(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム軸と、
前記カム軸に装着されて、ホイールキーが形成される複数のホイールと、
カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入されて、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変できる複数のカム部と、
前記各ホイールキー及び前記各カムキーと連結する複数のインナーブラケットであって、前記カム軸が挿入される複数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のスライダーハウジングと、
前記各スライダーハウジングの位置を移動させて、前記各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、
前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイド部と、
前記ホイールキーがスライディング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ディング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、２スライディングピンホールが形成されたことを特徴とする、連続可変バルブデュレーション装置。
【請求項２】
前記第１、２ピンはそれぞれ円柱形状に形成され、
前記第１、２スライディングピンホールは前記第１、２ピンが挿入されて回転可能に形成されたことを特徴とする、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、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、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たことを特徴とする、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たことを特徴とする、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】
前記各スライダーハウジングの一側面には制御ねじ山が形成され、
前記制御部は、
前記カム軸と平行であって、前記それぞれの制御ねじ山に噛み合う制御ギヤが結合された制御軸と、
前記制御軸を選択的に回転させるモータと、
を含む、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】
前記ガイド部は、
前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイドバーと、
前記ガイドバーを固定するガイドブラケットと、
を含み、
前記各スライダーハウジングには前記ガイドバーが挿入されるガイドスロットが形成されたことを特徴とする、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８】
前記ホイールは前記カム軸と連結ピンで連結されたことを特徴とする、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９】
カム軸と、
前記カム軸に装着されて、ホイールキーが形成され、各シリンダーに対応して具備される複数のホイールと、
カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入されて、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変でき、前記各シリンダーに対応して具備される複数のカム部と、
前記各ホイールキー及び前記各カムキーと連結する第１、２スライディングピンホールが形成された複数のインナーブラケットであって、前記カム軸が挿入される複数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のスライダーハウジングと、
前記ホイールキーがスライディング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ディング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、
前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイド部と、
を含むことを特徴とする、エンジン。
【請求項１０】
前記第１、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たことを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
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たことを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１２】
前記各スライダーハウジングの一側面には制御ねじ山が形成され、
前記制御部は、
前記カム軸と平行であって、前記それぞれの制御ねじ山に噛み合う制御ギヤが結合された制御軸と、
前記制御軸を選択的に回転させるモータと、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１３】
前記ガイド部は、
前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイドバーと、
前記ガイドバーを固定するガイドブラケットと、
を含み、
前記各スライダーハウジングには前記ガイドバーが挿入されるガイドスロットが形成されたことを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１４】
前記ホイールは前記カム軸と連結ピンで連結されたことを特徴とする、請求項９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によって動力を形成する。空気を吸入する時は、カム軸（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動によって吸気バルブ（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、カム軸の駆動によって排気バルブ（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。
【０００３】
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実現するために、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回転数によって異なるリフト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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、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】
【０００７】
