KR0185477B1

KR0185477B1 - 실린더 밸브 작동 장치

Info

Publication number: KR0185477B1
Application number: KR1019950053756A
Authority: KR
Inventors: 세이노스께 하라
Original assignee: 도오다 고오이찌로; 가부시끼가이샤 유니시아 젝스
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1999-03-20
Also published as: DE69509487D1; US5622145A; EP0718474B1; JP3319896B2; DE69509487T2; JPH08177427A; KR960023607A; EP0718474A1

Abstract

자유 캠 종동기를 지지하는 로커 아암은 실린더 벨브를 밸브 스프링에 대하여 상승시키도록 엔진 실린더 장착식 로커 축에 의해 회전식으로 지지된다. 로커 아암과 자유 캠 종동기는 캠 축 상에서 제1 및 제2캠과 협동한다. 레버는 로커 아암에 의해 지지되며, 자유 캠 종동기와 로커 아암 사이에 양호한 운동 연결부를 제공하도록 자유 캠 종동기에 구동 결합되게 되는 로크 위치와 로커 아암에 대한 자유 캠 종동기의 상대 이동을 제공하도록 자유 캠 종동기와의 구동 결합이 해제되게 되는 해제 위치를 갖는다. 유압 피스톤과 해제 스프링은 레버를 로크 위치와 해제위치 사이에서 전환시키도록 서로 협동한다. 상기 전환 작동을 로커 아암의 이동과 시간 관계를 갖고 조정하기 위하여 래치는 로커 아암이 하강하였을 때 이 로커 아암이 상승될 때까지 유압 피스톤의 이동을 억제하도록 배열된다.

Description

실린더 밸브 작동 장치

제1도는 캠축이 제거된 내연 기관의 부분 평면도.

제2도는 제1도의 선2-2를 따라 일부를 절단한 본 발명에 따른 실린더 밸브 작동 장치의 제1실시예의 정면도.

제3도는 해제 위치에 있는 레버를 실선으로, 잠금 위치에 있는 레버를 가상선으로 도시한, 제2도의 선 3-3을 따라 취한 단면도.

제4도는 로커 아암의 레일부의 형상과 레버를 관향시키는 해제 스프링을 보여주기 위해 불필요한 부분을 제거한 제2도의 선 4-4를 따라 취한 단면도.

제5도는 레버가 잠금 위치로 들어가려 할 때의 부품들의 위치를 도시하는, 제3도와 유사한 도면.

제6도는 레버가 해제 위치를 향해 잠금 위치를 벗어나려 할 때의 부품들의 위치를 도시하는, 제5도와 유사한 도면.

제7도는 피스톤의 요홈 위치를 한정하는, 피스톤의 운동을 제한하기 위해 유압 위치의 홈으로 들어가는 래치를 보여주기 위해 레버와 자유 캠 종동기를 제거한, 제3도와 동일한 도면.

제8도는 제7도와 동일하지만, 로커축이 형성되는 래치 해제 캠에 대한 래치의 캠 종동기 핑거의 위치를 보여주기 위해 다른 선을 따라 부분적으로 절단한 도면.

제9도는 피스톤의 홈으로 들어가는 래치를 도시하는, 제2도의 부분 확대도.

제10도는 캠 종동기 핑거를 갖춘 래치의 사시도.

제11도는 래치가 해제 위치에 위치하도록 로커 아암이 상승된 때에 부품들의 위를 도시하는, 제7도와 유사한 도면.

제12도는 제11도와 동일하지만, 래치 해제 캠에 대한 래치의 캠 종동기 핑거의 위치를 보여주기 위해 부분적으로 절개한 도면.

제13도는 래치가 피스톤으로부터 분리되는 해제 위치에서의 래치를 도시하는, 제2도의 부분 확대도.

제14도는 실린더 밸브 작동 장치의 제2실시예를 도시하는, 제3도와 유사한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20, 22 : 흡기 밸브 24 : 캠축

26, 28 : 제1캠 30 : 제2 캠

32 : 로커축 34 : 로커 아암

56 : 자유 캠 종동기 64, 102 : 스프링

70 : 레버 72 : 공동

74 : 해제 스프링 76 : 피스톤

80 : 스프링 리테이너 86 : 보어

98 : 컵 160 : 래치 레버

176 : 캠 종동기 핑거 178 : 래치 해제 캠

본 발명은 내연 기관용 실린더 밸브 작동 장치에 관한 것이다.

1994년 3월 29일에 하라(Hara)에게 허여된 미국 특허 제5,297,516호는 실린더 밸브 작동 장치를 개시하고 있다. 이러한 공지된 장치는 제1 캠 및 제2 캠을 포함하고 있는 하나 이상의 캠 세트를 갖춘 캠축과, 로커축에 의해 지지되고 로커축에 관해 회전 운동하도록 제1캠에 의해 구동되는 로커 아암을 구비하고 있다.

