JP6574676B2 - 可変バルブリフト装置 - Google Patents
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Description
本発明は、可変バルブリフト装置に係り、より詳しくは、二つのバルブと一つのハイドロリックラッシュアジャスターで支持される３点支持の可変バルブリフト装置に関する。
一般に、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ）に受け入れた燃料と空気を燃焼させることにより動力を発生させる。ここで、空気を吸入する時は、カム軸（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動によって吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ ｖａｌｖｅｓ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入される。また、空気を排出する時は、カム軸の駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ ｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出される。
一方、最適の吸気バルブまたは排気バルブの動作は、エンジンの回転速度によって変わるものであり、エンジンの回転速度によって適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブ開閉時期が制御される。このように、エンジンの回転速度により適切なバルブ動作を具現するために、バルブがエンジンの回転数によって他のリフト（ｌｉｆｔ）で動作するように具現する可変バルブリフト（ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ；ＶＶＬ）装置が研究されている。
一方、最適の吸気バルブまたは排気バルブの動作は、エンジンの回転速度によって変わるものであり、エンジンの回転速度によって適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブ開閉時期が制御される。このように、エンジンの回転速度により適切なバルブ動作を具現するために、バルブがエンジンの回転数によって他のリフト（ｌｉｆｔ）で動作するように具現する可変バルブリフト（ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ；ＶＶＬ）装置が研究されている。
このような可変バルブリフト装置の例としては、カム軸に互いに異なるリフトでバルブを駆動させる複数のカムが具備され、状況によってバルブを駆動させるカムが選択されるように作動する装置がある。
しかし、カム軸に複数のカムが具備される場合、吸気バルブまたは排気バルブを作動させるためのカムを選択的に変更するための構成が複雑になり、構成要素間の干渉が発生する。一方、構成要素間の干渉が防止されるように複数のカムをそれぞれ独立して作動させる場合、それぞれのカム毎に作動のための構成要素が要求されることで原価が上昇する。
しかし、カム軸に複数のカムが具備される場合、吸気バルブまたは排気バルブを作動させるためのカムを選択的に変更するための構成が複雑になり、構成要素間の干渉が発生する。一方、構成要素間の干渉が防止されるように複数のカムをそれぞれ独立して作動させる場合、それぞれのカム毎に作動のための構成要素が要求されることで原価が上昇する。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、一つのカムでバルブリフトの変更が可能な可変バルブリフト装置を提供することにある。
また、バルブリフトの変更によってシリンダー休止を具現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他の目的がある。
さらに、二つのバルブのリフトを変更しながらも、空間活用度および動き特性が向上する可変バルブリフト装置を提供することに他の目的がある。
また、バルブリフトの変更によってシリンダー休止を具現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他の目的がある。
さらに、二つのバルブのリフトを変更しながらも、空間活用度および動き特性が向上する可変バルブリフト装置を提供することに他の目的がある。
