KR0152373B1 - 캠축 위상조정 구동부 - Google Patents

캠축 위상조정 구동부

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KR0152373B1
KR0152373B1 KR1019950005704A KR19950005704A KR0152373B1 KR 0152373 B1 KR0152373 B1 KR 0152373B1 KR 1019950005704 A KR1019950005704 A KR 1019950005704A KR 19950005704 A KR19950005704 A KR 19950005704A KR 0152373 B1 KR0152373 B1 KR 0152373B1
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세이지 쯔루따
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야스모토 도시오
가부시끼가이샤 유니시아젝스
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    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
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Abstract

가변 캠축 위상조정기(18, 120, 140)은 환형 피스톤(70, 160)과, 위상을 변경시키기 위한 내부 및 외부 나선형 스플라인과 피스톤(70, 160)을 복귀시키기 위한 복귀 스프링(108)을 갖고 래쉬를 흡수하는 전방 및 후방 기어(50, 52)를 포함한다. 환형 피스톤(70, 160)은 복귀 스프링에 대항하는 피스톤 스트로크와 피스톤 복귀 스트로크에서 래쉬 흡수 마찰을 해제하는 방식으로 전방 및 후방 기어(50, 52)와 구동관계로 유지된다.

Description

캠축 위상조정 구동부
제1도는 비여기시(오프 상태)의 솔레노이드 제어밸브를 갖춘 하나의 극단 위치에 있는 가변 캠축 위상조정기의 단면도.
제2도는 여기시(온 상태)의 솔레노이드 제어밸브를 갖춘 하나의 극단 위치에 있는 제1도의 가변 캠축 위상조정기의 단면도.
제3도는 가변 캠축 위상조정기의 제2실시예를 도시한 제1도와 유사한 단면도.
제4도는 가변 캠축 위상조정기의 제3실시예를 도시한 제1도와 유사한 단면도.
제5도는 제4도의 확대 단면도.
제6도는 제4도의 가변 캠축 위상조정기가 온 상태에 있을 때 부재들의 위치를 도시한 제5도와 유사한 단면도.
제7도는 오프 상태에 있는 제4실시예의 가변 캠축 위상조정기의 일부를 도시한 부분 단면 사시도.
제8도는 상기 가변 캠축 위상조정기가 오프 상태에 있는 것을 도시한 제7도와 유사한 사시도.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 캠축 18 : 가변 캠축 위상조정기
20 : 스프로켓 30 : 스플라인축
32,48 : 스플라인 50 : 전방 기어
52 : 후방 기어 62 : 핀
64 : 헤드 66,110 : 코일 스프링
70 : 환형 피스톤 78 : 리세스
80 : 스냅링 98 : 제어밸브
106 : 환형홈 108 : 복귀 스프링
본 발명은 캠축 위상조정 구동부에 관한 것으로, 특히 엔진 피동식 캠축에 의해 밸브 작동의 타이밍을 가변시키는 캠축 위상조정 구동부에 관한 것이다.
엔진의 성능 및 효율제어를 위하여 밸브 타이밍을 필요한 만큼 가변시키는 수단을 마련하는 것은 엔진 밸브기어와 관련한 기술분야에 공지되어 있다. 여러 형태의 가변 밸브 타이밍 장치중에서도 구동부재와 피동부재 사이의 위상을 변화시키기 위하여 위상변경 수단을 사용하는 구동 풀리 또는 스프로켓의 형태인 캠축 위상조정 구동부가 종종 사용되어 왔다. 공지되어 있는 종래의 기술중에는 맞물린 구동부재 및 피동부재를 외부 및 내부로 그 위상을 변화시키도록 복귀 스프링에 대하여 유압식으로 작동하는 스플라인식 피스톤을 갖는 기구가 있다. 이러한 장치는 Niemiec 등의 미합중국 특허 제5,163,872호 및 Lichti 등의 미합중국 특허 제5,119,691호에 개시되어 있다.
