(57)【要約】【課題】  駆動カムとカムシャフトの位置を変更させず、バルブの開閉時期及びリフトの距離を調節することができ、バルブの開閉時期を容易に調節でき、内部の構成が簡単で製品の適用性が高い、可変バルブアクチュエーターを提供する。【解決手段】  駆動カムから力の伝達を受けてロッカーアームを加圧することにより、エンジンのバルブを開閉させる可変バルブアクチュエーターにおいて、一側が回動可能な構造でエンジンに結合されるスイングアーム、一側がロッカーアームに接触され他側がスイングアームの他側に回動可能に結合され、駆動カムによって加圧されてロッカーアームを加圧する加圧手段を含んで構成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動カムから力の伝達を受けてロッカーアームを加圧することでエンジンのバルブを開閉させる可変バルブアクチュエーターにおいて、
一側が回動可能な構造でエンジンに結合されるスイングアームと、
一側が前記ロッカーアームに接触されて他側が前記スイングアームの他側に回動可能な構造に結合されて、前記駆動カムによって加圧されて前記ロッカーアームを加圧する加圧手段とを備えることを特徴とする可変バルブアクチュエーター。
【請求項２】
前記加圧手段は、前記スイングアームの回動の角度によって前記ロッカーアームに接触される地点が変更され、前記駆動カムと接触される地点の位置が変更されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項３】
前記加圧手段は、前記駆動カムと接触される地点に從動ローラーが具備されることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項４】
前記スイングアームは、一側が回動可能な構造でエンジンに結合されて他側が前記バルブと遠くなる方向に延長される二つ以上の回動バーと、前記二つ以上の回動バーの他側を連結するように結合される連結バーを含んで構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項５】
前記加圧手段は前記回動バーに二つ以上が結合されてお互いに違うロッカーアームを加圧するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項６】
前記ロッカーアームは前記加圧手段と接触される部位にロッカーアームローラーが具備されて、
前記加圧手段は前記ロッカーアームローラーと接触される面が押すと凹む曲面に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項７】
前記スイングアームを回動させるスイング手段を更に含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の可変バルブアクチュエーター。
【請求項８】
前記スイング手段は、前記スイングアームの他側の下部に位置されるスイングシャフトと、前記スイングシャフトに結合されて前記スイングシャフトの回転の角度によって前記回動バーの他側を押し上げるスイングカムを含んで構成されることを特徴とする請求項７に記載の可変バルブアクチュエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変バルブアクチュエーターに係り、より詳しくはエンジンの低／高速運転領域によってバルブの開閉時期及びリフトの距離が可変されることができるように構成される可変バルブアクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンはクランクシャフトの回転力の伝達を受けたカムシャフトが回転されて、前記カムシャフトに形成されたカムによって吸気及び排気バルブが一定の間隔で上下に往復運動をしながら燃焼室に吸入空気が供給され、燃焼ガスが排気される過程を経って、混合気体を圧縮及び爆発させて動力を得る過程が繰り返される。
【０００３】
上記ように吸気及び排気バルブを作動させるための駆動カムとカムシャフト、タペット、ロッカーアームなどの一連の機構たちをバルブトレーンと言う。
【０００４】
以下、添付の図面を参照して従来のバルブトレーンに関して詳しく説明する。
【０００５】
図１は従来のバルブトレーンの側面図である。
【０００６】
図１に図示する従来のバルブトレーンは駆動カム（１２）、カムシャフト（１１）、ロッカーアーム（１４）、バルブ（１５）を含んで構成されて、カムシャフト（１１）には多数の駆動カム（１２）が所定の間隔を置いて結合されて、前記駆動カム（１２）の下側にピボット点(13)を基準に角運動するロッカーアーム（１４）が具備される。
