KR100629201B1 - 내연기관의 가변 밸브 구동장치 - Google Patents

내연기관의 가변 밸브 구동장치 Download PDF

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미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 비교적 간단한 구성에 의해 소망의 밸브 리프트 특성을 얻을 수 있음과 아울러, 장치 전체의 높이를 억제할 수 있는 가변 밸브 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 편심된 편심 샤프트(15)를 구비한 로커 샤프트(12)와, 로커 샤프트(12)의 하방측에 설치되어 회전 구동되는 캠(13)과, 로커 샤프트(12)와 동등한 높이에 배치된 지지축(16)과, 로커 샤프트(12)에 요동 가능하게 지지되어 밸브(2)를 구동할 수 있는 제 1암(21)과, 편심 샤프트(15)에 요동 가능하게 지지되어 캠(13)에 의해 구동되는 제 2암(22)과, 지지축(16)에 요동 가능하게 지지되어 제 2암(22)의 요동에 의해 변위되어서 제 1암(21)을 구동하는 제 3암(23)을 구비하고, 로커 샤프트(12)를 R2 방향으로 회동시킴으로써 밸브(2)의 개변의 타이밍, 리프트량을 연속적으로 변위시키는 가변 밸브 구동장치(1)를 제공한다.
내연기관, 가변 밸브 구동장치

Description

내연기관의 가변 밸브 구동장치{VARIABLE VALVE OPERATING DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도 1은 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태의 일예를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각의 위상이 지각(遲角)한 상태에 있어서의 폐변시의 도면,
도 3은 도 1에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각의 위상이 지각한 상태에 있어서의 개변시의 도면,
도 4는 도 1에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각의 위상이 진각(進角)한 상태에 있어서의 폐변시의 도면,
도 5는 도 1에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각의 위상이 진각한 상태에 있어서의 개변 상당시의 도면,
도 6은 도 1에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각과 밸브 리프트량의 관계를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태의 다른 예를 나타내는 도면,
도 8은 도 7에 도시된 가변 밸브 구동장치의 캠각과 밸브 리프트량의 관계를 나타내는 그래프,
도 9는 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태의 또 다른 일예를 나타내는 도면.
[부호의 설명]
1 : 가변 밸브 구동장치 2 : 밸브
11 : 캠 샤프트 12 : 로커 샤프트
13 : 캠 14 : 로커 암 기구
15 : 편심 샤프트 21 : 제 1암
22 : 제 2암 23A : 제 3암
23B : 제 3암 23C : 제 3암
24 : 회동수단
본 발명은 흡기밸브, 배기밸브의 구동 위상 및 밸브 리프트량을 변화시킬 수 있는 내연기관의 가변 밸브 구동장치에 관한 것이다.
내연기관, 예를 들면 자동차용 엔진 등의 배출가스 대책, 연비저감 등을 위해 흡배기계의 밸브의 위상, 리프트량을 내연기관의 운전상태에 따라서 변화시키는 기술이 알려져 있다. 그것을 위한 가변 밸브 구동장치로서, 유압력에 의해 캠 위상을 연속적으로 변화시키는 베인식 가변 위상 밸브 구동장치가 알려져 있다.
또한, 내연기관의 운전상태에 따라서 복수 종류의 캠을 스위칭함으로써, 밸브의 구동 위상과 리프트량을 운전상태에 적합하게 하는 캠 스위칭식의 밸브 구동장치도 알려져 있다.
혹은, 스테핑 모터(stepping motor)에 의해 구동되는 기어와 중간 레버 및 리턴 스프링 등을 사용하여 밸브의 구동 위상과 리프트량을 변화시킬 수 있도록 한 기계식의 연속 가변 밸브 구동장치도 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허문헌1을 참조).
[특허문헌1] 일본특허 제3245492호 공보
베인식 가변 위상 밸브 구동장치는 베인의 위치를 변화시킴으로써 밸브의 구동 위상을 편이시킬 수 있지만, 밸브 리프트량을 변화시킬 수 없다.
이것에 대하여, 캠 스위칭식의 밸브 구동장치나 기계식의 연속 가변 밸브 구동장치는 리프트량과 위상을 편이시킬 수 있지만, 캠 스위칭식의 밸브 구동장치는 복수 종류의 캠을 필요로 하기 때문에 부품수가 많고 구조도 복잡해진다. 또한, 기계식의 연속 가변 밸브 구동장치에서는, 리프트량을 변화시키는 기구와 위상을 편이시키는 기구를 별도 필요로 하고, 구조가 복잡화되며, 치수도 커진다.
또한, 종래의 일반적인 연속 위상 가변 밸브 구동장치의 경우, 흡기밸브의 폐변(閉弁)시기를 지각(遲角)시키면 개변(開弁) 개시시기도 지각해 버린다. 이 때문에, 흡기 및 배기의 밸브 오버랩(valve overlap)이 감소 혹은 없어지고, 펌핑 로스(pumping loss)에 의한 연비 악화가 발생하는 등의 문제가 있다.
