KR101370717B1 - 3 포인트 지지 듀얼 실린더 휴지(cda) 기구 - Google Patents

3 포인트 지지 듀얼 실린더 휴지(cda) 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼 실린더 휴지 기구에 관한 것으로, 본체와; 상기 캠의 회전에 따라 상기 캠과 접촉되어 상기 본체에 대하여 회전 운동 가능하게 상기 본체의 일측에 결합된 스윙 아암부와; 상기 스윙 아암부가 상기 본체에 대하여 회전 운동 할 수 있는 언록킹 위치와 상기 스윙 아암부와 맞물려 상기 본체에 대하여 회전 운동을 제한하는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 본체의 타측에 결합된 랫칭부와; 상기 랫칭부는 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동할 수 있도록 작동 유체를 공급 가능한 피벗부에 결합되며, 상기 스윙 아암부가 결합된 영역인 상기 본체의 일측에 복수의 상기 밸브가 지지 가능하게 마련된 복수의 스템 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 결합 또는 지지될 수 있고, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 안정적으로 지지될 수 있는 구조를 가지며, 실린더를 포함한 공간의 활용성을 증대시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공할 수 있다.

Description

3 포인트 지지 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구 {3 Point Supporting Dual Cylinder De-activation Device}
본 발명은 3 포인트 지지 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구에 관한 것으로, 특히 로터 아암 밸프 가이드장치의 구조를 개선한 3 포인트 지지 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구에 관한 것이다.
자동차의 엔진에 공기를 공급하고 연소된 공기를 배출하기 위하여 흡기 밸브 및 배기 밸브를 포함하는 흡배기 밸브가 마련된다. 이러한 흡배기 밸브는 항상 동일한 스트로크로 개폐되는 것이 아니라 필요에 따라 개폐되는 량을 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 엔진의 캠축에 결합된 캠축과 연동되어 개폐되는 밸브는 엔진의 실린더 중에서 일을 하지 않는 휴지된 상태에 있는 실린더의 밸브는 개폐되지 않는 것이 바람직하며 이렇게 밸브의 개폐를 조절하기 위한 장치가 개발되어 있다.
이러한 밸브 조절을 할 수 있는 장치의 일예로 실린더 휴지(Cylinder De-Activation) 기구가 개발되어 적용되고 있다.
이러한 종래기술이 공개특허공보 제2001-0078743호, 제2004-0041044호, 미국공개공보 US2002/0046720A1 등에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 하나의 실린더 휴지 장치에 하나의 밸브만이 결합된다는 문제점을 갖는다.
본 발명의 목적은, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 결합 또는 지지될 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 안정적으로 지지될 수 있는 구조를 갖는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 실린더를 포함한 공간의 활용성을 증대시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 밸브의 이상을 용이하게 확인할 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 부품의 수량을 감소시켜 제조, 제작 등에 소요되는 비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 캠과 흡배기를 포함하는 밸브 사이에 마련되어 캠의 회전에 따라 상기 밸브를 조절 가능하게 마련된 가변밸브용 실린더 휴지(CDA : Cylinder De-Activation)기구에 있어서, 본체와; 상기 캠의 회전에 따라 상기 캠과 접촉되어 상기 본체에 대하여 회전 운동 가능하게 상기 본체의 일측에 결합된 스윙 아암부와; 상기 스윙 아암부가 상기 본체에 대하여 회전 운동 할 수 있는 언록킹 위치와 상기 스윙 아암부와 맞물려 상기 본체에 대하여 회전 운동을 제한하는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 본체의 타측에 결합된 랫칭부와; 상기 랫칭부는 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동할 수 있도록 작동 유체를 공급 가능한 피벗부에 결합되며, 상기 스윙 아암부가 결합된 영역인 상기 본체의 일측에 복수의 상기 밸브가 지지 가능하게 마련된 복수의 스템 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 실린더 휴지기구에 의하여 달성된다.
