KR0135530Y1 - 내연기관의 캠 샤프트 구동장치 - Google Patents

Abstract

2개의 캠 샤프트를 갖는 기관에서 흡,배기 밸브의 중심 라인이 이루는 각도가 협각이 되도록 하여 기관의 연소실 설계의 컴팩트화를 실현하고, 그에 따라 냉각 효율을 증대시킴은 물론 여비 향상을 기대할 수 있는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이에 따라 2개의 캠 샤프트를 갖는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치에 있어서, 기관의 작동에 따라 회전하는 크랭크샤프트 스프라켓과; 상기한 크랭크샤프트 스프라켓의 회전력을 동력 전달수단에 의해 전달받아 회전되는 캠 샤프트 스프라켓이 선단에 형성된 장착부에 고정 설치된 캠 샤프트와; 상기한 캠 샤프트의 선단부에 형성된 동력 전다룹와 구름 접촉되어 회전력을 전달하는 동력 전달수단과; 상기한 동력 전달수단의 타단이 선단부에 형성된 동력 전달부에 구름 접촉도니 캠 샤프트를 포함하여 이루어진 구성에 특징이 있다.

Description

내연기관의 캠 샤프트 구동장치

제1도는 본 고안에 의한 캠 샤프트 구동장치의 개략적인 도면.

제2도는 본 고안에 관련되는 캠 샤프트 동력 전달부재의 분해 사시도.

제3도(a),(b),(c),(d)는 본 고안의 캠 샤프트 동력 전달부재의 작동상태를 설명하기 위한 도면.

제4도는 종래 기술의 캠 샤프트 구동장치의 사시도.

제5도는 종래 기술의 캠 샤프트 구동장치의 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,7 : 캠 샤프트 3,9 : 장착부

5,11 : 동력 전달부 13 : 링크

15,17 : 원호부 19,21 : 캡

15a,17a,19a,21a : 플랜지 15b,17b,19b,21b : 오일 홈

52 : 크랭크샤프트 54 : 크랭크샤프트 스프라켓

60 : 캠 샤프트 스프라켓

[산업상 이용분야]

본 고안은 내연기관의 캠 샤프트 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개의 캠 샤프트를 갖는 기관의 흡,배기 밸브의 중심 라인이 이루는 각도가 협각이 되도록 하여 컴팩트한 연소실 구조를 추구하고, 기관의 냉각 효율을 증대시킴은 물론 그에 따른 연비 향상을 기대할 수 있도록 한 내연기관의 캠 샤프트 구동장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제4도는 종래 기술의 내연기관의 캠 샤프트 구동장치의 사시도이고, 제5도는 캠샤프트 구동장치의 개략적인 도면으로서, 기관(50)의 작동에 따라 회전하는 크랭크샤프트(52)의 전단부에 크랭크샤프트 스프라켓(54)이 마련되어 있다.

상기한 크랭크샤프트(52)와 평행하게 설치되어 흡,배기 밸브(도시생략)를 개폐하는 캠 프로파일(도시생략)을 보유하는 캠 샤프트(56)(58)가 마련되어 있는 바, 상기 크랭크샤프트(52)의 회전력 전달은 크랭크샤프트(52)의 전단부에 마련된 크랭크샤프트 스프라켓(54)과 캠 샤프트(56)(58)의 일측에 마련된 캠 샤프트 스프라켓(60)(62)이 타이밍 벨트(64) 등의 동력 전달수단에 의해 이루어지게 되어 있으며, 상기한 크랭크샤프트 스프라켓(54)과 캠 샤프트 스프라켓(60)(62)의 회전비는 2 : 1로 이루어져 있다.

상기한 동력 전달수단은 일정한 양의 텐션력을 갖고 정확한 동력이 전달되도록 타이밍 벨트(64)의 장력이 자동으로 조정되는 오토 텐셔너(66)가 소정의 위치에 마련되어 있으며, 그 대향측에 아이들러(68)가 마련되어 요동되지 않고 원활한 안내가 이루어지도록 되어 있다.

