KR100589074B1 - 가변밸브 타이밍 엔진에서 흡기밸브 타이밍 조절장치 - Google Patents

가변밸브 타이밍 엔진에서 흡기밸브 타이밍 조절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 DOHC(Double Over Head Cam) 구조의 자동차 엔진에서, 타이밍 벨트의 압박에 따라 흡기 캠축기어를 소정각도 회전시켜 흡기밸브의 개폐시기를 가변할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치에 관한 것으로, 이를 위해 흡기 캠축기어 및 오토 텐션너에 각각 제 1랙 및 제 2랙을 수직과 수평으로 연결하고, 각 랙은 피니언 기어에 의해 동반 이동되도록 치합되며, 피니언 기어의 구동에 따라 동반 이동되는 각 랙에 의해 타이밍 벨트를 압박하여 타이밍 벨트에 치합된 흡기 캠축기어를 일정각도 만큼 위상변화시켜 엔진의 회전속도에 따라 흡기밸브의 밸브개폐 시기를 조절할 수 있는 특징이 있다.
DOHC, VVT, 흡기, 배기, 캠축, 타이밍 벨트, 액츄에이터, 랙, 피니언, 텐션너

Description

가변밸브 타이밍 엔진에서 흡기밸브 타이밍 조절장치{A timing control device of a intake valve in Variable Valve Timing engine}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 설치상태를 도시한 개념도,
도 2는 도 1에 따른 저속에서의 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도,
도 3은 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동여부를 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 설치상태를 도시한 개념도,
도 5는 도 4에 따른 저속에서의 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도,
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 개념도,
도 7은 도 6의 제 3실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도,
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 개념도,
도 9은 도 8의 제 4실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
10: 시프터 11: 제 1랙
12: 제 1직선이동로드 20: 오토 텐션너
21: 제 2랙 22: 제 2직선이동로드
23: 리니어 모션 베어링 23a: 제 1리니어 모션 베어링
23b: 제 2리니어 모션 베어링 30: 피니언 기어
40: 액츄에이터 50: 캠축 센서
60: ECU 100: 조절장치
200: 타이밍 벨트 300: 흡기 캠축기어
400: 배기 캠축기어 500: 아이들러 기어
600: 워터 펌프 700: 크랭크축 기어
본 발명은 DOHC(Double Over Head Cam) 구조의 자동차 엔진에서, 타이밍 벨트의 압박에 따라 흡기 캠축 기어를 소정각도 회전시켜 흡기 밸브의 개폐시기를 가변할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치에 관한 것이다.
현재의 대부분의 엔진은 흡/배기 밸브 타이밍이 고회전, 고출력 위주로 설정되어 있기 때문에 최고출력은 높아지지만, 실제로 운전자가 가장 많이 사용하는 회전수인 저중속 영역에서는 충진효율이 떨어지고, 엔진의 성능을 최대로 발휘하기 어려운 단점이 있다.
밸브 타이밍 특히 흡기 밸브 가변시기는 충진효율에 지대한 영향을 주는 인자로서 흡기 밸브를 일찍 열어 주면 밸브오버랩(Valve Overlap) 기간이 길어져 고속에서는 흡/배기 관성유동을 충분히 이용할 수 있으므로 체적효율이 증가하지만 저속에서는 잔류가스량의 증가로 오히려 체적효율이 떨어지고 HC의 배출량이 증가하는 경향이 된다. 따라서 엔진의 효율을 높이려면 고속시와 저속시에 각각 밸브 개폐시기를 달리할 필요가 있게 된다.
아울러 가변 밸브타이밍의 구현방법에는 흡기 밸브를 여는 시기를 제어하는 흡기캠축 위상변화방식과, 배기 밸브를 여는 시기를 제어하는 배기캠축 위상변화방식과, 흡/배기밸브를 모두 변환하는 흡/배기캠축 위상변화방식등 크게 3가지로 대별되므로 선택할 수 있다.
