KR20200025737A - Apparatus of adjusting valve timing for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것으로, 특히 로킹핀의 내마모성을 향상하고 로킹작동의 신뢰성을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve timing adjusting device for an internal combustion engine, and more particularly to a valve timing adjusting device for an internal combustion engine that can improve the wear resistance of the locking pin and improve the reliability of the locking operation.
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. In an internal combustion engine (hereinafter referred to as an "engine"), a valve timing adjusting device capable of changing the timing of an intake valve or an exhaust valve in accordance with an engine operating state is used. The valve timing adjuster normally adjusts the timing of the intake valve or the exhaust valve by changing the phase angle according to the displacement or rotation of the rotating cam shaft by connecting to the crankshaft by a timing belt or chain.
일반적으로 밸브타이밍 조정장치는, 하우징의 내부에서 작업유체에 의해 자유로이 회전하는 복수의 베인(vane)을 갖춘 로터(rotor)를 포함한 베인식 밸브타이밍 조정장치가 많이 사용된다. In general, the valve timing adjusting device is a vane valve timing adjusting device including a rotor having a plurality of vanes that are free to rotate by the working fluid in the housing.
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.The vane valve timing regulator supplies hydraulic fluid to the crankshaft from the full advance phase angle and the full retard phase angle to the advance chamber or tectonic chamber. The valve timing is adjusted by using the difference in the rotational phase caused by the relative rotation of the rotor in the forward or perceptual direction through the vane.In the event of an emergency or engine shutdown, the rotor is fixed at a specific position by the locking pin. Locking makes the camshaft rotate synchronously with the crankshaft.
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. The locking method of the locking pin adopts a ratchet using a positive torque or a negative torque generated in the camshaft, and the ratchet driving method may be divided into a hydraulic ratchet and a mechanical ratchet.
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 로킹홈에 결합(로킹)하여 로터를 고정함으로써 캠 샤프트가 크랭크 샤프트와 연동하도록 한다. Here, the mechanical ratchet adjusts the valve timing using the difference in rotational phase while the rotor is freely rotated relative to the forward or the forward direction in the nearest or the most angular position of the rotor with respect to the housing, while the cam shaft The cam shaft is interlocked with the crank shaft by fixing (rotating) the locking pin to the locking groove by using the positive torque or the negative torque transmitted through the locking groove.
상기와 같은 기계식 래칫을 이용하는 통상적인 밸브타이밍 조정장치는, 원통형상의 하우징에 3개 내지 5개의 베인을 구비한 로터가 상대 회전 가능하게 바이어스 스프링에 의해 탄성적으로 결합된다. 여기서, 1개 또는 2개의 베인에 로킹핀이 각각 구비되어, 포지티브 토크 또는 네거티브 토크에 의해 순차 이동하여 로킹홈에 결합되고, 유압이 적용되면 로킹핀이 로킹홈으로부터 이탈되어 로터가 자유롭게 상대 회전하면서 밸브타이밍을 조정하도록 된다.In a conventional valve timing adjusting device using the mechanical ratchet as described above, a rotor having three to five vanes in a cylindrical housing is elastically coupled by a bias spring so as to be relatively rotatable. Here, one or two vanes are provided with locking pins, respectively, and are sequentially moved by positive torque or negative torque to be coupled to the locking groove, and when hydraulic pressure is applied, the locking pin is separated from the locking groove and the rotor rotates relatively freely. Adjust valve timing.
예컨대, 한국특허등록 제10-1096963호, 한국특허등록 제10-1184776호, 한국특허등록 제10-1227254호는 2개의 베인에 각각 구비된 로킹핀이 하우징의 형성된 로킹홈에 삽입되어 로킹되거나 그로부터 해제되어 회전위상을 변화시키는 밸브 타이밍 조정장치를 개시하는데, 이들 특허에 채용된 로킹핀은 단일핀 구성이다.For example, in Korean Patent Registration No. 10-1096963, Korean Patent Registration No. 10-1184776, and Korean Patent Registration No. 10-1227254, locking pins respectively provided on two vanes are inserted into a locking groove formed in a housing and locked therefrom. A valve timing adjuster is released to change the phase of rotation, wherein the locking pins employed in these patents have a single pin configuration.