또한, 상기 스윙 아암부는 상기 본체의 일측 가운데 영역에 위치하며, 상기 스템 접촉부재는 상기 스윙 아암부의 양측에 나란하게 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 랫칭부는 상기 본체의 타측 가운데 영역에 위치하며, 상기 피벗 접촉부재는 상기 랫칭부에 근접되게 배치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 결합 또는 지지될 수 있고, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 안정적으로 지지될 수 있는 구조를 가지며, 실린더를 포함한 공간의 활용성을 증대시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공할 수 있다.
또한, 밸브의 이상을 용이하게 확인할 수 있고, 부품의 수량을 감소시켜 제조, 제작 등에 소요되는 비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 상측에서 비스듬하게 바라본 사시도,
도 2는 도 1을 하측에서 비스듬하게 바라본 사시도,
도 3은 도 1 및 도 2의 중심선을 따라 절단한 단면도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작동 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구(이하에서 ‘실린더 휴지 기구’라 함)에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 상측에서 비스듬하게 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1을 하측에서 비스듬하게 바라본 사시도이며, 도 3은 도 1 및 도 2의 중심선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작동 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 실린더 휴지 기구(100)는 캠(195)과 흡기 밸브 또는 배기 밸브를 포함하는 밸브(190) 사이에 마련되어 캠(195)의 회전에 따라 밸브(190)를 개폐하도록 조절한다. 이하에서 설명의 편의를 위하여 도 1을 기준으로 좌측 후방에서 우측 전방을 따른 비스듬한 방향을 ‘X’축선 방향으로, 우측 후방에서 좌측 전방을 따른 비스듬한 방향을 ‘Y’축선 방향으로, X-Y 평면에 수직 방향을 ‘Z’방향으로 가정한다.
실린더 휴지 기구(100)는, ‘X-Y’평면을 따른 판 형상의 판면과 이 판면에서 연장된 본체(110)와; 상기 캠(195)의 회전에 따라 상기 캠(195)과 접촉되어 상기 본체(110)에 대하여 회전 운동 가능하게 상기 본체(110)의 일측에 결합된 스윙 아암부(130)와; 상기 스윙 아암부(130)가 상기 본체(110)에 대하여 회전 운동 할 수 있는 언록킹 위치(도 6 참조)와 상기 스윙 아암부(130)와 맞물려 상기 본체(110)에 대하여 회전 운동을 제한하는 록킹 위치(도 5 참조) 사이를 이동 가능하게 상기 본체(110)의 타측에 결합된 랫칭부(170)와; 상기 랫칭부(170)가 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동할 수 있도록 작동 유체를 공급 가능한 피벗부(180)에 결합되며, 상기 스윙 아암부(130)가 결합된 영역인 상기 본체(110)의 일측에 복수의 상기 밸브(190)가 지지 가능하게 마련된 복수의 스템 접촉부재(113)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스윙 아암부(130)는 상기 본체(110)의 일측 가운데 영역에 위치하며, 상기 스템 접촉부재(113)는 상기 스윙 아암부(130)의 양측에 나란하게 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 랫칭부(170)는 상기 본체(110)의 타측 가운데 영역에 위치하며, 상기 피벗 접촉부재(119)는 상기 랫칭부(170)에 근접되게 배치된 것을 특징으로 한다.
본체(110)는 판 형상의 판재를 필요한 형상으로 가공된다. 본체(110)는 Y축 방향 중앙측에 스윙 아암부(130)가 결합될 수 있는 공간인 개방된 영역(미도시)을 구비하고 있고 개방된 영역의 X축선 방향의 전방과 후방에 각각 밸브(190)의 상측으로 돌출된 스템(191)이 접촉되도록 하측에 마련된 스템 접촉부재(113)를 구비한 아우터 바디(111)를 구비하고 있다.
본체(110)는 아우터 바디(111)와 ‘Y’축선 방향의 후방 하측에 마련되어 피벗부(180)의 형상에 대응하여 반 구 형상을 포함하는 형상으로 마련된 피벗 접촉부재(119)를 구비하고 있다.
