(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーヘッドに設けられ、クランク軸と連動して回転し、吸／排気バルブを開閉するための複数のカムを一体に備えたカム軸と、
エンジンの運転状態によって回動角が可変に調節され、一側に所定曲率の第１接触部を有する回動調節機構と、
前記カムと前記回動調節機構の前記第１接触部によって加圧されて移動軌跡が従属的に変化するベアリング部材と、
前記ベアリング部材、前記カムおよび前記回動調節機構を互いに弾力的に密着させるように設けられる弾性部材と、
前記ベアリング部材と接触して加圧される所定曲率の第２接触部を有し、一端がラッシュ調節機構によってピボット方式で支持され、他端が前記吸／排気バルブを加圧するように設けられるロッカーアームとを備え、
前記回動調節機構の回動中心は、前記シリンダーヘッドの底面を基準に、前記カム軸の回動中心より高くないように設定され、
前記ベアリング部材は、
中心部に位置した支持軸と、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられ、前記回動調節機構の第１接触部と接触する第１接触リングと、前記第１接触リングの側部で前記ロッカーアームの第２接触部と接触するように、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられる第２接触リングと、前記第２接触リングの側部で前記カムと接触するように、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられる第３接触リングと、を備えると共に、
前記カム軸の下部で、前記回動調節機構と前記ロッカーアームとの間に位置しており、
前記支持軸には、支持軸の軸方向両側の先端側位置に前記第１接触リングの軸方向への離脱を抑制させるスナップリングが固定され、且つ、支持軸の軸方向両側の最先端位置に支持軸の外径を拡径する形状のフランジ部が一体に形成され、前記フランジ部と前記スナップリングとの間の空間に前記弾性部材の一端部が挿支されたことを特徴とするエンジンの連続可変バルブリフト装置。
【請求項２】
前記回動調節機構は、ステップモーターによって回動角が調節される回転軸と、前記回転軸の一側下部に所定曲率の前記第１接触部を持って結合される制御カムとからなり、前記ステップモーターの回動角は、制御ユニットによって走行中の車両負荷によって調節されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの連続可変バルブリフト装置。
【請求項３】
前記第１接触部は、前記ベアリング部材に対して膨らんでいる形状に屈曲した第１案内面と、前記第１案内面から延長し、前記ベアリング部材に対して凹んでいる形状に屈曲した第２案内面とを一体に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの連続可変バルブリフト装置。
【請求項４】
前記第２接触部は、前記ベアリング部材に対して凹んでいる形状に屈曲したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエンジンの連続可変バルブリフト装置。
【請求項５】
前記支持軸と前記第３接触リングとの間には複数のアイドルローラーが設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジンの連続可変バルブリフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの連続可変バルブリフト装置に係り、より詳しくは、カム軸の回転による吸／排気バルブの開閉時期および開閉時間をそれぞれ可変に調節するエンジンの連続可変バルブリフト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンに備えられた一般のカムによっては、バルブリフト（ｌｉｆｔ）とデューレション（ｄｕｒａｔｉｏｎ）を変化させることができず、固定されたバルブリフトとデューレションを特定回転数に固定しなければならないため、燃料効率および出力の最適化をはかることができなかった。
このため、最近、熱効率および出力の向上のために、吸／排気バルブのバルブリフトと開閉時期および開閉時間をそれぞれ可変させようとする試みが活発に行われている。このような努力の一環で開発された装置の一つが連続可変バルブリフト装置（ＣＶＶＬ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｉｆｔ  ｓｙｓｔｅｍ）である。
【０００３】
すなわち、連続可変バルブリフト装置は、吸／排気バルブの開閉時期とバルブリフトなどのバルブ運動をエンジンの運転条件に合わせて最適に調整することができ、高出力が要求される高速／高負荷での吸気流量を最大にすることができ、燃料効率の向上または排気ガスの低減が重要な低速／低負荷では内部ＥＧＲ効果またはスロットル損失を最小にすることができる。
ところが、従来開発された連続可変バルブリフト装置の場合は、可動部品の構造が複雑であるだけでなく、エンジンのシリンダーヘッド内部でのカム軸の設置位置より上側の空間を占有するように取り付けられるため、シリンダーヘッドの全高を増加させるしかなかった。
