KR100891421B1 - 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전달 기구나 환경에 영향을 주지 않고, 회전 구동원의 착탈 작업을 행할 수 있는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 가변 밸브 구동 장치는, 회전 구동원(81)의 출력축(81c)과 전달 기구(82)의 입력축(84)을 착탈 가능하게 연결하는 커플링(91)과, 회전 구동원(81)의 본체(81a)를 실린더 헤드(2)에 착탈 가능하게 고정하는 고정부(91b)를 갖고, 회전 구동원(81)을, 회전 기구(82)와는 별도 부재로 실린더 헤드(2)에 착탈 가능하게 설치하는 구성으로 했다. 이에 의해, 예를 들어 입ㆍ출력축 사이에서 코어 어긋남이 발생한 경우라도, 커플링(91)의 코어 어긋남을 흡수하는 기능에 의해, 과대한 마찰을 전달 기구(82)로 부여하지 않고, 회전 기구의 전달이 행해진다.

회전 구동원, 커플링, 실린더 헤드, 전달 기구, 회전 기구

Description

내연 기관의 가변 밸브 구동 장치 {VARIABLE VALVE DRIVING DEVICE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 밸브 구동 출력을 연속적으로 제어하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치에 관한 것이다.

자동차에 탑재되는 왕복식 엔진(내연 기관)에서는, 엔진의 배출 가스의 대책이나 펌핑 손실의 개선을 도모하기 위해, 실린더 헤드에, 적어도 흡기 밸브의 밸브 특성을 연속적으로 제어하는 가변 밸브 구동 장치를 탑재하는 것이 행해진다.

이러한 가변 밸브 구동 장치는, 흡입 공기량의 조정을 담당하기 위해, 적어도 흡기 밸브의 밸브 리프트량을 연속적으로 변화시키도록 한 가변 밸브 구동 기구가 이용된다. 대부분은, 밸브 구동 출력(밸브 리프트량이나 개폐 타이밍이나 밸브 개방 기간 등)을, 제어 샤프트로부터 입력되는 회전 변위에 따라서 연속적으로 가변시키는 구조가 이용되고 있다(예를 들어 특허 문헌 1을 참조).

상기 장치의 제어 샤프트의 입력의 대부분은, 실린더 헤드에, 회전 구동원으로서의 전동 모터와, 상기 전동 모터의 출력축으로부터 출력되는 제어 회전을 제어 샤프트로 전달하는 전달 기구를 조립 부착하는 구조가 이용되고 있다. 예를 들어 볼 나사축과 상기 나사축을 구동하는 전동 모터를 조립한 유닛을 실린더 헤드에 조립 부착하고, 볼 나사축에 나사 삽입된 볼 너트를 통해, 전동 모터의 제어 회전을 제어 샤프트로 전달하거나 하는 구조(예를 들어 특허 문헌 2를 참조)나, 나사축과 상기 나사축을 구동하는 전동 모터를 조립한 유닛을 실린더 헤드에 조립 부착하고, 나사축에 나사 삽입된 링크를 통해, 전동 모터의 제어 회전을 제어 샤프트로 전달하는 구조(예를 들어 특허 문헌 3을 참조) 등이 이용되고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-299536호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-332549호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2005-42642호 공보

그런데, 가변 밸브 구동 장치는 수리나 교환 작업 등에 대처하기 쉬운 것이 요구된다. 특히 전동 모터는, 가변 밸브 구동 장치의 중요 부품이기 때문에, 즉, 수리나 교환을 행할 수 있는 것이 바람직하다.

그러나, 가변 밸브 구동 장치의 전동 모터는, 모두 특허 문헌 2, 3에 개시되는 바와 같이 볼 나사축이나 나사축과 일의적으로 위치 결정되면서 전달 기구에 조립되어 있기 때문에, 수리나 교환을 위해, 일단, 전동 모터를 떼어내면, 다시 전동 모터를 높은 정밀도로, 볼 나사축이나 나사축의 축심 위치에 맞추어 장착하는 것은 어렵다. 특히 볼 나사축이나 나사축 등 전달 기구의 입력축은, 수리나 교환 작업에서, 전동 모터를 실린더 헤드로 복귀시킬 때, 입력축의 위치가 어긋나면, 전달 기구의 미끄럼 이동부에 있어서 과대한 마찰이 발생하기 쉽다. 흡기 밸브(혹은 배기 밸브)의 개폐 타이밍이나 밸브 리프트량을 연속적으로 변화시키는 가변 밸브 구동 장치는, 엔진의 부하 상태(자동차의 운전 상태)에 따라서, 바로 개폐 타이밍이나 밸브 리프트량을 연속적으로 가변 제어하기 때문에 높은 응답성이 요구되지만, 이러한 과대한 마찰이 발생하면, 제어의 응답성이 저하되어 엔진의 성능을 충분히 발휘할 수 없다. 게다가, 과대한 마찰은 가변 밸브 구동 장치의 내구성에도 영향을 준다.

따라서, 유닛 구조를 해소하여, 전동 모터를, 전달 기구와 별도 부재로 하여, 실린더 블럭에 착탈 가능하게 설치하는 것이 고려된다.

그런데, 단순히 전동 모터를 착탈 가능하게 한 것만으로는, 여전히, 전달 기구의 입력축에 전동 모터의 출력축의 축심을 합치시킨다는 번거로운 코어 맞춤 작업이 필요하여, 제어의 응답성의 저하나 가변 밸브 구동 장치의 내구성의 영향은 피할 수 없다.

또한, 특허 문헌 2, 3에 개시되는 가변 밸브 구동 장치의 전동 모터는 모두, 유닛화된 전달 기구의 하방에 배치되어 있기 때문에, 전동 모터를 떼어낼 때에 윤활유가 누설되기 쉬워, 환경 부하로 되는 것을 피할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전달 기구나 환경에 영향을 주지 않고, 회전 구동원의 착탈을 행할 수 있는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

청구항 1에 기재된 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 회전 구동원에는, 상기 회전 구동원의 출력축과 전달 기구의 입력축을 입력축 방향으로 착탈 가능하게 연결하고, 미소 미끄럼을 허용하는 커플링과, 상기 회전 구동원의 본체를 엔진 본체에 착탈 가능하게 고정한 구성으로 했다.

상기 구성에 따르면, 수리나 교환 등에서, 일단, 떼어낸 회전 구동원을 다시 장착하거나, 그것 대신에 새로운 회전 구동원을 장착할 때에는, 회전 구동원의 출력축을 커플링으로 전달 기구의 입력축과 연결한 후, 회전 구동원의 본체를 엔진 본체에 고정시키는 것만으로, 전달 기구의 입력축과의 위치 어긋남이 있어도, 회전 구동원의 장착을 행할 수 있다. 즉, 커플링에는, 코어 어긋남을 흡수하면서 입력 축으로부터 출력축으로 회전을 전달하는 기능이 있으므로, 예를 들어 입ㆍ출력축 사이에서 코어 어긋남이 발생한 경우라도, 과대한 마찰을 전달 기구로 부여하지 않고, 제어 회전의 전달을 행할 수 있다. 그리고, 회전 구동원의 착탈을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 커플링을 로커 커버와 실린더 헤드로 둘러싸인 내부에 배치했다. 이에 의해, 커플링부에는 엔진 본체의 급유 시스템에 의한 윤활이 가능해진다. 또한, 밸브 구동계나 체인 시스템에 공급되고, 비산되는 미스트 형상의 엔진 오일에 의해 윤활하는 것도 가능해진다.

