KR19980081752A

KR19980081752A - 내연 기관의 밸브 구동 장치

Info

Publication number: KR19980081752A
Application number: KR1019980014870A
Authority: KR
Inventors: 크락스너디터; 쉬바르젠탈디트마; 그륀베거요아힘
Original assignee: 주르겐헤르만; 독토르잉그.에이치.씨.에프.포르세악티엔게젤샤프트
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-25
Publication date: 1998-11-25
Also published as: JPH1113439A; EP0874139A3; EP0874139A2; US5950583A; DE59800352D1; DE19717537C1; EP0874139B1

Abstract

본 발명에 따른 내연 기관의 밸브 구동 장치는, 유압식 접속 가능한 커플링 부재에 의해 커플링 상태에서는 상호간 이동하고, 비커플링 상태에서는 상호 무관하게 이동하고 인접해 있는 실질적으로는 2개의 이동 전달 부재로 구성되어 있다. 이 이동 전달 부재는 서로 상이한 캠 트랙을 구비한 캠축의 캠과 서로 작용을 한다. 이 때, 서로 상이한 이동 연장을 갖게 되는 캠 트랙은 이동 전달 부재와 상호 작용을 한다. 내연 기관의 작동 중 불안정한 접속 상태를 피하고 커플링 부재의 이동을 위해 각각의 접속 과정이 충분한 시간을 갖도록 하는 이와 같은 이동은 캠 트랙과 불가분의 관계인 커플링 부재가 로크 및 그 해제를 하는 로크 부재와의 상호 작용 속에 있다.

Description

내연 기관의 밸브 구동 장치

본 발명은 주요 청구항에 따른 내연 기관의 밸브 구동 장치에 관한 것이다.

이와 같은 형태의 밸브 구동 장치는 예를 들어 유럽 특허 명세서 제 0 515 520 B1호에 개시되어 있으며, 2개의 동심형 잔 모양 부재로 구성되고 가스 교환 밸브의 밸브체 상에 정면과 부재 내부가 맞닿아 있는 태핏을 제공하고 있다. 이 태핏은, 3개의 부분 캠이 서로 상이한 캠 트랙을 구비한 캠축의 캠과 상호 작용을 한다. 이런 양쪽의 외부 캠 트랙은 동일한 연장을 하고 외부 잔 모양 부재에 대해 작용한다. 중앙 부분 캠은 약간의 공차가 있고 미소한 이동 크기로 된 이동 연장을 하고 내부 잔 모양 부재에 대해 작용한다. 2개의 동심형 잔 모양 부재는 커플링 부재의 유압식 이동에 의해 상호 결합될 수 있거나 이런 커플링 부재의 제2 접속 상태에서 상호 무관하게 움직일 수 있다. 커플링 접속 상태에서, 2개의 잔 모양 부재가 상호 결합함으로써, 이 부재는 부분 캠에 큰 폭의 이동으로 이동 연장한다. 이러한 운동은 커플링 부재 및 내부 잔 모양 부재에 의해 밸브체로 전달된다. 커플링 부재의 제2 접속 부재에서, 이 2개의 잔 모양 부재는 상호 무관하게 이동한다. 이 밸브체는 이러한 접속 상태에서 작은 이동으로 중앙 부분 캠과 상호 작용한다. 외부 판 부재에는 외부 부분 캠의 이동 운동이 일어나고, 이 때 내부 잔 모양 부재 또는 밸브체 대해 어떤 결합도 일어나지 않는다. 그러나, 이러한 태핏의 경우에, 이 커플링 부재는 유압식 이동에 의해 일시적인 접속 상태로 항상 조정 가능하다. 커플링 부재의 이동은, 단지 이런 접속 상태에서만 커플링 부재가 자유로이 이동하기 때문에 모든 부분 캠이 기본원의 원통식 연장에서 해당 잔 모양 부재와 상호 작용을 할 경우 통상적으로 일어난다. 그러나, 커플링 부재의 가압 이동은 그것과는 무관하여 사정에 따라서는 접속 상태로부터 다른 접속 상태로의 커플링 부재의 완전한 조정을 위한 시간이 충분하지 못하다. 이 경우에, 모서리에 예기치 않은 높은 마모가 발생할 수 있다. 경우에 따라서는 이 커플링이 충분히 이동하지 못할 경우에 밸브 구동 장치로부터 작용하는 힘에 의해 가압을 받게되어 밸브가 부분 변위 이동 후에 약화되지 않은 채 밸브 시트 상을 가압하게 되는 데, 이 때 강력한 소음 및 부가적인 마모가 일어난다.

