KR101236276B1 - 자동차용 엔진에 있어서의 캠샤프트 위상 가변 장치 - Google Patents

Abstract

크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각의 변위폭이 크고, 제조 비용이 저렴하며, 동작음이 조용한 엔진의 위상 가변 장치의 제공.
회동 조작력 부여 수단으로 제동되는 제1 제어 회전체의 상대 회동 방향에 따라서 캠샤프트와 크랭크샤프트의 위상각을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 회동 조작력 부여 수단은, 제1 제어 회전체의 제동 수단과, 캠샤프트와 동기 회전하는 제2 중간 회전체와, 제동 수단을 구비한 제2 제어 회전체와, 제1 제어 회전체와 연동하여 편심 회동하는 제1 편심 회동 기구와, 제2 제어 회전체와 연동하여 편심 회동하는 제2 편심 회동 기구와, 상기 제2 중간 회전체의 대략 직경방향 가이드홈과 변위 가능한 상태로 걸어맞춰지고, 상기 제1 및 제2 편심 회동 기구를 상대 회동 가능하게 연결하는 연결 수단을 구비했다.

Description

자동차용 엔진에 있어서의 캠샤프트 위상 가변 장치{CAM SHAFT PHASE VARIABLE DEVICE IN ENGINE FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 캠샤프트와 동축에 배치한 회동 드럼을 정역 어느 한 방향으로 회동시키는 회동 조작력 부여 수단을 구비하고, 상기 회동방향에 따라서 크랭크샤프트와 캠샤프트의 회전 위상을 진각방향 또는 지각방향의 어느 하나로 변화시킴으로써 밸브의 개폐 타이밍을 변화시키는 자동차용 엔진에 있어서의 위상 가변 장치의 기술이다.

이러한 종류의 종래 기술로서는, 하기 특허문헌 1에 나타내는 밸브 타이밍 제어 장치가 있다. 하기 특허문헌 1의 장치는, 엔진의 크랭크샤프트로부터 구동력을 받아 구동하는 구동 플레이트(2)에 대한 캠샤프트(1)의 장착각을 진각방향(구동 플레이트(2)의 회전방향) 또는 지각방향(구동 플레이트(2)의 회전방향과 역방향)으로 변경하고, 캠에 의해 개폐하는 내연 기관의 밸브의 개폐 타이밍을 변경하는 장치이다.

특허문헌 1의 장치는, 스페이서(8)와 레버축(13)이 일체 고정되고, 구동 플레이트(2)가 스페이서(8)에 대하여 상대 회동 가능하게 장착되어 있다. 레버축(13)의 3개의 레버(12)에는 링크 암(14)의 일단이 회동이 자유롭게 부착되고, 링크 암(14)의 타단에 회동이 자유롭게 부착된 가동 조작 부재(11)는 구동 플레이트(2)의 전면의 대략 직경방향 가이드홈(10)상을 반경방향으로 슬라이딩운동한다. 구동 플레이트(2)에 대한 캠샤프트(1)의 장착각은 가동 조작 부재(11)가 반경방향 내측으로 슬라이딩운동하면, 링크 암(14)이 핀(16)의 둘레를 회동함으로써 진각방향으로 변경되고, 가동 조작 부재(11)가 반경방향 외측으로 슬라이딩운동하면, 링크 암(14)이 역회동함으로써 지각방향으로 되돌려진다.

가동 조작 부재(11)의 전방에는, 캠샤프트(1)(레버축(13))와 구동 플레이트(2)에 대하여 상대 회동 가능하게 장착된 가이드 플레이트(24)(회동 드럼)가 배치되어 있다. 가동 조작 부재(11)의 전면에 설치된 오목부(21)와 가이드 플레이트(24)의 후면에 설치된 소용돌이홈(28)(소용돌이 형상 가이드) 사이에는 볼(22)이 전동 가능하게 유지되어 있다. 가동 조작 부재(11)는 구동 플레이트(2)에 대한 가이드 플레이트(24)의 상대 회동방향에 따라서 볼(22)이 소용돌이홈(28)을 따라 전동함으로써, 대략 직경방향 가이드홈(10)상을 반경방향 내측 또는 외측을 향하여 슬라이딩운동한다.

가이드 플레이트(24)는 제1 전자 브레이크(26)의 제동력에 의해, 구동 플레이트(2)에 대하여 지각측으로 상대 회동하고, 제2 전자 브레이크(27)로 작동하는 이하의 유성 치차 기구(25)(역회전 기구)에 의해, 구동 플레이트(2)에 대하여 진각측으로 상대 회동한다.

유성 치차 기구(25)(역회전 기구)는 가이드 플레이트(24)의 전방에서 캠샤프트(1)(레버축(13))에 대하여 상대 회동 가능하게 장착된 제동 플랜지(34)의 후면과 가이드 플레이트의 전면에 선 기어(30)와 링 기어(31)를 각각 가지고, 레버축(13)에 고정된 캐리어 플레이트(32)에 대하여 회동 가능하게 지지됨과 아울러 선 기어(30)와 링 기어(31) 사이에 맞물리는 복수의 플래니터리 기어(33)를 가짐으로써 구성되어 있다. 가이드 플레이트(24)는 제동 플랜지(34)가 제2 전자 브레이크(27)에 의해 제동되면, 플래니터리 기어(33)가 회동함으로써 링 기어(31)가 진각방향으로 가속화되고, 구동 플레이트(2)에 대하여 진각측으로 상대 회동한다.

즉, 특허문헌 1의 장치는, 한 쌍의 전자 브레이크(26, 27)와 유성 치차 기구(25)(역회전 기구)에 의해, 가이드 플레이트(24)를 구동 플레이트(2)에 대하여 상대 회동시키고, 그 상대 회동방향에 따라 캠샤프트(1)와 크랭크샤프트(구동 플레이트(2))의 장착각을 변경하는 장치이다.

일본 특허 공개 2006-77779호

특허문헌 1의 장치에서는, 회동 드럼(가이드 플레이트(24))의 역회전 기구의 제조 단가가 높아지고, 동작음이 커지는 점에서 문제가 있었다. 즉, 유성 치차 기구(25)는 선 기어(30), 링 기어(31) 및 복수의 플래니터리 기어(33)로 이루어지는 다수의 치차를 채용하고 있기 때문에, 다수의 톱니부를 정밀도 좋게 성형할 때에 제조 단가가 높아지는 점에서 문제가 있었다. 한편 치차는 맞물리는 톱니부끼리가 동작시에 충돌함으로써 치타음(齒打音)을 발생시킨다. 따라서, 유성 치차 기구(25)는 다수의 치차의 채용에 의해, 밸브 타이밍의 변경시에 동작음이 커지는 점에서도 문제가 있었다.

