KR101222229B1 - 내연 기관의 가변 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

내연 기관의 가변 밸브 장치에 있어서, 아우터 캠 샤프트(15a)의 외주부에 끼워지는 중공의 보스부(22b)의 미스얼라인먼트를 억제하기 위해, 보스부가 제2 캠(22a)의 캠 폭 방향의 제1 캠(20)과는 반대측이 되는 편측으로부터 제2 캠의 폭 치수보다 길게 돌출되도록 했다.

Description

내연 기관의 가변 밸브 장치{VARIABLE VALVE GEAR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 캠 위상 변경 장치에 의해, 한 쌍의 흡기 밸브 또는 한 쌍의 배기 밸브를 구동하는 한 쌍의 캠 중 한쪽의 캠의 위상을 다른 쪽의 캠에 대하여 변경하는 내연 기관의 가변 밸브 장치에 관한 것이다.

자동차에 탑재되는 레시프로식의 엔진(내연 기관)에서는, 엔진의 배출 가스의 대책이나 펌핑 로스의 개선을 도모하기 위하여, 실린더 헤드에 가변 밸브 장치를 탑재하는 것이 행하여지고 있다.

가변 밸브 장치에는, 엔진에서 많이 채용되고 있는 멀티밸브(한 쌍의 흡기 밸브, 한 쌍의 배기 밸브)의 밸브 사이의 위상을 가변시켜, 멀티밸브가 개방되어 있는 기간을 변경시키는 구조가 있다. 예를 들어 한 쌍의 흡기 밸브 또는 한 쌍의 배기 밸브를 구동하는 한 쌍의 캠 중, 한쪽의 캠에 대하여 다른 쪽의 캠의 위상을 가변하는 구조가 있다.

대부분은, 특허문헌 1, 2에 개시되어 있는 바와 같이 크랭크 출력에 의해 구동되는 샤프트 부재의 외측에, 한 쌍의 흡기 밸브 또는 한 쌍의 배기 밸브의 배치에 따라, 고정식의 제1 캠과, 샤프트 축심 주위로 회전 가능하게 끼워진 가동식의 제2 캠을 설치하고, 가동 베인 기구 등 캠 위상 변경 장치에 의해, 가동식의 제2 캠의 위상을 고정식의 제1 캠을 기준에 대하여 위상시키는 구조가 사용된다. 즉, 제2 캠의 위상이, 캠 위상 변경 장치에 의해 제1 캠을 기준으로 변위됨에 따라, 한 쌍의 흡기 밸브 또는 한 쌍의 배기 밸브가 개방되어 있는 기간이 크게 변경된다. 그런데, 샤프트 부재 상의 제2 캠의 지지는, 캠 폭 치수에 의존하는 데다가, 제2 캠과 샤프트 부재 사이에는, 제2 캠을 회전 변위 가능하게 하는 미소한 클리어런스가 존재하기 때문에, 가해지는 하중에 의해 미스얼라인먼트가 발생하기 쉽다.

따라서, 제2 캠에는, 안정성을 유지하기 위하여 중공의 보스부를 형성한 부품, 예를 들어 캠 로브를 사용하여, 동일 보스부를 샤프트 부재의 외측에 끼움으로써, 제2 캠의 자세를 안정적으로 유지하는 것이 행하여지고 있다.

그런데, 제1 캠이나 제2 캠이 배치되는 실린더 헤드의 기통의 헤드 상의 스페이스는 한정되어 있다.

그로 인해, 한쪽의 캠에 대하여 다른 쪽의 캠을 위상시키는 가변 밸브 장치에서는, 특허문헌 1, 2와 같이 보스부는, 제2 캠의 캠 폭 방향의 양측이 아니고, 제2 캠의 제1 캠측의 측부로부터 돌출되는 편측 구조를 채용하여, 제2 캠의 안정성을 유지하는 것이 행하여진다.

일본 특허 공개 제2009-144521호 공보 일본 특허 공개 제2009-144522호 공보

그런데, 이 보스부는, 하중이 편측으로부터 가해지기 때문에 미스얼라인먼트를 발생시키기 쉬워, 제2 캠의 폭 방향의 편측으로 쓰러지는 거동은 피할 수 없다. 이 미스얼라인먼트는, 소정의 허용 범위 내이면 문제는 없다.

그러나, 보스부가 구비된 제2 캠은, 샤프트 부재와는 별도의 부품이므로, 샤프트 부재에 조립될 때, 많은 공차가 샤프트 부재와의 사이에서 발생하기 쉽다. 이로 인해, 제2 캠은, 공차의 영향을 받아, 허용 범위를 초과하는 미스얼라인먼트가 발생하는 경우가 있다. 미스얼라인먼트가 발생하면, 국부 접촉이 발생한다. 예를 들어 제2 캠의 코너부가 태핏 등의 종동자의 접촉면과 접촉하거나, 제2 캠이나 보스부의 지지면의 단부의 코너부가 캠 샤프트 부재의 외주면과 접촉하거나 한다. 이로 인해, 접촉하는 부품간의 면압이 과도하게 상승하여, 프릭션의 증대를 초래하거나, 부품의 편마모를 초래하거나 한다. 가변 밸브 장치는, 이러한 프릭션의 증대나 편마모의 발생을 받으면, 소정의 엔진 성능을 확보할 수 없게 된다. 또한 과도한 프릭션의 증대나 편마모는 엔진의 파손으로 이어질 우려가 있다.

따라서, 미스얼라인먼트를 저감시키기 위하여 보스부의 전체 길이를 연장시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 제1 캠, 제2 캠은, 기통의 헤드 상에 조립되는 한 쌍의 흡기 밸브 또는 한 쌍의 배기 밸브의 배열에 따라 배치되므로, 제1 캠과 제2 캠 사이의 치수는 한정되어 있어, 보스부를 안정성이 확보될 때까지 연장시키는 것은 어렵다. 그로 인해, 특허문헌 1, 2에서는 보스부는, 제2 캠의 폭 방향보다 짧거나 동일한 전체 길이 치수로 제약되고 있는 사정이 있어, 안정성 면에서 어려움이 있다. 이를 무시하고 보스부의 전체 길이를 연장시키면, 제1 캠이나 제2 캠이나 흡기 밸브(또는 배기 밸브)까지 영향을 미친다는 문제가 발생한다.

