(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに装着されるカム軸と、
前記カム軸に装着され、ホイールキーが形成され、各シリンダに対応して具備される複数個のホイールと、
カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が変更でき、前記各シリンダに対応して具備される複数個のカム部と、
前記ホイールキー及び前記カムキーと連結される複数個のインナーブラケットと、
それぞれの前記インナーブラケットが回転可能に挿入され、エンジンの上下方向に沿って移動可能に具備される複数個のスライダーハウジングと、
前記複数個のスライダーハウジングを連結するガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトの位置を移動させて、前記インナーブラケットの回転中心位置を調節する制御部と、
前記ホイールキーがスライド可能に挿入されるホイールキースロットが形成された第１ピンと、
前記カムキーがスライド可能に挿入されるカムキースロットが形成された第２ピンと、を含み、
前記インナーブラケットには前記第１ピン及び前記第２ピンがそれぞれ挿入される第１、第２スライディングピンホールが形成されることを特徴とする連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項２】
前記第１、第２ピンはそれぞれ円柱形状に形成され、
前記第１、第２スライディングピンホールは、前記第１、第２ピンが挿入されて回転可能に形成されることを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項３】
前記第１、第２ピンのホイールキースロットとカムキースロットは、その形成方向が反対であることを特徴とする請求項２に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項４】
前記第１、第２スライディングピンホールは、前記ホイールキーと前記カムキーの移動が干渉を受けないようにその一部が開放（ｏｐｅｎ）されることを特徴とする請求項３に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項５】
前記スライダーハウジングと前記インナーブラケットとの間にはベアリングが装着されることを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項６】
前記シリンダヘッドに装着されるヘッドカバーをさらに含み、
前記ヘッドカバーには前記スライダーハウジングの移動を案内する案内面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ガイドシャフトに連結される制御軸と、
前記ヘッドカバーに装着される制御モータと、
前記制御モータによって回転し、前記制御軸と噛み合う制御ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項８】
前記ヘッドカバーに装着されて前記ガイドシャフトの移動を感知する感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項９】
前記ホイールは、前記カム軸と連結ピンにより連結されることを特徴とする請求項１に記載の連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項１０】
シリンダヘッドに装着されるカム軸と、
前記カム軸に装着され、ホイールキーが形成され、各シリンダに対応して具備される複数個のホイールと、
カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変され、前記各シリンダに対応して具備される複数個のカム部と、
前記ホイールキー及び前記カムキーと連結される第１、第２スライディングピンホールが形成される複数個のインナーブラケットと、
前記インナーブラケットが回転可能に挿入され、エンジンの上下方向に沿って移動可能に具備される複数個のスライダーハウジングと、
前記複数個のスライダーハウジングを連結するガイドシャフトと、
前記ホイールキーがスライド可能に挿入されるホイールキースロットが形成され、前記第１スライディングピンホールに回転可能に挿入される第１ピンと、
前記カムキーがスライド可能に挿入されるカムキースロットが前記第１ピンのホイールキースロットと反対方向に形成され、前記第２スライディングピンホールに回転可能に挿入される第２ピンと、
前記スライダーハウジングの位置を移動させて、前記インナーブラケットの回転中心位置を調節する制御部と、
を含むことを特徴とするエンジン。
【請求項１１】
前記第１、第２スライディングピンホールは、前記ホイールキーと前記カムキーの移動が干渉を受けないようにその一部が開放されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
前記スライダーハウジングと前記インナーブラケットとの間にはベアリングが装着されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１３】
