KR20200001263A - 내연기관의 밸브타이밍 조정장치 - Google Patents

내연기관의 밸브타이밍 조정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치를 개시한다. 본 발명은 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹 홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹 핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서, 베인 중 적어도 하나에 한쌍의 로킹 핀이 이격 설치되고, 한쌍의 로킹 핀을 수용하도록 로킹 홈이 한쌍으로 대응되게 형성되며, 로킹 핀의 내부에 오일 통로가 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명은 한쌍의 로킹 핀이 캠 샤프트의 토크에 의해 한쌍의 로킹홈에 신속하고도 원활하게 결합되어 셀프 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상하고 소형화할 수 있다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 조정장치{APPARATUS OF ADJUSTING VALVE TIMING FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것으로, 특히 로킹 핀의 작동 속도를 증가하고 로킹작동의 신뢰성을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것이다.
내연기관(이하 "엔진"이라 함)에는 엔진의 작동상태에 따라 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 변경할 수 있는 밸브타이밍 조정장치가 사용되고 있다. 밸브타이밍 조정장치는 보통 크랭크 샤프트에 타이밍 벨트나 체인으로 연결하여 회전하는 캠 샤프트의 변위 또는 회전에 따른 위상 각도(Phasing Angle)를 변화시킴으로써 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 조정한다.
일반적으로 밸브타이밍 조정장치는, 하우징의 내부에서 작업유체에 의해 자유로이 회전하는 복수의 베인(vane)을 갖춘 로터 (rotor)를 포함한 베인식 밸브타이밍 조정장치가 많이 사용된다.
베인식 밸브타이밍 조정장치는 크랭크 샤프트에 대하여 최진각(最進角: full advance phase angle)과 최지각(最遲角: full retard phase angle)사이에서 진각 체임버 또는 지각 체임버로 작업유체의 유압을 공급하여 베인을 매개로 로터를 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전시켜 발생하는 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하고, 비상 상황이나 엔진 정지시에는 로킹핀을 매개로 로터를 특정 위치에서 고정하여 로킹(locking)함으로써 캠 샤프트를 크랭크 샤프트와 동기 회전하도록 하고 있다.
상기 로킹핀의 로킹 방식은, 캠 샤프트에서 발생하는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하는 래칫(ratchet)을 채용하고, 래칫의 구동방식은 유압식 래칫과 기계식 래칫으로 나눌 수 있다.
여기서, 기계식 래칫은 하우징에 대한 로터의 최진각 또는 최지각 위치 또는 이들 사이의 범위에서 로터가 자유롭게 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전하면서 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하는 한편, 캠 샤프트를 통해 전달되는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하여 로킹핀을 로킹 홈에 결합(로킹)하여 로터를 고정함으로써 캠 샤프트가 크랭크 샤프트와 연동하도록 한다.
상기와 같은 기계식 래칫을 이용하는 통상적인 밸브타이밍 조정장치는, 원통형상의 하우징에 3개 내지 5개의 베인을 구비한 로터가 상대 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 1개 또는 2개의 베인에 로킹핀이 각각 구비되어, 포지티브 토크 또는 네거티브 토크에 의해 순차 이동하여 로킹 홈에 결합되고, 유압이 적용되면 로킹핀이 로킹홈으로부터 이탈되어 로터가 자유롭게 상대 회전하면서 밸브타이밍을 조정하도록 된다.
그런데 종래의 밸브 타이밍 조정장치에 채용된 로터는 베인에 하나의 로킹핀이 결합되고, 로터가 진각 위치에 위치하는 경우에는 큰 값의 포지티브 토크에 의해 로킹 핀이 한번에 로킹 홈에 결합되지만, 로터가 지각위치에 위치하는 경우에는 네거티브 토크에 의해 로킹 핀이 3단계 내지 4단계에 걸쳐 순차적으로 이동하게 된다.
이때 로킹 홈에 결합되는 네거티브 토크가 비교적 작은 값이라서 로킹 핀을 이동시키는 로킹 작동 속도가 늦고 원활하지 않으며, 특히 로킹 핀이 주변 구성부품과의 마찰 또는 충돌하는 경우에는 로킹 핀이 로킹 홈에 정확하게 삽입되지 않아 로킹 작동이 불완전해지는 문제가 있었다.
