KR100254307B1

KR100254307B1 - 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구

Info

Publication number: KR100254307B1
Application number: KR1019970011968A
Authority: KR
Inventors: 요시히토 모리야
Original assignee: 와다 아끼히로; 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 2000-06-01
Also published as: KR970070417A; EP0801211A1; JP2924777B2; US5785026A; EP0801211B1; DE69706908T2; DE69706908D1; JPH09273404A; US5794579A

Abstract

본 발명은 내연기관의 전체 길이를 증대시키지 않고, 가변기구의 작동성을 향상시키는 것으로서, 실린더 헤드(20) 및 베어링 캡(35)은 캠 샤프트(17)를 그 저널(34)로써 회전가능하게 지지한다. 벨트(27)를 통해 크랭크 샤프트(21)와 연동하는 풀리(26)를 캠 샤프트(17)의 외주에 설치하여, 링기어(33)를 양자(26, 17)의 사이에 개재시킨다. 링기어(33)의 양측에 유체 압력실(58, 59)을 형성하며, 캠 샤프트(17)내에 제 1 및 제 2 유로(62, 63)를 형성하고, 저널(34)의 원주방향에 따라서 실린더 헤드(20) 및 캡(31)의 내주면에 제 1 및 제 2 오일홈(36, 37)을 형성한다. 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)으로 형성된 오일홈(36, 37)의 폭(a)을 캡(31)의 밀폐면(39)으로 형성되는 오일홈(36, 37)의 폭(b)보다도 크게 한다. 오일홈(36, 37)의 폭(b)이 작은 부분만 밀폐면(39)이 넓게 되어 오일홈(36, 37)의 밀폐성이 향상한다.

Description

내연기관의 밸브 타이밍 가변기구

본 발명은 내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 가변하는 가변기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유체압력을 사용하여 구동되는 밸브 타이밍 가변기구에 관한 것이다.

(종래의 기술)

종래, 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구(이하,「VVT」라고 나타낸다.)는, 캠 샤프트의 회전위상을 변경하여, 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 조절한다. 이것에 의해, 밸브 타이밍이 엔진의 운전상태(부하, 회전속도 등)에 따른 알맞은 것으로 되어, 운전상태의 변화의 광범위하게 걸쳐 엔진의 연비, 출력 및 이미션을 향상시킬 수 있다. 일본 특허공개 평6― 330712호 공보는 상기 종류의 VVT의 일례를 개시한다.

도 4는 상기 공보의 VVT와 같은 유압력에 의해 구동되는 타입의 VVT(71)를 포함하는 운동 밸브기구(72)를 도시한다. 캠 샤프트(73)는 상기 저널(74)에 있어 실린더 헤드(75) 및 베어링 캡(76)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 실린더 헤드(75) 및 베어링 캡(76)의 내주면에는 저널(74)의 둘레방향을 따라서 제 1 및 제 2 오일홈(77, 78)이 형성되어 있다. 각 오일홈(77, 78)에는, 유로(88, 89)를 통하여 각각 오일이 공급된다. 각 오일홈(77, 78)은 동일한 단면적 및 폭을 가진다. 베어링 캡(76) 및 실린더 헤드(75)의 내주면은 저널(74)에 접함에 의해, 각 오일홈(77, 78)을 밀봉한다. VVT(71)는 캠 샤프트(73)에 대하여 상대적으로 회전가능하게 장착된 풀리(80)와, 동 풀리(80)에 고정된 커버(83)를 구비한다. 풀리(80)는 크랭크 샤프트(81)에 대하여 벨트(82)등에 의해 연결되어 있다. 커버(83)의 내부에 있어, 캠 샤프트(73)의 선단에는 인너캡(84)이 고정되어, 커버(83)와 캡(84)의 사이에 링기어(85)가 장착되어 있다. 양자(83, 84)는 링기어(85)를 통해 상호 연결된다. 커버(83)의 내부에 있어, 링기어(85)의 도면 좌우 양측에는 각각 제 1 및 제 2 유압실(86, 87)이 형성되어 있다. 캠 샤프트(73)의 내부에 형성된 제 1 및 제 2 유로(88, 89)는 각각 대응하는 각 오일홈(77, 78)과 각 유압실(86, 87)의 사이를 연결하게 한다.

크랭크 샤프트(81)가 회전되는 것에 의해, 벨트(82)등을 사이에 세워 풀리(80), 커버(83), 링기어(85) 및 캠 샤프트(73)가 일체적으로 회전된다. 여기에서, 각 오일홈(77, 78)및 각 유로(88, 89)를 통하여 각 유압실(86, 87)에 유압력이 선택적으로 공급되는 것에 의해, 링기어(85)의 양측단면에 유압력이 선택적으로 가해진다. 상기 유압력에 근거하여, 링기어(85)가 캠 샤프트(73)의 축방향으로 이동하면서 회전된다. 이것에 의해, 풀리(80)및 커버(83)의 회전위상에 대하여, 캠 샤프트(73)의 회전위상이 변경되어, 흡기밸브(도시생략)의 밸브 타이밍이 조절된다.

여기에서, 캠 샤프트(73)에는 벨트(82)의 장력에 의해, 크랭크 샤프트(81)의 측으로 향하는 하중이 가해진다. 상기 때문에, 저널(74)은 실린더 헤드(75)에 강압되어, 그 한쪽에 저널(74)과 베어링 캡(76)의 사이에는, 약간의 클리어런스(C)가 형성된다. (도 4에 있어 클리어런스(C)의 크기는 과장하여 나타나고 있다.) 각 오일홈(77, 78)으로 공급된 오일은 클리어런스(C)를 통해서 저널(74)에 널리 퍼져, 저널(74)의 윤활에 제공된다.

