KR20160004376A

KR20160004376A - 캠샤프트

Info

Publication number: KR20160004376A
Application number: KR1020157034041A
Authority: KR
Inventors: 유르겐 뮈셀; 우웨 디에텔; 베른드 만; 미카엘 쿤츠; 마틴 레만
Original assignee: 티센크룹 프레스타 텍센터 아게
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2014-05-06
Publication date: 2016-01-12
Also published as: JP2016518549A; JP6310063B2; EP2994625B1; EP2994625A1; HUE039509T2; CN105324555B; US9982766B2; KR102111826B1; BR112015024370A2; MX2015015337A; US20160084368A1; CN105324555A; DE102013007741A1; MX366040B; WO2014180561A1

Abstract

본 발명은 중공 샤프트로서 구현되는 지지 샤프트(3)를 포함하는 캠샤프트에 관한 것이다. 내측 샤프트(5)는 지지 샤프트의 내부에서 동심으로 배치되며, 내측 샤프트(5)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 배치되며, 캠부는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하며 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11)를 통해 내측 샤프트(5)에 회전 가능하지 않게 연결되는 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제1 절개부(9)를 갖는다. 제1 캠부(7)는 적어도 두 개의 캠 윤곽(13, 15)을 포함한다. 뿐만 아니라, 내측 샤프트(5) 및 제1 캠부(7) 사이의 연결은 제1 캠부(7)가 내측 샤프트(5) 및 지지 샤프트(3)에 대하여 축방향으로 변위될 수 있도록 설계된다.

Description

캠샤프트{CAMSHAFT}

본 발명은 내연기관의 실린더 밸브의 작동을 위한 캠샤프트에 관한 것이다.

내연기관의 효율을 향상시키기 위해, 캠샤프트의 캠을 내연기관의 작동 조건에 맞게 조정하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, DE 10 2004 011 596 A1은 캠 홀더의 변위에 의해 상이한 형상의 캠 윤곽이 변경될 수 있도록 축방향으로 변위 가능한 캠 홀더를 갖는 변위 캠 시스템을 제시한다. 이에 따른 결과로서, 예를 들면, 밸브 작동의 지속 기간 및 강도가 변경될 수 있다. 다른 한편으로, 캠이 지지 샤프트에 회전 가능하게 끼워지고 지지 샤프트에 대하여 회전될 수 있는 내측 샤프트에 핀을 통하여 연결된다는 것에 의해 캠을 회전 가능하게 구성하는 것이 EP 1 696 107 A1로부터 알려져 있다. 따라서, 각도 위치 및 이에 따른 실린더 밸브의 이동 시간이 변경될 수 있다.

본 발명의 목적은 내연기관의 현재의 작동 조건으로의 훨씬 더 양호한 조절을 달성하고 이에 따라 내연기관의 효율을 향상시키기 위해 밸브 작동의 지속 기간 및 강도뿐만 아니라 실린더 밸브의 이동 시간이 모두 달라질 수 있는 신규한 캠샤프트를 제공하는 데에 있다.

이 목적은 중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트를 가지며, 그 내부에 내측 샤프트가 지지 샤프트에 대하여 동심으로 배치되는 캠샤프트에 의해 달성된다. 내측 샤프트는 지지 샤프트에 대하여 회전 가능하다. 게다가, 지지 샤프트 상에는, 지지 샤프트를 수용하기 위한 제1 요홈을 갖는 제1 캠부가 배치되며, 캠부는 지지 샤프트에 대하여 회전 가능하며 지지 샤프트의 제1 개구를 통하여 내측 샤프트에 회전 결합 방식으로 연결된다. 여기에서, 제1 캠부는 적어도 두 개의 캠 윤곽을 갖는다. 뿐만 아니라, 내측 샤프트 및 제1 캠부 사이의 연결은 제1 캠부가 내측 샤프트 및 지지 샤프트에 대하여 축방향으로 변위 가능하도록 구성된다. 이러한 구성은 두 개의 캠 윤곽 사이의 변화가 동시에 생길 수 있고 캠 윤곽의 각도 위치가 유연하게 설정될 수 있는 것을 보장한다.

특히, 이를 위해, 내측 샤프트는 지지 샤프트의 제1 개구를 통하여 도달하여 제1 캠부의 제1 요홈의 내측의 축방향 홈에 계합하는 핀을 갖는 보어를 갖는다. 이에 따라, 제1 캠부는 축방향으로 변위 가능한 반면, 확실한 잠금이 핀 및 홈 사이에 둘레방향으로 존재하며, 이에 따라, 내측 샤프트에 대한 제1 캠부의 회전을 방지한다. 이러한 방식으로, 한편으로는, 내측 샤프트 및 제1 캠 요소 사이의 단순한 커플링이 달성될 수 있는 한편, 다른 한편으로는, 내측 샤프트 및 지지 샤프트에 대한 변위 가능성이 확보된다.

축방향이라는 용어는, 본 출원의 의미에서, 캠샤프트의 회전축에 평행하게 진행하는 방향을 의미한다. 둘레방향은 캠샤프트의 둘레를 따라 회전축에 수직으로 진행한다.

캠샤프트의 추가적으로 전개되는 실시예의 경우, 내측 샤프트는 지지 샤프트의 제1 개구 및 제2 개구를 통하여 도달하는 핀을 갖는 연속적인 보어를 가지며, 제2 개구는 제1 개구에 대향되고, 핀은 제1 캠부의 제1 요홈의 내측의 두 개의 축방향 홈의 대향단과 계합한다. 두 개의 대향 개구 및 축방향 홈을 갖는 이러한 대칭적인 변형예는 보다 높은 토크가 캠 윤곽을 통하여 전달될 수 있도록 내측 샤프트 및 제1 캠부 사이의 연결의 보다 큰 안정성을 가능하게 한다.

제1 개구의 둘레방향 크기는 통상적으로 핀의 직경에 비하여 크다. 이러한 방식으로, 지지 샤프트에 대한 내측 샤프트의 회전이 핀에 의해 완전히 방지되지 않는다. 다른 한편으로, 일부 변형예에서, 제1 개구의 둘레방향 대향단이 지지 샤프트에 대한 내측 샤프트의 회전 각도를 고정시키는 핀을 위한 단부 정지부로서 작용하도록 제1 개구의 둘레방향 크기를 선택하는 것이 유리할 수 있다. 이에 따라, 각도 위치의 설정을 위해, 명확하게 정의된 각도 범위가 특정된다. 대안적으로, 각도 범위는 또한 내측 샤프트의 회전을 위한 제어부에 의해 자연스럽게 특정될 수 있다. 이 경우, 핀 및 제1 개구 사이의 둘레방향으로의 작은 정도의 유격이 또한 단부 위치에 남게 된다.

내측 샤프트 및 지지 샤프트에 대한 제1 캠부의 잘 정의된 변위를 확보하기 위해, 요홈의 내측의 축방향 홈이 핀을 통한 변위 중 안내된다. 핀은 축방향 홈을 따라 슬라이드 이동한다. 일부 실시예에서, 축방향 홈은 캠 윤곽 중 최대인 하나가 또한 외측에 놓이는 둘레방향의 요홈의 내측에 배치된다. 이는 축방향 홈을 제공하지만 그럼에도 불구하고 안정적인 캠 제공이 보다 용이하도록 재료 두께가 여기에서 더 크다는 이점을 갖는다. 원칙적으로, 축방향 홈은 그럼에도 불구하고 둘레방향으로 최대와 일치할 필요가 없으며, 오히려 임의의 원하는 다른 위치에 배치될 수도 있다.

하나의 추가적으로 전개된 실시예의 경우, 제1 캠부에 인접하여, 지지 샤프트를 수용하기 위한 제2 요홈을 갖는 제2 캠부가 지지 샤프트에 배치되고, 제2 캠부는 적어도 두 개의 캠 윤곽을 갖고, 제2 캠부 및 지지 샤프트 사이의 연결은 제2 캠부가 회전 결합 방식으로 배치되고 지지 샤프트에 축방향으로 변위 가능하게 배치되도록 구성된다.

제2 인접 캠부의 배치는 동일한 캠샤프트를 갖는 동일한 실린더의 두 개의 밸브를 제어하는 것을 가능하게 한다. 대안적으로, 두 개의 인접 실린더의 두 개의 밸브는 또한 이러한 배치로 제어될 수 있다. 제2 캠부가 또한 지지 샤프트에 축방향으로 변위 가능하게 배치되고 적어도 두 개의 캠 윤곽을 갖는다는 사실로 인하여, 작동을 위한 각각의 캠 윤곽 사이에서 두 캠부에 의해 변경이 수행될 수 있다. 그 결과, 실린더 밸브의 작동에 있어서의 높은 유연성이 달성된다.

제1 캠부의 캠 윤곽은 통상적으로 서로 상이하다. 제2 캠부의 캠 윤곽도 서로 상이하다. 그 결과, 높은 가변성이 확보된다.

그러나, 제1 캠부의 두 개의 캠 윤곽이 동일하거나 제2 캠부의 두 개의 캠 윤곽이 동일한 것이 유리할 수도 있다. 예를 들면, 캠샤프트의 후술하는 다수의 구성에서, 제1 및 제2 캠부가 공동으로만 축방향으로 변위 가능하다. 특히 이와 같은 경우, 제2 캠부의 두 개의 캠 윤곽이 동일한 한편 제1 캠부의 대응하는 캠 윤곽이 상이한 것(또는 그 반대인 것)이 유리할 수 있다. 그러므로, 제1 캠부에 의해 상이한 캠 윤곽의 변경이 이루어져야 하고 제2 캠부의 캠 윤곽은 유지되어야 하는 응용처가 있게 된다. 두 캠부가 공동으로만 변위 가능하므로, 이러한 경우, 두 개의 상이한 캠 윤곽이 제1 캠부에 제공되며, 두 개의 동일한 캠 윤곽이 제2 캠부에 제공된다. 두 개의 동일한 캠 윤곽이 제2 캠부에서 인접하게 배치되면, 제2 캠부의 대응하는 영역이 유리하게는 넓은 캠의 형태로 구현된다. 이는 캠부의 횡단면이 두 개의 동일한 캠 윤곽 사이에서 변화하지 않는다는 것을 의미한다.

캠샤프트의 하나의 변형예에서, 제2 캠부의 제2 요홈 및 지지 샤프트의 외측은 지지 바디가 배치되는 캐비티가 생성되도록 대향하는 압입부를 갖는다. 그 결과, 지지 샤프트에 대한 제2 캠부의 회전 결합 특성이 확보된다. 동시에, 치형부와 대조적으로, 증가된 직경을 갖는 지지 샤프트의 축방향 영역이 발생하지 않는다. 따라서, 지지 샤프트가 또한 아무런 문제 없이 폐쇄된 지지 수용기 내로 밀릴 수 있다. 지지 샤프트에서의 제2 캠부의 축방향 변위를 가능하게 하기 위해, 이 경우, 제2 요홈의 내측의 압입부 또는 지지 샤프트의 외측의 압입부가 지지 바디에 비하여 축방향으로 보다 큰 크기를 갖는다. 제2 캠부의 변위 중 지지 바디는 이러한 압입부에서 떨어져 슬라이드 이동한다. 제2 요홈의 내측의 압입부 및 지지 샤프트의 외측의 압입부는 지지 샤프트에 대한 제2 캠부의 회전을 방지하기 위해 지지 바디의 둘레방향으로의 크기에 실질적으로 대응하는 둘레방향 크기를 갖는다는 점에서 회전 결합 특성이 지지된다.