본 발명은 특히 효과적인 형태의 위상조정 구동부를 마련하도록 종래기술의 개념에 까지 연장된다. 여러 실시예에서, 본 발명은 엔진의 크랭크축 등에 대하여 제시간에 구동되는 스프로켓과 같은 구동부재에 대하여 피동 캠축의 타이밍을 가변시키도록 엔진 캠축 구동에 적용된 가변 캠축 위상조정기에 사용된다.
본 발명의 특징은 환형 피스톤의 핀 부분들이 축방향으로 이격되고 내부로 편향된 (즉, 서로를 향하여) 백래쉬 방지 환형 기어들중 하나의 구동관계로 된 후에 상기 핀이 상기 한쌍의 환형 기어중 하나와 탄성관계로 유지된다는 것이다. 이러한 장치는 환형 기어들중 하나와 핀 부분들의 반복된 스트라이크에 기인하여 발생되는 해머링 소음 및 마모를 억제한다.
또 다른 특징으로 스프링 수단은 환형 기어중 하나를 다른 하나쪽으로 편향시키도록 환형 기어중 하나의 환형 피스톤 사이에서 압축된다.
또 다른 특징으로 파형 스프링 와셔 또는 판 스프링의 형태인 완충 스프링은 환형 기어중 하나에 설치되어 핀들의 정합부들과 각각 접촉하도록 배열된다.
도면중 제1도에는 (도시되지 않은) 크랭크축에 의해 구동되는 캠축(12)를 갖는 형태의 내연기관(10)이 도시되어 있다. 캠축(12)는 공지의 방식으로 실린더 흡입 및/또는 배출 밸브(도시생략)를 작동시키는 복수개의 캠(도시생략)을 지지하고 있다. 이 캠축은 엔진 실린더헤드(16)에 의해 지지되는 전방 베어링(14)에 의해 부분적으로 지지된다.
전방에서 구동되는 캠축(12)의 단부에는 스프로켓(20)을 포함하는 가변 캠축 위상조정기(18)이 마련되어 있다. 스프로켓(20)은 톱니형으로 되어 있으며, 캠축(12)와 동축인 축(24)상에서 스프로켓(20)을 회전식으로 구동하기 위하여 타이밍체인(도시생략)에 의해 구동식으로 맞물린다. 휠(22)내에는 후방 연장 허브(26)과 전방 연장 허브(28)이 위치한다.
가변 캠축 위상조정기(18)은 하나의 또는 전방단에 인접한 외부 나선형 스플라인(32)와, 다른 하나 또는 후방단에 있는 후방 플랜지(34)를 갖는 스플라인축(30)의 형태인 스텁축을 포함한다. 후방 플랜지(34)는 그 외주연에 마무리된 저어널(36)을 갖는다. 외부 나선형 스플라인(32)와 후방 플랜지(34) 사이에는 마무리된 원통형 표면(38)이 위치한다. 스플라인축(30)의 전방단은 커버(40)의 내부면상에 인접한다. 커버(40)과 스플라인축(30)은 나사(44)에 의해 중심개구(42)를 통해서 캠축(12)의 전방단에 고정된다. 도시하지는 않았으나 도웰핀은 스플라인축(30)과 캠축(12) 사이를 고정구동 관계로 유지하도록 스플라인축(30)과 캠축(12)의 개구들에 수납된다.
후방 연장 허브(26)은 후방 플랜지(34)의 저어널(36)상에 각운동 상태로 지지된다. 전방 연장 허브(26)은 커버(40)의 내부면으로 연장되어 커버(40)의 주연 슬리브(46)의 원통형 내부면상에 각운동 상태로 지지된다.
외부 나선형 스플라인(32)와 원통형 표면(38)로 형성된 스플라인축(30)의 단부는 전방 연장되는 허브(28)내에서 이의 내경과 동심으로 전방 연장된다. 전방 연장 허브(28)은 외부 나선형 스플라인(32)에 면하는 내부 나선형 스플라인(48)을 갖는다. 서로 대면하는 스플라인(32, 48)은 위상조정 작동을 제공하도록 대향 나사각을 갖는다.
