KR101252857B1 - 내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워 - Google Patents

내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워(1)에 관한 것이다. 이 캠팔로워는 외부 레버(2)로 구성되며, 이 외부 레버의 측벽(4)들 사이의 리세스(3)로 내부 레버(5)가 연장된다. 상기 캠팔로워(1)는 하면(7)에 일단(8)에는 가스 교환 밸브를 위한 로케이팅 요소(9)를 구비하며 타단(10)에는 지지 요소를 위한 피봇 베어링(11)를 구비한다. 상기 레버들(2)(5)은 단부(8)에서 공통의 축(12)상에 연장된다. 상기 축(2)에 대향하는 단부(10)에는 종축으로 연장되며 커플링 수단을 위해 캠 기본원에서 서로 일직선으로 정렬되는 수용부들(13)(14)이 마련되고, 상기 커플링 수단은 커플링을 위해 섹션별로 마주하고 있는 수용부(14)(13)의 안이나 또는 아래로 옮겨질 수 있다. 상기 레버들(2)(5)은 그 상면들(15)(16)에 캠접촉면들(17)(18)을 갖는다. 상기 축(12)과 대향하는 단부(10)의 영역에는 상기 외부 레버(2)로부터 세그먼트형의 돌출부(19)가 종축으로 상기 리세스(3)로 돌출하고, 상기 돌출부의 밑면(20)은 커플링된 경우 상기 내부 레버(5)의 스윙오프 단부(22)의 인접 상면(16)의 상보적인 스톱 피스(21) 상에 인접한다. 따라서, 간단한 방식으로, 커플링된 경우를 위한 상기 수용부들(10a)(10b)의 일직선 정렬이 구현된다.

Description

내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워{SWITCHABLE CAM FOLLOWER OF A VALVE TRAIN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도 1은 본 발명에 따른 캠팔로워의 입체적인 평면도,
도 2는 상기 캠팔로워의 입체적인 저면도,
도 3은 스톱 피스의 영역에서 상기 캠팔로워의 부분종단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 캠팔로워 2: 외부 레버
3: 리세스 4: 측벽
5: 내부 레버 6: 아암
7: 하면 8, 10, 22, 24: 단부
9: 로케이팅 요소 11: 피봇 베어링
12: 축 13, 14: 수용부
15, 16: 상면 17, 18: 캠접촉면
19: 돌출부 20: 밑면
21: 스톱 피스 23: 크로스바
25: 지지체
본 발명은, 외부 레버를 가지며, 상기 외부 레버의 측벽들 사이의 리세스로 아암들을 구비한 내부 레버가 연장되고, 캠팔로워의 하면에 일단에는 가스 교환 밸브를 위한 로케이팅 요소가 내재하고 타단에는 피봇 베어링이 내재하며, 상기 레버들은 상기 단부들의 하나에서 공통의 축상에 연장되고, 상기 축에 대향하는 단부에는 종축으로 연장되며 적어도 하나의 커플링 수단을 위해 캠 기본원에서 서로 일직선으로 정렬되는 수용부들을 가지며, 상기 커플링 수단은 상기 레버들의 커플링을 위해 섹션별로 마주하고 있는 수용부의 안이나 또는 아래로 옮겨질 수 있으며, 상기 레버들의 적어도 하나는 그 상면에 캠접촉면이 마련되는, 내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워에 관한 것이다.
선행기술에 의해 공지된 레버들에서는 캠 기본원에서 커플링 수단을 위한 수용부들의 일직선 정렬을 구현하기 위해, 각 외부 레버는 해당 내부 레버의 하부를 거의 종축 중심면의 영역에서 클레비스(clevis) 모양으로 잡는 스톱을 구비한다. 상기 외부 레버의 아암들에서 횡방향으로 보아 상기 클레비스형 스톱의 필요 전이반경(transition radius)으로 인해, 상기 유형의 캠팔로워는 상대적으로 넓게 제조되어야 한다. 왜냐하면 내부 레버가 반경 영역에서 횡방향 클레비스의 상면을 칠 수 없기 때문이다. 그럼에도 불구하고 반경 영역에서 타격이 있을 경우, 불필요하게 높은 재료하중을 예상해야만 한다. 또한, 마주하고 있는 수용부에 대해 커플링 수단의 충분한 일직선 정렬이 제공되지 않고, 따라서 커플링이 실현될 수 없는 상황들이 발생할 수 있다.
