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KR20100007538A - 가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조 - Google Patents

가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조 Download PDF

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KR20100007538A
KR20100007538A KR1020080068200A KR20080068200A KR20100007538A KR 20100007538 A KR20100007538 A KR 20100007538A KR 1020080068200 A KR1020080068200 A KR 1020080068200A KR 20080068200 A KR20080068200 A KR 20080068200A KR 20100007538 A KR20100007538 A KR 20100007538A
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Abstract

본 발명은 밸브 샤프트 지지구조에 관한 것으로, 특히 매니폴드 런너 사이의 밸브 샤프트 지지구조를 편심 형상의 일체형 샤프트지지 구조를 형성함으로써 내구력이 양호하고 원가절감 및 품질 향상을 도모할 수 있는 가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조에 관한 것이다.
본 발명의 밸브 샤프트 지지구조는 가변 흡기 매니폴드상에 설치되는 밸브(31)를 지지하는 밸브 샤프트(33) 지지구조로서, 상기 밸브(31)와 상기 밸브 샤프트(33)가 일체로 형성되며, 상기 밸브 샤프트(33)의 중앙부에 편심된 원형 돌기부(35)가 형성되고, 상기 편심된 원형 돌기부(35)는 분리된 구조의 매니폴드 바디(51,53)에 의해 지지되어, 밸브(31)의 개폐에 따라 상기 밸브 샤프트(33)와 상기 매니폴드 바디(51,53)간의 접촉 및 비접촉 상태를 반복하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조{VALVE SHAFT SUPPORTING STRUCTURE IN VARIABLE INTAKE MANIFOLD}
본 발명은 밸브 샤프트 지지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가변 매니폴드 런너 사이의 밸브 샤프트 지지구조를 편심 형상의 밸브 일체형 샤프트를 형성함에 의해 밸브 샤프트 지지부에서의 내구력이 양호하고 원가절감 및 품질 향상을 도모할 수 있는 가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조에 관한 것이다.
일반적으로 흡기 매니폴드(Intake Manifold)는 스로틀 바디로부터 흡입된 공기를 연소실로 유도하기 위한 관으로, 다실린더 엔진에서 각각의 연소실로 혼합기가 균일하게 배분되도록 하는 역할을 한다.
그런데, 흡기 매니폴드로 공기가 통과되는 런너(runner)의 길이에 따라 엔진의 효율이 달라지게 되는데 엔진이 중저속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 긴 것이 유리하고, 엔진이 고속 영역에서 운전되는 경우에는 런너의 길이가 짧게 형성되는 것이 유리하다.
이에 대한 대안으로 엔진의 운전영역에 따라서 흡기관의 길이와 단면적이 최적화될 수 있도록 런너의 길이와 단면적이 변화되는 가변 흡기 제어 시스 템(Variable Induction System ; 이하 ' VIS' 라 함)이 개발되어 엔진에 적용되고 있다.
즉, VIS 가변 흡기 매니폴드(Variable Length Intake Manifold)는 흡기 매니폴드 내부의 밸브를 개폐하는 것에 의해 엔진의 회전속도(RPM) 영역별로 런너의 길이를 변화시켜 전 회전속도 영역에서의 성능향상이 가능토록 한 매니폴드이다.
도 1 은 종래 VIS 흡기 매니폴드에서 밸브 개폐에 따른 공기 유동 흐름을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 밸브(1)가 개방될 시에는 공기의 유동 흐름을 나타내는 선도 C1 과 같이 되고, 밸브(1)가 닫힐 경우에는 공기 유동흐름이 선도 C2 와 같이 된다.
즉, 밸브(1)가 열린 경우 공기의 유동경로가 짧아지게 되고, 밸브(1)가 닫힐 때는 공기 유동경로가 길어지게 된다.
도 2 는 종래 VIS 흡기 매니폴드에서의 밸브 샤프트 지지구조를 도시한 도면이다.
상기 예시된 종래의 밸브(10)는 샤프트(11)와, 상기 샤프트(11)에 조립된 부쉬(13)로 이루어진 구조로 되어 있다. 이 구조는 각 런너 사이의 샤프트(11)가 별도의 부품인 부쉬(13)로 지지되는 구조를 이루고 있어, 엔진 구동에 의한 계속된 진동 인가시 진동 댐핑 구조가 없기 때문에 밸브 샤프트(11)를 지지하는 부위인 부쉬(13) 및 밸브 스크류(미도시)가 이탈되는 현상이 발생하고, 밸브 샤프트(11)와 부쉬(13)간의 마모에 의한 유격 발생으로 밸브 샤프트(11)의 흔들림이 발생하는 등 의 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점 해결하기 위한 것으로, 런너 사이의 밸브 샤프트를 편심 형상의 밸브 일체형 샤프트로 형성하여, 밸브의 개폐에 따라 밸브 샤프트와 이를 지지하는 매니폴드 바디간의 접촉이 간헐적으로 이루어지도록 함으로써, 밸브 샤프트 지지부에서의 내구력이 양호하고 원가 절감 및 품질 향상을 도모할 수 있는 밸브 샤프트 지지구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸브 샤프트 지지구조는 가변 흡기 매니폴드상에 설치되는 밸브(31)를 지지하는 밸브 샤프트(33) 지지구조로서, 상기 밸브(31)와 상기 밸브 샤프트(33)가 일체로 형성되며, 상기 밸브 샤프트(33)의 중앙부에 편심된 원형 돌기부(35)가 형성되고, 상기 편심된 원형 돌기부(35)는 분리된 구조의 매니폴드 바디(51,53)에 의해 지지되어, 상기 밸브(31)의 개폐에 따라 상기 밸브 샤프트(33)와 상기 매니폴드 바디(51,53)간 접촉/비접촉 상태가 반복되어 밸브 샤프트의 반복 회전에 따른 마모를 방지하여 내구성을 향상시키고, 밸브와 밸브 샤프트를 일체로 형성하는 것에 따른 제조 원가절감과 품질 향상의 효과를 도모한 것을 특징으로 한다.