그런데, 구체적으로는 캠 샤프트로서, 상기 특허문헌 1, 2에 기재한 바와 같은 파이프 부재로 형성된 아우터 캠 샤프트 내에 이너 캠 샤프트를 회전 가능하게 수납한 샤프트 부재, 아우터 캠 샤프트의 외주부에 설치한 고정식의 제1 캠, 아우터 캠 샤프트의 축심 주위로 회전 가능하게 설치한 가동식의 제2 캠, 제2 캠과 이너 캠 샤프트를 아우터 캠 샤프트와 이너 캠 샤프트의 상대 변위를 허용하면서 접속하는 접속 부재를 조합한 조립 구조식의 캠 샤프트, 소위 조립 캠 샤프트가 사용된다. 그리고, 샤프트 부재의 단부에, 회전 베인 등 캠 위상 변경 장치를 연결함으로써, 아우터 캠 샤프트와 이너 캠 샤프트의 상대 변위로부터, 제1 캠을 기준으로 제2 캠의 위상의 변경을 행할 수 있도록 하고 있다.

이러한 가변 밸브 장치는, 가능한 한 간편한 설비나 작업으로, 조립 캠 샤프트와 캠 위상 변경 장치를 연결하는 것이 요구된다. 이를 위해서는, 조립 캠 샤프트와 캠 위상 변경 장치를 연결할 때에 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 유지하는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은, 제2 캠의 편측으로부터 돌출되는 보스부에 의해, 제1 캠이나 제2 캠에 영향을 주지 않고, 제2 캠의 미스얼라인먼트가 충분히 억제되고, 나아가 간편한 설비나 작업으로 조립이 용이한 내연 기관의 가변 밸브 장치를 제공하는 데에 있다.

청구항 1에 기재된 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 1기통에 대하여 설치된 한 쌍의 흡기 밸브의 밸브 사이의 위상 또는 한 쌍의 배기 밸브의 밸브 사이의 위상을 가변하는 내연 기관의 가변 밸브 장치이며, 내연 기관의 크랭크 출력에 의해 구동되고, 상기 한 쌍의 흡기 밸브의 한쪽 또는 상기 한 쌍의 배기 밸브의 한쪽을 구동하는 제1 캠이 형성된 샤프트 부재 및 상기 흡기 밸브의 다른 쪽 또는 상기 배기 밸브의 다른 쪽을 구동하는 제2 캠을 갖고, 상기 샤프트 부재의 외측에 당해 샤프트 부재의 주위 방향으로 변위 가능하게 끼워진 캠 로브로 이루어지는 조립 캠 샤프트와, 상기 제2 캠의 위상을 상기 제1 캠에 대하여 변경하는 캠 위상 변경 장치를 구비하고, 상기 캠 로브에는, 상기 샤프트 부재의 외측에 끼워지는 중공의 보스부를 갖고, 상기 보스부가, 상기 제2 캠의 캠 폭 방향의 상기 제1 캠과는 반대측이 되는 편측으로부터, 상기 제2 캠의 캠 폭 치수보다 길게 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 있어서, 상기 캠 로브의 보스부는, 가변해야 할 캠 위상을 전달하는 제어 부재와 연결되는 접속 부재를 갖고, 상기 접속 부재가, 상기 보스부에 있어서 상기 제2 캠으로부터 멀어지는 측의 단부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 2에 있어서, 상기 접속 부재는, 상기 제2 캠에 따라 밸브를 구동하는 부재보다 캠축 방향으로 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 샤프트 부재는, 아우터 캠 샤프트 내에 상기 제어 부재로서의 이너 캠 샤프트를 회전 가능하게 수납하여 구성되고, 상기 조립 캠 샤프트는, 상기 제1 캠이 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 설치되고, 상기 제2 캠을 갖는 상기 캠 로브가 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 회전 가능하게 설치되는 동시에, 상기 접속 부재가 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트의 상대 변위를 허용하면서 상기 제2 캠과 상기 이너 캠 샤프트를 접속하여 이루어지고, 상기 캠 위상 변경 장치는, 상기 샤프트 부재의 단부에 연결되어 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트를 상대 변위시키는 것이며, 상기 캠 로브에, 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하기 위한 피보유 지지부를 설치하고, 상기 샤프트 부재의 단부와 상기 캠 위상 변경 장치를 연결할 때, 상기 피보유 지지부를 사용하여 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하면, 상기 접속 부재가 상기 이너 캠 샤프트의 회전 방지로서 기능하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 청구항 4에 있어서, 상기 피보유 지지부는, 상기 보스부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 청구항 5에 있어서, 상기 피보유 지지부는, 상기 보스부의 외주부에, 당해 보스부의 클램프를 가능하게 하는 적어도 한 쌍의 평면부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 발명에서는, 청구항 5에 있어서, 상기 접속 부재는, 상기 샤프트 부재의 직경 방향으로부터 삽입되어, 상기 보스부, 상기 아우터 캠 샤프트, 상기 이너 캠 샤프트를 관통하여, 상기 캠 로브와 상기 이너 캠 샤프트를 접속하는 핀 형상 부재로 구성되고, 상기 핀 형상 부재의 관통 단부가 되는 상기 보스부의 서로 대향하는 각 외주 부분에는, 각각 상기 핀 부재가 출입하는 출입구를 갖는 평면의 시트면이 설치되고, 상기 피보유 지지부는, 상기 보스부의 상기 시트면을 유용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재된 발명에서는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 부재는, 상기 기통의 헤드 상에 회전 가능하게 배치되고, 상기 제1 캠과 상기 제2 캠은, 기통의 헤드 상에서 인접하여 배치되고, 상기 인접한 제1 캠과 제2 캠 사이의 샤프트 부분의 적어도 일부가 상기 기통의 헤드 상에서 회전 가능하게 지지되는 저널로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명에 의하면, 제2 캠의 편측의 보스부는, 제1 캠이나 제2 캠에 영향을 주지 않고, 제2 캠의 폭 치수보다 긴 치수로 돌출되어, 보스부의 미스얼라인먼트가 충분히 억제된다. 이에 의해, 제2 캠의 미스얼라인먼트는 억제되어, 샤프트 부재 상에 있어서의 제2 캠의 안정성이 증가한다.

즉, 제1 캠이나 제2 캠의 레이아웃에 영향을 주지 않고, 제2 캠의 편측으로부터 돌출되는 보스부만으로, 제2 캠의 과도한 미스얼라인먼트가 억제된다. 이에 의해, 항상 제2 캠의 미스얼라인먼트를 허용 범위 내로 할 수 있어, 가변 밸브 장치에 있어서의 프릭션의 증대나 편마모의 발생이 억제되어, 엔진 성능의 편차를 억제할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 접속 부재에 의해, 가변해야 할 캠 위상을 전달하는 제어 부재와 캠 로브의 보스부를 연결시키는 가변 밸브 장치의 경우에도, 충분히 제2 캠의 미스얼라인먼트를 억제할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 또한 접속 부재는, 제2 캠에 따라 밸브를 구동하는 부재보다 외측에 배치되기 때문에, 예를 들어 접속 부재가 편측으로 튀어나오거나 분리하거나 한 경우에, 상기 밸브를 구동하는 부재와 맞물릴 위험성을 피할 수 있어, 엔진의 치명적인 파손을 피할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 조립 캠 샤프트와 캠 위상 변경 장치를 연결할 때에 제2 캠을 갖는 캠 로브에 설치한 피보유 지지부를 사용하여 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하면, 제2 캠과 연결되는 접속 부재의 움직임은 규제되어, 제2 캠과 연결되는 이너 샤프트에 회전 방지가 실시된다.

