KR100772012B1 - Apparatus for driving engine valve - Google Patents
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
도 1은 종래의 밸브구동장치를 도시한 도면.1 is a view showing a conventional valve drive device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브구동장치의 정면도.Figure 2 is a front view of the valve drive device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 밸브구동장치의 캠부와 기초원부를 도시한 도면.3 is a view showing a cam portion and a base portion of the valve driving apparatus shown in FIG.
도 4는 도 2에 도시된 밸브구동장치의 상태로부터 제1로커암이 하강한 상태를 도시한 도면.4 is a view showing a state in which the first rocker arm is lowered from the state of the valve driving device shown in FIG.
도 5는 도 4에 도시된 밸브구동장치의 상태로부터 제1지지체가 "D" 방향으로 회동한 상태를 도시한 도면.5 is a view showing a state in which the first support body is rotated in the "D" direction from the state of the valve drive device shown in FIG.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브구동장치의 정면도.6 is a front view of a valve driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110 : 회전캠 120 : 제1로커암110: rotating cam 120: the first rocker arm
121 : 제1축선 122 : 제1본체121: first axis 122: first body
123 : 제1롤러 124 : 제1롤러의 회전축123: first roller 124: rotation axis of the first roller
125 : 제3축선 130 : 제2로커암125: third axis 130: second rocker arm
131 : 제2축선 132 : 제2본체131: second axis 132: second body
133 : 제2롤러 134 : 캠부133: second roller 134: cam portion
135 : 기초원부 142 : 제1지지체135: basic portion 142: first support
143 : 워엄 144 : 워엄휠부143: worm 144: worm wheel
160 : 스프링160: spring
본 발명은 밸브구동장치에 관한 것으로서, 상세하게는 엔진 내의 연소실을 개폐시키는 밸브의 리프트량 및 개방 시간을 연속적으로 가변 제어하는 밸브구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve driving apparatus, and more particularly, to a valve driving apparatus for continuously variablely controlling lift amount and opening time of a valve for opening and closing a combustion chamber in an engine.
일반적으로, 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤의 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킴으로써 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.In general, an engine generates thermal energy by rotating a crankshaft through a connecting rod connected to the piston to explode force generated by burning fuel in a combustion chamber formed between a cylinder and a cylinder head and a piston reciprocating within the cylinder. It is a device that converts torque.
상기 연소실에는 연소될 연료가 포함된 혼합기를 제공하는 흡기 밸브와 연소된 가스를 방출하기 위한 배기 밸브가 형성되어 있는데, 이들 흡기 밸브 및 배기 밸브는 상기 크랭크 샤프트에 연결된 밸브구동장치에 의해 연소실을 개폐하도록 이루어져 있다. 상기 밸브구동장치는 주로 오버헤드 밸브 방식과, 오버헤드 캠샤프트 방식이 사용되는데, 상기 두 가지 방식 모두 크랭크 샤프트에 연결되어 회전하는 캠샤프트의 캠운동을 밸브의 직선운동으로 변환시키는 것이다.The combustion chamber is provided with an intake valve for providing a mixer containing fuel to be combusted and an exhaust valve for releasing combusted gas, which are opened and closed by a valve driving device connected to the crankshaft. It is made to The valve driving apparatus mainly uses an overhead valve method and an overhead camshaft method, both of which are connected to the crankshaft to convert the cam motion of the rotating camshaft into the linear motion of the valve.