상기와 같은 자동차의 속도에 따라 흡기 밸브 및 배기 밸브 타이밍을 조절할 수 있는 엔진기관이 VVT(Variable Valve Timing) 엔진이다. 이러한 VVT 엔진은 저속 및 고속에 맞추어 흡기 밸브 및 배기 밸브의 밸브 개폐 타이밍을 가변하는 엔진이다. 그러나 이러한 VVT 엔진은 기존의 엔진과는 달리 실린더헤드의 형상이나 캠 샤프트의 형상이 달라 특화된 제조 생산 설비라인에 의해 생산됨으로 기존의 생산 설비라인에 적용하기 불가능하다.
따라서 본 발명은 새로운 방식으로 VVT엔진의 효과 뿐만 아니라 기존의 DOHC 엔진의 제조 생산 설비라인에 쉽게 적용할 수 있는 애드-온(Add-on) 타입의 밸브타이밍 조절장치를 개발하는데 그 목적이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, DOHC(Double Over Head Cam) 구조의 자동차 엔진에서, 타이밍 벨트의 압박에 따라 흡기 캠축기어를 소정각도 회전시켜 흡기밸브의 개폐시기를 가변할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은, 흡기 캠축기어 및 오토 텐션너에 각각 제 1랙 및 제 2랙을 수직과 수평으로 연결하고, 각 랙은 피니언 기어에 의해 구동되도록 치형결합되며, 피니언 기어의 구동에 따라 동반 이동되는 각 랙에 의해 타이밍 벨트를 압박하여 타이밍 벨트에 치합된 흡기 캠축기어를 일정각도 만큼 위상변화시켜 흡기밸브의 밸브개폐 시기를 조절할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치를 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 제 3목적은, 기존의 DOHC 엔진의 제조 생산 설비라인에 쉽게 적용할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, DOHC 타이밍 벨트 구동구조에 있어서,
흡기 캠축기어와 배기 캠축기어의 사이에 배치되고, 각 캠축기어에 연결된 타이밍 벨트의 상부 또는 하부에 밀착되도록 설치되는 시프터와, 타이밍 벨트의 장력을 조절하는 오토 텐션너를 가이드 할 수 있도록 흡기 캠축기어의 하부에 배치되어 고정되는 리니어 모션 베어링, 타이밍 벨트에 연결된 오토 텐션너가 시프터와 연동될 수 있도록 상기 오토 텐션너와 시프터를 연결하는 연결수단과, 연결수단에 구동력을 제공하기 위해 연결수단에 연결되는 액츄에이터와, 흡기 캠축기어의 회전을 감지하도록 흡기 캠축기어에 근접 설치되는 캠축 센서와, 캠축 센서에 전기적으로 연결되어 감지신호가 전송되고, 감지신호를 기초로 액츄에이터의 작동을 제어하는 ECU를 포함하며, 흡기 캠축기어는 연결수단의 구동으로 소정각도 회전하여 위상변화에 따른 흡기밸브의 개폐시기가 가변되는 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치에 의해서 달성된다.
상기에서 시프터는 상기 타이밍 벨트의 하부에 밀착되도록 배치되고,
연결수단은, 시프터에 수직 연결되는 제 1랙과, 오토 텐션너와 수평 연결되고 리니어 모션 베어링의 하부에 슬라이딩 결합되는 제 2랙과, 각 랙에 맞물리고 제 2랙의 하부에 배치되며 액츄에이터와 연결되는 피니언 기어인 것이 바람직하다.
상기에서 시프터는 타이밍 벨트의 상부에 밀착되도록 배치되고,
연결수단은, 시프터에 수직 연결되는 제 1랙과, 오토 텐션너와 수평 연결되고 리니어 모션 베어링의 상부에 슬라이딩 결합되는 제 2랙과, 각 랙에 맞물리고 제 2랙의 상부에 배치되며 액츄에이터와 연결되는 피니언 기어인 것이 바람직하다.
