KR20040038087A

KR20040038087A - 자동차의 캠샤프트

Info

Publication number: KR20040038087A
Application number: KR1020020066958A
Authority: KR
Inventors: 김종원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-08

Abstract

본 발명은 자동차의 캠샤프트에 관한 것으로, 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 마찰압접을 통해 결합되면서 일체화되는 자동차의 캠샤프트에 있어서, 상기 프런트측샤프트(10)에 형성되는 나사홈(11) 및 중공부(12)는 연결통로(13)를 통해 서로 연결가능하도록 형성되고, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 결합될 때 압접부(M)에 해당하는 프런트측샤프트(10)의 일단측 내경 및 리어측샤프트(20)의 일단측 내경에는 각각 용접결합홈(14,22)이 원주방향을 따라 형성되는데, 이 용접결합홈(14,22)은 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 길이방향으로 접촉될 때 서로 연결되도록 형성되어져, 상기 압접부(M)의 내경측에 생성되는 버(33)의 크기가 대폭적으로 감소되고, 상기 버(33)가 프런트측샤프트(10)의 내부로 삽입되는 공구에 의해 제거됨으로써, 오일의 원활한 공급이 이루어짐은 물론 이로 인해 엔진성능이 향상되도록 된 것이다.

Description

자동차의 캠샤프트{cam shaft of vehicle}

본 발명은 자동차용 캠샤프트에 관한 것으로, 특히 스프로킷이 결합되는 프런트측샤프트와 이에 반대되는 리어측샤프트가 마찰압접을 통해 결합될 때 압접부중 내경측으로 생성되는 버(burr)의 크기를 줄일 수 있도록 하고, 아울러 내경측에 생성된 버를 가공작업을 통해 제거할 수 있도록 하여, 오일통로로 사용되는 내경의 관리기능을 향상시킬 수 있는 자동차용 캠샤프트에 관한 것이다.

일반적으로, 캠샤프트(cam shaft)는 4사이클 왕복형 엔진에서 흡기밸브와 배기밸브를 개폐하기 위한 캠이 설치되는 축으로서, 요즘에는 엔진의 경량화를 위해 축의 길이방향으로 내부를 가공한 환봉(環棒)이 주로 사용되고 있는 실정이며, 그 내부의 빈 공간은 오일통로로서 사용된다.

상기와 같은 종래의 캠샤프트(1)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 타이밍 체인의 결합을 위해 스프로킷(도시않됨)이 결합되는 프런트측샤프트(10)와, 이 프런트측샤프트(10)의 길이방향을 따라 결합되는 리어측샤프트(20)로 구성되는데, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)는 서로 마찰압접(friction pressure welding)을 통해 일체화되게 된다.

여기서, 상기 프런트측샤프트(10)의 선단부에는 소정깊이의 나사홈(11)이 길이방향을 따라 형성되는데, 이 나사홈(11)으로는 스프로킷을 장착시키는데 사용되는 볼트(도시않됨)가 체결된다.

한편, 도 1에 도시된 미설명부호 12는 프런트측샤프트(10)의 중공부(12)이고, 도 2에 도시된 미설명부호 21은 리어측샤프트(20)의 중공부(21)인데, 상기 프런트측샤프트(10)의 중공부(12)는 나사홈(11)의 후방측으로 형성되어 서로 연결이 불가능한 구조로 되어 있으며, 또한 상기 프런트측샤프트(10)의 중공부(12)와 리어측샤프트(20)의 중공부(21)는 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 마찰압접을 통해 결합될 때 서로 연결되게 된다.

그리고, 상기 리어측샤프트(20)의 끝단에는 기밀부재(도시않됨)가 도포되어있으며, 이 기밀부재에 의해 리어측샤프트(20)의 중공부(21)는 밀폐되는 구조를 가지도록 되어 있다.

