KR100280139B1

KR100280139B1 - 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치

Info

Publication number: KR100280139B1
Application number: KR1019980009948A
Authority: KR
Inventors: 정원문
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990075630A

Abstract

본 발명은 엔진의 흡배기 밸브를 개폐시키는 밸브 개폐 장치에 관한 것으로서, 특히 캠 디스크에 의해 직선 이동되고 축방향의 일면에 곡면형 돌기가 형성된 캠 로드를 이용하여 흡배기 포트를 개폐시킴으로써 밸브 기구의 구조를 단순화함과 아울러 내구성이 증대되도록 한 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치에 관한 것이다.

상기 본 발명은 크랭크 축의 회전 동력을 전달받는 타이밍 기어(45)와, 상기 타이밍 기어(45)에 일측면이 고정되고 타측면에 돌출형 캠(50a)이 형성된 캠 디스크(50)와, 상기 캠 디스크(50)의 타측면에 일단이 접촉되어 직선 이동되고 축방향의 일면에 다수의 곡면형 돌기(60a)가 형성된 캠 로드(60)와, 상기 캠 로드(60)의 타단에 위치되고 실린더 헤드(47)에 지지되어 캠 로드(60)가 상기 캠 디스크(50)의 표면에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링(65)과, 상기 캠 로드(60)에 곡면형 돌기(60a)에 접촉되면서 밸브를 개폐시키는 밸브 개폐 수단(70)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치

일반적으로 엔진의 밸브 기구는 연소실의 흡기 밸브와 배기 밸브를 일정한 시기에 정확하게 개폐하는 기구로서 오버헤드 캠 샤프트식을 비롯해 여러 가지 방법의 기구가 사용되고 있다. 상기 밸브 기구는 실린더의 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾼 크랭크 축의 회전력을 전달받아 작동하는 것이 일반적이다.

종래의 엔진의 밸브 개폐 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤(1)의 왕복운동을 회전 운동으로 바꾸는 크랭크축(2)의 회전력을 타이밍 벨트(3)에 의해 전달받는 캠 스프로킷(5)과, 상기 캠 스프로킷(5)에 일단이 고정되어 회전되는 캠 축(6)과, 상기 캠 축(6)에 설치된 캠(7)과, 상기 캠(7)의 작동으로 흡배기 밸브(8)를 개폐시키는 밸브 리프터(9)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 엔진의 밸브 개폐 장치는 연소실의 폭발행정으로 피스톤(1)의 직선 운동을 커넥팅 로드를 통해 크랭크 축(2)에 회전 운동으로 전달된다. 그리고 상기 밸브(8)는 크랭크 축(2)의 회전에 동조하여 작동해야 하므로 크랭크 축(2)과 캠 축(6)사이에는 작동이 확실한 타이밍 벨트(3)가 설치되고, 상기 타이밍 벨트(3)는 캠 스프로킷(5)에 동력을 전달하여 캠 축(6)을 구동한다.

이때, 상기 캠 축(6)의 회전 운동에 의해 캠(7)이 동시에 회전하게 되고, 상기 캠 축(6)의 회전으로 캠(7)에 접촉된 밸브 리프터(9)가 상하 이동하면서 밸브(8)를 열고 닫게 된다. 그리고 상기 캠(7)은 상기 캠 축(6)에 다수 개가 설치되어 흡배기 밸브(8)를 순차적으로 열고 닫게 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래 엔진의 밸브 개폐 장치는 캠 축과 캠, 그리고 밸브 리프터와 밸브 등이 다수의 부품으로 이루어져 밸브 개폐 기구를 구성하기 때문에 조립 구조가 복잡하고 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 캠 디스크에 의해 왕복 운동하는 캠 로드와 이 캠 로드에 의해 흡배기 포트를 개폐시키는 밸브 개폐 기구를 설치함으로써 부품수 감소는 물론 내구성이 향상되도록 한 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 엔진의 밸브 개폐 장치가 도시된 개략적인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치가 도시된 일 실시 예의 평면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 도면으로서,

도 3a는 정면도, 도 3b는 상기 도 3a의 A-A 방향의 투시도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 평면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

