KR101767463B1 - 내연기관의 밸브타이밍 조정장치의 오일 드레인 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 샤프트의 토크와 작업 유체의 압력에 의해 흡기 밸브와 배기 밸브의 적어도 하나의 밸브 타이밍을 조정하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조를 개시한다. 본 발명은 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하여 로터와 하우징 사이의 위치변화를 억제하는 회전방지수단을 포함한다. 회전방지수단은, 상기 베인 중의 적어도 하나의 장착구멍에 탄력설치된 로킹핀 부재; 상기 로킹핀 부재의 로킹작동시 로킹핀 부재와 결합하도록 래칫 플레이트의 표면에 다른 깊이로 연결 형성된 복수의 로킹홈; 및 상기 로킹홈에 연결되어 로킹핀 부재의 위상조정 작동시에는 차단기능을 수행하고 로킹시에는 연통되어 로킹홈의 작업유체를 배출하는 드레인 홈; 을 포함한다. 본 발명의 오일 드레인 구조는 로킹부재의 위상 제어작동시에는 차단기능을 수행하고 로킹시에는 연통되어 작업유체를 외부로 배출함으로써, 로킹핀 부재의 로킹작동이 원활하고 확실히 이루어지도록 하고 구성부품의 설계부담을 경감하여 생산단가를 저감할 수 있게 된다.

Description

내연기관의 밸브타이밍 조정장치의 오일 드레인 구조{OIL DRAIN STRUCTURE OF VALVE TIMING ADJUSTING DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 밸브타이밍 조정장치에 관한 것으로, 특히 간단한 구성으로 위상 조정 또는 로킹 작동이 원활하고 확실하게 이루어져 신뢰성을 향상할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치의 오일 드레인 구조에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관(이하 "엔진"이라 함)에는 엔진의 작동상태에 따라 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 변경할 수 있는 밸브타이밍 조정장치가 사용되고 있다. 이러한 밸브타이밍 조정장치는 보통 크랭크 샤프트에 타이밍 벨트나 체인으로 연결하여 회전하는 캠 샤프트의 변위 또는 회전에 따른 위상 각도(Phasing Angle)를 변화시킴으로써 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 타이밍을 조정하고 있고, 다양한 타입의 밸브타이밍 조정장치가 제안되어 있다.

일반적으로 밸브타이밍 조정장치는, 하우징의 내부에서 오일 또는 작업유체(이하 '작업유체'라 함)에 의해 자유로이 회전하는 복수의 베인(vane)을 갖춘 로터(rotor)를 포함한 베인식 밸브타이밍 조정장치가 많이 사용된다.

베인식 밸브타이밍 조정장치는 크랭크 샤프트에 대하여 최진각(最進角: full advance phase angle)과 최지각(最遲角: full retard phase angle)사이에서 진각 체임버 또는 지각 체임버로 작업유체의 유압을 공급하여 베인을 매개로 로터를 진각 방향 또는 지각방향으로 상대 회전시켜 발생하는 회전위상의 차이를 이용하여 밸브타이밍을 조정하고, 비상 상황이나 엔진 정지시에는 로킹핀을 매개로 로터를 특정 위치에서 변위를 고정하여 로킹(locking)함으로써 캠 샤프트를 크랭크 샤프트와 동기 회전하도록 하고 있다.

상기 로킹핀의 로킹 방식은, 캠 샤프트에서 발생하는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하는 래칫(ratchet)을 채용하거나 아니면 별도의 토크 발생장치를 구비한다. 포지티브 토크는 캠이 회전에 따른 마찰에 의해 발생하고 캠의 회전방향과 반대방향으로 작용한다. 한편, 네거티브 토크는 밸브가 닫히기 시작하는 시점에서 밸브 스프링의 복원력에 의해 발생하고 캠의 회전방향과 같은 방향으로 작용하며, 그 크기는 포지티브 토크에 비해 작다.

여기서, 래칫의 구동방식은 유압식 래칫과 기계식 래칫으로 나눌 수 있 다. 유압식 래칫은 오일 소모가 적으나 유로 구성이 복잡하고, 기계식 래칫은 유압식 래칫에 비해 오일의 소모가 증가하지만 구조가 비교적 간단하고, 네거티브 토크가 작은 소형 엔진에서도 적용 가능하다.

