KR101304135B1

KR101304135B1 - 직동형 태핏 장치

Info

Publication number: KR101304135B1
Application number: KR1020110100746A
Authority: KR
Inventors: 강기현
Original assignee: 영신정공 주식회사
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2013-09-05
Also published as: KR20130036577A

Abstract

본 발명은 직동형 태핏 장치에 관한 것으로, 상기 캠과 접촉되는 접촉면과 상기 접촉면의 외측에서 상기 밸브 개폐방향으로 연장된 스커트를 가지며, 중앙에 관통된 인너관통홀과 내측에 상기 밸브의 개폐방향을 따라 슬라이딩 가능한 슬라이딩면을 구비한 바디와; 상기 밸브를 지지하며, 일측은 상기 슬라이딩면에 슬라이딩 안내되는 서포트 슬라이딩부를 구비한 밸브 서포트;를 포함하며, 상기 바디에는 상기 바디로부터 상기 밸브 서포트를 향하여 출몰 하며, 상기 캠이 회전하더라도 상기 밸브가 개폐되지 않는 언록킹 위치와 상기 캠의 회전에 따라 상기 밸브가 개폐되는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 바디에 결합된 랫칭부;가 마련되고, 상기 랫칭부는, 상기 바디에 이동 가능하게 결합된 상태에서 상기 바디에 대하여 회전을 방지하는 회전 방지 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 로스트 모션 스프링을 내장할 수 있는 구조를 가져 외관을 향상시키며 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 부품 수를 줄일 수 있으며, 구조를 간단하게 할 수 있고, 조립을 용이하게 할 수 있고, 제조 및 제조 과정에서 생산성을 향상시킬 수 있으며, 작동 내지 동작의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

직동형 태핏 장치 {Direct Action Tappet Device}

본 발명은 직동형 태핏 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 로스트 모션 스프링과 랫칭 핀의 구조를 개선한 직동형 태핏 장치에 관한 것이다.

자동차의 엔진에는 필요에 따라 실린더를 휴지시킬 수 있는 실린더 휴지 장치(Cylinder Deactivation Apparatus, 이하에서 ‘CDA’라 함)가 구비된다.

이러한 CDA는 엔진의 회전수에 따라 연동되는 캠축에 결합된 캠과, 실린더로 공기를 흡입 및 배출 가능하게 작동되는 밸브와, 캠과 밸브 사이에 개재되어 캠의 회전에 따른 운동을 밸브로 전달하는 운동 전달 수단으로 나눌 수 있다.

이러한 운동 전달 수단으로 아암 장치, 태핏 장치 등을 예로 들 수 있다.

태핏 장치는 통상 캠과 접촉되어 캠의 회전에 따른 캠 리프트 량을 밸브의 개폐량으로 전달하며, 이러한 태핏 장치를 통상 직동형 태핏 장치라 일컫는다.

이러한 일예로 일본 공개특허공보 제2006-300047호가 개시되어 있다.

이러한 선행기술은 밸브 휴지 기구 부착 밸브 리프터(18)을 탄성 지지하는 스프링인 리프터 스프링(39)이 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링(38)의 외측에 배치되어 있어 구조가 다소 복잡하다.

또한, 선행기술에서 외부에서 공급되는 유압에 의해 슬라이딩되는 슬라이드 핀(45)이 회전되지 않도록 가이드 핀(47)이 구비되어 있다. 이러한 종래 기술은 슬라이드 핀(45)이 회전되지 않도록 하는 구성 내지 부품인 가이드 핀(47), 가이드 구(45d), 가이드 핀홀(44b)을 구비하고 있어 부품의 수가 많고 제조, 조립에서 경제성이 떨어진다는 문제점을 갖는다.

이러한 직동형 태핏 장치는, 보다 부품 수가 적고, 부피 또한 적어 필요한 공간이 적으며, 작동에 따른 안정성을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 로스트 모션 스프링을 내장할 수 있는 구조를 갖는 직동형 태핏 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 부품 수를 줄일 수 있으며, 구조를 간단하게 할 수 있는 직동형 태핏 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 조립을 용이하게 할 수 있는 직동형 태핏 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 제조 및 제조 과정에서 생산성을 향상시킬 수 있는 직동형 태핏 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 작동 내지 작동의 안정성을 향상시킬 수 있는 직동형 태핏 장치를 제공할 수 있다.

