(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプットカムが形成されたカムシャフトと、
前記カムシャフトから設定された距離をおいて平行に配置されるロッカーアームシャフトと、
一側に前記カムシャフトが装着され、他側に前記ロッカーアームシャフトが装着されるシャフトキャリアと、
前記ロッカーアームシャフトに設置され、一側端部には前記インプットカムに密着する第１ローラーが配置されるロッカーアームと、
前記ロッカーアームの他側端部に連結される第１リンクと、
中間部分が前記第１リンクとヒンジによって連結され、一側端部が前記シャフトキャリアにヒンジ結合される増幅レバーと、
前記増幅レバーの他側端部に連結される第２リンクと、
前記カムシャフトに装着され、前記第２リンクと一側が連結され、外周面の一側にプロファイル部が形成されたアウトプットカムと、
前記シャフトキャリアを設定された角度に回転させる可変駆動軸、及び
前記アウトプットカムの回転に対応して前記プロファイル部によって作動するバルブと、を有する、ことを特徴とする可変バルブリフト装置。
【請求項２】
前記カムシャフトは、前記アウトプットカムの中間部分を貫通する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項３】
前記アウトプットカムのプロファイル部の外側面と密着する第２ローラーが中間に形成されたスイングアームをさらに含み、前記スイングアームの一側は油圧バルブ間隙調整装置によって支持され、他側はバルブを作動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項４】
前記アウトプットカムの外周面で前記プロファイル部を除く円形の外周面の第１部分は、前記カムのベースサークルと同一な中心を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項５】
前記アウトプットカムの外周面で前記プロファイル部を除く円形の外周面の第１部分は、前記インプットカムのベースサークルと同一な直径を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項６】
前記ロッカーアームシャフトに装着されて、前記ロッカーアームの前記第１ローラーを前記カムに密着させるリターンスプリングをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項７】
前記ロッカーアーム、前記第１リンク、前記増幅レバー、前記第２リンク、及び前記プロファイル部は、時計方向または反時計方向に順次に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項８】
前記可変駆動軸は、前記カムシャフトと同一な回転軸を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項９】
一側は前記可変駆動軸に連結され、他側は前記ロッカーアームシャフトに連結されるアームを含み、
前記アームの動作によって前記可変駆動軸を中心に前記ロッカーアームシャフト及び前記シャフトキャリアが前記カムシャフトを中心に回転する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項１０】
前記第２リンク及び前記アウトプットカムが連結された部分及び前記第２ローラーの間に前記プロファイル部が形成される、ことを特徴とする請求項２に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項１１】
前記カムシャフト及び前記ロッカーアームシャフトは、前記シャフトキャリアを貫通して設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の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、自動車のエンジンに関し、より詳細には、バルブのリフト量を連続的に変化させる可変バルブリフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｅｎｇｉｎｅ）は、燃焼室（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）に燃料及び空気を吸入し、これを燃焼させることによって動力を形成する。空気を吸入する時には、カムシャフト（ｃａｍｓｈａｆｔ）の駆動によって吸気バルブ（ｉｎｔａｋｅ  ｖａｌｖｅｓ）が作動し、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。
