KR101526434B1

KR101526434B1 - 가변 밸브 리프트 장치

Info

Publication number: KR101526434B1
Application number: KR1020140172872A
Authority: KR
Inventors: 최명식; 김원규; 곽영홍
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2015-06-05
Also published as: JP2016109122A; US20160160708A1; CN105673121B; EP3029283B1; CN105673121A; US9587531B2; EP3029283A1

Abstract

본 발명은 실린더의 휴지를 구현하는 제로 리프트를 포함하여 밸브의 리프트를 3단으로 가변시키는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 엔진에 구비된 밸브의 리프트를 변경하도록 작동하는 가변 밸브 리프트 장치로서, 캠의 회전에 따라 선택적으로 레버운동 하며, 일단에 상기 밸브가 연결되고, 타단에 레버운동의 피봇 축이 구비되며, 2개의 내측 공간을 형성하는 아우터 바디; 상기 아우터 바디의 어느 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제1 이너 바디; 상기 아우터 바디의 다른 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제2 이너 바디; 상기 아우터 바디, 상기 제1 이너 바디, 및 상기 제2 이너 바디의 일단을 관통하도록 배치되어 상기 아우터 바디와 상기 제1, 2 이너 바디를 연결하는 연결 축; 상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제1 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제1 로스트 모션 스프링; 및 상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제2 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제2 로스트 모션 스프링;을 포함할 수 있다.

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPRATUS}

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브의 리프트를 3단으로 가변시키는 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 축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입된다. 또한, 공기를 배출할 때에는 캠 축의 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, 밸브가 엔진의 회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다. 이러한 가변 밸브 리프트 장치의 예로는 캠 축에 서로 다른 리프트로 밸브를 구동시키는 복수개의 캠이 구비되고, 상황에 따라 밸브를 구동시키는 캠이 선택되도록 작동되는 장치가 있다.

하지만, 캠 축에 복수개의 캠이 구비되는 경우, 흡기밸브 또는 배기밸브를 작동시키기 위한 캠을 선택적으로 변경하기 위한 구성이 복잡해지고 구성요소들 간의 간섭이 발생될 수 있다. 한편, 구성요소들 간의 간섭이 방지되도록 복수개의 캠을 각각 독립적으로 작동시키는 경우, 각각의 캠마다 작동을 위한 구성요소가 요구됨으로써 원가가 상승될 수 있다.

등록특허 제1080790호(2011.11.01.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 실린더의 휴지를 구현하는 제로 리프트를 포함하여 밸브의 리프트를 3단으로 가변시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.

또한, 2개의 밸브의 리프트를 변경하면서도 공간활용도 및 동특성이 향상된 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는, 엔진에 구비된 밸브의 리프트를 변경하도록 작동하는 가변 밸브 리프트 장치로서, 캠의 회전에 따라 선택적으로 레버운동 하며, 일단에 상기 밸브가 연결되고, 타단에 레버운동의 피봇 축이 구비되며, 2개의 내측 공간을 형성하는 아우터 바디; 상기 아우터 바디의 어느 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제1 이너 바디; 상기 아우터 바디의 다른 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제2 이너 바디; 상기 아우터 바디, 상기 제1 이너 바디, 및 상기 제2 이너 바디의 일단을 관통하도록 배치되어 상기 아우터 바디와 상기 제1, 2 이너 바디를 연결하는 연결 축; 상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제1 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제1 로스트 모션 스프링; 및 상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제2 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제2 로스트 모션 스프링;을 포함할 수 있다.

상기 캠은 2개의 캠으로 구성되고, 상기 제1 이너 바디는 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정되어 상기 2개의 캠 중 어느 하나의 회전에 따라 상기 아우터 바디의 레버운동 피봇 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 함께 레버운동 하거나 상기 아우터 바디와의 고정이 선택적으로 해제되어 상기 어느 하나의 캠의 회전에 따라 상기 연결 축을 중심으로 레버운동 하며, 상기 제2 이너 바디는 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정되어 상기 2개의 캠 중 다른 하나의 회전에 따라 상기 아우터 바디의 레버운동 피봇 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 함께 레버운동 하거나 상기 아우터 바디와의 고정이 선택적으로 해제되어 상기 다른 하나의 캠의 회전에 따라 상기 연결 축을 중심으로 레버운동 할 수 있다.

상기 아우터 바디에는 레버운동에 의해 각각 하나의 밸브를 밀도록 일단으로부터 양측으로 돌출되는 밸브 접촉부 및 각각 하나의 하이드롤릭 래시 어저스터가 안착되도록 타단으로부터 양측으로 돌출되는 안착부가 형성될 수 있다.

