KR20190035882A - 가변 캠 타이밍 디바이스를 로킹하기 위한 메커니즘 - Google Patents

가변 캠 타이밍 디바이스를 로킹하기 위한 메커니즘 Download PDF

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Abstract

VCT 디바이스용의 로크 핀은 가변 캠 타이밍 디바이스의 로터 어셈블리에 대해 하우징 어셈블리를 로킹하는 로킹된 위치, 및 로킹 해제된 위치를 갖는다. 로크 핀은 제1 영역을 갖는 제1 직경, 제2 영역을 갖는 제2 직경, 및 유체를 수용하기 위해 제1 직경의 제1 영역과 제2 직경의 제2 영역 사이에서 형성된 챔버를 포함하는 본체를 갖고, 제1 영역은 제2 영역보다 넓다. 유체가 가변 캠 타이밍 페이저를 통해 챔버에 적용될 때에, 챔버를 정의하는 제1 영역과 제2 영역 사이에서의 차이는 힘 불균형을 생성하여, 본체의 챔버에 적용되는 오일 압력은 로킹된 위치에서 로크 핀을 유지하는 데 도움이 된다.

Description

가변 캠 타이밍 디바이스를 로킹하기 위한 메커니즘
본 발명은 가변 캠샤프트 타이밍(VCT) 디바이스의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 가변 캠 타이밍 디바이스의 위치를 로킹하기 위한 메커니즘에 관한 것이다.
가변 캠샤프트 타이밍(VCT) 디바이스는 엔진 제어 유닛(ECU) 입력 없이 캠샤프트와 크랭크샤프트 사이의 타이밍을 고정하도록 로크 핀을 사용할 수 있다. VCT 디바이스는 로크 핀 맞물림을 유지하도록 스프링을 사용할 수 있다. VCT 디바이스에 대해 타이밍을 변경하도록 명령이 주어질 때에, 엔진 오일 압력은 스프링력을 극복하고 로크 핀을 회수하여, VCT 디바이스가 페이징(phase)하는 것을 허용하도록 사용될 수 있다.
소정 엔진 조건 하에서, VCT 디바이스가 로킹될 때에, VCT 디바이스에서 유압 및 기계적 입력은 로크 핀을 로킹 해제시켜서, 캠샤프트과 크랭크샤프트 사이에 명령받지 않은 페이징을 초래할 수 있다. 명령받지 않은 로킹 해제 및 그 결과로 인한 VCT 디바이스의 제어되지 않은 페이징은 감소된 엔진 효율성 및 다른 엔진과 관련된 문제를 야기할 수 있다.
로크 핀 로킹 해제로 인한 캠샤프트와 크랭크샤프트 사이의 명령받지 않은 페이징을 방지하도록, 본 발명의 로크 핀은 로크 방향으로 합력(net force)을 생성하여 로킹된 위치에서 VCT 디바이스를 유지하도록 엔진 오일 압력을 사용하는, 로킹 방향으로 압력 영역을 갖는다.
복수의 직경을 갖는 로크 핀이 VCT 디바이스 내에 제공된다. 로크 핀 디폴트 위치는 로크 핀의 노즈가 엔진 타이밍 드라이브와 맞물리는 단부 플레이트에서 핀 포켓과 맞물려, (캠샤프트에 고정된) 로터와 타이밍 드라이브와 맞물리는 단부 플레이트 사이에 상대적인 이동을 방지하는 로킹된 위치이다. 로크 핀이 ECU에 의해 로킹 해제하도록 명령받을 때에, 엔진 오일 압력은 로크 핀의 노즈로 지향되고 로크 핀이 핀 포켓으로부터 회수되어 로터와 단부 플레이트 사이에 상대적인 이동이 허용되는 로킹 해제된 조건 또는 위치에 존재하게 된다.
로크 핀은 두개의 구별되는 직경을 갖는 "T" 형상일 수 있다. 로크 핀은 로크 핀과 동적 유압 시일을 생성하는 복수의 직경을 갖는 로터의 보어에 수용된다. 로크 핀의 제1 영역(영역 A)은 VCT 페이저(phaser) 또는 디바이스의 플레이트에서 핀 포켓에 의해 수용되는 로크 핀의 제1 헤드 단부의 상단 또는 노즈에 존재한다. 제2 영역(영역 B)은 로크 핀의 헤드 단부의 하부측에 존재한다.
