JP6993828B2 - 連続可変バルブデュレーション装置およびこれを含むエンジン - Google Patents
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Description
本発明は連続可変バルブデュレーション装置およびこれを含むエンジンに係り、より詳しくは簡単な構成でバルブのデュレーションをエンジンの動作状態に応じて変化させることができる連続可変バルブデュレーション装置およびこれを含むエンジンに関する。
一般に、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を受け入れてこれを燃焼することによって動力を発生する。空気を吸入する時にはカム軸（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の空気が燃焼室に吸入される。また、カム軸の駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ ｖａｌｖｅ）を作動させて排気バルブが開いている間の空気が燃焼室から排出される。
しかし、最適の吸気バルブ／排気バルブの動作は、エンジンの回転速度に応じて変わる。つまり、エンジンの回転速度に応じて適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブのオープニング／クロージングタイムが異なる。このようにエンジンの回転速度に応じて適切なバルブ動作を実現するため、バルブを駆動させるカムの形状を複数設計したり、バルブがエンジン回転数により他のリフト（ｌｉｆｔ）として動作するように実現する連続可変バルブリフト（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ、ＣＶＶＬ）装置が研究されている。
また、バルブの開放時間を調節するものとしてＣＶＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）技術が開発されてきたが、これはバルブタイミングが固定された状態でバルブ開閉時点が同時に変更される技術である。
しかし、従来のＣＶＶＬまたはＣＶＶＴは構成が複雑でかつ費用が高いという問題がある。
しかし、最適の吸気バルブ／排気バルブの動作は、エンジンの回転速度に応じて変わる。つまり、エンジンの回転速度に応じて適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブのオープニング／クロージングタイムが異なる。このようにエンジンの回転速度に応じて適切なバルブ動作を実現するため、バルブを駆動させるカムの形状を複数設計したり、バルブがエンジン回転数により他のリフト（ｌｉｆｔ）として動作するように実現する連続可変バルブリフト（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ、ＣＶＶＬ）装置が研究されている。
また、バルブの開放時間を調節するものとしてＣＶＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）技術が開発されてきたが、これはバルブタイミングが固定された状態でバルブ開閉時点が同時に変更される技術である。
しかし、従来のＣＶＶＬまたはＣＶＶＴは構成が複雑でかつ費用が高いという問題がある。
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、その目的とするところは、エンジンの作動状態に応じてバルブのデュレーションを調節できる連続可変バルブデュレーション装置およびこれを含むエンジンを提供することにある。
このような目的を達成するための本発明の連続可変バルブデュレーション装置は、カム軸と、カムが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変され得るカムユニットと、前記カム軸の回転を前記カムユニットに伝達するインナーブラケットと、前記インナーブラケットが回転可能に挿入され、前記カム軸と平行方向にガイド溝が形成され、前記カム軸に垂直方向にガイドホールが形成されたホイールハウジングと、前記ホイールハウジングの移動をガイドするように前記ガイドホールに挿入されるガイドシャフトを含むガイド部と、前記カム軸と並んで備えられ、前記ガイド溝に挿入される制御シャフトを含み、選択的に前記制御シャフトを回転させて前記ホイールハウジングの前記カム軸に対する相対位置を変更する制御部と、を含み、前記カムユニットは、一つのシリンダとそれに隣接するシリンダに対応してそれぞれ備えられる第１カム部および第２カム部を含み、前記インナーブラケットは、前記カム軸の回転を前記第１カム部および第２カム部にそれぞれ伝達する第１インナーブラケットおよび第２インナーブラケットを含み、前記第１インナーブラケットと前記第２インナーブラケットが結合されたことを特徴とする。
前記ガイド部は、前記ガイドシャフトを支持するガイドブラケットと、をさらに含むことを特徴とする。