본체(110)의 ‘X’축선을 따른 'Y'의 축선의 후방측 양 판면측에 로스트 스프링(155)을 지지하는 영역이 되는 스프링 캡(157)이 결합되는 홀(미도시)이 마련되어 있다. 또한, 스프링 캡(157)이 결합되는 본체(110)의 판면과 근접된 영역에 로스트 스프링(155)의 일단이 지지될 수 있는 스프링 걸림부재(117)가 형성되어 로스트 스프링(155)에 탄성력을 제공할 수 있다.
스윙 아암부(130)는 본체(110)의 X 축선의 중앙 영역에 Y 축선 방향의 전방측에 X 축선 방향으로 긴 막대 형상의 아암축(131)과, 아암축(131)에 회전 가능하게 판 형상의 부재가 Z 축선을 따라 ‘ㄷ’자 형상으로 절곡되어 본체(110)에 대하여 회전 중심축(도 1 및 도 2의 ‘A1’참조)회전하도록 아암축(131)에 결합된 아암 바디(133)와, 아암 바디(133)의 Y 축선의 후방측에 아암축(131)과 평행하게 아암 바디(133)에 결합된 긴 막대 형상의 로스트 모션축(153)과, 상측은 캠(195)과 접촉되고 중앙은 로스트 모션축(153)에 대하여 회전 가능하게 로스트 모션축(153)에 결합되는 롤러(135)를 구비한다.
그리고, 스윙 아암부(130)에는 아암 바디(133)의 Y 축선의 후방에 피벗부(180)가 돌출되는 경우인 록킹 위치(도 5 참조)에서 피벗부(180)와 맞물리도록 판면으로부터 함몰 형성된 아암걸림턱(139)이 구비되어 있다.
로스트 스프링(155)의 일측 단부는 본체(110)의 스프링 걸림부재(117)에 지지되고 타측 단부는 로스트 모션축(153)의 단부에 결합되어 로스트 모션축(153)의 축선(도 1 및 도 2의 ‘A2’ 참조)이 본체(110)의 상측으로 향하도록 A1 축선을 중심으로 A2 축선을 상측으로 탄성 가압하여 스윙 아암부(130)가 캠(195)측에 항상 접촉하도록 한다.
그리고, 스윙 아암부(130)의 로스트 모션축(153)은 회전 운동하는 과정에서 아우터 바디(111)와 간섭이 발생하지 않도록 아우터 바디(111)의 판면을 관통 형성한 회동 그루브(115)를 구비한다.
랫칭부(170)는 본체(110)의 Y 축선의 후방 X 방향의 중앙 영역 본체(110)의 하측에 마련되어 피벗부(180)에서 공급되는 작동 유체인 오일의 가압력에 의해 랫칭실린더(171)에 슬라이딩 결합된 랫칭피스톤(173)이 이동되어 랫칭실린더(171)가 스윙 아암부(130)의 아암걸림턱(139)과 맞물림 해제되어 스윙 아암부(130)는 본체(110)에 대하여 회전 운동할 수 있어 언록킹 위치(도 6 참조)가 유지된다.
랫칭부(170)에서 랫칭스프링(175)은 랫칭피스톤(173)이 아암걸림턱(139)과 맞물려 스윙 아암부(130)는 본체(110)에 대하여 회전 운동이 되지 않고 록킹 위치(도 6 참조)가 유지되도록 랫칭피스톤(173)을 탄성 가압하고, 랫칭캡(177)은 랫칭실린더(171)의 단부에 결합되어 랫칭실린더(171)에 작동 유체가 수용되도록 랫칭실린더(171)를 폐쇄하고 랫칭스프링(175)의 일단부를 지지한다.
