KR101339276B1 - 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

가변 밸브 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 포트를 개폐하도록 배치되는 밸브, 상기 밸브를 하이리프트 또는 로우리프트로 동작시키도록 배치되는 레버, 및 상기 레버의 선단부 하부를 지지하는 유압간극조절부를 포함하고, 상기 레버는, 캠샤프트의 하이캠에 대응하는 제1레버, 상기 캠샤프트의 로우캠과 대응하되, 후단부에 배치되는 힌지를 통해서 상기 제1레버와 연결되고, 선단부에는 피스톤홈이 형성되는 제2레버, 및 상기 피스톤홈의 내측에 삽입되는 피스톤, 상기 피스톤을 상기 피스톤홈의 내측으로 탄성지지하는 피스톤탄성부재, 및 상기 피스톤의 선단부가 상기 제2레버의 외부로 돌출되도록 하여 상기 제1레버의 누름부가 상기 피스톤을 통해서 상기 제2레버를 누르도록 하는 유압공급부를 포함하고, 상기 피스톤홈과 상기 피스톤 사이에 형성된 유압을 외부로 해소하는 오일젯이 상기 피스톤의 움직임 방향으로 간격을 두고 형성된다.
따라서, 피스톤홈에서 제1,2오일젯을 피스톤의 움직임 방향으로 간격을 두고 형성함으로써 유압이 공급될 때에는 유압손실을 줄이고, 유압이 해소될 때에는 유압을 신속하게 외부로 배출시킴으로써 밸브를 신속하게 가변적으로 제어할 수 있다.

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT DEVICE}
본 발명은 내연 기관의 흡기포트 또는 배기포트를 개폐하는 밸브의 리프트 양을 다단으로 가변시킴으로서 연료소모를 줄이고 연소효율을 향상시키는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
내연기간에서 밸브의 움직임을 가변시키는 방법중 일부는 공지되어 있다. 그와 같은 방법은 전형적으로 캠샤프트, 레버, 또는 핑거팔로우어와 같은 구조를 이용하여 밸브의 움직임을 제어한다.
가변 밸브 기구는 특별히 내연기관엔진에서 알려진 기술로, 연료의 효율을 높이는 것이 주요 목적인데, 캠의 프로파일을 이용하여 밸브의 리프트를 직접적으로 조절하는 방법과 로스트모션을 이용하여 밸브의 리프트를 조절하는 경우가 있다.
아울러, 가변밸브 트레인에서 밸브와 스윙암 사이에서 갭을 줄이기 위해서 유압간극조절부(HLA: hydraulic lash adjuster)가 사용되고 있다.
그리고, 스윙암을 두 개의 제1,2레버로 나누고, 이들을 레칭부을 통해서 선택적으로 레칭시킴으로써 밸브의 하이리프트와 로우리프트를 수행하는 기술이 도입되고 있다.
한편, 레칭부는 제1,2레버의 하나에 구비되는 피스톤홈에 삽이되는 래칭용 피스톤을 포함하고, 유압이 공급되면 상기 피스톤이 상기 제1,2레버를 서로 래칭시켜 밸브가 하이리프트로 움직이도록 한다.
그리고, 밸브의 리프트를 정밀하고 정확하게 정확한 시기에 가변시키기 위해서 상기 피스톤홈으로 유압을 신속하게 공급하고, 신속하게 유압을 해소하는 구조가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 피스톤홈으로 유압을 신속하게 공급하는 동시에 신속하게 유압을 해소함으로써 밸브를 신속하게 가변적으로 제어하는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 포트를 개폐하도록 배치되는 밸브, 상기 밸브를 하이리프트 또는 로우리프트로 동작시키도록 배치되는 레버, 및 상기 레버의 선단부 하부를 지지하는 유압간극조절부를 포함하고, 상기 레버는, 캠샤프트의 하이캠에 대응하는 제1레버, 상기 캠샤프트의 로우캠과 대응하되, 후단부에 배치되는 힌지를 통해서 상기 제1레버와 연결되고, 선단부에는 피스톤홈이 형성되는 제2레버, 및 상기 피스톤홈의 내측에 삽입되는 피스톤, 상기 피스톤을 상기 피스톤홈의 내측으로 탄성지지하는 피스톤탄성부재, 및 상기 피스톤의 선단부가 상기 제2레버의 외부로 돌출되도록 하여 상기 제1레버의 누름부가 상기 피스톤을 통해서 상기 제2레버를 누르도록 하는 유압공급부를 포함하고, 상기 피스톤홈과 상기 피스톤 사이에 형성된 유압을 외부로 해소하는 오일젯이 상기 피스톤의 움직임 방향으로 간격을 두고 형성된다.