또한, 이들 가변 밸브 구동장치는 구조상 가변 밸브 구동장치 자체의 높이가 높아지는 일이 많고, 엔진의 실린더 헤드의 상부에 가변 밸브 구동장치가 설치되기 때문에 엔진 전체의 높이가 높아지는 일이 많았다. 또한, 복잡한 구조이기 때문에, 연동해서 동작시키는 부품의 정밀한 위치 정밀도가 요구되어 그 설계가 어려워지고, 소망의 밸브 리프트 특성을 설정하는 것이 용이하지 않았다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 비교적 간단한 구성에 의해 소망의 밸브 리프트 특성을 얻을 수 있음과 아울러, 장치 전체의 높이를 억제할 수 있는 가변 밸브 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 1에 의한 가변 밸브 구동장치는, 내연기관에 회동 가능하게 설치되어 편심된 편심샤프트를 구비한 로커 샤프트와, 상기 로커 샤프트의 하방측에 설치되어 캠 샤프트에 의해 회전 구동되는 캠과, 상기 로커 샤프트와 동등한 높이 또는 낮은 위치에 배치된 지지축과, 상기 로커 샤프트를 회동시키는 회동수단과, 상기 캠에 의해 구동되어 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐를 행하는 개폐수단을 갖고, 상기 개폐수단은 상기 로커 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동할 수 있는 제 1암과, 상기 편심 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 캠에 의해 구동되는 제 2암과, 상기 지지축에 요동 가능하게 지지되고 상기 제 2암의 요동에 의해 변위되어서 상기 제 1암을 구동하는 제 3암을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 2에 의한 가변 밸브 구동 장치는, 내연기관에 회동 가능하게 설치된 로커 샤프트와, 상기 로커 샤프트의 하방측에 설치되어 캠 샤프트에 의해 회전 구동되는 캠과, 상기 로커 샤프트와 동등한 높이 또는 낮은 위치에 배치된 지지축과, 상기 로커 샤프트를 회동시키는 회동수단과, 상기 캠에 의해 구동되어 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐를 행하는 개폐수단을 갖고, 상기 개폐수단은 상기 로커 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동할 수 있는 제 1암과, 상기 로커 샤프트에 형성한 접속부재에 요동 가능하게 지지되고 상기 캠에 의해 구동되는 제 2암과, 상기 지지축에 요동 가능하게 지지되고 상기 제 2암의 요동에 의해 변위되어서 상기 제 1암을 구동하는 제 3암을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 3에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 편심 샤프트 또는 상기 접속부재는 상기 회동수단에 의한 상기 로커 샤프트의 회동에 의해 상기 로커 샤프트의 둘레방향으로 변위되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변 밸브 구동장치에서는, 회동수단에 의해 로커 샤프트가 회동되면, 편심 샤프트, 접속부재의 위치가 로커 샤프트의 둘레방향으로 변위한다. 편심 샤프트, 접속부재의 위치의 변위는 제 2암의 요동 중심 위치의 변위이며, 이에 따라 캠에 대한 제 2암의 접촉점도 캠의 외주방향으로 변위한다. 이것에 의해, 편심 샤프트, 접속부재의 위치에 따라서 캠에 대한 제 2암의 회전 위상이 진각(進角) 혹은 지각하게 되고, 최종적으로는 제 2암, 제 3암을 통해서 구동되는 제 1암의 구동 위상이 진각 혹은 지각하게 된다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 4에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 제 3암은 상기 제 1암에 접촉하는 제 1캠면과 상기 제 2암에 접촉하는 제 2캠면을 갖고, 상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축에 대하여 상기 로커 샤프트의 반대측의 위치를 요동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 5에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 제 1암 및 상기 제 2암에 롤러를 설치하고, 상기 롤러를 상기 제 3암의 상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면에 접촉시킨 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 6에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 구비하고, 상기 변환면부를 평면으로 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 제 3암의 제 1캠면 및 제 2캠면의 변환면부의 가공이 용이해짐과 아울러, 확실하게 제 2암의 요동을 제 1암으로 전달할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 7에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 변환면부를 볼록형상의 곡면 또는 오목형상의 곡면으로 한 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 후술되는 청구항 8에 의한 가변 밸브 구동장치는, 상기 가변 밸브 구동장치에 있어서 상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지 지축의 중심으로부터의 거리가 상기 제 3암의 요동방향으로 변화되지 않는 비변환면부를 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 제 3암이 요동할 때, 제 3암의 제 1캠면의 비변환면부와 제 1암이 접촉할 경우에는 제 2암의 요동량을 제 3암이 변환시키지 않고, 제 1암으로의 전달이 이루어지지 않게 되어 제 1암의 구동을 행하지 않는 상태가 된다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태에 대해서, 도 1∼도 8을 참조해서 설명을 행한다.
[실시예1]
도 1∼도 7에 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태의 일예를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 사시도이다.
또한, 도 2는 캠 각의 위상이 지각한 상태에 있어서의 폐변시의 가변 밸브 구동장치의 상태를 나타내고, 도 3은 캠 각의 위상이 지각한 상태에 있어서의 개변시의 가변 밸브 구동장치의 상태를 나타낸다. 도 4는 캠 각의 위상이 진각한 상태에 있어서의 폐변시의 가변 밸브 구동장치의 상태를 나타내고, 도 5는 캠 각의 위상이 진각한 상태에 있어서의 개변 상당시의 가변 밸브 구동장치의 상태를 나타낸다.
본 실시예에 의한 가변 밸브 구동장치(1)는, 예를 들면 자동차 엔진 등의 내연기관의 실린더 헤드(도시 생략) 부분에 배치되는 것이며, 도 2에 도시된 바와 같 이, 내연기관의 흡기계(吸氣系)를 구성하는 흡기밸브(2) 등을 개폐 구동하는 것이다. 흡기밸브(2)는 밸브 스프링(3)에 의해 흡기통로(4)를 폐쇄하는 방향으로 가압되어 있고, 가변 밸브 구동장치(1)를 사용해서 소정의 타이밍, 소정의 리프트량으로 밸브 스프링(3)에 저항하는 방향으로 흡기밸브(2)를 밀어 내려서 흡기통로(4)의 개변을 행하는 것이다. 또한, 배기밸브측에도 같은 가변 밸브 구동장치(1)를 설치하고, 배기밸브의 개폐 제어를 마찬가지로 행하도록 해도 좋다.
가변 밸브 구동장치(1)는 주요 구성으로서 회전 가능하게 설치된 캠 샤프트(11)와, 회동 가능하게 설치된 로커 샤프트(12)와, 캠 샤프트(11)에 형성된 캠(13)과, 캠 샤프트(11)에 회전 구동되는 캠(13)에 의해 구동되는 로커 암 기구(14)(개폐수단)를 갖고, 로커 암 기구(14)의 구동에 의해 밸브(2)가 개폐 구동된다.
캠 샤프트(11)와 로커 샤프트(12)는 서로 평행해지도록 배치된다. 또한, 캠 샤프트(11)는 내연기관의 크랭크 샤프트(도시 생략)의 회전에 따라서 도 2의 캠 샤프트(11)의 회전 중심(C2)을 회전 중심으로 해서 화살표(R1)로 도시된 방향으로 회전하도록 되어 있다.
