KR102096714B1 - 내연기관의 밸브타이밍 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치를 개시한다. 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 진각 또는 지각방향으로 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 및 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹작동을 위하여 중공의 아우터 핀과 이 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 로킹핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서, 상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 형성되어 단차부를 형성하고, 상기 단차부는 래칫 플레이트에서 지각방향에 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 로킹핀이 주변 구성요소와의 간섭이 없이 작동하여 마모를 감소하고 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상할 수 있다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 조정장치{APPARATUS OF ADJUSTING VALVE TIMING FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것으로, 특히 로킹핀의 내마모성을 향상하고 로킹작동의 신뢰성을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것이다.

내연기관(이하 "엔진"이라 함)에는 엔진의 작동상태에 따라 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 변경할 수 있는 밸브타이밍 조정장치가 사용되고 있다. 밸브타이밍 조정장치는 보통 크랭크 샤프트에 타이밍 벨트나 체인으로 연결하여 회전하는 캠 샤프트의 변위 또는 회전에 따른 위상 각도(Phasing Angle)를 변화시킴으로써 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 조정한다.

일반적으로 밸브타이밍 조정장치는, 하우징의 내부에서 작업유체에 의해 자유로이 회전하는 복수의 베인(vane)을 갖춘 로터(rotor)를 포함한 베인식 밸브타이밍 조정장치가 많이 사용된다.

베인식 밸브타이밍 조정장치는 크랭크 샤프트에 대하여 최진각(最進角: full advance phase angle)과 최지각(最遲角: full retard phase angle)사이에서 진각 체임버 또는 지각 체임버로 작업유체의 유압을 공급하여 베인을 매개로 로터를 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전시켜 발생하는 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하고, 비상 상황이나 엔진 정지시에는 로킹핀을 매개로 로터를 특정 위치에서 고정하여 로킹(locking)함으로써 캠 샤프트를 크랭크 샤프트와 동기 회전하도록 하고 있다.

상기 로킹핀의 로킹 방식은, 캠 샤프트에서 발생하는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하는 래칫(ratchet)을 채용하고, 래칫의 구동방식은 유압식 래칫과 기계식 래칫으로 나눌 수 있다.

여기서, 기계식 래칫은 하우징에 대한 로터의 최진각 또는 최지각 위치 또는 이들 사이의 범위에서 로터가 자유롭게 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전하면서 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하는 한편, 캠 샤프트를 통해 전달되는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하여 로킹핀을 로킹홈에 결합(로킹)하여 로터를 고정함으로써 캠 샤프트가 크랭크 샤프트와 연동하도록 한다.

상기와 같은 기계식 래칫을 이용하는 통상적인 밸브타이밍 조정장치는, 원통형상의 하우징에 3개 내지 5개의 베인을 구비한 로터가 상대 회전 가능하게 바이어스 스프링에 의해 탄성적으로 결합된다. 여기서, 1개 또는 2개의 베인에 로킹핀이 각각 구비되어, 포지티브 토크 또는 네거티브 토크에 의해 순차 이동하여 로킹홈에 결합되고, 유압이 적용되면 로킹핀이 로킹홈으로부터 이탈되어 로터가 자유롭게 상대 회전하면서 밸브타이밍을 조정하도록 된다.

예컨대, 한국특허등록 제10-1096963호, 한국특허등록 제10-1184776호, 한국특허등록 제10-1227254호는 2개의 베인에 각각 구비된 로킹핀이 하우징의 형성된 로킹홈에 삽입되어 로킹되거나 그로부터 해제되어 회전위상을 변화시키는 밸브 타이밍 조정장치를 개시하는데, 이들 특허에 채용된 로킹핀은 단일핀 구성이다.

한편, 한국특허등록 제10-1139056호에 채용된 로킹핀은 2개의 동심상 내측 및 외측 규제부재(로킹핀)를 구비한 이중핀 구성으로서, 내측 및 외측 규제부재가 전방판의 단차가 형성된 리세스부(로킹홈)에 순차적으로 삽입되어 로킹되거나 그로부터 해제되어 회전위상을 변화시키는 밸브 타이밍 조정장치를 개시하고 있다.