40 : 타이밍 벨트 45 : 타이밍 기어

47 : 실린더 헤드 48, 48' : 흡배기 포트

50 : 캠 디스크 50a : 돌출형 캠

60 : 캠 로드 60a : 곡면형 돌기

65 : 리턴 스프링 70, 70A ,70B, 70C : 밸브 개폐 수단

72, 92 : 플레이트 밸브 72a, 92a : 개구부

75, 85, 95 : 밸브 리턴 스프링 82 : 로커암

84 : 헤드형 밸브 94 : 돌출부

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치는, 크랭크 축의 회전 동력을 전달받는 타이밍 기어와, 상기 타이밍 기어에 일측면이 고정되고 타측면에 돌출형 캠이 형성된 캠 디스크와, 상기 캠 디스크의 타측면에 일단이 접촉되어 직선 이동되고 축방향의 일면에 곡면형 돌기가 형성된 캠 로드와, 상기 캠 로드의 타단에 위치되어 캠 로드가 상기 캠 디스크의 표면에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링과, 상기 캠 로드의 곡면형 돌기에 접촉되면서 밸브를 개폐시키는 밸브 개폐 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치는 도 2내지 도 4에 도시된 바와 같이 타이밍 벨트(40)를 통해 크랭크 축의 회전 동력을 전달받는 타이밍 기어(45)와, 상기 타이밍 기어(45)에 일측면이 고정되고 타측면에 돌출형 캠(50a)이 형성된 캠 디스크(50)와, 상기 캠 디스크(50)의 타측면에 일단이 접촉되어 직선 이동되고 축방향의 일면에 다수의 곡면형 돌기(60a)가 형성된 캠 로드(60)와, 상기 캠 로드(60)의 타단에 위치되고 실린더 헤드(47)에 지지되어 캠 로드(60)가 상기 캠 디스크(50)의 표면에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링(65)과, 상기 캠 로드(60)에 곡면형 돌기(60a)에 접촉되면서 밸브를 개폐시키는 밸브 개폐 수단(70)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 캠 로드(60)는 그 일면에 축방향으로 다수의 곡면형 돌기(60a)가 형성되어 상기 캠 디스크(50)가 회전될 때 돌출형 캠(50a)의 곡면에 의해 좌우로 직선 이동되고, 캠 로드의 곡면형 돌기(60a)에 의해 밸브 개폐 수단(70)을 작동하여 흡배기 포트(48)를 개폐토록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 상기 캠 로드에 의해 흡배기 포트를 개폐하는 방식에 따라 여러 실시 예를 갖는다. 그 실시 예들은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예의 밸브 개폐 수단(70A)은 도 2에 도시된 바와 같이 전후 관통된 개구부(72a)가 형성되어 흡배기 포트(48)와 직교되게 위치되고 일단이 상기 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a)에 접촉되면서 상하 이동되어 흡배기 포트(48)를 개폐시키는 플레이트 밸브(72)와, 실린더 헤드(47) 측에 지지되어 상기 플레이트 밸브(72)를 상기 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a) 방향으로 밀어주는 밸브 리턴 스프링(75)으로 구성되어 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예의 밸브 개폐 수단(70B)은 도 3에 도시된 바와 같이 일단면이 상기 캠 로드(60)에 접촉되어 상하 회동되면서 타단면에 의해 헤드형 밸브(84)를 개폐시키는 로커암(82)과, 상기 헤드형 밸브(84)를 로커암(82)의 타단면에 밀착시키는 밸브 리턴 스프링(85)으로 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예로 밸브 개폐 수단(70C)은 도 4에 도시된 바와 같이 전후 관통된 개구부(92a)가 형성되어 실린더 헤드의 흡배기 포트(48')와 직교되게 위치되고 그 외주면의 일측에 돌출부(94)가 형성되어 상기 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a)에 접촉되는 원판형 플레이트 밸브(92)와, 상기 원판형 플레이트 밸브(92)를 일방향으로 당겨주는 밸브 리턴 스프링(95)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진의 작동되면 크랭크 축의 동력을 전달받아 타이밍 기어(45)가 회전하게 되고, 동시에 캠 디스크(50)도 회전하게 된다. 여기서, 상기 캠 디스크(50)의 한쪽 면에는 돌출형 캠(50a)이 형성되어 있으므로 캠 디스크(50)의 한쪽면 형상에 따라 캠 로드(60)는 왕복 운동하게 된다.

이때, 상기 캠 로드(60)의 일면에는 곡면형 돌기(60a)가 형성되어 있기 때문에 상기 캠 디스크(50)에 의해 왕복 운동하면서 밸브 개폐 수단(70)을 작동시키게 된다.

즉, 도 2에서는 상기 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a)가 플레이트 밸브(72)를 직선 이동시켜 흡배기 포트(48)와 개구부(72a)를 일치 또는 불일치시키면서 흡배기 포트(48)를 개폐시키게 된다.

또한, 도 3에서는 일반적인 로커암이 사용된 밸브 개폐 수단으로 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a)에 의해 로커암(82)이 좌우 회동되고 이에 따라 헤드형 밸브(84)가 흡배기 포트를 개방하게 된다.

그리고, 도 4에서는 상기 캠 로드(60)의 곡면형 돌기(60a)와 원판형 플레이트 밸브(92)의 돌출부(94)가 상호 접촉되면서 일정 정도 회전되고, 이에 따라 상기 원판형 플레이트 밸브(92)의 개구부(92a)와 흡배기 포트(48')가 일치 또는 불일치되면서 흡기와 배기가 이루어지게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치는 캠 디스크와 캠 로드를 이용하여 밸브 개폐 수단을 작동시키기 때문에 그 구조가 간단함은 물론 내구성이 향상되는 이점이 있다.

Claims

크랭크 축의 회전 동력을 전달받는 타이밍 기어와, 상기 타이밍 기어에 일측면이 고정되고 타측면에 돌출형 캠이 형성된 캠 디스크와, 상기 캠 디스크의 타측면에 일단이 접촉되어 직선 이동되고 축방향의 일면에 곡면형 돌기가 형성된 캠 로드와, 상기 캠 로드의 타단에 위치되어 캠 로드가 상기 캠 디스크의 표면에 밀착되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링과, 상기 캠 로드의 곡면형 돌기에 접촉되면서 밸브를 개폐시키는 밸브 개폐 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 개폐 수단은 상기 캠 로드의 곡면형 돌기에 일단이 접촉되면서 직선 이동되고 개구부가 형성되어 흡배기 포트를 개폐시키는 플레이트 밸브와, 상기 플레이트 밸브를 상기 캠 로드 방향으로 밀어주는 밸브 리턴 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 개폐 수단은 상기 캠 로드에 접촉되어 상하 회동되면서 헤드형 밸브를 개폐시키는 로커암이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 개폐 수단은 외주면 일측에 곡면형 돌기가 형성되어 상기 캠 로드의 곡면형 돌기에 위해 일정 회전되고 개구부가 형성되어 흡배기 포트를 개폐시키는 원판 플레이트 밸브와, 상기 원판 플레이트 밸브를 일방향으로 당겨주는 리턴 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 캠 로드형 밸브 개폐 장치.