기계식 래칫은 캠 샤프트에 발생하는 포지티브 토크 또는 네거티브 토크를 이용하여, 하우징에 대한 로터의 최진각 또는 최지각 위치 또는 이들 사이의 범위에서 로킹핀을 매개로 로터를 로킹하여 캠 샤프트를 크랭크 샤프트와 연동하도록 한다. 특히 최진각과 최지각의 중간 위상의 위치에서 로킹작동이 이루어지게 하는 밸브타이밍 조정장치, 즉 중간위상 밸브타이밍 조정장치의 유용성이 알려져 있고, 이에 대한 기술개발이 많이 이루어지고 있다.

그런데 중간위상 밸브타이밍 조정장치에서, 로킹핀은 포지티브 토크 또는 네거티브 토크에 의해 몇 단계의 래칫 작동을 통해 로킹홈에 순차적으로 이동하면서 삽입되어 저절로 잠가지는, 즉 셀프 로킹(Self-Locking)되게 된다. 이때, 로킹홈에는 작업유체가 충전되어 있으므로 로킹핀이 진입할 때 작업유체가 저항하게 되므로, 작업유체를 적절히 배출시켜 로킹핀의 로킹작동이 원활히 이루어지도록 하여야 한다.

이와 같이 로킹핀의 로킹작동시의 작업유체의 원활한 배출로 로킹 작동의 신뢰성을 향상하기 위한 기술이 다양하게 제안되어 있다.

예컨대, 본 출원인의 특허출원 제10-2015-0185272호(밸브타이밍 조정장치의 잠금구조)에서는 래칫 플레이트의 로킹홈과 연통하도록 도피홈이 형성되고, 로터에 상기 도피홈과 연결되는 도피유로가 형성되어, 위상 조정중에는 상기 도피유로가 차단되고 로킹작동시에는 상기 도피유로가 개방되어 작업유체를 배출하는 구조를 제안하고 있다.

상기와 같은 도피홈 구조는, 위상 조정 중에 작업유체가 드레인되지 않고 로킹 작동의 경우에만 작업유체가 배출되도록 하여야 하므로, 로킹핀 부재의 구성부품의 밀봉 및 해제기능을 위하여 로터의 구조가 복잡하게 되고, 만일 시일 등 구성부품의 불량 또는 노화로 인하여 작업유체의 압력 누설이 생기는 경우 로킹작동이 제대로 수행되지 않는 경우가 발생할 수 있다.

따라서 로킹작동의 신뢰성을 향상하고 또 간단한 구성으로 구성부품의 설계 부담을 경감하여 생산단가를 저감할 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은, 위상 제어 또는 로킹 작동이 원활하고 확실히 이루어져 신뢰성을 향상할 수 있고, 간단한 구성으로 설계부담을 경감하여 생산단가를 저감할 수 있는 내연기관의 밸브타이밍 조정장치의 오일 드레인 구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정장치의 오일 드레인 구조는, 크랭크 샤프트와 연동하는 캠 샤프트의 어느 하나에 각각 결합되어 캠 샤프트의 토크와 작업유체의 압력에 의해 흡기 밸브와 배기 밸브의 적어도 하나의 밸브 타이밍을 조정하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치에 있어서,

상기 크랭크 샤프트와 연동하도록 된 래칫 플레이트에 결합되고 내부 공간을 갖는 하우징;과

상기 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간을 진각 체임버와 지각 체임버로 구획하고, 작동유체의 압력에 의해 상기 하우징에 대하여 진각 체임버와 지각 체임버에서 상대회전하여 위상을 조정하는 복수의 베인을 갖춘 로터;

상기 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하여 로터와 하우징 사이의 위치변화를 억제하는 회전방지수단; 포함하고서,

상기 회전방지수단이,

상기 베인 중의 적어도 하나의 장착구멍에 탄력설치된 로킹핀 부재;

상기 로킹핀 부재의 로킹작동시 로킹핀 부재와 결합하도록 래칫 플레이트의 표면에 다른 깊이로 연결 형성된 복수의 로킹홈;

상기 로킹홈에 연결되어 로킹핀 부재의 위상조정 작동시에는 차단되고 로킹시에는 연통되어 로킹홈의 작업유체를 배출하는 드레인 홈; 및

상기 드레인 홈에 연통하도록 로터에 형성된 드레인 구멍;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로킹핀 부재는 장착구멍의 일단부를 폐쇄하는 상부캡을 추가로 포함할 수 있다.