자유 캠 종동기는 로커 아암에 의해 지지되고 로커 아암에 관해 회전 운동하도록 제2캠에 의해 구동된다. 레버는 로커 아암에 의해 지지되고, 자유 캠 종동기와 로커 아암 사이에 확실한 운동 결합(motion connection)을 제공하도록 레버가 자유캠 종동기와 구동 결합되어 있는 잠금 위치와, 로커 아암에 대한 자유 캠 종동기의 상대 운동을 제공하도록 레버가 자유 캠 종동기와의 구동 결합으로부터 벗어나는 해제 위치를 갖는다. 유압 피스톤과 레버는 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 레버의 이동을 제어하기 위해 서로 함께 작동한다.

본 발명의 목적은 잠금 위치와 해제 위치 사이의 레버의 실패 없고 소음 적은 이동을 보장하도록 상술한 타입의 장치를 개선하는 것이다.

본 발명에 따르면, 제1 캠 및 제2 캠을 포함하는 적어도 하나의 캠 세트를 갖춘 갬축과, 로커축과, 상기 로커축에 의해 지지되어 상기 로커축을 중심으로 회전 운동하기 위해 제1캠에 의해 구동되며 보어를 갖는 로커 아암과 상기 로커 아암에 의해 지지되어 상기 로커 아암에 대하여 회전 운동하기 위해 제2캠에 의해 구동되는 자유 캠 종동기와, 상기 로커 아암에 의해 지지되며 상기 자유 캠 종동기와 상기 로커 아암 사이에 확실한 운동 결합을 제공하도록 자유 캠 종동기에 구동 결합하도록 하는 잠금 위치로 이동 가능하고 상기 로커 아암에 대한 상기 자유 캠종동기의 상대 운동을 제공하도록 상기 자유 캠 종동기와의 구동 결합이 해제되도록 하는 해제 위치로 이동 가능한 레버와, 상기 레버를 상기 해제 위치 쪽으로 편향시키기 위한 해제 스프링과, 상기 로커 아암의 상기 보어 내에 수납되며 레버를 상기 잠금 위치로 향하는 제1방향으로 이동시키기 위하여 상기 보어로 유압 유체의 가압에 반응하여 상기 보어의 외부로 돌출하려는 제1방향으로 이동하도록 구성된 피스톤을 포함하는 실린더 밸브 작동 장치에 있어서,

상기 로커축은 래치 해제 캠을 갖고,

상기 래치 해제 캠과 함께 작동하는 캠 종동기 핑거를 갖는 래치는 로커 아암이 상승할 때까지 상기 레버의 불필요한 이동을 방지하기 위해 상기 로커 아암에 작동 연결되고,

컵은 상기 피스톤과 상기 레버 사이에 위치하며, 여기에서 상기 피스톤은 상기 해제 스프링에 대항하여 상기 잠금 위치를 향해 상기 제1방향으로 상기 레버를 이동시키도록 구성하고,

이동 보조 스프링은 상기 피스톤의 상기 제1방향으로의 이동에 뒤따르는 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 상기 피스톤이 이동하는데 조력도록 상기 피스톤과 상기 레버 사이에 위치한다.

첨부 도면들을 참조하여, 동일 또는 유사한 부품들 및 부분들을 표시하기 위해 전체 도면들에 걸쳐서 동일한 부호 및 문자들을 사용한다. 제1도 내지 제13도에서는, 제1실시예가 도시되어 있다. 본 실시에서, 본 발명은 실린더당 두 개의 포펫형(poppet type)실린더 밸브들, 예컨대, 동일한 기능을 수행하도록 설계된 두 개의 흡기 밸브들 또는 배기 밸브들을 갖는 내연 기관용 실린더 밸브 작동 장치에 실시된다.

제1도에서, 오버헤드 캠축형의 엔진의 실린더들의 각각에 배치된 두 개의 흡기 밸브(20, 22)들이 도시되어 있다. 실린더 밸브 작동 장치는 종래의 방식으로 엔진의 실린더 헤드에 의해 회전 가능하도록 지지된 캠축(24)을 구비한다. 캠축(24)은 각각의 세트가 하나 이상의 제1 캠 및 제2 캠을 포함하는 하나 이상의 캠세트를 갖거나 그러한 캠 세트와 함께 형성되어 있다. 제2도에 가장 잘 도시된 것처럼, 본 실시예의 경우, 한 쌍의 축방향으로 이격된 제1 캠(26, 28)들과 한 쌍의 제1캠 (26, 28)들 사이에 위치한 제2캠(30)이 있다.

제1캠(26, 28) 쌍은 그 형상이 제3도로부터 용이하게 알 수 있는 제2캠(30)의 형상과 동일하며 제2캠의 형상 내에서 제한된다. 제1캠(26, 28)은 제2캠(30)에 의해 제공되는 밸브 양정(valve lift)보다 낮은 밸브 양정을 제공한다.

로커축(32)은 엔진의 실린더 헤드에 장착되어 로커 아암(34)을 회전 가능하게 지지한다. 로커축(32) 및 캠축(24)은 평행하게 배열된다.

