KR20190070206A - 엔진의 가변 밸브 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캠샤프트와; 상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과; 상기 캠샤프트의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 1개 이상의 샤프트그루브와; 상기 이동캠유닛의 내주면에 상기 샤프트그루브와 연통되게 형성된 캠그루브와; 상기 캠샤프트의 회전변위를 상기 이동캠유닛으로 전달하도록 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 연통된 공간 내에 삽입되는 삽입부재를 포함하여 구성한다.

Description

엔진의 가변 밸브 장치{VARIABLE VALVE DEVICE FOR ENGINE}
본 발명은 엔진의 가변 밸브 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다단으로 밸브 리프트를 조절할 수 있도록 하는 장치에 관한 기술이다.
내연기관인 엔진은 연소실로 공기를 유입시키거나 배출시키기 위해 다수의 밸브를 구비하고 있으며, 엔진의 작동 상황에 따라 밸브의 개폐 거동을 변화시킴에 의해 보다 효율적인 엔진 작동을 도모하도록 한다.
상기와 같이 보다 효율적인 엔진 작동을 위해 밸브의 거동을 변화시키는 방법 중 하나는, 밸브가 개방될 때 밸브의 리프트를 변화시키는 것이며, 종래 이러한 장치를 VVL(VARIABL VALVE LIFT) 장치라고 한다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020140114497 A KR 1014618990000 B1 KR 1016552210000 B1 US 4,404,937 DE 042 30 877 EP 0 798 451 A1 US 6,425,359 B2 US 2005/0011480 A1 DE 101 48 243 US 2007/0178731 A1 US 7,409,938 B2 US 7,472,671 B2 US 7,762,225 B2 US 2012/0024245 A1 US 2012/0006292 A1 US 2011/0247577 A1 US 2010/0251982 A1 US 2010/0224154 A1 US 2010/0108006 A1
본 발명은 엔진 가변 밸브 리프트 장치의 조립 정확성을 향상시킬 수 있도록 하고, 캠샤프트의 내구성 및 작동 안정성을 확보할 수 있도록 하여, 가변 밸브 장치의 작동이 보다 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 엔진 제어로, 엔진의 출력 향상을 도모하고 엔진의 내구성을 증대시킬 수 있도록 한 엔진의 가변 밸브 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 가변 밸브 장치는
캠샤프트와;
상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
상기 캠샤프트의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 1개 이상의 샤프트그루브와;
상기 이동캠유닛의 내주면에 상기 샤프트그루브와 연통되게 형성된 캠그루브와;
상기 캠샤프트의 회전변위를 상기 이동캠유닛으로 전달하도록 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 연통된 공간 내에 삽입되는 삽입부재;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트그루브와 캠그루브는 서로 연통된 공간이 원형단면을 이루도록 각각 반원형 단면으로 형성되고;
상기 삽입부재는 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 원형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 원형단면의 로드로 구성될 수 있다.
상기 샤프트그루브와 캠그루브는 서로 연통된 공간이 다각형단면을 이루도록 형성되고;
상기 삽입부재는 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 다각형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 닮은꼴 단면의 로드로 구성될 수 있다.
상기 샤프트그루브는 상기 캠샤프트의 둘레에 원주면이 잔존하는 범위 내에서 복수개가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 가변 밸브 장치는,
캠샤프트와;
상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
상기 캠샤프트의 축방향에 수직한 방향으로 돌출되게 구비된 샤프트돌기와;
상기 이동캠유닛의 내주면에 상기 샤프트돌기가 삽입되도록 상기 축방향을 따라 직선적으로 형성된 캠그루브;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 캠샤프트에는 상기 샤프트돌기의 일단부를 삽입하여 고정할 수 있도록 캠샤프트의 표면으로부터 함몰된 샤프트핏이 형성되고;
상기 샤프트돌기는 일단부가 상기 샤프트핏에 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 캠샤프트에는 상기 샤프트돌기의 중앙부가 삽입되어 고정될 수 있도록 캠샤프트를 관통하여 샤프트홀이 형성되고;
상기 샤프트돌기는 중앙부는 상기 캠샤프트에 의해 고정되고 양단부가 상기 캠샤프트의 표면으로 돌출되도록 할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 가변 밸브 장치는,
캠샤프트와;
상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
상기 캠샤프트의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 샤프트그루브와;
상기 이동캠유닛으로부터 상기 캠샤프트의 축방향에 수직한 방향으로 슬라이딩되어 일단부가 상기 샤프트그루브로 삽입될 수 있도록, 상기 이동캠유닛에 슬라이딩 가능하게 삽입된 캠슬라이더와;
상기 캠슬라이더를 상기 캠샤프트를 향해 탄성적으로 지지하도록 설치된 탄성부재;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 이동캠유닛에는 상기 캠슬라이더의 직선 슬라이딩 운동을 가이드하도록 내주면에 캠핏이 형성되고;
상기 캠핏은 이동캠유닛을 구성하는 캠의 노우즈 내측에 형성되도록 할 수 있다.