로크 핀은 세개의 구별되는 직경을 갖는 "I" 형상일 수 있고, 가장 작은 직경은 두개의 보다 큰 직경의 중간에 존재한다. 로크 핀은 로크 핀과 동적 유압 시일을 생성하는 복수의 직경을 갖는 로터의 보어에 수용된다. 로크 핀의 제1 영역(영역 A)은 VCT 페이저의 플레이트에서 핀 포켓에 의해 수용되는 로크 핀의 제1 헤드 단부의 상단 또는 노즈에 존재한다. 제2 영역(영역 B)은 로크 핀의 헤드 단부의 하부측에 존재한다. 제3 영역(영역 C)은 로크 핀의 제2 단부에서 제2 영역에 대향하여 존재한다. 제1 영역(A)은 제2 영역(B)보다 크고 제2 영역(B)은 제3 영역(C)보다 크다. 로크 핀의 제2 영역(B) 및 제3 영역(C)은 유압 챔버를 형성하고, 제2 영역(B)은 로크 핀의 로킹 방향에 수직이고, 보다 작은 제3 영역(C)은 로킹 해제 방향에 수직이다. 제2 영역(B)과 제3 영역(C) 사이에 형성된 유압 챔버에 인가된 압력은 힘 불균형을 초래하여, 로크 핀을 로킹된 위치로 이동시키거나 또는 로킹된 위치에서 유지하도록 유도하고 따라서, 양의 합력은 이러한 유압 챔버가 가압될 때에 로킹 방향으로 존재한다. 제1 영역(A)은 바람직하게 제2 영역(B) 및 제3 영역(C)보다 넓어서 단일의 오일 압력 소스는 ECU에 의해 명령받을 때에 로킹력을 극복하여 로킹 해제하도록 할 수 있다.
제2 영역과 제3 영역 사이에 형성된 유압 챔버에 제공된 엔진 오일은 핀이 로킹 해제되는 것을 방지하고, 핀이 로킹 해제될 때에 로킹된 위치를 향해 로크 핀을 이동시킨다. 따라서, 로크 핀의 불균등 압력 영역은 로킹된 위치로 로크 핀을 이동시키고 ECU가 로크 핀에 로킹 해제되도록 명령하고 제1 영역에 상응하는 로크 핀의 노이즈로 오일 압력을 지향시킬 때까지 로킹된 위치를 유지하는 데 사용된다.
대안적인 구현예에서, 로크 핀은 "T"-형상이다.
도 1a는 본 발명의 제1 구현예에서 세개의 압력 영역을 갖는 로크 핀의 개략도를 도시한다.
도 1b는 영역 A, 즉 로크 핀의 노즈의 단부도를 도시한다.
도 1c는 영역 B, 즉 로킹 방향에서 유압 챔버 영역의 단부도를 도시한다.
도 1d는 영역 C, 즉 로킹 해제 방향에서 유압 챔버 영역의 단부도를 도시한다.
도 2는 도 1a 내지 도 1d의 로크 핀을 로킹하는 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 구현예의 로크 핀을 재로킹하는 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 제1 구현예의 로크 핀을 로킹 해제하는 개략도를 도시한다.
도 5는 로킹된 위치에서 제1 구현예의 로크 핀을 갖는 페이저의 횡단면도를 도시한다.
도 6은 로킹 해제된 위치에서 제1 구현예의 로크 핀을 갖는 정상 페이징 작동 중의 페이저의 횡단면도이다.
도 7은 페이저가 로킹될 때에 제1 구현예의 로크 핀의 근접 상세도를 도시한다.
도 8은 정상 페이징 작동 중에 로킹 해제된 위치에서 제1 구현예의 로크 핀의 근접 상세도를 도시한다.
도 9는 제2 구현예의 로킹 핀을 로킹하는 개략도를 도시한다.
도 10은 제2 구현예의 로크 핀을 재로킹하는 개략도를 도시한다.
도 11은 제2 구현예의 로크 핀을 로킹 해제하는 개략도를 도시한다.
도 12는 제2 구현예의 로크 핀을 로킹하는 개략도를 도시한다.