청구항 3에 기재된 발명은, 커플링은 수형 커플링부와 암형 커플링부로 이루어지고, 수형 커플링부 혹은 암형 커플링부는 출력축 또는 입력축에 요동 가능하게 고정되는 구조로 했다.

상기 구조에 의해, 출력축과 입력축이 미소 각도를 갖는 코어 어긋남을 흡수하면서 입력축으로부터 출력축으로 회전을 전달하는 기능을 얻을 수 있다. 또한, 회전 구동원의 장착 위치의 정밀도를 완화시킬 수 있으므로, 장착 부위의 가공 정밀도 저하에 의한 비용 저감이나, 회전 구동원의 착탈을 용이하게 행할 수 있고, 조립 생산성, 시장에서의 정비성이 향상된다.

청구항 4에 기재된 발명은, 회전 구동원은, 로커 커버에 설치한 삽입구부로부터 출력축측을 로커 커버 내로 삽입하면, 삽입구부에 의해 안내되어, 출력축에 설치한 수형부 또는 암형부의 한쪽이, 전달 기구의 입력축에 설치한 수형부 또는 암형부의 다른 쪽과 맞물리는 지점으로 유도되고, 또한 로커 커버 외측으로부터 회 전 구동원의 본체를 실린더 헤드에 고정하는 구성으로 했다.

상기 구성에 따르면, 회전 구동원은, 로커 커버의 삽입구부로 삽입하여 커플링의 수형ㆍ암형부가 맞물리게 하는 작업과, 로커 커버 외측으로부터 회전 구동원의 본체 부분을 실린더 헤드에 고정하는 작업에 의해, 간단히 실린더 헤드에 조립 부착할 수 있다.

또한 삽입구부 내에 삽입되는 회전 구동원이, 삽입구부의 내주면과 대향하는 외주면에 다른 부분보다 외측으로 돌출하는 밀봉 부재를 외주면에 갖는 구성으로 하고, 밀봉 부재에 의해, 삽입구부와의 사이를, 밀봉 부재가 삽입구부의 내주면과 탄성 접촉하고, 그 밖의 외주면 부분이 삽입구부의 내주면으로부터 이격된 상태에서 밀봉시키도록 했다.

상기 구성에 따르면, 삽입구부 내에 수납되는 회전 구동원 부분은, 밀봉 부재만이 로커 커버의 삽입구부의 내주면과 접촉하면서, 삽입구부 내에서 보유 지지되기 때문에, 진동이나 탁한 소리 등의 문제를 저감할 수 있다. 또한, 전동 모터를 떼어낼 때에도 윤활유가 누설되기 어려워, 환경 부하를 저감할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 회전 구동원이 실린더 헤드의 측부에 설치되는 구성으로 했다.

상기 구성에 의해, 조립 부착되기 쉬운 내연 기관의 횡방향으로부터, 회전 구동원이 실린더 헤드에 설치된다.

청구항 1의 발명에 따르면, 커플링이 갖는 코어 어긋남을 흡수하면서 회전을 전달하는 기능에 의해, 예를 들어 수리나 교환 등 회전 구동원의 착탈시, 회전 구동원이 코어 어긋남을 수반하면서 실린더 헤드에 장착되었다고 해도, 과대한 마찰 없이 제어 회전의 전달을 행할 수 있어, 가변 응답성은 유지된다.

그로 인해, 회전 구동원은, 전달 기구에 영향을 줄 우려가 없는데다가 착탈 작업에 높은 정밀도가 요구되지 않고, 조립을 용이하게 할 수 있어 조립 생산성, 시장에서의 정비성이 향상된다.

청구항 2의 발명에 따르면, 커플링을 로커 커버와 실린더 헤드로 둘러싸인 내부에 배치함으로써, 커플링부의 윤활에 엔진 본체의 급유 시스템을 유용할 수 있다. 따라서, 그리스 도포 등의 새로운 윤활을 배려할 필요가 없다.

청구항 3의 발명에 따르면, 출력축과 입력축이 미소 각도를 갖는 코어 어긋남을 흡수하면서 입력축으로부터 출력축으로 회전을 전달하는 기능이 있으므로, 예를 들어 입ㆍ출력축 사이에서 코어 어긋남이 발생한 경우라도, 과대한 마찰 없이 제어 회전의 전달을 행할 수 있어, 가변 응답성은 유지된다.

청구항 4의 발명에 따르면, 삽입구부 내의 회전 구동원 부분은, 밀봉 부재만 로커 커버의 삽입구부의 내주면과 접촉하여 보유 지지되기 때문에, 삽입구부의 내주면과 상기 삽입구부 내의 본체 부분이 충돌되는 것이 억제되고, 전동 모터(81)의 구동음이나 밸브 구동의 진동이 전달되어, 로커 커버(3)로부터 방사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 로커 커버와 실린더 헤드의 밀봉 성능에 악영향을 주지 않는다.

청구항 5의 발명에 따르면, 회전 구동원을, 내연 기관에 대해 조립 부착되기 쉬워지는 횡방향으로부터 실린더 헤드에 조립 부착할 수 있다.

이하, 본 발명을 도1 내지 도10에 나타내는 일 실시 형태를 기초로 하여 설명한다.

도1은 내연 기관, 예를 들어 직렬 4기통 왕복식 가솔린 엔진의 본체의 사시도, 도2는 도1 중 A-A선을 따르는 단면도, 도3은 도1 중 로커 커버, 타이밍 체인 커버를 떼어낸 엔진의 사시도, 도4는 도3 중 밸브 구동계를 떼어낸 분해 사시도, 도5는 도3 중 B-B선을 따르는 가변 밸브 구동 장치의 단면도, 도6은 도3 중 C-C선을 따르는 가변 밸브 구동 장치의 단면도, 도7은 회전 구동원을 떼어냈을 때의 분해 사시도, 도8은 그 회전 구동원을 확대한 사시도, 도9 및 도10은 커플링의 단면도를 각각 도시하고 있다.

도1 중 부호 1은 엔진 본체를 구성하는 실린더 블럭, 2는 엔진 본체를 구성하는 실린더 블럭(1)의 상부에 탑재된 실린더 헤드, 3은 엔진 본체를 구성하는 실린더 블럭의 상부에 탑재된 실린더 헤드(2)의 상방을 덮는 로커 커버, 4는 엔진 본체를 구성하는 실린더 블럭(1)의 하부에 설치된 오일 팬, 1a는 실린더 블럭(1)의 전방부에 설치된 타이밍 체인 커버이다.

실린더 블럭(1)에는, 도5에 도시되는 바와 같이 엔진의 전후 방향을 따라 4개의 기통(6)(일부만 도시)이 형성되어 있다. 이들 기통(6)에는 피스톤(7)이 각각 왕복 운동 가능하게 수납되어 있다. 이들 피스톤(7)이, 커넥팅 로드(8), 크랭크 핀(9a)을 개재하여, 실린더 블럭(1)의 전후 방향으로 배치된 크랭크 샤프트(9)에 연결되고, 피스톤(7)으로부터 전달되는 왕복 운동이 회전 운동으로 변환되면서 크랭크 샤프트(9)로 출력되도록 하고 있다.

