KR200487384Y1 - 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리 - Google Patents

디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리 Download PDF

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Abstract

디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리는 노즐 홀더, 체결 부재 및 와셔를 포함한다. 노즐 홀더에는 연료 분사 노즐이 장착된다. 노즐 홀더는 실린더 헤드에 체결되기 위한 체결공을 갖는다. 체결 부재는 상기 노즐 홀더의 체결공을 통해서 상기 실린더 헤드에 체결된다. 와셔는 상기 체결공 주위의 상기 노즐 홀더 상부면에 지지된 정렬면, 및 상기 체결 부재가 삽입되는 정렬공을 갖는다. 상기 정렬면은 상기 정렬공을 상기 체결공의 축 방향을 따라 정렬시켜서 상기 체결 부재와 상기 체결공의 내측면 간의 접촉을 방지한다. 따라서, 체결 부재가 어느 한 쪽으로 쏠리지 않게 되어, 체결 부재가 체경공의 내측면과 접촉하는 것이 방지된다. 결과적으로, 체결 부재와 노즐 홀더에 하중 집중이 방지되어, 체결 부재와 노즐 홀더의 크랙이 방지될 수 있다.

Description

디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리{NOZZLE HOLDER ASSEMBLY FOR A FUEL INJECTION NOZZLE OF A DIESEL ENGINE}
본 고안은 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디젤 엔진의 연료 분사 노즐을 실린더 헤드에 장착하기 위한 노즐 홀더 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤 엔진의 연료 분사 노즐은 한 쌍의 노즐 홀더를 매개로 실린더 헤드에 조립된다. 각각의 노즐 홀더는 스터드 볼트와 너트를 실린더 헤드에 체결하는 것에 의해서 실린더 헤드에 고정된다.
그러나, 양측 스터드 볼트에 너트를 각각 체결할 때, 양 너트들에 동일한 토크를 인가하기는 매우 어렵다. 이로 인하여, 어느 한 너트에 상대적으로 강한 토크가 인가되어, 스터드 볼트가 노즐 홀더의 체결공 내측면과 접촉할 수 있다. 이러한 접촉 부위에는 매우 강한 집중 하중이 인가되어, 노즐 홀더 또는 스터드 볼트에 크랙이 발생되는 문제가 있다.
본 고안은 노즐 홀더와 스터드 볼트의 크랙을 방지할 수 있는 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 제공한다.
본 고안의 일 견지에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리는 노즐 홀더, 체결 부재 및 와셔를 포함한다. 노즐 홀더에는 연료 분사 노즐이 장착된다. 노즐 홀더는 실린더 헤드에 체결되기 위한 체결공을 갖는다. 체결 부재는 상기 노즐 홀더의 체결공을 통해서 상기 실린더 헤드에 체결된다. 와셔는 상기 체결공 주위의 상기 노즐 홀더 상부면에 지지된 정렬면, 및 상기 체결 부재가 삽입되는 정렬공을 갖는다. 상기 정렬면은 상기 정렬공을 상기 체결공의 축 방향을 따라 정렬시켜서 상기 체결 부재와 상기 체결공의 내측면 간의 접촉을 방지한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐 홀더의 상부면에 상기 정렬면과 면접촉하는 수용홈이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 와셔는 반구형, 반타원형, 원뿔형 또는 요철 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 와셔의 정렬공은 상기 노즐 홀더의 체결공보다 짧은 직경을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 와셔의 정렬공은 상기 체결 부재의 외경보다 긴 직경을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 체결 부재는 스터드 볼트를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐 홀더 어셈블리는 상기 와셔를 통해 노출된 스터드 볼트에 체결된 플랜지 너트를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 고안에 따르면, 노즐 홀더의 수용홈에 와셔의 정렬면이 지지되어, 와셔의 정렬공이 체결 부재의 체결공과 정렬된다. 따라서, 와셔의 정렬공을 통해서 체결 부재의 체결공으로 삽입된 체결 부재는 체결공의 축 방향을 따라 정렬될 수 있다. 그러므로, 체결 부재가 어느 한 쪽으로 쏠리지 않게 되어, 체결 부재가 체경공의 내측면과 접촉하는 것이 방지된다. 