본 발명은 엔진 가변 밸브 리프트 장치의 조립 정확성을 향상시킬 수 있도록 하고, 캠샤프트의 내구성 및 작동 안정성을 확보할 수 있도록 하여, 가변 밸브 장치의 작동이 보다 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 엔진 제어로, 엔진의 출력 향상을 도모하고 엔진의 내구성을 증대시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 가변 밸브 장치의 작동 원리를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 가변 밸브 장치의 요부를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도 4는 도 3의 캠샤프트 단면을 도시한 도면,
도 5는 도 3의 이동캠유닛 단면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 설명한 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,
도 9는 도 8의 이동캠유닛 단면을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 12는 도 11의 캠샤프트 단면을 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 엔진 가변 밸브 장치의 작동원리를 설명한 것이다.
캠샤프트(1)에는 캠샤프트(1)의 축방향을 따라 슬라이딩 가능한 상태로 이동캠유닛(3)이 설치되고, 상기 이동캠유닛(3)에는 캠가이드돌출부(5)가 구비되어 가변액츄에이터(7)의 핀(9)들이 돌출되는 상태에 따라, 상기 캠가이드돌출부(5)가 상기 핀(9)들에 의해 가이드되면서 상기 캠샤프트(1)의 축방향으로 이동하게 되어 밸브(11)를 개폐하는 캠들이 1단캠(13)과 2단캠(15) 및 3단캠(17) 중 어느 하나로 변경될 수 있다.
물론, 상기 1단캠(13)과 2단캠(15) 및 3단캠(17)은 도시된 바와 같이 노우즈의 최대 높이가 달라서 결과적으로 밸브(11)의 리프트를 달리할 수 있게 되며, 각각 캠프로파일을 달리 구성함에 의해 밸브(11)의 개폐 거동을 서로 다르게 구성할 수 있다.
상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)은 상기한 바와 같이 축방향을 따르는 슬라이딩은 가능하면서, 회전력을 전달할 수 있어야 하는 바, 종래에는 스플라인이나 세레이션 구조에 의해 서로 결합되도록 하였다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 엔진의 가변 밸브 장치의 실시예는, 캠샤프트(1)와; 상기 캠샤프트(1)의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부(5)가 상기 캠샤프트(1)의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛(3)과; 상기 캠샤프트(1)의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 1개 이상의 샤프트그루브(19)와; 상기 이동캠유닛(3)의 내주면에 상기 샤프트그루브(19)와 연통되게 형성된 캠그루브(21)와; 상기 캠샤프트(1)의 회전변위를 상기 이동캠유닛(3)으로 전달하도록 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)가 형성하는 연통된 공간 내에 삽입되는 삽입부재(23)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 캠샤프트(1)의 샤프트그루브(19)와 상기 이동캠유닛(3)의 캠그루브(21)가 서로 연통되도록 한 상태에서 상기 삽입부재(23)를 삽입함으로써, 상기 이동캠유닛(3)이 상기 캠샤프트(1)의 축방향을 따라 슬라이딩은 가능하면서 서로간의 회전력은 전달할 수 있도록 한 것이다.
상기한 바와 같이 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)의 결합에 종래와 같이 세레이션이나 스플라인 구조를 적용하지 않고, 본 발명의 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)에 삽입부재(23)를 삽입하는 구조를 적용하면, 상기 캠샤프트(1)의 회전축과 상기 이동캠유닛(3)의 회전축을 동심축으로 일치시키는 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.