このような目的を達成するための本発明の可変バルブリフト装置は、エンジンに具備されたバルブのリフトを変更するように作動する可変バルブリフト装置において、カムの回転により選択的にレバー運動し、一端に前記バルブが連結され、他端にレバー運動の回転軸が具備され、内側空間を形成するアウタボディーと、前記カムの回転によりレバー運動し、前記アウタボディーの内側空間に配置され、その一端が前記アウタボディーの一端と回転可能に連結されるイナーボディーと、前記アウタボディーの一端および前記イナーボディーの一端を貫通するように配置されて前記アウタボディーと前記イナーボディーとを連結する連結軸と、前記連結軸に巻かれるように配置され、一部分が前記アウタボディーに固定され、他部分が前記イナーボディーに固定されるローストモーションスプリングとを含み
前記イナーボディーは、前記アウタボディーに選択的に固定して前記アウタボディーのレバー運動回転軸を中心として前記アウタボディーと共にレバー運動するか、前記アウタボディーとの固定が選択的に解除されて前記連結軸を中心としてレバー運動し、前記ローストモーションスプリングは、前記連結軸を中心として前記アウタボディーと相対回転した前記イナーボディーを原位置に復帰させることを特徴とする。
前記イナーボディーは、前記アウタボディーに選択的に固定して前記アウタボディーのレバー運動回転軸を中心として前記アウタボディーと共にレバー運動するか、前記アウタボディーとの固定が選択的に解除されて前記連結軸を中心としてレバー運動し、前記ローストモーションスプリングは、前記連結軸を中心として前記アウタボディーと相対回転した前記イナーボディーを原位置に復帰させることを特徴とする。
前記イナーボディーは、内側空間を形成し、前記イナーボディーの内側空間に配置され、前記イナーボディーと回転可能に連結され、前記カムの回転により前記イナーボディーがレバー運動するように前記カムとローリング接触するローラをさらに含むことを特徴とする。
前記イナーボディーの他端には、前記イナーボディーの原位置時に前記アウタボディーの他端にかかるように突出したストッパーが形成されることを特徴とする。
前記ローストモーションスプリングの一部分は、前記イナーボディーとの干渉なしに延長されて前記アウタボディーの一端に固定されることを特徴とする。
前記アウタボディーの一端には、前記アウタボディーの幅方向両側にそれぞれ突き出してバルブと接触するバルブ接触部が形成されることを特徴とする。
前記アウタボディーの他端には、ハイドロリックラッシュアジャスターが装着され、前記アウタボディーは、前記両側のバルブ接触部にそれぞれ接触する二つのバルブおよび前記ハイドロリックラッシュアジャスターによって３点支持されることを特徴とする。
前記アウタボディーと前記連結軸とは、一体で形成され、前記ローストモーションスプリングの一部分は、前記連結軸に固定されることで前記アウタボディーに固定されることを特徴とする。
本発明によると、一つのカムとローリング接触するローラ３０の移動により二つのバルブリフトが変更されることで、カムとの摩擦による動力損失が最小化される。また、カムとローリング接触するローラ３０と共にイナーボディー２０のみがレバー運動することで、シリンダー休止が具現される。さらに、ローストモーションスプリング５０がバルブ接触部１６側に配置されることにより、連結軸４０の長さが短縮され、可変バルブリフト装置の全体的な大きさが減ることにより、重量および原価が節減され、空間活用度および動き特性が向上する。
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の平面図であり、図２は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の背面図である。
図１および図２に示すように、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置は、アウタボディー１０、イナーボディー２０、ローラ３０、連結軸４０、およびローストモーションスプリング５０を含む。
アウタボディー１０は、カム軸（図示せず）の回転力を選択的に伝達受けてレバー運動し、バルブを開閉させるように作動する。また、カム軸の回転運動をアウタボディー１０のレバー運動に変換させるように、カム軸にはカム（図示せず）が形成されるか具備される。ここで、バルブは、エンジンの吸気バルブまたは排気バルブである。さらに、アウタボディー１０の内側には、アウタボディー１０が垂直方向に貫通した空間１２が形成される。つまり、アウタボディー１０は、レバー運動するように一定の長さを有し、アウタボディー１０の内側空間１２が形成されるように一定の幅および厚さを有する。
