KR101448778B1 - 다단 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

다단 가변 밸브 리프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구성이 간단하고, 구성요소들 간의 간섭없이 효율적으로 작동되는 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는, 중공의 원통 형상으로 형성되고, 엔진의 운전에 의해 회전하는 캠 샤프트; 상기 캠 샤프트의 중공에 배치되는 컨트롤 샤프트; 상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 캠; 상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠을 연결하는 캠 로드; 상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 작동유닛; 상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛을 연결하는 작동유닛 로드; 상기 작동유닛과 선택적으로 연결되고, 상기 작동유닛을 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동시키는 솔레노이드 밸브; 및 상기 캠의 회전 운동을 밸브의 직선운동으로 바꾸도록 상기 캠과 접촉되는 태핏;을 포함할 수 있다.

Description

다단 가변 밸브 리프트 장치{MUTIPLE VARIABLE VALVE LIFT APPRATUS}
본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 밸브 리프트 모드를 구현할 수 있는 다단 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 받아들인 연료와 공기를 연소시킴으로써 동력을 형성한다. 여기서, 공기를 흡입할 때에는 캠 샤프트(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입된다. 또한, 공기를 배출할 때에는 캠 샤프트의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출된다.
한편, 최적의 흡기밸브 또는 배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 개폐 시기를 제어하게 된다. 이와 같이, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 캠 샤프트에는 밸브를 구동시키는 복수개의 캠이 구비되거나, 밸브가 엔진의 회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.
하지만, 캠 샤프트에 복수개의 캠이 구비되는 경우, 흡기밸브 또는 배기밸브를 작동시키기 위한 캠을 선택적으로 변경하기 위한 구성이 복잡해지고 구성요소들 간의 간섭이 발생될 수 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제2012-0000413호 (2012.01.02. 공개)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 구성이 간단하고, 구성요소들 간의 간섭없이 효율적으로 작동되는 다단 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치는, 중공의 원통 형상으로 형성되고, 엔진의 운전에 의해 회전하는 캠 샤프트; 상기 캠 샤프트의 중공에 배치되는 컨트롤 샤프트; 상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 캠; 상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠을 연결하는 캠 로드; 상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 작동유닛; 상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛을 연결하는 작동유닛 로드; 상기 작동유닛과 선택적으로 연결되고, 상기 작동유닛을 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동시키는 솔레노이드 밸브; 및 상기 캠의 회전 운동을 밸브의 직선운동으로 바꾸도록 상기 캠과 접촉되는 태핏;을 포함할 수 있다.
상기 캠은 캠 로브의 형상이 서로 다른 적어도 두 개 이상의 캠을 포함하고, 상기 작동유닛과 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 움직임으로써 상기 두 개 이상의 캠 중 상기 태핏과 접촉되는 캠이 선택될 수 있다.
상기 캠은, 상기 캠 샤프트가 삽입되는 중공이 형성된 기둥 형상일 수 있다.
상기 캠 샤프트에는 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통하는 캠 가이드 홀이 형성되고, 상기 캠 로드는 상기 캠 가이드 홀을 통하여 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통함으로써, 상기 캠과 상기 컨트롤 샤프트를 연결시킬 수 있다.
상기 캠 가이드 홀은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 일정한 길이를 가지며, 상기 캠 로드는 상기 캠 가이드 홀에 의해 가이드 됨으로써, 상기 캠 및 상기 컨트롤 샤프트와 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동될 수 있다.
상기 작동유닛은, 상기 캠 샤프트가 삽입되는 중공이 형성된 원통 형상일 수 있다.
상기 캠 샤프트에는 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통하는 작동유닛 가이드 홀이 형성되고, 상기 작동유닛 로드는 상기 작동유닛 가이드 홀을 통하여 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통함으로써, 상기 작동유닛과 상기 컨트롤 샤프트를 연결시킬 수 있다.
상기 작동유닛 가이드 홀은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 일정한 길이를 가지며, 상기 작동유닛 로드는 상기 작동유닛 가이드 홀에 의해 가이드 됨으로써, 상기 작동유닛 및 상기 컨트롤 샤프트와 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동될 수 있다.
상기 컨트롤 샤프트는 엔진의 기통 중 적어도 두 개 이상의 기통의 밸브 리프트를 통합적으로 제어하도록 복수개의 상기 캠과 연결될 수 있다.
상기 컨트롤 샤프트는 엔진의 각 기통의 밸브 리프트를 독립적으로 제어하도록 엔진의 기통 수와 대응되는 수로 구비되고, 적어도 하나 이상의 상기 캠과 연결될 수 있다.
상기 태핏은, 원통형상으로 형성된 하층부; 및 상기 하층부의 상면로부터 돌출되어 형성되고, 상기 캠과 구름 접촉하는 상층부;를 포함할 수 있다.
상기 상층부는, 상기 하층부의 상면과 맞닿은 하면, 상기 캠과 접촉하는 상면, 및 네 개의 측면을 갖는 육면체 형상으로 형성되고, 상기 캠의 캠 로브에 의한 상기 태핏의 작동 시간이 연장되도록 상기 상층부의 상면은 일방향으로 길게 형성될 수 있다.
상기 상층부의 상면은 길이방향을 따라 완만한 곡면으로 볼록하게 형성될 수 있다.
상기 태핏은 실린더 헤드에 대한 상기 태핏의 상대회전을 방지하는 회전 방지 핀을 더 포함하되, 상기 회전 방지 핀은 상기 하층부의 측면으로부터 상면에 걸쳐 장착되도록 절곡된 형상으로 형성되고, 상기 절곡된 회전 방지 핀이 장착되도록 상기 상층부의 일방향의 두께는 상기 하층부의 직경보다 설정치만큼 작게 형성될 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브에는 상기 작동유닛과 선택적으로 접촉되는 작동부가 구비되고, 상기 작동유닛의 외주면에는 상기 접촉된 작동부를 가이드하도록 축방향을 기준으로 기울어진 가이드 레일이 형성되며, 상기 작동유닛의 회전에 의해 상기 작동부가 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩됨으로써 상기 작동유닛은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 움직일 수 있다.
상기 작동유닛이 축방향을 따라 일방향 또는 반대방향으로 움직이도록 상기 가이드 레일은 적어도 두 개 이상 형성될 수 있다.
상기 가이드 레일은 상기 작동유닛의 외주면으로부터 함몰된 홈 형상으로 형성되고, 상기 작동부는 상기 홈 형상의 가이드 레일에 수용되도록 형성될 수 있다.
상기 홈 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우, 상기 두 개의 가이드 레일은 상기 작동유닛의 직경방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일 사이의 상기 작동유닛 외주면에는 상기 가이드 레일에 비하여 상대적으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 상기 가이드 레일로부터 이탈될 수 있다.
상기 홈 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우, 상기 두 개의 가이드 레일은 'X'자로 교차되도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일이 형성되지 않은 상기 작동유닛 외주면에는 상기 가이드 레일에 비하여 상대적으로 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 상기 가이드 레일로부터 이탈될 수 있다.
상기 가이드 레일은 상기 작동유닛의 외주면으로부터 돌출된 돌기 형상으로 형성되고, 상기 작동부에는 상기 돌기 형상의 가이드 레일을 수용하는 홈이 형성될 수 있다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우, 상기 두 개의 가이드 레일은 상기 작동유닛의 직경방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일 사이의 상기 작동유닛 외주면에는 상기 작동유닛 외주면으로부터 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 원위치될 수 있다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우, 상기 두 개의 가이드 레일은 'X'자로 교차되도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일이 형성되지 않은 상기 작동유닛 외주면에는 상기 작동유닛 외주면으로부터 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 원위치될 수 있다.
상기 두 개의 가이드 레일은, 상기 작동부의 홈이 슬라이딩되도록 상기 'X'의 교차점에 마름모꼴로 형성되는 교차 레일; 및 상기 두 개의 가이드 레일이 상기 교차 레일의 둘레에서 마름모꼴로 설정거리만큼 단절됨에 따라 형성되는 교차 홈; 을 포함할 수 있다.
