KR102251417B1 - Valve stem seal and internal combustion engine valve with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내연기관의 밸브 가이드와 밸브 스템 사이를 윤활하는 윤활 오일(oil)의 공급량을 제어하는 제어하는 밸브 스템 씰, 및 이를 구비한 내연기관 밸브에 관한 것이다. The present invention relates to a valve stem seal that controls a supply amount of lubricating oil for lubricating between a valve guide of an internal combustion engine and a valve stem, and an internal combustion engine valve having the same.
차량의 엔진으로 주로 사용되는 피스톤 왕복형 내연기관에는 혼합 기체가 연소실 안으로 흡기될 때 및 연소 가스가 연소실 내부에서 외부로 배기될 때에는 개방되고, 연소실 내부에서 폭발이 발생할 때에는 폐쇄되는 흡기 밸브 및 배기 밸브가 설치된다. 상기 흡기 밸브 및 배기 밸브는 공통적으로, 흡기 포트(port) 및 배기 포트를 개폐하도록 승강하는 밸브 스템(valve stem)과, 상기 밸브 스템의 승강 운동을 안내하는 밸브 가이드(valve guide)와, 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 유입되는 윤활 오일의 유입량을 제어하는 밸브 스템 씰(valve stem seal)을 구비한다. Piston reciprocating internal combustion engines mainly used as engines of vehicles have intake valves and exhaust valves that open when mixed gas is inhaled into the combustion chamber and when combustion gas is exhausted from the inside of the combustion chamber, and are closed when an explosion occurs inside the combustion chamber. Is installed. The intake valve and the exhaust valve are in common, a valve stem for lifting to open and close an intake port and an exhaust port, a valve guide for guiding the lifting motion of the valve stem, and the valve It has a valve stem seal that controls the inflow amount of lubricating oil flowing between the stem and the valve guide.
윤활 오일은 내연기관의 실린더 헤드 외부에서 밸브 스템 씰을 통과하여 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 공급된다. 상기 윤활 오일의 공급량이 너무 많으면 과공급된 윤활 오일이 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이를 지나 내연기관의 연소실로 유입되어 내연기관의 성능이 저하되고, 배기 가스에 윤활 오일의 성분이 포함되어 대기 오염 배출량이 증대되며, 윤활 오일의 교체와 보충을 위한 비용이 증대된다. 반면, 상기 윤활 오일의 공급량이 너무 적으면 밸브 스템의 마모가 촉진되어 내구성이 저하된다. Lubricating oil is supplied between the valve stem and the valve guide through the valve stem seal outside the cylinder head of the internal combustion engine. If the supply amount of the lubricating oil is too large, the oversupplied lubricating oil passes between the valve stem and the valve guide and flows into the combustion chamber of the internal combustion engine, thereby deteriorating the performance of the internal combustion engine. Emissions are increased, and the cost for replacement and replenishment of lubricating oil increases. On the other hand, if the supply amount of the lubricating oil is too small, the wear of the valve stem is promoted, thereby deteriorating durability.
한편, 종래의 밸브 스템 씰은 밸브 스템의 승강 속도와는 무관하게 밸브 스템에 탄성 밀착되는 고무 재질의 립(lip)의 마모 정도에 의해서만 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 공급되는 윤활 오일의 공급량이 제어된다. 따라서, 상기 립의 마모가 촉진되어 내구성이 저하되는 문제도 있다. On the other hand, the conventional valve stem seal controls the supply amount of lubricating oil supplied between the valve stem and the valve guide only by the degree of wear of the rubber lip that elastically adheres to the valve stem regardless of the lifting speed of the valve stem. do. Therefore, there is also a problem in that the wear of the lip is accelerated and durability is lowered.
본 발명은 실린더 헤드의 외부에서 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 유입되는 윤활 오일의 유입량이 밸브 스템의 승강 속도에 비례하여 제어되는 밸브 스템 씰, 및 이를 구비한 내연기관 밸브를 제공한다. The present invention provides a valve stem seal in which an inflow amount of lubricating oil flowing between a valve stem and a valve guide from the outside of a cylinder head is controlled in proportion to the lifting speed of the valve stem, and an internal combustion engine valve having the same.
