KR980009772A - 이중 이벤트 밸브제어시스템 - Google Patents

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KR980009772A
KR980009772A KR1019970034277A KR19970034277A KR980009772A KR 980009772 A KR980009772 A KR 980009772A KR 1019970034277 A KR1019970034277 A KR 1019970034277A KR 19970034277 A KR19970034277 A KR 19970034277A KR 980009772 A KR980009772 A KR 980009772A
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햄프톤 케이트
제이 크르지식 조셉 돈
에이 북 알렌 브라이스
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레슬리 제이 카스퍼
이턴 코오포레이숀
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Abstract

내연엔진용 이중 이벤트(event) 제어시스템(10), 상기 시스템은 밸브(12) 및 제1캠(18)과 맞물리는 내부로커아암(22)과, 제2캠(20)과 맞물리는 외부 로커아암(26)과, 로커아암들간에 삽입할 수 잇는 래치부재(68)를 포함하고, 그러므로 로커아암들이 래치부재(68)를 맞물리지 않을 때, 로커아암들은 서로 독립적으로 추축으로 하여 선회하기에 자유롭고 밸브(12)는 제1캠(18)의 들어올림 프로파일에 따라 제1로커아암(22)에 의해 작동되고, 로커아암들이 래치부재(68)에 의해 맞물려질 때, 로커아암들은 일치해서 회전하고 밸브(12)는 제2캠(20)의 들어올림 프로파일에 따라 제2로커아암(26)에 의해 작동된다. 내부(22) 및 외부(26)로커아암간의 정지동작(86)이 로카아암간의 상대적인 추축 이동을 제한하고, 그 제2캠(20)의 기본 원 부분 및 외부 로커아암(26)간의 틈(C)을 구비하는데 효과적이다.

Description

이중 이벤트 밸브제어시스템
본 발명은 내연엔진용 밸브동작장치, 특히 다수의 엔진동작 모드동안 그 엔진에서 흡기 또는 배기밸의 동작 특성을 변화시키는 장치에 관련한다.
흡기 및 /또는 배기밸브를 선택적으로 작동시킬수 있거나 선택된 들어올림(lift) 프로파일에서 작동시킬 수 있는 가변밸브 제어시스템이 상기 기술에서 공지된다. 미국특허 제4,151,817호는 제1캠 프로파일과 맞물려질 수 있는 제2로커아암 소자와, 그 제1 및 제2로커아암 소자를 상호연결하거나 래치하기 위한 수단을 포함하는 시스템을 개시한다. 1995. 3. 28일에 출원된 미국특허 출원 제 412,474호는 고정 래시(lash)조절기의 출력부재상에서 추축으로 실장된 내부 및 외부 로커아암을 포함하는 시스템을 개시하고, 거기에서 외부 로커아암은 엔진밸브와 맞물려지고 내부 로커아암이 캠과 맞물려지고, 거기에서 래치부재는 내부 및 외부 로커아암의 접촉표면간에 선택적으로 삽입되어 밸브 개구 힘을 캠으로부터 외부 로커아암으로 보내기 위해 코커아암들을 함께 효과적으로 래치한다. 로커아암들이 래치안된 상태에 있을 때 외부 로커아암이 내부 로커아암에 대해 회전하기에 자유롭고 개구 힘이 외부 로커아암에 보내지지 않는다.
본 발명의 목적은 이중 이벤트(event) 밸브제어시스템을 구비하는 것이고 거기에서 엔진밸브는 2개의 다른 탬 프로파일중 하나에 의해 선택적으로 작동되고 그것은 로커아암으로 하여금 래치부재를 로커아암들간에 삽입시켰을 때 제1캠 프로파일에 따라 밸브를 작동시키기 위해 일치해서 이동하도록 및 로커아암으로 하여금 래치부재를 로커아암간에 삽입시키지 않았을 때 제2캠 프로파일에 따라 밸브를 작동시키기 위해 서로에 대해 이동하도록 내부 및 외부 로커아암상에 형성된 접촉소자간에 선택적으로 삽입되는 래치부재에 의해 작동된다.