즉, 스플라인 구조를 캠샤프트(1)의 외주면과 이동캠유닛(3)의 내주면에 적용하면, 캠샤프트(1)의 스플라인 형상이 가공오차에 의해 캠샤프트(1)의 회전축으로부터 일정한 반경으로 가공되기 어렵고, 이동캠유닛(3)의 경우에도 스플라인 형상이 그 회전축으로부터 일정한 반경으로 가공되기 어렵기 때문에, 이와 같은 가공오차를 가진 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)을 결합하면, 상기와 같은 공차가 서로 중첩되어, 상기 캠샤프트(1)의 회전축과 이동캠유닛(3)의 회전축은 서로 동심축을 이루기 어렵게 되고, 이는 가변 밸브 장치의 작동 정확성 및 안정성을 떨어뜨리고, 결과적으로 정확한 엔진 밸브(11) 개폐 제어에 불리하게 작용하여, 엔진의 성능을 충분히 발휘할 수 없게 하며, 내구성도 불리하게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 본 발명에 의하면 상기 캠샤프트(1)의 외주면과 이동캠유닛(3)의 내주면은 기본적으로 동심축을 이루는 원주면으로 가공한 상태에서, 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)를 가공하고, 상기 삽입부재(23)를 삽입하는 구성을 취함으로써, 상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)은 기본적인 정렬 상태가 가공 정밀도 확보가 용이한 두 원주면 접촉에 의해 이루어지므로, 보다 용이하고 정확하게 캠샤프트(1)의 회전축과 이동캠유닛(3)의 회전축을 동심축으로 결합한 상태를 확보할 수 있어서, 가변 밸브 장치의 작동이 보다 정확하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 엔진 제어로, 엔진의 출력 향상을 도모하고 엔진의 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 샤프트그루브(19)는 상기 캠샤프트(1)의 둘레에 원주면이 잔존하는 범위 내에서 복수개가 형성되고, 이에 상응하는 캠그루브(21)도 상기 이동캠유닛(3)의 내측에 원주면이 잔존하는 범위 내에서 복수개가 형성되도록 하여, 궁극적으로 상기 캠샤프트(1)에 상기 이동캠유닛(3)이 삽입된 상태에서는 상기 캠샤프트(1)의 잔존 원주면과 상기 이동캠유닛(3)의 잔존 원주면이 서로 접촉하여, 두 원주면의 접촉에 의한 캠샤프트(1) 및 이동캠유닛(3)의 정렬상태가 확보되도록 할 수 있다.
즉, 상기 샤프트그루브(19)의 개수는 기본적으로 1개 이상이면 본 발명의 기능을 구현할 수 있지만, 다수개를 형성하는 경우, 너무 많이 형성하여 캠샤프트(1)의 원주면이 남지 않게 되면, 상기한 바와 같은 원주면에 의한 동심축 정렬의 효과를 기대할 수 없게 되므로, 이와 같은 상황은 피하도록 하는 것이며, 이는 상기 이동캠유닛(3)의 내주면에 형성되는 캠그루브(21)도 마찬가지이다.
또한, 상기 캠샤프트(1)는 캠캡에 의해 실린더헤드에 회전 가능하게 고정되어야 하는데, 상기 캠샤프트(1)의 부분들 중 상기 캠캡에 감싸이는 부분인 저널(journal)은, 종래와 같이 세레이션이나 스플라인을 캠샤프트(1)에 형성하는 경우, 그 최대 직경이 캠샤프트(1)의 스플라인 최소 골지름(root diameter) 이상이 될 수 없어서, 캠샤프트(1)의 강성이 다른 부분에 비하여 저하될 수 밖에 없지만, 본 실시예와 같이 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21) 및 삽입부재(23)에 의한 구조로 상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)을 결합하면, 상기 캠샤프트(1)의 저널 직경은 캠샤프트(1)의 최대 직경으로 구현할 수 있어서 종래와 같은 캠샤프트(1) 저널의 국부적 강성 저하의 문제를 해결할 수 있다.
