KR101538229B1 - 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 관한 것으로서, 특히 엔진의 흡입밸브 또는 배기밸브 중 적어도 어느 하나 이상을 개폐하는 캠샤프트의 회전 위상을 조절할 수 있는 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 관한 것이다.
본 발명의 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조는, 일단이 밸브를 개폐하는 캠샤프트에 연결되고, 크랭크샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 감속기와; 상기 감속기의 타단에 연결되어 상기 감속기를 통해 상기 캠샤프트의 회전 위상을 조절하는 모터를 포함하여 이루어진 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 있어서, 상기 캠샤프트에 형성되어 외부의 오일이 공급되는 공급유로와; 상기 감속기에 형성되고, 상기 공급유로와 연통되는 배출유로를 포함하여 이루어지되, 상기 배출유로의 일단은 상기 공급유로와 연통되고 타단은 상기 감속기 내부에 배치되어 회전하는 기어부로 연통되어, 외부의 오일이 상기 공급유로 및 배출유로를 통해 상기 감속기 내부의 기어부로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조 { FLOW PATH STRUCTURE OF APPARATUS FOR ADJUSTING THE CONTROL TIMES OF GAS VALVES }

본 발명은 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 관한 것으로서, 특히 엔진의 흡입밸브 또는 배기밸브 중 적어도 어느 하나 이상을 개폐하는 캠샤프트의 회전 위상을 조절할 수 있는 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 관한 것이다.

엔진 구동샤프트로서의 크랭크샤프트의 구동토오크를 종동샤프트로서의 캠샤프트로 전달하기 위한 전동시스템에 제공되고, 엔진의 흡입 또는 배기 밸브를 개폐시키도록 기능하는 캠샤프트를 조정하는 밸브 타이밍 조정 장치는 공지되어 있다.

이러한 밸브 타이밍 조정 장치는 크랭크샤프트에 대한 캠샤프트의 회전 위상을 변화시킴으로써 엔진 출력 또는 연비를 개선하기 위해 밸브 타이밍을 조정한다.

이하, 캠샤프트의 회전 위상은 위상이라 칭한다.

유압을 이용하여 크랭크샤프트에 대한 캠샤프트의 위상을 변화시키는 다른 밸브 타이밍 조정 장치가 공지되어 있다.

그러나, 이 장치는 위상 변화를 높은 정확도로 제어하는 경우, 저온의 환경에서 또는 엔진의 시동 직후에도 유압을 제어하기 위해 필요한 특정 안정 조건이 요구되는 문제점을 갖는다.

크랭크샤프트에 대한 캠샤프트의 위상을 유압이 아닌 전기 모터를 사용하여 변화시키는 또 다른 밸브 타이밍 조정 장치가 일본실용신안 공개 평4-105906호에 등에 개시되어 있다.

이 장치는 전기 모터의 전자기 유닛에 의해 발생된 전기장에 의해 토오크가 회전 샤프트에 인가되고, 그 후 위상 변화를 유도하기 위해 회전 샤프트의 토오크가 캠샤프트로 전달되도록 설계되어 있다.

이러한 종래의 밸브 타이밍 조정 장치는, 일반적으로 일단이 밸브를 개폐하는 캠샤프트에 연결되고 크랭크샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 감속기와, 상기 감속기의 타단에 연결되어 상기 감속기를 통해 상기 캠샤프트의 회전 위상을 조절하는 모터를 포함하여 이루어진다.

상기 감속기의 내부에는 모터의 회전력을 조절하기 위한 유성기어 등의 기어부가 배치되어 있다.