양 스플라인(32, 48) 사이에는 편이상 전방 또는 후방 기어(50)과 후방 또는 외부 기어(52)라 칭하는 두 개의 축방향 이격된 환형 기어들이 마련되는데, 후방 기어(52)는 스플라인축(30)의 후방 플랜지(34)에 근접 위치한다. 양 기어(50, 52)는 스플라인축(30)과 스프로켓(20)의 외부 및 내부 스플라인(32,48)에 각각 구동식으로 정합된 내부 및 외부 나선형 스플라인을 갖는다. 특히, 전방 기어(50)은 내부 및 외부 나선형 스플라인(54, 56)을 가지며, 후방 기어(52)는 내부 및 외부 나선형 스플라인(58, 60)을 갖는다.
전방 및 후방 기어(50, 52)는 전방 기어(50)의 먼쪽 또는 외측면상에 있는 리세스(68)에서 코일 스프링(66)을 압축하는 헤드(64)를 갖는 후방 기어(52)에 끼워 맞춤되고 각도를 이루어 이격된 복수개의 핀(62)에 의해 서로를 향하여 편향된다. 핀(62)는 전방 기어(50)의 개구들을 통해서 연장된다. 이 개구들은 전방 기어(50)이 후방 기어(52)에 대하여 각을 이루어 이동할 수 있도록 충분히 넓다. 전방 및 후방 기어(50, 52)의 스플라인들은 어긋나 있으며, 이로써 전방 및 후방 기어(50, 52)가 서로를 향하여 가해질 때 전방 및 후방 기어(50, 52)의 스플라인들이 정합된 스플라인(32, 48)의 대향측들을 맞물게 되고, 따라서 스프로켓(20)과 스플라인축(30) 사이에서의 구동 토오크 전달시에 일어나는 래쉬를 흡수하게 된다.
외주연 시일(72)과 내주연 시일(74)를 지지하는 환형 피스톤(70)은 후방 기어(52)의 내측면에 인접하게 배열되며, 각을 이루어 이격된 복수개의 핀(76)에 의해 상기 내측면에 설치된다. 핀(76)들은 환형 피스톤(70)에 고정되며, 전방 기어(50)의 내측면에 대하여 인접하기 위하여 후방 기어(52)를 통해서 상기 내측면쪽으로 전방 연장된다. 핀(76)의 전방단들은 후방 기어(52)의 외측면에 절결된 리세스(76)내에 배열된다. 핀(76)들은 후방 기어(52)에 의해 활주식으로 지지된다. 리세스(78)내의 스냅링(80)은 환형 피스톤(70)의 축방향 및 후방 변위를 후방 기어(52)로부터 멀리 제한하도록 핀(76)들 주위에 또는 이를 둘러싸면서 설치된다.
스플라인축(30)의 원통형 표면(38) 및 스프로켓(20)의 인접벽과 함께 환형 피스톤(70)과 시일(72, 74)는 환형 챔버(82)를 형성한다. 입력하의 오일은 커버(40)의 오일 통로(84)를 통해서 환형 챔버(82)에 공급되거나 이 환형 챔버로부터 배출되며, 계속해서 스플라인축(30)과 단부 칼라(88)의 외부 환형홈(86)과 나사(44)의 반경방향 및 축방향 통로(90, 92)와, 캠축(12)의 반경방향 통로(94) 및 환형홈(96)으로 이어진다. 환형홈(96)은 오일통(100)으로부터 오일을 공급하고 오일통(100)으로부터의 유출을 차단하면서 배출라인(102)로 오일을 배출하도록 작동하는 솔레노이드 제어밸브(98)에 (개략적으로 도시된) 통로 수단을 통해서 연결된다. 단부 칼라(88)의 외부 환형홈(86)은 나사(44)의 반경방향 통로(90)에 연결된 내부 환형홈(106)에 복수개의 개구(104)를 통해서 연결된다.