図１は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の平面図であり、図２は、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置の背面図である。
図１および図２に示すように、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置は、アウタボディー１０、イナーボディー２０、ローラ３０、連結軸４０、およびローストモーションスプリング５０を含む。
アウタボディー１０は、カム軸（図示せず）の回転力を選択的に伝達受けてレバー運動し、バルブを開閉させるように作動する。また、カム軸の回転運動をアウタボディー１０のレバー運動に変換させるように、カム軸にはカム（図示せず）が形成されるか具備される。ここで、バルブは、エンジンの吸気バルブまたは排気バルブである。さらに、アウタボディー１０の内側には、アウタボディー１０が垂直方向に貫通した空間１２が形成される。つまり、アウタボディー１０は、レバー運動するように一定の長さを有し、アウタボディー１０の内側空間１２が形成されるように一定の幅および厚さを有する。
アウタボディー１０の一端には前記バルブが連結され、他端にはレバー運動回転軸が具備される。また、アウタボディーの内側空間１２がアウタボディー１０の一端側に開口することで、アウタボディー１０の全体的な形状は「Ｕ」字状に形成される。
続く説明において、アウタボディー１０に具備されるか連結される構成要素の一端および他端は、アウタボディー１０の一端および他端とそれぞれ同一の方向の一部分を意味する。
イナーボディー２０は、アウタボディーの内側空間１２に配置される。また、イナーボディー２０の一端は、アウタボディー１０の一端と回転可能に連結される。さらに、カム軸の回転力の伝達を受けてレバー運動し、バルブを選択的に開閉させるように作動する。さらには、イナーボディー２０の内側には、垂直方向に貫通した空間が形成される。つまり、イナーボディー２０は、レバー運動するように一定の長さを有し、イナーボディー２０の内側空間２４が形成されるように一定の幅および厚さを有する。
続く説明において、アウタボディー１０に具備されるか連結される構成要素の一端および他端は、アウタボディー１０の一端および他端とそれぞれ同一の方向の一部分を意味する。
イナーボディー２０は、アウタボディーの内側空間１２に配置される。また、イナーボディー２０の一端は、アウタボディー１０の一端と回転可能に連結される。さらに、カム軸の回転力の伝達を受けてレバー運動し、バルブを選択的に開閉させるように作動する。さらには、イナーボディー２０の内側には、垂直方向に貫通した空間が形成される。つまり、イナーボディー２０は、レバー運動するように一定の長さを有し、イナーボディー２０の内側空間２４が形成されるように一定の幅および厚さを有する。
ローラ３０は、イナーボディーの内側空間２４に配置される。また、ローラ３０は、イナーボディー２０と回転可能に連結される。さらに、ローラ３０は、カム軸の回転運動をアウタボディー１０またはイナーボディー２０のレバー運動に変換させるようにカムとローリング接触する。
連結軸４０は、アウタボディー１０の一端とイナーボディー２０の一端とを回転可能に連結させるように具備される。つまり、イナーボディー２０は、連結軸４０を中心としてアウタボディー１０と相対回転される。ここで、連結軸４０によってイナーボディー２０と連結するアウタボディー１０の一端をアウタ連結部１４と称し、連結軸４０によってアウタボディー１０と連結されるイナーボディー２０の一端をイナー連結部２２と称する。
アウタボディー１０の一端には、アウタ連結部１４から突出したバルブ接触部１６が形成される。バルブ接触部１６は、バルブまたはバルブを開閉させるように具備されるバルブ開閉装置と接触して、アウタボディー１０のレバー運動によりバルブを押すように機能する。
連結軸４０は、アウタボディー１０の一端とイナーボディー２０の一端とを回転可能に連結させるように具備される。つまり、イナーボディー２０は、連結軸４０を中心としてアウタボディー１０と相対回転される。ここで、連結軸４０によってイナーボディー２０と連結するアウタボディー１０の一端をアウタ連結部１４と称し、連結軸４０によってアウタボディー１０と連結されるイナーボディー２０の一端をイナー連結部２２と称する。