상기 가변 밸브 리프트 장치는, 상기 제1 이너 바디가 내측 공간을 형성하고, 상기 제1 이너 바디의 내측 공간에 배치되며, 상기 이너 바디와 회전 가능하게 연결되고, 상기 어느 하나의 캠의 회전에 따라 상기 제1 이너 바디가 레버운동 하도록 상기 어느 하나의 캠과 구름 접촉하는 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 제1, 2 이너 바디의 타단에는 상기 제1, 2 이너 바디의 원위치 시에 상기 아우터 바디의 타단에 걸리도록 돌출된 스토퍼가 각각 형성될 수 있다.

상기 제1 로스트 모션 스프링은 상기 연결 축에 감기도록 배치되고, 일부분이 상기 아우터 바디에 고정되며, 타부분이 상기 제1 이너 바디에 고정될 수 있다.

상기 제1 로스트 모션 스프링의 일부분은 상기 제1 이너 바디와의 간섭없이 연장되어 상기 아우터 바디의 일단에 고정될 수 있다.

상기 제2 로스트 모션 스프링은 상기 연결 축에 감기도록 배치되고, 일부분이 상기 아우터 바디에 고정되며, 타부분이 상기 제2 이너 바디에 고정될 수 있다.

상기 제2 로스트 모션 스프링의 일부분은 상기 제2 이너 바디와의 간섭없이 연장되어 상기 아우터 바디의 일단에 고정될 수 있다.

상기 가변 밸브 리프트 장치는, 유압을 발생시키는 오일 펌프; 상기 아우터 바디에 구비되고, 상기 오일 펌프로부터 발생된 유압에 의해 상기 제1 이너 바디를 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정시키도록 작동되는 제1 랫칭핀; 상기 아우터 바디에 구비되고, 상기 오일 펌프로부터 발생된 유압에 의해 상기 제2 이너 바디를 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정시키도록 작동되는 제2 랫칭핀; 상기 오일 펌프로부터 전달받은 유압이 상기 제1 랫칭핀에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제1 오일 컨트롤 밸브; 및 상기 오일 펌프로부터 전달받은 유압이 상기 제2 랫칭핀에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제2 오일 컨트롤 밸브;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 랫칭핀은 유압이 공급됨에 따라 유압에 의해 밀려 상기 제1 이너 바디를 상기 아우터 바디에 고정시키고, 유압이 해제됨에 따라 스프링에 의해 밀려 상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디의 고정을 해제시키도록 작동될 수 있다.

상기 제2 랫칭핀은 유압이 공급됨에 따라 유압에 의해 밀려 상기 제2 이너 바디와 상기 아우터 바디의 고정을 해제시키고, 유압이 해제됨에 따라 스프링에 의해 밀려 상기 제2 이너 바디를 상기 아우터 바디에 고정시키도록 작동될 수 있다.

상기 제1 이너 바디가 상기 아우터 바디에 고정되는 경우에 밸브의 하이 리프트가 구현될 수 있다.

상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정이 해제되고, 상기 제2 이너 바디가 상기 아우터 바디에 고정되는 경우에 밸브의 노멀 리프트가 구현될 수 있다.

상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정 및 상기 제2 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정이 모두 해제되는 경우에 밸브의 제로 리프트가 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 2개의 이너 바디가 아우터 바디에 각각 선택적으로 고정됨으로써, 3단의 밸브 리프트를 구현할 수 있다.

또한, 로스트 모션 스프링이 밸브 접촉부 측에 배치됨에 따라 연결 축 및 롤러 회전 축의 길이가 단축되고 가변 밸브 리프트 장치의 전체적인 크기가 줄어듦으로써, 중량 및 원가가 절감되고 공간활용도 및 동특성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 배면도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유압 공급 시스템의 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치의 배면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 아우터 바디(10), 제1 이너 바디(20), 롤러(60), 제2 이너 바디(30), 연결 축(40), 제1 로스트 모션 스프링(50), 및 제2 로스트 모션 스프링(51)을 포함한다.

상기 아우터 바디(10)는 캠 축(도시하지 않음)의 회전력을 선택적으로 전달받아 레버운동 하며, 밸브를 개폐시키도록 작동된다. 또한, 상기 캠 축의 회전운동을 상기 아우터 바디(10)의 레버운동으로 변환시키도록 상기 캠 축에는 복수개의 캠(도시하지 않음)이 형성되거나 구비된다. 여기서, 상기 밸브는 엔진의 흡기밸브 또는 배기밸브이다. 나아가, 상기 아우터 바디(10)의 내측에는 상기 아우터 바디(10)가 수직방향으로 관통된 2개의 공간(12, 13)이 형성된다. 즉, 상기 아우터 바디(10)는 레버운동 하도록 일정한 길이를 가지며, 상기 아우터 바디(10)의 2개의 내측 공간(12, 13)이 형성되도록 일정한 폭 및 두께를 갖는다. 여기서, 상기 아우터 바디(10)의 2개의 내측 공간(12, 13) 중 하나를 제1 내측 공간(12)이라 칭하고, 다른 하나를 제2 내측 공간(13)이라 칭하기로 한다.