그래서, 본원의 발명자는, 상기 문제를 해결하기 위해, 제조 단가가 싸고, 밸브 타이밍의 변경시에 있어서의 동작음이 조용한 회동 드럼(가이드 플레이트(24))의 역회전 기구를 포함하는 자동차용 엔진에 있어서의 위상 가변 장치를 발명하여, 특허출원을 했다(국제 출원 번호:PCT/JP2008/57857, 발명의 명칭:자동차용 엔진에 있어서의 위상 가변 장치, 이후는 「선행출원 1」이라고 함).

선행출원 1에 있어서의 회전 드럼의 역회전 기구는 캠샤프트(40)에 일체화된 센터 샤프트(42)에 대하여 상대 회동 가능하게 부착되고, 제1 및 제2 전자 클러치(44, 60)에 의해 각각 제동되는 제1 및 제2 제어 회전체(45, 57)를 구비하고, 제1 및 제2 제어 회전체(45, 57) 사이에 제2 중간 회전체(56)를 센터 샤프트(42)에 대하여 상대 회동 불가능한 상태로 고정하고 있다.

제2 제어 회전체(57)는 진각방향(구동 회전체(71)의 회전방향인 제2 전자 클러치(60)측에서 보아 시계회전의 방향)을 따라 직경 축소되는 곡선형상의 제2 가이드홈(62)을 제2 중간 회전체(56)와의 대향면에 구비하고, 제1 제어 회전체(45)는 지각방향(구동 회전체(71)의 회전과 역방향인 반시계회전의 방향)을 따라 직경 축소되는 곡선형상의 제1 가이드홈(61)을 제2 중간 회전체(56)와의 대향면에 구비하고, 제2 중간 회전체(56)는 중심축방향으로 관통하는 대략 직경방향 가이드홈(63)을 구비하고 있다. 또, 각 가이드(61~63)에는 슬라이드 핀(64)이 함께 삽입되고, 각 가이드홈의 방향을 따라 슬라이딩운동 가능하게 배치되어 있다.

제2 제어 회전체(57)가 제2 전자 클러치(60)에 의해 제동되고, 중간 회전체(56)에 대하여 지각방향으로 상대 회동하면, 슬라이드 핀(64)이 제2 가이드홈(62)과 대략 직경방향 가이드홈(63)을 따라 변위함으로써 상기 회전체의 반경방향 내측으로 이동한다. 제1 제어 회전체(45)는 제1 가이드홈(61)이 내측으로 이동하는 슬라이드 핀(64)으로부터 진각방향의 토크를 받음으로써 제2 중간 회전체(56)에 대하여 진각방향으로 상대 회동하고, 크랭크샤프트(구동 회전체(41))에 대한 캠샤프트(40)(센터 샤프트(42))의 장착각을 진각측으로 변경시킨다. 한편, 제1 제어 회전체(45)는 제1 전자 클러치(44)에 의해 제동되면, 중간 회전체(56)에 대하여 지각방향으로 상대 회동하고, 상기 장착각을 지각측으로 변경시킨다.

제1 제어 회전체(45)(회전 드럼)의 역회전 기구는 각 회전체(56, 57)와 슬라이드 핀(64), 각 가이드홈(61~63)이 원형을 기조로 한 단순한 형상이며 가공이 용이하기 때문에 제조 비용이 싸진다. 슬라이드 핀(64)은 각 가이드홈(61~63)과 상시 슬라이딩 접촉하면서 조용히 변위하기 때문에, 밸브 타이밍의 변경시에 있어서의 동작음은 조용하다.

한편, 크랭크샤프트(구동 회전체(41))에 대한 캠샤프트(40)의 장착각은 제1 가이드홈(61)의 길이를 둘레방향에 의해 길게함으로써 변위의 폭을 크게할 수 있다. 반면, 제1 제어 회전체(45)가 제1 가이드홈(61)을 따라 내측으로 슬라이딩운동하는 슬라이드 핀(64)으로부터 받는 진각방향의 토크는 제1 가이드홈(61)의 길이를 둘레방향으로 길게하는 만큼, 대략 직경방향 가이드홈(63)에 대한 제1 가이드홈(61)의 경사의 증가(프릭션의 증가)에 의해 작아진다.

제1 제어 회전체(45)(회전 드럼)의 역회전 기구는 제2 제어 회전체(57)의 제동에 의해 부여되는 제1 회전체(45)의 회동 토크를 유지하면서, 또한 크랭크샤프트에 대한 캠샤프트(40)의 장착각의 변위폭을 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다.

본원 발명은 선행출원 1의 이점(저렴한 제조 비용과 정음성(靜音性))을 유지하고, 또한 상기 제2 제어 회전체에 의한 제1 제어 회전체의 회동 토크를 저하시키지 않고 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각의 변위폭을 크게 할 수 있는 회전 드럼의 역회전 기구를 구비한 엔진의 위상 가변 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치는, 크랭크샤프트에 의해 회전 구동하는 구동 회전체와, 캠샤프트에 일체화된 제1 중간 회전체와, 회동 조작력 부여 수단으로부터 회동 토크를 받는 제1 제어 회전체를 서로 상대 회동 가능하게 동일한 회동 중심축상에 배치하고, 상기 제1 중간 회전체와 구동 회전체에 대한 제1 제어 회전체의 상대 회동 방향에 따라서 상기 캠샤프트와 구동 회전체의 위상각을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 회동 조작력 부여 수단은, 상기 제1 중간 회전체와 구동 회전체에 대하여 상기 제1 제어 회전체를 상대 회동시키는 제1 제동 수단과, 상기 캠샤프트에 일체화되고, 그 반경 방향으로 연신함과 아울러 축방향으로 관통하는 대략 직경방향 가이드홈을 가지는 제2 중간 회전체와, 상기 제1 제어 회전체와 제2 중간 회전체에 대하여 동축 또한 상대 회동 가능하게 배치되고, 제2 제동 수단에 의해 상대 회동하는 제2 제어 회전체와, 제1 제어 회전체와 연동하여 상기 회동 중심축 주변을 편심 회동하는 제1 편심 회동 기구와, 제2 제어 회전체와 연동하여 상기 회동 중심축 주변을 편심 회동하는 제2 편심 회동 기구와, 상기 대략 직경방향 가이드홈과 변위 가능한 상태로 걸어맞춰지고, 상기 제1 및 제2 편심 회동 기구를 상대 회동 가능하게 연결하는 연결 수단을 구비하고, 제1 제어 회전체와 제2 제어 회전체를 어느 일방을 회동시키면 타방이 상대 회동하도록 했다.