상기 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우, 상기 두 개의 가이드 레일은, 상기 작동부와 상기 작동유닛이 접촉된 상태에서 상기 작동유닛이 회전함에 따라 상기 작동부가 하나의 가이드 레일의 일단, 타단, 다른 가이드 레일의 일단, 및 타단을 순차적으로 경유하도록 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 중공의 캠 샤프트와 캠 샤프트의 중공에 삽입되는 컨트롤 샤프트에 의해 간단한 구성을 가지면서도 효율적인 작동이 가능해질 수 있다. 또한, 구성요소들간의 간섭이 방지되고, 공간 활용도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 캠이 태핏과 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 캠이 태핏과 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태핏의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태핏의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 방지 핀이 구비된 태핏의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 부분 확대도이다.
도 8은 홈 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 홈 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛과 솔레노이드 밸브를 도시한 도면이다.
도 10은 홈 형상의 다른 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이다.
도 11은 돌기 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛의 실시예를 보여주는 도면이다.
도 12는 돌기 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛과 솔레노이드 밸브를 도시한 도면이다.
도 13은 돌기 형상의 레일이 형성된 작동유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 하이 리프트 캠이 태핏과 접촉된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 로우 리프트 캠이 태핏과 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에는 상기 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 구성을 용이하게 나타내기 위해 몇몇 구성요소들의 단면이 도시되었다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)는 캠 샤프트(10), 캠(30), 컨트롤 샤프트(20), 솔레노이드 밸브(40), 작동유닛(60), 및 태핏(50)을 포함한다.
상기 캠 샤프트(10)는 엔지의 크랭크 샤프트(도시하지 않은)의 회전에 따라 회전하는 축이다. 또한, 상기 캠 샤프트(10)는 중공의 원통 형상으로 형성된다.
상기 캠(30)은 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 돌출되도록 구비된다. 자세히 설명하면, 상기 캠(30)은 일정한 두께를 갖는 중공의 기둥 형상으로 형성된다. 또한, 상기 캠 샤프트(10)가 상기 캠(30)의 중공에 삽입된다. 따라서, 상기 캠(30)과 상기 캠 샤프트(10)의 전체적인 형상은 상기 캠(30)이 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 돌출된 형상이 된다. 여기서, 상기 캠(30)의 중공은 상기 캠 샤프트(10)의 외주와 대응되는 원형일 수 있다. 즉, 상기 캠(30)의 내주면은 상기 캠 샤프트(10)의 외주면과 접촉된다. 나아가, 상기 캠(30)은 그 내주면이 상기 캠 샤프트(10)의 외주면에서 슬라이딩됨으로써, 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직일 수 있다. 한편, 상기 캠(30)은 상기 캠 샤프트(10)와 함께 회전하도록 구비된다.
상기 캠(30)은 일단이 타단에 비하여 상대적으로 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 캠(30)의 단면은 외주면이 계란형(oval shape)으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캠의 일단은 캠 로브(cam lobe)이고 타단을 캠 베이스(cam base)일 수 있다.
상기 캠 베이스는 캠의 외주 중 반경이 일정한 호의 형상을 갖는 캠의 기초 원(base circle)이다. 또한, 상기 캠 로브는 캠의 외주 중 밸브(80)가 상기 캠(30)의 회전에 의해 열리기 시작하여 완전히 닫힐 때까지 상기 밸브(80)를 밀고 있는 부분이다. 여기서, 상기 밸브(80)는 엔진의 흡기밸브 또는 배기밸브일 수 있다(도 5 참조).
상기 캠(30)은 하이 리프트 캠(32) 및 로우 리프트 캠(34)을 포함한다.
상기 하이 리프트 캠(32)과 상기 로우 리프트 캠(34)은 서로 다른 형상으로 형성된다. 특히, 상기 밸브(80)가 상기 하이 리프트 캠(32)에 의해 작동되는 경우와 상기 밸브(80)가 상기 로우 리프트 캠(34)에 의해 작동되는 경우에서 상기 밸브(80)의 개방 시기 및 시간이 서로 다르도록 상기 하이 리프트 캠(32)의 캠 로브와 상기 로우 리프트 캠(34)의 캠 로브는 서로 다른 형상으로 형성된다. 또한, 상기 하이 리프트 캠(32)의 캠 로브는 상기 로우 리프트 캠(34)의 캠 로브에 비하여 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하이 리프트 캠(32)은 상기 밸브(80)의 하이 리프트(high lift)를 구현하고, 상기 로우 리프트 캠(34)은 상기 밸브(80)의 로우 리프트(low lift)를 구현한다. 나아가, 상기 캠(30)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직임에 따라 상기 하이 리프트 캠(32) 및 로우 리프트 캠(34) 중 상기 밸브(80)를 작동시키는 캠(30)이 선택된다.
상기 컨트롤 샤프트(20)는 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 움직이도록 상기 캠 샤프트(10)의 중공에 배치된다. 또한, 상기 컨트롤 샤프트(20)는 상기 캠(30)과 연결된다. 나아가, 상기 컨트롤 샤프트(20)가 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직임에 따라 상기 캠(30)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직인다. 여기서, 상기 컨트롤 샤프트(20)와 상기 캠(30)은 함께 움직일 수 있다.
상기 솔레노이드 밸브(40)는 상기 캠 샤프트(10)의 회전 운동을 상기 컨트롤 샤프트(20)의 직선 운동으로 바꾸도록 구비된다. 즉, 상기 솔레노이드 밸브(40)가 작동되면, 상기 캠 샤프트(10)의 회전 운동에 따라 상기 컨트롤 샤프트(20)가 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 직선 운동한다. 여기서, 전기적인 제어에 의해 온 또는 오프 작동되는 상기 솔레노이드 밸브(40)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 작동유닛(60)은 상기 캠(30)과 같이 중공의 기둥 형상으로 형성되고, 상기 캠 샤프트(10)가 상기 작동유닛(60)의 중공에 삽입됨으로써 상기 캠 샤프트(10)의 외주면에 배치된다. 또한, 상기 작동유닛(60)의 중공은 상기 작동유닛(60)의 내주가 상기 캠 샤프트(10)의 외주에 대응되는 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 나아가, 상기 작동유닛(60)의 외주는 일정한 반경을 갖는 원형으로 형성될 수 있다.
상기 작동유닛(60)은 상기 솔레노이드 밸브(40)의 온 또는 오프에 의해 상기 솔레노이드 밸브(40)와 선택적으로 연결된다. 또한, 상기 작동유닛(60)과 상기 솔레노이드 밸브(40)가 연결되면, 상기 솔레노이드 밸브(40)의 일부분은 상기 작동유닛(60)의 외주면에 접촉된다. 나아가, 상기 캠 샤프트(10)의 회전에 의해 상기 솔레노이드 밸브(40)의 일부분은 상기 작동유닛(60)의 외주면을 따라 슬라이딩된다. 이러한 솔레노이드 밸브(40)와 작동유닛(60)의 작동에 의해 상기 작동유닛(60)의 내주면은 상기 캠 샤프트(10)의 외주면에서 슬라이딩되고, 상기 작동유닛(60)은 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 움직인다.
상기 작동유닛(60)은 상기 컨트롤 샤프트(20)와 연결된다. 또한, 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직임에 따라 상기 컨트롤 샤프트(20)가 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직인다. 즉, 상기 작동유닛(60), 상기 컨트롤 샤프트(20), 및 상기 캠(30)은 함께 움직일 수 있다. 한편, 상기 작동유닛(60)은 상기 캠 샤프트(10)와 함께 회전하도록 구비된다.