상기 오일젯은 상기 피스톤의 후단면과 대응하는 상기 피스톤홈의 내측면에서 상기 제2레버의 외부로 형성된 제1오일젯, 및 상기 제1오일젯보다 상기 피스톤의 선단부 방향으로 설정간격을 두고 형성되는 제2오일젯을 포함하고, 상기 피스톤이 상기 피스톤홈의 내측으로 삽입된 상태에서 상기 제2오일젯은 상기 피스톤의 외주면에 의해서 폐쇄될 수 있다.
상기 피스톤이 상기 피스톤홈의 외부도 돌출된 상태에서 상기 제2오일젯은 개방될 수 있다.
상기 피스톤의 후단부의 중심부에는 후방으로 후방돌기가 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 피스톤의 외주면 후단부에는 둘레방향으로 후방둘레홈이 형성될 수 있다.
상기 피스톤탄성부재는 상기 피스톤의 내측에 삽입되는 코일스프링일 수 있다.
상기 제2레버가 중심에 배치되고, 그 양측에 상기 제1레버가 배치되고, 양측에 배치되는 제1레버는 상기 누름부를 통해서 연결될 수 있다.
상기 유압공급부는, 상기 힌지의 반대측의 상기 제2레버의 하부를 지지하는 유압간극조절부를 통해서 상기 피스톤홈의 후방으로 유압을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는, 피스톤홈에서 제1,2오일젯을 피스톤의 움직임 방향으로 간격을 두고 형성함으로써 유압이 공급될 때에는 유압손실을 줄이고, 유압이 해소될 때에는 유압을 신속하게 외부로 배출시킴으로써 밸브를 신속하게 가변적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 일부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈으로 유압이 공급되지 않은 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈으로 유압이 공급되는 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈에서 유압이 해소되는 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 일부 사시도이다.
도 1을 참조하면, 가변 밸브 리프트 장치는 밸브(150), 힌지(100), 제1레버(120), 제2레버(135), 누름부(170), 제1오일젯(250), 제2오일젯(260), 롤러(130), 레버탄성부재(110), 캠샤프트(190), 로우캠(192), 및 하이캠(194)을 포함한다.
상기 제1레버(120)는 상기 하이캠(194)과 대응하고, 상기 제2레버(135)는 상기 로우캠(192)과 대응한다. 상기 하이캠(194) 사이에 상기 로우캠(192)이 배치되고, 상기 제2레버(135)의 양측에 상기 제1레버(120)가 배치된다.
상기 제1레버(120)와 상기 제2레버(135)는 후단부에 배치되는 힌지(100)를 통해서 서로 연결된다. 아울러, 상기 제1레버(120)의 선단부는 누름부(170)를 통해서 일체로 연결된다.
상기 제2레버(135)의 중심부에는 롤러(130)가 배치되고, 상기 롤러(130)의 앞쪽으로 상기 제2레버(135)에 상기 제1오일젯(250) 및 제2오일젯(260)이 형성된다.
상기 제1오일젯(250) 및 제2오일젯(260)은 상기 제1레버(120)와 상기 제2레버(135)를 서로 래칭시키는 래칭부로 공급된 유압을 외부로 해소시키는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 일부 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제2레버(135)의 후단부 하부가 상기 밸브(150)를 누르도록 배치되고, 상기 제2레버(135)의 선단부 하부는 유압간극조절부(160)가 지지한다.
상기 제2레버(135)와 상기 제1레버(120)의 후단부를 가로질러 상기 힌지(100)가 관통하여, 상기 제1레버(120) 및 상기 제2레버(135)가 상기 힌지(100)를 통해서 연결된다.
상기 제1레버(120)는 상기 하이캠(194)에 의해서 움직이고, 상기 제2레버(135)는 상기 로우캠(192)에 의해서 움직인다. 여기서, 상기 유압간극조절부(160)는 상기 제2레버(135)의 선단부 하부를 지지하고 있으므로, 상기 밸브(150)는 항상 로우리프트로 구동된다.