하나의 대안적인 변형예에서, 서로 계합하는 치형부가 제2 요홈의 내측 및 지지 샤프트의 외측에 배치된다. 지지 샤프트 상의 제2 캠부의 축방향 변위가 가능하고, 지지 샤프트에 대한 제2 캠 요소의 회전이 방지되도록, 치형부의 치형 홈이 축방향으로 연장된다. 치형부는 상대적으로 쉽게 생성될 수 있으며, 지지 바디의 추가적인 삽입을 필요로 하지 않는다. 예를 들면, 지지 샤프트의 외측의 치형부는 가압된(pressed-on) 치형 링의 형태로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 캠샤프트의 추가적으로 전개된 실시 변형예의 경우, 제1 캠부 및 제2 캠부가 지지 샤프트에서 인접하게 배치된다. 게다가, 커플링이 제1 캠부 및 제2 캠부 사이에 형성되어, 제1 캠부가 제2 캠부에 대하여 회전 가능하며, 두 캠부는 축방향으로 공동으로만 변위 가능하다. 이는 두 캠부가 단지 하나의 제어 장치(예를 들면, 슬라이드 트랙)만으로 축방향으로 변위될 수 있다는 이점을 갖는다.

이러한 커플링을 실현하기 위한 하나의 가능한 형태는 두 개의 캠부 사이의 베이어닛 접합이다. 제1 캠부는, 제2 캠부에 대면하는 단부측에서, 둘레의 일부를 따라 연장되는 제1 칼라를 갖는다. 동시에, 제2 캠부는, 제1 캠부에 대면하는 단부측에서, 이 또한 둘레의 일부를 따라 연장되는 제2 칼라를 갖는다. 제1 칼라 및 제2 칼라가 서로 계합되므로 커플링이 형성된다. 두 개의 캠부의 커플링을 위해, 초기에 두 개의 캠부는 그 요홈이 서로 정렬되도록 배치된다. 이 경우, 제2 캠부가 칼라를 갖지 않은 영역에 제1 캠부의 제1 칼라가 놓이도록 캠부의 각도 배향이 서로에 대하여 선택된다. 이에 따라, 제1 칼라의 둘레방향으로의 크기는 제2 칼라가 배치되지 않은 제2 캠부의 영역의 크기에 비하여 작아야 한다. 그에 대응하는 것이 반대로 적용된다. 그런 다음, 두 캠부는 축방향으로 함께 밀릴 수 있다. 그 후 두 캠부의 서로에 대한 회전에 의해 제2 칼라와의 제1 칼라의 확실한 잠금이 생성되며, 제1 칼라 및 제2 칼라는 서로 계합하며 이러한 방식으로 커플링을 형성한다.

추가적인 실시예에서, 제1 캠부 및 제2 캠부는 지지 샤프트에서 인접하게 배치된다. 두 캠부는 회전 중 발생되는 두 개의 캠부 중 하나의 변위 없이 제1 캠부가 제2 캠부에 대하여 회전 가능하도록 지지 샤프트의 회전축에 수직으로 진행하는 접합 접촉면을 갖는다. 이러한 방식에서, 회전 및 축방향 변위는 서로에게 무관하며, 별개로 수행될 수 있다.

본 발명의 하나의 변형예에서, 제1 캠부는 스프링 요소에 의해 제2 캠부에 대항하여 장력이 가해진다. 하나의 대안적인 변형예에서, 제2 캠부는 스프링 요소에 의해 제1 캠부에 대항하여 장력이 가해진다. 이는 장력이 가해진 캠부가 스프링 요소에 의해 다른 각각의 캠부에 대항하여 연속적으로 밀리는 것을 의미한다. 장력이 가해지지 않은 캠부의 축방향 변위의 경우, 장력이 가해진 캠부는 자동적으로 장력이 가해지지 않은 캠부의 이동을 뒤따른다. 이는 래칭 수단이 장력이 가해진 캠부에 배치될 필요가 없다는 이점을 갖는다. 래칭 수단으로 장력이 가해지지 않은 캠부를 고정시키는 것이 충분하다. 또한, 장력이 가해진 캠부는 그런 다음 장력이 가해지지 않은 캠부의 래칭 수단에 의해 그리고 스프링 힘에 의해 그 축방향 위치에 고정된다. 이에 따라, 두 개의 캠부의 커플링이 제거될 수 있다.

본 발명에 따른 캠샤프트의 하나의 실시 변형예는 제1 캠부 및 제2 캠부가 함께 제1 축방향으로의 제1 캠부 및 제2 캠부의 이동을 위한 적어도 하나의 제1 슬라이드 트랙 및 제2 축방향으로의 제1 캠부 및 제2 캠부의 이동을 위한 제2 슬라이드 트랙을 갖도록 구성된다. 여기에서, 제2 축방향은 제1 축방향에 대향된다.

슬라이드 트랙은 회전 샤프트에서의 요소의 변위를 유발하기 위한 수단을 생성하기가 용이하다. 예를 들면, 드라이버 핀과 같은 정지 수단이 요소의 슬라이드 트랙과 접촉된다는 사실로 인하여 샤프트의 현재 회전 이동이 사용된다. 슬라이드 트랙은 둘레방향에 대하여 (즉, 둘레방향을 따르는 것도 아니고 축방향을 따르는 것도 아님) 적어도 부분적으로 경사지게 진행한다. 샤프트의 회전 시, 슬라이드 트랙은 핀을 따라 슬라이드 이동한다. 핀이 정지되어 있으므로, 회전에 의해 힘이 슬라이드 트랙에 가해지며, 그 힘은 축방향 및 둘레방향으로의 힘 성분을 갖는다. 둘레방향으로의 슬라이드 트랙의 이동(즉, 슬라이드 트랙의 회전)은 요소가 회전 결합 방식으로 샤프트에 부착된다는 사실로 인해 보통 배제된다. 슬라이드 트랙의 변위 및 이에 따른 요소의 변위로 이어지는 축방향의 힘 성분이 이에 따라 남게 된다.

제1 및 제2 슬라이드 트랙을 제2 캠부에 배치하는 것이 특히 유리하다. 그 결과, 축방향 영역이 슬라이드 트랙을 위해 제공될 필요가 없기 때문에, 제1 캠부가 보다 좁게 구성될 수 있게 된다. 이는 결국 제1 캠부의 중량 이점을 가져온다. 제1 캠부가 내측 샤프트에 의해 회전되기 때문에, 이 캠부는 특히 가벼우면 유리하다. 제2 캠부가 변위될 뿐 회전되지 않으므로, 슬라이드 트랙을 갖는 영역에서의 추가적인 중량은 제2 캠부를 보다 적게 타격한다.

물론, 그럼에도 불구하고, 일부 실시예에서, 두 슬라이드 트랙을 제1 캠부에 배치하는 것이 유리할 수 있다.

특히, 제1 캠부 및 제2 캠부 사이에 커플링이 없는 실시예의 경우, 제1 캠부가 제2 캠부를 향하는 제1 캠부의 제1 축방향으로의 이동을 위한 제1 슬라이드 트랙을 가지며, 제2 캠부가 제1 캠부를 향하는 제2 캠부의 제2 축방향으로의 이동을 위한 제2 슬라이드 트랙을 갖는다는 점에서, 두 캠부의 공동 이동이 실현될 수 있다.

슬라이드 트랙은 두 개의 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 한편으로는, 슬라이드 트랙을 홈 형상으로 형성할 수 있다. 그런 다음, 고정된 핀이 요소의 변위를 위해 홈 형상의 슬라이드 트랙 내로 도입될 수 있다. 슬라이드 트랙은 둘레방향에 대하여 (즉, 둘레방향을 따르는 것도 아니고 축방향을 따르는 것도 아님) 적어도 부분적으로 경사지게 진행한다. 예를 들면, 나선형 경로의 일정한 구배를 갖는 나선형 프로파일 또는 다양한 구배를 갖는 나선형 프로파일이 가능하다. 더 복잡한 프로파일도 가능하다.

다른 한편으로, 변위될 요소의 단부측이 적어도 부분적으로 축방향에 대하여 경사진 프로파일을 구비할 수도 있다. 다수의 변형예에서, 제1 캠부 및 제2 캠부는 인접하므로, 다른 각각의 캠부로부터 외면하는 단부측만이 슬라이드 트랙의 이러한 구성에 가능하다.

그러므로, 제1 슬라이드 트랙 및 제2 슬라이드 트랙 모두를 홈 형상으로 형성하거나 제1 슬라이드 트랙 및 제2 슬라이드 트랙을 다른 각각의 캠부에 외면하면서 적어도 부분적으로 경사지게 진행하는 캠부의 단부측의 형태로 형성할 수 있다. 하나의 슬라이드 트랙은 경사지게 진행하는 홈으로서 형성되고 다른 슬라이드 트랙은 부분적으로 경사지게 진행하는 단부측으로서 형성되는 혼합된 형태도 가능하다.

제1 캠부만 변위 가능한 실시예의 경우, 제1 캠부의 양 단부측도 부분적으로 경사진 프로파일을 구비할 수 있다. 이는 제1 캠부의 특히 좁은 실시예를 가능하게 하며, 그 결과로서, 제1 캠부가 작은 질량을 갖는다. 그 결과, 제1 캠부의 회전이 용이하게 된다. 추가적으로, 좁은 디자인은 통상적으로 작은 설치 공간만 이를 위해 이용 가능하므로 장착이 용이해진다는 이점을 갖는다.

본 발명에 따른 캠샤프트의 일부 실시예에서, 제1 캠부의 각각의 캠 윤곽에는 제2 캠부의 관련 캠 윤곽 및 제1 캠부 및 제2 캠부의 관련 접합 축방향 위치가 지정된다. 이러한 지정의 결과로서, 제2 캠부의 지정된 캠 윤곽이 또한 활성화될 때, 제1 캠부의 캠 윤곽이 정밀하게 활성화되는 것이 달성된다. 이에 의해, 이는 바로, 지정된 접합 축방향 위치가 차지되는 경우이다. 캠 윤곽은 캠샤프트의 작동 중 실린더 밸브를 작동시키기 위해 정확한 축방향 위치에 위치될 때 활성화된 것으로 나타낸다. 제1 및 제2 캠부의 조립체를 제1 접합 축방향 위치로부터 제2 접합 축방향 위치로 변위시키는 것에 의해, 제1 작동 모드로부터 제2 작동 모드로 변경이 이루어 질 수 있다. 제1 작동 모드에서, 제1 캠부의 제1 캠 윤곽 및 제2 캠부의 제1 캠 윤곽은 활성화된다. 제2 접합 축방향 위치로의 변위에 의해, 제1 캠부의 제2 캠 윤곽이 제1 캠 윤곽의 원래의 축방향 위치로 이동한다. 그러므로, 제2 캠 윤곽은 이제 활성화되며 제1 캠부의 제1 캠 윤곽은 비활성화된다. 동시에, 제2 캠부의 제2 캠 윤곽은 제2 캠부의 제1 캠 윤곽의 원래의 축방향 위치로 이동한다. 그러므로, 제2 캠부의 제2 캠 윤곽도 활성화된다. 캠샤프트가 이제 제1 캠부의 제2 캠 윤곽 및 제2 캠부의 제2 캠 윤곽이 활성화되는 제2 작동 모드에 위치된다.

캠샤프트가 각각의 캠부를 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합시키는 래칭 수단을 포함하는 것이 유리하다. 이는 캠부의 비의도적인 변위가 발생하지 않는 안정적인 작동 조건을 확보한다.

제1 및 제2 캠부 사이에 커플링을 갖는 실시예의 경우, 래칭 수단으로 두 개의 캠부 중 하나를 고정시키기에 충분하다. 또한, 다른 캠부가 그런 다음 커플링을 통하여 자동적으로 고정된다.

그러나, 커플링이 없는 실시 변형예의 경우, 제1 캠부의 래치 결합을 위한 래칭 수단 및 제2 캠부의 래치 결합을 위한 래칭 수단을 제공하는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 두 개의 캠부 각각은 독립적으로 래치 결합된다.

래칭 수단을 구현하기 위한 하나의 가능성은 반경방향으로 이동 가능하게 장착되는 스프링 탑재 래칭 바디를 갖는 내측 샤프트에 보어를 제공하는 것에 있다. 래칭 바디는 지지 샤프트의 래칭 개구를 통하여 도달하며 각각의 캠부의 요홈의 내측의 래칭 홈에 계합한다. 내측 샤프트가 지지 샤프트 내에서 회전 가능하므로, 지지 샤프트의 래칭 개구 및 래칭 홈이 각각 래칭 바디의 둘레방향 크기에 비하여 큰 둘레방향 크기를 가질 필요가 있다. 이러한 방식으로, 지지 샤프트에 대한 내측 샤프트의 회전이 래칭 바디에 의해 방지되지 않는다.