한편, 한국특허등록 제10-1139056호에 채용된 로킹핀은 2개의 동심상 내측 및 외측 규제부재(로킹핀)를 구비한 이중핀 구성으로서, 내측 및 외측 규제부재가 전방판의 단차가 형성된 리세스부(로킹홈)에 순차적으로 삽입되어 로킹되거나 그로부터 해제되어 회전위상을 변화시키는 밸브 타이밍 조정장치를 개시하고 있다.Meanwhile, the locking pin employed in Korean Patent Registration No. 10-1139056 has a double pin configuration having two concentric inner and outer restraining members (locking pins), and the inner and outer restraining members have a stepped front plate. Disclosed is a valve timing adjusting device which is inserted into a set portion (locking groove) sequentially and is locked or released therefrom to change a rotational phase.
그런데 상기 한국특허등록 제10-1139056호의 밸브 타이밍 조정장치는 규제부재(로킹핀)이 로킹 및 해제작동을 할 때, 바이어스 스프링의 탄성력이 작용하는 상태에서 캠 샤프트의 토크에 힘이 원주방향, 즉 측방향 힘(side force)으로 내측 및 외측 규제부재에 작용한다. 따라서 내측 규제부재의 상단이 승강할 때 베인의 소직경 지지부 또는 전방판에 형성된 리세스부(로킹홈)의 측벽인 제1,2 스토퍼에 충돌하여 걸리게 됨으로써, 내측 규제부재가 리세스부에 걸리지 못하여 로킹 불량이 되는 경우가 발생하는 결점이 있다.However, the valve timing adjusting device of Korean Patent Registration No. 10-1139056 has a force in the circumferential direction of the torque of the cam shaft in the state in which the biasing force of the bias spring is applied when the restricting member (locking pin) is locked and released. It acts on the inner and outer regulating members with side force. Therefore, when the upper end of the inner restricting member is raised and lowered, the inner restricting member is caught by the first and second stoppers, which are sidewalls of the recess (locking groove) formed on the small diameter support portion or the front plate of the vane. There is a drawback that a poor locking occurs.
또한, 외측 규제부재 내부에서 탄성력에 의해 슬라이딩하면서 승강하여 로킹작동하는 내측 규제부재는, 상기 측방향 힘을 받은 외측 규제부재가 내측 규제부재의 외주면을 가압하게 되면, 내측 규제부재의 상단이 상부 캡 부재와 접촉하여 가압하면서 발생하는 마찰력에 의해 내측 규제부재의 슬라이딩 작동이 원할하지 못하여 내측 규제부재가 리세스부 삽입되어 로킹 되거나 해제되는 로킹작동이 불량해지는 결점이 있다.In addition, the inner limiting member which is moved up and down while sliding by elastic force inside the outer limiting member has an upper cap of the inner limiting member when the outer limiting member subjected to the lateral force presses the outer circumferential surface of the inner limiting member. The sliding action of the inner regulating member is not desired due to the frictional force generated while contacting the member, so that the locking operation in which the inner regulating member is inserted into the recess and locked or released is poor.
그리고 일본국 특허공개 2013-155612는 한 쌍의 상, 하부 부시에 의해 형성된 수용공간 내에 아우터 핀과 인너 핀이 동심상으로 설치된 이중핀을 구비하고서, 상기 링 형상의 하부 부시가 인너핀의 하단과 슬라이딩 접촉지지하는데, 마찬가지로 상기 측방향 힘에 의해 인너핀의 하단이 하부 부시에 충돌하여 걸리게 됨으로써, 로킹불량이 발생할 우려가 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-155612 includes a double pin in which an outer pin and an inner pin are concentrically formed in a receiving space formed by a pair of upper and lower bushes, and the lower bush of the ring shape is connected to the lower end of the inner pin. In the sliding contact support, likewise, the lower end of the inner pin collides with the lower bush by the lateral force, so that locking failure may occur.
한편, 일본국 특허공개 2011-179334는 단일핀 구성의 로킹핀을 채용하는데, 로킹핀 수용공간을 형성하는 하부의 링부재에 로킹핀의 하단이 상기 측방향 힘에 의해 충돌하여 걸려 로킹 불량이 발생할 우려가 있다.On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-179334 employs a locking pin having a single pin configuration, where the lower end of the locking pin collides with the lateral force to cause a locking failure due to a lower ring member forming a locking pin accommodation space. There is concern.
