KR20160126858A

KR20160126858A - 내연기관의 가변동 밸브 기구

Info

Publication number: KR20160126858A
Application number: KR1020160032744A
Authority: KR
Inventors: 고키 야마구치; 나오키 히라마츠; 다카유키 마에자코; 마사토시 스기우라; 시니치로 기쿠오카; 마사아키 다니; 모토히로 유게
Original assignee: 가부시키가이샤 오틱스; 도요타 지도샤 가부시키가이샤
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2016-11-02
Also published as: KR101671794B1; US20160312669A1; US9879577B2; JP6170089B2; CN106065795B; JP2016205261A; DE102016105329A1; CN106065795A

Abstract

[과제] 복수의 요동 부재(20)의 슬라이더 기어(41)를 컨트롤 샤프트(71)로 일제히 변위시킴으로써, 복수의 요동 부재(20)의 밸브 리프트량을 헬리컬 스플라인(H)의 맞물림으로 일제히 변경하는 가변동 밸브 기구에 있어서, 감통 운전할 수 있게 한다.
[해결 수단] 요동 부재(20)에는, 소정의 기통(6a)에 대하여 설치된 제 1 요동 부재(20a)와 그 이외의 기통(6b)에 대하여 설치된 제 2 요동 부재(20b)가 있고, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서는 헬리컬 스플라인(H)의 비틀림각이 상이하다. 그리고, 컨트롤 샤프트(71)를 소정의 통상 위치(P)로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재(20a) 및 제 2 요동 부재(20b) 모두 밸브(8)를 구동하는 통상 운전으로 하고, 컨트롤 샤프트(71)를 소정의 감통 위치(Q)로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재(20a)는 밸브(8)를 구동하고, 제 2 요동 부재(20b)는 밸브(8)를 구동하지 않는 감통 운전으로 한다.

Description

내연기관의 가변동 밸브 기구{VARIABLE VALVE MECHANISM OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 밸브를 구동함과 아울러, 그 구동 상태를 내연기관의 운전상황에 따라 변경하는 가변동 밸브 기구에 관한 것이다.

내연기관의 가변동 밸브 기구 중에는, 도 12에 도시하는 종래예(특허문헌 1)의 가변동 밸브 기구(90)가 있다. 그 가변동 밸브 기구(90)는 직선 방향으로 병설된 복수의 기통(氣筒)(6, 6··)의 밸브(8, 8··)를 구동하는 기구로서, 다음에 나타내는 요동 부재(91, 91··)를 이 직선 방향으로 나열하여 복수 구비하고 있다. 즉, 각 요동 부재(91)는 입력 부재(92) 및 출력 부재(93, 93)와, 그 각각과 헬리컬 스플라인(H)의 맞물림을 한 슬라이더 기어(94)를 구비하고, 입력 부재(92)가 캠(도시 생략)으로 구동되면 요동하여 출력 부재(93, 93)로 밸브(8, 8)를 구동한다.

또한 이 가변동 밸브 기구(90)는 다음에 나타내는 가변 장치(97)를 구비하고 있다. 즉, 그 가변 장치(97)는 상기 직선 방향(요동 부재(91, 91··)의 병설 방향)으로 연장되고, 복수의 슬라이더 기어(94, 94··)와 함께 이 직선 방향으로 변위하는 컨트롤 샤프트(98)를 구비하고 있다. 그 컨트롤 샤프트(98)를 이 직선 방향으로 변위시킴으로써 복수의 입력 부재(92, 92··) 및 출력 부재(93, 93··)에 대하여 복수의 슬라이더 기어(94, 94··)를 일제히 변위시키고, 각 헬리컬 스플라인(H, H··)의 맞물림으로 복수의 요동 부재(91, 91··)의 밸브 리프트량을 일제히 동일하게 변경한다.

일본 특개 2001-263015호 공보

그렇지만, 그 종래예에서는, 컨트롤 샤프트(98)로 복수의 슬라이더 기어(94, 94··)를 일제히 변위시킴으로써, 복수의 요동 부재(91, 91··)의 밸브 리프트량을 일제히 동일하게 변경하므로, 일부의 기통(6)에서만 밸브(8, 8)의 구동을 휴지(休止)하는 감통(減筒) 운전에 대응할 수는 없다.