삭제

전술한 본 발명의 목적은, 캠과 밸브 사이에 마련된 직동형 태핏장치에 있어서, 상기 캠과 접촉되는 접촉면과 상기 접촉면의 외측에서 상기 밸브 개폐방향으로 연장된 스커트를 가지며, 중앙에 관통된 인너관통홀과 내측에 상기 밸브의 개폐방향을 따라 슬라이딩 가능한 슬라이딩면을 구비한 바디와; 상기 밸브를 지지하며, 일측은 상기 슬라이딩면에 슬라이딩 안내되는 서포트 슬라이딩부를 구비한 밸브 서포트;를 포함하며, 상기 바디에는 상기 바디로부터 상기 밸브 서포트를 향하여 출몰 하며, 상기 캠이 회전하더라도 상기 밸브가 개폐되지 않는 언록킹 위치와 상기 캠의 회전에 따라 상기 밸브가 개폐되는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 바디에 결합된 랫칭부;가 마련되고, 상기 랫칭부는, 상기 바디에 이동 가능하게 결합된 상태에서 상기 바디에 대하여 회전을 방지하는 회전 방지 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 랫칭부는, 상기 바디에 고정 결합된 랫칭 스토퍼와, 상기 랫칭 스토퍼에 결합 되어 외력에 의해 신축 가능하게 마련된 랫칭 스프링과; 외부에서 공급되는 유압 및 상기 랫칭 스프링에 의해 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동하여 상기 바디에서 상기 밸브 서포트를 향하여 출몰 가능하게 마련된 랫칭 핀을 포함하며, 상기 회전 방지 수단은, 상기 랫칭 핀의 단부에 마련되어 상기 언록킹 위치에서 상기 서포트 슬라이딩부에 면접촉 가능하게 상기 밸브 서포트의 외측 형상에 대응한 형상을 갖는 면접촉부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 록킹 위치에서 상기 랫칭 핀의 면접촉부는 상기 바디로부터 상기 밸브 서포트를 향하여 돌출되며, 상기 회전 방지 수단은, 상기 캠의 회전에 따라 상기 밸브 서포트에 대하여 상기바디가 슬라이딩되지 않는 상기 록킹 위치에서 상기 밸브 서포트와 결합 가능하게 상기 랫칭 핀에 마련된 록킹부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 일측은 상기 밸브 서포트에 지지되며, 타측은 상기 바디에 지지되어 상기 밸브 서포트 및 상기 바디 중 어느 하나에 대하여 상기 밸브 서포트 및 상기 바디 중 다른 하나를 탄성 가압하는 로스트 모션 스프링;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치에서 상기 랫칭 핀은 상기 밸브 서포트와 면접촉되는 영역이 각각 상이한 것이 바람직하다.

또한, 상기 언록킹 위치에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트가 면접촉되는 영역은 상기 랫칭 핀은 단부와 상기 밸브 서포트가 슬라이딩 되는 상기 밸브 서포트의 측면이며, 상기 록킹 위치에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트가 면접촉되는 영역은 상기 랫칭 핀의 단부는 상기 밸브 서포트를 향하여 상기 바디로부터 돌출된 상태에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트의 측면과 상기 밸브 서포트의 상측인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 로스트 모션 스프링을 내장할 수 있는 구조를 가져 외관을 향상시키며 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 부품 수를 줄일 수 있으며, 구조를 간단하게 할 수 있고, 조립을 용이하게 할 수 있다.

또한, 제조 및 제조 과정에서 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 작동 내지 작동의 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 직동형 태핏 장치의 일실시예를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 측단면도,
도 3(a) 및 도 3(b)는 랫칭 핀이 언록킹 위치 및 록킹 위치에 있는 상태를 각각 나타낸 평면도,
도 4(a) 및 도 4(b)는 랫칭 핀이 언록킹 위치에 있는 경우 직동형 태핏 장치의 작동을 설명하기 위한 측단면도,
도 5(a) 및 도 5(b)는 랫칭 핀이 록킹 위치에 있는 경우 직동형 태핏 장치의 작동을 설명하기 위한 측단면도,
도 6은 유체의 유로를 설명하기 위한 부분 측단면도이다.