이에 로킹핀이 단일핀 구성이든지 또는 이중핀 구성이든지, 로킹 및 해제 작동시에 작용하는 캠 사프트 토크 및 바이어스 스프링력에 의한 측방향 힘의 영향을 적게 받도록 내측 및 외측 로킹핀의 구조를 단순화하도록 설계할 필요가 있다.Thus, whether the locking pin is a single pin configuration or a double pin configuration, the inner and outer locking pins are designed to simplify the structure of the inner and outer locking pins so that they are less affected by the lateral forces caused by the cam shaft torque and bias spring force acting during the locking and unlocking operation. Needs to be.
한편, 엔진의 저속운전 및 고온에서는 외측 규제부재가 리세스부에 삽입 가능한 시간이 짧아지는바, 이에 따라 리세스부에 완전히 삽입되지 못한 외측 규제부재의 상단이 리세스부의 측벽(스토퍼)과 비정상적으로 접촉하여 마모되거나 로킹작동이 불량해지는 결점이 있다. On the other hand, in the low speed operation and high temperature of the engine, the time that the outer restricting member can be inserted into the recess is shortened, so that the upper end of the outer restricting member which is not fully inserted into the recess is abnormally formed with the side wall (stopper) of the recess. There is a drawback to wear or poor locking operation.
이에 로킹핀과 주변 구성요소와의 간섭을 가능한 감소하여 마모를 줄이고 로킹 작동의 신뢰성을 확보할 수 있는 밸브타이밍 조정 장치의 개발이 요청되고 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a valve timing adjustment device capable of reducing interference between the locking pin and peripheral components as much as possible, thereby reducing wear and ensuring the reliability of the locking operation.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 로킹핀과 주변 구성요소와의 간섭을 감소하여 마모를 감소하고 로킹 작동의 신뢰성을 확보하여 엔진의 성능을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the interference between the locking pin and the peripheral components to reduce wear and to secure the reliability of the locking operation to improve the performance of the engine. It is to provide a valve timing adjustment device of an internal combustion engine.
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 진각 또는 지각방향으로 상대회전하는 복수의 베인을 갖춘 로터; 및 상기 베인에 장착되고, 래칫 플레이트에 형성된 로킹홈에 결합하여 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하는 로킹작동을 위하여 중공의 아우터 핀과 이 아우터핀 내부에 탄력설치된 인너 핀을 포함하는 로킹핀;을 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치에 있어서,Valve timing adjustment device of the internal combustion engine according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the housing having an inner space while being coupled with the ratchet plate to cooperate with the crankshaft; A rotor installed in the inner space and having a plurality of vanes which rotate relative to the advance or perceptual direction; And a locking pin mounted to the vane, the locking pin including a hollow outer pin and an inner pin elastically installed inside the outer pin for locking operation coupled to the locking groove formed in the ratchet plate to regulate relative rotation of the rotor with respect to the housing. In the valve timing adjusting device of an internal combustion engine, comprising:
상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 형성되어 단차부를 형성하고, 상기 단차부는 래칫 플레이트에서 지각방향에 형성된 것을 특징으로 한다.The locking groove has a large diameter large diameter groove and a small diameter small diameter groove having a predetermined depth to form a stepped portion, wherein the stepped portion is formed in the perceptual direction in the ratchet plate.
상기 로킹작동시 상기 아우터핀은 대경홈에 삽입되어 아우터핀의 하단 외주면이 대경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 단차부에 밀착되며, 상기 인너핀의 하단 외주면은 소경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 소경홈의 바닥에 밀착될 수 있다.During the locking operation, the outer pin is inserted into the large diameter groove so that the outer peripheral surface of the lower end of the outer pin is hung on one wall of the large diameter groove, and the lower portion is in close contact with the stepped portion. The lower end may be in close contact with the bottom of the small diameter groove.
여기서, 상기 로킹작동시 아우터핀의 상단과 인너핀의 상단은 동일 높이에 위치하게 배열될 수 있다. Here, the upper end of the outer pin and the upper end of the inner pin during the locking operation may be arranged at the same height.