따라서, 이너 캠 샤프트와 캠 위상 변경 장치의 연결은, 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하는 피보유 지지부를 그대로 이너 캠 샤프트의 회전 방지에 유용시킨다는 간단한 회전 방지 구조, 용이한 작업으로 행할 수 있다. 게다가, 동일 연결은, 부담을 강요하는 전용 보유 지지 장치나 이너 캠 샤프트의 누름부의 형성을 하지 않아도 되므로, 캠 조립 시의 작업성, 시장에서의 유지 보수성이 향상된다. 게다가, 연결 시, 아우터 캠 샤프트에는 외력이 가해지지 않으므로, 아우터 캠 샤프트의 변형이나 휨을 수반하지 않는다.

청구항 5의 발명에 의하면, 더 간단하게 제2 캠을 갖는 캠 로브에 피보유 지지부를 형성할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 더 간단한 구조로 범용 기기에 의한 보유 지지가 가능하게 된다.

청구항 7의 발명에 의하면, 피보유 지지부는, 캠 로브와 이너 캠 샤프트를 핀 부재로 접속하는 구조의 일부인 캠 로브의 한 쌍의 시트면을 갖는 보스부를 그대로 유용하여 구성되기 때문에, 기존의 부품을 그대로 유용한 간단한 구조이면 된다.

청구항 8의 발명에 의하면, 또한 제2 캠은, 비어 있는 제1 캠과 제2 캠 사이를 이용하여 가장 가까운 위치부터 지지되기 때문에, 샤프트 부재의 휨을 요인으로 한 제2 캠의 미스얼라인먼트도 억제할 수 있고, 기통 상부의 한정된 스페이스를 충분히 활용하여, 제2 캠의 안정성을 충분히 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 가변 밸브 장치를, 동일 장치를 탑재한 내연 기관의 실린더 헤드와 함께 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1 중의 I-I 선을 따르는 가변 밸브 장치의 단면도이다.
도 3은 동일 가변 밸브 장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 동일하게 분해 사시도이다.
도 5는 도 2 중의 II-II 선을 따르는 단면도이다.
도 6은 동일 가변 밸브 장치의 가변 특성을 나타내는 선도이다.
도 7은 동일 가변 밸브 장치의 제2 캠의 미스얼라인먼트 발생 상태를 종래와 대비하여 설명하는 단면도이다.
도 8은 캠 샤프트와 캠 위상 변경 장치가 연결될 때를 설명하는 사시도이다.
도 9는 동일하게 단면도이다.

이하, 본 발명을 도 1 내지 도 9에 도시된 일 실시 형태에 기초하여 설명한다.

도 1은 내연 기관, 예를 들어 3기통(복수 기통)의 레시프로 엔진(이하, 간단히 엔진이라고 한다)의 평면을 도시하고, 도 2는 도 1 중의 I-I 선을 따르는 단면을 도시하고 있으며, 동일 도면 중 참조 부호 1은 동일 엔진의 실린더 블럭, 참조 부호 2는 동일 실린더 블럭(1)의 헤드부에 탑재된 실린더 헤드를 나타내고 있다.

이 중 실린더 블럭(1)에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 엔진의 전후 방향을 따라 3개의 기통(3)(일부 기통만 도시)이 형성되어 있다. 이들 각 기통(3) 내에, 크랭크 샤프트(도시 생략)로부터 커넥팅 로드(도시 생략)를 개재하여 나뉜 각 피스톤(4)(도 2에만 도시)이 왕복 이동 가능하게 수납된다.

실린더 헤드(2)의 하면에는, 각 기통(3)에 대응하여 각각 연소실(5)이 형성되어 있다. 각 연소실(5)에는, 흡기를 행하는 한 쌍의 흡기 포트(7)(2개), 배기를 행하는 한 쌍의 배기 포트(도시 생략)가 개구되어 있다. 각 흡기 포트(7)에는, 스템 단부에 각각 태핏(9)(종동자)이 장착된 한 쌍의 흡기 밸브(10)(2개: 복수)가 설치되어 있다. 그리고, 각 태핏(9)의 밸브 접촉면(9a)이 실린더 헤드(2)의 상부에 면한다. 각 배기 포트(도시 생략)에는, 마찬가지로 태핏을 구비한 한 쌍의 배기 밸브(2개: 복수: 모두 도시 생략)가 설치된다. 이들 흡기 밸브(10), 배기 밸브(도시 생략)에 의해, 흡기 포트(7), 배기 포트(도시 생략)가 개폐된다. 또한 각 연소실(5)에는, 도시는 하지 않았지만 점화 플러그가 각각 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(2)의 상부 좌우에는, 크랭크 샤프트의 축 출력에 의해 구동되는 흡기측의 이동 밸브 장치(6a), 동일하게 배기측의 이동 밸브 장치(6b)가 설치되어 있고, 각 기통(3)에서 소정의 연소 사이클(흡기 행정, 압축 행정, 팽창 행정, 배기 행정의 4사이클)이 반복되어 행하여지도록 하고 있다. 이들 이동 밸브 장치(6a, 6b) 중, 배기측의 이동 밸브 장치(6b)에는, 통상의 한 쌍의 배기 캠(14)을 일체로 형성(예를 들어 머시닝 가공에 의해 형성)한 캠 샤프트(13)가 사용된다. 이 캠 샤프트(13)가, 기통(3)이 배열되는 방향으로 회전 가능하게 부착되고, 각 배기 캠(14)의 캠면을 배기 밸브(도시 생략)의 기단부에 접촉시키고 있다. 이것으로, 각 배기 캠(13)의 캠의 움직임을 각각 배기 밸브(도시 생략)로 전달한다.

또한 흡기측의 이동 밸브 장치(6a)에는, 배기측의 캠 샤프트(13)와는 달리, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 별도의 부재를 조립하여 구성되는 캠 샤프트(15)(본원의 샤프트 부재에 상당)가 사용되고 있다. 이 캠 샤프트(15)를 사용하여, 스플릿식의 가변 밸브 장치(12)를 구성하고 있다.