본 발명은, 내부에 영구 자석이 설치된 밸브 스템과, 실린더 헤드에 고정되어 상기 밸브 스템의 승강을 안내하는 밸브 가이드 사이로 유입되는 윤활 오일의 유입량을 제어하는 것으로, 상기 밸브 가이드의 상단부를 에워싸고 상기 밸브 가이드에 고정 지지되는 강체 프레임, 및 상기 강체 프레임의 내측에 상기 밸브 가이드보다 상측에 배치되며, 상기 강체 프레임에 지지된 오일 인젝터(oil injector)를 구비하고, 상기 오일 인젝터는, 상측면에 오일 유입공이 형성되고 하측면에 오일 유출공이 형성된 인젝터 하우징(housing), 및 상기 인젝터 하우징의 내부 공간에 승강 가능하게 설치되며, 상기 영구 자석의 자력(磁力)에 끌려서 상기 밸브 스템의 승강에 동조하여 승강하는 오일 펌핑 부재(oil pumping member)를 구비하고, 상기 인젝터 하우징의 내부 공간은 상기 오일 펌핑 부재 상측의 상부 공간 및 상기 오일 펌핑 부재 하측의 하부 공간으로 구분되고, 상기 밸브 스템이 상승하여 상기 오일 펌핑 부재가 상승하면 상기 상부 공간이 좁아지고 상기 상부 공간이 좁아진 만큼 상기 하부 공간이 넓어지면서 윤활 오일이 상기 상부 공간에서 상기 하부 공간으로 이동하고, 상기 밸브 스템이 하강하여 상기 오일 펌핑 부재가 하강하면 상기 하부 공간이 좁아지면서 가압되어 상기 하부 공간의 윤활 오일이 상기 오일 유출공을 통해 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 방출되고, 상기 하부 공간이 좁아진 만큼 상기 상부 공간이 넓어지면서 상기 오일 유입공을 통해 상기 상부 공간으로 윤활 오일이 유입되는 밸브 스템 씰(valve stem seal)을 제공한다. The present invention controls the inflow amount of lubricating oil flowing between a valve stem having a permanent magnet installed therein, and a valve guide that is fixed to the cylinder head and guides the elevation of the valve stem, and surrounds the upper end of the valve guide and the A rigid frame fixedly supported by the valve guide, and an oil injector disposed above the valve guide inside the rigid frame and supported by the rigid frame, wherein the oil injector includes oil on the upper side. An injector housing with an inlet hole formed and an oil outlet hole formed on the lower side, and installed to be elevating in the inner space of the injector housing, attracted by the magnetic force of the permanent magnet to move up and down in synchronization with the elevation of the valve stem And an oil pumping member, wherein the inner space of the injector housing is divided into an upper space above the oil pumping member and a lower space below the oil pumping member, and the valve stem rises to pump the oil. When the member rises, the upper space becomes narrower, and the lower space becomes wider as the upper space becomes narrower, and the lubricating oil moves from the upper space to the lower space, and when the valve stem descends and the oil pumping member descends, the As the lower space is narrowed and pressurized, the lubricating oil in the lower space is discharged between the valve stem and the valve guide through the oil outlet hole. Provides a valve stem seal through which lubricating oil flows into the space.
상기 오일 인젝터는, 상기 오일 펌핑 부재가 하강할 때 상기 오일 유입공을 열고 상기 오일 펌핑 부재가 상승할 때 상기 오일 유입공을 닫는 체크 밸브(check valve)를 더 구비할 수 있다. The oil injector may further include a check valve that opens the oil inlet hole when the oil pumping member descends and closes the oil inlet hole when the oil pumping member rises.
상기 상부 공간과 하부 공간 사이에 윤활 오일이 이동 가능하게 상기 오일 펌핑 부재에 유체 통공이 형성될 수 있다. A fluid through hole may be formed in the oil pumping member so that lubricating oil can move between the upper space and the lower space.
상기 상부 공간 및 하부 공간에는 각각 체적 복원 가능하게 탄성 수축되는 발포 수지로 이루어진, 윤활 오일을 흡수하는 오일 흡수체가 채워질 수 있다. Each of the upper space and the lower space may be filled with an oil absorber that absorbs lubricating oil, which is made of a foamed resin that is elastically contracted to restore volume.
본 발명의 밸브 스템 씰은, 고무(rubber)로 이루어지며, 상기 오일 유입공을 가리지 않도록 상기 인젝터 하우징에 접합 지지되고 상기 밸브 스템의 외주면에 탄성 밀착되도록 연장된 밀봉 립(lip)을 더 구비할 수 있다. The valve stem seal of the present invention is made of rubber, and further includes a sealing lip that is bonded and supported to the injector housing so as not to cover the oil inlet hole and extends elastically to the outer circumferential surface of the valve stem. I can.
본 발명의 밸브 스템 씰은, 고무로 이루어지며 상기 강체 프레임의 내주면에 접합 지지된 고무 부재를 더 구비하고, 상기 고무 부재는, 상기 인젝터 하우징이 상기 강체 프레임에 지지되도록 상기 인젝터 하우징에 접합되는 오일 인젝터 접합부, 및 상기 밸브 가이드의 상단부 외주면에 밀착되는 밸브 가이드 밀착부를 구비할 수 있다. The valve stem seal of the present invention further includes a rubber member made of rubber and bonded and supported on the inner circumferential surface of the rigid frame, wherein the rubber member is an oil bonded to the injector housing so that the injector housing is supported by the rigid frame. It may include an injector joint and a valve guide close contact with the outer circumferential surface of the upper end of the valve guide.