상기에서 시프터는 타이밍 벨트의 하부에 밀착되도록 배치되고,
연결수단은, 시프터에 연결되는 제 1직선이동로드와, 오토 텐션너와 연결되는 제 2직선이동로드와, 각 직선이동로드에 링크 연결되고 제 2직선이동로드의 하부에 배치되며 액츄에이터와 연결되는 피니언 기어인 것이 바람직하다.
상기에서 시프터는 타이밍 벨트의 상부에 밀착되도록 배치되고,
상기 연결수단은, 시프터에 연결되는 제 1직선이동로드와, 오토 텐션너와 연결되는 제 2직선이동로드와, 각 직선이동로드에 링크 연결되고 제 2직선이동로드의 상부에 배치되며 액츄에이터와 연결되는 피니언 기어인 것이 바람직하다.
상기에서 제 1직선이동로드는 승강시 이탈됨이 없도록 해당 이동 선상에 배치된 제 1리니어 모션 베어링에 슬라이딩 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
상기에서 제 2직선이동로드는 수평이동시 이탈됨이 없도록 해당 이동선상에 배치된 제 2리니어 모션 베어링에 슬라이딩 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 설치상태를 도시한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 DOHC(Double Over Head Cam) 구조의 자동차 엔진에서, 타이밍 벨트(200)의 압박에 따라 흡기 캠축기어(300)를 소정각도 회전시켜 흡기밸브의 개폐시기를 가변할 수 있는 흡기밸브 타이밍 조절장치(100)에 관한 것이다.
즉, 기존 DOHC 엔진의 흡/배기 밸브 타이밍이 고회전, 고출력 위주로 설정되어 있기 때문에 저회전 및 저출력에서의 밸브 오버랩을 최소화시켜 엔진의 효율성을 향상시킬 수 있는 장치이다. 타이밍 벨트(200)는 흡기 캠축기어(300) 및 배기 캠축기어(400)와 연결되어 있으며. 더불어 구동력을 제공받기 위한 크랭크축 기어(700)와, 타이밍 벨트(200)의 장력을 조절하기 위한 오토 텐션너(20)와, 타이 밍 벨트(200)를 가이드하는 아이들러 기어(500)와, 워터 펌프(600) 등이 연결되어 구성된다.
본 발명에 따른 조절장치(100)는, 이와 같은 각 기어(300,400,500.600.700)에 걸쳐 연결된 타이밍 벨트(200)와, 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되도록 배치된 시프터(10)와, 시프터(10)와 오토 텐션너(20)에 연결되어 연동구조를 제공하는 연결수단과, 연결수단에 구동력을 제공하기 위해 연결수단에 연결되는 액츄에이터(40)를 포함하여 구성된다.
그리고 흡기 캠축기어(300)의 회전(또는 회전수, 회전속도)을 감지하기 위해 흡기 캠축기어(300)에는 캠축 센서(50)가 근접 설치되어 있고, 캠축 센서(50)에는 액츄에이터(40)의 작동을 제어하는 ECU(60)가 전기적으로 연결된 구조이다.
여기서 시프터(10)는 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되어 연동하여 회전하는 것으로, 하부의 연결수단 및 액츄에이터(40)에 의해 승강(수직이동)되면서 타이밍 벨트(200)를 하부에서 압박하여 밀어올릴 수 있도록 구비된 것이다. 이와 같이 타이밍 벨트(200)를 밀어올리는 것에 따라 흡기 캠축기어(300)를 시계방향으로 소정각도 회전시켜 흡기 밸브의 밸브 개폐시기를 가변할 수 있는 구조가 마련된다.
그리고 연결수단은, 2개의 제 1랙(11) 및 제 2랙(21)과, 각 랙(11,21)에 모두 치형 결합된 피니언 기어(30)를 포함하여 구성된다. 이 때 제 1랙(11)은 시프터(10)의 하부에서 아래로 수직 배치되고, 제 2랙(21)은 오토 텐션너(20)의 측부에 수평 배치되어 구성된다. 이 때 피니언 기어(30)는 제 2랙(21)의 하부에 배치되면서 각 랙(11,21)에 모두 맞물려 구성된다.