[고안이 해결하고자 하는 문제점]

이와 같은 종래 기술은, 기관(50)의 작동에 따라 크랭크샤프트(52)가 회전되어 회전력이 크랭크샤프트 스프라켓(54), 타이밍 벨트(64), 각각의 캠 샤프트 스프라켓(60)(62)를 통해 캠 샤프트(56)(58)에 전달됨으로써, 캠 샤프트(56)(58)에 형성된 캠 프로파일에 의해 연동되는 로커아암(도시생략)에 의해 흡,배기 밸브가 개폐되어 그 기능을 실현할 수 있지만, 흡,배기 밸브의 센터 라인이 이루는 각도가 넓기 때문에 이를 협각으로 하기 위해서는 캠 샤프트(56)(58)의 중심 거리를 줄여야 하는 바, 상기 캠 샤프트(56)(58)의 중심거리를 줄이게 되면, 캠 샤프트 스프라켓(60)(62)이 서로 간섭되기 때문에 중심거리를 줄이지 못하게 된다.

따라서 흡,배기 밸브의 중심 라인이 이루는 각도가 크기 때문에 기관(50)의 연소실 표면적이 증대되어 열효율이 저하될 뿐만 아니라 열효율을 증대시키기 위해서는 연비가 저하되는 문제점이 내재되어 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 2개의 캠 샤프트를 갖는 기관에서 흡,배기 밸브의 중심 라인이 이루는 각도가 협각이 되도록 하여 기관의 연소실 설계의 컴팩트화를 실현하고, 그에 따라 열효율을 증대시킴은 물론 연비 향상을 기대할 수 있는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치를 제공하는데 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 고안은, 2개의 캠 샤프트를 갖는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치에 있어서, 기관의 작동에 따라 회전하는 크랭크샤프트 스프라켓과; 상기한 크랭크샤프트 스프라켓의 회전력을 동력 전달수단에 의해 전달받아 회전되는 캠 샤프트 스프라켓이 선단에 형성된 장착부에 고정 설치된 캠 샤프트와; 상기한 캠 샤프트의 선단부에 형성된 동력 전달부와 구름 접촉되어 회전력을 전달하는 동력 전달수단과; 상기한 동력 전달수단의 타단이 그 선단부에 형성된 동력 전달부에 구름 접촉된 다른 캠 샤프트를 포함하여 이루어진 내연기관의 캠 샤프트 구동장치를 제공한다.

상기한 각각의 캠 샤프트 선단에 형성된 장착부는 동력 전달부의 중심과 내접되게 편심됨을 특징으로 한다.

상기한 캠 샤프트의 회전력을 전달하는 동력 전달수단은 양측에 원호부가 형성된 링크와, 상기 원호부에 대응하는 캡으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기한 원호부와 캡은 각각 플랜지가 형성되어 구정수단에 의해 결합됨을 특징으로 한다.

상기한 원호부와 캡은 원활한 작동을 ㅜ이해 오일이 공급되어 윤활되는 오일 홈이 형성됨을 특징으로 한다.

[작용]

이와 같은 본 고안은, 기관의 작동에 다라 크랭크샤프트의 회전력이 일측 캠샤프트에 전달되어 동력 전달부에 구름 접촉 가능하게 고정 설치된 링크 등의 동력 전달수단에 의해 또 다른 캠 샤프트에 회전력이 전달됨으로써 각각의 캠 샤프트에 형성된 캠 프로파일에 의해 흡,배기 밸브를 선택적으로 개폐하는 기능을 실현하게 되고, 일측의 캠 샤프트에 제공된 캠 샤프트 스프로켓과 링크를 이용하여 타측 캠사프트에 회전력을 전달할 수 있기 때문에 캠 샤프트의 중심거리를 줄일 수 있음에 기인하여 흡,배기 밸브의 중심라인이 이루는 각도를 협각으로 형성할 수 있게 된다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 의한 내연기관의 캠 샤프트 구동장치의 개략적인 도면으로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 중요한 부분만 상세히 설명한다.

기관(50)의 작동에 따라 회전하는 크랭크샤프트(52)의 회전력이 크랭크샤프트 스프라켓(54), 타이밍 벨트(64) 등의 동력 전달수단에 의해 캠 샤프트(1)에 전달되도록 되어 있다. 상기한 캠 샤프트(1)의 선단부는 캠 샤프트 스프라켓(60)이 장착되는 장착부(3)가 있다. 동력 전달부(5)는 장착부(3)의 중심으로부터 편심 형성되어 장착부(3)가 회전됨에 따라 장착부(3)를 중심으로 원호사으이 변위를 발생시키도록 되어 있다.

