KR100339888B1 - 엔진용 캠구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진용 캠 구조에 관한 것으로서,

캠축(13)에 축지되고, 회전하여 그 일측에 접하게되는 밸브(10)의 스템엔드부(11)를 상하이동시켜 개폐되도록 하는 캠에 있어서,

캠(1)의 내부에 형성되는 홈(2)과;

캠(1)으로부터 출몰가능하게 상기 홈(2)의 내부에 설치되며, 캠(1)의 회전시 밸브(10)의 스템엔드부(11)에 접속되는 작동부(3)와;

상기 작동부(3)의 상단과 캠(1) 내부를 연결하는 제 1 스프링(4)과;

작동부(3)의 중앙에 형성되는 중공홀(5)과;

일정하중을 가지며 중공홀(5) 내부에 설치되어 캠(1)의 회전속도 변화에 따라 중공홀(5) 내부에서 원심력 방향으로 이동하려고 하는 웨이트볼(6)과;

상기 웨이트볼(6)이 튕겨나가지 않도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 제 2 스프링(7)으로 구성된 것을 특징으로하여 엔진의 회전속도가 증가할수록 밸브의 개방변위가 커지면서 엔진으로 공급되는 흡기의 양이 많아지고, 이에의해 엔진의 출력향상을 도모할수 있을뿐만 아니라 연료의 분무효과 향상 및 배기가스의 감소, 운전성 향상의 효과를 기대할 수 있는 엔진용 캠 구조에 관한 것이다.

Description

엔진용 캠구조{Cam apparatus for engine}

본 발명은 엔진용 캠 구조에 관한 것으로서, 특히 캠의 내부에 캠의 회전속도에 따라 출몰거리가 가변되는 작동부를 설치하여 엔진의 회전속도가 증가할수록 작동부의 출몰거리가 커지면서 밸브의 개방변위가 커지도록 하므로서, 엔진의 회전속도가 증가할수록 밸브의 개방변위가 커지면서 엔진으로 공급되는 흡기의 양이 많아지고, 이에의해 엔진의 출력향상을 도모할수 있을뿐만 아니라 연료의 분무효과향상 및 배기가스의 감소, 운전성 향상의 효과를 기대할 수 있는 엔진용 캠 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에는 흡기밸브와 배기밸브를 개폐시켜주는 캠이 설치되고 있다.

도 3 은 종래의 캠을 도시한 것으로서,

배기포트 및 흡기포트를 개폐하는 밸브(10)가 구성되고, 이 밸브(10)의 상단에 형성된 스템엔드부(11)에 접하도록 타원형의 캠(12)이 캠축(13)에 축지되어 있다.

상기 캠축(13)은 엔진의 회전속도에 비례하여 회전하게되고, 캠축(13)이 회전함에 따라 캠(12)이 연동되어 회전하므로서 밸브(10)가 상,하로 이동하여 배기포트 또는 흡기포트를 개폐하게되는 것이다.

그러나, 종래의 캠은 그 형상이 일정하게 정해져있기 때문에 엔진의 회전수에 관계없이 밸브의 개방변위가 항상 일정하게 유지되므로 고속주행시에도 엔진으로 공급되는 공기의 양이 일정하게되어 엔진출력이 저하될 뿐만 아니라 공연비가 나빠지게되어 배기가스의 배출량이 증가하게되는 문제점이 발생하였다.