상기 아우터 바디(10)의 일단에는 상기 밸브가 연결되고, 타단에는 레버운동 회전 축이 구비된다. 여기서, 상기 아우터 바디(10)의 레버운동 회전 축이 하이드롤릭 래시 어저스터(HLA: hydraulic lash adjuster, 90, 95)를 기준으로 하는 피봇 축임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하다. 또한, 상기 아우터 바디(10)의 제1 내측 공간(12) 및 제2 내측 공간(13)이 각각 상기 아우터 바디(10)의 일단측으로 개구됨으로써 상기 아우터 바디(10)의 전체적인 형상은 "E"자 형상으로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 아우터 바디(10)에는 "E"자 형상이 형성되도록 상기 제1 내측 공간(12)과 상기 제2 내측 공간(13)을 구획하는 구획부(19)가 형성된다.

이어지는 설명에서 상기 아우터 바디(10)에 구비되거나 연결되는 구성요소들의 일단 및 타단은 상기 아우터 바디(10)의 일단 및 타단과 각각 동일한 방향의 일부분을 의미한다.

상기 제1 이너 바디(20)는 상기 아우터 바디(10)의 제1 내측 공간(12)에 배치된다. 또한, 상기 제1 이너 바디(20)의 일단은 상기 아우터 바디(10)의 일단과 회전 가능하게 연결된다. 나아가, 상기 제1 이너 바디(20)는 캠 축의 회전력을 전달받아 레버운동 하며, 밸브를 선택적으로 개폐시키도록 작동된다. 더 나아가, 상기 제1 이너 바디(20)의 내측에는 수직방향으로 관통된 공간(24)이 형성된다. 즉, 상기 제1 이너 바디(20)는 레버운동 하도록 일정한 길이를 가지며, 상기 이너 바디(20)의 내측 공간(24)이 형성되도록 일정한 폭 및 두께를 갖는다.

상기 롤러(60)는 상기 제1 이너 바디(20)의 내측 공간(24)에 배치된다. 또한, 상기 롤러(60)는 상기 제1 이너 바디(20)와 회전 가능하게 연결된다. 나아가, 상기 롤러(60)는 상기 캠 축의 회전운동을 상기 아우터 바디(10) 또는 상기 이너 바디(20)의 레버운동으로 변환시키도록 상기 복수개의 캠 중 어느 하나와 구름 접촉된다.

상기 제2 이너 바디(30)는 상기 아우터 바디(10)의 제2 내측 공간(13)에 배치된다. 또한, 상기 제2 이너 바디(30)의 일단은 상기 아우터 바디(10)의 일단과 회전 가능하게 연결된다. 나아가, 상기 제2 이너 바디(30)는 캠 축의 회전력을 전달받아 레버운동 하며, 밸브를 선택적으로 개폐시키도록 작동된다. 더 나아가, 상기 제2 이너 바디(30)는 상기 복수개의 캠 중 다른 하나와 구름 접촉된다. 즉, 상기 제2 이너 바디(30)는 레버운동 하도록 일정한 길이를 가지며, 상기 다른 하나의 캠과 구름 접촉하도록 일정한 폭 및 두께를 갖는다.

상기 연결 축(40)은 상기 제1 이너 바디(20)의 일단 및 상기 제2 이너 바디(30)의 일단과 상기 아우터 바디(10)의 일단을 회전 가능하게 연결시키도록 구비된다. 즉, 상기 제1 이너 바디(20) 및 제2 이너 바디(30)는 상기 연결 축(40)을 중심으로 상기 아우터 바디(10)와 각각 상대회전 될 수 있다. 여기서, 상기 연결 축(40)에 의해 상기 제1, 2 이너 바디(20, 30)와 연결되는 상기 아우터 바디(10)의 일단을 아우터 연결부(14)라 칭하고, 상기 연결 축(40)에 의해 상기 아우터 바디(10)와 연결되는 상기 제1 이너 바디(20)의 일단을 제1 이너 연결부(22)라 칭하며, 상기 연결 축(40)에 의해 상기 아우터 바디(10)와 연결되는 상기 제2 이너 바디(30)의 일단을 제2 이너 연결부(32)칭하기로 한다. 즉, 상기 연결 축(40)은 상기 아우터 연결부(14), 상기 제1 이너 연결부(22), 및 상기 제2 이너 연결부(32)를 관통한다.

상기 아우터 바디(10)의 일단에는 상기 아우터 연결부(14)로부터 돌출된 밸브 접촉부(16)가 형성된다. 상기 아우터 연결부(14)는 상기 개구된 아우터 바디(10)의 일단 양측에 2개가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 밸브 접촉부(16)는 상기 2개의 아우터 연결부(14)로부터 각각 외측으로 돌출되어 2개가 형성될 수 있다. 또한, 상기 2개의 밸브 접촉부(16)는 각각 밸브와 접촉되어 상기 아우터 바디(10)의 레버운동에 따라 2개의 밸브를 각각 밀도록 기능한다.