アウタボディー１０の一端には、アウタ連結部１４から突出したバルブ接触部１６が形成される。バルブ接触部１６は、バルブまたはバルブを開閉させるように具備されるバルブ開閉装置と接触して、アウタボディー１０のレバー運動によりバルブを押すように機能する。
ここで、アウタ連結部１４は、アウタボディー１０の幅方向で内側空間１２の両側に形成され、バルブ接触部１６は、両側のアウタ連結部１４からそれぞれ突き出して二つのバルブをそれぞれ押すように機能する。また、アウタ連結部１４の他端には、ハイドロリックラッシュアジャスター（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌａｓｈ ａｄｊｕｓｔｅｒ、ＨＬＡ）が装着される固定溝１５が形成される。つまり、本発明の実施例に係る可変バルブリフト装置は、二つのバルブと一つのハイドロリックラッシュアジャスターで支持される３点支持可変バルブリフト装置である。ここで、ハイドロリックラッシュアジャスターは、可変バルブリフト装置が作動するように油圧を供給すると同時に、バルブリフタが常にカムに密着して動くようにする装置であり、当該技術分野で通常の知識を有する者（以下、当業者）に自明であるので、これに対する詳しい説明は省略する。
イナーボディー２０がアウタボディー１０に固定されれば、ローラ３０とローリング接触した前記カムの回転によって、イナーボディー２０とアウタボディー１０は、アウタボディー１０のレバー運動回転軸を中心として共にレバー運動する。また、アウタボディー１０に固定されるイナーボディー２０の固定が解除されれば、ローラ３０とローリング接触したカムの回転によって、イナーボディー２０のみが連結軸４０を中心としてレバー運動する。ここで、ラッチングピン（ｌａｔｃｈｉｎｇ ｐｉｎ）等を利用してアウタボディー１０に選択的に固定するイナーボディー２０の固定および解除は、当業者に自明であるので、これに対する詳しい説明は省略する。
ローストモーションスプリング５０は、アウタボディー１０に固定されるイナーボディー２０の固定が解除される場合に、レバー運動によってアウタボディー１０と相対回転したイナーボディー２０を原位置に復帰させるように機能する。また、ローストモーションスプリング５０は、連結軸４０に巻かれるように配置される。
ローストモーションスプリング５０は、アウタボディー１０に固定されるイナーボディー２０の固定が解除される場合に、レバー運動によってアウタボディー１０と相対回転したイナーボディー２０を原位置に復帰させるように機能する。また、ローストモーションスプリング５０は、連結軸４０に巻かれるように配置される。
ローストモーションスプリング５０には、アウタボディー１０に固定されるアウタ固定部５２およびイナーボディー２０に固定されるイナー固定部５４が形成される。また、アウタ固定部５２は、イナーボディー２０と干渉しないようにアウタボディー１０の幅方向に沿って延長されてアウタボディー１０のアウタ連結部１４に固定される。
ローストモーションスプリング５０が連結軸４０に巻かれるように配置されることで、イナーボディー２０に固定することが容易であり、ローストモーションスプリング５０をアウタボディー１０またはイナーボディー２０と連結するための別の構成要素が必要ない。例えば、ローストモーションスプリング５０がアウタボディー１０のレバー運動の回転軸に巻かれるように配置され、ローストモーションスプリング５０の一部分がローラ３０の回転軸を通じてイナーボディー２０に連結される場合は、ローラ３０の回転軸の長さが長くなり、ローストモーションスプリング５０がアウタボディー１０のレバー運動の回転軸に巻かれるようにするための別の構成要素が必要となる。
ローストモーションスプリング５０が連結軸４０に巻かれるように配置されることで、イナーボディー２０に固定することが容易であり、ローストモーションスプリング５０をアウタボディー１０またはイナーボディー２０と連結するための別の構成要素が必要ない。例えば、ローストモーションスプリング５０がアウタボディー１０のレバー運動の回転軸に巻かれるように配置され、ローストモーションスプリング５０の一部分がローラ３０の回転軸を通じてイナーボディー２０に連結される場合は、ローラ３０の回転軸の長さが長くなり、ローストモーションスプリング５０がアウタボディー１０のレバー運動の回転軸に巻かれるようにするための別の構成要素が必要となる。