이하에서 도 1 내지 도 6을 참고로 하여 본 발명에 따른 직동형 태핏 장치(100)의 일실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 직동형 태핏 장치의 일실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 측단면도이며, 도 3(a) 및 도 3(b)는 랫칭 핀이 언록킹 위치 및 록킹 위치에 있는 상태를 각각 나타낸 평면도이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 랫칭 핀이 언록킹 위치에 있는 경우 직동형 태핏 장치의 작동을 설명하기 위한 측단면도이며, 도 5(a) 및 도 5(b)는 랫칭 핀이 록킹 위치에 있는 경우 직동형 태핏 장치의 작동을 설명하기 위한 측단면도이고, 도 6은 유체의 유로를 설명하기 위한 부분 측단면도이다.

이하에서 설명의 편의상 도 1에 도시된 바와 같이 캠(13)이 접촉되는 영역인 아우터 바디(110)의 접촉면(113) 부근을 상측 내지 상부라고 하며, 밸브(15)가 결합되는 영역을 하측 내지 하부라고 한다. 그리고, 밸브(15)의 개폐 방향은 밸브(15)가 열리고 닫히는 방향으로 밸브(15)의 중심축선을 따른 방향이며, 도면에서는 밸브의 개폐 방향을 “Y”로 표시하였다. 그리고, 직동형 태핏 장치(100)에서 인너 바디(130)와 아우터 바디(110)는 일체로 하나의 바디(110, 130)로 형성되어도 되나 이하에서는 바디(110, 130)는 아우터 바디(110)와 인너 바디(130)로 나누어지는 것으로 설명한다.

본 발명에 따른 직동형 태핏 장치(100)는, 아우터 바디(110)와, 인너 바디(130)와, 밸브 서포트(150)와, 로스트 모션 스프링(190)을 포함한다. 직동형 태핏 장치(100)는 유체를 가압하는 가압 수단(미도시)과 연통되어 유체가 출입 가능한 유로(137a, 137b, 137c, 117a, 117b)를 포함한다. 또한, 직동형 태핏 장치(100)의 인너 바디(130)에는 인너 바디(130)로부터 밸브 서포트(150)를 향하여 출몰 하며, 캠(13)이 회전하더라도 밸브(15)가 개폐되지 않는 언록킹 위치와 캠(13)의 회전에 따라 밸브(15)가 개폐되는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 인너 바디(130)에 결합된 랫칭부(170)가 마련되고, 랫칭부(170)는 인너 바디(130)에 이동 가능하게 결합된 상태에서 인너 바디(130)에 대하여 회전을 방지하는 회전 방지 수단(181a, 181b)을 구비한다. 그리고, 직동형 태핏 장치(100)는 실린더 헤드(19)에 장착된 구조를 일예로 설명한다.

아우터 바디(110)는 캠(13)과 접촉되는 접촉면(113)과, 접촉면(113)의 외측에서 밸브(15)의 개폐 방향을 따라 연장된 스커트(115)를 구비한다. 아우터 바디(110)는 소정의 두께를 갖는 판을 이용하여 프레스 공정 등을 통해 컵 모양의 형상으로 성형할 수 있다. 아우터 바디(110)의 스커트(115)에는 유체의 이동 통로가 되는 외측 유로(117a)가 형성되어 있다. 아우터 바디(110)의 외측 유로(117a)는 전체 원주 360도 방향을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에, 아우터 바디(110)가 회전을 하더라도 유체의 출입이 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 외측 유로(117a)의 일측에는 인너 바디(130)로 유체가 출입될 수 있도록 아우터 바디(110)를 관통한 외측 관통유로(117b)가 구비되어 있다.

여기서, 외측 유로(117a)는 외부에서 공급되는 가압된 유체를 어느 방향에서도 출입 가능하게 스커트(115)의 외경을 따라 360도로 형성되어 있어 아우터 바디(110)가 결합되는 실린더 헤드(19)의 유로(19a)와 맞물려 유체의 가압력을 전달받는다. 이렇게 외측 유로(117a)와 외경을 따라 전체적으로 형성되어 있다. 따라서, 태핏 장치(100)가 캠(13)과의 접촉에 의해 회전을 하더라도 외부에서 전달되는 유체의 가압력을 전달 받을 수 있다. 또한, 아우터 바디(110)가 캠(13)과의 접촉에 의해서 회전을 할 수 있는 구조로 되어 있으므로, 캠(13)과 아우터 바디(110)의 접촉면(113)과의 마찰을 줄일 수 있다.