또한, 종래에 베인에 2개의 로킹핀이 서로 반대 방향으로 작동하도록 배치되는 구조도 제안되어 있으나, 구성 및 작동이 복잡하다는 결점이 있었다.
이에 엔진 룸의 공간적 제약을 고려할 때, 밸브 타이밍 장치의 크기를 증대하지 않으면서 로킹 핀의 로킹작동이 신속하고도 원활하게 수행되어 로킹 작동의 신뢰성을 확보할 수 있는 밸브타이밍 조정 장치의 개발이 요청되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 로킹 핀의 로킹작동이 신속하고도 원활하게 수행되어 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상하고, 소형화도 가능한 내연기관의 밸브타이밍 조정장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정장치는, 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 및 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹 홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹 핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서, 상기 로킹 핀은 상기 베인 중 적어도 하나에 한쌍이 이격설치되고, 상기 로킹 홈은 상기 한쌍의 로킹 핀을 수용하도록 한쌍으로 대응되게 이격형성되며, 상기 로킹 핀의 내부에는 오일 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 연통되게 형성될 수 있다.
여기서, 로킹 핀은 원통 형상이고, 일단부에 요홈을 갖는 플랜지가 형성되며, 상기 요홈에는 로킹 핀에 탄성력을 부여하는 스프링이 설치될 수 있다.
본 발명은 스프링의 작동 위치를 유지하고 신축작동을 안내하는 리테이너를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 스프링은 코일 스프링이고, 상기 리테이너의 중앙에 형성된 돌출부가 상기 스프링의 내부로 진입하도록 형성될 수 있다.
한편, 오일통로는 스풀밸브의 유로와 연통하는 수평통로와 상기 수평통로와 직각으로 연통하면서 로킹 핀의 길이 방향으로 연장하는 수직통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 로킹 핀의 수직통로의 선단부에 오일의 유동저항을 감소하는 경사면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 한쌍의 로킹 핀은 로터의 반경방향 또는 원주방향으로 이격하여 설치되고, 한쌍의 로킹 홈도 이에 대응하여 이격하여 형성될 수 있다.
그리고, 로킹 핀은 중공이면서 큰 직경의 아우터 핀과 상기 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 이중구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 크랭크 샤프트와 연동하면서 내부 공간을 갖는 래칫 플레이트;와 캠 샤프트와 연동하는 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 상기 로터의 하나의 베인에 이격형성된 한쌍의 로킹 홈; 및 상기 베인에 형성된 로킹 홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하도록 스프링에 탄력지지된 한쌍의 로킹 핀;을 포함하고서, 상기 로킹 핀의 내부에는 스풀밸브의 유로와 연통하는 수평통로와 상기 수평통로와 직각으로 연통하면서 로킹 핀의 길이 방향으로 연장하는 수직통로가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명은, 한쌍의 로킹 핀이 캠 샤프트의 토크에 의해 한쌍의 로킹홈에 신속하고도 원활하게 결합되어 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상하고 소형화할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하면 더욱 명확하게 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치의 개략적인 조립 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부위의 확대 단면도로서, (a)는 오일이 공급되어 로킹 핀이 해제된 상태, (b)는 오일이 배출되어 로킹 핀이 결합된 상태이다.
도 3(a)-3(c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 최지각 위치에 위치한 로킹 핀 이 네거티브 토크에 의해 로킹 홈에 결합되는 작동을 순차적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 4(a)-5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 최진각 위치에 위치한 로킹 핀 이 포지티브 토크에 의해 로킹 홈에 결합되는 작동을 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로킹 핀의 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 구성부품은 다른 도면에서도 동일한 참조부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치(100)의 일부 단면도이다.
도 1을 참조하면, 밸브타이밍 조정장치(100)는 내연기관의 캠샤프트(1)와 연결되는 밸브 몸체(2)가 형성되고, 상기 밸브 몸체(2)의 외주에는 크랭크 샤프트(3)와 도시되지 않은 체인이나 타이밍벨트로 연결되는 스프로켓(4)이 회전가능하게 결합되며, 상기 스프로켓(4)에 인접하여 디스크 형상의 래칫 플레이트(5)가 결합된다.
