KR20050040256A - Support structure of cam shaft - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래의 볼트에 의한 베어링 캡 체결 이외에 지지봉을 추가적으로 결합시켜 캠 샤프트의 축방향 진동을 억제시킬 수 있는 캠 샤프트 지지구조에 관한 것으로서, 오버 헤드 캠축식에 있어서 상기 베어링 캡의 양측부의 상단부를 각각 연장시킨 후 그 연장부 하측면에 삽입홈을 형성시키고, 상기 실린더 헤드의 2개의 볼트홈의 바깥쪽 측부에 각각 삽입홈을 형성시키고, 상기 베어링 캡의 삽입홈과 상기 실린더 헤드의 삽입홈에 지지봉을 끼워 넣은 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cam shaft support structure that can further suppress the axial vibration of the cam shaft by additionally engaging the support rod in addition to the bearing cap fastening by the conventional bolt, the upper cam portion of the both sides of the bearing cap in the overhead camshaft type After extending, the insertion groove is formed in the lower side of the extension portion, and the insertion groove is formed in the outer side of the two bolt grooves of the cylinder head, respectively, and in the insertion groove of the bearing cap and the insertion groove of the cylinder head. Characterized in that the support rods are inserted.
본 발명에 의하면, 종래의 지지구조에 비하여 축방향 지지강성의 증가로 진동이 억제됨으로써 엔진의 진동 및 소음 저감되고, 궁극적으로 운전자의 승차감이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, the vibration is suppressed by the increase in the axial support rigidity compared to the conventional support structure, thereby reducing the vibration and noise of the engine, and ultimately, the driver's riding comfort is improved.
Description
본 발명은 캠 샤프트 지지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 볼트에 의한 베어링 캡 체결 이외에 지지봉을 추가적으로 결합시켜 캠 샤프트의 축방향 진동을 억제시킬 수 있는 캠 샤프트 지지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a camshaft support structure, and more particularly, to a camshaft support structure that can further suppress the axial vibration of the camshaft by additionally engaging the support rod in addition to the conventional bearing cap fastening by the bolt.
일반적으로, 자동차에서는 엔진 내부의 흡기행정과 배기행정을 위하여 밸브 기구를 구비하고 있는데, 밸브기구는 엔진의 각 실린더의 흡입밸브, 배기밸브를 점화 순서대로 설계된 시기에 개폐작용을 하는 기구를 말한다.In general, a vehicle is provided with a valve mechanism for the intake stroke and exhaust stroke inside the engine, the valve mechanism refers to a mechanism for opening and closing the intake valve and exhaust valve of each cylinder of the engine at the time of the ignition order.
이러한 밸브기구에는 밸브의 배치에 따라 사이드 밸브식, 오버 헤드 밸브식(OHV식) 또는 오버 헤드 캠축식(OHC식) 등이 있지만, 오버 헤드 캠축식은 밸브기구의 관성중량이 작기 때문에 밸브의 가속도를 크게 할 수 있으며 고속에서도 안정된 밸브의 개폐가 이루어지므로 고속성능이 우수하여 현재 가장 많이 사용되고 있는 실정이다.These valve mechanisms include side valve type, overhead valve type (OHV type), or overhead camshaft type (OHC type), depending on the arrangement of the valve. However, the overhead camshaft type has a low inertia weight of the valve mechanism. It can be enlarged and stable valve is opened and closed even at high speed, so the high speed performance is excellent.
상기한 오버 헤드 캠축식은 흡입밸브와 배기밸브를 1개의 캠축으로 개폐하는 싱글 오버 헤드 캠축식과 흡입밸브와 배기밸브를 각각의 캠축으로 개폐하는 더블 오버 헤드 캠축식이 있는데, 양자 모두 밸브 개폐기구의 작동을 조절하기 위한 캠 샤프트를 실린더 헤드에 구비하고 있다.The overhead camshaft type described above includes a single overhead camshaft type for opening and closing the intake valve and the exhaust valve with one camshaft and a double overhead camshaft type for opening and closing the intake valve and the exhaust valve to each camshaft. The cam head for adjustment is provided in the cylinder head.