이와 같은 밸브구동장치는 일반적으로 일정한 프로파일을 가지는 캠에 의해서 밸브가 항상 일정한 리프트를 형성하면서 개폐되도록 되어 있는데, 도 1에 종래 의 밸브구동장치가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 상기 밸브구동장치는, 그 회전축(32)을 중심으로 회전하는 회전캠(30)과, 상기 회전캠(30)의 회전에 따라 제1축선(41)을 회전중심으로 하여 회동하면서 상기 밸브(10)가 개폐되도록 하는 로커암(40)을 구비하고 있다.Such a valve driving device is generally opened and closed while the valve always has a constant lift by a cam having a constant profile, a conventional valve driving device is shown in FIG. Referring to FIG. 1, the valve driving device includes a
상기 로커암의 일단부(40a)에는 상기 밸브(10)가 접촉되어 있어서 상기 로커암(40)의 회동에 의해 상기 밸브(10)는 개폐된다. 상기 로커암의 타단부(40b)에 접촉되어 있는 간극 조정기(20)는 상기 로커암의 타단부(40b) 측에 항상 상측 방향의 힘을 작용하여 상기 로커암의 일단부(40a)와 상기 밸브(10) 사이의 간극을 영(0)으로 조정한다. 상기 로커암(40)의 중앙부에는 상기 로커암(40)에 대해 회전 가능하게 상기 로커암(40)에 힌지 결합되어 상기 회전캠(30)과 접촉을 이루는 롤러(42)가 마련되어 있다.The
그러나, 상기와 같은 종래의 밸브구동장치는, 항상 동일한 형상의 회전캠(30)의 캠로브(31)와 상기 로커암(40)의 롤러(42)의 접촉이 이루어지고, 상기 캠로브(31)의 최고 돌출부와 상기 롤러(42)는 항상 동일한 위치에서 접촉하게 되므로, 제1축선(41)을 회전중심으로 하는 로커암(40)은 일정 각도 범위 내에서만 회동하게 되어, 상기 로커암의 일단부(40a)에 의해 눌리는 밸브(10)의 리프트량은 항상 일정하게 된다. 따라서, 밸브의 리프트량에 변화를 줄 수 없고, 흡기 또는 배기 밸브의 개폐 시간도 항상 일정한 상태로 고정되어 있기 때문에, 흡입 또는 배출되는 공기의 양을 조절할 수 없게 되어 엔진의 운전 상태에 따라 최적의 연비와 출력을 도모할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the conventional valve driving apparatus as described above, the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엔진의 운전 상태에 따라 밸브의 리프트량 및 밸브의 개방 시간을 연속적으로 가변 제어할 수 있도록 구성하여, 엔진의 효율을 극대화시킬 수 있도록 함은 물론 연비 향상 및 출력 향상을 도모할 수 있도록 구조가 개선된 밸브구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, it is configured to continuously control the lift amount of the valve and the opening time of the valve in accordance with the operating state of the engine, to maximize the efficiency of the engine In addition, the object of the present invention is to provide a valve drive device with an improved structure to improve fuel efficiency and output.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 밸브구동장치는, 엔진 내의 연소실을 개폐시키는 밸브를 구동하기 위한 것으로, 회전캠과, 그 일단부는 상기 밸브와 접촉하며 상기 회전캠의 회전에 따라 제1축선을 회전중심으로 하여 회동하면서 상기 밸브가 개폐되도록 하는 제1로커암을 포함하는 밸브구동장치에 있어서, 상기 회전캠과 접촉하는 제2캠팔로우어부와, 상기 제1로커암과 접촉 가능한 캠부를 구비하며, 상기 제2캠팔로우어부를 통해 상기 회전캠의 회전력을 전달받아 상기 캠부를 통해 상기 제1로커암을 눌러 회동시키도록, 상기 제1축선과 평행한 제2축선을 회전중심으로 하여 회동 가능하게 설치된 제2로커암과, 상기 제2축선을, 상기 제1축선 및 상기 제2축선과 평행한 제3축선을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 위치이동시키기 위한 위치이동수단을 포함하며, 상기 제2축선의 위치에 따라 상기 캠부가 상기 제1로커암을 누르는 양이 달라짐으로써 상기 밸브의 리프트량이 달라지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the valve driving apparatus of the present invention is for driving a valve for opening and closing a combustion chamber in an engine, and a rotary cam, one end of which is in contact with the valve, according to the rotation of the rotary cam. A valve driving apparatus including a first rocker arm for opening and closing the valve while rotating with an axis as the center of rotation, wherein the second cam follower portion in contact with the rotary cam and the cam portion in contact with the first rocker arm are provided. And a second axis parallel to the first axis to rotate by receiving the rotational force of the rotary cam through the second cam follower to press and rotate the first rocker arm through the cam. A second rocker arm and a second rocker arm, which are possibly installed, for moving the second axis along an arc trajectory around the first axis and a third axis parallel to the second axis Moving means, and characterized by varying the amount of lift of the valve by this in accordance with the position of the second axial portion of the cam presses the amount of the first rocker arm varies.