또한, 독일 특허 명세서 제DE 44 05 189 A1호에서는 커플링 부재를 포함하고 해당 가스 교환 밸브를 작동시키거나 해제시키며 스위치를 차단할 수 있는 가스 교환 밸브용 태핏을 구비한 내연 기관의 밸브 구동 장치가 개시되어 있다. 이런 커플링 부재는 종방향으로 이동 가능하며, 밸브체의 접속 상태에서 이 보어에 삽입할 수 있는 하나의 보어를 포함하고 있다. 그러나, 이 접속 상태에서는 밸브체 상에 전달되지 않는 태핏의 이동 운동이 가능하다. 커플링 부재의 이동은 제한된 캠 트랙 내에서만 가능하다. 이로써, 커플링 부재는 스프링식 로크 설부 및 작동 핀으로 구성된 로크 장치와 상호 작용을 한다. 가압 핀은 해당 캠의 캠 형상부를 연결하고 이를 로크 부재에 전달하며, 이 때 소정의 캠 트랙 영역에서만 로크 부재의 해제 및 이로 인한 커플링 부재의 이동이 가능하다.

본 발명의 목적은, 주요 청구항에 따른 내연 기관의 밸브 구동 장치를 개선하여 불안정한 접속 상태를 피하고 커플링 부재가 일단부 위치 상에서 타단부 위치 상으로 항상 안정하게 안내되는 것을 보장하는 데 있다. 이로써, 구성 부품에 있어서 불충분한 지지 작용으로 인하여 예기치 않게 발생하는 장애가 동시에 제거될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 밸브의 개략도

도2는 밸브 태핏으로서 형성된 이동 전달 부재의 단면도

도3은 도2의 III-III선에 따른 단면도

도4는 밸브 태핏으로서 형성된 이동 전달 부재의 제2 실시예의 부분 단면도

도5 내지 도7은 3가지의 또 다른 실시예의 부분 단면도

도8 및 도9는 해제 형상부의 다른 측면의 개략도

도10 및 도11은 이전 기술한 실시예의 다른 측면의 개략도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 태핏

2 : 밸브(가스 교환 밸브)

3 : 캠

4 : 캠축

5 : 보어

6 : 실린더 헤드부

7 : 압축 스프링

8 : 밸브 스프링판

10 : 밸브판

13, 14 : 잔 모양 부재

18 : 밸브 간극 조정 부재

36 : 커플링 부재

37, 38 : 안내 슬리브

41 : 안내 피스톤

44 : 피스톤

본 발명의 목적은 주요 청구항의 특징부에 의해 해결된다. 커플링 부재가 캠과 불가분의 관계를 갖고 해제 및 로크를 실행하는 로크 부재와 상호 작용하는 커플링 상에 있는 로크 형상부의 형성에 의해서 커플링 부재는 캠 트랙 영역 내에서만 이동되는 것이 보장된다. 이로써, 커플링 부재의 이동을 위해 해당 캠이 기본원 원통식 연장에 충분한 시간 동안 머물게 됨으로써, 커플링 부재의 안정적인 접속은 일단의 접속 상태에서 타 접속 상태로 이동된다. 로크 부재가 커플링 부재 상에 형성된 로크 형상부로 직접 삽입함으로써 그 구성 부품의 제조 비용을 상대적으로 감소시켜, 한편으로는 부품을, 다른 한편으로는 부품 공간을 줄일 수 있게 된다. 로크 부재의 스프링식 이동에 의해 이는 배열된 캠 형상부에의 방향으로 지속적으로 지지된다. 이로써, 로크 부재는 커플링 부재의 오류 상태에서도 조일 수 없고 스프링 부재의 반작용으로 안정 위치로 가압될 수 있다.

캠과 불가분의 관계를 형성하는 커플링 부재의 로크 및 해제는 유리한 방식으로 실시되는 데, 가압 부재는 캠축의 캠 형상부를 가압하고 로크 부재로 전달됨으로써, 이 로크 부재는 제1 캠 트랙 영역에서 커플링 부재를 로크하고 제2 캠 트랙 영역에서 해제한다. 로크 부재는 이 때 예를 들어 캠 트랙 또는 캠 영역의 외부 형상부를 가압할 수 있다.

이 경우, 커플링 부재의 로크는, 해제 형상부가 로크 부재의 가압 영역의 캠 상에 배치되고 볼록한 형태나 오목한 형태를 구비함으로써, 유리한 방식이면서 부가적인 부품없이도 실시할 수 있다.

로크 부재는 커플링 부재에 있는 로크 형상부 내로 삽입하고 종방향으로 이동 가능한 로크 핀으로서 매우 용이하면서도 비용 저렴한 방식으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 장점 및 유리한 형성에 관해서는 종속항 및 상세한 설명에 나타나 있다.

본 발명의 실시예는 이하의 상세한 설명 및 도면으로 자세히 설명될 것이다. 도1에 도시된 자세히 도시하지 않은 내연 기관(1)은 스위칭 가능한 가스 교환 밸브(2)에 대해 동축으로 배치되고 캠축(4)의 캠(3)에 의해 작동되는 원통형 태핏(1, 잔 모양 태핏)을 구비하고 있다. 태핏(1)은 실린더 헤드부(6)의 보어 안으로 삽입되어 있고 압축 스프링(7)에 의해 밸브 스프링판(8) 상에 지지되어 있다. 밸브(2, 가스 교환 밸브)는 실린더 헤드부(6)의 밸브 시트(9)와 상호 작용하는 밸브 판(10)과 밸브 스프링판(8)이 형성되어 있는 밸브체(11)를 포함한다. 밸브 스프링판(8)과 실린더 헤드부(6) 사이에는 밸브(2)를 로크 위치에서 고정 유지시키는 밸브 스프링(12)이 배치되어 있다. 이런 실시예와는 달리, 압축 스프링(7)은 밸브 스프링판(8)이 아닌 실린더 헤드부(6) 상에 지지되어 있다.