상기 로킹핀 부재는 상기 상부캡과의 사이에 탄력설치된 아우터 핀과, 이 아우터 핀의 내부에 탄력 설치된 인너 핀을 포함할 수 있다.

상기 아우터핀은 그 상부 외주부가 계단 형상의 연장부와 이 연장부의 하부 가장자리에 결합되는 플랜지부를 갖는 원통부로 분할될 수 있다.

상기 드레인 구멍은 베인의 장착구멍의 외부에서 하우징의 내주면에 인접하게 위치될 수 있다.

상기 드레인 홈은 로터의 반경방향으로 연장하는 제1드레인 홈과, 이 제1드레인 홈과 연결되면서 로터의 원주방향으로 연장하고 상기 드레인 구멍과 선택적으로 차단되거나 연통하는 제2 드레인 홈을 포함할 수 있다.

상기 제1,2 드레인 홈은 로킹홈의 중심선에 대하여 진각방향으로 편심되어 위치될 수 있다.

상기 로킹핀 부재는 장착구멍의 타단부를 폐쇄하면서 아우터 핀의 외주면을 지지하는 하부캡을 추가로 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명은, 래칫 플레이트의 드레인 홈과 로터의 드레인 구멍이 로킹핀 부재의 위상조정 작동시에는 차단 기능을 수행하고, 로킹시에는 연통되어 로킹홈의 작업유체를 배출하도록 되어, 로킹핀 부재의 로킹작동이 원활하고 확실히 이루어져 신뢰성을 향상할 수 있고, 구성이 간단하여 구성부품의 설계 부담을 경감하여 생산단가를 저감할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하면 더욱 명확하게 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치의 조립 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따른 정면도이다.
도 3은 도 1의 A부위의 정면도로서, 도 3(a)-3(c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 로킹핀 부재의 작동시 드레인 홈의 연통관계를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로킹핀 부재의 아우터 핀의 구조를 도시하는 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 구성부품은 다른 도면에서도 동일한 참조부호를 사용한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브타이밍 조정 장치(100)의 조립 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 밸브타이밍 조정장치(100)는 내연기관의 캠 샤프트(1)와 연결되는 몸체(2)가 연장 형성되고, 상기 몸체(2)의 외주에는 크랭크 샤프트(3)와 도시되지 않은 체인이나 타이밍벨트로 연결되는 스프로켓(4)이 회전가능하게 결합되며, 상기 스프로켓(4)의 외부면(4a)에는 디스크 형상의 래칫 플레이트(5)가 결합된다.

상기 캠 샤프트(1)와 연동하는 몸체(2)에는, 외주면에 복수의 오일 홈 (6a)이 형성된 스풀(6)이 스프링(7)에 의해 탄력설치되어 제어부(도시 안 됨)의 제어신호에 따라 몸체(2)의 외주에 형성된 복수의 오일 포트(2a)와 선택적으로 연통하면서 작업유체의 흐름을 절환하여 제어하는 솔레노이드 밸브(8)가 내장된다.

한편, 상기 몸체(2)에는 원통 형상의 하우징(10)과, 상기 캠 샤프트(1)와 연동하면서 상기 하우징(10)의 내부공간에서 상대회전 가능하게 결합된 로터 (20) 및, 상기 하우징(10)에 대한 로터(20)의 상대회전을 규제하여 로터(20)가 하우징(10)과 함께 회전하도록 하는 회전방지수단(30)이 결합된다.