환형 피스톤(70)은 이 환형 피스톤(70)과 스플라인축(30)의 플랜지(34) 사이에서 연장되는 코일형 복귀 스프링(108)에 의해 환형 챔버(82)를 압축하는 방향으로 가압된다. 이 핀(76)들은 전방 기어(50)의 내측면상에 인접하도록 가압되어 전방 기어(50)을 커버(40)에 대해 가압하게 된다. 핀(76)들 주위에는 코일 스프링(110)이 이 핀들을 둘러싸고 설치되며, 이 스프링들은 후방 기어(52)를 핀(76)상의 스냅링(80)쪽으로 편향시키도록 환형 피스톤(70)과 후방 기어(52) 사이에서 압축된다. 코일 스프링(110)은 이 코일 스프링(110)이 후방 기어(52)를 편향시키는 전체힘이 코일 복귀 스프링(108)이 환형 피스톤(70)을 편향시키는 힘보다 작게 되도록 설정된다.
상술한 실시예의 가변 캠축 위상조정기(18)의 작동시에, 솔레노이드 밸브(98)이 여기되지 않으면 (오프 상태), 제어밸브(98)은 오일통(100)을 폐쇄하고 환형 챔버(82)를 배출라인(102)쪽으로 개방한다. 따라서, 복귀 스프링(108)과 코일 스프링(110)은 환형 피스톤(70)과 전방 및 후방 기어(50, 52)를 이들의 최전방 또는 커버(40)에 가까운 외부 위치에 유지할 수 있게 되어 환형 챔버(82)의 용적을 최소로 유지하게 된다. 특히, 후방 기어(52)는 스프링(110)의 힘을 받으며, 전방 기어(50)은 복귀 스프링(108)의 힘과 스프링(110)의 힘의 합에서 스프링(66)의 힘을 제한 힘을 받는다. 이 위치에서, 캠축(12)는 작동되는 흡입 엔진 밸브들을 필요로하는 지연된 타이밍 상태에서 작동시키기 위해 스프로켓(20)과 관련하여 지연된 위상으로 전방 및 후방 기어(50, 52)에 의해 유지될 수 있다. 이 상태에서, 필요하다면 캠축(12)는 작동되는 엔진 배기 밸브들을 필요로하는 앞선 타이밍 조건에서 작동시키기 위해 스프로켓(20)과 관련하여 앞선 위상으로 유지될 수 있다.
엔진 작동 상태가 흡입 엔진 밸브의 앞선 밸브 타이밍 또는 배출 엔진 밸브의 지연된 타이밍을 요할 때, 솔레노이드 밸브(98)은 가변 캠축 위상조정기(18)의 환형 챔버(82)에 압력하의 오일을 공급하기 위하여 배출라인(102)를 폐쇄하고 오일통(100)을 개방하도록 여기된다. 오일 압력은 환형 피스톤(70)을 복귀 스프링(108)의 편향에 대하여 후방 플랜지(34)에 인접한 극단 대향 위치로 이동시키며, 스냅링(80)과 후방 기어(52)의 리세스(78)을 결합한 후에 후방 기어(52)를 당기고 그 다음에 후방 기어(52)쪽으로 편향되는 전방 기어(50)을 당기게 된다. 이러한 이동중에 코일 스프링(110)은 오일 압력에 대항하지 않는다. 제2도는 솔레노이드(98)이 여기되었을 때 (온 상태), 환형 피스톤(70)과 전방 후방 기어(50, 52)의 극단 대향 위치를 도시한다. 이 위치에서, 후방 기어(52)는 외부 나선형 스플라인(112)와 스플라인축(30)의 원통형 표면(38) 사이에 형성된 환형 견부(112)에 대하여 가압된다. 따라서, 전방 및 후방기어(50, 52)는 솔레노이드(98)이 여기되기만 하면 제2도에 도시된 것과 같은 극단 대향 위치에 유지될 수 있다. 외부 및 내부 나선형 스플라인(32, 48)의 대향 나사각 때문에 전방 및 후방 기어(50, 52)의 전방 및 후방 이동은 스프로켓(20)에 대한 캠축(12)의 위상각을 변화시키게 되며, 이로써 합체된 엔진 밸브들의 타이밍도 유사하게 변화된다.
