KR102141056B1 - 엔진 밸브 장치 - Google Patents

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KR102141056B1
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engine valve
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KR1020190024594A
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임현철
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명은 밸브개폐장치가 적용된 엔진 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해 회전축부; 상기 회전축부의 일단에 결합하여 회전하는 회전판부; 원형으로 고정 배치되는 실린더 내부에서 슬라이드 이동하는 피스톤헤드부와, 상기 피스톤헤드부를 일단에서 지지하는 피스톤몸체부와, 상기 피스톤헤드부가 상기 실린더의 내부를 슬라이드 이동함에 따라 상기 회전판부가 회전하도록 하도록 상기 회전판부에 연결되는 피스톤연결부; 상기 실린더의 내부에 설치되는 밸브; 및 상기 밸브를 구동하기 위한 밸브 개폐장치를 포함하여 이루어지는 것을 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 실린더가 원형으로 배치되는 엔진 방식에 있어서 부품점수가 감소하고 조립이 용이한 밸브 시스템을 제공하는 효과를 가진다. 또한, 원판 디스크 형상의 캠림을 사용함으로써 종래 길이방향으로 연장된 캠샤프트를 사용한 경우에 비해 휨/비틀림 강성이 개선되는 효과를 가진다. 게다가, 엔진 조립 시 밸브 타이밍 조정방법이 쉽고 간단하게 수행될 수 있는 장점을 가진다.

Description

엔진 밸브 장치{ENGINE VALVE SYSTEM}
본 발명은 엔진 밸브 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동을 저감시키고 구성 부품을 단순화하는 밸브개폐장치을 적용한 엔진 밸브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 왕복형 엔진은 연소실에서 발생한 압력을 크랭크샤프트로 전달하기 위해 피스톤을 커넥팅로드를 통하여 크랭크샤프트에 연결하는 구조를 가지고 있다.
커넥팅로드의 대단부는 크랭크샤프트의 크랭크핀에 회전 가능한 상태로 연결되고, 소단부는 피스톤핀을 통해 피스톤에 연결되어, 피스톤에 작용하는 연소실 압력을 크랭크샤프트로 전달함으로써, 크랭크샤프트를 회전시키도록 되어 있다.
종래 엔진 무빙 장치는 피스톤, 커넥팅로드가 각각 제작되고, 핀을 통해 조립되는 구조를 가지고 있어 부품의 구성이 복잡하였다. 또한 실린더 내에서의 피스톤의 왕복운동과 크랭크샤프트의 회전운동의 운동축이 일치되지 않아, 동력이 손실되고 진동이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청되며 이를 해결하기 위한 기술이 한국등록특어 제10-1860217호에 개시되어 있다.
그런데, 상기 기술에서는 밸브를 개폐하기 위한 밸브개폐장치의 구체적인 구성이 개시되어 있지 않다.
종래기술의 밸브개폐장치은 실린더 보어의 배열에 따라 구성되는 바 캠샤프트의 길이가 길어지게 되어 캠샤프트의 휨이나 비틀림이 발생하는 문제점이 존재하고 있다.
또한, 크랭크샤프트에서 캠샤프트로의 동력전달을 위한 시스템이 존재하여야 하는 바, 이로 인해 부품 점수가 많이 증가되어 원가가 상승하고 조립이 번거로운 단점이 존재하고 있다.
예를 들어 체인방식에서는 스프로켓 (크랭크, 흡/배기 캠샤프트), 가이드, 레버, 텐셔너, 체인 등의 부품이 요구되며, 벨트방식에서는 스프로켓 (크랭크, 흡/배기 캠샤프트), 아이들러, 텐셔너, 벨트 등이 요구되고, 기어방식에서는 기어 (크랭크, 흡/배기 캠샤프트), 아이들러 등의 많은 부품이 요구된다.