태핏(1)은 2개의 동심형 잔 모양 부재(13, 14)를 구비하고, 각각의 캠(3)의 서로 상이한 캠 영역(부분 캠, 15 내지 17)과 상호 작용한다. 이와 같은 외부 캠 영역(15 내지 17)은 동일하게 형성된다. 즉, 그같은 영역은 동일한 이동 크기 및 위상을 갖게 된다. 이 캠 영역(15 내지 17)은 2개의 잔 모양 부재(13)의 외부와 상호 작용한다. 중앙 캠 영역(16)은 이러한 2개의 외부 캠 영역(15 내지 17)과는 반대로 작은 이동 크기를 갖고 내부 가압 부재(14)와 상호 작용한다. 이는 도2에 자세히 도시되고 공지된 유압식 밸브 간극 조정 부재(HVA, 18)에 의해 가스 교환 밸브(2)의 밸브체(11)와 상호 작용한다.

외부 잔 모양 부재(13)는 컵 형태의 하우징(19)을 구비하고, 그 하우징의 저면(20)은 캠(3)을 향하고 있다. 이 저면(20)은 주위의 모서리(22)로부터 에워싸여져 있다. 저면(20)은 반경방향으로 연장하고 개구부(21)를 깎아 낸 보어(24)의 외부 측면에 대해 평행하게 관통한다.

또한, 이런 개구부(21)에는 내부 잔 모양 부재(14)의 컵 형태의 하우징(25)이 삽입되어 있다. 그 저면(26)에는 도2에 도시되고 외부 잔 모양 부재(13)의 보어(24)를 구비한 태핏(1)의 작동 위치가 벗어나는 보어(27)에 의해 관통된다. 이 보어(27)의 영역으로부터 나온 하우징(25)의 외부는 평행하면서도 캠을 향한 하우징의 단부(30)에 닿은 하우징의 2개의 수직 경사면(28, 29)을 구비하고, 보어 상부 영역에만 전체 주위가 원통형으로 형성되어 있다. 수직 경사면(28, 29)은 보어(24, 27)의 축 위치에 대해 직각으로 연장하도록 형성된다. 내부 하우징(25)에는 이미 공지된 유압식 밸브 간극 조정 부재(18)가 안내되어 있다. 2개의 잔 모양 부재의 저면(20, 26)은 캠(3)의 연장 방향의 그 저면에 통 모양으로 만곡되어 있다.

보어(27)의 내부에는 서로 대향하는 2개의 안내 슬리브(32, 33)가 삽입되어 있고, 이의 정면부(34, 35)가 수직 경사면(28, 29)에 결합됨으로써 로크 되어 있다. 이 안내 슬리브(32, 33)는 원통형 핀의 형태로 커플링 부재를 수납하고, 핀의 길이는 외부에 위치한 양쪽의 안내 슬리브의 정면부(34, 35) 사이의 거리와 일치한다.

외부 잔 모양 부재(13)의 보어에 있어서, 각각의 안내 슬리브(37, 38)는 대향하는 2개의 보어에 배치되어 있다. 도2의 우측 안내 슬리브(38)는 컵형으로 형성되고 슬리브가 개구부(21)를 향해 돌출하고 개방된 그 정면부(39)가 안내 슬리브(33)의 정면부(35)와 상충할 정도의 크기이다. 안내 슬리브(38)의 내부에는 압축 스프링(40)의 단부가 지지되어 있고, 이의 대향한 단부는 안내 슬리브(38) 내부에 안내된 피스톤(41)에 맞닿아 있다. 이 피스톤(41)의 정면부는 대향하는 커플링 부재(36)의 정면부에 닿아 있다. 또한, 대향 안내 슬리브(37)는 개구부(21)로 돌출하고 안내 슬리브(32)의 인접한 정면부(34)에서 정면부(42)에 의해 제한한다. 안내 슬리브(37)는 그 대향하는 정면부에서 컵 모양 삽입 부재(43)에 의해 로크 되어 있다. 안내 슬리브(37)의 내부에는 피스톤(44)이 종방향으로 안내되고, 그 정면부는 커플링 부재(36)의 대향 정면부에 닿아 있다. 안내 슬리브(37, 38)의 이런 배치와 수직 경사면(28, 29)과의 상호 작용에 의해 외부 잔 모양 부재(13)가 내부 잔 모양 부재(14)에 대해 상대적으로 비틀어지는 일을 막는다. 동시에, 안내 슬리브(37, 38)는 외부 잔 모양 부재가 내부 잔 모양 부재에 대해 캠(3) 방향으로 이동하는 것을 제한하는 제지부로서 하우징(25)의 영역(31)과 연결된다.

