KR101566684B1 - 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실린더 헤드, 실린더 헤드의 상측에 장착 설치되는 캠 캐리어, 캠 캐리어 상측에 설치되는 1차 캠 샤프트, 실린더 헤드의 한쪽에 설치된 전동 모터의 구동에 의해서 회전 동작이 되면서 흡기 밸브 및 배기 밸브의 리프트 량이 조절되도록 설치되는 액츄에이터 샤프트, 액츄에이터 샤프트와 스윙 암을 통해서 연결되며 실린더 헤드와 캠 캐리어 사이에 설치되는 2차 캠 샤프트를 포함하여 구성이 되는 엔진 연속가변밸브기구에 있어서, 액츄에이터 샤프트는 캠 캐리어의 상부에 대해 1차 캠 샤프트가 결합된 상태가 유지되게 하기 위한 캠 캡 볼트에 의해서 실린더 헤드의 상면과 캠 캐리어의 하면 사이에 동시에 조립이 이루어지도록 캠 캡 볼트는 캠 캐리어를 관통하여 하단 부분이 실린더 헤드에 나사 결합이 되게 구성이 되고, 실린더 헤드에 마련된 오일 메인 갤러리로부터 유입된 오일이 1차 캠 샤프트의 저널부, 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 스윙 암의 저널부로 공급이 되도록 하는 제1 오일 통로가 캠 캡 볼트가 장착되도록 실린더 헤드에 마련된 볼트 조립구멍에 형성되는 한편 제1 오일 통로와 이어지는 캠 캐리어 상에는 1차 캠 샤프트의 저널부, 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 스윙 암의 저널부를 각각 향하는 제2 오일 통로, 제3 오일 통로 및 제4 오일 통로가 형성된 구조로 이루어진다.

Description

엔진 연속가변밸브기구의 장착구조{Apparatus for mounting CVVT}
본 발명은 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 지지수단이 없이도 실린더 헤드 및 캠 캐리어의 구조 개선에 의해서 연소가변밸브기구의 액츄에이터 샤프트가 안정되게 장착될 수 있도록 한 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 관한 것이다.
차량용 엔진에 적용되는 연속가변밸브기구(CVVT, Continuously Variable Valve Actuation)는 1차 캠 샤프트, 액츄에이터 샤프트, 2차 캠 샤프트 및 스윙 암 등의 요소를 포함하여 구성이 이루어진다. 특히, 전동 모터에 의해서 액츄에이터 샤프트가 회전하게 되면 액츄에이터 샤프트가 스윙 암을 밀어내면서 2차 캠 샤프트의 위치를 변경시킴으로써 흡기 밸브 및 배기 밸브의 리프트 량이 결정이 되도록 구성이 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같이 전동 모터에 의해서 회전 동작이 되는 액츄에이터 샤프트에는 많은 응력이 발생하게 됨에 따라서 액츄에이터 샤프트의 조립상태가 안정되게 유지될 수 있도록 하는 구조가 필요하다.
또한, 전동 모터에 의해서 회전 동작이 되는 액츄에이터 샤프트에는 많은 응력이 발생하게 됨에 따라서 원활한 윤활 구조가 필요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국특허청 특허등록공보 10-448374호
대한민국특허청 공개특허공보 10-2009-0062818호
대한민국특허청 공개특허공보 10-2009-0064062호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 창안이 된 것으로서, 별도의 지지수단이 없이도 실린더 헤드 및 캠 캐리어의 구조 개선에 의해서 연속가변밸브기구의 액츄에이터 샤프트가 안정되게 장착될 수 있도록 한 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 연속가변밸브기구의 윤활 구조를 개선하여 별도의 오일 공급 라인을 만들지 않고도 오일 유로의 길이가 줄임으로써 오일 유압의 손실이 최소화되도록 한 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조를 제공하는 데 있다.
전술한 바와 같은 목적의 달성을 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성이 이루어질 수 있다.