게다가, 엔진 조립 시 밸브 타이밍 조정방법이 복잡하고 어긋나기 쉬운 단점이 존재하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 밸브개폐장치가 적용된 엔진 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 회전축부; 상기 회전축부의 일단에 결합하여 회전하는 회전판부; 원형으로 고정 배치되는 실린더 내부에서 슬라이드 이동하는 피스톤헤드부와, 상기 피스톤헤드부를 일단에서 지지하는 피스톤몸체부와, 상기 피스톤헤드부가 상기 실린더의 내부를 슬라이드 이동함에 따라 상기 회전판부가 회전하도록 하도록 상기 회전판부에 연결되는 피스톤연결부; 상기 실린더의 내부에 설치되는 밸브; 및 상기 밸브를 구동하기 위한 밸브 개폐장치를 포함하여 이루어지는 것을 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 밸브 개폐장치는 유성기어방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 밸브 개폐장치는, 상기 회전축부의 단부에 설치되는 썬 기어와, 상기 썬 기어가 고정되는 캐리어의 단부에 회전가능하게 설치되는 복수의 플래닛 기어와, 상기 복수의 플래닛 기어와 맞물리는 캠링기어가 구비된 캠링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 캠링 기어의 둘레에는 원판부가 형성되고, 상기 원판부의 저면에는 상기 밸브 개수에 대응하는 개수의 흡기 캠부 및 배기 캠부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 흡기 캠부 및 배기 캠부는 상기 캠링의 회전방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 흡기 캠부는 상기 캠링의 직경방향 내측에 형성되고, 상기 배기 캠부는 상기 캠링의 직경방향 외부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 흡기 밸브 및 배기 밸브는 상기 각각 흡기 캠부 및 및 배기 캠부에 대응하는 위치에 형성되어 상기 실린더의 내부로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 회전판부는 상기 회전축부의 축방향과 소정 각도 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 실린더 내부에서 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 회전판부는, 상기 피스톤부와 연결되는 회전판몸체부; 상기 회전축부와 결합되는 회전판중심부; 및 상기 회전판중심부와 상기 회전판몸체부를 결합시켜, 상기 피스톤부의 슬라이드 이동에 의해 상기 회전판몸체부가 회전하면 상기 회전판중심부도 회전운동이 가능하도록 하는 회전판암부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 회전판중심부는 중앙부에 중심홀부가 형성되고, 상기 중심홀부의 내측면에 홈부가 형성되며, 상기 회전축부는, 상기 홈부에 맞물리도록 외측면에 하부 회전축돌출부가 형성되는 회전축몸체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 홈부와 상기 하부 회전축돌출부의 결합은 스플라인 결합인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 회전판몸체부는, 외측면에 연속되는 회전판홈부가 형성되고, 상기 회전판홈부에 상기 피스톤연결부가 안착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 엔진 밸브 장치에서, 상기 회전판홈부와 상기 피스톤연결부 사이에서 상기 피스톤연결부를 둘러싸며 장착되는 베어링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 실린더가 원형으로 배치되는 엔진 방식에 있어서 부품점수가 감소하고 조립이 용이한 밸브 시스템을 제공하는 효과를 가진다.
또한, 원판 디스크 형상의 캠림을 사용함으로써 종래 길이방향으로 연장된 캠샤프트를 사용한 경우에 비해 휨/비틀림 강성이 개선되는 효과를 가진다.
게다가, 엔진 조립 시 밸브 타이밍 조정방법이 쉽고 간단하게 수행될 수 있는 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치를 상부에서 도시한 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치를 하부에서 도시한 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치에서 밸브개폐장치를 제외하고 도시한 사시도이다.
도 4 은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부를 도시한 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판부를 도시한 사시도이다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 썬 기어를 도시한 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어를 도시한 사시도이다.
도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래닛 기어를 도시한 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠링을 도시한 사시도이다.
도 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치의 작용상태를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엔진 밸브 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치를 상부에서 도시한 사시도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치를 하부에서 도시한 사시도이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치에서 밸브개폐장치를 제외하고 도시한 사시도이다. 도 4 은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부를 도시한 사시도이다. 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판부를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치(1)는 회전축부(10), 피스톤부(20), 회전판부(30), 베어링부(40)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축부(10)는 회전축몸체부(11)를 포함한다.