한편, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 서로 마찰압접을 통해 결합될 때 압접부(M)의 외경측 및 내경측에는 각각 버(31,33)가 생성되는데, 종래의 캠샤프트(1)는 외경측에 생성되는 버(31)는 가공작업을 통해 쉽게 제거할 수 있게 되지만, 내경측에 생성되는 버(33)는 가공작업을 할 수 없어 그대로 존재한다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점은, 오일통로의 역할을 담당하는 중공부(12,21)를 통해 엔진오일이 통과할 때 내경측에 생성된 버(33)가 오일의 흐름에 저항을 발생시키는 요인으로써 작용을 하게 되며, 이에 따라 오일의 공급이 원활하게 이루어지지 않게 되어 엔진성능을 감소시키게 된다는 새로운 문제점을 발생시켰고, 또한 시간이 경과됨에 따라 내경측에 생성된 버(33)에 이물질들이 쌓일 경우 이를 제거하지 못하게 됨으로써 결국에는 엔진을 파손을 초래하게 되는 문제점도 있었다.

또한, 내경측에 생성된 버(33)를 제거하기 위해서는 별도의 후공정을 추가로 실시해야 하는데, 이와 같은 일련의 추가 작업공정은 캠샤프트(1)의 제조원가를 상승시키게 되는 문제점으로도 작용하게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 프런트측샤프트에 형성되는 나사홈과 중공부를 서로 연결시키고, 상기 프런트측샤프트와 리어측샤프트가 마찰압접을 통해 결합될 때 압접부의 내경측에 용접결합홈을 형성시켜, 압접부의 내경측에 생성되는 버의 크기를 감소시킬 수 있도록 하고 아울러 압접부의 내경측에 생성되는 버를 가공작업을 통해 제거할 수 있도록 함으로써, 오일의 공급이 원활하게 이루어지도록 함은 물론 이로 인해 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 된 자동차의 캠샤프트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프런트측샤프트와 리어측샤프트가 마찰압접을 통해 결합되면서 일체화되는 자동차의 캠샤프트에 있어서, 상기 프런트측샤프트에 형성되는 나사홈 및 중공부는 연결통로를 통해 서로 연결가능하도록 형성되고, 상기 프런트측샤프트와 리어측샤프트가 결합될 때 압접부에 해당하는 프런트측샤프트의 일단측 내경 및 리어측샤프트의 일단측 내경에는 각각 용접결합홈이 원주방향을 따라 형성되는데, 이 용접결합홈은 상기 프런트측샤프트와 리어측샤프트가 길이방향으로 접촉될 때 서로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2는 종래의 캠샤프트를 설명하기 위한 종단면도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 캠샤프트를 설명하기 위한 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 캠샤프트 10 - 프런트측샤프트

11 - 나사홈 12,21 - 중공부

13 - 연결통로 14,22 - 용접결합홈

20 - 리어측샤프트 M - 압접부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 캠샤프트를 설명하기 위한 종단면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 캠샤프트는 엔진의 경량화를 위해 축의 길이방향으로 내부를 가공한 환봉(環棒)으로 형성되며, 그 내부의 빈 공간은 오일통로로서 사용된다.

즉, 본 발명에 따른 캠샤프트(1)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 타이밍 체인의 결합을 위해 스프로킷(도시않됨)이 결합되는 프런트측샤프트(10)와, 이 프런트측샤프트(10)의 길이방향을 따라 결합되는 리어측샤프트(20)로 구성되는데, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)는 각각의 일단이 서로마찰압접(friction pressure welding)을 통해 일체화된다.

그리고, 상기 프런트측샤프트(10)에 형성된 나사홈(11)의 후방쪽으로는 중공부(12)가 형성되는데, 이 중공부(11)는 연결통로(13)를 통해 나사홈(11)과 서로 연결되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 리어측샤프트(20)의 내부에도 상기 프런트측샤프트(10)의 중공부(12)와 동일한 직경을 가지는 중공부(21)가 형성되는데, 이 중공부(21)는 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 서로 마찰압접을 통해 결합될 때 서로 서로 연결되게 된다.