그러나, 이 클리어런스(C)가 과대한 경우에는, 각 오일홈(77, 78)의 밀폐성이 충분히 확보되지 않고, 지나친 오일누설이 생기고 각 유압실(86, 87)로 공급되어야 되는 유압력이 저하하는 우려가 있다. 혹은, 각 오일홈(77, 78)의 사이의 밀폐성이 충분히 확보되지 않고, 제 1 유압실(86)로 공급되어야 되는 유압력과, 제 2 유압실(87)로 공급되어야 되는 유압력이 상호 간섭할 우려가 있다. 이것들의 것은, VVT(71)의 작동성을 저하시킨다. 상기 오일누설의 양은 클리어런스(C)의 3승에 비례하여, 밀폐면(79)의 길이에 반비례한다. 여기에서, 클리어런스(C)를 감소시키기 위해서는, 가공 정밀도상에 제약이 있어, 각 오일홈(77, 78)에 있어서 소요량의 오일을 확보하기 위해서는, 그것들의 단면적이 있는 정도 확보할 필요가 있다. 그리하여, 지나친 오일누설을 방지하기 위해서, 저널(74)의 길이를 증대시키는 것에 의해, 밀폐면(79)을 넓게하는 것이 생각된다.

그런데, 상기한 바와 같이 밀폐면(79)을 넓게 잡기 위해서, 저널(74)의 길이를 증대시키었다면, 캠 샤프트(73)의 전체 길이가 길게되어, 결과적으로 엔진(도시생략)의 전체 길이가 증대하게 된다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 캠 샤프트의 저널과 상기 저널을 지지하는 베어링의 사이로 공급되는 유체압력에 의해 구동되는 밸브 타이밍 가변기구로서, 내연기관의 전체 길이를 증대시키지 않게 저널과 베어링과의 사이의 밀폐성을 향상시키어, 가변기구의 작동성을 향상시키는 것을 가능하게 한 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구를 제공하는 것에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기의 목적을 달성하기 위해서, 제 1 항기재의 발명으로서는, 내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 가변으로 하는 밸브 타이밍 가변기구로서, 흡기밸브 또는 배기밸브를 구동하기 위한 캠 샤프트와, 캠 샤프트의 저널의 전체주위를 덮고, 캠 샤프트을 회전가능하게 지지하는 베어링과, 캠 샤프트에 대하여 상대회전가능하게 설치됨과 동시에, 연동띠를 통해 내연기관의 크랭크 샤프트와 연동하는 회전체와, 캠 샤프트를 회전체에 대하여 상호 상대회전시키기 위해서 작동하는 작동부재와, 작동부재를 작동시키기 위해서 동 작동부재에 유체압력을 공급하기 위한 제 1 및 제 2 유체 압력실과, 캠 샤프트로 형성되어 제 1 유체 압력실에 통하는 제 1 유로와, 마찬가지로 캠 샤프트로 형성되어 제 2 유체 압력실에 통하는 제 2 유로와, 저널과 베어링과의 사이에 형성되어 제 1 유로에 통하는 제 1 오일홈과, 마찬가지로 저널과 베어링과의 사이에 형성되어 제 2 유로에 통하는 제 2 오일홈를 구비하여, 회전체 및 캠 샤프트가 연동띠의 장력에 의해 특정방향으로 향하는 하중을 받는 것에 의해, 특정방향의 측에 위치하는 베어링의 일부에 대하여 저널의 일부가 압접되어, 특정방향의 측과 반대측에 위치하는 베어링의 일부와 저널과의 사이에 클리어런스가 형성되는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구에 있어서, 베어링의 내주면의 전체주위에 걸쳐서 제 1 및 제 2 오일홈을 형성하여, 특정방향의 측에 위치하는 베어링의 일부에서의 제 1 및 제 2 오일홈의 저널 축방향에 있어서 폭을, 특정방향의 측과는 반대측에 위치하는 베어링의 일부에서의 제 1 및 제 2 오일홈의 저널 축방향에 있어 폭보다도 크게한 것을 취지로 한다.

상기 구성에 의하면, 크랭크 샤프트가 회전되는 것에 의해, 연동띠를 통해 회전체, 작동부재 및 캠 샤프트가 크랭크 샤프트와 일체적으로 회전된다. 이것에 의해, 캠 샤프트에 의해 구동되는 흡기밸브 또는 배기밸브가 소정의 밸브 타이밍을 가져 작동한다.

여기에서, 제 1 오일홈 및 제 1 유로를 통하여 제 1 유체 압력실에 유체압력이 공급되기도 하고, 제 2 오일홈 및 제 2 유로를 통하여 제 2 유체 압력실에 유체압력이 공급되기도 하는 것에 의해, 작동부재에 유체압력이 가해진다. 그 압력에 의해, 작동부재가 캠 샤프트 또는 회전체에 대하여 상대적으로 회전된다. 그 결과, 회전체에 대한 캠 샤프트의 회전위상이 변경되어, 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍이 변경된다.