회전축부(10)는 회전이 가능하고, 회전판부(30)와 결합된다. 피스톤부(20)가 차량의 내부에 고정 배치되는 실린더(C) 내부에서 슬라이드 이동하고, 피스톤부(20)가 소정 위치에서 상하(도 10 기준)방향으로 왕복운동을 한다.
이로 인하여 회전판부(30)에 안착되는 피스톤연결부(25)가 회전판부(30)가 회전하도록 한다.
회전축몸체부(11)는 피스톤부(20)의 슬라이드 이동방향(도 10 기준 상하방향)과 평행하도록 축을 가진다. 회전축몸체부(11)의 외측면에 하부 회전축돌출부(13)가 형성된다.
하부 회전축돌출부(13)는 회전축몸체부(11)의 외측면에 등 간격으로 배치되는 복수 개의 키로 형성된다. 복수 개의 키는 등 간격으로 절삭된다. 하부 회전축돌출부(13)는 홈부(36)에 안착되도록 홈부(36)의 형상에 대응되도록 형성되며, 홈부(36)의 형상에 따라 다양한 변형 실시가 가능하다.
하부 회전축돌출부(13)와 홈부(36)의 결합은 스플라인 결합으로 이루어진다. 스플라인결합이란, 축으로부터 직접 여러 줄의 키(KEY)를 절삭하여, 축과 보스(BOSS)가 슬립운동을 할 수 있도록 한 것으로 큰 동력을 전달할 때 사용된다.
스플라인 결합에는 각형(STRAIGHT-SIDED) 스플라인과 인볼루트(INVOLUTE) 스플라인 결합이 있으며 스플라인의 줄수는 6, 8, 10으로 형성될 수 있다.
하부 회전축돌출부(13)와 홈부(36)의 결합은 세레이션 결합으로 이루어질 수 있다. 세레이션 결합은 스플라인 축에 사용하는 홈형 단면이나 사다리꼴 단면을 삼각형 톱니 단면으로 개조한 것으로, 회전축몸체부(11)를 세레이션축으로 사용하고, 회전판중심부(33)를 보스로 하여, 회전축몸체부(11)와 회전판중심부(33)를 고정한다.
이로 인하여 피스톤부(20)의 슬라이드 이동으로 회전판부(30)가 회전하게 되면, 회전판부(30)와 결합되는 회전축부(10)가 회전되도록 한다.
한편, 회전축 몸체부(11)의 상부에도 하부 회전축돌출부(13)와 유사한 방식으로 상부 회전축돌출부(12)가 형성된다.
도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부(20)는 피스톤헤드부(21), 피스톤몸체부(23), 피스톤연결부(25)를 포함한다.
피스톤헤드부(21)는 차량 내부에 고정 배치되는 실린더(C) 내에서 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 운동한다.
피스톤헤드부(21)는 실린더(C) 내부에서 밀착하여 왕복운동이 가능하도록 실린더(C) 내부의 형상에 대응된다.
본 실시예에서는 원통 형상이나 이에 한정하는 것은 아니고, 실린더(C) 내부 형상에 따라 다양한 변형 실시가 가능하다.
피스톤몸체부(23)는 피스톤헤드부(21)를 지지하도록 형성된다. 피스톤몸체부(23)는 일단에서 피스톤헤드부(21)와 일체로 결합된다. 이로 인하여 엔진 밸브 장치(1)의 구성 부품이 단순화되고 부품 전체의 중량이 감소하며 시스템 강성이 확보되는 효과가 있다.
피스톤연결부(25)는 회전판부(30)에 안착되어 피스톤헤드부(21)가 고정 배치되는 실린더(C) 내부에서 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 이동함에 따라 회전판부(30)가 회전하도록 한다.