상기 목적에 부합하기 위해, 본 발명은 밸브에 맞물리고 내부 아암에 둘러싸인 관계로 내부 로커아암을 포함하고 제2캠에 접촉하는 그 위에 형성된 표면을 갖는 로커아암 어셈블리와, 내부 및 외부 로커아암과 맞물리지 않는 제1위치 및 그 아암들의 상대적인 회전과 인터페어하기 위해 내부 및 외부 아암들상에서 접촉표면들간에 삽입되고 그러므로 그 아암들을 함께 래치하는 제2위치간에 가동하는 래치부재를 구비한다. 제2캠들이 제1캠보다 더 높은 들어올림 프로파일을 갖게 되도록 캠들이 구성된다. 래치부재가 제1위치에 있을 때 제2캠의 힘이 내부 캠에 보내지지 않고 내부 아암상에 직접적으로 동작하는 낮은 들어올림 캠만이 밸브를 개방시키는데 효과적이다. 래치부재의 제2위치에서 제2캠의 힘이 외부 로커아암으로부터 내부 로커아암으로 보내지고 그러므로 밸브를 보내지고, 낮은 들어올림 프로파일은 상기 동작 모드에서 효율적이지 않다. 마모를 감소시키기 위해, 정지수단은 내부 및 외부 로커아암간의 상대적인 분리이동을 제한하기 위해 구비되어 갭 또는 래시가 제2캠 및 외부 로커 캠의 캡 접촉표면간에 유지된다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 첨부 도면을 연관지어 생각할 때 다음의 설명으로부터 명백해진다.
도1은 본 발명의 투시도.
도2는 본 발명의 평면도.
도3은 도2의 라인 3-3을 따라 취해진 단면도.
도4는 본 발명의 투시 단면도.
도면은 오버헤드 캠 형태의 내연기관(도시안된)에서 사용하기 위해, 특히 채용된 밸브제어시스템(10)을 예시한다. 본원에 예시했듯이 시스템(10)이 2개의 별개의 캠 프로파일중 하나에 응답해서 포핏(poppet)밸브(12)(도4참조)를 개방하기 위해 동작가능하고 로커(rocker)아암 어셈블리(14) 및 2개의 동작 모드간의 그 로커아암 어셈블리를 시프트시키기 위해 동작가능한 래치 어셈블리(16)를 구비한다. 본원에 예시된 실시예에서 제1캠(18)(도3)은 제1동작 모드를 형성하고, 하나 이상의 제2캠(20)은 제2동작 모드를 형성한다.
로커아암 어셈블리(14)는 캠축(24)상에 형성된 제1캠(18) 및 밸브(12)(도4)와 맞물릴 수 있는 내부 로커아암(22)과, 제2캠(20)과 맞물릴 수 있고 로커아암(26)을 캠축(20)과 맞물리게 바이어스하는 스프링 쌍(28,29)에 의한 외부 로커아암(26)을 구비한다. 로커아암 어셈블리는 엔진의 실린더 헤드(31)상에서 추축으로 실장되고, 도4에 도시된 양호한 실시예에서, 그것은 유압 래시(lash)조절기 (32)의 출력부재(30)상에서 실장된다. 래시조절기의 구조 및 기능이 잘 공지되고 본원에서 상세하게 설명되지 않는다.
특히 도2 및 도3에서, 내부 로커아암(22)이 측벽(34,35)에 멀리 이격되는 스탬프된 박스형 부재와, 밸브접촉소자(36)를 형성하기 위해 수렴하는 제1단부와, 스파인(spine)(38)형태의 제2단부를 구비하고, 그것들의 기능은 하기에서 더 상세하게 설명된다. 스파인에 인접한 측벽(34,35)의 단부는 스프링(28,29)의 한 단부에 대해 정지시키는 역할을 하는 탭(taps)(40,41)을 형성하기 위해 외부방향으로 구부려진다. 정렬된 보어(bores)(도시안됨)가 제1캠(18)과 맞물릴 수 있는 제1폴로워(follower)를 형성하는 롤러 어셈블리(44)의 액슬(42)을 수납하기 위해 측벽에서 형성된다.
내부 아암이 하기에서 더 상세하게 설명했듯이 내부 및 외부 로커아암의 측벽에서 형성된 구멍을 통해 수납되는 바(46)에 의해 형성된 받침대상에서 실장된다.
외부 로커아암(26)이 도2에 도시했듯이 내부 아암(22)에 둘러싸인 관계로 수납되는 박스형 구조이다. 외부 아암은 이격되어 먼 측벽(48,49)과, 제1단부벽(50)위에 형성된 제1접촉표면(52)을 갖는 제1단부벽(50)과, 제2단부벽(54)위에 형성된 중심 스파인(56)을 갖는 제2단부벽(54)을 포함하며, 그것들의 기능은 하기에서 설명된다. 각 측벽(48, 49)은 패드(62)를 브레이즈(braze)시키거나 그렇지 않으면 부착시키고 그 위에 형성된 탬(58, 59, 60)을 갖고, 패드(62)는 양호한 실시예에서 캠(18)을 스트래들(straddle)시키는 제2캠(20)에 의해 맞물려질 수 있는 제2폴로워를 형성한다.