상기 캠 샤프트(1)와 연동하는 밸브 몸체(2) 내부에는, 외주면에 복수의 오일 홈(6a)이 형성된 스풀(6)이 탄력설치되고, 상기 스풀(6)은 밸브 몸체(2)에 형성된 복수의 오일 포트(2a)와 선택적으로 연통하면서 오일의 흐름을 절환하는 솔레노이드 밸브(7)가 내장된다.
한편, 상기 밸브 몸체(2)에는 원통 형상의 하우징(8)과, 상기 캠 샤프트(1)와 연동하면서 상기 하우징(8)의 내부공간에서 상대회전 가능하게 결합된 로터(9) 및, 상기 래칫 플레이트(5)의 반대쪽에서 하우징(8)을 덮어주는 커버 플레이트(10)가 결합된다.
상기 로터(9)는, 외주면이 하우징(8)의 내주면과 밀봉을 유지하면서 회전 가능하게 설치된 복수의 베인(11)을 포함할 수 있다.
상기 베인(11) 중의 적어도 어느 하나에 한쌍의 로킹 핀(20), 즉 밸브 몸체(2)에 인접한 내측 로킹 핀(20A)과, 사익 로터(9)의 반경방향에서 상기 내측 로킹 핀(20A)의 바깥쪽에 외측 로킹 핀(20B)이 이격되게 베인(11)의 한쌍의 장착 구멍(11a, 11b)에 각각 삽입되어 설치된다.
그런데 내측 및 외측 로킹 핀(20A, 20B)은 동일한 구성이므로, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 내측 로킹 핀(20A)을 기준으로 설명하기로 한다.
도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 로킹 핀(20)은 원통 형상이고, 일단부에 요홈(21)을 갖는 플랜지(22)가 형성되며, 상기 요홈(21)에는 로킹 핀(20)에 탄성력을 부여하는 스프링(23)이 설치될 수 있다.
상기 베인(11)의 장착 구멍(11a, 11b)에는 일단부를 폐쇄하면서 상기 스프링(23)을 지지하면서 신축작동을 안내하는 리테이너(24)를 더 포함할 수 있다.
상기 스프링(23)은 코일 스프링이고, 상기 리테이너(24)의 중앙에 돌출부(24a)가 형성되어 상기 스프링(23)의 내부로 진입하여 스프링(23)의 작동위치를 유지하고 안내할 수 있다.
한편, 상기 베인(11)의 장착 구멍(11a, 11b)에는 로킹 핀(20)을 작동시키는 오일의 유출입 통로를 위해 수평방향의 베인 유로(11c)가 형성되고, 상기 수평방향의 베인 유로(11c)는 밸브 몸체(2)의 복수의 오일 포트(2a) 중의 하나와 연결되는 몸체 유로(2b)와 연통하도록 된다.
상기 로킹 핀(20)의 일단부 내부에는 상기 베인 유로(11c)와 선택적으로 연통하는 오일 통로(25)가 형성될 수 있다. 상기 오일통로(25)는 상기 베인 유로(11c)와 연통하는 수평통로(25a)와 상기 수평통로(25a)와 직각으로 연통하면서 로킹 핀(20)의 길이 방향으로 연장하는 수직통로(25b)를 포함할 수 있다.
상기 수직통로(25b)의 선단부에는 오일의 유동저항을 감소하는 경사면(26)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 래칫 플레이트(5)에는 상기 로킹핀(20)과 대응하는 위치에, 로킹핀(20)이 상호 결합하여 로킹 작동되거나 또는 로킹 상태가 해제되도록 동일한 구성으로 된 한쌍의 로킹 홈(30), 즉 내측 및 외측 로킹홈(30A, 30B)이 각각 형성될 수 있다.
여기서, 내측 및 외측 로킹 홈(30A, 30B)은 동일한 구성이므로 설명의 편의를 위하여 내측 로킹 핀(20A)이 결합하는 내측 로킹 홈(30A)을 기준으로 설명한다.
상기 로킹홈(30)은, 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 각각 타원 형상이면서 깊이가 얕은 대경홈(31)과 상기 대경홈(31)과 연통하면서 원형 형상의 깊이가 깊은 소경홈((32)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 몸체(2)의 일단부에서 래칫 플레이트(5)의 외부에는 캠 샤프트(1)에 가압력을 인가하는 바이어스 스프링(40)이 가이드 플레이트(41)에 탄력설치될 수 있다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 타이밍 장치의 작동을 설명한다.