연동띠의 장력에 의해 캠 샤프트는 특정방향으로 잡아 당겨지고, 그것에 따른 캠 샤프트이 받는 하중은 특정방향 측에 위치하는 베어링의 일부에서 받아진다. 한편, 특정방향의 측과 반대측에 위치하는 베어링의 일부와 저널 사이에는 클리어런스가 형성된다. 상기 때문에, 특정방향 측에 위치하는 베어링의 일부와 저널이 상호 압접함에 의해, 그 부분으로 형성된 상대적으로 폭이 큰 각 오일홈의 밀폐성은 확보된다. 한편, 특정방향과는 반대측에 위치하는 베어링의 일부에서 형성된 각 오일홈의 폭이 상대적으로 작은 것부터, 그것들 오일홈의 폭이 작은 부분만 동 베어링의 일부와 저널과의 접접면적이 넓게 되어, 클리어런스가 있음에도 불구하고 각 오일홈의 밀폐성이 확보된다. 따라서, 저널전체로서 각 오일홈의 밀폐성이 높아진다. 첨가하여, 특정방향의 측과는 반대측에 위치하는 각 오일홈의 폭은 비교적으로 작지만, 특정방향의 측에 위치하는 각 오일홈의 폭은 비교적으로 크기 때문, 오일홈에 있어 소요의 유체량이 확보된다. 상기와 같이, 각 오일홈전체의 밀폐성과 각 오일홈에 있어서의 유체량이 확보되는 것부터, 각 유체 압력실로 공급되는 유체압력이 확보된다. 또한, 각 오일홈의 폭의 설정에 의해 베어링과 저널과의 접접면적을 넓히고 있기 때문에, 저널자신의 길이가 증대하는 것은 아니다. 제 2 항의 기재의 제 2 발명으로서는, 제 1 발명의 특징과는 달리, 특정방향의 측에 위치하는 베어링의 내주면에만 제 1 및 제 2 오일홈을 형성한 것을 취지로 한다.

상기 구성에 의하면, 연동띠의 장력에 의한 특정방향의 측에 위치하는 베어링의 일부와 저널이 상호 압접함에 의해, 동베어링의 일부에서 형성되는 제 1 및 제 2 오일홈의 밀폐성이 확보된다. 특정방향의 측과는 반대측에 위치하는 베어링의 일부와 저널과의 사이에는 클리어런즈가 형성되지만 , 상기 베어링의 일부에는 오일홈이 형성되지 않은 것부터, 그 만큼만 동 베어링의 일부의 내주면과 저널과의 접접면적은 더욱 넓게 된다. 상기 때문, 클리어런스가 있음에도 불구하고, 그 베어링의 일부와 저널과의 사이의 밀폐성이 확보된다. 따라서, 저널전체로서의 각 오일홈의 밀폐성이 확보된다. 특정방향 측에 위치하는 각 오일홈의 폭을 적당하게 설정함에 의해, 각 오일홈에 있어서 소요의 유체량이 확보된다. 상기와 같이, 각 오일홈의 밀폐성과 각 오일홈에 있어서의 유체량이 확보되는 것부터, 제 1 및 제 2 유체 압력실로 공급되는 유체압력이 확보된다. 오일홈의 유무에 의해 베어링과 저널과의 접접면적을 넓게 하고 있기 때문에, 저널자신의 길이가 증대하는 것은 아니다.

도 1은 제 1 실시예와 관계되는 VVT를 포함하는 운동 밸브기구를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 3은 도 1의 3―3선을 따른 단면도.

도 4는 엔진을 도시하는 정면도.

도 5는 제 2 실시예의 주요부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 6은 도 5의 6―6선을 따른 단면도.

도 7은 종래의 VVT를 포함하는 운동 밸브기구를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의설명

11 : VVT 13 : 내연기관으로서의 엔진

16,17 : 캠 샤프트 18,19 : 밸브

20 : 실린더 헤드 26 : 회전체로서의 풀리

27 : 연동띠로서의 벨트 33 : 작동부재로서의 링기어

34 : 저널

35 : 베어링 캡(20, 35는 본 발명의 베어링을 구성한다.)

36 : 제 1 오일홈으로서의 제 1 오일홈

37 : 제 2 오일홈으로서의 제 2 오일홈

58 : 제 1 유체 압력실로서의 제 1 유압실

59 : 제 2 유체 압력실로서의 제 2 유압실

60 : 제 1 유로로서의 제 1 유로

61 : 제 1 오일구멍 62 : 제 2 유로로서의 제 2 유로

63 : 제 2 오일구멍 a,b : 오일홈의 폭

C : 클리어런스(틈)

〔제1실시예〕

이하, 본 발명의 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구(이하, 「VVT」라고 칭한다.)를 구체화한 제 1 실시예를 도 1 내지도 4에 근거하여 상세히 설명한다.

도 4는 VVT(11)를 구비한 운동 밸브기구(12)를 포함하는 엔진(13)을 도시하는 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진(13)은 윤활유를 저류하는 오일팬(14)과, 실린더(도시하지않는다)를 가지는 실린더블록(15)과, 캠 샤프트(16, 17) 및 밸브(18, 19)가 설치된 실린더 헤드(20)를 포함한다.

크랭크 샤프트(21)는 실린더블록(15)에 회전가능하게 지지된다. 텐셔너(22, 23)는 실린더블록(15)의 소정의 위치에 배치된다. 배기밸브(18)를 개폐하기 위한 캠 샤프트(16)와, 흡기밸브(19)를 개폐하기 위한 캠 샤프트(17)와는 실린더 헤드(21)에 있어서 상호 평행하게 배치되고, 회전가능하게 지지되어 있다. VVT(11)는 캠 샤프트(17)의 선단에 설치되어 있다. 크랭크 샤프트(21), 캠 샤프트(16) 및 VVT(11)에는, 각각 풀리(24, 25, 26)가 설치되어 있다. 연동띠로서의 벨트(27)는 텐셔너(22, 23)에 접하면서, 각 풀리(24 내지 26)에 감기고 있다. 각 풀리(24 내지 26)는 벨트(27)의 장력에 의해 상호 잡아 당겨지고 있다. 이것에 의해, 벨트(27)는 각 풀리(24 내지 26)로부터 빠지는 일이 없고, 각 풀리(24 내지 26)에 대한 벨트(27)의 미끄러짐이 방지된다.