상기 고무 부재는, 상기 오일 유출공을 가리지 않으며 상기 인젝터 하우징과 밸브 가이드 사이에 개재되어 상기 인젝터 하우징과 밸브 가이드를 이격시키는 스페이서부(spacer portion)을 더 구비할 수 있다. The rubber member may further include a spacer portion interposed between the injector housing and the valve guide without covering the oil outlet hole to separate the injector housing from the valve guide.
또한 본 발명은, 내연기관의 실린더 헤드에 형성된 포트(port)를 개폐하도록 승강하는 것으로, 내부에 영구 자석이 설치된 밸브 스템, 상기 밸브 스템의 승강을 안내하도록 상기 실린더 헤드에 고정된 밸브 가이드, 및 상기한 밸브 스템 씰을 구비하는 내연기관 밸브를 제공한다. In addition, the present invention is to lift to open and close a port formed in a cylinder head of an internal combustion engine, a valve stem having a permanent magnet installed therein, a valve guide fixed to the cylinder head to guide the lift of the valve stem, and It provides an internal combustion engine valve having the above valve stem seal.
상기 밸브 스템이 승강할 때 상기 영구 자석은 상기 인젝터 하우징의 상단의 높이와 하단의 높이 사이에서 승강할 수 있다. When the valve stem is raised and lowered, the permanent magnet may be raised or lowered between the height of the upper end and the lower end of the injector housing.
본 발명의 밸브 스템 씰에서는 밸브 스템의 승강 속도와 오일 펌핑 부재의 승강 속도가 비례한다. 따라서, 밸브 스템의 승강 속도와 비례 관계에 있는 내연기관의 회전 속도(rpm)가 커질수록 오일 인젝터에서 배출되어 밸브 스템과 밸브 가이드 사이의 틈새로 유입되는 윤활 오일의 유입량이 증가한다. 결과적으로, 밸브 스템의 승강 속도에 따라 적절한 양의 윤활 오일이 밸브 스템과 밸브 가이드 사이의 틈새로 유입되므로, 밸브 스템의 손상이나 작동 이상(異常)이 예방되고, 밸브 스템의 내구성이 향상되며, 배기 가스에 포함된 대기 오염 물질의 배출도 저감된다. In the valve stem seal of the present invention, the lifting speed of the valve stem and the lifting speed of the oil pumping member are proportional. Accordingly, as the rotational speed (rpm) of the internal combustion engine which is proportional to the lifting speed of the valve stem increases, the amount of lubricating oil discharged from the oil injector and flowing into the gap between the valve stem and the valve guide increases. As a result, an appropriate amount of lubricating oil is introduced into the gap between the valve stem and the valve guide according to the rising/lowering speed of the valve stem, thus preventing damage to the valve stem or malfunctioning, and improving the durability of the valve stem. The emission of air pollutants contained in the exhaust gas is also reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내연기관 밸브를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 II 부분을 확대 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an internal combustion engine valve according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an enlarged portion II of FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밸브 스템 씰 및 이를 구비한 내연기관 밸브를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a valve stem seal and an internal combustion engine valve having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내연기관 밸브를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 II 부분을 확대 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a valve of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part II of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 피스톤 왕복형 내연기관에는 혼합 기체가 연소실 안으로 흡기될 때 및 연소 가스가 연소실 내부에서 외부로 배기될 때에는 개방되고, 연소실 내부에서 폭발이 발생할 때에는 폐쇄되는 흡기 밸브 및 배기 밸브가 설치된다. 