따라서, 상기 감속기 내부에 오일을 공급하여 상기 기어부 등이 원활하게 작동될 수 있도록 윤활하여야 한다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0521293호 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0033323호 3. 일본 공개특허공보 특개 2013-167173호

본 발명은 밸브 타이밍 조정 장치를 이루는 감속기의 내부에 오일을 공급하여 감속기가 효과적으로 윤활되도록 할 수 있는 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조는, 일단이 밸브를 개폐하는 캠샤프트에 연결되고, 크랭크샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 감속기와; 상기 감속기의 타단에 연결되어 상기 감속기를 통해 상기 캠샤프트의 회전 위상을 조절하는 모터를 포함하여 이루어진 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 있어서, 상기 캠샤프트에 형성되어 외부의 오일이 공급되는 공급유로와; 상기 감속기에 형성되고, 상기 공급유로와 연통되는 배출유로를 포함하여 이루어지되, 상기 배출유로의 일단은 상기 공급유로와 연통되고 타단은 상기 감속기 내부에 배치되어 회전하는 기어부로 연통되어, 외부의 오일이 상기 공급유로 및 배출유로를 통해 상기 감속기 내부의 기어부로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 감속기는, 상기 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 구동부와; 상기 구동부에 의해 회전되고, 상기 캠샤프트에 결합되어 상기 캠샤프트와 함께 회전하며, 내부에 상기 배출유로가 형성된 종동부와; 상기 모터의 회전력을 조절하여 상기 종동부에 전달하는 기어부를 포함하여 이루어지되, 상기 공급유로는 일단이 상기 감속기의 외부에서 상기 캠샤프트의 외주면에 형성되고, 타단이 상기 종동부와 대면하는 상기 캠샤프트의 측단면부에 형성되며, 상기 배출유로는 일단이 상기 캠샤프트의 측단면부와 대면하는 상기 종동부의 일측단면에 형성되어 상기 공급유로와 연통되고, 타단이 상기 종동부의 지름방향을 따라 외주면에 개방 형성되며, 상기 공급유로를 통해 공급된 오일은 상기 배출유로의 타단을 통해 상기 기어부로 공급된다.

상기 캠샤프트의 측단면부와 상기 종동부의 일측단면은 위치고정돌기에 의해 상호 조립되어, 상기 공급유로와 배출유로를 상호 연통시킨다.

또는, 상기 감속기는, 상기 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 구동부와; 상기 구동부에 의해 회전되고, 상기 캠샤프트의 외주면을 감싸면서 결합되어 상기 캠샤프트와 함께 회전하며, 내부에 상기 배출유로가 형성된 종동부와; 상기 모터의 회전력을 조절하여 상기 종동부에 전달하는 기어부를 포함하여 이루어지되, 상기 공급유로는 일단이 상기 감속기의 외부에서 상기 캠샤프트의 외주면에 형성되고, 타단이 상기 종동부에 의해 감싸여진 상기 캠샤프트의 외주면에 형성되며, 상기 배출유로는 일단이 상기 캠샤프트의 외주면과 대면하는 상기 종동부의 내측면에 형성되어 상기 공급유로와 연통되고, 타단이 상기 종동부의 지름방향을 따라 외주면에 개방 형성되며, 상기 공급유로를 통해 공급된 오일은 상기 배출유로의 타단을 통해 상기 기어부로 공급된다.

이때, 상기 배출유로의 일단은 상기 종동부의 내주면을 따라 링 형상으로 형성된다.

그리고, 상기 배출유로의 일단의 크기는 상기 공급유로 타단의 직경보다 크도록 한다.

상기 배출유로로 공급된 오일은 상기 감속기의 회전시 원심력에 의해 타단방향으로 비산되어 상기 기어부로 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 따르면, 밸브 타이밍 조정 장치를 이루는 감속기의 내부에 오일을 공급하여 감속기가 효과적으로 윤활되도록 할 수 있는바, 제품의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조를 간략하게 도시한 단면구조도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 캠샤프트와 종동부를 간략하게 도시한 분해사시도,
도 3은 도 1에서 오일의 이동경로를 표시한 단면구조도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조를 간략하게 도시한 단면구조도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 감속기의 단면을 간략하게 도시한 단면사시도,
도 6은 도 4에서 오일의 이동경로를 표시한 단면구조도,

제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조를 간략하게 도시한 단면구조도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 캠샤프트와 종동부를 간략하게 도시한 분해사시도이며, 도 3은 도 1에서 오일의 이동경로를 표시한 단면구조도이다.

