KR20120124773A - 가변 밸브 리프트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로, 아우터 가이드 홀이 형성된 아우터 태핏 바디, 그 내부에 이너 바디 가이드 홀이 형성되고, 상기 아우터 태핏 바디 내에 슬라이딩 가능하게 구비된 이너 태핏 바디, 상기 이너 바디 가이드 홀에 슬라이딩 가능하게 구비되는 랫칭 핀, 유압 공급에 따라 상기 랫칭 핀을 상기 아우터 가이드 홀 내측으로 밀도록 상기 아우터 가이드 홀 내에 구비되는 가이드 핀, 상기 아우터 가이드 홀 내에 상기 가이드 핀의 반대 방향에 구비되는 리턴 핀 및 상기 리턴 핀을 탄성 지지하는 탄성부를 포함한다.

Description

가변 밸브 리프트 장치{VARIABLE VALVE LIFT APPARATUS}
본 발명은 가변 밸브 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브의 리프트량을 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.
이러한 가변 밸브 리프트 장치는, 예를 들어, 태핏 바디의 결합/해제를 위한 랫칭 핀, 이를 안내하는 안내 홀 등의 구성이 필요하며, 이들을 작동시 동력 손실을 최소화 하기 위해 정밀한 제작이 요구된다.
본 발명의 목적은 간단한 구성으로 제작 공정이 단순화 되어 생산 단가를 낮출 수 있는 가변 밸브 리프트 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 아우터 가이드 홀이 형성된 아우터 태핏 바디, 그 내부에 이너 바디 가이드 홀이 형성되고, 상기 아우터 태핏 바디 내에 슬라이딩 가능하게 구비된 이너 태핏 바디, 상기 이너 바디 가이드 홀에 슬라이딩 가능하게 구비되는 랫칭 핀, 유압 공급에 따라 상기 랫칭 핀을 상기 아우터 가이드 홀 내측으로 밀도록 상기 아우터 가이드 홀 내에 구비되는 가이드 핀, 상기 아우터 가이드 홀 내에 상기 가이드 핀의 반대 방향에 구비되는 리턴 핀 및 상기 리턴 핀을 탄성 지지하는 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 가이드 핀에는 상기 랫칭 핀의 이동 거리를 제한하도록 가이드 핀 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 리턴 핀에는 상기 상기 랫칭 핀의 이동 거리를 제한하도록 리턴 핀 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 탄성부는 상기 아우터 가이드 홀을 막는 캡 및 상기 리턴 핀을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 돌출부를 감싸며 구비되는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.
상기 리턴 핀에는 리턴 핀 홀이 형성되고, 상기 탄성부는 상기 아우터 가이드 홀을 막으며 그 내측에 캡 홀이 형성된 캡 및 상기 리턴 핀을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 홀과 상기 캡 홀 사이에 구비되는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.
상기 아우터 태핏 바디에는 상기 가이드 핀으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인이 형성될 수 있다.
상기 아우터 태핏 바디 내측에는 어퍼 시트가 구비되고, 상기 어퍼 시트와 상기 아우터 태핏 바디에는 상기 가이드 핀으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인이 형성될 수 있다.
상기 이너 태핏 바디에는 스프링 시트가 결합되고, 상기 스프링 시트와 상기 아우터 태핏 바디 사이에는 로스트 모션 스프링이 구비되어 상기 아우터 태핏 바디를 탄성 지지할 수 있다.
상기 이너 가이드 홀과 상기 아우터 가이드 홀은 동일한 지름을 가질 수 있다.
상기 아우터 태핏 바디에는 상기 아우터 태핏 바디의 회전을 방지하는 회전 방지 돌출부가 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 생산 공정을 단순화 하여 가공 작업이 수월하다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치에 의하면, 구성이 단순하여 작동 신뢰성이 확보될 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 랫칭(latching) 상태를 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 언랫칭(unlatching) 상태를 나타내는 단면도이다.
도3 및 도4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동을설명하는 일부 투시 사시도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 단면도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 랫칭(latching) 상태를 나타내는 단면도이고, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 언랫칭(unlatching) 상태를 나타내는 단면도이다.
도3 및 도4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동을설명하는 일부 투시 사시도이다.
도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 밸브 리프트 장치는 아우터 가이드 홀(12)이 형성된 아우터 태핏 바디(10), 그 내부에 이너 바디 가이드 홀(22)이 형성되고, 상기 아우터 태핏 바디(10) 내에 슬라이딩 가능하게 구비된 이너 태핏 바디(20), 상기 이너 바디 가이드 홀(22)에 슬라이딩 가능하게 구비되는 랫칭 핀(32), 유압 공급에 따라 상기 랫칭 핀(32)을 상기 아우터 가이드 홀(12) 내측으로 밀도록 상기 아우터 가이드 홀(12) 내에 구비되는 가이드 핀(34), 상기 아우터 가이드 홀(12) 내에 상기 가이드 핀(34)의 반대 방향에 구비되는 리턴 핀(36) 및 상기 리턴 핀(36)을 탄성 지지하는 탄성부(40)를 포함한다.
