KR101305177B1 - 가변 밸브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가변 밸브 시스템은, 크랭크 샤프트에 의해서 회전하는 캠 샤프트, 상기 캠 샤프트에 장착되는 가변 캠 및 유압에 의해서 상기 가변 캠을 상기 캠 샤프트의 회전 중심에서 외주면 방향으로 움직이는 유압 제어부를 포함한다. 또한 상기 캠 샤프트에 고정된 고정 캠이 더 형성되고, 상기 고정 캠은 상기 가변 캠에 인접해서 설치되고, 상기 가변 캠 일측 외주면에는 로브가 소정 높이 돌출되어 형성될 수 있다.

가변, 태핏, 밸브, 캠, 샤프트, 로브

Description

가변 밸브 시스템{VARIABLE VALVE SYSTEM}

본 발명은 밸브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 운전 조건에 따라 밸브의 개폐량을 조절하는 가변 밸브 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 산업의 다양한 분야에서 기술 개발이 지속되어 있다. 그 중에서 엔진의 연비를 향상시키는 분야는 에너지 절감 및 환경 측면에서 아주 중요하다.

실린더 휴지(CDA: cylinder de activation) 기능을 갖는 엔진은 아이들 시나 저부하 운전조건에서 일부 연소실의 작동을 멈춰 연료의 소모를 줄임으로써 연비를 향상시킨다.

도 1은 일반적인 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템이다.

도시한 바와 같이, 밸브 시스템은 가변 태핏(swithable tappet)을 구비한다. 상기 가변 태핏은 밸브의 스템(1a) 상단부에 설치된다.

상기 가변 태핏은 이너 태핏(3), 아우터 태핏(5) 및 로킹 핀(7)을 포함한다. 그리고, 캠 샤프트(9)에는 제1 캠(13) 및 제2 캠(11)이 형성된다.

상기 제1 캠(13)은 상기 아우터 태핏(5)과 대응되고, 상기 제2 캠(11)은 상 기 이너 태핏(3)과 대응된다.

도 1에서 위 도면은 상기 로킹 핀(7)에 의해서 상기 이너 태핏(3)과 상기 아우터 태핏(5)이 함께 움직이는 모습이고, 아래 도면은 상기 이너 태핏(3)과 상기 아우터 태핏(5)이 각각 다르게 움직이는 모습이다. 상기 로킹 핀(7)은 유압에 의해서 작동된다.

도 1의 위 도면에서 상기 스탬(1a)은 상기 제1 캠(13)에 의해서 움직이고, 아래 도면에서 상기 스탬(1a)은 상기 제2 캠(11)에 의해서 움직인다.

그리고 상기 아우터 태핏(5)은 로스트 스프링(1b)을 압축시키면서 상기 스템의 움직임은 제한된다.

한편, 상기 제1 캠(13)에 의한 상기 밸브의 움직임은 상기 아우터 태핏(5)의 움직임에 의해서 컨트롤되기 때문에 상기 가변 태핏(3, 5)의 전체길이(L)가 길어진다. 또한 밸브 시스템의 전체적인 구조가 복잡하다.

본 발명은, 구조가 간단하고 컴팩트한 구조를 갖는 가변 밸브 시스템을 제공한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 밸브 시스템은, 크랭크는 캠 샤프트에 의해서 회전하는 캠샤프트, 상기 캠 샤프트에 장착되는 가변 캠 및 유압에 의해서 상기 가변 캠을 상기 캠 샤프트의 회전 중심에서 외주면 방향으로 움직이는 유압 제어부를 포함한다.

또한 본 실시예에서, 상기 캠 샤프트에 고정된 고정 캠이 더 형성되고, 상기 고정 캠은 상기 가변 캠에 인접해서 설치되고, 상기 가변 캠 일측 외주면에는 로브가 소정 높이 돌출되어 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 가변 캠은 타원형의 내주면을 갖고 상기 유압은 상기 가변 캠의 내부로 공급되고, 상기 가변 캠의 내주면 일측에는 제1 돌출부가 중심방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 캠 샤프트의 단부면에서 돌출되어 형성된 가이드 부재를 더 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 가변 캠의 내측으로 삽입되어 상기 가변 캠의 움직임을 제어하고, 상기 가이드 부재는 상기 캠 샤프트의 중심부에 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 캠 샤프트의 중심부에 상기 유압이 공급되는 제1 유로가 길이 방향으로 형성되고, 상기 가이드 부재 내부에는 상기 제1 유로가 연장되어 형성되고 상기 제1 유로에서부터 외측면으로 제2 유로가 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 가이드 부재의 외측면 한쪽에는 홈이 형성되고, 상기 홈의 내측 면은 상기 가이드 부재의 중심에서 거리가 점차 커지는 경사면이 형성될 수 있다.

