KR20040107390A

KR20040107390A - 로커 샤프트

Info

Publication number: KR20040107390A
Application number: KR1020040042813A
Authority: KR
Inventors: 오까도시히꼬; 도꾸히사마사노리; 다까야스노리오
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2004-12-20
Also published as: DE102004028033B4; JP2005002884A; DE102004028033A1; KR100599353B1; US20050016484A1; US6883484B2; CN100575673C; CN1590716A; JP4155117B2

Abstract

내연 기관의 이동 밸브 시스템을 이루는 로커 샤프트(1)의 축 본체(1a)에 복수의 유로(2, 3)가 형성되고, 그 축 본체(1a)의 중심선에 직교하도록 볼트 구멍(6)을 형성하는 동시에, 볼트 구멍(6)에 복수의 유로(2, 3)가 연통되지 않도록 부시(8)를 끼워 맞춘다. 부시(8)를 통해 볼트(7)를 실린더 헤드(10)에 체결함으로써 로커 샤프트의 지지 강성을 향상시켜 이동 밸브 시스템의 이동 특성의 향상을 달성하고, 또한 부품 개수 및 가공 공정수를 줄이는 구조이다.

Description

로커 샤프트 {ROCKER SHAFT}

본 정식 출원은 2003년 6월 12일자로 일본 출원 제2003-167285호의 주제를 기준으로 하여, 35 U.S.C.§119(a) 규정에 기초한 우선권을 주장한다.

본 발명은 내연 기관의 이동 밸브 시스템을 구성하는 로커 샤프트에 관한 것이다.

차량용 엔진의 로커 샤프트 내부에는 윤활용 오일을 공급하기 위한 유로가 형성되어 있다. 이 유로는 피스톤, 실린더 등의 회전 운동 또는 미끄럼 이동을 행하고 있는 부분에 윤활용 오일을 공급하는 것이다.

또한 엔진에는 연소실과 흡기 통로 또는 배기 통로를 연통 또는 비연통하기 위해 개폐하는 밸브가 설치되어 있다. 이 밸브의 밸브 개폐는 엔진 회전이 커짐에 따라서 흡기 통로 또는 배기 통로를 흐르는 가스에 유체로서의 관성이 생긴다. 이로 인해, 고속 회전일수록 밸브를 개방하고 있는 시간을 길게 할 필요가 있고, 배기 밸브가 폐쇄되기 전에 흡기 밸브가 개방되도록 하고 있다. 이와 같이 밸브의 개폐 시간을 엔진의 고속 회전시와 저속 회전시에 의해 변화시키는 기구로서 밸브를 유압에 의해 제어하는 가변 이동 밸브 기구가 존재하고 있다. 그리고 이 제어용 오일을 공급하기 위한 유로가 로커 샤프트 내에 형성되어 있다.

이로 인해, 로커 샤프트 내부에는 윤활용 오일과 가변 이동 밸브 기구에 사용되는 제어용 오일의 2계통의 오일 통로가 형성된다. 구체적으로는, 이 2계통의 오일 통로는 로커 샤프트의 축 방향에 따라서 형성시킬 필요가 있다.

이와 같은 로커 샤프트의 부착 방법으로서는, 로커 샤프트에 구멍을 만들어 볼트 등으로 홀더를 이용하여 실린더 헤드 상부에 부착하는 것이 일반적이다. 이와 같은 로커 샤프트의 일예로서, 일본 특허 공개 평8-150412호 공보에 기재된 기술이 존재한다. 그 내용을 도6에 도시한다.

로커 샤프트(101)는 내부관(102)과 원통형의 외부관(103)으로 구성되어 상기 내부관(102)의 내측에 제1 공간(오일 통로)(104)이 형성되고, 상기 내부관(102)의 오목부(106)와 상기 외부관(103)의 내주면 사이에 제2 공간(오일 통로)(105)이 형성되고, 이들 제1 공간(오일 통로)(104)과 제2 공간(오일 통로)(105)의 2개의 유로를 형성한다. 그리고 상기 로커 샤프트(101)에 볼트 구멍(107)이 개구된다.

이 때에, 볼트(108)가 삽입되는 볼트 구멍(107)은 상기 로커 샤프트(101)의 단면의 중심(Or)으로부터 오프셋하여 마련된다. 도면 중, 부호 Ob는 상기 볼트 구멍(107)의 중심선을 나타낸다. 이 상기 볼트 구멍(107)의 중심선을 상기 로커 샤프트(101)의 단면의 중심(Or)으로부터 오프셋하는 것은 상기 로커 샤프트(101) 내에 형성하는 2개의 오일 통로(104, 105)의 연통을 저지하여 오일이 누설되는 것을 방지하기 위해서이다.