이 도면에서 도시하지 않은 보어는 안내 슬리브(37)에 닿아 있고, 이는 외부 잔 모양 부재(13)의 외측에 의해 실린더 헤드부(6)에 배치되고 제어된 압력관(45)과 연결되어 있다. 피스톤(44) 및 삽입 부재(43)에 의해 안내 슬리브(37)에는 압축 공간(46)이 형성되고, 이에 압력관(45)이 연결된다. 이런 압축 공간(46)의 압력 수단(윤활유)으로의 가압에 의해 (이하에서 상세히 기술할) 피스톤(44)의 압력(P)의 크기에 따라, 피스톤이 커플링 부재(36) 및 피스톤(41)을 스프링(40)에 반작용하여 이동시키도록 한다.

외부 잔 모양 부재(13)의 저면은 안내 슬리브(37) 및 삽입 부재(43) 사이에서 반경 보어(24)가 잘리는 보어(47)로부터 관통된다. 이 보어(47)에는 로크 핀(48)이 종방향으로 안내되고 이는 압축 스프링(7)에 있는 판(49)에 의해 지지되어 있다. 그러나, 로크 핀(48)은 보어(47) 안에서 밀착하여 슬라이딩 이동으로 안내된다. 그 길이는, 판(49)이 스프링 작용하에 저면(23)의 내측에 닿으면, 이 핀이 외부 잔 모양 부재(13)의 상측(23)을 지나 돌출할 정도의 크기로 선택된다. 이하에서 상세히 도시한 캠축(4)의 회전 상태에서, 로크 핀(48)은 이 때 부분 캠(15)의 주변부에 의해 연장하는 홈 형태의 오목부(50)로 돌출한다.

로크 핀(48)은 자기 중앙 영역에서 대향하는 2개의 수직 경사면(51, 52)을 구비하고 있다. 피스톤(44)은 로크 핀(48)을 향한 정면부에서 하나의 절단부(53)를 갖는 데, 피스톤(44)에는 대향하는 2개의 섹션(54, 55)이 평탄하면서도 평행한 내측면으로 형성된다. 이 섹션(54, 55)은 수직 경사면(51, 52)을 짧은 거리로 캐취하고 이로써 로크 핀(48)의 비틀림을 저지한다. 또한, 이 양 섹션(54, 55)은 그 하부측에 자유 정면부로부터 나오고, 포물선 형태부(57)로 지나는 해당 만곡 섹션(56)을 갖는다. 이러한 포물선 형태부(57)는 수직 경사면(51, 52)의 하단부 상에 있는 마찬가지로 포물선의 형태로 형성된 정상부(58)로 돌출한다.

도2에 도시된 접속 상태에서, 피스톤(41, 44) 및 커플링 부재(36)는 그 좌측 단부 위치에 있고, 이 위치에서 내부 및 외부 잔 모양 부재(13, 14)가 결합되지 않고 자유스럽게 축방향으로 서로 마주 보며 이동한다. 피스톤 및 커플링 부재의 이와 같은 접속 상태에서, 가스 교환 밸브(2)는 내부 잔 모양 부재(14) 및 부분 캠(16)에 의해 작동되는 반면에, 부분 캠(15, 17)으로부터 가압을 받는 외부 잔 모양 부재는 내부 잔 모양 부재로 자유로이 이동을 한다. 가스 교환 밸브가 외부 부분 캠(15, 17)의 이동에 대응하여 이동을 크게 하면서 작동되면, 압축 공간(46)의 P 압력은 상승되어, 피스톤(44)이 스프링(40) 반작용에 의해 우측으로 가압을 받는다. 그러나, 이 피스톤(44)의 이동은 캠축(4)의 회전 위치에 따라 부분 캠(15)의 피스톤(44)과 로크 핀(48) 및 오목부(50)와의 상호 작용에 의해 저지된다. 이 부분 캠(15)의 오목부(50)는 이 실시예에서 부분 캠의 전체 이동 단계를 거친 기본원 원통식 연장에 의해 연장한다. 이 로크 핀(48)은 이로써 전체 이동 단계와 오목부(50)로의 기본원 원통식 연장에 의해 삽입할 수 있다. 오목부의 처음과 끝은 부분 캠의 표면 형상부로 계속 거쳐 지나감으로써, 로크 핀이 기본원 원통식 연장의 개시부에서 압축 스프링(7)의 반작용에 의해 하방으로 그리고 기본원 원통식 연장의 종단부에서 압축 스프링(7)의 작용에 의해 상방으로 가압된다. 이 3개의 부분 캠은 이 때 원통식 연장의 기본원이 동일한 반경을 갖고 적어도 그 둘레의 실질적인 부분에 의해 동일한 위치각을 갖도록 형성된다. 기본원 원통식 연장 과정하에서 캠의 회전각 범위와 관련하여 동일한 반경(기본원)으로 된 그 원주 영역은 밸브의 접속를 일으키지 않도록 이동 전달 부재(태핏)와 상호 작용한다. 또한, 캠의 회전각 영역은 이동 접속 과정하에 있고, 그의 극도의 접속 과정은 가스 교환 밸브가 작동하도록, 즉 밸브판이 밸브 시트에 의해 올려지도록 이동 전달 부재(태핏)와 상호 작용 속에서 이루어진다.