(작용) 초기 상태에 있어서 제1 제어 회전체는, 캠샤프트에 일체화된 제1 중간 회전체와 크랭크샤프트로부터 구동력을 받는 구동 회전체와 일체가 되어 회전한다. 제1 제어 회전체는, 제1 제동 수단으로부터 제동력을 받으면 구동 회전체와 제1 중간 회전체에 대하여 지각방향으로 상대 회동하고, 제2 제동 수단에 의해 제2 제어 회전체가 제동되면 제1 제동 수단과는 반대로 구동 회전체와 제1 중간 회전체에 대하여 진각방향으로 상대 회동한다. 상기 구동 회전체(크랭크샤프트측)에 대한 제1 중간 회전체(캠샤프트측)의 위상각은 제1 제어 회전체의 상대 회동방향에 따라서 진각방향(구동 회전체의 회전방향. 이하 동일) 또는 지각방향(구동 회전체의 회전방향과 역방향. 이하 동일)의 어느 하나로 변경된다.

한편, 제1 편심 회동 기구는, 제1 제어 회전체와 함께 회동하고, 제2 제어 회전체와 제2 편심 회동 기구는, 제2 제동 수단에 의해, 제1 제어 회전체와 캠샤프트에 일체화된 제2 중간 회전체에 대하여 함께 상대 회동한다. 제1 및 제2 편심 회동 기구는, 어느 일방이 회동하면, 연결 수단이 제2 회전체의 대략 직경방향 가이드홈을 반경방향으로 변위시켜 타방을 역방향으로 회동시킨다. 즉, 제1 제어 회전체는, 제2 제어 회전체를 제동하면, 제1 및 제2 편심 회동 기구에 의해 제1 제동 수단에 의한 제동시와 역방향으로 회동한다.

상기 연결 수단은, 상기 연결 수단과 제1 편심 회동 기구의 회동 중심축으로부터의 편심점, 연결 수단과 제2 편심 회동 기구의 편심점, 제1 편심 회동 기구의 편심점과 회동 중심축, 및 제2 편심 회동 기구의 편심점과 회동 중심축을 각각 연결하는 4절 링크 기구를 만약 형성한 경우, 상기 4절 링크 기구의 연결부의 하나와 동일한 동작으로 대략 직경방향 가이드홈을 왕복 요동한다. 동일하게 링크의 연결부에 해당하는 제1 및 제2 편심 회동 기구의 편심점은, 연결 수단이 왕복 요동하면, 각각의 회동 중심을 중심으로 하여 서로 역방향으로 또한 원활하게 회동한다. 따라서, 제1 및 제2 편심 회동 기구와 함께 회동하는 제1 및 제2 제어 회전체는, 그 일방이 회동하면 타방이 원활하게 역회전한다.

한편, 크랭크샤프트에 대한 캠샤프트의 장착각의 변위폭은 대략 직경방향 가이드홈을 보다 길게 하거나, 제1 및 제2 편심 회동 기구의 왕복 회동 범위를 크게 함으로써 넓힐 수 있다.

또한, 각 제어 회전체, 제2 중간 회전체, 각 편심 회동 기구 및 연결 수단은 원형을 기조로 한 단순한 구성이기 때문에 가공이 용이하다. 또, 구동 회전체와 제1 중간 회전체의 위상각을 변경할 때에 연결 수단은 각 가이드홈과 상시 슬라이딩 접촉하면서 조용히 변위한다.

또 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 2는, 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 제1 편심 회동 기구가, 상기 제1 제어 회전체에 형성된 제1 편심원구멍과, 그 외주가 상기 제1 편심원구멍의 내주와 슬라이딩 접촉 가능한 상태로 걸어맞춰지는 제1 링부재를 구비하고, 상기 제2 편심 회동 기구가, 상기 제2 제어 회전체에 형성된 제2 편심원구멍과, 그 외주가 상기 제2 편심원구멍의 내주와 슬라이딩 접촉 가능한 상태로 걸어맞춰지는 제2 링부재를 구비하고, 상기 연결 수단이, 제1 및 제2 링부재에 각각 형성된 제1 및 제2 걸어맞춤 구멍과, 상기 대략 직경방향 가이드홈을 관통하고, 그 양단이 상기 제1 및 제2 걸어맞춤 구멍에 각각 삽입되는 연결 부재를 구비하고, 상기 제1 링부재와 제2 링부재의 중심을 상기 대략 직경방향 가이드홈의 연신선을 사이에 끼우고 각각 배치했다.

(작용) 제1 및 제2 링부재는, 제1 및 제2 제어 회전체와 함께 각 제어 회전체의 회동 중심축 둘레를 편심 회동하고, 또한 제1 및 제2 편심원구멍 내를 슬라이딩운동한다. 제1 및 제2 제어 회전체의 어느 일방이 제동되면, 제동된 제어 회전체의 링부재가 편심원구멍 내를 슬라이딩운동하여 연결 부재를 대략 직경방향 가이드홈을 따라 요동시키고, 연결된 타방의 링부재를 통하여 타방의 제어 회전체를 역방향으로 회전시킨다. 제1 및 제2 제어 회전체는, 서로 역방향으로 편심 회동하는 원구멍 내를 슬라이딩운동하는 제1 링부재(제1 편심원구멍)와 제2 링부재(제2 편심원구멍)의 각 편심점이, 대략 직경방향 가이드홈을 변위하는 연결 부재에 의해 4절 링크 기구의 연결부와 동일한 동작을 함으로써, 서로 원활하게 역회전한다. 또, 원형을 기조로 하는 링부재, 편심원구멍 및 연결 부재는 가공이 용이하며 조용히 동작한다.

또 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 3은, 청구항 2의 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 제1 편심원구멍은, 제1 제어 회전체의 회동 중심축으로부터 제1 편심원구멍의 중심축에 이르는 편심량을 상기 제2 제어 회전체의 회동 중심축으로부터 제2 편심원구멍의 중심축에 이르는 편심량보다 크게 형성했다.

(작용) 일반적으로 제2 제동 수단을 제1 제동 수단과 동축 또한 그 내측에 배치하는 경우, 제2 제동 수단에 의한 제2 제어 회전체의 제동 반경은, 제1 제동 수단에 의한 제1 제어 회전체의 제동 반경보다 작아진다. 따라서, 제2 제동 수단은, 제1 제동 수단보다 큰 제동력을 발생시키지 않으면, 제1 제동 수단과 동일한 크기의 역회전 토크를 제1 제어 회전체에 부여할 수 없기 때문에, 토크차에 의해 제1 제어 회전체의 작동 속도가 진각방향과 지각방향에서 상이하게 된다.

