오트를 모난 형태로 형성한 경우 피스턴링은 개구부의 상하단 한쪽에서 급격히 개방되어서 튀어나와 다른쪽과 접촉 접동하는 방해를 받기 때문에 비교적 커다란 충격음이 되고 피스턴의 상하 왕복등으로 이것이 반복되어 회전수가 증가하면 증가할수록 그 충격음은 연속하여 소음으로서 현저하게 나타나게 된다.

특히 고성능을 목적으로 하는 경우에는 포오트의 상연부는 직선으로하고 급격한 연소가스의 방출 및 혼합가스의 흡입을 필요로 하기때문에 이러한 현상은 현저하게 된다.

이상의 소음대책으로서 포오트 개구부의 행정측 즉, 다시말해서 상하부분의 단연부를 원호상으로 가공하여 이것에 의하여 피스턴링과 접촉면을 서서히 확대하고 그리고 서서히 축소하여 서로 방해받는 곳을 완만하게 하면 접촉 접등음은 감소될수가 있다.

또 포오트 개구부의 상술한 부분과 실린더 내벽과 경계부를 턱지게 하지않고, 그 부분을 완곡하면 접촉 접등시의 충격은 가급적 감소시킬 수 있고 접등음을 적게할 수가 있다.

종래에 이와 같은 포오트 개구부의 주연을 원호상으로 하는 모따기 가공은 일반적으로 절삭가공이나 연삭가공으로 행하여지고 있으나, 이것의 가공이 대단히 곤란하고 특히 2사이클 엔진에서는 작은 용적의 실린더가 많고 작은 지름의 실린더 내에서 포오트 개구부의 형상에 따라 정확하게 가공하는 것은 고도의 기술을 요하고 빈잡하며 곤란을 수반한다. 그리고, 이 가공은 일부에서는 수공작업으로 행하여지나 그 작업은 숙련을 요하는 것이며 얻어진 개구부 주연의 모따기 부분은 굴곡면이 발생하여 정밀도나 양산성의 점에서 난점이 있다. 또 정밀도, 양산성을 고려하여 기계절삭을 행하였을 경우 상기 수공작업의 경우도 같으나 절삭이나 연삭비용이 많이 들고 또 이것으로서 포오트 개구형상이 변화하고 가장 중요한 포오트의 시간적 조절이 틀리는 우려도 있다.

이와 같은 원호상의 성형이 절삭가공 등에 의하기 때문에 원호상의 요부와 실린더 내벽의 경계부에 굴곡면이 많이 발생하고 이 굴곡면들을 제거하는 가공을 절삭가공과는 별도로 필요하게 된다.

이상 기술한 바와 같이 종래의 절삭가공 등에 의한 방법은 수공작업, 기계작업을 불문하고 절삭량 등이 많어 포오트 개구부가 변형될 우려가 많고 모따기 가공작업이 매우 번잡하며 또 굴곡면을 제거하는 것을 필요로하여 공정도 그 만큼 많아지고 양산성과 정밀도의 점에서 문제점이 있었다.

또 상술한 것과는 달리 모난 형태의 포오트 개구부를 로울러 등으로 압압하고 이 부분을 원호상으로 모따기 가공하는 것도 제안되나 이것에 의하면 주철 슬리이브를 내장한 실린더 등에서는 포오트 개구부에 충분한 원호상태를 성형하는 것이 어렵고 양호한 정밀도가 필요하며 아울러 충분한 모따기 가공을 실시하기에 어렵고 압압가공 만으로 이것을 충분하게 얻으려면 여러번의 압압가공을 반복할 필요가 있고 작업성, 양산성의 점에서 난점이 있으며 또 상술한 바를 최소로 행할수 있도록 가공압력을 극단적으로 높으면 포오트 개구부가 변형될 우려도 있다.

본 발명자는 2사이클 엔진용 실린더의 포오트 개구부 모따기 가공에 있어서의 상술한 바와 같은 문제점에 비추어 이것을 유효하게 해결코저 본 발명을 이룬 것이다.

본 발명의 목적으로하는 바는 실린더 내벽에 개구하는 포오트 개구부의 상하단부를 실린더의 축방향으로 팽출하는 원호상이며 포오트의 축방향으로 요입하도록 요상으로 실린더와 함께 주조에 의하여 성형함과 동시에 이 포오트 개구부의 상술한 요상부와 실린더 내벽과의 경계부를 포오트 안쪽에 압압성형 또는 연마성형 등과 같은 외주면이 대체로 평활한 회전부재로 압압하면서 성형하도록 한 2사이클 엔진용 실린더의 포오트 개구부 모따기 가공법을 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적하는 바는 실린더 내벽에 개구하는 포오트 개구부에 미리 원호상태의 요부를 실린더와 함께 주조하고 이것에 버어니싱 가공과 같은 압압성형이나 그라인더에 의한 연마성형을 부대로 실시하기 때문에 간단하며 아울러 용이한 작업으로 소정의 모따기 가공을 실시할 수 있으며 우수한 실린더를 얻을 수 있고 작업성, 양산성이 우수하고 또 정밀도가 양호한 포오트 개구부의 모따기 가공법을 제공한다.