도 2 내지 도 4에는, 가변 밸브 장치(12)의 1기통분의 가변 구조가 도시되어 있다. 동일 도면을 참조하면, 가변 밸브 장치(12)의 구조를 설명하면 캠 샤프트(15)의 단부는, 실린더 헤드(2)의 단부에 설치한 베어링부(18a)로 회전 가능하게 지지되고, 캠 샤프트(15)의 중간부는, 실린더 헤드(2)의 각 부에 설치한 베어링부(18b)로 각각 회전 가능하게 지지된다. 또한, 베어링부(18a, 18b)는, 모두 실린더 헤드(2)측에 형성된 베어링대(16a), 동일 베어링대(16a)와 조합하는 베어링 캡(16b)으로 구성되는 것이다. 캠 샤프트(15)에는, 각 기통(3)에 설치한 한 쌍의 흡기 밸브(10)에 대응하여, 한 쌍(2개: 복수)의 흡기 캠(19)이 각각 설치되어 있다. 흡기 캠(19)은, 모두 기준 위상을 정하는 고정 캠(20)(본원의 제1 캠에 상당)과 가동측이 되는 캠 로브(22)의 조합이 사용되고 있다.

특히 캠 샤프트(15)에는 이중 샤프트를 사용하고 있다. 이 이중 샤프트의 단부에 캠 위상 변경 장치(25)가 설치된다. 즉, 캠 위상 변경 장치(25)에 의해, 이중 샤프트의 내·외 샤프트를 상대 변위시킴으로써, 각각 고정 캠(20)에 대하여 캠 로브(22)를 위상시키는 구조로 하고 있다(본원의 조립 캠 샤프트에 상당).

즉, 캠 샤프트(15)는, 예를 들어 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 중공의 파이프 부재로 구성된 아우터 캠 샤프트(15a) 내에, 제어 부재인 지점의 중실의 샤프트 부재로 구성된 이너 캠 샤프트(15b)(제어 부재)를 회전 가능하게 수납하여 구성된다. 또한, 아우터 캠 샤프트(15a)와 이너 캠 샤프트(15b) 사이에는, 양쪽 샤프트(15a, 15b)를 상대 변위 가능하게 하기 위하여 클리어런스가 존재하고 있다. 이 아우터 캠 샤프트(15a), 이너 캠 샤프트(15b)의 단부, 여기에서는 한쪽의 단부가, 아우터 캠 샤프트(15a) 단부에 설치된 브래킷(37)을 개재하여, 실린더 헤드(2)의 단부의 베어링부(18a)로 회전 가능하게 지지된다. 또한, 아우터 캠 샤프트(15a)의 중간부는, 태핏(9, 9) 사이에 설치한 중간의 베어링부(18b)에 회전 가능하게 지지된다. 이것으로, 양쪽 샤프트(15a, 15b) 모두 동일 축심을 중심으로 회전할 수 있도록 하고 있다. 그리고, 아우터 캠 샤프트(15a)에, 한 쌍(2개)의 흡기 캠(19)이 각각 설치되어 있다.

고정 캠(20)은, 어느 기통(3)이든, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 판캠으로 구성된다. 동일 판캠이 아우터 캠 샤프트(15a)의 외주부에 설치, 예를 들어 압입에 의해 고정된다. 이것으로 좌측의 태핏(9)의 바로 위에 고정 캠(20)이 배치되어 있다. 이 고정 캠(20)의 외주부에 형성되어 있는 캠 산부가 좌측의 태핏(9)의 밸브 접촉면(9a)과 접촉하여, 동일 캠 산부의 캠 변위가 좌측의 흡기 밸브(10)에 전해져, 동일 흡기 밸브(10)를 구동한다.

캠 로브(22)는, 어느 기통(3)이든, 판캠으로 형성된 캠 산부(22a)(본원의 제2 캠에 상당)를 갖고 있다. 이 캠 산부(22a)에는, 캠 산부(22a)의 안정성을 확보하기 위하여, 중공, 예를 들어 원통형의 보스부(22b)가 조합되어, 캠 로브 전체를 구성하고 있다. 캠 산부(22a)는, 보스부(22b)와 함께, 아우터 캠 샤프트(15a)의 외측에 주위 방향으로 변위 가능하게 끼워져, 고정 캠(20b)과 인접한 위치, 즉 우측의 태핏(9)의 바로 위에 배치시키고 있다. 이 캠 산부(22a)가 우측의 태핏(9)의 밸브 접촉면(9a)과 접촉하여, 캠 산부(22a)의 캠 변위가 우측의 흡기 밸브(10)에 전해져, 동일 흡기 밸브(10)를 구동한다. 또한 도 5는 도 2 중의 II-II 선을 따르는 단면이지만, 동일 도면에 도시된 바와 같이 보스부(22b)의 외경 치수(D1)는, 캠 산부(22a)의 베이스 원(D2)보다 작은 치수로 정해져 있고(D1<D2), 보스부(22b)와 태핏(9)이 접촉하지 않아도 되는 구조로 되어 있다. 보스부(22b)에 관한 상세한 것은 후술한다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이 각 보스부(22b)와 그 내측의 이너 캠 샤프트 부재(15b) 부분의 상호는, 예를 들어 이들을 관통하는 핀 형상 부재, 예를 들어 압입 핀(27)(본원의 접속 부재에 상당)의 압입에 의해 연결된다. 또한 압입 핀(27)이 통과하는 아우터 캠 샤프트(15a)의 각 주위벽 부분에는, 압입 핀(27)을 릴리프시키는 긴 구멍, 예를 들어 지각 방향으로 연장되는 긴 구멍(28)이 형성되어 있고, 이너 캠 샤프트(15b)를 아우터 캠 샤프트(15a)에 대하여 상대 변위시키면, 예를 들어 각 캠 산부(22a)의 위상이, 기준이 되는 각 고정 캠(20)으로부터 크게 지각한 위상까지 가변할 수 있도록 하고 있다. 또한, 참조 부호 27a는, 압입 핀(27)이 압입되는 이너 캠 샤프트(15b) 부분, 보스부(22b)의 주위벽 부분에 형성한 압입 구멍을 나타낸다(도 4).

특히 보스부(22b)는, 부품의 변형없이 압입 핀(27)의 압입을 행하는 경우에 대비하여, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 압입 핀(27)의 관통 단부가 되는 보스부(22b)의 각 외주면 부분(서로 대향하는 부분)에는, 평면의 시트 부분, 즉 압입 구멍(27a)의 출입구를 갖는 한 쌍의 평면의 시트면(29)이 형성되어 있다.