그런데 상기 한국특허등록 제10-1139056호의 밸브 타이밍 조정장치는 규제부재(로킹핀)이 로킹 및 해제작동을 할 때, 바이어스 스프링의 탄성력이 작용하는 상태에서 캠 샤프트의 토크에 힘이 원주방향, 즉 측방향 힘(side force)으로 내측 및 외측 규제부재에 작용한다. 따라서 내측 규제부재의 상단이 승강할 때 베인의 소직경 지지부 또는 전방판에 형성된 리세스부(로킹홈)의 측벽인 제1,2 스토퍼에 충돌하여 걸리게 됨으로써, 내측 규제부재가 리세스부에 걸리지 못하여 로킹 불량이 되는 경우가 발생하는 결점이 있다.

또한, 외측 규제부재 내부에서 탄성력에 의해 슬라이딩하면서 승강하여 로킹작동하는 내측 규제부재는, 상기 측방향 힘을 받은 외측 규제부재가 내측 규제부재의 외주면을 가압하게 되면, 내측 규제부재의 상단이 상부 캡 부재와 접촉하여 가압하면서 발생하는 마찰력에 의해 내측 규제부재의 슬라이딩 작동이 원할하지 못하여 내측 규제부재가 리세스부 삽입되어 로킹 되거나 해제되는 로킹작동이 불량해지는 결점이 있다.

그리고 일본국 특허공개 2013-155612는 한 쌍의 상, 하부 부시에 의해 형성된 수용공간 내에 아우터 핀과 인너 핀이 동심상으로 설치된 이중핀을 구비하고서, 상기 링 형상의 하부 부시가 인너핀의 하단과 슬라이딩 접촉지지하는데, 마찬가지로 상기 측방향 힘에 의해 인너핀의 하단이 하부 부시에 충돌하여 걸리게 됨으로써, 로킹불량이 발생할 우려가 있다.

한편, 일본국 특허공개 2011-179334는 단일핀 구성의 로킹핀을 채용하는데, 로킹핀 수용공간을 형성하는 하부의 링부재에 로킹핀의 하단이 상기 측방향 힘에 의해 충돌하여 걸려 로킹 불량이 발생할 우려가 있다.

이에 로킹핀이 단일핀 구성이든지 또는 이중핀 구성이든지, 로킹 및 해제 작동시에 작용하는 캠 사프트 토크 및 바이어스 스프링력에 의한 측방향 힘의 영향을 적게 받도록 내측 및 외측 로킹핀의 구조를 단순화하도록 설계할 필요가 있다.

한편, 엔진의 저속운전 및 고온에서는 외측 규제부재가 리세스부에 삽입 가능한 시간이 짧아지는바, 이에 따라 리세스부에 완전히 삽입되지 못한 외측 규제부재의 상단이 리세스부의 측벽(스토퍼)과 비정상적으로 접촉하여 마모되거나 로킹작동이 불량해지는 결점이 있다.

이에 로킹핀과 주변 구성요소와의 간섭을 가능한 감소하여 마모를 줄이고 로킹 작동의 신뢰성을 확보할 수 있는 밸브타이밍 조정 장치의 개발이 요청되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 로킹핀과 주변 구성요소와의 간섭을 감소하여 마모를 감소하고 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정장치는, 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 진각 또는 지각방향으로 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 및 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹작동을 위하여 중공의 아우터 핀과 이 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 로킹핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서,

상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 형성되어 단차부를 형성하고, 상기 단차부는 래칫 플레이트에서 지각방향에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 로킹작동시 상기 아우터핀은 대경홈에 삽입되어 아우터핀의 하단 외주면이 대경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 단차부에 밀착되며, 상기 인너핀의 하단 외주면은 소경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 소경홈의 바닥에 밀착될 수 있다.

여기서, 상기 로킹작동시 아우터핀의 상단과 인너핀의 상단은 동일 높이에 위치하게 배열될 수 있다.