この結果、連続可変バルブリフト装置が備えられたエンジンの嵩が大きくなり、これにより、エンジンルーム内でエンジンのシリンダーヘッド部位が占有する空間の増加によって、他の部品を設置するのに空間的制約が生じることになる問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１３２２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記のような問題点に鑑みてなされたもので、カム軸の回転にしたがって吸／排気バルブのバルブリフトとバルブデューレションをそれぞれ可変調節する連続可変バルブリフト装置をよりコンパクトに構成してシリンダーヘッド内での占有空間を減らし、シリンダーヘッド内で連続可変バルブリフト装置をカム軸設置空間の下部に設定してシリンダーヘッドの全高をより低く調整することでエンジンの嵩を減らすことにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によるエンジンの連続可変バルブリフト装置は、シリンダーヘッドに設けられ、クランク軸と連動して回転し、吸／排気バルブを開閉するための複数のカムを一体に備えたカム軸と、エンジンの運転状態によって回動角が可変に調節され、一側に所定曲率の第１接触部を有する回動調節機構と、前記カムと前記回動調節機構の前記第１接触部によって加圧されて移動軌跡が従属的に変化するベアリング部材と、前記ベアリング部材、前記カムおよび前記回動調節機構を互いに弾力的に密着させるように設けられる弾性部材と、前記ベアリング部材と接触して加圧される所定曲率の第２接触部を有し、一端がラッシュ調節機構によってピボット方式で支持され、他端が前記吸／排気バルブを加圧するように設けられるロッカーアームとを備え、前記回動調節機構の回動中心は、前記シリンダーヘッドの底面を基準に、前記カム軸の回動中心より高くないように設定され、前記ベアリング部材は、中心部に位置した支持軸と、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられ、前記回動調節機構の第１接触部と接触する第１接触リングと、前記第１接触リングの側部で前記ロッカーアームの第２接触部と接触するように、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられる第２接触リングと、前記第２接触リングの側部で前記カムと接触するように、前記支持軸の外周に空回転可能に設けられる第３接触リングと、を備えると共に、前記カム軸の下部で、前記回動調節機構と前記ロッカーアームとの間に位置しており、前記支持軸には、支持軸の軸方向両側の先端側位置に前記第１接触リングの軸方向への離脱を抑制させるスナップリングが固定され、且つ、支持軸の軸方向両側の最先端位置に支持軸の外径を拡径する形状のフランジ部が一体に形成され、前記フランジ部と前記スナップリングとの間の空間に前記弾性部材の一端部が挿支されたことを特徴とする。
【０００６】
上記のようなエンジンの連続可変バルブリフト装置において、前記回動調節機構は、ステップモーターによって回動角が調節される回転軸と、前記回転軸の一側下部に所定曲率の前記第１接触部を持って結合される制御カムとからなり、前記ステップモーターの回動角は、制御ユニットによって走行中の車両負荷によって調節されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるエンジンの連続可変バルブリフト装置によれば、エンジンのシリンダーヘッドに設置されて、吸／排気バルブのバルブリフトとデューレションをそれぞれ変化させる連続可変バルブリフト装置の構成部品を回動調節機構とベアリング部材およびロッカーアームなどに単純化することができるので、設計上コンパクトなレイアウトの確保をはかることができる。
また、連続可変バルブリフト装置を構成する可動部品の数量が少ないので、装備の軽量化をはかることができる。特に、前記回動調節機構の回動中心がカム軸の回動中心より高くない位置に設定されることによって、シリンダーヘッドの全高を増加させなくても良いので、エンジンの嵩を減少させることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
本発明は、図１〜図５に示すように、エンジンのシリンダーヘッドに設置された吸／排気バルブ１０と、クランク軸と連動して回転し、前記吸／排気バルブ１０を開閉するための複数のカム１２ａを一体に備えたカム軸１２と、シリンダーヘッド内で、エンジンの運転状態によって回動角が可変に調節され、一側に所定曲率の第１接触部１６ａを有する回動調節機構１４と、シリンダーヘッド内で、カム１２ａと回動調節機構１４の第１接触部１６ａによって加圧されて移動軌跡が従属的に変化するように取り付けられるベアリング部材１８と、ベアリング部材１８、カム１２ａおよび回動調節機構１４を互いに弾力的に密着させるように設けられる弾性部材２０と、カム軸１２に設けられたカム１２ａが有するプロファイルおよび回動調節機構１４の第１接触部１６ａが有するプロファイルによって移動軌跡が従属的に変化するベアリング部材１８と接触して加圧される所定曲率の第２接触部２２ａを有するロッカーアーム２２とを含んで構成される。
【００１０】
ここで、ロッカーアーム２２は、一端が油圧式ラッシュ調節機構２４によってピボット方式で支持され、他端が吸／排気バルブ１０の上端部に結合されてこれを加圧するように取り付けられる。
この場合、回動調節機構１４の回動中心は、シリンダーヘッド内で、シリンダーヘッドの底面を基準にカム軸１２の回動中心より高くないように設定される。すなわち、回動調節機構１４の回動中心はカム軸１２の回動中心と同一またはそれより低い位置に設定される。
また、ベアリング部材１８は、カム軸１２の下側で、回動調節機構１４とロッカーアーム２２との間に位置するように配置される。
【００１１】
一方、回動調節機構１４は、シリンダーヘッド内に回動可能に設けられ、ステップモーター２６によって回動角が調節される回転軸１４ａと、回転軸１４ａの一側下部に所定曲率の第１接触部１６ａを持って結合される制御カム１６とからなり、ステップモーター２６の回動角は、制御ユニット（ＥＣＵ）によって、走行中の車両負荷によって調節される。すなわち、制御ユニット（ＥＣＵ）は走行中の車両負荷によってステップモーター２６の回動角を適切に調節することにより、カム軸１２の回転による吸／排気バルブ１０のバルブリフトとデューレションをそれぞれ調節することになる。