前記シリンダヘッドに装着されるヘッドカバーをさらに含み、
前記ヘッドカバーには前記スライダーハウジングの移動を案内する案内面が形成されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記ガイドシャフトに連結される制御軸と、
前記ヘッドカバーに装着される制御モータと、
前記制御モータによって回転し、前記制御軸と噛み合う制御ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。
【請求項１５】
前記ヘッドカバーに装着されて前記ガイドシャフトの移動を感知する感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。
【請求項１６】
前記ホイールは、前記カム軸と連結ピンにより連結されることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続可変バルブデュレーション装置及びこれを含むエンジンに係り、より詳しくは、簡単な構成でバルブの開放時間（ｏｐｅｎｉｎｇ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）をエンジンの動作状態によって可変させることができる連続可変バルブデュレーション装置及びこれを含むエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料と空気を取り込んでこれを燃焼することで動力を得る。空気を吸入する時には、カム軸（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動により吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ  ｖａｌｖｅｓ）を作動させ、吸気バルブが開いている間に空気が燃焼室に吸入される。また、カム軸の駆動により排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ  ｖａｌｖｅ）を作動させ、排気バルブが開いている間に空気が燃焼室から排出される。
しかし、最適の吸気バルブ／排気バルブ動作は、エンジンの回転速度によって変わる。つまり、エンジンの回転速度によって適切なリフト（ｌｉｆｔ）またはバルブオープニング／クロージングタイムが異なる。このように、エンジンの回転速度によって適切なバルブ動作を具現するために、バルブを駆動させるカムの形状を複数個に設計するか、またはバルブがエンジンの回転数によって異なるリフト（ｌｉｆｔ）で動作するように具現する連続可変バルブリフト（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｖａｌｖｅ  ｌｉｆｔ；ＣＶＶＬ）装置が研究されている。
また、バルブの開放時間を調節するものとして、ＣＶＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）技術が開発されてきたが、これは、バルブデュレーションが固定された状態でバルブ開閉時点が同時に変更される技術である。
しかし、従来のＣＶＶＬまたはＣＶＶＴは、構成が複雑で、高コストの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、エンジンの作動状態によってバルブリフトのデュレーションを調節することができる連続可変バルブデュレーション装置及びこれを含むエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の連続可変バルブデュレーション装置は、シリンダヘッドに装着されるカム軸と、前記カム軸に装着され、ホイールキーが形成され、各シリンダに対応して具備される複数個のホイールと、カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が変更でき、前記各シリンダに対応して具備される複数個のカム部と、前記ホイールキー及び前記カムキーと連結される複数個のインナーブラケットと、それぞれの前記インナーブラケットが回転可能に挿入され、エンジンの上下方向に沿って移動可能に具備される複数個のスライダーハウジングと、前記複数個のスライダーハウジングを連結するガイドシャフトと、前記ガイドシャフトの位置を移動させて、前記インナーブラケットの回転中心位置を調節する制御部と、前記ホイールキーがスライド可能に挿入されるホイールキースロットが形成された第１ピンと、前記カムキーがスライド可能に挿入されるカムキースロットが形成された第２ピンと、を含み、前記インナーブラケットには前記第１ピン及び前記第２ピンがそれぞれ挿入される第１、第２スライディングピンホールが形成されることを特徴とする。
【０００７】
前記第１、第２ピンはそれぞれ円柱形状に形成され、前記第１、第２スライディングピンホールは、前記第１、第２ピンが挿入されて回転可能に形成されることを特徴とする。
【０００８】
前記第１、第２ピンのホイールキースロットとカムキースロットは、その形成方向が反対になることを特徴とする。
【０００９】