상기 하우징(10)의 내주면(11)에는 복수의 돌기부(12)가 미리 정해진 간격으로 돌출 형성된다. 각 돌기부(12)의 상단에는 하우징(10)의 길이방향으로 밀봉홈(13)이 형성되어, 이 밀봉홈(13)에 밀봉 시일(14)이 각각 삽입되어 인접한 돌기부(12)와의 사이에 공간(14)을 각각 형성하도록 된다.

한편, 로터(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(2)와 결합하는 보스부 (21)에 복수의 베인(22)이 하우징(10)의 내주면(11)을 향하여 돌출 형성된다. 각 베인 (22)의 상단에는 로터(20)의 길이방향으로 밀봉홈(23)이 형성되고, 이 밀봉홈(23)에 밀봉 시일(24)이 각각 삽입되어 인접한 하우징(10)의 돌기부(12)와의 사이에 공간(15)을 각각 형성하도록 된다.

상기 공간(15)은, 베인(12)을 중심으로 도 2에 도시된 바와 같이, 캠 샤프트(1)의 회전방향인 화살표 B 방향(즉, 진각(Advance)방향)의 진각 체임버 (15a)와, 화살표 A의 방향(즉, 지각(Retard)방향)의 지각 체임버(15b)로 구획 된다.

따라서 작업유체가 상기 진각 체임버(15a)와 지각 체임버(15b)로 선택적으로 공급되어 베인(12)에 작용하는 토크에 의해, 로터(20)가 하우징(10)에 대하여 화살표 B방향(진각 방향)으로 회전하면서 진각 위상을 조정하거나 이와 반대로 화살표 A방향(지각 방향)으로 회전하면서 지각 위상을 조정하여, 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 조정하도록 된다.

한편, 상기 회전방지수단(30)은 로터(20)가 하우징(10)에 대하여 자유롭게 상대회전하며 위상을 조정하는 도중에, 외부 원인에 의해 이들 사이의 상대회전을 방지하고 함께 연동시켜야 하는 운전상황을 위하여 구비된다.

즉, 상기 회전방지수단 (30)은 본 발명의 일 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 베인(12) 중의 어느 하나에 설치된다. 여기서 설명의 편의를 위하여 회전방지수단(30)이 구비된 베인(22)을 다른 베인(22)과 구분하도록 참조부호 22A로 표기하기로 한다.

상기 회전방지수단(30)은 도 1 에 도시된 바와 같이 베인(22A)에 관통형성된 장착구멍(25)에 삽입된 로킹핀 부재(40)와, 상기 로킹핀 부재(40)와 상호 결합하여 로킹 작동되거나 또는 로킹 상태가 해제되도록 래칫 플레이트(5)에 형성된 복수의 로킹홈(50) 및 상기 로킹홈(50)에 연결되어 로킹핀 부재(40)의 위상조정 작동시에는 차단기능을 수행하고, 로킹시에는 연통되어 로킹홈(50)의 작업유체를 배출하는 드레인 홈(60)을 포함한다.

상기 베인(22A)에는 드레인 홈(60)에 연통하도록 드레인 구멍(26)이 관통형성된다. 드레인 구멍(26)은 도 2에 도시된 바와 같이, 베인(22A)의 장착구멍 (25)의 외부에서 하우징(10)의 내주면(11)에 인접하게 위치될 수 있다.

여기서, 로킹핀 부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베인 (22A)의 장착구멍(25)의 일단부(도 1에서 좌측 단부)를 폐쇄하는 상부캡(41)과, 이 상부캡(41)의 하단부에 아우터 스프링(42)을 매개로 탄력 설치된 중공 실린더 형상의 아우터 핀(43) 및 이 아우터 핀(43)의 내부에 슬라이딩 가능하게 결합되면서 상부캡(41)과의 사이에 인너 스프링(44)을 매개로 탄력 설치된 인너 핀(45)을 포함한다.

또한, 로킹핀 부재(40)는 장착구멍(25)의 타단부(도 1에서 우측 단부)를 폐쇄하면서, 아우터 핀(43)의 외주면을 지지하는 링 형상의 하부캡(46)을 추가로 포함할 수 있다.

