KR100224440B1 - 밸브 리프트 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 리프트 가변장치에 관한 것으로, 록커아암(1)에 피동기어(10)를 설치하고, 록커아암(1)의 피동기어(10)에 대응하는 캠축(5)에 고속시 캠축(5)과 결합되는 구동기어(20)를 설치하여 구성되어, 차량이 고속으로 주행하게 되면 캠축(5)과 구동기어(20)에 설치된 체결수단에 의해 캠축(5)에 회전이 자유롭게 결합된 구동기어(20)가 캠축(5)과 체결되므로써 구동기어(20)가 회전하게 되고, 구동기어와 맞물린 피동기어(10)가 회전하므로써 밸브 리프트를 증가시키게 된다. 이에따라, 저·중속영역에서의 출력손실을 방지하면서도 고속영역에서의 출력을 증대할 수 있게 된다.

Description

밸브 리프트 가변장치

본 발명은 자동차 엔진의 밸브리프트 가변장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속주행시 밸브리프트를 증가시키기 위한 밸브 리프트 가변장치에 관한 것이다.

통상적으로 가솔린엔진에서는 실린더 헤드에 흡기 밸브와 배기밸브가 설치되며 캠샤프트에는 흡기밸브와 배기밸브를 개폐하기 위한 캠로브가 일정한 각도로 설치되어 흡기행정과 배기행정시 흡기밸브와 배기밸브를 각기 개방하게 된다.

한편, 밸브를 개폐하는 캠과 록커아암의 배치구조는 다양한 형태로 구성되지만, 엔진의 출력을 결정하는 혼합기의 공급량은 밸브와 직접 접하거나 혹은 록커아암과 연동하는 캠의 형상에 의해 밸브 리프트량이 결정된다.

따라서, 종래의 밸브 리프트장치는 캠축에 설치된 캠로브의 형상에 따라 밸브리프트가 결정되므로 밸브 리프트를 단일의 리프트로 특정해야했다. 또한, 일반적으로 저속 및 중속에서의 출력손실을 방지하기 위해 밸브 리프트는 저속 혹은 중속에 맞추어져 있다.

이에따라, 고속에서는 혼합기의 흡입량이 부족하여 출력이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 고속에서의 출력을 향상시키기 위해 고속주행시 밸브 리프트를 증가시키기 위한 밸브 리프트 가변장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브 리프트 가변장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 고속작동용 구동기어와 캠샤프트의 체결수단을 도시하는 부분단면도이다.

도 3은 도 2의 구동기어와 캠샤프트의 연결부의 구성을 확대도시하는 확대단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 캠축의 구성을 도시하는 부분 평면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 록커 아암 2: 밸브

5 : 캠축 6 : 캠로브

10 : 피동기어 20 : 구동기어

21 : 기어부 25 : 요입홈

30 : 핀홀 33 : 스토퍼

35 : 고정핀 38 : 리턴스프링

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 밸브 리프트 가변장치는 록커아암과 캠을 사용하는 밸브 리프트 장치에 있어서, 록커아암의 회전축에 고정설치된 피동기어, 캠축에 회전이 자유롭게 설치되는 구동기어, 및 고속주행시 캠축과 구동기어를 결합하는 체결수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 체결장치가 캠축의 저널부에서 구동기어의 장착부까지 형성된 오일갤러리, 캠축의 오일갤러리로부터 구동기어 장착부까지 연통된 핀홀, 핀홀에 장착되며 핀부와 지지부를 구비한 고정핀, 고정핀의 지지부와 핀홀 사이에 설치되는 리턴스프링, 및 구동기어의 원주내측에 캠축의 핀홀에 대응하는 위치에 형성된 요입홈으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 밸브 리프트 가변장치의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 본 발명에 따른 밸브 리프트 가변장치의 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 리프트 가변장치는 록커아암을 사용하는 밸브 리프트 장치에 사용되며, 록커아암(1)에 피동기어(10)를 설치하고, 록커아암(1)의 피동기어(10)에 대응하는 캠축(5)에 고속시 캠축(5)과 결합되는 구동기어(20)를 설치하여 구성된다.

따라서, 록커아암(1)의 회전각은 저속 및 중속에서는 종래와 마찮가지로 캠축(5)에 설치된 흡기밸브용 캠로브(6)에 의해 일정한 회전각으로 회전하며 단일한 밸브 리프트로 흡기밸브(2)를 개폐하게 된다.