따라서, 크랭크 샤프트(21)가 회전되는 것에 의해, 상기 회전력이 풀리(24 내지 26)를 통해 각 캠 샤프트(16, 17)에 전달되고, 각 캠 샤프트(16, 17)가 크랭크 샤프트(21)에 동기하여 회전된다. 각 캠 샤프트(16, 17)가 회전되는 것에 의해, 흡기밸브(19)와 배기밸브(18)가 각각 선택적으로 개폐된다. 상기 상태로서는, 각 캠 샤프트(16, 17)가 크랭크 샤프트(21)에 동기하여 회전되고, 그 회전에 근거하고 각 밸브(18, 19)가 소정의 밸브 타이밍으로각각 개폐된다.

도 1은 VVT(11)를 포함하는 운동 밸브기구(12)의 일부를 도시하는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부를 확대하여 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 3―3선을 따른 단면도이다. 여기에서, 도 1의 좌측을 VVT(11)의 선단측으로 하여, 우측을 기단측으로 한다. VVT(11)는 캠 샤프트(17), 인너캡(31), 본 발명의 회전체로 하여 풀리(26), 커버(32) 및 작동부재로서의 링기어(33)를 구비한다.

캠 샤프트(17)는 상기 저널(34)에 있어서, 실린더 헤드(20) 및 베어링 캡(35)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 실린더 헤드(20)는 저널(34)의 하측반을 덮고, 실린더 헤드(20)는 저널(34)의 상측반을 덮고 있다. 실린더 헤드(20) 및 베어링 캡(35)의 내주면에서, 저널(34)의 둘레방향의 전체주위에 걸쳐서 본 발명의 제 1 및 제 2 오일홈으로서의 제 1 및 제 2 오일홈(36, 37)이 형성되어있다. 저널(34)에 접하는 실린더 헤드(20) 및 베어링 캡(35)의 내주면의 각각은, 제 1 및 제 2 오일홈(36, 37)을 봉하는 밀폐면(38, 39)으로 되어 있다. 밀폐면(38, 39)은 본 발명의 베어링을 구성한다. 실린더 헤드(20)에 설치된 두개의 유로로서의 유로(40, 41)는 각각 제 1 오일홈(36)과 제 2 오일홈(37)에 연결하고 있다. 유로(40, 41)의 각각은, 소정의 압력을 가져 윤활유가 선택적으로 공급된다.

거의 원판상을 이루는 풀리(26)와 동 풀리(26)에 설치된 커버(32)는 하우징(42)을 구성한다. 낮은 바닥을 갖는 원통형상를 이루는 커버(32)는 풀리(26)의 일측면 및 캠 샤프트(17)의 선단을 덮는다. 풀리(26)는 상기 외주에 복수의 외부톱니(43)를 가지며, 중앙에 보스(44)를 가진다. 보스(44)에 있어서 캠 샤프트(17)에 장착된 풀리(26)는, 동 샤프트(17)와 상대적으로 회전가능하게 되어 있다. 상술한 벨트(27)는 외부톱니(43)에 연결되어 있다.

커버(32)는 상기 외주에 플랜지(45)를 가지며, 그 밑바닥부 중앙에 구멍(46)을 갖는다. 커버(32)는 상기 플랜지(45)에 있어서 복수의 볼트(47) 및 핀(48)에 의해, 풀리(26)의 일측면에 고정되어 있다. 커버(32)는 상기 내주에 복수의 내부톱니(49)를가진다. 구멍(46)에는 분리가능한 덮개(50)가 장착되어 있다.

풀리(26) 및 커버(32)에 의해 둘러싸인 공간(51)에 있어서, 원통형을 하는 인너캡(31)은 중공볼트(52) 및 핀(53)에 의해 캠 샤프트(17)의 선단에 고정되어 있다. 캡(31)의 주벽(54)은 보스(44)를 포장하고, 양자(54, 44)는 상대적으로 회전가능하게 되어 있다. 주벽(54)은 그 외주에 복수의 외부톱니(55)를 가진다.

공간(51)에 수용된 링기어(33)는 하우징(42)과 캡(31)과의 문에 개재되는 것에 의해, 하우징(42)과 캠 샤프트(17)를 상호 연결한다. 링기어(33)는 고리형상을 하여, 캠 샤프트(17)의 축방향으로 따라서 이동 가능하게 되어 있다. 링기어(33)는 그 내외주에 각각 내부톱니(56)와 외부톱니(57)를 가지며, 그 양방은 헬리컬톱니를 형성한다. 링기어(33)는 캠 샤프트(17)를 따라서 이동함에 의해, 동 샤프트(17)에 대하여 상대적으로 회전하다. 링기어(33)의 내부톱니(56)와 외부톱니(57)는, 각각 캡(31)의 외부톱니(55)와 커버(32)의 내부톱니(49)에 맞물린다.

풀리(26)가 회전되는 것에 의해, 링기어(33)에 의해 연결된 하우징(42)과 캡(31)이 일체적으로 회전되어, 따라서 캠 샤프트(17)와 풀리(26)가 일체적으로 회전된다.