한편, 상기 회전방지수단(30)을 구성하는 래칫 플레이트(5)에 형성된 복수의 로킹홈(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 베인(22)의 장착구멍(25)과 마주 보도록 직경이 다르고 깊이가 다른 복수 개로 연결 형성될 수 있다. 즉, 로킹홈 (50)은 큰 직경의 대경홈(51)과 작은 직경의 소경홈(52)이 단면 형상이 계단형상의 단차부 (53)를 이루면서 연결된다.

그리고 상기 드레인 홈(60)은 도 2에 도시된 바와 같이, 로킹홈(50)의 일측에 연결되면서 로터(20)의 반경 방향으로 연장하는 제1드레인 홈(61)과, 이 제1드레인 홈(61)과 연결되면서 로터(20)의 원주방향으로 연장하고 상기 드레인 구멍(26)과 선택적으로 차단되거나 연통하는 제2 드레인 홈(62)을 포함할 수 있다.

여기서 제1 드레인 홈(61)은 대경홈(51) 또는 소경홈(52)에 대체로 수직인 방향으로 한개 또는 복수개로 형성되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 제1 드레인 홈(61)은 대경홈(51) 또는 소경홈(52)에 경사지게 연결될 수도 있다.

또한 도 2에서, 제2 드레인 홈(62)은 제1드레인 홈(61)과 대체로 수직으로 연결되면서 로터(20)의 원주방향으로 연장하도록 도시되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 제2 드레인 홈(62)은 제1드레인 홈(61)과 소정의 각도를 갖고 경사지게 연결될 수도 있다.

상기 제1,2 드레인 홈(61, 62)은 로킹홈(50)의 중심선에 대하여 진각방향으로 편심되어 위치될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1,2 드레인 홈(61, 62)이 로킹홈(50)에 대하여 지각방향(B방향)으로 편심되어 위치될 수도 있다.

한편, 로터(10)의 베인(22A)에는 장착구멍(25)에서 아우터 링(43)의 주위 공간(27)에 작업유체를 공급하거나 그로부터 배출하는 오일 통로(22b)가 경사지게 관통형성되어 솔레노이드 밸브(8)에 연통된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 타이밍 장치의 잠금구조의 작동을 설명한다.

엔진이 정상작동되는 경우, 로터((20)는,베인 (22A)이 인접한 돌기부(12) 사이의 공간(15)에서 좌,우에 지각 체임버(15b)와 진각 체임버(41a)를 형성하면서 캠 샤프트(1)로부터 전달되는 토크에 대응하여, 하우징(10)에 대하여 진각방향(B 방향) 또는 지각방향(A 방향)으로 자유로이 위상 제어작동을 하면서 캠 샤프트(1)를 매개로 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정할 수 있다.

도 3(a)는 로킹핀 부재(40)가 구비된 베인(22A)이 로킹홈(50)을 기준으로 지각 방향, 즉 지각 체임버(15b)쪽으로 편향된 상태에서 위상 제어작동을 하는 상태를 도시한다. 이때, 아우터 핀(43)과 인너 핀(45)을 포함하는 로킹핀 부재 (40)가 로킹홈(50)에 일부 걸쳐지기는 하지만, 제2 드레인 홈(62)이 베인(22A)의 드레인 구멍(26)과는 연통되지 않고 차단된 상태이고, 로킹홈(50)내의 압력유체는 배출되지 않은 상태이다.

따라서, 로터((20)는 캠 샤프트(1)로부터 전달되는 토크에 대응하여, 하우징(10)에 대하여 진각방향(B 방향) 또는 지각방향(A 방향)으로 자유로이 위상 제어작동을 하면서 밸브 타이밍을 조정한다.

그런데 위상 제어작동 도중에 제1,2 드레인 홈(61, 62)이 서로 연통되는 구간이 발생한다. 이 경우, 오일통로(22b)를 통해 공간(27)에 작업유체가 공급되어 로킹핀 부재(40)의 로킹상태를 해제하거나 로킹상태를 유지하도록 되고, 또 로킹홈(50)에도 작업유체가 충전되므로 제1,2 드레인 홈(61, 62)이 서로 연통되더라도 로터(20)의 위상 제어작동은 정상적으로 원활하게 수행된다.