그러나, 차량이 고속으로 주행하게 되면 캠축(5)에 회전이 자유롭게 결합된 구동기어(20)가 캠축(5)과 구동기어(20)에 설치된 체결수단에 의해 캠축(5)과 결합하므로써 구동기어(20)가 회전하게 되고, 구동기어와 맞물린 피동기어(10)가 회전하므로써 밸브 리프트를 증가시키게 된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 구동기어는 캠로브(6)의 캠부(6a)의 높이 보다 큰 반경을 갖도록 형성하고, 캠부(6a)에 대응하는 일부에만 기어부(21)를 형성하여 기어부(21)와 피동기어(10)가 맞물리게 하되, 기어부(21)가 지나가면 구동기어(20)와 피동기어(10)는 분리되어 록커아암(1)은 캠로브(6)에 의해 접하여 작동되게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 구동기어(20)는 고속주행시 캠로브(6)의 캠부(6a) 대신 록커아암(1)을 회전시키게 되며, 기어부(21)의 회전반경이 캠부(6a)보다 크므로 밸브 리프트가 증대되는 것이다.

한편, 캠축(5)과 구동기어(20)의 연결은 솔레노이드 등을 이용하여 다양하게 구성할 수 있으나, 가장 간단한 방법의 하나는 엔진오일의 원심력을 활용하는 것이다.

도 2와 도 3에 오일의 원심력을 이용하여 캠축(5)과 구동기어(20)를 일시적으로 연결하는 캠축과 구동기어의 체결수단의 일 실시예가 도시되어 있다. 즉, 캠축(5)의 구동기어(20) 장착부까지 오일겔러리(5a)를 형성하여 캠축(5)의 저널부를 통해 엔진오일을 공급하고, 캠축(5)의 구동기어 장착부에는 외부로 관통된 핀홀(31)을 형성하고, 핀홀(31)에 엔진오일(40)의 원심력에 의해 외부로 돌출가능하게 설치된 고정핀(35)을 설치한다.

고정핀(35)은 핀홀(31)에 수용되어 지지되는 지지부(37)와 핀홀(31) 외부로 돌출되어 구동기어(20)와 체결되는 핀부(36)로 구성되어 있다.

또한, 고정핀(35)이 캠축(5)의 오일갤러리(5a)내로 유입되는 것을 방지하기 위해 핀홀(31)의 하단에는 스토퍼(33)를 형성하고, 고정핀(35)의 지지부(37)와 핀홀(31) 사이에는 리턴스프링(38)을 설치한다. 리턴스프링(38)의 스프링상수는 고속에서 엔진오일의 원심력에 의해 압축될 수 있도록 적절한 상수를 결정한다.

또한, 캠축(5)에 엔진오일을 공급하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캠축(5)에는 저널(8)로부터 구동기어(20)가 장착되는 구동기어 장착부까지 오일갤러리(5a)가 형성된다.

한편, 구동기어(20)의 내측원주에는 캠축(5)의 핀홀(31)에 대응하는 위치에 요입홈(25)이 형성되어 있어서, 캠축(5)으로부터 돌출된 고정핀(35)의 핀부(36)가 요입홈(25)에 삽입되어 체결되게 된다.

이상과 같이 구성된 구동기어와 캠축의 연결장치를 사용하므로써, 캠축엔진의 회전수가 커지는 급가속시 엔진오일의 원심력에 의해 캠축에 설치된 고정핀(35)이 캠축(35)으로부터 돌출되어 구동기어(20)의 요입홉(25)에 체결되므로써 엔진의 R.P.M.이 큰 급가속시나 고속주행시 구동기어(20)와 피동기어(10)가 체결되어 밸브리프트가 증대되게 된다.

그러나, 엔진의 R.P.M.이 감소하는 중·저속 주행시에는 리턴스프링(38)에 의해 고정핀(35)이 구동기어(20)로부터 분리되어 구동기어(20)의 회전이 중지되므로 밸브리프트는 캠로브(6)에 의해 결정되게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 밸브 리프트 가변장치를 사용하므로써 저·중속영역에서의 출력손실을 방지하면서도 고속영역에서의 출력을 증대할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 실시예를 통해 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 당해분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변형이나 수정이 가능할 것이며, 그러한 변경이나 수정은 다음의 청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (2)

1. 록커아암과 캠을 사용하는 밸브 리프트 장치에 있어서, 록커아암의 회전축에 고정설치된 피동기어, 캠축에 회전이 자유롭게 설치되는 구동기어, 및 고속주행시 캠축과 구동기어를 결합하는 체결수단으로 구성된 밸브 리프트 가변장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 체결장치가 캠축의 저널부에서 구동기어의 장착부까지 형성된 오일갤러리, 캠축의 오일갤러리로부터 구동기어 장착부까지 연통된 핀홀, 핀홀에 장착되며 핀부와 지지부를 구비한 고정핀, 고정핀의 지지부와 핀홀 사이에 설치되는 리턴스프링, 및 구동기어의 원주내측에 캠축의 핀홀에 대응하는 위치에 형성된 요입홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 리프트 가변장치.

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