前記インナーブラケットには、第１スライディングホールおよび第２スライディングホールが形成され、前記カムユニットには、カムスロットが形成され、前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記カム軸に結合して前記第１スライディングホールに回転可能に挿入されるスライダーピンと、前記カムスロットにスライディング可能に挿入されて前記第２スライディングホールに回転可能に挿入されるローラーカムと、をさらに含むことを特徴とする。
前記ローラーカムは、前記カムスロットにスライディング可能に挿入されるローラーカムボディと、前記第２スライディングホールに回転可能に挿入されるローラーカムヘッドと、を含むことを特徴とする。
前記ローラーカムには、前記ローラーカムの離脱を防止する突出部が形成されることを特徴とする。
前記スライダーピンは、前記カム軸にスライディング可能に結合されるピンボディと、前記第１スライディングホールに回転可能に挿入されるピンヘッドと、を含むことを特徴とする。
前記ピンボディと前記ピンヘッドは一体形成されることを特徴とする。
前記カム軸の内部にはその長さ方向に沿ってカム軸オイルホールが形成され、前記スライダーピンの前記ピンボディには前記カム軸オイルホールと連通するボディオイルホールが形成され、前記スライダーピンの前記ピンヘッドには前記ボディオイルホールと連通するオイル溝が形成されることを特徴とする。
前記ホイールハウジング内に備えられ、前記第１インナーブラケットおよび第２インナーブラケットを支持するベアリングと、をさらに含むことを特徴とする。
前記第１カム部および第２カム部には２個のカムが形成され、前記各カムの間にはカムキャップ結合部が形成され、前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記カムキャップ結合部を回転可能に支持するカム支持部が形成されたカムキャップと、をさらに含むことを特徴とする。
前記制御部は制御モータと、前記制御モータに連結されて回転し、第１ジャーナルホールが偏心形成された第１ジャーナルと、第２ジャーナルホールが偏心形成された第２ジャーナルと、をさらに含み、前記制御シャフトが前記第１ジャーナルホールおよび前記第２ジャーナルホールに挿入されることを特徴とする。
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記第１ジャーナルおよび前記第２ジャーナルを回転可能にそれぞれ支持するジャーナルブラケットと、をさらに含むことを特徴とする。
前記制御部には、前記制御シャフトの回転を制限するストッパーが形成されることを特徴とする。
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記カムユニットを回転可能に支持するカムキャップと、前記ガイドシャフトを支持し、前記カムキャップに結合するガイドブラケットと、をさらに含むことを特徴とする。
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記制御シャフトが挿入される第１ジャーナルホールが偏心形成された第１ジャーナルと、前記制御シャフトが挿入される第２ジャーナルホールが偏心形成された第２ジャーナルと、前記第１ジャーナルおよび前記第２ジャーナルを回転可能にそれぞれ支持するジャーナルブラケットと、をさらに含むことを特徴とする。
前記ジャーナルブラケットは、前記カムキャップに装着されることを特徴とする。
本発明の実施形態によるエンジンは、連続可変バルブデュレーション装置を含むことを特徴とする。
本発明の連続可変バルブデュレーション装置によれば、簡単な構成でエンジンの作動状態に応じてバルブのデュレーションを調節し、
連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さいため、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持し、
既存の一般エンジンの過度な設計変更を行わなくとも連続可変バルブデュレーション装置を適用することができ、生産性を高め、かつ生産費用を節減することができる。
連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さいため、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持し、
既存の一般エンジンの過度な設計変更を行わなくとも連続可変バルブデュレーション装置を適用することができ、生産性を高め、かつ生産費用を節減することができる。
以下、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの斜視図であり、図２は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の斜視図である。
図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の分解斜視図である。
図１乃至図４に示す通り、本発明の実施形態によるエンジン１は、連続可変バルブデュレーション装置を含む。
前記エンジンに４個のシリンダ（２０１、２０２、２０３、２０４）が形成された場合を示しているが、これに限定されない。
図１は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの斜視図であり、図２は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の斜視図である。
