KR19990019383A - 차량용 캠 샤프트의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 캠 샤프트의 결합구조에 관한 것이다.

종래에는 단순히 브레이징 용접에 의해 고정되어 있으므로 엔진 구동시 캠에 작용되는 회전력을 견디지 못하고 용접된 부분이 떨어져 캠이 캠 샤프트에서 공회전되는 문제점이 발생되었다.

본 발명에서는 캠과 캠 샤프트의 조립이 간편하게 이루어지면서 캠과 샤프트가 보다 확실하게 결합될 수 있도록 캠 샤프트(30)에 길이 방향으로 홈(32)을 형성하고 캠(40)에는 삽입홈(42)을 형성하여 걸림핀(50)에 의해 캠 샤프트(30)와 캠(40)을 결합시키게 된다.

따라서, 결합핀에 의해 결합이 이루어진 캠과 샤프트는 캠이 샤프트에서 공회전되는 것을 근본적으로 방지하면서 작업자가 캠과 샤프트를 보다 간편하게 결합시키게 되는 캠과 샤프트의 조립 생산성을 향상시킨 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Description

차량용 캠 샤프트의 결합구조

본 발명은 차량용 캠 샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 간편하게 조립이 이루어지면서 캠이 캠 샤프트에 견고하게 고정될 수 있는 차량용 캠 샤프트의 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 내부에 설치되는 캠 샤프트는 캠을 나열하여 캠 샤프트의 회전에 따라 캠이 흡배기 밸브를 순차 개폐하도록 만들어진 것으로, 이러한 캠 샤프트는 주철로 만들어진 일체형의 것과, 캠을 주조하여 파이프에 용접한 가벼운 중공 캠 샤프트가 있다.

먼저, 일체형의 캠 샤프트 재질은 합금주철이 많이 사용되고 있으며 캠의 표면에 내마모성을 높이기 위해 열처리 등이 되어 있다. 그리고 중공 캠 샤프트는 최근에 소형,경량화를 추구하는 엔진에 많이 채용되고 있으며, 이러한 중공 캠 샤프트는 소결 캠을 철 파이프에 접합한 것이다.

이러한 캠 샤프트는 캠과 샤프트 저널, 배전기 수동 기어(driven gear)를 각각의 목적에 맞는 재질로 만들 수 있으며, 또 샤프트가 중공이기 때문에 일체형의 캠 샤프트에 비해 대폭적으로 경량화가 가능하다.

이와 같은 캠 샤프트는 도 1에서 나타낸 바와 같이 타이밍 밸트(20)로부터 회전력을 전달받아 흡,배기 밸브(10)를 상,하 방향으로 구동시켜 엔진의 흡,배기 행정이 이루어지게 된다.

이러한 종래의 캠 샤프트 결합구조는 도 2에서 나타낸 바와 같이 캠 샤프트(30)의 중앙에 중공부(31)가 형성되고, 캠(40)에는 결합구멍(41)이 편심되게 형성되어 캠 샤프트(30)에 끼워진다. 그리고 끼워진 부분은 브레이징 용접에 의해 용착된다.

한편, 브레이징 용접은 모재, 즉 캠 샤프트(30)와 캠(40)은 용융되지 않으면서 용융점이 낮은 합금을 녹여 캠(40)과 캠 샤프트(30)를 고정시키게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 차량용 캠 샤프트의 결합구조는 도 2에서 나타낸 바와 같이 단순히 브레이징 용접에 의해 고정되어 있으므로 엔진 구동시 캠(40)에 작용되는 회전력을 견디지 못하고 용접된 부분이 떨어져 캠(40)이 캠 샤프트(30)에서 공회전되는 문제점이 발생되었다.

상술하면, 캠 샤프트(30)에 용착된 캠(40)은 엔진 구동시 캠 샤프트(30)로부터 회전력을 전달받게 되며, 이러한 회전력은 캠 샤프트(30)와 캠(40)의 접합부분에 집중된다. 따라서 흡,배기 밸브(10)를 직선 왕복운동시키는 캠(40)은 일정시간 경과시 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 접합부분이 파손되어 캠(40)이 캠 샤프트(30)에서 공회전하게 된다.

따라서, 공회전되는 캠(40)은 흡,배기 밸브(10)를 상하로 이송시키지 못하므로 결국, 엔진의 구동이 이루어지지 못하는 치명적인 문제점이 발생되어 왔었다.

한편, 상술한 문제점을 해결하기 위해 이미 선출원된 미국 특허 등록번호 4,809,562의 경우에는 중공된 캠 샤프트 기능의 튜브에 캠을 끼운 다음, 튜브의 중공부에 세레이션 형상의 플러그를 끼우게 된다. 따라서 플러그가 끼워지는 가압력에 의해 튜브가 외주연 방향으로 인장되어 캠과 튜브가 밀착 고정된다.

그러나, 상기한 캠과 튜브의 조립구조는 대략 세레이션 형상의 튜브와 플러그에 의해 생산비용이 증가되고, 또한 플러그를 튜브 내부로 억지 끼우는 작업이 쉽게 이루어지지 못하는 등 일체형의 캠 샤프트에 비해 중량면이나 비용면에서 별 효과를 거둘 수 없는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 캠과 캠 샤프트의 조립이 간편하게 이루어지면서 캠과 캠 샤프트가 보다 확실하게 결합될 수 있는 차량용 캠 샤프트 결합구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 캠 샤프트를 나타낸 사시도,

도 2는 종래의 결합 구조를 나타낸 캠 샤프트의 부분 사시도,

도 3은 본 발명의 캠 샤프트를 나타낸 분리 사시도.