그리고, 상기한 캠 샤프트(1)와 소정 거리 이격되어 나란하게 설치된 또 다른 캠 샤프트(7)는 전기항 캠 샤프트(1)의 구조와 동일한 형상을 취하는 것으로서, 장착부(9)가 있다. 동력 전달부(11)는 장착부(9)의 중심으로부터 편심 형성되어 있다.

제2도에 도시한 바와 같은 링크(13) 등의 동력 전달수단이 캠 샤프트(1)(7)의 동력 전달부(5)(11)에 구름 접촉 가능하게 설치된다. 따라서, 크랭크샤프트(52)의 회전에 따라 그 회전력이 타이밍 벨트(64)에 의해 일측 캠 샤프트(1)에 전달되면, 동력 전달부(5)가 장착부(3)의 중심을 따라 원호상의 변위를 발생시킨다. 캠 샤프트 스프라켓(60)이 일측 캠 샤프트(1)에만 장차고디므로 캠 샤프트(1)(7)의 중심 거리를 줄일 수 있고, 흡,배기 밸브가 이루는 각도를 협각으로 형성할 수 있다.

따라서 캠 샤프트(1)의 동력 전달부(5)에 구름 접촉 가능하게 설치된 링크(13)에 의해 또 다른캠 샤프트(7)에 회전력이 전달된다.

상기한 링크(13)은 양측단에는 캠 샤프트(1)(7)의 동력 전달부(5)(11) 외주면이 삽입되어 구름 접촉되도록 원호부(15)(17)가 형성되어 있으며, 상기 원호부(15)(17)에 대응하는 캡(19)(21)이 마련되어 볼트(23) 등의 구정 수단에 의해 고정 설치하고 있다.

상기한 원호부(15)(17)와 이에 대응하는 캡(19)(21)은 각각 플랜지(15a)(17a)(19a)(21a)가 돌출 형성되어 고정 설치됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며 일체로 형성하여도 무방하다.

상기한 링크(13)의 원호부(15)(17)와 캡(19)(21)의 내측면에은 윤활홈(15b)(17b)(19b)(21b)이 형성되어 캠 샤프트(1)(7)에 공급되는 윤활유의 공급에 의해 원활한 회전이 이루어지도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안은, 기관(50)이 작동됨에 따라 크랭크샤프트(52)가 회전되어, 그 회전력이 크랭크샤프트 스프라켓(54)에 전달되게 되는 바, 상기 크랭크샤프트 스프라켓(54)과 타이밍 벨트(64)로 연결된 캠 샤프트 스프라켓(60)이 회전되게 되는 바, 구조적인 설계에 의해 크랭크샤프트 스프라켓(54) 2회전시 캠샤프트 스프라켓(60)이 1회전되도록 되어 있다.

따라서 캠 샤프트 스프라켓(60)에 의해 전달된 회전력은 캠 샤프트(1)에 전달된다. 상기 캠 샤프트(1)의 캠 샤프트 스프라켓(60)이 장착되는 장착부(3)가 회전함에 따라 편심된 동력 전달부(5)에 구름 접촉 가능하게 고정 설치된 링크(13)가 제3도에 도시한 바와 같이 캠 샤프트(1)(7)의 중심 수평선(H)을 따라 소정의 범위로 요동 회전하면서 또 다른 캠 샤프트(7)의 동력 전달부(11)에 회전력을 전달한다. 따라서, 상기한 각각의 캠 샤프트(1)(7)는 동일한 방향과 동일한 회전수로 회전하게 되어 캠 프로파일에 의해 연동되는 로커아암에 의해 흡,배기 밸브가 개폐되게 된다.

상기 일측 캠 샤프트(1)가 회전함에 따라 다른 측 캠 샤프트(7)가 함께 회전하는 것에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 링크(13)는 강체로 구성되므로 링크(13)의 어느 일측에 작용하는 힘은 링크(13) 모든측에서 같은 크기 같은 방향으로 작용한다. 상기한 바와 같이, 링크(13)의 일단은 동력 전달부(5)를 개입시켜 장착부(3)가 구비된 캠 샤프트(1)에 회전 가능하게 장착되고, 링크(13)의 다른 일단은 동력 전달부(11)를 개입시켜 장착부(9)가 구비된 캠 샤프트(7)에 회전 가능하게 장착된다. 따라서 링크(13)의 각단은 각각의 동력 전달부(5,11)를 개입시켜 각각의 장착부(3,9)에서 회전 가능한 상태를 유지하게 된다.