図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の分解斜視図である。
図１乃至図４に示す通り、本発明の実施形態によるエンジン１は、連続可変バルブデュレーション装置を含む。
前記エンジンに４個のシリンダ（２０１、２０２、２０３、２０４）が形成された場合を示しているが、これに限定されない。
本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置は、カム軸３０、カム７１が形成され、カム軸３０が挿入され、カム軸３０に対するカム７１の相対的な位相が変更できるカムユニット７０、カム軸３０の回転をカムユニット７０に伝達するインナーブラケット８０、インナーブラケット８０が回転可能に挿入され、カム軸３０と平行方向にガイド溝９１が形成され、カム軸３０に垂直方向にガイドホール９５が形成されたホイールハウジング９０、ホイールハウジング９０の移動をガイドするようにガイドホール９５に挿入されるガイドシャフト１３２を含むガイド部１３０およびカム軸３０と並んで備えられ、ガイド溝９１に挿入される制御シャフト１０８を含み、選択的に制御シャフト１０８を回転させてホイールハウジング９０のカム軸３０に対する相対位置を変更する制御部１００を含む。
ガイド部１３０は、ガイドシャフト１３２を支持するガイドブラケット１３４をさらに含む。
カム軸３０は吸気カム軸であり、吸気軸と排気カム軸でもる。
図５は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の制御シャフトと、第１ジャーナルおよび第２ジャーナルの分解斜視図であり、図６は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の制御シャフトと、第１ジャーナルおよび第２ジャーナルの断面図である。
図１乃至図６に示す通り、制御部１００は、制御モータ１１２、制御モータ１１２に連結されて回転し、第１ジャーナルホール１０３が偏心形成された第１ジャーナル１０２および第２ジャーナルホール１０５が偏心形成された第２ジャーナル１０４をさらに含む。そして、制御シャフト１０８が第１ジャーナルホール１０３および第２ジャーナルホール１０５に挿入される。
第１ジャーナル１０２および第２ジャーナル１０４を回転可能にそれぞれ支持するようにジャーナルブラケット１１０が備えられる。
カム軸３０は吸気カム軸であり、吸気軸と排気カム軸でもる。
図５は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の制御シャフトと、第１ジャーナルおよび第２ジャーナルの分解斜視図であり、図６は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の制御シャフトと、第１ジャーナルおよび第２ジャーナルの断面図である。
図１乃至図６に示す通り、制御部１００は、制御モータ１１２、制御モータ１１２に連結されて回転し、第１ジャーナルホール１０３が偏心形成された第１ジャーナル１０２および第２ジャーナルホール１０５が偏心形成された第２ジャーナル１０４をさらに含む。そして、制御シャフト１０８が第１ジャーナルホール１０３および第２ジャーナルホール１０５に挿入される。
第１ジャーナル１０２および第２ジャーナル１０４を回転可能にそれぞれ支持するようにジャーナルブラケット１１０が備えられる。
図５および図６に示すように、第１ジャーナルホール１０３および第２ジャーナルホール１０５が偏心形成され、第１ジャーナル１０２および第２ジャーナル１０４の回転中心Ｘから制御シャフト１０８の中心軸（Ｙ）が偏心（Δ）している。
第１ジャーナルホール１０３と第２ジャーナルホール１０５を第１ジャーナル１０２および第２ジャーナル１０４に偏心形成し、制御シャフト１０８を単純に組み立てるため構成が単純になり、加工が容易であるため製作単価を下げることができる。
図７は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットとカムユニットの分解斜視図であり、図８は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットとカムユニットの斜視図である。
図９は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の第１ジャーナルの斜視図であり、図１０は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の一部断面図である。
第１ジャーナルホール１０３と第２ジャーナルホール１０５を第１ジャーナル１０２および第２ジャーナル１０４に偏心形成し、制御シャフト１０８を単純に組み立てるため構成が単純になり、加工が容易であるため製作単価を下げることができる。
図７は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットとカムユニットの分解斜視図であり、図８は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットとカムユニットの斜視図である。
