KR20120038302A - Continuously variable valve timing apparatus - Google Patents

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KR20120038302A
KR20120038302A KR1020100099990A KR20100099990A KR20120038302A KR 20120038302 A KR20120038302 A KR 20120038302A KR 1020100099990 A KR1020100099990 A KR 1020100099990A KR 20100099990 A KR20100099990 A KR 20100099990A KR 20120038302 A KR20120038302 A KR 20120038302A
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양창호
최병영
김상원
공진국
우수형
김진순
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현대자동차주식회사
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    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear

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Abstract

PURPOSE: A continuously variable valve timing apparatus is provided to minimize the number of parts by performing motion transmission function of a cycloidal gear with a pin and an eccentric cam. CONSTITUTION: A continuously variable valve timing apparatus includes a housing(350), a cycloid gear device, and a planetary gear device. The cycloid gear device comprises a cycloid external gear(320) and a cycloid internal gear(310). The cycloid external gear device is formed in the inner circumference of the housing. The cycloid inner gear is combined with the cycloid external gear. One or more eccentric cam insertion hole is formed in the outer peripheral part of the cycloid inner gear. The planetary gear device is composed of a ring gear(220), a sun gear(240), one or more planetary gear(250), an eccentric cam(260), a pin(270). The eccentric cam is projected in the planetary gear to the axial direction and is inserted into the eccentric cam insertion hole. The pin is projected from the eccentric cam to the axial direction.

Description

연속 가변 밸브 타이밍 장치{CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING APPARATUS}Continuously variable valve timing device {CONTINUOUSLY VARIABLE VALVE TIMING APPARATUS}

본 발명은 전자식 연속 가변 밸브 타이밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자클러치에 의해 회전력이 제어되는 유성기어장치와, 상기 유성기어장치와 연결되어 캠축의 회전 속도를 변화시키는 사이클로이드 기어장치가 하우징에 내장되는 CVVT 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electronic continuous variable valve timing device, and more particularly, a planetary gear device in which rotational force is controlled by an electromagnetic clutch, and a cycloid gear device connected to the planetary gear device to change the rotational speed of the camshaft in the housing. It relates to a built-in CVVT device.

일반적으로 내연기관 엔진은 외부로부터 공기 및 연료를 흡입하여 연소실에서 연소시킴으로써 동력을 발생시키는 장치로서, 상기 공기 및 연료를 연소실로 흡입하기 위해서 흡기밸브와, 연소실에서 연소된 폭발가스를 배출하기 위하여 배기밸브를 구비하고 있고, 이러한 흡,배기 밸브는 크랭크축의 회전에 연동하여 회전하는 캠축의 회전에 연동하여 개폐된다.In general, an internal combustion engine engine is a device that generates power by inhaling air and fuel from the outside and combusting it in a combustion chamber. It is provided with a valve, the intake and exhaust valve is opened and closed in conjunction with the rotation of the cam shaft rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft.

그러나, 엔진 회전수, 엔진부하 등에 따라 흡,배기 밸브의 최적 개폐시기는 달라질 수 있기 때문에, 크랭크축의 회전에 따라 캠축의 회전이 확정적으로 결정되지 않고, 설정된 변위를 갖도록 하여 엔진의 구동상황에 따라 적절한 밸브 타이밍을 제어하는 기술이 개발되었으며, 이를 가변 밸브 타이밍(VVT: Variable Valve Timing) 장치라고 한다.However, since the optimum opening and closing time of the intake / exhaust valve may vary according to the engine speed, engine load, etc., the rotation of the camshaft is not determined decisively according to the rotation of the crankshaft. A technology for controlling proper valve timing has been developed and is called Variable Valve Timing (VVT).

연속 가변 밸브 타이밍(CVVT: Continuously Variable Valve Timing, 이하 CVVT라 한다)은 이러한 가변 밸브 타이밍의 일종으로서, 밸브 타이밍을 설정된 변위 내의 임의의 값으로 제어할 수 있는 구성을 갖는다.Continuously Variable Valve Timing (CVVT) is a type of such variable valve timing, and has a configuration in which the valve timing can be controlled to any value within a set displacement.