캠부의 변위 중, 래칭 바디는 래칭 바디 및 래칭 홈 사이에 확실한 잠금이 더 이상 축방향으로 존재하지 않을 때까지 지지 샤프트 및 내측 샤프트 내에서 스프링 힘의 반대로 변위된다. 제2 접합 축방향 위치에 도달하자마자, 스프링은 래칭 바디를 대응하는 래칭 홈 내로 밀고, 그 결과로서, 캠부가 축방향 위치에 래치 결합된다.

제1 또는 제2 캠부의 캠 윤곽에 대한 하나의 가능한 변형예는 제로 스트로크이다. 이는 캠 윤곽이 대응하는 실린더 밸브의 작동이 발생하지 않도록 하는 형상을 갖는 것을 의미한다. 이러한 경우, 통상적으로 제1 캠부의 캠 윤곽 및 제2 캠부의 대응하는 지정된 캠 윤곽 모두가 제로 스트로크로서 구현된다. 제1 캠부가 빈번하게 작동하는 역할을 하고 제2 캠부가 동일한 실린더의 제2 밸브를 작동시키는 역할을 하므로, 이러한 구성은 두 개의 밸브가 더 이상 작동되지 않는다는 사실로 인해 실린더가 스위치 오프되는 이점을 갖는다. 4개의 실린더 모터의 경우는, 예를 들면, 특정 작동 상태에서 실린더 중 두 개를 스위치 오프하고 모터를 두 개의 실린더 모터로서 작동시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 모터는 본 발명에 따른 캠샤프트에 끼워지고, 4개의 실린더 각각에 제1 캠부 및 제2 캠부의 조립체가 지정되면, 두 개의 실린더가, 예를 들면, 스위치 오프될 수 있다. 동시에, 두 개의 활성 실린더의 효율을 향상시키기 위해, 나머지 실린더의 작동은 지지 샤프트에 대한 내측 샤프트의 회전에 의해 또는 상이한 활성 캠 윤곽으로 변경하는 것에 의해 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 두 개의 실린더를 스위치 오프하는 것에 의해 연료 소비가 저감될 수 있다.

도면에 근거하여 본 발명이 더 상세하게 설명된다. 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 캠샤프트의 제1 실시예의 종단면을 도시한다.
도 2는 제1 실시예의 추가적인 종단면을 도시한다.
도 3은 제1 실시예에 따른 단면을 갖는 3차원 도면을 도시한다.
도 4는 제1 실시예의 횡단면을 도시한다.
도 5는 제1 실시예의 추가적인 횡단면을 도시한다.
도 6 내지 도 10은 제1 실시예의 상이한 3차원 도면을 도시한다.
도 11은 개별적인 구조적 양태를 설명하기 위해 개략적인 실시예에 따른 단면을 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 캠샤프트의 제2 실시예의 종단면을 도시한다.
도 13은 제2 실시예의 추가적인 종단면을 도시한다.
도 14는 제2 실시예의 측면도를 도시한다.
도 15는 제2 실시예의 3차원 도면을 도시한다.
도 16 내지 도 20은 밸브 스트로크 곡선과 함께 상이한 실시예를 도시한다.
도 21 및 도 22는 고정된 제2 캠부를 갖는 일 실시예를 도시한다.
도 23 및 도 24는 래칭 수단으로서 둥근 와이어 링을 갖는 변형예를 도시한다.
도 25 및 도 26은 래칭 수단으로서 스프링 링을 갖는 일 실시예를 도시한다.
도 27은 제3 실시예의 종단면을 도시한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 단면 평면은 각각 캠샤프트의 회전축을 포함하는 반면, 도 4 내지 도 5의 단면 평면은 회전축에 수직이다. 도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 캠샤프트의 제1 실시예를 도시한다. 캠샤프트를 통과하는 하나의 단면이 도 1 내지 도 3에 각각 도시되며, 이 세 경우에 있어서의 단면 평면은 캠샤프트의 회전축을 포함한다. 도 4 및 도 5는, 캠샤프트의 회전축에 수직으로 진행하는, 캠샤프트를 통과하는 두 개의 단면을 도시한다.

캠샤프트(1)의 종단면이 도 1에 나타난다. 캠샤프트(1)는, 중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트(3)와, 지지 샤프트(3)에 대하여 동심으로 배치되는 내측 샤프트(5)를 포함한다. 내측 샤프트(5)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제1 요홈(9)을 갖는 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 배치된다. 지지 샤프트(3)는 제1 캠부(7)가 회전 결합 방식으로 내측 샤프트(5)에 연결되는 제1 개구(11)를 갖는다. 그러나, 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 제1 캠부(7)는 서로 축방향으로 오프셋되는 제1 캠 윤곽(13) 및 제2 캠 윤곽(15)을 갖는다. 도 1에 나타낸 캠샤프트(1)의 구성의 경우, 제1 캠부(7)는 제1 캠 윤곽(13)이 활성화되도록 축방향 위치에 위치된다. 이는 내연기관에 캠샤프트(1)가 설치된 상태에서 캠 윤곽(13)에 의해 실린더 밸브가 작동되는 것을 의미한다. 반면, 캠 윤곽(15)은 활성화되지 않는다. 이는 캠 윤곽(15)이 실린더 밸브를 작동시킬 수 있도록 하기 위한 정확한 축방향 위치에 위치되지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 제1 캠부(7)는 내측 샤프트(5) 및 지지 샤프트(3)에 대하여 변위 가능하다. 따라서, 제1 캠부(7)는 제2 캠 윤곽(15)이 제1 캠 윤곽(13)의 축방향 위치로 이동하도록 (도면에서) 좌측으로 변위될 수 있다. 이 경우, 제2 캠 윤곽(15)은 실린더 밸브의 작동을 유발하도록 정확한 축방향 위치에 위치되기 때문에 활성화될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예의 경우, 제2 캠 윤곽(15)이 활성화되더라도 실린더 작동이 수행되지 않도록 제2 캠 윤곽이 제로 스트로크(zero stroke)로서 구현된다. 그러므로, 제1 캠부(7)의 변위에 의해, 지정된 실린더 밸브가 더 이상 작동되지 않게 된다. 실린더 스위치 오프가 수행된다. 대안적으로, 실린더 스위치 오프 대신에, 제1 캠부(7)의 변위에 의해, 상이한 작동 모드로 변경이 이루어질 수도 있다. 이러한 경우, 제1 캠 윤곽(13) 및 제2 캠 윤곽(15) 모두는 각각의 활성화 위치에서 실린더 밸브를 작동시키도록 구현된다. 두 캠 윤곽(13, 15)은, 예를 들면, 실린더 밸브가 제1 캠부(7)의 위치에 따라 상이한 정도로 작동되도록 스트로크 높이가 상이하거나 제1 캠부(7)의 위치에 따라 실린더 밸브가 상이한 시점에 작동되도록 각도 위치가 상이하다. 실린더 밸브의 작동 시기가 상이하도록 캠 윤곽이 상이한 폭을 갖는 것도 가능하다.

제1 캠부(7)의 변위에 추가하여, 제1 캠부(7)도 지지 샤프트(3)에 대한 각도 위치가 변경될 수 있다. 이를 위해, 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 회전 가능하게 배치되며, 핀(17)에 의하여 제1 개구(11)를 통하여 내측 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결된다. 이에 따라, 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전 중, 제1 캠부(7)도 지지 샤프트(3)에 대하여 회전된다. 핀(17)이 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방지하지 않도록, 제1 개구(11)는 둘레방향으로 핀(17)의 직경에 비하여 크다. 내측 샤프트(5)는 핀(17)을 수용하는 보어(21)를 갖는다. 핀(17)은 지지 샤프트(3)의 개구(11)를 통하여 도달하여 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 축방향 홈(23) 내에 계합한다. 이러한 경우, 핀(17)은 두 개의 부품으로 이루어져, 제1 핀부(18a) 및 제2 핀부(18b)를 포함한다. 대안적으로, 핀(17)의 일체형(one-piece) 실시예도 가능하다.

도시된 실시예의 경우, 보어(21)는 연속적인 보어로 구현되며, 핀(17)은 제1 개구(11) 및 제1 개구(11)에 대향하는 제2 개구(12)를 통하여 도달하며, 핀(17)은 제1 캠부(7)의 요홈(9)의 내측의 두 개의 축방향 홈(23)의 대향단과 계합한다. 이러한 대칭적인 실시예 대신에, 핀(17)의 일측만이 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11)를 통하여 도달하여 축방향 홈(23)에 계합하도록, 블라인드 홀(blind hole) 형태의 보어(21)를 형성하는 것도 가능하다.

제2 캠부(25)는 제1 캠부(7)에 인접하도록 지지 샤프트(3)에 배치된다. 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3), 제1 캠 윤곽(29) 및 제2 캠 윤곽(31)을 수용하는 제2 요홈(27)을 갖는다. 제2 캠부(25)는 이에 따라 제1 캠부(7)와 동일한 개수의 캠 윤곽을 갖는다.

제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 연결되어, 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 결합 방식으로 배치되며, 다른 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 기계적 구성의 일 예가 도 3을 참조하여 설명된다.

커플링(33)이 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25) 사이에 형성되어, 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하며, 두 캠부(7, 25)가 축방향으로 공동으로만 이동 가능하다. 커플링(33)의 기계적 구성이 도 5와 함께 아래에서 더 설명된다.

이러한 경우, 제1 캠부(7)의 각각의 캠 윤곽에는, 제2 캠부(25)의 캠 윤곽 및 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 관련 접합 축방향 위치가 지정된다. 캠샤프트(1)의 도시된 작동 모드의 경우, 예를 들면, 제1 캠부(7)의 제1 캠 윤곽(13)이 축방향 위치에 위치되기 때문에 활성화되며, 이러한 경우, 캠샤프트의 설치 상태에서, 제1 캠 윤곽(13)이 실린더 밸브를 작동시킨다. 동시에, 제2 캠부(25)의 제1 캠 윤곽(29)도 활성화된다. 이에 따라, 제1 캠부(7)의 제1 캠 윤곽 및 제2 캠부(25)의 제1 캠 윤곽(29) 사이의 지정이 제공된다. 이제, 제1 캠부(7)의 제2 캠 윤곽(15)이 제1 캠 윤곽(13)의 원래의 축방향 위치를 취할 때까지 (즉, 좌측으로) 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)와 공동으로 축방향으로 이동된다면, 캠부(7)의 제2 캠 윤곽(15)이 활성화된다. 제2 캠 윤곽(31)도 이제 활성화되도록, 제2 캠부(25)의 제2 캠 윤곽(31)도 이에 대응하여 제2 캠부(25)의 제1 캠 윤곽(29)의 원위치로 변위된다. 이에 따라, 제2 작동 모드가 설정된다. 이러한 작동 모드 각각은 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 관련 접합 축방향 위치를 포함한다. (도시된) 제1 작동 모드에서, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 도시된 접합 축방향 위치에 위치되는 동안, 캠 윤곽(13, 29)이 활성화된다. 제2 작동 모드(미도시)에서, 캠 윤곽(15, 31)이 캠 윤곽(13, 29)의 원래의 축방향 위치를 취하여 이에 따라 활성화되도록, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 더 좌측으로 접합 축방향 위치에 위치된다. 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 유닛을 대응하는 접합 축방향 위치에 고정하기 위해, 제2 캠부(25)를 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합하는 래칭 수단(35)이 구비된다. 제1 캠부(7)가 커플링(33)을 통하여 제2 캠부(25)에 연결되기 때문에, 제1 캠부(7)의 축방향 위치도 이에 따라 특정된다. 이에 따라, 접합 축방향 위치가 고정된다. 래칭 수단(35)은 스프링 탑재 래칭 바디(37)를 갖는 내측 샤프트(5)의 보어(36)를 포함한다. 래칭 바디(37)는 반경방향으로 이동 가능하게 장착된다. 이러한 래칭 바디(37)의 반경방향 이동은 스프링(39)의 압축 하에서 수행된다. 스프링 탑재 래칭 바디(37)가 지지 샤프트(3)의 래칭 개구(41)를 통하여 도달하여, 제2 캠부(25)의 제2 요홈(27)의 내측의 래칭 홈(45)에 계합한다. 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 제2 작동 모드를 향하여 (즉, 좌측으로) 변위되는 경우, 스프링(39)은 초기에 변위를 가능하게 하기 위해 압축된다. 지정된 접합 축방향 위치에서, 스프링(39)은 그런 다음 래칭 바디(37)를 다른 래칭 홈(46)과 계합시켜, 이에 따라, 접합 축방향 위치를 고정한다. 래칭 바디(37)가 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록, 두 래칭 개구(41) 및 두 래칭 홈(45, 46)은 각각 래칭 바디(37)의 둘레방향의 크기에 비하여 큰 둘레방향 크기를 갖는다. 래칭 홈(45, 46)도 완전히 둘레방향으로 구현될 수 있다. 그런 다음, 이는 생산 방법을 보다 단순하게 할 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 래칭 바디(37)의 보어(36)는 핀(17)용 보어(21)에 평행하게 진행한다. 이는 두 보어(21, 36)가 보링(boring) 단계 사이에서 내측 샤프트를 회전시키지 않고 수행될 수 있는 장점을 갖는다. 물론, 두 보어(21, 36)의 직경은 동일할 필요가 없다. 그러나, 원칙적으로, 두 개의 보어 사이에 임의의 원하는 각도가 가능하다. 게다가, 두 보어(21, 36) 및 이에 따른 핀(17) 또는 래칭 바디(37)의 이동 방향이 반드시 반경방향으로 진행할 필요가 없다. 축방향 및 반경방향의 부품과의 경사진 프로파일도 가능하다.