본 발명의 밸브타이밍 조정장치(100)는, 베인(11)이 최지각 위치와 최진각 위치의 거의 중간위치에서 로킹작동이 이루어지는 중간 위상 타입의 밸브타이밍 조정장치이다.
엔진이 정상작동되는 경우, 로터(9)는 하우징(8)의 내부 공간에서 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정하게 된다.
즉, 도 1 및 2(a)에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(2)의 오일 포트(2a)와 연결되는 몸체 유로(2b)를 통해 수평방향의 베인 유로(11c)로 오일이 공급되면, 로킹 핀(20)의 내부에 형성된 오일 통로(25)의 수평통로(25a) 및 수직통로(25b)를 통해 오일이 유입된다. 따라서 오일의 압력은 플랜지(22)의 계단면(22a)과 로킹 홈(30)의 소경홈(32)에 삽입된 로킹핀(20)의 상단부에 압력을 가하여 스프링(23)의 탄성력을 극복하면서 로킹 핀(20)을 하강시켜 로킹 홈(30)으로부터 이탈되게 한다.
따라서 로터(9)는 하우징(8)의 내부 공간에서 캠 샤프트(1)로부터 전달되는 토크에 대응하여, 하우징(8)에 대하여 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전제어되면서 캠 샤프트(1)를 매개로 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정할 수 있다.
여기서, 로킹 핀(20)의 동작 설명의 편의를 위하여 도 2의 위쪽 방향으로의 작동을 '상승', 아래쪽 방향으로의 작동을 '하강'이라고 하기로 한다.
한편, 엔진의 작동 도중에 비상상황이 발생하는 경우, 로킹 핀(20)은 별다른 제어가 없이 셀프 로킹(self-locking)되어, 하우징(8)에 대한 로터(9)의 상대회전을 방지하여야 한다.
즉, 도 1 및 2(b)에 도시된 바와 같이, 로터(9)가 회전함에 따라 로킹 핀(20)이 이동하여 로킹 홈(30)과 동일선 상에 위치하여 일치하면, 스프링(23)의 탄성력에 의해 상승력을 받고 있던 로킹 핀(20)이 상승하면서 로킹 홈(30)의 대경홈(32)을 지나 소경홈(32)에 삽입된다. 따라서 소경홈(32)에 채워졌던 오일이 로킹 핀(20)의 수직통로(25b) 및 수평통로(25a)를 통해 순차적으로 유동하여 베인 유로(11c)를 거쳐 몸체(2)의 유로(2b)를 통해 배출된다. 이에 따라 로킹 핀(20)이 스프링(23)의 탄성력에 의해 로킹 홈(30)에 결합(로킹)한 상태로 하우징(8)에 대하여 로터(9)를 고정하게 되므로, 캠 샤프트(1)가 크랭크 샤프트(3)와 연동하도록 된다.
이하에서는, 도 2 내지 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로킹 핀(20)의 로킹작동을 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하는 경우로 구분하여 더 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 베인(11)이 지각 위치에 편향되어 위치된 상태에서 네거티브 토크가 적용됨에 따라 진각 방향으로 순차 이동하여 셀프 로킹되는 것을 설명한다.
도 2(a) 및 도 3(a)은 베인(11)에 형성된 베인 유로(11c)를 통해 오일이 장착구멍(11a, 11b) 및 로킹 홈(30)에 유입된 상태를 도시한다. 이 상태에서, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 로킹 핀(20)은 오일의 압력에 의해 스프링(23)를 압축하면서 리테이너(24)에 대하여 최대한 하강된 상태이다. 이때, 로킹 핀(20)의 상단부는 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다. 따라서 로터(9)는 자유롭게 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전하면서 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하게 된다.
그런데 도 3(a)의 상태에서 캠 샤프트(1)를 통해 네거티브 토크가 로터(9)를 통해 베인(11)에 전달되어 베인(11)이 소정각도로 진각방향(시계 방향)으로 회전하면, 도 3(b)의 상태가 된다. 즉, 로터(9)가 회전함에 따라, 스프링(23)의 탄성력에 의해 상승력을 받고 있던 로킹 핀(20)이 소경홈(32)과 동일 직선상에 위치하면, 로킹 핀(20)이 스프링(23)의 탄성력에 의해 상승하여 대경홈(31)에 삽입되고, 그 상단부가 대경홈(31)의 한쪽 벽면에 걸려진다.