상기 아우터핀은 상단에 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지의 상부면에는 탄성력을 부여하는 아우터 스프링이 설치되고, 상기 인너핀의 상단에 스프링 홈이 형성되고 상기 스프링 홈에 인너 스프링이 설치될 수 있다.

본 발명은 상기 베인의 장착구멍의 상단부를 폐쇄하면서 상기 아우터 스프링 및 인너 스프링의 작동 위치를 유지하고 안내하는 리테이너를 더 포함할 수 있다.

상기 리테이너의 하면 중앙에는 상기 인너 스프링의 상단을 삽입하여 지지하는 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 로킹작동시 리테이너의 하단과 인너핀의 상단은 이격되게 배열될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명은, 로킹핀이 주변 구성요소와의 간섭을 감소할 수 있는 구조로 변경하여 로킹 작동 및 해제시에 구성부품의 마모를 줄이고, 로킹홈의 단차부가 지각방향 쪽에 형성되어 로킹 단계를 감소하여 로킹 직동의 신뢰성을 확보하고 엔진의 성능을 향상할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하면 더욱 명확하게 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치의 개략적인 조립 단면도로서, 로킹핀을 중앙에 배치하여 도시한 것이다.
도 2(a)-2(d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 최지각 위에 위치한 로킹핀 부재가 네거티브 토크에 의해 로킹홈에 결합되는 작동을 순차적으로 도시한 부분 사시도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 구성부품은 다른 도면에서도 동일한 참조부호를 사용한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치(100)의 일부 단면도이다.

도 1을 참조하면, 밸브타이밍 조정장치(100)는 내연기관의 캠샤프트(1)와 연결되는 스풀밸브(2)가 구비되고, 상기 스풀밸브(2)에는 크랭크 샤프트(3)와 도시되지 않은 체인이나 타이밍벨트로 연결되는 스프로켓(4)이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스프로켓(4)에 인접하여 디스크 형상의 래칫 플레이트(5)가 결합된다.

상기 캠 샤프트(1)와 연동하도록 구성된 스풀밸브(2)는, 외주면에 복수의 오일홈을 갖추고서 오일의 흐름을 절환하는 솔레노이드 밸브(미도시)가 내장된다.

또한, 상기 스풀밸브(2)에는 원통 형상의 하우징(6)과, 상기 캠 샤프트(1)와 연동하면서 상기 하우징(6)의 내부공간에서 상대회전 가능하게 결합된 로터(7) 및, 상기 래칫 플레이트(5)의 반대쪽에서 하우징(6)을 덮어주는 커버 플레이트(8)가 결합된다.

상기 로터(7)는, 외주면이 하우징(6)의 내부 공간의 내주면과 밀봉을 유지하면서 회전 가능하게 설치된 복수의 베인(9)을 포함할 수 있다. 상기 베인(9)은 하우징(6)의 내부 공간을 진각 방향의 진각체임버(6a)와 지각 방향의 지각체임버(6b)로 구획하고, 베인(9)이 이들 진각체임버(6a)와 지각체임버(6b) 사이에서 회전 이동하도록 된다.

한편, 상기 복수의 베인(9)중의 적어도 어느 하나의 베인(9)에 장착구멍(9a)이 관통 형성되고, 상기 장착구멍(9a)에 로킹핀(20)이 탄력적으로 삽입되어 로킹작동을 하도록 된다. 그리고 상기 베인(9)의 장착구멍(9a)에는 그 상단부를 폐쇄하는 리테이너(10)가 결합된다.