한편, 상기 아우터 바디(10)의 타단에는 하이드롤릭 래시 어저스터(90, 95)가 안착되는 안착부(11)가 형성된다.

상기 안착부(11)는 상기 아우터 바디(10)의 타단으로부터 양측으로 돌출되도록 2개가 형성될 수 있다. 상기 2개의 안착부(11)에는 각각 하나의 하이드롤릭 래시 어저스터(90, 95)가 안착되도록 안착홈(15, 17)이 형성된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 2개의 밸브와 2개의 하이드롤릭 래시 어저스터(90, 95)에 지지되는 4점 지지 가변 밸브 리프트 장치이다.

여기서, 상기 제1 이너 바디(20)에 인접하여 형성되는 안착홈(15)을 제1 안착홈(15)이라 칭하고, 상기 제2 이너 바디(30)에 인접하여 형성되는 안착홈(17)을 제2 안착홈(17)이라 칭하기로 한다. 또한, 상기 제1 안착홈(15)에 안착되는 하이드롤릭 래시 어저스터(90)를 제1 래시 어저스터(90)라 칭하고, 상기 제2 안착홈(17)에 안착되는 하이드롤릭 래시 어저스터(95)를 제2 래시 어저스터(95)라 칭하기로 한다. 한편, 가변 밸브 리프트 장치가 작동되도록 유압을 공급함과 동시에 밸브 리프터가 항상 캠에 밀착하여 움직이도록 하는 장치인 하이드롤릭 래시 어저스터(90, 95)는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1 이너 바디(20)가 상기 아우터 바디(10)에 고정되면, 상기 롤러(60)와 구름 접촉된 상기 어느 하나의 캠의 회전에 의해 상기 제1 이너 바디(20)와 상기 아우터 바디(10)는 상기 아우터 바디(10)의 레버운동 회전 축을 중심으로 함께 레버운동 한다. 또한, 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 상기 제1 이너 바디(20)의 고정이 해제되면, 상기 롤러(60)와 구름 접촉된 상기 캠의 회전에 의해 상기 제1 이너 바디(20)만이 상기 연결 축(40)을 중심으로 레버운동 한다.

상기 제2 이너 바디(30)가 상기 아우터 바디(10)에 고정되면, 상기 제2 이너 바디(30)와 구름 접촉된 상기 다른 하나의 캠의 회전에 의해 상기 제2 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(10)는 상기 아우터 바디(10)의 레버운동 회전 축을 중심으로 함께 레버운동 한다. 또한, 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 상기 제2 이너 바디(30)의 고정이 해제되면, 상기 다른 하나의 캠의 회전에 의해 상기 제2 이너 바디(30)만이 상기 연결 축(40)을 중심으로 레버운동 한다.

상기 롤러(60)와 구름 접촉하는 어느 하나의 캠과 상기 제2 이너 바디(30)와 구름 접촉하는 다른 하나의 캠의 프로파일은 다르게 형성된다. 따라서, 상기 롤러(60)와 구름 접촉하는 캠에 의해 상기 제1 이너 바디(20)와 상기 아우터 바디(10)가 함께 레버운동 하는 경우와 상기 제2 이너 바디(30)와 구름 접촉하는 캠에 의해 상기 제2 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(10)가 함께 레버운동 하는 경우는 서로 다른 밸브 리프트가 구현된다. 여기서, 서로 다른 밸브 리프트는 노멀 리프트(normal lift)와 하이 리프트(high lift)일 수 있다.

상기 롤러(60)와 구름 접촉하는 캠에 의해 상기 제1 이너 바디(20)가 상기 연결 축(40)을 중심으로 레버운동 함과 동시에 상기 제2 이너 바디(30)와 구름 접촉하는 캠에 의해 상기 제2 이너 바디(30)가 상기 연결 축(40)을 중심으로 레버운동 하는 경우에는 밸브의 제로 리프트(zero lift)가 구현된다. 따라서, 실린더 휴지가 수행된다.

상기 제1 로스트 모션 스프링(50)은 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 상기 제1 이너 바디(20)의 고정이 해제되는 경우에 레버운동에 의해 상기 아우터 바디(10)와 상대회전 된 상기 제1 이너 바디(20)를 원위치시키도록 기능한다. 또한, 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)은 상기 연결 축(40)에 감기도록 배치된다.

상기 제1 로스트 모션 스프링(50)에는 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 아우터 고정부(52) 및 상기 제1 이너 바디(20)에 고정되는 이너 고정부(54)가 형성된다. 또한, 상기 아우터 고정부(52)는 상기 제1 이너 바디(20)와 간섭되지 않도록 상기 아우터 바디(10)의 폭 방향을 따라 연장되어 상기 아우터 바디(10)의 아우터 연결부(14)에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 아우터 바디(10)와 상기 연결 축(40)이 일체로 형성되는 경우에는 상기 아우터 고정부(52)가 상기 연결 축(40)에 고정됨으로써, 상기 아우터 바디(10)에 고정될 수 있다.