이어서, 캠 샤프트(1)를 통해 추가적인 네거티브 토크가 로터(9)를 매개로 베인 (11)에 인가되면, 도 3(c)에 도시된 상태로 된다. 즉, 로킹 핀(20)이 스프링(23)의 탄성력에 의해 위쪽으로 추가 상승하여 소경홈(32)에 삽입되어 그 상단부가 소경홈(32)의 측면에 걸려지고 또 소경홈(32)의 바닥에 밀착된다. 이에 따라 베인(11)은 지각방향 및 진각방향의 어느 방향으로도 이동할 수 없는 로킹상태가 되고, 로터 (9)는 하우징(8)에 대하여 상대회전이 방지되고, 캠 샤프트(1)가 크랭크 샤프트(3)와 연동하도록 된다.
다음은, 도 4를 참조하여 베인(11)이 하우징(8)의 공간에서 진각 위치에 편향되어 위치된 상태에서 포지티브 토크를 이용하여 셀프 로킹되는 것을 설명한다.
먼저, 도 2(a) 및 도 4(a)는 베인(11)에 형성된 베인 유로(11c)를 통해 오일이 장착구멍(11a, 11b) 및 로킹 홈(30)에 유입된 상태를 도시한다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 로킹 핀(20)은 오일의 압력에 의해 스프링(23)를 압축하면서 리테이너(24)에 대하여 최대한 하강된 상태이다. 이때, 로킹 핀(20)의 상단부는 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다. 따라서 로터(9)는 자유롭게 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전하면서 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하게 된다.
만일, 도 4(a)의 상태에서 캠 샤프트(1)를 통해 포지티브 토크가 로터(9)를 통해 베인(11)에 전달되면 도 4(b)의 상태가 된다. 베인(11)이 소정각도로 지각방향(반시계 방향)으로 회전하면, 도 4(b)의 상태가 된다. 즉, 포지티브 토크는 네거티브 토크에 비해 크기 때문에 로터(9)의 회전량이 커서 로킹 핀(20)이 한번에 로킹홈(30)에 결합되면서 셀프 로킹 작동이 이루어진다.
즉, 로터(9)가 회전함에 따라, 스프링(23)의 탄성력에 의해 상승력을 받고 있던 로킹 핀(20)이 대경홈(31) 및 소경홈(32)과 일직선 상에 위치하게 되면, 로킹 핀(20)의 상단부가 소경홈(32)에 진입하여 소경홈(32)의 바닥에 밀착된다. 이에 따라 베인(11)은 지각방향 및 진각방향의 어느 방향으로도 이동할 수 없는 로킹상태가 된다.
이때, 대경 홈(31) 및 소경 홈(32)을 포함한 로킹 홈(30) 및 베인(11)의 장착구멍(11a, 11b)에 채워진 오일은, 로킹 핀(20)의 수직통로(25b) 및 수평통로 (25a)를 통해 베인 유로(11c)를 거쳐 몸체(2)의 유로(2b)를 통해 배출된다. 따라서 로킹 핀(20)이 로킹 홈(30)에 로킹됨으로써 로터(9)는 하우징(8)에 대하여 상대회전이 방지되고 캠 샤프트(1)가 크랭크 샤프트(3)와 연동하게 된다.
상기의 기재는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 기술한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 여러 변경, 수정이 가능함을 이해하여야 한다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에서는 로킹 핀(20)이 구비된 베인(11)이 하나인 것을 설명하였으나, 2개의 베인(11)에 동일한 구조의 한쌍의 로킹 핀(20)이 각각 구비될 수도 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에서는 한쌍의 로킹 핀(20)이 베인(11)에서, 로터(9)의 반경방향으로 이격된 것을 설명하였으나, 변형예로서 로터(9)의 원주방향으로 이격하여 설치될 수 있고, 이에 대응하여 한쌍의 로킹 홈(30)도 로터(9)의 반경방향 또는 원주방향으로 이격하여 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로킹 핀(50)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 아우터 스프링(51)을 매개로 리테이너(52) 사이에 탄력 설치된 중공 실린더 형상의 아우터 핀(53) 및 이 아우터 핀(53)의 내부 공간에 슬라이딩 가능하게 결합되면서 인너 스프링(54)을 매개로 리테이너(52) 사이에 탄력 설치된 인너 핀(55)을 포함하는 이중구조의 로킹 핀으로 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 로킹 핀(20)이, 래칫 플레이트(5)에 형성된 로킹 홈(30)에 결합되는 구조를 설명하였으나, 이와 반대로 로터(9)에 로킹 홈이 형성되고 래칫 플레이트(5)에 로킹 핀이 장착되는 구성으로 설계할 수도 있다.