상기와 같이 저널에 의한 캠샤프트(1)의 강성 저하가 방지되면, 상기 캠샤프트(1) 자체의 내구성이 향상됨은 물론, 캠샤프트(1)의 비틀림 변형이 감소하여 캠샤프트(1)에 의해 구동되는 엔진의 모든 연소실의 밸브(11)들이 보다 정확하게 작동되어 엔진의 작동성이 향상되고, 내구성도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)는 서로 연통된 공간이 원형단면을 이루도록 각각 반원형 단면으로 형성되고; 상기 삽입부재(23)는 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)가 형성하는 원형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 원형단면의 로드로 구성된다.
물론 상기 원형단면의 로드로 이루어진 삽입부재(23)는 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)가 이루는 연통공간 내에 용이하게 삽입될 수 있는 범위 내에서는 단면이 최대화되어 상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3) 사이의 회전력 전달 시 유격의 발생을 최소화하도록 하는 것이 바람직하다.
도 6은 상기 실시예를 약간 변형한 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 3과 비교하여, 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)는 서로 연통된 공간이 다각형단면을 이루도록 형성되고; 상기 삽입부재(23)는 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)가 형성하는 다각형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 닮은꼴 단면의 로드로 구성된 점이 상이하다.
특히, 도 6에서는 상기 샤프트그루브(19)와 캠그루브(21)가 형성하는 연통 공간이 사각형 단면을 이루도록 형성되고, 상기 삽입부재(23)는 그에 따라 사각형 단면의 로드로 구성된 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명 실시예는, 캠샤프트(1)와; 상기 캠샤프트(1)의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부(5)가 상기 캠샤프트(1)의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛(3)과; 상기 캠샤프트(1)의 축방향에 수직한 방향으로 돌출되게 구비된 샤프트돌기(25)와; 상기 이동캠유닛(3)의 내주면에 상기 샤프트돌기(25)가 삽입되도록 상기 축방향을 따라 직선적으로 형성된 캠그루브(21)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 실시예에 비하여, 이동캠유닛(3)에 캠그루브(21)를 형성하는 것은 동일한데, 캠샤프트(1)에는 샤프트그루브(19)를 형성하는 것이 아니라, 상기 샤프트돌기(25)가 돌출되어 상기 캠그루브(21)에 삽입되도록 함으로써, 상기 캠샤프트(1)에 대한 이동캠유닛(3)의 직선 슬라이딩이 이루어짐과 아울러, 상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3) 상호간의 회전력 전달이 가능하도록 한 것이다.
이 실시 예의 경우에도, 기본적으로 상기 캠샤프트(1)와 이동캠유닛(3)은 원주면들이 서로 접촉하는 상태로 정렬되므로, 회전축들이 서로 동심축을 이루도록 가공 및 조립하는 것이 용이하게 이루어지게 되는 것이다.
상기 캠샤프트(1)에는 상기 샤프트돌기(25)의 일단부를 삽입하여 고정할 수 있도록 캠샤프트(1)의 표면으로부터 함몰된 샤프트핏(shaft pit: 27)이 형성되고; 상기 샤프트돌기(25)는 일단부가 상기 샤프트핏(27)에 삽입되어 고정되는 구조이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도로서, 상기 샤프트핏(27)이 상하로 2곳 형성되고 샤프트돌기(25)도 2개가 삽입된 상태이며, 도 9는 도 8의 이동캠유닛(3)에 캠그루브(21)가 형성된 것을 표현하고 있다.
물론, 상기 샤프트핏(27)과 샤프트돌기(25) 및 캠그루브(21)의 개수는 1개 이상이면 족하며 반드시 2개가 형성되어야 하는 것은 아니다.
도 10은 상기 실시 예의 변형례를 도시한 것으로서, 캠샤프트(1)에는 상기 샤프트돌기(25)의 중앙부가 삽입되어 고정될 수 있도록 캠샤프트(1)를 관통하여 샤프트홀(29)이 형성되고; 상기 샤프트돌기(25)는 중앙부는 상기 캠샤프트(1)에 의해 고정되고 양단부가 상기 캠샤프트(1)의 표면으로 돌출된 구성이다.
