KR101251478B1

KR101251478B1 - 직동식 ｃｄａ 기구

Info

Publication number: KR101251478B1
Application number: KR1020100123059A
Authority: KR
Inventors: 최명식
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2013-04-05
Also published as: KR20120061674A; DE102011052549A1; CN102486107A; US20120138012A1; CN102486107B

Abstract

본 발명은 직동식 CDA 기구에 관한 것으로 캠과 미끄럼 접촉하면서 승하강하는 중공체의 외측바디; 상기 외측바디의 내부에 위치하여 상기 외측바디의 이동에 구속되고 상기 외측바디와의 사이에 오일통로를 형성하며 그 내부에 횡으로 래칭기구 삽입홀이 형성된 어퍼시트; 상기 어퍼시트의 내부에 위치하는 내측바디; 상기 래칭기구 삽입홀에 삽입되어 오일의 선택적 공급에 의하여 내측바디의 이동을 외측바디의 이동에 선택적으로 구속시키는 래칭기구; 상기 어퍼시트와 내측바디의 내부의 중공부에 위치하고 상기 내측바디에 의해 지지되며 상기 외측바디를 선택적으로 로스트 모션 운동하도록 하는 로스트 모션 스프링; 을 포함하는 직동식 CDA 기구를 제공하여,
래칭핀의 앞면 형상을 내측바디와 접하는 부분과 대응되는 형상으로 함으로써 래칭핀의 회전을 방지할 수 있고, 외측바디의 외주면 일측에 그루브가 형성되고 이를 통해 오일을 공급함으로써 외측바디의 이동시 마찰을 줄일 수 있으며 로스트 모션 스프링이 내측바디와 외측바디의 사이에 위치함으로써 구조가 단순화되는 효과가 있다.

Description

직동식 ＣＤＡ 기구{DIRECT ACTING CDA DEVICE}

본 발명은 직동식 CDA 기구에 관한 것으로서 보다 상세하게는 어퍼시트의 내부 양측에 각각 래칭기구를 설치하고 오일의 선택적 공급에 의하여 내측바디의 움직임을 외측바디의 움직임에 구속시키는 직동식 CDA 기구에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.

그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수 개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.

상기 VVL 장치와 유사한 개념으로 CDA가 있는데 일반적으로 실린더 디액티베이션(Cylinder DeActivation 이하,CDA) 즉, CDA는 제동시나 정속 주행시에 전체 실린더 중 일부를 휴지(deactivation)시키는 기술을 말하는 것으로, CDA 작동 중에는 휴지 대상이 되는 실린더로의 연료 공급과 흡/배기 밸브들의 작동이 정지하게 된다.

도 1은 종래의 CDA 기구의 단면도이다.

도 1에 따르면, 오일의 공급에 따라 선택적으로 래칭핀이 좌우로 이동하면서 외측바디(10)와 내측바디(20)의 움직임을 서로 구속시키도록 한다. 즉, 래칭(latching)시에는 내측바디(20)와 외측바디(10)가 함께 승하강운동을 하지만 언래칭(untching)시에는 내측바디(20)와 외측바디(10)가 독립적으로 움직여 외측바디(10)가 로스트 모션 스프링(40)에 의하여 밸브 리프트에 기여하지 못하고 단순히 승하강운동만 하게 된다.

종래의 CDA 기구에는 회전방지핀(90)이 형성되어 있는데 상기 회전방지핀(90)은 래칭핀 제어오일 홀(미도시)과 실린더헤드의 오일홀(미도시)을 일치시켜주는 역할을 한다. 그러나 상기 회전방지핀(90)으로 인하여 외측바디 이동시 마찰이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 내측바디의 과도한 상승을 방지하기 위하여 외측바디(10) 상측에는 스톱퍼(95)가 형성되어 있으며, 로스트 모션 스프링(40)이 어퍼시트(30)의 하부에 장착됨에 따라 리테이너(80)와 락(70) 등의 장치가 필요하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 로스트 모션 스프링을 내측바디와 외측바디의 사이에 위치시키고, 래칭핀의 끝단의 형상을 어퍼시트와 접촉하는 부분에 대응되도록 함으로써 구조를 단순화된 직동식 CDA 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 캠과 미끄럼 접촉하면서 승하강하는 중공체의 외측바디; 상기 외측바디의 내부에 위치하여 상기 외측바디의 이동에 구속되고 상기 외측바디와의 사이에 오일통로를 형성하며 그 내부에 횡으로 래칭기구 삽입홀이 형성된 어퍼시트; 상기 어퍼시트의 내부에 위치하는 내측바디; 상기 래칭기구 삽입홀에 삽입되어 오일의 선택적 공급에 의하여 내측바디의 이동을 외측바디의 이동에 선택적으로 구속시키는 래칭기구; 상기 어퍼시트와 내측바디의 내부의 중공부에 위치하고 상기 내측바디에 의해 지지되며 상기 외측바디를 선택적으로 로스트 모션 운동하도록 하는 로스트 모션 스프링; 을 포함하는 직동식 CDA 기구를 제공한다.