다른 한편으론, 내부 레버의 하면을 잡는 횡방향 클레비스로 인해 캠팔로워가 불필요하게 깊게 제조되는 것이 명백하다. 이 경우 실린더 헤드 영역에서 작동의 윤활성에 관한 문제가 생길 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 단점들을 제거하도록 상기 유형의 캠팔로워를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라 축에 대향하는 외부 레버의 단부의 영역에서 상기 외부레버로부터 세그먼트형의 돌출부가 종축으로 리세스로 돌출하고, 상기 돌출부의 밑면이 커플링된 경우 내부 레버의 스윙오프(swing off) 단부의 인접 상면의 상보적인 스톱 피스(stop piece) 상에 인접함으로써 달성된다.
따라서, 상기 상술한 단점들이 제거된다. 본 발명의 보호범위는 또한 이른바 '횡방향 록킹'이 배치되는 스위치 가능한 캠팔로워에서의 해결책들에 관한 것이다.
각 레버부품들에 바람직하게는 일체로 실시되어야 하는 본 발명에 따른 내장 스톱 조치로 인해, 내부 레버의 하부를 잡는 상기 클레비스형 스톱이 필요 없어도 된다. 따라서, 간단한 방식으로 캠 기본원에서 적어도 하나의 커플링 수단을 위한 수용부들의 일직선 정렬이 구현된다.
동시에, 종속항의 대상인 바와 같이, 상기 스톱 조치를 통해 각각의 캠과 관련하여 캠 기본원에서 캠접촉면들 중 하나(이 경우, 바람직하게는 내부 레버)의 작 동의 원활함이 실현될 수 있다. 상기 조치를 통해, 구조상의 과대결정(overdetermination)이 저지되고, 동시에 기본원 마찰이 감소된다.
본 발명에 따른 방법들은 '양정 스위치' 또는 '양정 전환 개폐기' 시스템에 따라 스위치 가능한 캠팔로워에서 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 레버는 선행기술에 따른 레버와 비교하여 상대적으로 가늘게 제조된다. 따라서, 상기 레버는 좁은 설치공간에도 삽입될 수 있고 질량의 측면에서 감소한다.
상기 돌출부의 밑면은 스톱 피스에의 대응면에 대해 바람직하게는 상보적이어야 한다. 이 경우 평평한, 하지만 부분원통형의 맞물림 구조가 제공된다. 중요한 점은, 헤르츠압을 낮게 유지하기 위해 상대적으로 넓은, 경우에 따라서는 분리된 내마모성의 접촉면을 마련하는 것이다.
본 발명의 구체화에 있어, 세그먼트형의 돌출부는 일체로 외부 레버의 상면에서 시작될 수 있고, 크로스바에도 배치될 수 있으며, 이 크로스바는 결국 날개형의 캠접촉면들과 함께 외부 레버에 형성된다.
본 발명에 의한 개선에 따르면, 내부 레버에서의 커플링 수단을 위한 수용부는 상기 내부 레버의 스윙오프 단부의 하면에 배치되고, 단순한 스톱바로서 형성된다. 이러한 방법은 특히 제조비용의 측면에서 유리하다. 경우에 따라서는, 이 영역에 천공이나 또는 이와 유사한 적합한 구멍이 내부 레버의 정면에 배치된다.
캠 픽업면들로는 일반적으로 외부 레버에서의 미끄럼면들이 고려된다. 하지만 내부 레버는 롤러의 캠 픽업면으로서, 미끄럼면도 가질 수 있다. 대안적으로, 외부 레버도 캠 픽업으로서 롤러들을 가질 수 있다.
특히 바람직하게는, 외부 레버에서 캠접촉면들로서의 미끄럼면들 및 상기 미끄럼면들을 연결하는 크로스바는 외부 레버의 측벽과 일체로 실시된다. 경우에 따라서는, 상기 캠접촉면은 상기 측벽의 상면에 대해 일직선으로도 정렬될 수 있다.
충분히 넓은 캠 픽업을 마련하기 위해, 외부 레버의 캠접촉면은 날개형으로 상기 외부 레버의 측벽을 넘어 있다. 이 이외에도, 상기 날개형의 또는 세그먼트형의 캠접촉면을 잘 지지하기 위해, 상기 캠접촉면의 말단측으로부터 캠에서 멀어지는 방향으로 각 하나의 핑거(finger)형의 지지체가 돌출되고, 상기 지지체는 각 측벽의 외부 표면에 지지된다.