図９は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の第１ジャーナルの斜視図であり、図１０は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の一部断面図である。
図１１は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のホイールハウジングの斜視図であり、図１２は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のガイド部とインナーブラケットの断面図である。
図１３は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットの分解斜視図であり、図１４は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットの断面図である。
図１乃至図１４に示す通り、インナーブラケット８０には、第１スライディングホール８６および第２スライディングホール８８が形成され、カムユニット７０にはカムスロット７４が形成される。
連続可変バルブデュレーション装置は、カム軸３０に結合されて第１スライディングホール８６に回転可能に挿入されるスライダーピン６０およびカムスロット７４にスライディング可能に挿入され、第２スライディングホール８８に回転可能に挿入されるローラーカム８２をさらに含む。
図１３は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットの分解斜視図であり、図１４は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のインナーブラケットの断面図である。
図１乃至図１４に示す通り、インナーブラケット８０には、第１スライディングホール８６および第２スライディングホール８８が形成され、カムユニット７０にはカムスロット７４が形成される。
連続可変バルブデュレーション装置は、カム軸３０に結合されて第１スライディングホール８６に回転可能に挿入されるスライダーピン６０およびカムスロット７４にスライディング可能に挿入され、第２スライディングホール８８に回転可能に挿入されるローラーカム８２をさらに含む。
ローラーカム８２は、カムスロット７４にスライディング可能に挿入されるローラーカムボディ８２ａおよび第２スライディングホール８８に回転可能に挿入されるローラーカムヘッド８２ｂを含む。
ローラーカム８２には、ローラーカム８２の離脱を防止する突出部８２ｃが形成される。
スライダーピン６０は、カム軸３０にスライディング可能に挿入されるピンボディ６２および第１スライディングホール８６に回転可能に挿入されるピンヘッド６４を含み、ピンボディ６２とピンヘッド６４は一体形成される。
カム軸３０にはカム軸ホール３４が形成され、スライダーピン６０のピンボディ６２がカム軸ホール３４に移動可能に挿入され、ピンヘッド６４が第１スライディングホール８６内で回転可能に備えられる。
カム軸３０の内部にはその長さ方向に沿ってカム軸オイルホール３２が形成され、スライダーピン６０のピンボディ６２にはカム軸オイルホール３２と連通するボディオイルホール６６が形成され、スライダーピン６０のピンヘッド６４には、ボディオイルホール６６と連通ホール６９を介して連通するオイル溝６８が形成される。
ローラーカム８２には、ローラーカム８２の離脱を防止する突出部８２ｃが形成される。
スライダーピン６０は、カム軸３０にスライディング可能に挿入されるピンボディ６２および第１スライディングホール８６に回転可能に挿入されるピンヘッド６４を含み、ピンボディ６２とピンヘッド６４は一体形成される。
カム軸３０にはカム軸ホール３４が形成され、スライダーピン６０のピンボディ６２がカム軸ホール３４に移動可能に挿入され、ピンヘッド６４が第１スライディングホール８６内で回転可能に備えられる。
カム軸３０の内部にはその長さ方向に沿ってカム軸オイルホール３２が形成され、スライダーピン６０のピンボディ６２にはカム軸オイルホール３２と連通するボディオイルホール６６が形成され、スライダーピン６０のピンヘッド６４には、ボディオイルホール６６と連通ホール６９を介して連通するオイル溝６８が形成される。
カム軸オイルホール３２に伝達される潤滑油がボディオイルホール６６、連通ホール６９およびオイル溝６８を経てインナーブラケット８０に円滑に伝達される。
カムユニット７０は、一つのシリンダ、例えば、第１シリンダ２０１とそれに隣接するシリンダ、例えば第２シリンダ２０２に対応してそれぞれ備えられる第１カム部７０ａ、および第２カム部７０ｂを含み、インナーブラケット８０は、カム軸３０の回転を第１カム部７０ａおよび第２カム部７０ｂにそれぞれ伝達する第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂを含む。
連続可変バルブデュレーション装置は、ホイールハウジング９０内に備えられ、第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂと結合するベアリング１４０をさらに含む。