또한, 이렇게 아우터 바디(110)가 회전을 할 수 있어 접촉면(113)은 평편한 구조를 가져, 접촉면(113)을 별도로 볼록하게 하기 위한 가공 작업 등을 생략할 수 있어 제작이 용이하고 경제성을 향상시킬 수 있다.

인너 바디(130)는 아우터 바디(110)의 내측에 결합되며, 랫칭부(170)가 결합되는 랫칭부 결합부(135)와, 중앙에 관통된 인너 관통홀(133)과, 내측에 밸브(15)의 개폐 방향으로 슬라이딩 가능한 슬라이딩면(131)을 갖는다. 인너 바디(130)에서 아우터 바디(110)와 결합되는 하부 영역은 아우터 바디(110)와 용접 등으로 결합되어 각종 유로(117a, 117b, 137a, 137b, 137c)를 따라 출입되는 유체가 누설되지 않도록 밀봉되는 것이 바람직하다.

랫칭부 결합부(135)는 랫칭부(170)가 수용되어 결합되며, 랫칭부 결합부(135)에 결합된 랫칭부(170)의 랫칭 핀(181)은 랫칭부 결합부(135)를 따라 이동된다.

인너 관통홀(133)은 인너 바디(130)의 중앙에 형성되어 있고 인너 관통홀(133)에 밸브(15)를 지지하는 밸브 서포트(150)가 결합된다.

슬라이딩면(131)은 밸브(15)의 개폐 방향을 따라 형성되며, 슬라이딩면(131)을 따라 밸브 서포트(150)가 슬라이딩 안내되어 슬라이딩 될 수 있다. 슬라이딩면(131)의 슬라이딩 길이는 록킹 위치와 언록킹 위치 사이의 위상 차이보다 큰 것이 바람직하다.

인너 바디(130)에는 외측 유로(117a)의 유체와 연통되어 랫칭 핀(181)을 작동시키도록 인너 바디(130)에 밸브 개폐 방향과 밸브 개폐 방향의 수직 방향으로 형성된 내측 유로(137a, 137b, 137c)가 형성되어 있다. 내측 유로(137a, 137b, 137c)에는, 아우터 바디(110)의 스커트(115)에 대응하는 영역의 인너 바디(130)에 외측 관통유로(117b)와 연통되어 밸브(15) 개폐 방향을 따라 형성된 인너 수직 유로(137a)와, 인너 수직 유로(137a)와 연통되어 아우터 바디(110)의 접촉면(113)과 대응하는 영역의 인너 바디(130) 상측에 수평 방향의 공간으로 형성되어 유체가 출입되는 인너 수평 유로(137b)와, 인너 수평 유로(137b)에서 랫칭부 결합부(135)와 연통 가능한 핀 관통 유로(137c)를 포함한다.

로스트 모션 스프링(190)은 일측은 밸브 서포트(150)에 지지되며, 타측은 아우터 바디(110)에 지지되어 밸브 서포트(150) 및 아우터 바디(110) 중 어느 하나에 대하여 밸브 서포트(150) 및 아우터 바디(110) 중 다른 하나를 탄성 가압한다. 본 발명에 따른 로스트 모션 스프링(190)은 밸브 서포트(150)와 인너 바디(130) 사이에 결합되어 있는 특징을 갖는다.

로스트 모션 스프링(190)의 내측에 밸브 서포트(150)가 결합되고, 로스트 모션 스프링(190)의 외측에 슬라이딩면(131)이 배치된 구조를 갖는다. 내측에 로스트 모션 스프링(190)이 배치되어 있더라도 슬라이딩면(131)이 로스트 모션 스프링(190) 외측에 형성되어 밸브 서포트(150)를 안정적으로 지지할 수 있어 작동의 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 로스트 모션 스프링(190)을 아우터 바디(110) 내지 인너 바디(130)와 밸브 서포트(150) 사이의 직동형 태핏 장치(100)의 내측에 배치시켜 직동형 태핏 장치(100)의 외관 및 구조에 대한 자유도를 향상시킬 수 있으며, 간편화시킬 수 있다.