상기 흡기 밸브 및 배기 밸브와 같은, 내연기관 밸브(10)는 실린더 상단의 실린더 헤드(cylinder head)(20)에 형성된 포트(port)(23)를 개폐하도록 승강하는 밸브 스템(valve stem)(11), 실린더 헤드(20)에 압입 고정된 파이프(pipe) 형상의 부재로서, 밸브 스템(11)의 승강 운동을 안내하는 밸브 가이드(valve guide)(25), 및 상기 밸브 스템(11)의 외주면과 밸브 가이드(25)의 외주면 사이의 틈새(28)로 유입되는 윤활 오일의 유입량을 제어하는 밸브 스템 씰(valve stem seal)(30)을 구비한다. Referring to FIGS. 1 and 2 together, in a piston reciprocating internal combustion engine, an intake valve that is opened when the mixed gas is inhaled into the combustion chamber and when the combustion gas is exhausted from the inside of the combustion chamber to the outside, and is closed when an explosion occurs inside the combustion chamber. And an exhaust valve is installed. The internal
밸브 스템(11)은 밸브 가이드(25)를 관통하여 밸브 가이드(25)에 체결된다. 밸브 스템(11)의 상단부(12)에는 스프링 시트(spring seat)(17)가 고정되고, 스프링 시트(17)와 실린더 헤드(20)의 상측면(21) 사이에는 밸브 스프링(valve spring)(24)이 개재된다. 상기 밸브 스프링(24)의 탄성력에 의해 밸브 스템(11)은 상승하는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된다. 밸브 스템(11)의 상단에는 밸브 캠(valve cam)(18)이 접촉된다. The
밸브 스템(11)의 하단부(13)의 직경은 포트(23)의 내경보다 약간 크다. 밸브 캠(18)이 회전하는 동안 특정 회전 각도에서는 밸브 캠(18)의 외주면이 밸브 스템(11)의 상단을 아래로 가압하여 밸브 스템(11)이 하강하며 포트(23)가 개방되고, 상기 특정 회전 각도 이외의 다른 회전 각도에서는 밸브 스프링(24)의 탄성 복원력에 의해 밸브 스템(11)이 원래 위치로 상승하여 밸브 스템(11)의 하단부(13)가 포트(23)를 폐쇄하게 된다. 밸브 스템(11)의 내부에는 영구 자석(15)이 설치된다. The diameter of the
밸브 가이드(25)는 자신의 상단부(27)가 실린더 헤드(20)의 상측면(21)의 높이보다 약간 높게 돌출되게 실린더 헤드(20)에 압입 고정된다. 밸브 스템 씰(30)은 실린더 헤드(20)의 상측면(21)보다 높게 돌출된 상기 밸브 가이드(25)의 상단부(27)에 밀착 고정된다. 밸브 스템 씰(30)은 강체 프레임(31), 오일 인젝터(oil injector)(40), 밀봉 립(lip)(60), 및 고무 부재(55)를 구비한다. The
강체 프레임(31)은 예컨대, 스테인레스스틸(stainless steel)과 같은 강성(剛性)이 큰 소재로 형성된다. 강체 프레임(31)은 밸브 가이드(25)의 상단부(27)를 에워싸고 상기 밸브 가이드(25)의 상단부(27)에 고정 지지된다. 강체 프레임(31)은 밸브 가이드(25)를 에워싸는 내경(inner diameter) 크기를 갖는 관부(pipe portion)와, 하단에 밸브 스템 씰(30)의 축선(CL)에 대해 방사상으로 확장되는 플랜지부(flange portion)(34)를 구비한다. The
플랜지부(34)에는 밸브 스템(11)을 상승하는 방향으로 탄성 가압하는 밸브 스프링(24)의 하단이 지지된다. 밸브 스프링(24)의 상단은 상기 스프링 시트(17)에 지지된다. 따라서, 밸브 스프링(24)이 실린더 헤드(20)와 스프링 시트(17) 사이에 안정적으로 개재될 수 있으며, 실린더 헤드(20)의 상측면(21) 또는 밸브 스프링(24) 하단의 손상이 예방된다.The lower end of the
오일 인젝터(40)는 강체 프레임(31)의 관부(32) 내측에 상기 밸브 가이드(25)보다 상측에 배치되며, 상기 강체 프레임(31)의 관부(32)에 지지된다. 오일 인젝터(40)는 인젝터 하우징(housing)(41), 오일 펌핑 부재(oil pumping member)(50), 및 체크 밸브(43)를 구비한다. 인젝터 하우징(41)은 밸브 스템(11)을 에워싸는 환형(環形)의 부재로서, 내부에 윤활 오일이 수용되는 내부 공간(47)이 마련된다. 인젝터 하우징(41)의 상측면에는 윤활 오일이 인젝터 하우징(41)의 위에서 인젝터 하우징(41) 내부로 유입되도록 오일 유입공이 형성되고, 인젝터 하우징(41)의 하측면에는 윤활 오일이 인젝터 하우징(41)의 내부에서 인젝터 하우징(41)의 아래로 방출되도록 오일 유출공(45)이 형성된다. 상기 오일 유입공에 체크 밸브(43)가 설치되어서 도면에 상기 오일 유입공에 대응되는 참조 번호는 표시되지 않는다. The