또 본 발명의 목적으로 하는 바는 상술한 것과 함께 모따기부가 가급적으로 적고 포오트 개구부를 변형시키든가 하여 포오트 시간조절을 변화시킴이 적고 엔진 본래의 성능을 저해하거나 성능저하를 초래하지 않는 모따기 가공법을 제공하고 나아가 상술한 바와 같은 적살이나 연삭할 필요가 없기 때문에 포오트 개구부 나아가서는 실린더의 강도도 안정하고 이와 같은 것을 달성하면서 피스턴링과 포오트 개구부의 방해에 기인하는 소음을 가급적 감소시키는 모따기 가공법을 제공한다.

다음에 본 발명의 가장 알맞는 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

제 1 도 내지 제 3 도는 사이클용 엔진의 실린더로서 제 1 도는 종단 정면도를 제 2 도는 제 1 도의 2－2선 단면도를 제 3 도는 제 1 도의 3－3선 단면도를 표시하고 있다.

11은 2사이클용 엔진의 실린더로 도시한 예는 철 슬라이브를 주조 일체화 한 형식을 표시하며 슬리이브(12) 외주의 중간부 내지 상부에는 알루미늄 합금 등으로 성형한 불록(13)이 피감(被嵌) 장착되어 일체화되고 블록(13)은 외주에 돌출 형성한 다수의 냉각편(GILLED)(14)을 일체로 설비한다. 슬리이브(12)의 내벽(15)의 적당한 장소에는 소기포오트(16), 배기포오트(17)와 같은 포오트가 이 슬리이브(12)의 주조공정에서 일체로 성형되고 각 포오트(16)(17)은 불록(13)에 설치한 통로(18)(19)에서 일측이 크랭크실등에 또 타측이 배기관을 개재하여 외기에 연통하도록 구성되어 있다.

상술한 포오트들의 전부, 혹은 적당한 것, 예를 들면 배기포오트(17)의 슬리이브 내벽(15)에 개구하는 개구(20)는 이슬리이브(12)의 주조시에 다음과 같이 성형한다.

즉, 제 4 도 및 제 5 도는 포오트(17)의 슬리이브 내벽(15)으로 개구부분을 확대하는 도면이며, 제 4 도에 대하여 제 5 도는 설명의 편의상 확대율을 크게하고 있다.

개구부(20)는 포오트(17)의 단면을 도면에서는 사다리꼴로 하였기 때문에 사다리꼴로 하고 윗변부분(21)은 짧게, 아래 변부분(22)은 길게, 각 변의 양단부분은 각각 대칭적으로 경사진 측면부(23)(24)로서 연결되어 개구부(20)를 구성하고 있다.

이 개구부(20)의 행정방향(슬리이브의 축방향)의 양단부인 상술한 윗변부분 (21) 및 아래변부분(22)의 단연부는 개구부(20)의 내측으로 요입하고 또한 개구부 (20)의 상하방향 즉, 축방향으로 원호상태로 요입하는 요상부(凹狀部)(25)(27)를 형성한다. 이 요상부(25)(27)는 개구부(20)가 개구한 슬리이브 내벽(15)에 대하여 도시한 바로는 대략 직각으로 요설(凹設)하고 요상부(25)(27)의 내측에 있는 개구부(20)의 상, 하변부분(21)(22)의 외측에 턱을 붙여서 요상부(25)(27)가 형성되게 된다.

그리고 이 요상부(25)(27)는 상술한 바와 같이 개구부(20)의 상, 하변부(21)(22)의 각 축방향에 원호상으로 완곡 팽출하듯이 형성되어 개구부(20)의 중심부에 있어서 가장 팽출되듯이 형성되어 있다.

이상의 요상부(25)(27)의 깊이 즉, 실린더 슬리이브 내벽(15)에서 외측방향으로 깊이(W)는 0.1m/m∼0.4m/m 정도로 하고 도면에서는 슬리이브 내벽(15)의 면에 대해서 직각으로 하였으나 슬리이브의 주조시 이 부분의 드래프트를 고려하여 경사가 주어지고 요컨데 내측으로 개구부(20)가 요입하고 개구부와 사이에 턱진부분이 형성되면 좋다.