밸브 서포트(150)는 밸브 개폐 방향을 따라 중앙 영역에서 인너 바디(130)에 결합된다. 밸브 서포트(150)는 측면으로 인너 바디(130)와 결합되어 슬라이딩 가능한 서포트 슬라이딩부(151)를 구비하고 내측으로 로스트 모션 스프링(190)을 수용하는 스프링 수용부(153)를 구비하고 있다.

밸브 서포트(150)는 하부의 밸브(15)와 접촉되는 영역에 밸브 시트(155)를 별도로 구비할 수 있다.

랫칭부(170)는 인너 바디(130)로부터 상기 밸브 서포트(150)를 향하여 출몰 하며 캠(13)이 회전하더라도 밸브(15)가 개폐되지 않는 언록킹 위치와 캠(13)의 회전에 따라 밸브(15)가 개폐되는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 인너 바디(130)의 랫칭부 결합부(135)에 결합된다. 랫칭부(170)는 복수로 마련되어 서포트 슬라이딩부(151)를 등간격으로 나누는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 랫칭부(170)의 일실시예로 인너 바디(130)에 180도 방향으로 두 개가 배치된 것을 편의상 설명한다. 그러나, 랫칭부(170)는 120도 방향으로 세 개, 90도 방향으로 네 개가 배치될 수도 있다.

랫칭부(170)는, 인너 바디(130)에 고정 결합된 랫칭 스토퍼(171)와, 랫칭 스토퍼(171)에 결합 되어 외력에 의해 신축 가능하게 마련된 랫칭 스프링(173)과, 외부에서 공급되는 유압 및 랫칭 스프링(173)에 의해 록킹 위치와 언록킹 위치 사이를 이동하여 인너 바디(130)에서 밸브 서포트(150)를 향하여 출몰 가능하게 마련된 랫칭 핀(181)을 구비한다. 랫칭 핀(181)은 랫칭부 결합부(135)에 결합되어 이동하는 과정에서 회전하지 않도록 마련된 회전 방지 수단(181a, 181b)을 구비한다.

회전 방지 수단(181a, 181b)은 인너 바디(130)에 이동 가능하게 결합된 상태에서 인너 바디(130)에 대하여 회전을 방지한다. 회전 방지 수단(181a, 181b)에는 면접촉부(181a)와 록킹부(181b)가 포함된다.

랫칭 핀(181)은 외부에서 가압되는 유체의 가압력 및 랫칭 스프링(173)의 탄성 가압력에 의해 인너 바디(130)의 랫칭부 결합부(135)에서 이동되며, 그 결과 밸브 서포트(150)와 록킹 및 언록킹이 이루어져 밸브(15)의 개폐 동작을 조절하여 필요에 따라 실린더를 휴지시킬 수 있다.

랫칭 핀(181)은, 랫칭부 결합부(135)의 일측에 결합되는 원통 형상의 랫칭 바디(181c)와, 외부에서 공급되는 유체의 가압력이 작용하여 랫칭부 결합부(135)의 내측을 이동할 수 있도록 랫칭 바디(181c)의 외측으로 돌출 형성된 랫칭 피스톤(181d)과, 랫칭 바디(181c)의 내측에 형성되어 랫칭 스프링(173)을 수용하는 랫칭 스프링 수용부(181e)를 포함한다. 이에, 랫칭 스프링(173)은 랫칭 스토퍼의 돌기(미도시)와 랫칭 스프링 수용부(181e) 사이에 결합되어 랫칭 핀(181)을 탄성 가압하면서 랫칭 핀(181)의 이동에 의하여도 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.

면접촉부(181a)는 랫칭 바디(181c)의 단부에 마련되어 랫칭 핀(181)의 언록킹 위치에서 밸브 서포트(150)의 서포트 슬라이딩부(151)에 면접촉될 수 있도록 밸브 서포트(150)의 외측 형상에 대응한 형상으로 마련된다. 밸브 서포트(150)의 서포트 슬라이딩부(151)는 원통 형상이므로 이에 대응한 면접촉부(181a)의 형상도 함몰된 오목한 원통 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 이에, 랫칭 핀(181)이 서포트 슬라이딩부(151)에 면접촉하여 회전하지 않는다.