상기 오일 유입공은 밸브 스템(11)의 외주면과 강체 프레임(31)의 관부(32) 내주면 중에서 상기 관부(32)의 내주면에 더 가깝게 배치되고, 상기 오일 유출공(45)은 상기 밸브 스템(11) 외주면과 상기 관부(32) 내주면 중에서 상기 밸브 스템(11)의 외주면에 더 가깝게 배치된다. 도 2에 명확하게 도시되진 않았으나, 오일 유입공과 오일 유출공(45)은 각각 복수 개가 형성된다. 복수의 오일 유입공과 복수의 오일 유출공(45)은 상기 축선(CL)을 중심으로 하는 원 궤도를 따라 등각도 간격으로 배치된다. 상기 체크 밸브(43)는 상기 오일 유입공의 개수에 대응되는 개수로 구비되어서 오일 유입공마다 체크 밸브(43)가 하나씩 설치된다. The oil inlet hole is disposed closer to the inner circumferential surface of the
오일 펌핑 부재(50)는 인젝터 하우징(41)의 내부 공간(47)에 승강 가능하게 설치되는 환형(環形)의 부재이다. 오일 펌핑 부재(50)의 전(全) 부분 또는 적어도 일 부분은 예컨대, 스테인레스스틸, 니켈 등과 같은 강자성체(强磁性體) 소재로 형성된다. 밸브 스템(11)이 승강 운동하면 상기 밸브 스템(11)에 설치된 영구 자석(15)도 승강하고, 상기 영구 자석(15)의 자력(磁力)에 끌려서 오일 펌핑 부재(50)도 밸브 스템(11)의 승강에 동조하여 승강한다. The oil pumping member 50 is an annular member installed in the
밸브 스템(11)이 승강할 때 상기 영구 자석(15)은 인젝터 하우징(41)의 상단의 높이와 하단의 높이 사이에서 승강하도록, 영구 자석(15)의 설치 높이와 인젝터 하우징(41)의 상단 및 하단의 높이가 설정된다. 이에 따라, 밸브 스템(11)이 승강할 때 영구 자석(15)의 자력이 오일 펌핑 부재(50)에 강하게 영향을 미쳐서 상기 오일 펌핑 부재(50)가 상기 영구 자석(15)과 거의 같은 높이와 거의 같은 승강 속도로 승강한다. When the
인젝터 하우징(41)의 내부 공간(47)은 오일 펌핑 부재(50)에 의해 두 영역으로 구분된다. 즉, 상기 내부 공간(47)은 오일 펌핑 부재(50) 하측의 하부 공간(48)과, 오일 펌핑 부재(50) 상측의 상부 공간(49)으로 구분된다. 상기 하부 공간(48)과 상부 공간(49) 사이에 윤활 오일이 이동 가능하게 오일 펌핑 부재(50)에는 유체 통공(51)이 형성된다. The
체크 밸브는 유체의 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하여 역류를 방지하는 밸브이다. 상기 오일 유입공에 설치된 체크 밸브(43)는 인젝터 하우징(41)의 외부에서 내부로 윤활 오일이 유입되는 방향으로 압력이 작용하면 상기 오일 유입공을 열고, 반대로 인젝터 하우징(41)의 내부에서 외부로 윤활 오일이 배출되는 방향으로 압력이 작용하면 상기 오일 유입공을 닫는다. 부연하면, 상기 인젝터 하우징(41) 내부에서 오일 펌핑 부재(50)가 하강할 때 상기 체크 밸브(43)는 상기 오일 유입공을 열고, 반대로 오일 펌핑 부재(50)가 상승할 때 상기 체크 밸브(43)는 상기 오일 유입공을 닫는다. The check valve is a valve that prevents reverse flow by allowing the fluid of the fluid to flow in only one direction and not in the opposite direction. The
밸브 스템(11)이 왕복 승강 운동하는 도중에 상승하면, 영구 자석(15)의 자력에 끌려 오일 펌핑 부재(50)가 상승하여서 상기 상부 공간(49)이 좁아지고, 상기 상부 공간(49)이 좁아진 만큼 상기 하부 공간(48)이 넓어진다. 이로 인해 상기 상부 공간(49)에 수용되어 있던 윤활 오일이 상기 유체 통공(51)을 통해 상기 하부 공간(48)으로 이동한다. 이때, 상술한 바와 같이 상기 체크 밸브(43)에 의해 상기 오일 유입공이 닫혀지므로, 상기 상부 공간(49)에 수용되어 있던 윤활 오일이 상기 오일 유입공을 통해 인젝터 하우징(41) 외부로 유출되지 않는다. When the
밸브 스템(11)이 왕복 승강 운동하는 도중에 하강하면, 영구 자석(15)의 자력에 끌려 오일 펌핑 부재(50)가 하강하여서 상기 하부 공간(48)이 좁아지면서 가압되어 상기 하부 공간(48)에 수용되어 있던 윤활 오일이 상기 오일 유출공(45)을 통하여 인젝터 하우징(41)의 아래로 방출된다. 상기 오일 유출공(45)을 통해 배출된 윤활 오일은 상기 밸브 스템(11) 외주면과 밸브 가이드(25) 내주면 사이의 틈새(28)로 유입되어 승강 운동하느 밸브 스템(11)의 외주면을 윤활한다. 한편, 상술한 바와 같이 오일 펌핑 부재(50)가 하강함에 따라 상기 체크 밸브(43)가 오일 유입공을 개방하고, 상기 하부 공간(48)이 좁아진 만큼 상기 상부 공간(49)이 넓어지면서 상기 오일 유입공을 통해 상기 인젝터 하우징(41)의 외부에서 상기 상부 공간(49)으로 윤활 오일이 유입된다. When the
