(57)【要約】【課題】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て量産性を高めることができ、さらに組立性を高め、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。【解決手段】ａ）入力軸に形成された入力カムと、ｂ）バルブ開閉部と、ｃ）入力軸に平行に形成された偏心軸と、ｄ）入力カムと接触するように偏心軸に回転可能に形成された入力リンクと、ｅ）入力リンクと連結されて、偏心軸に偏心されて形成されたコントロールシャフトと、ｆ）コントロールシャフトと連結された連結リンクと、ｇ）連結リンクと連結されて、バルブ開閉部を開閉するように偏心軸に回転可能に形成されたリフトアームを有する構成である。【選択図】図１
2009236105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）入力軸に形成された入力カムと、ｂ）バルブ開閉部と、ｃ）前記入力軸に平行に形成された偏心軸と、ｄ）前記入力カムと接触するように前記偏心軸に回転可能に形成された入力リンクと、ｅ）前記入力リンクと連結されて、前記偏心軸に偏心されて形成されたコントロールシャフトと、ｆ）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）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回転可能に形成されたリフトアームを有する構成であることを特徴とする可変バルブリフト装置。
【請求項２】
前記入力リンクは、前記偏心軸と連結される第１メンバーと、前記第１メンバーと連結された第２メンバーと、前記入力カムと接触するローラとを有する構成であ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】
前記入力リンクには突出部が形成され、前記入力リンクに復原力を提供するように前記突出部と接触するロストモーションスプリングをさらに有する構成であ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４】
前記入力リンクの第２メンバー、前記コントロールシャフト、及び前記連結リンクは、第１連結ピンで連結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５】
前記連結リンクと前記リフトアームは、第２連結ピンで連結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６】
ａ’）入力軸と、ｂ’）前記入力軸に形成された入力カムと、ｃ’）バルブ開閉部と、ｄ’）前記入力軸に平行に前記カムキャリアに形成された偏心軸と、ｅ’）前記偏心軸の回転角を調節するように形成された制御部と、ｆ’）前記入力カムと接触するように前記偏心軸に回転可能に形成された入力リンクと、ｇ’）前記入力リンクと連結されて、前記偏心軸に偏心されて形成されたコントロールシャフトと、ｈ‘）前記コントロールシャフトと連結された連結リンクと、ｉ’）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回転可能に形成されたリフトアームと、を備え、前記入力軸と前記偏心軸が、カムキャリアによって支持されることを特徴とする可変バルブリフト装置。
【請求項７】
前記入力リンクは、前記偏心軸と連結される第１メンバーと、前記第１メンバーと連結された第２メンバーと、前記入力カムと接触するローラとを有する構成であることを特徴とする請求項６に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項８】
前記入力リンクには突出部が形成され、前記入力リンクに復原力を提供するように前記突出部と接触するロストモーションスプリングをさらに有する構成であることを特徴とする請求項７に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項９】
前記制御部は、コントロールモータと、ウォームギアを有する構成であることを特徴とする請求項７に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項１０】
前記カムキャリアには第１壁部が形成され、前記入力リンク、前記コントロールシャフト、及び前記連結リンクは第１連結ピンで連結されて、前記第１壁部によって前記第１連結ピンが分離されるのを防止することを特徴とする請求項７に記載の可変バルブリフト装置。
【請求項１１】
前記カムキャリアには第２壁部が形成され、前記連結リンクと前記リフトアームは第２連結ピンで連結されて、前記第２壁部によって前記第２連結ピンが分離されるのを防止することを特徴とする請求項７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、可変バルブリフト装置に関し、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る可変バルブリフト装置を提供することを目的とする。
本発明は、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、可変バルブリフト装置を提供することを目的とする。
本発明は、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】
このような目的を達成するための本発明の実施形態による可変バルブリフト装置は、ａ）入力軸に形成された入力カム、ｂ）バルブ開閉部、ｃ）入力軸に平行に形成された偏心軸、ｄ）入力カムと接触するように偏心軸に回転可能に形成された入力リンク、ｅ）入力リンクと連結されて、偏心軸に回転可能に形成されたコントロールシャフト、ｆ）コントロールシャフトと連結された連結リンク、及びｇ）連結リンクと連結されて、バルブ開閉部を開閉するように偏心軸に回転可能に形成されたリフトアームを有する構成である。
【０００８】
入力リンクは、偏心軸と連結される第１メンバー、第１メンバーと連結された第２メンバー、及び入力カムと接触するローラを有する構成である。
入力リンクには突出部が形成され、入力リンクに復原力を提供するように入力リンクと接触するロストモーションスプリングをさらに有する構成である。
入力リンクの第２メンバー、コントロールシャフト、及び連結リンクは、第１連結ピンで連結される。
連結リンクとリフトアームは、第２連結ピンで連結される。
【０００９】