제3도에 가장 알 수 있듯이, 로커 아암(334)은 서브-로커축(sub-rocker shaft, 36) 및 핀(38)을 갖는다. 서브-로커축(36) 및 핀(38)은 로커축(32)에 대하여 평행하게 연장되어 로커축(32) 둘레에 배치된다. 로커축(32)은 축방향 통로(40)를 형성하도록 중공으로 되어 있다.

제3도 및 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 로커 아암(34)은 로커축(32)을 회전 가능하게 수납하는 보어(44)가 마련된 기부(42)를 포함한다. 제1도 및 제2도를 참조하면, 로커 아암(34)은 2개 밸브(20, 22)의 스템과 각각 구동 결합하도록 기부(42)로부터 연장된 한 쌍의 레일부(46, 48)를 갖는다. 레일부(46, 48) 쌍은 기부(42)에 의해 연결되며, 그들 사이에 공간(54)을 형성하는 이격된 대향 벽 구조체(50, 52)를 구비한다. 벽 구조체(50, 52)는 핀(38)에 의해 이격 연결된다.

서브-로커축(36)에 의해 회전 가능하게 지지된 자유 캠 종동기(56)는 공간(54) 내에 배치된다. 서브-로커축(36)은 레일부(46, 48)를 통해 형성된 보어 내에 각각 수납되는 대향 단부들을 가지며, 레일부(46)의 보어만이 제4도에서 참조 부호 58로 도시되어 있다.

제3도에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 로커 아암(34)의 기부(42)는 창(window, 59)이 형성되어 이 창을 통하여 로커축(32)이 공간(54) 내로 돌출하게 된다, 지주(prop, 60)는 공간(54)에 노출된 로커축(32)의 부분과 접촉하여 있다. 지주(60)는 자유 캠 종동기(56)와 로커축(32)과 이격된 상태로 지지한다. 지주(60)는 자유 캠 종동기(56)와 로커축(32) 사이에서 공전 연결(lost motion connection)을 제공하도록 후퇴할 수 있다. 상세히 말하면, 지주(60)는 자유 캠 종동기(56)의 보어(62) 내에 활주 가능하게 수납되고, 스프링(64)은 지주(60)를 로커축(32)에 대항하여 편향시키도록 지주(60)와 보어(62)의 블라인드 단부(blind end)사이에서 작용한다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 레버(70)는 로커 아암(34)의 핀(38)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 레버(70)는 제3도에서 가상선으로 도시된 잠금 위치와, 제3도에서 실선으로 도시된 해제 위치를 갖는다. 잠금 위치에서, 레버(70)는 자유 캠 종동기(56)의 공동(cavity, 72)와 맞물리고 로커축(32)을 향한 자유 캠 종동기(56)의 운동 중에 자유 캠 종동기(56)와 로커 아암(34) 사이에서 확실한 운동 결합을 제공하도록 자유 캠 종동기(56)와 구동 결합 상태에 있다. 상기 운동은 (제2도에서) 레버(70)를 통해 핀(38)으로 전달되고 나서 레일부(46, 48)의 벽 구조체(50, 52)로 전달된다는 것을 알아야 한다. 해제 위치에서, 로커 아암(34)에 대하여 자유 캠 종동기(56)가 상대 운동하도록 레버(70)는 자유 캠 종동기(56)와의 구동 체결 상태로부터 벗어난다. 로커 아암(34)에 대한 자유 캠 종동기(56)의 이러한 상대 운동 중에, 스프링(64)은 지주(60)가 왕복 운동하도록 한다.

레버(70)를 잠금 위치와 해제 위치 사이에서 이동시키기 위하여, 레버(70)를 해제 위치 및 피스톤(76)을 행해 편향시키기 위해 해제 스프링(74)이 마련된다. 제2도 및 제4도에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 해제 스프링(74)은 벽 구조체(50)에 함께 형성된 리세스 또는 보어(78) 내에 배치된다. 보어(78)는 레버(70)의 회전축으로부터 자유 캠 종동기(56)를 향하여 반경 방향으로 이격된 부분에 위치된다. 보어(78) 내에는 컵형 스프링 리테이너(spring retainer, 80)가 활주 가능하게 배치된다. 해제 스프링(74)은 보어(78)의 블라인드 단부와 리테이너(80) 사이에서 작용한다. 해제 스프링(74)의 편향력 하에, 리테이너(80)는 레버(70)의 귀부(ear, 84)의 곡선형 벽(82)과의 활주 가능한 체결 상태가 유지된다. 귀부(84)는 레버(70)의 측면으로부터 레버(70)의 회전축에 대해 통상 평행한 방향으로 연장된다. 피스톤(76)은 로커 아암(34)의 기부(42)에 형성된 원통형 보어(86) 내에 활주 가능하게 배치된다. 원통형 보어(86)는 자유 캠 종동기(56)로부터 밀어지는 레버(70)의 회전축과 반경 방향으로 이격된 부분에 위치된다. 로커 아암(34)의 기부(42)에는 보어(78)로 개방된 포트(90)와 원통형 보어(86)로 개방된 포트(92) 사이에서 유체 연통을 이루는 통로(88)가 형성된다. 로커축(32)에는 로커축(32)을 통해 연장된 축방향 통로(40)와 연통하는 반경 방향 포트(94)가 형성된다. 포트(90)는 로커축(32)의 반경 방향 포트(94)가 통로(88)를 통해 원통형 보어(86)와 항상 연통하도록 연장된다. 피스톤(76)은 포트(92)가 개방되는 챔버(96)를 원통형 보어(86)내에 형성한다.

