KR101220040B1 - Continuously variable valve lift device using 3d cam for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치에 관한 것으로서, 적어도 하나의 3D 캠(CAM)이 결합된 캠축과; 상기 캠축의 하측에 마련되며, 적어도 하나의 밸브가 리프팅 가능하게 결합된 로커암과; 상기 로커암의 일측에 결합된 로커축에 삽입되고, 상기 로커축에 회전 가능하게 결합되는 구동부재와; 상기 로커암의 타측에 결합된 베어링축에 삽입되고, 상기 구동부재의 회전력에 의해 상기 베어링축을 따라 직선 이동되어 상기 밸브를 리프팅 시키는 탄성력을 가지는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a continuously variable valve lift apparatus using a 3D cam of an automobile, comprising: a cam shaft to which at least one 3D cam (CAM) is coupled; A rocker arm provided below the camshaft and to which at least one valve is liftably coupled; A driving member inserted into a rocker shaft coupled to one side of the rocker arm and rotatably coupled to the rocker shaft; And a bearing inserted into a bearing shaft coupled to the other side of the rocker arm and linearly moved along the bearing shaft by the rotational force of the driving member to lift the valve.
이에 의하여, 캠축을 좌우 방향으로 이동시키는 구조가 아니므로 구동력이 큰 모터가 필요없기 때문에 제조 원가가 절감되고, 편심이 작용하지 않아 캠의 내구성이 향상될 수 있다.As a result, since the camshaft is not moved in the left and right direction, a manufacturing cost is reduced because a motor having a large driving force is not required, and eccentricity does not work, and thus the durability of the cam can be improved.
Description
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 전방 사시도이고, 1 is a front perspective view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of a vehicle according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 후방 사시도이고, 2 is a rear perspective view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of a vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 측면도이고, 3 is a side view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of a vehicle according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치에서 로커축이 회전될 때 베어링이 우측으로 이동되어 밸브가 리프팅된 상태를 도시한 정면도이다. Figure 4 is a front view showing a state in which the bearing is moved to the right when the rocker shaft is rotated in the continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of the vehicle according to the present invention the valve is lifted.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
5 : 캠축 10, 20 : 3D 캠5: Camshaft 10, 20: 3D Cam
15 : 25 : 30 : 로커축 15: 25: 30: Rocker Shaft
35 : 베어링축 40 : 로커암35: bearing shaft 40: rocker arm
50, 60 : 베어링 몸체 55, 65 : 복원 스프링50, 60: bearing
본 발명은, 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제조 원가가 절감되고, 편심이 작용하지 않아 캠의 내구성이 향상될 수 있는 자동차의 연속 가변밸브 리프트장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of an automobile, and more particularly, a manufacturing variable valve lift apparatus of an automobile in which manufacturing costs are reduced and eccentricity is not improved, thereby improving durability of the cam. It is about.
일반적으로, 4행정 가솔린 엔진에 있어서 흡배기 밸브가 갖는 기능은 실린더 내 흡기와 배기의 흐름을 제어하고, 실린더 내의 기밀을 유지하는데 있다. In general, the function of the intake / exhaust valve in a four-stroke gasoline engine is to control the flow of intake and exhaust in the cylinder, and to maintain airtightness in the cylinder.
즉, 압축 행정과 폭발 행정시에는 흡배기 밸브 모두가 닫혀 실린더 내의 기밀을 유지하고, 흡입 행정과 배기 행정시에는 각각 흡기 밸브 또는 배기 밸브만 열려 연료가스의 흡입과 연소가스의 배출이 이루어진다. That is, during the compression stroke and the explosion stroke, both the intake and exhaust valves are closed to maintain airtightness in the cylinder, and during the intake and exhaust strokes, only the intake valve or the exhaust valve is opened, respectively, to intake fuel gas and discharge the combustion gas.
상기 밸브의 개폐는 캠 샤프트에 마련된 캠이 밸브의 단부를 로커암에 의해 누름으로써 이루어지며, 캠 샤프트는 크랭크 샤프트의 구동력을 타이밍 체인 혹은 타이밍 벨트 등에 의해 전달받아 회전한다. The opening and closing of the valve is made by the cam provided on the cam shaft by pressing the end of the valve by the rocker arm, the cam shaft is rotated by receiving the driving force of the crankshaft by a timing chain or a timing belt.
한편, 밸브의 기밀성, 흡배기 가스의 양 등을 결정짓는 중요한 요소는 밸브 리프트(Valve Lift)인데, 미국특허공보 제5870984 및 제5988127에 개시된 종래 연속 가변밸브 리프트(CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE LIFT, CVVL)장치는 직동식으로서, 캠이 좌우로 이동하면서 밸브의 리프트를 조절하는 방식으로 이루어져 있다. On the other hand, an important factor for determining the airtightness of the valve, the amount of intake and exhaust gas, etc. is a valve lift. As a direct acting, the cam moves from side to side to adjust the lift of the valve.