본 발명은 실린더 헤드, 실린더 헤드의 상측에 장착 설치되는 캠 캐리어, 캠 캐리어 상측에 설치되는 1차 캠 샤프트, 실린더 헤드의 한쪽에 설치된 전동 모터의 구동에 의해서 회전 동작이 되면서 흡기 밸브 및 배기 밸브의 리프트 량이 조절되도록 설치되는 액츄에이터 샤프트, 액츄에이터 샤프트와 스윙 암을 통해서 연결되며 실린더 헤드와 캠 캐리어 사이에 설치되는 2차 캠 샤프트를 포함하여 구성이 되는 엔진 연속가변밸브기구에 있어서, 액츄에이터 샤프트는 캠 캐리어의 상부에 대해 1차 캠 샤프트가 결합된 상태가 유지되게 하기 위한 캠 캡 볼트에 의해서 실린더 헤드의 상면과 캠 캐리어의 하면 사이에 동시에 조립이 이루어지도록 캠 캡 볼트는 캠 캐리어를 관통하여 하단 부분이 실린더 헤드에 나사 결합이 되게 구성이 되고, 실린더 헤드에 마련된 오일 메인 갤러리로부터 유입된 오일이 1차 캠 샤프트의 저널부, 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 스윙 암의 저널부로 공급이 되도록 하는 제1 오일 통로가 캠 캡 볼트가 장착되도록 실린더 헤드에 마련된 볼트 조립구멍에 형성되는 한편 제1 오일 통로와 이어지는 캠 캐리어 상에는 1차 캠 샤프트의 저널부, 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 스윙 암의 저널부를 각각 향하는 제2 오일 통로, 제3 오일 통로 및 제4 오일 통로가 형성된 구조로 이루어진다.
본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에서 전동 모터는 캠 캐리어의 한쪽 상측에 설치되는 한편 전동 모터의 축은 액츄에이터 샤프트에 동력 전달을 위한 웜 기어와 치 결합이 이루어지도록 캠 캐리어의 안쪽에 인서트 조립이 된 구조로 구성이 이루어진다.
본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에서 웜 기어가 조립된 부분의 윤활은 실린더 헤드 측으로부터 공급되는 윤활유에 의해 윤활이 이루어진다.
본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 의하면 엔진의 연속가변밸브기구를 구성하는 액츄에이터 샤프트가 별도의 지지수단이 없이도 실린더 헤드의 상면과 캠 캐리어의 하면 사이에 안정되게 조립이 됨으로써 엔진의 구조가 단순화될 수 있을 뿐만 아니라 액츄에이터 샤프트의 변형이 방지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 의하면 엔진의 연속가변밸브기구를 구성하는 스윙 암 및 2차 캠 샤프트 등의 윤활을 위한 오일 공급 라인이 캠 캐리어에 형성이 됨에 따라서 별도의 오일 공급 라인이 필요가 없게 되는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 의하면 액츄에이터 샤프트의 회전 동작을 위한 전동 모터가 캠 캐리어의 한쪽 상부로 돌출되게 조립 설치가 됨에 따라서 고열에 의한 전동 모터의 오작동이 방지될 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따라 실린더 헤드 및 캠 캐리어의 조립 구조를 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 1차 캠 샤프트, 액츄에이터 샤프트 및 2차 캠 샤프트가 실린더 헤드 및 캠 캐리어에서 분리된 상태의 도면.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터 샤프트가 조립된 상태를 보인 도면.
도 4 는 발명의 실시 예에 따른 액츄에이터 샤프트가 조립된 상태의 요부 확대 단면도.
도 5 는 본 발명이 적용된 연속가변밸브기구의 윤활 구조를 보인 도면.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 액츄에이터 샤프트에 동력 전달을 위한 워엄 기어의 조립 상태를 보인 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에서 연속가변밸브기구(CVVT)는 캠 캐리어(120)의 상부 측에 설치되는 1차 캠 샤프트(210)과, 엔진의 실린더 헤드(110)의 상면과 캠 캐리어(120)의 하면 사이에 설치되는 액츄에이터 샤프트(220), 2차 캠 샤프트(230) 등 주변 구성요소들이 상호 유기적인 결합관계로 결합 되어 작동이 이루어지는 것이다.
전술한 캠 캐리어(120)는 도면에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(110)의 상측에 조립 설치가 되는데, 캠 캐리어(120)의 상부 측에는 1차 캠 샤프트(210)이 캠 캡(140)에 의해서 장착 설치가 되는 한편 실린더 헤드(110)와 캠 캐리어(120) 사이에는 액츄에이터 샤프트(220) 및 2차 캠 샤프트(230) 등이 조립 설치가 된다.