상기 태핏(50)은 상기 캠(30)의 회전 운동을 상기 밸브(80)의 직선 운동으로 바꾸도록 구비된다. 또한, 상기 태핏(50)은 상기 캠(30)의 외주면에 접촉되고, 상기 캠(30)이 회전함에 따라 상기 캠 로브에 의해 밀리거나 상기 캠 베이스에 의해 원위치된다. 여기서, 상기 태핏(50)이 항상 상기 캠(30)을 향하여 밀리도록 탄성부재(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 한편, 상기 밸브(80)는 상기 캠(30)의 회전에 의해 상기 태핏(50)과 함께 움직이도록 상기 태핏(50)과 결합된다(도 5 참조).
상술한 바와 같이, 상기 작동유닛(60), 상기 컨트롤 샤프트(20), 및 상기 캠(30)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 직선 운동함에 따라 상기 태핏(50)은 상기 하이 리프트 캠(32)에 의해 작동되거나(도 1 참조), 상기 로우 리프트 캠(34)에 의해 작동된다(도 2 참조). 또한, 상기 하이 리프트 캠(32) 또는 상기 로우 리프트 캠(34) 중 하나를 상기 태핏(50)과 선택적으로 접촉시키도록 작동하는 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동 시기는 엔진의 운전 상태를 고려하여 당업자에 의해 설정될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 4기통의 엔진(four-cylinder engine)에 적용되는 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)가 도시되었다. 또한, 각 기통마다 2개의 태핏(50)이 구비되고, 각 태핏(50)마다 하나의 하이 리프트 캠(32) 및 하나의 로우 리프트 캠(34)으로 구성된 하나의 캠(30)이 접촉된 것이 도시되었다. 나아가, 2개의 솔레노이드 밸브(40), 2개의 작동유닛(60), 및 2개의 컨트롤 샤프트(20)가 도시되었다.
상기 2개의 솔레노이드 밸브(40)는 제1, 2 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 통합적으로 제어하는 제1, 2 기통 통합 솔레노이드 밸브(41) 및 제3, 4 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 통합적으로 제어하는 제3, 4 기통 통합 솔레노이드 밸브(42)로 구성된다. 따라서, 제1, 2 기통의 밸브(80) 개폐 시기와 제3, 4 기통의 밸브(80) 개폐 시기는 서로 독립적으로 제어된다.
상기 2개의 작동유닛(60)은 상기 제1, 2 기통 통합 솔레노이드 밸브(41)에 선택적으로 연결되는 제1, 2 기통 통합 작동유닛(61) 및 상기 제3, 4 기통 통합 솔레노이드 밸브(42)에 선택적으로 연결되는 제3, 4 기통 통합 작동유닛(61)으로 구성된다.
상기 2개의 컨트롤 샤프트(20)는 상기 제1, 2 기통 통합 작동유닛(61)과 함께 직선 운동하는 제1, 2 기통 통합 샤프트(21) 및 상기 제3, 4 기통 통합 작동유닛(62)과 함께 직선 운동하는 제3, 4 기통 통합 샤프트(22)로 구성된다. 또한, 상기 제1, 2 기통 통합 샤프트(21)는 제1, 2 기통의 태핏(50)에 접촉된 캠(30)과 함께 직선 운동하도록 연결되고, 상기 제3, 4 기통 통합 샤프트(21)는 제3, 4 기통의 태핏(50)에 접촉된 캠(30)과 함께 직선 운동하도록 연결된다.
도 1 및 도 2의 설명에서는 편의를 위하여 4기통 엔진을 토대로 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 구성을 설명하였지만, 상기 가변 밸브 리프트 장치(1)는 이에 한정되지 않으며 적어도 2개의 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 통합적으로 제어하도록 당업자에 의해 다양한 엔진에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 구성도이다.
도 3에는 상기 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 하이 리프트 캠(32)이 태핏(50)과 접촉된 상태가 도시되었으나, 상기 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 작동에 따라 로우 리프트 캠(34)이 태핏(50)과 접촉될 수 있다. 또한, 도 3에는 상기 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 구성을 용이하게 나타내기 위해 몇몇 구성요소들의 단면이 도시되었다.
한편, 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 설명에서는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치와 동일한 구성요소의 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)는 엔진의 각 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 독립적으로 제어한다.
도 3에는 4기통의 엔진에 적용되는 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)가 도시되었다. 또한, 각 기통마다 2개의 태핏(50)이 구비되고, 각 태핏(50)마다 하나의 하이 리프트 캠(32) 및 하나의 로우 리프트 캠(34)으로 구성된 하나의 캠(30)이 접촉된 것이 도시되었다. 나아가, 4개의 솔레노이드 밸브(40), 4개의 작동유닛(60), 및 4개의 컨트롤 샤프트(20)가 도시되었다.
상기 4개의 솔레노이드 밸브(40)는 제1 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 제어하는 제1 기통 솔레노이드 밸브(43), 제2 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 제어하는 제2 기통 솔레노이드 밸브(44), 제3 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 제어하는 제3 기통 솔레노이드 밸브(45), 및 제4 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 제어하는 제4 기통 솔레노이드 밸브(46)로 구성된다.
상기 4개의 작동유닛(60)은 상기 제1 기통 솔레노이드 밸브(43)에 선택적으로 연결되는 제1 기통 작동유닛(63), 상기 제2 기통 솔레노이드 밸브(44)에 선택적으로 연결되는 제2 기통 작동유닛(64), 상기 제3 기통 솔레노이드 밸브(45)에 선택적으로 연결되는 제3 기통 작동유닛(65), 및 상기 제4 기통 솔레노이드 밸브(46)에 선택적으로 연결되는 제4 기통 작동유닛(66)으로 구성된다.
상기 4개의 컨트롤 샤프트(20)는 상기 제1 기통 작동유닛(63)과 함께 직선 운동하는 제1 기통 샤프트(23), 상기 제2 기통 작동유닛(64)과 함께 직선 운동하는 제2 기통 샤프트(24), 상기 제3 기통 작동유닛(65)과 함께 직선 운동하는 제3 기통 샤프트(25), 및 상기 제4 기통 작동유닛(66)과 함께 직선 운동하는 제4 기통 샤프트(26)로 구성된다. 또한, 상기 제1 기통 샤프트(23), 상기 제2 기통 샤프트(24), 상기 제3 기통 샤프트(25), 및 상기 제4 기통 샤프트(26)는 각각 제1 기통의 태핏(50), 제2 기통의 태핏(50), 제3 기통의 태핏(50), 및 제4 기통의 태핏(50)에 접촉된 캠(30)과 함께 직선 운동하도록 연결된다.
도 3의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 4기통 엔진을 토대로 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 구성을 설명하였지만, 상기 가변 밸브 리프트 장치(1)는 이에 한정되지 않으며 각 기통의 밸브(80) 개폐 시기를 독립적으로 제어하도록 당업자에 의해 다양한 엔진에 적용될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에서는 다단 가변 밸브 리프트 장치(1)의 구성을 용이하게 도시하기 위하여 제1 내지 제4 기통의 캠(30)의 위상이 동일하게 도시되었지만, 상기 캠(30)의 위상은 당업자에 의해 각 기통마다 다르게 설정될 수 있다. 즉, 각 기통마다 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐 시기가 다르게 설정될 수 있다. 일반적으로 4기통 엔진의 점화 순서(ignition order)는 제1 기통, 제3 기통, 제4기통, 제2 기통 순이며, 이에 따라 각 기통마다 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐 시기가 결정되는 것은 당업자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태핏의 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태핏(50)은 하층부(56) 및 상층부(52)를 포함한다.
상기 하층부(56)는 상기 태핏(50)의 몸체이다. 또한, 상기 하층부(56)는 원통 형상으로 형성된다.