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2로커암은, 상기 제1로커암과 접촉하며 상기 캠부로부터 연장되게 형성된 기초원부를 더 구비하며, 상기 기초원부는, 상기 제2로커암의 회동 시 상기 제1로커암과 구름접촉하더라도 상기 제1로커암을 누르지 못하도록 상기 제2축선을 곡률중심으로 하는 원호 형상이며, 상기 제2축선의 위치에 따라, 상기 제2로커암의 회동 시 상기 기초원부와 상기 제1로커암이 구름접촉하는 길이와 상기 캠부와 상기 제1로커암이 구름접촉하는 길이가 달라진다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the second rocker arm further includes a base member formed in contact with the first rocker arm and extending from the cam portion, wherein the base member is formed by the second member. An arc shape having the second axis as a center of curvature so as not to press the first rocker arm even when the rocker arm rotates in contact with the first rocker arm, and according to the position of the second axis line, During rotation, the length of the base contact portion and the first rocker arm in rolling contact and the length of the cam portion and the first rocker arm in contact with the cloud vary.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1로커암은, 일단부는 상기 밸브와 접촉하며 상기 제1축선을 회전중심으로 회동 가능한 제1본체와, 상기 제1본체에 결합되며 상기 제2로커암과 접촉하는 제1캠팔로우어부를 포함한다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the first rocker arm is coupled to the first main body and the first main body which has one end contacting the valve and being rotatable about the first axis. And a first cam follower fisherman in contact with the second rocker arm.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제3축선은, 상기 제1로커암이 상기 제2로커암에 의해 눌리지 않은 상태에서, 상기 제1캠팔로우어부의 곡률중심을 관통하도록 배치된다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the third axis is such that the first rocker arm penetrates the center of curvature of the first cam follower portion in a state where the first rocker arm is not pressed by the second rocker arm. Is placed.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1캠팔로우어부는, 상기 제1본체에 대해 회전 가능하게 결합된 제1롤러이다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the first cam follower portion is a first roller rotatably coupled to the first body.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2로커암은 상기 캠부를 가지는 제2본체를 포함하며, 상기 제2캠팔로우어부는 상기 제2본체에 회전 가능하게 결합된 제2롤러이다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the second rocker arm includes a second body having the cam portion, and the second cam follower portion is rotatably coupled to the second body. It is a roller.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 위치이동수단은, 모터; 일단부는 상기 엔진 내부에 상기 제3축선을 중심으로 회전 가능하게 결 합되고, 타단부는 상기 제2로커암에 상기 제2축선을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제1지지체; 및 상기 모터에서 발생된 구동력을 상기 제1지지체로 전달하여 상기 제1지지체를 상기 제3축선을 회전중심으로 하여 회동시키는 동력전달유닛;을 포함한다.In the valve driving apparatus according to the present invention, Preferably, the position moving means, the motor; A first support having one end rotatably coupled to the third axis inside the engine and the other end rotatably coupled to the second rocker arm about the second axis; And a power transmission unit which transmits the driving force generated by the motor to the first support body and rotates the first support body with the third axis as the rotation center.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 동력전달유닛은, 상기 모터에 의해 회전되는 워엄과, 상기 제1지지체에 형성되며 상기 워엄에 맞물리는 워엄휠부를 포함한다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, the power transmission unit includes a worm that is rotated by the motor and a worm wheel that is formed on the first support and engages with the worm.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 위치이동수단은, 편심되게 회전하는 편심캠; 일단부에 상기 편심캠이 회전 가능하도록 끼워지며, 타단부는 상기 제2로커암에 상기 제2축선을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제2지지체; 상기 제2지지체의 일면으로부터 돌출되게 형성된 돌출부; 및 상기 돌출부가 끼워지며 상기 제3축선을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 일정 길이로 형성된 가이드홀을 가지는 가이드 부재;를 포함한다.In the valve driving apparatus according to the present invention, Preferably, the position movement means, the eccentric cam to rotate eccentrically; A second support having one end rotatably fitted to the eccentric cam, and the other end rotatably coupled to the second rocker arm about the second axis; A protrusion formed to protrude from one surface of the second support; And a guide member fitted with the protrusion and having a guide hole formed to have a predetermined length along an arc trajectory around the third axis.