캠 위상 변경 장치(25)에는, 예를 들어 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 캠 샤프트(15)의 일단부로부터, 내외의 양쪽 샤프트(15a, 15b)를 상대 구동시키는 유압식의 회전 베인 기구(26)가 사용된다. 이 회전 베인 기구(26)에는, 예를 들어 복수의 지각실(30)을 주위 방향을 따라 갖는 원통형의 하우징(31) 내에, 축부(32)의 외주부로부터 방사상으로 복수의 베인(33)이 돌출된 베인부(34)를 회전 가능하게 수납하고, 각 베인(33)에 의해 각 지각실(30) 내를 구획하는 구조가 사용된다. 또한, 하우징(31)의 외주부에는 타이밍 스프로킷(39)이 설치되어 있다. 동일 스프로킷(39)은, 타이밍 체인(40)을 개재하여, 크랭크 샤프트(도시 생략)에 연결되는 것이다.

하우징(31)은, 고정 볼트(36)에 의해, 아우터 캠 샤프트(15a) 단부의 브래킷(37)에 연결되고, 베인부(34)의 축부(32)는, 고정 볼트(38)에 의해, 이너 캠 샤프트(15b)의 축단부에 연결된다. 이에 의해, 베인(33)이 지각실(30) 내를 회전 변위하면, 이너 캠 샤프트(15b)가 아우터 캠 샤프트(15a)에 대하여 상대적으로 변위한다.

즉, 캠 산부(22a)의 캠 위상은, 하우징(31)과 베인부(34) 사이를 연결하도록 설치한 복귀용 스프링 부재(42)(도 2에만 도시)의 압박력에 의해, 기준이 되는 고정 캠(20)의 캠 위상으로 정렬된다. 또한 각 지각실(30)은, 하우징(31)이나 브래킷(37)이나 베어링부(18a)에 형성된 각종 유로(43)(도 2에 일부만 도시)를 개재하여, 오일 컨트롤 밸브(44)(이하, OCV(44)라고 한다), 유압 공급부(44)(예를 들어 오일을 공급하는 오일 펌프를 갖는 장치로 구성)에 접속되어 있어, 각 지각실(30) 내에 오일이 공급되면 이너 캠 샤프트(15b)가 구동되어, 캠 로브(22)가 고정 캠(20)으로부터 지각 방향으로 변위하는 구조로 되어 있다.

이에 의해, 도 6에 도시된 바와 같이 캠 산부(22a)에 의한 스플릿 가변을 행할 수 있다. 즉, 크랭크 샤프트로부터의 축 출력은, 타이밍 체인(40), 타이밍 스프로킷(39), 하우징(31), 브래킷(37)을 거쳐, 아우터 캠 샤프트(15a)에 전해지고, 고정 캠(20)을 회전 구동시켜, 태핏(9)을 통하여 좌측의 흡기 밸브(10a)를 개폐시킨다. 여기서, OCV(44)로부터 유압 출력이 없으면, 복귀용 스프링 부재(42)의 압박력에 의해, 캠 산부(22a)는, 도 6 중의 A 상태와 같이 고정 캠(20)의 캠 위상으로 정렬되기 때문에, 우측의 흡기 밸브(10b)는, 좌측의 고정 캠(20)과 동일한 위상을 유지한 채 개폐된다.

또한 OCV(44)를 통하여, 유압 공급부(45)의 유압이 지각실(30) 내로 공급되면, 공급 유압에 따라, 베인(33)은 지각실(30) 내를 당초 위치로부터 지각측으로 변위한다. 이때 유압의 출력 제어에 의해, 예를 들어 베인(33)이 지각실(30) 내의 도중까지 변위되면, 이너 캠 샤프트(15b)는, 도중 위치까지 지각 방향으로 변위된다. 이때의 변위가 압입 핀(27)을 통하여 캠 로브(22)에 전해져, 캠 로브(22)를 지각 방향으로 변위시킨다. 그러면, 도 6 중의 B 상태로 나타낸 바와 같이 기준이 되는 좌측의 흡기 밸브(10a)의 개폐 시기는 그 상태에서 바뀌지 않고, 우측의 흡기 밸브(10b)의 개폐 시기만 바뀐다.

또한 유압의 출력 제어에 의해, 베인(33)을 최지각 위치까지 변위시키면, 도 6 중의 C 상태로 나타낸 바와 같이 기준이 되는 좌측의 흡기 밸브(10a)의 개폐 시기는 그 상태에서 바뀌지 않고, 우측의 흡기 밸브(10b)의 개폐 시기는, 좌측의 흡기 밸브(10a)의 개폐 시기와 교착된 상태를 유지하면서, 좌측의 흡기 밸브(10a)로부터 최지각 시기에 개폐한다. 즉, 기준이 되는 고정 캠(20)에 대한 캠 산부(22a)의 위상에 의해, 도 6 중에 도시된 바와 같이 좌우의 흡기 밸브(10a, 10b)의 밸브 개방 기간은, 가장 작은 밸브 개방 기간 α부터 가장 큰 밸브 개방 기간 β까지의 범위 내에서 가변된다.　

이러한 가변 밸브 장치(12)에 있어서의 캠 산부(22a)의 안정성을 확보하기 위하여, 보스부(22b)의 형성에는 이하와 같은 고안이 실시되고 있다.

·고정 캠(20a)과 캠 산부(22a) 사이의 샤프트 부분의 적어도 일부를 캠 저널(17a)(본원의 저널에 상당)로 하고, 태핏(9) 사이에 설치한 베어링부(18b)로 아우터 캠 샤프트(15a)의 중간부를 회전 가능하게 지지시킨다는, 기통 헤드 상의 스페이스를 이용한 아우터 캠 샤프트(15a)의 지지에 의해, 기통 헤드 상에 있어서의 아우터 캠 샤프트(15a)의 휨을 억제하면서, 측방에 스페이스를 확보하는 구조.

·보스부(22)는, 상기 구조에 의해 확보되는 기통 측방의 스페이스에 돌출되도록, 고정 캠(20a)의 반대측, 즉 캠 산부(22a)의 고정 캠(20a)과는 반대측이 되는 편측으로부터 돌출되게 하는 구조.

·도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보스부(22b)의 전체 길이 B를, 안정성이 확보되는 지점까지 연장, 구체적으로는 캠 산부(22a)의 캠 폭 A의 치수보다 길게 고정 캠(20)의 반대측에 돌출되게 하는 구조.

· 압입 핀(27)을 캠 산부(22a)로부터 멀어지는 측의 단부에 배치하는 구조.

· 압입 핀(27)을, 밸브를 구동하는 부재인 태핏(9)(피구동 부재)보다 외측(태핏(9)보다 캠축 방향으로 이격된 지점)에 배치하는 구조.