결과적으로, 체결 부재와 노즐 홀더에 하중 집중이 방지되어, 체결 부재와 노즐 홀더의 크랙이 방지될 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 노즐 홀더 어셈블리의 측면을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 8의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 고안의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 노즐 홀더 어셈블리의 측면을 확대해서 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 디젤 엔진의 연료 분사 노즐(N)은 실린더 헤드(H)의 상부면에 장착된다. 연료 분사 노즐(N)은 노즐 홀더 어셈블리(100)를 매개로 실린더 헤드(H)에 고정되어, 끝단의 노즐 팁이 실린더 헤드(H)의 하부에 형성된 연소실 내에 배치된다. 노즐 홀더 어셈블리(100)는 연료 분사 노즐(N)의 양측에 배치된 한 쌍으로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 노즐 홀더 어셈블리(100)는 노즐 홀더(110), 체결 부재(120), 와셔(130) 및 플랜지 너트(140)를 포함한다.
노즐 홀더(110)는 연료 분사 노즐(N)을 실린더 헤드(H)에 고정한다. 노즐 홀더(110)는 실린더 헤드(H)의 상부에 실린더 헤드(H)와 일정 간격 이격되도록 연료 분사 노즐(N)과 연결된다. 노즐 홀더(110)는 실린더 헤드(H)의 상부면에 고정되기 위한 체결공(112)을 갖는다. 체결공(112)은 노즐 홀더(110)에 수직 방향을 따라 관통 형성된다.
체결 부재(120)는 노즐 홀더(110)의 체결공(112)을 관통하여 실린더 헤드(H)에 체결된다. 본 실시예에서, 체결 부재(120)는 스터드 볼트를 포함한다. 스터드 볼트(120)는 양단에 나사산(121, 122)들이 형성된 구조를 갖는다. 따라서, 스터드 볼트(120)의 하부 나사산(121)이 실린더 헤드(H)에 형성된 장착공(H1)에 체결된다. 스터드 볼트(120)와 실린더 헤드(H)의 체결시, 나사산이 형성되지 않은 스터드 볼트(120)의 몸체는 와셔(130) 및 노즐 홀더(110)의 체결공(112) 내부에 배치될 수 있다.
와셔(130)는 체결공(112) 주위의 노즐 홀더(110)의 상부면에 배치된다. 와셔(130)는 스터드 볼트(120)가 삽입되는 정렬공(132)을 갖는다. 플랜지 너트(140)는 와셔(130)로부터 상부로 돌출된 스터드 볼트(120)의 상부 나사산(122)에 체결된다. 와셔(130)는 플랜지 너트(140)와 스터드 볼트(120) 간의 체결력을 강화시킨다. 플랜지 너트(140)와 와셔(130) 사이에는 체결력 유지를 위한 스페이서(S)가 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 와셔(130)는 반구 형상을 갖는다. 정렬공(132)은 반구 형상의 와셔(130)의 중심축 방향을 따라 형성된다. 따라서, 와셔(130)는 상부면에 형성된 수평면(131), 및 수평면의 가장자리부터 하부를 향해 연장된 반구 형상의 정렬면(134)을 갖는다. 반구 형상의 정렬면(134)이 노즐 홀더(110)의 상부면에 맞대어진다. 노즐 홀더(110)의 상부면에는 정렬면(134)을 수용하는 수용홈(114)이 형성된다. 수용홈(114)의 형상은 정렬면(134)의 형상과 대응한다. 따라서, 수용홈(114)도 대략 반구 형상을 갖는다.
반구 형상의 와셔(130)를 수용홈(114)에 수용시키면, 와셔(130)의 정렬면(134)이 수용홈(114)의 내면 전체와 면접촉을 하게 된다. 따라서, 와셔(130)의 정렬공(132)이 노즐 홀더(110)의 체결공(112)의 축 방향을 따라 정확하게 정렬된다. 스터드 볼트(120)를 와셔(130)의 정렬공(132)을 통해 노즐 홀더(110)의 체결공(112)에 삽입시키면, 스터드 볼트(120)의 축 방향도 체결공(112)의 축 방향과 정확하게 일치될 수 있다. 그러므로, 플랜지 너트(140)를 스터드 볼트(120)에 체결할 때, 스터드 볼트(120)가 어느 한 쪽으로 쏠리지 않게 된다. 결과적으로, 스터드 볼트(120)가 체결공(112)의 내측면과 접촉하여, 상기 접촉 부위에 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 와셔(130)의 정렬공(132)은 체결공(112)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 만일 정렬공(132)의 직경이 체결공(112)의 직경과 동일하다면, 스터드 볼트(120)와 정렬공(132)의 내측면 사이의 간격이 너무 넓게 된다. 이러한 정렬공(132)을 갖는 와셔(130)를 이용해서는 체결공(112)의 축 방향을 따른 스터드 볼트(120)의 정렬이 용이하지 않다. 따라서, 정렬공(132)는 체결공(112)의 직경보다 작은 직경을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서, 와셔(130)의 정렬공(132)은 스터드 볼트(120)의 직경과 실질적으로 동일한 긴 직경을 가질 수 있다. 정렬공(132)의 직경이 스터드 볼트(120)의 직경과 실질적으로 동일한 경우, 스터드 볼트(120)를 체결공(112)의 축 방향을 따라 정확하게 정렬시키는 것이 보다 용이하다. 이러한 경우, 스터드 볼트(120)의 몸체와 노즐 홀더(110)의 체결공(120) 사이에 일정 크기의 간격(G)이 형성되므로, 실린더 헤드(H)의 진동이 스터드 볼트(120)로 전파되더라도 체결공(112)으로 전달되지 않기 때문에, 크랙은 스터드 볼트(120)와 노즐 홀더(110)에 거의 발생되지 않는다.