상기 피스톤(76)은 유압 유체를 공급함으로써 챔버(96) 내의 압력 형성에 따라 원통형 보어(86)의 밖으로 돌출시키고자 하는 제1 방향으로 이동 되도록 설계된다. 피스톤(76)이 레버(70)와 접촉이 해제된다는 것을 알아야 한다

레버(70)를 해제 스프링(74)의 작용력을 극복하여 잠금 위치로 이동시키도록 피스톤(76)을 레버(70)를 향해 제1방향으로 이동시키기 위해, 컵(98)은 피스톤(76)이 형성되는 블라인드 보어(100)내에 활주 가능하게 수납되고, 스프링은(102)은 상기 블라인드 보어(100)내에 장착되고, 컵(98)이 레버(70)와의 접촉을 유지시키도록 상기 보어(100)의 블라인드 단부와 컵(98) 사이에서 작용한다. 해제 스프링(74)이 스프링(102)에 의해 레버(70)에 부과되는 대향 모우멘트보다 더 큰 모우멘트를 레버(70)에 부과하도록 설치가 이루어진다. 하기의 설명에 따라, 제1방향으로의 피스톤(76)의 이동에 후속하는 제1방향과 반대인 제2방향으로 피스톤(76)이 이동하는 것을 보조하도록 컵(98)과 스프링(102)이 상호 작용한다는 것을 알 수 있다.

제1도에 의하면, 종축 방향의 통로(40)는 개략적으로 도시된 통로 수단(104)을 통해 펌프(110)에 연결된 갤러리(108)로부터 종축 방향의 통로(40)로 유압 유체를 공급하거나 또는 종축 방향의 통로(40)로부터 배출 라인(112)으로 유압 유체를 배출하도록 작동하는 솔레노이드 작동식 제어 밸브(106)에 연결된다. 솔레노이드 작동식 제어 밸브(106)는 솔레노이드(114)를 갖는다. 상기 솔레노이드(114)를 통과하는 전류는 제어 유니트(116)에 의해 제어된다. 이들은 원통형 보어(86) 내에 형성된 챔버로의 유압 유체의 공급 및 상기 챔버로부터의 배출을 제어하도록 상호 공동 작용한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 레일부(46, 48)는 롤러(116, 118)를 각각 수납하는 직사각형 개구를 각각 갖도록 형성된다. 레일부(46)는 2개의 이격된 측벽(122, 124)과 로커축(32)의 중심축에 대해 종축 방향으로 이격된 2개의 단부벽(126, 128)을 구비한다. 상기 단부벽(126, 128)은 상기 레일부(46)의 직사각형 개구를 형성하도록 측벽(122, 124)과 상호 작용한다. 유사하게는, 레일부(48)는 2개의 이격된 측벽(130, 132)과 로커축(32)의 중심축에 대해 종축 방향으로 이격된 2개의 단부벽(134, 136)를 구비한다. 상기 단부벽(134, 136)은 레일부(48)의 직사각형 개구를 형성하도록 측벽(130, 132)과 상호 작용한다.

제1도에 의하면, 롤러(118)는 니들 베어링(138)을 통해 단부벽(126, 128) 내에 고정적으로 각각 삽입된 대향 단부를 갖는 베어링 캐리어(140)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 유사하게는, 롤러(120)는 니들 베어링(142)을 통해 단부벽(134, 136)내에 고정적으로 각각 삽입된 대형 단부를 갖는 베어링 캐리어(144)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 롤러(118, 120)는 (제3도에 도시된) 흡기 밸브(20)용 밸브 스프링(146, 148)과 (도시하지 않은) 흡기 밸브(22)용 밸브 스프링에 의해 제1캠(26, 28)과 접촉 유지된다. 제3도에 의하면, 자유 캠 종동기(56)는 지주(60)의 스프링(64)에 의해 제2캠(30)과 접촉 유지되는 곡선형의 크라운부(crown, 150)를 갖는다. 따라서, 캡축(24)의 회전 중에 로커 아암(34)은 제1캠(26, 28)에 의해 구동되거나 상승되고, 반면에 자유 캠 종동기(56)는 레버(70)가 해제 위치에 있을 때 제1 캠(26, 28)의 캠 형상에 따라 흡기 밸브(20, 22)가 상승하도록 제2캠(30)에 의해 구동되거나 상승한다. 제3도에 도시된 바와 같이, 레버(70)가 해제 위치에 있을 때 로커 아암(34)에 대한 자유 캠 종동기(56)의 이동 중에 자유 캠 종동기(56) 및 레버(70) 사이의 간섭을 피하기 위해 그들 사이에 공차(D)가 제공된다.