ベアリング１４０は、ニードルベアリングであり、一つのホイールハウジング９０内に第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが備えられ、ベアリング１４０によって第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが円滑に回転可能である。
また、一つのホイールハウジング９０内に第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが備えられ、部品数が減り、生産性および経済性が向上でき、全体器具が占める空間を縮小することができる。
カムユニット７０は、一つのシリンダ、例えば、第１シリンダ２０１とそれに隣接するシリンダ、例えば第２シリンダ２０２に対応してそれぞれ備えられる第１カム部７０ａ、および第２カム部７０ｂを含み、インナーブラケット８０は、カム軸３０の回転を第１カム部７０ａおよび第２カム部７０ｂにそれぞれ伝達する第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂを含む。
連続可変バルブデュレーション装置は、ホイールハウジング９０内に備えられ、第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂと結合するベアリング１４０をさらに含む。
ベアリング１４０は、ニードルベアリングであり、一つのホイールハウジング９０内に第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが備えられ、ベアリング１４０によって第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが円滑に回転可能である。
また、一つのホイールハウジング９０内に第１インナーブラケット８０ａおよび第２インナーブラケット８０ｂが備えられ、部品数が減り、生産性および経済性が向上でき、全体器具が占める空間を縮小することができる。
ホイールハウジング９０内に備えられる第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂが結合される。例えば、第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂにそれぞれ第１インナーブラケット結合部８４と第２インナーブラケット結合部８５が形成されて第１インナーブラケット結合部８４と第２インナーブラケット結合部８５が結合される。
図面には第１インナーブラケット結合部８４と第２インナーブラケット結合部８５がそれぞれ凸／凹形状にこれを結合した場合を示しているが、これに限定されない。
第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂが結合された場合、第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂが分離された場合より、部品、例えばベアリング、インナーブラケット、ホイールハウジングなどの製作公差による揺動が防止され、より安定した動きが可能である。
第１カム部７０ａおよび第２カム部７０ｂには２個のカム７１、７２が形成され、各カム７１、７２の間にはカムキャップ結合部７６が形成される。
図面には第１インナーブラケット結合部８４と第２インナーブラケット結合部８５がそれぞれ凸／凹形状にこれを結合した場合を示しているが、これに限定されない。
第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂが結合された場合、第１インナーブラケット８０ａと第２インナーブラケット８０ｂが分離された場合より、部品、例えばベアリング、インナーブラケット、ホイールハウジングなどの製作公差による揺動が防止され、より安定した動きが可能である。
第１カム部７０ａおよび第２カム部７０ｂには２個のカム７１、７２が形成され、各カム７１、７２の間にはカムキャップ結合部７６が形成される。
カム７１、７２と接触してバルブ２００が開閉される。
連続可変バルブデュレーション装置は、カムキャップ結合部７６を回転可能に支持するカム支持部４６が形成されたカムキャップ４０をさらに含む。
制御部１００には制御シャフト１０８の回転を制限するストッパー１０６が形成される。
つまり、ストッパー１０６は、図９に示すように、第１ジャーナル１０２に突出形成され、ジャーナルブラケット１１０にジャーナルブラケット突出部１１１が形成されて制御シャフト１０８の回転を制限する。
カムキャップ結合部７６が形成されたカムユニット７０を回転可能に支持するカムキャップ４０にガイドブラケット１３４が結合される。
また、ジャーナルブラケット１１０もカムキャップ４０に結合されて組み立ておよび整備が容易になる。
図１５ないし図１７は、本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の作動を説明する図である。
連続可変バルブデュレーション装置は、カムキャップ結合部７６を回転可能に支持するカム支持部４６が形成されたカムキャップ４０をさらに含む。
制御部１００には制御シャフト１０８の回転を制限するストッパー１０６が形成される。