このような目的を達成するために、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は、カム軸と、前記カム軸に装着されて、ホイールキーが形成される複数のホイールと、カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入されて、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変できる複数のカム部と、前記各ホイールキー及び前記各カムキーと連結する複数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のスライダーハウジングと、前記各スライダーハウジングの位置を移動させて、前記各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、前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイド部と、を含むことができる。
【０００８】
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記ホイールキーがスライディング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ディング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、をさらに含み、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、２スライディングピンホールが形成されることができる。
【０００９】
前記第１、２ピンはそれぞれ円柱形状に形成され、前記第１、２スライディングピンホールは前記第１、２ピンが挿入されて回転可能に形成されることができる。
【００１０】
前記第１、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りうる。
【００１１】
前記第１、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）されることができる。
【００１２】
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ができる。
【００１３】
前記各スライダーハウジングの一側面には制御ねじ山が形成され、前記制御部は、前記カム軸と平行であって、前記それぞれの制御ねじ山に噛み合う制御ギヤが結合された制御軸と、前記制御軸を選択的に回転させるモータと、を含むことができる。
【００１４】
前記ガイド部は、前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイドバーと、前記ガイドバーを固定するガイドブラケットと、を含み、前記各スライダーハウジングには前記ガイドバーが挿入されるガイドスロットが形成されることができる。
【００１５】
前記ホイールは前記カム軸と連結ピンで連結されることができる。
【００１６】
本発明の実施形態に係るエンジンは、カム軸と、前記カム軸に装着されて、ホイールキーが形成され、各シリンダーに対応して具備される複数のホイールと、カムとカムキーが形成され、前記カム軸が挿入されて、前記カム軸に対する前記カムの相対的な位相が可変でき、前記各シリンダーに対応して具備される複数のカム部と、前記各ホイールキー及び前記各カムキーと連結する第１、２スライディングピンホールが形成された複数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のスライダーハウジングと、前記ホイールキーがスライディング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ディング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、前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイド部と、を含むことができる。
【００１７】
前記第１、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ができる。
【００１８】
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ができる。
【００１９】
前記各スライダーハウジングの一側面には制御ねじ山が形成され、前記制御部は、前記カム軸と平行であって、前記それぞれの制御ねじ山に噛み合う制御ギヤが結合された制御軸と、前記制御軸を選択的に回転させるモータと、を含むことができる。
【００２０】
前記ガイド部は、前記各スライダーハウジングの移動を案内するガイドバーと、前記ガイドバーを固定するガイドブラケットと、を含み、前記各スライダーハウジングには前記ガイドバーが挿入されるガイドスロットが形成されることができる。
【００２１】
前記ホイールは前記カム軸と連結ピンで連結される。
【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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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できるので、生産性を高めることができ、生産コストを節減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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の分解斜視図である。
【図３】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一部分解斜視図である。
【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一部分解斜視図である。
【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バルブプロファイルは示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００２７】
しかし、本発明は、種々の異なる形態に具現することができ、以下で説明する実施形態に限定されない。
【００２８】
明細書の全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は、同一の構成要素を意味する。
【００２９】
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」と表現される場合、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
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の分解斜視図であり、図３及び図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一部分解斜視図である。
【００３２】
図１乃至図４を参照すれば、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ーヘッド１０と、前記シリンダーヘッド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。
【００３３】
前記連続可変バルブデュレーション装置は、カム軸３０と、前記カム軸３０に装着されて、ホイールキー６２が形成される複数のホイール６０と、カム７１、７２とカムキー７４が形成され、前記カム軸３０が挿入されて、前記カム軸３０に対する前記カム７１、７２の相対的な位相が可変できる複数のカム部７０と、前記各ホイールキー６２及び前記各カムキー７４と連結する複数のインナーブラケット８０と、前記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のスライダーハウジング９０と、前記各スライダーハウジング９０の位置を移動させて、前記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、前記各スライダーハウジング９０の移動を案内するガイド部１１０とを含む。