그러나, 종래의 전자 CVVT 장치는 길이 방향 크기가 길어 엔진 탑재시 큰 공간이 필요하다는 문제가 있었다. 즉, 회전력 발생 기구가 전자 모터인 경우 모터의 길이 및 가변 장치부의 길이가 과다하고, 회전력 발생 기구가 전자 클러치인 경우 역시 가변 장치부의 길이가 과다하여 엔진룸이 작은 차량에는 전자 CVVT 탑재가 곤란하다는 문제가 있었다. However, the conventional electronic CVVT apparatus has a problem that a large space is required when mounting an engine because of its long longitudinal size. That is, when the rotational force generating mechanism is an electronic motor, the length of the motor and the length of the variable device portion are excessive, and when the rotational force generating mechanism is the electromagnetic clutch, the variable device portion is too long, and it is difficult to mount the electronic CVVT in a vehicle with a small engine room. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유성기어장치와 사이클로이드 기어장치가 캠축과 연결된 하우징에 내장됨으로써 보다 컴팩트한 구조의 CVVT 장치를 제공하고, 사이클로이드 기어를 편심운동하게 하는 기능과 사이클로이드 기어의 자전 운동을 어댑터에 전달하는 기능을 유성기어와 일체로 형성된 편심캠과 핀이 동시에 하므로 부품수를 최소화하여 컴팩트한 전자식 CVVT 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the planetary gear device and the cycloid gear device is built in the housing connected to the camshaft to provide a more compact structure CVVT device, and the function to make the cycloid gear eccentric movement and Its purpose is to provide a compact electronic CVVT device by minimizing the number of parts because the eccentric cam and the pin formed integrally with the planetary gears transmit the rotating motion of the cycloid gear to the adapter at the same time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예는 캠축에 장착되어 캠축의 회전을 조절함으로써 밸브타이밍을 변화시키는 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT) 장치에 있어서, 크랭크샤프트로부터 회전력을 전달받아 회전하는 하우징; 상기 하우징의 내주면에 일체로 형성된 사이클로이드 외측기어와, 상기 사이클로이드 외측기어와 기어결합하며 적어도 하나 이상의 편심캠 삽입공이 외주부에 형성된 사이클로이드 내측기어를 포함하는 사이클로이드 기어장치; 링기어, 선기어, 그리고 상기 링기어와 선기어 사이에서 링기어와 선기어에 각각 기어결합하여 그 축을 중심으로 자전하며 선기어를 중심으로 공전하는 적어도 하나 이상의 유성기어, 상기 유성기어에 편심되게 축방향으로 돌출되며 상기 편심캠 삽입공에 삽입되어 상기 사이클로이드 내측기어로부터 회전력을 전달받는 편심캠, 그리고 상기 편심캠으로부터 축방향으로 돌출되며 상기 유성기어와 동심으로 된 핀을 포함하는 유성기어장치; 그 외주부에 상기 핀이 삽입되는 적어도 하나 이상의 핀 삽입공이 형성되어 상기 유성기어의 공전에 의하여 회전하고, 상기 캠축에 고정되어 상기 유성기어의 공전에 의하여 발생된 회전력을 캠축에 전달하는 어댑터; 그리고 선기어를 선택적으로 정지시키는 내측클러치와 상기 내측클러치를 둘러싸며 상기 링기어를 선택적으로 정지시키는 외측클러치를 포함하며, 상기 링기어와 선기어를 선택적으로 정지시킴으로써 상기 유성기어의 자전 방향을 변화시키는 전자클러치; 를 포함하는 CVVT 장치를 제공한다.Embodiment according to the present invention for achieving the above object is a continuous variable valve timing (CVVT) device is mounted on the cam shaft to change the valve timing by adjusting the rotation of the cam shaft, the rotation is received from the crankshaft to rotate housing; A cycloid gear device including a cycloid outer gear integrally formed on an inner circumferential surface of the housing, and a cycloid inner gear gear engaged with the cycloid outer gear and having at least one eccentric cam insertion hole formed at an outer circumference thereof; A ring gear, a sun gear, and at least one planetary gear that is gear-coupled to the ring gear and the sun gear respectively between the ring gear and the sun gear, and rotates about its axis, and revolves about the sun gear, protruding axially eccentrically to the planet gear A planetary gear device inserted into the eccentric cam insertion hole and receiving a rotational force from the cycloid inner gear, and a pin projecting axially from the eccentric cam and concentric with the planetary gear; At least one pin insertion hole into which the pin is inserted is formed at an outer circumference thereof and rotates by the revolution of the planetary gear, and is fixed to the cam shaft to transmit the rotational force generated by the revolution of the planetary gear to the cam shaft; And an inner clutch that selectively stops the sun gear and an outer clutch that surrounds the inner clutch and selectively stops the ring gear, and electrons that change the rotational direction of the planetary gear by selectively stopping the ring gear and the sun gear. clutch; It provides a CVVT device comprising a.

본 발명에 따른 실시예는 상기 내측클러치는 지각시에 작동하고, 상기 외측클러치는 진각시에 작동하는 것을 특징으로 한다.Embodiment according to the invention is characterized in that the inner clutch operates at the time of perception, the outer clutch operates at the time of advance.

본 발명에 따른 실시예는 상기 링기어는 상기 하우징의 회전에 구속되지 않고 회전하는 것을 특징으로 한다.Embodiment according to the invention is characterized in that the ring gear rotates without being constrained by the rotation of the housing.

본 발명에 따른 실시예는 상기 편심캠이 상기 사이클로이드 내측기어를 상기편심캠의 상대 회전방향과 반대방향으로 회전하게 하고, 상기 핀이 상기 사이클로이드 내측기어의 회전 운동을 어댑터에 전달하는 것을 특징으로 한다.An embodiment according to the present invention is characterized in that the eccentric cam rotates the cycloid inner gear in a direction opposite to the relative rotation direction of the eccentric cam, and the pin transfers the rotational motion of the cycloid inner gear to the adapter. .