그리고, 상기 제2레버(135)는 상기 유압간극조절부(160)에 의해서 지지되지 않으므로 로스트모션을 수행한다. 다만, 래칭부가 구동되어 상기 제1레버(120)와 상기 제2레버(135)의 선단부가 서로 래칭되면 상기 하이캠(194)이 상기 제1레버(120)를 통해서 상기 밸브(150)를 하이리프트로 동작시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 래칭부는 피스톤홈(142), 제1오일젯(250), 제2오일젯(260), 피스톤(140), 스토퍼(200), 핀(210), 피스톤탄성부재(220), 및 누름부(170)를 포함한다.
상기 피스톤홈(142)은 상기 제2레버(135)의 선단부에 형성되고, 선단부 방향으로 개방되어 형성된다. 상기 피스톤홈(142) 안으로 상기 피스톤(140)이 삽입되어 배치되고, 상기 피스톤(140)이 외부로 이탈되지 않도록 상기 핀(210)과 상기 스토퍼(200)가 배치된다.
상기 피스톤탄성부재(220)는 상기 스토퍼(200)에 지지되어 상기 피스톤(140)을 내측으로 탄성지지하여 상기 피스톤홈(142)의 내측으로 삽입한다. 상기 제1오일젯(250)은 상기 피스톤홈(142)의 후단부와 연결되고, 상기 제2오일젯(260)은 상기 제1오일젯(250)과 간격을 두고 선단부에 배치되어 상기 피스톤홈(142)과 연결된다.
즉, 상기 제1오일젯(250) 및 제2오일젯(260)은 모두 상기 피스톤홈(142)과 연결되되, 상기 제1오일젯(250)은 상기 제2오일젯(260)보다 후단부에 배치된다.
상기 유압간극조절부(160)로 공급된 유압은 상기 제2레버(135)의 선단부 하부에 형성된 유로를 통해서 상기 피스톤홈(142)으로 선택적으로 공급되는 구조를 갖는다.
도 3을 참조하여 래칭부의 구조를 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈으로 유압이 공급되지 않은 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
상기 피스톤(140)의 후단면의 중심부에는 후방돌기(230)가 돌출되어 형성되고, 상기 제1오일젯(250)은 상기 피스톤홈(142)의 내측면의 상부와 연결된다.
상기 피스톤(140)의 후단부 외주면에는 후방둘레홈(240)이 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 후방돌기(230)와 상기 후방둘레홈(240)의 구조는 유압의 공급이 신속하게 되도록 한다.
즉, 상기 유압간극조절부(160)에서 공급되는 유압은 상기 피스톤홈(142)의 내측 후단부로 연결되어 있으므로, 유압은 상기 후방돌기(230)와 상기 후방둘레홈(240)에 의해서 형성되는 공간으로 신속하게 공급된다.
상기 피스톤(140)의 상기 후방돌기(230)가 상기 피스톤홈(142)의 내측면과 밀착된 상태에서, 상기 제2오일젯(260)은 상기 피스톤(140)의 외주면에 의해서 차단된다. 아울러, 상기 제1오일젯(250)은 상기 피스톤(140)의 후방돌기(230)에 의해서 항상 개방된 상태를 유지한다.
따라서, 상기 유압간극조절부(160)를 통해서 유압이 상기 피스톤홈(142)의 후방으로 공급되면, 상기 제2오일젯(260)이 상기 피스톤(140)의 외주면에 의해서 차단되어 유압이 누출되는 것이 방지되어 상기 피스톤(140)이 신속하게 선단부 방향으로 움직일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈으로 유압이 공급되는 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 피스톤홈(142)의 후방으로 유압이 공급되면, 상기 피스톤(140)이 선단부 방향으로 움직이고, 상기 제2레버(135)의 선단면의 외부로 돌출된다. 그리고, 상기 피스톤(140)은 상기 스토퍼(200)와 상기 핀(210)의 구조에 의해서 움직임이 제한된다.
상기 피스톤(140)이 선단부방향으로 움직임에 따라서, 상기 피스톤(140)은 상기 제2오일젯(260)을 개방한다. 따라서, 상기 유압간극조절부(160)를 통해서 상기 피스톤홈(142)의 후방으로 공급된 유압은 상기 제1오일젯(250)과 상기 제2오일젯(260)을 통해서 외부로 해소된다.
이때, 상기 제2오일젯(260)은 상기 피스톤(140)의 후방둘레홈(240)과 대응되어 상기 피스톤홈(142)과 연결된다.