도 1a 내지 도 1d는 로크 핀이 세개의 별개의 영역을 갖는 제1 구현예의 로크 핀을 도시한다. 제1 단부(100a) 및 제2 단부(100b)를 갖는 "I" 형상의 로크 핀(100)은 VCT 디바이스 또는 페이저의 로터(105)의 단차형 보어(109) 내에 수용된다. 단차형 보어(109)는 제1 직경(109a) 및 제2 직경(109b)을 갖는다.
로크 핀(100)의 제1 단부(100a)는 페이저의 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a) 내에 수용된다. 핀 포켓(101a)에서 오일 압력은 로크 핀(100)의 노즈를 이동시킴으로써 로크 핀(100)을 로킹 해제하도록 가압하거나 또는 재로킹하도록 벤팅(vent)시키기 위해 ECU에 의해 제어될 수 있다.
로크 핀(100)의 제1 단부(100a)는 영역 A(102)를 갖고 그리고 "I"의 상단 라인 또는 제1 랜드(100c)의 상단 표면이다. "I" 의 상단 라인의 하부 표면은 제2 영역 B(103)를 형성한다. "I"의 바닥 라인 또는 제2 랜드(100d)의 상단 표면은 제3 영역 C(104)을 형성한다. 영역 B(103) 및 영역 C(104)는 로크 핀(100)의 감소된 직경(106)에 의해 연결되어, 영역 B(103) 및 영역 C(104)는 하나의 유닛으로서 함께 이동할 수 있다. 영역 A(102)의 표면은 영역 B(103)의 표면보다 넓다. 영역 B(103)의 표면은 영역 C(104)의 표면보다 넓다. 제1 랜드(100c) 및 제2 랜드(100d)는 상이한 직경을 각각 갖고, 제1 랜드(100c)는 단차형 보어(109)의 제1 직경(109a) 내에 수용되고 제2 랜드(100d)는 로터(105)의 단차형 보어(109)의 제2 직경(109b) 내에 수용된다. 유압 챔버(108)는 제2 영역 B(103), 제3 영역 C(104), 로크 핀(100)의 감소된 직경(106), 및 로터(105)의 단차형 보어(109) 사이에 형성된다. 제2 영역 B(103)는 로크 핀(100)의 로킹 방향에 수직하고, 보다 작은 제3 영역 C(104)는 로킹 해제 방향에 수직한다. 제2 영역 B(103)와 제3 영역 C(104) 사이에 형성된 유압 챔버(108)에 인가된 압력은 로크 핀(100)을 로킹된 위치로 이동시키거나 또는 로킹된 위치에서 유지하도록 유도하는 힘 불균형을 초래한다.
로크 핀(100)은 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 페이저의 단부 플레이트(101)에서 핀 포켓(101a)과 맞물려, VCT 페이저의 로터(105)와 단부 플레이트(101) 사이에 상대적인 이동을 방지하는 로킹된 위치를 갖는다. 로크 핀(100)은 또한 로터(105)와 단부 플레이트(101) 사이에 상대적인 이동이 허용되는 로킹 해제된 위치를 갖는다.
불균등 압력 영역 A 내지 영역 C는 로크 핀(100)의 위치가 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)에 공급되는 압력 및 엔진 소스 오일로부터 공통의 포트 또는 챔버(108)로의 압력을 사용하여 제어되는 것을 허용한다. 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 벤트(107)를 통해 벤팅될 때에, 로크 핀(100)은 엔진 소스 오일로부터 발생되는 합력으로 인해 로킹 위치에 유지될 것이다. 오일 압력이 ECU에 의해 로크 핀(100a)의 노즈에 명령될 때에, 로크 핀(100)은 로킹 방향으로의 힘을 극복하고 로킹 해제된 위치로 이동할 것이다.
도 2를 참조하면, 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(108)로 제공된다. 유압 챔버(108)에서의 유체에 의해, 영역 B(103)가 영역 C(104)보다 크기 때문에, 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적(net positive area)이 존재한다. 영역 B(103)에서 유체의 압력은 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다. 로킹 방향으로 양의 순 면적에 의해, 로크 핀(100)은 ECU에 의해 명령을 받지않는한, 로킹 해제되는 것으로부터 방지된다. 핀 포켓(101a)은 ECU가 페이저에 로킹하도록 명령할 때에 대기로 벤팅된다. 유압 챔버(108)에서의 압력은 엔진 오일 압력과 동일하다.