상기 제2 로스트 모션 스프링(51)은 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 상기 제2 이너 바디(30)의 고정이 해제되는 경우에 레버운동에 의해 상기 아우터 바디(10)와 상대회전 된 상기 제2 이너 바디(30)를 원위치시키도록 기능한다. 또한, 상기 제2 로스트 모션 스프링(51)은 상기 연결 축(40)에 감기도록 배치된다.

상기 제2 로스트 모션 스프링(51)에는 상기 아우터 바디(10)에 고정되는 아우터 고정부(53) 및 상기 제2 이너 바디(30)에 고정되는 이너 고정부(55)가 형성된다. 또한, 상기 아우터 고정부(53)는 상기 제2 이너 바디(30)와 간섭되지 않도록 상기 아우터 바디(10)의 폭 방향을 따라 연장되어 상기 아우터 바디(10)의 아우터 연결부(14)에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 아우터 바디(10)와 상기 연결 축(40)이 일체로 형성되는 경우에는 상기 아우터 고정부(53)가 상기 연결 축(40)에 고정됨으로써, 상기 아우터 바디(10)에 고정될 수 있다.

상기 제1, 2 로스트 모션 스프링(50, 50)이 상기 연결 축(40)에 감기도록 배치됨에 따라 상기 제1, 2 이너 바디(20, 30)에 고정되는 것이 용이하고, 상기 제1, 2 로스트 모션 스프링(50, 51)을 상기 아우터 바디(10) 또는 상기 제1, 2 이너 바디(20, 30)와 연결하기 위한 별도의 구성요소가 요구되지 않는다.

예를 들어, 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)이 상기 아우터 바디(10)의 레버운동의 회전 축에 감기도록 배치되고, 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)의 일부분이 상기 롤러(60)의 회전 축(65)을 통하여 상기 제1 이너 바디(20)에 연결되는 경우에는 상기 롤러(60)의 회전 축의 길이가 길어지고, 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)이 상기 아우터 바디(10)의 레버운동의 회전 축에 감기도록 하기 위한 별도의 구성요소가 요구될 수 있다.

상기 연결 축(40)은 상기 아우터 바디(10)의 아우터 연결부(14)를 관통하도록 배치된다. 또한, 상기 밸브 접촉부(16)가 상기 아우터 연결부(14)로부터 상기 아우터 바디(10)의 폭 방향 양측으로 돌출되어 형성됨에 따라 상기 연결 축(40)의 길이 및 상기 밸브 접촉부(16)를 제외한 상기 아우터 바디(10)의 전체적인 폭이 줄어들 수 있다.

도 4는 도 2의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다. 또한, 도 4는 상기 제1 이너 바디(20)를 상기 아우터 바디(10)에 선택적으로 고정시키기 위한 구성을 보여주는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 이너 바디(20)는 스토퍼(26) 및 랫칭핀홀(29)을 더 포함하고, 상기 아우터 바디(10)에는 제1 랫칭핀(70), 제1 가이드홀(72), 유압 공급홀(77), 및 제1 랫칭 스프링(75)이 더 형성되거나 구비된다.

상기 스토퍼(26)는 상기 제1 이너 바디(20)의 타단으로부터 돌출되어 형성되고, 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)에 의해 상기 제1 이너 바디(20)가 원위치에 도달할 때에 상기 제1 이너 바디(20)의 타단이 상기 아우터 바디(10)의 타단에 걸리도록 형성된다(도 1 및 도 3 참조). 따라서, 상기 제1 이너 바디(20)가 상기 제1 로스트 모션 스프링(50)에 의해 안정적으로 원위치될 수 있다.

상기 랫칭핀홀(29)은 제1 랫칭핀(70)과 같이 상기 제1 이너 바디(20)를 상기 아우터 바디(10)에 선택적으로 고정시키도록 기능하는 고정부재가 삽입되도록 상기 제1 이너 바디(20)의 타단에 형성된 홀이다. 도 4 및 도 5에는 상기 고정부재가 통상적인 랫칭핀(latching pin)인 제1, 2 랫칭핀(70, 80)으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 랫칭핀(70)은 유압에 의해 작동되며, 유압을 공급받기에 용이하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에 구비될 수 있다.

상기 제1 가이드홀(72)은 상기 제1 랫칭핀(70)의 피스톤 운동을 가이드하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에 형성된 홀이다. 또한, 상기 제1 가이드홀(72)은 상기 랫칭핀홀(29)에 인접하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에서 상기 제1 랫칭핀(70)의 일단측에 형성된다.