공간(51)은 링기어(33)에 의해 구획된 유체 압력실로서의 제1 및 제 2 가압실(58, 59)을 포함한다. 제 1 유압실(58)은 링기어(33)의 좌단과 커버(32)의 저벽과의 사이에 위치한다. 제 2 유압실(59)은 링기어(33)의 우단과 풀리(26)의 사이에 위치한다.

여기에서, 제 1 유압실(58)에 유체압력으로서의 유압력을 공급하기 위해서, 캠 샤프트(17)의 내부에는 제 1 유로(60)가 형성되어 있다. 제 1 유로(60)는 상기 앞단이 캠 샤프트(17)의 축선방향으로 따라서 연장되어 제 1 유압실(58)에 통함과 동시에, 상기 기단은 캠 샤프트(17)의 직경방향으로 연장되는 제 1 오일구멍(61)을 통해 제 1 오일홈(36)에 통한다.

한편, 제 2 유압실(59)에 유압력을 공급하기 위해서, 캠 샤프트(17)의 내부에는 제 1 유로(60)와 평행하게 연장되는 제 2 유로(62)가 형성되어 있다. 제 2 유로(62)는 그 앞단이 제 2 유압실(59)에 통함과 동시에, 그 기단은 캠 샤프트(17)의 직경방향으로 연장되는 제 2 오일구멍(63)을 통해 제 2 오일홈(37)에 통한다.

풀리(26) 및 캠 샤프트(17)는, 상술한 벨트(27)의 장력에 의해 특정방향으로서의 크랭크 샤프트(21)로 향하는 방향으로 잡아 당겨지고 있다. 그 장력에 의한 캠 샤프트(17)의 하중은 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)으로써 받아지고 있다. 저널(34)은 그 하중을 받는 밀폐면(38)에 압접되어 있다. 그것에 대하여, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 저널(34)이 특정방향으로 잡아 당겨지는 부분만, 캠 샤프트(17)와 베어링 캡(35)의 밀폐면(39)의 사이에는 약간의 클리어런스(C)가 형성된다. (도 1 내지 도 3에 있어서의 클리어런스(C)의 크기는 과장하여 나타나고 있다.) 특정방향의 측에 위치하는 각 오일홈(36, 37), 즉 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)으로 형성된 각 오일홈(36, 37)의 저널(34)의 축방향에 있어서 폭(a)은, 특정방향 측과 반대측에 위치하는 각 오일홈(36, 37), 즉 베어링 캡(35)의 밀폐면(39)으로 형성된 각 오일홈(36, 37)의 저널(34)의 축방향에 있어서 폭(b)보다도 크게 설정되어 있다. 또한, 특정방향의 측에 위치하는 각 오일홈(36, 37)의 폭(a)은 종전의 오일홈의 그것보다도 크고, 특정방향의 측과 반대측에 위치하는 각 오일홈(36, 37)의 폭(b)은 종전의 그것보다도 작다.

여기에서, 유로(40), 제 1 오일홈(36), 제 1 오일구멍(61) 및 제 1 유로를 통하여 제 1 유압실(58)에 유압력이 공급되기도 하고, 유로(41), 제 2 오일홈(37), 제 2 오일구멍(63) 및 제 2 유로를 통하여 제 2 유압실(59)에 유압력이 공급되기도 하는 것에 의해, 링기어(33)를 도면 오른쪽 또는 왼쪽으로 누르는 유압력이 가해진다. 상기 유압력의 공급은 유압회로(도시생략)에 의해서 제어된다. 그 유압력에 의해, 링기어(33)는 인너캡(31) 및 풀리(26)에 대하여 상대적으로 회전하면서 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동된다. 이것에 의해, 풀리(26)에 대한 캠 샤프트(17)의 회전위상이 변경되어, 흡기밸브(18)(도 4에 도시된다)의 밸브 타이밍이 조절된다.

상기 실시예로서는, 각 유압실(58, 59)에 대하는 유압력의 공급이 유압회로에 의해 제어된다. 각 유압실(58, 59)에 대한 유압력의 밸런스를 적당히 제어함에 의해, 링기어(33)가 도면 왼쪽으로 이동하기도 하고, 도면 오른쪽으로 이동하기도 한다. 혹은, 양 유압실(58, 59)에 서로 거의 같은 유압력을 공급함에 의해, 링기어(33)는 그 이동범위의 중간위치에 유지된다. 이것에 의해, 밸브 타이밍이 연속적인 변경이 가능하게 된다.

상기 실시예로서는, 제 1 및 제 2 유압실(58, 59)에 유압력이 공급될 때, 저널(34)은 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)에 대하여 압접되기 때문에, 밀폐면(38)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 폭(a)은 상대적으로 큰 것에도 불구하고, 동 오일홈(36, 37)은 밀폐면(38)에 의해 확실하게 봉인된다. 상기 때문에, 밀폐면(38)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)으로 공급되는 오일이 양자(34, 20)의 사이에 누설되는 것은 없다.