또한 본 실시예에서, 상기 경사면의 한쪽 단부에는 상기 제1 걸림턱이 형성되고, 다른쪽 단부에는 제2 걸림턱이 형성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템에 의하면, 가변 캠이 캠 샤프트 내에서 돌출되거나 캠 샤트프 내로 삽입됨으로써 가변 밸브 시스템의 구조가 간단하고 컴팩트하다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 측면도이다.

도 2를 참조하면, 가변 밸브 시스탬은 캠 샤프트(200), 고정 캠(210) 및 가변 캠(205)을 포함한다.

상기 고정 캠(210)은 상기 캠 샤프트(200)의 가운데에 서로 마주하게 장착되고, 상기 고정 캠들(210) 사이에 상기 가변 캠(205)이 장착된다.

상기 고정 캠(210)에는 로브가 형성될 수도 있고, 로브가 형성되지 않을 수도 있다. 다만, 상기 가변 캠(205)에는 로브가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 캠 샤프트(200)의 회전 중심부에는 길이 방향으로 제1 유로(300)가 형성되고, 상기 제1 유로(300)를 통하여 유압이 전달된다.

상기 유압에 의해서 상기 가변 캠(205)은 움직인다. 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 가변 캠(205)은 상기 캠 샤프트(200)의 회전 중심에서 외주면 방향으로 움직인다. 따라서 밸브(510, 도 5)의 움직임 양을 변화시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 제1 상태 단면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 고정 캠(210)의 단부면 가운데 부분에는 가이드 부재(335)가 돌출되어 형성된다. 상기 가이드 부재(335)의 가운데 부분에는 상기 제1 유로(300)가 연장되어 형성된다.

상기 가이드 부재(335)의 외측면에는 홈(327)이 형성된다. 상기 홈(327)의 바닥에는 경사지게 형성된 경사면(330)이 형성된다.

특히 상기 경사면(330)의 한쪽 단부는 상기 가이드 부재(335)의 중심에서부 터의 거리가 짧고 다른 쪽은 상기 가이드 부재(335)의 중심에서부터의 거리가 길다.

상기 홈(327)의 상기 경사면(330)에서 상기 가이드 부재(335)의 중심에서 가까운 부분에는 제1 걸림턱(325)이 형성되고, 상기 홈(327)의 경사면(330)에서 상기 가이드 부재(335)의 중심에서 먼 부분에는 제2 걸림턱(320)이 형성된다.

상기 가변 캠(205)에는 타원형의 내주면을 갖는 홀이 형성되고, 상기 홀로 상기 가이드 부재(335)가 삽입된다.

상기 가변 캠(205)의 내주면 한쪽에는 상기 가이드 부재(335)의 중심방향으로 제1 돌출부(315)가 돌출되어 형성된다. 상기 제1 돌출부(315)는 상기 홈(327)의 내측으로 향한다.

상기 제1 유로(300)에서 상기 홈(327)의 내측으로 제2 유로(305)가 형성된다. 상기 제1 유로(300) 및 제2 유로(305)를 통하여 유압이 공급된다.

따라서 상기 가변 캠(205)은 상기 가이드 부재(335)를 기준으로 반시계 방향으로 회전한다.

도 3에서 상기 제1 돌출부(315)는 상기 경사면(330)을 따라서 움직인다. 그리고, 상기 제1 돌출부(315)는 상기 제2 걸림턱(320)에 의해서 정지된다.

따라서 상기 가변 캠(205)의 외주면에 형성된 로브(329)는 제1 높이(H1) 외부로 돌출된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 제2 상태 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 유로(300)와 상기 제2 유로(305)를 통하여 유압 이 공급되지 않으면, 상기 가변 캠(205)은 상기 가이드 부재(335)를 기준으로 시계방향으로 회전한다.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 가변 캠(205)의 내주면에 형성된 상기 제1 돌출부(315)는 상기 제2 걸림턱(320)에서 상기 홈(327)의 상기 경사면(330)을 따라서 상기 제1 걸림턱(325) 방향으로 움직인다.

상기 제1 돌출부(315)는 상기 제1 걸림턱(325)에 의해서 지지된다. 이때 상기 가변 캠(205)의 상기 로브(329) 부분은 상기 고정 캠(210)의 바깥으로 돌출되지 않는다.

도시한 바와 같이 상기 고정 캠(210)은 원 형태를 갖고 있으며 로브가 형성되지 않는다. 다른 실시예에서는 상기 고정 캠(210)에 소정의 높이를 갖는 로브가 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠을 구비한 밸브 시스템의 제1 작동 단면도이다.