상기 상층부(52)는 상기 캠(30)과 구름 접촉되는 부분이다. 또한, 상기 상층부(52)는 상기 하층부(56)의 상면으로부터 돌출되어 형성된다. 나아가, 상기 상층부(52)는 상기 하층부(56)의 상면과 맞닿은 하면을 포함하여 6개의 면을 갖는 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 상층부(52)는 두 쌍의 대향하는 측면을 포함한다. 여기서, 상기 상층부(52)의 두 쌍의 측면 중 한 쌍의 측면 사이의 두께는 상기 하층부(56)의 직경에 최대한 근사치로 형성된다. 이는 상기 캠(30)과 접촉되는 상기 상층부(52)의 상면이 일방향으로 길게 형성됨에 따라 캠 로브에 의한 상기 태핏(50)의 작동 시간이 연장되도록 하기 위한 것이다. 한편, 캠 로브에 의한 상기 태핏(50)의 작동 시간이 더욱 연장되도록 상기 상층부(52)의 상면은 길이방향을 따라 완만한 곡면으로 볼록하게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태핏의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 태핏(50)은 밸브(80)와 결합된다.
상기 하층부(56)의 하면은 개구되고, 상기 하층부(56)의 내부에는 빈 공간이 형성된다. 또한, 상기 하층부(56)의 상면과 맞닿은 상기 상층부(52)의 하면이 개구되고, 상기 상층부(52)의 내부에는 상기 하층부(56) 내부의 빈 공간으로부터 단차지게 빈 공간이 형성된다. 한편, 상기 태핏(50)의 상층부(52) 및 하층부는 일체로 형성될 수 있다.
상기 밸브(80)는 밸브 로드(82) 및 개폐부(84)를 포함한다.
상기 밸브 로드(82)는 기다란 막대 형상으로 형성된다. 또한, 상기 밸브 로드(82)의 일단은 상기 하층부(56)의 하면 및 상기 상층부(52)의 하면을 통과하도록 상기 태핏(50)에 삽입된다.
상기 개폐부(84)는 엔진의 흡기구(도시하지 않음) 또는 배기구(도시하지 않음)를 개폐하는 부분이다. 또한, 상기 캠(30)의 회전에 의한 상기 태핏(50)의 작동에 따라 상기 태핏(50)이 상기 밸브 로드(82)의 일단을 밀면, 상기 개폐부(84)가 상기 흡기구 또는 배기구를 개방하도록 움직인다. 나아가, 상기 개폐부(84)가 원위치 되도록 탄성부재(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 방지 핀이 구비된 태핏의 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태핏(50)은 회전 방지 핀(54)를 더 포함한다.
상기 회전 방지 핀(54)은 실린더 헤드(도시하지 않음)에 대한 상기 태핏(50)의 상대회전을 방지한다. 상기 회전 방지 핀(54)은 상기 태핏(50)에 장착되고, 상기 실린더 헤드에는 상기 회전 방지 핀(54)에 대응되는 형상의 홈이 형성된다. 또한, 상기 태핏(50)의 운동에 따라 상기 회전 방지 핀(54)은 상기 실린더 헤드의 홈에 안착된 상태로 슬라이딩된다. 따라서, 상기 태핏(50)이 상기 실린더 헤드로부터 헛도는 것이 방지된다.
상기 회전 방지 핀(54)은 상기 하층부(56)의 측면으로부터 상면에 걸쳐 장착되도록 절곡된 형상을 갖는다. 이러한 절곡된 형상을 갖는 상기 회전 방지 핀(54)이 장착되도록 상기 상층부(52)의 두 쌍의 측면 중 다른 한 쌍의 측면 사이의 두께는 상기 하층부(56)의 직경보다 설정치만큼 작게 형성된다. 따라서, 상기 하층부(56)의 상면에 상기 회전 방지 핀(54)이 장착되는 공간이 확보된다. 또한, 상기 회전 방지 핀(54)이 상기 하층부(56)의 측면으로부터 상면에 걸쳐 장착됨으로써, 상기 회전 방지 핀(54)이 상기 태핏(50)에 견고하게 고정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가변 밸브 리프트 장치의 부분 확대도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 캠(30)은 캠 로드(36)를 더 포함하고, 상기 작동유닛(60)은 작동유닛 로드(67)를 포함하며, 상기 캠 샤프트(10)는 작동유닛 가이드 홀(12) 및 캠 가이드 홀(14)을 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3 및 도 7을 참조로 상기 캠 로드(36), 상기 작동유닛 로드(67), 상기 작동유닛 가이드 홀(12), 및 상기 캠 가이드 홀(14)을 설명한다.
상기 캠 로드(36)는 상기 캠(30)의 중공 및 상기 캠 샤프트(10)의 중공을 가로질러 상기 캠 샤프트(10) 및 상기 컨트롤 샤프트(20)를 직경방향으로 관통하도록 배치된다. 또한, 상기 캠 로드(36)는 상기 하이 리프트 캠(32) 또는 상기 로우 리프트 캠(34)에 고정된다. 즉, 상기 캠 로드(36)는 상기 캠(30)과 함께 움직인다. 나아가, 상기 캠 로드(36)는 상기 컨트롤 샤프트(20)를 관통함으로써 상기 캠(30)과 상기 컨트롤 샤프트(20)가 함께 움직이도록 상기 캠(30)과 상기 컨트롤 샤프트(20)를 연결한다.
상기 작동유닛 로드(67)는 상기 작동유닛(60)의 중공 및 상기 캠 샤프트(10)의 중공을 가로질러 상기 캠 샤프트(10) 및 상기 컨트롤 샤프트(20)를 직경방향으로 관통하도록 배치된다. 또한, 상기 작동유닛 로드(67)는 상기 작동유닛(60)에 고정된다. 즉, 상기 작동유닛 로드(67)는 상기 작동유닛(60)과 함께 움직인다. 나아가, 상기 작동유닛 로드(67)는 상기 컨트롤 샤프트(20)를 관통함으로써 상기 작동유닛(60)과 상기 컨트롤 샤프트(20)가 함께 움직이도록 상기 작동유닛(60)과 상기 컨트롤 샤프트(20)를 연결한다.
상기 작동유닛 가이드 홀(12) 및 상기 캠 가이드 홀(14)은 상기 캠 샤프트(10)의 외주면으로부터 상기 캠 샤프트(10)의 중공까지 관통되도록 형성된 홀이다.
상기 작동유닛 가이드 홀(12)은 상기 작동유닛(60)을 가이드하도록 형성된다. 또한, 상기 작동유닛 가이드 홀(12)은 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 일정한 길이를 갖도록 형성되고, 상기 캠 샤프트(10)의 원주방향으로 상기 작동유닛 로드(67)의 두께에 대응되는 길이를 갖도록 형성된다. 나아가, 상기 작동유닛 가이드 홀(12)은 상기 캠 샤프트(10)의 직경방향으로 대향하도록 두 개의 홀이 짝을 이루어 배치된다. 여기서, 상기 짝을 이룬 두 개의 작동유닛 가이드 홀(12) 중 하나에는 상기 캠 샤프트(10) 및 컨트롤 샤프트(20)를 관통한 작동유닛 로드(67)의 일단이 배치되고, 다른 하나에는 상기 작동유닛 로드(67)의 타단이 배치된다. 즉, 상기 작동유닛 로드(67)의 일단 및 타단이 각각 하나의 작동유닛 가이드 홀(12)을 따라 슬라이딩됨으로써, 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)와의 상대회전없이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직인다.
상기 캠 가이드 홀(14)은 은 상기 캠(30)을 가이드하도록 형성된다. 또한, 상기 캠 가이드 홀(14)은 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 일정한 길이를 갖도록 형성되고, 상기 캠 샤프트(10)의 원주방향으로 상기 캠 로드(36)의 두께에 대응되는 길이를 갖도록 형성된다. 나아가, 상기 캠 가이드 홀(14)은 상기 캠 샤프트(10)의 직경방향으로 대향하도록 두 개의 홀이 짝을 이루어 배치된다. 여기서, 상기 짝을 이룬 두 개의 캠 가이드 홀(14)은 중 하나에는 상기 캠 샤프트(10) 및 컨트롤 샤프트(20)를 관통한 캠 로드(36)의 일단이 배치되고, 다른 하나에는 상기 캠 로드(36)의 타단이 배치된다. 즉, 상기 캠 로드(36)의 일단 및 타단이 각각 하나의 캠 가이드 홀(14)을 따라 슬라이딩됨으로써, 상기 캠(30)이 상기 캠 샤프트(10)와의 상대회전없이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 움직인다.