청구항 3의 위상 가변 장치는, 제1 링부재의 편심량(제1 링부재의 중심축으로부터 제1 제어 회전체의 회동 중심축까지의 거리, 이하 동일)이 제2 링부재의 편심량(제2 링부재의 중심축으로부터 제2 제어 회전체의 회동 중심축까지의 거리, 이하 동일)보다 크고, 제2 링부재가 회동했을 때의 제1 링부재의 중심의 이동 거리가 제2 링부재의 중심의 이동 거리보다 크다. 따라서, 청구항 3의 위상 가변 장치는, 제2 제동 수단에 의한 제2 제어 회전체의 제동 토크를 작게 하면서 제1 제동 수단과 동일한 크기의 역회전 토크를 제1 제어 회전체에 부여할 수 있기 때문에, 제1 제어 회전체의 상대 회동 속도가 진각방향과 지각방향에서 일치한다.

청구항 4는, 청구항 2 또는 3의 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 링부재 중 적어도 하나를 C형 형상의 링부재로 했다.

(작용) 링부재를 C형으로 형성한 경우에는, C형 형상의 절결부 부분이 센터 샤프트로부터의 릴리프부가 되기 때문에, 제1 링부재와 제2 링부재의 편심량을 크게 할 수 있다.

청구항 5는, 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 제2 링부재가 제2 편심원구멍 내를 360° 이상 회전 가능한 길이로 상기 대략 직경방향 가이드홈을 형성했다.

(작용) 제1 제어 회전체는, 제2 제어 회전체가 360° 회전했을 때, 축형상 부재가 대략 직경방향 가이드홈의 일단으로부터 타단까지를 왕복하고, 구동 회전체에 대한 진각방향으로의 상대 회동과 지각방향으로의 상대 회동의 양쪽을 행한다. 즉, 제2 제동 수단과 제2 제어 회전체는 단독으로 제1 제어 회전체를 진각 및 지각방향의 양쪽으로 상대 회동시키고, 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 진각측과 지각측의 어느 하나로 변경한다.

청구항 1과 2에 있어서의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 제1 제어 회전체의 회동 조작력 부여 수단은, 제2 제어 회전체의 제동에 기초하는 제1 제어 회전체의 상대 회동 토크를 저하시키지 않고 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각의 변위폭을 크게 할 수 있다. 또, 상기 회동 조작력 부여 수단은, 구성 부품이 원형을 기조로 하여 형성되어 있기 때문에, 용이하고 또한 염가로 제조할 수 있음과 아울러 위상각 변경시의 동작음이 저감된다.

청구항 3의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 제1 제동 수단보다 내측에 배치되고, 제동 토크의 부족이 염려되는 제2 제동 수단이라도, 제1 제동 수단과 동등한 제동 성능을 발휘할 수 있다.

청구항 4의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 제1 링과 제2 링의 편심량을 설정할 때의 자유도가 향상되기 때문에, 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각의 변위폭을 더욱 크게 할 수 있다.

청구항 5의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 하나의 제어 회전체와 하나의 제동 수단에 의해 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 진각방향 또는 지각방향의 양쪽으로 변경할 수 있기 때문에, 2개의 제동 수단 중 하나가 고장났을 때에 타방의 제동 수단으로 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 변경할 수 있는 페일 세이프 기능을 갖게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 자동차용 엔진에 있어서의 위상 가변 장치를 전방에서 본 분해 사시도이다.
도 2는 동 장치의 정면도이다.
도 3은 동 장치의 축방향 단면도인 도 2의 A-A단면도이다.
도 4는 위상 변위전의 동 장치의 반경방향 단면도이며, (a)는 도 3의 B-B단면도, (b)는 도 3의 C-C단면도, (c)는 도 3의 D-D단면도이다.
도 5는 도 4의 각 단면도의 위상 변위후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 위상 변위전의 동 장치의 반경방향 단면도이며, (a)는 도 3의 E-E단면도, (b)는 도 3의 F-F단면도, (c)는 도 3의 G-G단면도이다.
도 7은 도 6의 각 단면도의 위상 변위후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 위상 가변 장치의 제2 실시예에 있어서의 제1 링부재와 제1 편심원구멍을 나타내는 도 3의 G-G단면도이다.
도 9(a)는 위상 가변 장치의 제3 실시예에 있어서의 제2 링부재와 제2 편심원구멍을 나타내는 도 3의 E-E단면도, (b)는 제3 실시예에 있어서의 제1 링부재와 제1 편심원구멍을 나타내는 도 3의 G-G단면도이다.

다음에, 본 발명의 실시형태를 실시예 1 내지 3에 의해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예인 자동차용 엔진에 있어서의 위상 가변 장치를 전방에서 본 분해 사시도, 도 2는 동 장치의 정면도, 도 3은 동 장치의 축방향 단면도인 도 2의 A-A단면도, 도 4는 위상 변위전의 동 장치의 반경방향 단면도이며, (a)는 도 3의 B-B단면도, (b)는 도 3의 C-C단면도, (c)는 도 3의 D-D단면도, 도 5는 도 4의 각 단면도의 위상 변위후의 상태를 나타내는 도면, 도 6은 위상 변위전의 동 장치의 반경방향 단면도이며, (a)는 도 3의 E-E단면도, (b)는 도 3의 F-F단면도, (c)는 도 3의 G-G단면도, 도 7은 도 6의 각 단면도의 위상 변위후의 상태를 나타내는 도면, 도 8은 위상 가변 장치의 제2 실시예에 있어서의 제1 링부재와 제1 편심원구멍을 나타내는 도 3의 G-G단면도, 도 9(a)는 위상 가변 장치의 제3 실시예에 있어서의 제2 링부재와 제2 편심원구멍을 나타내는 도 3의 E-E단면도, (b)는 제3 실시예에 있어서의 제1 링부재와 제1 편심원구멍을 나타내는 도 3의 G-G단면도이다.

실시예에 나타내는 엔진의 위상 가변 장치는 엔진에 장착 일체화된 형태로 사용되고, 크랭크샤프트의 회전에 동기하여 흡배기 밸브가 개폐하도록 크랭크샤프트의 회전을 캠샤프트에 전달함과 아울러, 엔진의 부하나 회전수 등의 운전 상태에 따라 엔진의 흡배기 밸브의 개폐 타이밍을 변화시키기 위한 장치이다.