흡입 밸브들의 지연된 타이밍쪽으로 또는 배출 밸브들의 앞선 타이밍쪽으로의 복귀가 요구되면 이는 오일통(100)으로부터의 오일을 차단하고 가변 캠축 위상조정기(18)의 환형 챔버(82)가 배출라인(102)으로 배수되게 하는 솔레노이드 밸브(98)을 비여기시킴으로써 수행된다. 환형 피스톤(70)으로부터 연장되는 핀(76)은 전방 기어(50)상에 인접하여 전방 및 후방 기어(50, 52)와 환형 피스톤(70)이 커버(40, 제1도)에 인접한 이들의 초기 위치로 복귀할 때까지 전방 기어(50)을 복귀 스프링(108)의 힘에서 스프링(110)의 힘을 제한 힘으로 밀어낸다.
전방 및 후방 기어(50, 52)는 위상변경 가능 이외에도 이들의 내부 및 외부 스플라인(54, 58; 56, 60)과 정합 내부 및 외부 나선형 스플라인(32, 48)을 거쳐서 모든 토오크가 스프로켓(20)으로부터 캠축(12)로 그리고 그 역으로 전달되게 하는 수단으로도 작용한다. 환형 피스톤(70)은 토오크를 전달하는 수단을 구성하지 않는다. 전방 및 후방 기어(50, 52)의 오정렬과 핀(62) 및 스프링(66)에 의해 서로를 향하는 이들의 편향은 전방 및 후방 기어(50, 52)를 상기 결합된 스플라인(32, 48)의 대향측들과 맞물리도록 가압함으로써 스플라인 연결부의 어떠한 간격 래쉬도 흡수하게 된다.
개구(도시생략)를 통하여 핀(76)이 전방 기어(50)에 인접하여 맞물리도록 연장되면 장점을 갖는다. 온 상태(제2도)로부터 오프 상태(제1도)로의 복귀 스트로크중에 복귀 스프링(108)에 의해 후방 기어(52)를 전방 기어(50) 뒤로 당겨서 이동시키면 전방 및 후방 기어(50, 52)를 서로로부터 분리되는 것을 약간 증가시키게 되어 래쉬 흡수력을 감소시키게 되며, 이로써 전방 및 후방 기어(50, 52)의 복귀 이동에 대항하는 마찰을 감소시키게 된다. 따라서, 복귀 스트로크에 필요한 힘이 감소된다.
핀(76)상의 스냅링(80)은 복귀 스트로크중에 후방 기어(52)의 리세스(78)의 바닥부와의 맞물림이 해제되지만, 이들은 오프 상태(제1도)로부터 온 상태(제2도)로의 스트로크중에 핀(76)으로부터 후방 기어(52)로의 구동 연결부를 형성한다. 오프 상태로부터 온 상태로의 스트로크중에 환형 피스톤(70)에 의해 이동될 때 전방 기어(50)을 후방 기어(52)로부터 후퇴 이동시키면 전방 및 후방 기어(50, 52)가 서로로부터 약간 더 이격되게 하여 래쉬 견인력을 감소시키게 되며, 이로써 전방 및 후방 기어(50, 52)의 후방 이동에 대항하는 마찰을 감소시키게 된다. 따라서, 오일 압력에 의해 요구되는 힘이 감소된다.