캠 샤프트는 엔진에 사용되는 흡기밸브 및 배기밸브와 같은 수의 캠을 밸브 개폐시기에 맞춘 위치와 각도로 배열한 축이며, 일반적으로 크랭크 축에 평행하게 실린더 헤드에 설치되어 있다.The cam shaft is an axis in which the same number of cams as intake valves and exhaust valves used in the engine are arranged at positions and angles in accordance with valve opening and closing times, and are generally provided in the cylinder head parallel to the crank shaft.
이러한 캠 샤프트는 타이밍 벨트 등에 의하여 크랭크 샤프트에 대하여 연동하여 회전되는 것인데, 상기 캠 샤프트의 회전동작에 의해 캠 샤프트의 소정 위치에 형성된 편심 캠의 작용으로 가장 효율적인 엔진 출력을 얻기 적합한 시각에 밸브의 개폐 작동이 이루어지는 역할을 하는 것이다.The cam shaft is rotated in conjunction with the crankshaft by a timing belt or the like, and the opening and closing of the valve at a suitable time to obtain the most efficient engine output by the action of the eccentric cam formed at a predetermined position of the cam shaft by the rotation operation of the cam shaft. It works.
밸브의 개폐시기 동작을 살펴보면 흡기밸브에서는 피스톤 속도에 따라 흡입효율을 최대로 하기 위해 흡입행정의 상사점 전에 밸브를 열고, 배기밸브에서는 배기가스의 압력차에 의한 배기효율을 최대로 하기 위해 배기행정의 하사점의 상당히 앞서 밸브를 열게 하며, 고속회전시 가스체의 관성 때문에 흡기밸브는 흡기행정 하사점의 상당히 뒤에 닫히게 하고, 배기밸브는 배기행정 상사점의 다소 후에 닫히게 한다.Looking at the opening and closing timing of the valve, the intake valve is opened before the top dead center of the suction stroke to maximize the suction efficiency according to the piston speed, and the exhaust valve is the exhaust stroke to maximize the exhaust efficiency due to the pressure difference of the exhaust gas. The valve opens considerably ahead of the bottom dead center of, the intake valve closes considerably behind the intake stroke bottom dead center, and the exhaust valve closes slightly after the top end of the exhaust stroke due to the gas body's inertia at high speed.
일반적으로 오버 헤드 캠축식에서 각 캠 샤프트의 지지구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(5)의 상부에 3~4개의 장착홈이 형성되고 같은 수의 베어링 캡(10)에 의해 캠 샤트트(8)가 감싸지면서 고정되어 지지되는 구조를 갖는다.In general, in the overhead camshaft type, the support structure of each camshaft has three to four mounting grooves formed on the upper portion of the cylinder head 5 and the cams are formed by the same number of bearing caps 10, as shown in FIG. The shaft 8 has a structure that is fixed and supported while being wrapped.
상기 베어링 캡에 의한 체결구조를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 장착홈(7)과 상기 베어링 캡(10)의 사이에 캠샤프트를 놓고 상기 베어링 캡(10)의 측부에 수직으로 형성된 체결구에 볼트(12)를 삽입하여 실린더 헤드(5)에 체결시키는 구조이다.Looking at the fastening structure by the bearing cap, as shown in Figure 2, the camshaft between the mounting groove 7 and the bearing cap 10, the fastening formed perpendicular to the side of the bearing cap 10 The bolt 12 is inserted into the sphere and fastened to the cylinder head 5.
상기한 종래 캠 샤프트 지지구조는 단순히 볼트만으로 체결되어 있기 때문에 진동 및 소음이 크게 발생한다는 문제점이 있다.Since the conventional cam shaft support structure is simply fastened only by bolts, there is a problem in that vibration and noise are greatly generated.