피스톤연결부(25)는 회전판부(30)에 안착되고, 피스톤헤드부(21)의 상하방향(도 10 기준) 슬라이드 이동으로 회전판부(30)의 회전운동이 가능하도록 한다. 피스톤연결부(25)는 피스톤몸체부(23)의 하단(도 10 기준)에 형성되고, 피스톤몸체부(23)와 일체로 결합되도록 형성된다.
이로 인하여 피스톤부(20)의 운동을 회전운동으로 변환하는 크랭크샤프트가 요구되지 않아 엔진 밸브 장치(1)의 구성 부품이 단순화되는 효과가 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전판부(30)는 회전판몸체부(31), 회전판중심부(33), 회전판암부(37)를 포함한다.
회전판부(30)는 회전축부(10)와 결합하여 회전하고, 피스톤부(20)가 실린더(C)로부터 내부에서 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 이동함에 따라 회전판부(30)가 회전한다.
회전판부(30)는 회전축부(10)와 연결되어 피스톤부(20)의 상하방향(도 10 기준)으로의 슬라이드 운동을 회전축부(10)에 회전운동으로 전달한다.
회전판부(30)는 회전축부(10)의 축방향과 소정 각도 경사지도록 형성된다. 복수 개의 실린더(C) 및 피스톤부(20)가 회전판부(30)를 둘러싸며 등 간격으로 배치된다.
연료의 폭발 압력에 의해 실린더(C) 내부에서 피스톤부(20)가 하향(도 10 기준) 슬라이드 운동을 하면 피스톤부(20)의 힘에 의하여 경사진 회전판부(30)가 회전운동을 하고, 이로 인하여 일측에 배치되는 피스톤부(20)가 하강하면 경사진 회전판부(30)의 회전에 의해 배기행정에 해당하는 타측에 배치되는 피스톤부(20)가 상승하게 된다.
이에 더하여 피스톤부(20)의 슬라이드 운동 방향과 회전판부(30)의 축방향과 평행하므로, 커넥팅로드와 같이 피스톤부(20)의 동력을 전달하는 중간 부품이 요구되지 않아 동력 손실이 최소화되는 효과가 있다.
회전판몸체부(31)는 피스톤부(20)와 연결된다. 회전판몸체부(31)의 외측면에 회전판몸체부(31)의 중심축 방향으로 오목한 형상의 회전판홈부(39)가 형성된다.
이로 인하여 회전판몸체부(31)의 외측 둘레 상하부(도 10 기준)에 턱부(도면부호 미설정)가 형성되고, 피스톤연결부(25)는 턱부에 결착되고 회전판홈부(39)에 안착되며 피스톤부(20)가 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 운동함에 따라 회전판홈부(39)의 경로를 따라 회전판부(30)가 회전되도록 한다.
이에 더하여 피스톤부(20)가 상하방향(도 10 기준)으로 운동하면, 차량 내부에 고정 배치되는 실린더(C) 내부의 피스톤부(20)는 고정되는 위치에서 슬라이드 운동하고, 피스톤연결부(25)가 회전판홈부(39)에 안착되며 회전판홈부(39)의 경로에 의해 회전판몸체부(31)가 회전하여 피스톤부(20)로부터 전달받은 동력을 회전판부(30)와 결합되는 회전축부(10)에 전달한다.
회전판중심부(33)는 회전축부(10)와 결합된다. 회전판중심부(33)는 중앙부에 중심홀부(35)가 형성된다. 중심홀부(35)에 회전축부(10)가 관통하여 결합된다.
홈부(36)는 중심홀부(35)의 내측면에 형성된다. 이로 인하여 하부 회전축돌출부(13)가 홈부(36)와 맞물리도록 한다.
하부 회전축돌출부(13)가 홈부(36)에 맞물려 결합되게 하여 피스톤부(20)의 상하방향(도 10 기준) 슬라이드 운동을 회전축부(10)의 회전운동으로 전달하는 효과가 있다.
회전판암부(37)는 회전판중심부(33)와 회전판몸체부(31)를 결합시켜, 피스톤부(20)의 슬라이드 이동에 의해 회전판몸체부(31)가 회전하면 회전판중심부(33)도 회전운동이 가능하도록 형성된다.