이에 따라 피니언 기어(30)가 회전할 경우, 제 1랙(11)은 상승되고, 제 2랙(21)은 좌측으로 이동하게 되므로 시프터(10)가 상승함에 따라 오토 텐션너(20)도 좌측으로 이동하게 되는 서로 연동되는 구조를 갖는다.
부연하자면, 피니언 기어(30)는 액츄에이터(40)에 연결되어 구동력을 제공받아 회전하는 구조이므로, 이에 맞물린 2개의 제 1, 2랙(11,21)은 1개의 피니언 기어(30)에 의해 해당 배치방향을 따라 직선 이동되게 된다.
이 때 오토 텐션너(20)는 제 2랙(21)에 밀려남에 따라 동반 이동될 수 있도록 제 2랙(21)과 연결되어 있으며, 제 2랙(21)은 실린더 헤드블럭 상에 수평 설치된 리니어 모션 베어링(23)의 하부에 슬라이딩 결합되어 구성된다.
그러므로 액츄에이터(40)의 작동으로 시프터(10)가 타이밍 벨트(200)를 밀어올리게 되면, 제 2랙(21)이 리니어 모션 베어링(23)을 타고 슬라이딩되어 오토 텐션너(20)를 이탈됨이 없이 좌측으로 밀어낼 수 있는 구조가 마련된다. 단 흡기 캠축기어(300)와 배기 캠축기어(400) 사이의 구간 타이밍 벨트(200)의 늘어난 길이는 흡기 캠축기어(300)와 워터펌프(600) 사이의 구간 타이밍 벨트(200)의 줄어든 길이와 동일하다.
도 2는 도 1에 따른 저속에서의 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도이고, 도 3은 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동여부를 나타내는 블럭도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 저속시 엔진의 비효율적인 밸브 오버랩 현상을 최소화할 수 있도록 흡기 캠축기어(300)의 회전수를 센싱하여 작동된다.
연결수단에 연결된 액츄에이터(40)는, 연결수단의 피니언 기어(30)에 구동력을 제공하기 위한 것으로, 이 때 흡기 캠축기어(300)의 회전수(RPM)에 따라 시프터(10)의 승강이 결정되기 때문에, 흡기 캠축기어(300)의 회전수(RPM)을 감지하도록 캠축 센서(50)가 구비된다.
캠축 센서(50)는 액츄에이터(40)의 작동을 조절하기 위한 ECU(60)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 캠축 센서(50)의 감지신호가 ECU(60)에 전송되고, ECU(60)는 감지신호에 기초하여 액츄에이터(40)의 작동을 조절하고 이에 따라 결과적으로 시프터(10)의 승강이 흡기 캠축기어(300)의 회전수에 기초한다.
시프터(10)는 그 상승됨에 따라 타이밍 벨트(200)를 밀어올리게 되도록 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되어 있다. 그리고 시프터(10)는 흡기 캠축기어(300)의 회전수 또는 회전속도에 기초하여 그 상승여부가 결정되기 위해 구비된 것이므로, 시프터(10)에 연결된 연결수단의 피니언 기어(30)에는 액츄에이터(40)가 연결되어 구동력을 제공받는다.
이러한 구조에 따라 본발명의 작동을 설명하면 다음과 같다. 우선 캠축 센서(50)가 흡기 캠축기어(300)의 회전을 감지한다. 그리고 캠축 센서(50)의 감지신호가 ECU(60)에 제공되고, ECU(60)에서는 감지신호를 기초로 흡기 캠축기어(300)의 회전수 또는 회전속도를 산출한다. 따라서 고속주행이 요구되는지 저속주행이 요구되는지가 판단될 수 있다.
이러한 주행속도의 요구조건에 따라 ECU(60)에서는 액츄에이터(40)의 작동을 조절한다. 만일 저속주행일 경우, 흡기 캠축기어(300)의 초기 회전각이 변환될 수 있도록 액츄에이터(40)를 작동시킨다. 이 때 액츄에이터(40)는 피니언 기어(30)에 부착되어 있어 함께 회전이 가능하고 모터와 감속기 또는 파워스티어링 오일펌프의 오일압력 및 솔레노이드 밸브 그리고 실린더 등을 이용하여 동작시킬 수 있다.
