KR101747204B1 - 가변 밸브 타이밍 기구 및 가변 밸브 타이밍 기구를 구비한 엔진 - Google Patents

Abstract

캠 샤프트(15)의 회전에 따라 요동하는 배기용 스윙 아암(53)과, 마찬가지로 상기 캠 샤프트(15)의 회전에 따라 요동하는 흡기용 스윙 아암(53)과, 상기 배기용 스윙 아암(52) 및 상기 흡기용 스윙 아암(53)을 요동 가능하게 지지하는 스윙 샤프트(51)로 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 구성하고, 복수의 상기 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 구비한 엔진(100)에 있어서, 인접하는 상기 스윙 샤프트(51)를 서로 연결함과 함께, 하나의 상기 스윙 샤프트(51)에 접속되는 링크 기구(6)와, 상기 링크 기구(6)를 움직이기 위한 액추에이터(7)를 구비함으로써, 상기 액추에이터(7)는 상기 링크 기구(6)를 통해 모든 상기 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 제어할 수 있게 했다.

Description

가변 밸브 타이밍 기구 및 가변 밸브 타이밍 기구를 구비한 엔진{VARIABLE VALVE TIMING MECHANISM AND ENGINE WITH VARIABLE VALVE TIMING MECHANISM}

본 발명은 가변 밸브 타이밍 기구 및 가변 밸브 타이밍 기구를 구비한 엔진의 기술에 관한 것이다.

종래, 엔진의 성능을 결정 짓는 설계 인자로는 '압축비'와 '팽창비'가 존재한다. 압축비란, 실린더 내에서 공기를 압축할 때의 압축 전후의 용적비를 말하고, 팽창비란, 실린더 내에서 공기(연소 가스)가 팽창할 때의 팽창 전후의 용적비를 말한다. 일반적인 엔진에서는 압축비와 팽창비가 동일한 값이 된다.

그런데, 압축비보다 팽창비가 커지도록 설계한 엔진이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1). 이와 같은 엔진은, 밀러 사이클 엔진(Miller cycle engine)이라고 불리며, 일반적으로 흡기 밸브의 개폐 시기를 조절할 수 있다. 그러나, 흡기 밸브의 개폐 시기를 조절하기 위해서는 복잡한 링크 기구와 액추에이터가 필요하게 되어, 다양한 요인으로부터 최적의 개폐 시기로 조절할 수 없는 경우가 있다. 즉, 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 없는 경우가 있다. 또한, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일하다는 문제도 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2012-92841호 공보

본 발명은 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구를 구비한 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 캠 샤프트의 회전에 따라 요동하는 배기용 스윙 아암과, 마찬가지로 상기 캠 샤프트의 회전에 따라 요동하는 흡기용 스윙 아암과, 상기 배기용 스윙 아암 및 상기 흡기용 스윙 아암을 요동 가능하게 지지하는 스윙 샤프트로 구성된 가변 밸브 타이밍 기구에 있어서, 상기 스윙 샤프트는, 상기 배기용 스윙 아암을 지지하는 주축부에 상기 흡기용 스윙 아암을 지지하는 편심축부가 마련되고, 그 편심축부에 인접한 하나의 샤프트 서포터와, 그 샤프트 서포터로부터 상기 흡기용 스윙 아암 및 상기 배기용 스윙 아암을 사이에 두고 배치된 다른 샤프트 서포터에 의해 상기 주축부가 회동 가능하게 지지되는 가변 밸브 타이밍 기구이다.

본 발명의 제2 형태는, 제1 형태에 따른 가변 밸브 타이밍 기구에 있어서, 상기 주축부와 상기 편심축부를 일체적으로 형성한 것이다.

본 발명의 제3 형태는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 가변 밸브 타이밍 기구를 복수 구비하고, 인접하는 상기 스윙 샤프트를 서로 연결한 엔진이다.

본 발명의 제4 형태는, 제3 형태에 따른 엔진에 있어서, 인접하는 상기 스윙 샤프트를 유니버설 조인트(universal joint)를 개재해 연결한 것이다.

본 발명의 제5 형태는, 제3 형태에 따른 엔진에 있어서, 하나의 상기 스윙 샤프트에 접속되는 링크 기구와, 상기 링크 기구를 움직이기 위한 액추에이터를 구비하고, 상기 액추에이터는 상기 링크 기구를 개재해 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 제어할 수 있게 했다.

본 발명의 제6 형태는, 제5 형태에 따른 엔진에 있어서, 하나의 상기 스윙 샤프트에 접촉하는 스토퍼를 구비하고, 상기 스토퍼는 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 제한할 수 있게 했다.

본 발명의 제7 형태는, 제6 형태에 따른 엔진에 있어서, 상기 스토퍼의 설치 위치를 조절하기 위한 끼움쇠(shim)를 구비하고, 상기 스토퍼는 상기 끼움쇠의 매수가 변경됨으로써 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 조절할 수 있게 했다.

본 발명의 제8 형태는, 제6 형태에 따른 엔진에 있어서, 상기 링크 기구는 일측 가장 끝의 상기 스윙 샤프트에 고정되고, 상기 스토퍼는 타측 가장 끝의 상기 스윙 샤프트에 접촉하도록 배치되게 했다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