도 2는 도 1에 따른 종단면에 수직으로 진행하는 본 발명에 따른 캠샤프트(1)를 통한 종단면을 도시한다. 종단면은 도 1에 도시되며 캠샤프트의 회전축과 일치하는 A-A선을 포함한다. 보어(21, 36)는 내측 샤프트(5) 내에 명확하게 나타난다. 핀(17)이 보어(21) 내에 수용되며, 보어(36) 내에 래칭 수단(35)의 일부인 스프링(39)이 수용된다. 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 지지 샤프트(3)에 배치된다. 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능한 한편, 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 결합된다. 커플링(33)이 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25) 사이에 형성되어, 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하며, 두 캠부(7, 25)가 축방향으로 공동으로만 이동 가능하다. 제1 캠부는 제2 캠부(25)에 대면하는 단부측에 제1 칼라(43)를 가지며, 제2 캠부(25)는 제1 캠부(7)에 대면하는 단부측에 제2 칼라(44)를 갖는다. 제1 칼라(43) 및 제2 칼라(44)는 서로 계합하며, 이에 따라, 커플링(33)을 형성한다. 도시된 변형예에서, 제1 캠부(7)는 제2 캠부(25) 주위에서 계합하는 한편, 제2 캠부는 단부측에서 지지 샤프트(5)에 보다 가깝게 놓인다. 물론, 제2 캠부(25)가 제1 캠부의 주위에 계합하는 반대의 경우도 가능하다(도 11 참조).

제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 공동 이동이 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)의 도움으로 이루어진다. 슬라이드 트랙(53, 55)의 작동 모드가 도 6을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.

도 3은 절개된 캠샤프트(1)를 통과하는 사시도를 도시한다. 단면 평면은 또한 회전축을 포함하며, 도 1에 도시된 단면 평면에 대하여 대략 30°의 각도를 이룬다. 다양한 단면 평면의 프로파일이 도 5에서 한번 더 설명된다. 이미 설명된 부품에 추가적으로, 도 3은 제2 캠부(25)의 제2 요홈(27)의 내측에 두 개의 압입부(47)가 배치되는 것을 도시한다. 지지 바디(51)가 배치되는 캐비티가 각각 형성되도록, 압입부(49)가 각각 압입부(47)에 대향하여 지지 샤프트의 외측 샤프트에 배치된다. 압입부(49)는 지지 바디(51)와 대략 동일한 축방향 크기를 갖는 한편, 압입부(47)는 제2 요홈(27)의 내측에서 지지 바디(51)에 비하여 큰 축방향 크기를 갖는다. 이러한 경우, 압입부(47)는 또한 제2 캠부(25)의 완전한 축방향 크기를 횡단하여 연장된다. 지지 샤프트(3)에서의 제2 캠부(25)의 변위 중, 제2 캠부(25)는 지지 바디(51)에서 떨어져 슬라이드 이동한다. 이에 반하여, 둘레방향으로는, 제2 요홈(27)의 내측의 압입부(47)와 지지 샤프트의 외측의 압입부(49)는 모두 이 방향으로의 지지 바디(51)의 크기에 실질적으로 대응하는 크기를 갖는다. 지지 바디(51)는, 이에 따라, 확실한 잠금에 의해, 지지 샤프트(3)에 대한 제2 캠부(25)의 회전을 방지한다.

도 4는 캠샤프트(1)를 통한 횡단면을 도시하며, 단면 평면은 회전축에 수직으로 진행하며, 도 1 및 도 2에 도시된 B-B선을 포함한다. 내측 샤프트(5)가 회전 가능하게 배치되는 내부에서, 지지 샤프트(3)는 도 4에 명확하게 나타난다. 내측 샤프트(5)는 핀(17)을 갖는 연속적인 보어(21)를 갖는다. 지지 샤프트(3)를 수용하는 제1 요홈(9)을 갖는 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 배치된다. 제1 개구(11) 및 제2 개구(12)는 지지 샤프트(3)에 끼워진다. 제1 캠부(7)는 제1 개구(11) 및 제2 개구(12)를 통하여 내측 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결된다. 이를 위해, 핀(17)은 제1 개구(11) 및 제2 개구(12)를 통하여 도달하여 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 두 개의 축방향 홈(23)의 대향 단부와 계합한다. 제1 개구(11) 및 제2 개구의 크기는 둘레방향으로 핀(17)의 직경에 비하여 크다.

도 5는 캠샤프트(1)를 통한 추가적인 횡단면을 도시하며, 단면 평면은 회전축에 수직으로 진행하며, 이때, 도 1 및 도 2에 도시된 C-C선을 포함한다. 이에 따라, 횡단면은 커플링(33)을 통하여 진행한다. 도면 간의 관계를 더 나타내기 위해, 도 5는 D-D선, E-E선 및 F-F선을 도시한다. D-D선은 도 1에 따른 종단면의 위치를 지시하고, E-E선은 도 2에 따른 종단면의 위치를 지시하며, F-F선은 도 3에 따른 종단면의 위치를 지시한다.

베이어닛 접합의 형태로 형성되는 커플링(33)의 작동 모드가 또한 이제 도 5로부터 명확해진다. 제1 캠부(7)는 제2 캠부(25)에 대면하는 단부측에서 칼라(43)를 갖는다. 칼라(43)는 도 1 및 도 3에 따른 종단면에서 보이지 않고 오히려 도 2에서만 보이는 칼라(43)로 이어지는 둘레의 일부에만 걸쳐서 연장된다. 제1 캠부(7)에 대면하는 단부측에서, 제2 캠부(25)는 또한 둘레의 일부에만 걸쳐서 연장되며 또한 이에 따라 도 2에 따른 종단면에서만 보일 수 있는 제2 칼라(44)를 갖는다. 도 5에 따른 횡단면은 칼라(44)를 통하여 진행한다. 칼라가 배치되지 않는 제2 캠부(25)의 둘레의 영역에서, 도 5는 그 뒤에 놓인 칼라(43)의 일부를 도시한다. 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)는 두 캠부가 초기에 서로 정렬되게 배치된다는 점에 의해 서로 결합되며, 제1 캠부(7)의 제1 칼라(43)가 제2 캠부(25)가 칼라를 갖지 않는 영역에 놓이도록 각도 배향이 선택된다. 이에 따라, 제1 칼라(43)의 둘레방향으로의 크기는 제2 칼라가 배치되지 않은 제2 캠부(25)의 영역의 크기에 비하여 작아야 한다. 그에 대응하는 것이 반대로 적용된다. 그런 다음, 두 캠부는 축방향으로 함께 밀릴 수 있다. 이후, 두 캠부의 서로에 대한 회전에 의해, 제2 칼라(44)에 의한 제1 칼라(43)의 확실한 잠금이 생성되며, 제1 칼라(43) 및 제2 칼라(44)는 서로 계합되어 이 방식으로 커플링(33)을 형성한다.

뿐만 아니라, 도 5는 제2 캠 요소(25)의 제2 요홈(27)의 내측의 압입부(47)를 도시한다. 압입부(47)는 제2 캠 요소의 완전한 축방향 크기를 횡단하여 연장되므로, 압입부가 또한 이 부분에서 명확해진다. 지지 샤프트(3)의 외측의 대응하는 대향 압입부(49)가 그럼에도 불구하고 도 5에 도시된 단면 평면까지 연장되지 않으며, 이에 따라, 도 5에 보이지 않는다. 압입부(49) 내에 놓인 지지 바디(51)가 도시된다. 이러한 경우, 압입부(47)는 또한 제2 캠부(25)의 완전한 축방향 크기를 횡단하여 연장된다. 8개의 지지 바디(51)가 압입부(47, 49)에 의해 형성된 대응하는 캐비티 내의 둘레에 걸쳐 분포되게 배치된다. D-D선에는 압입부 및 지지 바디가 배치되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압입부를 위해 설치 공간이 더 이상 필요하지 않도록 래칭 수단(35)이 이러한 단면 평면에 배치된다. 물론, 래칭 수단 및 지지 바디가 또한 동일한 종단면에 구비될 수 있도록, 래칭 수단 및 지지 바디가 또한 서로 축방향으로 오프셋되어 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 캠샤프트(1)를 3차원 도면으로 도시한다. 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 배치되며, 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하고, 핀(17)의 도움으로 내측 샤프트에 회전 결합 방식으로 연결된다. 제1 캠부(7)는 제1 캠 윤곽(13) 및 제2 캠 윤곽(15)을 가지며, 제2 캠 윤곽(15)은 제로 스트로크로서 구현된다. 캠샤프트(1)의 도시된 작동 모드의 경우, 제1 캠부(7)의 제1 캠 윤곽(13)이 캠샤프트(1)의 설치 상태에서 실린더 밸브를 작동시키는 축방향 위치에 위치되기 때문에 활성화된다. 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 제1 캠부(7)에 인접하게 배치된다. 커플링(33)이 두 개의 캠부 사이에 형성되어, 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하며, 두 캠부(7, 25)가 축방향으로 공동으로만 이동 가능하다. 제2 캠부(25)는 또한 제1 캠 윤곽(29) 및 제2 캠 윤곽(31)을 갖는다. 여기에서 제1 캠 윤곽(29)도 활성화된다. 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)이 커플링(33) 및 제1 캠 윤곽(29) 사이에서 제2 캠부(25)에 배치된다. 제1 슬라이드 트랙(53)은 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)를 제1 축방향(57)으로 이동시키는 역할을 하며, 제2 슬라이드 트랙은 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)를 제2 축방향(59)으로 이동시키는 역할을 한다. 캠샤프트(1)의 회전 방향이 도 6에 61로 표시된다. 이에 따라, 캠샤프트(1)의 회전 중, 캠 윤곽(13)이 관찰자로부터 멀리 이동한다. 이 회전 방향의 경우, 상부 영역에서 고정된 핀이 제1 슬라이드 트랙(53) 내로 도입되면, 캠샤프트(1)의 절반의 선회 중 제1 슬라이드 트랙(53)의 경사진 프로파일은 제1 축방향(57)으로 이동되는 제2 캠부로 이어진다. 제2 슬라이드 트랙(55)도 경사진 프로파일을 가지지만, 슬라이드 트랙은 둘레방향에 대향하는 각도를 갖는다. 동일한 고정된 핀이 제2 캠부(25)(이제 제1 축방향(57)으로 변위됨)의 제2 슬라이드 트랙(55) 내로 도입되면, 캠샤프트(1)의 절반의 선회 중, 제2 캠부(25)가 제2 축방향(59)으로 이동된다. 원칙적으로, 임의의 원하는 양의 선회 중 제2 캠부(25)의 이동이 수행되도록 제1 및 제2 슬라이드 트랙(53, 55)의 프로파일이 선택될 수 있다. 두 개의 작동 모드 사이의 변경이 실린더 밸브의 연속되는 두 작동 사이에 수행되어야 한다. 이에 따라, 제2 캠부(25)의 이동이 늦어도 한번의 선회 이후에 끝나야 한다. 절반의 선회 중 각각 이동을 유발하는 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)을 갖는 본 발명에 따른 실시예는 두 슬라이드 트랙이 캠샤프트(1)의 대향측의 동일한 축방향 위치에 배치될 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 제2 캠부(25)의 매우 소형인 디자인을 가능하게 한다. 선회의 양이 보다 큰 경우에는, 슬라이드 트랙이 그런 다음 서로 교차할 것이므로, 이러한 디자인은 가능하지 않다. 이 경우, 슬라이드 트랙은 서로 축방향으로 오프셋되어 배치되어야 할 것이다. 다른 한편으로, 선회의 양이 보다 작은 경우에는, 선회의 양이 작을 수록 고정된 핀의 작동이 보다 정밀하게 수행되어야 할 것이라는 단점을 갖는다. 그러므로, 절반의 선회 중의 이동은 양호한 절충점을 이룬다.