실린더 헤드(2)의 하면에는, 도5에 도시되는 바와 같이 4개의 기통(6)을 따라 각각 연소실(11)이 형성되어 있다. 이들 연소실(11)의 양측에는, 한 쌍의 흡기 포트(12), 한 쌍의 배기 포트(13)(모두 한쪽측만 도시)가 형성되어 있다. 실린더 헤드(2)의 상부 중앙은 전후 방향에 걸쳐 오목하게 되어 있다. 그리고, 오목부(2a)의 양측이 각각 측방으로 돌출되어 있다. 또한 연소실(11)의 양측에는, 기통(6)마다, 흡기 포트(12)를 개폐하는 흡기 밸브(14), 배기 포트(13)를 개폐하는 배기 밸브(15)가 설치되어 있다. 또한, 흡기 밸브(14), 배기 밸브(15)는, 모두 밸브 스프링(16)(도5에만 도시)에 의해 폐쇄되는 방향으로 압박되는 상시 폐쇄식이다.

실린더 헤드(2)의 상부에 형성된 오목부(2a)에는, 도2 내지 도6에 도시되는 바와 같이 SOHC식 밸브 구동 기구로 구성되는 가변 밸브 구동 장치(20)가 탑재되어 있다. 이 가변 밸브 구동 장치(20)는 로커 커버(3) 내에 수납되어 있다. 가변 밸브 구동 장치(20)에는, 캠 샤프트(26)와 함께, 흡기 밸브(14)의 밸브 특성을 연속적으로 가변하는 가변 밸브 구동 기구(21)와, 배기 밸브(15)를 통상의 일의적으로 개폐시키는 로커 아암 기구(22)를 1개로 집약하여 유닛으로 한 구조가 이용되고 있다.

즉, 가변 밸브 구동 장치(20)를 설명하면, 도1 내지 도6 중 부호 25는 보유 지지 부재, 26은 캠 샤프트, 27은 배기용 로커 샤프트, 28은 흡기용 로커 샤프트를 겸하는 제어 샤프트, 29는 지지 샤프트이다. 각 샤프트(26 내지 29)는, 모두 엔진 전후 방향으로 연장된 샤프트 부재로 형성된다. 이 중 캠 샤프트(26)에는, 도5의 일부에 도시되는 바와 같이 기통마다, 캠군, 예를 들어 흡기용 캠(26a)과, 그 양측에 배치된 한 쌍의 배기용 캠(26b)(도5에 일부만 도시)의 3개의 캠이 형성되어 있다.

보유 지지 부재(25)는, 실린더 헤드(2)의 상부의 각 지점, 예를 들어 기통열(列)의 최전방부, 기통 사이, 최후방부에 각각 배치된다. 보유 지지 부재(25)는, 모두, 도6에 도시되는 바와 같이 홀더부(32)와, 상기 홀더부(32)의 하단부에 조립 부착되는 캡부(33)의 조합으로 구성된다. 그리고, 캠 샤프트(26)는, 각 홀더부(32)의 하단부면에 형성된 저널면과, 캡부(33)의 상면에 형성된 저널면 사이에 끼워 넣어져 회전 가능하게 지지된다. 제어 샤프트(28)는, 각 홀더부(32)의 중간단의 흡기측(폭 방향 한쪽)에서 회전 가능하게 지지된다. 배기용 로커 샤프트(27)는, 각 홀더부(32)의 중간단의 제어 샤프트(28)와는 반대로 되는 배기측(폭 방향 다른 한쪽)에서 고정된다. 또한 지지 샤프트(29)는, 각 홀더부(32)의 상부에서 고정된다. 각 홀더부(32)의 양측에는, 도6에 도시되는 바와 같이 배기용 로커 샤프트(27), 제어 샤프트(28)의 근방의 지점에 위치하여, 한 쌍의 고정 시트(34)가 형성된다. 이러한 구조에 의해, 실린더 헤드(2)에 탑재 가능한 프레임을 형성하고 있다.

상기 프레임에는, 기통마다, 가변 밸브 구동 기구(21)와 로커 아암 기구(22)가 조립 부착되어 있다. 가변 밸브 구동 기구(21)에는, 모두, 예를 들어 도5에 도 시되는 바와 같이 로커 아암(40), 스윙 캠(50), 센터 로커 아암(60)을 조합한 구조가 이용되고 있다.

즉, 도3 및 도4에 도시되는 바와 같이 로커 아암(40)은, 두 갈래로 나뉜 아암 부재가 이용된다. 이 아암 부재의 중앙부가 도5에 도시되는 바와 같이 제어 샤프트(28)에 회전 가능하게 지지되고, 아암 부재의 선단부에 설치한 조정 나사부(41)를 프레임의 측방으로 돌출시키고, 아암 부재의 기단부에 설치한 니들 롤러(42)를 지지 샤프트(29)측으로 배치시키고 있다.

스윙 캠(50)은, 도3 내지 도5에 도시되는 바와 같이 일단부가 지지 샤프트(29)에 회전 가능하게 지지되고, 타단부가 로커 아암(40)의 니들 롤러(42)를 향해 돌출하는 요동 캠 부재로 형성된다. 타단부면에 형성되어 있는 캠면(51)은 니들 롤러(42)와 구름 접촉한다. 요동 캠 부재의 하부에는 미끄럼 롤러(52)가 회전 가능하게 조립되어 있다.

센터 로커 아암(60)은, 도5에 도시되는 바와 같이 흡기용 캠(26a), 제어 샤프트(28), 미끄럼 롤러(52)로 둘러싸이는 지점에 배치된다. 센터 로커 아암(60)은, 상방의 미끄럼 롤러(52)를 향하는 아암부(61)와, 횡방향으로 되는 제어 샤프트(28) 바로 아래를 향하는 아암부(62)에 의해 L자형으로 형성된다. 아암부(61)의 선단부면에 형성되어 있는 경사면(61a)(예를 들어 제어 샤프트측이 낮고, 지지 샤프트측이 높은 면)은, 스윙 캠(50)의 미끄럼 롤러(52)와 구름 접촉한다. 아암부(61, 62)의 교차하는 부분에 지지되어 있는 미끄럼 롤러(63)는, 흡기용 캠(26a)의 캠면과 구름 접촉하여, 밸브 구동 출력으로 되는 흡기용 캠(26a)의 캠 변위가 아암부(61)를 통해, 스윙 캠(50)으로 출력되도록 하고 있다. 아암부(62) 단부에 굴곡 가능하게 지지되어 있는 핀부(64)는, 제어 샤프트(28)에 형성되어 있는 통과 구멍(65)에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 이 삽입에 의해, 센터 로커 아암(60)은, 굴곡점을 지지점으로 하여 요동 가능하게 지지된다. 이 센터 로커 아암(60)의 조립 구조에 의해, 제어 샤프트(28)가 회전 변위되면, 센터 로커 아암(60)은, 흡기용 캠(26a)과의 구름 접촉 위치를 변경하면서, 캠 샤프트(26)와 교차하는 방향[진각(進角) 방향이나 지각(遲角) 방향]으로 변위된다.