따라서, 샤프트핏(27)을 캠샤프트(1)의 2곳에 형성하는 것보다 한 번의 천공작업으로 상기 샤프트홀(29)을 형성할 수 있고, 샤프트돌기(25)도 하나를 삽입하는 공정으로 상측과 하측 2곳에서 회전력을 분담하여 상기 이동캠유닛(3)에 전달할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명 실시예는, 캠샤프트(1)와; 상기 캠샤프트(1)의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부(5)가 상기 캠샤프트(1)의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛(3)과; 상기 캠샤프트(1)의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 샤프트그루브(19)와; 상기 이동캠유닛(3)으로부터 상기 캠샤프트(1)의 축방향에 수직한 방향으로 슬라이딩되어 일단부가 상기 샤프트그루브(19)로 삽입될 수 있도록, 상기 이동캠유닛(3)에 슬라이딩 가능하게 삽입된 캠슬라이더(31)와; 상기 캠슬라이더(31)를 상기 캠샤프트(1)를 향해 탄성적으로 지지하도록 설치된 탄성부재(33)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 캠샤프트(1)에는 도 12에 예시한 바와 같이 샤프트그루브(19)를 축방향으로 직선적으로 길게 형성하고, 이동캠유닛(3)에 상기 캠핏(cam pit: 35)을 형성하고 상기 캠슬라이더(31)와 탄성부재(33)를 설치하여, 상기 탄성부재(33)를 압축시킨 상태에서 상기 이동캠유닛(3)을 캠샤프트(1)에 용이하게 삽입하여 조립할 수 있도록 하고, 일단 조립이 완료되면, 상기 캠샤프트(1)에 대한 상기 이동캠유닛(3)의 축방향 슬라이딩을 상기 캠슬라이더(31)와 샤프트그루브(19)에 의해 가이드하면서 상기 캠샤프트(1)로부터의 회전력을 이동캠유닛(3)에 전달할 수 있도록 하는 것이다.
상기 이동캠유닛(3)에는 상기 캠슬라이더(31)의 직선 슬라이딩 운동을 가이드하도록 내주면에 캠핏(35)이 형성되고, 상기 캠핏(35)은 이동캠유닛(3)을 구성하는 캠의 노우즈 내측에 형성되어 상기 캠슬라이더(31)와 탄성부재(33)를 설치할 충분한 공간을 확보할 수 있도록 한다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 캠샤프트
3; 이동캠유닛
5; 캠가이드돌출부
7; 가변액츄에이터
9; 핀
11; 밸브
13; 1단캠
15; 2단캠
17; 3단캠
19; 샤프트그루브
21; 캠그루브
23; 삽입부재
25; 샤프트돌기
27; 샤프트핏
29; 샤프트홀
31; 캠슬라이더
33; 탄성부재
35; 캠핏

Claims (9)

  1. 캠샤프트와;
    상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
    상기 캠샤프트의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 1개 이상의 샤프트그루브와;
    상기 이동캠유닛의 내주면에 상기 샤프트그루브와 연통되게 형성된 캠그루브와;
    상기 캠샤프트의 회전변위를 상기 이동캠유닛으로 전달하도록 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 연통된 공간 내에 삽입되는 삽입부재;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트그루브와 캠그루브는 서로 연통된 공간이 원형단면을 이루도록 각각 반원형 단면으로 형성되고;
    상기 삽입부재는 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 원형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 원형단면의 로드로 구성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트그루브와 캠그루브는 서로 연통된 공간이 다각형단면을 이루도록 형성되고;
    상기 삽입부재는 상기 샤프트그루브와 캠그루브가 형성하는 다각형단면의 연통된 공간 내에 삽입되는 닮은꼴 단면의 로드로 구성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트그루브는 상기 캠샤프트의 둘레에 원주면이 잔존하는 범위 내에서 복수개가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  5. 캠샤프트와;
    상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
    상기 캠샤프트의 축방향에 수직한 방향으로 돌출되게 구비된 샤프트돌기와;
    상기 이동캠유닛의 내주면에 상기 샤프트돌기가 삽입되도록 상기 축방향을 따라 직선적으로 형성된 캠그루브;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 캠샤프트에는 상기 샤프트돌기의 일단부를 삽입하여 고정할 수 있도록 캠샤프트의 표면으로부터 함몰된 샤프트핏이 형성되고;
    상기 샤프트돌기는 일단부가 상기 샤프트핏에 삽입되어 고정되는 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 캠샤프트에는 상기 샤프트돌기의 중앙부가 삽입되어 고정될 수 있도록 캠샤프트를 관통하여 샤프트홀이 형성되고;
    상기 샤프트돌기는 중앙부는 상기 캠샤프트에 의해 고정되고 양단부가 상기 캠샤프트의 표면으로 돌출된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  8. 캠샤프트와;
    상기 캠샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되고 적어도 2개 이상의 서로 다른 캠프로파일을 가진 캠들과, 캠가이드돌출부가 상기 캠샤프트의 길이방향을 따라 배치된 이동캠유닛과;
    상기 캠샤프트의 외주면에 축방향을 따라 일정한 단면형상으로 직선적으로 가공된 샤프트그루브와;
    상기 이동캠유닛으로부터 상기 캠샤프트의 축방향에 수직한 방향으로 슬라이딩되어 일단부가 상기 샤프트그루브로 삽입될 수 있도록, 상기 이동캠유닛에 슬라이딩 가능하게 삽입된 캠슬라이더와;
    상기 캠슬라이더를 상기 캠샤프트를 향해 탄성적으로 지지하도록 설치된 탄성부재;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 이동캠유닛에는 상기 캠슬라이더의 직선 슬라이딩 운동을 가이드하도록 내주면에 캠핏이 형성되고;
    상기 캠핏은 이동캠유닛을 구성하는 캠의 노우즈 내측에 형성되는 것
    을 특징으로 하는 엔진의 가변 밸브 장치.