특히, 도4에서 외부 로커아암이 출력부재상에서 형성된 볼(ball)단부와 맞물려질 수 있고 거기에 형성된 중심에 위치된 소켓(47)을 갖고 측벽(48, 49)에서 형성된 구멍을 통해 수납되는 바(46)에 의해 래시조절기(32)의 출력부재(30)에 대해 추축 이동용으로 실장된다. 외부 로커아암의 벽(48, 49)에서 형성된 구멍이 바(46)와 최소 틈으로 형성되어 아암 및 바간의 상대적인 이동이 필수적이지는 않는다. 그러나, 내부 아암(22)에서 형성된 구멍이 바(46)보다 어느 정도 커서 내부 아암이 바의 아치형 상부표면(64)에 대해 추축운동할 수 있다.
래치 어셈블리(16)는 외부 로커아암(26)을 필수적으로 둘러싸고 거기에 미끄러지는 관계로 수납되는 미끄럼부재(66)와, 그 미끄럼부재상에 실장된 래치부재(68)와, 래치 어셈블리를 도면에서 실선으로 도시된 위치로 바이어스하기 위해 미끄럼부재 및 외부 로커아암간에 동작하는 스프링 쌍(70)을 구비한다.
미끄럼부재(66)는 U자를 기본으로 해서 형성된 평평한 단부벽(72)과, 외부 로커아암의 측벽과 미끄럼 접촉하는 측벽(74, 75)과, 미끄럼부재의 측벽을 연결하는 견고한 바의 형태인 래치부재(68)를 수납하기 위해 그 개방 단부의 다리의 단부에서 형성된 U자형 개구(정면도에서)를 갖는 평면도에서 길다란 U자 형태로 형성된 시트금속구조이다. 래치부재는 그 단부에 인접한 슬롯(slot)으로 되고(도시안된), 미끄럼부재(66)의 측벽(74,75)은 래치부재를 측면으로 유지하기 위해 슬롯내에서 수납된다. 래치부재는 측벽에서 형성된 정지표면(69)에 대해 버트 업(butts up)하고 래치부재에 대해 스냅(snap)되는 측벽에서 형성된 숄더(shoulders)(71, 73)에 의해 축 방향으로 유지된다. 스프링(70)은 스파인(56)의 상향으로 구부러진 부분상에서 형성된 오목부에 의해 그리고 미끄럼부재의 측벽상에서 형성된 내부 방향 및 상향으로 구부려진 탭(78, 79)상에서 형성된 원통시트(76, 77)에 의해 유지된다. 바(46)는 벽(74, 75)에서 형성된 구멍(80)을 통해 수납되고, 바는 바의 단부에서 형성된 숄더(도시안됨)를 맞물리게 하는 구멍(80)의 하부 에찌에서 형성된 레지(ledge)(82)에 의해 측면으로 유지된다. 유니트가 조립될 때 바(46)는 내부 및 외부 아암에서 수납되고, 시트 금속 미끄럼부재(66)는 바를 맞물리는 레지(82)를 갖는 바의 단부를 뛰어 넘는다. 개구(80)는 로커아암에 대해 미끄럼부재의 미끄럼 이동을 허여하기 위해 길다랗게 된다. 내부 방향으로 지향된 탬(84, 85)은 외부 로커아암의 접촉표면(52)와 맞물려서 래치부재(68)를 유지하기 위해 미끄럼부재의 벽상에서 형성된다.
내부 및 외부 로커아암 및 래치 어셈블리가 캠(18, 20)에 관련해서 도3에 도시했듯이 조립되고 위치될 때, 토션 스프링(28, 29)은 캠(20)과의 맞물림을 향해 패드(62)를 경유해 외부 아암을 바이어스시키기 위해 내부 로커아암(22)상에서 탬(40, 41)에 대해 갖는 하나의 단부 및 외부 아암상에서 탭(58)에 대한 나머지 단부를 갖는 바(46)를 통해 수납된다.