본 발명에 따른 밸브구동장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2캠팔로우어부를 상기 회전캠 측으로 탄성 바이어스시키기 위한 스프링을 더 포함한다.In the valve driving apparatus according to the present invention, preferably, further comprising a spring for elastically biasing the second cam follower portion toward the rotary cam.
이하, 본 발명에 따른 밸브구동장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the valve driving apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브구동장치의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 밸브구동장치의 캠부와 기초원부를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 밸브구동장치의 상태로부터 제1로커암이 하강한 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 밸브구동장치의 상태로부터 제1지지체가 "D" 방향으로 회동한 상태를 도시한 도면이다.Figure 2 is a front view of the valve driving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing the cam portion and the base of the valve driving apparatus shown in Figure 2, Figure 4 is a valve drive shown in Figure 2 FIG. 5 is a view showing a state in which the first rocker arm is lowered from the state of the device, and FIG. 5 is a view showing the state in which the first support body is rotated in the "D" direction from the state of the valve driving device shown in FIG.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 밸브구동장치는, 엔진 내의 연소실을 개폐시키는 밸브(10)의 리프트량을 가변적으로 제어할 수 있는 것으로서, 회전캠(110)과, 제1로커암(120)과, 제2로커암(130)과, 위치이동수단을 구비한다.2 to 5, the valve driving apparatus according to the present embodiment may variably control the lift amount of the
상기 회전캠(110)은, 상기 밸브(10)가 일정한 주기로 상하 방향으로 왕복 운동할 수 있도록 일정한 프로파일의 요동 운동을 발생시키는 것이다. 상기 회전캠(110)이 그 회전축(112)을 중심으로 회전하여 그 일측에 돌출되게 형성된 캠로브(111)가 원주 상의 소정의 위치에 위치할 때마다, 상기 캠로브(111)에 의해 후술할 제2로커암(130) 및 제1로커암(120)이 눌려지고, 그에 따라 상기 밸브(10) 역시 개폐, 즉 상하 방향으로 왕복 운동할 수 있게 된다.The
상기 제1로커암(120)은, 상기 회전캠(110)의 회전에 따라 제1축선(121)을 회전중심으로 하여 회동하면서 상기 밸브(10)가 개폐되도록 하는 것으로서, 제1본체(122)와, 제1캠팔로우어부를 포함한다. 상기 제1본체의 일단부(122a)는 상기 밸브(10)와 접촉하며, 상기 제1본체의 타단부(122b)는 간극 조정기(20)와 접촉한다. 상기 간극 조정기(20)는 상기 제1본체의 타단부(122b) 측에 상측 방향의 힘을 항상 작용하여 상기 제1본체의 일단부(122a)와 상기 밸브(10) 사이의 간극을 영(0)으로 조정한다. 상기 간극 조정기(20)의 상부에는 구면 형상의 헤드부(21)가 마련되어 있고, 상기 제1축선(121)은 상기 헤드부(21)의 곡률 중심을 관통하도록 배치되어 있는 바, 상기 제1본체(122)는 상기 회전캠(110)의 회전력을 전달받아 상기 제1축 선(121)을 회전중심으로 하여 회동 가능하게 된다.The
상기 제1본체(122)의 중앙부에는 후술할 제2로커암(130)과 접촉하는 제1캠팔로우어부가 설치되어 있다. 상기 제1캠팔로우어부는, 상기 회전캠의 요동 운동을 전달받는데, 본 실시예에서는 상기 제1캠팔로우어부의 곡률 중심을 회전축(124)으로 하고 상기 제1본체(122)에 대해 회전 가능하게 설치된 제1롤러(123)가 사용된다.The first cam follower portion in contact with the