반면에, 와셔(130)의 정렬공(132)은 스터드 볼트(120)의 직경보다 미세하게 큰 직경을 가질 수 있다. 정렬공(132)의 직경이 스터드 볼트(120)의 직경보다 미세하게 긴 경우, 스터드 볼트(120)는 체결공(112)의 내측면과 접촉하지 않게 된다. 따라서, 응력이 스터드 볼트(120)와 노즐 홀더(110)에 집중되지 않게 된다. 다만, 스터드 볼트(120)와 체결공(112)의 내측면 사이에 간격(G)이 형성되므로, 스터드 볼트(120)가 체결공(112) 내에서 좌우로 미세하게 유동될 수는 있다. 그러나, 상기 간격은 매우 좁으면서 정렬공(132)의 직경은 체결공(112)보다는 작으므로, 체결공(112) 내에서 스터드 볼트(120)의 유동은 거의 무시할 수 있을 정도이다. 결과적으로, 스터드 볼트(120)는 체결공(112)의 축 방향을 따라 정렬된 상태로 유지될 수 있다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
본 실시예에 따른 노즐 홀더 어셈블리(100a)는 와셔 및 노즐 홀더를 제외하고는 도 2의 노즐 홀더 어셈블리(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예의 와셔(130a)는 반타원체 형상을 갖는다. 즉, 와셔(130a)의 정렬면이 타원 형상으로 형성되는 것이다. 따라서, 본 실시예의 와셔(130a)는 도 2의 와셔(130)보다 얇은 두께를 갖는다. 와셔(130a)는 도 3의 와셔(130)의 정렬공(132)과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 정렬공(132a)을 갖는다. 또한, 와셔(130a)는 타원 형상의 정렬면(134a)을 갖는다. 따라서, 반타원형 와셔(130a)에 따라 노즐 홀더(110a)의 수용홈(114a)도 대략 반타원체 형상을 갖는다.
도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
본 실시예에 따른 노즐 홀더 어셈블리(100b)는 와셔 및 노즐 홀더를 제외하고는 도 2의 노즐 홀더 어세블리(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예의 와셔(130b)는 원뿔 형상을 갖는다. 즉, 와셔(130b)의 정렬면(134b)이 원뿔 형상으로 형성되는 것이다. 와셔(130b)는 도 3의 와셔(130)의 정렬공(132)과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 정렬공(132b)을 갖는다. 또한, 와셔(130b)는 원뿔 형상의 정렬면(134b)을 갖는다. 따라서, 원뿔 형상의 와셔(130b)에 따라 노즐 홀더(110b)의 수용홈(114b)도 대략 원뿔 형상을 갖는다.
도 8은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리를 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 8의 노즐 홀더 어셈블리의 와셔를 확대해서 나타낸 사시도이다.
본 실시예에 따른 노즐 홀더 어셈블리(100c)는 와셔 및 노즐 홀더를 제외하고는 도 2의 노즐 홀더 어세블리(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예의 와셔(130c)는 요철 형상을 갖는다. 즉, 와셔(130c)는 하부의 정렬면(134c)이 원기둥으로 형성되고, 정렬면(134c)의 상단인 수평면(131c)이 정렬면(134c)보다 직경이 확장된 플랜지 형상으로 형성되는 것이다.
와셔(130c)는 도 3의 와셔(130)의 정렬공(132)과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 정렬공(132c)을 갖는다. 또한, 와셔(130c)는 요철 형상의 정렬면(134c)을 갖는다. 따라서, 요철 형상의 와셔(130c)에 따라 노즐 홀더(110c)의 수용홈(114c)도 대략 요철 형상, 즉 원기둥 형상으로 형성된다.
전술한 실시예들에서는, 와셔가 반구, 반타원체, 원뿔 및 요철 형상을 갖는 것으로 예시하였다. 그러나, 와셔는 체결 부재가 노즐 홀더의 체결공의 축 방향을 따라 정렬되도록 하는 기능을 갖는 다른 여러 가지 형상들을 가질 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 노즐 홀더의 수용홈에 와셔의 정렬면이 지지되어, 와셔의 정렬공이 체결 부재의 체결공과 정렬된다. 따라서, 와셔의 정렬공을 통해서 체결 부재의 체결공으로 삽입된 체결 부재는 체결공의 축 방향을 따라 정렬될 수 있다. 그러므로, 체결 부재가 어느 한 쪽으로 쏠리지 않게 되어, 체결 부재가 체경공의 내측면과 접촉하는 것이 방지된다. 결과적으로, 체결 부재와 노즐 홀더에 하중 집중이 방지되어, 체결 부재와 노즐 홀더의 크랙이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 노즐 홀더 112 ; 체결공
114 ; 수용홈 120 ; 체결 부재
130 ; 와셔 132 ; 정렬공
134 ; 정렬면 140 ; 플랜지 너트