그런데, 전술한 바와 같이 상기 볼트 구멍(107)이 상기 로커 샤프트(101)의중심(Or)으로부터 오프셋되어 있으므로, 볼트(108)만으로 상기 로커 샤프트(101)를 고정하는 경우에는 충분한 지지 강성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 그 경우에는, 도6에 도시하는 홀더(110)를 실린더 헤드(109)의 상부에 부착하여 지지 강성을 향상시킬 필요가 있다. 그러나, 이 홀더(110)를 새로운 구성으로서 사용하는 것은 비용 증가가 된다.

도1은 본 발명의 일실시 형태의 로커 샤프트의 단면도.

도2는 본 발명의 일실시 형태의 로커 샤프트의 평면도.

도3의 (a)는 로커 샤프트의 축 방향의 단면도이고, 도3의 (b)는 도3의 (a)의 횡단면도.

도4의 (a)는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 C형 단면 부시의 사시도이고, 도4의 (b)는 도4의 (a)의 횡단면도, 도4의 (c)는 C형 단면 부시를 삽입한 로커 샤프트의 축 본체의 개략도.

도5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 C형 단면 부시를 삽입한 로커 샤프트의 단면도.

도6은 종래의 로커 샤프트의 일예를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 로커 샤프트

2 : 윤활용 오일 통로

3 : 제어용 오일 통로

6 : 볼트 구멍

7 : 볼트

9 : 와셔

10 : 실린더 헤드

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로커 샤프트의 지지 강성 향상에 의한 이동 밸브 시스템의 도덕성을 향상시키고, 또한 양품화와 부품 개수 및 가공 공정수를 줄여 비용 삭감을 요구한 로커 샤프트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이로 인해 본 발명은 내연 기관의 이동 밸브 시스템을 이루는 로커 샤프트에 대해 그 주된 부분을 구성하는 축 본체에 복수의 축 방향으로 연장되는 유로가 형성되고, 상기 축 본체의 중심선에 대략 직교하도록 볼트 구멍을 형성하여 상기 볼트 구멍에 의해 상기 복수의 유로의 연통을 저지하도록 상기 볼트 구멍에 부시를 끼워 맞춘 것을 특징으로 하는 로커 샤프트이다.

도3에는 본 발명을 적용하는 로커 샤프트의 구조의 개략을 도시한다. 도3의 (a)는 로커 샤프트의 주된 부분을 구성하는 축 본체에 대해 그 축 방향의 단면도이고, 도3의 (b)는 그 횡단면도이다. 로커 샤프트(1)의 축 본체(1a) 내부에는 윤활용 오일을 공급하기 위한 윤활용 오일 통로(2)와 가변 이동 밸브 기구에 제어용 오일을 공급하기 위한 제어용 오일 통로(3)가 형성되어 있다. 윤활용 오일 통로(2)는 상기 축 본체(1a)의 축 방향으로 형성되어 차량용 엔진의 미끄럼 이동 부분, 혹은 회전 운동을 행하고 있는 부분에 윤활용 오일을 공급하고 있다. 또한, 제어용 오일 통로(3)는 연소실을 개폐하는 밸브(도시하지 않음)를 가변 이동 밸브 기구에 의해 유압 제어하기 위해 제어용 오일을 공급한다.

또한, 이들 상기 윤활용 오일 통로(2) 및 상기 제어용 오일 통로(3)는 로커 샤프트(1)의 축 방향에 따라서 형성된 통로로, 이들 상기 윤활용 오일 통로(2) 및 상기 제어용 오일 통로(3)에는 외부를 연통하는 윤활용 오일 배출 통로(4)와 제어용 오일 배출 통로(5)가 접속되어 있다. 이들 윤활용 오일 배출 통로(4)와 제어용 오일 배출 통로(5)는 로커 샤프트(1)의 반경 방향을 향해 형성된다(도면 중, 윤활용 오일의 흐름을 A, 제어용 오일의 흐름을 B로 나타냄).

도1, 도2에 본 발명의 실시 형태에 관한 로커 샤프트 구조의 개략도를 도시한다. 상기 축 본체(1a)의 중심에 볼트 구멍(6)이 개구되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 로커 샤프트(1)의 구조에 있어서는, 상기 축 본체(1a)의 중심선과 상기 볼트 구멍(6)의 중심선은 일치된 형상을 하고 있다.