그것에 대하여, 베어링 캡(35)의 밀폐면(39)과 저널(34)의 사이에는, 약간의 클리어런스(C)가 형성된다. 상기 때문에, 각 오일홈(36, 37)으로부터는 소량의 오일누설이 허용되어, 그 소량의 오일이 양자(34, 35)의 사이에 누설되는 것에 의해, 저널(34)이 윤활된다. 여기에서, 밀폐면(39)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 폭(b)은, 그 반대측의 밀폐면(38)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 폭(a)보다도 작은 것으로부터, 그 작은 부분만 밀폐면(39)의 면적이 밀폐면(38)의 그것보다도 크다. 상기 때문에, 저널(34)과 밀폐면(39)의 사이의 접접면적이 증대되어, 클리어런스(C)가 있음에도 불구하고, 밀폐면(39)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 밀폐성이 높아진다. 따라서, 제 1 오일홈(36)으로 흐르는 오일이 제 2 오일홈(37)으로 흐르기도 하고, 제 2 오일홈(37)으로 흐르는 오일이 제 1 오일홈(36)으로 흐르기도 하여, 이른바 유압간섭이 억제된다. 또한, 각 오일홈(36, 37)으로부터 저널(34)의 외부로 누설되는 오일량이 감소된다.

밀폐면(39)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 폭(b)은, 상대적으로 작지만 밀폐면(38)에 있어서의 각 오일홈(36, 37)의 폭(a)이 상대적으로 큰 것부터, 저널(20)의 전체주위의 각 오일홈(36, 37)전체로서 소요의 오일량이 확보된다.

상기한 바와 같이 각 오일홈(36, 37)전체의 밀폐성과 각 오일홈(36, 37)에 있어서의 오일량이 확보되는 것부터, 각 유압실(58, 59)로 공급되는 유압력이 확보된다. 상기 때문에, VVT(11)의 작동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 오일홈(36, 37)의 폭(a, b)의 설정에 의해, 베어링(20)과 저널(34)의 사이의 접접 면적을 넓히고 있는 것부터, 저널(20)자신의 길이가 증대하는 것은 아니다. 상기 때문에, 캠 샤프트(17)의 길이가 증대하는 것은 아니고, 엔진(13)전체 길이가 증대하는 것은 아니다.

상기 실시예로서는, 실린더 헤드(20) 및 베어링 캡(35)으로 형성되는 각 오일홈(36, 37)의 폭을 변경하기만 하기 때문에, 종래부터 어떤 운동 밸브기구의 구성를 이용하여 용이하게 실시할 수 있다.

〔제2실시예〕

다음에, 제 2 발명을 구체화한 제 2 실시예를 도 5 및 도 6에 근거하여 설명한다. 상기 실시예의 구성에 있어서, 제 1 실시예의 그것과 동일한 부재에 관하여는 동일한 번호를 붙이어 그 설명을 생략하고, 특히 다른 점을 중심으로 설명한다.

도 5는 제 2 실시예의 VVT(11)의 주요부를 확대하여나타내는 종단면도이고, 도 6은 도 5의 6―6선을 따른 횡단면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실시예의 VVT(11)는 캠 샤프트(17)의 내부에 2본의 제 1 오일구멍(61)과, 2본의 제 2 유로(62) 및 제 2 오일구멍(63)을 가진다. 베어링 캡(35)의 밀폐면(39)에는 오일홈(36, 37)이 형성되어 있지 않고, 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)에만 제 1 및 제 2 오일홈(65, 66)이 형성되어 있다. 결국, 각 오일홈(65, 66)은 저널(34)의 반주부분만 실린더 헤드(20)로 형성되어 있다. 상기 실시예로서는, 각 오일홈(65, 66)에 있어서, 상기 제 1 실시예의 각 오일홈(36, 37)으로 확보되는 것과 같은 양의 오일량을 확보하기 위해서, 각 오일홈(65, 66)의 폭(d)이 종전의 오일홈(36, 37)의 폭(a)의 2배의 크기로 설정되어 있다. 이상의 점에서, 본 실시예는 상기 제 1 실시예와 다르다.

상기 실시예에 있어서도, 벨트(27)의 장력에 의해 캠 샤프트(17)는 크랭크 샤프트(16)로 향하는 방향(특정방향)에 잡아 당겨지고, 그 하중은 실린더 헤드(20)로써 받아지고 있다. 따라서, 실리더헤드(20)의 밀폐면(38)에 대하여 저널(34)은 압접되기 위해서, 특정방향의 측에 위치한다, 즉 밀폐면(38)에 위치하는 각오일홈(65, 66)의 밀폐성이 확보된다.

밀폐면(39)은 오일홈을 가지지 않은 부분만 밀폐면(38)보다도 넓게 되어, 저널(34)과 베어링 캡(35)의 사이의 밀폐성이 확보된다. 따라서, 저널(34)전체로서 각 오일홈(65, 66)의 밀폐성이 높아진다. 각 오일홈(65, 66)의 폭(d)은 종래의 오일홈(36, 37)의 폭(a)의 2배로 설정하고 있는 것부터, 각 오일홈(65, 66)에 있어서 소요의 오일량이 확보된다. 상기한 바와 같이, 각 오일홈(65, 66)의 밀폐성과 각 오일홈(65, 66)에 있어서의 오일량이 확보되는 것부터, 제 1 및 제 2 유압실(58, 59)로 공급되는 소정의 유압력이 확보된다. 상기 때문에, VVT(11)의 작동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 밀폐면(38, 39)에 있어서의 각 오일홈(65, 66)의 유무에 의해, 밀폐면(39)과 저널(34)과의 접접면적을 넓히고 있는 것부터, 저널(34)자신의 길이가 증대하는 것은 아니다. 상기 때문에, 저널(34)자체의 길이가 증대하는 것은 아니고, 엔진(13)의 전체 길이가 증대하는 것은 아니다. 특히, 상기 실시예로서는, 밀폐면(39)측에 오일홈을 설치하지 않은 부분만, 저널(34)을 적극적으로 짧게 하는 것도 가능하게 된다. 그 경우에는, 캠 샤프트(17)의 전체 길이를 짧게 할 수 있어, 엔진(13)의 소형화에 기여한다. 상기 실시예로서는, 베어링 캡(35)은 밀폐면(39)에 오일홈 을 가지지 않기 때문에, 베어링 캡(35)의 구성을 간략화할 수 있다.