여기서, 상기 작동유닛 가이드 홀(12) 및 캠 가이드 홀(14)의 축방향 길이는 상기 태핏(50)에 접촉되는 캠(30)이 상기 하이 리프트 캠(32)에서 상기 로우 리프트 캠(34)으로 혹은 그 반대로 변경되도록 상기 작동유닛 로드(67) 및 상기 캠 로드(36)가 이동될 수 있는 길이이다. 한편, 상기 작동유닛 로드(67)와 상기 캠 로드(36)의 각 두께에 따라 상기 작동유닛 가이드 홀(12)과 캠 가이드 홀(14)의 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 8은 홈 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이고, 도 9는 홈 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛과 솔레노이드 밸브를 도시한 도면이다. 또한, 도 10은 홈 형상의 다른 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이다.
도 11은 돌기 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이고, 도 12는 돌기 형상의 가이드 레일이 형성된 작동유닛과 솔레노이드 밸브를 도시한 도면이다. 또한, 도 13은 돌기 형상의 다른 가이드 레일이 형성된 작동유닛을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 작동유닛(60)은 가이드 레일(68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f, 68g, 68h)을 더 포함하고, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 작동부(47)를 포함한다.
상기 작동유닛(60)과 상기 솔레노이드 밸브(40)는 상기 가이드 레일(68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f, 68g, 68h)과 상기 작동부(47)의 접촉에 의해 연결된다. 또한, 상기 작동부(47)는 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동에 따라 선택적으로 상기 가이드 레일(68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f, 68g, 68h)에 접촉된다. 나아가, 상기 가이드 레일(68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f, 68g, 68h)은 상기 작동부(47)를 가이드하도록 상기 작동유닛(60)의 외주면에 형성된다.
도 8 및 도 9를 참조로 상기 작동유닛(60)에 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)이 형성된 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 가이드 레일(68a, 68b)은 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 함몰된 홈 형상일 수 있다. 또한, 상기 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)은 상기 작동유닛(60)의 원주방향으로 길게 형성되고, 축방향을 기준으로 일정한 기울기로 기울어진 형상을 갖는다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68a, 68b)에 접촉되면, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)의 회전에 따라 상기 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68a, 68b)의 길이방향을 따라 슬라이딩된다. 여기서, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 차체에 고정되고, 상기 작동부(47)가 고정됨에 따라 상기 가이드 레일(68a, 68b)의 기울어진 형상에 의해 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 이동된다. 한편, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)은 동심(C)으로 회전한다.
상기 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)은 상기 작동유닛(60)의 직경방향으로 대향하도록 두 개의 가이드 레일(68a, 68b)이 짝을 이루어 배치된다. 또한, 상기 두 개의 가이드 레일(68a, 68b)의 사이에는 돌출부(69a)가 형성된다. 여기서, 상기 돌출부(69a)는 상기 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)에 비하여 상대적으로 돌출된 부분이며, 상기 작동유닛(60)의 외주면 중 함몰되지 않은 부분이다.
상기 두 개의 가이드 레일(68a, 68b) 중 하나의 가이드 레일(68a)은 상기 작동유닛(60)을 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 일방향으로 이동시키도록 기울어져 형성되고, 다른 가이드 레일(68b)은 상기 작동유닛(60)을 반대방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된다. 또한, 상기 하나의 가이드 레일(68a)은 일단의 시작점(P1) 및 타단의 마침점(P2)을 포함하고, 상기 다른 가이드 레일(68b)은 일단의 시작점(P3) 및 타단의 마침점(P4)을 포함한다. 즉, 상기 돌출부(69a)는 상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3)의 사이 및 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1)의 사이에 각각 형성된다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 시작점(P1)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 하나의 가이드 레일(68a)을 따라 상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 일방향으로 이동된다.
상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69a)와 접촉되면서 상기 하나의 가이드 레일(68a)로부터 이탈된다. 또한, 상기 작동부(47)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69a)를 경유한다.
상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3) 사이의 돌출부(69a)를 경유한 작동부(47)가 상기 시작점(P3)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 다른 가이드 레일(68b)을 따라 상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 반대방향으로 이동된다.
상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69a)와 접촉되면서 상기 다른 가이드 레일(68b)로부터 이탈된다. 또한, 상기 작동부(47)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69a)를 경유한다. 나아가, 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1) 사이의 돌출부(69a)를 경유한 작동부(47)는 상기 시작점(P1)에 접촉될 수 있다.
상기 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)이 상기 작동유닛(60)의 직경방향으로 대향하도록 두 개가 형성됨으로써, 상기 작동유닛(60)이 1회전당 축방향을 따라 1회 직선왕복운동 하도록 작동될 수 있다. 즉, 상기 작동유닛(60)의 1회전당 상기 밸브(80)의 하이-로우-하이 리프트가 순차적으로 수행되거나, 로우-하이-로우 리프트가 순차적으로 수행될 수 있다. 이것은 하이 리프트에서 로우 리프트로 또는 로우 리프트에서 하이 리프트로의 변경이 상기 캠 샤프트(10)의 1/2회전동안 수행될 수 있는 것을 의미하며, 상기 리프트의 변경 시기는 당업자에 의해 설정될 수 있다.
한편, 상기 시작점(P1, P3) 및 상기 마침점(P2, P4) 부분에는 상기 가이드 레일(68a, 68b)이 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 함몰되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68a, 68b)에 충격없이 매끄럽게 수용되고, 상기 가이드 레일(68a, 68b)로부터 충격없이 매끄럽게 이탈될 수 있다.
도 10을 참조로 상기 작동유닛(60)에 홈 형상의 다른 가이드 레일(68c, 68d)이 형성된 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 가이드 레일(68c, 68d)은 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 함몰된 홈 형상일 수 있다. 또한, 상기 홈 형상의 가이드 레일(68c, 68d)은 상기 작동유닛(60)의 원주방향으로 길게 형성되고, 축방향을 기준으로 일정한 기울기로 기울어진 형상을 갖는다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68c, 68d)에 접촉되면, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)의 회전에 따라 상기 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68c, 68d)의 길이방향을 따라 슬라이딩된다. 여기서, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 차체에 고정되고, 상기 작동부(47)가 고정됨에 따라 상기 가이드 레일(68c, 68d)의 기울어진 형상에 의해 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 이동된다. 한편, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)은 동심(C)으로 회전한다.
상기 홈 형상의 가이드 레일(68c, 68d)은 상기 작동유닛(60)을 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 일방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된 하나의 가이드 레일(68c) 및 상기 작동유닛(60)을 반대방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된 다른 가이드 레일(68d)를 포함한다. 또한, 상기 하나의 가이드 레일(68c)과 상기 다른 가이드 레일(68d)은 'X'자로 교차되도록 형성된다. 나아가, 상기 하나의 가이드 레일(68c)과 상기 다른 가이드 레일(68d)은 교차되는 지점을 중심으로 상기 작동유닛(60)의 원주방향을 따라 동일한 길이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 하나의 가이드 레일(68c)과 상기 다른 가이드 레일(68d)의 길이는 상기 작동유닛(60)의 원주길이의 반보다 길게 형성될 수 있다.
상기 두 개의 가이드 레일(68c, 68d)이 형성되지 않은 상기 작동유닛(60)의 외주면에는 돌출부(69b)가 형성된다. 여기서, 상기 돌출부(69b)는 상기 홈 형상의 가이드 레일(68a, 68b)에 비하여 상대적으로 돌출된 부분이며, 상기 작동유닛(60)의 외주면 중 함몰되지 않은 부분이다.