그리고, 상기 볼트 구멍(6)은 2개의 오일 통로(2, 3)에 걸쳐서 형성되고, 이 2개의 오일 통로(2, 3)를 실질적으로 연통하고 있다. 상기 볼트 구멍(6)은 그 대부분을 차지하는 구멍(6a)과 그 구멍(6a)의 하단부에 연속하는 상기 구멍(6a)의 직경 r1보다 약간 직경이 작은 r2의 구멍(6b)으로 이루어진다. 즉, 상기 볼트 구멍(6)은 단차식 구멍으로 되어 있다. 도면 중 부호 6c가 단차부이다. 또, 도2에 있어서, A는 로커 아암 부착부이다.

상기 볼트 구멍(6)에 원통형 부시(8a)를 경압입한다. 여기서의 경압입이라 함은, 로커 샤프트의 변형을 억제할 수 있는 작은 압입력을 말한다. 상기 원통형 부시(8a)의 하단부는 상기 단차부(6c)에 있어서 위치 결정된다.

다음에, 이 원통형 부시(8a)가 경압입된 축 본체(1a)를 실린더 헤드(10)에 마련한 축 본체(1a)의 원호와 같은 형상을 한 오목부(10a) 내에 설치한다. 그리고, 상방으로부터 와셔(9)를 포갠다. 이 와셔(9)는 축 본체(1a)의 원호와 같은 형상을 한 오목부(9a)를 갖고, 이 오목부(9a)를 축 본체(1a)의 오목부(10a)에 접촉시킨다. 그리고, 와셔(9)를 거쳐서 상기 축 본체(1a)를 상기 볼트(7)로 체결하여 실린더 헤드(10)에 고정한다. 또한, 와셔(9)는 사각형을 이루고 있고, 원형의 와셔보다도 축 본체(1a)와의 접촉부가 확대되어 안정적으로 부착할 수 있다. 또한, 와셔(9)의 구멍부와 상기 실린더 헤드(10)의 암형 나사부는 미리 가공 완료된다. 축 본체(1a)는 여러 부위에서 볼트(7)에 의해 실린더 헤드(10)에 부착되어 있다.

따라서, 상기 볼트 구멍(6)을 상기 축 본체(1a)의 중심에 개구함으로써, 편심하여 개구되는 경우에 비해 로커 샤프트의 로커 아암에 대한 지지 강성이 향상된다. 상기 원통형 부시(8a)를 경압입함으로써 상기 축 본체(1a)와의 밀봉성이 향상되고, 또한 상기 윤활용 오일 통로(2) 및 상기 제어용 오일 통로(3)의 연통을 방지할 수 있어 윤활용 오일 및 제어용 오일의 누설을 방지할 수 있다.

도4, 도5에는 다른 실시 형태를 나타낸다. 도4의 (a)는 C형 단면 형상의 부시(8b)의 사시도, 도4의 (b)는 그 단면도, 도4의 (c)는 C형 단면 형상의 부시를 삽입한 로커 샤프트의 축 본체의 개략도이다. 도5는 C형 단면 형상의 부시를 삽입한로커 샤프트의 단면도이다.

이들의 도면에 도시한 바와 같이 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)는 절결부(8c)를 가진 C형 단면 형상을 이루고 있다. 이와 같은 부시(8b)는 그 직경(R)이 작아지도록 변형을 시키면서 상기 볼트 구멍(6)에 삽입되어 상기 단차부(6c)의 위치 결정부까지 압입된다. 삽입할 때에는 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)가 변형을 하기 때문에 상기 축 본체(1a)에 가해지는 삽입시의 하중이 저감되어, 상기 축 본체(1a)의 변형을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)의 직경을 R, 절결 길이를 l, 축 본체(1a)에 형성하는 상기 윤활용 오일 통로(2)와 상기 제어용 오일 통로(3)의 거리를 L이라 하면, 압입 전에 있어서 R ＞ r1이고 l ＜ L 또는 l ＝ L이 되는 것이 바람직하다.

도5에는 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)에, 위치 결정용 볼록부(8d)를 형성한 것을 도시한다. 이 위치 결정용 볼록부(8d)는 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)의 상기 단차부(6c)와 접촉하는 하단부의 일부에 돌출되어 형상되고(도면 중 사선으로 나타냄), 접촉하는 상기 단차부(6c)에도 이 상기 볼록부(8d)에 끼워 맞추도록 홈(1b)이 가공된다. 따라서, 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)를 상기 볼트 구멍(6)에 삽입하면, 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)의 하단부가 상기 단차부(6c)에 접촉하여 위치 결정되는 동시에, 상기 위치 결정용 볼록부(8d)와 상기 홈(1b)도 끼워 맞춘다. 이에 의해, 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)의 위치 결정이 확실하게 이루어져, 즉 상기 절결부(8c)가 2개의 오일 통로(2와 3) 사이에 위치하여 확실한 밀봉이 도모된다.