레버(70)가 잠금 위치에 있을 때, 자유 캠 종동기(56)는 제2캠(30)의 캠 형상에 따라 흡기 밸브(20, 22)가 상승되도록 로커 아암(34)과 일체 운동하는 제2캠(30)에 의해 구동되거나 상승된다. 제1캠(26, 28)의 캠 형상은 저속의 엔진 작동시의 요구 조건을 충족하도록 설계되고, 반면에 제2캠(30)의 캠 형상은 고속의 엔진 작동 중의 요구 조건을 충족하도록 설계된다.

피스톤(76)의 작동을 로커 아암(34)의 운동과 적정 시간 관계로 조절하기 위하여, 로커 아암(34)이 상승되지 않을 때 피스톤(76)의 운동을 제한하는 기구가 제공된다. 본 실시예에 있어서, 롤러(118, 120)가 제1캠(26, 28)의 기준원 부분과 각각 접촉될 때 로커 아암(34)은 상승되지 않는다. 제2도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 래치 레버(160)는 상기 로커 아암(34)에 의해 지지된다. 기부(42)는 헤드형성 핀(164)이 끼워진 하향 연장부(162)를 구비한다. 베10도에 도시된 바와 같은 형상으로 이루어진 래치 레버(160)는 헤드 형성 핀(164)에 의해 회전 가능하게 지지되며 로커 아암(34)이 함께 형성되어 있는 슬롯(166)안으로 들어가도록 배열된다. 슬롯(166)은 피스톤(76)을 수용하는 원통형 보어(86)쪽으로 개방된다. 피스톤(76)은 슬롯(166)을 덮는 원통형 주연 벽(168)을 구비한다. 피스톤(76)은 원통형 주연 벽(168) 내에 래치(160)를 수용하도록 구성된 서로 이격된 제1 및 제2원주 방향 홈(170, 172)을 구비하고 있다. 제1 및 제2홈(170, 172)은 피스톤이 이동하는 방향을 따라서 이격되어 있다. 래치(160)가 제1홈(170)안으로 들어가서 피스톤(76)이 제3도에 도시된 바와 같은 리세스 위치로부터 제1방향으로 움직이지 않도록 하고, 또한 래치(160)가 제2원주 방향 홈(172) 안으로 들어가서 피스톤(76)이 돌출 위치로부터 제2방향으로 움직이지 않도록 설치가 이루어진다. 래치 스프링(174)은 핀(164)와 래치(160) 사이에서 헤드 형성 핀(164) 둘레에 장착된다. 래치 스프링(174)은 로커 아암(34)의 인접 벽에 대하여 지지되는 한 단부와 캠 종동기 핑거(176)가 (제2도 및 제8도에 도시된) 래치 해제 캠(178)과 활주 접촉하도록 유지하는 동안에 래치(160)를 편향시켜서 피스톤(76)의 원통형 주연 벽(168)과 맞물리게 하기 위하여 래치(160)를 고정하는 대향 단부를 구비한다. 래치(160)에는 로커축(32)이 함께 형성되어 있는 래치 해제 캠(178)과 함께 작동하는 캠 종동기 핑거(176)가 형성된다. 로커 아암(34)에는 창(180)이 형성되는데, 캠종동기 핑거(176)가 이 창을 통해서 들어가서 래치 해제 캠(178)과 함께 작동한다.

제8도 및 제9도에 비해서 제12도 및 제13도에서 쉽게 파악할 수 있는 바와 같이, 래치 해제 캠(178)은 로커 아암(34)의 회전 중심이 되는 로커축(32)의 중심축으로부터 가장 멀리 떨어진 상승부(182)를 구비하는데, 상기 상승부(182)는 로커 아암(34)이 제12도에 도시한 위치까지 상승되어서 래치(160)를 제13도에 도시한 래치 해제 위치까지 이동시킨 때에는 캠 종동기 핑거(176)와 접촉하게 된다. 래치해제 위치에서, 래치(160)는 제1 및 제2원주 방향 홈(170, 172)으로부터 결합이 분리된다.

제3도를 다시 참고하면, 컵(98)에는 피스톤(76)에 대한 컴(98)의 원활한 이동을 위해 블라인드 보어(100)와 연통하는 통기 구멍(air vent hole, 184)이 형성된다. 제6도는 로커 아암(34)이 상승되고 레버(70)가 밸브 스프링(148, 146)의 작동에 의해 자유 캠 종동기(56)와 견고하게 결합되어 잠금 위치에 유지되어 있고 이와 동시에 유압 유체가 챔버(96)로부터 토출되기 시작하는 상태를 도시하는 것이다. 이 상태에서, 스프링(102)은 피스톤(76)이 리세스 위치를 향하여 제2위치로 이동하도록 한다.

