KR101911101B1 - 가변밸브 타이밍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변밸브 타이밍장치에 관한 것으로서, 내부 공간을 가지며 개방된 상단부에 상단결합체(11)가 결합되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부공간 하단의 하부지지체(21) 상에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 하부공간부(22)를 갖는 하부플런저(20)와, 상기 하부플런저(20)의 상단부에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 오일수용부(31) 및 보조플런저(32)가 마련된 상부플런저(30)와, 상기 상부플런저(30)의 상단부에 배치되어 그 상단부가 상기 상단결합체(11)를 관통한 상태에서 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 상부챔버(41)가 마련된 푸시로드연결체(40) 및 상기 상부챔버(41)와, 오일수용부(31)와 연통되어 상기 상부플런저(30)의 승강에 따라 이들 상부챔버(41) 및 오일수용부(31)로 오일이 순환되도록 하는 오일순환유로(50) 및 상기 오일수환유로(50)를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징(10) 외부로 배출되도록 하는 오일배출유로가 마련되어 있다.
따라서, 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 일정량씩 배출되도록 함으로써, 전반적으로 플런저 기능 향상 및 오일 쿨링 향상 등을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

가변밸브 타이밍장치{Variable valve timing apparatus}

본 발명은 가변밸브 타이밍장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 포함하는 오일배출유로를 마련하여 플런저 상승시 이 오일배출유로를 통해 오일이 외부로 일정량씩 배출되도록 함으로써, 전반적으로 플런저 기능 향상 및 오일 쿨링 향상 등을 도모할 수 있게 되는 가변밸브 타이밍장치에 관한 것이다.

일반적으로 가변밸브 타이밍장치는 엔진의 운전 속도와 부하 등의 조건에 따라 흡, 배기밸브의 개폐 타이밍을 변화시켜 열효율과 출력을 최적화하고 연비를 향상시키는 장치를 말한다.

일례로 종래 기술의 가변밸브 타이밍장치에 대해 개략적으로 살펴보면, 도 1 내지 도 5에서 나타낸 것과 같이, 내부 공간을 가지며 개방된 상단부에 상단결합체(11)가 결합되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부공간 하단의 하부지지체(21) 상에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 하부공간부(22)를 갖는 하부플런저(20)와, 상기 하부플런저(20)의 상단부에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 오일수용부(31) 및 보조플런저(32)가 마련된 상부플런저(30)와, 상기 상부플런저(30)의 상단부에 배치되어 그 상단부가 상기 상단결합체(11)를 관통한 상태에서 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 상부챔버(41)가 마련된 푸시로드연결체(40) 및 상기 상부챔버(41) 및 오일수용부(31)와 연통되어 상기 상부플런저(30)의 승강에 따라 이들 상부챔버(41) 및 오일수용부(31)로 오일이 순환되도록 하는 오일순환유로(50)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 갖는 종래 기술의 가변밸브 타이밍장치의 오일 순환 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상부플런저(30)와 하부플런저(20)가 하우징(10)의 내부공간 최하단부에 위치한 상태가 되면 보조플런저(32)는 오일수용부(31)와 오일순환유로(50)를 차단시키게 된다.

이때 상기와 같은 상태에서 흡, 배기밸브(미도시)는 연소실을 밀폐시킨 상태를 유지하게 된다.

이 후, 캠샤프트(미도시)와 스윙암(미도시)의 작동에 의해 하부플런저(20)가 상승하기 시작하면, 이에 따라 상부플런저(30)도 상승하여 푸시로드(미도시)를 가압하게 되고, 이때 푸시로드는 로커아암(미도시)을 통해 흡, 배기밸브를 밀어냄으로써 연소실에 흡기 또는 배기가 이루어지도록 하게 되는 것이다.

한편, 상부플런저(30)가 상승하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부플런저(30)의 상승에 따라 상부챔버(41)는 체적이 작아지게 되고 이에 따라 상부챔버(41)의 내부 오일이 화살표 방향으로 밀려나면서 오일순환유로(50)로 흐르는 동시에 보조플런저(32)의 상부를 가압하게 된다.

그러면, 상부플런저(30)의 헤드부 하면과 보조플런저(32)의 상면이 서로 이격되면서 오일수용부(31)로 오일이 이동하게 된다.

한편 캠샤프트의 회전에 의해 스윙암이 하향 이동하게 되면, 상부플런저(30)와 하부플런저(20)도 이에 연동하여 하향 이동하게 된다.