본 발명에 채용된 상기 로킹핀(20)은 아우터 핀(21)과 인너핀(22)으로 이루어진 이중핀으로 구성된다. 아우터 핀(21)은 중공 실린더 형상으로서 상부에 형성된 플랜지(21a)를 경계로 상부 공간(21b)과 하부 공간(21c)을 구획하여 형성한다. 상기 아우터 핀(21)은 아우터 스프링(11)을 매개로 리테이너(10)에 대하여 탄력 설치되고, 상기 아우터 핀(21)의 상부 공간(21a)에는 인너 스프링(12)을 매개로 상기 인너 핀(22)이 슬라이딩 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 인너 핀(22)의 길이는, 바람직하기에는 로킹작동시 인너 핀(22)의 상단이 아우터 핀(21)의 상단과 대체로 동일 높이에 위치하게 배열되도록 짧게 구성하여, 캠 샤프트(1)의 토크에 의한 측방향 힘이 작용하더라도 주변 구성부품, 특히 리테이너(10)와의 접촉 또는 충돌 가능성을 감소하여 마모를 줄이고 원활한 작동을 담보되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 아우터 스프링(11)의 하단은 아우터 핀(21)의 상부에 형성된 플랜지(21b)의 오목한 표면에 지지되고, 상단은 리테이너(10)의 하부면에 접촉하여 지지된다. 또한, 상기 인너 스프링(12)의 상단은 리테이너(10)의 돌출부(10a)를 감싸며 지지 되고, 하단은 인너 핀(22)의 스프링 구멍(12a)에 삽입 설치된다.

상기 아우터 스프링(11) 및 인너 스프링(12)은 코일 스프링이 바람직하지 만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 아우터 핀(21) 및 인너 핀(22)에 탄성력을 부여할 수 있는 판 스프링이나 다른 탄성부재를 채용할 수도 있다.

한편, 상기 베인(9)의 외주면에는 로킹핀(20)을 작동시키기 위하여 오일펌프(30)으로부터 배관(31)을 통해 작동 오일을 공급받는 유입 포트(9b)와, 배관(32) 을 거쳐 작동 오일을 오일 탱크(33)로 배출하도록 된 유출포트(9c)가 장착구멍(9a)과 연통되게 형성된다.

즉, 오일펌프(30)로부터 펌핑된 작동 오일이 스풀밸브(2)에서 유로가 절환되어 배관(31)을 통해 유입 포트(9b)로 유입된 다음, 아우터 핀(21)의 플랜지(21b) 아래 쪽의 하부 공간(21c)으로 유입되면, 오일 압력에 의해 플랜지(21b)의 하부면을 가압하여 아우터 핀(21)이 아우터 스프링(11)의 탄성력을 극복하면서 상승한다. 이때 상부 공간(21a)에 채워져 있던 작동 오일은 유출포트(9c)를 통해 배관(32)으로 배출된 다음 스풀밸브(2)를 거쳐 오일 탱크(33)로 복귀한다.

한편, 상기 래칫 플레이트(5)에는 상기 로킹핀(20)과 대응하는 위치에, 로킹핀(20)이 상호 결합하여 로킹 작동되거나 또는 로킹 상태가 해제되도록 된 로킹홈(40)이 각각 형성될 수 있다.

상기 로킹홈(40)은, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 각각 타원 형상이면서 깊이가 얕은 대경홈(41)과 상기 대경홈(41)과 연통하면서 원형 형상의 깊이가 깊은 소경홈(42)을 포함하고, 이들 대경홈(41)과 소경홈(42)사이에 계단 형상의 단차부 (43)가 형성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에서 상기 단차부(43)는 바람직하기에는 래칫 플레이트(5)에서 지각방향에 형성될 수 있다. 이는 후술하는 작동 설명에서와 같이, 네거티브 토크를 이용한 로킹작동이 3단계에 걸쳐 이루어지는 것을 가능하게 하여 로킹작동을 단순화함으로써 아우터 핀(21) 또는 인너 핀(22)이 로킹홈(40)의 대경홈(41) 또는 소경홈(42)과의 충돌 또는 걸림을 최소화함으로써 로킹핀(20)의 마모를 감소하고 또 로킹불량을 감소할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 로킹핀(20)과 로킹홈(40)의 직경을 통상적인 동종의 밸브타이밍 조정장치의 치수보다 크게 하여, 로킹작동시 로킹핀(20)과 로킹홈(40) 사이의 접촉면적을 증대시켜 로킹작동이 견고하게 이루어져 신뢰성을 향상하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 커버 플레이트(8)의 상부에는 캠 샤프트(1)에 가압력을 인가하는 바이어스 스프링(50)이 가이드 플레이트(51)에 탄력 설치될 수 있다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브 타이밍 장치의 작동을 설명한다.

