JP5664839B2 - 可変バルブリフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変バルブリフト装置（ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ）に係り、より詳細には、ローリフトモード、ハイリフトモード及びバルブ開閉を行わないＣＤＡモードを実現することができる可変バルブリフト装置に関する。

一般に、エンジンには、燃料を燃焼させて動力を発生させる燃焼室が形成され、この燃焼室には、燃焼する燃料が含まれている混合ガスを供給する吸気バルブ及び燃焼したガスを排出する排気バルブが形成されている。これら吸気バルブ及び排気バルブは、クランクシャフトに連結されたバルブ開閉機構によって燃焼室を開閉する。通常のバルブ開閉機構は、一定の形状のカムによってバルブが常に一定のリフト量を有して、吸入または排出するガスの量を調節することができない。したがって、エンジンは、その作動領域全般にわたって必要とする最適な状態を発揮することができなくなる。つまり、低速の運転状態に合わせてバルブ開閉機構が設計されると、高速の運転状態ではバルブが解放されている時間及び量が十分でなく、高速の運転状態に合わせて設計されると、低速の運転状態では逆の現象が起こる。
特開２００３−３１４３１２号公報

本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、作動領域を多様に構成することができる可変バルブリフト装置を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明による可変バルブリフト装置は、
第１カム及び第２カムを含むカムシャフトと、
前記第１カムと接触する第１フォロア及び前記第２カムと接触する第２フォロアを含むカムフォロアと、
前記第１フォロア及び前記第２フォロアが相対回転可能に連結された連結部と、
前記第１フォロア及び前記第２フォロアを支持するメインボディーと、
前記第１フォロア及び前記第２フォロアが前記メインボディーに選択的に結合するようにする結合部と、
前記第１フォロア及び前記第２フォロアに復元力を供給するように前記メインボディーに形成されたロストモーション弾性部と、
前記カムフォロアによって選択的に開閉されるバルブと、を含み、
前記結合部は、複数のロッカーピンを含み、
前記複数のロッカーピンは、第１ロッカーピン、第２ロッカーピン、及び前記第１ロッカーピンに復元力を供給するリターンピンを含み、
油圧供給部は、前記第１フォロアまたは前記第２フォロアが前記メインボディーに選択的に結合するように、前記複数のロッカーピンに油圧を供給し、
前記油圧供給部は、前記第１ロッカーピンに油圧を供給する第１油圧供給部及び前記第２ロッカーピンに油圧を供給する第２油圧供給部を含み、
前記第１ロッカーピンは、前記第１油圧供給部から油圧の供給を受けて、前記第１フォロア及び前記メインボディーの結合を選択的に解除し、
前記第２ロッカーピンは、前記第２油圧供給部から油圧の供給を受けて、前記第２フォロア及び前記メインボディーを選択的に結合し、
前記連結部は、連結ピン及び連結ピン挿入ホールによって前記第１フォロア及び前記第２フォロアを相対回転可能に連結し、
前記第１フォロア及び前記第２フォロアでローリフトモード、ハイリフトモード、ＣＤＡモードの３段可変を行い、
前記ローリフトモードでは、前記第２ロッカーピンは、前記第２フォロア内に位置するようになり、前記第１ロッカーピンは、前記メインボディー及び前記第１フォロアを連結し、
前記ハイリフトモードでは、前記第２ロッカーピンは、前記第２フォロア及び前記メインボディーを連結し、
前記第１ロッカーピンは、前記メインボディー及び前記第１フォロアを連結し、
前記ＣＤＡモードでは、前記第１ロッカーピン及び前記第２ロッカーピンは、前記第１フォロア及び前記第２フォロアに各々位置するようになり、前記第１フォロア及び前記第２フォロアは、前記メインボディーと分離される、ことを特徴とする。

前記第１油圧供給部は、第１油圧ピストン及び第１封止板を含むことを特徴とする。

前記第２油圧供給部は、第２油圧ピストン及び第２封止板を含むことを特徴とする。

第１支持ピンが前記メインボディーに形成され、前記リターンピンには、前記第１支持ピンと干渉されるのを防止するように第１支持ピンホールが形成され、第１リターンスプリングが前記第１支持ピン及び前記リターンピンに間に形成されて、前記リターンピンに復元力を供給することを特徴とする。

第２支持ピンが前記第２フォロアに挿入され、前記第２ロッカーピンには、前記第２支持ピンと干渉されるのを防止するように第２支持ピンホールが形成され、第２リターンスプリングが前記第２支持ピン及び前記第２ロッカーピンの間に形成されて、前記第２ロッカーピンに復元力を供給することを特徴とする。