상기 엔진의 내부에는 후술할 제1지지체의 일단부(142a)가 힌지 결합되는 피봇부(미도시)가 설치되는데, 본 실시예의 제3축선(125)은 상기 피봇부의 회전축 상에 위치한다. 또한, 상기 제3축선(125)은, 상기 제1로커암(120)이 상기 제2로커암(130)에 의해 눌리지 않은 상태, 즉 상기 제1로커암(120)이 회동하지 않고 밸브(10)가 연소실을 닫고 있는 상태에서의 제1롤러의 회전축(124) 위치와 일치하도록 배치되어 있다. 상기 제1로커암(120)이 상기 제1축선(121)을 중심으로 회동하기 시작하면, 상기 제1롤러의 회전축(124)은 상기 제3축선(125)과 더 이상 일치하지 않게 되고 상기 제1축선(121)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 이동하게 된다.A pivot part (not shown) in which one
상기 제2로커암(130)은, 상기 회전캠(110)의 회전력을 상기 제1로커암(120)에 전달하며, 상기 밸브(10)의 리프트량을 가변시키기 위해 그 위치가 변경되는 것으로서, 제2본체(132)와, 제2캠팔로우어부와, 캠부(134)와, 기초원부(135)를 구비한다.The
상기 제2본체(132)의 일측에는 상기 제2본체(132)에 결합된 제2캠팔로우어부 가 마련되어 있다. 본 실시예에서는 상기 제2캠팔로우어부로서 상기 제2본체(132)에 회전 가능하게 결합되는 원형 형상의 제2롤러(133)가 사용된다. 상기 제2롤러(133)는 항상 상기 회전캠(110)과 접촉하며, 그 회전캠(110)으로부터 발생되는 요동운동을 전달받는다.One side of the
상기 제2로커암(130)에는 상기 제2본체(132)가 힌지 결합되어 있는 피봇부(136)가 마련되어 있는데, 상기 제2로커암(130)은 상기 피봇부(136)의 회전축인 제2축선(131)을 회전중심으로 하여 회동 가능하게 엔진 내에 설치된다. 상기 회전캠(110)이 회전하여 상기 회전캠의 캠로브(111)와 상기 제2롤러(133)가 접촉하게 되면, 상기 제2롤러(133)는 하측 방향으로 눌려지고 상기 제2로커암(130)은 상기 제2축선(131)을 회전중심으로 하여 회동하게 된다.The
상기 캠부(134)는, 상기 제2본체(132)의 하부에 곡면 형상으로 도 3의 "B" 구간 상에 형성되어 상기 제2롤러(133)로부터 회전캠(110)의 요동운동을 전달받아 상기 제1로커암(120) 측으로 그 요동운동을 전달한다. 상기 회전캠의 캠로브(111)와 상기 제2롤러(133)가 접촉하지 않은 경우에는 후술할 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)가 접촉하고 있다가, 상기 회전캠의 캠로브(111)와 상기 제2롤러(133)가 접촉하기 시작하면 상기 캠부(134)가 상기 제1롤러(123)와 접촉하기 시작하면서 상기 제1롤러(123)를 하측 방향으로 누르게 된다.The
상기 기초원부(135)는, 상기 캠부(134)로부터 연장되게 상기 제2본체(132)의 하부에 곡면 형상으로 도 3의 "C" 구간 상에 형성된 것으로서, 상기 제2축선(131)을 곡률 중심으로 하는 원호 형상의 부분이다.The
도 3을 참조하면, 상기 기초원부(135)는 상기 제1롤러(123)와 항상 접촉하는 부분으로서, 상기 제2축선(131)과 상기 기초원부(135) 상의 임의의 위치에 있는 포인트 사이의 거리(r3)(r4)는 일정하므로, 상기 제2축선(131)을 회전중심으로 하여 상기 제2로커암(130)이 회동 시 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)의 구름접촉이 발생하는 동안에는 상기 제1롤러(123)가 하측 방향으로 눌려지지 않게 된다.Referring to FIG. 3, the
한편, 상기 제2축선(131)과 상기 캠부(134) 상의 임의의 위치에 있는 포인트 사이의 거리는, 상기 제2축선(131)과 상기 기초원부(135) 상의 임의의 위치에 있는 포인트 사이의 거리보다 길기 때문에, 상기 캠부(134)와 상기 제1롤러(123)의 구름접촉이 발생하기 시작하면 상기 제1롤러(123)가 하측 방향으로 눌려지게 된다. 또한, 상기 제2축선(131)과 상기 캠부(134)의 임의의 일 위치에 있는 포인트 사이의 거리(r1)와 상기 제2축선(131)과 상기 캠부(134)의 다른 위치에 있는 포인트 사이의 거리(r2)를 비교해 볼 때, 상기 기초원부(135)로부터 멀리 위치해 있는 "r2"로 표시된 거리가 상기 기초원부(135)로부터 가깝게 위치해 있는 "r1"으로 표시된 거리보다 길다. 상기 캠부(134)는, 상기 캠부(134) 상의 포인트가 상기 기초원부(135)로부터 멀어질수록 그 포인트와 상기 제2축선(131) 사이의 거리는 길어지도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 제1롤러(123)와 접촉하는 상기 캠부(134) 상에 위치한 포인트가 상기 기초원부(135)로부터 멀어질수록, 상기 캠부(134)에 의해 제1롤러(123)는 하측 방향으로 보다 더 눌려지게 된다.On the other hand, the distance between the