つまり、ストッパー１０６は、図９に示すように、第１ジャーナル１０２に突出形成され、ジャーナルブラケット１１０にジャーナルブラケット突出部１１１が形成されて制御シャフト１０８の回転を制限する。
カムキャップ結合部７６が形成されたカムユニット７０を回転可能に支持するカムキャップ４０にガイドブラケット１３４が結合される。
また、ジャーナルブラケット１１０もカムキャップ４０に結合されて組み立ておよび整備が容易になる。
図１５ないし図１７は、本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置の作動を説明する図である。
図１５に示すように、中立状態、つまり、カム軸３０とカムユニット７０の回転中心が一致した場合、カム７１、７２はカム軸３０と同じ速度で回転する。
エンジンの作動状態に応じて示していないＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ ｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）が制御部１００に制御信号を送ると、例えば制御モータ１１２が制御シャフト１０８を回転させる。
そうすると、図１６および図１７に示すように制御シャフト１０８によってホイールハウジング９０のカム軸３０に対する相対位置が変更される。
ホイールハウジング９０の位置がカム軸３０の回転中心に対して一方向に移動すると、カム軸３０に対するカム７１、７２の回転速度がその位相に応じて変更される。
つまり、スライダーピン６０のピンボディ６２がカム軸３０に形成されたカム軸ホール３４に移動可能に挿入され、ピンヘッド６４が第１スライディングホール８６内で回転可能に挿入され、ローラーカム８２が第２スライディングホール８８に回転可能に挿入され、カムスロット７４内で移動可能であるため、カム７１、７２はカム軸３０に対する相対的な回転速度が変わる。
図１８は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のカムスロットを示す図であり、図１９は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のバルブプロファイルを示すグラフである。
エンジンの作動状態に応じて示していないＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ ｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）が制御部１００に制御信号を送ると、例えば制御モータ１１２が制御シャフト１０８を回転させる。
そうすると、図１６および図１７に示すように制御シャフト１０８によってホイールハウジング９０のカム軸３０に対する相対位置が変更される。
ホイールハウジング９０の位置がカム軸３０の回転中心に対して一方向に移動すると、カム軸３０に対するカム７１、７２の回転速度がその位相に応じて変更される。
つまり、スライダーピン６０のピンボディ６２がカム軸３０に形成されたカム軸ホール３４に移動可能に挿入され、ピンヘッド６４が第１スライディングホール８６内で回転可能に挿入され、ローラーカム８２が第２スライディングホール８８に回転可能に挿入され、カムスロット７４内で移動可能であるため、カム７１、７２はカム軸３０に対する相対的な回転速度が変わる。
図１８は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のカムスロットを示す図であり、図１９は本発明の実施形態による連続可変バルブデュレーション装置のバルブプロファイルを示すグラフである。
図１８に示すように、カムスロット７４がカム（７１または７２）より進角（図１８のａ）または遅角（図１８のｂ）した位置に形成され、またはカムローブ（ｌｏｂｅ）と同一の位相に形成されて多様な形状のバルブプロファイルが形成される。
バルブ２００の最大リフト値は一定であり、ホイールハウジング９０の位置が相対的に変わることによってカム７１、７２のカム軸３０に対する相対回転速度が変わり、バルブ２００の開閉時間が変わり、したがって、バルブ２００のデュレーションが変わる。
カムスロット７４の形成位置、バルブ２００の装着角度などにより図１９の（ａ）に示すように、バルブの開時間と閉時間が同時に変更される。
また、図１９の（ｂ）に示すように、バルブ２００の開時間は一定になるようにし、バルブ２００の閉時間を進角（ａｄｖａｎｃｅｄ）させるか、または遅角（ｒｅｔａｒｄｅｄ）させることもできる。
逆に、図１９の（ｃ）に示すように、バルブ２００の閉時間は一定になるようにし、バルブ２００の開時間を進角（ａｄｖａｎｃｅｄ）させるか、または遅角（ｒｅｔａｒｄｅｄ）させることもできる。
バルブ２００の最大リフト値は一定であり、ホイールハウジング９０の位置が相対的に変わることによってカム７１、７２のカム軸３０に対する相対回転速度が変わり、バルブ２００の開閉時間が変わり、したがって、バルブ２００のデュレーションが変わる。
カムスロット７４の形成位置、バルブ２００の装着角度などにより図１９の（ａ）に示すように、バルブの開時間と閉時間が同時に変更される。
また、図１９の（ｂ）に示すように、バルブ２００の開時間は一定になるようにし、バルブ２００の閉時間を進角（ａｄｖａｎｃｅｄ）させるか、または遅角（ｒｅｔａｒｄｅｄ）させることもできる。