도 5를 참조하면, 밸브 시스템은 유압부(515), 밸브(510), 스탬(505), 테핏(500), 캠 샤프트(200), 고정 캠(210) 및 가변 캠(205)을 포함한다.

상기 유압부(515)에서 전달된 유압에 의해서 상기 가변 캠(210)은 상기 고정 캠(210)의 외부로 상기 제1 높이(H1) 돌출된다.

따라서 상기 밸브(510), 상기 스탬(505) 및 상기 테핏(500)은 상기 제1 높이(H1)만큼 움직인다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠을 구비한 밸브 시스템의 제2 작동 단면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 유압부(515)에서 유압이 전달되지 않기 때문에 상기 가변 캠(205)은 상기 고정 캠(210)의 외부로 돌출되지 않는다. 따라서 상기 밸브(510), 상기 스탬(505) 및 상기 테핏(500)은 움직이지 않는다.

본 실시예에서 상기 캠 샤프트(200)와 상기 밸브(510) 사이게 가변 태핏이 사용되지 않는다. 따라서 가변 밸브 시스템의 구성이 간단해진다. 또한 상기 캠 샤프트(200)와 상기 밸브(510) 사이에 거리도 작아진다.
본 발명의 도 2, 3, 4, 5, 6, 및 상세한 설명을 참조하면, 캠 샤프트(200)의 일측에는 가이드 부재(335)가 형성되고, 그 외주면에서, 회전방향으로 일정구간에서 회전중심과 가까워지는 경사면(330)이 형성되고, 상기 경사면(330)의 양단부에는 제1걸림턱(320)과 제2걸림턱(325)이 형성된다.
상기 가이드 부재(335)가 가변 캠(205)의 중심부를 관통하여 장착되고, 상기 가변 캠(205)의 내부에는 상기 가이드 부재(335)를 기준으로 회전하면서 반경방향으로 움직이도록 내주면(310)이 형성되고, 상기 내주면(310)에는 상기 제1걸림턱(320) 또는 상기 제2걸림턱(325)에 걸려서 상기 가이드 부재(335)와 함께 회전되도록 하는 제1돌출부(315)가 형성된다.
그리고, 상기 경사면(330)과 상기 내주면(310) 사이로 유압이 공급되어 상기 가변 캠(205)이 상기 가이드 부재(335)에서 회전하면서 반경 방향으로 움직이도록 하고 있다.
본 발명은 상기 가변 캠이 상기 가이드 부재에서 회전하면서 반경방향으로 움직이는 구조를 가지고 있으며, 이는 보다 안정적으로 상기 가변 캠을 구동하는 효과를 기대할 수 있다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 가변 태핏을 구비한 밸브 시스템의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 측면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 제1 상태 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠의 제2 상태 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠을 구비한 밸브 시스템의 제1 작동 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 캠을 구비한 밸브 시스템의 제2 작동 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200: 캠 샤프트

205: 가변 캠

210: 고정 캠

300: 제1 유로

305: 제2 유로

310: 내주면

315: 제1 돌출부

320: 제1 걸림턱

325: 제2 걸림턱

327: 홈

329: 로브

330: 경사면

335: 가이드 부재

500: 테핏

505: 스탬

510: 밸브

515: 유압부

H1: 제1 높이

Claims (12)

1. 그 외주면에서, 회전방향으로 일정구간에서 회전중심과 가까워지는 경사면이 형성되고, 상기 경사면의 양단부에는 제1걸림턱과 제2걸림턱이 형성되는 가이드 부재를 포함하는 캠 샤프트; 및

   상기 가이드 부재가 중심부를 관통하여 장착되고, 내부에는 상기 가이드 부재를 기준으로 회전하면서 반경방향으로 움직이도록 내주면이 형성되고, 상기 내주면에는 상기 제1걸림턱 또는 상기 제2걸림턱에 걸려서 상기 가이드 부재와 함께 회전되도록 하는 제1돌출부가 형성되는 가변 캠; 를 포함하고,

   상기 경사면과 상기 내주면 사이로 유압을 공급하여 상기 가변 캠이 상기 가이드 부재에서 회전하면서 반경 방향으로 움직이도록 하는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 시스템.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 캠 샤프트에 고정된 고정 캠이 더 형성되고, 상기 고정 캠은 상기 가변 캠에 인접해서 설치되는 가변 밸브 시스템.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 가변 캠 일측 외주면에는 로브가 소정 높이 돌출되어 형성된 가변 밸브 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,

   상기 캠 샤프트의 중심부에 상기 유압이 공급되는 제1 유로가 길이 방향으로 형성되는 가변 밸브 시스템.
9. 제8 항에 있어서,

   상기 제1 유로에서부터 상기 경사면으로 제2 유로가 형성되는 가변 밸브 시스템.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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