그래서, 이 종류의 가변동 밸브 기구에서도, 감통 운전에 대응할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 내연기관의 가변동 밸브 기구는 입력 부재 및 출력 부재와, 그 각각과 헬리컬 스플라인의 맞물림을 한 슬라이더 기어를 구비하고, 입력 부재가 캠으로 구동되면 요동하여 출력 부재로 밸브를 구동하는 요동 부재를 직선 방향으로 나열하여 복수 구비하고, 상기 직선 방향으로 연장되고, 복수의 슬라이더 기어와 함께 이 직선 방향으로 변위하는 컨트롤 샤프트를 구비하고, 이 컨트롤 샤프트를 이 직선 방향으로 변위시킴으로써 복수의 입력 부재 및 출력 부재에 대해 복수의 슬라이더 기어를 일제히 변위시키고, 각 헬리컬 스플라인의 맞물림으로 복수의 요동 부재의 밸브 리프트량을 일제히 변경하는 가변 장치를 구비한 내연기관의 가변동 밸브 기구에 있어서, 요동 부재에는, 소정의 기통에 대해 설치된 제 1 요동 부재와 그 이외의 기통에 대해 설치된 제 2 요동 부재가 있고, 제 1 요동 부재와 제 2 요동 부재에서는 헬리컬 스플라인의 비틀림각이 상이하고, 가변 장치는 컨트롤 샤프트를 소정의 통상 위치로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재 및 제 2 요동 부재 모두 밸브를 구동하는 통상 운전으로 하고, 컨트롤 샤프트를 소정의 감통 위치로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재는 밸브를 구동하고, 제 2 요동 부재는 밸브를 구동하지 않는 감통 운전으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제 1 요동 부재와 제 2 요동 부재에서 헬리컬 스플라인의 비틀림각이 상이하므로, 컨트롤 샤프트를 변위시킴으로써 통상 운전으로부터 감통 운전으로 전환할 수 있다. 그 때문에 감통 운전에 대응할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 가변동 밸브 기구를 도시하는 전체 사시도이다.
도 2는 실시예 1의 가변동 밸브 기구의 제 1 요동 부재를 도시하는 사시도이다.
도 3은 실시예 1의 가변동 밸브 기구의 제 2 요동 부재를 도시하는 사시도이다.
도 4는 실시예 1의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치에 배치했을 때를 도시하는 평면 단면도이다.
도 5는 실시예 1의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치에 배치했을 때의 밸브 리프트 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 2의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치에 배치했을 때를 나타내는 평면 단면도이다.
도 7은 실시예 2의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치에 배치했을 때의 밸브 리프트 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 3의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치의 제 1 위치에 배치했을 때, c는 감통 위치의 제 2 위치에 배치했을 때를 나타내는 평면 단면도이다.
도 9는 실시예 3의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치의 제 1 위치에 배치했을 때, c는 감통 위치의 제 2 위치에 배치했을 때의 밸브 리프트 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 4의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치의 제 1 위치에 배치했을 때, c는 감통 위치의 제 2 위치에 배치했을 때를 도시하는 평면 단면도이다.
도 11은 실시예 4의 가변동 밸브 기구의 컨트롤 샤프트를, a는 통상 위치에 배치했을 때, b는 감통 위치의 제 1 위치에 배치했을 때, c는 감통 위치의 제 2 위치에 배치했을 때의 밸브 리프트 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 12는 종래예의 가변동 밸브 기구를 도시하는 전체 사시도이다.

제 1 요동 부재는 다음의 1, 2의 어느 태양이어도 된다.

[1] 제 1 요동 부재의 헬리컬 스플라인은, 컨트롤 샤프트를 통상 위치로부터 감통 위치로 변위시키면, 이 제 1 요동 부재의 밸브 리프트량이 감소하는 비틀림각으로 형성된 태양.

[2] 제 1 요동 부재의 헬리컬 스플라인은, 컨트롤 샤프트를 통상 위치로부터 감통 위치로 변위시키면, 이 제 1 요동 부재의 밸브 리프트량이 증가하는 비틀림각으로 형성된 태양.

즉, 통상 운전으로부터 감통 운전으로 전환했을 때에 제 1 요동 부재의 밸브 리프트량을 감소시키는 편이 이점이 큰 특성의 내연기관에 대해서는, 1의 태양을 채용하고, 증가시키는 편이 이점이 큰 특성의 내연기관에 대해서는, 2의 태양을 채용함으로써, 제 1 요동 부재의 밸브 리프트량을 변경하지 않고 단지 제 2 요동 부재의 밸브 구동을 휴지하는 경우보다도, 내연기관의 특성을 유리하게 끌어낼 수 있다.

가변 장치는 컨트롤 샤프트를 통상 위치로부터 감통 위치로, 및 감통 위치로부터 통상 위치로 변위시키는 것뿐이어도 되지만, 그것에 더하여, 컨트롤 샤프트를 다음과 같이 변위시키는 태양이어도 된다. 즉, 가변 장치는, 컨트롤 샤프트를 감통 위치 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재의 밸브 리프트량을 증감시키는 태양이다. 이 경우에는, 감통 운전 중에, 필요에 따라 밸브 리프트량을 증감시킬 수 있다.

(실시예 1)

도 1∼도 5에 도시하는 실시예 1의 가변동 밸브 기구(1)는 직선 방향으로 병설된 복수의 기통(6, 6··)의 밸브(8, 8··)를 구동하는 기구이다. 또한, 이하에서는, 상기 「직선 방향」을 「스러스트 방향」이라고 하고, 스러스트 방향에 직교하는 직선의 길이방향의 일방을 「전」이라고 하고, 타방을 「후」라고 한다.

가변동 밸브 기구(1)는 다음에 나타내는 요동 부재(20, 20··)를 스러스트 방향으로 나열하여 복수 구비하고 있다. 그리고, 각 요동 부재(20)는 입력 부재(21) 및 출력 부재(31, 31)와, 그 각각과 헬리컬 스플라인(H)의 맞물림을 한 슬라이더 기어(41)를 구비하고, 입력 부재(21)가 캠(10)으로 구동되면 요동하여 출력 부재(31)로 밸브(8, 8)를 구동한다.

또한 이 가변동 밸브 기구(1)는 다음에 나타내는 가변 장치(70)를 구비하고 있다. 그 가변 장치(70)는 스러스트 방향으로 연장되고, 복수의 슬라이더 기어(41, 41··)와 함께 스러스트 방향으로 변위하는 컨트롤 샤프트(71)를 구비하고 있다. 그 컨트롤 샤프트(71)를 스러스트 방향으로 변위시킴으로써 복수의 입력 부재(21, 21··) 및 출력 부재(31, 31··)에 대하여 복수의 슬라이더 기어(41, 41··)를 일제히 변위시키고, 각 헬리컬 스플라인(H, H··)의 맞물림으로 복수의 요동 부재(20, 20··)의 밸브 리프트량을 일제히 변경한다.

그 요동 부재(20)에는, 상기 복수의 기통(6, 6··) 중 일부의 소정의 기통(이하 「비휴지용 기통(6a, 6a)」이라고 한다.)에 대하여 설치된 제 1 요동 부재(20a, 20a)와, 그 이외의 기통(이하 「휴지용 기통(6b, 6b)」이라고 한다.)에 대하여 설치된 제 2 요동 부재(20b, 20b)가 있고, 제 1 요동 부재(20a, 20a)와 제 2 요동 부재(20b, 20b)에서는 헬리컬 스플라인(H(Ha, Hb))의 비틀림각이 상이하다.

그리고, 가변 장치(70)는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 컨트롤 샤프트(71)를 스러스트 방향의 일방측에 있는 소정의 통상 위치(P)로 변위시킴으로써, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a, 20a) 및 제 2 요동 부재(20b, 20b) 모두 밸브(8, 8··)를 구동하는 통상 운전으로 하고, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 컨트롤 샤프트(71)를, 스러스트 방향의 타방측에 있는 소정의 감통 위치(Q)로 변위시킴으로써, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a, 20a)는 밸브(8, 8··)를 구동하고, 제 2 요동 부재(20b, 20b)는 밸브(8, 8··)를 구동하지 않는 감통 운전으로 한다.

상세하게는, 이 가변동 밸브 기구는, 다음에 나타내는, 캠(10, 10··)과, 요동 부재(20, 20··)와, 로커 암(50, 50··)과, 로스트 모션 기구(60, 60··)와, 가변 장치(70)를 포함하여 구성되어 있다.

[캠(10)]

캠(10, 10··)은 스러스트 방향으로 연장되는 캠 샤프트(18)에 기통(6, 6··)마다 1개씩 설치되어 있다. 그 캠 샤프트(18)는 내연기관의 회전에 따라 회전하고, 그것과 함께 캠(10, 10··)도 회전한다. 그리고, 각 캠(10)은 단면 형상이 원형의 베이스원(11)과, 베이스원(11)으로부터 돌출한 노즈(12)를 포함하여 구성되어 있다.

[요동 부재(20)]

요동 부재(20, 20··)는 각 기통(6, 6··)마다 1개씩 설치되어 있고, 그 모두가 스러스트 방향으로 연장되는 1개의 지지 샤프트(48)에 축지지되어 있다. 그 지지 샤프트(48)는 내연기관의 실린더 헤드에 스러스트 방향으로 나열되어 돌출설치된 복수의 입벽부(7, 7··)를 관통하여 연장되는 파이프 형상의 샤프트이며, 그 지지 샤프트(48)에 있어서의 각 2개의 입벽부(7, 7) 사이에 위치하는 부분에, 요동 부재(20)가 1개씩 축지지되어 있다. 그리고, 그 지지 샤프트(48)의 각 요동 부재(20, 20··)를 축지지한 부분에는, 스러스트 방향으로 연장되는 삽입통과 구멍(49, 49··)이 뚫어 설치되어 있다.

각 요동 부재(20)는 1개의 입력 부재(21)와, 그 스러스트 방향의 양측에 1개씩 설치된 2개의 출력 부재(31, 31)와, 입력 부재(21) 및 출력 부재(31, 31)의 내측에 삽입된 1개의 슬라이더 기어(41)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 스러스트 방향의 일방측의 출력 부재(31)의 이 일방측의 끝면과, 스러스트 방향의 타방측의 출력 부재(31)의 이 타방측의 끝면이 각각 스러스트 방향 양측의 입벽부(7, 7)에 직접 또는 심(도시 생략)을 통하여 맞닿음으로써 입력 부재(21)와 출력 부재(31, 31)의 스러스트 방향의 변위가 규제되어 있다.

각 입력 부재(21)는 통 형상의 형상을 한 통형상부(22)와, 그 통형상부(22)의 스러스트 방향으로 간격을 둔 2개소로부터 전방으로 돌출한 한 쌍의 암(23, 23)과, 통형상부(22)로부터 후방으로 돌출한 돌기(26)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 암(23, 23)의 전단부 사이에, 캠(10)에 맞닿는 롤러(24)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 각 입력 부재(21)의 통형상부(22)의 내주면에는, 일방향(스러스트 방향의 일방으로 진행함에 따라 둘레 방향의 일방으로 진행하는 방향)으로 비틀어진 헬리컬 스플라인(h1)이 설치되어 있다. 그리고, 그 헬리컬 스플라인(h1)의 비틀림각의 크기는 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서 상이하고, 제 1 요동 부재(20a)의 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)의 비틀림각보다도, 제 2 요동 부재(20b)의 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)의 비틀림각쪽이 크게 되어 있다.

각 출력 부재(31)는 통 형상의 형상을 한 통형부(32)와, 그 통형부(32)로부터 전방으로 돌출한 노즈(35)를 포함하여 구성되고, 그 통형부(32)와 노즈(35)의 하면에 밸브(8)를 리프트 하기 위한 누름면을 구비하고 있다.

그리고, 각 출력 부재(31)의 통형부(32)의 내주면에는, 상기 일방향과는 반대의 타방향(스러스트 방향의 일방으로 진행함에 따라 둘레 방향의 타방으로 진행하는 방향)으로 비틀어진 헬리컬 스플라인(h4)이 설치되어 있다. 그리고, 그 헬리컬 스플라인(h4)의 비틀림각은, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서 상이하고, 제 1 요동 부재(20a)의 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)의 비틀림각보다도, 제 2 요동 부재(20b)의 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)의 비틀림각쪽이 크게 되어 있다.

각 슬라이더 기어(41)는, 통 형상의 형상을 하고 있고, 그 일부에는, 둘레 방향으로 연장되는 걸어맞춤 구멍(42)이 뚫어 설치되어 있다. 그리고, 각 슬라이더 기어(41)의 외주면에는, 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)과 맞물리는 입력측 헬리컬 스플라인(h2)과, 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)과 맞물리는 출력측 헬리컬 스플라인(h3, h3)이 설치되어 있다.

따라서, 입력측 헬리컬 스플라인(h2)은 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)과 마찬가지로 상기 일방향으로 비틀어져 있고, 그 비틀림각의 크기도 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)과 마찬가지로 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서 상이하다. 또한 출력측 헬리컬 스플라인(h3, h3)은 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)과 마찬가지로 상기 타방향으로 비틀어져 있고, 그 비틀림각의 크기도 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)과 마찬가지로 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서 상이하다.

그리고, 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)과, 슬라이더 기어(41)의 입력측 헬리컬 스플라인(h2) 및 출력측 헬리컬 스플라인(h3, h3)과, 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)에서, 요동 부재(20)의 헬리컬 스플라인(H)을 구성하고 있다. 또한, 이하에서는, 제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인 「H」를 「Ha」라고 하고, 제 2 요동 부재(20b)의 헬리컬 스플라인 「H」를 「Hb」라고 한다.

그리고, 제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(Ha)과 제 2 요동 부재(20b)의 헬리컬 스플라인(Hb)의 비틀림각의 차이는 다음과 같이 기능한다. 즉, 컨트롤 샤프트(71)를, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 일방에 있는 소정의 통상 위치(P)로 변위시켰을 때는, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)의 밸브 리프트 곡선이 일치한다. 그리고, 컨트롤 샤프트(71)를, 그 통상 위치(P)로부터, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 타방에 있는 소정의 감통 위치(Q)로 변위시켰을 때는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 변위에 따라 상대적으로 완만하게 감소하고, 제 2 요동 부재(20b)의 밸브 리프트량이 변위에 따라 상대적으로 급격하게 감소하여 0이 된다.

[로커 암(50)]

로커 암(50, 50··)은 각 출력 부재(31, 31··)와 밸브(8, 8··) 사이에 1개씩 개재되어 있다. 그리고, 각 로커 암(50)은 후단부가 래시 어저스터(51)에 의해 지지되고, 길이 방향 중간부에 롤러(53)를 회전 가능하게 지지하고, 전단부가 밸브(8)에 맞닿아 있다. 그리고, 그 롤러(53)가 출력 부재(31)의 통형부(32) 및 노즈(35)의 누름면에 맞닿아 있다.

[로스트 모션 기구(60)]

로스트 모션 기구(60)는 요동 부재(20)를 귀환 방향(밸브(8)를 리프트하는 측과는 반대측의 방향)으로 탄성 가압하기 위한 기구이다. 이 로스트 모션 기구(60)는 하방으로 개구한 통 형상의 보디(61)와, 상부가 보디(61)에 삽입되고 하면이 입력 부재(21)의 돌기(26)에 맞닿은 리프터(62)와, 보디(61)와 리프터(62) 사이에 개재된 스프링(63)을 포함하여 구성되어 있다.

[가변 장치(70)]

가변 장치(70)는 컨트롤 샤프트(71)와, 변위 장치(도시 생략)를 포함하여 구성되어 있다.

컨트롤 샤프트(71)는 파이프 형상의 지지 샤프트(48)의 내부에 삽입되어 있고, 직경 방향으로 돌출한 걸어맞춤핀(72, 72··)이 요동 부재(20, 20··)마다 부착되어 있다. 그 걸어맞춤핀(72, 72··)은 지지 샤프트(48)의 각 삽입통과 구멍(49, 49··)을 삽입통과하여, 슬라이더 기어(41)의 각 걸어맞춤 구멍(42, 42··)에 걸어맞추어져 있다. 이것에 의해, 컨트롤 샤프트(71)에, 모든 슬라이더 기어(41, 41··)가 스러스트 방향으로는 함께 변위하고, 또한, 둘레 방향으로는 상대회동할 수 있도록 걸어맞추어져 있다.

변위 장치(도시 생략)는 컨트롤 샤프트(71)를 스러스트 방향으로 변위시키기 위한 장치이다. 이 변위 장치는, 예를 들면, 컨트롤 샤프트(71)를 스러스트 방향으로 전자력으로 변위시키는 전자식의 변위 장치이어도 되고, 유압으로 변위시키는 유압식의 변위 장치이어도 되고, 공기의 압력으로 변위시키는 공기 압력식의 변위 장치이어도 된다. 이 변위 장치는, 컨트롤 샤프트(71)를, 도 4a 및 도 5a에 도시하는 통상 위치(P)와, 도 4b 및 도 5b에 도시하는 감통 위치(Q)의 2단계로만 변위시킨다.

또한, 그 2단계 사이의 중간 위치에서, 컨트롤 샤프트(71)를 멈추는 것도 구조적으로는 가능하지만, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)가 상이한 밸브 리프트 곡선으로 밸브(8, 8··)를 구동하는 것은 그다지 바람직하지 않으므로, 중간 위치는 가능한 한 빨리 통과시킨다. 따라서, 중간 위치에서 적극적으로 멈추는 것은 행하지 않는다.

실시예 1에 의하면, 다음 A, B의 효과를 얻을 수 있다.

[A] 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서 헬리컬 스플라인(H(Ha, Hb))의 비틀림각이 상이하므로, 컨트롤 샤프트(71)를 상기 통상 위치(P)로 변위시킴으로써, 상기 통상 운전으로 할 수 있고, 컨트롤 샤프트(71)를 상기 감통 위치(Q)로 변위시킴으로써, 상기 감통 운전으로 할 수 있다. 그 때문에 필요에 따라 통상 운전과 감통 운전에서 전환을 행할 수 있어, 연비의 향상으로 이어진다.

[B] 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)로부터 감통 위치(Q)로 변위시켰을 때는 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 감소하므로, 통상 운전으로부터 감통 운전으로 전환했을 때에 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 감소시키는 편이 이점이 큰 특성의 내연기관에 대하여, 본 실시예 1의 가변동 밸브 기구(1)를 채용함으로써 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 변경하지 않고 단지 제 2 요동 부재(20b, 20b)의 밸브 구동을 휴지하는 경우(단지 감통하는 경우)보다도, 내연기관의 특성을 유리하게 끌어낼 수 있다.

(실시예 2)

도 6, 도 7에 도시하는 실시예 2의 가변동 밸브 기구(2)의 구조는, 실시예 1의 가변동 밸브 기구(1)의 구조와 비교하여, 제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(Ha)의 비틀림각이 반대인 점에서 상위하고, 그 밖의 점에서 동일하다.

즉, 제 1 요동 부재(20a)의 입력 부재(21)의 헬리컬 스플라인(h1)과 슬라이더 기어(41)의 입력측 헬리컬 스플라인(h2)은, 실시예 1의 그것과는 반대로, 상기 타방향으로 비틀어져 있다. 또한 제 1 요동 부재(20a)의 슬라이더 기어(41)의 출력측 헬리컬 스플라인(h3, h3)과 출력 부재(31, 31)의 헬리컬 스플라인(h4, h4)은, 실시예 1의 그것과는 반대로, 상기 일방향으로 비틀어져 있다.

그리고, 제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(Ha)과 제 2 요동 부재(20b)의 헬리컬 스플라인(Hb)의 비틀림각의 차이는 다음과 같이 기능한다. 즉, 컨트롤 샤프트(71)를, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 일방측에 있는 소정의 통상 위치(P)로 변위시켰을 때는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)의 밸브 리프트 곡선이 일치한다. 그리고, 컨트롤 샤프트(71)를, 그 통상 위치(P)로부터, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 타방측에 있는 소정의 감통 위치(Q)로 변위시켰을 때는, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 상대적으로 완만하게 증가하고, 제 2 요동 부재(20b)의 밸브 리프트량이 상대적으로 급격하게 감소하여 0이 된다.

본 실시예 2에 의하면, 실시예 1에 기재된 A의 효과에 더하여, 다음 B'의 효과를 얻을 수 있다.

[B'] 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)로부터 감통 위치(Q)로 변위시켰을 때는, 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 증가하므로, 통상 운전으로부터 감통 운전으로 전환했을 때에 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 증가시키는 편이 이점이 큰 특성의 내연기관에 대하여, 본 실시예 2의 가변동 밸브 기구(2)를 채용함으로써, 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 변경하지 않고 단지 제 2 요동 부재(20b, 20b)의 밸브 구동을 휴지하는 경우(단지 감통하는 경우)보다도, 내연기관의 특성을 유리하게 끌어낼 수 있다.

(실시예 3)

도 8, 도 9에 도시하는 실시예 3의 가변동 밸브 기구(3)는, 실시예 1과 비교하여, 가변 장치(70)는, 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q)의 2단계로 변위시킬뿐만 아니라, 게다가, 컨트롤 샤프트(71)를 감통 위치(Q) 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 연속적으로 또는 다단계적으로 증감시키는 점에서 상위하고, 그 밖의 점에서 동일하다.

구체적으로는, 제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(Ha)과 제 2 요동 부재(20b)의 헬리컬 스플라인(Hb)의 비틀림각의 차이는, 다음과 같이 기능한다. 즉, 도 8b, c에 도시하는 감통 위치(Q) 내에서 컨트롤 샤프트(71)를, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 일방측(통상 위치(P)측)에 있는 소정의 제 1 위치(Q1)로 변위시킬 때는, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량이 증가한다. 그리고, 이 때, 제 2 요동 부재(20b, 20b)의 밸브 리프트량은 0인채로이다. 그리고, 도 8b, c에 도시하는 감통 위치(Q) 내에서 컨트롤 샤프트(71)를, 도 8c에 도시하는 바와 같이, 스러스트 방향의 타방측(통상 위치(P)측의 반대측)에 있는 소정의 제 2 위치(Q2)로 변위시켰을 때는, 도 9c에 도시하는 바와 같이, 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량이 감소한다. 그리고, 이때도, 제 2 요동 부재(20b, 20b)의 밸브 리프트량은 0인채로이다.

또한, 이와 같이 감통 운전시에는, 제 2 요동 부재(20b, 20b)가 밸브(8, 8··)를 구동하지는 않고, 따라서, 제 1 요동 부재(20a, 20a)와 제 2 요동 부재(20b, 20b)가 상이한 리프트 곡선으로 밸브(8, 8··)를 구동할 염려는 없으므로, 컨트롤 샤프트(71)는, 상기 제 1 위치(Q1) 및 제 2 위치(Q2)에 한정되지 않고, 감통 위치(Q) 내의 임의의 위치에서 멈출 수 있다. 따라서, 감통 운전시에는, 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 연속적으로 또는 다단계적으로 증감시킬 수 있다.

본 실시예 3에 의하면, 실시예 1에 기재된 A, B의 효과와 아울러, 다음 C의 효과를 얻을 수 있다.

[C] 감통 운전시에는, 필요에 따라 밸브 리프트량을 연속적으로 또는 다단계적으로 증감시킬 수 있으므로, 더욱 연비 향상으로 이어진다.

(실시예 4)

도 10, 도 11에 도시하는 실시예 4의 가변동 밸브 기구(4)는, 실시예 2와 비교하여, 가변 장치(70)는 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q)의 2단계로 변위시킬뿐만 아니라, 게다가, 컨트롤 샤프트(71)를 감통 위치(Q) 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a, 20a)의 밸브 리프트량을 연속적으로 또는 다단계적으로 증감시키는 점에서 상위하고, 그 밖의 점에서 상이하다.

구체적으로는, 본 실시예 4의 설명은, 실시예 3의 설명과 비교하여, 「도 8」을 「도 10」으로 대체하고, 「도 9」를 「도 11」로 대체하고, 「실시예 3」을 「실시예 4」로 대체하고, 「가변동 밸브 기구(3)」를 「가변동 밸브 기구(4)」로 대체하고, 「실시예 1」을 「실시예 2」로 대체하고, 「증가한다」를 「감소한다」로 대체하고, 「감소한다」를 「증가한다」로 대체하고, 「B」을 「B'」으로 대체한 것과 동일하다.

또한, 본 발명은 상기 실시예 1∼4의 구성에 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 적당히 변경하여 구체화할 수도 있고, 예를 들면, 다음 변경예와 같이 변경해도 된다.

[변경예 1]

도 1에서는, 4기통 중 양단의 2기통에 대하여 제 1 요동 부재(20a)를 설치하고, 그 이외의 기통에 대하여 제 2 요동 부재(20b)를 설치하고 있지만, 임의 수의 기통 중 임의의 기통(예를 들면, 3기통 중 소정의 1기통, 5기통 중 소정의 3기통, 6기통 중 소정의 2기통 등)에 대하여 제 1 요동 부재(20a)를 설치하고, 그 이외의 기통에 대하여 제 2 요동 부재(20b)를 설치하도록 해도 된다. 따라서, 비휴지용 기통(6a)과 휴지용 기통(6b)은 자유롭게 선택할 수 있다.

[변경예 2]

실시예 1∼4에서는, 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이의 중간 위치에서 적극적으로 멈추는 것은 행하지 않지만, 이 중간 위치에서 고정시키는 이점이 있는 경우 등에는, 이 중간 위치에서 적극적으로 멈추도록 해도 된다.

[변경예 3]

실시예 1∼4에서는, 걸어맞춤 구멍(42)은 슬라이더 기어(41)에 뚫어 설치된 관통구멍이지만, 슬라이더 기어(41)의 내주면에 오목 설치되어 둘레 방향으로 연장되는 홈으로 변경해도 된다.