이러한, 종래의 CCVL 기술은 컴팩트한 구조를 가지며, 캠 형상을 변화시킴으로써 밸브 리프트, 듀레이션(DURATION), 타이밍(TIMING) 까지 조정이 가능하다. The conventional CCVL technology has a compact structure and can be adjusted to valve lift, duration, and timing by changing the cam shape.
그런데, 이러한 종래의 연속 가변밸브 리프트장치에 있어서는, 캠축 전체를 약 10mm 이상 움직여야 하므로 구동력이 큰 모터가 필요하므로 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다. However, in the conventional continuous variable valve lift apparatus, the entire camshaft needs to be moved by about 10 mm or more, so a motor having a large driving force is required, thereby increasing the manufacturing cost.
또한, 캠이 밸브를 눌러줄 때 편심으로 힘이 작용하므로 캠의 내구성이 저하되는 문제점이 있다. In addition, since the force acts as an eccentricity when the cam presses the valve, there is a problem that the durability of the cam is reduced.
따라서, 본 발명의 목적은, 캠축을 좌우 방향으로 이동시키는 구조가 아니므로 구동력이 큰 모터가 필요없기 때문에 제조 원가가 절감되고, 편심이 작용하지 않아 캠의 내구성이 향상될 수 있는 자동차의 연속 가변밸브 리프트장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is not a structure for moving the cam shaft in the left and right direction, so that a motor with a large driving force is not required, thereby reducing manufacturing costs, and eccentricity does not affect the continuous variable of the automobile which can improve the durability of the cam. It is to provide a valve lift device.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치에 있어서, 적어도 하나의 3D 캠(CAM)이 결합된 캠축과; 상기 캠축의 하측에 마련되며, 적어도 하나의 밸브가 리프팅 가능하게 결합된 로커암과; 상기 로커암의 일측에 결합된 로커축에 삽입되고, 상기 로커축에 회전 가능하게 결합되는 구동부재와; 상기 로커암의 타측에 결합된 베어링축에 삽입되고, 상기 구동부재의 회전력에 의해 상기 베어링축을 따라 직선 이동되어 상기 밸브를 리프팅 시키는 탄성력을 가지는 베어링에 의해 달성된다.According to the present invention, a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of an automobile, comprising: a camshaft to which at least one 3D cam (CAM) is coupled; A rocker arm provided below the camshaft and to which at least one valve is liftably coupled; A driving member inserted into a rocker shaft coupled to one side of the rocker arm and rotatably coupled to the rocker shaft; It is achieved by a bearing having an elastic force inserted into a bearing shaft coupled to the other side of the rocker arm and linearly moved along the bearing shaft by the rotational force of the drive member to lift the valve.
여기서, 상기 베어링은 상기 3D 캠 형상에 대응하게 마련되어 상기 3D 캠에 의해 가압되는 베어링 몸체와, 상기 구동부재에 의해 상기 베어링 몸체가 이동된 후 상기 베어링 몸체를 복원시키는 복원 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the bearing preferably includes a bearing body provided corresponding to the 3D cam shape and pressurized by the 3D cam, and a restoring spring for restoring the bearing body after the bearing body is moved by the driving member. .
이 때, 상기 구동부재는 상기 로커축에 삽입되어 모터의 구동력에 의해 상기 로커축과 일체로 회전하는 원통 형상의 구동 몸체와, 상기 로커축이 회전할 때 상기 베어링을 직선 이동시키기 위해 상기 구동 몸체의 원주면을 따라 경사지게 돌출 형성된 경사 돌출체를 포함하는 것이 바람직하다. At this time, the drive member is inserted into the rocker shaft and the cylindrical drive body which is integrally rotated with the rocker shaft by the driving force of the motor, and the drive body to linearly move the bearing when the rocker shaft rotates It is preferable to include an inclined protrusion formed protruding obliquely along the circumferential surface of the.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 전방 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 후방 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 3D 캠을 이용한 연속 가변밸브 리프트장치를 도시한 측면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 연속 가변밸브 리프트(Continuously Variable Valve Lift, CVVL)장치는 3D 캠(CAM, 10, 20)이 결합된 캠축(5)과, 캠축(5)의 하측에 마련되며 밸브(15, 25)가 리프팅 가능하게 결합된 로커암(40)과, 로커암(40)의 일측에 결합된 로커축(30)에 삽입되며 로커축(30)에 회전 가능하게 결합된 구동부재(70)와, 로커암(40)의 타측에 결합된 베어링축(35)에 삽입되어 구동부재(70)의 회전에 의해 직선 이동되어 밸브(15, 25)를 리프팅 시키는 베어링(53, 63)을 포함하여 이루어진다. 