또한, 캠 샤프트가 단지 2개의 볼트에 의해 결합되므로 볼트의 조임 토크에 의해 결합강성을 높이는 것에 한계가 있다. 이러한 문제점를 해결하기 위하여 일체형 베어링 캡이나 사이드 보강빔을 사용할 수 있으나, 그러한 경우 엔진 중량이 증가하고 제조원가가 크게 상승하는 문제점을 역시 갖게 된다. In addition, since the cam shaft is coupled by only two bolts, there is a limit to increasing the coupling rigidity by the tightening torque of the bolts. In order to solve this problem, it is possible to use an integrated bearing cap or side reinforcement beam, but in such a case, the engine weight is increased and the manufacturing cost is greatly increased.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 캠 샤프트와 실린더 헤드부와의 결합강성을 높이고 축방향 진동을 억제하여 캠 샤프트의 회동에 의한 엔진 진동 및 소음을 현저히 줄일 수 있는 캠 샤프트 지지구조를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, a cam that can significantly reduce the engine vibration and noise due to the rotation of the cam shaft by increasing the coupling rigidity of the cam shaft and the cylinder head portion and suppressing the axial vibration The purpose is to provide a shaft support structure.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베어링 캡의 양 측부에 수직으로 형성된 구멍에 볼트를 삽입하고 조임토크에 의해 캠 샤프트를 실린더 헤드의 상측면에 고정시키는 오버 헤드 캠축식에 있어서, 상기 베어링 캡의 양측부의 상단부를 각각 연장시킨 후 그 연장부 하측면에 삽입홈을 형성시키고, 상기 실린더 헤드의 2개의 볼트홈의 바깥쪽 측부에 각각 삽입홈을 형성시키고, 상기 베어링 캡의 삽입홈과 상기 실린더 헤드의 삽입홈에 지지봉을 끼워 넣은 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an overhead camshaft type in which a bolt is inserted into a hole formed vertically on both sides of a bearing cap and the camshaft is fixed to an upper surface of a cylinder head by tightening torque. After extending the upper end of both sides of the cap, respectively, the insertion groove is formed in the lower side of the extension, the insertion groove is formed in the outer side of the two bolt grooves of the cylinder head, respectively, the insertion groove and the bearing cap of the It characterized in that the support rod is inserted into the insertion groove of the cylinder head.
본 발명의 다른 특징은 실린더 헤드부의 면접촉에 의한 강성을 크게 하고 체결 작업의 용이성을 향상시킬 수 있도록 상기 지지봉을 하단부로 갈수록 직경이 커지는 형상으로 한 것이다.Another feature of the present invention is to increase the rigidity due to the surface contact of the cylinder head portion and to increase the ease of the fastening operation to the shape of the diameter of the support rod toward the lower end.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조의 완성상태를 나타내는 사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view showing a cam shaft support structure according to the present invention, Figure 4 is a perspective view showing a completed state of the cam shaft support structure according to the present invention.
본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 캡(10)에 삽입홈(22)을 형성하고 실린더 헤드(5)에 삽입홈(26)을 형성한 후 상기 각각의 삽입홈(22,26)에 지지봉(24)을 삽입시켜 캠 샤프트의 축 방향 지지강성을 보강하는 구조로 된 것이다.3 to 4, the cam shaft support structure according to the present invention forms an insertion groove 22 in the bearing cap 10 and an insertion groove 26 in the cylinder head 5. The support rods 24 are inserted into the respective insertion grooves 22 and 26 to reinforce the axial support rigidity of the cam shaft.
더욱 상세히 설명하면, 상기 베어링 캡(10)은 캠 샤프트의 저널부에 설치되는 베어링을 상부로부터 덮어 상기 캠 샤프트(8)를 고정시키기 위한 것으로서, 하부에 반원형의 홈이 형성되어 있고 상부는 평평한 형상을 갖고 있으며, 상기 반원형의 홈을 벗어난 바깥쪽으로 볼트 체결구(14)가 수직으로 관통하여 형성되어 있다.In more detail, the bearing cap 10 is for fixing the cam shaft 8 by covering a bearing installed in the journal portion of the cam shaft from the top, and has a semi-circular groove formed at the bottom and a flat shape at the top. And a bolt fastener 14 penetrates vertically outward from the semicircular groove.
이러한 형상을 갖는 베어링 캡(10)의 측부 상단부를 연장시켜 연장부(20)를 형성시키고, 상기 연장부(20)의 하측면에 일정 깊이로 삽입홈(22)을 형성한다.The upper end of the side portion of the bearing cap 10 having such a shape is extended to form the extension part 20, and the insertion groove 22 is formed at a predetermined depth on the lower side of the extension part 20.