상기 유압 공급홀(77)은 상기 제1 랫칭핀(70)에 유압을 공급하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에 형성된 홀이다. 또한, 상기 유압 공급홀(77)은 공급되는 유압에 의해 상기 제1 랫칭핀(70)이 상기 제1 이너 바디(20)를 향하여 밀리도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에서 상기 제1 랫칭핀(70)의 타단측에 형성된다. 나아가, 상기 제1 랫칭핀(70)이 상기 유압 공급홀(77)을 통하여 공급된 유압에 의해 상기 아우터 바디(10)의 일단 방향으로 밀리고, 상기 아우터 바디(10)의 제1 가이드홀(72)을 관통하여 상기 제1 이너 바디(20)의 랫칭핀홀(29)에 삽입됨으로써 상기 제1 이너 바디(20)가 상기 아우터 바디(10)에 고정된다. 여기서, 상기 유압 공급홀(77)의 내경(d)은 유압 공급에 의해 작동되는 상기 제1 랫칭핀(70)의 응답성이 최적화되도록 당업자에 의해 설정될 수 있다.

상기 제1 랫칭 스프링(75)은 상기 제1 랫칭핀(70)을 유압에 의해 밀리기 전의 위치로 리턴시키도록 상기 제1 가이드홀(72)과 상기 제1 랫칭핀(70)의 타단의 사이에 구비된 스프링이다. 즉, 상기 유압 공급홀(77)을 통하여 공급되는 유압이 해제되면, 상기 제1 랫칭핀(70)이 상기 제1 랫칭 스프링(75)에 의해 원위치됨으로써 상기 제1 이너 바디(20)와 상기 아우터 바디(10)의 고정이 해제된다.

상기 제1 이너 바디(20)가 상기 아우터 바디(10)에 고정되면, 상기 제1 이너 바디(20)와 함께 레버운동 하는 상기 아우터 바디(10)에 의해 상기 밸브의 하이 리프트(high lift)가 구현된다.

도 5는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다. 또한, 도 5는 상기 제2 이너 바디(30)를 상기 아우터 바디(10)에 선택적으로 고정시키기 위한 구성을 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 이너 바디(30)는 스토퍼(36) 및 랫칭핀홀(39)을 더 포함하고, 상기 아우터 바디(10)에는 제2 랫칭핀(80), 제2 가이드홀(82), 제2 랫칭 스프링(85), 및 유압 챔버(87)가 더 형성되거나 구비된다.

상기 스토퍼(36)는 상기 제2 이너 바디(30)의 타단으로부터 돌출되어 형성되고, 상기 제2 로스트 모션 스프링(51)에 의해 상기 제2 이너 바디(30)가 원위치에 도달할 때에 상기 제2 이너 바디(30)의 타단이 상기 아우터 바디(10)의 타단에 걸리도록 형성된다(도 1 및 도 3 참조). 따라서, 상기 제2 이너 바디(30)가 상기 제2 로스트 모션 스프링(51)에 의해 안정적으로 원위치될 수 있다.

상기 랫칭핀홀(39)은 제2 랫칭핀(80)이 삽입되도록 상기 제2 이너 바디(30)의 타단에 형성된 홀이다. 상기 제2 랫칭핀(80)은 유압에 의해 작동되며, 유압을 공급받기에 용이하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에 구비될 수 있다.

상기 제2 가이드홀(82)은 상기 제2 랫칭핀(80)의 피스톤 운동을 가이드하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에 형성된 홀이다. 또한, 상기 제2 가이드홀(82)은 상기 랫칭핀홀(39)에 인접하도록 상기 아우터 바디(10)의 타단측에서 상기 제2 랫칭핀(80)의 일단측에 형성된다.

상기 제2 랫칭핀(80)이 제2 랫칭 스프링(85)의 탄성력에 의해 상기 랫칭핀홀(39)에 삼입됨으로써 상기 제2 이너 바디(30)가 상기 아우터 바디(10)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 제2 랫칭 스프링(85)은 일단이 상기 제2 랫칭핀(80)을 상기 제2 이너 바디(30)를 향하여 밀도록 상기 제2 랫칭핀(80)의 타단측에 구비된다. 또한, 상기 제2 랫칭핀(80)의 일단측에는 상기 아우터 바디(10) 및 상기 제2 랫칭핀(80)으로 둘러싸인 유압 챔버(87)가 형성된다. 나아가, 상기 제2 랫칭핀(80)이 상기 유압 챔버(87)에 공급된 유압에 의해 상기 아우터 바디(10)의 타단 방향으로 밀림으로써 상기 제2 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(10)의 고정이 해제된다. 다시 말해, 상기 유압 챔버(87)에 공급된 유압이 해제되는 경우에는 상기 제2 랫칭핀(80)이 상기 제2 랫칭 스프링(85)에 의해 상기 제2 가이드홀(82)을 관통하여 상기 랫칭핀홀(39)에 삼입되도록 원위치됨으로써 상기 제2 이너 바디(30)가 상기 아우터 바디(10)에 고정된다.