前記第１、第２スライディングピンホールは、前記ホイールキーと前記カムキーの移動が干渉を受けないようにその一部が開放（ｏｐｅｎ）されることを特徴とする。
【００１０】
前記スライダーハウジングと前記インナーブラケットとの間にはベアリングが装着されることを特徴とする。
【００１１】
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記シリンダヘッドに装着されるヘッドカバーをさらに含み、前記ヘッドカバーには前記スライダーハウジングの移動を案内する案内面が形成されることを特徴とする。
【００１２】
前記制御部は、前記ガイドシャフトに連結される制御軸と、前記ヘッドカバーに装着される制御モータと、前記制御モータによって回転し、前記制御軸と噛み合う制御ギヤと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記ヘッドカバーに装着されて前記ガイドシャフトの移動を感知する感知センサーをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
前記ホイールは、前記カム軸と連結ピンにより連結されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施形態によるエンジンは、シリンダヘッドに装着されるカム軸と、前記カム軸に装着され、ホイールキーが形成され、各シリンダに対応して具備される複数個のホイールと、カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入され、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変され、前記各シリンダに対応して具備される複数個のカム部と、前記各ホイールキー及び前記各カムキーと連結される第１、第２スライディングピンホールが形成された複数個のインナーブラケットと、前記それぞれのインナーブラケットが回転可能に挿入され、エンジンの上下方向に沿って移動可能に具備される複数個のスライダーハウジングと、前記複数個のスライダーハウジングを連結するガイドシャフトと、前記ホイールキーがスライド可能に挿入されるホイールキースロットが形成され、前記第１スライディングピンホールに回転可能に挿入される第１ピンと、前記カムキーがスライド可能に挿入されるカムキースロットが前記第１ピンのホイールキースロットと反対方向に形成され、前記第２スライディングピンホールに回転可能に挿入される第２ピンと、前記スライダーハウジングの位置を移動させて、前記インナーブラケットの回転中心位置を調節する制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記第１、第２スライディングピンホールは、前記ホイールキーと前記カムキーの移動が干渉を受けないようにその一部が開放されることを特徴とする。
【００１７】
前記スライダーハウジングと前記インナーブラケットとの間にはベアリングが装着されることを特徴とする。
【００１８】
前記エンジンは前記シリンダヘッドに装着されるヘッドカバーをさらに含み、前記ヘッドカバーには前記スライダーハウジングの移動を案内する案内面が形成されることを特徴とする。
【００１９】
前記制御部は、前記ガイドシャフトに連結される制御軸と、前記ヘッドカバーに装着される制御モータと、前記制御モータによって回転し、前記制御軸と噛み合う制御ギヤと、を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記エンジンは、前記ヘッドカバーに装着されて前記ガイドシャフトの移動を感知する感知センサーをさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
前記ホイールは、前記カム軸と連結ピンにより連結されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置によると、簡単な構成でエンジンの作動状態によってバルブリフトのデュレーションを調節することができる。
連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さくて、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持することができる。
既存の一般エンジンを過度に設計変更することなく、連続可変バルブデュレーション装置を適用することができるので、生産性を高めることができ、生産コストの節減が可能である。
連続可変バルブデュレーション装置をモジュールで構成することで、エンジンへの装着が容易であり、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの正面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動を説明する図面である。
【図６】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動原理を説明する図面である。
【図７】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動原理を説明する図面である。