전술한 액츄에이터 샤프트(220)는 흡기 밸브 및 배기 밸브의 리프트 량이 조절되도록 하기 위한 것으로, 실린더 헤드(110)의 한쪽에 설치된 전동 모터(130)의 구동에 의해서 회전 동작이 되도록 설치된다. 그리고 2차 캠 샤프트(230)는 도 2 에 도시된 바와 같이 스윙 암(240)을 매개로 액츄에이터 샤프트(220)와 연결이 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에서 액츄에이터 샤프트(220)는 전술한 바와 같이 실린더 헤드(110)의 상면과 캠 캐리어(120)의 하면 사이에 설치되는데, 도 3 에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(110)의 상부와 캠 캐리어(120)의 하부 상에는 각각 액츄에이터 샤프트(220)의 도중이 조립되기 위한 축공이 마련이 된다.
특히, 액츄에이터 샤프트(220)는 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 캠 캐리어(120)의 상부에 대해 캠 캡(140)이 조립된 상태가 유지되게 하기 위한 캠 캡 볼트(150)가 캠 캐리어(120)를 관통하여 실린더 헤드(110)에 나사 조립이 됨으로써 실린더 헤드(110)의 상면과 캠 캐리어(120)의 하면 사이에 안정되게 조립이 된 상태가 유지된다.
한편, 도 5 에 도시된 바와 같이 1차 캠 샤프트의 저널부(310), 액츄에이터 샤프트의 저널부(320) 및 스윙 암의 저널부(330)의 윤활을 위한 오일이 실린더 헤드(110)에 마련된 오일 메인 갤러리(160)로부터 공급될 수 있도록 하기 위한 제1 오일 통로(410), 제2 오일 통로(420), 제3 오일 통로(430) 및 제4 오일 통로(440)가 실린더 헤드(110) 및 캠 캐리어(120)에 각각 형성이 된다.
특히, 제1 오일 통로(410)는 캠 캡 볼트(150)의 조립을 위한 볼트 조립구멍(152)이 오일 메인 갤러리(160)와 연통이 되도록 볼트 조립구멍(152)에 형성이 된다. 즉, 볼트 조립구멍(152)이 오일 메인 갤러리(160)는 통과하게 됨에 따라서 오일 메인 갤러리(160)를 통과하는 일부의 오일이 볼트 조립구멍(152)에 마련된 제1 오일 통로(410)를 따라서 상측으로 흐를 수 있게 된다.
그리고 제2 오일 통로(420), 제3 오일 통로(430) 및 제4 오일 통로(440)는 1차 캠 샤프트의 저널부(310), 액츄에이터 샤프트의 저널부(320) 및 스윙 암의 저널부(330)를 향해서 도면에 도시된 바와 같이 형성이 된다. 따라서, 제1 오일 통로(410)를 따라서 상승이 된 오일은 제2 오일 통로(420), 제3 오일 통로(430) 및 제4 오일 통로(440)를 향해서 적정 량씩 분배 공급이 이루어진다.
전술한 바와 같이 1차 캠 샤프트의 저널부(310), 액츄에이터 샤프트의 저널부(320) 및 스윙 암의 저널부(330)의 윤활을 위한 오일 유로가 실린더 헤드(120) 및 캠 캐리어(120)에 형성이 됨에 따라서 실린더 헤드(110) 및 캠 캐리어(120)의 외부에 별도의 오일 유로를 형성하지 않아도 될 뿐만 아니라 오일 유로가 짧게 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에서 액츄에이터 샤프트(220)를 회전 동작시키는 전동 모터(130)는 캠 캐리어(120)의 한쪽 상측에 설치된다. 이때, 전동 모터(130)의 축(132)은 도 6 에 도시된 바와 같이 액츄에이터 샤프트(220)의 한쪽 끝단에 조립 설치된 웜 기어(222)와 치 결합이 이루어지도록 캠 캐리어(120)의 안쪽에 인서트 조립이 된다.