영구 자석(15)이 설치된 밸브 스템(11)의 승강 속도와 오일 펌핑 부재(50)의 승강 속도가 비례한다. 따라서, 밸브 스템(11)의 승강 속도와 비례 관계에 있는 내연기관의 회전 속도(rpm)가 커질수록 오일 인젝터(40)에서 배출되어 밸브 스템(11)과 밸브 가이드(25) 사이의 틈새(28)로 유입되는 윤활 오일의 유입량이 증가한다. 결과적으로, 밸브 스템(11)의 승강 속도에 따라 적절한 양의 윤활 오일이 밸브 스템(11)과 밸브 가이드(25) 사이의 틈새(28)로 유입되므로, 밸브 스템(11)의 손상이나 작동 이상(異常)이 예방되고, 밸브 스템(11)의 내구성이 향상되며, 배기 가스에 포함된 대기 오염 물질의 배출도 저감된다. The lifting speed of the
도면에 명확하게 도시되어 있지 않지만, 상기 상부 공간(49)과 하부 공간(48)에는 각각, 예컨대, 스펀지(sponge)와 같이 체적 복원 가능하게 탄성 수축되는 발포 수지로 이루어진 오일 흡수체가 채워질 수 있다. 상기 오일 흡수체는 상부 공간(49) 및 하부 공간(48)으로 유입되는 윤활 오일을 흡수한다. 만약 상기 상부 공간(49)과 하부 공간(48)에 오일 흡수체가 채워져 있지 않으면, 내연기관이 작동하지 않아서 밸브 스템(11)이 승강 운동하지 않을 때 윤활 오일이 중력에 의해 아래로 흘러 오일 유출공(45)을 통해 오일 인젝터(40) 외부로 유출되고, 상기 밸브 스템(11)과 밸브 가이드(25) 사이 틈새(28)를 따라 아래로 흘러 내연기관의 연소실까지 유입될 수도 있다. 그러나, 상기 상부 공간(49)과 하부 공간(48)에 상기 오일 흡수체가 채워져 있으면, 내연기관이 작동하지 않은 경우에 윤활 오일이 상기 오일 흡수체에 잡혀 유지되고 있으므로 오일 유출공(45)을 통해 윤활 오일이 오일 인젝터(40) 외부로 유출되지 않는다. Although not clearly shown in the drawings, the
또한 도면에 명확하게 도시되어 있지 않으나, 상기 유체 통공(51)에 체크 밸브가 설치될 수도 있다. 이 경우에, 상기 오일 펌핑 부재(50)가 상승하여 상부 공간(49)의 압력이 하부 공간(48)이 압력보다 높아지면 상기 체크 밸브가 상기 유체 통공(51)을 개방하여 윤활 오일이 상기 상부 공간(49)에서 하부 공간(48)으로 이동하도록 하지만, 상기 오일 펌핑 부재(50)가 하강하여 상부 공간(49)의 압력이 하부 공간(48)의 압력보다 작아지면 상기 체크 밸브가 상기 유체 통공(51)을 폐쇄하여 윤활 오일이 상기 하부 공간(48)에서 상부 공간(49)으로 역류하지 않도록 한다. In addition, although not clearly shown in the drawings, a check valve may be installed in the fluid through
밀봉 립(60)은 고무(rubber)로 이루어지며, 상기 오일 유입공을 가리지 않도록 인젝터 하우징(41)의 상측면에 접합 지지되고 상기 밸브 스템(11)의 외주면에 탄성 밀착되도록 상기 축선(CL)을 향하여 연장된다. 밀봉 립(60)의 내측 말단은 상기 축선(CL)을 중심으로 하는 원 궤도를 이루며 밸브 스템(11) 외주면에 빈틈없이 탄성 밀착되어서, 상기 밸브 스템(11) 외주면과 인젝터 하우징(41)의 내주면 사이 틈새로 유입되는 윤활 오일을 제한한다. The sealing
고무 부재(55)는 고무로 이루어지며 상기 강체 프레임(31)의 내주면에 접합 지지된다. 고무 부재(55)는 인젝터 하우징(41)의 외주면이 강체 프레임(31)에 지지되도록 상기 인젝터 하우징(41)에 접합되는 오일 인젝터 접합부(57), 상기 밸브 가이드(25)의 상단부(27)의 외주면에 밀착되는 밸브 가이드 밀착부(56), 및 오일 유출공(45)을 가리지 않으면서 상기 인젝터 하우징(41)의 하측면과 밸브 가이드(25)의 상단부(27)의 상단 사이에 개재되어 상기 인젝터 하우징(41)과 밸브 가이드(25)를 이격시키는 스페이서부(spacer portion)(58)를 구비한다. 상기 고무 부재(55)는 강체 프레임(31)의 내주면과 인젝터 하우징(41) 사이, 강체 프레임(31)과 밸브 가이드 상단부(27) 사이로 윤활 오일 및 이물질이 침투하지 못하고 밀봉하고, 외력이 강체 프레임(31)에 가해지더라도 상기 오일 인젝터(40) 및 밸브 가이드 상단부(27)에 완화되어 전달되도록 완충하는 기능을 수행한다. The
한편, 도면에 명확히 도시되진 않았으나 고무 부재(55)와 접합되는 강체 프레임(31)의 내주면 및 인젝터 하우징(41)의 외주면에는 고무 부재(55)와의 접합력을 강화하기 위한 접착제가 도포될 수 있다. 또 한편, 도면에는 인젝터 하우징(41)이 고무 부재(55)를 매개로 강체 프레임(31)에 접합 지지되고, 강체 프레임(31)이 밸브 가이드(25)의 상단부(27)에 고무 부재(55)를 매개로 밀착 고정 지지되어 있는 것으로 묘사되어 있으나, 상기 고무 부재(55) 없이 인젝터 하우징(41)이 강체 프레임(31)에 직접 압입 고정 지지되고, 강체 프레임(31)이 밸브 가이드(25)의 상단부(27)에 직접 압입 고정 지지될 수도 있다. On the other hand, although not clearly shown in the drawings, an adhesive for strengthening the bonding force with the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
10: 내연기관 밸브 11: 밸브 스템
20: 실린더 헤드 24: 밸브 스프링