본 발명에 따른 실시예는 상기 유성기어의 개수는 1 내지 3 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Embodiment according to the invention is characterized in that the number of the planetary gear is any one of 1 to 3.

본 발명에 따른 실시예는 상기 유성기어장치 및 사이클로이드 기어장치가 상기 하우징에 내장되어 컴팩트한 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.Embodiment according to the present invention is characterized in that the planetary gear device and the cycloid gear device is embedded in the housing to have a compact structure.

본 발명에 따른 실시예는 상기 링기어의 일측에는 외측마찰판이 일체로 형성되어 있어 상기 외측클러치에 의해 상기 링기어가 선택적으로 회전하게 되고, 상기 선기어의 일측에는 내측마찰판이 일체로 형성되어 있어 상기 내측클러치에 의해 상기 선기어가 선택적으로 회전하게 되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the outer friction plate is integrally formed on one side of the ring gear so that the ring gear is selectively rotated by the outer clutch, and the inner friction plate is integrally formed on one side of the sun gear. The sun gear is selectively rotated by the inner clutch.

상기와 같은 본 발명에 의하면 가변제어부가 유성기어장치와 사이클로이드 기어장치로 얇게 구성되고, 사이클로이드 기어를 자전시키고, 사이클로이드 기어의 운동을 전달하는 기능을 편심캠 및 핀이 수행하므로 부품수를 최소화함과 동시에 컴팩트한 전자식 CVVT 장치를 제조할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, the variable control unit is composed of a thin planetary gear device and a cycloid gear device, and the eccentric cam and the pin performs the function of rotating the cycloid gear and transmitting the movement of the cycloid gear to minimize the number of parts and At the same time, there is an effect to manufacture a compact electronic CVVT device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 CVVT 장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 CVVT 장치의 결합단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유성기어 및 편심캠의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 유성기어 및 편심캠의 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유성기어 및 편심캠의 측단면도이다.
도 6의 A는 진각시 도 2의 AA 단면도이고, 도 6의 B는 진각시 도 2의 BB단면도이고, 도 6의 C는 진각시 도 2의 CC단면도이고, 도 6의 D는 진각시 도 2의 DD단면도이다.
도 7의 A는 지각시 도 2의 AA단면도이고, 도 7의 B는 지각시 도 2의 BB단면도이고, 도 7의 C는 지각시 도 2의 CC단면도이고, 도 7의 D는 지각시 도 2의 DD단면도이다.
1 is an exploded perspective view of an electronic CVVT device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the electronic CVVT device in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a planetary gear and an eccentric cam according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front sectional view of the planetary gear and the eccentric cam according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a side cross-sectional view of the planetary gear and the eccentric cam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2, FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 2, and FIG. DD sectional drawing of 2.
FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2, and FIG. DD sectional drawing of 2.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명에 따른 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선기어(240), 링기어(220) 그리고 유성기어(250)를 그 회전요소로 가지는 유성기어장치(200)와, 전류의 선택적 공급에 의해 상기 선기어(240) 또는 링기어(220)를 선택적으로 정지시키는 원판 형상의 전자클러치(100)와, 상기 유성기어장치(200)로부터 회전 동력을 입력받아 입력측의 회전 방향을 바꾸는 사이클로이드 기어장치(300) 및 캠축(400)을 감싸는 하우징(350)을 포함한다. 이 때, 상기 유성기어장치(200)의 출력은 캠축(400)에 체결볼트(500)로 고정된 어댑터(330)를 통하여 상기 캠축(400)에 전달된다. 그리고, 상기 전자클러치는 마찰재(도면 미도시)가 내장되어 있다. 1 and 2, the planetary gear device 200 having the sun gear 240, the ring gear 220 and the planetary gear 250 as its rotating elements, and the current of FIG. Cycloid to change the rotational direction of the input side by receiving rotational power from the disk-shaped electromagnetic clutch 100 and the planetary gear device 200 to selectively stop the sun gear 240 or the ring gear 220 by selective supply. And a housing 350 surrounding the gear device 300 and the camshaft 400. At this time, the output of the planetary gear device 200 is transmitted to the cam shaft 400 through the adapter 330 fixed to the cam shaft 400 by the fastening bolt 500. The electromagnetic clutch is provided with a friction material (not shown).

먼저, 상기 전자클러치(100)는 가운데에 홀이 형성된 내측클러치(110)와 상기 내측클러치(110)의 외주면에 형성되는 원판 형상의 외측클러치(120)로 구성된다. First, the electronic clutch 100 includes an inner clutch 110 having a hole formed in the center thereof and a disc shaped outer clutch 120 formed on an outer circumferential surface of the inner clutch 110.