즉, 차량은 저속으로 주행할때보다 고속으로 주행할때 더 많은 양의 공기를 필요로하게되는데, 종래에는 밸브의 상하 이동범위가 항상 일정하게 유지되므로 엔진이 고속으로 회전하더라도 흡기밸브 또는 배기밸브의 개방량이 일정하게 유지되고, 이에따라 엔진이 고속으로 회전하게되면 엔진이 필요로하는 공기의 양보다 적은양의 공기만이 엔진으로 공급되어 공연비가 하락하게된다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 캠의 내부에 캠의 회전속도에 따라 출몰거리가 가변되는 작동부를 설치하여 엔진의 회전속도가 증가할수록 작동부의 출몰거리가 커지면서 밸브의 개방변위가 커지도록 하므로서, 엔진의 회전속도가 증가할수록 밸브의 개방변위가 커지면서 엔진으로 공급되는 흡기의 양이 많아지고, 이에의해 엔진의 출력향상을 도모할수 있을뿐만 아니라 연료의 분무효과 향상 및 배기가스의 감소, 운전성 향상의 효과를 기대할 수 있는 엔진용 캠 구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명의 특징은,

캠축에 축지되고, 회전하여 그 일측에 접하게되는 밸브의 스템엔드부를 상하이동시켜 개폐되도록 하는 캠에 있어서,

캠의 내부에 형성되는 홈과;

캠으로부터 출몰가능하게 상기 홈의 내부에 설치되며, 캠의 회전시 밸브의 스템엔드부에 접속되는 작동부와;

상기 작동부의 상단과 캠 내부를 연결하는 제 1 스프링과;

작동부의 중앙에 형성되는 중공홀과;

일정하중을 가지며 중공홀 내부에 설치되어 캠의 회전속도 변화에 따라 중공홀 내부에서 원심력 방향으로 이동하려고 하는 웨이트볼과;

상기 웨이트볼이 튕겨나가지 않도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 제 2 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 캠구조를 보인 단면도.

도 2 는 본 발명의 작동상태를 보인 단면도.

도 3 은 종래의 캠구조를 보인 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 캠 2 : 홈

3 : 작동부 4 : 제 1 스프링

5 : 중공홀 6 : 웨이트볼

7 : 제 2 스프링

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 캠(1), 작동부(3), 웨이트볼(6)로 대별 구성된다.

상기 캠(1)은 도 1 과 도 2 에 도시된 바와같이 전체적인 형상이 타원형으로 형성된 것으로 캠축(13)에 회전 가능하게 축지된다.

캠(1)의 하측에는 흡기포트 또는 배기포트를 개폐하기위한 밸브(10)가 설치되어 있으며, 밸브(10)의 스템엔드부(11)에 캠(1)의 외주면이 접촉되도록 형성되어 있다.

캠(1)의 중앙에는 일정크기의 홈(2)을 형성하였고, 이 홈(2)에는 후설하는 작동부(3)가 장착된다.

상기 작동부(3)는 캠(1)의 일단에 요입 형성되어 있는 홈(2)에 장착되는데, 이 작동부(3)는 엔진의 회전속도에 따라 홈(2)으로부터 일정거리 출몰 가능하도록 설치한다.

작동부(3)의 상단과 캠(1)의 내부 사이에는 별도의 제 1 스프링(4)을 설치한다.

제 1 스프링(4)은 작동부(3)가 홈(2)으로부터 튕겨나가지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

상기 작동부(3)의 중앙에는 중공홀(5)이 형성되어 있고, 중공홀(5)의 안쪽에는 일정중량을 갖는 웨이트볼(6)이 설치된다.

웨이트볼(6)과 작동부(3)의 사이에는 제 2 스프링(7)이 설치되는데, 이 제 2 스프링(7)은 캠(1)의 회전시 웨이트볼(6)이 홈(2) 외부로 튕겨나가려고하는 것을 방지하게된다.

즉, 상기 작동부(3)는 캠(1)의 회전속도에 따라 도면상의 중공홀(5) 내에서 상하로 이동하게된다.

캠(1)이 중저속으로 회전하게되면 웨이트볼(6)에 가해지는 원심력이 제 2 스프링(7)의 탄성을 이기지 못하게되어 도 2 와같이 중공홀(5)의 상단에 머물러 있게되고, 상기 웨이트볼(6)이 중공홀(5)의 상단에 머물러있게되면, 캠축(13)과 가까워지므로 작동부(3)에 가해지는 원심력이 그만큼 작아지게 된다.