또한 본 발명에 따르면, 레버들의 적어도 하나는 박판금이나 또는 이와 같은 것과 같은 경량소재로 제조된다. 경우에 따라서는, 복합재료나 플라스틱도 고려된다.
외부 레버에 있는 피봇 베어링을 통해, 바람직하게는 상기 피봇 베어링 위쪽에 놓인 커플링 수단을 위한 수용부에 대한 유압수단을, 배정된 지지요소의 헤드 밖으로 안내하는 것이 가능하다. 가스 교환 밸브를 위한 로케이팅 요소는 캠팔로워의 종방향으로 보아 다른 단부에 놓인다.
도면에는 내연기관의 밸브 트레인을 위해 스위치 가능한 캠팔로워(1)가 도시되어 있다. 이 캠팔로워는 외부 레버(2)를 갖는다. 이 외부 레버(2)의 측벽(4)들 사이에 내부 레버(5)가 설치되고, 이 내부 레버는 간격을 두고 있는 2 개의 아암(6)을 가지며, 이 아암들 사이에는 롤러가 캠접촉면(18)으로서 연장된다. 상기 롤러는 도 3에 상세히 도시된 바와 같이 구름 접촉 베어링으로서 설치된다.
상기 외부 레버(2)는 하면(7)에 일단(10)에는 구형 캡으로서 형성된 피봇 베어링(11)을 구비한다. 이 피봇 베어링을 통해 상기 외부 레버는 예를 들어 유압 지지요소의 헤드 상에 선회 이동 가능하게 설치될 수 있다. 상기 외부 레버(2)는 하면(7)에 타단(8)에는 적어도 하나의 가스 교환 밸브(이 경우, 구체적으로 가스 교환 밸브)를 위한 로케이팅 요소(locating element)(9)를 구비한다.
이 이외에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 레버(2)는 상기 피봇 베어링(11) 위쪽에 종축으로 연장되는 수용부(13)를 구비한다. 이 수용부에는 언커플링의 경우 피스톤형의 커플링 수단(도시되어 있지 않음)이 안착된다. 상기 커플링 수단은 캠 기본원에서 커플링된 경우를 위해 상기 내부 레버(5)의 단부측 스톱 피스(stop piece)(21)의 상보적인 수용부(14) 아래로 옮겨질 수 있다.
상기 캠팔로워(1)의 다른 단부(8)에는 축(12)이 위치한다. 이 축상에 상기 레버들(2)(5)이 서로 상대적으로 선회 이동 가능하게 배치된다. 상기 내부 레버(5)의 아암(6)들 사이에는 축(12)상에 로스트모션 스프링(lost-motion spring)으로서 회전 레그 스프링(leg spring)이 배치된다.
도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 편심캠을 위한 캠접촉면(17)들로서 상기 외부 레버(2)의 측벽(4)의 상면(15)에는 세그먼트형의 미끄럼면이 마련된다. 이 미끄럼면들은 단부(10)쪽에서 클레비스형 크로스바(23)를 통해 연결된다. 상기 크로스바(23) 및 캠접촉면(17)들은 상기 외부 레버(2)와 바람직하게는 일체로 실시된다.
도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 캠접촉면(17)의 단부(24)들로부터 핑거형의 지지체(25)들이 캠에서 멀어지는 방향으로 연장된다. 이 지지체(25)들은, 섹션별로 측벽(4)을 넘어 있는 캠접촉면(17)을 아주 잘 지지한다.
또한 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 축(12)에 대향하는 단부(10)의 영역에는 외부 레버(2)로부터 세그먼트형의 돌출부(19)가 종축으로 상기 외부 레버(2)의 측벽(4)들 사이의 리세스(3)로 돌출한다. 상기 돌출부(19)는 밑면(20)을 가지며, 이 밑면은 캠 기본원 통과시, 그리고 커플링된 경우 상기 내부 레버(5)의 스윙오프 단부(22)의 인접 상면(16)의 상보적인 스톱 피스(21) 상에 놓인다. 상기 방법을 통해, 상기 내부 레버(5)에서의 각각의 수용부(14)에 대해 상기 외부 레버(2)에서의 커플링 수단을 위한 수용부(13)의 간단한 수직 배치가 이루어진다. 동시에, 상기 스톱을 통해 상기 내부 레버(5)의 캠접촉면(18)은 캠 기본원 통과시 접촉이 없이 유지된다. 이와 반대로 상기 캠접촉면(17)들은 캠 기본원 통과시(이 경우, 기본원 캠이 마련될 수 있는 것이지, 반드시 마련되어야 하는 것은 아니다) 해당 캠 윤곽에 지지된다. 따라서, 전문가들의 세계에 알려져 있는, 상기 피봇 베어링(11)을 통해 캠팔로워(1)를 바람직하게는 지지하는 유압 지지요소의 "팽창"이 저지된다.