25: 밸브 가이드 30: 밸브 스템 씰
31: 강체 프레임 40: 오일 인젝터
41: 인젝터 하우징 50: 오일 펌핑 부재
60: 밀봉 립 55: 고무 부재10: internal combustion engine valve 11: valve stem
20: cylinder head 24: valve spring
25: valve guide 30: valve stem seal
31: rigid frame 40: oil injector
41: injector housing 50: oil pumping member
60: sealing lip 55: rubber member
Claims (9)
상기 밸브 가이드의 상단부를 에워싸고 상기 밸브 가이드에 고정 지지되는 강체 프레임; 및, 상기 강체 프레임의 내측에 상기 밸브 가이드보다 상측에 배치되며, 상기 강체 프레임에 지지된 오일 인젝터(oil injector);를 구비하고,
상기 오일 인젝터는, 상측면에 오일 유입공이 형성되고 하측면에 오일 유출공이 형성된 인젝터 하우징(housing), 및 상기 인젝터 하우징의 내부 공간에 승강 가능하게 설치되며, 상기 영구 자석의 자력(磁力)에 끌려서 상기 밸브 스템의 승강에 동조하여 승강하는 오일 펌핑 부재(oil pumping member)를 구비하고,
상기 인젝터 하우징의 내부 공간은 상기 오일 펌핑 부재 상측의 상부 공간 및 상기 오일 펌핑 부재 하측의 하부 공간으로 구분되고,
상기 밸브 스템이 상승하여 상기 오일 펌핑 부재가 상승하면 상기 상부 공간이 좁아지고 상기 상부 공간이 좁아진 만큼 상기 하부 공간이 넓어지면서 윤활 오일이 상기 상부 공간에서 상기 하부 공간으로 이동하고,
상기 밸브 스템이 하강하여 상기 오일 펌핑 부재가 하강하면 상기 하부 공간이 좁아지면서 가압되어 상기 하부 공간의 윤활 오일이 상기 오일 유출공을 통해 상기 밸브 스템과 밸브 가이드 사이로 방출되고, 상기 하부 공간이 좁아진 만큼 상기 상부 공간이 넓어지면서 상기 오일 유입공을 통해 상기 상부 공간으로 윤활 오일이 유입되는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰(valve stem seal). Controlling the inflow amount of lubricating oil flowing between the valve stem with a permanent magnet installed therein and the valve guide that is fixed to the cylinder head and guides the elevation of the valve stem,
A rigid frame surrounding an upper end of the valve guide and fixedly supported by the valve guide; And, an oil injector disposed above the valve guide inside the rigid frame and supported by the rigid frame,
The oil injector, an injector housing having an oil inlet hole formed on an upper side and an oil outlet hole formed on a lower side thereof, and installed to be elevating in the inner space of the injector housing, and attracted by the magnetic force of the permanent magnet It comprises an oil pumping member (oil pumping member) to move up and down in synchronization with the lifting of the valve stem,
The inner space of the injector housing is divided into an upper space above the oil pumping member and a lower space below the oil pumping member,
When the valve stem rises and the oil pumping member rises, the upper space becomes narrower, and the lower space becomes wider as the upper space becomes narrower, and the lubricating oil moves from the upper space to the lower space,
When the valve stem is lowered and the oil pumping member is lowered, the lower space is narrowed and pressurized so that the lubricating oil in the lower space is discharged between the valve stem and the valve guide through the oil outlet hole, and the lower space is narrowed. A valve stem seal, characterized in that the lubricating oil flows into the upper space through the oil inlet hole while the upper space is widened.