로커 샤프트(12)는 스테핑 모터 등을 사용한 회동수단(24)에 의해 도 2의 화살표(R2)로 도시된 방향으로 회동, 즉 왕복 회동할 수 있다. 이 로커 샤프트(12)에는 로커 샤프트(12)보다 지름이 작고, 로커 샤프트(12)의 회전 중심(C1)으로부터 편심된 요동 중심(C4)을 갖는 편심 샤프트(15)가 형성되어 있다. 이와 같이, 로커 샤프트(12)에 편심 샤프트(15)를 형성함으로써 로커 샤프트(12)를 소위 크랭크 구조로 형성하고 있다. 다기통 엔진의 경우, 동일열에 배치된 복수의 기통 각각에 대 하여 1개 또는 복수의 편심 샤프트(15)가 설치된다. 예를 들면, 본 실시예의 가변 밸브 구동장치를 직렬 4기통 엔진의 흡기밸브에 사용할 경우, 1기통에 대해서 1개의 흡기밸브를 갖는 구성이면, 1개의 로커 샤프트(12)에 4개의 편심 샤프트(15)가 설치되고, 1기통에 대해서 2개의 흡기밸브를 갖는 구성이면, 1개의 로커 샤프트(12)에 8개의 편심 샤프트(15)가 설치된다.
또한, 회동수단(24)에 의해 로커 샤프트(12)를 화살표(R2) 방향으로 회동시키면, 제 2암(22)이 지지되는 편심 샤프트(15)가 로커 샤프트(12)의 둘레방향으로 변위되고, 이에 따라 접촉점(47)이 캠(13)의 둘레방향으로 변위된다. 이 변위에 의해 캠(13)에 대한 제 2암(22)의 회전 위상을 지각측 혹은 진각측으로 크게 변화시킬 수 있게 된다. 이 로커 샤프트(12)는 그 회동각도에 제한이 없고, 큰 회전 위상의 변화를 설정할 수 있다.
로커 암 기구(14)는 주요 구성으로서, 제 1암(21)과 제 2암(22)과 제 3암(23A)을 갖는다.
제 1암(21)은 조절 나사(32)가 설치된 단부(31)와 로커 샤프트(12)가 삽입 통과하는 샤프트 끼움부(33)를 갖고, 로커 샤프트(12)에 대하여 상대 회전 가능(요동 가능)하게 지지되어 있다. 제 1암(21)의 단부(31)에 설치된 조절 나사(32)는 제 1암(21)과 밸브(2)의 머리부(5) 사이에 여유가 없어지도록 조정할 수 있다. 또한, 조절 나사(32)를 설치한 단부(31)에 대하여 로커 샤프트(12)를 사이에 두고 반대측에 위치하는 힘전달부(34)에는 롤러(35)가 설치되어 제 3암(23A)으로부터의 힘을 제 1암(21)으로 전달하도록 기능한다. 따라서, 캠 샤프트(11)가 화살표(R1)로 도시 된 방향으로 회전했을 때, 이 회전에 연동해서 제 2암(22), 제 3암(23A), 그리고 제 1암(21)이 요동하고, 조절 나사(32)의 선단이 밸브(2)의 머리부(5)를 밀어 내려서 밸브(2)를 개변 방향으로 구동하는 구성으로 되어 있다. 한편, 조절 나사(32), 롤러(35)는 로커 샤프트(12)의 회전 중심(C1)의 위치에 대하여 제 1암(21)에 작용하는 힘이나 그 요동 거리에 따라서 적절하게 배치된다.
제 2암(22)은 반원형상 단면의 오목부를 갖는 협지부(41,42)를 갖고, 이들 오목부에 편심 샤프트(15)를 끼워 넣도록 배치하고, 협지부(41,42) 사이를 복수의 볼트(44)에 의해 고정함으로써 편심 샤프트(15)에 요동 가능하게 지지된다. 또한, 제 2암(22)은 2개의 롤러(45,46)를 회전 가능하게 지지하는 롤러 지지부(43)를 갖는다. 이 롤러(45)가 캠(13)에 접촉점(47)으로 구름 접촉함으로써 캠(13)의 회전에 따른 캠(13)의 외주형상의 변위에 의해 편심 샤프트(15)의 요동 중심(C4)을 중심으로 해서 제 2암(22)이 요동된다. 롤러(46)는 제 3암(23A)의 제 2캠면(52)에 접촉하고, 캠(13)에 의해 요동된 제 2암(22)의 동작을 제 3암(23A)으로 중계한다. 본 실시예의 경우, 제 2암(22)은 그 측면으로 봤을 때 대략 L자 형상을 하고 있고, 한 쪽의 단부에 협지부(41,42)를 갖고, 다른 쪽의 단부에 롤러(46)를 갖고, L자 형상의 굴곡 부분에 롤러(45)를 갖는 구성이다.
편심 샤프트(15)는 그 요동 중심(C4)이 로커 샤프트(12)의 회전 중심(C1)에 대하여 오프셋(offset)(편심)된 상태로 배치되면, 반드시 도 1에 도시된 바와 같은 배치로 한정할 필요는 없다. 단, 가변 밸브 구동장치(1)의 구성을 컴팩트하게 하고 싶을 경우, 본 실시예와 같이 로커 샤프트(12)보다 지름이 작고 그 단면이 로커 샤 프트(12)의 외경에 내접하는 바와 같은 배치가 바람직하다. 그 경우, 편심 샤프트(15)를 갖는 로커 샤프트(12) 전체의 강성을 고려해서 편심 샤프트(15)의 지름을 설정한다.
또한, 본 실시예의 경우, 로커 샤프트(12)가 제 1암(21)을 지지하는 지지부분의 일측에 편심 샤프트(15)를 형성하고, 제 1암(21)에 직접 간섭하지 않도록 제 2암(22)에 1개의 샤프트 지지부(49)를 형성하고, 이 샤프트 지지부(49)측의 협지부(41,42)에 편심 샤프트(15)를 끼운 구성이다. 제 2암이 받는 하중이 과대하지 않을 경우는, 이와 같이 1개의 샤프트 지지부(49)에서 편심 샤프트(15)측으로 설치하는 구성으로 충분하다. 또한, 편심 샤프트(15)의 축장(軸長)을 적절하게 설정함으로써 제 2암(22)과 캠(13)의 접촉부분, 제 2암(22)과 제 3암(23A)의 접촉부분 등에 편하중이 생긴 경우에도, 제 2암(22)이 로커 샤프트(12)의 축선방향으로 변위하는 것을 방지하고, 편마모 등의 불량을 막고, 가변 밸브 구동장치(1)의 신뢰성을 유지하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 제 2암(22)에 과대한 하중이 걸리는 것이 예상될 경우, 예를 들면 제 2암(22)에 두 갈래상의 샤프트 지지부(49)를 형성하고, 로커 샤프트(12)가 제 1암(21)을 지지하는 지지부분의 양측에 편심 샤프트(15)를 형성하고, 이들 편심 샤프트(15)가 2개의 샤프트 지지부(49)의 감합부(41,42)에 끼워지는 구성으로 해도 좋다. 즉, 이것은 제 1암(21)의 일부를 걸치도록 제 2암(22)의 두 갈래상의 샤프트 지지부(49)가 배치된 구성이다. 이러한 구성에 의해 제 2암(22)과 캠(13)의 접촉부, 제 2암(22)과 제 3암(23) 사이의 접촉부 등에 편하중이 생긴 경우에도, 제 2암 (22)이 로커 샤프트(12)의 축선방향으로 변위하는 것을 방지하고, 편마모 등의 불량을 막고, 가변 밸브 구동장치(1)의 신뢰성을 유지할 수 있다.