상기 하나의 가이드 레일(68c)은 일단의 시작점(P1) 및 타단의 마침점(P2)을 포함하고, 상기 다른 가이드 레일(68d)은 일단의 시작점(P3) 및 타단의 마침점(P4)을 포함한다. 또한, 상기 하나의 시작점(P1) 및 상기 다른 시작점(P3)은 상기 'X'자의 윗부분에 나란하게 배치되고, 상기 하나의 마침점(P2) 및 상기 다른 마침점(P4)은 상기 'X'자의 아랫부분에 나란하게 배치된다. 즉, 상기 돌출부(69b)는 상기 시작점(P1, P3)과 상기 마침점(P2 P4)의 사이에 형성된다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 시작점(P1)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 하나의 가이드 레일(68c)을 따라 상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 일방향으로 이동된다.
상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69b)와 접촉되면서 상기 하나의 가이드 레일(68c)로부터 이탈된다. 또한, 상기 작동부(47)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69b)를 경유한다.
상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3) 사이의 돌출부(69b)를 경유한 작동부(47)가 상기 시작점(P3)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 다른 가이드 레일(68d)을 따라 상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 반대방향으로 이동된다.
상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69b)와 접촉되면서 상기 다른 가이드 레일(68d)로부터 이탈된다. 또한, 상기 작동부(47)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69b)를 경유한다. 나아가, 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1) 사이의 돌출부(69b)를 경유한 작동부(47)는 상기 시작점(P1)에 접촉될 수 있다.
상기 홈 형상으로 형성된 두 개의 가이드 레일(68c, 68d)이 'X'자로 교차되도록 형성됨으로써, 상기 작동유닛(60)이 2회전당 축방향을 따라 1회 직선왕복운동 하도록 작동될 수 있다. 즉, 상기 작동유닛(60)의 2회전당 상기 밸브(80)의 하이-로우-하이 리프트가 순차적으로 수행되거나, 로우-하이-로우 리프트가 순차적으로 수행될 수 있다. 이것은 하이 리프트에서 로우 리프트로 또는 로우 리프트에서 하이 리프트로의 변경이 상기 캠 샤프트(10)의 1회전동안 수행될 수 있는 것을 의미하며, 상기 리프트의 변경 시기는 당업자에 의해 설정될 수 있다.
한편, 상기 시작점(P1, P3) 및 상기 마침점(P2, P4) 부분에는 상기 가이드 레일(68c, 68d)이 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 함몰되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68c, 68d)에 충격없이 매끄럽게 수용되고, 상기 가이드 레일(68c, 68d)로부터 충격없이 매끄럽게 이탈될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조로 상기 작동유닛(60)에 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)이 형성된 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 가이드 레일(68e, 68f)은 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 돌출된 돌기 형상일 수 있다. 또한, 상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)은 상기 작동유닛(60)의 원주방향으로 길게 형성되고, 축방향을 기준으로 일정한 기울기로 기울어진 형상을 갖는다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)과 접촉되도록 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)는 결합부(48) 및 결합홈(49)를 포함한다.
상기 결합홈(49)은 상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)을 수용하도록 상기 가이드 레일(68e, 68f)과 대응되는 형상으로 상기 결합부(48)에 형성된 홈이고, 상기 결합부(48)는 상기 결합홈(49)이 형성되는 면적이 확보되도록 상기 작동부(47)의 일단에 형성된 부분이다. 또한, 상기 결합부(48)는 상기 결합홈(49)을 상기 가이드 레일(68e, 68f)로부터 이탈시키도록 기능한다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 결합홈(49)이 상기 가이드 레일(68e, 68f)에 접촉되면, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)의 회전에 따라 상기 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68e, 68f)의 길이방향을 따라 슬라이딩된다. 여기서, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 차체에 고정되고, 상기 작동부(47)가 고정됨에 따라 상기 가이드 레일(68e, 68f)의 기울어진 형상에 의해 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 이동된다. 한편, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)은 동심(C)으로 회전한다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)은 상기 작동유닛(60)의 직경방향으로 대향하도록 두 개의 가이드 레일(68e, 68f)이 짝을 이루어 배치된다. 또한, 상기 두 개의 가이드 레일(68e, 68f)의 사이에는 돌출부(69c)가 형성된다. 여기서, 상기 돌출부(69c)는 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 돌출된 부분이며, 상기 작동유닛(60)의 외주면 중 상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)이 형성되지 않은 부분에 형성된다.
상기 두 개의 가이드 레일(68e, 68f) 중 하나의 가이드 레일(68e)은 상기 작동유닛(60)을 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 일방향으로 이동시키도록 기울어져 형성되고, 다른 가이드 레일(68f)은 상기 작동유닛(60)을 반대방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된다. 또한, 상기 하나의 가이드 레일(68e)은 일단의 시작점(P1) 및 타단의 마침점(P2)을 포함하고, 상기 다른 가이드 레일(68f)은 일단의 시작점(P3) 및 타단의 마침점(P4)을 포함한다. 즉, 상기 돌출부(69c)는 상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3)의 사이 및 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1)의 사이에 각각 형성된다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 결합홈(49)이 상기 시작점(P1)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 하나의 가이드 레일(68e)을 따라 상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 일방향으로 이동된다.
상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69c)와 접촉되면서 상기 하나의 가이드 레일(68e)로부터 이탈된다. 이 때, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 상기 돌출부(69c)에 의해 밀림으로써 원위치된다. 또한, 상기 작동부(47)의 결합부(48)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69c)를 경유한다.
상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3) 사이의 돌출부(69c)를 경유한 작동부(47)의 결합홈(49)이 상기 시작점(P3)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 다른 가이드 레일(68f)을 따라 상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 반대방향으로 이동된다.
상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69c)와 접촉되면서 상기 다른 가이드 레일(68b)로부터 이탈된다. 이 때, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 상기 돌출부(69c)에 의해 밀림으로써 원위치된다. 또한, 상기 작동부(47)의 결합부(48)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69c)를 경유한다. 나아가, 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1) 사이의 돌출부(69c)를 경유한 작동부(47)의 결합부(48)는 상기 시작점(P1)에 접촉될 수 있다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일(68e, 68f)이 상기 작동유닛(60)의 직경방향으로 대향하도록 두 개가 형성됨으로써, 상기 작동유닛(60)이 1회전당 축방향을 따라 1회 직선왕복운동 하도록 작동될 수 있다. 즉, 상기 작동유닛(60)의 1회전당 상기 밸브(80)의 하이-로우-하이 리프트가 순차적으로 수행되거나, 로우-하이-로우 리프트가 순차적으로 수행될 수 있다. 이것은 하이 리프트에서 로우 리프트로 또는 로우 리프트에서 하이 리프트로의 변경이 상기 캠 샤프트(10)의 1/2회전동안 수행될 수 있는 것을 의미하며, 상기 리프트의 변경 시기는 당업자에 의해 설정될 수 있다.
한편, 상기 시작점(P1, P3) 및 상기 마침점(P2, P4) 부분에는 상기 가이드 레일(68e, 68f)이 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 돌출되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 가이드 레일(68e, 68f)이 상기 작동부(47)의 결합홈(49)에 충격없이 매끄럽게 수용될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(69c)의 길이방향 양단에는 상기 돌출부(69c)가 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 돌출되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 충격없이 매끄럽게 원위치될 수 있다.