逆に、図１９の（ｃ）に示すように、バルブ２００の閉時間は一定になるようにし、バルブ２００の開時間を進角（ａｄｖａｎｃｅｄ）させるか、または遅角（ｒｅｔａｒｄｅｄ）させることもできる。
前述のように本発明の連続可変バルブデュレーション装置によれば、バルブリフトの多様なデュレーションを実現することができる。
また、連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さいため、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持することができる。
また、既存の一般エンジンの過度な設計変更を行わなくとも連続可変バルブデュレーション装置を適用することができ、生産性を高められ、かつ生産費用を節減することができる。
スライダーピン６０にボディオイルホール６６とオイル溝６８が形成されてインナーブラケットなど回転する部品に潤滑油の供給が円滑になる。
ガイド溝９１の形状を単純にして製作工程が単純になり、製作費用を節減することができる。
また、連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さいため、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持することができる。
また、既存の一般エンジンの過度な設計変更を行わなくとも連続可変バルブデュレーション装置を適用することができ、生産性を高められ、かつ生産費用を節減することができる。
スライダーピン６０にボディオイルホール６６とオイル溝６８が形成されてインナーブラケットなど回転する部品に潤滑油の供給が円滑になる。
ガイド溝９１の形状を単純にして製作工程が単純になり、製作費用を節減することができる。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の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。
１：エンジン
３０：カム軸
３２：カム軸オイルホール
３４：カム軸ホール
４０：カムキャップ
４６：カム支持部
６０：スライダーピン
６２：ピンボディ
６４：ピンヘッド
６６：ボディオイルホール
６８：オイル溝
６９：連通ホール
７０：カムユニット
７０ａ：第１カム部
７０ｂ：第２カム部
７１、７２：カム
７４：カムスロット
７６：カムキャップ結合部
８０：インナーブラケット
８２：ローラーカム
８２ａ：ローラーカムボディ
８２ｂ：ローラーカムヘッド
８２ｃ：突出部
８３：カムスロット
８４：第１インナーブラケット結合部
８５：第２インナーブラケット結合部
８６：第１スライディングホール
８８：第２スライディングホール
９０：ホイールハウジング
９１：ガイド溝
９５：ガイドホール
１００：制御部
１０２：第１ジャーナル
１０３：第１ジャーナルホール
１０４：第２ジャーナル
１０５：第２ジャーナルホール
１０６：ストッパー
１０８：制御シャフト
１１０：ジャーナルブラケット
１１１：ジャーナルブラケット突出部
１１２：制御モータ
１３０：ガイド部
１３２：ガイドシャフト
１３４：ガイドブラケット
１４０：ベアリング
２００：バルブ
２０１～２０４：第１～４シリンダ
３０：カム軸
３２：カム軸オイルホール
３４：カム軸ホール
４０：カムキャップ
４６：カム支持部
６０：スライダーピン
６２：ピンボディ
６４：ピンヘッド
６６：ボディオイルホール
６８：オイル溝
６９：連通ホール
７０：カムユニット
７０ａ：第１カム部
７０ｂ：第２カム部
７１、７２：カム
７４：カムスロット
７６：カムキャップ結合部
８０：インナーブラケット
８２：ローラーカム
８２ａ：ローラーカムボディ
８２ｂ：ローラーカムヘッド
８２ｃ：突出部
８３：カムスロット
８４：第１インナーブラケット結合部
８５：第２インナーブラケット結合部
８６：第１スライディングホール
８８：第２スライディングホール
９０：ホイールハウジング
９１：ガイド溝
９５：ガイドホール
１００：制御部
１０２：第１ジャーナル
１０３：第１ジャーナルホール
１０４：第２ジャーナル
１０５：第２ジャーナルホール
１０６：ストッパー
１０８：制御シャフト
１１０：ジャーナルブラケット
１１１：ジャーナルブラケット突出部
１１２：制御モータ
１３０：ガイド部
１３２：ガイドシャフト
１３４：ガイドブラケット
１４０：ベアリング
２００：バルブ
２０１～２０４：第１～４シリンダ
Claims (17)
- カム軸と、
カムが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変され得るカムユニットと、
前記カム軸の回転を前記カムユニットに伝達するインナーブラケットと、
前記インナーブラケットが回転可能に挿入され、前記カム軸と平行方向にガイド溝が形成され、前記カム軸に垂直方向にガイドホールが形成されたホイールハウジングと、
前記ホイールハウジングの移動をガイドするように前記ガイドホールに挿入されるガイドシャフトを含むガイド部と、
前記カム軸と並んで備えられ、前記ガイド溝に挿入される制御シャフトを含み、選択的に前記制御シャフトを回転させて前記ホイールハウジングの前記カム軸に対する相対位置を変更する制御部と、を含み、