【０００７】
また、前記ロッカーアーム（１４）の外側端の下側にはバルブ（１５）がバルブスプリング（１６）によって弾力支持されたままシリンダーヘッドの吸気ポートあるいは排気ポートに形成される。
すなわち、前記カムシャフト（１１）が回転されれば回転半径を異にする駆動カム（１２）によってロッカーアーム（１４）のローラー（１４ａ）が上下で押されるようになる。
この結果、前記ロッカーアーム（１４）はピボット点（１３）を基準で角運動をするようになって、ロッカーアーム（１４）の外側端はバルブ（１５）のステムエンド部に一定の間隔で力を加えるようになる。
従ってバルブ（１５）はバルブスプリング（１６）の反発力を勝って降りるようになって、駆動カム（１２）の位置が変わるようになって前記ロッカーアーム（１４）が上側に角運動する状態になればバルブ（１５）はバルブスプリング（１６）の反発力によってまた上昇するようになる。
【０００８】
このようにバルブトレーン（１０）の作動によって吸気及び排気バルブは所定の間隔で開閉が繰り返して成り立つようになる。
【０００９】
しかし上記従来のバルブトレーンはカムの運動による一字誘導計の運動をすることで高速のエンジン作動条件及び低速のエンジン作動条件のようなエンジン運行条件によるバルブトレーンの変更が不可能であった。
【００１０】
このような問題点を解決するために、エンジンの速度によってバルブ（１５）の開閉時期及びリフトの距離を調整するように構成される多様な種類の可変バルブアクチュエーターが考えられている。特許文献１参照。
【００１１】
しかし、このような従来の可変バルブアクチュエーターは駆動カム（１２）とカムシャフト（１１）の位置を変更させなければならないので、既存のエンジンに容易に適用させにくいという欠点がある。
また、従来考えられた可変バルブアクチュエーターは単純にバルブ（１５）のリフトの距離を増減させることでバルブ（１５）の開閉時期が調節されるように構成されているので、バルブ（１５）の開閉時期をより效率的に調節することができないという欠点がある。
【００１２】
また、バルブ（１５）のリフトの距離及び開閉時期を調節するためにはカムシャフト（１１）に結合された駆動カム（１２）以外に、別途の可変カムの追加が要求されるのに対して、従来考えられた可変バルブアクチュエーターは各バルブ（１５）ごとに駆動カム（１２）と可変カムがそれぞれ装着されなければならないので内部の構成が複雑になるという欠点がある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２８２５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、駆動カムとカムシャフトの位置を変更させないで、バルブの開閉時期及びリフトの距離を調節し、バルブの開閉時期をより安定的に調節することができ、内部の構成が簡単になるように構成される可変バルブアクチュエーター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】
【００１５】
上記目的を果たすための本発明による可変バルブアクチュエーターは、駆動カムから力の伝達を受けてロッカーアームを加圧することでエンジンのバルブを開閉させる可変バルブアクチュエーターにおいて、一側が回動可能な構造でエンジンに結合されるスイングアームと、一側が前記ロッカーアームに接触されて他側が前記スイングアームの他側に回動可能な構造に結合されて、前記駆動カムによって加圧されて前記ロッカーアームを加圧する加圧手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１６】
前記加圧手段は、前記スイングアームの回動の角度によって前記ロッカーアームに接触される地点が変更されて、前記駆動カムと接触される地点の位置が変更されるように構成される。
【００１７】
前記加圧手段は、前記駆動カムと接触される地点に從動ローラーが具備される。
【００１８】
前記スイングアームは、一側が回動可能な構造でエンジンに結合されて他側が前記バルブと遠くなる方向に延長される二つ以上の回動バーと、前記二つ以上の回動バーの他側を連結するように結合される連結バーを含んで構成される。
【００１９】
前記加圧手段は前記回動バーに二つ以上が結合されてお互いに違うロッカーアームを加圧するように構成される。
【００２０】
前記ロッカーアームは前記加圧手段と接触される部位にロッカーアームローラーが具備されて、前記加圧手段は前記ロッカーアームローラーと接触される面が、押すと凹む曲面に形成される。
【００２１】
前記スイングアームを回動させるスイング手段を更に含む。