또한, 상기 유성기어장치(200)는 상기 내측클러치(110)와 대응되는 위치에 있어 상기 내측클러치(110)의 작동에 의하여 회전되는 내측마찰판(230)과, 상기 내측마찰판(230)과 일체로 형성되는 선기어(240)와, 상기 외측클러치(120)와 대응되는 위치에 있어 상기 외측클러치(120)의 작동에 의하여 회전이 결정되는 외측마찰판(210)과, 상기 외측마찰판(210)과 일체로 형성되는 링기어(220)와, 상기 선기어(240) 및 링기어(220)와 외접함과 동시에 기어결합하면서 공전하는 유성기어(250)와, 상기 유성기어(250)로부터 연장되어 돌출되고 상기 유성기어(250)의 회전축과 상이한 편심캠축(265)을 갖는 원통 모양의 편심캠(260)과, 상기 편심캠(260)으로부터 더욱 돌출되고, 상기 유성기어(250)의 회전축(255)과 동일한 회전축을 갖는 핀(270)으로 구성된다. 상기 선기어(240)의 내주면은 후술하는 어댑터(330)의 돌출부(336)의 외주면에 구속되지 않고 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. 이 때, 상기 유성기어(250)는 유성기어 회전축(255)를 축으로 하여 자전하고, 상기 선기어(240)를 중심으로 공전한다.In addition, the planetary gear device 200 is integrally with the inner friction plate 230 and the inner friction plate 230 rotated by the operation of the inner clutch 110 in a position corresponding to the inner clutch 110. The sun gear 240 is formed, the outer friction plate 210 is determined to rotate by the operation of the outer clutch 120 in a position corresponding to the outer clutch 120, and the outer friction plate 210 integrally with The ring gear 220 is formed, the planetary gear 250 that revolves and rotates while simultaneously gearing and engaging with the sun gear 240 and the ring gear 220, and extends from the planetary gear 250 to protrude and form the planetary gear. Cylindrical eccentric cam 260 having an eccentric cam shaft 265 that is different from the rotation axis of the gear 250, and a rotation axis further protruding from the eccentric cam 260, the same rotation axis 255 of the planetary gear 250 It consists of a pin 270 having a. The inner circumferential surface of the sun gear 240 is free to rotate without being constrained to the outer circumferential surface of the protrusion 336 of the adapter 330 which will be described later. At this time, the planetary gear 250 rotates around the planetary gear rotation axis 255 and revolves around the sun gear 240.

상기 편심캠(260)과 핀(270)에 대해서는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 핀은 유성기어 회전축(255)과 동일한 회전축을 갖지만 상기 편심캠(260)은 상기 유성기어 회전축(255)과는 다른 회전축을 갖는다. 3 to 5 with respect to the eccentric cam 260 and the pin 270, the pin has the same rotation axis as the planetary gear rotation axis 255, but the eccentric cam 260 is the planetary gear rotation axis ( 255) has a different axis of rotation.

상기 편심캠(260)은 사이클로이드 내측기어(310)에 형성된 편심캠 삽입공(315)에 관통되고, 상기 핀(270)은 상기 어댑터(330)에 형성된 핀 삽입공(335)에 관통된다. 또한, 상기 어댑터(330)는 돌출부(336)가 형성되어 있어 상기 유성기어(250)의 내주면이 상기 어댑터 돌출부(336)의 외주면에 자유롭게 회전할 수 있는 구조로 되어 있다. The eccentric cam 260 penetrates through the eccentric cam insertion hole 315 formed in the cycloid inner gear 310, and the pin 270 penetrates through the pin insertion hole 335 formed in the adapter 330. In addition, the adapter 330 is formed with a protrusion 336 so that the inner circumferential surface of the planetary gear 250 can freely rotate on the outer circumferential surface of the adapter protrusion 336.

이 때, 상기의 유성기어(250)는 1개이어도 무관하나 2개 이상이 있어야 보다 안정되게 작동된다. 특히, 3개의 유성기어(250)를 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 링기어(220)의 외주면은 상기 하우징(350)과 접촉되지 않아 서로 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. At this time, one of the planetary gears 250 may be any one, but at least two planetary gears to operate more stably. In particular, it is preferable to have three planetary gears 250. In addition, the outer circumferential surface of the ring gear 220 does not come into contact with the housing 350 so as to be free to rotate with each other.

상기 사이클로이드 기어장치(300)는 상기 유성기어장치(200)의 편심캠(260)의 회전에 의해 구동되는 사이클로이드 내측기어(310)와 상기 사이클로이드 내측기어(310)와 기어결합하면서 하우징(350)의 내주면에 형성되는 사이클로이드 외측기어(320)로 구성된다. 상기 사이클로이드 기어장치(300)는 상기 편심캠(260)으로부터 구동력을 받아서 회전하되 편심운동을 하면서 상기 편심캠(260)의 자전방향과는 반대로 회전한다. The cycloid gear device 300 is coupled to the cycloid inner gear 310 and the cycloid inner gear 310 is driven by the rotation of the eccentric cam 260 of the planetary gear device 200 of the housing 350 It consists of a cycloid outer gear 320 formed on the inner peripheral surface. The cycloid gear device 300 is rotated in response to the rotational direction of the eccentric cam 260 while rotating while receiving the driving force from the eccentric cam 260.