상기 아우터핀은 상단에 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지의 상부면에는 탄성력을 부여하는 아우터 스프링이 설치되고, 상기 인너핀의 상단에 스프링 홈이 형성되고 상기 스프링 홈에 인너 스프링이 설치될 수 있다.The outer pin may have a flange formed at an upper end thereof, an outer spring providing an elastic force may be installed at an upper surface of the flange, a spring groove may be formed at an upper end of the inner pin, and an inner spring may be installed at the spring groove.
본 발명은 상기 베인의 장착구멍의 상단부를 폐쇄하면서 상기 아우터 스프링 및 인너 스프링의 작동 위치를 유지하고 안내하는 리테이너를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a retainer for maintaining and guiding the operating position of the outer spring and the inner spring while closing the upper end of the mounting hole of the vane.
상기 리테이너의 하면 중앙에는 상기 인너 스프링의 상단을 삽입하여 지지하는 돌출부가 형성될 수 있다.A protrusion for inserting and supporting the upper end of the inner spring may be formed at the center of the lower surface of the retainer.
상기 로킹작동시 리테이너의 하단과 인너핀의 상단은 이격되게 배열될 수 있다. The lower end of the retainer and the upper end of the inner pin during the locking operation may be arranged to be spaced apart.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명은, 로킹핀이 주변 구성요소와의 간섭을 감소할 수 있는 구조로 변경하여 로킹 작동 및 해제시에 구성부품의 마모를 줄이고, 로킹홈의 단차부가 지각방향 쪽에 형성되어 로킹 단계를 감소하여 로킹 직동의 신뢰성을 확보하고 엔진의 성능을 향상할 수 있게 된다.The present invention having the above configuration, the locking pin is changed to a structure that can reduce the interference with the surrounding components to reduce the wear of the components during the locking operation and release, the stepped portion of the locking groove is formed in the crust direction Thus, the locking step can be reduced to ensure the reliability of the locking linear and improve the performance of the engine.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하면 더욱 명확하게 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치의 개략적인 조립 단면도로서, 로킹핀을 중앙에 배치하여 도시한 것이다.
도 2(a)-2(d)는 본 발명의 일 실시예에 따라 최지각 위에 위치한 로킹핀 부재가 네거티브 토크에 의해 로킹홈에 결합되는 작동을 순차적으로 도시한 부분 사시도이다.The invention will be more clearly understood with reference to the accompanying drawings:
1 is a schematic cross-sectional view of a valve timing adjusting device according to an embodiment of the present invention, showing the locking pin in the center.
2 (a) -2 (d) are partial perspective views sequentially illustrating an operation in which the locking pin member located above the most extreme angle is coupled to the locking groove by negative torque in accordance with an embodiment of the present invention.