이 변위에 의해, 센터 로커 아암(60)으로부터 출력되는 밸브 구동 출력, 예를 들어 흡기 밸브(14)의 밸브 리프트량이나 개폐 타이밍이, 동시에 연속적으로 가변된다. 즉, 캠면(51)은, 상부측이 흡기용 캠(26a)의 베이스 원에 상당하는 베이스 원 구간으로 되고, 하부측이 베이스 원 구간에 연속한 리프트 구간[흡기용 캠(26a)의 리프트 영역의 캠 형상에 상당]으로 되어 있다. 이에 의해, 센터 로커 아암(60)의 미끄럼 롤러(63)가 흡기용 캠(26a)의 진각 방향 혹은 지각 방향으로 변위되면, 스윙 캠(50)의 자세가 변화되어, 니들 롤러(42)가 요동하는 캠면(51)의 영역이 변화된다. 즉, 니들 롤러(42)가 요동하는 베이스 구간과 리프트 구간의 비율이 변한다. 이 진각 방향의 위상 변화, 지각 방향의 위상 변화를 수반하는 베이스 구간, 리프트 구간의 비율의 변화를 이용하여, 흡기 밸브(14)의 밸브 리프트량이, 흡기용 캠(26a)의 정상부의 캠 형상이 가져오는 저(低)밸브 리프트량으로부터, 흡기용 캠(26a)의 정상부로부터 기단부까지의 캠 형상이 가져오는 고(高)밸브 리프트량까지 연속적으로 가변된다. 또한 동시에 흡기 밸브(14)의 개폐 타이밍이, 밸브 개방 시기보다도 밸브 폐쇄 시기가 크게 가변된다.

또한, 통과 구멍(65)에는, 핀부(64)의 돌출량을 조정하기 위한 나사 부재(66)가 진퇴 가능하게 나사 삽입되어 있다(기통마다의 밸브 개폐 시기나 밸브 리프트량의 조정을 위해).

로커 아암 기구(22)(배기측)는, 도5에 도시되는 바와 같이 한 쌍의 로커 아암(67)을 갖는다(한쪽측밖에 도시하지 않음). 이 한 쌍의 로커 아암(67)은 센터 로커 아암(60)의 양측에 위치하고, 배기용 로커 샤프트(27)에 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 일단부에 있는 롤러 부재(도시하지 않음)를 배기용 캠(26b)의 캠면에 구름 접촉시키고, 타단부에 있는 조정 나사부(67a)를 프레임의 측방으로 돌출시키고 있다.

이러한 각 구조에 의해, 캠 샤프트(26), 가변 밸브 구동 기구(21), 로커 아암 기구(22)를 1개로 집약시키고 있다. 이 유닛화된 가변 밸브 구동 장치(20)의 각 고정 시트(34)가, 도4 및 도6에 도시되는 바와 같이 오목부(2a)[실린더 헤드(2)]의 바닥면으로부터 돌출되어 있는 보스부(17)에 설치된다. 그리고, 각 고정 시트(34)는, 도3 및 도6에 도시되는 바와 같이 상기 고정 시트(34) 및 실린더 헤드(2)를 통해, 실린더 블럭(1)으로 돌려 넣어지는 실린더 헤드 볼트(18)에 의해, 실린더 헤드(2)와 함께 고정된다(공통 체결). 즉, 가변 밸브 구동 장치(20)는, 높은 지지 강도를 갖는 실린더 헤드 볼트(18)[실린더 헤드(2)에 가해지는 폭발 압력에 견딜 수 있는 성능이 요구되기 때문에, 다른 볼트보다 강성 강도는 큼]를 유용하여 고정된다. 특히 가변 밸브 구동 장치(20)가 견고하게 고정되도록, 배기용 로 커 샤프트(27)나 제어 샤프트(28)의 바로 근방의 지점을 고정하고 있다. 또한, 최전방부, 최후방부의 보유 지지 부재(25)에 대해서는, 다른 고정 볼트(18a)로도 실린더 헤드(2)에 고정되어 있다.

이 가변 밸브 구동 장치(20)의 탑재에 의해, 도5에 도시되는 바와 같이 각 로커 아암(40)(흡기용)의 조정 나사부(41)는, 실린더 헤드(2)에 조립 부착되어 있는 흡기 밸브(14)의 스템 단부에 배치되고, 배기용 로커 아암(67)의 조정 나사부(67a)는, 실린더 헤드(2)에 조립 부착되어 있는 배기 밸브(15)의 스템 단부에 배치된다. 또한, 부호 68은 스윙 캠(50)에 조립 부착되는 푸셔(pusher)이다. 상기 푸셔(68)는, 스윙 캠(50)을 개재하여 센터 로커 아암(60)을 흡기용 캠(26a)으로 압박하는 부품이다.

또한 캠 샤프트(26)의 일단부는, 예를 들어 도4에 도시되는 바와 같이 실린더 헤드(2)의 오목부(2a)를 둘러싸는 단부 벽에 있는 관통부(1b)를 통해, 전방으로 돌출된다. 이 돌출된 캠 샤프트(26)의 단부에는, 도1 내지 도3에 도시되는 바와 같이 타이밍 부품인 캠 스프로킷(70)이 설치된다. 이 캠 스프로킷(70)과 크랭크 샤프트(9)의 일단부에 설치한 크랭크 스프로킷(71) 사이에 타이밍 체인(72)이 걸쳐져, 캠 샤프트(26)가 크랭크 출력으로 회전되도록 하고 있다.

도3에 도시되는 바와 같이 실린더 블럭(1)의 최전방부에는, 제어 샤프트(28)를 구동하는 구동 장치(80)가 설치되어 있다. 이 구동 장치(80)는, 예를 들어 회전 구동원으로서의 전동 모터(81)와, 전동 모터(81)와는 별도 부재인 전달 기구, 예를 들어 웜 기어 감속 기구(82)를 조합한 구조가 이용된다. 웜 기어 감속 기 구(82)는, 가변 밸브 구동 기구(21)와 함께, 실린더 헤드(2)와 로커 커버(3) 사이에 수납된다. 이 웜 기어 감속 기구(82)에는, 예를 들어 부채형의 웜휠 기어(83)와 이것과 맞물리는 웜 샤프트 기어(84)의 조합이 이용된다. 그리고, 이 중 웜 샤프트 기어(84)를 포함하는 부분을, 웜휠 기어(83)와는 별도 부재인 웜 샤프트 기어 유닛(85)으로 하여 유닛화되어 있다.

즉, 부채형의 웜휠 기어(83)는, 도3 및 도4에 도시되는 바와 같이 부채형 판 형상의 본체(86)의 외주연부에 다수의 기어부(87)를 갖고, 회전 중심부에 장착 시트(88)를 갖는 판 형상 부품이 이용되고 있다. 이 부채형 부품의 장착 시트(88)가, 최전방부의 홀더부(32)[보유 지지 부재(25)]로부터 전방으로 돌출되어 있는 제어 샤프트(28)의 축 단부에 고정되고, 기어부(87)를 실린더 헤드(2)의 상방에 배치시키고 있다.