3상기 실시예로서는, 캠 샤프트(17)의 내부에 있어, 2본의 제 1 오일구멍(61)은 서로 대칭을 이루도록 형성되고, 마찬가지로 2본의 제 2 유로(62) 및 제 2 오일구멍(63)은 서로 대칭을 이루도록 형성되어 있다. 따라서, 제 1및 제 2 오일홈(65, 66)은 실린더 헤드(20)에만 형성되어 있지만, 2본의 오일구멍(61, 63)이 서로 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 어느 한 쪽의 오일구멍(61, 63)이 항상 각 오일홈(65, 66)에 통하게 되어 있다. 이 때문에, 각 오일홈(65, 66)으로부터 각 유압실(58, 59)에의 유압력의 공급을 효율 좋게 행할 수 있어, VVT(11)의 작동성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 다음과 같은 별도의 실시예에 구체화하는 것도 가능하다. 이하의 별도의 실시예라도, 상기 각 실시예와 동등의 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

(1) 상기 각 실시예로서는, 오일홈(36, 37, 65, 66)에 통하는 오일구멍(61, 63)의 수는 1본 또는 2본이었다. 그것에 대하여, 3본 이상 오일구멍(61, 63)을 캠 샤프트(17)내로 형성해도 된다.

(2) 상기 제 1 실시예로서는, 특정 방향인 캠 샤프트(17)가 받는 하향의 하중에 따라서, 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)에 있어서, 저널(34)의 하측반부분과 대응하는 위치에 폭넓은 오일홈(36, 37)을 형성하였다. 또한, 상기 제 2 실시예로서는, 같이 캠 샤프트(17)가 받는 하향의 하중에 따라서, 실린더 헤드(20)의 밀폐면(38)에 있어서, 저널(34)의 하측반부분과 대응하는 위치에만 각 오일홈(65, 66)을 형성하였다. 이것에 대하여, 캠 샤프트(17)가 받는 하중의 방향의 차이에 따라서, 둘레방향에 있어서의 오일홈(36, 37, 65, 66)이 형성되는 위치를 적당히 변경해도 된다.

(3) 상기 각 실시예로서는, 풀리(24 내지 26) 및 벨트(27)를 통해 크랭크 샤프트(21)의 회전력을 캠 샤프트(16, 17)에 인력시키는 운동 밸브기구(12)를 구성하였다. 이것에 대하여, 각 풀리(24 내지 26)를 스프로킷으로 대체하여, 벨트(27)를 체인으로 대체하고 운동 밸브기구를 구성해도 된다.

(5) 상기 각 실시예로서는, 인너캡(31)과 커버(32)의 사이에 양자(31, 32)에 대하여 맞물리는 링기어(33)를 구비한 VVT(11)에 구체화하였다. 이것에 대하여, 본 발명을 로터리식의 VVT에 구체화해도 된다. 즉, 베인을 가지는 로터를 캠 샤프트에 고정하여, 그 로터의 외주에 캠 샤프트 및 로터에 대하여 상대 회전가능한 하우징을 설치한다. 또한, 로터의 회전방향에 있어, 베인의 양측에 각각 유압실을 형성한다. 캠 샤프트는 그 내부에 2개의 유압실에 각각 통하는 2개의 유로를 가진다. 하우징은 그 외주에 체인기어를 가진다. 또한, 그 VVT는 베인을 그 시동위치또는 종단위치에서 계지하는 로크핀을 구비하고 있다.

(6) 상기 각 실시예로서는, 링기어(33)의 양측에 위치하는 각 유압실(58, 59)로 공급하는 유압력을 제어함에 의해, 흡기밸브의 밸브 타이밍을 연속적(무단계)으로 변경가능하게 하였다. 이것에 대하여, 링기어(33)의 양측에 위치하는 개개의 유압실(58, 59)에 대하여, 유압력을 선택적으로 공급함에 의해, 흡기밸브의 밸브 타이밍을 2단계, 또는 다단층에 변경가능하게 하더라도 좋다.

이상, 본 발명의 각 실시예에 대하여 설명하였지만, 상기 각 실시예에는, 특허청구의 범위에 기재하여 기술적사상과 관계되는 다음과 같은 각종의 실시상태가 포함되는 것을, 이하에 그 효과와 동시에 기재한다.

(イ) 제 1 항 또는 2에 기재의 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구에 있어서, 상기 제 1 유로는 적어도 2군데 이상에 있어 상기 제 1 오일홈에 연결하여, 상기 제 2 유로는 적어도 2군데 이상에 있어 상기 제 2 오일홈에 연결하고 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구.

상기 구성에 의하면, 제 1 및 제 2 오일홈으로부터 제 1및 제 2 유체 압력실에의 복수의 유로가 형성되는 것부터, 캠 샤프트가 회전되더라도 각 오일홈으로부터 각 유체 압력실로 유체압력을 효과 좋게 공급할 수 있다.