따라서, 캠(1)이 중저속으로 회전할때에는 작동부(3)가 제 1 스프링(4)의 탄성을 이기지 못하고 도 2 와같은 상태 즉, 작동부(3)가 홈(2) 내부에 완전히 함몰된 상태를 유지하게되어 밸브(10)의 개폐변위가 종래와 동일해지게 된다.

한편, 캠(1)이 고속으로 회전하게되면 웨이트볼(6)에 가해지는 원심력이 제 2 스프링(7)의 탄성을 이기고 도 1 과같이 중공홀(5)의 하단으로 이동하게되고, 이와같이 웨이트볼(6)이 중공홀(5)의 하단으로 이동하게되면, 캠축(13)과의 거리가 멀어지게되어 작동부(3)에 가해지는 원심력이 그만큼 커지게된다.

작동부(3)에 가해지는 원심력이 커지면, 작동부(3)가 홈(2)의 바깥쪽으로 튕겨나가려고하는 힘이 제 1 스프링(4)의 탄성력보다 커지게되어 작동부(3)는 도 1 과같이 제 1 스프링(4)의 탄성력을 이기고 하강하여 홈(2) 외부로 돌출되게 된다.

상기 작동부(3)가 홈(2) 외부로 돌출되면 그 돌출거리(G)만큼 밸브(10)의 하강거리가 커지게되어 밸브(10)가 개방하는 포트, 즉, 흡기포트 또는 배기포트의 개방량이 커지게되는 것이다.

상기 설명에서와같이 엔진이 고속으로 회전할때 캠(1)에 설치된 작동부(3)가 일정거리 돌출하면서 밸브(10)의 하강거리가 커지게되면, 흡기포트의 개방량이 커지게되어 엔진으로 보다 많은 양의 공기가 공급되어 공연비가 향상되고, 이에의해 엔진의 출력이 월등히 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 배기포트의 개방량 또한 커지게되어 배기가스의 원활한 배출을 도모할 수 있게되어 엔진의 출력향상에 큰 효과를 얻을 수 있으며, 연소력의 향상으로 인해 배기가스의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 캠의 내부에 캠의 회전속도에 따라 출몰거리가 가변되는 작동부를 설치하여 엔진의 회전속도가 증가할수록 작동부의 출몰거리가 커지면서 밸브의 개방변위가 커지도록 하므로서, 엔진의 회전속도가 증가할수록 밸브의 개방변위가 커지면서 엔진으로 공급되는 흡기의 양이 많아지고, 이에의해 엔진의 출력향상을 도모할수 있을뿐만 아니라 연료의 분무효과 향상 및 배기가스의 감소, 운전성 향상의 효과를 기대할 수 있는 엔진용 캠 구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 캠축(13)에 축지되고, 회전하여 그 일측에 접하게되는 밸브(10)의 스템엔드부(11)를 상하이동시켜 개폐되도록 하는 캠에 있어서,

   캠(1)의 내부에 형성되는 홈(2)과;

   캠(1)으로부터 출몰가능하게 상기 홈(2)의 내부에 설치되며, 캠(1)의 회전시 밸브(10)의 스템엔드부(11)에 접속되는 작동부(3)와;

   상기 작동부(3)의 상단과 캠(1) 내부를 연결하는 제 1 스프링(4)과;

   작동부(3)의 중앙에 형성되는 중공홀(5)과;

   일정하중을 가지며 중공홀(5) 내부에 설치되어 캠(1)의 회전속도 변화에 따라 중공홀(5) 내부에서 원심력 방향으로 이동하려고 하는 웨이트볼(6)과;

   상기 웨이트볼(6)이 튕겨나가지 않도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 제 2 스프링(7)으로 구성된 것을 특징으로하는 엔진용 캠구조.