본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 조정장치는, 베인(9)이 최지각 위치와 최진각 위치의 거의 중간위치에서 로킹작동이 이루어지는 중간 위상 타입의 밸브타이밍 조정장치이다.

엔진이 정상작동되는 경우, 로터(7)는 하우징(8)의 내부 공간에서 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정하게 된다.

그런데 엔진의 작동 도중에 제어불능의 비상상황이 발생하는 경우, 로킹핀 (20)은 운전자가 별다른 제어를 하지 않더라도 저절로 셀프 로킹(self-locking)되어, 하우징(6))에 대한 로터(7)의 상대회전을 방지하여야 한다.

먼저, 베인(9)이 지각 체임버(6b) 쪽으로 편향되어 위치된 상태에서 캠샤프트(1)의 네거티브 토크에 의해 로킹핀(20)이 진각 방향으로 순차 이동하여 로킹홈 (40)에 결합되어 로킹작동을 이루는 것을 설명한다.

도 2(a)는 베인(9)에 형성된 유입통로(9b)를 통해 작동 오일이 플랜지(21a)의 하부 공간(21b)에 유입된 상태를 도시한다. 이 상태에서, 아우터 핀(21)과 인너 핀(22)은 작동 오일의 압력에 의해 아우터 및 인너 스프링(11, 12)을 각각 압축하면서 리테이너 (10)에 대하여 최대한 상승된 상태이다. 이때, 인너 핀(12)의 하단부는 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다.

도 2(a)의 상태에서 캠 샤프트(1)를 통해 네거티브 토크가 로터(7)를 통해 베인(9)에 전달되어 베인(9)이 소정각도로 진각방향(도 2에서 시계방향)으로 회전하면, 도 2(b)의 상태가 된다.

즉, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 인너 핀(22)은 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 하강하여 대경홈(41)에 삽입되어 그 하단 외주면이 대경홈(41)의 한쪽 벽면, 예컨대 도 2(b)의 우측 벽면(41a)에 걸려지고 하단부가 단차부(43)에 밀착 된다. 이때, 아우터 핀(21)의 하단부는 여전히 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다. 따라서 베인(9)은 지각방향으로 이동할 수 없는, 래칫작동이 된다.

이어서, 캠 샤프트(1)를 통해 네거티브 토크가 로터(7)를 매개로 베인(9)에 추가로 인가되면, 도 2(c)에 도시된 상태로 된다.

즉, 도 2(c)에 에 도시된 바와 같이, 아우터 핀(43)이 아우터 스프링(11)의 탄성력에 의해 하강하여 대경홈(41)에 삽입된다. 이때, 아우터 핀(21)은 그 하단 외주면이 대경홈(41)의 우측 벽면(41a)에 걸려지고, 아우터 핀(21)과 인너 핀(22)이 모두 그 하단부가 단차부(43)에 밀착된다. 이때에도 베인(9)은 지각방향으로 이동할 수 없으므로 래칫작동이 된다.

도 2(d)는 도 2(c)의 상태에서, 네거티브 토크가 추가로 베인(9)에 인가된 상태이다. 즉, 인너 핀(22)은 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 하강하여 소경홈 (42)에 삽입되어 그 하단 외주면이 소경홈(42)의 한쪽 벽면, 예컨대 도 2(d)의 우측 벽면(42a)에 걸려지고, 또 인너 핀(22)의 하단부가 소경홈(42)의 바닥에 밀착된다.