1 is a front perspective view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of a vehicle according to the present invention, Figure 2 is a rear perspective view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of a vehicle according to the present invention, Figure 3 is a side view showing a continuous variable valve lift apparatus using a 3D cam of the vehicle according to the present invention. As shown in these figures, a continuously variable valve lift (CVVL) device of a vehicle according to the present invention includes a
3D 캠(CAM, 10, 20)은 베어링(53, 63)과 접촉되어 베어링(53, 63)을 아래 방향으로 가압하는 기능을 하며, 베어링(53, 63)과 접촉하는 부분에 경사면(11, 21)이 형성되어 있어 경사 캠이라고도 한다.The
로커암(40)의 일측에는 로커축(30)이 삽입되고 타측에는 베어링축(35)이 삽 입되어 있다. The
로커축(30)은 모터에 의해 회전되는데, 이 때 로커축(30)에는 로커축(30)과 일체로 회전되는 구동부재(70)가 결합되어 있다. The
구동부재(70)는 밸브(15, 25)를 리프팅시키기 위해 베어링(53, 63)을 직선 이동시키는 구동수단으로서, 로커축(30)에 삽입되며 모터의 구동력에 의해 로커축(30)과 일체로 회전하는 원통 형상의 구동 몸체(71)와, 로커축(30)이 회전할 때 베어링(53, 63)을 양측방향으로 밀어주기 위해 구동 몸체(71)의 원주면을 따라 경사지게 돌출 형성된 경사 돌출체(72, 73)를 포함하여 이루어진다. 이와 같이, 도 4에 도시된 바와 같이, 경사 돌출체(72, 73)가 각 베어링(53, 63)을 양측방향으로 밀어주면 베어링(53, 63)은 밸브(15, 25)를 아랫방향으로 밀어 밸브(15, 25)가 리프팅되는 것이다. The
베어링(53, 63)은 3D 캠(10, 20)의 경사면(11, 21)과 형상 대응되도록 반원 형상으로 이루어져 3D 캠(10, 20)에 의해 가압되는 베어링 몸체(50, 60)와, 베어링축(35)의 외주면에 마련되어 구동부재(70) 회전시 베어링 몸체(50, 60)가 양측 방향으로 이동된 후 베어링 몸체(50, 60)를 복원시키는 복원 스프링(55, 65)으로 구성된다. 즉, 베어링 몸체(50, 60)가 양측방향으로 이동되어 밸브(15, 25)가 아랫방향으로 리프팅된 후, 복원 스프링(55, 65)의 복원력에 의해 베어링 몸체(50, 60)가 제자리에 위치하면 밸브(15, 25)가 윗방향으로 리프팅될 수 있다. The
이러한 구성에 의하여, 구동부재(70)의 회전력에 의해 베어링(53, 63)이 직선 이동하여 밸브(15, 25)를 리프팅함으로써, 캠축(5)이 이동되기 위해 큰 구동력 을 발생시키는 모터가 필요없으므로 제조원가가 절감되고, 캠축(5)이 이동될 때 편심되어 힘이 발생함으로서 캠의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.By such a configuration, the
전술한 실시예에서, 밸브가 두개로 마련되어 이를 각각 구동시키기 위해 캠, 경사 돌출체 및 스프링이 각각 두개로 마련되어 있으나, 밸브가 하나 또는 세 개 이상 마련됨에 따라 상기 캠, 경사 돌출체, 스프링이 이와 대응하게 마련될 수도 있음은 물론이다. In the above-described embodiment, two cams are provided, and two cams, inclined protrusions and springs are respectively provided to drive them, but as one or three or more valves are provided, the cams, inclined protrusions and springs are provided with two or more valves. Of course, it can also be provided correspondingly.
전술한 실시예에서, 베어링이 베어링 몸체와 복원 스프링으로 구성됨으로써 베어링이 탄성력을 가지는데, 복원 스프링 없이 베어링 몸체가 고무 재질로 마련됨으로써 탄성력을 가질 수도 있음은 물론이며, 베어링 몸체가 판 스프링으로 마련될 수도 있음은 물론이다. In the above-described embodiment, the bearing is composed of a bearing body and a restoring spring, so that the bearing has elastic force. The bearing body may be elastically provided by a rubber material without the restoring spring, and the bearing body may be provided with a leaf spring. Of course it can be.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예는 본 발명의 청구범위에 속한 것이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that such modifications belong to the claims of the present invention. .
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캠축을 좌우 방향으로 이동시키는 구조가 아니므로 구동력이 큰 모터가 필요없기 때문에 제조 원가가 절감되고, 편심이 작용하지 않아 캠의 내구성이 향상될 수 있는 자동차의 연속 가변밸브 리프트장치를 제공한다. As described above, according to the present invention, since the cam shaft is not moved in the left and right direction, a motor having a large driving force is not required, and thus manufacturing cost is reduced and eccentricity does not affect the durability of the automobile. Provides a continuously variable valve lift device.
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