(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）シリンダーヘッドの上部に設けられるカムキャリアによって支持された入力軸に形成された入力カムと、
ｂ）バルブ開閉部と、
ｃ）コントロールモータとウォームギアを有する制御部によって回転するように前記入力軸と平行に前記カムキャリアに支持された偏心軸と、
ｄ）前記入力カムと接触する大径部とこの大径部から軸方向に突出する小径軸部とを有するローラと、このローラの小径軸部が長さ方向一端側を貫通すると共に長さ方向他端側を前記偏心軸が貫通するように形成された第１メンバーと、この第１メンバーと前記ローラの大径部とに挟まれるように前記ローラの小径軸部が貫通し、この貫通部分と延長部分を介して連結された円筒状部分とを有する第２メンバーと、を含んでなり、前記偏心軸に対し回転可能に形成された入力リンクと、
ｅ）第１連結ピンが前記第２メンバーの円筒状部分と共に貫通する第１連結ピン用貫通孔部分と前記偏心軸が貫通する偏心軸貫通孔部分とを有し、前記入力リンクと連結され、前記偏心軸に偏心されて形成された一対のコントロールシャフトと、
ｆ）前記第２メンバーの円筒状部分の外側に配置され前記第１連結ピンが貫通する第１連結ピン貫通部分と、第２連結ピンが貫通する第２連結ピン貫通部分と、を有し、前記第１連結ピン貫通部分が第２連結ピン貫通部分の上方に位置するように前記コントロールシャフトと連結された連結リンクと、
ｇ）この連結リンクの前記第２連結ピン貫通部分に挟まれる位置に配設され第２連結ピンが貫通すると共に、前記一対のコントロールシャフトの前記偏心軸貫通孔部分に挟まれる位置に配設され前記偏心軸が貫通し、前記連結リンクと連結されて、前記バルブ開閉部を開閉するように前記偏心軸に対し回転可能に形成されたリフトアームと、を有する可変バルブリフト装置であって、
前記入力リンクに形成された前記円筒状部分の下方に突出する突出部の下面側に接触して前記入力リンクに復元力を付与するロストモーションスプリングをさらに有し、
前記入力リンクの第１メンバーと第２メンバーの延長部分とは前記ローラの回転軸心を中心に鋭角を成すように構成されており、
前記カムキャリアには、前記入力カムの形成位置毎に前記シリンダーヘッドの上部に繋がる連通穴が形成されており、
各連通穴は、各入力カムの軸方向形成位置を長さ方向中央部として入力カムに対して幅方向に対向する側から入力カム側に突出するカムキャリア突部を囲むように形成された凹形状連通穴と、前記カムキャリア突部の長さ方向中心に形成され前記ロストモーションスプリングが挿通可能な円形連通穴と、を含んでなり、
前記カムキャリアには、前記凹形状連通穴の長さ方向端部側穴面から上方に立ち上る第１壁部が形成されており、前記カムキャリア突部の長さ方向両側端部面が第２壁部を形成しており、
前記第１壁部によって前記第１連結ピンが分離されることを防止し、前記第２壁部によって前記第２連結ピンが分離されることを防止することを特徴とする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、可変バルブリフト装置に係り、より詳細には、バルブリフト量をエンジンの運転状態によって変化させることができる可変バルブリフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンには、燃料を燃焼させて動力を発生させる燃焼室が形成され、この燃焼室には、燃焼される燃料が含まれている混合ガスを提供する吸気バルブ、及び燃焼したガスを排出する排気バルブが形成されている。これら吸気バルブ及び排気バルブは、クランクシャフトに連結されたバルブ開閉機構によって燃焼室を開閉している。
【０００３】
バルブ開閉機構が一定形状のカムによってバルブリフトの量が一定であると、吸入または排出するガスの量を調節することができず、エンジンは運転領域全般にわたって最適な状態を発揮することができない。つまり、低速の運転状態に合わせてバルブ開閉機構が設計されると、高速の運転状態ではバルブが開放されている時間及び量が十分でなく、高速の運転状態に合わせて設計されると、低速の運転状態で反対の現象が起こるようになる。
【０００４】