Claims (7)

  1. 연료 분사 노즐을 실린더 헤드에 장착시키기 위한 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리에 있어서,
    상기 연료 분사 노즐과 연결되고, 균일한 직경을 갖는 체결공이 관통 형성된 노즐 홀더;
    일단이 상기 노즐 홀더의 체결공을 관통하여 상기 실린더 헤드에 체결되는 체결 부재;
    상기 체결공 주위의 상기 노즐 홀더 상부면에 지지되는 정렬면, 및 상기 체결 부재가 삽입되는 정렬공을 갖고, 상기 정렬면은 상기 체결 부재와 상기 실린더 헤드의 체결시 상기 정렬공을 상기 체결공의 축 방향을 따라 정렬시켜서 상기 체결공의 내측면과 상기 체결 부재 간의 접촉을 방지하는 와셔;
    상기 와셔로부터 상부로 돌출된 상기 체결 부재 부분에 체결된 플랜지 너트; 및
    상기 플랜지 너트와 상기 와셔 사이에 개재되어, 상기 플랜지 너트와 상기 와셔 간의 체결력을 유지시키는 스페이서를 포함하고,
    상기 와셔의 상기 정렬공은 상기 노즐 홀더의 상기 체결공보다 작으면서 상기 체결 부재의 외경보다 큰 직경을 가지며,
    상기 체결 부재는 상기 노즐 홀더의 상기 체결공 및 상기 와셔의 상기 정렬공에 배치되는 부분의 직경이 균일한 스터드 볼트를 포함하고, 상기 스터드 볼트는 상기 연료 분사 노즐의 장착시 상기 와셔의 하부에 위치하여 상기 실린더 헤드에 체결되는 하부 나사산, 및 상기 와셔보다 상부에 위치하여 상기 플랜지 너트와 체결되는 상부 나사산을 포함하는 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐 홀더의 상부면에 상기 정렬면과 면접촉하는 수용홈이 형성된 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 와셔는 반구형, 반타원형, 원뿔형 또는 요철 형상을 갖는 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 와셔는 원기둥 형상의 하부의 정렬면을 갖고, 상기 정렬면의 상단인 수평면이 상기 정렬면보다 직경이 확장된 플랜지 형상을 갖는 디젤 엔진의 연료 분사 노즐용 노즐 홀더 어셈블리.

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