록킹부(181b)는 캠(13)의 회전에 따라 밸브 서포트(150)에 대하여 인너 바디(130)가 슬라이딩되지 않도록 밸브 서포트(150)와 결합되는 록킹 위치에서 면접촉부(181a)와 이격되어 랫칭 핀(181)에 마련된다. 록킹부(181b)는 랫칭 바디(181c)의 하측에 면접촉부(181a)에서 밸브 서포트(150)로부터 멀어지는 방향에 서포트 슬라이딩부(151)에 대응한 형상으로 함몰된 오목한 원통 형상으로 마련된다. 즉, 전술한 바와 같이 면접촉부(181a)에 의해 랫칭 핀(181)이 회전하지 않으므로 랫칭 핀(181)의 하측에 록킹부(181b)가 형성되어 있어도 록킹 위치에서 항상 정상적으로 록킹이 이루어질 수 있다.

회전 방지 수단(181a, 181b)은 록킹 위치 및 언록킹 위치를 이동하는 과정에서 회전을 하지 않으면서도 록킹 위치 및 언록킹 위치에서 밸브 서포트(150)와 면접촉되는 위치가 상이하여 종래 기술에 비하여 구조를 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다.

랫칭 핀(181)이 회전하는 않는 회전 방지 수단(181a, 181b)에 대하여 구체적으로 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 외부에서 공급되는 유체가 랫칭부 결합부(135)와 랫칭 피스톤(181d) 및 랫칭 바디(181c)에 의해서 형성되는 공간으로 유입되어 랫칭 피스톤(181d)에 유압력이 작용하여 랫칭 스프링(173)의 탄성 가압력을 극복한다. 이에, 랫칭 핀(181)은 랫칭 스토퍼(171)측으로 이동되고 랫칭 핀(181)은 밸브 서포트(150)와 결합되지 않고 랫칭 핀(181)은 슬라이딩면(131)과 동일한 평면을 구성하는 언록킹 위치에서 원통 형상에 대응하여 오목한 면접촉부(181a)는 서포트 슬라이딩부(151)와 면접촉을 한다. 이에, 랫칭 핀(181)은 면접촉부(181a)의 형상에 의해 회전을 하지 않는다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이, 외부에서 공급되는 유체가 랫칭부 결합부(135)와 랫칭 피스톤(181d) 및 랫칭 바디(181c)에 의해서 형성되는 공간에서 유출되어 랫칭 피스톤(181d)에 유압력이 작용하지 않아 랫칭 스프링(173)의 탄성 가압력을 극복하지 못한다. 이에, 랫칭 핀(181)은 밸브 서포트(150)측으로 이동되고 랫칭 핀(181)은 밸브 서포트(150)와 결합되고 랫칭 핀(181)은 밸브 서포트(150)의 상측에 결합되는 록킹 위치에서 원통 형상에 대응하여 오목한 록킹부(181b)는 서포트 슬라이딩부(151)와 면접촉을 한다. 이 경우에도 랫칭 핀(181)은 록킹부(181b)의 형상에 의해 회전을 하지 않는다.

즉, 본 발명의 랫칭 핀(181)에 따르면 록킹 위치와 언록킹 위치에서 밸브 서포트(150)와 결합되는 홈을 필요로 하지 않아 구조를 보다 간단하게 할 수 있다. 또한, 랫칭 핀(181)에 록킹 위치와 언록킹 위치에 적용될 수 있는 면접촉부(181a)와 록킹부(181b)를 각각 형성시키고 이러한 면접촉부(181a)와 록킹부(181b)가 회전 운동을 하지 않아 밸브 서포트(150)에 대하여 인너 바디(130)가 회전하더라도 문제없이 안정적으로 작동할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 직동형 태핏 장치(100)의 작동을 도 4(a) 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 유체를 가압하는 가압원인 펌프(미도시) 등에서 가압된 가압력은 실린더 헤드(19)에 형성된 실린더 헤드 유로(19a), 외측 유로(117a), 외측 관통유로(117b), 인너 수직 유로(137a), 인너 수평 유로(137b) 및 핀 관통 유로(137c)를 따라 순차적으로 가압된다. 이에, 랫칭 피스톤(181d)은 랫칭 스프링(173)의 탄성 가압력을 극복하고 밸브 중심축선에서 인너 바디(130)측으로 후퇴하여 랫칭 핀(181)은 언록킹 위치인 도 4(a) 및 도 4(b)의 상태로 된다.