図３は、本発明の実施例に係るアウタボディー連結孔を示す斜視図である。
図１および図３に示すように、連結軸４０は、アウタボディー１０のアウタ連結部１４を貫通するように配置される。つまり、アウタボディー１０のアウタ連結部１４には、連結軸４０が挿入されるようにアウタ連結孔１８が形成される。また、バルブ接触部１６がアウタ連結部１４からアウタボディー１０の幅方向両側に突き出して形成されることにより、バルブ接触部１６を除いたアウタボディー１０の全体的な幅および連結軸４０の長さを短くできる。
図４は、本発明の実施例に係るイナーボディーの斜視図である。
図４に示すように、イナーボディー２０は、ストッパー２６、イナー連結孔２８、ローラ孔２５、およびラッチングピン孔２９をさらに含む。
ストッパー２６は、イナーボディー２０の他端から突き出して形成され、ローストモーションスプリング５０によってイナーボディー２０が原位置に到達する時に、イナーボディー２０の他端がアウタボディー１０の他端にかかるように形成される（図２参照）。従って、イナーボディー２０がローストモーションスプリング５０によって安定して原位置に復帰させられる。
図１および図３に示すように、連結軸４０は、アウタボディー１０のアウタ連結部１４を貫通するように配置される。つまり、アウタボディー１０のアウタ連結部１４には、連結軸４０が挿入されるようにアウタ連結孔１８が形成される。また、バルブ接触部１６がアウタ連結部１４からアウタボディー１０の幅方向両側に突き出して形成されることにより、バルブ接触部１６を除いたアウタボディー１０の全体的な幅および連結軸４０の長さを短くできる。
図４は、本発明の実施例に係るイナーボディーの斜視図である。
図４に示すように、イナーボディー２０は、ストッパー２６、イナー連結孔２８、ローラ孔２５、およびラッチングピン孔２９をさらに含む。
ストッパー２６は、イナーボディー２０の他端から突き出して形成され、ローストモーションスプリング５０によってイナーボディー２０が原位置に到達する時に、イナーボディー２０の他端がアウタボディー１０の他端にかかるように形成される（図２参照）。従って、イナーボディー２０がローストモーションスプリング５０によって安定して原位置に復帰させられる。
イナー連結孔２８は、イナーボディー２０のイナー連結部２２を貫通するように配置される連結軸４０が挿入されるように形成された孔であり、ローラ孔２５は、ローラ３０の回転軸が挿入されるように形成された孔である。つまり、イナー連結孔２８およびローラ孔２５は、イナーボディー２０の幅方向に貫通するように形成される。
記ラッチングピン孔２９は、ラッチングピンのようにイナーボディー２０をアウタボディー１０に選択的に固定させるように機能する固定部材が挿入されるように形成された孔である。また、固定部材がハイドロリックラッシュアジャスターから供給された油圧によってラッチングピン孔２９に挿入されることにより、イナーボディー２０が前記アウタボディー１０に固定される。
記ラッチングピン孔２９は、ラッチングピンのようにイナーボディー２０をアウタボディー１０に選択的に固定させるように機能する固定部材が挿入されるように形成された孔である。また、固定部材がハイドロリックラッシュアジャスターから供給された油圧によってラッチングピン孔２９に挿入されることにより、イナーボディー２０が前記アウタボディー１０に固定される。
一方、アウタボディー１０およびイナーボディー２０の加工時にストッパー２６を基準として加工することで、固定部材とラッチングピン孔２９との間の公差を精密に最適化させることができる。
上述したように、本発明の実施例によると、一つのカムとローリング接触するローラ３０の移動により二つのバルブリフトが変更されることで、カムとの摩擦による動力損失が最小化される。また、カムとローリング接触するローラ３０と共にイナーボディー２０のみがレバー運動することで、シリンダー休止が具現される。さらに、ローストモーションスプリング５０がバルブ接触部１６側に配置されることにより、連結軸４０の長さが短縮し、可変バルブリフト装置の全体的な大きさが減ることにより、重量および原価が節減され、空間活用度および動き特性が向上する。