이상의 개구부(20)의 상하에 형성되는 요상부(25)(27)는 슬리이브(12)의 주조시 일체적으로 주조된다.

이와 같이 미리 주조로서 성형된 슬리이브의 상술한 바와 같은 요상부(25)(27)와 슬리이브 내벽(15)과의 경계부(26)를 압압로울러의 전동 등에 의해서 압압가공 즉, 버어너싱 가공을 실시하고 이 부분의 가장 자리를 모따기하고, 이 모따기는 흑피(黑皮)를 피복하는 주조물과 함께 행한다.

모따기 가공장치로서는 예를 들면, 제 8 도에 표시함과 같은 장치가 사용된다. 즉, 선반등의 공작기계(30)의 스핀들(31)에 고정구(32)로 2가닥 상태의 지지부재(33)를 고착하고 지지부재(33)의 2가닥의 지지간(34)(35)이 각각 외측으로 넓혀져 있고 이 지지간(34)(35)의 선단에는 전동로울러(36)(37)를 각각 회전이 자유롭게 지지한다.

한편, 베드(38)위에 설치한 이등대(39)에는 실린더(11)을 측방향으로 지그(Jig)로서 부착하고 실린더(11)의 슬리이브(12) 내벽(15)내에 상술한 전동로울러(36)(37)를 포함한다.

지지간(34)(35)을 삽입하고 스핀들(31)의 회동으로 로울러(36)(37)를 개구부(20)의 요상부(25)(27)의 경계부(26)(28)에 밀어붙여, 이 부분을 압압하여서 소성시키고 갓부분을 완곡하거나 부셔서 모따기 가공한다. 이런 경우, 전동로울러 (36)(37)에 의한 가공은 개구부(20)의 상하면부에 원호상으로 요상부가 미리 성형되어져 있기 때문에 이 부분의 성형은 필요가 없고 순수하게 갓부분인 경계부 (26)(28)의 모따기 가공만으로 되어 가공은 용이하고 단시간 내에 행할 수가 있다.

이 모따기 가공후의 상태를 제 6 도에 표시하였다.

이상과 같은 압압에 의한 모따기 가공만으로 피스턴링의 방해가 극히 적고 또 방해와 마찰이 적으며 또한 방해도 원호상태의 부분에서 서서히 행할 수가 있어서 소음발생이 적은 포오트가 얻어지나 도면에 표시한 실시예와 같이 요상부(25) (27)에서 개구부(20)의 상하변부(21)(22)를 요입시킨 결과 모따기 가공은 개구부 (20)와 관계없이 행할수가 있고 개구부의 변형이나 포오트 시간조정의 차질등은 발생하지 않는다. 또 미리 요상부를 주조시에 일체적으로 성형하기 때문에 정밀도의 점에서도 지극히 양호한 것이 얻어져 압압가공도 상술한 것과 같이 모따기 가공이기 때문에 정밀도를 유지할수가 있다.

이상의 도시된 실시예에서는 개구부(20)의 상하변부(21)(22)에만 축방향으로 팽출하여 내측에 요입하는 원호상의 요상부(25)(27)를 형성하였으나 제 7 도에 표시한 바와 같이 개구부(120)의 좌우의 측변(123)(124)에 슬리이브(12)의 내벽(15)의 원주방향으로 팽출하는 원호상의 요상부(129)(131)를 설치하여도 좋고, 이 요상부(129)(131)도 상술한 것과 같이 설치되어 이것의 내벽(15)과의 경계부(130)(132)를 상기의 것과 같이 압압가공하여 모따기 가공을 한다.

이 실시예에 따르면 피스턴링과의 접촉에 있어서 개구부(120)의 좌우도 서서히 접촉을 증감하고 상술한 소음방지 효과를 한층 향상시키게 된다.

제 9 도 및 제 10 도는 본 발명의 다른 제 2 실시예를 표시한 것이며, 이 실시예는 상술한 요상부(25)(27)를 요단부로 하지않고 개구부(20)의 상하변(21)(22)을 실린더 슬리이브 내벽(15)에 대하여 암테이퍼상으로 미리 커트하듯이 주조시에 성형하고 이 테이퍼상 요상부(25)(27)를 제 4 도에 표시한 것과 같이 원호상으로 설정한다. 이 요상부(25)(27)는 개구부(20)의 원주방향의 중앙부에서 가장 량이 많고 단부에서는 개구부(20)의 상하변부(21)(22)와 합류하게 된다.

이상과 같이 테이퍼 요상부(25)(27)를 주조시에 일체적으로 성형하고 성형후 흑피의 피복상태대로 경계부(21)(22)를 상기와 같은 방법으로 모따기 가공을 하여 제 10 도와 같은 제품을 얻는다.