본 발명의 제1 형태에 의하면, 스윙 샤프트는, 배기용 스윙 아암을 지지하는 주축부에 흡기용 스윙 아암을 지지하는 편심축부가 마련되고, 그 편심축부에 인접한 하나의 샤프트 서포터와, 그 샤프트 서포터로부터 흡기용 스윙 아암 및 배기용 스윙 아암을 사이에 두고 배치된 다른 샤프트 서포터에 의해 주축부가 회동 가능하게 지지되어 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트의 지지 강성이 높아지므로, 회동시의 덜컥거림을 작게 할 수 있다. 따라서, 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 제2 형태에 의하면, 주축부와 편심축부를 일체적으로 형성하고 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트의 조립 작업이 불필요해지므로, 스윙 샤프트에 개체차가 발생하지 않는다(조립 작업에 의한 오차가 생기지 않는다). 따라서, 더욱 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 제3 형태에 의하면, 인접하는 스윙 샤프트를 서로 연결하고 있다. 이에 따라, 복수의 가변 밸브 타이밍 기구를 하나의 링크 기구와 액추에이터로 움직일 수 있으므로, 가변 밸브 타이밍 기구에 개체차가 발생하지 않는다(링크 기구나 액추에이터의 개체차 및 조립 작업에 의한 오차가 생기지 않는다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제4 형태에 의하면, 인접하는 스윙 샤프트를 유니버설 조인트를 개재해 연결하고 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트의 회동 중심과 인접하는 스윙 샤프트의 회동 중심의 어긋남을 허용해, 회동시의 흔들림을 작게 할 수 있다. 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 더욱 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제5 형태에 의하면, 액추에이터는 링크 기구를 개재해 모든 스윙 샤프트의 회동 각도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍을 하나의 링크 기구를 개재해 하나의 액추에이터로 제어할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(링크 기구나 액추에이터의 개체차 및 조립 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제6 형태에 의하면, 스토퍼는 모든 스윙 샤프트의 회동 각도를 제한할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍의 위상 변이량을 하나의 스토퍼로 제한할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(스토퍼의 개체차 및 조립 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제7 형태에 의하면, 스토퍼는 끼움쇠의 매수가 변경됨으로써, 모든 스윙 샤프트의 회동 각도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍의 위상 변이량을 하나의 스토퍼로 조절할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(조절 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제8 형태에 의하면, 링크 기구는 일측 가장 끝의 스윙 샤프트에 고정된다. 또한, 스토퍼는 타측 가장 끝의 스윙 샤프트에 접촉하도록 배치된다. 이에 따라, 모든 스윙 샤프트의 회동이 스토퍼에 의해 제한되고 있는 경우에, 모든 스윙 샤프트에 한 방향의 토크가 걸린 상태가 되므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(덜컥거림에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

도 1은 엔진을 나타내는 도면이다.
도 2는 엔진의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 엔진의 작동 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 가변 밸브 타이밍 기구를 나타내는 도면이다.
도 5는 배기용 스윙 아암과 흡기용 스윙 아암의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 배기 밸브와 흡기 밸브의 밸브 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 7은 가변 밸브 타이밍 기구의 조립 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 가변 밸브 타이밍 기구의 연결 공정을 나타내는 도면이다.
도 9는 스윙 샤프트의 연결 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 가변 밸브 타이밍 기구의 구동 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 링크 기구 및 액추에이터의 동작을 나타내는 도면이다.
도 12는 회동 각도의 제한 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 스윙 샤프트의 회동 각도를 제한하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 스윙 샤프트의 회동 각도를 조절하고 있는 상황을 나타내는 도면이다.
도 15는 가변 밸브 타이밍 기구의 설치 위치를 나타내는 도면이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 스윙 샤프트를 나타내는 도면이다.
도 17은 다른 실시 형태에 따른 유니버설 조인트를 나타내는 도면이다.
도 18은 다른 실시 형태에 따른 가변 밸브 타이밍 기구의 설치 위치를 나타내는 도면이다.

우선, 엔진(100)에 대해 간단하게 설명한다.

도 1은 엔진(100)을 나타내고 있다. 도 2는 엔진(100)의 내부 구조를 나타내고 있다.

엔진(100)은 주로 본체부(1)와, 흡기 경로부(2)와, 배기 경로부(3)와, 연료 공급부(4)로 구성되어 있다.

본체부(1)는 연료를 연소시켜 얻은 에너지를 회전 운동으로 변환한다. 본체부(1)는 주로 실린더 블록(11)과, 실린더 헤드(12)와, 피스톤(13)과, 크랭크 샤프트(14)와, 캠 샤프트(15)로 구성된다.

본체부(1)에는, 실린더 블록(11)에 마련된 실린더(11c)와, 실린더(11c)에 슬라이딩 가능하게 수납된 피스톤(13)과, 피스톤(13)에 대향하도록 배치된 실린더 헤드(12)로 연소실(C)이 구성되어 있다. 즉, 연소실(C)이란, 피스톤(13)의 슬라이딩 운동에 의해 용적이 변화하는 내부 공간을 가리킨다. 피스톤(13)은 커넥팅 로드에 의해 크랭크 샤프트(14)와 연결되어, 피스톤(13)의 슬라이딩 운동에 의해 크랭크 샤프트(14)를 회전시킨다. 또한, 크랭크 샤프트(14)는 복수의 기어를 개재해 캠 샤프트(15)를 회전시킨다.

흡기 경로부(2)는 외부로부터 흡입된 공기를 연소실(C)로 유도한다. 흡기 경로부(2)는 공기가 흐르는 방향을 따라, 컴프레서 휠(미도시)과, 흡기 매니폴드(21)와, 흡기 파이프(22)로 구성된다. 한편, 컴프레서 휠은 하우징(23)에 수납되어 있다.

컴프레서 휠은 회전함으로써 공기를 압축한다. 본 엔진(100)에 있어서, 흡기 매니폴드(21)는 실린더 블록(11)과 일체적으로 형성되어 있다. 흡기 매니폴드(21)는 공기실(21r)을 구성하고, 공기실(21r)에는 컴프레서 휠에 의해 가압된 공기가 유도된다. 흡기 파이프(22)는 흡기 매니폴드(21)의 공기실(21r)과 실린더 헤드(12)의 흡기 포트(12Pi)가 연결되도록 형성되어 있다.

배기 경로부(3)는 연소실(C)로부터 배출된 배기를 외부로 유도한다. 배기 경로부(3)는 배기가 흐르는 방향을 따라, 배기 파이프(31)와, 배기 매니폴드(32)와, 터빈 휠(미도시)로 구성된다. 한편, 터빈 휠은 하우징(33)에 수납되어 있다.

배기 파이프(31)는 실린더 헤드(12)의 배기 포트(12Pe)와 배기 매니폴드(32)의 배기로(32t)가 연결되도록 형성되어 있다. 본 엔진(100)에 있어서, 배기 매니폴드(32)는 실린더 블록(11)의 상방에 배치되어 있다. 배기 매니폴드(32)는 배기로(32t)를 구성하고, 배기로(32t)에는 배기 파이프(31)에 의해 안내된 배기가 유도된다. 터빈 휠은 배기를 받아 회전해, 전술한 컴프레서 휠을 회전시킨다.