즉, 피벗부(180)에서 공급되는 작동 유체는 가압력을 제공하는 펌프에서 공급되어 피벗부(180) - 피벗 접촉부재(119) - 랫칭실린더(171)를 순차적으로 흘러 랫칭피스톤(173)을 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서 본 발명의 일실시예는 피벗부(180)가 하나인 것을 특징으로 한다.
여기서 본 발명의 핵심적인 사항을 정리해 보면, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(110)의 하측의 X 축선 방향으로 Y 축선의 전방측에 밸브(190) 스템(191) 접촉되는 두 개의 스템 접촉부재(113)가 접촉되는 두 개의 점(도 2의 “P1”과 “P2” 참조)과, 본체(110)의 하측의 X 축선 방향으로 Y 축선의 후방측에 피벗부(180)가 지지되어 접촉되는 한 개의 피벗 접촉부재(119)가 접촉되는 한 개의 점(도 2의“P3” 참조)를 포함하는 세 개의 점(P1, P2, P3)을 연결하는 삼각형 구조에 의해 본체(110)가 지지되는 구조를 갖는다. 즉, 세 개의 지지점이 전체적으로 판 형상의 본체(110) 두 모서리와 나머지 두 모서리의 중앙에 위치하여 전체적으로 견고하여 충분한 강도를 갖는 본체(110)에 의해 안정적이면서 간단하게 지지될 수 있는 구조이다.
종래와 비교하면 두 개의 밸브를 조절하기 위하여 두 개의 실린더 휴지 기구(100)가 있어야 했으나 본 발명에 따른 경우에는 종래의 본체보다 다소 큰 크기이지만 하나로 구비되어 부품 수를 줄일 수 있고 두 개를 만드는 것에 비하여 제조, 제작, 조립, 교체 등에 보다 비용과 시간이 덜 소요되어 시간적인 면에서 경제적인 면에서 절감이 될 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.
설명하지 않은 참조번호 137은 베어링으로 로스트모션 축(153)과 롤러(135) 사이에 결합되어 있어 롤러(135)가 회전을 할 수 있도록 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 휴지 기구(100)의 작동 과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 캠(195)이 시계방향으로 회전하는 가운데 캠(195)의 평평한 면과 롤러(135)가 접촉되는 경우에 랫칭부(170)의 피벗 접촉부재(119)에 결합된 피벗부(180)에는 별도의 유압이 작동하지 않으며 캠(195)의 평평한 부분이 롤러(135)와 접촉하고 있기 때문에 스윙 아암부(130)는 본체(110)에 결합된 아암축(131)에 대하여 회전 운동하지 않으므로 밸브(190)의 스템(191)은 가압되지 않아 밸브(190)는 개방되지 않는다. 이 경우에 피벗부(180)의 작동 유체에 가압력이 작동하지 않으므로 랫칭스프링(175)이 랫칭피스톤(173)을 가압하여 랫칭피스톤(173)은 스윙 아암부(130)와 맞물려 있는 상태이다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 캠(195)이 시계방향으로 회전하여 캠(195)의 돌출되어 캠축(미도시)로부터 제일 거리가 먼 부분이 롤러(135)와 접촉하고 피벗부(180)에 유압이 제공되지 않고 랫칭스프링(175)에 의해 랫칭피스톤(173)이 돌출되어 스윙 아암부(130)와 맞물려 있으므로 캠(195)이 롤러(135)를 가압하는 가압력이 그대로 본체(110), 스윙 아암부(130)와 랫칭부(170)에 그대로 전달되고 본체(110)는 우측의 피벗부(180)에 지지되어 피벗부(180)을 축으로 좌측으로 회전하는 구조로 된다. 이에, 본체(110)의 아우터 바디(111)의 하측 스템 접촉부재(113)에 지지된 스템(191)은 하측으로 이동하고 캠(195)의 이동량만큼 밸브(190)가 이동하여(도 5의 ‘X’참조) 실린더 내측으로 공기가 공급 또는 배출될 수 있다.