본 발명의 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조는, 일단이 엔진의 밸브를 개폐하는 캠샤프트(10)에 연결되고 크랭크샤프트(미도시)의 회전력을 상기 캠샤프트(10)에 전달하는 감속기(20)와, 상기 감속기(20)의 타단에 연결되어 상기 감속기(20)를 통해 상기 캠샤프트(10)의 회전 위상을 조절하는 모터(미도시)를 포함하여 이루어진 가변 밸브 타이밍 조정 장치에서, 상기 감속기(20) 내부에 오일을 공급하기 위한 유로 구조에 관한 것이다.

제1실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캠샤프트(10)에 형성된 공급유로(11)와, 상기 감속기(20)에 형성된 배출유로(24)를 포함하여 이루어진다.

상기 공급유로(11)는 상기 캠샤프트(10)에 형성되어 외부의 오일이 공급된다.

구체적으로 상기 공급유로(11)는 일단이 상기 감속기(20)의 외부에서 상기 캠샤프트(10)의 외주면에 형성되고, 타단이 상기 감속기(20)와 대면하는 상기 캠샤프트(10)의 측단면부에 형성된다.

따라서 상기 공급유로(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 대략 '┘'형상으로 형성된다.

제1실시예의 유로구조는 상기 공급유로(11)의 타단이 상기 캠샤프트(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 형성된 구조에 적용된다.

이때, 상기 공급유로(11)의 일단에는 오일을 공급하기 위한 별도의 오일공급부재(미도시)가 장착된다.

상기 배출유로(24)는 상기 감속기(20)에 형성되고, 상기 공급유로(11)와 연통되어 외부의 오일에 상기 감속기(20)의 내부로 유입되도록 한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 감속기(20)는, 상기 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 구동부(21)와, 상기 구동부(21)에 의해 회전되고 상기 캠샤프트(10)에 결합되어 상기 캠샤프트(10)와 함께 회전하며 내부에 상기 배출유로(24)가 형성된 종동부(22)와, 상기 모터의 회전력을 조절하여 상기 종동부(22)에 전달하는 기어부(23)를 포함하여 이루어진다.

상기 기어부(23)의 구조는 종래의 공지된 구조와 동일한 바, 간략하게 박스 형태로 도시하였다.

또한, 상기 감속기(20)의 구체적인 작동원리 및 과정도 종래의 공지된 기술로부터 유추적용하면 충분한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 배출유로(24)는 일단이 상기 캠샤프트(10)의 측단면부와 대면하는 상기 종동부(22)의 일측단면에 형성되어 상기 공급유로(11)와 연통된다.

그리고, 상기 배출유로(24)의 타단은 상기 종동부(22)의 지름방향을 따라 외주면에 개방되게 형성되어, 상기 감속기(20) 내부에 배치되어 회전하는 상기 기어부(23)와 상기 구동부(21)와 종동부(22)의 틈을 통해 연통된다.

따라서, 상기 공급유로(11)를 통해 공급된 오일은 도 3에 화살표로 도시된 바와 같이 상기 배출유로(24)의 타단을 통해 상기 종동부(22)의 외부로 배출된 후 상기 구동부(21)와 종동부(22)의 틈을 통해 상기 기어부(23)로 공급되어, 윤활 기능을 수행할 수 있게 됨으로써, 상기 감속기(20)의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 배출유로(24)로 공급된 오일은 상기 감속기(20)의 회전시 원심력에 의해 회전하면서 타단방향으로 비산되기 때문에, 신속하고도 넓게 상기 기어부(23) 전체에 오일을 공급할 수 있게 된다.

또한, 상기 캠샤프트(10)와 감속기(20)의 조립시, 상기 캠샤프트(10)에 형성된 상기 공급유로(11)의 타단과 상기 종동부(22)에 형성된 배출유로(24)의 일단을 보다 쉽게 연통시키기 위해, 상기 캠샤프트(10)의 측단면부와 상기 종동부(22)의 일측단면은 위치고정돌기(25)에 의해 상호 조립된다.

본 실시예에서는 상기 캠샤프트(10)의 측단면부와 상기 종동부(22)의 일측단면 모두에 홈을 형성하고, 여기에 상기 위치고정돌기(25)를 조립하도록 하였다.