2: 밸브 몸체 5: 래칫 플레이트
8: 하우징 9: 로터
10: 커버 플레이트 11: 베인
20: 로킹 핀 30: 로킹 홈
31: 대경홈 32: 소경홈

Claims (10)

  1. 크랭크 샤프트와 연동하는 래칫 플레이트와 결합되면서 내부 공간을 갖는 하우징;과 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상대 회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹 홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹 핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서
    상기 로킹 핀은 상기 베인 중 적어도 하나에 한쌍이 이격설치되고,
    상기 로킹 홈은 상기 한쌍의 로킹 핀을 수용하도록 한쌍으로 대응되게 이격형성되며,
    상기 로킹 핀의 내부에는 오일 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 연통되게 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로킹 핀은 원통 형상이고, 일단부에 요홈을 갖는 플랜지가 형성되며, 상기 요홈에는 로킹 핀에 탄성력을 부여하는 스프링이 설치된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스프링의 작동 위치를 유지하고 신축작동을 안내하는 리테이너를 더 포함하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스프링은 코일 스프링이고, 상기 리테이너의 중앙에 형성된 돌출부가 상기 스프링의 내부로 진입하도록 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오일통로는 스풀밸브의 유로와 연통하는 수평통로와 상기 수평통로와 직각으로 연통하면서 로킹 핀의 길이 방향으로 연장하는 수직통로를 포함하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로킹 핀의 수직통로의 선단부에 오일의 유동저항을 감소하는 경사면이 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 한쌍의 로킹 핀은 로터의 반경방향 또는 원주방향으로 이격하여 설치되고, 상기 한쌍의 로킹 홈도 이에 대응하여 이격하여 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로킹 핀은 중공이면서 큰 직경의 아우터 핀과 상기 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 이중구조로 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
  10. 크랭크 샤프트와 연동하면서 내부 공간을 갖는 래칫 플레이트;와
    캠 샤프트와 연동하는 하우징;
    상기 하우징의 내부공간에 설치되어 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터;
    상기 로터의 하나의 베인에 이격형성된 한쌍의 로킹 홈;
    상기 베인에 형성된 로킹 홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하도록 스프링에 탄력지지된 한쌍의 로킹 핀;을 포함하고서,
    상기 로킹 핀의 내부에는 스풀밸브의 유로와 연통하는 수평통로와 상기 수평통로와 직각으로 연통하면서 로킹 핀의 길이 방향으로 연장하는 수직통로가 형성된 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09250317A (ja) * 1996-03-19 1997-09-22 Fuji Oozx Inc バルブスプリングリテーナ
JP2004084611A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US6722329B2 (en) * 2002-05-21 2004-04-20 Delphi Technologies, Inc. Locking pin mechanism for a camshaft phaser
JP4411814B2 (ja) * 2001-03-30 2010-02-10 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP5980086B2 (ja) * 2012-10-15 2016-08-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
KR101679016B1 (ko) * 2015-12-23 2017-01-02 현대자동차주식회사 내연기관의 밸브타이밍 조정장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09250317A (ja) * 1996-03-19 1997-09-22 Fuji Oozx Inc バルブスプリングリテーナ
JP4411814B2 (ja) * 2001-03-30 2010-02-10 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
US6722329B2 (en) * 2002-05-21 2004-04-20 Delphi Technologies, Inc. Locking pin mechanism for a camshaft phaser
JP2004084611A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP5980086B2 (ja) * 2012-10-15 2016-08-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
KR101679016B1 (ko) * 2015-12-23 2017-01-02 현대자동차주식회사 내연기관의 밸브타이밍 조정장치

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