【図８】本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置のバルブプロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置が装着されたエンジンの正面図である。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の分解斜視図である。
図１乃至図４に示す通り、本発明の実施形態に係るエンジンは、エンジンブロック１と、その上部に装着されるシリンダヘッド１０と、シリンダヘッド１０に装着される連続可変バルブデュレーション装置とを含む。
前記エンジンに４つのシリンダ２０１、２０２、２０３、２０４が形成されて示されているが、これに限定されない。
【００２５】
連続可変バルブデュレーション装置は、シリンダヘッド１０に装着されるカム軸３０と、カム軸３０に装着され、ホイールキー６２が形成され、各シリンダ２０１、２０２、２０３、２０４に対応して具備される複数個のホイール６０と、カム７１、７２とカムキー７４が形成され、カム軸３０に対するカム７１、７２の相対的な位相が変更され、各シリンダ２０１、２０２、２０３、２０４に対応して具備される複数個のカム部７０と、各ホイールキー６２及び各カムキー７４と連結される複数個のインナーブラケット８０と、それぞれのインナーブラケット８０が回転可能に挿入され、エンジンの上下方向に沿って移動可能に具備される複数個のスライダーハウジング９０と、複数個のスライダーハウジング９０を連結するガイドシャフト９４と、ガイドシャフト９４の位置を移動させて各インナーブラケット８０の回転中心位置を調節する制御部１００と、を含む。
【００２６】
カム軸３０は吸気カム軸であってもよく、吸気軸と排気カム軸であってもよい。
カム７１、７２と接触してバルブ２００が開閉される。
ホイール６０は、連結ピン６４によりカム軸３０と連結される。
連続可変バルブデュレーション装置は、ホイールキー６２がスライド可能に挿入されるホイールキースロット８１が形成された第１ピン８２と、カムキー７４がスライド可能に挿入されるホイールキースロット８１が形成された第２ピン８４とをさらに含み、インナーブラケット８０には第１ピン８２及び第２ピン８４がそれぞれ挿入される第１、第２スライディングピンホール８６、８８が形成される。
第１、第２ピン８２、８４はそれぞれ円柱形状に形成され、第１、第２スライディングピンホール８６、８８は、第１、第２ピン８２、８４が挿入されて、回転可能に形成される。したがって、第１、第２ピンと第１、第２スライディングピンホール８６、８８が円柱形状に形成されて、耐摩耗性を向上させることができる。
また、第１、第２ピンと第１、第２スライディングピンホール８６、８８の単純な形状により、量産性を確保することができる。
【００２７】
第１、第２ピン８２、８４のホイールキースロット８１及びカムキースロット８３はそれぞれ反対方向に形成されて、ホイールキー６２とカムキー７４の挿入が可能である。
第１、第２スライディングピンホール８６、８８は、ホイールキー６２とカムキー７４の移動が干渉を受けないようにその一部が開放（ｏｐｅｎ）されたものであってもよい。
スライダーハウジング９０とインナーブラケット８０との間にはベアリング９２を装着することができ、これにより、スライダーハウジング９０とインナーブラケット８０の相対回転が容易となる。
図面には、ベアリング９２がニードルベアリングに示されているが、これに限定されず、ボールベアリング、ローラベアリングなど多様な種類のベアリングが適用可能である。
【００２８】
連続可変バルブデュレーション装置は、シリンダヘッド１０に装着されるヘッドカバー１２をさらに含み、ヘッドカバー１２にはスライダーハウジング９０の移動を案内する案内面１４が形成される。
制御部１００は、ガイドシャフト９４に連結された制御軸１０２と、ヘッドカバー１２に装着された制御モータ１０８と、制御モータ１０８によって回転し、制御軸１０２と噛み合う制御ギヤ１０４とを含む。
制御モータ１０８は、マウンティングブラケット１１０を通じてヘッドカバー１２に装着することができる。
連続可変バルブデュレーション装置は、ヘッドカバー１２に装着されてガイドシャフト９４の移動を感知する感知センサー１２０をさらに含み、感知センサー１２０の出力信号がＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に伝達され、ＥＣＵは、その信号を基にガイドシャフト９４の現在位置を判断し、エンジンの作動状態によって制御モータ１０８の作動を制御する。  カム軸３０にはＣＰＳホイール１３０が具備され、カム軸３０の回転を感知して当該信号を出力し、その出力信号を基にＥＣＵがエンジンを制御する。
【００２９】
図５は、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動を説明する図面であり、図６及び図７は、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動原理を説明する図面である。