상기의 사이클로이드 기어는 일종의 감속기로서 사이클로이드 기어의 출력측의 회전 속도를 입력측의 회전 속도에 비하여 감속시킴과 동시에, 출력측의 회전 방향을 입력측의 회전 방향과 반대로 바꾸는 기능을 수행하는 기어이다. 그러나, 반대로 출력측에 회전 동력을 부여해도 입력측의 편심캠의 회전방향을 바꾸지는 못한다. 이는 사이클로이드 기어장치의 감속비가 크기 때문이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 CVVT 장치에서, 편심캠(260)에 의해 사이클로이드 내측기어(310)를 편심캠(260)의 회전방향과는 반대방향으로 회전시킬 수는 있으나, 사이클로이드 내측기어(310)의 회전에 의해 편심캠(260)을 상기 사이클로이드 내측기어(310)의 회전방향과 반대로 회전시키지는 못한다. 이에 대한 사항은 당업자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. Said cycloidal gear is a kind of speed reducer which performs the function of reducing the rotational speed of the output side of a cycloidal gear compared with the rotational speed of an input side, and changing the rotational direction of an output side opposite to the rotational direction of an input side. However, on the contrary, even when rotation power is applied to the output side, the rotation direction of the eccentric cam on the input side cannot be changed. This is because the reduction ratio of the cycloidal gear device is large. That is, in the CVVT apparatus according to the embodiment of the present invention, the cycloid inner gear 310 may be rotated by the eccentric cam 260 in a direction opposite to the rotation direction of the eccentric cam 260, but the cycloid inner gear ( Due to the rotation of 310, the eccentric cam 260 cannot be rotated in the opposite direction to the rotational direction of the cycloid inner gear 310. Details thereof are obvious to those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

이하에서는 상기 유성기어장치(200)와 사이클로이드 기어장치(300)를 가변제어부로 칭하기로 한다. Hereinafter, the planetary gear device 200 and the cycloidal gear device 300 will be referred to as a variable control unit.

또한, 상기 하우징(350)은 캠축(400)의 외주면에 형성되고 캠축 플랜지(410)에 의해 축방향으로의 이동이 구속되며, 어댑터(330)가 체결볼트(500)에 의해 캠축(400)에 고정된다. In addition, the housing 350 is formed on the outer circumferential surface of the camshaft 400 and the movement in the axial direction is constrained by the camshaft flange 410, and the adapter 330 is connected to the camshaft 400 by the fastening bolt 500. It is fixed.

이하에서는 본 발명의 실시에에 따른 작동과정에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an operation process according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

먼저, 진각시의 작동과정에 대하여 설명한다. First, the operation process at the time of advance is explained.

도 6의 A에 도시된 바와 같이, 평상시에는 하우징(350)은 항시 시계방향으로 회전한다. 상기 하우징(350)의 내주면에 형성된 사이클로이드 외측기어(320)와 기어결합하면서 회전하는 사이클로이드 내측기어(310) 역시 시계방향으로 회전한다. 상기 사이클로이드 내측기어(310)의 외주부에 형성된 편심캠 삽입공(315)에 삽입되는 편심캠(260)을 통해 상기 사이클로이드 내측기어(310)의 회전력이 전달되어 상기 편심캠(260)으로부터 돌출된 핀(270)에 의해 어댑터(330)가 시계방향으로 회전한다. 이 때, 상기 유성기어(250)와 기어결합하는 링기어(220) 및 선기어(240)는 락(lock)되어 일체로 동일한 각속도를 가지면서 시계방향으로 회전한다. As shown in FIG. 6A, the housing 350 always rotates clockwise. The cycloidal inner gear 310 that rotates while being geared with the cycloidal outer gear 320 formed on the inner circumferential surface of the housing 350 also rotates clockwise. The rotational force of the cycloid inner gear 310 is transmitted through the eccentric cam 260 inserted into the eccentric cam insertion hole 315 formed in the outer circumferential portion of the cycloid inner gear 310 to protrude from the eccentric cam 260. Adapter 330 rotates clockwise by 270. At this time, the ring gear 220 and the sun gear 240 geared to the planetary gear 250 is locked (rotated) and rotates clockwise while having the same angular velocity integrally.

결국, 상기 모든 요소들이 락된 상태로 시계방향으로 회전하고 있으므로 밸브타이밍은 일정한 상태이다. 이는 후술하는 지각시에도 동일하다.As a result, the valve timing is constant because all of the above components are rotated clockwise in the locked state. This is the same also in the late perception described later.