도 1 내지 7에 의해 제1 실시예의 장치의 구성에 대해서 설명하면, 제1 실시예의 장치(설명의 편의상, 후술하는 제2 전자 클러치(90)의 방향을 전측, 스프로킷(71a)의 방향을 후측이라고 함.)는 엔진의 크랭크샤프트(도시하지 않음)로부터 구동력을 받아 회전하는 구동 회전체(71)와, 캠샤프트(도시하지 않음)에 고정되고, 상기 구동 회전체(71)를 상대 회동 가능한 상태로 지지하는 센터 샤프트(72)와, 구동 회전체(71)의 전방에서 센터 샤프트(72)에 상대 회동 불가능한 상태로 고정되고, 구동 회전체(71)에 대하여 상대 회동하는 제1 중간 회전체(73)와, 구동 회전체(71)에 의해, 그 외주면이 지지되고, 센터 샤프트(72)와 비접촉의 상태로 상대 회동하는 제1 제어 회전체(74)와, 도시하지 않는 엔진 케이스에 고정되고, 제1 제어 회전체(74)의 회전을 제동하는 제1 전자 클러치(75)를 동일한 회동 중심축(L1)상에 구비하고 있다.

제1 제어 회전체(74)는 이것과 일체가 되어 중심축(L1)의 주위를 편심 회동하는 편심원 캠(76)(도 3, 도 4(a)를 참조)을 후면에 구비하고 있다. 중간 회전체(73)는 편심원 캠(76)이 걸어맞춰지는 캠 가이드(77)를 전면에 구비하고, 편심원 캠(76)의 회동시에 중심축(L1) 및 캠 가이드(77)의 벽면방향과 직교하는 방향으로 왕복 요동한다.

센터 샤프트(72)는 구멍(72a)이 도시하지 않는 캠샤프트의 선단과 상대 회동 불가능한 상태로 일체화되어 있다. 구동 회전체(71)는 스프로킷(71a)과 구동 원통(71b)이 복수의 결합 핀(78)에 의해 결합되어 구성되어 있다. 구동 회전체(71)는 스프로킷(71a)의 구멍(71c)이 센터 샤프트(72)의 플랜지(72b)의 후방에 설치된 원통부(72c)에 상대 회동 가능한 상태로 지지되어 있다. 구동 원통(71b)은 바닥이 있는 원통형상으로 형성되고, 그 바닥부에 회동 중심축(L1)을 중심으로 하여 대략 원주방향으로 한 쌍 설치된 곡선형상의 가이드홈(79)이 형성되어 있다. 가이드홈(79)은 도 4에 나타내는 바와 같이 구동 회전체(71)의 회전방향(D1)(장치 정면에서 보아 시계회전 방향, 이하 동일)을 향하여 직경 축소되는 가이드홈(79a)과, 회동 중심축을 끼우고 가이드홈(79a)과 대칭으로 형성된 가이드홈(79b)에 의해 구성된다. 또한, 가이드홈(79a)이 직경 축소되는 방향은 후술하는 반시계회전(D2) 방향으로 해도 된다.

제1 중간 회전체(73)는 원반형상으로 형성됨과 아울러 중심축(L1)에 직교하는 한 쌍의 벽면이며, 편심원 캠(76)이 걸어맞춰지는 캠 가이드(77)를 전면에 구비하고 있다. 캠 가이드(77)의 바닥면은 캠 가이드(77)의 벽면 및 중심축(L1)과 직교하는 방향으로 연신하고, 중심축(L1) 방향으로 관통하는 각진 긴구멍(80)을 구비하고 있다. 제1 중간 회전체(73)는 각진 긴구멍(80)이 평탄 걸어맞춤면(72d)에 걸어맞춰짐으로써, 센터 샤프트(72)에 대하여 상대 회동 불가능한 상태로 고정되고, 또한 센터 샤프트(72)에 의해 각진 긴구멍(80)이 연신하는 방향으로 슬라이딩운동 가능하게 지지되어 있다.

제1 중간 회전체(73), 제1 제어 회전체(74) 및 편심원 캠(76)은 구동 통체(71b)의 내측에 배치되어 있다. 제1 제어 회전체(74)는 센터 샤프트(72)의 원통부(72e)를 비접촉 상태로 삽입 통과시키는 관통원구멍(74a)을 그 중심에 구비한다. 제1 제어 회전체(74)의 후면에 일체 형성된 편심원 캠(76)은 그 중심축(L2)이 회동 중심축(L1)으로부터 거리 d0만큼 편심한다. 제1 제어 회전체(74)는 원반형상으로 형성되고, 그 외주면(74b)이 대략 내접하는 구동 통체(71b)의 단차 내주면(71d)에 의해 지지된다.

제1 제어 회전체(74)는 관통원구멍(74a)이 센터 샤프트(72)의 원통부(72e)와 항상 접촉하지 않고 구동 통체(71b)에 지지된다. 제1 제어 회전체(74)는 캠샤프트가 외란에 의한 상대 회동 토크를 받으면, 편심원 캠(76)이 캠 가이드(77)로부터 회동 중심축(L1)과 직교하는 방향으로 힘을 받는다. 그 때, 제1 제어 회전체(74)는 L1과 직교하는 방향으로 이동하고, 외주면(74b)이 회동 통체(71b)의 내주면(71d)과 접촉한다. 따라서 제1 실시예의 위상 가변 장치는 상기 접촉면의 마찰력이 상기 외란에 의한 위상각의 어긋남의 발생을 방지하는 셀프 로크 기능을 가진다. 또한, 관통원구멍(74a)은 센터 샤프트(72)의 원통부(72e)와의 사이에 충분한 간극을 가지기 때문에, 셀프 로크시에 제1 제어 회전체(74)가 L1과 직교하는 방향으로 이동해도 원통부(72e)에 접촉하지 않는다. 따라서, 외주면(74b)과 내주면(71d) 사이에 상기 셀프 로크 기능이 확실하게 작용한다. 또한, 편심원 캠(76)의 외형은 본 실시예와 같은 원형형상에 한정되지 않고, 특수한 둘레 가장자리를 가지는 캠 형상으로 해도 된다.

제1 중간 회전체(73)는 한 쌍의 걸어맞춤 구멍(73a)으로부터 후방으로 돌출하는 한 쌍의 축형상 부재(81)를 구비하고 있다. 축형상 부재(81)는 중공의 둥근 굵은축(81b)의 내측에 둥근 가는축(81a)을 삽입하여 형성된다. 선단의 둥근 가는축(81a)은 상기 걸어맞춤 구멍(73a)에 걸어맞춰지고, 후단의 중공의 둥근 굵은축(81b)은 구동 원통(71b)에 형성된 대략 원주홈인 한 쌍의 가이드홈(79a, 79b)과 변위 가능한 상태로 걸어맞춰진다.

제1 제어 회전체(74)의 전방에는 마찰재(82)를 후면에 배치한 제1 전자 클러치(75)를 배치하고, 전자 클러치(75)는 코일(75a)에 통전하고, 제1 제어 회전체(74)의 흡착면(74c)을 마찰재(82)에 슬라이딩 접촉시킴으로써, 제1 제어 회전체(74)의 회동을 제동한다.