회전판암부(37)는 회전판중심부(33)에서 회전판몸체부(31) 측 방향으로 돌출되는 형상으로 형성되고, 복수 개의 회전판암부(37)가 동일 간격으로 서로 이격 배치될 수 있다. 이로 인하여 회전판부(30)가 회전할 때 균형을 유지할 수 있도록 하고, 회전판부(30)의 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
베어링부(40)는 피스톤연결부(25)를 둘러싸며 장착되고 회전판홈부(39)에 안착된다. 이로 인해 회전판홈부(39)상에서 회전하고, 피스톤부(20)의 상하방향(도 10 기준) 슬라이드 운동을 회전판부(30)의 회전운동으로 전달한다.
베어링부(40)는 롤러베어링으로 형성된다. 본 발명에서는 롤러베어링으로 형성되나 이에 한정하는 것은 아니고 회전판부(30)의 회전운동을 원활하게 하기 위해 다양한 변형 실시가 가능하다.
밸브개폐장치(50)는 전반적으로 유성기어 방식을 채택하고 있다.
구체적으로 살펴보면 밸브개폐장치(50)는 상기 회전축 몸체부(11)에 결합되는 썬 기어(51), 상기 썬 기어(51)가 에 고정되는 캐리어(52), 상기 캐리어(52)에 형성되는 플래닛 기어(53), 상기 플래닛 기어(53)의 외부에 설치되는 캠링(54)과, 상기 캠링(54)에 의해 작동되어 실린더(c)의 내부로 이동가능한 밸브(55)로 이루어진다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 썬 기어를 도시한 사시도이다.
썬 기어(51)는 외부에 기어부(51a)가 형성되고 내부에도 상기 상부 회전축돌출부(12)의 외형에 대응하는 형상을 가지는 홈부(51b)가 형성된다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어를 도시한 사시도이다. 도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래닛 기어를 도시한 사시도이다.
캐리어(52)는 중앙에는 썬 기어(51)를 고정하기 위하 수용홈(51a)이 형성되어 있으며 외주 단부에는 플래닛 기어(53)를 회전가능하게 지지하는 플래닛 기어 회전축(52b)가 형성되어 있다.
플래닛 기어(53)의 내부에는 플래닛 기어 회전축(52b)를 회전가능하게 수용하기 위한 수용홈(53a)이 형성되며, 외부에는 플래닛 기어부(53b)가 형성되어 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠링을 도시한 사시도이다.
캠링(54)은 원판 디스크 형상으로 형성되며 내부 중공부에는 상기 플래닛 기어부(53a)와 맞물리는 캠링 기어부(54a)가 형성되어 있다.
중공부의 외부에 형성되는 원판부(54b)의 저면에는 밸브(55) 개수에 대응하는 개수의 흡기 캠부(54c) 및 배기 캠부(54d)가 캠링(54)의 회전방향으로 배치되어 형성되어 있다.
본 실시예에서 흡기 캠부(54c)는 직경방향 내측에 배치되고 배기 캠부(54d)는 직경방향 외측에 배치된다.
흡기 캠부(54c) 및 배기 캠부(54d)에서 캠부의 방향으로 캠링(54)의 회전에 따라 밸브(55)의 상하이동작용을 확보할 수 있도록 형성된다.
밸브(55)는 흡기 캠부(54c)에 대응하는 위치에 형성되는 흡기 밸브(55a) 및 배기 캠부(54d)에 대응하는 위치에 형성되는 배기 밸브(55b)로 이루어진다.
도 10 는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치의 작용상태를 도시하는 도면이다.
다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 밸브 장치(1)의 작동원리 및 효과에 관해 설명하기로 한다.