동일 구조에 의하면, 보스부(22b)는, 고정 캠(20)과 캠 산부(22a) 사이가 아니라, 고정 캠(20)과는 반대측으로 돌출되기 때문에, 소정에 레이아웃되어 있는 고정 캠(20)이나 캠 산부(22a)에 영향을 주지 않고 길게 할 수 있다(연장). 특히 보스부(22b)의 전체 길이 B는, 하중을 받는 캠 산부(22a)의 캠 폭 A의 치수보다 길게 돌출되는 치수로 되어 있기 때문에, 보스부(22b)의 미스얼라인먼트(쓰러짐)는 억제되어, 아우터 캠 샤프트(15a) 상에 있어서의 안정성이 증가한다. 즉, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 보스부(22b)가 캠 산부(22a)의 캠 폭 치수보다 짧은(혹은 동일한) 캠 로브(22)이면, 보스부(22b)는 불안정하여, 부품 공차나 세트 공차 등 공차의 영향으로, 허용 범위를 초과할 때까지 기울어(도 7 중의 θ1), 당해 쓰러짐이 초래하는 미스얼라인먼트에 의해 캠 산부(22a)의 코너부가 태핏(9)의 접촉면(9a)과 국부 접촉하는 경우가 있지만, 보스부(22b)의 전체 길이 B가 캠 산부(22a)의 캠면의 캠 폭 치수 A보다 길면(A <B), 미스얼라인먼트가 억제되어, 보스부(22b)의 안정성이 각별히 증가하여, 동일하게 공차의 영향을 받아도, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트(쓰러짐)는 충분히 억제된다(도 7중의 θ2<θ1).

그로 인해, 고정 캠(20), 캠 산부(22a)의 레이아웃에 영향을 주지 않고, 캠 산부(22a)의 편측으로부터 돌출된 보스부(22b)만으로, 캠 산부(22a)의 과도한 미스얼라인먼트(쓰러짐)가 억제된다. 이에 의해, 항상 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트를 허용 범위 내로 할 수 있어, 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트를 요인으로 한 프릭션의 증대나 편마모의 발생을 방지하여, 가변 성능의 편차가 억제된다.

또한 가변해야 할 캠 위상을 캠 로브(22)에 전달하기 때문에, 보스부(22b)와 이너 캠 샤프트(15b)(제어 부재)를 압입 핀(27)(접속 부재)으로 연결시킨 구조의 경우, 압입 핀(27)을, 보스부(22)에 있어서 캠 산부(22a)로부터 멀어지는 측의 단부에 배치, 구체적으로는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 산부(22a)와 반대인 단부측에 가까운 C>D 되는 지점, 또한 밸브를 구동하는 부재인 태핏(9)(피구동 부재)의 외측에 배치하는 것만으로, 충분히 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트를 억제하는 효과를 확보할 수 있다.

특히 압입 핀(27)이, 어떠한 문제에 의해 빠져 나간 경우, 태핏(9)의 상방에 압입 핀이 배치되어 있으면, 캠 산부(22a)와 상이한 타이밍에 압입 핀 자체가 태핏(9)을 구동하거나, 탈락하여 끼이거나 하게 되어, 밸브와 피스톤의 간섭 등의 큰 문제로 이어질 가능성이 있지만, 압입 핀(27)을 밸브를 구동하는 부재인 태핏(9)(피구동 부재)의 외측에 배치함으로써, 큰 문제에 다다를 가능성을 대폭 저하시킬 수 있다. 또한, 밸브를 구동하는 부재가, 태핏(9)이 아니라, 롤러를 내장한 로커 아암인 경우에도 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 특히 인접하는 고정 캠(20)과 캠 산부(22a) 사이의 아우터 캠 샤프트(15a) 부분을 캠 저널(17a)로 하고, 동일 캠 저널(17a)을 기통(2)의 헤드 상의 베어링부(18b)로 회전 가능하게 지지하는 구조를 사용하면, 캠 산부(22a)는 가장 가까운 위치부터 지지되기 때문에, 아우터 캠 샤프트(15a)의 휨을 요인으로 한 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트도 억제할 수 있다. 게다가, 기통(3)의 헤드 상의 스페이스를 이용한 아우터 캠 샤프트(15a)의 지지는, 측방에, 보스부(20b)가 돌출되게 하는 스페이스가 확보되기 때문에, 기통(3)의 헤드 상의 한정된 스페이스를 충분히 활용하면서, 캠 산부(22a)의 안정성을 충분히 확보할 수 있는 이점도 있다.

그런데, 한편, 이러한 가변 밸브 장치(12)의 캠 샤프트(15)는, 아우터 캠 샤프트(15a) 내에 이너 캠 샤프트(15b)를 회전 가능하게 수납한다고 하는 특유한 구조이기 때문에, 이너 캠 샤프트(15b)는 회전 변위하기 쉽다. 이로 인해, 캠 샤프트(15)의 이너 캠 샤프트(15b)의 단부와 캠 위상 변경 장치(25)를 연결할 때, 작업이 어려운 난점을 가지고 있다.

따라서, 캠 샤프트(15)에는, 간편한 작업으로, 이너 캠 샤프트(15b)의 회전 방지를 행할 수 있는 고안이 실시되고 있다. 이것은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 각 캠 로브(22)에, 이중 샤프트로 이루어지는 캠 샤프트(15)의 단부와 캠 위상 변경 장치(25)를 연결하는 작업을 행할 때, 캠 샤프트(15) 전체를 소정의 자세로 배치하기 위하여, 범용 기기에 의한 보유 지지를 가능하게 한 피보유 지지부(52)를 설치하여, 동일 피보유 지지부(52)에 의한 보유 지지가 그대로 이너 캠 샤프트(15b)의 회전 방지로서 이용되도록 한 것이다.

구체적으로는 피보유 지지부(52)는, 모두 캠 산부(22a)의 미스얼라인먼트의 발생을 억제하기 위하여 형성한 보스부(22d)에 설치되어 있다. 이 피보유 지지부(52)는, 보스부(22b)의 서로 대향하는 외주 부분에, 한 쌍의 평행한 평면부(53)(이면 폭)를 형성하여 이루어진다. 이것으로, 한 쌍의 평면부(53)가 있는 보스 부분은, 범용 기기인 클램프 기기에 의해 양측으로부터 클램프 가능하게 되어 있다. 이 보스부(22b)로 행하여지는 클램프에 의해, 캠 샤프트(15)의 전체가 소정의 자세로 유지되도록 하고 있다. 이에 의해, 조립 시의 작업성이나 시장에서의 유지 보수성의 향상이 도모된다. 또한, 캠 산부(22a)와 이격된 위치에 피보유 지지부(52)를 설치하였기 때문에 시장에서의 유지 보수 시에 캠 산이나 태핏에 잘못하여 흠집을 발생시킬 가능성도 크게 저감시킬 수 있다.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같은 보스부(22b)와 이너 캠 샤프트(15b)를 압입 핀(27)의 압입이나 삽입 관통에 의해 연결하는 구조는, 범용 기기에 의해 소정 위치에까지 압입 핀(27)을 삽입시키기 위하여, 통상 상기와 같이 압입 핀(27)의 관통 단부가 되는 보스부(22b)의 서로 대향하는 각 외주 부분에는, 압입 핀(27)이 출입하는 출입구(압입 구멍(27a)과 연통하는 것)를 갖는 한 쌍의 시트면(29)이 형성되어 있다. 이러한 경우에는, 별도로 평면부(53)를 형성하지 않고, 당해 시트면(29)을 그대로 평면부(53)(피보유 지지부(52))로서 유용한다. 이렇게 하면, 별도로 한 쌍의 평면부(53)를 형성할 필요가 없고, 또한, 보스부(22b)의 길이를 짧게 설정할 수 있어 중량이나 스페이스적으로도 유리하다. 또한, 압입 핀(27)에 의해 클램프된 보스부(22b)의 변형을 억제할 수도 있다. 본 실시 형태는, 이 한 쌍의 시트면(29)으로부터 평면부(53)를 구성한 예를 들고 있다.