【０００３】
また、カムシャフトの駆動によって排気バルブ（ｅｘｈａｕｓｔ  ｖａｌｖｅ）が作動し、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。
【０００４】
しかし、最適な吸気バルブ／排気バルブの動作は、エンジンの回転速度によって異なる。つまり、エンジンの回転速度によって適切なリフト（ｌｉｆｔ）量またはバルブのオープニング／クロージングタイミングが異なる。
【０００５】
このように、エンジンの回転速度によって適切なバルブの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設計したり、バルブがエンジンの回転速度によって異なるリフト（ｌｉｆｔ）量で作動するように実現する可変バルブリフト（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｖａｌｖｅ  ｌｉｆｔ：ＶＶＬ）装置が研究されている。
【０００６】
一方、既存の可変バルブリフト装置では、ロッカーアーム及び増幅レバーの回転方向が異なるために、バルブを駆動するアウトプットカムのプロファイル特性が良好でなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の可変バルブリフト装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、摩擦及び動力損失が最少化されて、制御性及び組立性が優れている、可変バルブリフト装置を提供することにある。
【０００８】
同時に、本発明は、バルブのリフト量が小さくなると、バルブが作動するタイミングが速くなる、可変バルブリフト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による可変バルブリフト装置は、インプットカムが形成されたカムシャフト、前記カムシャフトから設定された距離をおいて平行に配置されるロッカーアームシャフト、一側に前記カムシャフトが装着され、他側に前記ロッカーアームシャフトが装着されるシャフトキャリア、前記ロッカーアームシャフトに設置され、一側端部には前記インプットカムに密着する第１ローラーが配置されるロッカーアーム、前記ロッカーアームの他側端部に連結される第１リンク、中間部分が前記第１リンクとヒンジによって連結され、一側端部が前記シャフトキャリアにヒンジ結合される増幅レバー、前記増幅レバーの他側端部に連結される第２リンク、前記カムシャフトに装着され、前記第２リンクと一側が連結され、外周面の一側にプロファイル部が形成されたアウトプットカム、前記シャフトキャリアを設定された角度に回転させる可変駆動軸、及び前記アウトプットカムの回転に対応して前記プロファイル部によって作動するバルブを含むことを特徴とする。
【００１０】
前記カムシャフトは、前記アウトプットカムの中間部分を貫通し、前記アウトプットカムのプロファイル部の外側面と密着する第２ローラーが中間に形成されたスイングアームをさらに含み、前記スイングアームの一側は油圧バルブ間隙調整装置によって支持され、他側はバルブを作動させることが好ましい。
【００１１】
前記アウトプットカムの外周面で前記プロファイル部を除く円形の外周面の第１部分は、前記カムのベースサークルと同一な中心を有し、前記アウトプットカムの外周面で前記プロファイル部を除く円形の外周面の第１部分は、前記インプットカムのベースサークルと同一な直径を有することが好ましい。
【００１２】
前記ロッカーアームシャフトに装着されて、前記ロッカーアームの前記第１ローラーを前記カムに密着させるリターンスプリングをさらに含み、前記ロッカーアーム、前記第１リンク、前記増幅レバー、前記第２リンク、及び前記プロファイル部は、時計方向または反時計方向に順次に配置されることが好ましい。
【００１３】
前記可変駆動軸は、前記カムシャフトと同一な回転軸を有し、一側は前記可変駆動軸に連結され、他側は前記ロッカーアームシャフトに連結されるアームを含み、前記アームの動作によって前記可変駆動軸を中心に前記ロッカーアームシャフト及び前記シャフトキャリアが前記カムシャフトを中心に回転することが好ましい。
【００１４】
前記第２リンク及び前記アウトプットカムが連結された部分及び前記第２ローラーの間に前記プロファイル部が形成され、前記カムシャフト及び前記ロッカーアームシャフトは、前記シャフトキャリアを貫通して設置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