한편, 엔진의 시동시 별도의 제어가 없이 미리 정해진 위치로 밸브 타이밍 조정장치가 작동하여 시동성을 향상하거나 엔진의 작동 도중에 제어불능의 비상상황이 발생하는 경우, 로킹핀 부재(40)가 별다른 제어가 없이 저절로 셀프 로킹(self-locking)되어, 하우징(10)에 대한 로터(20)의 상대회전을 방지하여야 한다.

예컨대, 상기 도 3(a)에서와 같이 로킹핀 부재(40)가 구비된 베인(22A)이 지각 체임버(15b) 쪽으로 편향된 상태에서 위상 제어작동을 하다가, 캠 샤프트 (1)로부터 네거티브 토크가 전달되면 도 3(b)에 도시된 바와 같이 B방향으로 순차적으로 회전하여 로킹핀 부재(40)가 로킹홈(50)에 진입하여 로킹되게 된다.

즉, 아우터 핀(43)과 인너 핀(45)을 포함하는 로킹핀 부재(40)가 로킹홈 (50)에 순차적으로 진입하여 삽입되는 동안, 베인(22A)의 드레인 구멍 (26)이 제1 드레인 홈(62)과 연통된다. 따라서 제1 드레인 홈(61)과 제2 드레인 홈(62)을 통해 로킹홈(50)내의 압력유체가 드레인 구멍(26)을 통해 외부로 배출되므로 로킹핀 부재(40)의 로킹작동이 원활하게 이루어진다.

도 3(b)에 도시된 로킹 상태를 해제하기 위해서는, 베인(22A)에 관통형성된 오일통로(22b)를 통해 작업유체를 공간(27)에 유입시키면, 아우터 핀(43)이 작업유체의 압력에 의해 아우터 스프링(42)을 압축하면서 상부캡(41)에 대하여 최대한 상승된 상태가 된다. 따라서, 로터((20)는 캠 샤프트(1)로부터 전달되는 토크에 대응하여, 하우징(10)에 대하여 진각방향(B 방향) 또는 지각방향(A 방 향)으로 자유로이 위상 제어작동을 하면서 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 밸브 타이밍을 조정할 수 있다.

그런데 위상 제어작동 도중에 제1,2 드레인 홈(61, 62)이 서로 연통되는 구간이 발생한다. 이 경우, 오일통로(22b)를 통해 공간(27)에 작업유체가 공급되어 로킹핀 부재(40)의 로킹상태를 해제하거나 로킹상태를 유지하도록 되고, 또 로킹홈(50)에도 작업유체가 충전되므로 제1,2 드레인 홈(61, 62)이 서로 연통되더라도 로터(20)의 위상 제어작동은 정상적으로 원활하게 수행된다.

한편, 도 3(c)는 로킹핀 부재(40)가 구비된 베인(22A)이 로킹홈(50)을 기준으로 진각 방향, 즉 진각 체임버(15a)쪽으로 편향된 상태에서 위상 제어작동을 하는 상태를 도시한다. 이는 상기 도 3(a)에서와 마찬가지로, 로킹핀 부재 (40)가 로킹홈(50)에 일부 걸쳐지기는 하지만, 드레인 구멍(26)이 제2 드레인 홈(62)을 지나쳐서 연통되지 않은 차단된 상태이고, 로킹홈(50)내의 압력유체는 배출되지 않게 된다.

따라서, 로터((20)는 캠 샤프트(1)로부터 전달되는 토크에 대응하여, 하우징 (10)에 대하여 진각방향(B 방향) 또는 지각방향(A 방향)으로 자유로이 위상 제어작동을 하면서 밸브 타이밍을 조정한다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 래칫 플레이트(5)의 드레인 홈(60)과 로터(20)의 드레인 구멍(26)이 로킹부재(40)의 위상 제어작동시에는 차단되고 로킹시에는 연통되어 로킹홈(50)의 작업유체를 외부로 배출함으로써, 로킹핀 부재(40)의 로킹작동이 원활하고 확실히 이루어지도록 하여 신뢰성을 향상할 수 있고, 구성이 간단하여 구성부품의 설계 부담을 경감하여 생산단가를 저감할 수 있게 된다.