上述したように、本発明の実施例によると、一つのカムとローリング接触するローラ３０の移動により二つのバルブリフトが変更されることで、カムとの摩擦による動力損失が最小化される。また、カムとローリング接触するローラ３０と共にイナーボディー２０のみがレバー運動することで、シリンダー休止が具現される。さらに、ローストモーションスプリング５０がバルブ接触部１６側に配置されることにより、連結軸４０の長さが短縮し、可変バルブリフト装置の全体的な大きさが減ることにより、重量および原価が節減され、空間活用度および動き特性が向上する。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明が属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
１０：アウタボディー
１２：アウタボディー内側空間
１４：アウタ連結部
１６：バルブ接触部
１８：アウタ連結孔
２０：イナーボディー
２２：イナー連結部
２４：イナーボディー内側空間
２５：ローラ孔
２６：ストッパー
２８：イナー連結孔
２９：ラッチングピン孔
３０：ローラ
４０：連結軸
５０：ローストモーションスプリング
５２：アウタ固定部
５４：イナー固定部
１２：アウタボディー内側空間
１４：アウタ連結部
１６：バルブ接触部
１８：アウタ連結孔
２０：イナーボディー
２２：イナー連結部
２４：イナーボディー内側空間
２５：ローラ孔
２６：ストッパー
２８：イナー連結孔
２９：ラッチングピン孔
３０：ローラ
４０：連結軸
５０：ローストモーションスプリング
５２：アウタ固定部
５４：イナー固定部
Claims (6)
- エンジンに具備されたバルブのリフトを変更するように作動する可変バルブリフト装置において、
カムの回転により選択的にレバー運動し、一端に前記バルブが連結され、他端にレバー運動の回転軸が具備され、内側空間を形成するアウタボディーと、
前記カムの回転によりレバー運動し、前記アウタボディーの内側空間に配置され、その一端が前記アウタボディーの一端と回転可能に連結されるイナーボディーと、
前記アウタボディーの一端および前記イナーボディーの一端を貫通するように配置されて前記アウタボディーと前記イナーボディーとを連結する連結軸と、
前記連結軸に巻かれるように配置され、一部分が前記アウタボディーに固定され、他部分が前記イナーボディーに固定されるローストモーションスプリングと、を含み、
前記イナーボディーは、前記アウタボディーに選択的に固定されて前記アウタボディーのレバー運動回転軸を中心として前記アウタボディーと共にレバー運動するか、前記アウタボディーとの固定が選択的に解除されて前記連結軸を中心としてレバー運動し、
前記ローストモーションスプリングは、前記連結軸を中心として前記アウタボディーと相対回転した前記イナーボディーを原位置に復帰させ、
前記アウタボディーと前記連結軸とは、一体で形成され、前記ローストモーションスプリングの一部分は、前記連結軸に固定されることで前記アウタボディーに固定されることを特徴とする可変バルブリフト装置。 - 前記イナーボディーは、内側空間を形成し、
前記イナーボディーの内側空間に配置され、前記イナーボディーと回転可能に連結され、前記カムの回転により前記イナーボディーがレバー運動するように前記カムとローリング接触するローラをさらに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。 - 前記イナーボディーの他端には、前記イナーボディーの原位置時に前記アウタボディーの他端にかかるように突出したストッパーが形成され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。
- 前記ローストモーションスプリングの一部分は、前記イナーボディーとの干渉なしに延長されて前記アウタボディーの一端に固定され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。
- 前記アウタボディーの一端には、前記アウタボディーの幅方向両側にそれぞれ突き出してバルブと接触するバルブ接触部が形成され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。
- 前記アウタボディーの他端には、ハイドロリックラッシュアジャスターが装着され、
前記アウタボディーは、前記両側のバルブ接触部にそれぞれ接触する二つのバルブおよび前記ハイドロリックラッシュアジャスターによって３点支持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。
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