또한, 제 1암(21)측에 로커 샤프트(12)를 끼우는 두 갈래상의 샤프트 끼움부(33)를 형성하고, 제 1암(21)이 로커 샤프트(12)에 지지되는 두 갈래상의 샤프트 끼움부(33)의 사이에 편심 샤프트(15)를 설치하고, 제 1암(21)의 두 갈래상의 샤프트 끼움부(33)가 제 2암(22)의 1개의 샤프트 지지부(49)를 걸치도록 배치해서 편심 샤프트(15)를 샤프트 지지부(49)의 감합부(41,42) 사이에 끼우도록 해도 좋다.
지지축(16)은 로커 샤프트(12)의 근방에 로커 샤프트(12)와 평행하게, 또한, 로커 샤프트(12)와 동등한 높이 또는 낮은 위치에 배치된다. 지지축(16)을 이러한 배치로 함으로써 가변 밸브 구동장치 자체의 높이를 억제함과 아울러, 후술하는 제 3암(23A)의 배치 위치의 설정에 자유도를 갖게 하고, 로커 암 기구의 설계를 용이하게 하고 있다.
제 3암(23A)은 지지축(16)에 요동 가능하게 지지되고, 그리고 제 1암(21)의 롤러(35)와 제 2암(22)의 롤러(46) 사이에 배치됨으로써, 제 1암(21)과 제 2암(22)의 전달 캠으로서 기능한다. 제 3암(23A)에는 제 1암(21)의 롤러(35)에 접하는 제 1캠면(51)과 제 2암(22)의 롤러(46)에 접촉하는 제 2캠면(52)이 형성되어 있고, 지지축(16)에 대하여 로커 샤프트(12)의 반대측의 위치에서 요동되도록 배치되어 있다. 또한, 제 3암(23A)은 도시하지 않은 스프링에 의해 지지축(16)의 중심 위치(C3)의 시계회전방향, 즉 제 2암(22)을 캠(13)에 접촉시키는 방향으로 가압되어 있다.
캠면으로서 기능하는 제 1캠면(51)은 제 2암(22)의 요동에 따라 제 3암(23A)의 요동 방향, 즉 지지축(16)의 둘레방향으로 변위된다. 구체적으로는, 제 1캠면(51)은 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 제 3암(23A)이 요동해도 변화되지 않는 비변환면부(53)와 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 제 3암(23A)의 요동에 따라 증가하는 변환면부(51a)를 갖는다.
즉, 제 1캠면(51)의 변환면부(51a)는 제 2암(22)의 요동량을 변환해서 제 1암(21)을 구동할 수 있도록 제 3암(23A)의 요동에 따라 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 변화되는 바와 같은 평면형상으로 형성되어 있다. 한편, 제 1캠면(51)의 비변환면부(53)는 캠(13)에 대한 제 2암(22)의 접촉점(47)의 회전 위상이 회동수단(24)에 의해 소정 각도 진각된 경우에도 제 2암(22)의 요동 개시로부터 대략 소정 각도까지의 요동량을 캔슬(cancel)할 수 있는 바와 같은 면형상으로 형성되어 있다. 이것은 비변환면부(53)의 부분에서는, 제 3암(23A)이 요동해도 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 변화되지 않도록 형성되어 있기 때문에, 제 2암(22)의 요동량을 제 3암(23A)이 변환하지 않고, 제 1암(21)으로의 전달이 이루어지지 않는 상태가 되기 때문이다.
따라서, 캠(13)의 볼록부(13a)에 의해 제 2암(22)이 편심 샤프트(15)를 중심으로 해서 제 3암(23A)측으로 요동되어 제 2캠면(52)을 통해서 제 3암(23A)이 반시계방향으로 회동했을 때, 제 1캠면(51)에 의해 제 1암(2l)이 화살표(S3) 방향으로 회동함으로써 밸브(2)가 개변하게 된다. 이때, 제 1암(21)의 롤러(35)와 제 3암(23A)의 제 1캠면(51)의 접촉점(36)이 제 2암(22)의 요동에 따라 제 1캠면(5l) 상 을 이동하고, 접촉점(36)의 위치가 비변환면부(53)에 있으면 밸브(2)의 개변이 행해지지 않고, 개변의 구동 위상을 제어할 수 있고, 또한, 접촉점(36)의 위치가 변환면부(51a)에 있으면 그 위치에 따라서 개변의 밸브 리프트량을 제어할 수 있다.
또한, 제 2캠면(52)도 제 1캠면(51)과 동등한 구성, 즉, 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 제 3암(23A)이 요동해도 변화되지 않는 비변환면부와 지지축(16)의 중심 위치(C3)로부터의 거리가 제 3암(23A)의 요동에 따라 증가하는 변환면부를 갖는다. 따라서, 제 1캠면의 변환면부(51a)와 제 2캠면의 변환면부의 형성 위치에 의해 최적의 리프트량을 설정할 수 있다.
다음에, 도 2, 도 3을 참조해서 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 도 2에서는, 로커 샤프트(12)가 회동수단(24)에 의해 중립 위치(N)보다도 각도(θ1) 지각측으로 회동된 상태이다. 이 경우, 제 2암(22)의 접촉점(47)은 캠(13)에 대하여 중립점(PN)보다도 지각측(도 2에 있어서 좌상측)으로 변위해서 접촉한다. 또한, 제 2암(22)의 롤러(46)가 도 2에 있어서 좌상측으로 변위하게 된다.