또, 제1 제어 회전체(74)의 전방에는 제1 링부재(83), 제2 중간 회전체(84), 축형상 부재(연결 부재)(85), 제2 링부재(86), 제2 제어 회전체(87), 심(88), 홀더(89) 및 제2 전자 클러치(90)가 각각 배치되어 있다. 부호 83 내지 90의 각 부재는 제1 전자 클러치(90)와 함께 본원 청구항 1의 회동 조작력 부여 수단을 구성한다.

제1 제어 회전체(74)는 바닥이 있는 원통형상으로 형성되고, 그 바닥부의 전면에 그 중심축(L2)이 회동 중심축(L1)으로부터 거리 d1만큼 편심한 단차형상의 제1 편심원구멍(74d)을 구비한다. 편심원구멍(74d)에는 제1 링부재(83)가 슬라이딩운동 가능한 상태로 걸어맞춰진다. 제1 링부재(83)는 전면에 개구하는 제1 걸어맞춤 구멍(83a)을 구비한다.

제2 중간 회전체(84)는 중앙에 각진 구멍(84a)을 구비하고, 그 외측에 제2 중간 회전체(84)의 반경방향으로 연신하는 대략 직경방향 가이드홈(84b)을 구비한다. 제2 중간 회전체(84)는 각진 구멍(84a)이 센터 샤프트(72)의 제2 평탄 걸어맞춤면(72f, 72g)과 각각 걸어맞춰짐으로써 센터 샤프트(72)에 회동 불가능한 상태로 고정되어 있다.

제2 제어 회전체(87)는 중앙에 형성된 원구멍(87a)에 센터 샤프트(72)의 선단의 소원통부(72h)가 삽입 통과되어, 센터 샤프트(72)에 대하여 회동 가능한 상태로 지지되어 있다. 제2 제어 회전체(87)는 그 중심축(L3)이 제1 편심원구멍(74d)과 동일하게 회동 중심축(L1)으로부터 거리 d1만큼 편심한 단차형상의 편심원구멍(87b)을 후면에 구비한다. 편심원구멍(87b)에는 제2 링부재(86)가 슬라이딩운동 가능한 상태로 걸어맞춰진다. 제2 링부재(86)는 후면에 개구하는 제2 걸어맞춤 구멍(86a)을 구비한다.

축형상 부재(85)는 둥근 가는축(85a)의 중앙에 중공의 둥근 굵은축(85b)을 삽입하여 구성되어 있다. 둥근 가는축(85a)의 양단은 제1 및 제2 걸어맞춤 구멍(83a, 86a)과 슬라이딩운동 가능한 상태로 걸어맞춰지고, 중공의 둥근 굵은축(85b)은 대략 직경방향 가이드홈(84b)을 따라 제2 중간 회전체(84)의 반경방향으로 변위 가능한 상태로 걸어맞춰진다.

상기 제1 및 제2 링부재(83, 86)는 각각의 중심축(L2, L3)이 제1 및 제2 제어 회전체(74, 87)의 회동 중심축(L1)에 직교하는 대략 직경방향 가이드홈(84b)의 연신선(L4)을 사이에 끼우고, 또한 상기 연신선(L4)을 중심으로 대략 대칭으로 배치되도록, 제1 및 제2 편심원구멍(74d, 87b)을 배치한다.

제2 제어 회전체(87) 전면의 단차원구멍(87c)에는 심(88)을 배치하고, 원구멍(87a)으로부터 전방으로 돌출하는 센터 샤프트(72)의 소원통부(72h)에 홀더(89)를 삽입 장착한다. 홀더(89)로부터 구동 원통(71b)에 이르는 구성 부품은 그들 중앙의 구멍에 도시하지 않는 볼트를 전방에서 삽입하고, 캠샤프트(도시하지 않음)에 나사 장착함으로써 고정한다. 제2 전자 클러치(90)는 도시하지 않는 엔진 케이스에 고정한 상태로 제2 제어 회전체(87)의 전면에 대향하도록 배치한다. 제2 전자 클러치(90)는 코일(90a)에 통전하고, 제2 제어 회전체(87)의 전면의 흡착면(87d)을 흡착하여 마찰재(91)와 슬라이딩 접촉시킴으로써, 제2 제어 회전체(87)의 회동을 제동한다.

또한, 제2 제어 회전체의 흡착면(87d)은 제2 제어 회전체(87)를 코일(75a)의 내측에 배치하면, 제1 전자 클러치(75)의 작동시에 자화되어 동작이 불안정하게 되는 경우가 있기 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이 제1 제어 회전체(74)의 흡착면(74c)과 한면으로 배치하는 것이 바람직하다.

또, 축형상 부재(81, 85)는 예를 들어 베어링을 가지는 형태로 하고, 가이드홈(79)과 대략 직경방향 가이드홈(84b)을 각각 변위할 때에 홈의 내부를 전동하도록 해도 되고, 축형상 부재(81, 85)는 볼로 치환해도 된다. 그 경우, 축형상 부재(81, 85)는 변위시의 마찰 저항이 저하되어 변위가 용이하게 되며, 각 전자 클러치의 소비 전력이 저감된다.

또, 제2 중간 회전체(84)는 비자성체로 형성하는 것이 바람직하다. 제2 중간 회전체(84)를 비자성체로 형성하면, 제어 회전체(74, 87)의 일방을 흡착하기 위한 자력이 제2 중간 회전체(84)를 통하여 타방의 제어 회전체에 전달되어, 함께 흡인되어 버리는 문제를 해소할 수 있다.

다음에 캠샤프트(도시하지 않음)와 구동 회전체(71)의 위상각을 변경할 때의 동작을 도 1, 도 4 내지 7에 기초하여 설명한다. 위상각 변경이 없는 초기 상태에 있어서, 구동 회전체(71)가 크랭크샤프트(도시하지 않음)에 의해 장치 정면에서 보아 시계회전(D1) 방향으로 회전하면, 제1 중간 회전체(73), 제1 제어 회전체(74)(편심원 캠(76)), 제2 중간 회전체(84) 및 제2 제어 회전체(87)는 구동 회전체(71)와 일체가 되어 시계회전(D1) 방향으로 회동한다.