도 3은 로킹 해제된 위치로부터 로킹된 위치 또는 "재로킹" 위치로 이동하는 로크 핀(100)을 도시한다. 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(108)로 제공된다. 로크 핀 노즈(100a), 영역 A(102) 및 핀 포켓(101a)은 대기로 벤팅된다. 유압 챔버(108)에서의 유체에 의해, 영역 B(103)가 영역 C(104)보다 크기 때문에, 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적이 존재한다. 유압 챔버(108)에서의 압력은 엔진 소스 오일 압력과 동일하다. 영역 B(103)에서의 유체의 압력은 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다.
도 4는 로크 핀(100)이 로킹 해제된 위치로 어떻게 이동되는지를 도시한다. 로크 핀(100)을 로킹 해제하도록, 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(108)뿐만 아니라 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)로 제공된다. 유압 유체가 유압 챔버(108) 및 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)로 인가되면서, 유체는 영역 B(103)보다 큰 영역 A(102) 및 영역 C(104)에 인가되기 때문에, 로킹 해제 방향으로 양의 순 면적이 존재한다. 로크 핀(100)은 로킹 해제 방향으로 이동하여, 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)는 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 더이상 맞물리지 않는다. 유압 챔버(108)에 인가된 압력은 엔진 소스 오일 압력에 의해 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)로 제공된 압력과 동일하다.
내연 엔진은 개선된 엔진 성능 또는 감소된 방출물을 위해 캠샤프트와 크랭크샤프트 사이에 상대적인 타이밍을 변경하도록 다양한 메커니즘을 이용해왔다. 대부분의 이들 가변 캠샤프트 타이밍(VCT) 메커니즘 또는 디바이스는 엔진 캠샤프트 (또는 복수의-캠샤프트 엔진에서의 캠샤프트)에서 하나 이상의 "베인 페이저(vane phaser)"를 사용한다. 도면에 도시된 바와 같이, 베인 페이저는 베인이 끼워맞춤된 베인 챔버를 갖는 하우징 어셈블리에 의해 둘러싸인 캠샤프트의 단부에 장착된 하나 이상의 베인을 구비한 로터(105)를 갖는다. 하우징의 외부 원주는 복수의-캠 엔진에서 통상적으로 크랭크샤프트로부터, 또는 가능하게 또 다른 캠샤프트로부터 체인, 벨트, 또는 기어를 통한 구동력을 수용하는 스프로킷, 풀리 또는 기어를 형성할 수 있다. 하우징 어셈블리는 바람직하게 단부 플레이트(101)를 포함한다.
도 5 및 도 7은 페이저의 제어 밸브가 페이저에 로킹하도록 명령할 때에 페이저의 하우징에 대한 로터의 이동을 방지하는 로킹된 위치에서의 페이저의 로크 핀을 도시한다.
엔진 오일 압력은 센터 볼트(120)에서 통로(121)를 통해 제어 밸브(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(108)로 제공된다. 영역 B(103)는 영역 C(104)보다 넓기 때문에, 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적이 존재한다. 영역 B(103)에서 유체의 압력은 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다. 로킹 방향으로의 양의 순 면적에 의해, 로크 핀(100)은 엔진 조건으로 인해 로킹 해제되는 것으로부터 방지된다. 핀 포켓(101a)은 센터 볼트(120)를 통해 대기로 벤팅된다(107). 유압 챔버(108) 에서의 압력은 엔진 오일 압력과 동일하다.
도 6 및 도 8은 페이저가 정상 작동 모드일 때에 로킹 해제된 위치에서 페이저의 로크 핀을 도시한다. 정상 작동 모드에서, 제어 밸브(도시되지 않음)로의 엔진 소스 오일은 대기에 대해 밀봉되고 로터 및 하우징 어셈블리에 의해 형성된 챔버 내에서의 유체는 하우징에 대해 로터를 페이징하도록 챔버 사이로 재순환된다. 유체는 또한 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)뿐만 아니라 유압 챔버(108)로 공급된다. 영역 B(103)는 영역 C(104)보다 크기 때문에, 로크 핀에서 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적이 존재한다. 영역 B(103)에서 유체의 압력은 로크 핀(100)의 제1 단부(100a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다. 로킹 방향으로 양의 순 면적 및 그 결과로 인한 힘에 의해, 로크 핀(100)은 ECU에 의해 명령받을 때를 제외하고는 로킹 해제되는 것으로부터 방지된다. 핀 포켓(101a)은 ECU가 페이저에 로킹된 위치에서 유지하도록 또는 재로킹하도록 명령할 때에 대기로 벤팅된다. 유압 챔버(108)에서의 압력은 엔진 오일 압력과 동일하다.