도 4는 캠과 캠 샤프트의 결합상태를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10; 흡,배기 밸브 20; 타이밍 밸트

30; 샤프트 31; 중공부

32; 홈 40; 캠

41; 결합구멍 42; 삽입홈

50; 걸림핀

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 캠 샤프트의 결합구조는 내부에 중공부가 형성되고 외주연에는 여러개의 홈이 길이 방향으로 길게 형성되는 캠 샤프트와; 중앙부에 결합구멍이 형성되고, 이 결합구멍의 안쪽면에는 상기한 캠 샤프트의 홈과 대응되는 삽입홈이 전,후방향으로 길게 형성되는 캠과; 이 캠 샤프트의 홈과 캠의 삽입홈 사이에 끼워지는 걸림핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 캠 샤프트의 결합구조에 대한 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 캠 샤프트를 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 캠과 캠 샤프트의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 타이밍 밸트(20)로부터 동력을 전달받는 캠 샤프트(30)는 경량화를 위해 내부에 중공부(31)가 형성되고, 외주연에는 여러개의 홈(32)이 길이 방향으로 길게 형성된다.

캠 샤프트(30)에 끼워지는 캠(40)은 중앙부에 결합구멍(41)이 형성되어 상기한 캠 샤프트(30)에 끼워져 결합되며, 결합구멍(41)의 안쪽면에는 캠 샤프트(30)에 형성된 홈(32)과 대응되는, 즉 동일한 개수의 삽입홈(42)이 캠(40)의 전후 방향으로 길게 형성된다.

한편, 상기한 홈(32)과 삽입홈(42)은 90°등간격으로 설치하는 것이 바람직하며, 엔진에 따라 120°등간격이나 60°등간격 등으로 여러개 형성하는 것이 가능하다

상술한 캠 샤프트(30)의 홈(32)과 캠(40)의 삽입홈(42) 사이에는 대략 홈(32)의 길이와 같은 걸림핀(50)을 압입하며, 이러한 걸림핀(50)은 캠(40)의 공회전을 방지하면서 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합이 견고하게 이루어지는 기능을 수행하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

캠(40)과 캠 샤프트(30)를 결합하기 위해 작업자는 먼저, 캠 샤프트(30)에 여러개의 캠(40)을 삽입시키게 되고, 이 상태에서 작업자는 캠(40)의 결합구멍(41)에 형성된 삽입홈(42)과 캠 샤프트(30)의 홈(32)을 일치시킨후, 걸림핀(50)을 압입시키므로 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합이 도 4에서 나타낸 바와 같이 마무리된다.

따라서, 걸림핀(50)이 압입 결합된 캠(40)과 캠 샤프트(30)는 걸림핀(50)에 의해 캠(40)이 캠 샤프트(30)에서 공회전되는 것을 근본적으로 방지하게 되므로 타이밍 밸트(20)에 의해 캠 샤프트(30)가 회전하는 경우, 캠(40)도 같이 회전하게 되어 흡,배기 밸브(10)를 상하 방향으로 구동시키게 된다.

이러한 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합구조는 단순히 걸림핀(50)을 캠 샤프트(30)의 홈(32)에 압입시키는 공수만으로 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합이 이루어져 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합 작업을 보다 간편하게 수행하게 된다.

또한, 작업자는 용접작업과 같은 복잡한 작업을 수행하지 않으므로 보다 간편하게 캠(40)과 캠 샤프트(30)의 결합작업을 진행하게 되고, 더욱이 중공부(31)가 형성된 캠 샤프트(30)의 특성, 즉 캠 샤프트(30)의 경량화를 그대로 살릴 수 있는 것이다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 캠 샤프트에 길이 방향으로 홈을 형성하고 캠에는 삽입홈을 형성하여 걸림핀에 의해 캠 샤프트와 캠을 결합시키게 된다. 따라서, 결합핀에 의해 결합이 이루어지는 캠과 캠 샤프트는 캠이 캠 샤프트에서 공회전되는 것을 근본적으로 방지하면서 작업자가 캠과 캠 샤프트를 보다 간편하게 결합시키게 되는 등 캠과 캠 샤프트의 조립 생산성을 향상시킨 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 흡,배기 밸브를 구동시키는 차량용 캠 샤프트의 결합구조에 있어서,

   내부에 중공부(31)가 형성되고 외주연에는 여러개의 홈(32)이 길이 방향으로 길게 형성되는 캠 샤프트(30)와;

   상기 캠 샤프트(30)에 끼워지도록 중앙부에 결합구멍(41)이 형성되고, 이 결합구멍(41)의 안쪽면에는 상기 캠 샤프트(30)의 홈(32)과 대응되는 삽입홈(42)이 전,후방향으로 길게 형성되는 캠(40)과;

   상기 캠 샤프트(30)의 홈(30)과 캠(40)의 삽입홈(42) 사이에 끼워지는 걸림핀(50);

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 캠 샤프트의 결합구조.