구동 회전체(71)에 대한 캠샤프트의 위상각을 진각방향(장치 정면에서 보아 시계회전(D1) 방향. 이하 동일)으로 변경하는 경우에는, 제2 제어 회전체(87)를 제2 전자 클러치(90)에 의해 제동한다. 제2 전자 클러치를 작동시키면, 제1 및 제2 링부재(83, 86)는 도 6 내지 도 7의 상태로 변위한다. 즉, 제2 제어 회전체(87)는 제2 중간 회전체(84)와 제1 제어 회전체(74)에 대하여 회전 지연을 발생시키고, 지각방향(장치 정면에서 보아 반시계회전(D2) 방향, 이하 동일)으로 상대 회동한다. 그 때, 축형상 부재(85)는 제2 링부재(86)가 제2 편심원구멍(87b)의 내부를 D1방향으로 슬라이딩운동하는 것에 따라, 대략 직경방향 가이드홈(84b)을 따라 반경방향 내측(도 6(b)의 D3방향)으로 이동한다. 제1 링부재(83)는 대략 직경방향 가이드홈(84b)을 따라 축형상 부재(85)가 내측으로 이동하면, 제1 편심원구멍(74d)의 내부를 D2방향으로 슬라이딩운동하면서 제1 제어 회전체(74)에 D1방향의 상대 회동 토크를 부여한다. 제1 제어 회전체(74)는 제2 중간 회전체(84)와 제2 제어 회전체(87)에 대하여 진각방향(D1방향)으로 상대 회동한다.

동시에 제1 제어 회전체(74)는 제1 중간 회전체(73)와, 구동 회전체(71)에 대하여 진각방향(D1) 방향으로 상대 회동하고, 도 4에 나타내는 제1 제어 회전체(74)와 일체의 편심원 캠(76)은 중심축(L1)을 중심으로 하여 시계회전(D1) 방향으로 편심 회동한다. 제1 중간 회전체(73)와 축형상 부재(81)는 편심원 캠(76)이 캠 가이드(77)의 내주면과 슬라이딩운동하면서 편심 회전하면, 각진 긴구멍(80)의 연신방향을 따라 도 4의 D3방향으로 하강한다.

제1 중간 회전체(73)는 축형상 부재(81)가 하강할 때에 가이드홈(79a, 79b)을 따라 D1방향으로 변위함으로써, 구동 회전체(71)에 대하여 D1방향으로 상대 회동하고, 도 4로부터 도 5의 상태로 변위한다. 그 결과, 제1 중간 회전체(73)와 동기 회동하는 캠샤프트(도시하지 않음)의 위상각은 크랭크샤프트로 구동하는 구동 회전체(71)의 위상각에 대하여, 진각방향(D1방향)으로 변경된다.

한편, 구동 회전체(71)에 대한 캠샤프트(도시하지 않음)의 위상각을 지각방향(D2방향)으로 되돌리는 경우에는, 제1 전자 클러치(75)에 의해 제1 제어 회전체(74)를 제동한다. 제동된 제1 제어 회전체(74)와 일체의 편심원 캠(76)은, 도 5에 나타내는 바와 같이 구동 회전체(71)와 제1 중간 회전체(73)에 대하여 반시계회전(D2) 방향으로 상대 회동하고, 제1 중간 회전체(73)와 축형상 부재(81)를 도 5의 D4방향으로 상승시킨다. 제1 중간 회전체(73)는 축형상 부재(81)가 상승할 때에 가이드홈(79)을 따라 D2방향으로 변위함으로써, 구동 회전체(71)에 대하여 D2방향으로 상대 회동하고, 도 5로부터 도 4의 상태로 되돌아간다. 그 결과, 제1 중간 회전체(73)와 동기 회동하는 캠샤프트(도시하지 않음)의 위상각은 크랭크샤프트로 구동하는 구동 회전체(71)의 위상각에 대하여, 지각방향(D2방향)으로 되돌려진다.

다음에, 도 8에 의해, 본원의 위상 가변 장치의 제2 실시예를 설명한다. 제1 실시예에서는, 도 6(a) (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 편심원구멍(74d)(제1 링부재(83))의 편심량과 제2 편심원구멍(87b)(제2 링부재(86))의 편심량을 동일하게 d1로 하고 있다. 제2 실시예에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 제어 회전체(74)의 회동 중심축(L1)으로부터 제1 편심원구멍(92)(제1 링부재(93))의 중심축(L2')에 이르는 편심량(d2)을 도 6(a)에 나타내는 제2 편심원구멍(87b)(제2 링부재(86))의 편심량(d1)보다 크게 하고 있다.

또한, 제1 링부재(93)는 중심축(L2')이 제2 링부재(86)의 중심축(L3)과 함께 대략 직경방향 가이드홈(84b)의 연신선(L4)(도 6(b) 참조)을 사이에 끼우고, 제1 편심원구멍(92)에 배치한다. 또, 제2 실시예의 구성은, 제1 편심원구멍(92)과 제1 링부재(93)를 제외하고, 제1 실시예와 동일하다.

제2 실시예에서는, 도 8의 제1 링부재(93)의 편심량(d2)이 도 6(a)의 제2 링부재(86)의 편심량(d1)보다 크기 때문에, 제2 링부재(86)에 의해 회동 중심축(L1) 둘레를 상대 회동하는 제1 링부재(93)의 중심축(L2')(편심점)은 동일하게 회동 중심축(L1) 둘레를 회동하는 제2 링부재(86)의 중심축(L3)(편심점)보다 토크 반경이 커진다. 즉, 제1 링부재(93)에 발생하는 상대 회동 토크는 제2 링부재(86)의 회동 토크에 비해 커진다. 따라서, 제2 실시예에서는, 전자 클러치(90)에 의해 제2 제어 회전체(87)에 부여하는 회동 토크를 작게 해도, 제1 제어 회전체(74)에 부여하는 상대 회동 토크를 크게 할 수 있기 때문에, 제동 토크의 부족이 염려되는 제2 제동 수단이라도, 제1 제동 수단과 동등한 제동 성능을 발휘할 수 있다. 또, 보다 작은 제2 전자 클러치(90)를 제1 전자 클러치(75)의 내측에 배치하여, 위상 가변 장치를 컴팩트하게 형성할 수 있다.

다음에, 도 9 각 도면에 의해, 본원의 위상 가변 장치의 제3 실시예를 설명한다. 제3 실시예에서는, 제1 실시예에 있어서 원형이었던 제1 및 제2 링부재(83, 86)의 일부에 절결부를 설치하고, 도 9에 나타내는 C자형상의 제1 및 제2 링부재(94, 95)로 하고 있다. 원형의 제1 및 제2 링부재(83, 86)는 편심량(d1)을 지나치게 크게 하면, 링부재의 일부가 센터 샤프트(72)에 간섭한다. 제3 실시예에서는, C자형상으로 형성한 제1 링부재의 절결이 센터 샤프트(72)에 대한 릴리프부가 되기 때문에, 제1 및 제2 링부재(94, 95)의 편심량(d3)을 더욱 크게 하고, 제2 전자 클러치(90)에 의해 제1 제어 회전체(74)에 발생하는 상대 회동 토크를 더욱 높일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 링부재(94, 95)에 있어서의 절결부의 형성 범위는 전체의 180° 미만으로 한다.