본 발명에 따라 틈이 내부 및 외부 로커아암간의 상대적인 추축 이동을 제한하는 정지 어셈블리(86)에 의해 패드(62) 및 캠(20)의 기본 원(circles)간에 유지된다. 본원에 도시한 양호한 실시예에서 정지 어셈블리는 외부 로커아암의 스파인(56)을 통해 나삿니로 연결되는 스크류(87)를 구비하고 내부 로커아암과 스파인(38)에 대해 갖는다. 스크류는 조절되어 틈(C)이 기본 원상에서 캠(20) 및 패드(62)간에 유지되고, 도3에 도시했듯이, 스크류의 위치는 로크(lock) 너트(90)에 의해 유지된다. 틈(C)이 일단 세트되면, 내부 로커아암의 래치부재(68) 및 접촉표면(88)간의 래시는 소망된 래시를 구비하는 수직 크기(도3에 보이듯이)를 갖는 래치부재를 선택함으로써 세트된다. 고정된 정지가 스파인(38, 56)간의 틈을 제어하는 등의 로커아암의 상대적인 추축 이동을 제한하기 위해 어셈블리(86)대신에 구비될 수 있음이 인식된다.
(동작)
예시된 실시예에서 패드(62)에 의해 맞물려진 캠(20)이 높은 들어올림 캠 프로파일을 형성하는 반면에, 롤러(44)에 의해 맞물려진 캠(18)이 낮은 들어올림 캠 프로파일을 형성한다. 시스템이 도면에서 실선으로 예시된 상태에 있을 때, 스프링등(70)은 접촉표면(88)과의 맞물림 외부에서 래치부재를 내부 로커아암상에 위치시키기 위해 미끄럼 어셈블리(66)를 로커아암에 대해 우측으로 바이어스한다.
상기 상태에서 패드(62)상에서 동작하는 캠(20)의 힘에 응답해서 외부 로커아암(26)의 이동은 내부 로커아암에 전달되지 않고 그러므로 밸브(12)에 전달되지 않고: 그러므로 밸브는 롤러(44)상에 동작하는 캠(18)의 낮은 들어올림 프로파일에 의해 작동된다. 캠(20)의 높은 들어올림 프로파일에 의해 밸브를 개방하기 위해, 래치 어셈블리는 힘(F)을 미끄럼부재(66)(도3)에 인가함으로써, 외부 및 내부 로커아암 각각상에서 접촉표면(52, 88)간의 래치부재(68)를 도3의 점선 위치로 이동시킴으로써 스프링(70)의 힘에 대해 좌측으로 이동된다. 그것은 함께 로커아암을 효과적으로 래치하여 캠(20)의 힘이 외부 로커아암으로부터 래치부재(68)를 통해 내부 로커아암으로 보내져서, 캠(20)의 높은 들어올림 프로파일에 의해 밸브를 작동시킨다. 캠(20)이 캠(18)보다 더 높은 들어올림을 구비하기 때문에, 캠(18)이 상기 동작 모드에서 효과적이지 않다.
힘(F)이 선형 힘을 미끄럼부재(66)로 인가하는 솔레노이드 또는 다른 종래의 수단에 의해 구비될 수 있음이 인식될 수 있다.

Claims (9)

  1. 실린더 헤드(31)와, 개방 및 폐쇄 상태간에 상기 실린더 헤드내에서 이동할 수 있는 포핏밸브(12)와, 캠축(24)위에 형성된 제1캠 프로파일을 갖는 제1캠 프로파일 및 캠축(24)위에 형성된 제2캠 프로파일을 갖는 제2캠(20)을 갖는 캠축(24)을 포함하는 내연엔진용 밸브제어시스템에서, 상기 실린더 헤드(31)상에서 회전용으로 실장되고, 상기 제2캠(20)과 맞물려서 형성된 제2캠 폴로워 소자(62)를 갖는 제2로커아암(26)과 상기 포핏밸브(12)와 맞물려서 형성된 표면(36)을 갖고, 상기 제1캠(18)과 맞물려서 제1캠 폴로워(follow)소자를 갖는 제1로커아암(22)과; 상기 실린더 헤드(31)상에서 회전용으로 실장되고, 상기 제2캠(20)과 맞물려서 상기 제2로커아암(26)을 바이어스하는 수단(28, 29)과; 상기 제1(22) 및 제2(26)로커아암과 맞물려질 수 있고, 상기 제1(18) 및 제2캠의 각 프로파일에 응답해서 서로 회전하기에 자유로운 상기 로커아암(22, 26)과 맞물려지지 않는 제1위치(도3) 및 상기 제2캠 프로파일에 응답해서 일치해서 회전하는 상기 제1및 제2로커아암과 맞물린 제2위치(20)간에 이동가능한 수단(16)을 구비하는 내연엔진용 밸브제어시스템에 있어서, 상기 제1 및 제2로커아암상에서 그 로커아암들간에 상대적인 회전을 제한하기 위해 동작할 수 있는 정지수단(86)을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1로커아암(22)상에 형성된 제1접촉표면(88)과; 상기 제2로커아암(26)상에 형성된 제2접촉표면(52)과; 상기 래치부재(68)를 상기 제1위치로 바이어싱하는 수단(70)을 