KR20210058187A - 밸브트레인 시스템용 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액추에이터의 열방출을 용이하게 수행하는 한편, 엔진패키지를 소형화하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터에 관한 것으로, 본 발명에서는, 헤드커버 내에 구비되어, 캠샤프트의 거동을 위해 작동되는 액추에이터; 상기 액추에이터에 접촉되어 열전도되고, 상기 헤드커버의 외부로 노출되어 열을 방출하는 방열부;를 포함하여 구성되는 밸브트레인 시스템용 액추에이터가 소개된다.

Description

밸브트레인 시스템용 액추에이터{ACTUATOR FOR VALVE TRAIN SYSTEM}

본 발명은 액추에이터의 열방출을 용이하게 수행하는 한편, 엔진패키지를 소형화하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터에 관한 것이다.

CVVD(Continuously Variable Valve Duration)시스템은 밸브 듀레이션(열림 시간)을 조절하여 여러 엔진사이클을 차량의 주행 상황에 따라 적합하게 구현함으로써, 엔진의 성능과 연비를 동시에 향상시키는 기술이다.

CVVD시스템은, 액추에이터의 작동에 따라 샤프트가 회전되면, 액추에이터 샤프트와 캠샤프트를 연결하는 리프터기구를 통해 캠샤프트와 함께 회전하는 브라켓의 위치가 이동되어 브라켓의 중심이 캠샤프트의 중심에서 편심된다.

이에, 브라켓의 편심 방향에 따라 캠샤프트의 구간별 각속도가 변경됨으로써, 캠이 밸브를 누를 때에 캠의 속도가 바뀌고 되고, 이에 밸브 열림시간을 길거나 짧게 조절하게 된다.

이처럼 CVVD시스템은 차량의 주행과정에서 엔진 성능과 연비 향상을 위해 지속적으로 작동이 되는바, 액추에이터에서 열이 발생되고, 이에 시스템의 내구성 향상을 위해 액추에이터의 작동시 발생하는 열을 효율적으로 방출할 필요가 있다.

상기의 배경기술로서 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 10-2018-0069600 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 액추에이터의 열방출을 용이하게 수행하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터를 제공하는 데 있다.

본 발명은 액추에이터의 배치구조를 개선하여 엔진패키지를 소형화하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 헤드커버 내에 구비되어, 캠샤프트의 거동을 위해 작동되는 액추에이터; 상기 액추에이터에 접촉되어 열전도되고, 상기 헤드커버의 외부로 노출되어 열을 방출하는 방열부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 헤드커버에 방출홀이 형성되고; 상기 방열부가 상기 방출홀에 관통 구비되어 외부로 노출될 수 있다.

상기 방출홀의 내측 테두리에 단열재가 구비될 수 있다.

상기 방열부는 액추에이터의 외면에 일체로 형성될 수 있다.

상기 방열부는 헤드커버에 구비되고; 상기 방열부의 저면이 액추에이터에 조립될 수 있다.

상기 방열부와 액추에이터 사이에 열전달매체를 매개로 조립될 수 있다.

상기 방열부는 방열핀 형상으로 형성되어 외부로 노출될 수 있다.

상기 액추에이터는 캠샤프트의 중앙부분에 위치할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 방열부가 엔진 헤드커버 밖으로 노출되어 구비됨으로써, 액추에이터 작동과정에서 발생되는 열이 방열부를 통해 헤드커버 밖으로 방출되는바, 열방출 작용이 효율적으로 이루어져 액추에이터의 방열성능을 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 액추에이터가 시스템의 중앙에 설치됨으로써, 시스템의 구성이 단순화되어, 엔진 패키지의 소형화가 가능한 것은 물론 시스템 제조원가를 절감하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 액추에이터에 방열부가 구비되는 제1실시예 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1을 위에서 바라본 형상으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 액추에이터에 방열부가 구비되는 제2실시예 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 방열부가 흡기측과 배기측에 각각 적용되는 상태를 예시하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 액추에이터와 방열부가 각 실린더 별로 적용되는 상태를 예시하여 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 밸브트레인 시스템용 액추에이터(10)는, 액추에이터(10)와 방열부(20)를 포함하여 구성이 된다.