웜 샤프트 기어 유닛(85)은, 예를 들어 도2 및 도4에 도시되는 바와 같이 프레임(90)을 갖는다. 프레임(90)은, 실린더 헤드(2)의 폭 방향으로 연장되는 베이스부(90a)와, 상기 베이스부(90a)의 양단부로부터 실린더 헤드(2)의 전후 방향으로 연장되는 한 쌍의 아암부(90b)를 갖는다. 아암부(90b)의 선단부에는, 각각 베어링면(90c)(도2에 도시)이 형성되어 있다. 웜 기어 감속 기구(82)의 입력축으로 되는 웜 샤프트 기어(84)는, 중간에 웜 기어부(84a)를 갖는 샤프트부(84b)가 이용되고 있다. 이 샤프트부(84b)의 양단부가 각각 베어링면(90c)에서 회전 가능하게 지지되고, 베어링면(90c) 사이에 웜 기어부(84b)를 배치시키고 있다. 이 샤프트부(84b)의 한쪽은 아암부(90b)를 돌출시키고 있다. 그리고 돌출된 샤프트부(84b) 의 축 단부에는, 도8 내지 도10에 도시되는 바와 같은 미소 미끄럼을 허용하는 올댐 커플링 요소를 구비한 커플링(91)을 구성하는 수형부(수형 커플링부에 상당)(91a) 및 암형부(암형 커플링부에 상당)(91b)의 한쪽, 예를 들어 수형부(91a)가 샤프트부(84b)의 축 중심에 직교하는 핀(101a)에 의해, 샤프트부(84b)의 축 중심에 대해 오프셋 이동(σ)과 요동(θ)이 가능하게 장착되어 있다. 커플링(91)에는, 수형부(91a)와 암형부(91b)가 분리 가능한 분리식이 이용되고 있다. 또한 베이스(90a)의 양단부에는, 가변 밸브 구동 기구(21)를 보유 지지하고 있는 최전방부의 홀더부(32)[보유 지지 부재(25)]를 통해 실린더 헤드(2)에 탑재하기 위한 설치 시트(92)가 각각 형성되어 있다.

이들 설치 시트(92)가, 도4에 도시되는 바와 같이 고정용 볼트(93)를 이용하여, 최전방부의 홀더부(32)[보유 지지 부재(25)]의 상부, 구체적으로는 제어 샤프트(28)의 바로 위가 되는 부분에 형성된 수용 시트(94)에 설치되어, 웜 샤프트 기어 유닛(85)을 실린더 헤드(2)에 횡방향으로 장착하고 있다. 이 장착시, 도2에 도시되는 바와 같이 웜 샤프트 기어(84)가 웜휠 기어(83)와 맞물린다. 특히 웜 샤프트 기어 유닛(85)은, 웜 샤프트 기어(84)와 웜휠 기어(83)가 맞물리는 맞물림부(95)의 지점보다, 커플링(91)측이 낮아지도록, 실린더 헤드(2)측으로 하강시킨 경사 자세로 조립 부착되어 있다. 이에 의해, 커플링(91)의 수형부(91a)로부터 입력되는 제어 회전(밸브 리프트량이나 개폐 타이밍의 요구 밸브 특성을 정하는 회전)이, 양 기어(83, 84)의 맞물림부(95)를 통해, 제어 샤프트(28)로 전달되도록 하고 있다. 여기서, 예를 들어 도2 중 화살표로 나타내는 바와 같이 웜휠 기어(83) 가 배기용 로커 샤프트(27)측을 향하는 방향으로 회전 변위할 때에는, 고밸브 리프트측으로 제어하는 제어 회전이 제어 샤프트(28)로 전달되고, 반대로 커플링(91)측을 향하는 방향으로 회전 변위할 때에는, 저밸브 리프트측으로 제어하는 제어 회전이 제어 샤프트(28)로 전달된다.

여기서, 제어 샤프트(28)는, 가변 밸브 구동 기구(21)의 각 부의 조립 부착에 의해, 가변 밸브 구동 기구(21)로부터 전달되는 밸브 반력(스프링 반력)이 일 회전 방향, 예를 들어 저밸브 리프트 방향으로만 작용하도록 설정되어 있다. 이에 의해, 웜 샤프트 기어(84)에는, 축 방향의 일 방향으로밖에 밸브 반력이 작용하지 않는 구조로 되어 있다. 이 밸브 반력을 받기 위해, 커플링(91)측의 샤프트 부분에는 스러스트 수용부(96)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 스러스트 수용부(96)는 플랜지 형상으로 형성되고, 커플링(91)측의 아암부(90b)와 인접한 지점에 배치되어 있다. 그리고, 이 스러스트 수용부(96)는, 아암부(90b)에 형성된 스러스트면(97)(도2에 도시)에서 미끄럼 이동 가능하게 받아내어진다. 여기서, 밸브 반력이 가져오는 스러스트력이, 커플링(91)측으로 전달되지 않도록 하고 있다.

또한 웜휠 기어(83)와 웜 샤프트 기어(84)가 맞물리는 기어치(齒)의 방향은, 밸브 반력에 따라, 웜휠 기어(83) 자체에 보유 지지 부재(25)를 향하게 하는 힘을 발생시키는 경사 방향을 향하도록 설정되어 있다. 이에 의해, 제어 샤프트(28)는, 축 방향 일 방향으로만 스러스트력이 작용하는 구조로 되어 있다. 또한 제어 샤프트(28)에 작용하는 스러스트력(일 방향)은, 도시는 하지 않지만 제어 샤프트(28)의 일단부, 예를 들어 웜휠 기어(83)측의 단부에 형성된 스러스트면과, 최전방부에 배 치된 홀더부(32)[보유 지지 부재(25)]의 전방면에 형성된 스러스트 수용부가 이루는 수용 구조에 의해 받아내고 있다.

또한 웜휠 기어(83)에는, 웜 샤프트 기어(84)와의 맞물림부(95)에 발생하는 백래쉬를 억제하는 백래쉬용 스프링 부재(도시하지 않음)가 조립되어 있다. 백래쉬용 스프링 부재는, 흡기 밸브(14)의 밸브 리프트량을 연속적으로 가변하는 영역 중, 예를 들어 저리프트 밸브량을 제외한 고리프트 밸브량의 구간의 영역만, 웜휠 기어(83)의 기어부(87)의 치면(齒面)을, 웜 샤프트 기어(84)의 웜 기어부(84a)의 치면에 압박하는 힘이 가해지도록 조립되어 있다. 이 백래쉬용 스프링 부재에 의해, 높은 치타음(齒打音)이 발생하기 쉬운 고리프트 밸브시와 높은 치타음이 발생하기 어려운 저리프트 밸브시의 상황에 대응하여, 백래쉬를 억제하고 있다.