상기 기재는 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 여러 변경, 수정이 가능함을 이해하여야 한다.

예컨대, 본 발명의 일 실시예에서는 로터(20)에 4개의 베인(22)이 구비된 것을 설명하였으나, 베인(22)의 갯수는 엔진의 타입이나 동작 특성에 따라 3개 또는 다른 갯수로 선택하여 설계할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에서는 로킹핀 부재(40)가 구비된 베인(22A)이 하나인 것을 설명하였으나, 로킹핀 부재(40)가 각각 구비된 2개의 베인(22A)을 로터(20)에 구성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 아우터 핀(43)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 상부 외주부를 계단 형상의 연장부(43a)와 이 연장부(43a)의 하부 가장자리에 결합되는 플랜지부(43b)를 갖는 원통부(43c)로 분할된 구조로 변경하여, 장착구멍(25)의 내주면과 밀착하여 슬라이딩하는 아우터 핀(43)의 외주면에 구성부품의 누적공차가 집중되는 것을 해소할 수도 있다.

5: 래칫 플레이트 10: 하우징
20: 로터 22: 베인
25: 장착구멍 30: 회전방지수단
40: 로킹핀 부재 43: 아우터 핀
45: 인너 핀 50: 로킹홈
60: 드레인 홈 61, 62: 제1, 2 드레인 홈

Claims (8)

1. 크랭크 샤프트와 연동하는 캠 샤프트의 어느 하나에 각각 결합되어 캠샤프트의 토크와 작업유체의 압력에 의해 흡기 밸브와 배기 밸브의 적어도 하나의 밸브 타이밍을 조정하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치에 있어서,
   상기 크랭크 샤프트와 연동하도록 된 래칫 플레이트에 결합되고 내부 공간을 갖는 하우징;과
   상기 캠 샤프트와 연동하면서 상기 하우징의 내부공간을 진각 체임버와 지각 체임버로 구획하고, 작동유체의 압력에 의해 상기 하우징에 대하여 진각 체임버와 지각 체임버에서 상대회전하여 위상을 조정하는 복수의 베인을 갖춘 로터;
   상기 하우징에 대한 로터의 상대회전을 규제하여 로터와 하우징 사이의 위치변화를 억제하는 회전방지수단; 포함하고서,
   상기 회전방지수단이,
   상기 베인 중의 적어도 하나의 장착구멍에 탄력설치된 로킹핀 부재;
   상기 로킹핀 부재의 로킹작동시 로킹핀 부재와 결합하도록 래칫 플레이트의 표면에 다른 깊이로 연결 형성된 복수의 로킹홈;
   상기 로킹홈에 연결되어 로킹핀 부재의 위상조정 작동시에는 차단되고 로킹시에는 연통되어 로킹홈의 작업유체를 배출하는 드레인 홈; 및
   상기 드레인 홈에 연통하도록 로터에 형성된 드레인 구멍;을 포함하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 로킹핀 부재는 장착구멍의 일단부를 폐쇄하는 상부캡을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 로킹핀 부재는 상기 상부캡과의 사이에 탄력설치된 아우터 핀과, 이 아우터 핀의 내부에 탄력 설치된 인너 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 아우터핀은, 그 상부 외주부가 계단 형상의 연장부와 이 연장부의 하부 가장자리에 결합되는 플랜지부를 갖는 원통부로 분할된 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 드레인 구멍은 베인의 장착구멍의 외부에서 하우징의 내주면에 인접하게 위치된 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 드레인 홈은, 로터의 반경방향으로 연장하는 제1드레인 홈과 이 제1드레인 홈과 연결되면서 로터의 원주방향으로 연장하고 상기 드레인 구멍과 선택적으로 차단되거나 연통하는 제2 드레인 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1,2 드레인 홈은 로킹홈의 중심선에 대하여 진각방향으로 편심되어 위치된 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.
8. 제2항에 있어서,
   상기 로킹핀 부재는 장착구멍의 타단부를 폐쇄하면서 아우터핀의 외주면을 지지하는 하부캡을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브타이밍 조정 장치의 오일 드레인 구조.

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