따라서, 상기 삽입홈(22)은 상기 볼트 체결구(14)의 바깥쪽에 위치하게 된다.Therefore, the insertion groove 22 is located outside the bolt fastener 14.
한편, 상기 실린더 헤드(5)에는 상기 베어링 캡(10)의 볼트 체결구(14)에 대응하는 위치에 볼트 홈(15)이 형성되어 있는데, 상기 볼트 홈(15)의 바깥쪽 상측면에는 상기 베어링 캡(10)의 삽입홈(22)으로부터 수직연장선이 교차하는 지점에 일정 깊이만큼 각각 삽입홈(26)을 형성시킨다.On the other hand, the cylinder head 5 is formed with a bolt groove 15 at a position corresponding to the bolt fastener 14 of the bearing cap 10, the outer upper side surface of the bolt groove 15 Inserting grooves 26 are formed by a predetermined depth at the point where the vertical extension line intersects from the insertion groove 22 of the bearing cap 10.
이때, 상기 실린더 헤드(5)에 형성된 삽입홈(26)의 직경은 상기 베어링 캡(10)에 형성된 삽입홈(22)의 직경보다 크게 한다.In this case, the diameter of the insertion groove 26 formed in the cylinder head 5 is larger than the diameter of the insertion groove 22 formed in the bearing cap 10.
상기 지지봉(24)은 상기 실린더 헤드(5)의 삽입홈(26)에 삽입되는 하단부로 갈수록 점차 직경이 커지는 형태로 만들어지며, 최종 하단부의 직경은 상기 실린더 헤드(5)의 삽입홈(26)의 직경과 동일한 크기를 갖도록 하고, 최종 상단부의 직경은 상기 베어링 캡(10)에 형성된 삽입홈(22)의 직경과 동일한 크기를 갖도록 한다.The support rod 24 is made in a shape that gradually increases in diameter toward the lower end is inserted into the insertion groove 26 of the cylinder head 5, the diameter of the final lower end is the insertion groove 26 of the cylinder head (5) The diameter of the final upper end portion to have the same size as the diameter of the insertion groove 22 formed in the bearing cap 10 to have the same size.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 조립과정을 도 3를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3, the assembly process of the present invention configured as described above is as follows.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 헤드(5)에 형성된 장착홈(7)에 캠 샤프트의 저널부에 설치한 베어링이 안착되도록 캠 샤프트(8)를 놓은 상태에서 실린더 헤드(5)의 삽입홈(26)에 테이퍼진 형태의 지지봉(24)의 하단부를 삽입하고, 이어서 상기 지지봉(24) 상단부가 상기 베어링 캡(10)의 삽입홈(22)에 삽입되도록 상기 베어링 캡(10)을 위로부터 조립한다.As shown in FIG. 3, the cylinder head 5 is inserted into the mounting groove 7 formed in the cylinder head 5 in a state where the cam shaft 8 is placed so that the bearing installed in the journal portion of the cam shaft is seated. Insert the lower end of the support rod 24 in the tapered shape into the groove 26, and then the bearing cap 10 upwards so that the upper end of the support rod 24 is inserted into the insertion groove 22 of the bearing cap 10. Assemble from.
그 후, 상기 베어링 캡(10)의 볼트 체결구(14)에 볼트(12)를 관통시켜 상기 실린더 헤드(5)의 볼트홈(15)에 상기 볼트(12)를 체결시킨다. Thereafter, the bolt 12 is passed through the bolt fastener 14 of the bearing cap 10 to fasten the bolt 12 to the bolt groove 15 of the cylinder head 5.
이와 같이 하면, 캠 샤프트는 상기 베어링 캡(10)에 의해 2개의 볼트(12)와 2개의 지지봉(24)에 의해 지지 고정되므로 종전 지지구조에 비하여 축방향의 지지강성이 증가한다.In this way, since the cam shaft is supported and fixed by the two bolts 12 and the two support rods 24 by the bearing cap 10, the support stiffness in the axial direction increases compared with the conventional support structure.