이 상태에서 캠 샤프트(13)가 화살표(R1) 방향으로 회전하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 캠(13)의 볼록부(13a)가 제 2암(22)의 롤러(45)를 밀어 올리면 제 2암(22)이 편심 샤프트(15)를 회전축으로 해서 반시계방향으로 요동된다[도 2의 화살표(S1)]. 이 때문에, 제 2암(22)의 롤러(46)가 제 2캠면(52)을 밀고, 제 3암(23A)이 반시계방향으로 요동된다[도 2의 화살표(S2)]. 이것에 의해, 제 1캠면(51)의 변 환면부(51a)가 롤러(35)를 밀기 때문에, 제 1암(21)이 반시계방향으로 요동해서[도 2의 화살표(S3)] 조절 나사(32)의 선단부가 머리부(5)를 밀어 내려서 밸브(2)를 개변시키게 된다.
이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 개변 전에 제 1암(21)의 롤러(35)의 접촉점(36)이 제 3암(23A)의 제 1캠면(51)의 변환면부(51a) 주위에 위치하고 있기 때문에, 제 3암(23A)이 반시계방향으로 요동할 때에 롤러(35)와 접하는 제 1캠면(51)에 있어서 비변환면부(53)가 짧아지고 변환면부(51a)가 길어진다. 또한, 마찬가지로 제 2암(22)의 롤러(46)의 접촉점(48)도 제 3암(23A)의 제 2캠면(52)의 변환면부 주위에 위치하고 있기 때문에, 제 3암(23A)이 반시계방향으로 요동될 때에 롤러(46)와 접하는 제 2캠면(52)에 있어서 비변환면부가 짧아지고 변환면부가 길어진다.
이 때문에, 캠각이 작은 동안에서, 제 1암(21)이 밸브(2)를 개변시키는 방향으로 구동되기 시작하고, 게다가 롤러(35)가 변환면부(51a)를 긴 범위에 걸쳐 접하면서 제 1암(31)을 화살표(S3)의 방향으로 밀게 되고, 대개변각(大開弁角), 즉 큰 밸브 리프트량을 얻을 수 있게 된다. 또한, 이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이[곡선(θ1) 참조], 밸브 리프트량이 크고, 또한 밸브 리프트의 피크가 지각하게 된다. 이것은, 고회전, 고부하의 대흡기량에 적합한 밸브의 구동이 된다. 또한, 도 6에 있어서의 곡선(θ1)은 로커 샤프트(12)가 중립 위치(N)로부터 θ1 지각한 경우에 있어서의 캠각-밸브 리프트량 곡선을 나타내는 것이다.
다음에, 도 4, 도 5를 참조해서 휴통(休筒)상태에 있어서의 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)의 동작에 대해서 설명한다.
도 4, 도 5는 로커 샤프트(12)가 회동수단(24)에 의해 중립 위치(N)보다도 각도(θ2) 진각측으로 회동된 상태이다. 이 경우, 제 2암(22)의 접촉점(47)은 캠(22)에 대하여 중립점(PN)보다도 진각측(도 4에 있어서 우하측)으로 변위한다. 또한, 제 2암(22)의 롤러(46)가 도 4에 있어서 우하측으로 변위하고, 제 3암(23A)이 도 2와 비교해서 시계방향으로 변위한다. 도 4에서의 상태는 도 2의 상태와 비교하면, 개변 전의 롤러(35)의 접촉점(36)이 비변환면부(53)에 위치하고 있기 때문에, 제 3암(23A)이 요동할 때에 제 3암(23A)의 제 1캠면(51)에 있어서 롤러(35)가 비변환면부(53)와만 접하는 상태가 된다. 즉, 제 1암(21)의 롤러(35)는 변환면부(51a)와는 전혀 접하지 않는 상태가 된다.
이 상태에서 캠 샤프트(13)가 화살표(R1) 방향으로 회전하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 캠(13)의 볼록부(13a)가 제 2암(22)의 롤러(45)를 밀어 올리면 제 2암(22)이 편심 샤프트(15)를 회전축으로 해서 반시계방향으로 요동한다(도 4의 S1 참조). 이 때문에, 제 2암(22)의 롤러(46)가 제 2캠면(52)을 밀고, 제 3암(23A)이 반시계방향으로 요동한다(도 4의 S2 참조). 이 때, 제 1캠면(51)의 비변환면부(53)가 롤러(35)와 접하기 때문에 제 1암(21)이 대부분 요동되지 않고, 밸브(2)를 개변시키지 않는 상태, 즉 도 6의 점선의 곡선(θ2)으로 도시된 바와 같이, 밸브 리프트량을 대략 0으로 해서 휴통상태로 하고 있다. 한편, 도 6에 있어서의 곡선(θ2)은 로 커 샤프트(12)가 중립 위치(N)로부터 θ2 진각한 경우에 있어서의 캠각―밸브 리프트량 곡선을 나타내는 것이다.
또한, 로커 샤프트(12)를 회동수단(24)에 의해 중립 위치(N)로부터의 각도(θ2)보다 작은 각도의 진각측으로 회동한 경우, 밸브 리프트량의 크기를 적절하게 제어할 수도 있다. 이 경우, 제 1암(21)의 롤러(35)는 전달 캠으로서 기능하는 제 3암(23A)의 제 1캠면(51) 중 비변환면부(53)와 접하는 기간(거리)이 길기 때문에, 제 2암(22)의 요동에 따라서 제 3암(23A)이 반시계방향으로 회전할 때, 롤러(35)가 변환면부(51a) 상을 이동하는 거리가 짧아지고, 제 1암(21)의 회동량은 도 6에 도시된 곡선(θ1)보다 작은 밸브 리프트량, 즉 소개변각(小開弁角)이 된다. 이 때, 밸브 리프트량이 작아짐과 아울러, 밸브의 구동 위상이 진각하기 때문에 저회전, 저부하의 소흡기량(小吸氣量)에 적합한 밸브의 구동이 된다.
상기 구성의 가변 밸브 구동장치(1)를 흡기계에 적용하면, 밸브(2)의 열린 측을 고정해서 폐쇄측을 연속적으로 바꿀 수 있기 때문에 고팽창비 사이클로 할 수 있다.