본 발명에 따른 실시예의 래칭기구는 상기 래칭기구 삽입홀의 양단에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 래칭기구는 상기 래칭기구 삽입홈에 삽입되어 선택적으로 상기 내측바디의 움직임을 제한하는 래칭핀과, 상기 래칭핀의 내부에 위치하여 상기 래칭핀에 탄성력을 제공하는 래칭 스프링과, 상기 래칭 스프링을 지지하는 플레이트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 래칭핀은 일단은 상기 내측바디의 상단부의 형상과 대응되는 형상을 가지며 타단부는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예의 외측바디의 외측에는 그루브가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예의 어퍼시트는 외주면 일측에 오일유입구가 형성되어 있고 상기 오일유입구를 통해 유입된 오일이 통과하는 오일통로가 상부에 형성되어 래칭기구 삽입홀에 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 래칭핀의 앞면 형상을 내측바디와 접하는 부분과 대응되는 형상으로 함으로써 래칭핀의 회전을 방지할 수 있고, 외측바디의 외주면 일측에 그루브가 형성되고 이를 통해 오일을 공급함으로써 외측바디의 이동시 마찰을 줄일 수 있으며 로스트 모션 스프링이 내측바디와 외측바디의 사이에 위치함으로써 구조가 단순화되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 직동식 CDA 기구이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 래칭시의 직동식 CDA 기구의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예의 언래칭시의 직동식 CDA 기구의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예의 직동식 CDA 기구의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예의 래칭핀의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예의 어퍼시트의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예의 내측바디의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다.

이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 도 2은 본 발명에 따른 실시예의 직동식 CDA 기구의 래칭시의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 실시예의 직동식 CDA 기구의 언래칭시의 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예의 직동식 CDA 기구는 캠의 회동운동에 따라 캠과 미끄럼 접촉하면서 승하강하는 원통형의 중공체인 외측바디(100)와, 상기 외측바디(100)의 내부에 위치하고 상기 외측바디(100)의 이동에 구속되며 상기 외측바디(100)에 밀착 고정되어 기밀을 유지하면서 상기 외측바디(100)와의 사이에 오일통로(370)를 형성하며 그 내부에 횡으로 래칭기구 삽입홀(320)이 형성된 어퍼시트(300)와, 상기 어퍼시트(300)의 내부에 위치하여 선택적인 오일의 공급에 의하여 외측바디(100)의 움직임에 선택적으로 구속되는 내측바디(200)와,

상기 어퍼시트(300)의 내부 양측에 형성된 래칭기구 삽입홀(320)에 양측에서 삽입되어 상기 오일통로(370)로의 오일의 선택적 공급에 의하여 내측바디(200)의 이동을 외측바디(100)의 이동에 선택적으로 구속시키는 래칭기구(400)와, 상기 어퍼시트(300)와 내측바디(200)의 내부의 중공부에 위치하고 상기 내측바디(200)의 하단에 의해 지지되며 상기 외측바디(100)를 선택적으로 로스트 모션 운동하도록 복원력을 제공하는 로스트 모션 스프링(500)을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 직동식 CDA 기구의 사시도인데, 외측바디(100)는 점선으로 나타내었다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 실시예의 어퍼시트(300)의 사시도인데, 상기 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 어퍼시트(300)의 외주면 일측에 오일유입구(350)가 수직방향으로 형성되어 있으며, 상기 오일유입구(350)를 통해 유입된 오일은 상부에 형성된 오일통로(370)를 통해 흘러 래칭기구 삽입홀(320)에 유입된다. 상기 도 4에서 화살표는 오일(51)의 흐름을 나타낸 것이다.

상기 래칭기구(400)는 상기 래칭기구 삽입홀(320)에 삽입되고 내부는 중공부가 형성되어 있으며 오일의 선택적 공급에 의해 전후진하여 상기 내측바디(200)의 움직임을 외측바디(100)의 움직임에 구속하는 래칭핀(420)과, 상기 래칭핀(420)의 중공부 내부에 위치하여 상기 래칭핀(420)에 탄성력을 제공하는 래칭 스프링(440)과, 상기 래칭 스프링(440)을 지지하는 플레이트(460)를 포함한다.

이 때, 상기 래칭핀(420)은 내측바디(200)와 접하는 부분은 상기 내측바디(200)의 상단부의 형상과 대응되는 형상을 가지고 있어 상기 래칭핀(420)이 회전하는 것을 방지하는 구조로 형성되어 있으며 타단은 테두리(428)가 돌출 형성되어 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 래칭핀(420)의 전단은 내측바디(200)가 접하면서 슬라이딩하며 승하강하는 슬라이딩면(422)이 외측바디(100)의 형상과 동일한 형상으로 라운드져 있으며 래칭핀 수직면(424)과 래칭핀 수평면(426)이 형성되어 있어 내측바디(200)의 돌출부(220)와 밀착 결합할 수 있어 래칭핀(420)의 회전을 방지할 수 있는 구조로 되어 있으며, 내측바디(200)는 어퍼시트(300)의 안착부(340)에 걸리도록 되어 있다.