이러한 피보유 지지부(52)를 사용하면, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 용이하게 캠 샤프트(15)의 단부와 캠 위상 변경 장치(25)의 출력부의 연결을 행할 수 있다.

즉, 도 3에 도시되는 가변 밸브 어셈블리를 조립하기 위해, 캠 조립 시, 캠 샤프트(15)의 단부와 캠 위상 변경 장치(25)의 출력부를 연결할 때는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 도시하지 않은 범용 기기에 의해, 아우터 캠 샤프트(15a)의 외주부에 조립되어 있는 각 캠 로브(22)의 한 쌍의 평면부(53)를 클램프하고, 캠 샤프트(15) 전체를, 연결에 적합한 소정의 자세로 배치한다. 이 캠 샤프트(15)의 캠 피스(37)측의 단부에 캠 위상 변경 장치(25)를 배치하고, 캠 위상 변경 장치(25)의 하우징(31)의 축의 중심부에 형성되어 있는 볼트 구멍(47)과, 이너 캠 샤프트(15b)의 축단부에 형성되어 있는 나사 구멍(15c)을 위치 결정한다. 하우징(31)의 외주부에 형성되어 있는 복수의 볼트 구멍(48)과 캠 피스(37)의 외측으로 돌출되어 있는 아암부(37a)에 형성되어 있는 나사 구멍(37c)을 위치 결정한다. 이 후, 각 볼트 구멍(48)으로부터 고정 볼트(36)를 비틀어 넣으면, 캠 위상 변경 장치(25)와 아우터 캠 샤프트(15a) 단부는 연결된다. 또한 하우징(31)의 중심의 볼트 구멍(47)으로부터, 이너 캠 샤프트(15b)의 나사 구멍(15c)으로 고정 볼트(38)를 비틀어 넣는다.

이때, 압입 핀(27)은, 캠 로브(22)의 보스부(22b)에 접속되어 있기 때문에, 평면부(53)에서의 보유 지지에 의해 그 움직임이 규제된다. 또한 압입 핀(27)은, 회전 가능하게 수납되어 있던 이너 캠 샤프트(15b)에 접속되어 있기 때문에, 압입 핀(27)의 규제에 의해, 이너 캠 샤프트(15b)에는 회전 방지가 실시된다. 이 회전 방지에 의해, 고정 볼트(38)는, 도 3에 도시된 바와 같이 이너 캠 샤프트(15b)의 나사 구멍(15c)에 비틀어 넣어져, 캠 위상 변경 장치(25)의 베인부(34)가 이너 캠 샤프트(15b)의 단부에 연결된다.

이와 같이, 피보유 지지부(52)는, 캠 샤프트(15)를 소정의 자세로 배치하기 위하여 사용하는 부품으로서 이용될 뿐만 아니라, 그대로 이너 캠 샤프트(15b)의 회전 방지에도 유용되기 때문에, 특수한 보유 지지 장치를 사용하지 않고, 이너 캠 샤프트(15b)와 캠 위상 변경 장치(25)를 연결시킬 수 있다. 게다가, 별도로, 회전 방지의 작업은 불필요하게 되기 때문에, 용이하게 연결을 행할 수 있다. 게다가, 연결 시에는, 아우터 캠 샤프트(15a)에는 외력이 가해지지 않아도 되므로, 아우터 캠 샤프트(15a)의 변형이나 휨을 수반하지 않아도 되고, 아우터 캠 샤프트(15a)와 실린더 헤드(2)의 저널 베어링부(18b) 사이에서의 프릭션 증가나, 캠(캠 산부(22a))과 태핏 사이에서의 프릭션 증가를 억제할 수 있다. 그것에 의하여, 프릭션에 의한 각 부품의 이상 마모나, 이상 마모에 의한 부품의 파손, 나아가 엔진 파손을 방지할 수 있다.

또한 피보유 지지부(52)는, 보스부(22a)가 형성되어 있는 캠 로브(22)와, 보스부(22b)에 형성한다는 간단한 구조이면 된다. 게다가, 보스부(22b)의 외주부에 한 쌍의 평면부(53)를 형성하여 피보유 지지부(52)로 하면, 범용 기기에 의한 보유 지지에 적합한 구조로 할 수 있다. 다기통 엔진에서 복수의 캠 로브(22)에 각각 피보유 지지부(52)를 가지면, 캠을 회전시키는 일도 없이, 어느 한쪽의 기통의 피보유 지지부(52)에 범용 기기에 의해 대응하는 것이 가능하게 되어, 유지 보수나 조립이 용이하게 된다.

특히 보스부(22b)의 외주부에 이미 한 쌍의 시트면(29)이 형성되어 있는 경우에 대해서는, 동일 시트면(29)을 그대로 평면부(53)에 유용할 수 있어, 일절의 가공을 필요로 하지 않아, 기존의 부품으로 피보유 지지부(52)를 구성할 수 있는 이점이 있다.