또한, 관성흡기와의 상승작용에 의해 연비저감을 도모할 수 있다. 관성흡기와는 피스톤의 흡입작용으로 생긴 압력의 맥동이 흡기관 내의 흡기에 관성을 일으키는 것을 말한다. 이 관성흡기를 이용해서 흡기의 맥동의 피크 시기에 밸브(2)를 폐쇄하기 시작함으로써 피스톤이 하사점을 지나도 새 공기가 실린더 내로 유입을 계속하고, 체적효율을 높일 수 있다. 엔진의 회전수에 의해 맥동의 피크 시기가 다 르기 때문에 피크 시기에 맞춰서 밸브(2)를 폐변하기 시작함으로써 흡입 공기량을 증대할 수 있다.
또한, 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)에서는, 도 6의 곡선(θ1)의 개변 개시로부터 종료까지의 위상과 밸브 리프트량을 기준으로 해서 로커 샤프트(12)를 회동수단(24)에 의해 회동시킨 경우에 있어서, 캠(13)에 대하여 제 2암(22)을 진각시킨 기간을 제 3암(23A)의 비변환면부(53) 및 롤러(35)와 접하는 기간을 길게 함으로써 캔슬할 수 있다. 그 결과, 도 6의 곡선(N)[로커 샤프트(12)의 중립 위치(N)에 있어서의 캠각-밸브 리프트량 곡선]으로 도시된 바와 같이, 개변 개시시기를 대략 일정하게 할 수 있다.
따라서, 이 가변 밸브 구동장치(1)에 의하면, 개변 개시시기를 고정한 채 폐변시기를 변화시킬 수 있기 때문에, 관성흡기의 맥동에 맞춰서 폐변시기를 변화시킴으로써 흡입 공기량의 증대를 도모하고, 연비저감의 효과가 얻어진다. 또한, 공기량을 최적으로 제어함으로써 양호한 연소상태가 되고, 미연물 등이 저감해서 배출가스 성분이 양호화된다.
종래의 일반적인 연속 위상 가변 밸브 구동장치의 경우, 흡기밸브의 폐변시기를 지각시키면 개변 개시시기도 지각해 버리고, 흡기 및 배기의 밸브 오버랩이 감소 혹은 없어지고, 펌핑 로스가 발생하고 있었다. 이것에 대하여 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)에 의하면, 개변 개시시기를 고정한 상태로 폐변시기를 지각할 수 있으므로, 밸브 오버랩을 유지한 채 폐변시기를 지각시킴으로써 흡입 공기량 증 가를 도모할 수 있고, 연비저감의 효과를 얻을 수 있다.
일반적으로 저부하에서 공기 과잉이 되면 배기 온도가 낮아지지만, 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)에 의하면, 엔진의 운전상태에 따라서 흡입 공기량을 제어할 수 있으므로, 저부하시에 흡입 공기량을 감소시킴으로써 배기온도를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 배가스 정화용의 촉매를 구비할 경우, 촉매를 활성화시켜서 효과적으로 기능시킬 수 있다. 이 경우에는 촉매에 의해 배출가스를 정화할 수 있으므로, 배출가스 성분이 조금 악화되어도 연비가 좋은 상태로 엔진 본체를 세팅할 수 있다. 이것에 의해, 엔진 본체의 연비를 좋게 함과 아울러, 배출가스를 촉매로 정화함으로써 고연비와 배출가스의 정화를 양립할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예의 가변 밸브 구동장치(1)에 의하면, 저부하시에 흡입 공기량을 감소시킴으로써 흡입 공기량을 제어하기 위한 흡기 또는 배기조절기를 설치할 필요도 없고, 비용저감이 가능하다.
[실시예2]
도 7은 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 실시형태의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 가변 밸브 구동장치에서는, 제 3암의 구성이 상술한 실시예1[도 7의 제 3암(23A) 참조]과는 다르다. 따라서, 상기 이외의 구성 및 작용, 효과에 대해서는 실시예1의 가변 밸브 구동장치(1)와 같기 때문에 중복되는 구성에는 공통의 부호를 첨부하고, 상세한 설명은 생략한다.
제 3암은 제 1암(21)의 롤러(35)와 제 2암(22)의 롤러(46) 사이에 위치하고, 전달 캠으로서 기능하는 것이다. 따라서, 제 3암의 형상, 특히 변환면부의 형상을 적절하게 설정함으로써 밸브(2)의 리프트량의 크기, 또는 그 리프트 속도를 적절하게 선택할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 의한 가변 밸브 구동장치의 경우, 제 3암에 접촉하는 부분에 제 1암(21)에 있어서는 회전 가능하게 지지된 롤러(35)를 사용하고, 또한 제 2암(22)에 있어서도 회전 가능하게 지지된 롤러(46)를 사용했으므로, 제 2암(22)과 제 3암(23) 사이, 제 3암(23)과 제 1암(21) 사이에서 각 암의 변위량을 확실하게 전달할 수 있음과 아울러, 제 3암 자체의 형상의 설정에도 큰 자유도를 부여할 수 있고, 그 결과 가변 밸브 구동장치 전체를 콤팩트한 구성으로 하고, 특히 그 높이를 낮게 억제할 수 있게 된다.
예를 들면, 실시예1에서의 제 3암(23A)은 제 1암(21)에 접촉하는 제 1캠면의 변환면부(51a)가 평면으로 형성되어 있었지만, 도 7에 도시된 제 3암(23B)에서는 제 1암(21)에 접촉하는 제 1캠면의 변환면부(51b)가 오목형상의 곡면으로 형성되어 있다. 이것은, 제 3암(23B)의 요동에 따라서 변환면부(51b)에 있어서의 지지축(16)의 중심(C3)으로부터의 거리가 급격히 변화하는 구성이 되고, 도 8의 곡선(23B)으로 도시된 바와 같이, 밸브(2)의 개변의 속도가 크고(초기상승이 크고), 또한 리프트량이 큰 상태로 설정할 수 있다. 또한, 도 8에는 실시예1에 있어서의 제 3암(23A)을 사용한 경우의 캠각-밸브 리프트량 곡선을 병기하고 있고, 비교를 위해 리프트 피크를 동(同)위상 각도에 일치시키고 있다.