이때, 아우터 핀(21)의 하단 외주면은 다른 쪽 벽면, 예컨대 도 2에서 좌측 벽면(41b)에 걸려지고 또 아우터 핀(21)의 하단부는 여전히 단차부(43)에 밀착된 상태이다. 따라서 베인(9)은 지각방향 및 진각방향의 어느 방향으로도 이동할 수 없는 로킹상태가 되어 된다. 따라서 로킹핀(20)이 래칫 플레이트(5)의 로킹홈(40)에 견고하게 결합되므로, 로터(7)는 하우징(6)에 대하여 상대회전이 방지되고 함께 회전하게 된다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 단차부(43)가 래칫 플레이트(5)에서 지각방향에 형성됨으로 해서, 로킹작동이 순차적으로 3단계에 걸쳐 이루어지므로 로킹작동이 단순화되고, 이에 따라 로킹핀(20)이 로킹홈(40)에 접촉 및 삽입되는 기회가 감소하므로 구성부품의 마모를 줄일 수 있고, 아울러 로킹 작동의 신뢰성이 확보된다. 이에 따라 흡기 밸브 또는 배기밸브의 개폐작동을 최적화하여 엔진의 효율을 증대하고 성능을 개선할 수 있게 된다.

다음에는, 베인(9)이 진각 체임버(6a) 쪽으로 편향되어 위치된 상태에서 캠 샤프트의 포지티브 토크에 의해 로킹작동을 이루는 경우를 별도의 도면없이 도 2를 이용하여 간단히 설명한다.

일반적으로 포지티브 토크가 네거티브 토크에 비해 크기 때문에, 캠샤프트 (1)로부터 전달되는 단 한번의 포지티브 토크에 의해 로킹 작동이 이루어진다.

즉, 엔진이 정상작동되는 경우, 로터(7)는 하우징(8)의 내부 공간에서 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정하게 된다.

도 2(a)에서 아우터 핀 및 인너핀(11, 12)이 로킹홈(40)의 좌측에, 즉 진각체임버(6a)에 위치된 상태라고 가정하면, 이 상태에서 캠샤프트(1)로부터 포지티브 토크가 로터(7)로 전달되면, 로킹핀(20)은 로킹홈(40)에 단번에 바로 삽입되어 도 2(d)에 도시된 상태로 되어, 로킹작동을 이루게 된다. 따라서 로킹핀(20)이 래칫 플레이트(5)의 로킹홈(40)에 결합되어 로터(7)가 하우징(6)에 대하여 상대회전이 방지되고 함께 회전하게 된다.

상기 기재는 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 여러 변경, 수정이 가능함을 이해하여야 한다.

5: 래칫 플레이트 6: 하우징
7: 로터 9: 베인
9b: 유입포트 9c: 유출포트
11: 아우터 스프링 12: 인너 스프링
20: 로킹핀 21: 아우터 핀
21b: 상부 공간 21c: 하부 공간
22: 인너 핀 40: 로킹홈
41: 대경홈 42: 소경홈

Claims (7)

1. 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 진각 또는 지각방향으로 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 및 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹작동을 위하여 중공의 아우터 핀과 이 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 로킹핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서,
   상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 형성되어 대경홈과 소경홈사이에 계단 형상의 단차부를 형성하고, 상기 단차부는 래칫 플레이트에서 지각방향에 형성되며,
   로킹작동시 상기 아우터핀은 대경홈에 삽입되어 아우터핀의 하단 외주면이 대경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 아우터핀의 하단부의 일부는 단차부에 밀착되며, 상기 인너핀의 하단 외주면은 소경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 인너핀의 하단부는 소경홈의 바닥에 밀착되도록 된 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치
2. 제1항에 있어서,
   상기 대경홈은 깊이가 얕은 타원형상이고, 상기 소경홈은 깊이가 갚은 원형 형상인 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 로킹작동시 아우터핀의 상단과 인너핀의 상단은 동일 높이에 위치하게 배열되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 아우터핀은 상단에 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지의 상부면에는 탄성력을 부여하는 아우터 스프링이 설치되고, 상기 인너핀의 상단에 스프링 홈이 형성되고 상기 스프링 홈에 인너 스프링이 설치되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 베인의 장착구멍의 상단부를 폐쇄하면서 상기 아우터 스프링 및 인너 스프링의 작동 위치를 유지하고 안내하는 리테이너를 더 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 리테이너의 하면 중앙에는 상기 인너 스프링의 상단을 삽입하여 지지하는 돌출부가 형성되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 로킹작동시 상기 리테이너의 하단과 인너핀의 상단은 이격되게 배열되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
   

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