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. Hereinafter, a valve timing adjusting device of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, the same components use the same reference numerals in different drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치(100)의 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of the valve timing adjusting
도 1을 참조하면, 밸브타이밍 조정장치(100)는 내연기관의 캠샤프트(1)와 연결되는 스풀밸브(2)가 구비되고, 상기 스풀밸브(2)에는 크랭크 샤프트(3)와 도시되지 않은 체인이나 타이밍벨트로 연결되는 스프로켓(4)이 회전 가능하게 결합되며, 상기 스프로켓(4)에 인접하여 디스크 형상의 래칫 플레이트(5)가 결합된다.Referring to FIG. 1, the valve
상기 캠 샤프트(1)와 연동하도록 구성된 스풀밸브(2)는, 외주면에 복수의 오일홈을 갖추고서 오일의 흐름을 절환하는 솔레노이드 밸브(미도시)가 내장된다. The
또한, 상기 스풀밸브(2)에는 원통 형상의 하우징(6)과, 상기 캠 샤프트(1)와 연동하면서 상기 하우징(6)의 내부공간에서 상대회전 가능하게 결합된 로터(7) 및, 상기 래칫 플레이트(5)의 반대쪽에서 하우징(6)을 덮어주는 커버 플레이트(8)가 결합된다.In addition, the
상기 로터(7)는, 외주면이 하우징(6)의 내부 공간의 내주면과 밀봉을 유지하면서 회전 가능하게 설치된 복수의 베인(9)을 포함할 수 있다. 상기 베인(9)은 하우징(6)의 내부 공간을 진각 방향의 진각체임버(6a)와 지각 방향의 지각체임버(6b)로 구획하고, 베인(6)이 이들 진각체임버(6a)와 지각체임버(6b) 사이에서 회전 이동하도록 된다. The
한편, 상기 복수의 베인(9)중의 적어도 어느 하나의 베인(9)에 장착구멍(9a)이 관통 형성되고, 상기 장착구멍(9a)에 로킹핀(20)이 탄력적으로 삽입되어 로킹작동을 하도록 된다. 그리고 상기 베인(9)의 장착구멍(9a)에는 그 상단부를 폐쇄하는 리테이너(10)가 결합된다. Meanwhile, at least one
본 발명에 채용된 상기 로킹핀(20)은 아우터 핀(21)과 인너핀(22)으로 이루어진 이중핀으로 구성된다. 아우터 핀(21)은 중공 실린더 형상으로서 상부에 형성된 플랜지(21a)를 경계로 상부 공간(21b)과 하부 공간(21c)을 구획하여 형성한다. 상기 아우터 핀(21)은 아우터 스프링(11)을 매개로 리테이너(10)에 대하여 탄력 설치되고, 상기 아우터 핀(21)의 상부 공간(21a)에는 인너 스프링(12)을 매개로 상기 인너 핀(22)이 슬라이딩 가능하게 결합된다.The
여기서, 상기 인너 핀(22)의 길이는, 바람직하기에는 로킹작동시 인너 핀(22)의 상단이 아우터 핀(21)의 상단과 대체로 동일 높이에 위치하게 배열되도록 짧게 구성하여, 캠 샤프트(1)의 토크에 의한 측방향 힘이 작용하더라도 주변 구성부품, 특히 리테이너(10)와의 접촉 또는 충돌 가능성을 감소하여 마모를 줄이고 원활한 작동을 담보되게 하는 것이 바람직하다. Here, the length of the
한편, 상기 아우터 스프링(11)의 하단은 아우터 핀(21)의 상부에 형성된 플랜지(21b)의 오목한 표면에 지지되고, 상단은 리테이너(10)의 하부면에 접촉하여 지지된다. 또한, 상기 인너 스프링(12)의 상단은 리테이너(10)의 돌출부(10a)를 감싸며 지지 되고, 하단은 인너 핀(22)의 스프링 구멍(12a)에 삽입 설치된다.On the other hand, the lower end of the
상기 아우터 스프링(11) 및 인너 스프링(12)은 코일 스프링이 바람직하지 만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 아우터 핀(21) 및 인너 핀(22)에 탄성력을 부여할 수 있는 판 스프링이나 다른 탄성부재를 채용할 수도 있다.Preferably, the
한편, 상기 베인(9)의 외주면에는 로킹핀(20)을 작동시키기 위하여 오일펌프(30)으로부터 배관(31)을 통해 작동 오일을 공급받는 유입 포트(9b)와, 배관(32) 을 거쳐 작동 오일을 오일 탱크(33)로 배출하도록 된 유출포트(9c)가 장착구멍(9a)과 연통되게 형성된다. On the other hand, the outer circumferential surface of the
즉, 오일펌프(30)로부터 펌핑된 작동 오일이 스풀밸브(2)에서 유로가 절환되어 배관(31)을 통해 유입 포트(9b)로 유입된 다음, 아우터 핀(21)의 플랜지(21b) 아래 쪽의 하부 공간(21c)으로 유입되면, 오일 압력에 의해 플랜지(21b)의 하부면을 가압하여 아우터 핀(21)이 아우터 스프링(11)의 탄성력을 극복하면서 상승한다. 이때 상부 공간(21a)에 채워져 있던 작동 오일은 유출포트(9c)를 통해 배관(32)으로 배출된 다음 스풀밸브(2)를 거쳐 오일 탱크(33)로 복귀한다.That is, the operating oil pumped from the
한편, 상기 래칫 플레이트(5)에는 상기 로킹핀(20)과 대응하는 위치에, 로킹핀(20)이 상호 결합하여 로킹 작동되거나 또는 로킹 상태가 해제되도록 된 로킹홈(40)이 각각 형성될 수 있다. On the other hand, the ratchet plate (5) may be formed at the position corresponding to the locking