피스톤(44)은 캠축의 접속 과정에서 피스톤(54)의 포물선 형태부(57)의 해당 모서리와 로크 핀(48)의 포물선 정상부(58)가 로크 인접할 때 까지 우측으로 이동될 수 있다. 포물선 형태부(57) 및 정상부(58)는 이 때 피스톤(44)이 보어(27)로 돌출하지 않을 정도로 하여, 내부 및 외부 잔 모양 부재가 축방향에서 서로 마주 보며 자유스럽게 이동하게 된다. 캠축의 회전 운동시, 부분 캠(15)의 원통식 연장 영역을 벗어 나면, 로크 핀(48)은 오목부(50)의 단부 상에서 압축 스프링(7)의 반작용에 의해 하방으로 가압되어 피스톤의 오목한 포물선 형태부(57)와 로크 핀의 포물선 정상부(58)의 결합이 해제된다. 피스톤(44)은 이로인해 해제된다. 즉, 피스톤이 자유롭게 이동된다. 압축 공간(46)에서 압력(P)이 충분히 상승되면, 피스톤(44)은 압축 스프링(40)의 반작용에 의해 우측으로 이동되어, 이 피스톤이 보어(27) 또는 안내 슬리브(32)로 돌출하는 반면에, 커플링 부재(36)는 안내 슬리브(38)로 돌출한다. 이와 같은 피스톤(41, 44) 및 커플링(36)의 접속 상태에서 내부 및 외부 잔 모양 부재(13, 14)가 서로 결합됨으로써, 이 내부 잔 모양 부재는 외부 잔 모양 부재(13)에서 큰 이동이 나타나며, 가스 교환 밸브가 큰 이동 접속 폭으로 작동하게 된다. 압력관(45)의 대응 제어에 의해 압축 공간(46) 내의 압력(P)이 하강되면, 피스톤(44)은 커플링 부재(36)에 의해 피스톤(41) 및 압축 스프링(40)을 그 역방향 좌측으로 가압된다. 로크 핀(48)이 오목부(50)로 삽입되면서, 오목한 포물선 형태부(57)의 모서리와 포물선 정상부(58)가 서로 접하여 이러한 운동은 저지되고, 이로인해 부분 캠(15 내지 17)의 원통식 연장 과정을 벗어난 절환이 차단된다. 커플링 부재(36) 및 피스톤(44)의 또 다른 이동은, 로크 핀(48)이 오목부(50)의 단부에서 연장하는 부분 캠(15)에 의하여 압축 스프링(7)의 반작용에 따라 하방으로 가압되어 오목한 포물선 형태부(57) 및 포물선 정상부(58)가 결합에서 벗어날 때만 가능하다.

피스톤(44)이 양 방향 중 일방으로의 이동 접속시, 예를 들어 압축 공간(46)에서의 압력의 변동시 그 단부 위치상에서 불안정하게 이동되면, 이는 오목한 포물선 형태부(57)와 포물선 정상부(58)의 쐐기 상호 작용에 의해 또는 만곡 섹션(56)과 포물선 정상부(58)의 상호 작용에 의해 양단부 중 일단부를 가압하게 되고, 동시에 로크 핀(48)이 오목부(50) 영역 내로 도달되고 압축 스프링(7)의 작용에 의해 들어 올려진다. 이와 같은 피스톤(44) 및 로크 핀(48)의 상호 작용의 형태를 구성함으로써, 쐐기 작용에 의한 강제 제어가 일어나고, 이 같은 작용은 의도하지 않거나 예기치 않은 압축 공간(46) 내의 압력 변경의 경우에 안전 기능이 되도록 조정한다.

그와는 관계없이 로크 핀(48)의 손상은, 이 로크 핀(48)이 항상 오목부(50)의 단부상에서 압축 스프링(7)의 반작용으로 연장하는 부분 캠(15)을 거쳐 하방으로 가압될 때, 피스톤(44)의 모든 접속 상태 및 절환 상태에서 압축 스프링(7)과의 상호 작용에 의해 방지된다. 또한, 로크 핀(48)이 매우 밀착하여 접지됨으로써 일어날 수 있는 자국을 확실히 막을 수 있다.