상기 제2 이너 바디(30)가 상기 아우터 바디(10)에 고정되면, 상기 제2 이너 바디(30)와 함께 레버운동 하는 상기 아우터 바디(10)에 의해 상기 밸브의 노멀 리프트(normal lift)가 구현될 수 있다. 이 때, 상기 제1 이너 바디(20)와 상기 아우터 바디(10)의 고정이 해제된 경우에 상기 밸브의 노멀 리프트(normal lift)가 구현된다. 또한, 상기 제1 이너 바디(20)와 상기 아우터 바디(10)의 고정 및 상기 제2 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(10)의 고정이 모두 해제되면, 상기 아우터 바디(10)는 레버운동 하지 않음으로써 상기 밸브의 제로 리프트(zero lift)가 구현된다.

한편, 상기 아우터 바디(10) 및 상기 제1, 2 이너 바디(20, 30)의 가공 시에 상기 스토퍼(26, 36)를 기준으로 가공함으로써, 상기 제1, 2 랫칭핀(70, 80)과 상기 랫칭핀홀(29, 39) 사이의 공차를 정밀하게 최적화시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유압 공급 시스템의 블록도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 오일 펌프(100), 제1 오일 컨트롤 밸브(110), 제2 오일 컨트롤 밸브(115), 및 오일 라인(120)을 더 포함한다.

상기 오일 펌프(100)는 상기 제1, 제2 랫칭핀(70, 80)을 작동시키기 위해 필요한 유압이 발생되도록 오일을 펌핑한다. 이러한 오일 펌프(100)는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1 오일 컨트롤 밸브(110)는 상기 오일 펌프(100)로부터 전달받은 유압이 상기 제1 안착홈(15)에 안착되는 제1 래시 어저스터(90)에 선택적으로 공급되도록 제어한다.

상기 제2 오일 컨트롤 밸브(115)는 상기 오일 펌프(100)로부터 전달받은 유압이 상기 제2 안착홈(17)에 안착되는 제2 래시 어저스터(95)에 선택적으로 공급되도록 제어한다.

상기 제1, 2 오일 컨트롤 밸브(110, 115)는 통상적인 오일 컨트롤 밸브(OCV: oil control valve)이며, 이러한 제1, 2 오일 컨트롤 밸브(110, 115)의 기본적인 구성 및 기능은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 오일 라인(120)은 제1, 2, 3, 4 오일 라인(122, 124, 126, 128)을 포함한다. 제1 오일 라인(122)은 상기 오일 펌프(100)와 상기 제1 오일 컨트롤 밸브(110)를 연통시킨다. 제2 오일 라인(124)은 제1 오일 라인(122)으로부터 분기되어 상기 제2 오일 컨트롤 밸브(115)에 연통된다. 제3 오일 라인(126)은 상기 제1 오일 컨트롤 밸브(110)와 상기 제1 래시 어저스터(90)를 연통시킨다. 제4 오일 라인(128)은 상기 제2 오일 컨트롤 밸브(115)와 상기 제2 래시 어저스터(95)를 연통시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 2개의 이너 바디(20, 30)가 아우터 바디(10)에 각각 선택적으로 고정됨으로써, 3단의 밸브 리프트를 구현할 수 있다. 또한, 로스트 모션 스프링(50)이 밸브 접촉부(16) 측에 배치됨에 따라 연결 축(40) 및 롤러 회전 축(65)의 길이가 단축되고 가변 밸브 리프트 장치의 전체적인 크기가 줄어듦으로써, 중량 및 원가가 절감되고 공간활용도 및 동특성이 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.

10: 아우터 바디 11: 안착부
12: 제1 내측 공간 13: 제2 내측 공간
14: 아우터 연결부 15: 제1 안착홈
16: 밸브 접촉부 17: 제2 안착홈
20: 제1 이너 바디 24: 이너 바디 내측 공간
26: 스토퍼 29: 랫칭핀홀
30: 제2 이너 바디 36: 스토퍼
39: 랫칭핀홀
40: 연결 축
50: 제1 로스트 모션 스프링
51: 제2 로스트 모션 스프링
52, 53: 아우터 고정부 54, 55: 이너 고정부
60: 롤러 65: 롤러 회전 축
70: 제1 랫칭핀 72: 제1 가이드홀
75: 제1 랫칭 스프링 77: 유압 공급홀
80: 제2 랫칭핀 82: 제2 가이드홀
85: 제2 랫칭 스프링 87: 유압 챔버
90: 제1 래시 어저스터 95: 제2 래시 어저스터
100: 오일 펌프
110: 제1 오일 컨트롤 밸브
115: 제2 오일 컨트롤 밸브
120: 오일 라인
122, 124, 126, 128: 제1, 2, 3, 4 오일 라인