상기 가이드 핀(34)에는 상기 랫칭 핀(32)의 이동 거리를 제한하도록 가이드 핀 돌출부(35)가 형성된다.
상기 리턴 핀(36)에는 상기 상기 랫칭 핀(32)의 이동 거리를 제한하도록 리턴 핀 돌출부(37)가 형성된다.
상기 탄성부(40)는 상기 아우터 가이드 홀(12)을 막는 캡(54) 및 상기 리턴 핀(36)을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 돌출부(37)를 감싸며 구비되는 리턴 스프링(42)을 포함한다.
상기 아우터 태핏 바디(10) 내측에는 어퍼 시트(14)가 구비되고, 상기 어퍼 시트(14)와 상기 아우터 태핏 바디(10)에는 상기 가이드 핀(34)으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인(16)이 형성될 수 있으며, 상기 아우터 태핏 바디(10)와 상기 어퍼 시트(14)가 일체로 형성될 수도 있다.
상기 이너 태핏 바디(20)에는 오링(64)를 통해 스프링 시트(60)가 결합되고, 상기 스프링 시트(60)와 상기 아우터 태핏 바디(10) 사이에는 로스트 모션 스프링(62)이 구비되어 상기 아우터 태핏 바디(10)를 탄성 지지한다.
상기 이너 태핏 바디(20)의 하단에는 심(shim; 80)이 결합하고, 상기 심(80)에는 밸브(미도시)가 구비된다.
상기 이너 가이드 홀(22)과 상기 아우터 가이드 홀(12)은 동일한 지름을 갖는다.
이하, 도 1 내지 도4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 작동을 설명한다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 핀(34)으로 유압이 공급되면, 상기 이너 가이드 홀(22) 내에 구비된 상기 랫칭 핀(32)의 일부가 상기 아우터 가이드 홀(12)로 삽입된다.
따라서, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 이너 태핏 바디(20)와 상기 아우터 태핏 바디(10)는 일체로 캠(미도시)에 의하여 왕복 운동되고, 밸브(미도시)는 상기 아우터 태핏 바디(10)의 왕복 운동에 종속되어 개폐된다.
이때, 상기 리턴 핀 돌출부(37)에 의해 상기 랫칭 핀(32)이 이동을 설정된 길이로 적당히 제한할 수 있어 상기 랫칭 핀(32)이 과도하게 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 리턴 스프링(56)이 상기 리턴 핀 돌출부(37)를 감싸도록 구비되므로, 상기 리턴 스프링(56)의 이탈을 방지할 수 있으며, 상기 리턴 스프링(56)의 상기 리턴 스프링(56)의 편심을 방지하여 내구성이 향상될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 핀(34)에 공급되던 유압이 해소되면, 상기 랫칭 핀(32)은 상기 이너 가이드 홀(22) 내에 위치한다.
따라서, 상기 이너 태핏 바디(20)와 상기 아우터 태핏 바다(10)는 도3에 도시된 바와 같이, 분리되어 독립적으로 왕복 운동하게 된다.
이때 상기 밸브(미도시)는 상기 이너 태핏 바디(20)의 왕복 운동에 종속되어 개폐되고, 상기 아우터 태핏 바디(10)는 로스트 모션(lost motion) 운동 하게 된다.
도면에는 상기 이너 태핏 바디(20)와 상기 아우터 태핏 바다(10)를 왕복운동시키는 캠의 구성 및 형상 등에 대하여 도시되지 않았으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 가이드 핀(34)에 유압을 공급하는 오일 펌프 등의 구성 및 이를 제어하는 ECU(engine control unit)의 작동 등에 대하여도 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 단면도이고, 도6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는 탄성부의 구성을 제외하고 그 구성 및 작동이 동일하므로 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고, 반복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는, 도5 및 도6을 참조하면, 아우터 가이드 홀(12)이 형성된 아우터 태핏 바디(10), 그 내부에 이너 바디 가이드 홀(22)이 형성되고, 상기 아우터 태핏 바디(10) 내에 슬라이딩 가능하게 구비된 이너 태핏 바디(20), 상기 이너 바디 가이드 홀(22)에 슬라이딩 가능하게 구비되는 랫칭 핀(32), 유압 공급에 따라 상기 랫칭 핀(32)을 상기 아우터 가이드 홀(12) 내측으로 밀도록 상기 아우터 가이드 홀(12) 내에 구비되는 가이드 핀(34), 상기 아우터 가이드 홀(12) 내에 상기 가이드 핀(34)의 반대 방향에 구비되는 리턴 핀(52) 및 상기 리턴 핀(52)을 탄성 지지하는 탄성부(50)를 포함한다.