ロッカーアーム及び増幅レバーの回転方向が異なるために、バルブを駆動するアウトプットカムのプロファイル特性が良好でなかった従来の方式にかわって、摩擦及び動力損失が最少化されて、制御性及び組立性が優れているという効果がある。
【００１６】
同時に、バルブのリフト量が小さくなると、バルブが作動するタイミングが速くなるので、燃料の効率性が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明に係る可変バルブリフト装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例による可変バルブリフト装置について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の側面図である。
図１を参照すれば、可変バルブリフト装置は、インプットカム１００、シャフトキャリア１０２、カムシャフト１０４、第１ローラー１０５、ロッカーアーム１１０、ロッカーアームシャフト１１５、リターンスプリング１２０、第１リンク１２５、増幅レバー１３０、第２リンク１３５、アウトプットカム１４０、スイングアーム１４５、第２ローラー１５０、バルブ間隙調整部１５５、バルブ１６０、及びバルブスプリング１６５を含む。
【００２０】
まず、前記カムシャフト１０４の回転力は、前記インプットカム１００、前記第１ローラー１０５、前記ロッカーアーム１１０、前記第１リンク１２５、前記増幅レバー１３０、前記第２リンク１３５、前記アウトプットカム１４０、前記第２ローラー１５０、及び前記スイングアーム１４５を通じて前記バルブ１６０に伝達され、前記バルブ１６０は、長さ方向に設定されたリフト量で作動する。
【００２１】
前記シャフトキャリア１０２は、前記カムシャフト１０４に装着され、前記シャフトキャリア１０２には前記ロッカーアームシャフト１１５が装着される。前記カムシャフト１０４及び前記ロッカーアームシャフト１１５は、互いに平行に配置され、前記ロッカーアームシャフト１１５に前記ロッカーアーム１１０が装着される。
【００２２】
前記ロッカーアーム１１０の一端部には前記第１ローラー１０５が配置され、他端部には前記第２リンク１３５が連結される。前記ロッカーアームシャフト１１５に装着された前記リターンスプリング１２０によって前記ロッカーアーム１１０が時計方向に回転する。したがって、前記第１ローラー１０５は、前記リターンスプリング１２０の弾性復原力によって前記カムシャフト１０４に形成された前記インプットカム１００に密着する。
【００２３】
前記増幅レバー１３０の一端は前記シャフトキャリア１０２にヒンジ結合され、他端は前記第２リンク１３５に連結される。前記増幅レバー１３０の中間部分は、前記第１リンク１２５の端部とヒンジによって連結される。
【００２４】
前記第２リンク１３５の一端部は前記増幅レバー１３０に連結され、他端部は前記アウトプットカム１４０とヒンジによって連結される。前記アウトプットカム１４０は、前記カムシャフト１０４に装着され、前記アウトプットカム１４０の中間部分を前記カムシャフト１０４が貫通する構造からなる。
【００２５】
図２及び図３を参照しながら、可変バルブリフト装置によって前記バルブ１６０のリフト量が調節される方法について説明する。
図２は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の正面図であり、図３は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の斜視図である。
図２及び図３を参照すれば、前記カムシャフト１０４の中間部分に前記インプットカム１００が形成され、前記インプットカム１００に対応して前記ロッカーアーム１１０が前記ロッカーアームシャフト１１５に配置される。
【００２６】
前記ロッカーアームシャフト１１５の両側に、前記第１リンク１２５、前記増幅レバー１３０、前記第２リンク１３５、前記アウトプットカム１４０、前記第２ローラー１５０、前記スイングアーム１４５、及び前記バルブ１６０が配置される。また、前記ロッカーアーム１１０の両側に、各々前記シャフトキャリア１０２が配置される。
【００２７】
図示したように、前記カムシャフト１０４及び前記ロッカーアームシャフト１１５は、互いに平行に配置され、前記カムシャフト１０４及び前記ロッカーアームシャフト１１５は、前記シャフトキャリア１０２を貫通して組立てられる。また、前記カムシャフト１０４は、前記シャフトキャリア１０２に装着された状態で回転する。