결국, 캠 샤프트 스프라켓(60)에 의하여 캠 샤프트(1)가 회전하게 되면, 이의 장착부(3)에 형성된 동력 전달부(5)가 제3도의 a,b,c,d와 같은 상태로 회전하게 된다. 이와 동시에 편심된 동력 전달부(5)에 장착된 링크(13)의 일측을 형성하는 원호부(15)와 캡(19)은 요동하면서 회전하게 된다.

링크(13)의 상기 일측이 요동하면서 회전하게 되므로 강체로 구성되는 링크(13)의 다른 일측을 형성하는 원호부(17)와 캡(19)은 제3도의 a,b,c,d와 같으 상태로 링크(13)의 상기 일측과 동일한 궤적으로 요동하면서 회전하게 된다.

이와 같이 링크(1)의 다른 일측이 요동하면서 회전함에 따라 그 회전력은 다른 일측의 원호부(17)와 캡(19)을 통하여 이들안에 장착된 편심의 동력 전달부(11)로 동일하게 전달되어 장착부(9)르 ㄹ구비한 캠 샤프트(7)를 상기 캠 샤프트(1)와 같은 방향, 같은 회전수로 회전시킨다.

[효과]

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 캠 샤프트 구동장치는, 기관의 작동에 따라 크랭크샤프트의 회전력이 일측 캠 샤프트에 전달되어 동력 전달부에 구름 접촉 가능하게 고정 설치된 링크 등의 동력 전달수단에 의해 또 다른 캠 샤프트에 회전력이 전달됨으로써 각각의 캠 샤프트에 형성된 캠 프로파일에 의해 흡,배기 밸브를 선택적으로 개폐하는 기능을 실현함과 아울러 일측의 캠 샤프트에 제공된 캠 샤프트 스프로켓과 링크를 이용하여 타측 캠 샤프트에 회전력을 전달할 수 있기 때문에 캠 샤프트의 중심거리를 줄일 수 있음에 기인하여 흡, 배기 밸브의 중심라인이 이루는 각도를 협각으로 형성할 수 있어 기관의 연소실 설계를 컴팩트화 할 수 있으며, 그에 따라 냉각 손실을 극소화시켜 연비를 향상시킬 수 있는 경제적인 이점이 있다.

Claims (5)

1. 2개의 캠 샤프트(1)(7)를 갖는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치에 있어서, 기관(50)의 작동에 따라 회전하는 크랭크샤프트 스프라켓(54)과; 상기한 크랭크샤프트 스프라켓(54)의 회전력을 동력 전달수단에 의해 전달받아 회전되는 캠 샤프트 스프라켓(60)이 선단에 형성된 장착부(3)에 고정 설치된 캠 샤프트(1)와; 상기한 캠 샤프트(1)의 선단부에 형성된 동력 전달부(5)와 구름 접촉되어 회전력을 전달하는 동력 전달수단과; 상기한 동력 전달수단의 타단이 선단부에 형성된 동력 전달부(11)에 구름 접촉된 캠 샤프트(7)를 포함하여 이루어진 내연기관의 캠 샤프트 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 각각의 캠 샤프트(1)(7)의 선단에 형성된 장착부(3)(9)는 동력 전달부(5)(11)의 중심과 내접되게 편심됨을 특징으로 하는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치.
3. 제1항에 있어서, 캠 샤프트(1)(7)의 회전력을 전달하는 동력 전달수단은 양측에 원호부(15)(17)가 형성된 링크(13)와, 상기 원호부(15)(17)에 대응하는 캡(19)(21)으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치.
4. 제3항에 있어서, 원호부(15)(17)와 캡(19)(21)은 각가 플랜지(15a)(17a), (19a)(21a)가 형성되어 고정수단에 의해 결합됨을 특징으로 하는 내연기관의 캠 샤프트 구동장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 원호부(15)(17)와 캡(19)(21)은 원활한 작동을 위해 오일이 공급되어 윤활되는 오일 홈(15b)(17b), (19b)(21b)이 형성됨을 특징으로 하는 내연기관의 캠 샤프트 그동장치.