1 가변동 밸브 기구(실시예 1)
2 가변동 밸브 기구(실시예 2)
3 가변동 밸브 기구(실시예 3)
4 가변동 밸브 기구(실시예 4)
6 기통
6a 비휴지용 기통(소정의 기통)
6b 휴지용 기통(그 이외의 기통)
8 밸브
10 캠
20 요동 부재
20a 제 1 요동 부재
20b 제 2 요동 부재
21 입력 부재
31 출력 부재
41 슬라이더 기어
70 가변 장치
71 컨트롤 샤프트
H 헬리컬 스플라인
Ha 제 1 요동 부재의 헬리컬 스플라인
Hb 제 2 요동 부재의 헬리컬 스플라인
P 통상 위치
Q 감통 위치

Claims

입력 부재(21) 및 출력 부재(31)와, 그 각각과 헬리컬 스플라인(H)의 맞물림을 한 슬라이더 기어(41)를 구비하고, 입력 부재(21)가 캠(10)으로 구동되면 요동하여 출력 부재(31)로 밸브(8)를 구동하는 요동 부재(20)를 직선 방향으로 나열하여 복수 구비하고,
상기 직선 방향으로 연장되고, 복수의 슬라이더 기어(41)와 함께 이 직선 방향으로 변위하는 컨트롤 샤프트(71)를 구비하고, 이 컨트롤 샤프트(71)를 이 직선 방향으로 변위시킴으로써 복수의 입력 부재(21) 및 출력 부재(31)에 대하여 복수의 슬라이더 기어(41)를 일제히 변위시키고, 각 헬리컬 스플라인(H)의 맞물림으로 복수의 요동 부재(20)의 밸브 리프트량을 일제히 변경하는 가변 장치(70)를 구비한 내연기관의 가변동 밸브 기구에 있어서,
요동 부재(20)에는, 복수의 기통(6, 6··) 중 소정의 기통(6a)에 대해 설치된 제 1 요동 부재(20a)와 그 이외의 기통(6b)에 대해 설치된 제 2 요동 부재(20b)가 있고, 제 1 요동 부재(20a)와 제 2 요동 부재(20b)에서는 헬리컬 스플라인(H)의 비틀림각이 상이하고,
가변 장치(70)는 컨트롤 샤프트(71)를 소정의 통상 위치(P)로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재(20a) 및 제 2 요동 부재(20b) 모두 밸브(8)를 구동하는 통상 운전으로 하고, 컨트롤 샤프트(71)를 소정의 감통 위치(Q)로 변위시킴으로써, 제 1 요동 부재(20a)는 밸브(8)를 구동하고, 제 2 요동 부재(20b)는 밸브(8)를 구동하지 않는 감통 운전으로 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 1 항에 있어서,
제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(H)은, 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)로부터 감통 위치(Q)로 변위시키면, 이 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 감소하는 비틀림각으로 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 1 항에 있어서,
제 1 요동 부재(20a)의 헬리컬 스플라인(H)은, 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)로부터 감통 위치(Q)로 변위시키면, 이 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량이 증가하는 비틀림각으로 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 1 항에 있어서,
가변 장치(70)는, 컨트롤 샤프트(71)를 감통 위치(Q) 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 2 항에 있어서,
가변 장치(70)는, 컨트롤 샤프트(71)를 감통 위치(Q) 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 3 항에 있어서,
가변 장치(70)는, 컨트롤 샤프트(71)를 감통 위치(Q) 내에서 변위시킴으로써, 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 가변동 밸브 기구.
제 1 항에 있어서,
가변 장치(70)는 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키지 않는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.
제 2 항에 있어서,
가변 장치(70)는 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키지 않는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.
제 3 항에 있어서,
가변 장치(70)는 감통 운전을 유지한 채 제 1 요동 부재(20a)의 밸브 리프트량을 증감시키지 않는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.
제 1 항에 있어서,
가변 장치(70)는, 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이의 중간 위치에서 멈추지 않고, 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이에서 변위시키는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.
제 2 항에 있어서,
가변 장치(70)는 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이의 중간 위치에서 멈추지 않고, 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이에서 변위시키는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.
제 3 항에 있어서,
가변 장치(70)는 컨트롤 샤프트(71)를 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이의 중간 위치에서 멈추지 않고, 통상 위치(P)와 감통 위치(Q) 사이에서 변위시키는 것을 특징으로 하는 가변동 밸브 기구.