【００２２】
前記スイング手段は、前記スイングアームの他側の下部に位置されるスイングシャフトと、前記スイングシャフトに結合されて前記スイングシャフトの回転の角度によって前記回動バーの他側を押し上げるスイングカムを含んで構成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による可変バルブアクチュエーターを利用すれば、駆動カムとカムシャフトの位置を変更させないで、バルブの開閉時期及びリフトの距離を調節することができ、バルブの開閉時期をさらに容易に調節することができ、内部の構成が簡単で製品の適用性が高い長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して本発明による可変バルブアクチュエーターの実施例を詳しく説明する。
【００２５】
図２は本発明による可変バルブアクチュエーターの側面図であり、図３は本発明による可変バルブアクチュエーターがエンジンに装着された状態を図示する斜視図であり、図４は本発明による可変バルブアクチュエーターの斜視図である。
【００２６】
本発明による可変バルブアクチュエーターは図２ないし図４に図示するように、カムシャフト（３１０）に装着された駆動カム（３００）から力の伝達を受けてロッカーアーム（２００）を加圧することでエンジンのバルブ（１００）を開閉させる可変バルブアクチュエーターとして、一側が回動可能な構造でエンジンに結合されるスイングアーム（４００）と、一側が前記ロッカーアーム（２００）に接触されて他側が前記スイングアーム（４００）の他側に回動可能な構造に結合されて前記駆動カム（３００）によって加圧される時に前記ロッカーアーム（２００）を加圧するように構成される加圧手段（５００）を含む。
【００２７】
前記ロッカーアーム（２００）は一側（図２では左側）がバルブ（１００）の上部に結合されて、他側が油圧式バルブ（１００）間隙調整装置（１２０）に接触されるように構成される。また、前記バルブ（１００）はロッカーアーム（２００）によって下降され、バルブスプリング（１１０）の弾性によって上向き復帰される。
【００２８】
前記スイングアーム（４００）は駆動カム（３００）から加圧手段（５００）への力の伝達時点を変更させるための構成要素として、二つ以上の回動バー（４１０）と連結バー（４２０）で構成される。
【００２９】
前記回動バー（４１０）はエンジンに固定して結合された固定ブラケット（４３０）に一側（本実施例では左側端）が回動可能な構造に結合されて、他側（本実施例では右側端）が前記バルブ（１００）と遠くなる方向（図２では右側方向）に延長される。また前記連結バー（４２０）は各回動バー（４１０）の他側を連結するように結合される。
【００３０】
すなわち、前記スイングアーム（４００）は前記固定ブラケット（４３０）とヒンジ結合された地点を中心に回動するように構成されて、回動の角度によってバルブ（１００）の開閉時期及びバルブ（１００）のリフトの高さを可変させる役目をするようになる。このような前記スイングアーム（４００）の動作及びこれによる效果は以下の図５及び図６を参照して詳しく説明する。
【００３１】
前記加圧手段（５００）は他側（本実施例では右側端）が前記回動バー（４１０）に二つ以上が結合されてお互いに違うロッカーアーム（２００）を加圧するように構成されて、前記加圧手段（５００）と接触される部位には前記駆動カム（３００）との摩擦力を減らすための從動ローラー（５１０）が具備される。
【００３２】
前記加圧手段（５００）は前記連結バー（４２０）に固定して結合されるのではなく回動可能な構造、すなわちヒンジ結合されるので、前記回動バー（４１０）の他側が上昇されるように、スイングアーム（４００）が回動しても前記ロッカーアーム（２００）を加圧せず、前記駆動カム（３００）によって下向き加圧される時に前記ロッカーアーム（２００）を加圧してバルブ（１００）を開放するようにする。
【００３３】
しかし前記スイングアーム（４００）の回動角度が変更されれば、前記從動ローラー（５１０）が前記駆動カム（３００）と接触される地点が変わるのでロッカーアーム（２００）を押し始める時点（結果的にバルブ（１００）が開閉される時点）が変わるようになって、前記ロッカーアーム（２００）に接触される加圧手段（５００）地点（もっと正確にはロッカーアームローラー（２１０）と接触される加圧手段（５００）地点）が変更されるので加圧手段（５００）の回動によるロッカーアーム（２００）の加圧距離（結果的にバルブ（１００）のリフトの距離）が変更されるという效果が発生する。
【００３４】
このような前記加圧手段（５００）の動作の構成及びこれによる效果も図５〜図８を参照して詳しく説明する。