피스톤부(20)는 실린더(C) 내에서 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 운동하는 피스톤헤드부(21)와 피스톤헤드부(21)를 지지하는 피스톤몸체부(23), 피스톤몸체부(23)와 연결되는 피스톤연결부(25)를 포함하며, 피스톤헤드부(21)와 피스톤몸체부(23) 및 피스톤연결부(25)는 일체로 결합되고, 이로 인해 각각의 부품간 별도의 조립이 필요하지 않고 부품 구성의 단순화와 중량 저감의 효과가 있다.
또한, 크랭크샤프트가 요구되지 않고, 메인 베어링과 베어링 캡이 필요하지 않다. 이에 더하여 별도의 부품으로 서로 연결되었을 때 발생하는 진동 및 소음의 발생이 감소되는 효과가 있다.
연료의 폭발에 의해 발생하는 압력에 의해 실린더(C) 내부에서 피스톤부(20)가 상하방향(도 10 기준)으로 슬라이드 운동을 한다. 실린더(C)가 차량 내부에 고정 배치되고, 이로 인하여 피스톤부(20)의 운동 축은 일정하게 고정된다.
연료의 폭발 압력에 의해 실린더(C) 내부에서 피스톤부(20)가 하향(도 10 기준) 슬라이드 운동을 하면 피스톤부(20)의 힘에 의하여 경사진 회전판부(30)가 회전운동을 한다.
복수 개의 피스톤부(20)는 연쇄적인 연료의 폭발 압력에 의해 순차적으로 하향 (도 10 기준) 슬라이드 운동을 하며 이에 따라 경사진 회전판부(30)가 회전운동을 하고 일측에 배치되는 피스톤부(20)가 하강하면 경사진 회전판부(30)의 회전에 의해 배기행정에 해당하는 타측에 배치되는 피스톤부(20)가 상승하게 된다.
회전판부(30)는 회전축부(10)의 축방향과 소정 각도 경사지도록 형성되고, 이로 인하여 피스톤부(20)의 슬라이드 운동을 회전운동으로 바로 전환시킬 수 있다.
베어링부(40)는 피스톤연결부(25)를 둘러싸고 회전판홈부(39)에 안착되어 회전판부(30)의 회전운동 시 발생할수 있는 마찰저항을 감소시키는 효과가 있다.
회전판부(30)가 회전함에 따라, 회전판중심부(33)에 형성되는 홈부(36)에 안착되어 결합되는 회전축부(10)가 함께 회전하게 된다.
이로 인하여 피스톤부(20)의 상하방향(도 10 기준) 슬라이드 운동과 회전축부(10)의 회전운동의 운동축이 일치되어 동력 손실을 최소화하고, 진동 발생을 저감시키는 효과가 있다.
연료의 폭발 압력에 의해 실린더(C) 내부에서 피스톤부(20)가 하향(도 10 기준) 슬라이드 운동을 하면 피스톤부(20)의 힘에 의하여 경사진 회전판부(30)가 회전운동을 하고 이로 인해 회전축부(10)가 함께 회전하게 된다.
회전축부(10)가 회전에 의해 썬 기어(51)가 회전하고 이로 인해 썬 기어(51)와 결합된 캐리어(52)가 회전하여 플래닛 기어(52)도 회전함으로써 캠링(54)이 회전하는 작용을 하게 된다.
캠링(54)이 회전하게 되면 회전방향으로 형성된 흡기 캠부(54c) 및 배기 캠부(54d)의 작용에 의해 각각의 실린더(c)에서 흡기 밸브(55a) 및 배기 밸브(55b)의 개폐작용이 발생하게 된다.
본 발명에서는 이러한 구성에 의해 실린더가 원형으로 배치되는 엔진 방식에 서 부품점수가 감소하고 조립이 용이한 밸브 시스템을 제공하는 효과를 가진다.
또한, 원판 디스크 형상의 캠림을 사용함으로써 종래 길이방향으로 연장된 캠샤프트를 사용한 경우에 비해 휨/비틀림 강성이 개선되는 효과를 가진다.
게다가, 엔진 조립 시 밸브 타이밍 조정방법이 쉽고 간단하게 수행될 수 있는 장점을 가진다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 엔진 밸브 장치 C: 실린더
10: 회전축부 11: 회전축몸체부
13: 하부 회전축돌출부 20: 피스톤부
21: 피스톤헤드부 23: 피스톤몸체부
25: 피스톤연결부 30: 회전판부
31: 회전판몸체부 33: 회전판중심부
35: 중심홀부 36: 홈부
37: 회전판암부 39: 회전판홈부
40: 베어링부

Claims (14)

  1. 회전축부;
    상기 회전축부의 일단에 결합하여 회전하는 회전판부;
    원형으로 고정 배치되는 실린더 내부에서 슬라이드 이동하는 피스톤헤드부와, 상기 피스톤헤드부를 일단에서 지지하는 피스톤몸체부와, 상기 피스톤헤드부가 상기 실린더의 내부를 슬라이드 이동함에 따라 상기 회전판부가 회전하도록 하도록 상기 회전판부에 연결되는 피스톤연결부;
    상기 실린더의 내부에 설치되는 흡기 밸브와 배기밸브; 및
    상기 밸브를 구동하기 위한 밸브 개폐장치를 포함하여 이루어지고,
    상기 밸브 개폐장치는 유성기어방식으로 이루어지며,
    상기 밸브 개폐장치는,
    상기 회전축부의 단부에 설치되는 썬 기어와,
    상기 썬 기어가 고정되는 캐리어의 단부에 회전가능하게 설치되는 복수의 플래닛 기어와,
    상기 복수의 플래닛 기어와 맞물리는 캠링기어가 구비된 캠링으로 이루어지고,
    상기 캠링 기어의 둘레에는 원판부가 형성되고,
    상기 원판부의 저면에는 피스톤부의 개수에 대응하는 개수의 흡기 캠부 및 배기 캠부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 에 있어서,
    상기 흡기 캠부 및 배기 캠부는 상기 캠링의 회전방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  6. 청구항 5 에 있어서,
    상기 흡기 캠부는 상기 캠링의 직경방향 내측에 형성되고, 상기 배기 캠부는 상기 캠링의 직경방향 외부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  7. 청구항 6 에 있어서,
    상기 흡기 밸브 및 배기 밸브는 상기 각각 흡기 캠부 및 및 배기 캠부에 대응하는 위치에 형성되어 상기 실린더의 내부로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  8. 청구항 7 에 있어서,
    상기 회전판부는 상기 회전축부의 축방향과 소정 각도 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  9. 청구항 8 에 있어서, 상기 피스톤부는 상기 회전축부의 축방향과 평행하게 상기 실린더 내부에서 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  10. 청구항 9 에 있어서,
    상기 회전판부는,
    상기 피스톤부와 연결되는 회전판몸체부;
    상기 회전축부와 결합되는 회전판중심부; 및
    상기 회전판중심부와 상기 회전판몸체부를 결합시켜, 상기 피스톤부의 슬라이드 이동에 의해 상기 회전판몸체부가 회전하면 상기 회전판중심부도 회전운동이 가능하도록 하는 회전판암부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  11. 청구항 10 에 있어서,
    상기 회전판중심부는 중앙부에 중심홀부가 형성되고, 상기 중심홀부의 내측면에 홈부가 형성되며,
    상기 회전축부는, 상기 홈부에 맞물리도록 외측면에 하부 회전축돌출부가 형성되는 회전축몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  12. 청구항 11 에 있어서,
    상기 홈부와 상기 하부 회전축돌출부의 결합은 스플라인 결합인 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  13. 청구항 12 에 있어서,
    상기 회전판몸체부는, 외측면에 연속되는 회전판홈부가 형성되고, 상기 회전판홈부에 상기 피스톤연결부가 안착되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
  14. 청구항 13 에 있어서,
    상기 회전판홈부와 상기 피스톤연결부 사이에서 상기 피스톤연결부를 둘러싸며 장착되는 베어링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 밸브 장치.
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JP2542377Y2 (ja) * 1991-12-06 1997-07-23 裕司 中島 ２サイクルエンジン
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