연료 공급부(4)는 연료 탱크로부터 공급된 연료를 연소실(C)로 유도한다. 연료 공급부(4)는 연료가 흐르는 방향을 따라 연료 분사 펌프(41)와, 연료 분사 노즐(42)로 구성된다.

연료 분사 펌프(41)는 실린더 블록(11)의 측부에 장착되어 있다. 연료 분사 펌프(41)는 캠 샤프트(15)의 회전에 의해 슬라이딩하는 플런저를 구비하고, 플런저의 왕복 운동에 의해 연료를 송출한다. 연료 분사 노즐(42)은 실린더 헤드(12)를 관통하도록 장착되어 있다. 연료 분사 노즐(42)은 솔레노이드 밸브를 구비하고, 솔레노이드 밸브가 작동하는 시기나 기간을 조절함으로써 여러 가지 분사 패턴을 실현할 수 있다.

다음으로, 엔진(100)의 작동 형태에 대해 간단하게 설명한다.

도 3은 엔진(100)의 작동 형태를 나타내고 있다. 한편, 화살표 Fa는 공기의 흐름 방향을 나타내고, 화살표 Fe는 배기의 흐름 방향을 나타낸다. 또한, 화살표 Sp는 피스톤(13)의 슬라이딩 방향을 나타내고, 화살표 Rc는 크랭크 샤프트(14)의 회전 방향을 나타낸다.

본 엔진(100)은 흡기 행정, 압축 행정, 팽창 행정, 배기 행정의 각 행정을 크랭크 샤프트(14)가 2 회전하는 동안에 완결하는 4 사이클 엔진이다.

흡기 행정은 흡기 밸브(12Vi)를 개방함과 함께 피스톤(13)을 하방으로 슬라이딩시켜, 연소실(C) 내로 공기를 흡입하는 행정이다. 피스톤(13)은 회전하고 있는 플라이 휠(16)의 관성 모멘트를 이용해 슬라이딩한다. 이렇게 하여 엔진(100)은 압축 행정으로 이행한다.

압축 행정은 흡기 밸브(12Vi)를 폐쇄함과 함께 피스톤(13)을 상방으로 슬라이딩시켜, 연소실(C) 내의 공기를 압축하는 행정이다. 피스톤(13)은 회전하고 있는 플라이 휠(16)의 관성 모멘트를 이용해 슬라이딩한다. 그 후, 압축되어 고온 고압이 된 공기 중에 연료 분사 노즐(42)로부터 연료가 분사된다. 그러면, 연료는 연소실(C) 내에서 분산해 증발되어, 공기와 혼합되어 연소를 개시한다. 이렇게 하여 엔진(100)은 팽창 행정으로 이행한다. 한편, 압축비는 압축 행정에서 실제로 공기를 압축할 수 있는 연소실(C)의 용적비라고 할 수 있다. 이것은 엄밀하게는 '실제 압축비'라고 한다.

팽창 행정은 연료를 연소시켜 얻은 에너지에 의해 피스톤(13)을 압하하는 행정이다. 피스톤(13)은 팽창한 공기(연소 가스)에 밀려 슬라이딩한다. 이때, 피스톤(13)의 운동 에너지로부터 크랭크 샤프트(14)의 운동 에너지로 변환이 행해진다. 그리고, 플라이 휠(16)은 크랭크 샤프트(14)의 운동 에너지를 저장한다. 이렇게 하여 엔진(100)은 배기 행정으로 이행한다. 한편, 팽창비는 팽창 행정에서 공기의 팽창을 운동 에너지로 변환할 수 있는 연소실(C)의 용적비라고 할 수 있다. 이것은 엄밀하게는 '실제 팽창비'라고 한다.

배기 행정은 배기 밸브(12Ve)를 개방함과 함께 피스톤(13)을 상방으로 슬라이딩시켜, 연소실(C) 내의 연소 가스를 배기로서 밀어내는 행정이다. 피스톤(13)은 회전하고 있는 플라이 휠(16)의 관성 모멘트를 이용해 슬라이딩한다. 이렇게 하여 엔진(100)은 다시 흡기 행정으로 이행한다.

이와 같이, 엔진(100)은 흡기 행정, 압축 행정, 팽창 행정, 배기 행정의 각 행정을 반복함으로써 연속해 운전할 수 있다.

다음으로, 본 엔진(100)에 채용되고 있는 가변 밸브 타이밍 기구(5)에 대해 설명한다. 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 실린더 블록(11)의 내부에 수납되어 있다. 실린더 블록(11)에는 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 수납실(11r)이 바깥 쪽으로 돌출하도록 마련되어 있다(도 1 및 도 2 참조).

도 4는 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 나타내고 있다. 도 5는 배기용 스윙 아암(52)과 흡기용 스윙 아암(53)의 동작을 나타내고 있다. 그리고, 도 6은 배기 밸브(12Ve)와 흡기 밸브(12Vi)의 밸브 타이밍을 나타내고 있다. 한편, 화살표 Ps는 스윙 샤프트(51)의 회동 방향을 나타낸다. 또한, 화살표 Se는 배기용 스윙 아암(52)의 요동 방향을 나타내고, 화살표 Si는 흡기용 스윙 아암(53)의 요동 방향을 나타낸다.

가변 밸브 타이밍 기구(5)는, 주로 스윙 샤프트(51)와, 배기용 스윙 아암(52)과, 흡기용 스윙 아암(53)으로 구성되어 있다. 또한, 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 2개의 샤프트 서포터(54·55)를 구비한다. 여기에서는, 한쪽 샤프트 서포터(54)를 '제1 샤프트 서포터(54)', 다른 쪽 샤프트 서포터(55)를 '제2 샤프트 서포터(55)'라고 한다.

스윙 샤프트(51)는 주체 부분인 주축부(51M)에 편심축부(51E)가 일체적으로 형성되어 있다. 즉, 스윙 샤프트(51)는 길이 방향의 중간에 일부분만이 편심한 형상이 되어 있다. 일반적으로, 이와 같은 스윙 샤프트(51)의 형상을 '크랭크 형상'이라고 한다. 한편, 스윙 샤프트(51)는 캠 샤프트(15)에 대해 평행으로 배치되어 있다.