이와 같이 유닛화된 웜 샤프트 기어 유닛(85)에 대해 전동 모터(81)는, 도2 및 도3에 도시되는 바와 같이 통상의 회전자와 고정자(도시하지 않음)를 조합한 전동기 본체(81a)가 이용되고 있다. 즉, 전동 모터(81)에는, 출력축으로 되는 선단부에 원기둥형의 삽입부(81d)를 갖고, 몸통부에 장착용 브래킷(81b)(본원의 고정부에 상당)이 장착된 전동기부(81a)가 이용된다. 그리고, 전동기부(81a)의 모터 축(81c)이 삽입부(81d)의 중앙을 관통하여 전방으로 연장되어 있다. 이 전방으로 연장된 모터 축 부분을 출력축(81c)으로 하고 있다. 이 출력축(81c)의 선단부에, 커플링(91)의 나머지 한쪽측의 부품, 즉, 도8 내지 도10에 도시하는 바와 같이 암형부(91b)가 출력축(81c)의 축 중심에 직교하는 핀(101b)에 의해, 출력축(81c)의 축 중심에 대해 오프셋 이동(σ)과 요동(θ)이 가능하게 장착되어 있다. 여기서, 핀(101a, 101b)은 대략 직교하는 방향으로 배치함으로써, 오프셋 이동(σ)과 요동(θ)의 방향을 대략 직교시킴으로써, 전체 방위의 코어 어긋남에 대응할 수 있다. 또한, 커플링(91)의 수형부(91a), 암형부(91b)의 맞물림 방향과 핀(101a, 101b)의 방향은 각도를 부여하면, 또한 코어 어긋남에 대응할 수 있다.

삽입부(81d)는, 도1 및 도2에 도시되는 바와 같이 로커 커버(3)의 측벽에 형성된 원통형의 삽입구부(3a)에 삽입 가능한 형상을 이루고 있다. 즉, 삽입부(81d)는, 로커 커버(3) 외측으로부터 삽입구부(3a)로 삽입할 수 있다. 또한 삽입구부(3a)는, 웜 샤프트 기어 유닛(85)의 수형부(91a)의 전방에 배치되고, 또한 웜 샤프트 기어(84)의 경사를 따라 하측으로 경사져 있다. 이에 의해, 삽입부(81d)가 삽입구부(3a)로부터 삽입되면, 삽입구부(3a)를 가이드로 하여, 전방의 암형부(91b)가, 웜 샤프트 기어 단부(입력축 단부)의 수형부(91a)와 맞물리는 지점까지 유도되도록 되어 있다. 즉, 삽입부(81b)를 삽입구부(3a)에 삽입하면, 커플링(91)의 접속이 행해지도록 하고 있다. 또한, 암형부(91b)가 출력축(81c)의 축 중심에 대한 오프셋 이동(σ)과 요동(θ) 범위는 구조상 한정되어 있고, 삽입시의 안내에는 지장이 없다. 수형부(91a)도 웜 샤프트 축 중심에 대해 동일한 장착으로 되어 있다.

이와 같이 커플링부에 오프셋 이동과 요동 기능을 마련한 것으로, 출력축(81c)의 축 중심과 웜 샤프트 축 중심이 조금 어긋나 있어도, 각도가 부여되어 있어도, 용이하게 조립 부착할 수 있는데다가, 확실하게 회전을 전달할 수 있도록 되어 있다. 또한, 코어 어긋남이 발생하면 이 커플링부에는 미소한 미끄럼이 발생하지만, 특별한 급유 기능은 없고, 커플링부는 로커 커버(3)의 내부에 있기 때문 에, 타이밍 체인(72)이나 밸브 구동 기구에 의해 비산된 오일이 계속적으로 공급됨으로써, 미끄럼에 수반하는 마찰이나 마모는 억제된다.

장착용 브래킷(81b)은, 도2에 도시되는 바와 같이 실린더 헤드(2)의 측부에 형성된 모터 장착면(2b)에 대해 착탈 가능한 L자형의 브래킷 부재로 형성된다. 즉, 전동 모터(81)는, 커플링(91)의 접속을 끝낸 후, 로커 커버(3) 외측에서, 브래킷 부재를 실린더 헤드(2)에 고정, 예를 들어 볼트로 고정함으로써, 실린더 헤드(2)에 착탈 가능하게 고정되는 구조로 되어 있다.

특히 전동 모터(81)는, 실린더 헤드(2)에 조립 부착되기 쉽도록, 삽입구부(3a)를 실린더 헤드(2)의 측부, 특히 최단부에 가까운 측의 지점에서 측방으로 개방시키거나, 장착용 브래킷(81b)으로 실린더 헤드(2)의 측부, 특히 최단부에 가까운 지점에 설치하고 있다. 즉, 차량에 탑재했을 때의 엔진의 자세를 고려하여, 실린더 헤드(2)의 측부에 전동 모터(81)가 조립 부착되어 있다.

또한 삽입부(81d) 중, 삽입구부(3a)의 내주면과 대향하는 외주면에는, 외주면으로부터 외측으로 돌출하도록 고리 형상의 오일 밀봉 부재(98)(본원의 밀봉 부재에 상당)가 장착되어 있다. 이 오일 밀봉 부재(98)에 의해, 도2에 도시되는 바와 같이 삽입구부(3a) 내에 수납되는 삽입부(81d)는, 오일 밀봉 부재(98)만이 삽입구부(3a)의 내주면과 탄성 접촉하고, 다른 삽입부(81d)의 외주면은 삽입구부(3a)의 내면으로부터 이격되는 구조로 되어 있다. 상기 구조에 의해, 전동 모터(81)로부터 로커 커버(3)에 전달되는 진동을 사이에 두고 있어, 로커 커버가 모터 구동음을 방사하지 않도록 되어 있다. 또한, 전동 모터(81)를 장착한 경우에 로커 커버(3) 에 큰 하중이 걸리지 않기 때문에, 로커 커버(3)와 실린더 헤드(2) 사이의 밀봉부의 면압에 영향을 미치지 않고, 오일 누설로 이어지지 않도록 되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 가변 밸브 구동 장치(20)의 작용에 대해 설명한다.

지금, 캠 샤프트(26)가, 도1 및 도2 중 화살표 방향으로 나타내어지는 바와 같이 타이밍 체인(72)으로부터 전달되는 크랭크 샤프트(9)의 축 출력에 의해 구동(회전)되는 것으로 한다.

이때, 도5에 도시되는 바와 같이 센터 로커 아암(60)의 미끄럼 롤러(63)는, 흡기용 캠(26a)의 캠 변위를 받고 있다. 이에 의해, 센터 로커 아암(60)으로부터는, 밸브 구동 출력이 출력된다. 즉, 센터 로커 아암(60)은, 캠 변위에 따라서, 핀부(64)를 지지점으로 하여 상하 방향으로 요동한다.

스윙 캠(50)의 미끄럼 롤러(52)는, 상기 미끄럼 롤러(52)와 구름 접촉하는 경사면(61a)을 통해, 센터 로커 아암(60)의 요동 변위를 받고 있다. 이로 인해, 스윙 캠(50)은, 경사면(61a)을 구르면서, 상기 경사면(61a)에서 밀어 올려지거나 하강하는 요동 운동을 반복한다. 이 스윙 캠(50)의 요동에 의해, 스윙 캠(50)의 캠면(51)은 상하 방향으로 왕복 운동한다.

이때, 캠면(51)은, 로커 아암(40)의 니들 롤러(42)와 구름 접촉하고 있기 때문에, 캠면(51)으로 니들 롤러(42)를 주기적으로 압박한다. 이 압박을 받아 로커 아암(40)은, 제어 샤프트(28)를 지지점으로 요동되어, 한 쌍의 흡기 밸브(14)를 개폐시킨다.