청구항 제 1 항에 기재의 발명에 의하면, 베어링의 내주면의 전체주위에 걸쳐서 제 1 및 제 2 오일홈을 형성하여, 특정방향측에 위치하는 베어링의 일부에서의 제 1 및 제 2 오일홈의 저널의 축방향에 있어 폭을, 특정방향의 측과는 반대측에 위치하는 베어링에 있어서의 제 1 및 제 2 오일홈 저널의 축방향에있어 폭보다도 크게 하였다.

따라서, 각 오일홈 전체의 밀폐성과 각 오일홈에 있어서의 유체량과가 확보되는 것부터, 각 유체 압력실로 공급되는 유체압력이 확보된다. 상기 때문에, 가변기구의 작동성을 향상시킬 수 있다. 또한, 각 오일홈 폭의 설정에 의해 베어링과 저널과의 접접면적을 넓히고 있기 때문에, 저널자신의 길이가 증대하는 것은 아니고, 내연기관의 전체 길이를 증대시키지 않는다고 하는 효과를 발휘한다.

청구항 제 2 항 기재의 발명에 의하면, 특정 방향측에 위치하는 베어링의 내주면에만 제 1 및 제 2 오일홈을 형성하였다.

따라서, 각 오일홈 전체의 밀폐성과 각 오일홈에 있어서의 유체량이 더욱 확보되는 것으로부터, 각 유체 압력실로 공급되는 유체압력이 더욱 확보된다. 상기 때문에, 가변기구의 작동성을 향상시킬 수 있다. 오일홈의 유무에 의해 베어링과 저널과의 접접면적을 넓게 하고 있기 때문에, 저널자신의 길이는 증대하지 않고, 내연기관의 전체 길이를 증대시키지 않는다고 하는 효과를 발휘한다.

Claims

내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 가변으로 하는 밸브 타이밍 가변기구로서, 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동하기 위한 캠 샤프트와, 상기 캠 샤프트의 저널의 전체 주위를 덮고, 상기 캠 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링과, 상기 캠 샤프트에 대하여 상대회전 가능하게 설치됨과 동시에, 연동띠를 통해 내연기관의 크랭크 샤프트와 연동하는 회전체와, 상기 캠 샤프트를 상기 회전체에 대하여 상호 상대회전시키기 위해서 작동하는 작동부재와, 상기 작동부재를 작동시키기 위해서 동일한 작동부재에 유체압력을 공급하기 위한 제 1 및 제 2 유체압력실과, 상기 캠 샤프트로 형성되어 상기 제 1 유체 압력실로 통하는 제 1 유로와, 동일하게 상기 캠 샤프트로 형성되어 상기제 2 유체 압력실로 통하는 제 2 유로와, 상기 저널과 상기 베어링의 사이에 형성되어 상기 제 1 유로로 통하는 제 1 오일홈과, 동일하게 상기 저널과 상기 베어링의 사이에 형성되어 상기 제 2 유로로 통하는 제 2 오일홈를 구비하고, 상기 회전체 및 상기 캠 샤프트가 상기 연동띠의 장력에 의해 특정방향으로 향하는 하중을 받는 것에 의해, 상기 특정방향 측에 위치하는 상기 베어링의 일부에 대하여 상기 저널의 일부가 압접되며, 상기 특정방향 측과 반대측에 위치하는 상기 베어링의 일부와 상기 저널의 사이에 클리어런스(틈)가 형성되는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구에 있어서,

상기 베어링의 내주면의 전체주위에 걸쳐서 상기 제 1 및 제 2 오일홈을 형성하며, 상기 특정방향 측에 위치하는 상기 베어링의 일부에서의 상기 제 1 및 제 2 오일홈의 상기 저널의 축방향의 폭을, 상기 특정방향의 측과는 반대측에 위치하는 상기 베어링의 일부의 상기 제 1 및 제 2 오일홈의 상기 축방향의 폭보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구.
내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브 타이밍을 가변하는 밸브 타이밍 가변기구로서, 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동하기 위한 캠 샤프트와, 상기 캠 샤프트의 저널의 전체주위를 덮고, 상기 캠 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링과, 상기 캠 샤프트에 대하여 상대회전 가능하게 설치됨과 동시에, 연동띠를 통하여 내연기관의 크랭크 샤프트와 연동하는 회전체와, 상기 캠 샤프트를 상기 회전체에 대하여 서로 상대회전 시키기 위해서 작동하는 작동부재와, 상기 작동부재를 작동시키기 위해서 상기 작동부재에 유체압력을 공급하기 위한 제 1및 제 2 유체 압력실과, 상기 캠 샤프트로 형성되어 상기 제 1 유체 압력실로 통하는 제 1 유로와, 같이 상기 캠 샤프트로 형성되어 상기 제 2 유체 압력실로 통하는 제 2 유로와, 상기 저널과 상기 베어링과의 사이에 형성되는 상기 제 1 유로로 통하는 제 1 오일홈과, 동일하게 상기 저널과 상기 베어링의 사이로 형성되어 상기 제 2 유로로 통하는 제 2 오일홈을 구비하며, 상기 회전체 및 상기 캠 샤프트가 상기 연동띠의 장력에 의해 특정방향으로 향하는 하중을 받는 것에 의해, 상기 특정방향 측에 위치하는 상기 베어링의 일부에 대하여 상기 저널의 일부가 압접되며, 상기 특정방향 측과 반대측에 위치하는 상기 베어링의 일부와 상기 저널과의 사이에 클리어런스가 형성되는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구에 있어서,

상기 특정방향 측에 위치하는 상기 베어링의 내주면에만 상기 제 1 및 제 2 오일홈을 형성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브 타이밍 가변기구.