여기서 상부플런저(30)는, 도 5에 도시된 위치에서 하향 이동하게 되며, 오일수용부(31)는 상부플런저(30)와 보조플런저(32)의 하강에 의해 체적이 줄어들게 되고, 이에 따라 오일수용부(31) 내의 오일은 보조플런저(32)가 오일순환유로(50)의 하측 개구부(51)를 완전히 차단할 때까지 오일순환유로(50)로 밀려나가게 된다.

그런 다음, 오일순환유로(50)의 하단부를 따라 흘러 하부플런저(20)의 유로홈(20a)을 통해 상방연결유로(미도시)를 거쳐 상방의 상부챔버(41)로 이동하게 되는 것이다.

이와 같이, 플런저(20,30)의 승강에 따라 상부챔버(41)의 오일이 오일수용부(31)와 오일순환유로(50)를 통해 순환되면서 플런저 등에 윤활을 수행하게 되는 것이다.

그러나, 종래 기술의 가변밸브 타이밍장치의 오일 순환 구조는 상기 상부챔버에서 오일수용부 및 오일순환유로를 순환하는 폐쇄유로 구조로 되어 있기 때문에, 전반적으로 플런저의 기능 저하 및 오일 쿨링 효율 저하 등의 문제점을 갖고 있었다.

한국 공개특허 제2009-0028792호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 포함하는 오일배출유로를 마련하여 플런저 상승시 이 오일배출유로를 통해 오일이 외부로 일정량씩 배출되도록 함으로써, 전반적으로 플런저 기능 향상 및 오일 쿨링 향상 등을 도모할 수 있도록 하는 가변밸브 타이밍장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변밸브 타이밍장치는 내부 공간을 가지며 개방된 상단부에 상단결합체가 결합되는 하우징; 상기 하우징의 내부공간 하단의 하부지지체 상에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 하부공간부를 갖는 하부플런저; 상기 하부플런저의 상단부에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 오일수용부 및 보조플런저가 마련된 상부플런저; 상기 상부플런저의 상단부에 배치되어 그 상단부가 상기 상단결합체를 관통한 상태에서 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 상부챔버가 마련된 푸시로드연결체; 및 상기 상부챔버 및 오일수용부와 연통되어 상기 상부플런저의 승강에 따라 이들 상부챔버 및 오일수용부로 오일이 순환되도록 하는 오일순환유로를 포함하여 구성되는 가변밸브 타이밍장치에 있어서, 상기 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 하는 오일배출유로가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치에 있어서, 상기 오일배출유로는, 상기 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 마련하고, 상기 상부챔버와 상기 푸시로드연결체의 제1배출로가 연통되도록 상기 상단결합체와 푸시로드연결체 사이에 틈새를 형성하며, 상기 틈새와 상기 푸시로드연결체의 제1배출로를 연결하는 상단연결로를 마련하고, 상기 하부플런저의 제3배출로 하단부와 하부공간부를 연결하는 하단연결로를 마련하여, 상기 상부챔버의 오일이 상기 틈새 및 상단연결로를 통해 상단의 푸시로드연결체의 제1배출로와 그 하방의 상부플런저의 제2배출로 및 그 하방의 하부플런저의 제3배출로를 거쳐 하단연결로를 통해 하부공간부로 안내된 후 하단의 하부지지체와 하우징 사이의 틈새를 통해 외부로 배출되도록 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치에 있어서, 상기 상단연결로는 직경방향을 따라 분기되고 이에 대응해서 상기 틈새가 직경 방향에 각각 배치되는 한 쌍으로 이루어진 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치에 있어서, 상기 틈새는 푸시로드연결체의 해당 외주면 상하방을 따라 면절삭되어 형성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치에 있어서, 상기 하단연결로는 직경방향으로 분기되어 상기 하부공간부와 연통되는 구조로 된 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 가변밸브 타이밍장치는 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 포함하는 오일배출유로를 마련하여 플런저 상승시 이 오일배출유로를 통해 오일이 외부로 일정량씩 배출되도록 함으로써, 전반적으로 플런저 기능 향상 및 오일 쿨링 향상 등을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 종래 기술에 따른 가변밸브 타이밍장치를 나타낸 개략사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 가변밸브 타이밍장치의 플런저 상승시 오일의 흐름을 나타낸 개략단면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 가변밸브 타이밍장치의 플런저 하강시 오일의 흐름을 나타낸 개략단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치를 나타낸 개략단면도이다.
도 7은 도 6의 A-A단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치의 플런저 상승시 오일의 흐름을 나타낸 개략단면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6 내지 도 8에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치는 내부 공간을 가지며 개방된 상단부에 상단결합체(11)가 결합되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부공간 하단의 하부지지체(21) 상에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 하부공간부(22)를 갖는 하부플런저(20)와, 상기 하부플런저(20)의 상단부에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 오일수용부(31) 및 보조플런저(32)가 마련된 상부플런저(30)와, 상기 상부플런저(30)의 상단부에 배치되어 그 상단부가 상기 상단결합체(11)를 관통한 상태에서 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징(10)의 내주면 과의 사이에 상부챔버(41)가 마련된 푸시로드연결체(40) 및 상기 상부챔버(41) 및 오일수용부(31)와 연통되어 상기 상부플런저(30)의 승강에 따라 이들 상부챔버(41) 및 오일수용부(31)로 오일이 순환되도록 하는 오일순환유로(50)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 오일수환유로(50)를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징(10) 외부로 배출되도록 하는 오일배출유로가 마련되어 있다.