아울러, 피니언 기어(30)의 회전(반시계방향)에 따라 제 1랙(11)은 상승하여 타이밍 벨트(200)를 밀어올리고 제 2랙(21)은 좌측으로 이동되어 오토 텐션너(20)를 밀어낸다. 이 때 타이밍 벨트(200)의 상승으로 타이밍 벨트(200)에 장력이 발생할 수 있는데, 이것이 오토 텐션너(20)의 장력 허용범위 밖이 될 수 있다. 따라서 요구조건은 타이밍 벨트(200)는 늘어남이 없이 그 길이가 항상 일정하고, 오토 텐션너(20)는 왼쪽으로 이동함으로써 허용범위내에서만 장력조절이 가능하도록 하는 것을 조건으로 한다.
그리고,오토 텐션너(20)의 좌측 이동길이 만큼(=시프트의 상승된 길이 만큼) 흡기 캠축기어(300)는 원주상 두점 부분 즉, 흡기 캠축기어(300)의 해당 호(弧)(Arc)까지 소정각도로 회전한다.
이에 따라 흡기 캠축기어(300)는 위상변화(초기 회전각의 위치)에 따른 흡기밸브의 밸브 개폐시기가 가변되어 흡/배기밸브의 오버랩이 감소되어 아이들러의 회전속도를 줄여 저속에서의 연료 효율성 및 아이들러의 안정성을 증대시킬 수 있다. 만일 고속주행일 경우에는, 흡기 캠축기어(300)의 초기 회전각이 원래 상태로 복귀될 수 있도록 ECU(60)가 액츄에이터(40)를 작동시킨다.
피니언 기어(30)의 회전(시계방향)에 따라 제 1랙(11)은 하강하여 타이밍 벨트(200)를 원래의 상태로 복귀시킨다. 이 때 타이밍 벨트(200)의 장력 손실에 따라 손실된 장력을 유지시키기 위해 오토 텐션너(20)는 제 2랙(21)과 함께 우측으로 이동된다.
도 4은 본 발명의 제 2실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 설치상태를 도시한 개념도이고, 도 5는 도 4에 따른 저속에서의 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도이다.
도 4 및 도 5와 같이, 제 2실시예에서는 각 기어(300,400)에 걸쳐 연결된 타이밍 벨트(200)와, 타이밍 벨트(200)의 상부에 밀착되어 배치된 시프터(10)와, 시프터(10)와 오토 텐션너(20)에 연결되어 연동구조를 제공하는 연결수단과, 연결수단에 구동력을 제공하기 위해 연결수단에 연결되는 액츄에이터(40)를 포함하여 구성된다.
그리고 연결수단은, 한 쌍의 제 1랙(11) 및 제 2랙(21)과, 각 랙(11,21)에 모두 맞물린 피니언 기어(30)를 포함하여 구성된다. 이 때 제 1랙(11)은 시프터(10)의 하부에서 아래로 수직 배치되고, 제 2랙(21)은 오토 텐션너(20)의 측부에 수평 배치되어 구성된다. 이 때 피니언 기어(30)는 제 2랙(21)의 상부에 배치되면서 각 랙(11,21)에 모두 맞물려 구성된다.
그리고 시프터(10)는 타이밍 벨트(200)의 상부에 밀착되어 연동하여 회전하는 것으로, 하부의 연결수단 및 액츄에이터(40)에 의해 승강(수직이동)되면서 타이밍 벨트(200)를 상부에서 압박하여 끌어 내릴 수 있도록 구비된 것이다.
따라서 도 5와 같이, 차량의 저속 주행일 경우에는, 피니언 기어(30)의 회전(시계방향)에 따라 제 1랙(11)은 하강하여 시프터(10)를 끌어 내려 타이밍 벨 트(200)를 압박하고 이에 연동되어 제 2랙(21)은 좌측으로 이동되어 오토 텐션너(20)를 밀어낸다. 이에 따라 흡기 캠축기어(300)는 타이밍 벨트(200)가 시프트에 의해 눌림만큼 시계방향으로 회전된다. 때문에 제 1실시예와 같이, 흡기 캠축기어(300)의 회전으로 인한 흡기밸브의 초기 회전각 위치가 가변되어 밸브 오버랩 현상이 최소화된다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 개념도이고, 도 7은 도 6의 제 3실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되어 배치된다.
그리고 연결수단은, 시프터(10)에 연결되는 제 1직선이동로드(12)와, 오토 텐션너(20)와 연결되는 제 2직선이동로드(22)와, 각 직선이동로드(12,22)에 링크 연결되고 제 2직선이동로드(22)의 하부에 배치되는 피니언 기어(30)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 1직선이동로드(12) 및 제 2직선이동로드(22)의 각 이동 선상에는 각각 제 1리니어 모션 베어링(23a) 및 제 2리니어 모션 베어링(23b)이 고정되어 있어 제 1, 2직선이동로드(12,22)의 승강 및 수평이동시 이탈됨을 방지할 수 있는 구조가 마련된다.
따라서, 피니언 기어(30)가 액츄에이터(40)에 의해 회전(반시계방향)할 경우, 제 1직선이동로드(12)는 제 1리니어 모션 베어링(23a)을 타고 상승되고, 제 2랙(21)은 제 2리니어 모션 베어링(23b)을 타고 좌측으로 이동하게 된다. 때문에 앞서 언급된 제 1실시예와 같은 동일한 작동 효과를 발현할 수 있다. 그리고, 저속, 고속시 반대로 액츄에이터(40)를 제어할 수도 있다(즉, 액츄에이터(40)의 홈 위치를 반대로 할 수도 있다), 그리고, 이는 연속형(Continuous type)이다.
도 8은 본 발명의 제 4실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 개념도이고, 도 9은 도 8의 제 4실시예에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치의 작동을 나타내는 개념도이다. 도 8 및 도 9와 같이, 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 상부에 밀착되어 배치된다.
그리고 연결수단은, 시프터(10)에 연결되는 제 1직선이동로드(12)와, 오토 텐션너(20)와 연결되는 제 2직선이동로드(22)와, 각 직선이동로드(12,22)에 링크 연결되고 제 2직선이동로드(22)의 상부에 배치되는 피니언 기어(30)를 포함하여 구성된다. 여기서 제 1직선이동로드(12) 및 제 2직선이동로드(22)의 각 이동 선상에는 각각 제 1리니어 모션 베어링(23a) 및 제 2리니어 모션 베어링(23b)이 고정되어 있어 제 1, 2직선이동로드(12,22)의 이탈을 방지할 수 있는 구조가 마련된다.
따라서, 피니언 기어(30)가 액츄에이터(40)에 의해 회전(시계방향)할 경우, 제 1직선이동로드(12)는 제 1리니어 모션 베어링(23a)을 타고 하강되고, 제 2랙(21)은 제 2리니어 모션 베어링(23b)을 타고 좌측으로 이동하게 된다. 때문에 앞서 언급된 제 2실시예와 같은 동일한 작동 효과를 발현할 수 있다.
이상에서와 같이 흡기밸브 타이밍 조절장치(100)에 따르면, 저회전 및 저출력에서 타이밍 벨트(200)를 압박하여 밸브의 오버랩 현상을 최소화될 수 있는 구조이지만, 엔진의 구조에 따라 타이밍 벨트(200)를 압박하여 오버랩이 많이 일어 나도록 구성할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 흡기밸브 타이밍 조절장치는, 새로운 엔진에 적용 가능하고, 기존의 DOHC 엔진의 생산 라인에 쉽게 적용될 수 있으며, 적용된 기존 엔진의 비약적인 성능 향상 및 연비가 개선되는 효과를 가져올 수 있는 특징이 있다.