상기 로킹홈(40)은, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 각각 타원 형상이면서 깊이가 얕은 대경홈(41)과 상기 대경홈(41)과 연통하면서 원형 형상의 깊이가 깊은 소경홈(42)을 포함하고, 이들 대경홈(41)과 소경홈(42)사이에 계단 형상의 단차부 (43)가 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the locking
여기서, 본 발명의 일 실시예에서 상기 단차부(43)는 바람직하기에는 래칫 플레이트(5)에서 지각방향에 형성될 수 있다. 이는 후술하는 작동 설명에서와 같이, 네거티브 토크를 이용한 로킹작동이 3단계에 걸쳐 이루어지는 것을 가능하게 하여 로킹작동을 단순화함으로써 아우터 핀(21) 또는 인너 핀(22)이 로킹홈(40)의 대경홈(41) 또는 소경홈(42)과의 충돌 또는 걸림을 최소화함으로써 로킹핀(20)의 마모를 감소하고 또 로킹불량을 감소할 수 있게 된다. Here, in one embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 로킹핀(20)과 로킹홈(40)의 직경을 통상적인 동종의 밸브타이밍 조정장치의 치수보다 크게 하여, 로킹작동시 로킹핀(20)과 로킹홈(40) 사이의 접촉면적을 증대시켜 로킹작동이 견고하게 이루어져 신뢰성을 향상하는 것이 바람직하다.In addition, in one embodiment of the present invention by making the diameter of the locking
한편, 본 발명의 커버 플레이트(8)의 상부에는 캠 샤프트(1)에 가압력을 인가하는 바이어스 스프링(50)이 가이드 플레이트(51)에 탄력 설치될 수 있다. On the other hand, a
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브 타이밍 장치의 작동을 설명한다.Next will be described the operation of the valve timing device of the internal combustion engine according to an embodiment of the present invention configured as described above.
본 발명의 내연기관의 밸브타이밍 조정장치는, 베인(9)이 최지각 위치와 최진각 위치의 거의 중간위치에서 로킹작동이 이루어지는 중간 위상 타입의 밸브타이밍 조정장치이다. The valve timing adjusting device of the internal combustion engine of the present invention is an intermediate phase type valve timing adjusting device in which the
엔진이 정상작동되는 경우, 로터(7)는 하우징(8)의 내부 공간에서 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정하게 된다.When the engine is operating normally, the
그런데 엔진의 작동 도중에 제어불능의 비상상황이 발생하는 경우, 로킹핀 (20)은 운전자가 별다른 제어를 하지 않더라도 저절로 셀프 로킹(self-locking)되어, 하우징(6))에 대한 로터(7)의 상대회전을 방지하여야 한다. However, in the event of an uncontrollable emergency during operation of the engine, the locking pins 20 are self-locking by themselves even if the driver does not perform any control, so that the locking of the
먼저, 베인(9)이 지각 체임버(6b) 쪽으로 편향되어 위치된 상태에서 캠샤프트(1)의 네거티브 토크에 의해 로킹핀(20)이 진각 방향으로 순차 이동하여 로킹홈 (40)에 결합되어 로킹작동을 이루는 것을 설명한다.First, the locking
도 2(a)는 베인(9)에 형성된 유입통로(9b)를 통해 작동 오일이 플랜지(21a)의 하부 공간(21b)에 유입된 상태를 도시한다. 이 상태에서, 아우터 핀(21)과 인너 핀(22)은 작동 오일의 압력에 의해 아우터 및 인너 스프링(11, 12)을 각각 압축하면서 리테이너 (10)에 대하여 최대한 상승된 상태이다. 이때, 인너 핀(12)의 하단부는 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다. 2 (a) shows a state in which the working oil flows into the
도 2(a)의 상태에서 캠 샤프트(1)를 통해 네거티브 토크가 로터(7)를 통해 베인(9)에 전달되어 베인(9)이 소정각도로 진각방향(도 2에서 시계방향)으로 회전하면, 도 2(b)의 상태가 된다. In the state of FIG. 2 (a), a negative torque is transmitted through the cam shaft 1 to the