커플링(33)의 결과로서, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 축방향으로 공동으로만 이동 가능하기 때문에, 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)이 제1 캠부(7) 또는 캠부(25)에 배치되는지 여부는 관련이 없다. 제2 캠부(25)의 도시된 배치는, 축방향 영역이 슬라이드 트랙을 위해 구비될 필요가 없으므로, 제1 캠부(7)가 보다 좁게 구성될 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 결국, 제1 캠부(7)의 회전을 용이하게 하는 제1 캠부(7)에 대한 중량 이점을 가져온다.

도 6a는 본 발명에 따른 캠샤프트(1)의 변형예를 도시한다. 캠샤프트(1)의 도시된 변형예는 단지 슬라이드 트랙(53, 55)의 구성에서 도 6과 상이하다. 슬라이드 트랙(53, 55)은 각각 완전한 선회 중 이동을 유발시킨다. 소형 디자인을 실현하기 위해, 이 변형예에서 두 개의 슬라이드 트랙은 교차하도록 구현된다. 슬라이드 트랙은, 예를 들면, DE102007051739A1 또는 DE102010033087A1에 설명된 바와 같이 실현될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 캠샤프트(1)의 추가적인 3차원 도면을 도시한다. 도 6에 대조적으로, 도면의 경우, 캠샤프트(1)가 회전축에 수직으로 절개된다. 단면 평면은 제1 캠 윤곽(13)을 통하여 진행한다. 보어(21)를 갖는 내측 샤프트(5)가 이 도면에서 명확하게 나타난다. 제1 핀부(18a) 및 제2 핀부(18b)를 갖는 핀(17)이 보어(21)에 배치된다. 핀(17)은 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11) 및 제2 개구(12)를 통하여 도달하며, 제2 개구(12)는 제1 개구(11)에 대향한다. 대향 단부에 의해, 핀(17)이 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 두 개의 축방향 홈(23)에 계합한다.

도 8은 도 7과 유사한 캠샤프트(1)의 도면을 도시한다. 이 도면에서, 압입부(49)의 지지 바디(51)가 보이도록, 제2 캠부가 제거되었다.

도 9는 도 6과 유사한 캠샤프트(1)의 도면을 도시한다. 이 도면에서, 제1 개구(11)를 통하여 도달하는 핀(17)의 일단이 보이도록, 제1 캠샤프트(7)가 제거되었다. 이제 제2 캠부(25)의 제2 칼라(44)가 더 명확하게 나타난다. 제2 칼라(44)는 둘레의 일부에만 걸쳐서 연장되며, 이에 따라, 베이어닛 접합의 일부를 형성한다. 뿐만 아니라, 제2 캠부(25)의 완전한 축방향 크기에 걸쳐 연장되는 압입부(47)가 명확해진다. 지지 바디(도 8 참조)는 제2 캠부(25)의 변위 중 이러한 압입부 내에서 떨어지게 슬라이드 이동된다.

도 10은 캠샤프트(1)의 추가적인 3차원 도면을 도시하며, 래칭 바디(37)의 관찰이 가능하도록 제1 및 제2 캠 요소가 이제 제거되었다. 래칭 바디(37)는 지지 샤프트(3)의 래칭 개구(41)를 통하여 도달한다. 둘레방향으로, 래칭 바디(37)가 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록. 래칭 개구(41)는 래칭 바디(37)의 둘레방향으로의 크기에 비하여 큰 크기를 갖는다. 핀(17) 및 개구(11)도 동일하다.

도 11는 예로서 상술한 캠샤프트에 사용될 수 있는 구조 변형예를 도시한다. 제2 캠부(25)를 갖는 지지 샤프트(3)를 통한 단면이 도시된다. 이 변형예에서는, 지지 바디를 갖는 압입부 대신, 치형부(toothing)(63)가 제2 요홈(27)의 내측에 배치된다. 뿐만 아니라, 지지 샤프트(3)의 외측은 치형부(69)를 가지며, 두 치형부(63, 69)는 서로 계합한다. 지지 샤프트(3) 상의 제2 캠부(25)의 축방향 변위가 가능하고, 지지 샤프트(3)에 대한 제2 캠 요소(25)의 회전이 방지되도록, 두 치형부의 치형 홈이 축방향으로 연장된다. 치형부(69)는 지지 샤프트(3)와 일체형으로 형성될 수 있거나, 가압된 치형 링(67) 형태로 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.

치형부에 추가적으로, 도 11은 또한 커플링(33)의 변형예를 도시한다. 이 변형예에서, 칼라(44)는 제1 캠부의 칼라 주위에 계합할 수 있도록 구현된다.

도 11의 슬라이드 트랙(53, 55)은 제2 캠 요소(25)의 이동으로 이어지는 정확한 경사진 프로파일을 갖지 않는다는 점에 주의하여야 한다. 도 11은 단지 상술한 두 구조 변형예를 도시하는 역할을 하며, 이에 따라, 완전하게 정확한 표현은 생략되었다. 물론, 다른 도면을 참조하여 설명된 슬라이드 트랙이 이러한 변형예와 용이하게 조합될 수 있다.

도 12 내지 도 15는 본 발명에 따른 캠샤프트의 제2 실시예를 도시한다. 캠샤프트를 통한 단면이 도 12 및 도 13에 각각 도시되며, 이 두 경우에 있어서의 단면 평면은 캠샤프트의 회전축을 포함한다. 도 14는 캠샤프트의 측면도를 도시한다. 도 15는 본 발명에 따른 캠샤프트의 제2 실시예의 3차원 도면을 도시한다.

도 12는 도 1의 도면과 유사한 제2 실시 변형예에 따른 캠샤프트(1)의 종단면을 도시한다. 캠샤프트(1)는, 중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트(3)와, 지지 샤프트(3)에 대하여 동심으로 배치되는 내측 샤프트(5)를 포함한다. 내측 샤프트(5)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제1 요홈(9)을 갖는 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 배치된다. 지지 샤프트(3)는 제1 캠부(7)가 회전 결합 방식으로 내측 샤프트(5)에 연결되는 제1 개구(11)를 갖는다. 반면에, 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 제1 캠부(7)는 서로에 대하여 축방향으로 오프셋되는 제1 캠 윤곽(13) 및 제2 캠 윤곽(15)을 갖는다. 도 12에 도시된 캠샤프트(1)의 구성에서, 제1 캠부(7)는 제1 캠 윤곽(13)이 활성화되도록 축방향 위치에 위치된다. 반면에, 캠 윤곽(15)은 활성화되지 않는다. 본 발명에 따르면, 제1 캠부(7)는 내측 샤프트(5) 및 지지 샤프트(3)에 대하여 변위 가능하다. 따라서, 제1 캠부(7)는 제2 캠 윤곽(15)이 제1 캠 윤곽(13)의 축방향 위치로 이동하도록 (도면에서) 우측으로 변위될 수 있다. 이 경우, 제2 캠 윤곽(15)은 실린더 밸브의 작동을 유발하기 위해 정확한 축방향 위치에 위치되기 때문에 활성화될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예에서, 제2 캠 윤곽(15)이 활성화되더라도 실린더 밸브 작동이 수행되지 않도록 제2 캠 윤곽이 제로 스트로크로서 구현된다. 도 1과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 제로 스트로크로서의 실시예가 의무적인 것은 아니다. 또한, 두 캠 윤곽(13, 15)은, 예를 들면, 스트로크 높이, 각도 위치 또는 둘레방향으로의 캠 윤곽의 폭이 상이할 수 있다. 두 캠 윤곽(13, 15)은 대안적으로 동일할 수도 있다.

제1 캠부(7)의 변위에 추가하여, 제1 캠부(7)도 지지 샤프트(3)에 대한 각도 위치가 변경될 수 있다. 이를 위해, 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 회전 가능하게 배치되며, 핀(17)에 의하여 제1 개구(11)를 통하여 내측 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결된다. 이에 따라, 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전 중, 제1 캠부(7)도 지지 샤프트(3)에 대하여 회전된다. 핀(17)이 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방지하지 않도록, 둘레방향의 제1 개구(11)는 핀(17)의 직경에 비하여 크다. 내측 샤프트(5)는 핀(17)을 수용하는 보어(21)를 갖는다. 핀(17)은 지지 샤프트(3)의 개구(11)를 통하여 도달하여 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 축방향 홈(23) 내에 계합된다. 이러한 경우, 핀(17)은 두 개의 부품으로 이루어져, 제1 핀부(18a) 및 제2 핀부(18b)를 포함한다. 대안적으로, 핀(17)의 일체형 실시예도 가능하다.

도시된 실시예의 경우, 보어(21)는 연속적인 보어로 구현되며, 핀(17)은 제1 개구(11) 및 제1 개구(11)에 대향하는 제2 개구(12)를 통하여 도달하며, 대향단을 갖는 핀(17)은 제1 캠부(7)의 요홈(9)의 내측의 두 개의 축방향 홈(23)과 계합한다. 이러한 대칭적인 실시예 대신에, 핀(17)의 일측만이 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11)를 통하여 축방향 홈(23)에 도달하여 계합하도록, 블라인드 홀 형태의 보어(21)를 형성하는 것도 가능하다.

제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 제1 캠부(7)에 인접하게 배치된다. 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3), 제1 캠 윤곽(29) 및 제2 캠 윤곽(31)을 수용하는 제2 요홈(27)을 갖는다. 제2 캠부(25)는 이에 따라 제1 캠부(7)와 동일한 개수의 캠 윤곽을 갖는다.

제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 연결되어, 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 결합하고, 다른 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 이는 압입부 및 지지 바디의 도움으로 제1 실시예와 유사한 방식으로 실현된다. 도 11를 참조하여 설명된 치형부도 대안적으로 사용될 수 있다.

회전 중 유발되는 제1 캠부(7) 또는 제2 캠부(25)의 변위 없이 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하도록, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)의 회전축에 수직으로 진행하는 접합 접촉면(65)을 갖는다. 제1 실시예와 대조적으로, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25) 사이에 커플링이 제공되지 않는다.