특히, 지지봉(24)의 형태가 하단부 직경이 상단부 보다 크므로 상기 실린더 헤드(5)와의 면접촉력이 커지고, 또한 그 상단부 직경은 작아지는 형상이므로 폭이 좁은 베어링 캡(20)의 가공성 및 조립성을 향상시킬 수 있다.In particular, since the lower end diameter is larger than the upper end of the support rod 24, the surface contact force with the cylinder head 5 is increased, and the upper end diameter thereof is smaller, so that the workability and assembly properties of the narrow bearing cap 20 are narrow. Can improve.
상기와 같이 조립된 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조의 진동시험 결과를 종래의 지지구조의 것과 비교한 그래프가 도 5에 도시되어 있다.A graph comparing the vibration test results of the camshaft support structure according to the present invention assembled as described above with that of the conventional support structure is shown in FIG. 5.
일반적으로 캠 샤프트 지지강성의 정도를 측정하는 방법으로는 진동 주파수(Frequency) 측정에 의하는데, 만일 진동 주파수가 커지면 지지강성이 증가된 것으로 평가한다.In general, the method for measuring the degree of cam shaft support rigidity is by measuring the frequency of vibration. If the vibration frequency increases, the support rigidity is evaluated to increase.
왜냐하면, 동일한 진동 에너지를 갖는 경우 진동 주파수가 커지면 진폭이 줄어들어 그만큼 진동에 의한 변동폭이 줄어든다는 반증이 되기 때문이다.This is because, in the case of having the same vibration energy, as the vibration frequency increases, the amplitude decreases, thereby disproving the variation due to the vibration.
도 5에 도시된 본 발명의 실시예의 결과에 따르면, 진동 주파수는 268 Hz 증가하고, 진동은 1.5 dB 정도 감소하였다.According to the results of the embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the vibration frequency increased by 268 Hz, and the vibration decreased by about 1.5 dB.
따라서, 본 발명에 의한 캠 샤프트 지지구조는 종래의 지지구조에 비하여 축방향 지지강성이 현저히 증가하고 이에 따라 캠 샤프트의 진동이 크게 줄어든 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the camshaft support structure according to the present invention significantly increases the axial support stiffness compared to the conventional support structure and accordingly greatly reduces the vibration of the camshaft.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment.
상술한 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조에 의하면, 종래의 지지구조에 비하여 축방향 지지강성의 증가로 진동이 억제됨으로써 엔진의 진동 및 소음 저감되고, 궁극적으로 운전자의 승차감이 향상되는 효과가 있다.According to the camshaft support structure according to the present invention described above, compared to the conventional support structure, the vibration is suppressed by the increase in the axial support rigidity, thereby reducing the vibration and noise of the engine, and ultimately the driver's riding comfort is improved.
또한, 본 발명은 일체형 베어링 캡을 이용하는 대신에 간단한 형상의 지지봉을 이용하여 지지강성을 증대시킴으로써 조립공정 및 제조원가를 절감하는 효과를 갖는다. In addition, the present invention has the effect of reducing the assembly process and manufacturing cost by increasing the support rigidity by using a support rod having a simple shape instead of using an integrated bearing cap.
도 1은 캠 샤프트가 고정되는 실린더 헤드부를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a cylinder head portion to which a cam shaft is fixed;
도 2는 종래의 캠 샤프트 지지구조를 나타내는 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a conventional cam shaft support structure,
도 3은 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조를 나타내는 분해사시도,3 is an exploded perspective view showing a cam shaft support structure according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 캠 샤프트 지지구조의 완성상태를 나타내는 사시도,4 is a perspective view showing a completed state of the camshaft support structure according to the present invention;
도 5는 캠 샤프트의 진동시험 결과를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the vibration test results of the camshaft.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
5: 실린더 헤드 7: 장착홈5: cylinder head 7: mounting groove
8: 캠샤프트 10: 베어링 캡8: camshaft 10: bearing cap
12: 볼트 14: 볼트 체결구12: bolt 14: bolt fastener
15: 볼트 홈 20: 연장부15: bolt groove 20: extension portion
22, 26: 삽입홈 24: 지지봉22, 26: insertion groove 24: support rod
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210007589A (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-20 | 박근호 | A Hanger for Fixing Swing Arm |
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2003
- 2003-10-28 KR KR1020030075411A patent/KR20050040256A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210007589A (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-20 | 박근호 | A Hanger for Fixing Swing Arm |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |