KR19990037498A - 내연기관의 밸브장치 - Google Patents

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KR19990037498A
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데쓰야 이시구로
다케시 고미
유이치 시마사키
시게가즈 다나카
히데도시 오이시
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가와모토 노부히코
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

캠축에 설치된 밸브캠에 의한 동력을 엔진밸브에 전달할 수 있는 동력전달수단의 구성요소의 하나에, 상기 밸브캠의 캠프로우필에 기초한 엔진밸브의 리프트량과 상기 작동기의 작동에 기초하는 엔진밸브의 리프트량 등을 가산한 리프트량으로 상기 엔진밸브를 구동하는 것을 가능하게 하여, 상기 작동기가 연결되어 있다. 이에따라 엔진밸브의 리프트량의 일부를 밸브캠으로 부담하도록하여, 작동기측에서 부담하는 밸브개방동력을, 작동기만으로 엔진밸브를 구동하도록 한 것에 비하여 작게할 수 있으며, 작동기에서의 전력소비량도 작아도된다.

Description

내연기관의 밸브장치
본 발명은 내연기관의 밸브장치에 관한 것으로, 특히, 밸브폐쇄방향으로 탄력가압된 엔진밸브에 밸브개방 방향의 동력을 작용시킬 수 있는 전기식의 작동기를 구비한 내연기관의 밸브장치에 관한 것이다.
종래, 이러한 밸브장치는, 예컨대 일본국 특개평 3-92520호 공보 등에 의하여 이미 공지되어 있다.
그런데, 상기 종래의 것에서는, 전기식의 작동기만으로 엔진밸브를 개폐구동하도록 하고 있으므로, 엔진의 운전상태에 따라서 엔진밸브의 작동특성을 변경할 수 있으나, 엔진밸브의 최대리프트량만큼의 구동력을 작동기가 발휘하지 않으면 아니되어, 작동기에서의 전력소비량이 커지게 된다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어서 이루어진 것으로, 작동기의 전력소비량을 저감할 수 있게한 내연기관의 밸브장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 밸브폐쇄방향으로 탄력가압된 엔진밸브에 밸브개방방향의 동력을 작용시킬 수 있는 전기식의 작동기를 구비한 내연기관의 밸브장치에 있어서, 캠축에 설치된 밸브캠에 의한 동력을 엔진밸브에 전달할 수 있는 동력전달수단의 구성요소의 하나에, 상기 밸브캠의 캠프로우필에 기초한 엔진밸브의 리프트량과 상기 작동기의 작동에 기초한 엔진밸브의 리프트량을 가산한 리프트량으로 전술한 엔진밸브를 구동하는 것을 가능하게 하여, 전술한 작동기가 연결되어 있음을 제1의 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 엔진밸브의 리프트량의 일부를 밸브캠으로 부담함으로, 작동기측에서 부담하는 밸브개방동력이, 작동기만으로 엔진밸브를 구동하도록 한 것에 비하여 작아도되며, 따라서 작동기에서의 전력소비량도 작아도 된다.
또 본 발명은, 상기 제1특징의 구성에 더하여, 전술한 동력전달수단은, 전술한 캠축에 평행한 축선둘레에 회전운동할 수 있는 내륜과, 이 내륜과 동일축선 둘레의 회전운동을 가능하게 하여 내륜을 둘러싸는 외륜과, 내륜 및 외륜사이에 배치되는 행성회전체를 내륜 및 외륜의 축선과 평행한 축선둘레에 회전이 자유롭도록 지지함과 동시에 이 행성회전체의 내륜둘레의 공전에 연동하여 회전운동하는 캐리어등을 구성요소로 하여 구성되었고, 그것들 구성요소중 제1구성요소가 엔진밸브에 연결되었고, 상기 구성요소중 제2구성요소가 밸브캠에 연동 연결되어, 각 구성요소중 제3구성요소에 작동기가 연결되어있음을 제2의 특징으로 한다.
이와같은 제2특징의 구성에 의하면, 동력전달수단이 내륜, 외륜 및 캐리어를 구성요소로한 유성기어식 또는 유성마찰식으로 구성되어, 그것들의 3개의 구성요소가 엔진밸브, 밸브캠 및 작동기에 각기 연결되므로, 서로 독립한 밸브캠측으로부터의 동력 및 작동기측으로부터의 동력을 동시에 동력전달수단에 작용시켰을때에, 충돌개소가 발생함을 회피하면서 상승(相乘)시켜서 엔진밸브에 전달할 수 있으며, 동력전달수단의 소형화를 도모하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기 제1특징의 구성에 더하여, 밸브캠은, 엔진밸브의 밸브폐쇄 자리잡기직전에 완충곡선을 그리는 리프트특성을 얻을 수 있는 캠프로우필을 구비하여, 전술한 작동기를 제어하는 제어수단이, 엔진밸브의 밸브개방기간중 적어도 밸브폐쇄 자리잡기직전에 작동기에서 동력전달수단으로 구동력 입력을 정지하도록 구성됨을 제3특징으로 한다.
이와같은 제3특징의 구성에 의하면, 적어도 엔진밸브의 밸브폐쇄 자리잡기직전에는, 밸브캠의 캠프로우필에 따라서, 엔진밸브가 완만하게 자리잡기하여 엔진밸브의 튀어오름이 발생함을 방지할 수 있고, 엔진밸브의 느슨한 작동을 얻기위하여 작동기의 작동을 잘게 제어하는 것이 불필요하게 되어, 작동기의 작동제어를 단순화할 수 있다.
본 발명은, 상기 제2특징의 구성에 더하여, 상기 내륜이 엔진밸브에 연결되어, 캐리어 및 외륜의 한편이 캠축의 회전에 상응한 회전운동작동을 가능하게 하여, 이 캠축의 밸브캠에 연동, 연결되고, 캐리어 및 외륜의 다른편에 작동기가 연결됨을 제4특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면 엔진밸브에 연동, 연결되어 있는 내륜의 회전운동량에 대하여, 캠축에 연동, 연결되어 있는 캐리어 또는 외륜이 회전운동량은 작은 것으로, 엔진밸브에서 필요로하는 리프트량 즉 내륜의 회전운동량에 대한 밸브캠의 크기를 대폭으로 작게 설정하는 것이 가능하며, 그에 따라 캐리어 또는 외륜이 밸브캠으로 받는 하중을 대폭 작게하여 밸브부하의 경감에 기여하는 것이 가능하게되고, 또한 밸브캠이 비교적 작아지기 때문에 이 밸브캠의 회전에 필요한 공간 및 캐리어의 밸브캠과의 연동, 연결부의 작동에 필요한 공간도 비교적 작아지며, 따라서 밸브장치를 배치하는 밸브챔버의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 동력전달수단을 빽빽하게 종합할 수 있어, 밸브장치의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명은, 상기 제4특징의 구성에 더하여, 캐리어가 밸브캠에 연동 연결되고, 외륜에 작동기가 연결되어 있음을 제5특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면, 엔진밸브에 연결되어 있는 내륜의 회전운동량에 대하여 밸브캠에 연동, 연결되어 있는 캐리어의 회전운동량은, 밸브캠에 외륜이 연동 연결되는 경우의 외륜의 회전운동량 보다도 더욱 작아지고, 따라서 엔진밸브에 필요로하는 리프트량 즉 내륜의 회전운동량에 대한 밸브캠의 크기를 동력전달수단의 외륜 또는 내륜이 밸브캠에 연동, 연결되는 경우에 비하여 가장 작게 설정하는 것이 가능하며, 그에따라 캐리어가 밸브캠으로부터 받는 하중을 가장 작게하여 밸브부하를 보다한층 경감하는 것이 가능하게 된다. 그 위에 밸브캠이 가장 작게되므로서 이 밸브캠의 회전에 필요한 공간 및 캐리어의 밸브캠과의 연동 연결부의 작동에 필요한 공간도 비교적 작아지며, 따라서 밸브장치를 배치하는 밸브챔버를 보다한층 소형화 할 수 있다. 또한, 작동기에 의한 외륜의 회전운동량도 비교적 작아져서, 작동기를 비교적 소형의 것으로 할 수 있어, 외륜 및 작동기의 연결구조가 단순하게 되어, 그 연결부의 배치의 자유도도 증대한다.
본 발명은, 상기 제2특징의 구성에 더하여, 동력전달수단이 내륜인 태양기어와, 외륜인 링기어와, 유성회전체인 유성기어를 회전이 자유롭도록 지지하는 캐리어등으로 된 유성기어식으로 구성됨을 제6특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면, 동력전달수단을 구성하는 각 구성요소 서로의 맞무는 연결에 의하여 엔진밸브의 작동특성을 정확하게 제어하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 상기 제2특징의 구성에 더하여, 내륜을 회전운동 가능하게 지지하는 지지축의 축선이, 캠축의 축선에서 이동한 위치에서 이 캠축과 평행으로 배치됨을 제7특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면, 캠축을 간단히 밸브캠이 설치되는 것만의 간단한 구조로 할 수 있다.
본 발명은, 상기 제5특징의 구성에 더하여, 캐리어에 밸브캠측으로 뻗는 로울러 지지아암이 일체로 설치되었고, 밸브캠에 구울려 접촉하는 로울러가 로울러 지지아암의 선단부에 축받침됨을 제8특징으로하며, 이러한 구성에 의하면, 로울러 지지아암이 캐리어에 일체화됨에 따라 캐리어 자체의 강성향상을 도모하여, 내륜, 외륜 및 유성회전체의 안정한 작동을 가능하게 하여 엔진밸브의 작동특성 정밀도를 향상하는 것이 가능하고, 또 로울러 지지아암의 선단부에 축받침되는 로울러가 밸브캠에 구울림 접촉함에 따라서 밸브캠 및 캐리어가 연동, 연결되므로, 밸브캠 및 캐리어간의 마찰저항을 저감할 수 있다.
본 발명은, 상기 제8특징의 구성에 더하여, 캐리어가 유성회전체의 양측에 배치되는 1쌍의 지지판과, 양 지지판 사이에 걸쳐서 설치되어서 유성회전체를 회전이 자유롭도록 지지하는 축 등으로 구성되어, 유성회전체의 축방향 전체길이보다도 긴 로울러를 회전할 수 있도록 지지하는 로울러축의 양단이, 양지지판에 일체로 설치된 한쌍의 로울러 지지아암에 고정되있고, 양 로울러 지지아암의 내면 및 양 지지판이 내면 사이에 외륜을 지지하는 단부가 형성됨을 제9의 특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면, 캐리어는 로울러 지지아암이 일체로 설치되있음에도 불구하고, 이 캐리어의 외주부에서 외륜을 회전이 자유롭도록 지지하는 구조를 간단히 구성할 수 있고, 또 로울러의 축방향길이를 비교적 크게함에 따라, 로울러 및 밸브캠의 접촉면적을 비교적 크게하여 밸브캠 및 캐리어간의 마찰저항을 보다 한층 저감할 수 있다.
본 발명은, 상기 제2특징의 구성에 더하여, 상기 동력전달수단의 구성요소중에서 제2구성요소가 캠축에 설치된 제1밸브캠에 연동, 연결되어, 캠축에 설치된 제2밸브캠에 종동하여 내륜과 동일축선둘레에 회전운동할 수 있는 로커아암(rocker arm)과, 제1 및 제2구성요소의 한편과의 사이에, 이 한편의 구성요소를 로커아암에 연결하는 상태 및 그 연결을 해제하는 상태를 전환할 수 있는 연결전환수단이 설치되어, 작동기 및 연결전환수단의 작동을 제어하는 제어수단이, 작동기를 작동시킴과 동시에 연결전환수단을 연결해제상태로 하는 제1제어방식과, 작동기를 비작동상태로함과 동시에 연결전환수단을 연결상태로 하는 제2제어방식등을 엔진의 운전상태에 상응하여 전환하도록 구성되었음을 제10의 특징으로 한다.
이와같은 제10특징의 구성에 의하면, 제어수단이 제1제어방식을 선택하였을때에는, 동력전달수단을 구성하는 3가지 구성요소중에서 제1 및 제2구성요소가 제1밸브캠 및 엔진밸브에 각기 연동, 연결되어, 제3구성요소가 작동기로 회전운동함에 따라, 캠축의 회전에 의한 제1구성요소의 회전운동에 따른 제2구성요소의 회전운동 즉 엔진밸브의 작동특성이 제어하게되어, 제3구성요소의 회전운동량을 작동기로 보다 세밀하게 제어함에 따라, 엔진밸브의 작동특성을 보다 세밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다. 또 제어수단이 제2제어방식을 선택하였을때에는, 작동기에 의한 제3구성요소의 회전운동구동이 해소되어, 제1밸브캠으로부터 동력전달수단을 개재하여서의 밸브구동력의 전달은 없으나, 제2밸브캠으로 구동되는 로커아암이 동력전달수단의 제1 및 제2구성요소의 어느것인가에 연결되므로, 제2밸브캠에 의하여 엔진밸브를 개폐구동할 수 있다. 따라서, 작동기의 작동에 의하여 문제가 발생하는 운전영역에서는 제2제어방식을 선택함에 따라, 제2밸브캠에 의하여 엔진밸브를 구동하도록하여 작동기의 작동에 의한 문제가 발생하는 것을 회피할 수 있다.
본 발명은 상기 제10특징의 구성에 더하여, 연결전환수단이 유압에 따라서 연결 및 연결해제상태를 전환하도록 구성되있고, 전술한 제어수단은 제1제어방식으로부터 제2제어방식으로의 전환시에는 전술한 연결전환수단의 연결작동이 종료한 다음에 전기식의 작동기를 비작동상태로 하는 신호를 출력하여, 제2제어방식으로부터 제1제어방식으로의 전환시에는, 작동기를 작동상태로 하는 신호를 출력한 다음에 연결전환수단을 연결해제상태로 하는 신호를 출력하도록 구성되있음을 제11의 특징으로 한다.
이와같은 제11특징의 구성에 의하면, 제1제어방식에서 제2제어방식으로의 전환시에는, 전기식인 작동기의 작동에 비하여 전환작동이 늦어지게 쉽게되는 유압식의 연결전환수단의 연결작동이 종료한 다음, 작동기가 비작동상태로되므로, 제2밸브캠에 의한 엔진밸브의 구동이 개시되기전에 작동기가 비작동상태로 됨에 기인하여 엔진밸브의 작동이 흩어져버림을 방지할 수 있다. 또 제2제어방식에서 제1제어방식으로 전환시에는, 작동기가 연결전환수단의 연결해제보다도 앞서 작동기가 작동상태로되므로, 제1밸브캠, 동력전달수단 및 작동기에 의한 엔진밸브의 구동이 개시되기전에, 연결전환수단이 연결해제상태로 됨에 기인하여 엔진밸브의 작동이 흩어져버림을 방지할 수 있다,
본 발명은, 상기 제11의 특징의 구성에 더하여, 전술한 제어수단이 엔진의 저속운전영역에서 제2제어방식을 선택하여, 엔진의 고속운전영역에서 제1제어방식을 선택하도록 구성되었음을 제12의 특징으로 하고, 이와같은 제12특징의 구성에 의하면 축전지의 충전량이 비교적 작아지는 엔진의 저속운전영역에서 작동기에 의하여 축전지의 전력을 소비함을 회피하고, 작동기의 작동에 의하여 축전지에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있다.
나아가서 본 발명은, 상기 제10특징의 구성에 가하여, 전술한 제어수단이 엔진의 저속운전영역에서 제1제어방식을 선택하여, 엔진의 고속운전영역에서 제2제어방식을 선택하도록 구성되었음을 제13의 특징으로하며, 이와같은 제13특징의 구성에 의하면, 작동기로 필요로하는 응답성을 엔진의 저속운전영역에 대응한 것으로 할 수 있으므로, 작동기의 작동을 고속화하는 것이 불필요하여, 작동기의 소형화를 도모할 수 있어, 작동기가 전기식의 것일 경우에는 소전력화에 기여할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기, 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면에 따라서 다음에 상세히 설명하는 가장 적합한 실시예의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1∼도 9는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것으로,
도 1은 내연기관의 주요부분 종단면도.
도 2는 도 1의 2-2선 확대단면도.
도 3은 도 1의 3-3선 확대단면도.
도 4는 작동기의 개략구성을 나타낸 단면도.
도 5는 흡기밸브의 밸브개방 리프트 특성도.
도 6은 밸브개방시의 작동기의 작동상황을 나타낸 단면도.
도 7은 밸브개방 유지상태에서의 작동기의 작동상황을 나타낸 단면도.
도 8은 밸브폐쇄 작동시의 작동기의 작동상황을 나타낸 단면도.
도 9는 밸브폐쇄 유지상태에서의 작동기의 작동상황을 나타낸 단면도.
도 10은 제2실시예의 밸브폐쇄상태에서의 흡기측 밸브장치의 간략화한 종단면도.
도 11∼도 19는 제3실시예를 나타낸 것으로,
도 11은 다기통 내연기관의 주요부분 종단면도.
도 12는 도 11의 12-12선 단면도.
도 13은 도 12의 13-13선 확대단면도.
도 14는 도 12의 14-14선 단면도.
도 15는 도 12의 15-15선 단면도.
도 16은 헤드커버를 생략하여 도 11의 16-16선 화살표방향에서 본 평면도.
도 17은 제어시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 18은 제1제어방식에서 제2제어방식으로 전환시의 제어차례를 나타낸 순서도.
도 19는 제2제어방식에서 제1제어방식으로 전환시의 제어차례를 나타낸 순서도.
도 20은 제4실시예의 도 14에 대응한 단면도.
도 1∼도 9를 참조하면서 본 발명의 제1실시예를 설명하면, 먼저 도 1에 있어서, 도면에 없는 실린더블록에 슬라이딩할 수 있도록 끼워맞춤된 피스톤의 상면 및 실린더헤드(14) 사이에 연소실(15)이 형성되었고, 실린더헤드(14)에는, 연소실(15)의 천정면에 개구하도록 하여 한쌍의 흡기밸브구멍(16…) 및 한쌍의 배기밸브구멍(17…)이 설치되었고, 양 흡기밸브구멍(16…)은 흡기구멍(18)에 연통되었으며, 양 배기밸브구멍(17…)은 배기구멍(19)으로 연통된다.
양 흡기밸브구멍(16…)을 개별로 개폐할 수 있는 한쌍의 엔진밸브로서의 흡기밸브(VI…)의 스템(20…)은, 실린더헤드(14)에 각기 설치된 가이드통(21…)에 슬라이딩할 수 있도록 끼워맞춤되었고, 각 가이드통(21…)에서 상방으로 돌출한 스템(20…)의 상단부에 설치된 리테이너(22…)와 실린더헤드(14)와의 사이에는 각 스템(20…)을 둘려싸는 코일형상의 밸브스프링(23…)이 설치되있고, 그것들 밸브스프링(23…)에 의하여 흡기밸브(VI…)는 흡기밸브구멍(16…)을 폐쇄하는 방향으로 힘이 부여된다. 또 양 배기밸브구멍(17…)을 개별로 개폐할 수 있는 한쌍의 배기밸브( VE…)의 스템(24…)은, 실린더헤드(14)에 각기 설치된 가이드통(25…)에 슬라이딩할 수 있도록 끼워맞춤되있고, 각 가이드통(25…)에서 상방으로 돌출한 스템(24…)의 상단부에 설치된 리테이너(26…)와 실린더헤드(14)와의 사이에는 각 스템(24…)을 둘려싸는 코일형상의 밸브스프링(27…)이 설치되있고, 그것들 밸브스프링(27…)에 의하여 배기밸브(VE…)는 배기밸브구멍(17…)을 폐쇄하는 방향으로 힘이 부여된다.
상기 양 흡기밸브(VI…) 및 양 배기밸브(VE…) 사이에는, 도면에 없는 크랭크축의 축선과 평행한 캠축(28)이 양 흡기밸브(VI…)의 상단 및 양 배기밸브(VE…)의 상단보다도 하방에 위치하도록 하여 회전이 자유롭도록 배치되어 있으며, 이 캠축(28)은 1/2의 감속비로 도 1의 반시계방향으로 회전하도록하여 전술한 크랭크축에 연동, 연결된다. 그 위에 실린더헤드(14)의 상면에는 기름중탕(30)이 형성되어 있으며, 전술한 캠축(28)은, 이 캠축(28)이 구비한 흡기측 밸브캠(29I) 및 배기측 밸브캠(29E)을, 기름중탕(30)내의 오일속에 침지시킬 수 있는 위치에 배치된다.
양 흡기밸브(VI…)와 캠축(28)의 흡기측 밸브캠(29I)과의 사이에는, 캠축(28)의 회전운동을 흡기밸브(VI…)의 개폐운동으로 변환할 수 있는 흡기측 밸브장치(31I1)가 설치되있고, 양 배기밸브(VE…)와 전술한 캠축(28)의 배기측 밸브캠(29E)과의 사이에는, 캠축(28)의 회전운동을 배기밸브(VE…)의 개폐운동으로 변환할 수 있는 배기측 밸브장치(31E1)가 설치되어 있다.
배기측 밸브장치(31E1)는 캠축(28)과 평행한 축선을 구비하여 고정배치된 로커아암축(32)과, 이 로커축(32)에 회전운동할 수 있도록 지지되어서 양 배기밸브(VE…) 및 배기측 밸브캠(29E) 사이에 설치된 로커아암(33) 등을 구비하고 있다. 로커아암(33)의 일단에는 배기측 밸브캠(29E)에 접촉하는 캠슬리퍼(34)가 설치되있고, 로커아암(33)의 하단에는, 양 배기밸브(VE…)의 상단에 각기 접촉하는 한쌍의 태핏나사(35…)가 진퇴위치를 조정할 수 있도록하여 각기 비틀어 넣는다.
흡기측 밸브장치(31I1)는 동력전달수단(36)과, 헤드커버(52)에 고정된 전기식의 작동기(511) 등을 구비하고 있다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하여, 동력전달수단(36)은 실린더헤드(14)에 지지된 지지축(41)에 이 지지축(41)의 축선둘레에 회전운동할 수 있도록 지지된 내륜으로서의 태양기어(37)와 동일축선둘레에 회전운동 가능하도록하여 태양기어(40…)를 전술한 태양기어(37) 및 링기어(38)의 축선과 평행한 축선둘레에 회전이 자유롭도록 지지함과 동시에 그것들 유성기어(40…)의 태양기어(37) 둘레의 공전에 연동하여 회전운동하는 캐리어(39) 등으로 유성기어식으로 구성된다.
그런데, 지지축(41)은 캠축(28)의 축선과 평행한 축선을 갖는 것으로, 캠축(28)의 축선과는 다른위치에서 캠축(28) 및 흡기밸브(VI…) 사이에 고정배치된다. 이와같은 배치로함에 따라, 캠축(28) 및 흡기밸브(VI…) 사이의 구조가 복잡하게 됨을 회피하면서, 종래부터 사용되고있는 일반적인 밸브계열에 흡기측 밸브장치(31I1)를 용이하게 배설하는 것이 가능하다.
전솔한 동력전달수단(36)을 구성하는 3가지 구성요소인 태양기어(37), 링기어(38) 및 캐리어(39)중에서, 제1구성요소로서의 태양기어(37)의 양측에는, 지지축(41)의 축선방향으로 간격을둔 위치에서 양 흡기밸브(VI…)측으로 뻗은 한쌍의 연결아암(42, 42)의 기부(42a, 42a)가 끼워맞춤, 고착되어 있으며, 이것들 연결아암(42, 42)의 선단부에는, 양 흡기밸브(VI…)에 있어서의 스템(20…)의 상단에 각기 접촉하는 태핏나사(43, 43)가 진퇴위치를 조정할 수 있도록하여 각기 비틀어 박을 수 있다. 이에따라, 태양기어(37)는 양 흡기밸브(VI…)에 연동, 연결되어, 태양기어(37)의 회전운동에 따라서 양 흡기밸브(VI…)가 개폐구동된다.
동력전달수단(36)을 구성하는 구성요소중 제2구성요소로서의 캐리어(39)는, 전술한 연결아암(42, 42)의 기부(42a, 42a)에서 각기 회전이 자유롭도록 지지되는 한쌍의 링판형상의 지지판(39a, 39a)과, 지지축(41)의 축선과 평행한 축선을 구비하여 양 지지판(39a, 39a)에 양단이 지지되는 여러개 예컨대 6개의 축(39b, 39b…)등을 구비한 것으로, 지지축(41)의 원주방향으로 같은간격을 둔 위치에 배치되는 각 축(39b, 39b…)에서 태양기어(37)의 외주 및 링기어(38)의 내주에 맞무는 유성기어(40, 40…)가 회전이 자유롭도록 지지되어 있다.
캐리어(39)가 구비한 양 지지판(39a, 39a)에는, 흡기측 밸브캠(29I)측으로 뻗는 지지아암(45, 45)이 일체로 설치되어 있으며, 이것들 로울러 지지아암(45, 45)의 선단부에는, 유성기어(40, 40…)의 축방향 전체길이보다도 긴 로울러(44)가 축받침되어 있다. 양 로울러 지지아암(45, 45)은, 그것들 로울러 지지아암(45, 45)의 내면과 양 지지판(39a, 39a)의 내면과의 사이에 단부(46, 46)를 형성하도록하여 캠축(28)측으로 연장설치된 것이며, 지지축(41)의 축선과 평행한 축선을 구비한 로울러축(27)의 양단이, 양 로울러 지지아암(45, 45)의 선단부에 고정되어, 캠축(28)의 축선에 따른 폭을 로울러(44)의 축방향 전체길이보다도 크게 형성된 흡기측 밸브캠(29I)에 구울림 접촉하는 로울러(44)와, 전술한 로울러측(47)과의 사이에 침상베어링(48)이 개재장착되어 있다.
즉 캐리어(39)는, 캠축(28)의 흡기측 밸브캠(29I)에 연동, 연결된 것으로, 캠축(28)의 회전에 상응하여 흡기측 밸브캠(29I)에 의하여 캐리어(39)가 회전운동 구동된다.
동력전달수단(36)을 구성하는 3가지 구성요소중의 제3구성요소인 링기어(38)는, 캐리어(39)에서 회전이 자유롭도록 지지되어 있다. 즉 원통형상으로 형성되어 있는 링기어(38)의 양단이, 캐리어(39)에 있어서의 양 지지판(39a, 39a)의 내면 외주단부에서 각기 회전이 자유롭도록 지지하게 되며, 양 지지판(39a, 39a)에 이어지는 로울러 지지아암(45, 45)에 대응하는 부분에서는, 링기어(38)의 양단이, 지지판(39, 39a) 및 로울러 지지아암(45, 45) 사이에 형성되어 있는 단부(46, 46)에서 회전이 자유롭도록 지지하게 된다.
링기어(38)에는, 지지축(41)의 축선과 직교하는 방향으로 뻗는 제어아암(49)이 일체로 설치되어 있다. 또, 헤드커버(52)에는, 전술한 제어아암(49)에 대략 직교하는 방향에서 접촉하는 막대기(57)를 구비한 작동기(511)가 고정되어 있다.
도 4에 있어서, 작동기(511)는, 원통형상으로 형성되는 하우징(53)과, 이 하우징(53)내의 일단측에 고정 배치되는 전자석(54)과, 하우징(53)내에서 연설되어서 전자석(54)의 중심부 및 하우징(53)을 축방향 이동이 자유롭도록 관통하는 막대기(57)와, 하우징(53)의 바깥쪽에서 막대기(57)의 선단측에 고정되는 스프링 받침부(57a) 및 하우징(53) 사이에 설치되는 복귀스프링(58) 등을 구비하고, 막대기(57)의 선단을 링기어(39)의 제어아암(49)에 맞닿게 하는 것을 가능하게 하여, 헤드커버(52)에 고정된다. 그 위에 복귀스프링(58)의 스프링하중은 밸브스프링(23)의 스프링하중에 비하여 극히 작게 설정된다.
이와같은 작동기(511)에 의하면, 플런저(56)가 전자석(54)측으로 가장 흡인된 위치와, 플런저(56)가 하우징(53)의 타단폐쇄부에서 받을 수 있는 위치와의 사이에서 막대기(57)가 축방향으로 이동하게 되어, 막대기(57)의 선단은 복귀스프링(58)에 의하여 제어아암(49)에 항상 접촉된다.
작동기(511)의 작동은, 제어수단(601)에서 제어되며, 이 제어수단(601)은, 흡기밸브(VI…)의 밸브개방 기간중 흡기밸브(VI…)의 밸브폐쇄방향으로의 작동시에는 작동기(511)에서 동력전달수단(36)의 제어아암(49)에의 구동력 입력을 정지하도록, 전자석(54)으로의 전력공급을 정지한다.
그리하여 작동기(511)에서 동력전달수단(36)으로 입력되는 동력과, 흡기측 밸브캠(29I)에서 동력전달수단(36)으로 입력되는 동력등에 따라서 흡기밸브(VI)의 리프트특성은, 도 5에서 도시한 바와 같이 된다.
이 도 5에 있어서, 흡기측 밸브캠(29I)은, 이 흡기측 밸브캠(29I)만으로 흡기밸브(VI…)를 개폐구동하였을 때에는, 쇄선으로 나타낸 바와 같은 리프트특성을 얻을 수 있는 캠프로우필을 갖는 것으로, 이 캠프로우필에 의하면, 밸브개방 작동개시시에 완만한 완충곡선(C1)을 그림과 동시에 밸브폐쇄 착선직전에 완만한 완충곡선(C2)을 그리는 리프트특성을 얻을 수 있다.
그리하여 상기 작동기(511)는, 흡기밸브(VI)의 밸브개방시인 시각(t1)에 있어서, 흡기측 밸브캠(29I)에서 정하는 밸브개방시기와는 관계없이 흡기밸브(VI…)의 밸브개방작동을 개시할 수 있으며, 도 6에서 도시한 바와 같이, 전자석(54)을 여자하여 플런저(56)를 흡인작동시킨다. 그리하였을 경우, 막대기(57)가 링기어(38)의 제어아암(49)을 누름에 따라 태양기어(37)가 회전운동하여, 양 흡기밸브(VI…)를 밸브개방방향으로 작동시키게 된다. 이 경우, 로울러(44)를 개재하여 로울러 지지아암(45…)이 흡기측 밸브캠(29I)에 의하여 눌리어지게 되면, 태양기어(37)에는 작동기(511)로부터의 동력 및 흡기측 밸브캠(29I)으로부터의 동력이 상승하여 작용하며, 작동기(511)의 작동량에 따른 리프트량과, 흡기측 밸브캠(29I)에 의한 리프트량을 가산한 합계리프트량 만큼 흡기밸브(VI…)가 리프트하게 된다. 즉, 흡기밸브(VI)의 최대리프트량이 예컨대 8mm일때에, 예를들면 7mm를 작동기(511)에서 부담하고 예컨대 1mm를 흡기측 밸브캠(29I)에서 부담하도록 할 수 있다.
흡기밸브(VI…)의 리프트량이 최대로된 시각(t2)으로부터는, 도 7에서 도시한 바와 같이 전자석(54)에 플런저(56)를 흡인시킨 그대로로하여, 시각(t3)에서 전자석(54)의 여자를 정지하면, 흡기밸브(VI…)는 밸브스프링(23)의 탄력으로 밸브폐쇄작동을 개시하게 되어, 작동기(511)에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 막대기(57)가 제어아암(49)에 의하여 눌려지고, 플런저(56)가 하우징(53)의 타단폐쇄부에 부딛친 상태로 된다. 이에따라 흡기밸브(VI…)의 밸브폐쇄 자리잡기직전의 시각(t4)으로부터는 흡기측 밸브캠(29I)의 캠프로우필로 정하는 리프트특성을 나타내도록 되어, 흡기밸브(VI…)는 완충곡선(C2)에 따라서 완만하게 밸브폐쇄 자리잡기한다.
흡기밸브(VI…)의 밸브폐쇄 자리잡기한 다음에는, 작동기(511)의 막대기(57)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 복귀스프링(58)의 탄력에 의하여 제어아암(49)에 맞닿은 그대로 되어 있으나. 복귀스프링(58)의 스프링하중은 밸브스프링(23)의 스프링하중에 비하여 문제로 되지 않을 만큼 작게 설정되어 있으므로, 복귀스프링(58)이 흡기밸브(VI…)의 작동을 흘어지게 하는 일은 없다.
다음에 제1실시예의 작용에 대하여 설명하면, 흡기밸브(VI…)의 리프트량의 일부를 흡기측 밸브캠(29I)으로 부담하게 되므로, 작동기(511)측에서 부담하는 밸브개방동력이, 작동기(511)만으로 흡기밸브(VI…)를 개폐구동하도록 한 것에 비하여 작아도되며, 따라서 작동기(511)에서의 전력소비량도 작아져서, 작동기(511)의 소형화를 도모할 수 있다.
그 위에 작동기(511)의 작동타이밍을 제어함에 따라, 흡기밸브(VI…)의 작동특성을 변경할 수 있다.
또 작동기(511)의 고장시에는, 흡기측 밸브캠(29I)만으로 흡기밸브(VI…)를 구동할 수 있으며, 작동기(511)의 고장을 고려할 경우에는, 도 5의 2점쇄선으로 도시한 리프트특성이 보다 높은 산을 형성하도록 흡기측 밸브캠(29I)의 캠프로우필을 설정하여 두는 것이 좋다. 그와같이 하였을 경우, 작동기(511)의 고장에도 불구하고, 흡기밸브(VI…)의 구동을 확보할 수 있다.
또 흡기측 밸브캠(29I) 및 흡기밸브(VI…) 사이에 동력전달수단(36)이 설치되어, 그 동력전달수단(36)의 구성요소중의 하나 예컨대 링기어(38)에 작동기(511)가 연결되는 것이나, 이 동력전달수단(36)이 유성기어식의 것이므로, 서로 독립한 흡기측 밸브캠(29I)으로부터의 동력 및 작동기(511)로부터의 동력을 동시에 동력전달수단(36)에 작용시켰을때에, 충돌개소가 발생함을 회피하면서 양 동력을 상승시켜서 흡기밸브(VI…)에 전달할 수 있다.
그 위에 동력전달수단(36)은 태양기어(37), 링기어(38) 및 캐리어(39)가 동일축선둘레에 회전운동할 수 있도록 배치되어서 된 유성기어식의 것이므로, 동력전달수단(36)의 소형화 즉 흡기측 밸브장치(31I1)의 소형화를 도모할 수 있어, 동력전달수단(36)을 구성하는 각 구성요소(37, 38, 39) 서로의 맞물림 연결에 의하여, 흡기밸브(VI…)의 작동특성을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 그 위에 흡기밸브(VI…)에 각기 연결되는 한쌍의 연결아암(45, 45) 사이에 링기어(38), 유성기어(40…) 및 캐리어(30)가 배치되므로, 동력전달수단(36)을 보다 한층 소형화할 수 있다.
이와같은 동력전달수단(36)에 있어서, 태양기어(37)의 회전운동량에 대하여 캐리어(39)의 회전운동량은 대폭 작은 것으로, 캐리어(39)가 캠축(28)의 흡기측 밸브캠(29I)에 연동, 연결되고, 태양기어(37)가 흡기밸브(VI…)에 연동, 연결되는 것이므로, 흡기밸브(VI…)에서 필요로하는 리프트량 즉 태양기어(37)의 회전운동량에 대한 흡기측 밸브캠(29I)의 크기를 대폭 작게 설정하는 것이 가능하다. 따라서 캐리어(39)가 흡기측 밸브캠(29I)으로부터 받는 하중을 비교적 작게하여 밸브부하의 경감에 기여하는 것이 가능하게 되어, 캐리어(39)의 로울러 지지아암(45, 45)에 지지된 로울러(44)가 흡기측 밸브캠(29I)에 구울림 접촉하므로 밸브부하를 보다 한층 저감할 수 있다. 또한 흡기측 밸브캠(29I)이 비교적 작아지므로 밸브캠(29I)의 회전에 필요한 공간 및 캐리어(39)와 일체의 로울러 지지아암(45, 45)의 작동에 필요한 공간도 비교적 작아지며, 따라서, 흡기측 밸브장치(31I1)를 배치하는 밸브챔버의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 된다.
또 실린더헤드(14)의 상면에 형성된 유조(oil bath)(30)내의 기름속에 흡기측 및 배기측 밸브캠(29I, 29E)이 침지되므로, 흡기측 및 배기측 밸브캠(29I, 29E)으로 기름을 위로 끌어올리도록 하여, 동력전달수단(36)의 윤활을 충분히 실시할 수 있다. 이 경우, 캠축(28)이 도 1의 반시계방향으로 회전하는 것이므로 흡기측 및 배기측 밸브캠(29I, 29E)으로 위로 끌어올리는 오일을 동력전달수단(36)측으로 유효하게 비산시켜, 동력전달수단(36)의 윤활을 보다 효과적으로 실시할 수 있다.
또한 동력전달수단(36)을 지지하는 지지축(41)은, 캠축(28)의 축선으로부터 차이진 위치에서 이 캠축(28)과 평행으로 배치되는 것으로, 캠축(28)을 종래의 밸브장치와 마찬가지로 단순히 밸브캠(29I, 29E)이 설치되는 것만의 간단한 구조로 할 수 있다. 또 캐리어(39)에 흡기측 밸브캠(29I)측으로 뻗은 한쌍의 로울러 지지아암(45, 45)이 일체로 설치되므로, 캐리어(39) 자체의 강성향상을 도모하여, 태양기어(37), 링기어(38) 및 유성기어(40)의 안정한 작동을 가능하게 하여 흡기밸브(VI…)의 작동 특성 정밀도를 향상하는 것이 가능하다.
또 양 로울러 지지아암(45, 45)에는, 흡기측 밸브캠(29I)에 구울림 접촉하는 로울러(44)가 축받이하므로, 흡기측 밸브캠(29I) 및 캐리어(39) 사이의 마찰저항을 저감할 수 있다. 그 위에 캐리어(39)는, 유성기어(40, 40…)의 양측에 배치되는 한쌍의 지지판(39a, 39a)과, 양 지지판(39a, 39a) 사이에 걸쳐서 설치되어 유성기어(40, 40…)를 회전이 자유롭도록 지지하는 축(39b, 39b…)등으로 구성되어 있으며, 유성기어(40, 40…)의 축방향 전체길이보다도 긴 로울러(44)를 회전할 수 있도록 지지하는 로울러축(47)의 양단이 양 로울러 지지아암(45, 45)에 고정되어, 양 로울러 지지아암(45, 45)의 내면 및 양 지지판(39a, 39a)의 내면 사이에 링기어(38)를 지지하는 단부(46, 46)가 형성되어 있다. 따라서, 캐리어(39)에 로울러 지지아암(45, 45)이 일체로 설치됨에도 불구하고, 이 캐리어(39)의 외주부에서 링기어(38)를 회전이 자유롭도록 지지하는 구조를 간단하게 구성할 수 있을뿐 아니라, 로울러(44)의 축방향 길이가 비교적 큼에따라, 로울러(44) 및 흡기측 밸브캠(29I)의 접촉면적을 비교적 크게하여, 흡기측 밸브캠(29I) 및 캐리어(39) 사이의 마찰저항을 보다 한층 저감할 수 있다.
또한 흡기측 밸브캠(29I)은, 그 흡기측 밸브캠(29I)에 의한 흡기밸브(VI…)의 개폐작동시에 밸브개방 개시시기 및 밸브폐쇄 자리잡기 직전에 완만한 완충곡선(C1, C2)을 그리는 리프트 특성을 얻을 수 있는 캠프로우필을 구비하는 것으로, 제어수단(601)은 흡기밸브(VI…)의 밸브개방기간중, 흡기밸브(VI…)의 밸브폐쇄방향으로의 작동시에 있어서 적어도 밸브폐쇄 실시직전에는 동력전달수단(36)으로의 구동력 입력을 정지하도록 작동기(511)를 제어한다. 따라서 흡기밸브(VI…)의 밸브폐쇄 자리잡기직전에는, 흡기측 밸브캠(29I)의 캠프로우필에 따라서 흡기밸브(VI…)가 완만하게 자리잡기하게 되어, 흡기밸브(VI…)의 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에따라, 흡기밸브(VI…)의 완만한 작동을 얻기위하여 작동기(511)의 작동을 제어수단(601)으로 상세하게 제어하는 것을 불필요로하여, 작동기(511)의 작동제어를 단순화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예의 밸브폐쇄상태에서의 흡기측 밸브장치의 간략화한 종단면도이며, 상기 제1실시예에 대응하는 부분에는 동일한 참조부호를 붙인다.
이 흡기측 밸브장치는, 캠축(28)의 흡기측 밸브캠(29I) 및 흡기밸브(VI) 사이에 설치되는 동력전달수단(36)과, 이 동력전달수단(36)의 링기어(38)에 설치된 제어아암(49)에 연결된 전기식의 작동기(512)등을 구비한다.
작동기(512)는, 원통형으로 형성된 하우징(53)과, 이 하우징(53)내의 일단측에 고정배치된 제1전자석(54)과 하우징(53)내의 타단측에 고정배치된 제2전자석(55)과, 양 전자석(54, 55) 사이에서 하우징(53)내에 수납하는 플런저(56)와, 이 플런저(56)에 기단이 연설되어서 제1전자석(54)의 중심부 및 하우징(53)을 축방향 이동이 자유롭도록 관통하는 막대기(57)와, 하우징(53)의 바깥쪽에서 막대기(57)의 선단측에 고정된 스프링 받침부(57a) 및 하우징(53) 사이에 설치된 복귀스프링(58)등을 구비하고 있다.
이 작동기(512)에서는, 제1 및 제2전자석(54, 55)의 여자·소자를 전환함에 따라, 플런저(56) 즉 막대기(57)가 왕복 이동하게 된다. 그리하여 제어수단(601)(도 1 참조)는, 흡기밸브(VI)를 개방방향으로 작동시킬때에는 제1전자석(54)을 여자함과 동시에 제2전자석(55)을 소자하며, 또 흡기밸브(VI)를 폐쇄측으로 작동시킬때에는 제2전자석(55)을 여자함과 동시에 제1전자석(54)을 소자한다. 그리하여, 흡기밸브(VI)의 밸브폐쇄시에는 도 7에 도시한 바와 같이, 플런저(56)가 제2전자석(55)측으로 흡인된 그대로의 상태로 되므로, 막대기(57)의 선단 및 제어아암(49) 사이에 틈이 발생하게되어, 복귀스프링(58)의 탄력이 동력전달수단(36)에 작용하는 일은 없다.
이 제2실시예에 의하면, 흡기밸브(VI)의 밸브폐쇄상태에서 제2전자석(55)을 여자한 그대로 되므로, 제1실시예에 비하면 전력소비량이 다소 커지게되지만, 작동기(512) 및 흡기측 밸브캠(29I)으로 함께 작용하여 흡기밸브(VI)를 밸브개방 구동하므로 작동기(512)만으로 흡기밸브(VI…)를 개폐구동하도록 한 것에 비하면, 작동기(512)의 전력소비량을 작게하여, 작동기(512)의 소형화를 도모할 수 있다.
도 11∼도 19를 참조하면서 본 발명의 제3실시예를 설명하면, 먼저 도 11 및 도 12에 있어서, 각기통의 연소실(15…)의 양측에서 실린더헤드(14)상에는, 지지부(14a…)가 설치되어 있으며, 그것들의 지지부(14a…)와, 각 지지부(14a…)에 연결되는 축호울더(66…)와의 사이에 전술한 캠축(28)이 회전이 자유롭도록 지지되었고, 전술한 로커아암축(32)은, 각 축호울더(66…)에서 고정적으로 지지되어 있다.
배기측 밸브장치(31E2)는, 양 배기밸브(VE, VE)에 개별로 대응하여 로커아암축(32)에 지지된 1쌍의 로커아암(33, 33)을 구비하였으며, 로커아암축(32)에는, 양배기측 로커아암(33…) 사이의 간격을 유지하기위한 원통형의 스페이서(67)와, 양 배기측 로커아암(33…) 및 축호울더(66…) 사이의 간격을 유지하기위한 원통형의 스페이서(68…)가 장착되어 있다.
도 13 및 도 14를 함께 참조하여, 흡기측 밸브장치(31I2)는, 각기통마다에 유성기어식의 동력전달수단(36)을 구비하는 것으로, 이 동력전달수단(36)의 태양기어(37)는, 캠축(28)과 평행한 축선을 갖고 캠축(28) 및 양 흡기밸브(VI…) 사이에 고정배치된 지지축(41)에서 회전이 자유롭도록 지지된 것으로, 이 지지축(41)은, 로커아암(32)을 지지하는 축호울더(66…)에서 고정적으로 지지되어 있다.
동력전달수단(36)을 구성하는 3가지 구성요소 즉 태양기어(37), 링기어(38) 및 캐리어(39)중의 하나인 태양기어(37)에는 지지축(41)을 둘러싸고 양측으로 뻗은 원통부(69, 70)가 일체로 설치되어 있으며, 양 원통부(69, 70)의 외단 및 축호울더(66…) 사이에서 지지축(41)에서 원통형의 스페이서(71, 72)가 장착되어 있다.
태양기어(37)와 일체인 원통부(69, 70)의 외단부에는, 양 흡기밸브(VI…)측으로 뻗은 한쌍의 연결아암(73, 73)의 기부(73a, 73a)가 끼워맞춤, 고착되어 있다. 이것들 연결아암(73, 73)의 선단부에는, 양 흡기밸브(VI…)에 있어서의 스템(20…)의 상단에 각기 접촉하는 태핏나사(35, 35)가 진퇴위치를 조정할 수 있도록 하여 각기 비틀어 박는다. 이에 따라, 태양기어(37)는 양 흡기밸브(VI…)에 연동, 연결하게 되어, 태양기어(37)의 회전운동에 따라서 양 흡기밸브(VI…)가 개폐구동된다.
동력전달수단(36)을 구성하는 구성요소중의 그밖의 하나인 캐리어(39)는, 전술한 태양기어(37)의 원통부(69, 70)에서 각기 회전이 자유롭도록 지지된 1쌍의 링판상의 지지판(39a 39a)에 양단이 지지된 여러개 예컨대 6개의 축(39b…)등을 구비한 것으로, 지지축(41)의 원주방향으로 같은 간격을 둔 위치에 배치된 각축(39b…)에서, 태양기어(37)의 외주 및 링기어(38)의 내주에 맞물리는 유성기어(40…)가 회전이 자유롭도록 지지되어 있다.
캐리어(39)가 구비한 양 지지판(39a, 39a)에 일체로 설치된 로울러 지지아암(45, 45)의 선단부에 로울러(44)가 축받침되있고, 이 로울러(44)는, 캠축(28)에 설치된 제1흡기측 밸브캠(29I1)에 구울림 접촉한다.
즉 캐리어(39)는 캠축(28)의 제1흡기측 배르캠(29I1)에 연동, 연결되는 것으로, 이 캠축(28)의 회전에 따라서 제1흡기측 밸브캠(29I1)에 의하여 캐리어(39)가 회전운동 구동된다. 동력전달수단(36)을 구성하는 3가지 구성요소중의 나머지 구성요소인 링기어(38)는, 캐리어(39)에서 회전이 자유롭도록 지지되어 있다.
도 15를 함께 참조하여, 캠축(28)에 설치된 제2흡기측 밸브캠(29I2)에는, 흡기측 로커아암(74)에 일체로 설치된 캠슬리퍼(75)가 미끄럼 접합되어 있어, 이 흡기측 로커아암(74)은, 캐리어(39)가 구비한 한쌍의 지지판(39a, 39a)의 한편과 양 연결아암(73, 73)의 한편의 기부(73a)와의 사이에 끼이도록하여, 태양기어(37)의 원통부(70)에서 회전운동이 자유롭도록 지지되어 있다.
그런데, 제1흡기측 밸브캠(29I1)이 엔진의 저속운전영역에 대응한 캠프로우필을 구비한 것임에 대하여, 제2흡기측 밸브캠(29I2)은, 엔진의 고속운전영역에 대응한 캠프로우필을 갖는다.
흡기측 로커아암(74)과, 한편의 연결아암(73)의 기부(73a)와의 사이에는, 이 로커아암(74) 및 전술한 한편의 연결아암(73) 즉 태양기어(37)의 연결 및 연결해제를 전환할 수 있는 유압식의 연결전환수단(76)이 설치되어 있다. 이 연결전환수단(76)은, 흡기측 로커아암(74)으로의 끼워맞춤을 가능하게 하여 전술한 한편의 연결아암(73)의 기부(73a)에 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춤하는 연결피스톤(77)과 이 연결피스톤(77)과 함게 이동하는 것을 가능하게 하여 흡기측 로커아암(74)에 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춤하는 저부가 있는 원통형의 연동부재(78)와, 이 연동부재(78)를 연결피스톤(77)측에 힘을 가하는 탄력을 발휘하여 연동부재(78) 및 흡기측 로커아암(74) 사이에 설치된 복귀스프링(79)등을 구비하고 있다.
전술한 한편의 연결아암(73)의 기부(73a)에는, 흡기측 로커아암(74)측으로 개구한 저부가 있는 제1슬라이딩구멍(80)이 지지축(41)의 축선과 평행한 축선을 구비하도록 하여 설치되어 있으며, 연결피스톤(77)은, 제1슬라이딩구멍(80)의 폐쇄단과의 사이에 유압실(81)을 형성하도록 하여 제1슬라이딩구멍(80)에 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춤한다.
또 흡기측 로커아암(74)에는, 제1슬라이딩구멍(80)과 같은 크기인 제2슬라이딩구멍(82)과, 제2슬라이딩구멍(82)과의 사이에 링형상의 단부를 형성하여 제2슬라이딩구멍(82)에 동축으로 이어지는 작은지름의 개방구멍(83)등이, 지지축(41)의 축선과 평행한 축선을 갖도록하여 흡기측 로커아암(74)의 양단간에 걸쳐서 설치되어 있으며, 폐쇄단을 연결피스톤(77)에 미끄럼 접합시키도록한 연동부재(78)가 제2슬라이딩구멍(82)에 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춤되어 있다. 또한 복귀스프링(79)은, 제2슬라이딩구멍(82) 및 개방구멍(83) 사이의 단부 및 연동부재(78) 사이에 축설(縮設)된다.
지지축(41)에는 유로(84)가 동축에 설치되어 있으며, 지지축(41), 태양기어(37)의 원통부(70) 및 연결아암(73)의 기부(73a)에는, 태양기어(37)의 회전운동에 불구하고 전술한 유로(84)를 유압실(81)로 연통시키는 연통로(85)가 설치되어 있다.
상기 유로(84)에는 제어밸브수단(86)을 개재하여 유압원(87)이 접속되어 있으며, 유로(84) 즉 유압실(81)에는, 제어밸브수단(86)에 의하여 고저로 전환할 수 있는 유압의 작동유가 공급된다. 또 제어밸브수단(86) 보다도 하류측에서 유로(84)에는, 유압이 설정압까지 고압으로 되었음을 검출하는 압력센서(88)가 부설되어 있다.