【００１２】
この場合、第１接触部１６ａは、ベアリング部材１８に対して膨らんだ形状に屈曲した第１案内面と、第１案内面から延長してベアリング部材１８に対して凹んでいる形状に屈曲した第２案内面とを一体に有するように形成される。
また、弾性部材２０は、一端部がシリンダーヘッド内に固定され、他端部がベアリング部材１８に固定支持されるトーションスプリングからなる。
また、ロッカーアーム２２の第２接触部２２ａは、ベアリング部材１８から伝達される加圧力を受けるように、ベアリング部材１８に対して凹んでいる形状に屈曲して形成される。
【００１３】
そして、図６および図７に示すように、ベアリング部材１８は、その中心部に位置した支持軸１８ａと、支持軸１８ａの外周に空回転可能に設けられ、回動調節機構１４の第１接触部１６ａと接触する第１接触リング１８ｂと、第１接触リング１８ｂの側部でロッカーアーム２２の第２接触部２２ａと接触するように、支持軸１８ａの外周に空回転可能に設けられる第２接触リング１８ｃと、第２接触リング１８ｃの側部でカム１２ａと接触するように、支持軸１８ａの外周に空回転可能に設けられる第３接触リング１８ｄとを一体に備える。
この場合、支持軸１８ａと第３接触リング１８ｄとの間には複数のアイドルローラー１８ｅが設けられているので、支持軸１８ａに対する第３接触リング１８ｄの回転をより自由にする。
【００１４】
また、支持軸１８ａの両側先端には、第１接触リング１８ｂの軸方向への離脱を抑制させるスナップリング１９が固定されている。
また、支持軸１８ａの両側先端には、外側に断面が拡張した形状のフランジ部１８ｆが一体に形成され、フランジ部１８ｆとスナップリング１９との間の環状溝に弾性部材２０の一端部が挿支される。
したがって、前記のように構成された本発明の連続可変バルブリフト装置は、図８〜図１０に示すように、制御ユニットの制御によって、ステップモーター２６が回動調節機構１４の回転軸１４ａを所定の角度に回転させると、回動調節機構１４に備えられた制御カム１６の第１接触部１６ａの設置角度に変化が生じる。
【００１５】
この際、カム軸１２の駆動によってカム１２ａが回転すると、カム１２ａがベアリング部材１８の第３接触リング１８ｄと接触してこれを加圧することになり、ベアリング部材１８の第１接触リング１８ｂは回動調節機構１４の制御カム１６に形成された第１接触部１６ａと接触することになり、ベアリング部材１８の第２接触リング１８ｃはロッカーアーム２２に形成された第２接触部２２ａと接触する。
この場合、カム１２ａが有するプロファイル、回動調節機構１４の制御カム１６の第１接触部１６ａが有するプロファイルおよびロッカーアーム２２の第２接触部２２ａが有するプロファイルによって、吸／排気バルブ１０のバルブリフトとデューレションがそれぞれ従属的に変化する。
【００１６】
例えば、図８に示すように、回動調節機構１４の回転軸１４ａが０゜の場合は、カム軸１２の駆動による吸／排気バルブ１０のバルブリフトとデューレションの変化程度は最小の状態となり、図９および図１０に示すように、回動調節機構１４の回転軸１４ａが反時計方向に１０゜および２５゜に回動した場合は、吸／排気バルブ１０のバルブリフトとデューレションがそれぞれ漸進的に増加する状態に変化する。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、カム軸の回転にしたがって吸／排気バルブのバルブリフトとバルブデューレションをそれぞれ可変に調節する連続可変バルブリフト装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるエンジンの連続可変バルブリフト装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】本発明による連続可変バルブリフト装置の正面図である。
【図４】本発明による連続可変バルブリフト装置の断面図である。
【図５】図３の側面図である。
【図６】図１〜図５に示すベアリング部材の一部を切開して示す部分破断斜視図である。
【図７】図６の分解斜視図である。
【図８】回動調節機構の回転軸が０゜の場合、本発明による連続可変バルブリフト装置のバルブリフトの変化を示す正面図である。
【図９】回動調節機構の回転軸が１０゜の場合、本発明による連続可変バルブリフト装置のバルブリフトの変化を示す正面図である。
【図１０】回動調節機構の回転軸が２５゜の場合、本発明による連続可変バルブリフト装置のバルブリフトの変化を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０    吸／排気バルブ
１２    カム軸
１４    回動調節機構
１６    制御カム
１８    ベアリング部材
２０    弾性部材
２２    ロッカーアーム
２４    ラッシュ調節機構
２６    ステップモーター
【図１】
0004621122.tif 000002
【図２】
0004621122.tif 000003
【図３】
0004621122.tif 000004
【図４】
0004621122.tif 000005
【図５】
0004621122.tif 000006
【図６】
0004621122.tif 000007
【図７】
0004621122.tif 000008
【図８】
0004621122.tif 000009
【図９】
0004621122.tif 000010
【図１０】
0004621122.tif 000011