図１乃至図７参照して、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置の作動状況を説明する。
エンジンの作動状態により、図示していないＥＣＵ（ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ  ｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）が制御部１００のモータ１０８に制御信号を印加すると、モータ１０８が回転してスライダーハウジング９０の相対的の位置を変化させる。
例えば、カム軸３０とインナーブラケット８０の回転中心が同一で、カム７１、７２とカム軸３０との間に位相差がない中立状態で、モータ１０８の回転により制御軸１０２が回転して、スライダーハウジング９０の位置が相対的に図面の上方向にΔＨ１ほど移動するか、またはスライダーハウジング９０の位置が相対的に図面の下方向にΔＨ２ほど移動すると、インナーブラケット８０の回転中心が相対的に移動する。
【００３０】
インナーブラケット８０の回転中心位置が変更されると、カム部７０の回転加速度が変化して、バルブデュレーションが変わる。
図６に示すように、カム軸３０に対するカム７１、７２の相対的な回転中心位置の下方に移動すると、図６の（ａ）乃至（ｂ）、及び（ｂ）乃至（ｃ）の間では相対的にカム７１、７２の回転速度が速くなり、（ｃ）乃至（ｄ）、及び（ｄ）乃至（ａ）では相対的な回転速度が遅くなる。
図７に示すように、カム軸３０に対するカム７１、７２の相対的な回転中心位置の上方向に移動すると、図７の（ａ）乃至（ｂ）、及び（ｂ）乃至（ｃ）の間では相対的にカム７１、７２の回転速度が遅くなり、（ｃ）乃至（ｄ）、及び（ｄ）乃至（ａ）では相対的な回転速度が速くなる。
【００３１】
つまり、ホイール６０はカム軸３０と一体に回転するが、ホイールキー６２がホイールキースロット８１内で移動可能であり、第１ピン８２と第２ピン８４がそれぞれ第１スライディングピンホール８６及び第２スライディングピンホール８８で回転可能であり、カムキースロット８３内でカムキー７４が移動可能であるため、カム軸３０とインナーブラケット８０の回転中心が異なる場合、カム７１、７２はカム軸３０に対する相対的な回転速度が変化する。
つまり、図８に示すように、バルブ２００の最大リフト値は一定であり、スライダーハウジング９０の位置が相対的に変わることにより、カム７１、７２のカム軸３０に対する相対回転速度が変化し、バルブ２００の開閉時間が変化し、これによってバルブ２００のデュレーションが変わる。
【００３２】
図８には、バルブ２００の相対的な開放時間（ｏｐｅｎｉｎｇ  ｔｉｍｅ）が一定で、閉鎖時間（ｃｌｏｓｉｎｇ  ｔｉｍｅ）が変更されること示しているが、これに限定されず、カム７１、７２とバルブ２００の装着角度、カム７１、７２のカムローブとバルブ２００の接触角度などにより、多様な形状のバルブデュレーションを具現することができる。
エンジンの作動状態によるＥＣＵの作動信号の決定は、当該技術分野の通常の技術者に自明な事項であるので、詳しい説明は省略する。
上述のように、本発明の実施形態に係る連続可変バルブデュレーション装置によると、簡単な構成でエンジンの作動状態によってバルブリフトのデュレーションを調節することができる。
また、連続可変バルブデュレーション装置の構成が相対的に小さくて、バルブトレインの全体高さを相対的に低く維持することができる。
さらに、既存の一般エンジンを過度に設計変更することなく、連続可変バルブデュレーション装置を適用することができるので、生産性を高めることができ、生産コストの節減が可能である。
また、連続可変バルブデュレーション装置をモジュールで構成することで、エンジンへの装着のが容易であり、生産性を向上させることができる。
【００３３】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００３４】
１：エンジンブロック
１０：シリンダヘッド
１２：ヘッドカバー
１４：案内面
３０：カム軸
３３：締結ホール
４０：カムキャップ
６０：ホイール
６２：ホイールキー
６４：連結ピン
７０：カム部
７１、７２：カム
７４：カムキー
８０：インナーブラケット
８１：ホイールキースロット
８２：第１ピン
８３：カムキースロット
８４：第２ピン
８６：第１スライディングピンホール
８８：第２スライディングピンホール
９０：スライダーハウジング
９２：ベアリング
９４：ガイドシャフト
１００：制御部
１０２：制御軸
１０４：制御ギヤ
１０８：制御モータ
１１０：マウンティングブラケット
１２０：感知センサー
１３０：ＣＰＳホイール
２００：バルブ
２０１〜２０４：第１〜第４シリンダ
【図１】
0006611324.tif 000002
【図２】
0006611324.tif 000003
【図３】
0006611324.tif 000004
【図４】
0006611324.tif 000005
【図５】
0006611324.tif 000006
【図６】
0006611324.tif 000007
【図７】
0006611324.tif 000008
【図８】
0006611324.tif 000009