포함하며, 상기 제1접촉표면(88) 및 상기 제2접촉표면(52)이 상기 제1(88) 및 제2(52)(도3) 접촉표면간에 삽입할 수 있는 래치부재(68)를 구비하는 상기 제1 및 제2로커아암과 맞물릴수 있는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 정지수단(86)이 상기 제2캠(20)의 기본 원 부분 및 상기 제2탬 폴로워 소자(62)간의 틈(C)을 구비하기에 효과적인 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 정지수단(86)이 상기 제1(22) 및 제2(26)로커아암중 어느 하나를 통해 나삿니로 연결되고 상기 제1 및 제2로커아암중 나머지 것과 맞물릴 수 있는 스크류부재(87)을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 외부 로커아암(26)은 그 외부 로커아암(26)위에 형성된 제1의 실질적으로 중앙에 위치되고 수평방향으로 된 스파인(spine)부(56)를 갖고, 상기 내부 로커아암(22)은 그 내부 로커아암(22)위에 형성되고 상기 제1스파인부(56)로부터 이격된 제2의 실질적으로 중앙에 위치되고 수평방향으로 된 스파인(spine)부(38)를 갖고; 상기 스크류수단(87)이 상기 제1스파인부(56)를 통해 나삿니로 연결되고 상기 제2스파인부(38)과 맞물려질 수 있는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  6. 청구항 제1에 있어서, 상기 실린더 헤드(31)에 관련해서 고정 위치로 실장된 유압 래시조절기(32)를 포함하며, 상기 조절기(32)는 그로부터 연장되어 있는 출력부재(30)를 갖고; 상기 제1(22) 및 제2(26)로커아암이 상기 출력부재에 대해 회전가능하게 되는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제2캠(20)과 맞물려서 상기 제2로커아암(26)을 바이어스하는 상기 수단이 상기 제1로커아암(22)에 대해 갖는 하나의 단부 및 상기 제2로커아암(26)에 대해 갖는 나머지 단부를 갖는 토션 스프링(28, 29)을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1로커아암(22)은 이격되어 먼 측벽(34,35)을 구비하며; 상기 제2로커아암(26)은 상기 제1로커아암의 측벽(48, 49)간의 수납된 이격되어 먼 측벽을 구비하며; 상기 시스템은 거기에 형성된 구멍에서 상기 제1 및 제2로커아암의 측벽(34, 35, 48, 49)을 통해 수납된 길다란 바(46)에 의해 형성된 받침대를 포함하고, 상기 바는 그 하부표면에서 형성된 아치형 상부표면 및 소켓(47)을 갖고, 상기 구멍이 상기 제2로커아암(26) 및 상기 받침대간의 상대적인 회전 및 상기 제1로커아암(22) 및 상기 받침대간의 적어도 제한된 상대적인 회전을 실제로 허여하지 않기 위한 크기로 되며; 상기 소켓(47)은 상기 래시조절기의 출력부재(30)와 맞물리게 되는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제2로커아암을 상기 제2캠과 맞물려서 바이어스하는 상기 수단은 상기 제1 및 제2로커아암의 각 인접한 측벽(34, 35, 48, 49)간에 상기 받침대에 둘러싸인 관계로 수납된 제1(28) 및 제2(29)토션 스프링을 구비하고, 상기 토션 스프링 각각의 한 단부는 상기 제1로커아암(22)과 맞물리고 상기 토션 스프링 각각의 반대 단부는 상기 제2로커아암(26)과 맞물려지는 것을 특징으로 하는 내연엔진용 밸브제어시스템.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임
KR1019970034277A 1996-07-22 1997-07-22 이중이벤트밸브제어시스템 KR100318247B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/684,671 US5655488A (en) 1996-07-22 1996-07-22 Dual event valve control system
US08/684,671 1996-07-22

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