도 13을 참조로 상기 작동유닛(60)에 돌기 형상의 다른 가이드 레일(68g, 68h)이 형성된 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 가이드 레일(68g, 68h)은 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 돌출된 돌기 형상일 수 있다. 또한, 상기 돌기 형상의 가이드 레일(68c, 68d)은 상기 작동유닛(60)의 원주방향으로 길게 형성되고, 축방향을 기준으로 일정한 기울기로 기울어진 형상을 갖는다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일(68g, 68h)과 접촉되도록 상기 솔레노이드 밸브(40)의 작동부(47)는 결합부(48) 및 결합홈(49)를 포함한다. 한편, 상기 결합부(48) 및 결합홈(49)에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 결합홈(49)이 상기 가이드 레일(68g, 68h)에 접촉되면, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)의 회전에 따라 상기 작동부(47)가 상기 가이드 레일(68g, 68h)의 길이방향을 따라 슬라이딩된다. 여기서, 상기 솔레노이드 밸브(40)는 차체에 고정되고, 상기 작동부(47)가 고정됨에 따라 상기 가이드 레일(68g, 68h)의 기울어진 형상에 의해 상기 작동유닛(60)이 상기 캠 샤프트(10)의 축방향으로 이동된다. 한편, 상기 캠 샤프트(10)와 상기 작동유닛(60)은 동심(C)으로 회전한다.
상기 돌기 형상의 가이드 레일(68g, 68h)은 상기 작동유닛(60)을 상기 캠 샤프트(10)의 축방향을 따라 일방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된 하나의 가이드 레일(68g) 및 상기 작동유닛(60)을 반대방향으로 이동시키도록 기울어져 형성된 다른 가이드 레일(68h)를 포함한다. 또한, 상기 하나의 가이드 레일(68g)과 상기 다른 가이드 레일(68h)은 'X'자로 교차되도록 형성된다. 나아가, 상기 하나의 가이드 레일(68g)과 상기 다른 가이드 레일(68h)은 교차되는 지점을 중심으로 상기 작동유닛(60)의 원주방향을 따라 동일한 길이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 하나의 가이드 레일(68g)과 상기 다른 가이드 레일(68h)의 길이는 상기 작동유닛(60)의 원주길이의 반보다 길게 형성될 수 있다.
상기 두 개의 가이드 레일(68g, 68h)이 형성되지 않은 상기 작동유닛(60)의 외주면에는 돌출부(69d)가 형성된다. 여기서, 상기 돌출부(69d)는 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 돌출된 부분이며, 상기 작동유닛(60)의 외주면 중 상기 돌기 형상의 가이드 레일(68g, 68h)이 형성되지 않은 부분에 형성된다.
상기 하나의 가이드 레일(68g)은 일단의 시작점(P1) 및 타단의 마침점(P2)을 포함하고, 상기 다른 가이드 레일(68h)은 일단의 시작점(P3) 및 타단의 마침점(P4)을 포함한다. 또한, 상기 하나의 시작점(P1) 및 상기 다른 시작점(P3)은 상기 'X'자의 윗부분에 나란하게 배치되고, 상기 하나의 마침점(P2) 및 상기 다른 마침점(P4)은 상기 'X'자의 아랫부분에 나란하게 배치된다. 즉, 상기 돌출부(69d)는 상기 시작점(P1, P3)과 상기 마침점(P2 P4)의 사이에 형성된다.
상기 'X'자로 교차되는 하나의 가이드 레일(68g) 및 다른 가이드 레일(68h)은 교차 레일(70) 및 교차 홈(72)을 포함한다.
상기 교차 레일(70)은 상기 솔레노이드 밸브(40)의 결합홈(49)이 슬라이딩되도록 상기 'X'의 교차점에 마름모꼴로 형성되고, 상기 교차 홈(72)은 상기 결합홈(49)에 인접한 결합부(48)를 가이드하도록 상기 마름모꼴 교차 레일(70)의 둘레에 형성된다. 여기서, 상기 교차 레일(70)은 상기 가이드 레일(68g, 68h)와 같이 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 돌출된다. 즉, 상기 가이드 레일(68g, 68h)은 상기 교차 레일(70)의 둘레에서 마름모꼴로 설정거리만큼 단절되고, 상기 교차 홈(72)은 상기 가이드 레일(68g, 68h)이 단절된 부분의 상기 작동유닛(60) 외주면이다.
상기 교차 레일(70)이 마름모꼴로 형성되고 상기 교차 홈(72)이 상기 교차 레일(70)의 마름모꼴 둘레를 따라 형성됨으로써, 상기 결합홈(49)의 적어도 일부분은 항상 상기 가이드 레일(68g, 68h)의 적어도 일부분에 접촉된다. 즉, 상기 결합홈(49)의 적어도 일부분은 항상 상기 가이드 레일(68g, 68h)의 적어도 일부분에 의해 가이드된다.
상기 솔레노이드 밸브(40)의 결합홈(47)이 상기 시작점(P1)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 하나의 가이드 레일(68g)을 따라 상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 일방향으로 이동된다.
상기 마침점(P2)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69d)와 접촉되면서 상기 하나의 가이드 레일(68g)로부터 이탈된다. 이 때, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 상기 돌출부(69d)에 의해 밀림으로써 원위치된다. 또한, 상기 작동부(47)의 결합부(48)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69d)를 경유한다.
상기 마침점(P2)과 상기 시작점(P3) 사이의 돌출부(69d)를 경유한 작동부(47)의 결합홈(49)이 상기 시작점(P3)에 접촉되면, 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 작동부(47)는 상기 다른 가이드 레일(68h)을 따라 상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된다. 따라서, 상기 작동유닛(60)은 반대방향으로 이동된다.
상기 마침점(P4)까지 슬라이딩된 상기 작동부(47)는 상기 돌출부(69b)와 접촉되면서 상기 다른 가이드 레일(68h)로부터 이탈된다. 이 때, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 상기 돌출부(69d)에 의해 밀림으로써 원위치된다. 또한, 상기 작동부(47)의 결합부(48)는 상기 작동유닛(60)의 회전에 의해 상기 돌출부(69b)를 경유한다. 나아가, 상기 마침점(P4)과 상기 시작점(P1) 사이의 돌출부(69d)를 경유한 작동부(47)의 결합홈(49)은 상기 시작점(P1)에 접촉될 수 있다.
상기 돌기 형상으로 형성된 두 개의 가이드 레일(68g, 68h)이 'X'자로 교차되도록 형성됨으로써, 상기 작동유닛(60)이 2회전당 축방향을 따라 1회 직선왕복운동 하도록 작동될 수 있다. 즉, 상기 작동유닛(60)의 2회전당 상기 밸브(80)의 하이-로우-하이 리프트가 순차적으로 수행되거나, 로우-하이-로우 리프트가 순차적으로 수행될 수 있다. 이것은 하이 리프트에서 로우 리프트로 또는 로우 리프트에서 하이 리프트로의 변경이 상기 캠 샤프트(10)의 1회전동안 수행될 수 있는 것을 의미하며, 상기 리프트의 변경 시기는 당업자에 의해 설정될 수 있다.
한편, 상기 시작점(P1, P3) 및 상기 마침점(P2, P4) 부분에는 상기 가이드 레일(68g, 68h)이 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 돌출되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 가이드 레일(68g, 68h)이 상기 작동부(47)의 결합홈(49)에 충격없이 매끄럽게 수용될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(69d)의 길이방향 양단에는 상기 돌출부(69d)가 상기 작동유닛(60)의 외주면으로부터 점진적으로 돌출되도록 경사면(S)이 형성된다. 따라서, 상기 작동부(47)의 결합부(48)가 충격없이 매끄럽게 원위치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 중공의 캠 샤프트(10)와 캠 샤프트(10)의 중공에 삽입되는 컨트롤 샤프트(20)에 의해 간단한 구성을 가지면서도 효율적인 작동이 가능해질 수 있다. 또한, 구성요소들간의 간섭이 방지되고, 공간 활용도가 향상될 수 있다.
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.