ストッパーが前記第２支持ピン及び前記ロッカーピンの間に形成されることを特徴とする。

前記カムフォロアは、前記第１カム及び前記第２カムと各々接触する第１ローラ及び第２ローラを含むことを特徴とする。

前記第１フォロアには、前記第１フォロアが前記メインボディーと分離されるのを防止するように、係止部が形成されることを特徴とする。

前記ロストモーション弾性部は、スプリングキャップ、プランジャー、及び前記スプリングキャップ及び前記プランジャーの間に形成されるロストモーションスプリングを含むことを特徴とする。

本発明の実施例による可変バルブリフト装置によれば、ローリフトモード、ハイリフトモード、及びＣＤＡモードを実現することができる。エンジンの作動に応じた最適なリフトモードを選択して、エンジンの出力を向上させることができ、燃費を改善することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。図３は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部分解図である。図４は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の結合部の分解図である。図５は図１のＶ−Ｖ線による断面図である。図１乃至図５を参照して、本発明の実施例による可変バルブリフト装置の構成について説明する。

本発明の実施例による可変バルブリフト装置は、第１カム１１０及び第２カム１２０を含むカムシャフト１００よりなる。図２に示すように、カムフォロア２００は、第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０を含み、第１フォロア２１０は第１カム１１０と接触し、第２フォロア２２０は前記第２カム１２０と接触する。第１フォロア２１０には、第１カム１１０と接触する第１ローラ２１５が形成され、第２フォロア２２０には、第２カム１２０と接触する第２ローラ２２５が形成される。

第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０は、相対回転可能に連結部２３０によって連結される。連結部２３０は、連結ピン挿入ホール２５０及び連結ピン挿入ホール２５０に挿入される連結ピン２４０を含む。第１第１フォロア２１０及び前記第２フォロア２２０は、メインボディー３００によって支持される。第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０がメインボディー３００に選択的に結合するように、結合部４００が形成される。

第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０に復元力を供給するように、メインボディー３００にロストモーション弾性部５００が形成される。バルブ７００は、カムフォロア２００によって選択的に開閉される。結合部４００は、複数のロッカーピンを含み、複数のロッカーピンは、第１ロッカーピン４１０、第２ロッカーピン４３０、及び第１ロッカーピン４１０に復元力を供給するリターンピン４２０を含む。

油圧供給部は、第１フォロア２１０または第２フォロア２２０がメインボディー３００に選択的に結合するように、複数のロッカーピンに油圧を供給する。油圧供給部は、第１ロッカーピン４１０に油圧を供給する第１油圧供給部６１０及び第２ロッカーピン４３０に油圧を供給する第２油圧供給部６５０を含む。第１油圧供給部６１０は、第１油圧ピストン６２０及び第１封止板６３０を含み、第２油圧供給部６５０は、第２油圧ピストン６６０及び第２封止板６７０を含む。

第１ロッカーピン４１０は、第１油圧供給部６１０から油圧の供給を受けて、第１フォロア２１０及びメインボディー３００の結合を選択的に解除する。第２ロッカーピン４３０は、第２油圧供給部６５０から油圧の供給を受けて、第２フォロア２２０及びメインボディー３００を選択的に結合する。

図３及び図４に示すように、第１支持ピン４２２がメインボディー３００に形成され、第１リターンスプリング４２４が第１支持ピン４２２とリターンピン４２０の間に形成されて、リターンピン４２０に復元力を供給する。リターンピン４２０には、リターンピン４２０が動く時に第１支持ピン４２２から干渉されるのを防止するため、第１支持ピンホール４２６が形成される。

第２フォロア２２０には、第２支持ピン４３２が挿入され、第２ロッカーピン４３０には、第２支持ピン４３２から干渉されるのを防止するため、第２支持ピンホール４３６が形成される。第２リターンスプリング４３４が第２支持ピン４３２と第２ロッカーピン４３０の間に形成されて、第２ロッカーピン４３０に復元力を供給する。そして、ストッパー４３８が第２支持ピン４３２とロッカーピンの間に形成されて、第２支持ピン４３２が一定の長さ以上動くのを防止する。

図３に示すように、第１フォロア２１０には、第１フォロア２１０がメインボディー３００と分離されるのを防止するため、係止部２６０が形成される。

図５に示すように、ロストモーション弾性部５００は、スプリングキャップ５１０、プランジャー５２０、及びスプリングキャップ５１０及びプランジャー５２０の間に形成されるロストモーションスプリング５３０を含む。