이러한 경우, 제1 캠부(7)의 각각의 캠 윤곽에는 제2 캠부(25)의 캠 윤곽 및 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 관련 접합 축방향 위치가 지정된다. 접합 축방향 위치의 경우, 두 캠부(7, 25)는 함께 밀려 정지함으로써 접촉면(65)에서 서로 접촉한다. 두 캠부(7, 25)를 접합 축방향 위치에 고정시키기 위해, 제1 캠부(7)를 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합시키는 래칭 수단(35a)이 구비된다. 제2 캠부(25)를 접합 축방향 위치에 래치 결합시키는 래칭 수단(35b)이 이에 대응하여 구비된다. 이 변형예에서, 두 캠부(7, 25)가 서로 결합되지 않으므로, 두 개의 캠부(7, 25)는 각각 별개로 래치 결합되어야 한다.

두 래칭 수단(35a, 35b)은 각각 두 개의 스프링 탑재 래칭 바디(37a, 37b)를 갖는 내측 샤프트(5)의 보어(36a, 36b)를 포함한다. 래칭 바디(37a, 37b)는 반경방향으로 이동 가능하게 장착된다. 스프링(39a 또는 39b)의 압축으로 래칭 바디(37a, 37b)의 반경방향 이동이 수행된다. 스프링 탑재 래칭 바디(37a, 37b)는 각각 지지 샤프트(3)의 래칭 개구(41a, 41b)를 통하여 도달하여, 제2 캠부(25)의 제2 요홈(27)의 내측의 래칭 홈(45a 또는 45b)에 계합한다. 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)가 제2 작동 모드를 향하여 (즉, 우측으로) 변위되는 경우, 스프링(39a, 39b)은 초기에 변위를 가능하게 하기 위해 압축된다. 지정된 접합 축방향 위치에서, 스프링(39a, 39b)은 그런 다음 래칭 바디(37a, 37b)를 다른 래칭 홈(46a, 46b)과 계합시켜, 접합 축방향 위치를 고정한다. (래칭 수단(35a)의 부품은 도 13에 부분적으로만 보인다.)

래칭 바디(37a, 37b)가 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록, 두 래칭 개구(41a, 41b) 및 네 개의 래칭 홈(45a, 45b, 46a, 46b)은 각각 래칭 바디(37a 또는 37b)의 둘레방향의 크기에 비하여 큰 둘레방향 크기를 갖는다. 이 경우, 래칭 홈(45a, 45b, 46a, 46b)은 전체적으로 둘레방향으로 구현된다. 그런 다음, 이는 제조 과정을 보다 단순하게 할 수 있다. 보어(36b)가 핀(17)용 보어(21)에 평행하게 진행하는 한편, 보어(36a)는 이에 대해 수직이다(도 13과 참조). 세 개의 보어 사이의 임의의 원하는 각도가 일반적으로 가능하다. 게다가, 보어(21, 36a, 36b)는 반드시 반경방향으로 진행할 필요가 없다. 축방향 및 반경방향의 부품과의 경사진 프로파일도 가능하다.

제1 슬라이드 트랙(53)은 제2 캠부(25)로부터 외면하는 제1 캠부(7)의 단부측에 배치된다. 제1 슬라이드 트랙(55)은 제1 캠부(7)로부터 외면하는 제2 캠부(25)의 단부측에 배치된다. 슬라이드 트랙(53, 55)의 작동 모드가 도 14를 참조하여 아래에서 설명된다.

도 12에 따른 종단면에 수직으로 진행하는 본 발명에 따른 캠샤프트(1)를 통한 종단면이 도 13에 도시된다. 종단면은 도 12에 도시되는 G-G선을 포함한다. 보어(17, 36a, 36b)는 내측 샤프트(5) 내에 명확하게 나타난다. 그러므로, 단면은 또한 제1 캠부(7)가 래치 결합되는 래칭 수단(35a)의 구조를 도시한다.

도 14는 본 발명에 따른 캠샤프트의 횡방향 개요를 도시한다. 이미 설명된 특징부에 추가하여, 도 14는 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)을 명확하게 도시한다. 제1 캠부(7)는 제1 슬라이드 트랙(53)의 도움으로 제2 캠부(25)를 향하여 제1 축방향(57)으로 이동된다. 적어도 둘레방향에 대하여 경사지며 제2 캠부로부터 외면하는 단면에서 진행하는 제1 캠부(7)의 단부측의 형태로 제1 슬라이드 트랙(53)이 형성된다. 고정된 핀은 제1 캠부(7)의 이동을 위한 슬라이드 트랙(53)과 반경방향으로 접촉한다. 이는 접촉면(65)에 대한 슬라이드 트랙의 거리가 최대값을 가지지 않는 슬라이드 트랙(53)의 영역에서 발생한다. 슬라이드 트랙(53)는 캠샤프트(1)의 회전 중 핀을 따라 슬라이드 이동된다. 핀이 축방향으로 고정되기 때문에, 슬라이드 트랙(53)은 변위되며, 이에 따라, 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)를 향하여 제1 축방향(57)으로 변위된다. 그러므로, 힘이 접촉면(65)을 통하여 제2 캠부(25)에 가해져, 제2 캠부(25)도 제1 축방향으로 변위된다. 유사한 방식으로, 제2 캠부(25)의 변위가 제1 캠부(7)를 향하여 제2 축방향(59)으로 일어날 수 있다. 이를 위해, 제2 슬라이드 트랙(55)이 적어도 단면에서 경사지게 진행하며 제1 캠부로부터 외면하는 제2 캠부(25)의 단부측의 형태로 형성된다. 제1 캠부(7)는 이를테면 제2 축방향(59)으로의 제2 캠부(25)의 변위 중 제2 축방향(59)으로 이동된다.

이 실시예의 경우, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25) 사이에 커플링이 구비되지 않기 때문에, 제1 캠부(7)가 제2 캠부를 향하는 제1 캠부의 제1 축방향(57)으로의 이동을 위한 제1 슬라이드 트랙을 갖고, 제2 캠부(25)가 제1 캠부(7)를 향하는 제2 캠부(25)의 제2 축방향(59)으로의 이동을 위한 제2 슬라이드 트랙(55)을 갖는다는 점에서, 두 캠부(7, 25)의 공동 이동이 발생한다. 그러므로, 공동 이동이 두 캠부(7, 25)의 접합 접촉면(65)과의 상호 작용으로 실현된다. 이를 위해, 슬라이드 트랙이 단부측에 형성될 필요가 없다. 제1 실시예에서 사용된 바와 같은 홈 형상 슬라이드 트랙도 가능하다.

도 15는 본 발명에 따른 캠샤프트의 제2 실시예의 3차원 도면을 도시한다. 3차원 실시예의 결과로, 압입부(47)도 제2 캠 요소(25)의 제2 요홈(27)의 내측에서 명확하게 보인다. 이러한 실시예에서도, 압입부(47)는 제2 캠부(25)의 완전한 축방향 크기를 횡단하여 연장되며, 이에 따라, 단부측에서 명확하게 보인다.

도 16은 밸브 스트로크 곡선과 함께 캠샤프트의 작동 모드를 도시한다. 도 16의 하부는 도 1에 대응한다. 명확성을 크게 확보하기 위해, 선택된 부품에만 도면 부호가 부여된다. 캠 윤곽(13, 15, 29, 31)은 연속적인 선 또는 파선으로 더 표시된다. 제1 캠부에 의해 유발되는 밸브 스트로크는 도 16의 좌측 상부 영역에 도시된다. 지지 샤프트의 회전각이 가로축에 도시되며, 길이 단위의 밸브 스트로크가 세로축에 도시된다. 캠샤프트의 도시된 제1 작동 모드에서, 캠 윤곽(13)이 활성화되며, 밸브 스트로크 곡선(71a)을 형성한다. 이 밸브 스트로크 곡선은 관련 캠 윤곽도 도시하는 동일한 타입의 선으로 도시된다. 제2 캠 윤곽(15)이 제1 캠 윤곽(13)의 축방향 위치로 이동하도록 제1 캠부(7)가 좌측으로 변위되면, 제2 캠 윤곽(15)이 활성화되며, 밸브 스트로크 곡선(73a)을 형성한다. 밸브 스트로크 곡선(73a)은 또한 관련 캠 윤곽(15)도 도시하는 동일한 타입의 선으로 도시된다. 이에 대응하여 후술하는 도면 모두의 경우에도 동일하다.

제2 캠 윤곽(15)이 제로 스트로크로 구현되므로, 밸브 스트로크 곡선(73a)이 가로축에 놓인다. 이에 따라 밸브 스트로크가 발생되지 않는다. 변위에 추가하여, 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 지지 샤프트의 회전각이 가로축에 도시되므로, 지지 샤프트(3)에 대한 제1 캠부(7)의 회전은 밸브 스트로크 곡선의 수평 변위에 대응한다. 제1 캠부(7)가 두 개의 극단의 회전 위치 사이에서 연속적으로 달라질 수 있다. 제1 극단 회전 위치에서 밸브 스트로크 곡선(71a)이 형성되고, 제2 극단 회전 위치에서 밸브 스트로크 곡선(71b)이 형성된다. 이 경우, 두 밸브 스트로크 곡선(71a, 71b) 사이의 수평 거리는 30°이다. 이는 제1 캠부(7)가 지지 샤프트에 대하여 회전될 수 있는 최대 회전각도이다. 도면은 정밀한 요건에 따라 결정된다. 도면은 통상적으로 큰 최대 회전 각도와의 가능한 한 높은 유연성 및 지지 샤프트(3)의 높은 안정성 사이의 절충점이다. 회전각이 커질수록 둘레방향의 개구(11, 12)도 커져야 한다. 이는 지지 샤프트의 안정성을 줄인다. 영역의 최대 회전 각도는 20° ~ 30°가 정상이다.

제2 캠부(25)의 밸브 스트로크 곡선이 유사한 방식으로 우측 상부 영역에 도시된다. 밸브 스트로크 곡선(75)은 제1 캠 윤곽(29)에 속하며, 밸브 스트로크 곡선(77)은 제2 캠부(25)의 제2 캠 윤곽(31)에 속한다. 이 경우, 제2 캠 윤곽(31)도 제로 스트로크로서 구현된다. 그러므로, 밸브 스트로크 곡선(77)이 가로축에 놓인다.

도 17은 유사한 도면의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 16과 대조적으로, 이 경우, 제1 캠부(7)의 제2 캠 윤곽(15)은 제로 스트로크로 구현되지 않는다. 대신에, 제2 캠 윤곽(15)은 밸브 스트로크 곡선(73a)을 형성한다. 이는 밸브 스트로크 곡선(71a)과 동일한 최대 밸브 스트로크를 갖지만, 밸브 스트로크 곡선(71a)에 대하여 대략 40° 회전된다. 이에 따라, 밸브 스트로크 곡선(73a)는 밸브 스트로크 곡선(71a)에 대하여 40°만큼 우측으로 오프셋된다. 서로에 대한 두 곡선의 회전의 결과로, 밸브 스트로크가 캠 윤곽(13)의 결과로서 캠 윤곽(15)의 경우에 비하여 커질 거라는 것이 도 17의 하부에 나타난다. 이는 도시된 횡단면이 최대의 캠 윤곽(13)을 포함하지만 최대의 캠 윤곽(15)은 포함하지 않기 때문이다. 또한, 제1 캠부가 두 개의 극단의 회전 위치 사이에서 연속적으로 달라질 수 있다. 제1 극단 회전 위치에서, 밸브 스트로크 곡선(71a 또는 73a)이 (변위 위치에 따라) 형성되며, 밸브 스트로크 곡선(71b, 73b)은 제2 극단 회전 위치에서 형성된다. 두 밸브 스트로크 곡선 사이의 수평 거리는 각각 30°이다. 밸브의 작동 시, 제어 밸브 스트로크 곡선이 이에 따라 70°까지 달라질 수 있다: 회전에 의한 곡선(71a, 71b)간의 30°의 연속 변화, 변위에 의한 곡선(73a)로의 10°만큼의 건너 뜀(jump), 및 곡선(73b)까지의 추가 30°만큼의 추가적인 연속 변화. 물론, 밸브 스트로크 곡선(73a)이 곡선(71a, 71b)의 수평 거리에 비하여 작거나 같은 곡선(17a)으로부터의 수평 거리를 갖는다는 점에서 건너 뜀이 방지될 수 있다. 알려진 캠샤프트에 대조적으로, 본 발명에 따르면, 상당히 더 큰 조절 범위가 이에 따라 제공된다.