스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)에는 배기용 스윙 아암(52)이 삽입된다. 이 때문에, 배기용 스윙 아암(52)은 주축부(51M)를 중심으로 하여 요동 가능하게 되어 있다. 또한, 배기용 스윙 아암(52)에는 롤러(미도시)가 마련되고, 그 롤러가 캠 샤프트(15)의 캠 페이스에 접한 상태가 되어 있다. 이 때문에, 배기용 스윙 아암(52)은 캠 샤프트(15)의 회전을 따라 요동한다. 그러면, 푸시로드(17e)가 로커 아암(18e)을 회동시키고, 로커 아암(18e)이 밸브 브리지(19e)를 개재해 배기 밸브(12Ve)를 움직이게 한다(도 2 참조).

스윙 샤프트(51)의 편심축부(51E)에는 흡기용 스윙 아암(53)이 삽입된다. 이 때문에, 흡기용 스윙 아암(53)은 편심축부(51E)를 중심으로 하여 요동 가능하게 되어 있다. 또한, 흡기용 스윙 아암(53)에는 롤러(53R)가 마련되고, 그 롤러(53R)가 캠 샤프트(15)의 캠 페이스에 접한 상태가 되어 있다. 이 때문에, 흡기용 스윙 아암(53)은 캠 샤프트(15)의 회전을 따라 요동한다. 그러면, 푸시로드(17i)가 로커 아암(18i)을 회동시키고, 로커 아암(18i)이 밸브 브리지(19i)를 개재해 흡기 밸브(12Vi)를 움직이게 한다(도 2 참조).

또한, 스윙 샤프트(51)는 제1 샤프트 서포터(54)와 제2 샤프트 서포터(55)에 의해 주축부(51M)가 회동 가능하게 지지되어 있다. 이 때문에, 스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)는 스윙 샤프트(51)가 회동해도, 그 위치는 이동하지 않는다. 한편, 스윙 샤프트(51)의 편심축부(51E)는 스윙 샤프트(51)의 회동에 수반해 이동한다(회동 중심(Ap)을 중심으로 한 원주 방향으로 이동한다). 즉, 스윙 샤프트(51)가 회동하면, 흡기용 스윙 아암(53)의 요동 중심(As)만이 이동한다. 따라서, 흡기용 스윙 아암(53)은 스윙 샤프트(51)의 회동 전후에서 요동 운동의 위상이 변화한다. 나아가, 흡기 밸브(12Vi)의 밸브 타이밍이 변화하게 된다.

구체적으로 설명하면, 도 5의 (a)를 스윙 샤프트(51)의 회동 전이라고 하고, 도 5의 (b)를 스윙 샤프트(51)의 회동 후라고 정의하면, 스윙 샤프트(51)의 회동에 수반해 흡기 밸브(12Vi)의 밸브 타이밍만이 늦어지는 것이다(도 6의 곡선 SUC(H)에서 곡선 SUC(L)로 위상이 변화한다). 반대로, 도 5의 (b)를 스윙 샤프트(51)의 회동 전이라고 하고, 도 5의 (a)를 스윙 샤프트(51)의 회동 후라고 정의하면, 스윙 샤프트(51)의 회동에 수반해 흡기 밸브(12Vi)의 밸브 타이밍만이 빨라지는 것이다(도 6의 곡선 SUC(L)에서 곡선 SUC(H)로 위상이 변화한다).

다음으로, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 조립 공정과 연결 공정에 대해 설명한다.

도 7은 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 조립 공정을 나타내고 있다. 도 8은 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 연결 공정을 나타내고 있다. 그리고, 도 9는 스윙 샤프트(51)의 연결 구조를 나타낸 것이다.

본 엔진(100)은 복수의 연소실(C)이 마련된 다기통 엔진이기 때문에, 기통과 같은 수의 가변 밸브 타이밍 기구(5)가 필요하다. 이 때문에, 작업자는 한 개씩 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 조립하고, 그 후에 연결해 나간다. 상세하게는, 서로 인접하는 스윙 샤프트(51)를 연결해 나간다.

우선, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 조립 공정에 대해 설명한다. 단, 이하에 설명하는 조립 순서에 기술적인 의의는 없으며, 이것으로 한정하는 것은 아니다.

먼저, 작업자는 스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)에 배기용 스윙 아암(52)을 삽입한다. 작업자는 주축부(51M)의 연장선상에 배기용 스윙 아암(52)의 베어링(52b)을 두고, 배기용 스윙 아암(52)을 슬라이딩시켜 삽입한다(화살표 A1 참조).

다음으로, 작업자는 스윙 샤프트(51)의 편심축부(51E)에 흡기용 스윙 아암(53)을 장착한다. 여기에서, 흡기용 스윙 아암(53)의 베어링(53b)은, 보디(53B)측에 마련된 반원 형상의 베어링과 캡(53C) 측에 마련된 반원 형상의 베어링을 맞추어 원형이 된다. 즉, 흡기용 스윙 아암(53)은 분할 구조를 채용하고 있다. 이는 주축부(51M)와 편심축부(51E)를 일체적으로 형성한 것에 의해, 분할 구조가 아니면 흡기용 스윙 아암(53)을 장착할 수 없기 때문이다. 작업자는 편심축부(51E)에 대해 수직으로 교차하는 선상에 보디(53B)와 캡(53C)을 중첩하고, 서로를 볼트로 고정해 장착한다(화살표 A2 참조).

다음으로, 작업자는 스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)에 제1 샤프트 서포터(54)를 삽입한다. 작업자는 주축부(51M)의 연장선상에 제1 샤프트 서포터(54)의 베어링(54b)을 두고, 제1 샤프트 서포터(54)를 슬라이딩시켜 삽입한다. 그리고, 작업자는 스토퍼로서 서클립(circlip)(56)을 끼운다(화살표 A3 참조).

마지막으로, 작업자는 스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)에 제2 샤프트 서포터(55)를 삽입한다. 작업자는 주축부(51M)의 연장선상에 제2 샤프트 서포터(55)의 베어링(55b)을 두고, 제2 샤프트 서포터(55)를 슬라이딩시켜 삽입한다(화살표 A4 참조).