図２及び図５に示すように、第１ロッカーピン４１０がメインボディー３００及び第１フォロア２１０を結合する場合、第１カム１１０が回転して第１ローラ２１５を押し、第１フォロア２１０が第１ロッカーピン４１０を中心に回転して、バルブ７００を開閉する。第１ロッカーピン４１０が第１フォロア２１０内に挿入されると、第１カム１１０が回転して第１ローラ２１５を押しても、第１フォロア２１０はロストモーションを行って、バルブ７００は開閉されない。第２フォロア２２０の作動は、第１フォロア２１０の作動と類似しているので、詳細な説明は省略する。

図６は本発明の実施例による可変バルブリフト装置のローリフトモードでの結合部の作動を説明するための図面である。図７は本発明の実施例による可変バルブリフト装置のハイリフトモードでの結合部の作動を説明するための図面である。図８は本発明の実施例による可変バルブリフト装置のＣＤＡモードでの結合部の作動を説明するための図面である。

ここでは、第１カム１１０をローリフトカムに設定し、第２カム１２０をハイリフトカムに設定して説明する。図２及び図６を参照して、本発明の実施例による可変バルブリフト装置のローリフトモードについて説明する。

ローリフトモードでは、油圧が供給されない。図６に示すように、第２ロッカーピン４３０は、第２フォロア２２０内に位置するようになり、第１ロッカーピン４１０は、メインボディー３００及び第１フォロア２１０を連結するようになる。第２カム１２０が回転しても、第２フォロア２２０はロストモーション（ｌｏｓｔ ｍｏｔｉｏｎ）を行って、ローリフトカムである第１カム１１０の回転が第１フォロア２１０に伝達されて、バルブ７００はローリフトで開閉される。

次に、図２及び図７を参照して、本発明の実施例による可変バルブリフト装置のハイリフトモードについて説明する。ハイリフトモードでは、第２油圧供給部６５０を通じて第２ロッカーピン４３０に油圧が供給される。

図７に示すように、第２ロッカーピン４３０は、第２フォロア２２０及びメインボディー３００を連結し、第１ロッカーピン４１０は、メインボディー３００及び第１フォロア２１０を連結するようになる。第１カム１１０及び第２カムの回転が第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０に伝達されると、バルブはハイリフトカムである第２カム１２０の回転によってハイリフトで開閉される。

以下、図２及び図８を参照して、本発明の実施例による可変バルブリフト装置のＣＤＡモードについて説明する。

ＣＤＡモードでは、第１油圧供給部６１０を通じて第１ロッカーピン４１０に油圧が供給される。図８に示すように、第１ロッカーピン４１０及び第２ロッカーピン４３０は、第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０に各々位置するようになり、第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０は、メインボディー３００と分離される。したがって、第１フォロア２１０及び第２フォロア２２０は全てロストモーションを行って、バルブ７００は開閉されない。

第１油圧供給部６１０及び第２油圧供給部６５０の作動はＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）によって制御され、ＥＣＵは、エンジンなどに連結されたセンサーを通じてエンジンの運転状態を判断し、油圧の供給を制御する。ＥＣＵの作動及びモード選択は、当該技術分野の通常の技術者に自明な事項であるので、詳細な説明は省略する。

図面及び説明では、第１カム１１０及び第２カム１２０を各々ローリフトカム及びハイリフトカムに設定して説明したが、このような構成は逆にすることもでき結合部の構成が異なってもよい。このような組み合わせは、本発明の実施例を参照して実施できるので、詳細な説明は省略する。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、これに限定されず、本発明の技術範囲を逸脱しない範囲での変更を全て含む。

本発明は、車両の低速または高速の運転状態に合わせて、吸入または排出するガスの量を調節できる可変バルブリフト装置として好適である。

本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。 本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部分解図である。 本発明の実施例による可変バルブリフト装置の結合部の分解図である。 図１のＶ−Ｖ線による断面図である。 本発明の実施例による可変バルブリフト装置のローリフトモードでの結合部を示した図面である。 本発明の実施例による可変バルブリフト装置のハイリフトモードでの結合部を示した図面である。 本発明の実施例による可変バルブリフト装置のＣＤＡモードでの結合部を示した図面である。

符号の説明

１００ カムシャフト
１１０ 第１カム
１２０ 第２カム
２００ カムフォロア
２１０ 第１フォロア
２１５ 第１ローラ
２２０ 第２フォロア
２２５ 第２ローラ
２３０ 連結部
２４０ 連結ピン
２５０ 連結ピン挿入ホール
２６０ 係止部
３００ メインボディー
４００ 結合部
４１０ 第１ロッカーピン
４２０ リターンピン
４２２ 第１支持ピン
４２４ 第１リターンスプリング
４２６ 第１支持ピンホール
４３０ 第２ロッカーピン
４３２ 第２支持ピン
４３４ 第２リターンスプリング
４３６ 第２支持ピンホール
４３８ ストッパー
５００ ロストモーション弾性部
５１０ スプリングキャップ
５２０ プランジャー
５３０ ロストモーションスプリング
６１０ 第１油圧供給部
６２０ 第１油圧ピストン
６３０ 第１封止板
６５０ 第２油圧供給部
６６０ 第２油圧ピストン
６７０ 第２封止板
７００ バルブ