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Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404937A (en) 1980-12-10 1983-09-20 Audi Nsu Union Aktiengesellschaft Valve controlled stroke piston combustion engine with a cam shaft
DE4230877A1 (de) 1991-09-30 1993-04-01 Volkswagen Ag Ventilsteuerung fuer ein hubventil mit zwei nocken
JPH08158817A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法
EP0798451A1 (de) 1996-03-25 1997-10-01 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
US6425359B2 (en) 2000-06-23 2002-07-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve moving apparatus of an internal combustion engine
DE10148243A1 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Ina Schaeffler Kg Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
US20050011480A1 (en) 2003-07-19 2005-01-20 Willi Schultz Valve drive for an internal combustion engine
US20070178731A1 (en) 2004-02-21 2007-08-02 Schaeffler Kg Valve train with cam switching for the gas exchange valves of a four-cycle internal combustion engine
KR100799604B1 (ko) * 2006-08-24 2008-01-30 주식회사 미보 캠과 샤프트의 조립방법
US7409938B2 (en) 2003-03-21 2008-08-12 Audi Ag Valve drive of an internal combustion engine comprising a cylinder head
US7472671B2 (en) 2004-07-30 2009-01-06 Schaeffler Kg Valve engine
US20100108006A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Schaeffler Kg Camshaft for a variable lift valve train of an internal combustion engine
US7762225B2 (en) 2003-10-25 2010-07-27 Audi Ag Valve train of an internal combustion engine comprising at least one camshaft
US20100224154A1 (en) 2009-03-06 2010-09-09 Schaeffler Kg Valve-train assembly of an internal combustion engine
US20100251982A1 (en) 2009-04-04 2010-10-07 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20110247577A1 (en) 2009-02-14 2011-10-13 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20120006292A1 (en) 2009-06-25 2012-01-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20120024245A1 (en) 2010-08-02 2012-02-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve train of an internal combustion engine
KR20120022264A (ko) * 2010-09-01 2012-03-12 현대자동차주식회사 가변 밸브 리프트 장치
KR20140111191A (ko) * 2013-03-08 2014-09-18 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR20140114497A (ko) 2013-03-14 2014-09-29 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진
KR101461899B1 (ko) 2013-09-09 2014-11-14 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101655221B1 (ko) 2015-11-27 2016-09-07 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE423829B (sv) * 1980-09-29 1982-06-07 Hedelin Lars G B Kamanordning med roterbart kamorgan, vars form er variabel
JP4089431B2 (ja) * 2002-12-27 2008-05-28 スズキ株式会社 動弁装置及びこれを備えた内燃機関
TW200617264A (en) * 2004-08-31 2006-06-01 Yamaha Motor Co Ltd Variable valve drive device, engine and motorcycle
JP5171521B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-27 本田技研工業株式会社 エンジンの可変動弁装置
GB2510364B (en) * 2013-01-31 2017-08-30 Jaguar Land Rover Ltd A device for effecting an axial shift of a rotary shaft for use in a variable camshaft drive mechanism
DE102013112539A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Verstellbare Nockenwelle
DE102014116252A1 (de) * 2014-11-07 2016-05-12 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Nockenwelle mit einem axial geführten Schiebeelement