이와 같이 하여, 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 조립한다. 본 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 특징을 정리하면 다음과 같다.

제1 특징으로서, 스윙 샤프트(51)는 배기용 스윙 아암(52)을 지지하는 주축부(51M)에 흡기용 스윙 아암(53)을 지지하는 편심축부(51E)가 마련되고, 그 편심축부(51E)에 인접한 하나의 샤프트 서포터(54)와, 그 샤프트 서포터(54)로부터 흡기용 스윙 아암(53) 및 배기용 스윙 아암(52)을 사이에 두고 배치된 다른 샤프트 서포터(55)에 의해 주축부(51M)가 회동 가능하게 지지되어 있다.

즉, 본 가변 밸브 타이밍 기구(5)는, 큰 하중이 걸리는 편심축부(51E)의 근방에 샤프트 서포터(54)를 배치하고 있다. 또한, 샤프트 서포터(54)와 다른 샤프트 서포터(55)로 흡기용 스윙 아암(53) 및 배기용 스윙 아암(52)을 협지해, 양단 지지 구조로 하고 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트(51)의 지지 강성이 높아지므로, 회동시의 덜컥거림을 작게 할 수 있다. 따라서, 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 있게 된다.

또한, 제2 특징으로서, 주축부(51M)와 편심축부(51E)를 일체적으로 형성하고 있다.

즉, 본 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 미리 크랭크 형상의 워크를 작성하고, 그 워크로부터 소정의 부분만을 절삭해 형성된 스윙 샤프트(51)를 채용하고 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트(51)의 조립 작업이 불필요해지므로, 스윙 샤프트(51)에 개체차가 발생하지 않는다(조립 작업에 의한 오차가 생기지 않는다). 따라서, 더욱 최적의 밸브 타이밍을 실현할 수 있게 된다.

다음으로, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 연결 공정에 대해 설명한다. 단, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 연결 순서에 기술적인 의의는 없으며, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 여기에서는, 좌우에 배치된 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 사이에 하나의 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 넣고, 이들 스윙 샤프트(51)를 서로 연결하는 장면을 설명한다.

먼저, 작업자는 스윙 샤프트(51)의 주축부(51M)에 연장축(57)을 장착한다. 작업자는 주축부(51M)의 맞댐면(51f)과 연장축(57)의 맞댐면(57f)을 맞대어, 서로 볼트로 고정해 장착한다(화살표 A5 참조). 한편, 연장축(57)의 단면에는 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향으로 키(57k)가 형성되어 있다.

다음으로, 작업자는 연장축(57)의 단면에 유니버설 조인트(58)를 장착한다. 유니버설 조인트(58)의 일단면에는 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향으로 키 홈(58da)이 형성되어 있다. 작업자는 연장축(57)의 키(57k)에 유니버설 조인트(58)의 키 홈(58da)을 대고, 유니버설 조인트(58)를 밀어넣어 장착한다(화살표 A6 참조). 한편, 유니버설 조인트(58)의 타단면에는 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향이면서, 키 홈(58da)에 대해서도 수직이 되는 방향으로 키 홈(58db)이 형성되어 있다.

다음으로, 작업자는 좌우의 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 구성하는 스윙 샤프트(51)와 연결하고자 하는 스윙 샤프트(51)의 위상을 맞춘다. 스윙 샤프트(51)의 타단면에는, 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향으로 키(51k)가 형성되어 있다. 작업자는 이들 스윙 샤프트(51)를 회전시켜 적절한 위상으로 한다(화살표 A7 참조). 이렇게 함으로써 유니버설 조인트(58)의 키 홈(58db)과 스윙 샤프트(51)의 키(51k)가 서로 평행이 된다.

마지막으로, 작업자는 좌우의 가변 밸브 타이밍 기구(5)에 대해 평행으로 유지하면서, 이들의 사이에 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 넣는다. 이때, 유니버설 조인트(58)의 키 홈(58db)이 스윙 샤프트(51)의 키(51k)를 따라 삽입된다(화살표 A8 참조). 동시에, 스윙 샤프트(51)의 키(51k)가 유니버설 조인트(58)의 키 홈(58db)을 따라 삽입된다(화살표 A9 참조).

이와 같이 하여, 가변 밸브 타이밍 기구(5)가 연결된다. 본 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 구비한 엔진(100)의 특징을 정리하면 다음과 같다.

제1 특징으로서, 인접하는 스윙 샤프트(51)를 서로 연결하고 있다.

즉, 본 엔진(100)은 모든 가변 밸브 타이밍 기구(5)가 연동하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 복수의 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 후술하는 하나의 링크 기구(6)와 액추에이터(7)로 움직일 수 있으므로, 가변 밸브 타이밍 기구(5)에 개체차가 발생하지 않는다(링크 기구(6)나 액추에이터(7)의 개체차 및 조립 작업에 의한 오차가 생기지 않는다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 제2 특징으로서, 인접하는 스윙 샤프트(51)를 유니버설 조인트(58)를 개재해 연결하고 있다.

즉, 본 엔진(100)은, 스윙 샤프트(51)에 장착된 연장축(57)에 대해 한 방향, 인접하는 스윙 샤프트(51)에 대해서는 90도 방향으로 슬라이딩하는 유니버설 조인트(58)를 이용한 구조가 되어 있다. 이와 같은 구조는, 어떠한 원인에 의해 인접하는 스윙 샤프트(51)의 회동 중심(Ap)이 어긋났다고 해도 서로를 연결할 수 있다. 또한, 회동시에 어긋남을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 스윙 샤프트(51)의 회동 중심(Ap)과 인접하는 스윙 샤프트(51)의 회동 중심(Ap)의 어긋남을 허용해, 회동시의 흔들림을 작게 할 수 있다. 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 더욱 저감시킬 수 있게 된다.

다음으로, 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 움직이기 위한 구조에 대해 설명한다.

도 10은 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 구동 구조를 나타내고 있다. 도 11은 링크 기구(6) 및 액추에이터(7)의 동작을 나타내고 있다. 한편, 화살표 Ps는 스윙 샤프트(51)의 회동 방향을 나타낸다. 또한, 다른 화살표는 각 구성 부품의 동작 방향을 나타낸다.