본 발명으로 상기 상술한 단점들을 제거할 수 있는 캠팔로워를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 외부 레버(2)를 가지며, 상기 외부 레버의 측벽(4)들 사이의 리세스(3)로 아암(6)들을 구비한 내부 레버(5)가 연장되고, 캠팔로워(1)의 하면(7)에 일단(8)에는 가스 교환 밸브를 위한 로케이팅 요소(9)가 내재하고 타단(10)에는 피봇 베어링(11)이 내재하며, 상기 레버들(2)(5)은 상기 단부들(8)(10)의 하나에서 공통의 축(12)상에 연장되고, 상기 축(12)에 대향하는 단부(10)(8)에는 종축으로 연장되며 적어도 하나의 커플링 수단을 위해 캠 기본원에서 서로 일직선으로 정렬되는 수용부들(13)(14)을 가지며, 상기 커플링 수단은 상기 레버들(2)(5)의 커플링을 위해 섹션별로 마주하고 있는 수용부(14)(13)의 안이나 또는 아래로 옮겨질 수 있으며, 상기 레버들(2)(5)의 적어도 하나는 그 상면(15)(16)에 캠접촉면(17)(18)이 마련되는, 내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워(1)에 있어서,
    세그먼트형의 돌출부(19)가 상기 축(12)에 멀리 대향하는 상기 외부 레버의 단부(10)의 영역에서 상기 외부 레버(2)로부터 종방향으로 상기 리세스(3)안으로 돌출하고, 상기 돌출부의 밑면(20)은 커플링된 경우 상기 내부 레버(5)의 스윙오프 단부(22)의 인접 상면(16)의 상보적인 스톱 피스(21) 상에 인접하는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세그먼트형의 돌출부(19)가 일체로 상기 외부 레버(2)의 상면(15)에서 또는 상기 상면(15) 근처의 수직섹션(vertical section)에서 시작되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 레버(5)에서의 커플링 수단을 위한 수용부(14)는 상기 내부 레버(5)의 스윙오프 단부(22)의 하면(7)에 배치되고, 스톱바로서 형성되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  4. 제 1 항에 있어서,
    편심캠을 위한 캠접촉면(17)으로서, 상기 외부 레버(2)의 측벽(4)의 상면(15)에 미끄럼면이 마련되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 레버(2)의 캠접촉면(17)들은, 축(12)에 대향하는 단부(10)쪽에서 클레비스형 크로스바(23)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 크로스바(23)와 상기 세그먼트형의 돌출부(19)가 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 외부 레버(2)에서의 캠접촉면(17)들이 상기 외부 레버의 측벽(4)들보다 밖으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캠접촉면들이 상기 외부 레버의 측벽들보다 밖으로 돌출한 영역에서 상기 캠접촉면(17)의 정면측 단부(24)들로부터 각 하나의 핑거형 지지체(25)가 하면(7)의 방향으로 연장되고, 상기 지지체는 해당 측벽(4)과 연결되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 레버(5)의 아암(6)들 사이에 또다른 편심캠을 위한 캠접촉면(18)으로서 롤러가 수용되고, 상기 캠접촉면(18)은 큰 양정의 픽업을 위해 설치되고 상기 외부 레버(2)의 캠접촉면(17)들은 그에 비해 작은 양정 또는 0 양정의 픽업을 위해 설치되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  10. 제 1 항에 있어서,
    캠 기본원 접촉시 상기 내부 레버(5)의 캠접촉면(18)이든 상기 외부 레버(2)의 캠접촉면(17)들이든 어느 하나는 접촉이 없는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레버들(2)(5)의 적어도 하나가 경량소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
  12. 제 1 항에 있어서,
    가스 교환 밸브를 위한 상기 로케이팅 요소(9) 및 피봇 베어링(11)은 상기 외부 레버(2)에 배치되고, 상기 축(12)은 상기 로케이팅 요소(9)쪽에서 연장되는 것을 특징으로 하는 캠팔로워.
KR1020060073348A 2005-08-05 2006-08-03 내연기관의 밸브 트레인의 스위치 가능한 캠팔로워 KR101252857B1 (ko)

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