여기서, 상기 오일배출유로는, 상기 푸시로드연결체(40)와 상부플런저(30) 및 하부플런저(20)의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로(45,35,25)를 마련하고, 상기 상부챔버(41)와 상기 푸시로드연결체(40)의 제1배출로(45)가 연통되도록 상기 상단결합체(11)와 푸시로드연결체(40) 사이에 틈새(46)를 형성하며, 상기 틈새(46)와 상기 푸시로드연결체(40)의 제1배출로(45)를 연결하는 상단연결로(47)를 마련하고, 상기 하부플런저(20)의 제3배출로(25) 하단부와 하부공간부(22)를 연결하는 하단연결로(27)를 마련하여, 상기 상부챔버(41)의 오일이 상기 틈새(46) 및 상단연결로(47)를 통해 상단의 푸시로드연결체(40)의 제1배출로(45)와 그 하방의 상부플런저(30)의 제2배출로(35) 및 그 하방의 하부플런저(20)의 제3배출로(25)를 거쳐 하단연결로(27)를 통해 하부공간부(22)로 안내된 후 하단의 하부지지체(21)와 하우징(10) 사이의 틈새를 통해 외부로 배출되도록 되어 있다.

그리고, 상기 상단연결로(47)는 직경방향을 따라 분기되고 이에 대응해서 상기 틈새(46)가 직경 방향에 각각 배치되는 한 쌍으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 틈새(46)는 푸시로드연결체(40)의 해당 외주면 상하방을 따라 면절삭되어 이 푸시로드연결체(40)와 상단결합체(11) 사이에 상기 틈새(46)가 형성되도록 하는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 하단연결로(27)는 직경방향으로 분기되어 상기 하부공간부(22)와 연통되는 구조로 되어 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 가변밸브 타이밍장치의 오일 흐름을 개략적으로 살펴보면, 우선 플런저의 승강에 따른 오일 흐름은 종래 기술에서 설명된 바와 같이, 우선, 상부플런저(30)와 하부플런저(20)가 하우징(10)의 내부공간 최하단부에 위치한 상태가 되면 보조플런저(32)는 오일수용부(31)와 오일순환유로(50)를 차단시키게 된다.

이때 상기와 같은 상태에서 흡, 배기밸브(미도시)는 연소실을 밀폐시킨 상태를 유지하게 된다.

이 후, 캠샤프트(미도시)와 스윙암(미도시)의 작동에 의해 하부플런저(20)가 상승하기 시작하면, 이에 따라 상부플런저(30)도 상승하여 푸시로드(미도시)를 가압하게 되고, 이때 푸시로드는 로커아암(미도시)을 통해 흡, 배기밸브를 밀어냄으로써 연소실에 흡기 또는 배기가 이루어지도록 하게 되는 것이다.

한편, 상부플런저(30)가 상승하게 되면, 상부플런저(30)의 상승에 따라 상부챔버(41)는 체적이 작아지게 되고 이에 따라 상부챔버(41)의 내부 오일이 화살표 방향으로 밀려나면서 오일순환유로(50)로 흐르는 동시에 보조플런저(32)의 상부를 가압하게 된다.

그러면, 상부플런저(30)의 헤드부 하면과 보조플런저(32)의 상면이 서로 이격되면서 오일수용부(31)로 오일이 이동하게 된다.

한편 캠샤프트의 회전에 의해 스윙암이 하향 이동하게 되면, 상부플런저(30)와 하부플런저(20)도 이에 연동하여 하향 이동하게 된다.