상기 분리된 구조의 흡기 매니폴드 바디 결합면에서 형성되는 공간(S1,S2)은 크기가 다르게 형성되도록 한다.
상기 원형 돌기부는 상기 밸브 샤프트의 둘레를 따라 절반에 걸쳐 두께가 점진적으로 커지는 편심 형상으로 형성되고, 내경의 크기는 변함이 없고 외경의 크기가 변하는 형태로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 밸브 샤프트 지지구조의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명에 따른 밸브 샤프트 지지구조를 도시한 도면으로,
도 3a 는 다수의 흡기 매니폴드가 형성된 하우징의 외부 형상을 도시한 사시도이고,
도 3b 는 상기 도 3a 의 B-B 선에 따른 단면도이며,
도 3c 와 도 3d 는 상기 도 3b 의 밸브 샤프트 부위의 상세도이다.
또한, 도 3e 는 본 발명의 기술에 따라 밸브 샤프트상에 원형 돌기부가 형성된 상태를 도시한 측단면도이고,
도 3f 는 본 발명에 따라 두개의 분할된 매니폴드 바디가 접합하여 서로 다른 크기의 공간을 형성하는 상태를 도시한 도면이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 밸브 샤프트 지지구조는 밸브(31)와 밸브 샤프트(33)가 일체로 형성되며, 밸브(31)와 밸브(31) 사이에 위치한 밸브 샤프트(33)의 중앙부에는 오 링 형태의 원형 돌기부(35)가 형성되고, 이 원형 돌기부(35)는 흡기 매니폴드 바디(51,53)측에 지지되어 회전하게 된다.
상기 밸브 샤프트(33)의 원형 돌기부(35)를 지지하는 흡기 매니폴드 바디(51,53)는 도 3f 에 도시된 바와 같이, 두개의 바디(51,53)로 구분되고, 상기 두개의 매니폴드 바디(51,53)가 결합하여 형성하는 공간인 S1 과 S2 는 크기가 다르게 형성된다.
예컨대, 일측의 매니폴드 바디(51)에 의해 형성되는 반원형의 공간 S1 은 대향한 타측의 매니폴드 바디(53)에 의해 형성되는 반원형의 공간 S2 에 비해 크기가 더 크게 형성된다.
본 발명의 원형 돌기부(35)는 도 3e 에 도시된 바와 같이, 밸브 샤프트(33)의 둘레를 따라 절반에 걸쳐 두께가 점진적으로 커지는 편심 형상으로 형성된다. 이때 상기 원형 돌기부(35) 형성시는 밸브 샤프트(33) 내경의 크기는 변함이 없고 외경의 크기가 변하는 형태로 형성된다.
밸브 샤프트(33)의 둘레를 따라 두께가 두꺼워진 돌출단(35a)은 두께가 변하지 않은 인접부위와는 단차를 이루게 된다. 즉, 원형 돌기부(35)에서의 편심이 이루어지지 않은 부위에서의 반경 R1 과 편심이 이루어진 최종단부에서의 반경 R2 의 크기를 비교하면 R1 < R2 이 된다.
도 4a 와 도 4b 는 상기 도 3b 에 도시된 밸브 샤프트 지지구조의 측단면 상태를 도시한 도면으로, 밸브의 개폐에 따라 밸브 샤프트와 매니폴드 바디와의 접촉상태 변화를 도시한 도면이다.
도 4a 를 참조하면, 밸브가 개방된 상태로서, 이 경우에는 밸브 샤프트 돌기부(35)의 돌출단(35a)이 두개의 구분된 매니폴드 바디(51,53)가 결합하여 형성한 공간(S1,S2)중 상대적으로 더 큰 공간인 공간 S1 에 위치하게 되어 밸브 샤프트(33)는 매니폴드 바디(51,53)로부터 완전한 접촉이 이루어지지 않고 이탈되는 상태가 된다.
도 4b 는 밸브가 닫힌 상태로서, 이 상태에서는 밸브 샤프트 돌기부(35)의 돌출단(35a)이 상대적으로 더 작은 공간인 S2 에 위치하게 되어 밸브 샤프트(33)와 매니폴드 바디(51,53)는 상호 접촉 상태를 유지하게 된다.
따라서 본 발명은 밸브 샤프트를 밸브와 일체형으로 형성하고, 밸브 샤프트의 중앙부에 원형 돌기부(35)를 형성하되, 그 외경이 점진적으로 커지는 형태의 편심된 형상으로 형성하고, 원형 돌기부(35)와 접촉하여 밸브 샤프트를 지지하는 매니폴드 바디(51,53)를 두개의 분할된 구조로 형성함과 동시에 두개의 분할된 매니폴드 바디(51,53)가 접합하여 이루는 내부 형성공간이 서로 다른 크기의 공간(S1,S2)로 형성되게 함으로써, 밸브(31)의 회전에 의해 원형 돌기부(35)의 돌출단(35a)이 상기 각 공간(S1,S2)으로 삽입되거나 빠져나오게 됨으로써 밸브 샤프트(33)의 반복적인 회전이 이루어질 때 매니폴드 바디(51,53)와 밸브 샤프트(33)의 돌출단(35a)간의 접촉이 간헐적으로 이루어지게 되어 이 부위에서의 내구성이 종래의 경우보다 월등히 향상된다.
이와 함께, 종래와 같이 밸브 샤프트에 부쉬와 별도의 부재가 결착됨으로 인해 반복적인 밸브의 개폐운동에 따라 부쉬의 이탈이나 접촉부에서의 헐거워짐 등으로 인해 내구성이 저하되는 것을 막는 장점이 있다.
참고로, 본 발명에서 상기 밸브(31)는 플라스틱재, 상기 밸브 샤프트(33)는 스테인레스 스틸재로 각각 형성하는 것이 바람직하며, 상기 원형돌기부(35)는 상기 스테인레스 스틸재로 된 밸브 샤프트(33)에 고무로 오버몰드딩(overmolding)하여 형상을 구현하는 것이 바람직하다.
도 1 은 종래 VIS 흡기 매니폴드에서 밸브 개폐에 따른 공기 유동 흐름을 도시한 도면,
도 2 는 종래 VIS 흡기 매니폴드에서의 밸브 샤프트 지지구조를 도시한 도면,
도 3a 내지 도 3f 는 본 발명에 따른 밸브 샤프트 지지구조를 도시한 도면,
도 4a 와 도 4b 는 상기 도 3b 에 도시된 밸브 샤프트 지지구조의 측단면 상태를 도시한 도면임.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1,10,30 : 밸브 11,33 : 밸브 샤프트
13 : 부쉬 31 : 밸브 본체
35 : 원형 돌기부 51,53 : 매니폴드 바디