이와같은 연결전환수단(76)에서는, 유압실(81)의 유압이 저압일때에는, 연결피스톤(77) 및 연동부재(78)의 미끄럼접합면이 연결아암(73)의 기부(73a) 및 흡기측 로커아암(74) 사이에 위치하고 있으며, 연결아암(73) 즉 태양기어(37)와, 흡기측 로커아암(74)과의 상대 회전운동이 가능하다. 그런데, 유압실(81)의 유압이 고압으로 되면, 연결피스톤(77)의 일부가 복귀스프링(79)의 탄력에 저항하여 연동부재(78)를 누르면서 제2슬라이딩구멍(82)에 끼워맞춤하게 되어, 연결아암(73)의 기부(73a) 및 흡기측 로커아암(74)이 연결피스톤(77)을 개재하여 연결되어 일체로 회전운동 작동하게 된다. 그리하여, 전술한 압력센서(88)는, 연결전환수단(76)이 연결작동을 종료하였음을 유로(84)의 유압이 고압으로 되었음을 갖고 검출하게 된다.
동력전달수단(36)의 링기어(38)에는, 그 바깥쪽으로 뻗은 제어아암(49)이 일체로 설치되있으며, 이 제어아암(49)에는 전기식의 작동기(511) 또는 (512)이 연결되어 있다.
작동기(511)의 하우징(53)에는 작동기호울더(90)가 굳게 부착된다. 그리하여 각기통의 연소실(15…)의 양측에서 실린더헤드(14)의 지지부(14a…)에 체결되어서 로커아암축(32) 및 지지축(41)을 고정적으로 지지함과 동시에, 전술한 지지부(14a…)와의 사이에서 캠축(28)을 회전이 자유롭도록 지지하는 1쌍의 축호울더(66, 66)에 작동기호울더(90)가 부착된다. 작동기(511)의 막대기(51)의 선단이 제어아암(49)에 접촉한다.
도 16을 함께 참조하여, 작동기호울더(90)는, 연소실(15)의 양측에 배치된 1쌍의 축호울더(66, 66) 사이를 걸치는 것으로, 이 작동기호울더(90)의 일단은, 각기통의 배열방향 한쪽으로 배치된 축호울더(66)의 흡기밸브(VI…)측의 단부와 함께 보울트(91)로 실린더헤드(14)에 함께 죄어졌으며, 작동기호울더(90)의 타단은, 각기통의 배열방향 다른쪽으로 배치된 축호울더(66)의 배기밸브(VE…)측의 단부와 함께 보울트(92)로 실린더헤드(14)에 함께 조이게 된다.
즉, 작동기호울더(90)는, 각기통의 배열방향과의 사이에서 예각을 이루도록 하여 양축호울더(66, 66)상에 고정된다. 한편, 배기측 밸브장치(31E2)에 있어서의 양 배기측 로커아암(33…) 사이에서 실린더헤드(14)에는, 비스듬이 상방으로 뻗는 삽입통(93)의 하단이 굳게 부착되어 있으며, 연소실(15)의 중앙부에 면하여 실린더헤드(14)에 비틀어박는 점화플러그(94)를 삽입통(93)에 삽입할 수 있으나. 작동기호울더(90)에는, 이 삽입통(93)에 대한 점화플러그(94)의 삽입탈출조작으로 지장을 초래하지 않도록 원호형의 노치부(90a)가 마련되어 있다.
실린더헤드(14)에 체결된 헤드커버(52')의 상부에는, 상방으로 돌출한 원통형의 커버부(95)가 일체로 설치되어 있으며, 축호울더(66, 66)에 작동기호울더(90)의 양단을 체결케 한 작동기(511)에 있어서의 하우징(53)의 상부는, 상기 커버부(95)내에 삽입된다.
도 15에 특히 주목하여 흡기측 로커아암(74)의 상방으로 대응하는 부분에서 작동기호울더(90)의 하면에는, 흡기측 로커아암(74)의 캠슬리퍼(75)를 제2흡기측 밸브캠(29I2)에 상시 접촉시키는 가압력을 발휘하는 탄발가압수단(96)이 설치되어 있으며, 이 탄발가압수단(96)은, 상단이 작동기호울더(90)의 하면에 굳게 부착되어서 상하로 뻗는 원통형의 가이드통(97)과, 이 가이드통(97)에 슬라이딩 자유롭도록 끼워맞춤한 피스톤(98)과, 이 피스톤(98)을 하방으로 향하여 힘을주는 탄력을 발휘하여 가이드통(97)에 수납되는 스프링(99)등을 구비하여, 피스톤(98)에서 하방으로 뻗는 막대기(98a)의 하단이 흡기측 로커아암(74)의 상면에 접촉한다.
도 17에 있어서, 전술한 작동기(511)와, 연결전환수단(76)의 작동 즉 유압실(81)의 유압을 고저로 전환할 수 있는 제어밸브수단(86)의 작동은, 제어수단(602)으로 제어하는 것으로, 이 제어수단(602)에는, 엔진의 회전수를 검출하는 회전수센서(100)의 검출값과, 연결절환수단(76)이 연결작동이 종료하였음을 검출하는 압력센서(88)의 검출치등이 입력된다. 그리하여 제어수단(602)은 양 센서(88, 100)의 검출치에 기초하여 작동기(511) 및 제어밸브수단(86)의 작동을 제어하게 된다.
그리하여 제어수단(602)은, 엔진의 저속운전영역에서 작동기(511)를 작동시킴과 동시에 연결전환수단(76)을 연결해제상태로 하는 제1제어방식과, 엔진의 고속운전영역에서 작동기(511)를 비작동상태로 함과 동시에 연결전환수단(76)을 연결상태로 하는 제2제어방식등을 전환하여, 작동기(511) 및 연결전환수단(76)을 제어하는 것이며, 제1제어방식에서 제2제어방식으로 전환시에는, 도 18에서 도시한 차례에 따라서 작동기(511) 및 연결전환수단(70)을 제어한다.
도 18의 스텝(S1)에서는, 회전수센서(100)로 검출된 엔진회전수(NE)가, 미리설정된 제1설정회전수(N1) 예컨대 3100rpm을 초과하는지 여부를 판단하여, NE＞N1이였을때에는, 스텝(S2)에 있어서 연결전환수단(76)을 연결작동시키는 신호, 즉 유로(84)의 유압을 고유압으로 제어하도록 제어밸브수단(86)을 작동시키는 신호를 출력한다.
스텝(S3)에서는, 압력센서(88)가 고유압을 검출하였는지 여부, 즉 연결전환수단(76)의 연결작동이 대략 종료하였는지 여부를 판단하여 종료하였다고 판단하였을 때에 스텝(S4)에서, 작동기(511)의 작동을 정지한다.
즉, 제어수단(602)은, 전기식인 작동기(511)의 작동에 비하여 전환작동이 늦어지기 쉽게 될 유압식의 연결전환수단(76)의 연결작동이 종료한 다음에, 작동기(511)의 작동을 정지하게 된다. 또 제어수단(602)은, 제2제어방식에서 제1제어방식으로의 전환시에는, 도 19에 도시한 차례에 따라서 작동기(511) 및 연결전환수단(76)을 제어하는 것이며, 스텝(S11)에서는, 회전수 센서(100)에서 검출된 엔진회전수(NE)가, 제1설정회전수(N1)미만으로 되는지 여부를 판단하여, NE＜N1이였을 때에는 스텝(S12)에서 작동기(511)를 작동시킨 다음, 스텝(S13)에 있어서, 엔진회전수(NE)가 제1설정회전수(N1)보다도 작은 값으로서 미리 설정된 제2설정회전수(N2) 예컨대 2900rpm미만인지 여부를 판단하여, NE＜N2이였을 때에는 스텝(S14)으로 진행하여, 연결전환수단(76)을 연결해제상태로 하기위한 신호를 출력한다.
따라서, 제2제어방식에서 제1제어방식으로의 전환시에는, 작동기(511)의 작동을 먼저 개시한 다음에, 연결전환수단(76)의 연결해제측으로의 작동을 개시하게 된다.
그 위에 제2제어방식에서 제1제어방식으로의 전환을 판단하는 기준으로 되는 제2설정회전수(N2)를, 제1제어방식에서 제2제어방식으로의 전환을 판단하는 기준으로 되는 제1설정회전수(N1)보다도 작게 설정하여, 히스테리시스를 갖도록하고 있으며, 이에따라 제1 및 제2제어방식의 전환제어에 헌팅(hunting)이 발생함을 방지하는 것이 가능하게 된다.
이 제3실시예에 의하면, 흡기측 밸브장치(31I2)에 있어서, 엔진의 저속운전영역에서는, 제어수단(602)이 제1제어방식을 선택함에 따라, 연결전환수단(76)이 연결해제상태로 됨과 동시에 작동기(511)가 작동하게 되어, 동력전달수단(36)에 있어서의 링기어(38)를 작동기(511)로 구동함에 따라, 양 흡기밸브(VI…)의 작동특성을 세밀하게 제어할 수 있다.
또 엔진의 고속운전영역에서는, 제어수단(602)이 제2제어방식을 선택함에 따라, 연결전환수단(76)이 연결상태로 됨과 동시에, 작동기(511)의 작동이 정지된다. 이에따라, 제2흡기측 밸브캠(29I2)에 의하여 요동구동되는 흡기측 로커아암(74)과 함께 태양기어(37)가 요동하여, 양 흡기밸브(VI…)가 제2흡기측 밸브캠(29I2)의 캠프로우필에 대응한 작동특성으로 개폐작동하게 된다.
이와같이 엔진의 저속운전영역에서는, 동력전달수단(36) 및 작동기(511)를 사용하여 양 흡기밸브(VI…)의 작동특성을 변경할 수 있게 하여, 엔진의 고속운전 영역에서는, 제2흡기측 밸브캠(29I2)으로 정하는 작동특성으로 양 흡기밸브(VI…)를 구동하도록 하였음에 따라, 작동기(511)에서 필요로 하는 응답성이 엔진의 저속운전영역에 대응것이라면 좋고, 작동기(511)의 소형화를 도모하는 것이 가능하게 되어, 전기식의 작동기(511)에서의 전력소비량의 저감을 도모할 수 있다. 즉, 작동기(511)의 응답성이 문제로되는 고속운전영역에서는 제2제어방식을 선택함에 따라, 제2흡기측 밸브캠(29I2)에 의하여 흡기밸브(VI…)를 구동하도록 하여 작동기(511)의 작동에 의한 문제가 발생함을 회피할 수 있다.