이 상태에서 캠축(11)이 회전하면 캠축(11)에 결합된 캠(13)의 회전에 의하여 캠(13)의 리프트가 없는 “최소”인 “0”mm의 상태에서는, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 캠축(11)이 회전하더라도 직동형 태핏 장치(100)가 이동하지 않아 밸브(15)가 열리지 않는다.

그리고, 캠축(11)이 회전하여 캠축(11)에 결합된 캠(13)의 회전에 의하여 캠(13)의 리프트량이 “최대”로 된 상태(예를 들면, 리프트 량 9mm의 상태)에도, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 밸브 서포트(150)에 대하여 아우터 바디(110), 인너 바디(130) 및 랫칭부(170)가 슬라이딩면(131) 및 서포트 슬라이딩부(151)를 따라 슬라이딩된다. 이에, 밸브(15)의 개방은 이루어지지 않고 실린더 휴지 상태로 된다. 여기서, 밸브(15)를 탄성 가압하는 밸브 스프링(17)의 탄성 가압력은 로스트 모션 스프링(190)의 탄성 가압력보다 더 커서 아우터 바디(110) 등이 밸브 개폐 방향으로 이동하더라도 밸브(15)는 개방되지 않는다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 유체의 유로가 되는 실린더 헤드(19)에 형성된 실린더 헤드 유로(19a), 외측 유로(117a), 외측 관통유로(117b),인너 수직 유로(137a), 인너 수평 유로(137b) 및 핀 관통 유로(137c)의 유체는 펌프 등에서 발생된 가압력이 작용하지 않는다. 이에, 랫칭 피스톤(181d)은 랫칭 스프링(173)의 탄성 가압력에 의해 밸브 중심축선으로 전진하여 랫칭 핀(181)은 록킹 위치인 도 5(a) 및 도 5(b)의 상태로 된다.

그리고, 캠축(11)이 회전하여 캠축(11)에 결합된 캠(13)의 회전에 의하여 캠(13)의 리프트량이 “최대”로 된 상태(예를 들면, 리프트 량 9mm의 상태)에도, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 밸브 서포트(150)에 대하여 아우터 바디(110), 인너 바디(130) 및 랫칭부(170)가 슬라이딩면(131) 및 서포트 슬라이딩부(151)를 따라 슬라이딩하지 않고 직동형 태핏 장치(100)가 한 덩어리인 일체로 하강한다. 이에, 밸브(15)는 열려지고 실린더 휴지 상태는 해제 된다. 즉, 캠(13)이 회전하여 직동형 태핏 장치(100)를 하강시키면 밸브 스프링(17)은 수축되고 밸브도 아래로 하강하여 밸브(15)는 개방되게 된다.

이 과정에서 랫칭 핀(181)의 단부인 면접촉부(181a)는 면접촉되는 밸브 서포트(150)의 서포트 슬라이딩부(151)의 원통 형상에 대응한 오목한 형상으로 마련되어 있어 랫칭 핀(181)이 회전하지 않는다. 즉, 랫칭 핀(181)이 회전하지 않도록 하는 별도의 부품을 필요로 하지 않아 부품 수를 줄일 수 있다. 또한, 중앙에 로스트 모션 스프링(190)이 내장된 구조를 가지더라도 로스트 모션 스프링(190)의 외측에 형성된 원통 형상의 슬라이딩면(131)에 의해 인너 바디(130), 아우터 바디(110) 등이 지지되어 안정성을 가지고 작동될 수 있다.

또한, 아우터 바디(110)의 둘레 전체에 형성되어 있는 외측 유로(117a)와 평평한 상부의 접촉면()이 구비되어 이렇게 태핏 장치(100)와 캠(13)이 접촉되면서 발생되는 마찰력에 의해 태핏 장치(110)가 회전하더라도 태핏 장치(100)는 원활하게 작동할 수 있다.

전술한 바와 같이, 로스트 모션 스프링을 내장할 수 있는 구조를 가져 외관을 향상시키며 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 부품 수를 줄일 수 있으며, 구조를 간단하게 할 수 있고, 조립을 용이하게 할 수 있고, 제조 및 제조 과정에서 생산성을 향상시킬 수 있으며, 작동 내지 동작의 안정성을 향상시킬 수 있다.