또한, 도 7에 도시된 제 3암(23C)에서는, 제 1암(21)에 접촉하는 제 1캠면의 변환면부(51c)가 볼록형상의 곡면으로 형성되어 있다. 이것은, 제 3암(23C)의 요동 에 따라서 변환면부(51c)에 있어서의 지지축(16)의 중심(C3)으로부터의 거리가 완만하게 변화되는 구성이 되고, 도 8의 곡선(23C)으로 도시된 바와 같이, 밸브(2)의 개변의 속도가 작고(초기상승이 작고), 또 리프트량이 작은 상태로 설정할 수 있다.
이와 같이, 제 3암에 있어서의 제 1캠면의 변환면부, 또는 제 2캠면의 변환면부도 평면 뿐만아니라, 적절한 곡면형상으로 형성함으로써 소망의 밸브 리프트 특성의 설정이 용이해지고, 이것은 가변 밸브 구동장치 자체의 설계의 자유도를 크게 할 수도 있다. 곡면형상으로서도 상기 볼록형상, 오목형상과 같은 단순한 곡면 뿐만아니라, 예를 들면 파상의 곡면을 형성해도 좋다.
[실시예3]
또, 상기 실시예1, 2에 있어서는, 제 2암(22)이 편심 샤프트(15)를 통해서 로커 샤프트(12)측에 요동 가능하게 지지되는 구조이지만, 본 발명은 이러한 지지구조에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2암(22A)의 지지부(61)를 요동 가능하게 지지하는 유니버셜 조인트(62)를 구비한 접속부재(63)를 사용해서 로커 샤프트(12A)측에 지지되는 지지구조이어도 좋다. 본 실시예의 경우, 로커 샤프트(12A)의 일부를 절결하고, 그 절결한 부분에 접속부재(63)를 접속하도록 배치하고 있다. 또한, 제 2암(22A)의 지지부(61)는 접속부재(63)의 머리부의 유니버셜 조인트(62)에 요동 가능하게 지지되어 있고, 요동 중심(C5)을 중심으로 요동된다. 따라서, 회동수단(24)에 의해 로커 샤프트(12A)가 회동된 경우에는, 요동 중심(C5)이 로커 샤프트의 둘레방향으로 변위해서 실시예1과 같은 동작을 행 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 후술되는 본 발명의 청구항 1 내지 청구항 3에 의한 발명에 의하면, 회동수단에 의해 로커 샤프트를 회동시키면, 로커 샤프트가 갖는 편심 샤프트, 접속부재의 위치가 변위하므로, 편심 샤프트, 접속부재에 요동 가능하게 지지된 제 2암의 요동 중심 위치도 로커 샤프트의 축 둘레로 변위되어 그 요동 중심의 변위위치에 따라서 흡기밸브, 배기밸브의 구동 위상을 연속적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 캠을 지지하는 캠 샤프트를 로커 샤프트의 하방에 배치함과 아울러, 제 3암을 지지하는 지지축을 로커 샤프트와 동등 혹은 낮은 위치에 배치했으므로, 전달 캠으로서 기능하는 제 3암의 구성 위치에 자유도를 갖게 함과 아울러, 가변 밸브 구동장치 전체의 높이를 낮게 억제할 수 있다.
또한, 후술되는 본 발명의 청구항 4, 5에 의한 발명에 의하면, 제 3암에 있어서 제 1캠면과 제 2캠면을 지지축에 대하여 로커 샤프트의 반대측의 위치에서 제 1암 및 제 2암과 접촉하도록 하고, 또한 롤러를 사용해서 접촉하도록 했으므로, 전달 캠으로서 기능하는 제 3암의 구성 위치에 자유도를 갖게 함과 아울러, 가변 밸브 구동장치 전체의 높이를 낮게 억제할 수 있다. 또한, 제 3암의 요동 영역을 충분히 확보해서 배치할 수 있게 된다.
또한, 후술되는 본 발명의 청구항 6에 의한 발명에 의하면, 제 3암의 제 1캠면, 제 2캠면에 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 형성하고, 상기 변환면부를 평면으로 했으므로, 제 2암의 요동량을 제 3암에 의해 변환해서 제 1암으로 확실하게 전달할 수 있음과 아울러 캠의 가공이 용이해진다.
또한, 후술되는 본 발명의 청구항 7에 의한 발명에 의하면, 전달 캠으로서 기능하는 제 3암의 제 1캠면, 제 2캠면의 변환면부의 형상을 변경하는 것으로도 리프트량이나 리프트 속도 등의 밸브 리프트의 특성을 변경할 수 있고, 내연기관의 특성에 따른 최적의 밸브 리프트의 특성을 선택할 수 있게 된다. 변환면부의 형상의 변경에 의한 밸브 리프트의 특성의 변경은 편심 샤프트의 변위에 의한 리프트량이나 개변 각도 등의 밸브 리프트의 특성과는 독립적으로 변경 가능하기 때문에, 이들의 조합에 의해 다양한 밸브 리프트의 특성을 선택할 수도 있다.
또한, 후술되는 본 발명의 청구항 8에 의한 발명에 의하면, 제 3암의 제 1캠면, 제 2캠면에 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되지 않는 비변환면부를 형성했으므로, 회동수단에 의해 캠에 대한 제 2암의 회전 위상이 소정 각도 진각되어도 제 2암의 요동개시로부터 대략 소정 각도에 상당하는 요동량을 비변환면부에 의해 캔슬할 수 있고, 밸브 리프트량에 관계없이 개변 개시시기를 대략 동일하게 할 수 있다.