그 위에 제1제어방식에서 제2제어방식으로의 전환시에는 연결전환수단(76)의 연결작동이 종료하였음을 압력센서(88)로 검출한 다음에 전기식의 작동기(511)를 비작동상태로 하므로 작동기(511)의 작동에 비하여 전환작동이 자주 늦어지게 되는 유압식의 연결전환수단(76)의 연결작동이 종료한 다음에, 작동기(51)가 비작동상태로 되도록 하여, 제2흡기측 밸브캠(29I2)에 의한 흡기밸브(VI…)의 구동이 개시되기전에 작동기(511)가 비작동상태로 됨에 기인하여 흡기밸브(VI…)의 작동이 흐트러져버림을 방지할 수 있다. 한편, 제2제어방식에서 제1제어방식으로의 전환시에는, 작동기(511)를 작동상태로 하는 신호를 출력한 다음에 연결전환수단(76)을 연결해제상태로 하게 하므로, 작동기(511)가 연결전환수단(76)의 연결해제보다도 미리 작동상태가 되도록하여, 제1흡기측 밸브캠(2911), 동력전달수단(36) 및 작동기(511)에 의한 흡기밸브(VI…)의 구동이 개시되기전에 연결전환수단(76)이 연결해제상태로 됨에 기인하여 흡기밸브(VI…)의 작동이 흩어져버림을 방지할 수 있다.
또 작동기(511)가, 로커아암축(32) 및 지지축(41)을 고정적으로 지지하여 실린더헤드(14)에 연결된 축호울더(66, 66)에 부착되므로, 헤드커버에 부착하도록 한것과 비교하여, 작동기(511)의 부착강성을 향상하는 것이 가능하게 되어, 헤드커버(52')의 착탈작업시에 동력전달수단(36)에 대한 작동기(511)의 위치가 이동되어 버리는 일은 없으므로, 헤드커버(52')의 착탈작업이 용이하게 된다.
또 작동기(511)에는, 연소실(15)의 양측에 각기 배치되는 축호울더(66, 66) 사이를 걸친 작동기호울더(90)가 고정적으로 설치되어 있으며, 이 작동기호울더(90)와 축호울더(66, 66)등이, 공통하는 보울트(91, 92)로 실린더헤드(14)에 체결되므로, 양축호울더(66, 66)의 강성을 증대할 수 있음과 동시에, 부품점수를 적게한 축소한 구조로, 작동기(511)를 축호울더(66, 66)에 부착할 수 있게 된다.
또한, 작동기호울더(90)의 일단이, 각기통의 한쪽으로 배치된 축호울더(66)의 흡기밸브(VI…)측의 단부와 함께 보울트(91)로 실린더헤드(14)에 함께 죄어져서, 작동기호울더(90)의 타단이, 각기통의 다른쪽으로 배치되는 전술한 축호울더(66)의 배기밸브(VE…)측의 단부와 함께 보울트(92)로 실린더헤드(14)에 함께 죄어지므로, 최소의 개수인 2개의 보울트(91, 92)로 양축호울더(66, 66)에 작동기호울더(90)가 부착하게 되어, 착탈작업을 용이하게 한 콤팩트한 구성으로 작동기(511)를 축호울더(66, 66)에 부착할 수 있다.
도 20은, 본 발명의 제4실시예를 도시한 것이며, 상기 제1실시예에 대응하는 부분에는 동일한 참조부호를 붙인다.
동력전달수단(36')의 태양기어(37)에는, 흡기밸브(VI…)(제3실시예 참조)가 연결되있고, 링기어(38)에는 작동기(511)(제3실시예 참조)가 연동, 연결되었고, 캐리어(39')에는, 제1흡기측 밸브캠(29I1)(제3실시예 참조)이 연동, 연결된다.
캐리어(39')는 한쌍의 링판형의 지지판(101, 102)과, 양 지지판에 양단이 지지된 여러개의 축(39b…) 등을 구비한 것으로, 각축(39b…)에서 유성기어(40…)가 회전이 자유롭도록 지지되어 있다.
그 위에 제2흡기측 밸브캠(29I2)(제3실시예 참조)에 종동하는 흡기측 로커아암(74')과, 캐리어(39')의 지지판(102)과의 사이에는, 연결전환수단(76')이 설치되어 있다.
이 연결전환수단(76')은, 전술한 지지판(102)으로의 끼워맞춤을 가능하게하여 흡기측 로커아암(74')에 슬라이딩 자유롭도록 끼워맞춤한 연결피스톤(77)과, 이 연결피스톤(77)과 함께 이동하는 것을 가능하게 하여 전술한 지지판(102)에 슬라이딩 자유롭도록 끼워맞춤된 저부있는 원통형의 연동부재(78)와, 이 연동부재(78)를 연결피스톤(77)측에 힘을 부여하는 탄력을 발휘하여 연동부재(78) 및 지지판(102) 사이에 설치되는 복귀스프링(79) 등을 구비하고 있다.
흡기측 로커아암(74')에는, 지지판(10)측으로 개구한 저부있는 제1슬라이딩구멍(103)이 지지축(41)의 축선과 평행한 축선을 갖도록하여 설치되어 있으며, 연결피스톤(77)은, 제1슬라이딩구멍(103)의 폐색단과의 사이에 유압실(104)을 형성하도록하여 제1슬라이딩구멍(103)에 슬라이딩 자유롭도록 끼워맞춤되어 있다.
또 지지판(102)에는, 제1슬라이딩구멍(103)과 같은 크기인 저부가 있는 제2슬라이딩구멍(105)과, 제2슬라이딩구멍(105)과, 제2슬라이딩구멍(105)의 폐색단부를 통하는 개방구멍(106)등이 설치되어 있으며, 폐색단을 연결피스톤(77)에 미끄럼 접합시키도록한 연동부재(78)가 제2슬라이딩구멍(105)에 슬라이딩이 자유롭도록 끼워맞춤되어 있다. 또한 복귀스프링(79)은, 제2슬라이딩구멍(105)의 폐색단 및 연동부재(78) 사이에 축소설치되어 있다.
또 흡기측 로커아암(74'), 태양기어(37)의 원통부(70) 및 지지축(41)에는, 흡기측 로커아암(74')의 회전운동에 불구하고 지지축(41)내의 유로(84)를 유압실(104)로 연통시키는 연통로(106)가 설치되어 있다.
이 제4실시예에 있어서도, 엔진의 저속운전영역에서는 연결전환수단(76')이 연결해제상태로 되었고, 또 엔진의 고속운전영역에서는 연결전환수단(76')이 연결상태로 된다.
그리하여, 연결전환수단(76')이 연결상태로 되었을 때에는, 제2흡기측 밸브캠(29I2)에 의하여 요동구동되는 흡기측 로커아암(74')과 함께 캐리어(39')가 요동한다. 이 경우, 링기어(38)는, 비작동상태에 있는 작동기(511)(제3실시예 참조)에 의하여 회전운동 구동되므로, 흡기측 로커아암(74')과 함께 요동하는 캐리어(39')에 의하여 태양기어(37)가 회동되어, 양 흡기밸브(VI…)가 제2흡기측 밸브캠(29I2)의 캠프로우필에 대응한 작동특성을 개폐작동할 수 있게 된다.
본 발명의 그 밖의 실시예로서, 작동기(511) 또는 (512)을 비작동상태로 함께 동시에 연결전환수단(76, 76')을 연결상태로 하는 제2제어방식을 엔진의 저속운전영역에서 선택하고, 작동기(511) 또는 (512)을 작동시킴과 동시에 연결전환수단(76, 76')을 연결해제상태로 하는 제2제어방식을 엔진의 고속운전영역에서 선택하도록 하여도 좋다. 그리하였을 경우, 축전지의 충전량이 비교적 작아지는 엔진의 저속운전영역에서 작동기(511) 또는 (512)에 의하여 축전지의 전력을 소비하는 것을 회피하여, 작동기(511) 또는 (512)의 작동에 의하여 축전지에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 실시예에서는, 유압식의 연결전환수단(76, 76')의 연결작동이 종료하였음을, 유압을 검출하는 압력센서(88)의 검출값에 기초하여 판단하도록 하였으나, 연결전환수단(76, 76')을 연결작동시키는 신호를 출력하고 나서 설정시간이 경과함에 따라서 연결전환수단(76, 76')의 연결작동이 종료하였다고 판단하도록 하여도 좋고, 또 연결전환수단(76, 76')에 있어서의 연결피스톤(77)이나 연동부재(78)의 작동을 직접 검출하도록하여 연결전환수단(76, 76')의 연결작동종료를 판단하도록 하여도 좋다.
본 발명의 또다른 실시예로서, 일본국 특개평 5-33840호 공보, 특개평 5-79450호 공보, 특개평 5-157149호 공보, 특개평 6-34005호 공보 및 특개평 6-66360호 공보에서 각기 개재된 바와 같은 유성마찰식의 동력전달수단(견인운전)을 동력전달수단으로서 사용하는 것도 가능하다. 또 엔진밸브로서의 배기밸브에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명을 일탈함이 없이 여러 가지의 설계변경을 할 수 있다.
본 발명은 밸브폐쇄방향으로 탄력 가압된 엔진밸브에 밸브개방방향의 동력을 작용시킬 수 있는 전기식의 작동기를 구비한 내연기관의 밸브장치에 있어서, 캠축에 설치된 밸브캠에 의한 동력을 엔진밸브에 전달할 수 있는 동력전달수단의 구성요소의 하나에, 전술한 밸브캠의 캠프로우필에 기초한 엔진밸브의 리프트량과 전술한 작동기의 작동에 기초한 엔진밸브의 리프트량을 가산한 리프트량으로 엔진밸브를 구동하는 것을 가능하게 하고, 전술한 작동기가 연결되어 있다.
이러한 구성으로 엔진밸브의 리프트량의 일부를 밸브캠으로 부담함으로 작동기측에서 부담하는 밸브개방동력이, 작동기만으로 엔진밸브를 구동하도록 한 것에 비하여 작아도되며, 따라서 작동기의 전력소비량도 작아도된다.