진각시는 캠축(400)을 본래 회전방향보다 더욱 선행하도록 하는 것이 핵심인데, 하우징(350)이 시계방향으로 정속으로 회전하던 중에 외측클러치(120)가 작동한다. 상기 외측클러치(120)가 작동하게 되면 상기 외측클러치(120)에 내장되어 있던 마찰재가 외측마찰판(210)을 정지시킨다. 이와 동시에, 외측마찰판(210)과 일체로 연결되어 있는 링기어(220)가 정지하게 된다. 이 때, 링기어(220)와 하우징(350)은 접촉하지 않고 서로의 회전에 구속되지 않아 자유로운 회전이 가능하다. 따라서, 하우징(350)은 계속하여 시계방향으로 회전한다.The key is to make the camshaft 400 precede the original rotation direction at the time of the advance angle. The outer clutch 120 operates while the housing 350 rotates clockwise at a constant speed. When the outer clutch 120 operates, the friction material embedded in the outer clutch 120 stops the outer friction plate 210. At the same time, the ring gear 220 which is integrally connected to the outer friction plate 210 is stopped. At this time, the ring gear 220 and the housing 350 are not in contact with each other and are not constrained by the rotation of each other to allow free rotation. Thus, the housing 350 continues to rotate clockwise.

이 때는 어댑터(330)도 시계방향으로 회전하고 있는 상태이므로, 상기 어댑터(330)에 삽입되는 핀(270)에 의해 유성기어(250)가 시계방향으로 공전을 하고 있는 상태이다. 링기어(220)가 정지해 있는 상태에서 유성기어(250)가 시계방향으로 공전을 하기 위해서는 유성기어(250)는 반시계방향으로 자전을 해야 한다. 즉, 편심캠(260)이 반시계방향으로 자전을 하게 된다. 이는 도 6의 B,C에 도시되어 있다. In this case, since the adapter 330 is also rotated in the clockwise direction, the planetary gear 250 revolves clockwise by the pin 270 inserted into the adapter 330. In order to rotate the planetary gear 250 in a clockwise direction while the ring gear 220 is stopped, the planetary gear 250 should rotate in a counterclockwise direction. That is, the eccentric cam 260 is rotated in the counterclockwise direction. This is illustrated in B, C of FIG. 6.

상기 편심캠(260)이 반시계방향으로 자전함과 동시에 시계방향으로 공전을 하게 되면, 상기 편심캠(260)에 의해 구동되는 사이클로이드 내측기어(310)가 편심운동을 하면서 편심캠(260)의 자전방향과는 반대방향인 시계 방향으로 자전하게 된다. 즉, 사이클로이드 내측기어(310)가 상기 하우징(350)을 기준으로 하여 시계 방향으로 약간 앞선 상태가 된다. 이는 핀(270)에 의하여 어댑터(330)에 전달되어 상기 어댑터(330)를 시계방향으로 회전시킴으로써 캠축(400)이 하우징(350)에 대해 상대적으로 시계방향으로 전진하게 된다. When the eccentric cam 260 rotates counterclockwise and rotates clockwise, the cycloid inner gear 310 driven by the eccentric cam 260 performs eccentric movement of the eccentric cam 260. It rotates in a clockwise direction opposite to the rotating direction. That is, the cycloid inner gear 310 is slightly ahead in the clockwise direction with respect to the housing 350. This is transmitted to the adapter 330 by the pin 270 to rotate the adapter 330 clockwise to advance the camshaft 400 clockwise relative to the housing 350.

결국, 캠축(400)이 평상시보다 시계방향으로 더욱 회전한 상태가 되어 밸브타이밍이 빨라진다. As a result, the cam shaft 400 is rotated further in the clockwise direction than usual, resulting in faster valve timing.

이하에서는, 지각시의 작동과정에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of the operation process during the lateness.

지각시에도 평상시에는 하우징(350)은 시계방향으로 정속 회전하는데 이는 도 7의 A에 도시되어 있다. 또한, 사이클로이드 내측기어(310), 어댑터(330)도 시계방향으로 회전하며, 유성기어(250), 선기어(240) 및 링기어(220) 역시 동일한 각속도로 시계방향으로 회전한다. 그러나, 진각시와는 반대로 내측클러치(110)가 작동을 한다. 상기 내측클러치(110)가 작동되면 상기 내측클러치(110)의 마찰재에 의해 내측마찰판(230)이 정지하게 된다. 상기 내측마찰판(230)이 정지하게 되면 내측마찰판(230)과 일체로 연결되어 있는 선기어(240)가 정지하게 된다. 그러나, 이 때에도 하우징(350)은 시계방향으로 회전하고 있고, 상기 어댑터(330)와 연결되어 있는 유성기어(250) 또한 시계방향으로 공전해야 하므로 선기어(240)와의 관계에서 유성기어(250)는 시계방향으로 자전을 해야 한다. 즉, 도 7의 B,C에 도시된 바와 같이, 유성기어(250)와 연결되어 있는 편심캠(260)이 시계방향으로 자전함과 동시에 시계방향으로 공전을 하게 되는 것이다. Even in late hours, the housing 350 rotates clockwise at normal speed, as shown in FIG. 7A. The cycloid inner gear 310 and the adapter 330 also rotate clockwise, and the planetary gear 250, the sun gear 240 and the ring gear 220 also rotate clockwise at the same angular speed. However, the inner clutch 110 operates as opposed to the advance angle. When the inner clutch 110 is operated, the inner friction plate 230 is stopped by the friction material of the inner clutch 110. When the inner friction plate 230 is stopped, the sun gear 240 which is integrally connected to the inner friction plate 230 is stopped. However, at this time, the housing 350 is rotated in the clockwise direction, and the planetary gear 250 connected to the adapter 330 must also revolve in the clockwise direction, so that the planetary gear 250 is connected to the sun gear 240. Rotate clockwise. That is, as illustrated in B and C of FIG. 7, the eccentric cam 260 connected to the planetary gear 250 rotates clockwise and rotates clockwise.