즉, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 인너 핀(22)은 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 하강하여 대경홈(41)에 삽입되어 그 하단 외주면이 대경홈(41)의 한쪽 벽면, 예컨대 도 2(b)의 우측 벽면(41a)에 걸려지고 하단부가 단차부(43)에 밀착 된다. 이때, 아우터 핀(21)의 하단부는 여전히 래칫 플레이트(5)의 표면에 밀착된 상태이다. 따라서 베인(9)은 지각방향으로 이동할 수 없는, 래칫작동이 된다.That is, as shown in Figure 2 (b), the
이어서, 캠 샤프트(1)를 통해 네거티브 토크가 로터(7)를 매개로 베인(9)에 추가로 인가되면, 도 2(c)에 도시된 상태로 된다. Subsequently, if a negative torque is further applied to the
즉, 도 2(c)에 에 도시된 바와 같이, 아우터 핀(43)이 아우터 스프링(11)의 탄성력에 의해 하강하여 대경홈(41)에 삽입된다. 이때, 아우터 핀(21)은 그 하단 외주면이 대경홈(41)의 우측 벽면(41a)에 걸려지고, 아우터 핀(21)과 인너 핀(22)이 모두 그 하단부가 단차부(43)에 밀착된다. 이때에도 베인(9)은 지각방향으로 이동할 수 없으므로 래칫작동이 된다.That is, as shown in Figure 2 (c), the
도 2(d)는 도 2(c)의 상태에서, 네거티브 토크가 추가로 베인(9)에 인가된 상태이다. 즉, 인너 핀(22)은 인너 스프링(12)의 탄성력에 의해 하강하여 소경홈 (42)에 삽입되어 그 하단 외주면이 소경홈(42)의 한쪽 벽면, 예컨대 도 2(d)의 우측 벽면(42a)에 걸려지고, 또 인너 핀(22)의 하단부가 소경홈(42)의 바닥에 밀착된다. 2 (d) is a state in which a negative torque is additionally applied to the
이때, 아우터 핀(21)의 하단 외주면은 다른 쪽 벽면, 예컨대 도 2에서 좌측 벽면(41b)에 걸려지고 또 아우터 핀(21)의 하단부는 여전히 단차부(43)에 밀착된 상태이다. 따라서 베인(9)은 지각방향 및 진각방향의 어느 방향으로도 이동할 수 없는 로킹상태가 되어 된다. 따라서 로킹핀(20)이 래칫 플레이트(5)의 로킹홈(40)에 견고하게 결합되므로, 로터(7)는 하우징(6)에 대하여 상대회전이 방지되고 함께 회전하게 된다.At this time, the lower outer peripheral surface of the
상기의 설명에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 단차부(43)가 래칫 플레이트(5)에서 지각방향에 형성됨으로 해서, 로킹작동이 순차적으로 3단계에 걸쳐 이루어지므로 로킹작동이 단순화되고, 이에 따라 로킹핀(20)이 로킹홈(40)에 접촉 및 삽입되는 기회가 감소하므로 구성부품의 마모를 줄일 수 있고, 아울러 로킹 작동의 신뢰성이 확보된다. 이에 따라 흡기 밸브 또는 배기밸브의 개폐작동을 최적화하여 엔진의 효율을 증대하고 성능을 개선할 수 있게 된다.As described above, in one embodiment of the present invention, because the
다음에는, 베인(9)이 진각 체임버(6a) 쪽으로 편향되어 위치된 상태에서 캠 샤프트의 포지티브 토크에 의해 로킹작동을 이루는 경우를 별도의 도면없이 도 3을 이용하여 간단히 설명한다.Next, the case where the
일반적으로 포지티브 토크가 네거티브 토크에 비해 크기 때문에, 캠샤프트 (1)로부터 전달되는 단 한번의 포지티브 토크에 의해 로킹 작동이 이루어진다.Since the positive torque is generally large compared to the negative torque, the locking operation is made by only one positive torque transmitted from the camshaft 1.
즉, 엔진이 정상작동되는 경우, 로터(7)는 하우징(8)의 내부 공간에서 진각방향 또는 지각방향으로 자유로이 회전하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정하게 된다.That is, when the engine is operating normally, the
도 2(a)에서 아우터 핀 및 인너핀(11, 12)이 로킹홈(40)의 좌측에, 즉 진각체임버(6a)에 위치된 상태라고 가정하면, 이 상태에서 캠샤프트(1)로부터 포지티브 토크가 로터(7)로 전달되면, 로킹핀(20)은 로킹홈(40)에 단번에 바로 삽입되어 도 2(d)에 도시된 상태로 되어, 로킹작동을 이루게 된다. 따라서 로킹핀(20)이 래칫 플레이트(5)의 로킹홈(40)에 결합되어 로터(7)가 하우징(6)에 대하여 상대회전이 방지되고 함께 회전하게 된다.Assuming that the outer pin and the
상기 기재는 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 여러 변경, 수정이 가능함을 이해하여야 한다.The above description describes a preferred embodiment of the present invention and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art should understand that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention.