상기 리턴 핀(52)에는 리턴 핀 홀(53)이 형성되고, 상기 탄성부(50)는 상기 아우터 가이드 홀(12)을 막으며 그 내측에 캡 홀(55)이 형성된 캡(54) 및 상기 리턴 핀(52)을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 홀(53)과 상기 캡 홀(55) 사이에 구비되는 리턴 스프링(56)을 포함한다.
상기 아우터 태핏 바디(10)에는 상기 가이드 핀(34)으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인(17)이 형성될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에 나타난 바와 같이, 어퍼 시트가 상기 아우터 태핏 바디(10) 내에 구비될 수도 있다.
상기 아우터 태핏 바디(10)에는 상기 아우터 태핏 바디(10)의 회전을 방지하는 회전 방지 돌출부(70)가 상기 아우터 태핏 바디(10)에 형성된 돌출부 삽입 홀(72)에 구비될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치에도 이와 동일한 구성이 가능하다.
상기 리턴 핀 홀(53)과 상기 캡 홀(55) 사이에 리턴 스프링(56)이 구비되므로, 상기 리턴 스프링(56)의 마찰 등을 방지하며, 편심 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가변 밸브 리프트 장치는 상기 이너 가이드 홀(22)과 상기 아우터 가이드 홀(12)이 동일한 지름으로 형성되어 가공이 용이하며, 상기 탄성부(40,50)의 위치에서 상기 아우터 가이드 홀(12)을 형성하면, 상기 아우터 가이드 홀(12)을 막는 가공 단계가 하나로 충분하게 된다. 따라서, 제작 공정이 단순해지고, 생산 단가를 낮출 수 있다.
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.
10: 아우터 태핏 바디 12: 아우터 가이드 홀
14: 어퍼 시트 16: 유압 공급 라인
20: 이너 태핏 바디 22: 이너 가이드 홀
32: 랫칭 핀 34: 가이드 핀
35: 가이드 핀 돌출부 36: 리턴 핀
37: 리턴 핀 돌출부 40: 탄성부
42: 리턴 스프링 44: 캡
50: 탄성부 52: 리턴 핀
53: 리턴 핀 홀 54: 캡
55: 캡 홀 56: 리턴 스프링
60: 스프링 시트 62: 로스트 모션 스프링
64: 오링 70: 회전 방지 돌출부
72: 돌출부 삽입 홀 80: 심(shim)

Claims (10)

  1. 아우터 가이드 홀이 형성된 아우터 태핏 바디;
    그 내부에 이너 바디 가이드 홀이 형성되고, 상기 아우터 태핏 바디 내에 슬라이딩 가능하게 구비된 이너 태핏 바디;
    상기 이너 바디 가이드 홀에 슬라이딩 가능하게 구비되는 랫칭 핀;
    유압 공급에 따라 상기 랫칭 핀을 상기 아우터 가이드 홀 내측으로 밀도록 상기 아우터 가이드 홀 내에 구비되는 가이드 핀;
    상기 아우터 가이드 홀 내에 상기 가이드 핀의 반대 방향에 구비되는 리턴 핀; 및
    상기 리턴 핀을 탄성 지지하는 탄성부;
    를 포함하는 가변 밸브 리프트 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 가이드 핀에는 상기 랫칭 핀의 이동 거리를 제한하도록 가이드 핀 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 리턴 핀에는 상기 상기 랫칭 핀의 이동 거리를 제한하도록 리턴 핀 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 탄성부는
    상기 아우터 가이드 홀을 막는 캡; 및
    상기 리턴 핀을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 돌출부를 감싸며 구비되는 리턴 스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 리턴 핀에는 리턴 핀 홀이 형성되고,
    상기 탄성부는
    상기 아우터 가이드 홀을 막으며 그 내측에 캡 홀이 형성된 캡; 및
    상기 리턴 핀을 탄성 지지하도록 상기 리턴 핀 홀과 상기 캡 홀 사이에 구비되는 리턴 스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 아우터 태핏 바디에는 상기 가이드 핀으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 아우터 태핏 바디 내측에는 어퍼 시트가 구비되고,
    상기 어퍼 시트와 상기 아우터 태핏 바디에는 상기 가이드 핀으로 유압을 공급하는 유압 공급 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 이너 태핏 바디에는 스프링 시트가 결합되고,
    상기 스프링 시트와 상기 아우터 태핏 바디 사이에는 로스트 모션 스프링이 구비되어 상기 아우터 태핏 바디를 탄성 지지하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 이너 가이드 홀과 상기 아우터 가이드 홀은 동일한 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 아우터 태핏 바디에는 상기 아우터 태핏 바디의 회전을 방지하는 회전 방지 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 가변 밸브 리프트 장치.
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