Claims (13)

  1. 밸브폐쇄방향으로 스프링 가압된 엔진밸브에 밸브개방방향의 동력을 작용시킬 수 있는 전기식의 작동기를 구비한 내연기관의 밸브장치에 있어서, 캠축에 설치된 밸브캠에 의한 동력을 엔진밸브에 전달할 수 있는 동력전달수단의 구성요소의 하나에, 밸브캠의 캠프로우필에 기초하는 엔진밸브의 리프트량과 상기 작동기의 작동에 기초하는 엔진밸브의 리프트량을 가산한 리프트량으로 엔진밸브를 구동하는 것을 가능으로 하여, 작동기가 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  2. 제1항에 있어서, 동력전달장치는 캠축과 평행한 축선둘레에 회동할 수 있는 내륜과, 이 내륜과 동일축선둘레의 회동을 가능으로 하여 내륜을 둘러싸는 외륜과, 내륜 및 외륜사이에 배치된 유성회전체를 내륜 및 외륜의 축선과 평행한 축선둘레에 회전이 자유롭도록 지지함과 동시에 이 유성회전체의 내륜둘레의 공전에 연동하여 회동하는 캐리어를 구성요소로서 구성되있으며, 그것들 구성요소중 제1구성요소가 엔진밸브에 연결되었고, 각 구성요소중 제2구성요소가 밸브캠에 연동, 연결되어, 각 구성요소중 제3구성요소에 전술한 작동기가 연결되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  3. 제1항에 있어서, 밸브캠은, 엔진밸브의 밸브폐쇄 자리잡기직전에 완충곡선을 그리는 리프트특을 얻을 수 있는 캠프로우필을 구비하여 작동기를 제어하는 제어수단이 엔진밸브의 밸브개방기간중 적어도 밸브폐쇄 자리잡기직전에 작동기에서 동력전달수단으로의 구동력 입력을 정지하도록 구성되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  4. 제2항에 있어서, 전술한 내륜이 엔진밸브의 연결되있고, 캐리어 및 외륜의 한편이 캠축의 회전에 상응한 회동작동을 가능으로 하여 이 캠축의 밸브캠에 연동, 연결되있으며, 캐리어 및 외륜의 다른편에 전술한 작동기가 연결되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  5. 제4항에 있어서, 상술한 캐리어가 밸브캠에 연동, 연결되있고 외륜에 작동기가 연결되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  6. 제2항에 있어서, 상술한 동력전달수단이 내륜인 태양기어와, 외륜인 링기어와 유성회전체인 유성기어를 회전이 자유롭도록 지지하는 캐리어등으로 된 유성기어식으로 구성되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  7. 제2항에 있어서, 상술한 내륜을 회동할 수 있도록 지지하는 지지축의 축선이 상술한 캠축의 축선에서 벗어난 위치에 이 캠축과 평행으로 배치되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  8. 제5항에 있어서, 상술한 캐리어에 밸브캠측으로 뻗은 로울러 지지아암이 일체로 설치되있고, 밸브캠에 구울림 접촉하는 로울러가 전술한 로울러 지지아암이 일체로 설치되었으며, 밸브캠에 구울림 접촉하는 로울러가 로울러 지지아암의 선단부에 축받이 되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  9. 제8항에 있어서, 전술한 캐리어가 유성회전체의 양측에 배치된 한쌍의 지지판과, 양 지지판 사이에 걸쳐서 설치되어 유성회전체를 회전이 자유롭도록 지지하는 축등으로 구성되어, 유성회전체의 축방향 전체길이 보다도 긴 로울러를 회전할 수 있도록 지지하는 로울러축의 양단이, 전술한 양 지지판에 일체로 설치된 한쌍의 로울러 지지아암에 고정되었으며, 양 로울러 지지아암의 내면 및 양 지지판의 내면사이에 외륜을 지지하는 단부가 형성되있음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  10. 제2항에 있어서, 전술한 동력전달수단의 구성요소중에서 제2구성요소가 캠축에 설치된 제1밸브캠에 연동, 연결되었으며, 전술한 캠축에 설치된 제2밸브캠에 종동하여 상기 내륜과 동일축선둘레에 회전운동할 수 있는 로커아암과, 제1 및 제2구성요소의 한편과의 사이에, 그 한편의 구성요소를 전술한 로커아암에 연결한 상태 및 그 연결을 해제하는 상태를 전환할 수 있는 연결전환수단이 설치되있고, 상기 작동기 및 연결전환수단의 작동을 제어하는 제어수단이, 전술한 작동기를 작동시킴과 동시에 전술한 연결전환수단을 연결해제상태로 하는 제1제어방식과, 작동기를 비작동상태로 함과 동시에 전술한 연결전환수단을 연결상태로 하는 제2제어방식등을 엔진의 운전상태에 따라서 전환하도록 구성되있음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  11. 제10항에 있어서, 연결전환수단이 유압에 따라서 연결 및 연결해제상태를 전환하도록 구성되있고, 전술한 제어수단은 제1제어방식에서 제2제어방식으로의 전환시에는, 연결전환수단의 연결작동이 종료한 다음에 전기식의 작동기를 비작동상태로 하는 신호를 출력하여, 제2제어방식에서 제1제어방식으로의 전환시에는 전술한 작동기를 작동상태로 하는 신호를 출력한 다음에 연결전환수단을 연결해제상태로 하는 신호를 출력하도록 구성되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  12. 제11항에 있어서, 전술한 제어수단이, 엔진의 저속운전영역에서 제2제어방식을 선택하여, 엔진의 고속운전영역에서 제1제어방식을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
  13. 제10항에 있어서, 전술한 제어수단이 엔진의 저속운전영역에서 제1제어방식을 선택하여, 엔진의 고속운전영역에서 제2제어방식을 선택하도록 구성되었음을 특징으로 하는 내연기관의 밸브장치.
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TW (1) TW368548B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9133737B2 (en) 2011-03-22 2015-09-15 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanically controllable valve drive and mechanically controllable valve drive arrangement

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6807929B2 (en) * 2002-05-14 2004-10-26 Caterpillar Inc Engine valve actuation system and method
US6928969B2 (en) * 2002-05-14 2005-08-16 Caterpillar Inc System and method for controlling engine operation
US7007643B2 (en) * 2002-12-30 2006-03-07 Caterpillar Inc. Engine valve actuation system
JP4158507B2 (ja) * 2002-12-05 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の弁駆動システム
DE102004050056A1 (de) * 2004-10-14 2006-04-27 Bayerische Motoren Werke Ag Maschinengehäuse für eine Brennkraftmaschine
JP4197028B2 (ja) * 2006-10-31 2008-12-17 三菱自動車工業株式会社 電動アクチュエータの配置構造
WO2016145562A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-22 GM Global Technology Operations LLC Increased duration intake camshaft with dwell at peak lift
JP6308176B2 (ja) * 2015-06-23 2018-04-11 株式会社Ｓｏｋｅｎ バルブタイミング調整装置
WO2022075652A1 (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 장순길 연속 가변 밸브 리프트 장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4414931A (en) * 1981-10-13 1983-11-15 Investment Rarities, Incorporated Variable valve operating mechanism for internal combustion engines
JPS5891317A (ja) * 1981-11-25 1983-05-31 Honda Motor Co Ltd 可変バルブタイミング機構
JPS5943911A (ja) * 1982-09-03 1984-03-12 Toyota Motor Corp 内燃機関用カム
JPS6011612A (ja) * 1983-06-29 1985-01-21 Atsugi Motor Parts Co Ltd 内燃機関における気筒数可変機構
JPS60164613A (ja) * 1984-02-07 1985-08-27 Suzuki Motor Co Ltd ４サイクルエンジンのバルブ開閉タイミング可変装置
GB2171454A (en) * 1985-02-26 1986-08-28 South Western Ind Res An adjustable valve actuator for an engine
JPH081125B2 (ja) * 1986-10-16 1996-01-10 マツダ株式会社 エンジンのバルブ駆動装置
US4793296A (en) * 1987-01-30 1988-12-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve operating mechanism for internal combustion engine
JPS63289208A (ja) * 1987-05-22 1988-11-25 Honda Motor Co Ltd エンジンのバルブ制御装置
JP2709737B2 (ja) * 1989-09-01 1998-02-04 株式会社いすゞセラミックス研究所 電磁力バルブ駆動装置
US5111781A (en) * 1990-03-14 1992-05-12 Suzuki Kabushiki Kaisha Valve actuating mechanism in four-stroke cycle engine
US5085181A (en) * 1990-06-18 1992-02-04 Feuling Engineering, Inc. Electro/hydraulic variable valve timing system
JPH0533840A (ja) 1991-07-29 1993-02-09 Canon Inc 遊星摩擦式変速装置
JP2588803B2 (ja) * 1991-08-29 1997-03-12 本田技研工業株式会社 内燃機関
JPH0579450A (ja) 1991-09-20 1993-03-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風 車
JPH05157149A (ja) 1991-12-02 1993-06-22 Shimpo Ind Co Ltd 遊星型摩擦伝動増減速機
JPH0634005A (ja) 1992-07-13 1994-02-08 Koyo Seiko Co Ltd 遊星ローラ式動力伝達装置
JP3025108B2 (ja) 1992-08-20 2000-03-27 三菱重工業株式会社 風車発電機用トラクションドライブ増速機
JPH07305613A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の動弁装置
US5529033A (en) * 1995-05-26 1996-06-25 Eaton Corporation Multiple rocker arm valve control system
GB9519865D0 (en) * 1995-09-29 1995-11-29 Univ Singapore Protein
DE29519593U1 (de) * 1995-12-11 1997-04-03 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Einrichtung zur Betätigung von Ventilen an einer Kolbenmaschine mit veränderbarem Ventilhub, insbesondere einer Kolbenbrennkraftmaschine
US6016779A (en) * 1996-09-02 2000-01-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve operating system in internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9133737B2 (en) 2011-03-22 2015-09-15 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanically controllable valve drive and mechanically controllable valve drive arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
CN1092281C (zh) 2002-10-09
EP0913557B1 (en) 2003-04-02
ES2196454T3 (es) 2003-12-16
EP1300550A2 (en) 2003-04-09
AU710716B2 (en) 1999-09-30
EP0913557A3 (en) 2000-05-03
EP1300550B1 (en) 2008-04-02
TW368548B (en) 1999-09-01
EP1916392A2 (en) 2008-04-30
EP0913557A2 (en) 1999-05-06
CA2252132C (en) 2001-08-21
DE69812839D1 (de) 2003-05-08
EP1916392A3 (en) 2008-09-10
DE69812839T2 (de) 2003-11-13
CN1215793A (zh) 1999-05-05
EP1300550A3 (en) 2003-06-25
DE69839327T2 (de) 2009-04-09
CA2252132A1 (en) 1999-04-29
US6138620A (en) 2000-10-31
AU8959098A (en) 1999-05-20
EP1916392B1 (en) 2012-09-19
KR100311588B1 (ko) 2002-06-22
ES2303842T3 (es) 2008-09-01
MY120554A (en) 2005-11-30
DE69839327D1 (de) 2008-05-15

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