이하에서는, 제어 유니트(116)가 솔레노이드(114)의 비여기를 지시하여서 솔레노이드 작동식 제어 밸브(106)가 엔진의 저속 작동 중의 요구에 응답하여 챔버(96)로부터 유압 유체를 방출하게 한다는 것을 가정해 보기로 한다. 이 경우, 피스톤(76)은 캠축(24)이 회전하는 중에 제3도, 제7도 및 제11도에 도시한 바와 같이 리세스 위치에 유지된다. 캠축(24)이 회전하는 동안에 로커 아암(34)은 제7도, 제8도 및 제9도에 도시된 바와 같은 비상승 위치로부터 제11도, 제12도 및 제13도에 도시한 바와 같은 상승 위치까지 시계 방향으로 회전하여서 캠 종동기 핑거(176)가 해치 해제 캠(178)의 상승 위치로 이동하도록 한다. 이는 래치(160)가 제13도에 도시된 바와 같은 해제 위치로 이동하도록 한다. 해제 위치에서, 래치(160)는 피스톤(76)의 제1홈(170)으로부터 결합이 해제된다. 제7도 내지 제9도와 제11도 내지 제13도와 관련하여 설명한 이상의 설명으로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 로커아암(34)이 상승되어서 래치(160)가 리세스 위치 즉, 래치(160)가 제1홈(170)으로부터 결합이 해제되는 위치로 이동할 때까지 래치(160)는 제1홈(170)과 맞물려서 피스톤(76)이 리세스 위치로부터 제1방향으로 이동하게 되는 것을 방지하게 된다.

이어서, 제어 유니트(116)가 솔레노이드(114)의 여기를 지시하여서 솔레노이드 작동식 제어 밸브(106)가 엔진의 고속 작동 중의 요구에 응답하여 챔버(96)로 유압 유체를 공급하게 한다는 것을 가정해 보기로 한다. 또한, 레버(70)가 제3도에서 가상선으로 도시한 바와 같은 잠금 위치에 있고 이에 따라 피스톤(76)이 돌출위치에 있는 것을 가정해 보기로 한다. 피스톤(76)의 돌출 위치에서, 피스톤(76)의 제2홈(172)은 슬롯(166)과 정렬되어 있다. 이에 따라, 로커 아암(34)이 상승되어서 래치(160)가 해제 위치 즉, 래치(160)가 제2홈(172)로부터 결합이 해제되는 위치로 이동할 때까지 래치(160)는 제2홈(172)과 맞물려서 피스톤(76)이 돌출 위치로부터 제2방향으로 이동하게 되는 것을 방지하게 된다.

제3도, 제7도, 제11도 및 제5도를 참조하여, 제3도에 실선으로 도시된 레버(70)의 해제 위치로부터 제3도에 가상선으로 도시된 잠금 위치로의 전환을 생각해보자. 캠축(24)이 도면들에서 반시계 방향으로 회전하고, 캠축(24)이 제7도에 도시된 각도 위치를 지나 회전한 직후에 챔버(96)로의 유압 유체의 공급이 일어나는 것을 가정하자. 제7도에 도시된 각도 위치로부터 제11도에 도시된 각도 위치 직전의 각도 위치로의 캠축(24)의 회전중, 래치(160)는 제1방향으로의 피스톤(76)의 이동을 방지한다.

제11도에 도시된 각도 위치에서와 그 직후에 래치(160)는 제1홈(170)으로부터 해제되어, 레버(70)가 제5도에 도시된 바와 같이 자유 캠 종동기(56)와 접촉 결합되도록 틈을 폐쇄할 때가지 피스톤(76)이 제1방향으로 이동하도록 허용한다. 이 각도 위치에서, 래치(160)는 피스톤(76)의 원통형 주연 벽(168)상에서 주행한다. 제5도에 도시된 각도 위치 직후에 로커 아암(34)은 다시 하강하고 레버(70)는 제5도에 도시된 위치로부터 돌출 위치로 피스톤(76)의 추가 이동에 기인해 자유 캠 종동기(56)의 공동(72)에 결합한다. 레버(70)가 공동(72)과 결합해 잠금 위치가 될 때, 피스톤(76)은 돌출 위치가 되고, 래치(160)는 제2홈(172)에 진입하여 그와 결합한다.

전술한 것으로부터 로커 아암(34)이 하강한 다음 로커 아암(34)이 상승될 때까지 챔버(96)에 압력 축적이 일어나더라도 피스톤(76)이 그 리세스 위치에 유지되지만, 로커 아암(34)이 다시 하강한 직후에 자유 캠 종동기(56)의 공동(72)에 결합되도록 레버(70)를 가압하는 돌출 위치로 이동되도록 허용되는 것을 알 수 있다.