도 1을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 액추에이터(10)는 헤드커버(30) 내에 구비되어, 캠샤프트(16)의 거동을 위해 작동된다.

예컨대, 상기 액추에이터(10)는 캠샤프트(16) 상부에 구비될 수 있는 것으로, 상기 캠샤프트(16)는 흡기측 캠샤프트(16) 뿐만 아니라 배기측 캠샤프트(16)에도 적용이 가능할 수 있다.

방열부(20)는 상기 액추에이터(10)에 접촉되어 열전도되고, 상기 헤드커버(30)의 외부로 노출되어 열을 방출시키는 역할을 한다.

예컨대, 상기 방열부(20)는 액추에이터(10)의 상단에 마련되는 것으로, 상기 헤드커버(30)의 외부로 돌출되어 구비될 수 있다.

즉, 액추에이터(10) 작동시 발생되는 열이 방열부(20)에 전도되면, 상기 방열부(20)가 엔진 헤드커버(30) 밖으로 노출되어 구비됨으로써, 방열부(20)에 전도되는 열이 헤드커버(30) 밖으로 방출되는바, 열방출 작용이 효율적으로 이루어져 액추에이터(10)의 방열성능을 향상시키게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 방열부(20)가 구비되는 제1실시예 구성을 살펴보면, 상기 헤드커버(30)에 방출홀(32)이 형성되고, 상기 방열부(20)가 상기 방출홀(32)에 관통 구비되어 외부로 노출되는 구조가 된다.

예컨대, 상기 방열부(20)와 대응하는 헤드커버(30) 부분에 상기 방열부(20)가 관통 가능한 크기를 갖는 직사각 형상의 방출홀(32)이 형성됨으로써, 상기 헤드커버(30)를 엔진(40)에 조립시 방열부(20)가 상기 방출홀(32)을 통해 외부로 노출이 된다.

따라서, 액추에이터(10)의 작동에 의해 발생된 열이 방열부(20)를 통해 헤드커버(30) 외부로 방출될 수 있게 된다.

상기 제1실시예 구성에 따르면, 상기 방출홀(32)의 내측 테두리에는 단열재(34)가 구비될 수 있다.

즉, 방열부(20)가 헤드커버(30)에 직접적으로 접촉되는 경우, 헤드커버(30)의 고온이 액추에이터(10)에 전도될 수 있는 문제가 있으므로, 헤드커버(30)와 방열부(20) 사이에 열전도율이 낮은 단열재(34)가 씰링 가공됨으로써, 고온의 열이 액추에이터(10)에 전도되는 것을 방지하게 되고, 이에 액추에이터(10)를 보호할 수 있게 된다.

더불어, 상기 방열부(20)는 액추에이터(10)의 외면에 일체로 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 액추에이터(10)의 하우징(10a) 외면에 방열부(20)를 가공하여 일체 형성할 수 있고, 또한 상기 액추에이터(10)의 하우징(10a)을 제조하는 과정에서 방열부(20)가 함께 형성되도록 하여 일체 형성할 수도 있다.

이에, 상기 액추에이터(10)의 하우징(10a)에 방열부(20)가 일체로 형성됨으로써, 상기 액추에이터(10)에서 발생된 열이 더욱 원활하게 방열부(20)에 전도될 수 있게 된다.

한편, 도 3을 참조하여, 상기 방열부(20)가 구비되는 제2실시예 구성을 살펴보면, 상기 방열부(20)는 헤드커버(30)에 구비되고, 상기 방열부(20)의 저면이 액추에이터(10)에 조립될 수 있다.

이때에, 상기 방열부(20)와 액추에이터(10) 사이에는 액추에이터(10)에서 전달되는 열전달율을 높이도록 열전달매체(22)를 매개로 하여 조립될 수 있다.

상기 열전달매체(22)로서 바람직하게는 서멀그리스가 도포될 수 있고, 또는 방열패드가 부착될 수 있다. 이 외에도 상기 열전달매체(22)와 동일 또는 유사한 열전달성능을 구현하는 다른 열전달매체(22)를 적용하여 조립이 가능할 수 있다.