【００３４】
前記カム軸３０は、吸気カム軸と排気カム軸であってもよい。
【００３５】
図面において、前記カム７１、７２は２つ形成されて示されているが、これに限定されない。
【００３６】
前記カム７１、７２と接触してバルブ２００が開閉される。
【００３７】
前記エンジンは、複数のシリンダー２０１、２０２、２０３、２０４を含み、前記複数のホイール６０と前記複数のカム部７０は、各シリンダー２０１、２０２、２０３、２０４に対応して具備される。
【００３８】
図面には、前記シリンダーが４つ形成されて示されているが、これに限定されない。
【００３９】
前記カム軸３０には締結ホール３３が形成され、前記ホイール６０は前記カム軸３０と前記締結ホール３３を通じて連結ピン６４で連結される。そして、結合スプリング６６が前記ホイール６０に備えられて前記連結ピン６４が離脱することを防止できる。
【００４０】
前記連続可変バルブデュレーション装置は、前記ホイールキー６２がスライディング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、前記カムキー７４がスライディング可能に挿入されるカムキースロット８３が形成された第２ピン８４とをさらに含み、前記インナーブラケット８０には、前記第１ピン８２及び前記第２ピン８４がそれぞれ挿入される第１、２ピンホール８６、８８が形成される。
【００４１】
前記第１、２ピン８２、８４はそれぞれ円柱形状に形成され、前記第１、２ピンホール８６、８８は前記第１、２ピン８２、８４が挿入されて回転可能に形成される。
【００４２】
従って、前記第１、２ピンと前記第１、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、耐摩耗性の性能を向上できる。
【００４３】
また、前記第１、２ピンと前記第１、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できる。
【００４４】
前記第１、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、前記ホイールキー６２と前記カムキー７４が挿入される。
【００４５】
前記第１、２ピンホール８６、８８は、前記ホイールキー６２と前記カムキー７４の移動が干渉を受けないように、その一部が開放されたものであってもよい。
【００４６】
前記スライダーハウジング９０と前記インナーブラケット８０との間にはベアリング９２が装着され、これにより、前記スライダーハウジング９０と前記インナーブラケット８０の相対回転が容易である。
【００４７】
図面には前記ベアリング９２がニードルベアリングと示されているが、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できる。
【００４８】
前記各スライダーハウジング９０の一側面には制御ねじ山９４が形成され、前記制御部１００は、前記カム軸３０と平行であって、前記それぞれの制御ねじ山９４に噛み合う制御ギヤ１０４が具備された制御軸１０２と、前記制御軸１０２を選択的に回転させるモータ１０８とを含む。
【００４９】
前記ガイド部１１０は、前記各スライダーハウジング９０の移動を案内するガイドバー１１２と、前記ガイドバー１１２を固定するガイドブラケット１１４とを含み、前記各スライダーハウジング９０には、前記ガイドバー１１２が挿入されるガイドスロット９６が形成される。
【００５０】
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バルブプロファイルを示すグラフである。
【００５１】
図１乃至図６を参照して、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を説明する。
【００５２】
図５の（ａ）に示された状態では、前記インナーブラケット８０の回転中心と前記カム軸３０の回転中心とが一致するため、前記カム７１、７２の前記カム軸３０に対する相対回転速度の変化がない。つまり、前記カム７１、７２と前記カム軸３０は、同一の回転速度で回転するようになる。
【００５３】
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）が前記制御部１００のモータ１０８に制御信号を印加すると、前記モータ１０８が回転して前記スライダーハウジング９０の相対的の位置を変化させる。
【００５４】
例えば、図５の（ａ）に示されているように、前記モータ１０８の回転により前記制御軸１０２が回転して、前記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移動すると、図５の（ｂ）に示されているように、前記インナーブラケット８０の回転中心が△Ｈ１ほど相対的に移動するか、または前記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移動すると、図５の（ｃ）に示されているように、前記インナーブラケット８０の回転中心が△Ｈ２ほど相対的に移動するようになる。
【００５５】
前記インナーブラケット８０の回転中心位置が変更されると、前記カム部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。
【００５６】
つまり、図６に示されているように、前記バルブ２００の最大リフト値は一定であり、前記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、前記カム７１、７２の前記カム軸３０に対する相対回転速度が変わり、前記バルブ２００を開閉する時間が変わる。これにより、前記バルブ２００のデュレーションが変わる。
【００５７】
前記エンジンの作動状態による前記ＥＣＵの作動信号の決定は、当該技術分野の通常の技術者において自明な事項であるため、詳しい説明は省略する。
【００５８】
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れば、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。
【００５９】
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、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。
【００６０】
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できるので、生産性を高めることができ、生産コストを節減できる。
【００６１】
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すべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６２】
１：エンジンブロック
１０：シリンダーヘッド
３０：カム軸
３３：締結ホール
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ピンホール
８８：第２ピンホール
９０：スライダーハウジング
９２：ベアリング
９４：制御ねじ山
９６：ガイドスロット
１００：制御部
１０２：制御軸
１０４：制御ギヤ
１０８：モータ
１１０：ガイド部
１１２：ガイドバー
１１４：ガイドブラケット
２００：バルブ
２０１〜２０４：第１〜４シリンダー
【図１】
0006647838.tif 000002
【図２】
0006647838.tif 000003
【図３】
0006647838.tif 000004
【図４】
0006647838.tif 000005
【図５】
0006647838.tif 000006
【図６】
0006647838.tif 000007