Claims (9)

1. 第１カム及び第２カムを含むカムシャフトと、
   前記第１カムと接触する第１フォロア及び前記第２カムと接触する第２フォロアを含むカムフォロアと、
   前記第１フォロア及び前記第２フォロアが相対回転可能に連結された連結部と、
   前記第１フォロア及び前記第２フォロアを支持するメインボディーと、
   前記第１フォロア及び前記第２フォロアが前記メインボディーに選択的に結合するようにする結合部と、
   前記第１フォロア及び前記第２フォロアに復元力を供給するように前記メインボディーに形成されたロストモーション弾性部と、
   前記カムフォロアによって選択的に開閉されるバルブと、を含み、
   前記結合部は、複数のロッカーピンを含み、
   前記複数のロッカーピンは、第１ロッカーピン、第２ロッカーピン、及び前記第１ロッカーピンに復元力を供給するリターンピンを含み、
   油圧供給部は、前記第１フォロアまたは前記第２フォロアが前記メインボディーに選択的に結合するように、前記複数のロッカーピンに油圧を供給し、
   前記油圧供給部は、前記第１ロッカーピンに油圧を供給する第１油圧供給部及び前記第２ロッカーピンに油圧を供給する第２油圧供給部を含み、
   前記第１ロッカーピンは、前記第１油圧供給部から油圧の供給を受けて、前記第１フォロア及び前記メインボディーの結合を選択的に解除し、
   前記第２ロッカーピンは、前記第２油圧供給部から油圧の供給を受けて、前記第２フォロア及び前記メインボディーを選択的に結合し、
   前記連結部は、連結ピン及び連結ピン挿入ホールによって前記第１フォロア及び前記第２フォロアを相対回転可能に連結し、
   前記第１フォロア及び前記第２フォロアでローリフトモード、ハイリフトモード、ＣＤＡモードの３段可変を行い、
   前記ローリフトモードでは、前記第２ロッカーピンは、前記第２フォロア内に位置するようになり、前記第１ロッカーピンは、前記メインボディー及び前記第１フォロアを連結し、
   前記ハイリフトモードでは、前記第２ロッカーピンは、前記第２フォロア及び前記メインボディーを連結し、
   前記第１ロッカーピンは、前記メインボディー及び前記第１フォロアを連結し、
   前記ＣＤＡモードでは、前記第１ロッカーピン及び前記第２ロッカーピンは、前記第１フォロア及び前記第２フォロアに各々位置するようになり、前記第１フォロア及び前記第２フォロアは、前記メインボディーと分離される、ことを特徴とする可変バルブリフト装置。
2. 前記第１油圧供給部は、第１油圧ピストン及び第１封止板を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
3. 前記第２油圧供給部は、第２油圧ピストン及び第２封止板を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
4. 第１支持ピンが前記メインボディーに形成され、
   前記リターンピンには、前記第１支持ピンと干渉されるのを防止するように第１支持ピンホールが形成され、
   第１リターンスプリングが前記第１支持ピン及び前記リターンピンの間に形成されて、前記リターンピンに復元力を供給することを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
5. 第２支持ピンが前記第２フォロアに挿入され、
   前記第２ロッカーピンには、前記第２支持ピンと干渉されるのを防止するように第２支持ピンホールが形成され、
   第２リターンスプリングが前記第２支持ピン及び前記第２ロッカーピンの間に形成されて、前記第２ロッカーピンに復元力を供給することを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
6. ストッパーが前記第２支持ピン及び前記ロッカーピンの間に形成されることを特徴とする請求項５に記載の可変バルブリフト装置。
7. 前記カムフォロアは、前記第１カム及び前記第２カムと各々接触する第１ローラ及び第２ローラを含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
8. 前記第１フォロアには、前記第１フォロアが前記メインボディーと分離されるのを防止するように、係止部が形成されることを特徴とする請求項７に記載の可変バルブリフト装置。
9. 前記ロストモーション弾性部は、
   スプリングキャップ、
   プランジャー、及び
   前記スプリングキャップと前記プランジャーの間に形成されるロストモーションスプリング、を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。

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