그러나, 상기 캠샤프트(10)의 측단면부 또는 상기 종동부(22)의 일측단면 중 어느 하나에 위치고정돌기(25)를 형성하고, 나머지 하나에 홈을 형성할 수도 있다.

위와 같은 상기 위치고정돌기(25)에 의해 상기 캠샤프트(10)와 감속기(20)의 조립위치를 용이하게 맞출 수 있어, 조립시 상기 공급유로(11)와 배출유로(24)가 보다 용이하게 상호 연통되도록 결합할 수 있다.

제2실시예

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조를 간략하게 도시한 단면구조도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 감속기(20)의 단면을 간략하게 도시한 단면사시도이며, 도 6은 도 4에서 오일의 이동경로를 표시한 단면구조도,

제2실시예는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 캠샤프트(10)에 형성된 공급유로(11)와, 상기 감속기(20)에 형성된 배출유로(24)를 포함하여 이루어진다.

상기 공급유로(11)는 상기 캠샤프트(10)에 형성되어 외부의 오일이 공급된다.

구체적으로 상기 공급유로(11)는 일단이 상기 감속기(20)의 외부에서 상기 캠샤프트(10)의 외주면에 형성되고, 타단이 상기 감속기(20)에 의해 감싸여진 상기 캠샤프트(10)의 외주면에 형성된다.

따라서 상기 공급유로(11)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 대략 '└┘'형상으로 형성된다.

제2실시예의 유로구조는 상기 공급유로(11)의 타단이 상기 캠샤프트(10)의 회전방향에 형성된 구조에 적용된다.

이때, 상기 공급유로(11)의 일단에는 오일을 공급하기 위한 별도의 오일공급부재가 장착된다.

상기 배출유로(24)는 상기 감속기(20)에 형성되고, 상기 공급유로(11)와 연통되어 외부의 오일에 상기 감속기(20)의 내부로 유입되도록 한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 감속기(20)는, 상기 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 구동부(21)와, 상기 구동부(21)에 의해 회전되고 상기 캠샤프트(10)의 외주면을 감싸면서 결합되어 상기 캠샤프트(10)와 함께 회전하며 내부에 상기 배출유로(24)가 형성된 종동부(22)와, 상기 모터의 회전력을 조절하여 상기 종동부(22)에 전달하는 기어부(23)를 포함하여 이루어진다.

상기 기어부(23)의 구조는 종래의 공지된 구조와 동일한 바, 간략하게 박스 형태로 도시하였다.

또한, 상기 감속기(20)의 구체적인 작동원리 및 과정도 종래의 공지된 기술로부터 유추적용하면 충분한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 배출유로(24)는, 상기 배출유로(24)의 일단을 이루는 수용부(24a)와, 상기 배출유로(24)의 타단을 이루는 배출부(24b)로 이루어진다.

상기 수용부(24a)는 상기 캠샤프트(10)의 외주면을 감싸면서 상기 캠샤프트(10)의 외주면과 대면하는 상기 종동부(22)의 내측면에 형성되어 상기 공급유로(11)의 타단과 연통된다.

그리고, 상기 배출부(24b)는 상기 수용부(24a)와 연통되고, 상기 종동부(22)의 지름방향을 따라 외주면에 개방되게 형성되어, 상기 감속기(20) 내부에 배치되어 회전하는 상기 기어부(23)와 상기 구동부(21)와 종동부(22)의 틈을 연통된다.

따라서, 상기 공급유로(11)를 통해 공급된 오일은 도 6에 화살표로 도시된 바와 같이 상기 수용부(24a) 및 배출부(24b)를 통해 상기 종동부(22)의 외부로 배출된 후 상기 구동부(21)와 종동부(22)의 틈을 통해 상기 기어부(23)로 공급되어, 윤활 기능을 수행할 수 있게 됨으로써, 상기 감속기(20)의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 배출유로(24)로 공급된 오일은 상기 감속기(20)의 회전시 원심력에 의해 회전하면서 타단방향 즉 상기 배출부(24b) 방향으로 비산되기 때문에, 신속하고도 넓게 상기 기어부(23) 전체에 오일을 공급할 수 있게 된다.

