KR20100064913A - 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 가변 밸브 리프트 장치는, 앤커(anchor)에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결된 이너 바디, 상기 앤커에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디, 일단이 유압 간극 조절기에 연결되어 상기 유압 간극 조절기를 중심으로 피벗 운동하며, 상기 아우터 바디와 연결된 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower), 상기 롤러 핑거 팔로워의 타단에 구비된 밸브 및 상기 이너 바디와 상기 아우터 바디를 선택적으로 결합하도록 구비된 결합부를 포함한다.
가변 밸브 리프트(VVL: Variable Valve Lift), 입력 캠, 캠 축

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}
본 발명은 가변 밸브 리프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것이다.
내연기관(internal combustion engine)은 연소실(combustion chamber)에 연료와 공기를 받아들여 이를 연소함으로써 동력을 형성한다. 공기를 흡입할 때에는 캠축(camshaft)의 구동에 의해 흡기밸브(intake valves)를 작동시키고, 흡기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에 흡입되게 된다. 또한, 캠축의 구동에 의해 배기밸브(exhaust valve)를 작동시키고 배기밸브가 열려있는 동안 공기가 연소실에서 배출되게 된다.
그런데, 최적의 흡기밸브/배기밸브 동작은 엔진의 회전속도에 따라 달라진다. 즉, 엔진의 회전속도에 따라 적절한 리프트(lift) 또는 밸브 오프닝/클로징 타임이 달라지게 된다. 이와 같이 엔진의 회전속도에 따라 적절한 밸브 동작을 구현하기 위하여, 밸브를 구동시키는 캠의 형상을 복수개로 설계하거나, 밸브가 엔진회전수에 따라 다른 리프트(lift)로 동작하도록 구현하는 가변 밸브 리프트(variable valve lift; VVL) 장치가 연구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 밸브의 리프트를 엔진의 동작상태에 따라 가변 시킬 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
또한, 간단한 구성으로 2개의 밸브를 동시에 작동 시킬 수 있으며, 간극 조절이 용이한 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 앤커(anchor)에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결된 이너 바디, 상기 앤커에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디, 일단이 유압 간극 조절기에 연결되어 상기 유압 간극 조절기를 중심으로 피벗 운동하며, 상기 아우터 바디와 연결된 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower), 상기 롤러 핑거 팔로워의 타단에 구비된 밸브 및 상기 이너 바디와 상기 아우터 바디를 선택적으로 결합하도록 구비된 결합부를 포함할 수 있다.
상기 결합부는, 상기 이너 바디에 형성된 랫칭 핀 챔버, 상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 선택적으로 아우터 바디와 결합하는 랫칭 핀, 상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 상기 랫칭 핀에 탄성력을 제공하는 랫칭 핀 탄성부 및 상기 랫칭 핀에 선택 적으로 유압을 공급하는 유압 공급부를 포함할 수 있다.
상기 유압 공급부는 상기 앤커를 통해 상기 랫칭 핀 챔버에 유압을 공급할 수 있다.
상기 이너 바디는 로스트 모션 스프링이 탄성 지지할 수 있다.
상기 롤러 핑거 팔로워는 상기 이너 바디 및 상기 아우터 바디와 평행하게 쌍으로 구비되어 상기 이너 바디 및 상기 아우터 바디가 롤러 핑거 팔로워 사이에 구비될 수 있다.
상기 아우터 바디에는 지지 플레이트가 연장 형성되고, 상기 지지 플레이트에는 베어링 샤프트 연결 홀이 형성되어 상기 롤러 핑거 팔로워가 결합할 수 있다.
상기 롤러 핑거 팔로워에는 베어링 삽입 구멍이 형성되며, 베어링 샤프트가 상기 베어링 삽입 구멍과 상기 베어링 샤프트 연결 홀에 삽입될 수 있다.
상기 베어링 샤프트에는 롤러가 구비될 수 있다.