또한, 제1 및 제2 실시예의 제2 링부재(83)는 대략 직경방향 가이드홈(84)의 길이를 충분히 길게 취함으로써 제2 편심원구멍(87b) 내를 360° 이상 회전한다. 그 경우, 제1 제어 회전체(74)는 제2 제어 회전체(87)가 360° 회전했을 때, 축형상 부재(85)가 대략 직경방향 가이드홈의 일단으로부터 타단까지를 왕복하기 때문에, 구동 회전체(71)에 대하여 진각방향과 지각방향의 양쪽으로 상대 회동한다. 이러한 구성으로 하면, 제2 전자 클러치(90)만에 의해 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 진각측과 지각측의 양쪽으로 변경시키는 것이 가능하게 된다.

제1 및 제2 실시예에서는, 제2 링부재(86)가 제2 편심원구멍 내를 360° 이상 회전 가능한 구성으로 했지만, 동일한 원리를 사용하여, 제1 링부재(83, 93)가 제1 편심원구멍 내를 360° 이상 회전 가능한 구성으로 하는 것도 가능하다. 그 경우, 편심원 캠(76)의 외경은 캠 가이드(77)내를 360° 회동 가능한 길이로 형성한다. 이러한 구성으로 한 경우에는, 제1 제어 회전체(74)가 360° 회전했을 때에 축형상 부재(81)가 대략 직경방향 가이드홈(79)의 양단을 왕복하기 때문에, 제1 전자 클러치(75)만에 의해 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 진각측과 지각측의 양쪽으로 변경할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전자 클러치(75, 90)의 어느 하나가 고장난 경우라도, 고장나지 않은 전자 클러치를 작동시켜 크랭크샤프트와 캠샤프트의 장착각을 진각측과 지각측의 양쪽으로 변경시키는 것이 가능하게 된다(페일 세이프 기능).

71…구동 회전체
72…센터 샤프트(캠샤프트와 일체의 부재)
73…제1 중간 회전체
74…제1 제어 회전체
74d…제1 편심원구멍(제1 편심 회동 기구)
75…제1 전자 클러치(제1 제동 수단)
83, 93, 95…제1 링부재(제1 편심 회동 기구)
83a…제1 걸어맞춤 구멍(연결 수단)
84…제2 중간 회전체
84b…대략 직경방향 가이드홈
85…축형상 부재(연결 수단)
86, 94…제2 링부재(제2 편심 회동 기구)
86a…제2 걸어맞춤 구멍(연결 수단)
87…제2 제어 회전체
87b…제2 편심원구멍(제2 편심 회동 기구)
90…제2 전자 클러치(제2 제동 수단)
L1…회동 중심축
L2, L2'…제1 편심원구멍과 제1 링부재의 중심축
L3…제2 편심원구멍과 제2 링부재의 중심축
L4…대략 직경방향 가이드홈의 연신선
d1, d3…제1 및 제2 편심원구멍의 편심량
d2…제1 편심원구멍의 편심량
D1…진각방향(구동 회전체의 회동방향)
D2…지각방향(구동 회전체의 회동방향과 역방향)

Claims (6)

1. 크랭크샤프트에 의해 회전 구동하는 구동 회전체와, 캠샤프트에 일체화된 제1 중간 회전체와, 회동 조작력 부여 수단으로부터 회동 토크를 받는 제1 제어 회전체를 서로 상대 회동 가능하게 동일한 회동 중심축상에 배치하고, 상기 제1 중간 회전체와 구동 회전체에 대한 제1 제어 회전체의 상대 회동 방향에 따라서 상기 캠샤프트와 구동 회전체의 위상각을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서,
   상기 회동 조작력 부여 수단은,
   상기 제1 중간 회전체와 구동 회전체에 대하여 상기 제1 제어 회전체를 상대 회동시키는 제1 제동 수단과,
   상기 캠샤프트에 일체화되고, 그 반경 방향으로 연신함과 아울러 축방향으로 관통하는 직경방향 가이드홈을 가지는 제2 중간 회전체와,
   상기 제1 제어 회전체와 제2 중간 회전체에 대하여 동축으로 또한 상대 회동 가능하게 배치되고, 제2 제동 수단에 의해 상대 회동하는 제2 제어 회전체와,
   제1 제어 회전체와 연동하여 상기 회동 중심축 주변을 편심 회동하는 제1 편심 회동 기구와,
   제2 제어 회전체와 연동하여 상기 회동 중심축 주변을 편심 회동하는 제2 편심 회동 기구와,
   상기 직경방향 가이드홈과 변위 가능한 상태로 걸어맞춰지고, 상기 제1 및 제2 편심 회동 기구를 상대 회동 가능하게 연결하는 연결 수단,
   을 구비한 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 편심 회동 기구는, 상기 제1 제어 회전체에 형성된 제1 편심원구멍과, 그 외주가 상기 제1 편심원구멍의 내주와 슬라이딩 접촉 가능한 상태로 걸어맞춰지는 제1 링부재를 구비하고,
   상기 제2 편심 회동 기구는, 상기 제2 제어 회전체에 형성된 제2 편심원구멍과, 그 외주가 상기 제2 편심원구멍의 내주와 슬라이딩 접촉 가능한 상태로 걸어맞춰지는 제2 링부재를 구비하고,
   상기 연결 수단은, 제1 및 제2 링부재에 각각 형성된 제1 및 제2 걸어맞춤 구멍과, 상기 직경방향 가이드홈을 관통하고, 그 양단이 상기 제1 및 제2 걸어맞춤 구멍에 각각 삽입되는 연결 부재를 구비하고,
   상기 제1 링부재와 제2 링부재의 중심은, 상기 직경방향 가이드홈의 연신선을 사이에 끼우고 각각 배치된 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 편심원구멍은, 제1 제어 회전체의 회동 중심축으로부터 제1 편심원구멍의 중심축에 이르는 편심량이, 상기 제2 제어 회전체의 회동 중심축으로부터 제2 편심원구멍의 중심축에 이르는 편심량보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 링부재 중 적어도 하나는, C형 형상의 링부재인 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 직경방향 가이드홈은, 상기 제2 링부재가 제2 편심원구멍 내를 360° 이상 회전 가능한 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 직경방향 가이드홈은, 상기 제2 링부재가 제2 편심원구멍 내를 360° 이상 회전 가능한 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.

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