そこで、吸気バルブや排気バルブのリフトタイミング（すなわち、クランクシャフトの回転を基準にした位相）やリフト量を変更することができる可変バルブリフト装置、例えば、低リフトカムと高リフトカムを切り替えることで吸気バルブのリフト量を２段階に変更できる可変バルブリフト装置〔特許文献１参照〕が提案された。近年では、吸気バルブや排気バルブのリフト量を連続的に変更する連続可変バルブリフト装置、例えば、エンジンの燃焼安定性、排ガス性能および燃費を向上させ、エンジン出力の低下、エンジン全開性能の低下を抑制する連続可変バルブリフト装置〔特許文献２、特許文献３参照〕、コンパクトな形体にしてシリンダー内での占有空間を減らせる連続可変バルブリフト装置〔特許文献４参照〕などが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９３４８３号公報
【特許文献２】特開２００６−３２９１３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３２９１３１号公報
【特許文献４】特開２００７−１３８９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、作動領域を多様に構成することができ、ミラー設計が可能で、カムキャリアを備え、量産性を高めることができ、カムキャリアの壁部及び連結ピンを利用して、組立性を高め、バルブ間の偏差の調節が容易な、可変バルブリフト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明による可変バルブリフト装置は、ａ）シリンダーヘッドの上部に設けられるカムキャリアによって支持された入力軸に形成された入力カムと、ｂ）バルブ開閉部と、ｃ）コントロールモータとウォームギアを有する制御部によって回転するように入力軸と平行に前記カムキャリアに支持された偏心軸と、ｄ）入力カムと接触する大径部とこの大径部から軸方向に突出する小径軸部とを有するローラと、このローラの小径軸部が長さ方向一端側を貫通すると共に長さ方向他端側を前記偏心軸が貫通するように形成された第１メンバーと、この第１メンバーと前記ローラの大径部とに挟まれるように前記ローラの小径軸部が貫通し、この貫通部分と延長部分を介して連結された円筒状部分とを有する第２メンバーと、を含んでなり、前記偏心軸に対し回転可能に形成された入力リンクと、ｅ）第１連結ピンが前記第２メンバーの円筒状部分と共に貫通する第１連結ピン用貫通孔部分と前記偏心軸が貫通する偏心軸貫通孔部分とを有し、前記入力リンクと連結され、前記偏心軸に偏心されて形成された一対のコントロールシャフトと、ｆ）前記第２メンバーの円筒状部分の外側に配置され前記第１連結ピンが貫通する第１連結ピン貫通部分と、第２連結ピンが貫通する第２連結ピン貫通部分と、を有し、前記第１連結ピン貫通部分が第２連結ピン貫通部分の上方に位置するように前記コントロールシャフトと連結された連結リンクと、ｇ）この連結リンクの前記第２連結ピン貫通部分に挟まれる位置に配設され第２連結ピンが貫通すると共に、前記一対のコントロールシャフトの前記偏心軸貫通孔部分に挟まれる位置に配設され前記偏心軸が貫通し、前記連結リンクと連結されて、前記バルブ開閉部を開閉するように偏心軸に対し回転可能に形成されたリフトアームと、を有する可変バルブリフト装置であって、前記入力リンクに形成された前記円筒状部分の下方に突出する突出部の下面側に接触して前記入力リンクに復元力を付与するロストモーションスプリングをさらに有し、前記入力リンクの第１メンバーと第２メンバーの延長部分とは前記ローラの回転軸心を中心に鋭角を成すように構成されており、前記カムキャリアには、前記入力カムの形成位置毎に前記シリンダーヘッドの上部に繋がる連通穴が形成されており、各連通穴は、各入力カムの軸方向形成位置を長さ方向中央部として入力カムに対して幅方向に対向する側から入力カム側に突出するカムキャリア突部を囲むように形成された凹形状連通穴と、前記カムキャリア突部の長さ方向中心に形成され前記ロストモーションスプリングが挿通可能な円形連通穴と、を含んでなり、前記カムキャリアには、前記凹形状連通穴の長さ方向端部側穴面から上方に立ち上る第１壁部が形成されており、前記カムキャリア突部の長さ方向両側端部面が第２壁部を形成しており、前記第１壁部によって前記第１連結ピンが分離されることを防止し、前記第２壁部によって前記第２連結ピンが分離されることを防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の可変バルブリフト装置は、ミラー設計が可能で、カムキャリアを備え、量産性を高めることができる。