도 17의 우측 상부 영역에, 제2 캠부(25)의 밸브 스트로크 곡선이 유사한 방식으로 도시된다. 밸브 스트로크 곡선(75)은 제1 캠 윤곽(29)에 속하며, 밸브 스트로크 곡선(77)은 제2 캠부(25)의 제2 캠 윤곽(31)에 속한다. 이 경우, 밸브 스트로크 곡선(75)과 동일한 각도에서 최대를 갖는 밸브 스트로크 곡선(77)이 형성되도록 제2 캠 윤곽(31)이 구현된다. 그러나, 밸브 스트로크 곡선(77)의 경우, 진폭, 즉, 최대 밸브 스트로크는 밸브 스트로크 곡선(75)의 경우에 비하여 대략 30% 더 작다.

도 18은 본 발명에 따른 캠샤프트(1)의 추가적인 변형예를 도시한다. 제1 캠부(7)는 도 17에 따른 실시예와 동일한 구조를 갖는 한편, 제2 캠부(25)는 각도 위치가 상이한 두 개의 캠 윤곽(29, 31)을 갖는다. 이러한 변형예의 경우, 관련 밸브 스트로크 곡선(75, 77)은 동일한 진폭을 갖지만, 서로에 대하여 대략 20°의 각도로 회전된다.

도 19은 본 발명에 따른 캠샤프트(1)의 추가적인 변형예를 도시한다. 변형예의 경우, 제2 캠부(25)의 두 캠 윤곽(29, 31)이 동일하다. 이에 따라, 제2 캠부의 횡단면은 두 개의 동일한 캠 윤곽(29, 31) 사이에서 변경되지 않는다. 두 밸브 스트로크 곡선(75, 77)은 일치한다.

도 18에 따른 실시예에 실질적으로 대응하는 실시 변형예가 도 20에 도시된다. 그러나, 이 경우, 제1 캠부(7)의 제2 캠 윤곽(15)의 진폭, 즉, 최대 밸브 스트로크는 제1 캠 윤곽(13)의 진폭에 비하여 대략 40% 더 작다.

예로서, 도 16 내지 도 20은 본 발명에 따른 캠샤프트가 밸브 스트로크 곡선을 설정하기 위한 다양한 가능한 변화를 가능하게 하는 것을 도시한다.

도 21 및 도 22는 본 발명에 따른 캠샤프트의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 21은 캠샤프트를 통한 종단면을 갖는 3차원 도면을 도시한다. 도 21에서 단면 평면이 도 1과 유사한 방식으로 놓인다. 이에 수직인 단면이 도 22에 도시된다. 따라서, 단면 평면은 도 2와 유사한 방식으로 진행한다. 이 실시 변형예의 경우에는, 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하며, 지지 샤프트(3) 및 내측 샤프트(5)에 대하여 축방향으로 변위 가능하다. 반면에, 제2 캠부(25)는 지지 샤프트에 고정되게 연결된다. 제1 캠부를 래칭 위치에 래치 결합하기 위해, 그 래칭 수단(35)이 구비된다. 래칭 수단(35)은 블라인드 홀 형태의 보어(36)를 포함한다. 슬리브(79)가 보어 내에 배치되며, 슬리브(79)는 래칭 개구(41)를 통하여 지지 샤프트(3)의 외경까지 연장된다. 반경방향으로 이동 가능하게 장착되는 스프링 탑재 래칭 바디가 슬리브 내에 배치된다. 이는 지지 샤프트(3)의 래칭 개구(41)를 통하여 도달하여 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 래칭 홈(45) 내에 계합된다. 축방향으로의 확실한 잠금이 생성되도록 볼(ball)로서 형성된 래칭 바디(37)가 스프링(39)에 의해 래칭 홈(45) 내로 밀린다. 본 발명의 이러한 변형예의 경우, 래칭 수단(35)용 보어(36)가 핀(17)용 보어(21)에 수직으로 진행한다. 이 경우에도, 래칭 수단도 블라인드 홀 대신에 연속적인 보어를 포함할 수 있다(도 12 참조). 래칭 수단(35)은 그런 다음 슬리브 내에서 스프링이 개재된 두 개의 볼의 대칭적인 구조를 가질 수 있다.

도 23 및 도 24는 본 발명의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 21 및 도 22에 도시된 변형예와 대조적으로, 여기에서는 상이한 래칭 수단(35)이 사용된다. 지지 샤프트(3)는 둥근 와이어 링(83)이 위치되는 둘레방향 홈(81)을 갖는다. 둥근 와이어 링(83)은 홈(81) 및 래칭 홈(45)에 계합한다. 제1 캠부(7)가 변위되면, 둥근 와이어 링(83)이 탄성적으로 변형된다. 다른 래칭 홈(46)이 홈(81)에 대향하자마자, 둥근 와이어 링(83)이 다시 변형되고, 축방향으로 확실한 잠금을 생성한다. 이러한 방식으로 제1 캠부의 래치 결합이 각 경우에서 달성된다.

상이한 래칭 수단(35)을 갖는 본 발명의 추가적인 변형예가 도 25 및 도 26에 도시된다. 이 경우, 제1 캠부(7)는 스프링 링(87)이 위치되는 둘레방향 홈(85)을 갖는다. 스프링 링(87)은 지지 샤프트(3)의 래칭 홈(89)에 계합한다. 제1 캠부(7)의 변위 중, 스프링 링이 탄성적으로 변형된다. 제2 래칭 홈(91)의 스프링 링(89)이 다른 래칭 홈(91)까지 변위되자마자, 다시 변형되어 지지 샤프트(3)의 둘레방향 래칭 홈(91)에 계합한다. 이는 제1 캠부(7)의 안정적인 래치 결합을 확보한다.

물론, 설명된 다양한 래칭 수단이 제1 및 제2 캠부가 변위 가능한 실시예에서도 사용될 수 있다.

뿐만 아니라, 예시적인 실시예는 보다 큰 유연성을 달성하기 위해 각 캠부마다 셋 이상의 캠 윤곽으로 연장될 수도 있다. 이러한 경우, 캠부를 요구되는 축방향 위치에 래치 결합시키기 위해 추가적인 래칭 홈이 그런 다음 대응되게 구비된다.

도 27은 제3 실시 변형예에 따른 캠샤프트(1)의 종단면을 도시한다. 캠샤프트(1)는, 중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트(3)와, 지지 샤프트(3)에 대하여 동심으로 배치되는 내측 샤프트(5)를 포함한다. 내측 샤프트(5)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제1 요홈(9)을 갖는 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 배치된다. 지지 샤프트(3)는 제1 캠부(7)가 회전 결합 방식으로 내측 샤프트(5)에 연결되는 제1 개구(11)를 갖는다. 반면에, 제1 캠부(7)는 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하다. 제1 캠부(7)는 서로 축방향으로 오프셋되는 제1 캠 윤곽(13) 및 제2 캠 윤곽(15)을 갖는다. 도 27에 도시된 캠샤프트(1)의 구성에서, 제1 캠부(7)는 제1 캠 윤곽(13)이 활성화되도록 축방향 위치에 위치된다. 반면에, 캠 윤곽(15)은 활성화되지 않는다. 본 발명에 따르면, 제1 캠부(7)는 내측 샤프트(5) 및 지지 샤프트(3)에 대하여 변위 가능하다. 따라서, 제1 캠부(7)는 제2 캠 윤곽(15)이 제1 캠 윤곽(13)의 축방향 위치로 이동하도록 (도면에서) 우측으로 변위될 수 있다. 이 경우, 제2 캠 윤곽(15)은 실린더 밸브의 작동을 유발하기 위해 정확한 축방향 위치에 위치되기 때문에 활성화될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예의 경우, 제2 캠 윤곽(15)이 활성화되더라도 실린더 밸브 작동이 수행되지 않도록 제2 캠 윤곽이 제로 스트로크로서 구현된다. 도 1과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 제로 스트로크로서의 실시예가 필수적인 것은 아니다. 또한, 두 캠 윤곽(13, 15)은, 예를 들면, 스트로크 높이, 각도 위치 또는 둘레방향으로의 캠 윤곽의 폭이 상이할 수 있다. 대안적으로, 두 캠 윤곽(13, 15)은 동일할 수도 있다.

제1 캠부(7)의 변위에 추가하여, 제1 캠부(7)도 지지 샤프트(3)에 대한 각도 위치가 변경될 수 있다. 이를 위해, 제1 캠부(7)가 지지 샤프트(3)에 회전 가능하게 배치되며, 핀(17)에 의하여 제1 개구(11)를 통하여 내측 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결된다. 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전 중, 제1 캠부(7)도 이에 따라 지지 샤프트(3)에 대하여 회전된다. 핀(17)이 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록, 둘레방향의 제1 개구(11)는 핀(17)의 직경에 비하여 크다. 내측 샤프트(5)는 핀(17)을 수용하는 보어(21)를 갖는다. 핀(17)은 지지 샤프트(3)의 개구(11)를 통하여 도달하여 제1 캠부(7)의 제1 요홈(9)의 내측의 축방향 홈(23) 내에 계합된다. 이러한 경우, 핀(17)은 두 개의 부품으로 이루어져, 제1 핀부(18a) 및 제2 핀부(18b)를 포함한다. 대안적으로, 핀(17)의 일체형 실시예도 가능하다.

도시된 실시예의 경우, 보어(21)는 연속적인 보어로 구현되며, 핀(17)은 제1 개구(11) 및 제1 개구(11)에 대향하는 제2 개구(12)를 통하여 도달하며, 핀(17)은 제1 캠부(7)의 요홈(9)의 내측의 두 개의 축방향 홈(23)의 대향단과 계합한다. 이러한 대칭적인 실시예 대신에, 핀(17)의 일측만이 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11)를 통하여 축방향 홈(23)에 도달하여 계합하도록, 블라인드 홀 형태의 보어(21)를 형성하는 것도 가능하다.

제2 캠부(25)는 제1 캠부(7)에 인접하게 지지 샤프트(3)에 배치된다. 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3), 제1 캠 윤곽(29) 및 제2 캠 윤곽(31)을 수용하는 제2 요홈(27)을 갖는다. 제2 캠부(25)는 이에 따라 제1 캠부(7)와 동일한 개수의 캠 윤곽을 갖는다.

제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)에 연결되어, 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 결합하고, 다른 한편으로는, 지지 샤프트(3)에 축방향으로 변위 가능하게 배치된다. 이는 압입부 및 지지 바디의 도움으로 제1 실시예와 유사한 방식으로 실현된다. 대안적으로, 도 11를 참조하여 설명된 치형부도 사용될 수 있다.

회전 중 유발되는 제1 캠부(7) 또는 제2 캠부(25)의 변위 없이 제1 캠부(7)가 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하도록, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)는 지지 샤프트(3)의 회전축에 수직으로 진행하는 접합 접촉면(65)을 갖는다. 제2 실시예와 유사하게, 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25) 사이에 커플링이 제공되지 않는다.

이러한 경우, 제1 캠부(7)의 각각의 캠 윤곽에는 제2 캠부(25)의 캠 윤곽 및 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 관련 접합 축방향 위치가 지정된다. 접합 축방향 위치의 경우, 두 캠부(7, 25)는 함께 밀려 정지함으로써 접촉면(65)에서 서로 접촉한다.

두 캠부(7, 25)를 접합 축방향 위치에 고정시키기 위해, 제2 캠부(25)를 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합시키는 래칭 수단(35b)이 구비된다. 제1 캠부(7)는 스프링 요소(95)에 의해 제2 캠부(25)에 대항하여 장력을 받는다. 그러므로, 제1 캠부(7)가 스프링 요소(95)의 복원력에 의해 제2 캠부(25)에 대항하여 밀린다는 것에 의해 제1 캠부(7)의 축방향 위치가 고정되며, 제2 캠부(25)는 래칭 수단(35b)을 통하여 고정된다. 스프링 요소(95)는 지지 샤프트(3)에 회전 가능하게 연결되며 내측 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결되는 지지 요소(93)에 지지된다. 내측 샤프트(5)가 지지 샤프트(3)의 개구(101)를 통하여 도달하며 지지 요소(93)의 요홈(103)에 계합하는 핀(99)을 갖는 보어(97)를 갖는다는 점에서 내측 샤프트(5)로의 회전 결합 연결이 실현된다.