코일 스프링(110)은 오프 상태(제1도)로부터 온 상태(제2도)로의 스트로크중에 그리고 온 상태(제2도)에서 스냅링(80)을 후방 기어(52)에 맞물린 상태로, 그리고 온 상태로부터 오프 상태로의 스트로크중에 그리고 오프 상태에서 스냅링(80)을 후방 기어(52)에 맞물린 상태로 탄성적으로 유지한다. 전방 및 후방 기어(50, 52)는 스프로켓(20)으로부터 캠축(12)로 그리고 그 역으로 토오크를 전달할 때 서로 분리되도록 가압된다. 전방 기어(50)으로부터 후방 기어(52)를 분리하는 힘은 온 상태로의 스트로크중에 그리고 온 상태에서 코일 스프링(110)에 대항하며, 따라서 스냅링(80)과 후방 기어(52)의 반복 충격으로 인한 해머링 소음 및 마모를 억제할 수 있다.
후방 기어(52)와 환형 피스톤(70) 사이에 압축되어 있는 코일 스프링(110)은 복귀 스프링(108)의 작용이 후방 기어(52) 및 전방 기어(50)을 제1도에 도시된 이들의 한계 위치에 유지하도록 하여 이들이 환형 피스톤(70)상에 작용하는 오일 압력에 대항하지 않도록 조력한다. 이로써 복귀 스프링(108)의 편향이 감소된다. 따라서, 환형 피스톤(70)을 복귀 스프링(108)에 대하여 이동시키기 위한 오일 압력으로부터 생긴 소정의 힘도 감소될 수 있다.
제3도는 제2실시예의 가변 캠축 위상조정기(120)을 도시한다. 이 가변 캠축 위상조정기(120)은 핀(76)을 둘러싸는 복수개의 코일 스프링(110) 대신에 단일 코일 스프링(122)을 마련한 것을 제외하고는 가변 캠축 위상조정기(18)과 실질적으로 동일하다. 제3도에 도시된 것처럼 단일 코일 스프링(122)는 후방 기어(52)와 환형 피스톤(70) 사이에서 압축되어 있다. 코일 스프링(122)의 일단부는 환형 피스톤(70)의 환형 리세스(124)에 수납되며 환형 피스톤(70)의 핀(76)에 반경 방향 내측으로 배열된다.
제4도, 제5도 및 제6도는 제3실시예의 가변 캠축 위상조정기(130)을 도시한다. 이 가변 캠축 위상조정기(130)은 리세스(78)내에 설치된 파형 스프링 와셔 또는 판스프링(132)의 형태인 완충 스프링을 추가한 것을 제외하고는 제2실시예의 것과 실질적으로 동일하다. 제5도에 가장 양호하게 도시되어 있는 것처럼 가변 캠축 위상조정기(130)이 오프 상태에 있을 때 판스프링(132)는 스냅링(80)과의 접촉이 해제된다. 가변 캠축 위상조정기(130)이 온 상태로의 스트로크중에 그리고 온 상태에 있을 때 판스프링(132)는 제6도에 도시된 것처럼 스냅링(80)과 후방 기어(52) 사이에서 압축된다. 스프링(122)와 함께 판스프링(132)를 마련하면 스냅링(80)과 후방 기어(52)의 반복된 충격으로 인한 해머링 소음 및 마모를 억제할 수 있다.
필요한 경우에는 스프링(122)를 생략할 수도 있다. 이 변경예에 따르면 판스프링(132)는 스냅링(80)과 후방 기어(52)의 반복된 충격으로 인한 해머링 소음 및 마모를 억제할 수 있다.