また、カムキャリアの壁部及び連結ピンを利用して、組立性を高めることができ、バルブ間の偏差の調節が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。図１は本実施形態による可変バルブリフト装置の構成を示した斜視図であり、図２は本実施形態による可変バルブリフト装置の一部分解図である。この実施形態の可変バルブリフト装置は、入力軸１００に形成された入力カム１１０、バルブ開閉部２００、入力軸１００に平行に形成された偏心軸３００、及び入力カム１１０の回転が伝達されて、バルブ開閉部２００を開閉する連結部４００を有する構成である。
【００１０】
連結部４００は、入力カム１１０と接触して、偏心軸３００に回転可能に形成された入力リンク４１０、入力リンク４１０と連結されて、偏心軸３００に偏心されて形成されたコントロールシャフト４２０、コントロールシャフト４２０と連結された連結リンク４３０、及び連結リンク４３０と連結されて、バルブ開閉部２００を開閉するように偏心軸３００に回転可能に形成されたリフトアーム４４０を有する構成である。
【００１１】
入力リンク４１０は、偏心軸３００と連結される第１メンバー４１１、第１メンバー４１１と連結された第２メンバー４１２、及び入力カム１１０と接触するローラ４１３を有する構成である。入力リンク４１０には突出部４１４が形成され、入力リンク４１０に復原力を提供するようにロストモーションスプリング５００が突出部４１４と接触して形成される。入力リンク４１０の第２メンバー４１２、コントロールシャフト４２０、及び連結リンク４３０は第１連結ピン４５０で連結される。連結リンク４３０及びリフトアーム４４０は第２連結ピン４６０で連結される。
【００１２】
以下、図３〜図６を参照して、本実施形態による可変バルブリフト装置の作動原理を説明する。図３と図４は、各々この実施形態による可変バルブリフト装置のハイリフトモードでバルブが閉じられた状態及び開かれた状態を示した図面である。図５と図６は各々本実施形態による可変バルブリフト装置のローリフトモードでバルブが閉じられた状態及び開かれた状態を示した図面である。図３〜図６で、Ａは入力カムの回転中心を示し、Ｂはハイリフトモードでのコントロールシャフト４２０の中心を示し、Ｃはローリフトモードでのコントロールシャフト４２０の中心を示している。
【００１３】
図３及び図４を参照すれば、ハイリフトモードでは、偏心軸３００の回転によって入力カム１１０の回転中心Ａとコントロールシャフト４２０の中心Ｂの相対的な距離が短くなる。一方、図５及び図６を参照すれば、ローリフトモードでは、偏心軸３００の回転によって入力カム１１０の回転中心Ａとコントロールシャフト４２０の中心Ｃの相対的な距離が長くなる。
【００１４】
ハイリフトモードとローリフトモードを比較すると、ローリフトモードでは、入力リンク４１０とリフトアーム４４０がなす角が相対的に小さくなる。つまり、偏心軸３００の回転によってニードルベアリング２２０及びリフトアーム接触部４４１の接触位置が変化して、リフトアーム接触部４４１の断面の形状によってハイリフトモードとローリフトモードで、バルブリフト量とバルブリフト時間が変化することになる。
【００１５】
図３〜図６ではハイリフトモード及びローリフトモードだけを示したが、偏心軸の回転角の変化によって連続的なバルブリフトの変化が可能である。リフトアーム接触部４４１の断面の形状は、入力カムの回転中心Ａ及びコントロールシャフト４２０の中心Ｂ（またはＣ）の相対的な距離、要求されるバルブリフトの変化量、最小または最大バルブリフトなどによって変化する。このようなリフトアーム接触部４４１の断面の形状の決定については、詳細な説明は省略する。
【００１６】
図７は制御部及びカムキャリアを備えた本実施形態による可変バルブリフト装置を概略的に示した図面である。図７を参照すれば、この実施形態による可変バルブリフト装置は、入力軸１００及び偏心軸３００が、カムキャリア６００によって支持されている。そして、カムキャリア６００がシリンダーヘッド８００と結合して、可変バルブリフト装置のモジュール化が可能になり、設計変更が容易である。
【００１７】
偏心軸３００は、制御部７００によって回転し、制御部７００は、コントロールモータ７１０及びウォームギア７２０を有する構成である。エンジンの運転状態による制御部の偏心軸の回転角の制御については、詳細な説明は省略する。