또한, 상기 배출유로(24)의 일단을 이루는 상기 수용부(24a)는 상기 종동부(22)의 내주면을 따라 링 형상으로 형성된다.

따라서, 상기 캠샤프트(10)와 상기 감속기(20)의 조립시, 상기 캠샤프트(10)의 삽입길이만을 정하게 되면, 상기 공급유로(11)의 타단이 어느 위치에 있어도 상기 배출유로(24)의 일단을 이루는 상기 수용부(24a)와 연통되게 할 수 있다.

그리고, 상기 수용부(24a)의 크기는 상기 공급유로(11) 타단의 직경과 같거나, 작거나, 크게 할 수 있다.

바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수용부(24a)의 크기가 상기 공급유로(11) 타단의 직경보다 크도록 한다.

이로 인해, 상기 공급유로(11)의 타단과 상기 배출유로(24)의 일단을 이루는 상기 수용부(24a)가 보다 용이하게 연통되도록 조립할 수 있다.

본 발명인 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 캠샤프트, 11: 공급유로,
20 : 감속기, 21 : 구동부, 22 : 종동부, 23 : 기어부, 24 : 배출유로, 24a : 수용부, 24b : 배출부, 25 : 위치고정돌기,

Claims (7)

1. 일단이 밸브를 개폐하는 캠샤프트에 연결되고, 크랭크샤프트의 회전력을 상기 캠샤프트에 전달하는 감속기와; 상기 감속기의 타단에 연결되어 상기 감속기를 통해 상기 캠샤프트의 회전 위상을 조절하는 모터를 포함하여 이루어진 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조에 있어서,
   상기 캠샤프트에 형성되어 외부의 오일이 공급되는 공급유로와;
   상기 감속기에 형성되고, 상기 공급유로와 연통되는 배출유로를 포함하여 이루어지되,
   상기 감속기는,
   상기 크랭크샤프트에 연결되어 회전하는 구동부; 상기 구동부에 의해 회전되고, 상기 캠샤프트의 외주면을 감싸면서 결합되어 상기 캠샤프트와 함께 회전하며, 내부에 상기 배출유로가 형성된 종동부; 상기 모터의 회전력을 조절하여 상기 종동부에 전달하는 기어부;를 포함하여 이루어지고,
   상기 공급유로는,
   일단이 상기 감속기의 외부에서 상기 캠샤프트의 외주면에 형성되고, 타단이 상기 종동부에 의해 감싸여진 상기 캠샤프트의 외주면에 형성되며,
   상기 배출유로는,
   상기 캠샤프트의 외주면을 감싸면서 상기 캠샤프트의 외주면과 대면하는 상기 종동부의 내측면에 형성되어 상기 공급유로와 연통되는 수용부; 상기 수용부와 연통되고, 상기 종동부의 지름방향을 따라 외주면에 개방 형성되며, 상기 감속기 내부에 배치되어 회전하는 상기 기어부와 상기 구동부와 상기 종동부의 틈으로 연통되는 배출부;를 포함하여 이루어지고,
   상기 공급유로를 통해 공급된 오일은 상기 배출유로의 상기 수용부와 상기 배출부를 거쳐 상기 감속기 내부의 기어부로 공급되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조.
2. 삭제
3. 청구항1에 있어서,
   상기 캠샤프트의 측단면부와 상기 종동부의 일측단면은 위치고정돌기에 의해 상호 조립되어, 상기 공급유로와 배출유로를 상호 연통시키는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조.
4. 삭제
5. 청구항1에 있어서,
   상기 배출유로의 일단은 상기 종동부의 내주면을 따라 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조.
6. 청구항5에 있어서,
   상기 배출유로의 일단의 크기는 상기 공급유로 타단의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조.
7. 청구항1에 있어서,
   상기 배출유로로 공급된 오일은 상기 감속기의 회전시 원심력에 의해 타단방향으로 비산되어 상기 기어부로 공급되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 조정 장치의 유로 구조.
   

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