또한, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 결합될 때 압접부(M)에 해당하는 프런트측샤프트(10)의 일단측 내경 및 리어측샤프트(20)의 일단측 내경에는 각각 소정크기의 용접결합홈(14,22)이 원주방향을 따라 형성되는데, 이 용접결합홈(14,22)은 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 길이방향으로 접촉될 때 서로 연결되도록 형성되게 된다.

그리고, 상기 용접결합홈(14,22)은 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)의 중공부(12,21)의 직경보다 보다 더 큰 직경을 갖도록 형성되면서 그 깊이는 서로 동일한 치수를 갖도록 형성되게 된다.

한편, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 서로 마찰압접을 통해 결합될 때 압접부(M)의 외경측 및 내경측에는 각각 버(31,33;burr)가 생성되는데, 상기 외경측에 생성되는 버(31)는 캠샤프트(1)의 다듬질 가공작업시 제거되고, 상기 내경측에 생성되는 버(33)는 프런트측샤프트(10)의 나사홈(11)과 연결통로(13) 및 중공부(12)를 순차적으로 통과하면서 삽입되는 별도의 공구에 의해 가공되면서 제거되게 된다.

여기서, 상기 압접부(M)의 내경측에 생성되는 버(33)는 도 1을 참조로 전술한 종래의 내경측 버(33)보다 그 크기가 대폭적으로 감소된 크기로 생성되는데, 그 이유는 마찰압접시 생성되는 버(33)가 본 발명에 따른 용접결합홈(14,22)의 안쪽에서부터 생성이 시작되기 때문이며, 또한 그 형상은 종래의 것과 비교하여 볼 때 날카로운 면이나 또는 틈새등이 발생되지 않으면서 완만한 곡면을 가지도록 형성되게 된다.

이와 같이, 캠샤프트(1)를 제작할 때 본 발명에 따라 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)의 내경측 압접부(M)에 용접결합홈(14,22)을 형성시키게 되면 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 서로 마찰압접을 통해 결합될 때 압접부(M)의 내경측으로 생성되는 버(33)의 크기가 대폭적으로 감소되게 되고, 또한 본 발명에 따라 프런트측샤프트(10)를 제작할 때 나사홈(11)과 중공부(12)를 서로 연결시키게 되면 프런트측샤프트(10)의 내부로 공구를 삽입하여 상기 압접부(M)의내경측으로 생성된 버(33)를 제거할 수 있게 됨으로써, 오일통로의 역할을 담당하는 중공부(12,21)의 관리기능이 향상되는 잇점이 있게 된다.

또한, 본 발명에 따라 압접부(M)의 내경측으로 생성된 버(33)를 제거할 수 있게 되면, 오일의 흐름에 저항이 발생되지 않게 되어 오일의 원활한 공급이 이루어지게 되고, 이에 따라 엔진성능이 향상되면서 연비가 좋아지는 잇점도 기대할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 프런트측샤프트와 리어측샤프트가 마찰압접을 통해 일체화 될 때 압접부의 내경측에 생성되는 버의 크기가 대폭적으로 감소되게 되고, 상기 압접부의 내경측에 생성되는 버가 프런트측샤프트의 내부로 삽입되는 공구에 의해 제거되어져, 오일의 원활한 공급이 이루어짐은 물론 이로 인해 엔진성능이 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims

프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 마찰압접을 통해 결합되면서 일체화되는 자동차의 캠샤프트에 있어서,

상기 프런트측샤프트(10)에 형성되는 나사홈(11) 및 중공부(12)는 연결통로(13)를 통해 서로 연결가능하도록 형성되고, 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 결합될 때 압접부(M)에 해당하는 프런트측샤프트(10)의 일단측 내경 및 리어측샤프트(20)의 일단측 내경에는 각각 용접결합홈(14,22)이 원주방향을 따라 형성되는데, 이 용접결합홈(14,22)은 상기 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)가 길이방향으로 접촉될 때 서로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 캠샤프트.
제 1항에 있어서, 상기 용접결합홈(14,22)은 프런트측샤프트(10)와 리어측샤프트(20)의 중공부(12,21)의 직경보다 보다 더 큰 직경을 갖도록 형성되면서 동일한 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 캠샤프트.