제7도 및 제8도는 제4실시예의 가변 캠축 위상조정기(140)을 도시한다. 이 가변 캠축 위상조정기(140)은 축방향으로 이격된 환형 전방 및 후방 기어(50, 52)를 마련한 상술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 상기 실시예에서와 동일한 방식으로 전방 및 후방 기어(50, 52)는 후방 기어(52)에 끼워맞춤되고 전방 기어(50)의 외측면상의 리세스에서 코일 스프링(66)을 압축하는 헤드(64)를 갖는 각을 이루어 이격된 복수개의 핀(62)에 의해 서로를 향하여 편향된다. 이 핀(62)는 전방 기어(50)의 개구를 통해서 연장된다. 전방 기어(50)의 개구들은 전방 기어(50)이 후방 기어(52)에 대하여 각을 이루어 이동될 수 있게 충분한 폭을 갖는다. 양 기어(50, 52)는 스플라인축(144)의 외부 스플라인(142)와 도시되지 않은 스프로켓의 내부 스플라인에 구동식으로 정합된 내부 및 외부 나선형 스플라인들을 갖는다. 이 스프로켓은 상술한 실시예에 사용된 스프로켓(20)과 실질적으로 동일하다. 스플라인축(144)는 스플라인축(130)과 실질적으로 동일하며, 제1도에서의 상기 마무리된 원통형 표면(38), 단부 칼라(88) 및 환형 견부(112)에 대응하는 부분으로서의 마무리된 원통형 표면(146), 단부 칼라(148) 및 환형 견부(150)을 갖는다. 환형 피스톤(160)은 환형 피스톤(70)을 약간 변경한 것으로 도시되지 않은 외주연 시일을 수납하는 외부 환형홈(162)을 형성하고 있다. 환형 피스톤(160)은 도시되지 않은 복귀 스프링을 수납하기 위해 축방향 내측으로 절결된 포켓(164)를 마련한 것이 환형 피스톤(70)과는 다르다. 환형 피스톤(160)는 후방 기어(52)의 내측면에 인접하게 배열되어 복수개의 각을 이루어 이격된 핀(170)에 의해 이에 설치된다. 핀(170)은 후방 기어(52)의 개구를 통해 연장되어 환형 피스톤(160)에 끼워맞춤된다. 핀(170)은 후방 기어(52)를 통해서 전방으로 연장되며, 전방 기어(50)의 내측면에 대하여 인접될 수 있게 해주는 헤드(172)를 갖는다. 핀 헤드(172)는 후방 기어(52)의 외측면에서 절결된 도시되지 않은 리세스내에 배열된다. 핀(170)은 후방 기어(52)에 의해 활주식으로 지지된다. 핀 헤드(172)는 환형 피스톤(160)의 축방향 및 후방 변위를 후방 기어(52)로부터 멀리 제한하도록 후방 기어(52)의 리세스의 바닥부에 인접하여 맞물리게 된다.
압력하의 오일이 환형 피스톤(160)에 작용되면 이 오일 압력은 환형 피스톤(160)을 제7도에 도시된 하나의 극단 위치로부터 제8도에 도시된 대향 극단 위치로 이동시켜 핀 헤드(172)와 후방 기어(52)의 리세스의 바닥부가 맞물린 후에 후방 기어(52)를 당기고 그 다음에 후방 기어(52)쪽으로 편향된 전방 기어(50)을 당기게 된다.
제8도에 도시된 위치에서 후방 기어(52)는 외부 나선형 스플라인(42)와 스플라인축(144)의 원통형 표면(146) 사이에 형성된 환형 견부(150)에 대하여 가압된다.
제7도에 도시된 위치로 복귀하는 동안에 핀 헤드(172)는 전방 기어(50)상에 인접하게 되어 전방 기어(50)을 밀어내고 이 전방 기어(50)쪽으로 편향된 후방 기어(52)을 밀어내게 된다.
제7도에 도시된 위치로부터 제8도에 도시된 위치로의 스트로크중에 그리고 복귀 스트로크중에 전방 및 후방 기어(50, 52)는 래쉬 흡수력을 감소키도록 약간 증가되게 서로 분리되며, 이로써 전방 및 후방 기어(50, 52)의 스트로크 이동에 대항하는 마찰이 감소된다. 따라서, 이 스트로크를 위한 전방 및 후방 기어(50, 52)들의 신속한 이동이 수행될 수 있다.