가변 밸브 타이밍 기구(5)의 구동 구조는 주로 링크 기구(6)와, 액추에이터(7)로 구성되어 있다. 본 엔진(100)에 있어서, 링크 기구(6)는 일측(후술하는 스토퍼(8)와 반대측) 가장 끝의 스윙 샤프트(51)에 접속되고 있다.

링크 기구(6)는 후술하는 피스톤 로드(71)의 돌출 동작 혹은 인입 동작을 스윙 샤프트(51)의 회동 동작으로 변환한다. 링크 기구(6)는 링크 샤프트(61)와, 링크 아암(62)과, 링크 플레이트(63)와, 링크 로드(64)로 구성된다.

링크 샤프트(61)는 스윙 샤프트(51)를 연장하도록 장착되어 있다. 링크 샤프트(61)의 단부에는 회동 중심(Ap)에 대해 평행으로 맞댐면(61fa)이 마련되어 있다. 따라서, 링크 샤프트(61)는 전술한 맞댐면(51f)에 맞댐면(61fa)을 맞댄 상태로 볼트에 의해 고정된다. 한편, 링크 샤프트(61)의 타단부에는 회동 중심(Ap)에 대해 평행으로 맞댐면(61fb)이 마련되어 있다.

링크 아암(62)은 링크 샤프트(61)에 대해 수직이 되는 방향으로 장착되어 있다. 링크 아암(62)의 단부에는 회동 중심(Ap)에 대해 평행으로 맞댐면(62f)이 마련되어 있다. 따라서, 링크 아암(62)은 전술한 맞댐면(61fb)에 맞댐면(62f)을 맞댄 상태로 볼트에 의해 고정된다. 한편, 링크 아암(62)의 타단부에는 핀(65)을 삽입하기 위한 축공이 마련되어 있다.

링크 플레이트(63)는 링크 아암(62)에 대해 회동 가능하도록 장착되어 있다. 링크 플레이트(63)의 단부에는 핀(65)을 삽입하기 위한 축공이 마련되어 있다. 따라서, 링크 플레이트(63)는 전술한 링크 아암(62)의 축공에 링크 플레이트(63)의 축공을 겹친 상태로 핀(65)이 삽입됨으로써 회동 가능하게 되어 있다. 한편, 링크 플레이트(63)의 타단부에는 핀(66)을 삽입하기 위한 축공이 마련되어 있다.

링크 로드(64)는 링크 플레이트(63)에 대해 회동 가능하도록 장착되어 있다. 링크 로드(64)의 단부에는 핀(66)을 삽입하기 위한 축공이 마련되어 있다. 따라서, 링크 로드(64)는 전술한 링크 플레이트(63)의 축공에 링크 로드(64)의 축공을 겹친 상태로 핀(66)이 삽입됨으로써 회동 가능하게 되어 있다. 한편, 링크 로드(64)의 타단부에는 피스톤 로드(71)와 연결하기 위한 암나사부가 마련되어 있다.

액추에이터(7)는 엔진(100)의 운전 상태에 기초해 링크 기구(6)를 움직인다. 액추에이터(7)는 피스톤 로드(71)와 메인 보디(72)로 구성된다.

피스톤 로드(71)는 링크 로드(64)에 연결되어 있다. 피스톤 로드(71)의 단부에는, 링크 로드(64)와 연결하기 위한 수나사부가 마련되어 있다. 따라서, 피스톤 로드(71)는 전술한 링크 로드(64)의 암나사부에 피스톤 로드(71)의 수나사부를 나사 결합한 상태로 너트에 의해 고정된다. 한편, 피스톤 로드(71)의 타단부는 메인 보디(72)에 삽입되어 있다.

메인 보디(72)는 피스톤 로드(71)의 돌출 동작 혹은 인입 동작을 가능하게 한다. 메인 보디(72)의 내부에는 피스톤 로드(71)를 움직이기 위한 에어 실린더가 마련되어 있다. 따라서, 메인 보디(72)는 에어 실린더에 압축한 공기를 공급하거나 배출함으로써, 피스톤 로드(71)를 움직일 수 있다. 한편, 본 메인 보디(72)는 공기압에 의해 가동하지만, 예를 들면 유압에 의해 가동하는 것이라도 무방하다. 또한, 전기에 의해 가동하는 것이라도 된다. 또한, 본 메인 보디(72)는 피스톤 로드(71)를 돌출된 상태와 인입된 상태의 어느 하나로 유지하지만, 다단계 혹은 무단계로 유지할 수 있는 것이라도 무방하다.

이와 같은 구조로 함으로써, 예를 들면 도 11의 (a)를 피스톤 로드(71)의 돌출 동작 전이라고 하고, 도 11의 (b)를 피스톤 로드(71)의 돌출 동작 후라고 정의하면, 피스톤 로드(71)의 돌출 동작에 수반해 연결되어 있는 모든 스윙 샤프트(51)가 한 방향으로 회동한다. 반대로, 도 11의 (b)를 피스톤 로드(71)의 인입 동작 전이라고 하고, 도 11의 (a)를 피스톤 로드(71)의 인입 동작 후라고 정의하면, 피스톤 로드(71)의 인입 동작에 수반해 연결되어 있는 모든 스윙 샤프트(51)가 다른 방향으로 회동한다.

이와 같이, 본 엔진(100)에서의 액추에이터(7)는, 링크 기구(6)를 개재해 모든 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍을 하나의 링크 기구(6)를 개재해 하나의 액추에이터(7)로 제어할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(링크 기구(6)나 액추에이터(7)의 개체차 및 조립 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

다음으로, 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 제한하기 위한 구조에 대해 설명한다.

도 12는 회동 각도의 제한 구조를 나타내고 있다. 도 13은 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 제한하고 있는 상태를 나타내고 있다. 한편, 화살표 Ps는 스윙 샤프트(51)의 회동 방향을 나타낸다.

회동 각도의 제한 구조는 주로 스토퍼(8)로 구성되어 있다. 본 엔진(100)에 있어서, 스토퍼(8)는 타측(전술한 링크 기구(6)와 반대측) 가장 끝의 스윙 샤프트(51)에 접촉하도록 배치되어 있다.