【００２８】
図２及び図３に示したように、前記カムシャフト１０４と同一な軸線上に可変駆動軸２００が配置される。前記可変駆動軸２００は、前記カムシャフト１０４の長さ方向に配置され、前記可変駆動軸２００の端部にはアーム２０５が形成される。前記アーム２０５は、前記可変駆動軸２００の外周面から延長されて形成されて、前記ロッカーアームシャフト１１５に連結される。
【００２９】
前記ロッカーアームシャフト１１５の一端部が前記アーム２０５に挿入され、前記ロッカーアームシャフト１１５は、前記アーム２０５と締結された状態で回転が可能である。
【００３０】
前記可変駆動軸２００が制御部（図示せず）及び駆動部（図示せず）によって時計方向に回転すると、前記ロッカーアームシャフト１１５及び前記シャフトキャリア１０２が前記カムシャフト１０４を中心に時計方向に回転する。
【００３１】
再び図１を参照すれば、前記シャフトキャリア１０２が前記可変駆動軸２００によって反時計方向に回転すると、前記ロッカーアーム１１０及び前記第１ローラー１０５も反時計方向に回転する。それだけでなく、前記アウトプットカム１４０も前記カムシャフト１０４上で反時計方向に回転する。
【００３２】
前記カムシャフト１０４が反時計方向に回転する場合、前記シャフトキャリア１０２が反時計方向に回転すると、前記ロッカーアーム１１０が作動するタイミングが遅くなる。また、前記カムシャフト１０４が時計方向に回転する場合、前記シャフトキャリア１０２が時計方向に回転すると、前記ロッカーアーム１１０が作動するタイミングが速くなる。
【００３３】
前記カムシャフト１０４が時計方向に回転する場合、前記シャフトキャリア１０２が反時計方向に回転すると、前記ロッカーアーム１１０が作動するタイミングが速くなる。また、前記カムシャフト１０４が時計方向に回転する場合、前記シャフトキャリア１０２が反時計方向に回転すると、前記ロッカーアーム１１０が作動するタイミングが遅くなる。
【００３４】
本実施例で、前記カムシャフト１０４は、設計仕様によって、時計方向または反時計方向に回転することができる。また、前記バルブ間隙調整部１５５は、油圧によって前記スイングアーム１４５の一端を能動的に支持して、前記バルブ１６０の動作をより堅固にする。
【００３５】
図１を参照すれば、前記第１ローラー１０５、前記ロッカーアーム１１０、前記第１リンク１２５、前記増幅レバー１３０、前記第２リンク１３５、及び前記アウトプットカム１４０が反時計方向に配置される。
【００３６】
図４は本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部詳細図である。
図４を参照して、前記第２リンク１３５、前記アウトプットカム１４０、及び前記第２ローラー１５０の配置関係を説明する。
【００３７】
前記アウトプットカム１４０の一側は前記第２リンク１３５に連結されるが、前記アウトプットカム１４０はリング形状であって、前記カムシャフト１０４が貫通する構造からなる。したがって、前記アウトプットカム１４０の内周面は前記カムシャフト１０４の外周面とスライディングが可能である。
【００３８】
前記アウトプットカム１４０の外周面の一側には前記第２リンク１３５に連結される連結部（左側）が形成され、外周面の他側（下）は前記第２ローラー１５０と接触している。また、前記連結部及び前記第２ローラー１５０の間で前記プロファイル部４００が前記アウトプットカム１４０の外周面から突出されて形成される。
【００３９】
前記プロファイル部４００は、実質的に前記第２ローラー１５０と接触して前記スイングアーム１４５及び前記バルブ１６０を作動させ、前記第２ローラー１５０から前記連結部にいくほど厚さがより厚くなる。
【００４０】
前記アウトプットカム１４０の外周面は、前記プロファイル部４００及び前記連結部を除いて全体的に前記インプットカム１００のベースサークル４０５と対応する円形構造からなる。
【００４１】
前記アウトプットカム１４０の外周面の一側が前記カムのベースサークル４０５と同一な軌跡を有するので、前記インプットカム１００によって前記第２ローラー１５０が直接的に駆動される構造にすることが可能である。
【００４２】
つまり、図２で前記カムシャフト１０４の位置を修正せずに、前記スイングアーム１４５及び前記バルブ１６０を前記インプットカム１００と対応するように位置させた後、前記カムによって前記第２ローラー１５０及び前記スイングアーム１４５を直接的に駆動することができる。
【００４３】