전술한 실시예들 이외에도 본 발명은 다양한 실시예로 이루어질 수 있음은 물론이다.

여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 직동형 태핏 장치 110 : 아우터 바디
113 : 접촉면 115 : 스커트
117a : 외측 유로 117b : 외측 관통 유로
130 : 인너 바디 131 : 슬라이딩면
133 : 인너 관통홀 135 : 랫칭부 결합부
137a : 수직 유로 137b : 수평 유로
137c : 핀 관통 유로
150 : 밸브 서포트 151 : 서포트 슬라이딩부
153 : 스프링 수용부 155 : 밸브 시트
170 : 랫칭부 171 : 랫칭 스토퍼
173 : 랫칭 스프링 181 : 랫칭 핀
181a : 면접촉부 181b : 록킹부
181c : 랫칭 바디 181d : 랫칭 피스톤
181e : 랫칭 스프링 수용부 190 : 로스트 모션 스프링

Claims

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캠과 밸브 사이에 마련된 직동형 태핏장치에 있어서,
상기 캠과 접촉되는 접촉면과 상기 접촉면의 외측에서 상기 밸브 개폐방향으로 연장된 스커트를 가지며, 중앙에 관통된 인너관통홀과 내측에 상기 밸브의 개폐방향을 따라 슬라이딩 가능한 슬라이딩면을 구비한 바디와;
상기 밸브를 지지하며, 일측은 상기 슬라이딩면에 슬라이딩 안내되는 서포트 슬라이딩부를 구비한 밸브 서포트;를 포함하며,
상기 바디에는 상기 바디로부터 상기 밸브 서포트를 향하여 출몰 하며, 상기 캠이 회전하더라도 상기 밸브가 개폐되지 않는 언록킹 위치와 상기 캠의 회전에 따라 상기 밸브가 개폐되는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 바디에 결합된 랫칭부;가 마련되고,
상기 랫칭부는, 상기 바디에 이동 가능하게 결합된 상태에서 상기 바디에 대하여 회전을 방지하는 회전 방지 수단;을 포함하며,
상기 랫칭부는, 상기 바디에 고정 결합된 랫칭 스토퍼와; 상기 랫칭 스토퍼에 결합 되어 외력에 의해 신축 가능하게 마련된 랫칭 스프링과; 외부에서 공급되는 유압 및 상기 랫칭 스프링에 의해 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동하여 상기 바디에서 상기 밸브 서포트를 향하여 출몰 가능하게 마련된 랫칭 핀을 포함하고, 상기 회전 방지 수단은, 상기 랫칭 핀의 단부에 마련되어 상기 언록킹 위치에서 상기 서포트 슬라이딩부에 면접촉 가능하게 상기 밸브 서포트의 외측 형상에 대응한 형상을 갖는 면접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치.
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제8항에 있어서,
상기 록킹 위치에서 상기 랫칭 핀의 면접촉부는 상기 바디로부터 상기 밸브 서포트를 향하여 돌출되며,
상기 회전 방지 수단은, 상기 캠의 회전에 따라 상기 밸브 서포트에 대하여 상기바디가 슬라이딩되지 않는 상기 록킹 위치에서 상기 밸브 서포트와 결합 가능하게 상기 랫칭 핀에 마련된 록킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치.
제8항에 있어서,
일측은 상기 밸브 서포트에 지지되며, 타측은 상기 바디에 지지되어 상기 밸브 서포트 및 상기 바디 중 어느 하나에 대하여 상기 밸브 서포트 및 상기 바디 중 다른 하나를 탄성 가압하는 로스트 모션 스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치.
제8항에 있어서,
상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치에서 상기 랫칭 핀은 상기 밸브 서포트와 면접촉되는 영역이 각각 상이한 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치.
제12항에 있어서,
상기 언록킹 위치에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트가 면접촉되는 영역은 상기 랫칭 핀은 단부와 상기 밸브 서포트가 슬라이딩 되는 상기 밸브 서포트의 측면이며,
상기 록킹 위치에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트가 면접촉되는 영역은 상기 랫칭 핀의 단부는 상기 밸브 서포트를 향하여 상기 바디로부터 돌출된 상태에서 상기 랫칭 핀과 상기 밸브 서포트의 측면과 상기 밸브 서포트의 상측인 것을 특징으로 하는 직동형 태핏 장치.