Claims

엔진에 구비된 밸브의 리프트를 변경하도록 작동하는 가변 밸브 리프트 장치에 있어서,
캠의 회전에 따라 선택적으로 레버운동 하며, 일단에 상기 밸브가 연결되고, 타단에 레버운동의 피봇 축이 구비되며, 2개의 내측 공간을 형성하는 아우터 바디;
상기 아우터 바디의 어느 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제1 이너 바디;
상기 아우터 바디의 다른 하나의 내측 공간에 배치되고, 그 일단이 상기 아우터 바디의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제2 이너 바디;
상기 아우터 바디, 상기 제1 이너 바디, 및 상기 제2 이너 바디의 일단을 관통하도록 배치되어 상기 아우터 바디와 상기 제1, 2 이너 바디를 연결하는 연결 축;
상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제1 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제1 로스트 모션 스프링; 및
상기 연결 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 상대회전 된 상기 제2 이너 바디를 원위치시키도록 구비되는 제2 로스트 모션 스프링;
을 포함하되,
상기 캠은 2개의 캠으로 구성되고,
상기 제1 이너 바디는 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정되어 상기 2개의 캠 중 어느 하나의 회전에 따라 상기 아우터 바디의 레버운동 피봇 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 함께 레버운동 하거나 상기 아우터 바디와의 고정이 선택적으로 해제되어 상기 어느 하나의 캠의 회전에 따라 상기 연결 축을 중심으로 레버운동 하며,
상기 제2 이너 바디는 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정되어 상기 2개의 캠 중 다른 하나의 회전에 따라 상기 아우터 바디의 레버운동 피봇 축을 중심으로 상기 아우터 바디와 함께 레버운동 하거나 상기 아우터 바디와의 고정이 선택적으로 해제되어 상기 다른 하나의 캠의 회전에 따라 상기 연결 축을 중심으로 레버운동 하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 아우터 바디에는 레버운동에 의해 각각 하나의 밸브를 밀도록 일단으로부터 양측으로 돌출되는 밸브 접촉부 및 각각 하나의 하이드롤릭 래시 어저스터가 안착되도록 타단으로부터 양측으로 돌출되는 안착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 이너 바디는 내측 공간을 형성하고,
상기 제1 이너 바디의 내측 공간에 배치되며, 상기 이너 바디와 회전 가능하게 연결되고, 상기 어느 하나의 캠의 회전에 따라 상기 제1 이너 바디가 레버운동 하도록 상기 어느 하나의 캠과 구름 접촉하는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1, 2 이너 바디의 타단에는 상기 제1, 2 이너 바디의 원위치 시에 상기 아우터 바디의 타단에 걸리도록 돌출된 스토퍼가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 로스트 모션 스프링은 상기 연결 축에 감기도록 배치되고, 일부분이 상기 아우터 바디에 고정되며, 타부분이 상기 제1 이너 바디에 고정되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 로스트 모션 스프링의 일부분은 상기 제1 이너 바디와의 간섭없이 연장되어 상기 아우터 바디의 일단에 고정되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 로스트 모션 스프링은 상기 연결 축에 감기도록 배치되고, 일부분이 상기 아우터 바디에 고정되며, 타부분이 상기 제2 이너 바디에 고정되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 로스트 모션 스프링의 일부분은 상기 제2 이너 바디와의 간섭없이 연장되어 상기 아우터 바디의 일단에 고정되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제1항에 있어서,
유압을 발생시키는 오일 펌프;
상기 아우터 바디에 구비되고, 상기 오일 펌프로부터 발생된 유압에 의해 상기 제1 이너 바디를 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정시키도록 작동되는 제1 랫칭핀;
상기 아우터 바디에 구비되고, 상기 오일 펌프로부터 발생된 유압에 의해 상기 제2 이너 바디를 상기 아우터 바디에 선택적으로 고정시키도록 작동되는 제2 랫칭핀;
상기 오일 펌프로부터 전달받은 유압이 상기 제1 랫칭핀에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제1 오일 컨트롤 밸브; 및
상기 오일 펌프로부터 전달받은 유압이 상기 제2 랫칭핀에 선택적으로 공급되도록 제어하는 제2 오일 컨트롤 밸브;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 랫칭핀은 유압이 공급됨에 따라 유압에 의해 밀려 상기 제1 이너 바디를 상기 아우터 바디에 고정시키고, 유압이 해제됨에 따라 스프링에 의해 밀려 상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디의 고정을 해제시키도록 작동되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 랫칭핀은 유압이 공급됨에 따라 유압에 의해 밀려 상기 제2 이너 바디와 상기 아우터 바디의 고정을 해제시키고, 유압이 해제됨에 따라 스프링에 의해 밀려 상기 제2 이너 바디를 상기 아우터 바디에 고정시키도록 작동되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 이너 바디가 상기 아우터 바디에 고정되는 경우에 밸브의 하이 리프트가 구현되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정이 해제되고, 상기 제2 이너 바디가 상기 아우터 바디에 고정되는 경우에 밸브의 노멀 리프트가 구현되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정 및 상기 제2 이너 바디와 상기 아우터 바디에 고정이 모두 해제되는 경우에 밸브의 제로 리프트가 구현되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.