또한, 상기 외측바디(100)의 외측에는 그루브(150)가 형성되어 있어 래칭핀(420) 제어 오일이 그루브(150)를 통해 공급되도록 되어 있으며, 상기 어퍼시트(300)는 외주면 일측에 오일유입구(350)가 형성되어 있고 상기 그루브(150)를 통해 공급된 오일이 유입되도록 되어 있으며 상기 오일유입구(350)를 통해 유입된 오일(51)이 통과하도록 상기 어퍼시트(300)의 상부에 오일통로(370)가 형성되어 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 작동과정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 래칭시 모드에 대하여 살펴보면, 도 2는 본 발명에 따른 실시예의 래칭시의 직동식 CDA 기구의 단면도로 래칭시에는 오일이 공급되지 않는 상태이다.

상기 래칭핀(420)의 내부에 위치한 래칭 스프링(440)에 의한 탄성력에 의하여 래칭핀(420)은 항시 어퍼시트(300)의 중앙을 향하여 전진하도록 되어 있다. 래칭핀(420)이 양측에서 전진함으로써 외측바디(100)가 하강할 경우에는 어퍼시트(300)가 함께 하강하게 되고, 상기 어퍼시트(300)의 하강에 의해 로스트 모션 스프링(500)이 압축되는데, 이 때는 내측바디(200)가 래칭핀(420)에 걸려 상기 외측바디(100) 및 어퍼시트(300)와 함께 하강하게 된다.

상기와 같은 과정에 의해 밸브(600)를 가압하여 밸브 리프트를 완성하게 된다.

이하에서는 언래칭시 모드에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예의 언래칭시의 직동식 CDA 기구의 단면도인데, 언래칭시에는 CDA 기구의 내부로 오일(51)이 공급된다.

오일(51)은 외측바디(100)의 외주면에 형성된 그루브(150)를 통해 유입되고, 외측바디(100)와 어퍼시트(300)에 의해 형성되는 오일통로(370)를 통해 래칭기구 삽입홀(320)에 유입된다. 상기 오일(51)의 흐름은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다.

오일(51)이 래칭기구 삽입홀(320)에 유입되면 래칭기구 삽입홀(320)에서는 유압이 형성되어 래칭핀(420)이 래칭 스프링(440)에 저항하면서 후진하여 래칭 스프링(440)을 압축한다. 캠이 외측바디(100)와 접촉하면서 미끄럼 접촉을 하여 승하강하더라도 내측바디(200)는 움직이지 않게 되어 내측바디(200)와 외측바디(100)는 독립적으로 승하강할 수 있다.

즉, 외측바디(100)가 승하강운동을 하더라도 내츠바디(200)는 이동하지 않게 되어 CDA 모드가 작동된다.

10: 외측바디 20: 내측바디
30: 어퍼시트 40: 로스트 모션 스프링
50: 래칭핀 60: 래칭 스프링
70: 락 80: 리테이터
90: 회전방지핀 95: 스톱퍼
100: 외측바디 150: 그루브
200: 내측바디 220: 돌출부
300: 어퍼시트 320: 래칭기구 삽입홀
340: 안착부 350: 오일유입구
370: 오일통로 400: 래칭기구
420: 래칭핀 422: 슬라이딩면
424: 래칭핀 수직면 426: 래칭핀 수평면
428: 테두리 440: 래칭 스프링
460: 플레이트 500: 로스트 모션 스프링
600: 밸브

Claims

캠과 미끄럼 접촉하면서 승하강하는 중공체의 외측바디;
상기 외측바디의 내부에 위치하여 상기 외측바디의 이동에 구속되고 상기 외측바디와의 사이에 오일통로를 형성하며 그 내부에 횡으로 래칭기구 삽입홀이 형성된 어퍼시트;
상기 어퍼시트의 내부에 위치하는 내측바디;
상기 래칭기구 삽입홀에 삽입되어 오일의 선택적 공급에 의하여 선택적으로 상기 내측바디의 움직임을 제한하는 래칭핀과, 상기 래칭핀의 내부에 위치하여 상기 래칭핀에 탄성력을 제공하는 래칭 스프링과, 상기 래칭 스프링을 지지하는 플레이트를 포함하여 상기 내측바디의 이동을 외측바디의 이동에 선택적으로 구속시키는 래칭기구;
상기 어퍼시트와 내측바디의 내부의 중공부에 위치하고 상기 내측바디에 의해 지지되며 상기 외측바디를 선택적으로 로스트 모션 운동하도록 하는 로스트 모션 스프링;
을 포함하되,
상기 래칭핀은 일단은 상기 내측바디의 상단부의 형상과 동일한 형상을 가지며 타단부는 돌기가 형성되어 있는 직동식 CDA 기구.
제1항에 있어서,
상기 래칭기구는 상기 래칭기구 삽입홀의 양단에 형성되어 있는 직동식 CDA 기구.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 외측바디의 외측에는 그루브가 형성되어 있는 직동식 CDA 기구.
제1항에 있어서,
상기 어퍼시트는 외주면 일측에 오일유입구가 형성되어 있고 상기 오일유입구를 통해 유입된 오일이 통과하는 오일통로가 상부에 형성되어 래칭기구 삽입홀에 공급되도록 하는 직동식 CDA 기구.