상기 제2본체(132)에는 상기 제2롤러(133)를 상기 회전캠(110) 측으로 탄성 바이어스시키기 위한 스프링(160)이 설치되어 있다. 상기 스프링(160)은, 상기 제 2로커암의 피봇부(136)에 감겨 상기 제2본체(132)의 일면 상에 돌출되게 형성된 제1돌기부(137)와 상기 제1지지체(132)의 일면 상에 돌출되게 형성된 제2돌기부(145)에 걸려지게 설치된다. 상기 제1돌기부(137)에는 상기 스프링(160)에 의한 복원력이 작용하여, 상기 제2롤러(133)와 상기 회전캠(110)을 항상 접촉하게 한다.The
상기 위치이동수단은, 상기 제2로커암(130)의 회전중심인 제2축선(131)을, 상기 제3축선(125)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 이동시키기 위한 수단으로서, 모터(141)와, 제1지지체(142)와, 동력전달유닛을 포함한다.The position shifting means is a means for moving the
상기 제1지지체(142)는, 그 일단부(142a)는 상기 엔진 내부에 상기 제3축(125)을 중심으로 회전 가능하게 결합되고, 그 타단부(142b)는 상기 제2로커암(130)에 상기 제2축선(131)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 부재이다. 후술할 동력전달유닛에 의해 상기 모터(141)의 구동력이 상기 제1지지체(142)에 전달되면 상기 제1지지체(142)는 상기 제3축선(125)을 회전중심으로 하여 회동하게 되고, 상기 제1지지체의 타단부(142b)에 결합된 제2로커암(130)은 상기 기초원부(135)를 통해 상기 제1롤러(123)와의 접촉을 유지하면서 상기 제3축선(125)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 위치 이동하게 된다.One
상기 동력전달유닛은, 상기 모터(141)에서 발생된 구동력을 상기 제1지지체(142)로 전달하는 것으로서, 상기 모터(141)에 의해 회전되는 워엄(143)과 그 워엄(143)에 맞물리는 워엄휠부(144)로 이루어져 있다. 상기 워엄(143)은 상기 모터(141)의 회전축 상에 형성되어 있고, 상기 워엄휠부(144)는 제1지지체(142)의 일측에 형성되어 있다.The power transmission unit transmits the driving force generated by the
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 밸브구동장치를 통해 밸브의 리프트량과 개방 시간이 가변적으로 제어되는 작동원리를, 도 2 내지 도 5를 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation principle in which the lift amount and the opening time of the valve are variably controlled by the valve driving apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
상기 회전캠(110)이 회전하여 상기 회전캠의 캠로브(111)와 상기 제2롤러(133)가 접촉하게 되면, 상기 제2로커암(130)은 제2축선(131)을 회전중심으로 하여 회동하게 된다. 상기 회전캠의 캠로브(111)와 상기 제2롤러(133)가 접촉하기 전에는, 상기 제2로커암의 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)가 접촉되어 있다가 상기 제2로커암(130)의 회동과 함께 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123) 사이에는 구름접촉이 발생한다. 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123) 사이에서 구름접촉이 발생하는 동안에는, 상기 제1롤러(123)가 하측 방향으로 눌리지 않으므로, 상기 밸브(10)는 엔진의 연소실을 계속 닫고 있는 상태에 있게 된다. 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)의 구름접촉이 끝나고, 상기 기초원부(135)로부터 연장되게 형성된 캠부(134)와 상기 제1롤러(123) 사이에 구름접촉이 시작되면, 상기 제1롤러(123)는 하측 방향으로 눌리기 시작하고 상기 제1본체(122)는 제1축선(121)을 회전중심으로 회동하기 시작한다. 상기 제1본체(122)의 회동으로 인해, 그 제1본체의 일단부(122a)와 접촉하고 있는 밸브(10)는 하측 방향으로 이동하게 되어 결국 엔진의 연소실은 열리게 된다.When the