스토퍼(8)는 대략 오각형의 플레이트(81)가 프레임(82)에 장착된 구조로 되어 있다.

플레이트(81)는 두께 방향의 한 변(81s)이 회동 중심(Ap)의 근방에서, 회동 중심(Ap)에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다. 그리고, 플레이트(81)에는 이와 같은 한 변(81s)을 천정부로 한 경사면(81fa)과 경사면(81fb)이 형성되어 있다. 이 때문에, 스윙 샤프트(51)이 한 방향으로 회동하면, 그 스윙 샤프트(51)의 키(51k)가 경사면(81fa)에 접촉하게 된다. 또한, 스윙 샤프트(51)가 다른 방향으로 회동하면, 그 스윙 샤프트(51)의 키(51k)가 경사면(81fb)에 접촉하게 된다.

이와 같은 구조로 함으로써, 예를 들면 도 13의 (a)를 스윙 샤프트(51)의 회동 전이라고 하고, 도 13의 (b)를 스윙 샤프트(51)의 회동 후라고 정의하면, 연결되어 있는 모든 스윙 샤프트(51)의 회동이 키(51k)와 경사면(81fb)의 접촉에 의해 정지된다. 반대로, 도 13의 (b)를 스윙 샤프트(51)의 회동 전이라고 하고, 도 13의 (a)를 스윙 샤프트(51)의 회동 후라고 정의하면, 연결되어 있는 모든 스윙 샤프트(51)의 회동이 키(51k)와 경사면(81fa)의 접촉에 의해 정지된다.

이와 같이, 본 엔진(100)에서의 스토퍼(8)는, 모든 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 제한할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍의 위상 변이량을 하나의 스토퍼(8)로 제한할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(스토퍼의 개체차 및 조립 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

다음으로, 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 조절하기 위한 구조에 대해 설명한다.

도 14는 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 조절하고 있는 상황을 나타내고 있다.

전술한 바와 같이, 플레이트(81)는 두께 방향의 한 변(81s)이 회동 중심(Ap)의 근방에서, 그 회동 중심(Ap)에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다. 따라서, 이와 같은 한 변(81s)으로부터 회동 중심(Ap)까지의 거리를 자유롭게 변경할 수 있으면, 스윙 샤프트(51)의 회동 각도가 조절 가능해진다. 이 때문에, 본 스토퍼(8)는 플레이트(81)와 프레임(82)의 사이에 끼움쇠(83)를 협지할 수 있는 구조로 되어 있다.

이와 같이, 본 엔진(100)에서의 스토퍼(8)는 끼움쇠(83)의 매수가 변경됨으로써, 모든 스윙 샤프트(51)의 회동 각도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 모든 기통에서의 밸브 타이밍의 위상 변이량을 하나의 스토퍼(8)로 조절할 수 있으므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(조절 작업에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 엔진(100)에서의 링크 기구(6)는, 일측 가장 끝의 스윙 샤프트(51)에 고정된다. 또한, 스토퍼(8)는 타측 가장 끝의 스윙 샤프트(51)에 접촉하도록 배치된다. 이에 따라, 모든 스윙 샤프트(51)의 회동이 스토퍼(8)에 의해 제한되고 있는 경우에, 모든 스윙 샤프트(51)에 한 방향의 토크가 걸린 상태가 되므로, 각각의 밸브 타이밍에 차이가 생기기 어렵다(덜컥거림에 기인하는 차이가 생기기 어렵다). 따라서, 기통별로 밸브 타이밍이 불균일한 것을 저감시킬 수 있게 된다.

다음으로, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 설치 위치에 대해 설명한다.

도 15는 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 설치 위치를 나타내고 있다. 한편, 화살표 Y는 상하 방향을 나타낸다.

본 엔진(100)에 있어서, 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 실린더 블록(11)에 마련된 탑 데크(11T)의 하면에 장착된다. 이것은 탑 데크(11T)의 상면에 윤활유 배관(110)을 접속함으로써, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 윤활유 경로를 간단하게 구성할 수 있기 때문이다. 즉, 실린더 블록(11)의 내부에 복잡한 유로를 형성할 필요가 없이, 실린더 블록(11)의 외측에 윤활유가 지나는 배관을 배치하면 되기 때문에, 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 윤활유 경로를 간단하게 구성할 수 있다. 한편, 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 탑 데크(11T)를 개재한 볼트(B)에 의해 탑 데크(11T)에 고정된다.

이상, 본원의 실시 형태에 따른 가변 밸브 타이밍 기구(5) 및 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 구비한 엔진(100)을 설명했다. 이하, 다른 실시 형태에 대해 설명한다.

도 16은 다른 실시 형태에 따른 스윙 샤프트(51)를 나타내고 있다.

도 16의 (a)에 나타내는 스윙 샤프트(51)는, 주축부(51M)의 일단에 편심축부(51E)가 형성되어 있다. 그리고, 편심축부(51E)에 주축부가 되는 저널이 형성된 부품(51Pm)을 장착하는 구조로 되어 있다. 즉, 이와 같은 스윙 샤프트(51)는 부품(51Pm)을 장착함으로써 크랭크 형상이 되는 것이다. 이와 같은 구조에 의해, 흡기용 스윙 아암(53)을 분할 구조로 할 필요가 없어진다. 부품(51Pm)을 장착하기 전에, 편심축부(51E)의 연장선상에 흡기용 스윙 아암(53)의 베어링(53b)을 놓고, 흡기용 스윙 아암(53)을 슬라이딩시켜 끼우면 되기 때문이다. 한편, 부품(51Pm)은 볼트(B)에 의해 편심축부(51E)에 고정된다.

한편, 도 16의 (b)에 나타내는 스윙 샤프트(51)는, 주축부(51M)를 2개로 분할한 형상으로 하고, 그 사이에 편심축부(51E)가 되는 부품(51Pe)을 장착하는 구조로 되어 있다. 즉, 이와 같은 스윙 샤프트(51)는 부품(51Pe)을 장착함으로써 크랭크 형상이 되는 것이다. 이와 같은 구조에 의해, 흡기용 스윙 아암(53)을 분할 구조로 할 필요가 없어진다. 또한, 스윙 샤프트(51)의 형상이 단순화되므로, 비용 저감을 도모할 수 있게 된다. 한편, 부품(51Pe)은 볼트(B)에 의해 주축부(51M)에 고정된다.