상기 베어링 삽입 구멍의 지름은 상기 베어링 샤프트의 지름보다 크게 할 수 있다.
상기 앤커는 실린더 헤드 또는 캠 캐리어 중 적어도 어느 하나에 결합할 수있다.
상기 이너 바디에는 패드부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는 앤커에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결되고, 패드부가 형성된 이너 바디, 상기 이너 바디에 복원력을 제공하도록 구비된 로스트 모션 스프링, 상기 앤커에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디, 상기 아우터 바디와 연결된 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower), 상기 롤러 핑거 팔로워의 타단에 구비된 밸브 및 상기 이너 바디와 상기 아우터 바디를 선택적으로 결합하도록 구비된 결합부를 포함할 수 있다.
상기 결합부는, 상기 이너 바디에 형성된 랫칭 핀 챔버, 상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 선택적으로 아우터 바디와 결합하는 랫칭 핀, 상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 상기 랫칭 핀에 탄성력을 제공하는 랫칭 핀 탄성부 및 상기 랫칭 핀에 선택적으로 유압을 공급하는 유압 공급부를 포함할 수 있다.
상기 유압 공급부는 상기 캠 캐리어 또는 실린더 헤드 중 적어도 어느 하나에 형성된 오일 갤러리 및 상기 앤커를 통해 상기 랫칭 핀 챔버에 유압을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 간단한 구성으로 2개의 밸브를 동시에 작동 시킬 수 있으며, 간극 조절이 용이하다.
가변 밸브 리프트 장치가 앤커를 통해 캠 캐리어 또는 실린더 헤드에 고정되어 안정적이며, 일반적인 밸브 트레인의 과도한 설계변경 없이 가변 밸브 리프트 장치를 구성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다.
도3은 도1의 Ш-Ш선을 따른 단면도이고, 도4는 도1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
이하, 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치(1)는 캠 캐리어 또는 실린더 헤드(10), 상기 캠 캐리어 또는 실린더 헤드 (10)에 고정된 앤커(anchor)(20), 상기 앤커(20)에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결된 이너 바디(30) 및 상기 앤커(20)에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디(40)를 포함한다.
상기 이너 바디(30)에 복원력을 제공하도록 로스트 모션 스프링(50)이 구비되고, 상기 앤커(20) 주위에 유압 간극 조절기(HLA; hydraulic lash adjuster)(60)가 구비된다.
롤러 핑거 팔로워(RRF; roller finger follower)(70)는 그 일단이 상기 유압 간극 조절기(60)에 연결되어 피벗 운동 할 수 있고, 상기 아우터 바디(40)와 연결된다.
상기 롤러 핑거 팔로워(70)의 타단에는 밸브가 구비되며, 상기 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(40)는 결합부(100)에 의하여 선택적으로 결합한다.
상기 결합부(100)는 상기 이너 바디(30)에 형성된 랫칭 핀 챔버(110), 상기 랫칭 핀 챔버(110)에 구비되어 선택적으로 아우터 바디와 결합하는 랫칭 핀(120), 상기 랫칭 핀 챔버(110)에 구비되어 상기 랫칭 핀(120)에 탄성력을 제공하는 랫칭 핀 탄성부(130) 및 상기 랫칭 핀(120)에 선택적으로 유압을 공급하는 유압 공급부(140)를 포함한다.
상기 유압 공급부(140)는 상기 캠 캐리어 또는 실린더 헤드 (10) 및 상기 앤커(20)를 통해 상기 랫칭 핀 챔버(110)에 유압을 공급한다.
즉, 미도시한 OCV(oil control valve)에서 제어되는 유압이 상기 캠 또는 실린더 헤드 (10)에 형성된 오일 갤러리(12)와 상기 앤커(20)에 형성된 제1 유로(22) 및 상기 이너 바디(30)에 형성된 제2 유로(34)를 거쳐 상기 랫칭 핀 챔버(110)고 공급된다. 이러한 유압 공급 라인을 통해 안정적으로 유압이 공급될 수 있다.