또한 기존 엔진에서의 저속시 잔류가스량의 증가로 체적효율이 떨어지고 HC의 배출량이 증가하는 현상을 방지하여 환경오염에 일조할 수 있는 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (7)

  1. DOHC 타이밍 벨트 구동구조에 있어서,
    흡기 캠축기어(300)와 배기 캠축기어(400)의 사이에 배치되고, 상기 각 캠축기어(300,400)에 연결된 타이밍 벨트(200)의 상부 또는 하부에 밀착되어 설치되는 시프터(10);
    상기 타이밍 벨트(200)의 장력을 조절하는 오토 텐션너(20)를 가이드 할 수 있도록 상기 흡기 캠축기어(300)의 하부에 배치되어 고정되는 리니어 모션 베어링(23);
    상기 타이밍 벨트(200)에 연결된 오토 텐션너(20)가 시프터(10)와 연동될 수 있도록 상기 오토 텐션너(20)와 상기 시프터(10)를 연결하는 연결수단;
    상기 연결수단에 구동력을 제공하기 위해 상기 연결수단에 연결되는 액츄에이터(40);
    상기 흡기 캠축기어(300)의 회전을 감지하도록 상기 흡기 캠축기어(300)에 근접 설치되는 캠축 센서(50);
    상기 캠축 센서(50)에 전기적으로 연결되어 감지신호가 전송되고, 상기 감지신호를 기초로 상기 액츄에이터(40)의 작동을 제어하는 ECU(60);를 포함하며,
    상기 흡기 캠축기어(300)는 연결수단의 구동으로 소정각도 회전하여 위상변화에 따른 흡기밸브의 개폐시기가 가변되는 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되어 배치되고,
    상기 연결수단은, 상기 시프터(10)에 수직 연결되는 제 1랙(11)과, 상기 오토 텐션너(20)와 수평 연결되고 상기 리니어 모션 베어링(23)의 하부에 슬라이딩 결합되는 제 2랙(21)과, 상기 각 랙(11,21)에 맞물리고 상기 제 2랙(21)의 하부에 배치되며 상기 액츄에이터(40)와 연결되는 피니언 기어(30)인 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 상부에 밀착되어 배치되고,
    상기 연결수단은, 상기 시프터(10)에 수직 연결되는 제 1랙(11)과, 상기 오토 텐션너(20)와 수평 연결되고 상기 리니어 모션 베어링(23)의 상부에 슬라이딩 결합되는 제 2랙(21)과, 상기 각 랙(11,21)에 맞물리고 상기 제 2랙(21)의 상부에 배치되며 상기 액츄에이터(40)와 연결되는 피니언 기어(30)인 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 하부에 밀착되어 배치되고,
    상기 연결수단은, 상기 시프터(10)에 연결되는 제 1직선이동로드(12)와, 상기 오토 텐션너(20)와 연결되는 제 2직선이동로드(22)와, 상기 각 직선이동로드(12,22)에 링크 연결되고 상기 제 2직선이동로드(22)의 하부에 배치되며 상기 액츄에이터(40)와 연결되는 피니언 기어(30)인 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 시프터(10)는 상기 타이밍 벨트(200)의 상부에 밀착되어 배치되고,
    상기 연결수단은, 상기 시프터(10)에 연결되는 제 1직선이동로드(12)와, 상기 오토 텐션너(20)와 연결되는 제 2직선이동로드(22)와, 상기 각 직선이동로드(12,22)에 링크 연결되고 상기 제 2직선이동로드(22)의 상부에 배치되며 상기 액츄에이터(40)와 연결되는 피니언 기어(30)인 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1직선이동로드(12)는 승강시 이탈됨이 없도록 해당 이동 선상에 배치된 제 1리니어 모션 베어링(23a)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2직선이동로드(22)는 수평이동시 이탈됨이 없도록 해당 이동선상에 배치된 제 2리니어 모션 베어링(23b)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 흡기밸브 타이밍 조절장치.
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