상기 편심캠(260)의 시계방향으로의 자전에 의하여 상기 편심캠(260)에 의해 사이클로이드 내측기어(310)는 하우징(350)을 기준으로 반시계방향으로 자전하게 된다. By the rotation of the eccentric cam 260 in the clockwise direction, the cycloid inner gear 310 is rotated counterclockwise with respect to the housing 350 by the eccentric cam 260.

즉, 상기 사이클로이드 내측기어(310)의 출력측인 핀(270)이 반시계방향으로 공전하게 되고, 상기 핀(270)이 삽입되어 상기 핀(270)의 회전력이 어댑터(330)에 전달되고, 어댑터(330)에 전달된 후에는 캠축(400)에 전달됨으로써 캠축(400)을 평상시보다 반시계방향으로 회전시키게 되어 밸브타이밍을 늦추게 된다. That is, the pin 270, which is the output side of the cycloid inner gear 310, revolves counterclockwise, and the pin 270 is inserted to transmit the rotational force of the pin 270 to the adapter 330. After being transmitted to 330, the camshaft 400 is transmitted to the camshaft 400 so that the camshaft 400 is rotated counterclockwise than usual, thereby delaying the valve timing.

상기와 같이 사이클로이드 기어장치(300)와 유성기어장치(200)를 하우징(350)에 내장시킴으로써 공간의 활용을 극대화하고, 사이클로이드 기어장치(300)가 편심 운동을 하도록 하는 편심캠(260)이 사이클로이드 내측기어(310)에 형성된 편심캠 삽입공(315)에 삽입되고, 핀(270)이 어댑터(330)의 핀 삽입공(335)에 삽입됨으로써 장치의 구성을 더욱 얇게 할 수 있다. As described above, the cycloid gear device 300 and the planetary gear device 200 are embedded in the housing 350 to maximize the utilization of the space, and the eccentric cam 260 for the cycloid gear device 300 to perform the eccentric motion is cycloid. It is inserted into the eccentric cam insertion hole 315 formed in the inner gear 310, the pin 270 is inserted into the pin insertion hole 335 of the adapter 330 can make the configuration of the device even thinner.

상기의 모든 작동은 크랭크의 구동력이 체인에 의해 하우징에 전달됨으로써 가능하므로, 모터가 불필요하다.All of the above operations are possible because the driving force of the crank is transmitted to the housing by the chain, thus eliminating the need for a motor.

또한, 상기 사이클로이드 기어장치(300)의 편심운동과 상기 사이클로이드 기어장치(300)의 자전 운동을 어댑터(330)에 전달하는 기능을 유성기어(250)와 일체로 연결된 편심캠(260) 및 핀(270)에 의해 수행되므로 부품수를 최소화할 수 있다. In addition, the eccentric cam 260 and the pin (1) integrally connected with the planetary gear 250 to transfer the eccentric motion of the cycloid gear device 300 and the rotating motion of the cycloid gear device 300 to the adapter 330 270), the number of parts can be minimized.

나아가, 본 발명에서는 모터가 아닌 전자클러치를 사용함으로써 전류사용을 최소화하였다. Furthermore, the present invention minimizes the use of current by using an electronic clutch instead of a motor.

100: 전자클러치 110: 내측클러치
120: 외측클러치 200: 유성기어장치
210: 외측마찰판 220: 링기어
230: 내측마찰판 240: 선기어
250: 유성기어 255: 유성기어 회전축
260: 편심캠 265: 편심캠축
270: 핀 300: 사이클로이드 기어장치
310: 사이클로이드 내측기어 315: 편심캠 삽입공
320: 사이클로이드 외측기어 330: 어댑터
335: 핀 삽입공 336: 어댑터 돌출부
350: 하우징 400: 캠축
410: 캠축 플랜지 500: 체결볼트
100: electromagnetic clutch 110: inner clutch
120: outer clutch 200: planetary gear device
210: outer friction plate 220: ring gear
230: inner friction plate 240: sun gear
250: planetary gear 255: planetary gear rotation axis
260: eccentric cam 265: eccentric cam axis
270: pin 300: cycloidal gear mechanism
310: cycloid inner gear 315: eccentric cam insertion hole
320: cycloid outer gear 330: adapter
335: pin insertion hole 336: adapter protrusion
350: housing 400: camshaft
410: camshaft flange 500: fastening bolt

Claims (7)