도1, 도3 및 도4를 참조하면, 상기 롤러 핑거 팔로워(70)는 상기 이너 바디(30) 및 상기 아우터 바디(40)와 평행하게 쌍으로 구비되어 상기 이너 바디(30) 및 상기 아우터 바디(40)가 롤러 핑거 팔로워(70) 사이에 구비된다.
상기 아우터 바디(40)에는 지지 플레이트(42)가 연장 형성되고, 상기 지지 플레이트(42)에는 베어링 샤프트 연결 홀(44)이 형성되어 상기 롤러 핑거 팔로워(70)가 결합할 수 있다.
상기 롤러 핑거 팔로워(70)에는 베어링 삽입 구멍(72)이 형성되며, 베어링 샤프트(74)가 상기 베어링 삽입 구멍(72)과 상기 베어링 샤프트 연결 홀(44)에 삽입된다.
상기 베어링 삽입 구멍(72)의 지름은 상기 베어링 샤프트(74)의 지름보다 크게 형성되며, 상기 롤러 핑거 팔로워(70)와 상기 이너 바디(30) 또는 상기 아우터 바디(40)의 회전 중심(pivot 운동 중심)이 일치하지 않아도 밸브의 간극을 조절할 수 있게 된다.
즉, 도4에 도시된 바와 같이, 베어링(76)에 의해 지지되는 상기 베어링 샤프트(74)의 지름보다 상기 베어링 삽입 구멍(72)의 지름이 충분히 크면 밸브의 간극 조절이 용이하다.
상기 이너 바디(30)에는 패드부(32)가 형성되어 미도시한 하이 리프트 캠과접촉 할 수 있고, 상기 베어링 샤프트(74)에는 롤러(90)가 구비되어 미도시한 로우 리프트 캠과 접촉할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치(1)의 작동에 대하여 설명한다.
로우 리프트 모드에서는 상기 랫칭 핀 챔버(110)로 유압이 공급되지 않는다.
그러면, 상기 랫칭 핀(120)은 상기 랫칭 핀 탄성부(130)의 탄성력에 의하여 상기 이너 바디(30) 내에 배치되고, 상기 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(40)는 분리되어 독립적으로 피벗 운동한다.
즉, 상기 이너 바디(30)는 미도시한 하이 리프트 캠과 접촉하나, 상기 아우터 바디(40)와 연결된 롤러 핑거 팔로워(70)는 상기 이너 바디(30)의 피벗 운동에는 상관없이 미도시한 로우 리프트 캠에 의하여 개폐된다.
즉, 상기 이너 바디(30)는 도2에 도시된 화살표 방향으로 피벗 운동하며 로 스트 모션(lost motion)이 발생한다.
하이 리프트 모드에서는 상기 랫칭 핀 챔버(110)로 유압이 공급된다.
그러면, 상기 랫칭 핀(120)은 상기 아우터 바디(40)에 형성된 랫칭 핀 연결 홀(46)에 삽입되어 상기 이너 바디(30)와 상기 아우터 바디(40)는 일체로 피벗 운동한다.
즉, 상기 이너 바디(30)는 미도시한 하이 리프트 캠과 접촉하고, 상기 아우터 바디(40)와 연결된 롤러 핑거 팔로워(70)는 상기 이너 바디(30)의 피벗 운동에 따라 개폐된다.
이후, 상기 랫칭 핀 챔버(110)의 유압이 해제되면, 상기 가변 밸브 리프트 장치(1)는 로우 리프트 모드로 작동한다.
상기 하이 리프트 모드와 로우 리프트 모드의 선택, 유압의 공급 등은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다.
도3은 도1의 Ш-Ш선을 따른 단면도이다.