Claims (3)

  1. 가변 흡기 매니폴드상에 설치되는 밸브(31)를 지지하는 밸브 샤프트(33) 지지구조로서,
    상기 밸브(31)와 상기 밸브 샤프트(33)가 일체로 형성되며,
    상기 밸브 샤프트(33)의 중앙부에 편심된 원형 돌기부(35)가 형성되고,
    상기 편심된 원형 돌기부(35)는 분리된 구조의 매니폴드 바디(51,53)에 의해 지지되어,
    상기 밸브(31)의 개폐에 따라 상기 밸브 샤프트(33)와 상기 매니폴드 바디(51,53)간 접촉/비접촉 상태가 반복되도록 한 것을 특징으로 하는 밸브 샤프트 지지구조.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 분리된 흡기 매니폴드 바디(51,53)의 접합면에서의 이루는 공간(S1,S2)의 크기가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 샤프트 지지구조.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 원형 돌기부(35)는 상기 밸브 샤프트(33)의 둘레를 따라 절반에 걸쳐 두께가 점진적으로 커지는 편심 형상으로 형성되고, 내경의 크기는 변함이 없고 외경의 크기가 변하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 샤프트 지지구조.
KR1020080068200A 2008-07-14 2008-07-14 가변 흡기 매니폴드의 밸브 샤프트 지지구조 Expired - Fee Related KR101114085B1 (ko)

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