전술한 웜 기어(222)가 조립된 부분의 윤활은 실린더 헤드(120) 측으로부터 공급이 되는 윤활유에 의해 윤활이 이루어지도록 구성이 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 연속가변밸브기구의 장착구조에 따르면, 연속가변밸브기구를 구성하는 액츄에이터 샤프트(220)는 실린더 헤드(110)의 상면과 캠 캐리어(120)의 하면 사이에 위치가 된 상태에서 캠 캡 볼트(150)가 실린더 헤드(110)에 나사 결합이 되는 과정을 통해서 안정되게 조립된 상태가 유지된다. 따라서 액츄에이터 샤프트(220)가 조립이 된 상태가 유지될 수 있도록 하기 위한 별도의 부품이나 구조가 필요가 없게 된다. 특히, 액츄에이터 샤프트(220)에 가해지는 응력으로 인한 변형이 방지된다.
또한, 1차 캠 샤프트의 저널부(310), 액츄에이터 샤프트의 저널부(320) 및 스윙 암의 저널부(330) 등의 윤활을 위한 오일 통로들이 실린더 헤드(110) 및 캠 캐리어(120)에 형성이 됨에 따라서 윤활유 공급을 위한 유로가 짧게 형성이 됨으로써 윤활유의 유압 손실이 최소화된다.
110 : 실린더 헤드 120 : 캠 캐리어
130 : 전동 모터 132 : 축
140 : 캠 캡 150 : 캠 캡 볼트
152 : 볼트 조립구멍 160 : 오일 메인 갤러리
210 : 1차 캠 샤프트 220 : 액츄에이터 샤프트
222 : 워엄 기어 230 : 2차 캠 샤프트
240 : 스윙 암 310 : 1차 캠 샤프트의 저널부
320 : 액츄에이터 샤프트의 저널부 330 : 스윙 암의 저널부
410 : 제1 오일 통로 420 : 제2 오일 통로
430 : 제3 오일 통로 440 : 제4 오일 통로

Claims (3)

  1. 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드의 상측에 장착 설치되는 캠 캐리어, 상기 캠 캐리어 상측에 설치되는 1차 캠 샤프트, 상기 실린더 헤드의 한쪽에 설치된 전동 모터의 구동에 의해서 회전 동작이 되면서 흡기 밸브 및 배기 밸브의 리프트 량이 조절되도록 설치되는 액츄에이터 샤프트, 상기 액츄에이터 샤프트와 스윙 암을 통해서 연결되며 상기 실린더 헤드와 캠 캐리어 사이에 설치되는 2차 캠 샤프트를 포함하여 구성이 되는 엔진 연속가변밸브기구에 있어서,
    상기 액츄에이터 샤프트는 상기 캠 캐리어의 상부에 대해 1차 캠 샤프트가 결합된 상태가 유지되게 하기 위한 캠 캡 볼트에 의해서 상기 실린더 헤드의 상면과 상기 캠 캐리어의 하면 사이에 동시에 조립이 이루어지도록 상기 캠 캡 볼트는 캠 캐리어를 관통하여 하단 부분이 실린더 헤드에 나사 결합이 되게 구성이 되고,
    상기 실린더 헤드에 마련된 오일 메인 갤러리로부터 유입된 오일이 상기 1차 캠 샤프트의 저널부, 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 스윙 암의 저널부로 공급이 되도록 하는 제1 오일 통로가 상기 캠 캡 볼트가 장착되도록 실린더 헤드에 마련된 볼트 조립구멍에 형성되는 한편 상기 제1 오일 통로와 이어지는 캠 캐리어 상에는 상기 1차 캠 샤프트의 저널부, 상기 액츄에이터 샤프트의 저널부 및 상기 스윙 암의 저널부를 각각 향하는 제2 오일 통로, 제3 오일 통로 및 제4 오일 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 연속가변밸브기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전동 모터는 상기 캠 캐리어의 한쪽 상측에 설치되는 한편 상기 전동 모터의 축은 상기 액츄에이터 샤프트에 동력 전달을 위한 웜 기어와 치 결합이 이루어지도록 캠 캐리어의 안쪽에 인서트 조립이 된 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 연속가변밸브기구.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 웜 기어가 조립된 부분의 윤활은 상기 실린더 헤드 측으로부터 공급되는 윤활유에 의해 윤활이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 연속가변밸브기구.
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