また、本発明の実施形態による可変バルブリフト装置は、ａ’）入力軸、ｂ’）入力軸に形成された入力カム、ｃ’）バルブ開閉部、ｄ’）入力軸に平行にカムキャリアに形成された偏心軸、ｅ’）偏心軸の回転角を調節するように形成された制御部、ｆ’）入力カムと接触するように偏心軸に回転可能に形成された入力リンク、ｇ’）入力リンクと連結されて、偏心軸に回転可能に形成されたコントロールシャフト、ｈ’）コントロールシャフトと連結された連結リンク、及びｉ’）連結リンクと連結されて、バルブ開閉部を開閉するように前記偏心軸に回転可能に形成されたリフトアームを備え、入力軸と偏心軸がカムキャリアによって支持される。
【００１０】
入力リンクは、偏心軸と連結される第１メンバー、第１メンバーと連結された第２メンバー、及び入力カムと接触するローラを有する構成である。
入力リンクには突出部が形成され、入力リンクに復原力を提供するように突出部と接触するロストモーションスプリングをさらに有する構成である。
制御部は、コントロールモータと、ウォームギアを有する構成である。
【００１１】
カムキャリアには第１壁部が形成され、入力リンク、コントロールシャフト、及び連結リンクは第１連結ピンで連結されて、第１壁部によって第１連結ピンが分離されるのを防止することができる。
カムキャリアには第２壁部が形成され、連結リンクと前記リフトアームは第２連結ピンで連結されて、第２壁部によって第２連結ピンが分離されるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
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】
【００１３】
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は本発明の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は本発明の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。
本発明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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
以下、図３〜図６を参照して、本発明の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、各々本発明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は各々本発明の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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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し、このようなリフトアーム接触部４４１の断面の形状の決定は、本発明が属する技術分野の通常の技術者が本発明の詳細な説明を通して実現可能なので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図７は制御部及びカムキャリアを備えた本発明の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、本発明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。
【００２１】
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は、本発明が属する技術分野の通常の技術者が本発明の詳細な説明を通して実現可能なので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図８は本発明の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る。
図９は本発明の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示した平面図である。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１０は本発明の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、本発明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。
【００２６】
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で通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等だと認められる範囲の全ての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による可変バルブリフト装置の斜視図である。
【図２】本発明の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。
【図３】本発明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を示した図面である。
【図４】本発明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開かれた状態を示した図面である。
【図５】本発明の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を示した図面である。
【図６】本発明の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の実施形態による可変バルブリフト装置を示した図面である。
【図８】本発明の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示した斜視図である。
【図９】本発明の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示した平面図である。
【図１０】本発明の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。
【符号の説明】
【００２８】
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】
2009236105.tif 000003
【図２】
2009236105.tif 000004
【図３】
2009236105.tif 000005
【図４】
2009236105.tif 000006
【図５】
2009236105.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2009236105.tif 000010
【図９】
2009236105.tif 000011
【図１０】
2009236105.tif 000012