1: 다단 가변 밸브 리프트 장치
10: 캠 샤프트 12: 작동유닛 가이드 홀
14: 캠 가이드 홀 20: 컨트롤 샤프트
21: 제1, 2 기통 통합 샤프트 22: 제3, 4 기통 통합 샤프트
23: 제1 기통 샤프트 24: 제2 기통 샤프트
25: 제3 기통 샤프트 26: 제4 기통 샤프트
30: 캠 32: 하이 리프트 캠
34: 로우 리프트 캠 36: 캠 로드
40: 솔레노이드 밸브
41: 제1, 2 기통 통합 솔레노이드 밸브
42: 제3, 4 기통 통합 솔레노이드 밸브
43: 제1 기통 솔레노이드 밸브
44: 제2 기통 솔레노이드 밸브
45: 제3 기통 솔레노이드 밸브
46: 제4 기통 솔레노이드 밸브
47: 작동부 48: 결합부
49: 결합홈 50: 태핏
52: 상층부 54: 회전 방지 핀
56: 하층부 60: 작동유닛
61: 제1, 2 기통 통합 작동유닛 62: 제3, 4 기통 통합 작동유닛
63: 제1 기통 작동유닛 64: 제2 기통 작동유닛
65: 제3 기통 작동유닛 66: 제4 기통 작동유닛
67: 작동유닛 로드
68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f, 68g, 68h: 가이드 레일
69a, 69b, 69c, 69d: 돌출부
70: 교차 레일 72: 교차 홈
80: 밸브 82: 밸브 로드
84: 개폐부

Claims (23)

  1. 중공의 원통 형상으로 형성되고, 엔진의 운전에 의해 회전하는 캠 샤프트;
    상기 캠 샤프트의 중공에 배치되는 컨트롤 샤프트;
    상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 캠;
    상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 캠을 연결하는 캠 로드;
    상기 캠 샤프트와 함께 회전하도록 상기 캠 샤프트의 외주면에 배치되는 작동유닛;
    상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛이 함께 움직이도록 상기 컨트롤 샤프트와 상기 작동유닛을 연결하는 작동유닛 로드;
    상기 작동유닛과 선택적으로 연결되고, 상기 작동유닛을 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동시키는 솔레노이드 밸브; 및
    상기 캠의 회전 운동을 밸브의 직선운동으로 바꾸도록 상기 캠과 접촉되는 태핏;
    을 포함하되,
    상기 캠은 캠 로브의 형상이 서로 다른 적어도 두 개 이상의 캠을 포함하고, 상기 작동유닛과 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 움직임으로써 상기 두 개 이상의 캠 중 상기 태핏과 접촉되는 캠이 선택되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠은,
    상기 캠 샤프트가 삽입되는 중공이 형성된 기둥 형상인 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캠 샤프트에는 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통하는 캠 가이드 홀이 형성되고,
    상기 캠 로드는 상기 캠 가이드 홀을 통하여 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통함으로써, 상기 캠과 상기 컨트롤 샤프트를 연결시키는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캠 가이드 홀은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 일정한 길이를 가지며,
    상기 캠 로드는 상기 캠 가이드 홀에 의해 가이드 됨으로써, 상기 캠 및 상기 컨트롤 샤프트와 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동유닛은,
    상기 캠 샤프트가 삽입되는 중공이 형성된 원통 형상인 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캠 샤프트에는 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통하는 작동유닛 가이드 홀이 형성되고,
    상기 작동유닛 로드는 상기 작동유닛 가이드 홀을 통하여 상기 캠 샤프트를 직경방향으로 관통함으로써, 상기 작동유닛과 상기 컨트롤 샤프트를 연결시키는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작동유닛 가이드 홀은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 일정한 길이를 가지며,
    상기 작동유닛 로드는 상기 작동유닛 가이드 홀에 의해 가이드 됨으로써, 상기 작동유닛 및 상기 컨트롤 샤프트와 함께 상기 캠 샤프트의 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤 샤프트는 엔진의 기통 중 적어도 두 개 이상의 기통의 밸브 리프트를 통합적으로 제어하도록 복수개의 상기 캠과 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤 샤프트는 엔진의 각 기통의 밸브 리프트를 독립적으로 제어하도록 엔진의 기통 수와 대응되는 수로 구비되고, 적어도 하나 이상의 상기 캠과 연결되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 태핏은,
    원통형상으로 형성된 하층부; 및
    상기 하층부의 상면로부터 돌출되어 형성되고, 상기 캠과 구름 접촉하는 상층부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상층부는,
    상기 하층부의 상면과 맞닿은 하면, 상기 캠과 접촉하는 상면, 및 네 개의 측면을 갖는 육면체 형상으로 형성되고,
    상기 캠의 캠 로브에 의한 상기 태핏의 작동 시간이 연장되도록 상기 상층부의 상면은 일방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상층부의 상면은 길이방향을 따라 완만한 곡면으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 태핏은 실린더 헤드에 대한 상기 태핏의 상대회전을 방지하는 회전 방지 핀을 더 포함하되,
    상기 회전 방지 핀은 상기 하층부의 측면으로부터 상면에 걸쳐 장착되도록 절곡된 형상으로 형성되고,
    상기 절곡된 회전 방지 핀이 장착되도록 상기 상층부의 일방향의 두께는 상기 하층부의 직경보다 설정치만큼 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브에는 상기 작동유닛과 선택적으로 접촉되는 작동부가 구비되고,
    상기 작동유닛의 외주면에는 상기 접촉된 작동부를 가이드하도록 축방향을 기준으로 기울어진 가이드 레일이 형성되며,
    상기 작동유닛의 회전에 의해 상기 작동부가 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩됨으로써 상기 작동유닛은 상기 캠 샤프트의 축방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 작동유닛이 축방향을 따라 일방향 또는 반대방향으로 움직이도록 상기 가이드 레일은 적어도 두 개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 작동유닛의 외주면으로부터 함몰된 홈 형상으로 형성되고, 상기 작동부는 상기 홈 형상의 가이드 레일에 수용되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 홈 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우,
    상기 두 개의 가이드 레일은 상기 작동유닛의 직경방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일 사이의 상기 작동유닛 외주면에는 상기 가이드 레일에 비하여 상대적으로 돌출된 돌출부가 형성되며,
    상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 상기 가이드 레일로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 홈 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우,
    상기 두 개의 가이드 레일은 'X'자로 교차되도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일이 형성되지 않은 상기 작동유닛 외주면에는 상기 가이드 레일에 비하여 상대적으로 돌출된 돌출부가 형성되며,
    상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 상기 가이드 레일로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 작동유닛의 외주면으로부터 돌출된 돌기 형상으로 형성되고, 상기 작동부에는 상기 돌기 형상의 가이드 레일을 수용하는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 돌기 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우,
    상기 두 개의 가이드 레일은 상기 작동유닛의 직경방향으로 대향하도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일 사이의 상기 작동유닛 외주면에는 상기 작동유닛 외주면으로부터 돌출된 돌출부가 형성되며,
    상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 원위치되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 돌기 형상의 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우,
    상기 두 개의 가이드 레일은 'X'자로 교차되도록 배치되고, 상기 두 개의 가이드 레일이 형성되지 않은 상기 작동유닛 외주면에는 상기 작동유닛 외주면으로부터 돌출된 돌출부가 형성되며,
    상기 작동유닛의 회전에 따라 상기 가이드 레일을 경유한 작동부가 상기 돌출부에 접촉되면, 상기 작동부는 원위치되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 두 개의 가이드 레일은,
    상기 작동부의 홈이 슬라이딩되도록 상기 'X'의 교차점에 마름모꼴로 형성되는 교차 레일; 및
    상기 두 개의 가이드 레일이 상기 교차 레일의 둘레에서 마름모꼴로 설정거리만큼 단절됨에 따라 형성되는 교차 홈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 가이드 레일이 두 개로 형성되는 경우,
    상기 두 개의 가이드 레일은,
    상기 작동부와 상기 작동유닛이 접촉된 상태에서 상기 작동유닛이 회전함에 따라 상기 작동부가 하나의 가이드 레일의 일단, 타단, 다른 가이드 레일의 일단, 및 타단을 순차적으로 경유하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다단 가변 밸브 리프트 장치.
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