도4는 도1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 가변 밸브 리프트 장치 10: 캠 캐리어 또는 실린더 헤드
12: 오일 갤러리 20: 앤커
22: 제1 유로 30; 이너 바디
32: 패드부 34: 제2 유로
40: 아우터 바디 42: 지지 플레이트
44: 베어링 샤프트 연결 홀 46: 랫칭 핀 연결 홀
50: 로스트 모션 스프링 60: 유압 간극 조절기
70: 롤러 핑거 팔로워 72: 베어링 삽입 구멍
74: 베어링 샤프트 80: 밸브
90: 롤러 100: 결합부
110: 랫칭 핀 챔버 120: 랫칭 핀
130: 랫칭 핀 탄성부 140: 유압 공급부

Claims (14)

  1. 앤커(anchor)에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결된 이너 바디;
    상기 앤커에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디;
    일단이 유압 간극 조절기에 연결되어 상기 유압 간극 조절기를 중심으로 피벗 운동하며, 상기 아우터 바디와 연결된 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower);
    상기 롤러 핑거 팔로워의 타단에 구비된 밸브; 및
    상기 이너 바디와 상기 아우터 바디를 선택적으로 결합하도록 구비된 결합부;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 결합부는,
    상기 이너 바디에 형성된 랫칭 핀 챔버;
    상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 선택적으로 아우터 바디와 결합하는 랫칭 핀;
    상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 상기 랫칭 핀에 탄성력을 제공하는 랫칭 핀 탄성부; 및
    상기 랫칭 핀에 선택적으로 유압을 공급하는 유압 공급부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 유압 공급부는 상기 앤커를 통해 상기 랫칭 핀 챔버에 유압을 공급하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 이너 바디는 로스트 모션 스프링이 탄성 지지하는 것을 특징으로 가변 밸브 리프트 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 롤러 핑거 팔로워는 상기 이너 바디 및 상기 아우터 바디와 평행하게 쌍으로 구비되어 상기 이너 바디 및 상기 아우터 바디가 롤러 핑거 팔로워 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 아우터 바디에는 지지 플레이트가 연장 형성되고,
    상기 지지 플레이트에는 베어링 샤프트 연결 홀이 형성되어 상기 롤러 핑거 팔로워가 결합하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 롤러 핑거 팔로워에는 베어링 삽입 구멍이 형성되며,
    베어링 샤프트가 상기 베어링 삽입 구멍과 상기 베어링 샤프트 연결 홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는
  8. 제7항에서,
    상기 베어링 샤프트에는 롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 베어링 삽입 구멍의 지름은 상기 베어링 샤프트의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 앤커는 실린더 헤드 또는 캠 캐리어 중 적어도 어느 하나에 결합하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 이너 바디에는 패드부가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  12. 앤커에 일단이 피벗(pivot) 운동 가능하게 연결되고, 패드부가 형성된 이너 바디;
    상기 이너 바디에 복원력을 제공하도록 구비된 로스트 모션 스프링;
    상기 앤커에 일단이 피벗 운동 가능하게 연결된 아우터 바디;
    상기 아우터 바디와 연결된 롤러 핑거 팔로워(roller finger follower);
    상기 롤러 핑거 팔로워의 타단에 구비된 밸브; 및
    상기 이너 바디와 상기 아우터 바디를 선택적으로 결합하도록 구비된 결합부;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 결합부는,
    상기 이너 바디에 형성된 랫칭 핀 챔버;
    상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 선택적으로 아우터 바디와 결합하는 랫칭 핀;
    상기 랫칭 핀 챔버에 구비되어 상기 랫칭 핀에 탄성력을 제공하는 랫칭 핀 탄성부; 및
    상기 랫칭 핀에 선택적으로 유압을 공급하는 유압 공급부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 유압 공급부는 상기 캠 캐리어 또는 실린더 헤드 중 적어도 어느 하나에 형성된 오일 갤러리 및 상기 앤커를 통해 상기 랫칭 핀 챔버에 유압을 공급하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
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