도4에 도시된 태핏의 제2 실시예는 피스톤(44a) 및 로크 부재의 형성에 의해 실질적으로는 상술한 것과는 상이하다. 로크 피스톤(44a)은 이러한 실시예에서 원통형으로 형성되고 그 종앙 영역에는 둥근 횡단으로 둘러싼 원호형 오목부(59)를 구비하고 있다. 로크 부재는 이런 실시예에서 2부분으로 형성되는 데, 하나는 로크 핀(60)과 다른 하나는 제2 로크부(61)로 구성되어 있다. 로크 핀(60)이 외부 잔 모양 부재(13a)의 저면(24a)을 관통하는 보어(62) 내에서 종방향으로 이동 안내된다. 이 보어(62)는 다른 보어(63)에 대해 접속되어 배치됨으로써, 서로 교차하지 않는다. 로크 핀(60)은 이전 상술한 실시예에서와 같이 한편으로 부분 캠(15)에 그리고 다른 한편으로 판(49)에 의해 압축 스프링(7)에 닿아있다. 또한, 저면(24a)은 안내 슬리브(37a)의 내부에 닿은 보어(63)의 내측상에서 관통된다. 이러한 보어(63)에는 제2 로크부(61)가 안내되어 있다. 이 로크부는 도시된 바와 같이 로크 볼이나 볼형태의 정면부를 구비한 짧은 원통형 구성 부재로 구성되어 있다. 제2 로크부(61)는 이미 상술한 실시예와 마찬가지로 피스톤(44a)의 접속 상태에 따라 주위의 원호형 오목부(59) 또는 피스톤(44a)의 정면부(64)를 로크 하거나 해제하도록 이와 상호 작용한다.

도4에 도시된 태핏 또는 피스톤(44a)의 접속 상태에서 제2 로크부(61)는 압축 스프링(7)의 작용에 의해 판(49)을 거쳐 상방으로 가압됨으로써, 이는 원호형 오목부(59)로 돌출하고 피스톤(44a)의 이동을 저지한다. 우선, 캠축의 대응 회전 상태(원통형의 기본원)에서 로크 핀(60)이 압축 스프링(7)의 반작용으로 연장하는 부분 캠(15)에 의해 하방으로 가압될 때, 제2 로크부(61)는 마찬가지로 하방으로 이동되어, 피스톤(44a)의 운동이 우측으로 해제된다.

피스톤(44a)이 접속 과정 후 그의 우측 단부상에 있게 될 경우, 그 정면부(64)는 제2 로크부(61)와 상호 작용하여, 복귀 이동이 제1 (좌측) 접속 상태에서 판(49)이 압축 스프링(7)의 반작용으로 로크 핀(60)으로부터 하방으로 가압되고 제2 로크 핀(61)은 마찬가지로 하방으로 이동된다. 다른 경우에 있어서, 피스톤(44a)의 정면부(64)는 보어(63) 및 안내 슬리브(37a)로 돌출하는 제2 로크부(61)의 단부를 누름으로써, 이동이 저지된다. 이 때, 마찬가지로 제1 접속 상태로의 복귀 이동은 로크 핀(60)이 부분 캠(15)에 의해 하방으로 가압되고 부분 캠의 오목부(50)로 돌출하지 않을 경우에만 원통식 기본원에서 가능하다.

이 실시예에서, 피스톤(44a)의 압축 공간은 한편으로 보어(63)에 의해 관통되고, 반면에 다른 보어(62)는 압축 공간을 가르지 않는다. 이로써, 압축 공간으로부터의 누출은 캠축 방향으로 저지된다.

도5에 도시된 본 발명의 제3 실시예에서, 로크 부재에는 로크 핀(65)이 다시 일부 형성되고 이는 보어(24b)를 완전히 관통하고 있다. 저면(20b)의 하부에 판(49) 및 압축 스프링(7)에 의해 상호 작용하는 로크 핀(65)의 단부(66)는 큰 직경으로 형성되어 있다. 큰 직경을 갖는 이 단부(66)는 볼 형태의 과도 섹션(67)을 거쳐 작은 직경부(68)를 건너 지나고, 이는 저면(20b)의 외부를 관통하고 부분 캠(15)과 상호 작용을 한다. 마찬가지로, 피스톤(44b)은 중앙 영역에서 원호형 오목부(69)를 갖고 그 모서리(70, 71)는 쐐기형으로 구성되어 있다.

도5에 도시된 태핏 또는 피스톤(44b)의 제1 (좌측) 접속 상태에서, 로크 핀(65)의 자유 단부는 도시하지 않은 부분 캠(15)의 오목부로 돌출하고, 이 때 쐐기형 과도 섹션(67)은 둘러싼 오목부(69)로 돌출한다. 쐐기형 과도 섹션(67)에 쐐기형 모서리(70)를 위치시킴으로써, 이 로크 핀(65)의 접속 상태에서 피스톤(44b)의 이동이 저지된다. 로크 핀(65)이, 원통식 기본원 연장 도달시에 압축 스프링의 반작용으로 부분 캠(15)에 의해 하방으로 비로소 가압되면, 이 쐐기형 오목부(69)와 쐐기형 과도 섹션(67)은 결합에서 벗어나 피스톤(44b)의 이동이 가능하게 된다.

피스톤(44b)의 제2 (우측) 단부 상태에서, 그 정면부(72)는 쐐기형 과도 섹션(67)과 상호 작용하여 제1 (좌측) 단부 상태로의 복귀 이동이 가능하게 되고, 이 때 로크 핀(65)은 압축 스프링의 반작용으로 하방으로 즉, 부분 캠(15)의 원통식 기본원의 연장 내에서 가압된다. 자유 단부를 구비한 로크 핀(65)이 오목부(50)로 돌출하면, 쐐기형 과도 섹션(67)에 정면부(72)를 위치시킴으로써, 이동이 저지된다.

도6에 도시된 실시예에서, 피스톤(44c)은 일정 거리로 둘러싸고 쐐기형 모서리(75, 76)를 구비한 원호형 오목부(74)에 접해 있는 정면부로부터 나오는 제1 쐐기형 부분(73)을 갖는다. 이런 실시예에서, 이 로크 핀(77)은 다시 원통형으로 형성되고 피스톤(44c)을 향하는 주변부에 하나의 섹션(78)을 갖고, 거기에는 접속 상태와 불가분의 함수관계로 피스톤(44c)이 삽입한다. 이 섹션(78)은 그 하부에 쐐기형의 전방 돌출부(79)를 갖고, 이는 도6에 도시된 피스톤(44c)의 접속 상태에서 둘러싼 홈(74)으로 삽입한다. 이러한 돌출부(79)는 이미 상술한 바와 같은 실시예에서 부분 캠(15)의 변위 과정 동안에 원호형 오목부(74) 또는 피스톤(44c)의 정면부와 상호 작용 속에서 그 이동을 저지한다.

그 대향하는 측면에 있어서, 로크 핀(77)에는 안내 슬리브(43c)로 안내 핀(81)이 삽입된 긴 오목부(80)가 형성되어 있고, 이로써 로크 핀의 뒤틀림이 방지된다.

도7에 따른 실시예에서, 로크 핀(82)은 도시된 접속 상태에서 피스톤(44d)이 삽입되는 둘러싼 오목부(83)를 구비한다. 로크는 이런 실시예 및 도시된 접속 상태에서 로크 핀(82)과 피스톤(44d) 사이의 상호 작용으로 인해 형태상 일치가 아닌 역학상 일치에 의해 일어난다. 이 경우, 원호형 오목부(83)는 그 하단부에서 평탄한 벽부(84)를 구비하고, 이에는 쐐기형 과도 섹션(85)이 접해 있다. 도7에 도시된 피스톤(44d)의 제1 (좌측) 단부 상태에는 이런 과도 섹션이 로크 핀(82)의 오목부(83)로 돌출하여, 이 평탄한 섹션(84)이 피스톤(44d)의 주위에 접해 있다. 압축 스프링(7)의 적절한 조화 일치로 스프링(7)의 작용에 근거한 마찰력은 로크 핀(82)이 부분 캠(15)로부터 하방으로 가압되지 않는다면 압축 공간(46d)에서 압력 작용으로 인한 최대 목표힘을 초과한다는 것은 자명한 일이다. 이로써, 피스톤(44d)의 운동은 로크 핀(82)을 구비한 마찰부에 의하여 봉쇄된다. 피스톤(44d)의 제2 우측 단부 상태에서, 그 정면부는 로크 핀(82)의 하부 섹션(86)과 상호 작용을 한다.

도8 및 도9에 도시된, 이미 상술한 실시예의 다른 측면에서 본 도면에는 부분 캠(15')의 변경된 로크 형상부/ 해제 형상부 및 잔 모양 부재(13', 14')에 의해 이와는 상이하다. 이런 실시예에서, 양쪽의 잔 모양 부재는 각각의 부분 캠을 향하는 측면에 대해 밀접하지 않은 상태로 형성되어 있다. 그 내부 잔 모양 부재(14')는 도8 및 도9에 있어서 외부 잔 모양 부재(13')에 대하여 캠의 원통식 기본원 연장속에 전방 위치해 있다. 양쪽의 잔 모양 부재의 이런 상태는 예를 들어 도2에 상세히 도시된, 정지 수단으로 사용하는 안내 슬리브(37, 38)에 의해 보어(27)의 상측과의 연결속에 안착되어 있다. 부분 캠(15')의 기본원 반경(R_G1)은 제1 섹션의 회전 방향의 원호에 내부 잔 모양 부재를 넘어서게 조화시킴으로써, 로크 핀(90)이 하방으로 가압되고, 상세히 도시하지 않은 피스톤의 운동이 상술한 실시예의 형태와 일치하여 해제된다. 이 로크 핀(90) 대신에, 이미 상술한 각각의 로크 부재에 의한 보강 부재도 가능하다. 필요한 이동 시간에 대한 대응 기본원의 연장 범위에 따라 부분 캠(15')의 기본원 반경은 줄어들고(R_G2), 이로써 로크 핀은 부분 캠(15')에서 형성된 틈새로 삽입될 수 있고 피스톤의 이동이 저지된다. 기본원의 연장 과도 과정에서 피스톤이 부분 캠(15')을 들어 올리는 과정으로 이동되는 것을 저지하기 위해 이런 과도 영역에 있어서 오목부(91)는 부분 캠에 형성되며, 로크 핀(91)은 그 안에 삽입할 수 있고 피스톤을 로크할 수 있다. 이 오목부(91)의 관통 후 피스톤은 밀착되어 있지 않은 반경 보어의 상태에 의해 내부 및 외부 잔 모양 부재에서 로크된다.

도10 및 도11에는 이미 상술한 실시예에서의 다른 측면의 도면이 도시된 것으로, 압축 스프링(7)은 판 부재(87)의 중간 위치화에 의해 저면(20)의 내측에 접하여 위치해 있다. 이런 판 부재(87)는 각각의 로크 핀(예를 들어 로크 핀(48))을 향하는 측면에 대해 2개의 돌기형 전방 돌출부(88)를 가지며, 이는 저면(20)의 내측에 있는 오목부(89)로 돌출한다. 돌기(88)의 높이는, 로크 핀이 부분 캠에 의해 그 하부 위치로 가압될 경우에, 판 부재가 저면(20)에 평행하게 정렬될 정도의 크기로 한다(참조 도10). 이로써, 스프링의 바이어스 상태는 중대한 로드가 걸릴 경우(부분 캠의 변위 과정)에 방해를 받고 연장 변위하는 동안에 동일한 상태의 로드가 보장된다.

본 발명은 내연 기관의 밸브 구동 장치를 개선함으로써 불안정한 접속 상태를 피하고 커플링 부재가 일단부 위치 상에서 타단부 위치 상으로 항상 안정하게 안내되는 것을 보장하는 데, 구성 부품에 있어서 불충분한 지지 작용으로 인해 예기치 않게 발생하는 장애를 동시에 제거할 수 있는 효과를 지니고 있다.

Claims

상이한 연장 변위를 갖는 적어도 2개의 캠 트랙(15 내지 17)을 갖추고 캠(3)을 거쳐 캠축(4)에 의해 가압 이동되는 적어도 하나의 가스 교환 밸브(2)를 포함하고, 캠과 가스 교환 밸브 사이에 작용하고 캠의 상이한 캠 트랙과 상호 작용하는 적어도 2개의 이동 전달 부재(13, 14; 13', 14')를 갖고 있는 잔 모양 태핏(1)을 포함하며, 그 중 이동 전달 부재 중 하나는 가스 교환 밸브의 밸브체(11)와 그리고 다른 하나는 스프링 부재(7)와 상호 작용을 하고, 이동 전달 부재에 대한 그 스프링 작용이 캠축에 다다르고, 이 때 2개의 이동 전달 부재가 변위 가능한 커플링 부재(44, 44a 내지 44d)에 의해 제1 접속 상태에서 서로 연결되고 제2 접속 상태에서 서로 관계없이 따로 이동되는 내연 기관의 밸브 구동 장치에 있어서,

커플링 부재는 잔 모양 태핏에 안내된 로크 부재(48; 60, 61; 65; 77; 82)와 상호 작용하고, 또한 캠축과 상호 작용하는 로크 형상부(57; 59; 69; 74)가 마련되고,

커플링 부재는 접속 상태에 있어서 캠 트랙에 따라 제1 캠 트랙 영역에서 로크 가능하고 제2 캠 트랙 영역에서 해제 가능하여 상기 커플링 부재가 다른 접속 상태에서 변위할 수 있고,

상기 로크 부재가 스프링 부재(7)에 의해 가압되어 이동되는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 로크 부재(48; 60; 65; 77; 82)가 캠축(4)의 로크 해제 형상부(50)를 가압하여 제1 캠 트랙 영역에서 상기 커플링 부재(44, 44a 내지 44d)가 로크되고 제2 캠 트랙 영역에서 해제 가능한 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 로크 부재(48; 60; 65; 77; 82)가 캠(15)의 외주연을 가압하고, 로크 해제 형상부(50)는 로크 부재의 가압 영역에 있어서의 캠에 배치되어 있고 정상부 및 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재는 종방향으로 이동하고 커플링 부재상에 있는 로크 형상부(57; 59; 69; 74)로 삽입하는 로크 핀(48; 65; 77; 82)인 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재가 외부 잔 모양 부재(13, 13')에서 종방향으로 이동하여 안내되는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 부재(44)는 로크 부재(48)를 적어도 부분적으로 에워싸는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 커플링 부재(44, 44a 내지 44d) 및 로크 부재(48; 61; 65; 77; 82)에는 상호 작용을 하는 쐐기 삽입면이 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재가 로크 과정에서 스프링 부재(7)의 작용하에 하중을 받아 태핏(1)의 외부측 위로 지나 돌출한 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재가 캠(3)을 통한 해제 과정에서 스프링 부재(7)의 반작용에 의해 이동 변위 방향으로 가압을 받는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재(82) 및 커플링 부재(44d)가 적어도 일단부 상에 로크의 측면에서 역학적 일치로 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 로크 부재 및 스프링 부재가 판 부재(49; 87)의 중간 위치하에서 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 판 부재는 로크 부재를 향하는 측면상에 거리 요소에 의해 잔 모양 부재의 저면에 맞닿아 위치해 있는 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.