따라서, 상기 하이캠(194)이 상기 제1레버(120)를 누르면, 상기 제1레버(120)와 연결되는 상기 누름부(170)가 상기 피스톤(140)의 선단부 상부를 하부로 누르고, 상기 피스톤(140)과 함께 상기 제2레버(135)가 상기 밸브(150)를 하이리프트로 누른다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 피스톤홈에서 유압이 해소되는 상태를 보여주는 일부 상세 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 유압간극조절부(160)를 통해서 유압이 공급되지 않으면, 상기 제1오일젯(250) 및 제2오일젯(260)을 통해서 유압이 상기 제2레버(135)의 외부로 오일이 해소되고, 상기 피스톤(140)이 후방으로 신속하게 움직인다.
그리고, 상기 피스톤(140)이 더 후방으로 움직이면, 상기 피스톤(140)에 의해서 상기 제2오일젯(260)은 차단된다.
다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제1오일젯(250)과 상기 제2오일젯(260)은 상기 피스톤(140)의 움직임 방향으로 서로 일정한 거리를 두고 형성되고, 상기 제1오일젯(250)은 1개가 형성되고, 상기 제2오일젯(260)은 두 개가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1오일젯(250) 및 제2오일젯(260)은 상기 제1레버(120) 및 제2레버(135)의 후방으로 오일을 분사하도록 형성되어 상기 로우캠(192)과 상기 제2레버(135), 및 상기 하이캠(194)과 상기 제1래버() 사이에 마찰력을 줄인다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 힌지
110: 레버탄성부재
120: 제1레버
130: 롤러
135: 제2레버
140: 피스톤
142: 피스톤홈
150: 밸브
160: 유압간극조절부
170: 누름부
190: 캠샤프트
192: 로우캠
194: 하이캠
200: 스토퍼
210: 핀
220: 피스톤탄성부재
230: 후방돌기
240: 후방둘레홈
250: 제1오일젯
260: 제2오일젯

Claims (8)

  1. 포트를 개폐하도록 배치되는 밸브;
    상기 밸브를 하이리프트 또는 로우리프트로 동작시키도록 배치되는 레버; 및
    상기 레버의 선단부 하부를 지지하는 유압간극조절부; 를 포함하고,
    상기 레버는,
    캠샤프트의 하이캠에 대응하는 제1레버;
    상기 캠샤프트의 로우캠과 대응하되, 후단부에 배치되는 힌지를 통해서 상기 제1레버와 연결되고, 선단부에는 피스톤홈이 형성되는 제2레버; 및
    상기 피스톤홈의 내측에 삽입되는 피스톤;
    상기 피스톤을 상기 피스톤홈의 내측으로 탄성지지하는 피스톤탄성부재; 및
    상기 피스톤의 선단부가 상기 제2레버의 외부로 돌출되도록 하여 상기 제1레버의 누름부가 상기 피스톤을 통해서 상기 제2레버를 누르도록 하는 유압공급부; 를 포함하고,
    상기 피스톤홈과 상기 피스톤 사이에 형성된 유압을 외부로 해소하는 오일젯이 상기 피스톤의 움직임 방향으로 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 오일젯은
    상기 피스톤의 후단면과 대응하는 상기 피스톤홈의 내측면에서 상기 제2레버의 외부로 형성된 제1오일젯, 및
    상기 제1오일젯보다 상기 피스톤의 선단부 방향으로 설정간격을 두고 형성되는 제2오일젯을 포함하고,
    상기 피스톤이 상기 피스톤홈의 내측으로 삽입된 상태에서 상기 제2오일젯은 상기 피스톤의 외주면에 의해서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 피스톤이 상기 피스톤홈의 외부도 돌출된 상태에서 상기 제2오일젯은 개방되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 피스톤의 후단부의 중심부에는 후방으로 후방돌기가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 피스톤의 외주면 후단부에는 둘레방향으로 후방둘레홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 피스톤탄성부재는 상기 피스톤의 내측에 삽입되는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제2레버가 중심에 배치되고, 그 양측에 상기 제1레버가 배치되고, 양측에 배치되는 제1레버는 상기 누름부를 통해서 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 유압공급부는,
    상기 힌지의 반대측의 상기 제2레버의 하부를 지지하는 유압간극조절부를 통해서 상기 피스톤홈의 후방으로 유압을 공급하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
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