나아가, 캠 로브(22)의 보스부(22b)의 외주부의 한 쌍의 평면부(53) 혹은 압입 핀(27)의 압입 구멍(27a)을 기준으로 캠 산부(22a)를 형성해 두면, 캠 조립 시의 캠 산부(22a)의 조립 방향의 정밀도를 평면부(53) 혹은 압입 구멍(27a)으로 검사 확인할 수 있어, 캠 샤프트(15)의 생산성을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명에 관한 내연 기관의 가변 밸브 장치의 설명을 마치지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 한 쌍의 흡기 밸브를 구동하는 한 쌍의 흡기 캠의 위상을 가변하는 가변 밸브 장치에 본 발명을 적용했지만, 이에 한정하지 않고, 한 쌍의 배기 밸브를 구동하는 한 쌍의 배기 캠의 위상을 가변하는 가변 밸브 장치에 본 발명을 적용해도 좋다. 이 경우, 흡기 밸브가 배기 밸브로 바뀌고, 흡기 캠이 배기 캠으로 바뀌는 것뿐이다. 또한, 종래의 위상 가변 기구(양 밸브를 동시에 위상 가변하는 기구)와 병용하는 구조로 해도 좋다. 이 경우, 타이밍 스프로킷은 어느 위상 가변 기구에 설치해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 한 쌍의 평면부로 피보유 지지부를 구성하는 예를 들었지만, 이에 한정하지 않고, 캠 로브의 보유 지지나 회전 방지를 할 수 있는 것이면, 2쌍이나 3쌍의 평면부나 다른 구조로 피보유 지지부를 구성해도 좋다.

3: 기통
12: 가변 밸브 장치
15: 캠 샤프트(샤프트 부재)
15a: 아우터 캠 샤프트
15b: 이너 캠 샤프트(제어 부재)
17a: 캠 저널(저널)
19: 1쌍의 흡기 캠
20: 고정 캠(제1 캠)
22: 캠 로브
22a: 캠 산부(제2 캠)
22b: 보스부
25: 캠 위상 변경 장치
27: 압입 핀(접속 부재)
29: 시트면
52: 피보유 지지부
53: 평면부

Claims (9)

1기통에 대하여 설치된 한 쌍의 흡기 밸브의 밸브 사이의 위상 또는 한 쌍의 배기 밸브의 밸브 사이의 위상을 가변하는 내연 기관의 가변 밸브 장치이며,
내연 기관의 크랭크 출력에 의해 구동되고, 상기 한 쌍의 흡기 밸브의 한쪽 또는 상기 한 쌍의 배기 밸브의 한쪽을 구동하는 제1 캠이 형성된 샤프트 부재 및 상기 흡기 밸브의 다른 쪽 또는 상기 배기 밸브의 다른 쪽을 구동하는 제2 캠을 갖고, 상기 샤프트 부재의 외측에 당해 샤프트 부재의 주위 방향으로 변위 가능하게 끼워진 캠 로브로 이루어지는 조립 캠 샤프트와,
상기 제2 캠의 위상을 상기 제1 캠에 대하여 변경하는 캠 위상 변경 장치를 구비하고,
상기 캠 로브에는, 상기 샤프트 부재의 외측에 끼워지는 중공의 보스부를 갖고,
상기 보스부가, 상기 제2 캠의 캠 폭 방향의 상기 제1 캠과는 반대측이 되는 편측으로부터, 상기 제2 캠의 캠 폭 치수보다 길게 돌출되게 설치되는 동시에, 가변해야 할 캠 위상을 전달하는 제어 부재와 연결되는 접속 부재를 갖고,
상기 접속 부재가, 상기 보스부에 있어서 상기 제2 캠과 반대의 단부에 가까운 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제1항에 있어서, 상기 접속 부재는, 상기 제2 캠에 따라 밸브를 구동하는 부재보다 캠축 방향으로 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제1항에 있어서, 상기 샤프트 부재는, 아우터 캠 샤프트 내에 상기 제어 부재로서의 이너 캠 샤프트를 회전 가능하게 수납하여 구성되고, 상기 조립 캠 샤프트는, 상기 제1 캠이 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 설치되고, 상기 제2 캠을 갖는 상기 캠 로브가 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 회전 가능하게 설치되는 동시에, 상기 접속 부재가 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트의 상대 변위를 허용하면서 상기 제2 캠과 상기 이너 캠 샤프트를 접속하여 이루어지고, 상기 캠 위상 변경 장치는, 상기 샤프트 부재의 단부에 연결되어 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트를 상대 변위시키는 것이며,
상기 캠 로브에, 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하기 위한 피보유 지지부를 설치하고,
상기 샤프트 부재의 단부와 상기 캠 위상 변경 장치를 연결할 때, 상기 피보유 지지부를 사용하여 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하면, 상기 접속 부재가 상기 이너 캠 샤프트의 회전 방지로서 기능하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제2항에 있어서, 상기 샤프트 부재는, 아우터 캠 샤프트 내에 상기 제어 부재로서의 이너 캠 샤프트를 회전 가능하게 수납하여 구성되고, 상기 조립 캠 샤프트는, 상기 제1 캠이 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 설치되고, 상기 제2 캠을 갖는 상기 캠 로브가 상기 아우터 캠 샤프트의 외주부에 회전 가능하게 설치되는 동시에, 상기 접속 부재가 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트의 상대 변위를 허용하면서 상기 제2 캠과 상기 이너 캠 샤프트를 접속하여 이루어지고, 상기 캠 위상 변경 장치는, 상기 샤프트 부재의 단부에 연결되어 상기 아우터 캠 샤프트와 상기 이너 캠 샤프트를 상대 변위시키는 것이며,
상기 캠 로브에, 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하기 위한 피보유 지지부를 설치하고,
상기 샤프트 부재의 단부와 상기 캠 위상 변경 장치를 연결할 때, 상기 피보유 지지부를 사용하여 상기 조립 캠 샤프트를 소정의 자세로 배치하면, 상기 접속 부재가 상기 이너 캠 샤프트의 회전 방지로서 기능하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제3항에 있어서, 상기 피보유 지지부는, 상기 보스부에 설치되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제5항에 있어서, 상기 피보유 지지부는, 상기 보스부의 외주부에, 당해 보스부의 클램프를 가능하게 하는 적어도 한 쌍의 평면부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제5항에 있어서, 상기 접속 부재는, 상기 샤프트 부재의 직경 방향으로부터 삽입되어, 상기 보스부, 상기 아우터 캠 샤프트, 상기 이너 캠 샤프트를 관통하여, 상기 캠 로브와 상기 이너 캠 샤프트를 접속하는 핀 형상 부재로 구성되고,
상기 핀 형상 부재의 관통 단부가 되는 상기 보스부의 서로 대향하는 각 외주 부분에는, 각각 상기 핀 부재가 출입하는 출입구를 갖는 평면의 시트면이 설치되고,
상기 피보유 지지부는, 상기 보스부의 상기 시트면을 유용하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트 부재는, 상기 기통의 헤드 상에 회전 가능하게 배치되고,
상기 제1 캠과 상기 제2 캠은, 기통의 헤드 상에서 인접하여 배치되고,
상기 인접한 제1 캠과 제2 캠 사이의 샤프트 부분의 적어도 일부가 상기 기통의 헤드 상에서 회전 가능하게 지지되는 저널로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 가변 밸브 장치.

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