5: 래칫 플레이트
6: 하우징
7: 로터
9: 베인
9b: 유입포트
9c: 유출포트
11: 아우터 스프링
12: 인너 스프링
20: 로킹핀
21: 아우터 핀
21b: 상부 공간
21c: 하부 공간
22: 인너 핀
40: 로킹홈
41: 대경홈
42: 소경홈5: ratchet plate 6: housing
7: rotor 9: vane
9b:
11: outer spring 12: inner spring
20: locking pin 21: outer pin
21b:
22: inner pin 40: locking groove
41: large diameter groove 42: small diameter groove
Claims (7)
상기 로킹홈은 큰 직경의 대경홈과 작은 직경의 소경홈이 소정 깊이로 형성되어 단차부를 형성하고, 상기 단차부는 래칫 플레이트에서 지각방향에 형성된 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치A housing having an inner space while being coupled to a ratchet plate interlocking with the crank shaft, and a rotor having a plurality of vanes installed in the inner space of the housing while interlocking with the cam shaft to rotate relative to the forward or the opposite direction; And a locking pin mounted to the vane, the locking pin including a hollow outer pin and an inner pin elastically installed inside the outer pin for locking operation coupled to the locking groove formed in the ratchet plate to regulate the relative rotation of the rotor with respect to the housing. In the valve timing adjusting device of an internal combustion engine comprising:
The locking groove has a large diameter large diameter groove and a small diameter small diameter groove having a predetermined depth to form a stepped portion, and the stepped portion is a valve timing adjusting device of an internal combustion engine formed in a crust direction of the ratchet plate.
상기 로킹작동시 상기 아우터핀은 대경홈에 삽입되어 아우터핀의 하단 외주면이 대경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 단차부에 밀착되며, 상기 인너핀의 하단 외주면은 소경홈의 한쪽 벽면에 걸려지고 하단부는 소경홈의 바닥에 밀착되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.The method of claim 1,
During the locking operation, the outer pin is inserted into the large diameter groove so that the outer peripheral surface of the lower end of the outer pin is hung on one wall of the large diameter groove, and the lower portion is in close contact with the stepped portion. Valve timing adjustment device of the internal combustion engine that the lower end is in close contact with the bottom of the small diameter groove.
상기 로킹작동시 아우터핀의 상단과 인너핀의 상단은 동일 높이에 위치하게 배열되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.The method of claim 1,
The upper timing of the outer pin and the upper end of the inner pin during the locking operation valve timing adjustment device of the internal combustion engine is arranged at the same height.
상기 아우터핀은 상단에 플랜지가 형성되며, 상기 플랜지의 상부면에는 탄성력을 부여하는 아우터 스프링이 설치되고, 상기 인너핀의 상단에 스프링 홈이 형성되고 상기 스프링 홈에 인너 스프링이 설치되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.The method of claim 1,
The outer pin of the internal combustion engine is formed with a flange on the upper end, the outer spring for providing an elastic force on the upper surface of the flange, the spring groove is formed on the upper end of the inner pin and the inner spring is installed in the spring groove Valve timing adjuster.
상기 베인의 장착구멍의 상단부를 폐쇄하면서 상기 아우터 스프링 및 인너 스프링의 작동 위치를 유지하고 안내하는 리테이너를 더 포함하는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.The method of claim 4, wherein
And a retainer for maintaining and guiding the operating positions of the outer spring and the inner spring while closing the upper end of the mounting hole of the vane.
상기 리테이너의 하면 중앙에는 상기 인너 스프링의 상단을 삽입하여 지지하는 돌출부가 형성되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.The method of claim 5,
Valve timing adjustment device of the internal combustion engine is formed in the center of the lower surface of the retainer is a projection for inserting and supporting the upper end of the inner spring.
상기 로킹작동시 상기 리테이너의 하단과 인너핀의 상단은 이격되게 배열되는 내연기관의 밸브 타이밍 조정장치.
The method of claim 1,
And a lower end of the retainer and an upper end of the inner pin are arranged to be spaced apart from each other during the locking operation.
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