또한 유의할 것은 스프링(102)이 압축되어 제1방향으로의 피스톤(76) 이동중에 피스톤(76)과 레버(70) 사이의 확실한 운동 결합을 제공한다는 것이며 이는 스프링(102)이 해제 스프링(74)에 의해 압도되기 때문이다.

레버(70)의 잠금 위치로부터 해제 위치로의 역전환을 생각해보자. 로커 아암(34)이 하강될 때, 챔버(96)로부터 유압 유체의 토출이 일어난다고 가정하자.

래치(160)가 제2홈(172)에 결합하므로, 피스톤(76)은 래치(160)가 그 해제 위치로 상승될 때까지 돌출 위치에 유지된다. 제6도는 래치(160)가 그 해제 위치로 상승된 직후의 부품들의 위치를 도시한다. 제6도에 도시된 위치에서, 래치(160)는 제2홈(172)으로부터 해제되어 피스톤(76)이 스프링(102)의 작용에 의해 리세스 위치를 향해 제2방향으로 이동될 수 있도록 허용하고, 반면 레버(70)는 밸브 스프링(146, 148)의 편의된 상태에서 자유 캠 종동기(56)와의 견고한 결합 때문에 잠금 위치에 유지된다.

래치(160)는 피스톤(76)이 그 리세스 위치로 이동된 후 제1홈(170)에 진입한다. 이어서 로커 아암(34)이 다시 하강될 때, 레버(70)는 해제 스프링(74)의 작용에 의해 자유 캠 종동기(56)로부터 해제되어 제3도에 도시된 해제 위치를 향해 회전한다.

전술한 것으로부터, 스프링(102)이 피스톤(76)을 리세스 위치를 향해 제2방향으로 이동하도록 조럭하는 것이 이해된다. 스프링(102)의 이 작용은 로커 아암(34)이 다시 하강된 직후에 그 해제 위치로 레버(70)의 신속한 이동을 보장한다.

제14도를 보면, 도시된 제2실시예는 컵(98)의 장착 방식을 제외하고는 전술한 제1실시예와 사실상 동일하다. 컵(98)은 레버(70)와 함께 형성되는 블라인드 보어(190)에 활주 가능하게 수용된다. 스프링(102)이 블라인드 보어(190)내에 장착되고 보어(190)의 블라인드 단부 및 컵(98) 사이에서 컵(98)을 피스톤(76)과 접촉하도록 유지하는 작용을 한다. 레버(70)에는 컵(98)의 원활한 이동을 위해 블라인드 보어(190)와 연통되는 통기 구멍(192)이 형성된다. 이 실시예에서, 피스톤(76)에 블라인드 보어를 드릴링하는 것은 필요치 않다. 이는 직경이 감소된 피스톤(76)의 사용을 허용하여 로커 아암(34)의 소형화에 기여한다. 이 설계는 흡기 파이프(194)가 로커축(32) 바로 아래로 연장되는 영역 내에 로커 아암(34)을 설치하는 데 특히 유리하다.

제1 및 제2실시예의 전술한 설명으로부터, 로커 아암(34)이 상승될 때까지 래치(160)가 피스톤(76)의 이동을 제한하여, 자유 캠 종동기(56)와의 레버(70)의 실패 및 소음 없는 결합 및 해제를 보장한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

또한 해제 스프링(74)의 작용에 대항하는 레버(70)의 이동에 있어서 피스톤(76) 인가되는 힘이 작다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 제1실시예에서 벽 두께와 무게가 감소된 피스톤이 피스톤(76)으로 사용되도록 허용된다. 경량 피스톤(76)의 사용에 의해, 피스톤(76) 및 레버(70) 시스템의 관성 질량이 감소되어, 레버(70)의 향상된 응답성을 제공한다. 이는 고속에서의 엔진 작동중 레버(70)의 전환을 허용한다

또한 제1실시예에서, 피스톤(76)은 그 안에 컵(98)을 수용하고, 로커 아암(34)의 회전축에 인접 배치되어 로커 아암(34)의 이동에 대항하는 관성 질량은 감소된다는 것을 알 수 있다.