도 9 내지 도 12는 두개의 별개의 직경을 갖는 로크 핀(200)을 도시한다. 로크 핀(200)의 제1 단부는 페이저의 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(201a) 내에 수용된다. 핀 포켓(201a)에서 오일 압력은 단부 플레이트(101)로부터 로크 핀(200)의 노즈를 로킹 해제하도록 가압하기 위해 또는 재로킹하도록 벤팅하기 위해 ECU에 의해 제어될 수 있다.
로크 핀(200)의 제1 단부(200a)는 영역 A(202)를 갖고 "T"의 상단 라인 또는 제1 랜드(200c)의 상단 표면이다. "T"의 상단 라인의 하부 표면은 제2 영역 B(203)을 형성한다. "T"의 수평 라인은 랜드(200c)일 수 있고 수직 라인은 랜드(200d)일 수 있다. 로크 핀(200)은 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)가 페이저의 단부 플레이트(101)에서 핀 포켓(101a)과 맞물려서, VCT 페이저의 로터(105)와 단부 플레이트(101) 사이의 상대적인 이동을 방지하는 로킹된 위치 및 로터(105)와 단부 플레이트(101) 사이의 상대적인 이동이 허용되는 로킹 해제된 위치를 갖는다. 영역 A(202)는 도 1b에 상응하고 영역 B(203)는 도 1c에 상응한다는 것에 주목해야 한다.
도 10을 참조하면, 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(208)로 제공된다. 유압 챔버(208)에서의 유체에 의해, 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적이 존재한다. 영역 B(203)에서 유체의 압력은 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다. 로킹 방향으로 양의 순 면적에 의해, 로크 핀(200)은 ECU에 의해 명령받지 않는 한 로킹 해제되는 것으로부터 방지된다. 핀 포켓(101a)은 ECU가 페이저에 로킹하도록 명령할 때에 벤트(107)를 통해 대기로 벤팅된다. 유압 챔버(208)에서의 압력은 엔진 오일 압력과 동일하다.
도 11은 로킹 해제된 위치로부터 로킹된 위치 또는 "재로킹" 위치로 이동하는 로크 핀(200)을 도시한다. 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(208)로 제공된다. 로크 핀 노즈 영역(영역 A)(202) 및 핀 포켓(101a)은 대기로 벤팅된다. 유압 챔버(208)에서의 유체에 의해, 로킹 방향(단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향하는 방향)으로 양의 순 면적이 존재한다. 유압 챔버(208)에서의 압력은 엔진 소스 오일 압력과 동일하다. 영역 B(203)에서 유체의 압력은 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)가 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)을 향해 이동하게 하고 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 맞물리게 한다.
도 12는 로크 핀(200)이 로킹 해제된 위치로 어떻게 이동되는지를 도시한다. 로크 핀(200)을 로킹 해제하도록, 유체는 엔진 공급부(도시되지 않음)로부터 유압 챔버(208)뿐만 아니라 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)로 제공된다. 유압 유체가 유압 챔버(208) 및 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)에 인가되면서, 유체가 영역 B(203)보다 큰 영역 A(202)에 인가되기 때문에, 로킹 해제 방향으로 양의 순 면적이 존재한다. 로크 핀(200)은 로킹 해제 방향으로 이동하여, 로크 핀(200)의 제1 단부(200a)는 단부 플레이트(101)의 핀 포켓(101a)과 더이상 맞물리지 않는다. 유압 챔버(208)에 인가된 압력은 엔진 소스 오일 압력에 의해 로크 핀의 제1 단부(200a)에 제공된 압력과 동일하다.