캠축에 장착되어 캠축의 회전을 조절함으로써 밸브타이밍을 변화시키는 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT) 장치에 있어서,
크랭크샤프트로부터 회전력을 전달받아 회전하는 하우징;
상기 하우징의 내주면에 일체로 형성된 사이클로이드 외측기어와, 상기 사이클로이드 외측기어와 기어결합하며 적어도 하나 이상의 편심캠 삽입공이 외주부에 형성된 사이클로이드 내측기어를 포함하는 사이클로이드 기어장치;
링기어, 선기어, 그리고 상기 링기어와 선기어 사이에서 링기어와 선기어에 각각 기어결합하여 그 축을 중심으로 자전하며 선기어를 중심으로 공전하는 적어도 하나 이상의 유성기어, 상기 유성기어에 편심되게 축방향으로 돌출되며 상기 편심캠 삽입공에 삽입되어 상기 사이클로이드 내측기어로부터 회전력을 전달받는 편심캠, 그리고 상기 편심캠으로부터 축방향으로 돌출되며 상기 유성기어와 동심으로 된 핀을 포함하는 유성기어장치;
그 외주부에 상기 핀이 삽입되는 적어도 하나 이상의 핀 삽입공이 형성되어 상기 유성기어의 공전에 의하여 회전하고, 상기 캠축에 고정되어 상기 유성기어의 공전에 의하여 발생된 회전력을 캠축에 전달하는 어댑터; 그리고
선기어를 선택적으로 정지시키는 내측클러치와 상기 내측클러치를 둘러싸며 상기 링기어를 선택적으로 정지시키는 외측클러치를 포함하며, 상기 링기어와 선기어를 선택적으로 정지시킴으로써 상기 유성기어의 자전 방향을 변화시키는 전자클러치;
를 포함하는 CVVT 장치.
In the continuous variable valve timing (CVVT) apparatus mounted on the cam shaft to change the valve timing by adjusting the rotation of the cam shaft,
A housing that receives rotational force from the crankshaft and rotates;
A cycloid gear device including a cycloid outer gear integrally formed on an inner circumferential surface of the housing, and a cycloid inner gear gear engaged with the cycloid outer gear and having at least one eccentric cam insertion hole formed at an outer circumference thereof;
A ring gear, a sun gear, and at least one planetary gear that is gear-coupled to the ring gear and the sun gear respectively between the ring gear and the sun gear, and rotates about its axis, and revolves about the sun gear, protruding axially eccentrically to the planet gear A planetary gear device inserted into the eccentric cam insertion hole and receiving a rotational force from the cycloid inner gear, and a pin projecting axially from the eccentric cam and concentric with the planetary gear;
At least one pin insertion hole into which the pin is inserted is formed at an outer circumference thereof and rotates by the revolution of the planetary gear, and is fixed to the cam shaft to transmit the rotational force generated by the revolution of the planetary gear to the cam shaft; And
An inner clutch that selectively stops the sun gear and an outer clutch that surrounds the inner clutch and selectively stops the ring gear, and an electronic clutch that changes the rotational direction of the planetary gear by selectively stopping the ring gear and the sun gear. ;
CVVT device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 내측클러치는 지각시에 작동하고, 상기 외측클러치는 진각시에 작동하는 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
And the inner clutch operates at the time of perception and the outer clutch operates at the time of advance.
제1항에 있어서,
상기 링기어는 상기 하우징의 회전에 구속되지 않고 회전하는 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
And the ring gear rotates without being constrained by rotation of the housing.
제1항에 있어서,
상기 편심캠은 상기 사이클로이드 내측기어를 상기 편심캠의 상대 회전방향과 반대방향으로 회전하게 하고, 상기 핀이 상기 사이클로이드 내측기어의 회전 운동을 어댑터에 전달하는 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
And the eccentric cam rotates the cycloid inner gear in a direction opposite to the relative rotation direction of the eccentric cam, and the pin transmits the rotational motion of the cycloid inner gear to an adapter.
제1항에 있어서,
상기 유성기어의 개수는 1 내지 3 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
CVVT apparatus, characterized in that the number of the planetary gear is any one of 1 to 3.
제1항에 있어서,
상기 유성기어장치 및 사이클로이드 기어장치는 상기 하우징에 내장되어 컴팩트한 구조를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
The planetary gear device and the cycloidal gear device is embedded in the housing to have a compact structure CVVT device.
제1항에 있어서,
상기 링기어의 일측에는 외측마찰판이 일체로 형성되어 있어 상기 외측클러치에 의해 상기 링기어가 선택적으로 회전하게 되고, 상기 선기어의 일측에는 내측마찰판이 일체로 형성되어 있어 상기 내측클러치에 의해 상기 선기어가 선택적으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 CVVT 장치.
The method of claim 1,
An outer friction plate is integrally formed at one side of the ring gear so that the ring gear is selectively rotated by the outer clutch, and an inner friction plate is integrally formed at one side of the sun gear so that the sun gear is formed by the inner clutch. CVVT device, characterized in that rotated selectively.
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