前記カムユニットは、一つのシリンダとそれに隣接するシリンダに対応してそれぞれ備えられる第１カム部および第２カム部を含み、
前記インナーブラケットは、前記カム軸の回転を前記第１カム部および第２カム部にそれぞれ伝達する第１インナーブラケットおよび第２インナーブラケットを含み、
前記第１インナーブラケットと前記第２インナーブラケットが結合されたことを特徴とする連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ガイド部は、
前記ガイドシャフトを支持するガイドブラケットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記インナーブラケットには第１スライディングホールおよび第２スライディングホールが形成され、
前記カムユニットにはカムスロットが形成され、
前記カム軸に結合して前記第１スライディングホールに回転可能に挿入されるスライダーピンと、
前記カムスロットにスライディング可能に挿入されて前記第２スライディングホールに回転可能に挿入されるローラーカムと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ローラーカムは、
前記カムスロットにスライディング可能に挿入されるローラーカムボディと、
前記第２スライディングホールに回転可能に挿入されるローラーカムヘッドと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ローラーカムには前記ローラーカムの離脱を防止する突出部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
- 前記スライダーピンは、
前記カム軸にスライディング可能に結合されるピンボディと、
前記第１スライディングホールに回転可能に挿入されるピンヘッドと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ピンボディと前記ピンヘッドは、一体形成されたことを特徴とする請求項６に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
- 前記カム軸の内部にはその長さ方向に沿ってカム軸オイルホールが形成され、
前記スライダーピンの前記ピンボディには前記カム軸オイルホールと連通するボディオイルホールが形成され、
前記スライダーピンの前記ピンヘッドには前記ボディオイルホールと連通するオイル溝が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ホイールハウジング内に備えられ、前記第１インナーブラケットおよび第２インナーブラケットを支持するベアリングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
- 前記第１カム部および第２カム部には２個のカムが形成され、
前記各カムの間にはカムキャップ結合部が形成され、
前記カムキャップ結合部を回転可能に支持するカム支持部が形成されたカムキャップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記制御部は、
制御モータと、
前記制御モータに連結されて回転し、第１ジャーナルホールが偏心形成された第１ジャーナルと、
第２ジャーナルホールが偏心形成された第２ジャーナルと、
をさらに含み、
前記制御シャフトが前記第１ジャーナルホールおよび前記第２ジャーナルホールに挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記第１ジャーナルおよび前記第２ジャーナルを回転可能にそれぞれ支持するジャーナルブラケットをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
- 前記制御部には、
前記制御シャフトの回転を制限するストッパーが形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記カムユニットを回転可能に支持するカムキャップと、
前記ガイドシャフトを支持し、前記カムキャップに結合するガイドブラケットと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記制御シャフトが挿入される第１ジャーナルホールが偏心形成された第１ジャーナルと、
前記制御シャフトが挿入される第２ジャーナルホールが偏心形成された第２ジャーナルと、
前記第１ジャーナルおよび前記第２ジャーナルを回転可能にそれぞれ支持するジャーナルブラケットと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の連続可変バルブデュレーション装置。 - 前記ジャーナルブラケットは、前記カムキャップに装着されることを特徴とする請求項１５に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
- 請求項１による連続可変バルブデュレーション装置が装着されたことを特徴とするエンジン。
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