Claims

제1 캠(26, 28) 및 제2 캠(30)을 포함하는 적어도 하나의 캠 세트를 갖춘 갬축(24)과, 로커축(32)과, 상기 로커축(32)에 의해 지지되어 상기 로커축(32)을 중심으로 회전 운동하기 위해 제1캠(26, 28)에 의해 구동되며 보어(86)를 갖는 로커 아암(34)과 상기 로커 아암(34)에 의해 지지되어 상기 로커 아암(34)에 대하여 회전 운동하기 위해 제2캠(30)에 의해 구동되는 자유 캠 종동기(56)와, 상기 로커 아암(34)에 의해 지지되며 상기 자유 캠 종동기(56)와 상기 로커 아암(34) 사이에 확실한 운동 결합을 제공하도록 자유 캠 종동기(56)에 구동 결합하도록 하는 잠금 위치로 이동 가능하고 상기 로커 아암(34)에 대한 상기 자유 캠 종동기(56)의 상대 운동을 제공하도록 상기 자유 캠 종동기(56)와의 구동 결합이 해제되도록 하는 해제 위치로 이동 가능한 레버(70)와, 상기 레버(70)를 상기 해제 위치 쪽으로 편향시키기 위한 해제 스프링(74)과, 상기 로커 아암(34)의 상기 보어(86) 내에 수납되며 레버(70)를 상기 잠금 위치로 향하는 제1방향으로 이동시키기 위하여 상기 보어(86)로 유압 유체의 가압에 반응하여 상기 보어(86)의 외부로 돌출하려는 제1방향으로 이동하도록 구성된 피스톤(76)을 포함하는 실린더 밸브 작동 장치에 있어서,상기 로커축(32)은 래치 해제 캠(178)을 갖고, 상기 래치 해제 캠(178)과 함께 작동하는 캠 종동기 핑거(176)를 갖는 래치(160)는 로커 아암(34)이 상승할 때까지 상기 레버(70)의 불필요한 이동을 방지하기 위해 상기 로커 아암(34)에 작동 연결되고, 컵(98)은 상기 피스톤(76)과 상기 레버(70) 사이에 위치하며, 여기에서 상기 피스톤(76)은 상기 해제 스프링(74)에 대항하여 상기 잠금 위치를 향해 상기 제1방향으로 상기 레버(70)를 이동시키도록 구성하고,이동 보조 스프링(102)은 상기 피스톤(76)의 상기 제1방향으로의 이동에 뒤따르는 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 상기 피스톤(76)이 이동하는데 조력도록 상기 피스톤(76)과 상기 레버(70) 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 로커 아암(34)은 보어(86)에 대하여 개방되는 슬롯(166)과 함께 형성되고, 상기 피스톤(76)은 슬롯(166)을 덮는 원통형 주연 벽(168)을 갖는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제2항에 있어서, 상기 래치(160)는 슬롯(166)에 진입되도록 구성되고, 상기 피스톤(160)은 래치(160)를 수납하도록 구성된 서로 이격된 제1 및 제2홈(170, 172)을 상기 원통형 주연 벽(168) 내에 갖는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제3항에 있어서, 상기 래치(160)는 피스톤의 리세스 위치로부터 상기 피스톤(160)의 제1방향으로의 이동을 방지하도록 피스톤(76)의 제1홈(170)에 진입되는 한편, 피스톤의 돌출 위치로부터 피스톤의 제2방향으로의 이동을 제한하도록 피스톤(76)의 제2홈(172)에 진입되는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제4항에 있어서, 래치 스프링(174)은 상기 래치(160)를 피스톤(160)의 원통형 주연 벽(168)에 체결되도록 편향시키고 상기 캠 종동기 핑거(176)를 래치 해제 캠(178)에 활주 가능하게 접촉된 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브작동 장치.
제3항에 있어서, 상기 로커 아암(34)음 창(180)을 형성하고, 캠 종동기 핑거(176)가 이 창을 통해서 상기 래치 해제 캠(178)과 상호 작동되도록 진입되는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제6항에 있어서, 상기 래치 해제 캠(178)은 로커 아암(34)의 회전 중심이 되는 로커축의 중심축으로부터 가장 먼 위치에 상승부(182)를 갖고, 상기 래치(160)가 제1 및 제2홈(170, 172)으로부터 해제되는 래치 해제 위치로 래치(160)를 이동시키도록 로커 아암(34)이 선회되었을 때 상기 상승부(182)가 캠 종동기 핑거(176)에 접촉되도록 구성된 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제1항과 제2항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(76)은 레버(70)에 인접한 개방 단부를 갖는 블라인드 보어(100)와 함께 형성되고, 컵(98)은 블라인드 보어(100) 내에 활주 가능하게 수납되고, 상기 이동 보조 스프링(102)은 컵(98)이 레버(70)와 접촉 상태를 유지하도록 상기 블라인드 보어(100) 내에 수납되고 상기 블라인드 보어(100)의 블라인드 단부와 컵(98) 사이에서 작용하는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제8항에 있어서, 상기 컵(98)은 블라인드 보어(100)에 연통하는 통기 구멍(184)와 함께 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제1항과 제2항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 레버(70)가 상기 피스톤(176)과 인접한 개방 단부를 갖는 블라인드 보어(190)와 함께 형성되고, 상기 컵(98)은 상기 블라인드 보어(190) 내에 활주 가능하게 수납되고, 상기 이동 보조 스프링(102)은 컵(98)이 피스톤(76)과 접촉 상태를 유지하도록 블라인드 보어(190)내에 수납되고 상기 블라인드 보어(190)의 블라인드 단부와 컵(98) 사이에서 작용하는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.
제10항에 있어서, 상기 레버(70)는 블라인드 보어(100)에 연통하는 통기 구멍(192)과 함게 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더 밸브 작동 장치.