【００１８】
図８は本実施形態による可変バルブリフト装置で連結ピンを利用した結合を概略的に示した斜視図であり、図９は連結ピンを利用した結合を示した平面図である。
【００１９】
カムキャリア６００には第１壁部６１０が形成され、入力リンク４１０、コントロールシャフト４２０、及び連結リンク４３０は第１連結ピン４５０で連結されて、第１壁部６１０によって可変バルブリフト装置の作動中に第１連結ピン４５０が分離されるのが防止される。また、カムキャリア６００には第２壁部６２０が形成され、連結リンク４３０とリフトアーム４４０は第２連結ピン４６０で連結されて、第２壁部６２０によって可変バルブリフト装置の作動中に第２連結ピン４６０が分離されるのを防止している。
【００２０】
第１連結ピン４５０と第２連結ピン４６０を使用して各構成要素の分解結合が容易になるが、第１壁部６１０及び第２壁部６２０によって作動中の分離が防止され、第１連結ピン４５０及び第２連結ピン４６０を結合するための別途の部品が必要なくなる。従って、全体の部品数を減少させ、組立性が高まり、生産費用及び整備費用を節減させることができる。また、連結リンク４３０を容易に分離して、生産過程で発生するバルブ間の偏差を防止することができる。
【００２１】
図１０は本実施形態による可変バルブリフト装置のバルブプロファイル特性を示したグラフである。図１０を参照すれば、この実施形態による可変バルブリフト装置は、リフトの大きさが相対的に小さい区間でリフトの変化が緩慢で、エンジンの制御が有利になる。このバルブプロファイル特性は、また、Ｖ型エンジンでミラー（ｍｉｒｒｏｒ）設計が可能で、カムシャフトの回転方向が異なっても駆動が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による可変バルブリフト装置の斜視図である。
【図２】本発明による可変バルブリフト装置の一部分解図である。
【図３】本発明による可変バルブリフト装置のハイリフトモードでバルブが閉じられた状態を示した図面である。
【図４】本発明による可変バルブリフト装置のハイリフトモードでバルブが開かれた状態を示した図面である。
【図５】本発明による可変バルブリフト装置のローリフトモードでバルブが閉じられた状態を示した図面である。
【図６】本発明よる可変バルブリフト装置のローリフトモードでバルブが開かれた状態を示した図面である。
【図７】制御部及びカムキャリアを有する本発明による可変バルブリフト装置を示した図面である。
【図８】本発明による可変バルブリフト装置で連結ピンを利用した結合を示した斜視図である。
【図９】本発明による可変バルブリフト装置で連結ピンを利用した結合を示した平面図である。
【図１０】本発明による可変バルブリフト装置のバルブプロファイル特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１００；入力軸
１１０；入力カム
２００；バルブ開閉部
２２０；ニードルベアリング
３００；偏心軸
４００；連結部
４１０；入力リンク
４１１；第１メンバー
４１２；第２メンバー
４１３；ローラ
４１４；突出部
４２０；コントロールシャフト
４３０；連結リンク
４４０；リフトアーム
４４１；リフトアーム接触部
４５０；第１連結ピン
４６０；第２連結ピン
５００；ロストモーションスプリング
６００；カムキャリア
６１０；第１壁部
６２０；第２壁部
７００；制御部
７１０；コントロールモータ
７２０；ウォームギア
８００；シリンダーヘッド
Ａ；入力カム（１１０）の回転中心
Ｂ；ハイリフトモードでのコントロールシャフト（４２０）の中心
Ｃ；ローリフトモードでのコントロールシャフト（４２０）の中心
【図１】
0005348660.tif 000002
【図２】
0005348660.tif 000003
【図３】
0005348660.tif 000004
【図４】
0005348660.tif 000005
【図５】
0005348660.tif 000006
【図６】
0005348660.tif 000007
【図７】
0005348660.tif 000008
【図８】
0005348660.tif 000009
【図９】
0005348660.tif 000010
【図１０】
0005348660.tif 000011