한편, 엔진(E)이 휴지기에 돌입한 경우에는 제어부(미도시)에서 피벗부(180)로 오일이 공급되도록 하면 가압된 작동 유체가 피벗부(180)와, 피벗 접촉부재(119)를 거쳐 랫칭실린더(171)로 공급되어 랫칭스프링(175)의 탄성 가압력을 극복하여 랫칭피스톤(173)을 우측으로 밀어낸다. 그러면, 아암걸림턱(139)에 맞물려 있던 랫칭피스톤(173)의 맞물림이 해제되어 스윙 아암부(130)는 아암축(131)을 중심으로 회전 운동할 수 있다. 따라서, 캠(195)이 회전하여 도 6과 같은 위치에 캠(195)이 위치하더라도 즉, 캠(195)의 이동으로 롤러(135)를 하측으로 가압하여도 본체(110) 또는 밸브(190)는 하측으로 이동하지 않고 스윙 아암부(130)의 롤러(135), 로스트모션 축(153) 및 아암 바디(133)의 우측부분만이 아암축(131)에 대하여 하측으로 회전 운동하여 실린더에/로 공기를 흡입 또는 배출하지 않고 공기가 필요한 곳으로만 공급하여 엔진(E)의 효율과 연비를 향상시킬 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 결합 또는 지지될 수 있고, 하나의 실린더 휴지(CDA) 기구에 복수의 밸브가 안정적으로 지지될 수 있는 구조를 가지며, 실린더를 포함한 공간의 활용성을 증대시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공할 수 있다.
또한, 밸브의 이상을 용이하게 확인할 수 있고, 부품의 수량을 감소시켜 제조, 제작 등에 소요되는 비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 듀얼 실린더 휴지(CDA) 기구를 제공할 수 있다.
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 : 실린더 휴지 기구 110 : 본체
111 : 아우터 바디 113 : 스템 접촉부재
115 : 회동 그루브 117 : 스프링 걸림부재
119 : 피벗 접촉부재 130 : 스윙 아암부
131 : 아암축 133 : 아암 바디
135 : 롤러 137 : 롤러베어링
139 : 아암걸림턱 153 : 로스트모션 축
155 : 로스트 스프링 157 : 스프링 캡
170 : 랫칭부 171 : 랫칭실린더
173 : 랫칭피스톤 175 : 랫칭스프링
177 : 랫칭캡 180 : 피벗부
190 : 밸브 191 : 스템
195 : 캠

Claims (3)

  1. 캠과 흡배기를 포함하는 밸브 사이에 마련되어 캠의 회전에 따라 상기 밸브를 조절 가능하게 마련된 가변밸브용 실린더 휴지(CDA : Cylinder De-Activation)기구에 있어서,
    본체와;
    상기 캠의 회전에 따라 상기 캠과 접촉되어 상기 본체에 대하여 회전 운동 가능하게 상기 본체의 일측에 결합된 스윙 아암부와;
    상기 스윙 아암부가 상기 본체에 대하여 회전 운동 할 수 있는 언록킹 위치와 상기 스윙 아암부와 맞물려 상기 본체에 대하여 회전 운동을 제한하는 록킹 위치 사이를 이동 가능하게 상기 본체의 타측에 결합된 랫칭부와;
    상기 랫칭부는 상기 록킹 위치와 상기 언록킹 위치 사이를 이동할 수 있도록 작동 유체를 공급 가능한 피벗부에 결합되며,
    상기 스윙 아암부가 결합된 영역인 상기 본체의 일측에 복수의 상기 밸브가 지지 가능하게 마련된 복수의 스템 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 실린더 휴지기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스윙 아암부는 상기 본체의 일측 가운데 영역에 위치하며,
    상기 스템 접촉부재는 상기 스윙 아암부의 양측에 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 듀얼 실린더 휴지기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 랫칭부는 상기 본체의 타측 가운데 영역에 위치하며,
    상기 피벗 접촉부재는 상기 랫칭부에 근접되게 배치된 것을 특징으로 하는 듀얼 실린더 휴지기구.
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