한편, 각 배기용 로커 아암(67)은, 각각 배기용 캠(26b)을 받고 있고, 상기 캠(26b)의 캠 형상을 따라 구동된다. 이에 의해, 각 배기용 로커 아암(67)은, 배기용 로커 샤프트(27)를 지지점으로 요동하여, 각각 배기 밸브(15)를 개폐시킨다.

이때, 도시하지 않은 제어부의 지령에 의해, 고밸브 리프트량으로 하기 위해, 전동 모터(81)가 작동한 것으로 한다. 그러면, 상기 전동 모터(81)의 회전이, 커플링(91)을 통해, 웜 샤프트 기어(84)로 전달되고, 상기 웜 샤프트 기어(84)와 맞물리는 부채형의 웜휠 기어(83)를 회전 변위시킨다(도2 중 고리프트 방향). 이에 의해, 전동 모터(81)의 회전은, 감속되면서 제어 샤프트(28)로 전달되고, 제어 샤프트(28)를 요구 밸브 특성의 지점까지 회전시킨다. 이 회전 변위에 따라, 센터 로커 아암(60)의 굴곡점의 위치는 변위된다. 이에 의해, 센터 로커 아암(60)의 미끄럼 롤러(63)는, 흡기용 캠(26a) 위를 회전 방향을 따라 변위되고, 도5에 도시되는 바와 같이 스윙 캠(50)의 캠면(51)을 수직에 가까운 각도로 되는 자세로 위치 결정한다.

이 캠면(51)의 자세에 의해, 캠면(51)의 니들 롤러(42)가 왕래하는 영역(비율)은, 고밸브 리프트량을 초래하는 영역으로 설정된다. 예를 들어 가장 짧은 베이스 원 구간과 가장 긴 리프트 구간으로 되는 비율로 설정된다. 이에 의해, 예를 들어 흡기 밸브(14)는, 최대의 밸브 리프트량을 확보하도록 구동된다. 즉, 흡기 밸브(14)는, 흡기용 캠(26a)의 리프트 구간의 전역(정상부로부터 기단부)을 이용하여 구동된다.

한편, 저밸브 리프트량으로 하기 위해, 고밸브 리프트일 때와는 반대 방향으 로 전동 모터(81)를 작동시킨 것으로 한다. 그러면, 상기 전동 모터(81)의 회전이, 커플링(91)을 통해, 웜 샤프트 기어(84)로 전달되고, 부채형의 웜휠 기어(83)를 반대 방향으로 회전 변위시킨다(도2 중 저리프트 방향). 이것에 의해, 전동 모터(81)의 회전은, 감속되면서 제어 샤프트(28)로 전달되고, 제어 샤프트(28)를 요구 밸브 특성의 지점까지 회전시킨다.

이 회전 변위에 의해, 센터 로커 아암(60)의 지지점 위치[핀부(64)]는 흡기용 캠(26a)으로 접근하는 방향으로 회전 변위된다. 그러면, 센터 로커 아암(60)의 미끄럼 롤러(63)는, 흡기용 캠(26a) 위를 흡기용 캠(26a)의 회전 방향과는 반대측으로 변위된다. 이에 의해, 센터 로커 아암(60)과 흡기용 캠(26a)의 구름 접촉 위치는, 흡기용 캠(26a) 위를 진각하는 방향으로 어긋난다. 이 구름 접촉 위치의 가변에 의해, 밸브 리프트 곡선의 톱(TOP) 위치가 진각 방향으로 이동한다. 또한 경사면(61)도, 센터 로커 아암(60)의 이동을 받아 진각 방향으로 변위된다. 이 센터 로커 아암(60)의 이동에 의해, 스윙 캠(50)은, 캠면(51)이 하측으로 경사지는 자세로 변한다. 경사가 커짐에 따라서, 니들 롤러(42)가 왕래하는 캠면(51)의 영역은, 베이스 원 구간이 점차 길어지고, 리프트 구간이 점차 짧아지는 비율로 변한다. 이 비율의 변화에 의해, 흡기 밸브(14)는, 흡기용 캠(26a)의 리프트 구간의 전역을 이용한 구동으로부터, 점차 리프트 구간의 정상부로 이행한 부분에서 한정적으로 구동되는 상태로 변한다.

이에 의해, 밸브 구동 출력으로 되는 흡기 밸브(14)의 개폐 타이밍과 밸브 리프트량은, 제어 샤프트(28)로부터 입력되는 회전 변위에 따라서, 최대 밸브 리프 트시와 대략 동일한 밸브 개방 시기로부터 밸브 개방하는 타이밍을 유지하면서, 밸브 폐쇄 시기를 크게 변화시키면서 연속적으로 가변 제어된다.

이와 같은 가동을 반복하는 동안, 가변 밸브 구동 장치(20)의 전동 모터(81)의 유지 보수가 요구되고, 예를 들어 전동 모터(81)의 수리나 교환 등이 요구된 것으로 한다.

이때에는, 전동 모터(81)는, 장착용 브래킷(81b)의 고정을 해제하여, 로커 커버(3)의 삽입구부(3a) 내로부터 삽입부(81d)를 경사 하방을 향해 빼낸다. 그러면, 도7에 도시되는 바와 같이 삽입부(81d)가, 암형부(91b)와 함께 로커 커버(3)로부터 인출된다. 이에 의해, 전동 모터(81)는, 실린더 헤드(3)로부터 떼어 내어진다. 그리고, 떼어낸 전동 모터(81)를 수리하거나, 혹은 새로운 전동 모터(81)로 교환한다.

그 후, 수리를 끝낸 전동 모터(81)나 새로운 전동 모터(81)를 다시 실린더 헤드(2)에 조립 부착한다.

이때에는, 전동 모터(81)는, 암형부(91b)의 방향을 수형부(91a)와 조합되는 방향으로 한 후, 도7에 도시되는 바와 같이 암형부(91b)로부터 로커 커버(3)의 삽입구부(3a)로 삽입한다. 그러면, 암형부(91b)는 로커 커버(3) 내로 진입한다. 계속해서, 전동 모터(81)는, 삽입부(81d)가 삽입구부(3a)에 도달하면, 삽입부(81d)가 삽입구부(3a)의 내주면에 의해 가이드되고, 웜 샤프트 기어(84) 단부의 수형부(91a)를 향해 진행하도록 유도된다. 이에 의해, 암형부(91b)는, 수형부(91a)와 맞물리는 지점으로 유도된다. 그리고, 실린더 헤드(2)의 모터 장착면(2b)에 장착 용 브래킷(81b)이 도달할 때까지 전동 모터(81)가 삽입되면, 암형부(91b)와 수형부(91a)의 쌍방이 맞물린다. 즉, 커플링(91)의 접속이 행해진다. 이 후, 장착용 브래킷(81b)을 모터 장착면(2b)에 볼트 고정하면, 전동 모터(81)의 장착이 완료된다.