図５は本発明の実施例による可変バルブリフト装置のハイリフト（ｈｉｇｈ  ｌｉｆｔ）状態を示した側面図である。
図５の（ａ）は前記アウトプットカム１４０によって前記バルブ１６０が作動しない状態を示し、（ｂ）は前記アウトプットカム１４０によって前記バルブ１６０が作動した状態を示す。
【００４４】
図示したように、前記カムシャフト１０４の中心を通過する水平線５００及び前記カムシャフト１０４の中心から前記ロッカーアームシャフト１１５の中心を通過する傾斜線５０５がなす角はθである（０＜θ＜９０度）。
【００４５】
本実施例で、前記水平線５００及び前記傾斜線５０５がなす角がθである時、前記バルブ１６０はハイリフト（ｈｉｇｈ  ｌｉｆｔ）で作動する。
【００４６】
図６は本発明の実施例による可変バルブリフト装置のローリフト（ｌｏｗ  ｌｉｆｔ）状態を示した側面図である。
図６の（ａ）は前記アウトプットカム１４０によって前記バルブ１６０が作動しない状態を示し、（ｂ）は前記アウトプットカム１４０によって前記バルブ１６０が作動した状態を示す。
【００４７】
図示したように、前記カムシャフト１０４の中心を通過する水平線５００及び前記カムシャフト１０４の中心から前記ロッカーアームシャフト１１５の中心を通過する傾斜線５０５がなす角はθ’である（０＜θ’＜θ＜９０度）。
【００４８】
本実施例で、前記水平線５００及び前記傾斜線５０５がなす角がθ’である時、前記バルブ１６０はローリフト（ｌｏｗ  ｌｉｆｔ）で作動する。
【００４９】
図７は本発明の実施例による可変バルブリフト装置によるバルブ１６０のリフト量を示した表である。
図示したように、横軸はクランクシャフトの回転角（カムの回転位置）を示し、縦軸はバルブリフト量を示す。
【００５０】
図７に示したように、本発明の実施例による可変バルブリフト装置によれば、多様なバルブリフト量を実現することができ、バルブリフト量の変化と共にバルブタイミングも変化する。
それだけでなく、本実施例で、バルブリフト量が少なくなるほど前記バルブ１６０が早く開かれる特徴があり、バルブリフト量が大きくなるほど前記バルブ１６０がゆっくり開かれる特徴がある。
【００５１】
もちろん、前記構成要素の設計仕様によって、バルブリフト量が少なくなるほど前記バルブ１６０がゆっくり開かれ、バルブリフト量が大きくなるほど前記バルブ１６０が早く開かれるように形成されることもできる。
【００５２】
同時に、本発明の実施例による可変バルブリフト装置は、可変バルブリフト装置の装着の高さがカムシャフトの中心と同一に配置されるので、組立性及び互換性が優れている。
【００５３】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例による可変バルブリフト装置の側面図である。
【図２】本発明の実施例による可変バルブリフト装置の正面図である。
【図３】本発明の実施例による可変バルブリフト装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施例による可変バルブリフト装置の一部詳細図である。
【図５】本発明の実施例による可変バルブリフト装置のハイリフト（ｈｉｇｈ  ｌｉｆｔ）状態を示した側面図である。
【図６】本発明の実施例による可変バルブリフト装置のローリフト（ｌｏｗ  ｌｉｆｔ）状態を示した側面図である。
【図７】本発明の実施例による可変バルブリフト装置によるバルブリフト量を示した表である。
【符号の説明】
【００５５】
１００    インプットカム
１０２    シャフトキャリア
１０４    カムシャフト
１０５    第１ローラー
１１０    ロッカーアーム
１１５    ロッカーアームシャフト
１２０    リターンスプリング
１２５    第１リンク
１３０    増幅レバー
１３５    第２リンク
１４０    アウトプットカム
１４５    スイングアーム
１５０    第２ローラー
１５５    バルブ間隙調整部
１６０    バルブ
１６５    バルブスプリング
２００    可変駆動軸
２０５    アーム
４００    プロファイル部
５００    水平線
５０５    傾斜線
【図１】
0005215147.tif 000002
【図２】
0005215147.tif 000003
【図３】
0005215147.tif 000004
【図４】
0005215147.tif 000005
【図５】
0005215147.tif 000006
【図６】
0005215147.tif 000007
【図７】
0005215147.tif 000008