코일 스프링이 상술한 실시예의 코일 스프링(110)이면 후방 기어(52)를 핀 헤드(172)쪽으로 편향시키도록 환형 피스톤(160)과 후방 기어(52) 사이에서 압축되는 것이 바람직하다. 또한, 판스프링이 상술한 제3실시예 및 그 변경예의 판스프링(132)이면 핀 헤드(172)와 정합되도록 후방 기어(52)의 리세스내에 설치될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 캠축(12)를 갖는 내연기관의 가변 캠축 위상조정기(18, 120, 140)으로서, 축(24)를 중심으로 함께 회전가능하도록 캠축(12)에 고정가능하고 동축인 구동부재(20)과 피동부재(30, 144)를 포함하며, 상기 구동부재 및 피동부재가 래쉬를 흡수하기 위해 그중 하나가 다른 한쪽으로 편향되고 내부 및 외부 스플라인을 갖는 한 쌍의 축방향으로 이격된 환형 기어(50, 52)에 의해 서로 구동식으로 연결되고, 상기 환형 기어(50, 52)가 환형 피스톤(70, 160)과 이 환형 피스톤(70, 160)중 일측상의 챔버(82)에 공급된 압력하의 오일을 포함하는 가압 수단에 의해 구동부재와 피동부재 사이의 위상관계를 변경시키도록 일방향으로 축방향 이동가능하고, 상기 환형 피스톤(70, 160)이 챔버(82)에 공급된 압력하의 오일에 응답하여 일방향으로 축방향 이동가능하고 환형 기어중 하나의 기어(52)를 통해서 다른 하나의 기어(50)쪽으로 관통하는 복수개의 핀(76, 170)과 복귀 스프링 수단(108)을 갖고, 상기 복귀 스프링(108)은 상기 환형 피스톤(70, 160)이 복귀 방향으로 이동할 때 환형 기어중 다른 하나의 기어(50)을 복귀 방향으로 이동시키도록 핀을 이 기어(50)과 구동식으로 접촉한 상태로 유지하기 위해 상기 일방향에 대향하는 복귀 방향으로 상기 환형 피스톤(70, 160)을 편향시키고, 부분(80, 172)를 갖는 상기 핀(76, 170)은 상기 환형 피스톤(70, 160)이 일방향으로 이동할 때 환형 기어중 하나의 기어(52)를 상기 일방향으로 이동시키도록 상기 환형 기어중 상기 하나의 기어(52)에 복수개의 핀(76, 170)의 운동을 전달하기 위하여 상기 하나의 환형 기어(52)와 구동관계로 배열되게 구성된 가변 캠축 위상조정기에 있어서, 상기 핀(76, 170)의 상기 부분(80, 172)들이 상기 하나의 환형 기어(52)와 구동관계로 된 후에 환형 기어중 하나의 기어(52)와 탄성관계로 유지되는 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  2. 제1항에 있어서, 스프링 수단(110, 122)가, 환형 기어중 하나의 기어(52)를 다른 하나의 기어(50)쪽으로 편향시키도록 하나의 환형 기어(52)와 환형 피스톤(70, 160) 사이에서 압축되는 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 기어중 하나의 기어(52)상에 설치된 완충 스프링(132)들이 핀(76)의 부분(80)과 접촉하도록 배열된 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  4. 제2항에 있어서, 환형 기어중 하나의 기어(52)와 환형 피스톤(70) 사이에서 압축되어 있는 스프링 수단이 핀(76)을 각각 둘러싸는 코일 스프링(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  5. 제4항에 있어서, 환형 기어중 하나의 기어(52)와 환형 피스톤(70) 사이에서 압축되어 있는 스프링 수단이 환형 피스톤(70)에서 절결되고 핀(76)의 반경방향 내측으로 배열된 환형 리세스(124)에 수납된 코일 스프링(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  6. 제5항에 있어서, 환형 기어중 기어(52)상에 설치된 완충 스프링(132)가 핀(76)의 부분(80)과 각각 접촉하도록 배열된 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  7. 제2항에 있어서, 환형 기어(50, 52)가 서로 인접하여 각도를 이루어 이동가능한 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  8. 제2항에 있어서, 핀(76)의 부분(80)들이 각각 스냅링들인 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
  9. 제2항에 있어서, 핀(76)의 부분(172)들이 각각 핀(76)의 헤드들인 것을 특징으로 하는 가변 캠축 위상조정기.
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