상기 오일 인젝터는, 상기 오일 펌핑 부재가 하강할 때 상기 오일 유입공을 열고 상기 오일 펌핑 부재가 상승할 때 상기 오일 유입공을 닫는 체크 밸브(check valve)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰. The method of claim 1,
The oil injector further includes a check valve that opens the oil inlet hole when the oil pumping member descends and closes the oil inlet hole when the oil pumping member rises. .
상기 상부 공간과 하부 공간 사이에 윤활 오일이 이동 가능하게 상기 오일 펌핑 부재에 유체 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰.The method of claim 1,
A valve stem seal, characterized in that a fluid through hole is formed in the oil pumping member to allow lubricating oil to move between the upper space and the lower space.
상기 상부 공간 및 하부 공간에는 각각 체적 복원 가능하게 탄성 수축되는 발포 수지로 이루어진, 윤활 오일을 흡수하는 오일 흡수체가 채워진 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰. The method of claim 1,
The valve stem seal, characterized in that the upper space and the lower space are filled with an oil absorber that absorbs lubricating oil, which is made of a foamed resin that is elastically contracted to restore volume.
고무(rubber)로 이루어지며, 상기 오일 유입공을 가리지 않도록 상기 인젝터 하우징에 접합 지지되고 상기 밸브 스템의 외주면에 탄성 밀착되도록 연장된 밀봉 립(lip);을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰. The method of claim 1,
A valve stem seal comprising a rubber (rubber), a sealing lip that is bonded and supported to the injector housing so as not to cover the oil inlet hole and extends elastically to the outer circumferential surface of the valve stem; .
고무로 이루어지며 상기 강체 프레임의 내주면에 접합 지지된 고무 부재;를 더 구비하고,
상기 고무 부재는, 상기 인젝터 하우징이 상기 강체 프레임에 지지되도록 상기 인젝터 하우징에 접합되는 오일 인젝터 접합부, 및 상기 밸브 가이드의 상단부 외주면에 밀착되는 밸브 가이드 밀착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰. The method of claim 1,
A rubber member made of rubber and bonded and supported on the inner circumferential surface of the rigid frame; further comprising,
The rubber member includes an oil injector joint portion bonded to the injector housing so that the injector housing is supported by the rigid frame, and a valve guide contact portion in close contact with an outer circumferential surface of an upper end portion of the valve guide.
상기 고무 부재는, 상기 오일 유출공을 가리지 않으며 상기 인젝터 하우징과 밸브 가이드 사이에 개재되어 상기 인젝터 하우징과 밸브 가이드를 이격시키는 스페이서부(spacer portion)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브 스템 씰. The method of claim 6,
The rubber member further comprises a spacer portion interposed between the injector housing and the valve guide and spaced apart from the injector housing and the valve guide without blocking the oil outlet hole.
상기 밸브 스템이 승강할 때 상기 영구 자석은 상기 인젝터 하우징의 상단의 높이와 하단의 높이 사이에서 승강하는 것을 특징으로 하는 내연기관 밸브. The method of claim 8,
When the valve stem is raised and lowered, the permanent magnet is raised or lowered between the height of the upper end and the lower end of the injector housing.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3902518A1 (en) * | 1989-01-28 | 1990-08-02 | Goetze Ag | VALVE SEAL |
WO2004109067A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-16 | Carl Freudenberg Kg | Valve stem seal for internal combustion engines |
KR101196352B1 (en) | 2009-07-30 | 2012-11-01 | 프레우덴버그-노크 제너럴 파트너쉽 | Reduced inertia valve stem seal flange |
KR101538198B1 (en) * | 2008-07-22 | 2015-07-20 | 이턴 코포레이션 | Valvetrain oil control system and oil control valve |
KR101973696B1 (en) * | 2017-11-03 | 2019-04-30 | 인하대학교 산학협력단 | Mr fluid damper using permanent magnet |
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2020
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3902518A1 (en) * | 1989-01-28 | 1990-08-02 | Goetze Ag | VALVE SEAL |
WO2004109067A1 (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-16 | Carl Freudenberg Kg | Valve stem seal for internal combustion engines |
KR101538198B1 (en) * | 2008-07-22 | 2015-07-20 | 이턴 코포레이션 | Valvetrain oil control system and oil control valve |
KR101196352B1 (en) | 2009-07-30 | 2012-11-01 | 프레우덴버그-노크 제너럴 파트너쉽 | Reduced inertia valve stem seal flange |
KR101973696B1 (en) * | 2017-11-03 | 2019-04-30 | 인하대학교 산학협력단 | Mr fluid damper using permanent magnet |
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