이때, 코어 어긋남을 수반하면서 실린더 헤드(2)에 전동 모터(81)가 장착되었다고 해도, 커플링(91)이 갖는 코어 어긋남을 흡수하면서 회전을 전달하는 기능에 의해, 전동 모터(81)의 제어 회전은, 웜 샤프트 기어(84)에 어긋남을 강제하는 듯한 거동(과대한 마찰의 발생을 초래하는 거동)을 발생시키지 않고, 웜 샤프트 기어(84)로부터 웜휠 기어(83)를 거쳐, 원활하게 제어 샤프트(28)로 입력된다.

따라서, 전동 모터(81)를 장착할 때, 웜 기어 감속 기구(82)(전달 기구)의 웜 샤프트 기어(84)(입력축)와 전동 모터(81)의 출력축(81c)의 축심을 맞추는 번거로운 작업은 불필요해진다.

그로 인해, 전동 모터(81)는, 웜 기어 감속 기구(82)(전달 기구)에 영향을 줄 우려가 없어, 간단히 착탈할 수 있다. 게다가, 삽입구부(3a)의 채용에 의해, 로커 커버(3)로 삽입하여 커플링(91)을 접속하는 작업, 로커 커버(3) 외측으로부터 장착용 브래킷(81b)으로 전동 모터(81)를 실린더 헤드(3)에 고정하는 작업을 행하는 것만으로, 번거로운 코어 맞춤을 행하는 작업을 필요로 하지 않고, 간단히 전동 모터(81)를 실린더 헤드(3)에 조립 부착할 수 있다. 특히 전동 모터(81)를 실린더 헤드(3)의 측부에 장착하도록 하면, 차량 탑재 상태로부터라도, 용이하게 전동 모터(81)의 조립 부착할 수 있다.

게다가, 조립을 끝낸 전동 모터(81)의 삽입부(81d)에는, 도2에 도시되는 바와 같이 탄성을 갖는 오일 밀봉 부재(98)만, 삽입구부(3a)의 내주면과 접촉하여 보유 지지되는 구조를 채용하고 있기 때문에, 전동 모터(81)의 구동음이나 밸브 구동 구동의 진동이 전달되어, 로커 커버(3)로부터 방사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 로커 커버(3)와 실린더 헤드(2)의 밀봉 성능에 악영향을 주지 않는데다가, 전동 모터(81)를 떼어낼 때에도 삽입구부(3a)로부터의 엔진 오일 누설이 거의 없어, 환경 부하를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 일 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 가변하여 실시해도 상관없다. 예를 들어 일 실시 형태에서는, 흡기 밸브의 밸브 특성을 연속적으로 가변하는 가변 밸브 구동 장치에 본 발명을 적용했지만, 이에 한정되지 않고, 배기 밸브의 밸브 특성을 연속적으로 가변하는 가변 밸브 구동 장치에 본 발명을 적용해도 좋다.

도1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 내연 기관의 개관을 도시하는 사시도.

도2는 도1 중 A-A선을 따르는 단면도.

도3은 로커 커버나 타이밍 체인 커버를 떼어내어 가변 밸브 구동 장치를 노출시킨 내연 기관의 사시도.

도4는 도1의 가변 밸브 구동 장치를 실린더 헤드로부터 떼어낸 사시도.

도5는 도3 중 B-B선을 따르는 가변 밸브 구동 장치의 단면도.

도6은 도3 중 C-C선을 따르는 가변 밸브 구동 장치의 단면도.

도7은 전동 모터를 실린더 헤드로부터 떼어내었을 때를 도시하는 사시도.

도8은 도1의 커플링의 구조를 확대하여 도시하는 사시도.

도9는 도1의 커플링의 단면도.

도10은 다른 방향에서 단면한 커플링의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 실린더 헤드

3 : 로커 커버

3a : 삽입구부

14 : 흡기 밸브

20 : 가변 밸브 구동 장치

21 : 가변 밸브 구동 기구

28 : 제어 샤프트

81 : 전동 모터(회전 구동원)

81b : 장착용 브래킷(고정부)

81c : 출력축

81d : 삽입부(본체 부분)

82 : 웜 기어 감속 기구(전달 기구)

84 : 웜 샤프트 기어(입력축)

91 : 커플링

91a : 수형부(수형 커플링부)

91b : 암형부(암형 커플링부)

98 : 오일 밀봉 부재(밀봉 부재)

Claims (7)

1. 실린더 헤드에 설치되고, 제어 부위로부터 입력되는 변위에 따라서 밸브 구동 출력을 가변 제어하는 가변 밸브 구동 기구와,

   밸브 특성 설정용 제어 회전을 출력축으로부터 출력하는 회전 구동원과,

   상기 가변 밸브 구동 기구측에 설치되고, 상기 출력축으로부터 출력되는 제어 회전을 입력축에서 받아 상기 제어 부위로 전달하는 전달 기구와,

   수형 커플링부 및 상기 수형 커플링부와 맞물리는 암형 커플링부를 갖고, 이들 수형 커플링부 및 암형 커플링부 중 한쪽을 상기 전달 기구의 입력축 단부에 설치하고, 다른 쪽을 당해 회전 구동원의 출력축 단부에 설치하고, 상기 회전 구동원의 출력축을 상기 입력축 방향으로 이동시켜 상기 수형 커플링부와 상기 암형 커플링부를 맞물리게 하여 상기 입력축과 출력축 사이를 착탈 가능하게 연결하는 커플링과,

   상기 회전 구동원의 본체를 엔진 본체에 착탈 가능하게 고정하는 고정부를 갖고,

   또한 상기 커플링은 상기 입력축에 설치한 상기 수형 커플링부 및 암형 커플링부의 한쪽이 당해 입력축의 축심과 교차하는 일 직경 방향으로 오프셋 이동 가능한 동시에, 일 직경 방향과는 직각으로 교차하는 직경 방향으로 요동 가능하고, 상기 출력축에 설치한 상기 수형 커플링부 및 암형 커플링부의 다른 쪽이 입력축측의 일 직경 방향에 대해 대략 직교하는 특정 직경 방향으로 오프셋 이동 가능하고 요동 가능한 동시에, 상기 특정 직경 방향과 직각으로 교차하는 직경 방향으로 요동 가능한 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 커플링은 상기 로커 커버와 상기 실린더 헤드에 둘러싸인 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 로커 커버는 로커 커버 외측으로부터 상기 회전 구동원의 출력축측이 삽입 가능한 삽입구부를 갖고,

   상기 회전 구동원은, 상기 삽입구부로부터 상기 출력축측이 상기 로커 커버 내로 삽입되면, 당해 삽입구부에 의해 안내되고, 상기 출력축에 설치된 수형 커플링부 또는 암형 커플링부의 한쪽이 상기 전달 기구의 입력축에 설치한 수형 커플링부 또는 암형 커플링부의 다른 쪽과 맞물리는 지점으로 유도되는 구성으로 하고,

   상기 삽입구부 내에 삽입되는 회전 구동원은 삽입구부의 내주면과 대향하는 외주면 중 일부 외주면에 외측으로 돌출되는 밀봉 부재를 갖고, 상기 밀봉 부재에 의해 상기 삽입구부와의 사이를 상기 밀봉 부재가 상기 삽입구부의 내주면과 탄성 접촉함으로써 밀봉시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 구동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 구동원은 상기 실린더 헤드의 측부에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 가변 밸브 구동 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images