Claims (16)

  1. 내연기관에 회동 가능하게 설치되어 편심된 편심 샤프트를 구비한 로커 샤프트와,
    상기 로커 샤프트의 하방측에 설치되어 캠 샤프트에 의해 회전 구동되는 캠과,
    상기 로커 샤프트와 동등한 높이 또는 낮은 위치에 배치된 지지축과,
    상기 로커 샤프트를 회동시키는 회동수단과,
    상기 캠에 의해 구동되어 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐를 행하는 개폐수단을 갖고:
    상기 개폐수단은 상기 로커 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동할 수 있는 제 1암과,
    상기 편심 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 캠에 의해 구동되는 제 2암과,
    상기 지지축에 요동 가능하게 지지되고 상기 제 2암의 요동에 의해 변위되어서 상기 제 1암을 구동하는 제 3암을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 편심 샤프트는 상기 회동수단에 의한 상기 로커 샤프트의 회동에 의해 상기 로커 샤프트의 둘레방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 3암은 상기 제 1암에 접촉하는 제 1캠면과 상기 제 2암에 접촉하는 제 2캠면을 갖고,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축에 대하여 상기 로커 샤프트의 반대측의 위치에서 상기 제 1암 및 상기 제 2암과 접촉해서 요동되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1암 및 상기 제 2암에 롤러를 설치하고, 상기 롤러를 상기 제 3암의 상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면에 접촉시킨 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 구비하고, 상기 변환면부를 평면으로 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 구비하고, 상기 변환면부를 볼록형상의 곡면 또는 오목형상의 곡면으로 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 상기 제 3암의 요동방향으로 변화되지 않는 비변환면부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 상기 제 3암의 요동방향으로 변화되지 않는 비변환면부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  9. 내연기관에 회동 가능하게 설치된 로커 샤프트와,
    상기 로커 샤프트의 하방측에 설치되어 캠 샤프트에 의해 회전 구동되는 캠과,
    상기 로커 샤프트와 동등한 높이 또는 낮은 위치에 배치된 지지축과,
    상기 로커 샤프트를 회동시키는 회동수단과,
    상기 캠에 의해 구동되어 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐를 행하는 개폐수단을 갖고:
    상기 개폐수단은 상기 로커 샤프트에 요동 가능하게 지지되고 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브를 구동할 수 있는 제 1암과,
    상기 로커 샤프트에 형성한 접속부재에 요동 가능하게 지지되고 상기 캠에 의해 구동되는 제 2암과,
    상기 지지축에 요동 가능하게 지지되고 상기 제 2암의 요동에 의해 변위되어서 상기 제 1암을 구동하는 제 3암을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 회동수단에 의한 상기 로커 샤프트의 회동에 의해 상기 로커 샤프트의 둘레방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 3암은 상기 제 1암에 접촉하는 제 1캠면과 상기 제 2암에 접촉하는 제 2캠면을 갖고,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축에 대하여 상기 로커 샤프트의 반대측의 위치에서 상기 제 1암 및 상기 제 2암과 접촉해서 요동되는 것을 특징 으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1암 및 상기 제 2암에 롤러를 설치하고, 상기 롤러를 상기 제 3암의 상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면에 접촉시킨 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 구비하고, 상기 변환면부를 평면으로 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 상기 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 변화되는 변환면부를 구비하고, 상기 변환면부를 볼록형상의 곡면 또는 오목형상의 곡면으로 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 상기 제 3암의 요동방향으로 변화되지 않는 비변환면부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 구동장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1캠면 및 제 2캠면은 상기 지지축의 중심으로부터의 거리가 상기 제 3암의 요동방향으로 변화되지 않는 비변환면부를 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변 밸브 구동장치.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090758A1 (ja) * 2004-03-23 2005-09-29 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation 内燃機関の可変動弁装置
JP4221327B2 (ja) * 2004-04-13 2009-02-12 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の可変動弁装置
EP1945915A4 (en) * 2005-11-03 2011-01-26 Volvo Lastvagnar Ab VAULT PROFILE
US7650863B2 (en) * 2006-11-30 2010-01-26 Caterpillar Inc. Variable engine valve actuation system having common rail
KR101241595B1 (ko) * 2007-12-13 2013-03-08 현대자동차주식회사 가변 밸브타이밍 장치
JP5513769B2 (ja) 2008-05-22 2014-06-04 現代自動車株式会社 エンジンの連続可変バルブリフト装置およびその制御方法
JP5262309B2 (ja) * 2008-06-04 2013-08-14 日産自動車株式会社 エンジンの動弁機構
US8291874B2 (en) 2008-12-05 2012-10-23 Hyundai Motor Company Apparatus for adjusting deviation of engine and continuously variable valve lift device including the same
CN101929362B (zh) * 2010-09-28 2011-12-28 无锡锡州机械有限公司 发动机的凸轮随动装置
CN103089365B (zh) * 2013-02-28 2015-05-06 长城汽车股份有限公司 用于发动机的可变气门升程驱动装置的致动机构
JP2018035689A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 スズキ株式会社 エンジンの頭上弁作動機構
JP2018035694A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 スズキ株式会社 エンジンの頭上弁作動機構
US11193563B2 (en) * 2017-07-05 2021-12-07 Gates Corporation Synchronous belt drive system
WO2019186887A1 (ja) * 2018-03-29 2019-10-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁機構

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3022188A1 (de) * 1980-06-13 1981-12-24 Teodoro 4300 Essen Holtmann Ventilsteuerungseinrichtung eines verbrennungsmotors
US5572962A (en) * 1991-12-03 1996-11-12 Motive Holdings Limited Variable valve lift mechanism for internal combustion engine
DE4220816A1 (de) * 1992-06-25 1994-01-05 Schaeffler Waelzlager Kg Variable Ventilsteuerung mittels Änderung der Hebelverhältnisse bei Kipp- oder Schlepphebeln von Ventiltrieben
EP0638706A1 (de) * 1993-08-05 1995-02-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
JP3485434B2 (ja) * 1997-04-04 2004-01-13 株式会社日立ユニシアオートモティブ 内燃機関の動弁装置
JP3881783B2 (ja) * 1997-08-07 2007-02-14 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁装置
FR2796982B1 (fr) * 1999-07-28 2001-10-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de commande d'une soupape et moteur a combustion interne muni de ce dispositif
FR2796983B1 (fr) * 1999-07-28 2001-10-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif perfectionne de commande d'une soupape et moteur a combustion interne muni de ce dispostif
US6422187B2 (en) * 2000-01-26 2002-07-23 Delphi Technologies, Inc. Variable valve mechanism having an eccentric-driven frame
JP2003239712A (ja) * 2002-02-18 2003-08-27 Nippon Soken Inc 弁制御装置
US6786185B2 (en) * 2002-03-14 2004-09-07 Delphi Technologies, Inc. Variable valve actuation mechanism having partial wrap bearings for output cams and frames
JP4025590B2 (ja) * 2002-06-24 2007-12-19 株式会社オティックス 可変動弁機構

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Publication number Publication date
US20050224027A1 (en) 2005-10-13
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