로크 핀(100, 200)의 길이 및 랜드의 길이는 변할 수 있다. 핀 포켓(101a)의 깊이는 변할 수 있다. 유압 챔버(108, 208)의 공통의 공급 포트의 수는 변할 수 있다.
로크 핀 스프링은 낮은 오일 압력에서, 로크 핀(100, 200)이 로킹 해제되지 않는 것을 보장하도록 로킹 방향으로 로크 핀(100, 200)의 제2 단부(100b, 200b)에 추가될 수 있다. 그러나, 로크 핀 스프링은 로크 핀이 로킹된 위치 또는 로킹 해제된 위치 사이에서 이동하는 데 필수적이지 않다.
본 발명의 로크 핀(100, 200)은 모든 유압 VCT 디바이스에서 사용될 수 있다. 본 발명의 로크 핀은 상이한 기계적 해결책이 페이저를 로킹된 상태를 유지하는 데 불충분하다면 로킹 방향으로 힘을 유도하는 데 특히 유용하다. 본 발명은 로크 핀 기능(로킹/로킹 해제/재로킹)을 제어하는 데 단독으로 또는 로크 핀 스프링 또는 다른 기계적 해결책과 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 이점 중 하나는 동일한 패키지에서 스프링으로부터 사용될 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 힘이 로킹 방향으로 발생될 수 있다(예를 들면, 로킹 방향으로 스프링의 2 N 에 비해 보다 큰 11 N)는 것에 주목해야 한다. 본 발명의 로크 핀은 스프링과 조합될 수 있어서 매우 낮은 오일 압력 및 높은 캠 토크에 의해(전형적으로 높은 온도 조건에서), VCT 페이저는 로킹 해제되지 않을 것이다. 높은 오일 압력 및 높은 캠 토크에 의해 낮은 온도에서 오일 압력 및 그 결과로 인한 챔버(108, 208)에서의 합력은 명령받지 않은 로킹 해제를 방지하는 데 강력하다.
로크 핀의 영역에서의 유압 챔버(108, 208)에서 유압 유체의 힘은 엔진 공급부 오일 압력에 따라 변할 것이다. 명령받지 않을 때에 로크 핀이 그렇지 않다면 로킹 해제되게 할 수 있는 조건에서의 결과로서, 로크 핀은 챔버(108, 208)에서 합력으로 인해 로킹된 채 유지될 것이다. 명령받지 않은 로킹 해제를 유발할 수 있는 조건은 오일 압력이 높고 본 발명의 이점이 최대화되는 조건 중에 주로 발생한다. 스프링 및 그 스프링력은 압력 또는 온도에 따라 변하지 않는다.
따라서, 본원에 설명된 본 발명의 구현예는 본 발명의 원리의 적용의 단지 예시라는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 예시적인 구현예의 상세에 대한 참조는 자체가 본 발명의 본질적인 것으로서 간주되는 그 특징을 나열하는 청구항의 범위에 제한하도록 의도된 것은 아니다.

Claims (6)

  1. 가변 캠 타이밍 페이저용의 로크 핀으로서,
    로크 핀은,
    가변 캠 타이밍 페이저의 로터 어셈블리에 대해 하우징 어셈블리를 로킹하는 로킹된 위치 및
    로킹 해제된 위치를 갖고,
    로크 핀은:
    제1 영역을 갖는 제1 직경, 제2 영역을 갖는 제2 직경, 및 유체를 수용하기 위해 제1 직경의 제1 영역과 제2 직경의 제2 영역 사이에 형성된 챔버를 포함하는 본체를 포함하고, 제1 영역은 제2 영역보다 크고;
    유체가 가변 캠 타이밍 페이저를 통해 챔버에 인가될 때에, 챔버를 정의하는 제1 영역과 제2 영역 사이에서의 차이는 힘 불균형을 생성하여, 로크 핀 본체의 챔버에 인가된 오일 압력이 로킹된 위치에서 로크 핀을 유지시키는 데 도움이 되는, 가변 캠 타이밍 페이저용의 로크 핀.
  2. 제1항에 있어서,
    챔버는 본체의 중심선에 수직으로 형성되는, 가변 캠 타이밍 페이저용의 로크 핀.