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1지지체(142)가 제3축선(125)을 회전중심으로 하여 "D" 방향으로 회전하게 되면, 상기 제2로커암(130)의 회동 시, 캠부(134)와 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이가 길어진다. 즉, 상기 제1지지체(142)가 도 4 에 도시된 위치에 위치하면, 상기 제2로커암(130)의 회동 시, 상대적으로 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이는 길어지고, 상기 캠부(134)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이는 짧아진다. 반면에, 상기 제1지지체(142)가 도 5에 도시된 위치에 위치하면, 상기 제2로커암(130)의 회동 시, 상대적으로 상기 기초원부(135)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이는 짧아지고, 상기 캠부(134)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이는 길어진다.4 and 5, when the
상기 캠부(134)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이가 짧아지면, 상기 기초원부(135)로부터 가깝게 위치하는 캠부(134) 상의 포인트와 상기 제1롤러(123)가 접촉하게 되어, 상기 밸브(10)는 "A0" 위치에서 "A1" 위치까지만 하강하고 상기 회전캠(110)의 회전에 따라 "A0" 위치와 "A1" 위치 사이를 왕복하게 된다. 그러나, 상기 캠부(134)와 상기 제1롤러(123)가 구름접촉하는 길이가 길어지면, 상기 기초원부(135)로부터 멀리 위치하는 캠부(134) 상의 포인트와 상기 제1롤러(123)가 접촉하게 되어, 상기 밸브(10)는 "A0" 위치에서 "A2" 위치까지 하강하고 상기 회전캠(110)의 회전에 따라 "A0" 위치와 "A2" 위치 사이를 왕복하게 된다.When the length of the
또한, 상기 제2로커암(130)의 위치가 좌우 방향으로 이동함에 따라 밸브의 개방 시간 역시 변경된다. 예컨대, 도 4에 도시된 위치에서는 상기 캠로브(111) 상의 최고 돌출부와 제2롤러(133)의 접촉이 대략 6시 방향에서 이루어지고, 도 5에 도시된 위치에서는 상기 캠로브(111) 상의 최고 돌출부와 제2롤러(133)의 접촉이 대략 5시 방향에서 이루어진다. 이와 같이, 캠로브(111) 상의 최고 돌출부와 제2롤러(133)의 접촉이 발생하는 시간이 달라지게 되어 밸브(10)의 개방 시간도 변경 되게 된다.In addition, the opening time of the valve is also changed as the position of the
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 밸브구동장치를 이용하면, 그 일단부가 밸브와 접촉하는 제1로커암과 상기 제1로커암과 접촉 가능한 캠부의 상대적인 위치를 변경하여 상기 캠부와 상기 제1로커암이 구름접촉하는 길이를 달라지게 하여 상기 밸브의 리프트량 및 개방 시간을 연속적으로 가변 제어할 수 있게 됨에 따라, 밸브의 리프트량 및 밸브가 개폐되는 시간을 엔진의 운전 상태에 따라 변화를 줄 수 있어 흡입 또는 배출되는 공기의 양을 조절하여 엔진의 운전 상태에 따라 최적의 연비와 출력을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.When the valve driving apparatus according to the present embodiment configured as described above is used, the cam portion and the first portion are changed by changing the relative positions of the first rocker arm whose one end is in contact with the valve and the cam portion which is in contact with the first rocker arm. By varying the length of the rocker arm in rolling contact, the lift amount and opening time of the valve can be continuously controlled, thereby changing the lift amount of the valve and the opening and closing time of the valve according to the operating state of the engine. By adjusting the amount of intake or exhaust air, it is possible to achieve the optimum fuel economy and output according to the operating state of the engine.