즉, 인서트 사출가공 등을 통해 헤드커버(30)에 방열부(20)를 삽입하게 됨으로써, 방열부(20)가 일체화된 헤드커버(30)가 마련될 수 있다.

이에, 헤드커버(30)에 구비된 방열부(20)의 밑면에 서멀그리스를 도포하거나 방열패드를 부착한 후, 이를 엔진(40)에 조립하게 되면 상기 서멀그리스 또는 방열패드가 액추에이터(10) 상면에 접촉되는 상태로 조립됨으로써, 액추에이터(10) 작동시 발생되는 열이 방열부(20)에 전도될 수 있게 된다.

더불어, 본 발명에서 상기 방열부(20)는 방열핀 형상으로 형성되어 외부로 노출될 수 있게 된다.

즉, 외부로 노출되는 부분이 방열핀 형상으로 형성됨으로써, 방열면적이 증대되어 방열성능을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 1을 참조하면, 상기 액추에이터(10)는 캠샤프트(16)의 중앙부분에 위치하도록 구성이 된다.

예컨대, 상기 액추에이터(10) 하우징(10a)을 관통하여 샤프트(12)가 구비되어, 샤프트(12)의 양단이 액추에이터(10) 하우징(10a) 양측에 돌출되어 구비될 수 있고, 양측 샤프트(12)는 리프터기구(14)를 통해 캠샤프트(16)와 연결될 수 있다.

즉, 액추에이터(10)가 시스템의 한쪽에 설치된 시스템의 경우 구성이 복잡하고 길이가 증대되어, 엔진(40)의 전체 크기가 증대되는 것은 물론 제조원가가 상승하게 되는 단점이 있는 반면, 본 발명은 액추에이터(10)가 시스템의 중앙에 설치됨으로써, 구성이 단순하여 엔진(40) 패키지의 소형화가 가능한 것은 물론 제조원가를 절감할 수 있게 된다.

아울러, 도 4를 참조하면 본 발명은 CVVD시스템이 흡기측과 배기측 모두에 적용될 수 있고, 이 경우에 방열부(20) 역시 흡기측 액추에이터(10)와 배기측 액추에이터(10)에 각각 구성이 될 수 있다.

더불어, 도 5를 참조하면, 실린더 별로 밸브 듀레이션을 제어 가능하도록 액추에이터(10)가 개별적으로 구비될 수 있고, 이 경우에 방열부(20) 역시 액추에이터(10) 각각에 구성이 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 방열부(20)가 엔진 헤드커버(30) 밖으로 노출되어 구비됨으로써, 액추에이터(10) 작동과정에서 발생되는 열이 방열부(20)를 통해 헤드커버(30) 밖으로 방출되는바, 열방출 작용이 효율적으로 이루어져 액추에이터(10)의 방열성능을 향상시키게 된다.

더불어, 액추에이터(10)가 시스템의 중앙에 설치됨으로써, 시스템의 구성이 단순화되어, 엔진 패키지의 소형화가 가능한 것은 물론 시스템 제조원가를 절감하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 액추에이터
10a : 액추에이터 하우징
12 : 샤프트
14 : 리프터기구
16 : 캠샤프트
20 : 방열부
22 : 열전달매체
30 : 헤드커버
32 : 방출홀
34 : 단열재
40 : 엔진

Claims (8)

1. 헤드커버 내에 구비되어, 캠샤프트의 거동을 위해 작동되는 액추에이터;
   상기 액추에이터에 접촉되어 열전도되고, 상기 헤드커버의 외부로 노출되어 열을 방출하는 방열부;를 포함하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤드커버에 방출홀이 형성되고;
   상기 방열부가 상기 방출홀에 관통 구비되어 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 방출홀의 내측 테두리에 단열재가 구비된 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열부는 액추에이터의 외면에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열부는 헤드커버에 구비되고;
   상기 방열부의 저면이 액추에이터에 조립되는 것을 특징으로 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 방열부와 액추에이터 사이에 열전달매체를 매개로 조립되는 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열부는 방열핀 형상으로 형성되어 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 액추에이터는 캠샤프트의 중앙부분에 위치한 것을 특징으로 하는 밸브트레인 시스템용 액추에이터.

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