  3. 가변 캠 타이밍 페이저로서:
    구동력을 수용하기 위한 외부 원주를 갖는 하우징 어셈블리;
    제1 직경 및 제2 직경을 갖는 단차형 보어를 구비한 하우징 어셈블리 내에 수용되는 로터;
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는, 단차형 보어와 슬라이딩 가능하게 수용되는 로크 핀을 포함하고,
    로크 핀은:
    제1 영역을 갖는 제1 직경,
    제2 영역을 갖는 제2 직경, 및
    유체를 수용하기 위해 제1 직경의 제1 영역, 제2 직경의 제2 영역 및 단차형 보어 사이에 형성되는 챔버를 포함하고, 제1 영역은 제2 영역보다 크고;
    로크 핀은 제1 단부가 하우징 어셈블리의 단부 플레이트에서 포켓과 맞물려서 로터와 하우징 어셈블리 사이에 상대적인 이동을 로킹하는 로킹된 위치와, 제1 단부가 하우징 어셈블리의 단부 플레이트에서 포켓으로부터 분리되는 로킹 해제된 위치 사이에서 이동 가능하고;
    유체가 가변 캠 타이밍 페이저를 통해 챔버에 인가될 때에, 챔버를 정의하는 제1 영역과 제2 영역 사이에서의 차이는 힘 불균형을 생성하여, 본체의 챔버에 인가되는 오일 압력이 로킹된 위치에서 로크 핀을 유지시키는 데 도움이 되는, 가변 캠 타이밍 페이저.
  4. 가변 캠 타이밍 페이저용의 로크 핀으로서:
    제1 직경 및 제1 영역을 구비한 제1 단부 및 제1 영역보다 작은 제2 영역을 구비한 제2 단부를 갖는 제1 랜드; 및
    감소된 직경을 통해 제1 랜드에 연결된 제2 랜드로서, 제2 랜드는 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖고, 제2 랜드는 제1 영역 및 제2 영역보다 작은 제3 영역을 구비한 제1 단부를 갖는, 상기 제2 랜드를 포함하는, 가변 캠 타이밍 페이저용 로크 핀.
  5. 가변 캠 타이밍 페이저로서:
    구동력을 수용하기 위한 외부 원주를 갖는 하우징 어셈블리;
    제1 직경 및 제2 직경을 갖는 단차형 보어를 구비한 하우징 어셈블리 내에 수용되는 로터;
    단차형 보어와 슬라이딩 가능하게 수용되는 로크 핀으로서:
    제1 직경 및 제1 영역을 구비한 제1 단부 및 제1 영역보다 작은 제2 영역을 구비한 제2 단부를 갖는 제1 랜드; 및
    감소된 직경을 통해 제1 랜드에 연결되는 제2 랜드로서, 제2 랜드는 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖고, 제2 랜드는 제1 영역 및 제2 영역보다 작은 제3 영역을 구비한 제1 단부를 갖는, 상기 제2 랜드를 포함하는, 상기 로크 핀;
    단차형 보어, 엔진 공급부로부터의 유체를 수용하기 위해 제1 랜드의 제2 영역 및 제2 랜드의 제3 영역 사이에서 형성된 유압 챔버를 포함하고;
    로크 핀은 제1 랜드가 하우징 어셈블리의 단부 플레이트에서 포켓과 맞물려서, 로터와 하우징 어셈블리 사이에서 상대적인 이동을 로킹하는 로킹된 위치와, 제1 랜드가 하우징 어셈블리의 단부 플레이트에서 포켓과 맞물리지 않는 로킹 해제된 위치 사이에서 이동 가능하고;
    로킹된 위치로 로크 핀을 이동시키도록, 유체가 유압 챔버로 공급되어, 공급된 유체의 압력이 로크 핀의 제1 영역 및 제3 영역에 존재하는 힘보다 큰 로크 핀의 제2 영역에서의 힘을 제공하고;
    로킹 해제된 위치로 로크 핀을 이동시키도록, 유체가 유압 챔버 및 제1 영역으로 공급되어, 로크 핀의 제1 단부에서 그리고 제3 영역에서의 유체의 힘이 로크 핀의 제2 영역에 존재하는 힘보다 큰, 가변 캠 타이밍 페이저.
  6. 제5항에 있어서,
    로크 핀이 로킹된 위치로 이동될 때에, 제1 영역은 벤팅되는, 가변 캠 타이밍 페이저.
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