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브구동장치의 정면도이다.On the other hand, Figure 6 is a front view of the valve driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 밸브구동장치는, 도 2에 도시된 밸브구동장치와는 다른 위치이동수단을 구비하고 있다. 본 실시예의 위치이동수단은, 편심캠(151)과, 제2지지체(152)와, 돌출부(153)와, 가이드 부재(154)를 포함한다. 도 5에 있어서, 도 2 내지 도 5에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to Fig. 6, the valve drive device of the present embodiment is provided with position moving means different from the valve drive device shown in Fig. 2. The position shifting means of this embodiment includes an
상기 편심캠(151)은, 그 회전축을 중심으로 편심되게 회전하는 것으로서, 상기 편심캠(151)에 끼워지는 부재에 요동 운동을 제공한다.The
상기 제2지지체(152)는, 그 일단부에 상기 편심캠(151)이 회전 가능하게 끼워지며 그 타단부는 상기 제2로커암의 피봇부(136)에 상기 제2축선(131)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 상기 제2지지체(152)의 일면에는 그 일면으로부터 돌 출되게 형성된 돌출부(153)가 마련되어 있다.The
상기 가이드 부재(154)에는, 상기 돌출부(153)가 상기 제3축선(125)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 이동할 수 있도록, 상기 돌출부(153)가 끼워지며 상기 제3축선(125)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 일정 길이로 형성된 가이드홀(155)이 형성되어 있다. 상기 편심캠(151)의 회전에 따라 상기 제2지지체(152)는 자유운동을 하게 되는데, 상기 제2지지체(152)에 마련된 돌출부(153)가 상기 가이드홀(155)에 끼워지도록 구성되어서 상기 제2지지체(152)의 운동은 상기 가이드홀(155)의 형성 방향에 따라 구속되게 되고, 상기 제2로커암의 피봇부(136)는 상기 제3축선(125)을 중심으로 하는 원호 궤적을 따라 이동하게 된다.The
본 실시예에 따른 밸브구동장치 역시, 도 2에 도시된 밸브구동장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다.The valve driving device according to the present embodiment can also obtain the same effect as the valve driving device shown in FIG. 2.
이상 바람직한 실시예 및 변형례에 대해 설명하였으나, 본 발명에 따른 밸브구동장치는 상술한 예들에 한정되는 것은 아니며, 그 예들의 변형이나 조합에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 밸브구동장치가 구체화될 수 있다.Although preferred embodiments and modifications have been described above, the valve driving apparatus according to the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications and combinations thereof may be made within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. A valve drive device of the type can be embodied.
본 발명의 밸브구동장치에 의하면, 엔진의 운전 상태에 따라 밸브의 리프트량 및 밸브의 개폐 시간을 연속적으로 가변 제어할 수 있게 됨으로써, 엔진의 효율이 극대화됨은 물론 연비 및 출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the valve driving device of the present invention, the variable control amount of the valve lift amount and the opening and closing time of the valve can be continuously controlled according to the operating state of the engine, thereby maximizing the efficiency of the engine and improving fuel efficiency and output. There is.
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