여기서 상부플런저(30)는 하향 이동하게 되며, 오일수용부(31)는 상부플런저(30)와 보조플런저(32)의 하강에 의해 체적이 줄어들게 되고, 이에 따라 오일수용부(31) 내의 오일은 보조플런저(32)가 오일순환유로(50)의 하측 개구부(51)를 완전히 차단할 때까지 오일순환유로(50)로 밀려나가게 된다.

그런 다음, 오일순환유로(50)의 하단부를 따라 흘러 하부플런저(20)의 유로홈(20a)을 통해 상방연결유로(미도시)를 거쳐 상방의 상부챔버(41)로 이동하게 되는 것이다.

이와 같이, 플런저(20,30)의 승강에 따라 상부챔버(41)의 오일이 오일수용부(31)와 오일순환유로(50)를 통해 순환되면서 플런저 등에 윤활을 수행하게 되는 것이다.

그리고, 이와 동시에 특히 상기 플런저(20,30)의 상승시 상부챔버(41)의 오일이 상기 틈새(46) 및 상단연결로(47)를 통해 상단의 푸시로드연결체(40)의 제1배출로(45)와 그 하방의 상부플런저(30)의 제2배출로(35) 및 그 하방의 하부플런저(20)의 제3배출로(25)를 거쳐 하단연결로(27)를 통해 하부공간부(22)로 안내된 후 하단의 하부지지체(21)와 하우징(10) 사이의 틈새를 통해 외부로 소량씩 배출된다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변밸브 타이밍장치는 오일수환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 포함하는 오일배출유로를 마련하여 플런저 상승시 이 오일배출유로를 통해 오일이 외부로 일정량씩 배출되도록 함으로써, 전반적으로 플런저 기능 향상 및 오일 쿨링 향상 등을 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 하우징 11 : 상단결합체
20 : 하부플런저 20a : 유로홈
21 : 하부지지체 22 : 하부공간부
25 : 제3배출로 27 : 하단연결로
30 : 상부플런저 31 : 오일수용부
32 : 보조플런저 35 : 제2배출로
40 : 푸시로드연결체 41 : 상부챔버
45 : 제1배출로 46 : 틈새
47 : 상단연결로 50 : 오일순환유로
51 : 개구부

Claims (5)

1. 내부 공간을 가지며 개방된 상단부에 상단결합체가 결합되는 하우징;
   상기 하우징의 내부공간 하단의 하부지지체 상에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 하부공간부를 갖는 하부플런저;
   상기 하부플런저의 상단부에 배치되어 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 오일수용부 및 보조플런저가 마련된 상부플런저;
   상기 상부플런저의 상단부에 배치되어 그 상단부가 상기 상단결합체를 관통한 상태에서 상하 승강되고 그 외주면과 상기 하우징의 내주면 과의 사이에 상부챔버가 마련된 푸시로드연결체; 및
   상기 상부챔버 및 오일수용부와 연통되어 상기 상부플런저의 승강에 따라 이들 상부챔버 및 오일수용부로 오일이 순환되도록 하는 오일순환유로;
   를 포함하여 구성되는 가변밸브 타이밍장치에 있어서,
   상기 오일순환유로를 통해 폐쇄적으로 순환되는 오일이 하우징 외부로 배출되도록 하는 오일배출유로가 더 구비된 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일배출유로는,
   상기 푸시로드연결체와 상부플런저 및 하부플런저의 중앙을 관통하여 서로 연통되는 각각의 제1, 2, 3배출로를 마련하고,
   상기 상부챔버와 상기 푸시로드연결체의 제1배출로가 연통되도록 상기 상단결합체와 푸시로드연결체 사이에 틈새를 형성하며,
   상기 틈새와 상기 푸시로드연결체의 제1배출로를 연결하는 상단연결로를 마련하고,
   상기 하부플런저의 제3배출로 하단부와 하부공간부를 연결하는 하단연결로를 마련하여,
   상기 상부챔버의 오일이 상기 틈새 및 상단연결로를 통해 상단의 푸시로드연결체의 제1배출로와 그 하방의 상부플런저의 제2배출로 및 그 하방의 하부플런저의 제3배출로를 거쳐 하단연결로를 통해 하부공간부로 안내된 후 하단의 하부지지체와 하우징 사이의 틈새를 통해 외부로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상단연결로는 직경방향을 따라 분기되고 이에 대응해서 상기 틈새가 직경 방향에 각각 배치되는 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 틈새는 푸시로드연결체의 해당 외주면 상하방을 따라 면절삭되어 형성된 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하단연결로는 직경방향으로 분기되어 상기 하부공간부와 연통되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 가변밸브 타이밍장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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