도 17은 다른 실시 형태에 따른 유니버설 조인트를 나타내고 있다.

도 17의 (a)에 나타내는 유니버설 조인트(58)는, 전술한 연장축(57)과 일체가 되어 있다. 이와 같은 유니버설 조인트(58)는 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향으로 키 홈(58d)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 연결 공정의 공정수가 적어진다. 또한, 부품수도 적어지게 되므로, 비용 저감을 도모할 수 있게 된다.

도 17의 (b)에 나타내는 유니버설 조인트(58)도, 전술한 연장축(57)과 일체가 되어 있다. 이와 같은 유니버설 조인트(58)는 회동 중심(Ap)에 대해 수직으로 교차하는 방향으로 키(58k)가 형성되어 있다. 그리고, 키(58k)의 중앙에는 블록(58B)이 삽입되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 연결 공정의 공정수가 적어진다. 또한, 부품수도 적어지게 되므로, 비용 저감을 도모할 수 있게 된다.

도 18은 다른 실시 형태에 따른 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 설치 위치를 나타내고 있다. 한편, 화살표 Y는 상하 방향을 나타낸다.

도 18의 (a)에 나타내는 설치 위치는, 실린더 블록(11)에 설치된 데크(11D)의 상면이다. 이와 같은 구조에 의해, 가변 밸브 타이밍 기구(5)를 데크(11D)에 둘 수 있으므로, 조립 작업이나 분해 작업이 용이해진다. 이 경우, 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 데크(11D)를 개재한 볼트(B)에 의해 데크(11D)에 고정된다.

도 18의 (b)에 나타내는 설치 위치는, 실린더 블록(11)의 측벽(11W)이다. 이와 같은 구조에 의해, 엔진(100)의 측방으로부터 가변 밸브 타이밍 기구(5)의 탈착을 행할 수 있으므로, 조립 작업이나 분해 작업이 용이해진다. 이 경우, 가변 밸브 타이밍 기구(5)는 캡(11C)을 개재한 볼트(B)에 의해 캡(11C)과 함께 측벽(11W)에 고정된다.

〈산업상의 이용 가능성〉

본 발명은 가변 밸브 타이밍 기구 및 가변 밸브 타이밍 기구를 구비한 엔진의 기술에 이용 가능하다.

100 엔진
1 본체부
15 캠 샤프트
2 흡기 경로부
3 배기 경로부
4 연료 공급부
5 가변 밸브 타이밍 기구
51 스윙 샤프트
51M 주축부
51E 편심축부
51k, 57k 키
52 배기용 스윙 아암
52b, 53b, 54b, 55b 베어링
53 흡기용 스윙 아암
53B 보디
53C 캡
54, 55 샤프트 서포터
56 서클립
57 연장축
58 유니버설 조인트
58da, 58db 키 홈
6 링크 기구
61 링크 샤프트
62 링크 아암
63 링크 플레이트
64 링크 로드
7 액추에이터
71 피스톤 로드
72 메인 보디
8 스토퍼
81 플레이트
82 프레임
83 끼움쇠

Claims (8)

1. 캠 샤프트의 회전에 따라 요동하는 배기용 스윙 아암과,
   마찬가지로 상기 캠 샤프트의 회전에 따라 요동하는 흡기용 스윙 아암과,
   상기 배기용 스윙 아암 및 상기 흡기용 스윙 아암을 요동 가능하게 지지하는 스윙 샤프트로 구성된 가변 밸브 타이밍 기구에 있어서,
   상기 스윙 샤프트는, 상기 배기용 스윙 아암을 지지하는 주축부에 상기 흡기용 스윙 아암을 지지하는 편심축부가 일체적으로 형성되고, 상기 편심축부에 인접한 하나의 샤프트 서포터와, 상기 샤프트 서포터로부터 상기 흡기용 스윙 아암 및 상기 배기용 스윙 아암을 사이에 두고 배치된 다른 샤프트 서포터에 의해 상기 주축부가 양단 지지 구조로 지지되고,
   상기 배기용 스윙 아암은, 상기 주축부에 삽입되고,
   상기 흡기용 스윙 아암은, 보디측에 마련된 반원 형상의 베어링과 캡 측에 마련된 반원 형상의 베어링을 맞춤으로써 원형이 되는 분할 구조에 의해 상기 편심축부에 장착되는 것을 특징으로 하는 가변 밸브 타이밍 기구.
2. 제1항에 기재된 가변 밸브 타이밍 기구를 복수 구비하고,
   인접하는 상기 스윙 샤프트를 유니버설 조인트를 개재해 연결한 것을 특징으로 하는 엔진.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스윙 샤프트에 장착되는 연장축을 구비하고,
   상기 유니버설 조인트는, 그 일단면에 키 홈 또는 키가 마련된 상기 연장축의 키 또는 키 홈에 대고 장착되고, 그 타단면에 키 홈 또는 키가 마련된 상기 스윙 샤프트의 키 또는 키 홈에 대고 장착되는 것을 특징으로 하는 엔진.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   하나의 상기 스윙 샤프트에 접속되는 링크 기구와,
   상기 링크 기구를 움직이기 위한 액추에이터를 구비하고,
   상기 액추에이터는, 상기 링크 기구를 개재해 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
5. 제4항에 있어서,
   하나의 상기 스윙 샤프트에 접촉하는 스토퍼를 구비하고,
   상기 스토퍼는, 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 제한할 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
6. 제5항에 있어서,
   상기 스토퍼의 설치 위치를 조절하기 위한 끼움쇠를 구비하고,
   상기 스토퍼는, 상기 끼움쇠의 매수가 변경됨으로써, 모든 상기 스윙 샤프트의 회동 각도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
7. 제6항에 있어서,
   상기 링크 기구는, 일측 가장 끝의 상기 스윙 샤프트에 고정되고,
   상기 스토퍼는, 타측 가장 끝의 상기 스윙 샤프트에 접촉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
8. 삭제

Images