AT517816B1 (de) * 2015-09-18 2019-10-15 Avl List Gmbh Variable ventilsteuerungseinrichtung für brennkraftmaschinen
JP6685802B2 (ja) * 2016-03-31 2020-04-22 本田技研工業株式会社 内燃機関
JP6520909B2 (ja) * 2016-12-26 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 エンジンの可変動弁機構
DE102017116987A1 (de) * 2017-07-27 2019-01-31 Man Truck & Bus Ag Schiebenockensystem und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102017123929A1 (de) * 2017-10-13 2019-04-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Schiebenockenmodul mit Lagerelement und Nockenwelle mit Schiebenockenmodul sowie Haubenmodul

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404937A (en) 1980-12-10 1983-09-20 Audi Nsu Union Aktiengesellschaft Valve controlled stroke piston combustion engine with a cam shaft
DE4230877A1 (de) 1991-09-30 1993-04-01 Volkswagen Ag Ventilsteuerung fuer ein hubventil mit zwei nocken
JPH08158817A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Nippon Piston Ring Co Ltd 組立て式カムシャフトの製造方法
EP0798451A1 (de) 1996-03-25 1997-10-01 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
US6425359B2 (en) 2000-06-23 2002-07-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve moving apparatus of an internal combustion engine
DE10148243A1 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Ina Schaeffler Kg Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile eines 4-Takt-Verbrennungsmotors
US7409938B2 (en) 2003-03-21 2008-08-12 Audi Ag Valve drive of an internal combustion engine comprising a cylinder head
US20050011480A1 (en) 2003-07-19 2005-01-20 Willi Schultz Valve drive for an internal combustion engine
US7762225B2 (en) 2003-10-25 2010-07-27 Audi Ag Valve train of an internal combustion engine comprising at least one camshaft
US20070178731A1 (en) 2004-02-21 2007-08-02 Schaeffler Kg Valve train with cam switching for the gas exchange valves of a four-cycle internal combustion engine
US7472671B2 (en) 2004-07-30 2009-01-06 Schaeffler Kg Valve engine
KR100799604B1 (ko) * 2006-08-24 2008-01-30 주식회사 미보 캠과 샤프트의 조립방법
US20100108006A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Schaeffler Kg Camshaft for a variable lift valve train of an internal combustion engine
US20110247577A1 (en) 2009-02-14 2011-10-13 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20100224154A1 (en) 2009-03-06 2010-09-09 Schaeffler Kg Valve-train assembly of an internal combustion engine
US20100251982A1 (en) 2009-04-04 2010-10-07 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20120006292A1 (en) 2009-06-25 2012-01-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve drive of an internal combustion engine
US20120024245A1 (en) 2010-08-02 2012-02-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve train of an internal combustion engine
KR20120022264A (ko) * 2010-09-01 2012-03-12 현대자동차주식회사 가변 밸브 리프트 장치
KR20140111191A (ko) * 2013-03-08 2014-09-18 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR20140114497A (ko) 2013-03-14 2014-09-29 현대자동차주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치, 다단 가변 밸브 리프트 시스템 및 이를 포함하는 엔진
KR101461899B1 (ko) 2013-09-09 2014-11-14 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치
KR101655221B1 (ko) 2015-11-27 2016-09-07 현대자동차 주식회사 다단 가변 밸브 리프트 장치

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