게다가 또한, 상기 원통형 부시(8a) 및 상기 C형 단면 형상의 부시(8b)에 경압입을 하기 쉽게 하기 위해 윤활성을 갖는 코팅을 실시해도 좋다. 또한, 재질이 알루미늄이나 수지 등인 재료를 이용하거나, 압입시에 있어서 상기 축 본체(1a)의 변형을 억제할 수 있는 형상인 두께가 얇은 것을 사용하면, 부시 자체의 강성이 낮아지므로 압입력을 저하시킬 수 있는 것이 가능해지고, 압입시에 있어서의 상기 축 본체(1a)로의 변형을 더욱 억제할 수 있다.

이상의 구성을 기초로 하는 본 발명의 로커 샤프트는 축 본체의 중심선에 대략 직교하도록 볼트 구멍을 형성하고, 이 볼트 구멍에 복수의 유로가 각각 연통되지 않도록 원통형의 부시를 끼워 맞추므로 원통형 부시와 로커 샤프트의 밀봉성이 향상되고, 윤활용 오일 통로 및 제어용 오일 통로의 연통을 방지할 수 있어 윤활용 오일 및 제어용 오일의 누설을 방지할 수 있다.

또한, 로커 샤프트의 중심에 볼트 구멍이 형성되어 있으므로, 편심하여 형성되어 있는 볼트 구멍보다도 지지 강성이 향상된다. 또한, 홀더를 거치지 않고 로커 샤프트를 고정할 수 있으므로, 부품수 및 가공 공정수의 저감이 되어 비용 삭감으로 이어진다.

또한, 본 발명의 로커 샤프트는 상기 부시를 C형 단면 형상으로 하였으므로 변형되기 쉽고, 로커 샤프트에 가해지는 삽입시의 하중이 저하되어 로커 샤프트의 변형을 억제할 수 있다. 또한 부시를 알루미늄 또는 수지로 얇게 함으로써 부시자체의 강성을 낮게 하여 압입력을 저하시킬 수 있다. 게다가 또한, 부시에 윤활성 코팅을 함으로써 경압입을 쉽게 행할 수 있다. 압입시에 있어서의 로커 샤프트의 변형을 더욱 억제할 수 있으므로, 로커 아암에 대한 지지 강성이 향상되므로 이동 밸브성 특성도 양호해진다. 또한, 윤활용 오일 통로와 제어용 오일 통로가 연통하지 않으므로 윤활용 오일 및 제어용 오일도 누설되는 일이 없다.

Claims

내연 기관의 이동 밸브 시스템을 이루는 로커 샤프트(1)에 있어서,

상기 로커 샤프트(1)의 주된 부분을 구성하는 축 본체(1a)와,

상기 축 본체(1a) 내부에 형성되어 상기 축 본체(1a)의 축 방향으로 연장되는 복수의 유로(2, 3)와,

상기 축 본체(1a)의 중심선에 대략 직교하는 방향으로 형성되어 상기 복수의 유로를 연통하는 볼트 구멍(6)과,

상기 볼트 구멍(6)에 끼워 맞추어 상기 볼트 구멍(6)에 의해 상기 복수의 유로(2, 3)의 연통을 저지하는 부시(8a)를 갖는 로커 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 유로(2, 3)는 2개이며, 상기 볼트 구멍(6)은 상기 양 유로(2, 3)에 걸쳐서 형성됨으로써 상기 유로를 연통하는 로커 샤프트.
제2항에 있어서, 상기 부시(8a)가 대략 원통 형상이며, 상기 볼트 구멍(6)의 수직 방향 단면이 C 형상인 로커 샤프트.
제2항에 있어서, 상기 부시(8a)는 상기 볼트 구멍(6)에 경압입되는 로커 샤프트.
제2항에 있어서, 상기 볼트 구멍(6)은 직경이 다른 단차식 구멍으로, 이 단차식 구멍의 단차부(6c)에 상기 부시(8a)가 위치 결정되는 로커 샤프트.
제4항에 있어서, 상기 부시(8a)의 재질이 알루미늄이면서 또한 얇은 로커 샤프트.
제2항에 있어서, 상기 부시(8a)가 코팅되어 있는 로커 샤프트.
제2항에 있어서, 상기 부시(8a)의 재질이 수지이면서 또한 얇은 로커 샤프트.