이 경우에 있어서는 테이퍼상이며 원호상의 요상부를 미리 성형하기 때문에 정밀도가 우수한 개구부 성형이 이루어지며 압압에 의한 모따기 가공만으로 되기때문에 정밀도 유지가 양호하다. 또 이상에서는 상하변부에 요상부를 설치하도록 하였으나 좌우의 측변에 요상부를 설치하여도 좋은 것은 상기 실시예와 같다.

이상은 압압성형으로서 설명하였으나, 연마에 의해 모따기를 행하여도 좋고 이 경우에는 상술한 전동로울러(36)(37) 대신에 그라인더를 사용하며는 좋고 상술의 장치와 유사한 장치로서 그라인더를 회전시키면 좋고 요는 로울러나 그라인더와 같은 외주면이 평활한 혹은 대략 평활한 회전체를 압압하면서 모따기 가공하면 된다.

이상 도시한 실시예에 대하여 설명하였으나 도시한 것에서는 주조 슬리이브를 알루미늄 합금제 실린더에 압입 또는 주조 등으로 고정하는 형식을 표시하고 이것에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이러한 주조 슬리이브 입실린더에 실시하는 경우에 한정되는 것이 아니다. 즉, 알루미늄 합금제 실린더의 내면에 선폭용사(線爆溶射)나 프라즈마용사 등을 실시하여 경화피막을 형성한 형식의 실린더에도 적용할 수가 있고 이러한 경우 실린더의 주조시에 포오트 개구부와 같이 이 부분에 상기 요상부를 형성하고 이후 압압 모따기 가공하므로서 상기와 같은 효과를 얻을 수가 있다.

또한 이상의 설명에서는 배기포오트(17)의 개구부에 위와 같은 가공을 실시한다고 설명하였으나, 소기포오트도 같이 형성하고 소기 포오트의 수가 많은 경우에는 그중의 주소기포오에 이러한 가공을 실시하는 것으로 하고 소기포오트의 전부에 대해 이와 같은 가공을 실시하면 소음억제 효과는 극히 양호한 것이 된다.

이상에서 명백한 것처럼 본 발명에 의하면 포오트의 실린더 내벽에 개구하는 개구부 주연을 미리 원호상으로 요상부로 하여 실린더 주조와 함께 일체적으로 성형하고 이후 요상부와 실린더 내벽과의 경계부를 압압가공이나 연마가공에 의하여 모따기 하도록 하였기 때문에 피스턴링과 개구부의 접촉을 서서히 증감하는 원호상 요부를 정밀도가 좋고 용이하게 성형할 수가 있다.

특히 본 발명은 절삭가공이나 연삭가공을 행하지 않기 때문에 요상부의 성형이 용이하며 특수한 공작수단이나 소경 실린더의 곤란하고 복잡한 개구부 성형을 필요로 하지 않고 용이하게 정밀도가 높은 모따기 가공을 시행할 수가 있음과 동시에 절삭, 연삭에 의하지 않기 때문에 굴곡면이 발생하는 것은 일체 없고 따라서 이것의 제거작업도 필요치 않고 곤란하고도 복잡한 그리고 숙련을 요한 절삭, 연삭 굴곡면제거, 모따기 작업이 불필요하며 압압, 연마의 모따기 가공만으로서 정밀도 높은 실린더의 포오트가 얻어진다.

또 본 발명에 의하면 상기와 같이 원호상 요부를 미리 성형하고 그것의 정밀도를 높이고 갓부분을 압압 모따기 가공하는 것 뿐이기 때문에 포오트 형상도 변형하든가 하는 일이 없고 종래 모따기 가공에서 왕왕 발생하였던 포오트 시간조정의 어긋남이나 엔진성능의 저하등을 방지하고 엔진의 성능을 충분히 발휘시키며 아울러 소음방지 효과에 뛰어난 2사이클 엔진용의 실린더를 얻을 수가 있다.

Claims (1)

1. 실린더 내벽에 개구하는 포오트 개구부의 상, 하단부를 실린더 축방향으로 팽출한 원호상이며 포오트의 축방향 내측에 요입하도록 요상(凹狀)으로 실린더와 함께 일체적으로 주조에 의하여 성형하고 이 주조된 요상부와 실린더 내벽면과의 경계부를 압압성형 또는 연마성형 등과 같은 외주면이 대체로 평활한 회전부재로 압압하면서 포오트 개구부의 주연을 모따기 가공함을 특징으로 하는 2사이클 엔진용 실린더의 포오트 개구부 모따기 가공법.

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