래칭 수단(35b)은 두 개의 스프링 탑재 래칭 바디(37b)를 갖는 내측 샤프트(5)의 보어(36b)를 포함한다. 래칭 바디(37b)는 반경방향으로 이동 가능하게 장착된다. 이러한 래칭 바디(37b)의 반경방향 이동은 스프링(39b)의 압축으로 수행된다. 스프링 탑재 래칭 바디(37b)가 지지 샤프트(3)의 두 개의 래칭 개구(41b)를 통하여 도달하여, 제2 캠부(25)의 제2 요홈(27)의 내측의 래칭 홈(45b)에 계합한다. 제2 캠부(25)가 제2 작동 모드를 향하여 (즉, 우측으로) 변위되면, 스프링(39b)은 변위를 가능하게 하기 위해 초기에 압축된다. 지정된 접합 축방향 위치에서, 스프링(39b)은 그런 다음 래칭 바디(37b)를 다른 래칭 홈(46b)과 계합시켜, 제2 캠부(25)의 축방향 위치를 고정한다. 동시에, 제2 캠부(25)는 제1 캠부(7)를 지지 요소(93)의 방향으로 스프링 요소(95)의 복원력에 대항하여 변위시킨다. 래칭 수단(25)의 도움으로 제2 캠 요소의 축방향 위치를 고정하는 것에 의해, 제1 캠 요소(7)의 축방향 위치도 이에 따라 고정된다. 제2 캠부(25)가 제1 작동 모드를 향하여 (즉, 좌측으로) 다시 변위되면, 스프링 요소(95)가 적어도 부분적으로 풀어지며, 또한 제1 캠부를 제1 작동 모드의 지정된 축방향 위치로 변위시킨다. 또한, 제1 작동 모드에서 스프링 요소(95)가 완전히 풀리고 제1 작동 모드에서 제1 캠부(7)의 고정이 스프링 요소(95)가 상당한 힘을 제1 캠부(7)에 가하지 않고 확실한 잠금에 의해서만 수행되는 것이 가능하다.

그러나, 이 실시예에서, 두 캠부(7, 25) 사이에 커플링이 형성되지 않더라도, 두 캠부(7, 25)가 스프링 요소(95)의 결과로서 공동으로만 변위 가능하다. 스프링 요소(95)가 도 27에 나선형 스프링으로서 개략적으로 도시된다. 스프링 요소(95)는 바람직하게는 지지 샤프트(3)에서 지지 요소(93) 및 제2 캠부(7) 사이에 위치되는 환형 판 스프링 또는 다이어프램 스프링으로서 형성된다.

제2 캠부는 제2 캠부(25)의 변위를 위한 제1 슬라이드 트랙(53) 및 제2 슬라이드 트랙(55)을 갖는다. 슬라이드 트랙의 작동 모드가 도 6 및 도 6a를 참조하여 설명된다.

래칭 바디(37b)가 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록, 두 래칭 개구(41b) 및 두 래칭 홈(45b, 46b)은 각각 래칭 바디(37b)의 둘레방향의 크기에 비하여 큰 둘레방향 크기를 갖는다. 이 경우, 래칭 홈(45b, 46b)은 완전히 둘레방향으로 구현된다. 그런 다음, 이는 생산 방법을 보다 단순하게 할 수 있다. 핀(99)이 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전을 방해하지 않도록, 개구(101)는 이에 대응하여 핀(99)의 둘레방향 크기에 비하여 큰 둘레방향 크기를 갖는다.

지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트의 회전 시, 제1 캠부(7) 및 지지 요소(93) 모두가 회전 결합 방식으로 내측 샤프트(5)에 연결되기 때문에 지지 샤프트에 대하여 회전된다. 그러므로, 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전 중, 제1 캠부(7) 및 지지 요소(93)의 반경방향 상대 위치가 유지된다. 그러므로, 스프링 요소(95) 및 제1 캠부(7) 사이 또는 스프링 요소(95) 및 지지 요소(93) 사이에 이동이 발생하지 않는다. 이에 따라, 지지 샤프트(3)에 대한 내측 샤프트(5)의 회전 시, 보다 큰 힘의 소비에 의해 극복되어야 할 마찰이 발생하지 않는다. 또한, 대안적으로, 지지 요소(93)도 지지 샤프트(5)에 회전 결합 방식으로 연결될 수 있다. 이 경우, 평면 베어링(plain bearing)이 그런 다음 스프링 요소(95) 및 제1 캠부(7) 사이 또는 스프링 요소(95) 및 지지 요소(93) 사이에 배치된다. 평면 베어링에 의해, 스프링 요소(95)를 연결시키는 것에 의해 지지 요소(93)에 대한 제2 캠부의 회전이 방해되지 않는 것이 달성된다.

도 27에 도시된 실시예의 경우, 두 캠부(25, 7)의 축방향 변위 및 래치 결합은 제2 캠부(25)가 슬라이드 트랙(53, 55)에 의해 이동되고 래칭 수단(35b)에 의해 래치 결합된다는 것에 의해 달성된다. 제1 캠부(7)는 단지 제2 캠부(25)의 축방향 이동을 뒤따른다. 래칭 수단 및 슬라이드 트랙이 제1 캠부(7)에 배치되고 대신에 제2 캠부(25)가 스프링 요소에 의해 제1 캠부에 대항하여 장력을 받도록, 역의 구성도 유사하게 실현될 수 있다. 이 변형예의 경우, 제2 캠부는 그런 다음 제1 캠부의 변위를 뒤따른다. 또한, 이 변형예에서, 유사한 방식으로, 지지 요소를 회전 결합 방식으로 내측 샤프트에 연결하거나 또는 회전 결합 방식으로 지지 샤프트에 연결하는 것이 가능하다.

Claims

중공 샤프트로서 형성되는 지지 샤프트를 포함하는 캠샤프트(1)로서, 그 내부에 내측 샤프트(5)가 상기 지지 샤프트(3)에 대하여 동심으로 배치되고, 상기 내측 샤프트(5)가 상기 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하고, 상기 지지 샤프트(3)에는 상기 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제1 요홈(9)을 갖는 제1 캠부(7)가 배치되며, 상기 캠부(7)는 상기 지지 샤프트(3)에 대하여 회전 가능하며 상기 지지 샤프트(3)의 제1 개구(11)를 통하여 회전 결합 방식으로 상기 내측 샤프트(5)에 연결되는 캠샤프트(1)에 있어서,
상기 제1 캠부(7)는 적어도 두 개의 캠 윤곽(13, 15)을 가지며, 상기 내측 샤프트(5) 및 상기 제1 캠부(7) 사이의 연결이 상기 제1 캠부(7)가 상기 내측 샤프트(5) 및 상기 지지 샤프트(3)에 대하여 축방향으로 변위 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제1항에 있어서,
상기 내측 샤프트(5)는 상기 지지 샤프트(3)의 상기 제1 개구(11)를 통하여 도달하여 상기 제1 캠부(7)의 상기 제1 요홈(9)의 내측의 축방향 홈(23)에 계합하는 핀(17)을 갖는 보어(21)를 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제2항에 있어서,
상기 축방향 홈(23)은 상기 핀을 통하여 상기 제1 캠부(7)의 변위 중 상기 제1 요홈(9)의 내측에서 안내되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7)에 인접하여, 상기 지지 샤프트(3)를 수용하기 위한 제2 요홈(27)을 갖는 제2 캠부가 상기 지지 샤프트(3)에 배치되고, 상기 제2 캠부(25)는 적어도 두 개의 캠 윤곽(29, 31)을 갖고, 상기 제2 캠부(25) 및 상기 지지 샤프트(3) 사이의 연결은 상기 제2 캠부(25)가 회전 결합 방식으로 배치되고 상기 지지 샤프트(3)에 축방향으로 변위 가능하게 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항에 있어서,
상기 제2 캠부(25)의 상기 제2 요홈(27)의 내측 및 상기 지지 샤프트(3)의 외측은, 지지 바디(51)가 배치되는 캐비티가 생성되도록, 대향하는 압입부(47, 49)를 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제5항에 있어서,
상기 제2 요홈(27)의 내측의 압입부(47) 또는 상기 지지 샤프트(3)의 외측의 압입부(49)는 상기 지지 샤프트(3)의 상기 제2 캠부(25)의 축방향 변위를 가능하게 하도록 상기 지지 바디(51)에 비하여 큰 축방향 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 요홈의 내측의 상기 압입부(47) 및 상기 지지 샤프트(3)의 외측의 상기 압입부(49)는 상기 지지 샤프트(3)에 대한 상기 제2 캠부(25)의 회전을 방지하기 위해 상기 지지 바디(51)의 둘레방향으로의 크기에 실질적으로 대응하는 둘레방향 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항에 있어서,
서로 계합하는 치형부(69)가 상기 제2 요홈(27)의 내측 및 상기 지지 샤프트(3)의 외측에 배치되고, 상기 지지 샤프트(3) 상의 상기 제2 캠부(25)의 축방향 변위가 가능하고, 상기 지지 샤프트(3)에 대한 상기 제2 캠 요소의 회전이 방지되도록, 치형부(69)의 상기 치형 홈이 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25)는 상기 지지 샤프트(3) 상에 인접하게 배치되며, 커플링(33)이 상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25) 사이에 형성됨으로써, 상기 제1 캠부(7)가 상기 제2 캠부(25)에 대하여 회전 가능하며, 두 캠부(7, 25)는 축방향으로 공동으로만 변위 가능한 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25)가 상기 지지 샤프트(3) 상에 인접하게 배치되고, 두 캠부(7, 25)는 회전 중 발생되는 상기 두 개의 캠부(7, 25) 중 하나의 변위 없이 상기 제1 캠부(7)가 상기 제2 캠부(25)에 대해 회전 가능하도록 상기 지지 샤프트(3)의 회전축에 수직으로 진행하는 접합 접촉면(65)을 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제10항에 있어서,
상기 제1 캠부(7)는 스프링 요소(95)에 의해 상기 제2 캠부(25)에 대항하여 장력을 받거나, 상기 제2 캠부가 스프링 요소(95)에 의해 상기 제1 캠부에 대항하여 장력을 받는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25)는 공동으로 제1 축방향(57)으로의 상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25)의 이동을 위한 적어도 하나의 제1 슬라이드 트랙(53)과, 제2 축방향(59)으로의 상기 제1 캠부(7) 및 상기 제2 캠부(25)의 이동을 위한 제2 슬라이드 트랙(55)을 가지며, 상기 제2 축방향(59)는 상기 제1 축방향(57)에 반대되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제12항에 있어서,
상기 제1 슬라이드 트랙(53) 및 상기 제2 슬라이드 트랙(55)은 상기 제2 캠부(25)에 배치되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7)는 상기 제2 캠부(25)를 향하는 제1 축방향(57)으로의 상기 제1 캠부(7)의 이동을 위한 제1 슬라이드 트랙(53)을 가지며, 상기 제2 캠부(25)는 상기 제1 캠부(7)를 향하는 제2 축방향(59)으로의 상기 제2 캠부(25)의 이동을 위한 제2 슬라이드 트랙(55)을 갖는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제4항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 캠부(7)의 각각의 캠 윤곽(13, 15)에는 상기 제2 캠부(25)의 관련 캠 윤곽(29, 31) 및 제1 캠부(7) 및 제2 캠부(25)의 관련 접합 축방향 위치가 지정되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제15항에 있어서,
상기 캠샤프트(1)는 상기 제1 캠부(7)를 상기 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합시키는 래칭 수단(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캠샤프트(1)는 상기 제2 캠부(25)를 상기 접합 축방향 위치 중 하나에 래치 결합시키는 래칭 수단(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠샤프트(1).