【００３５】
また、前記加圧手段（５００）は前記ロッカーアームローラー（２１０）との接触部位が変更されても前記ロッカーアームローラー（２１０）をより安定的に加圧することができるように、前記ロッカーアームローラー（２１０）と接触される面が、押すと凹む曲面に形成されることが望ましい。
【００３６】
本実施例では駆動カム（３００）が從動ローラー（５１０）を加圧することで前記加圧手段（５００）の一側が下降される構成のみを説明しているが、本発明による可変バルブアクチュエーターは前記從動ローラー（５１０）なしに駆動カム（３００）が直接に加圧手段（５００）を加圧するように構成されることもできる。
また、本実施例では一つの駆動カム（３００）が二つの加圧手段（５００）を下降させる構成のみを説明しているが、一つのスイングアーム（４００）に三つ以上の加圧手段（５００）を結合させることで一つの駆動カム（３００）で三つ以上のバルブ（１００）を開閉させることもできるし、それぞれの加圧手段（５００）に駆動カム（３００）を別に装着させるようにして一つの駆動カム（３００）で、一つの加圧手段（５００）を個別に下降させるように構成されることもできる。
【００３７】
本発明による可変バルブアクチュエーターは、前記スイング手段（６００）が自動に回動されることが可能なように前記スイングアーム（４００）を回動させるスイング手段（６００）を更に含むことができる。
【００３８】
前記スイング手段（６００）は前記スイングアーム（４００）を回動させるための構成要素として、前記スイングアーム（４００）の他側の下部に位置されるスイングシャフト（６１０）と、前記スイングシャフト（６１０）に結合されて前記スイングシャフト（６１０）の回転角度によって前記回動バー（４１０）の他側を押し上げるスイングカム（６２０）を含んで構成される。
すなわち、図２に図示された状態で前記スイングシャフト（６１０）が反時計方向に回転すれば前記スイングカム（６２０）が前記回動バー（４１０）の他側を押し上げて、前記スイングアーム（４００）は反時計方向に回転し、前記スイングシャフト（６１０）が時計方向に回転すれば前記スイングアーム（４００）は自重によって時計方向に回転するようになる。
【００３９】
この時前記スイング手段（６００）は、エンジンの速度などさまざまな設定条件によって時計方向または反時計方向に一定の角度に回転されることができるように制御部によって回転角が制御されるように構成される。
【００４０】
図５〜図８は本発明による可変バルブアクチュエーターの使用例を図示する側面図である。
【００４１】
図５はスイングアーム（４００）の他側（本実施例では右側端）が下に下がるようにスイングアーム（４００）が回転した時に加圧手段（５００）とロッカーアームローラー（２１０）の位置を図示する側面図であり、図６はこの時の駆動カム（３００）と從動ローラー（５１０）の間の位置を図示する側面図である。
【００４２】
図５及び図６に図示した状態で前記駆動カム（３００）が時計方向に回転すれば、前記駆動カム（３００）の突出部位(長辺方向の外側面)が從動ローラー（５１０）と接触する時点から、前記加圧手段（５００）は一側（本実施例では左側端）が下に下がるようになって、前記加圧手段（５００）は一側の底面がロッカーアームローラー（２１０）を下に押すようになって、ロッカーアーム（２００）の回動及びバルブ（１００）の開放が達成される。
【００４３】
また、図７はスイングアーム（４００）の他側（本実施例では右側端）が上に上がるようにスイングアーム（４００）が回転した時に加圧手段（５００）とロッカーアームローラー（２１０）の位置を図示する側面図であり、図８はこの時に駆動カム（３００）と從動ローラー（５１０）の間の位置を図示する側面図である。
【００４４】
図７に図示するようにスイングアーム（４００）が反時計方向に回動すれば、加圧手段（５００）は図５に図示した場合に比べて、さらに右側端を向いた部位が前記ロッカーアームローラー（２１０）を加圧するようになって、從動ローラー（５１０）は図８に図示するように駆動カム（３００）の外側面に沿って反時計方向に上がるようになる。
【００４５】
この時、前記加圧手段（５００）は右側端が連結バー（４２０）にヒンジ結合されていて右側端にいくにつれて回転の半径が小さくなるので、図７に図示するように図５に図示した場合に比べて加圧手段（５００）の右側で離隔された地点が前記ロッカーアームローラー（２１０）を加圧するようになれば、加圧しただけロッカーアーム（２００）の下降距離が短くなって、これによりバルブ（１００）のリフト距離も短くなるようになる。
【００４６】
また、図７に図示するようにスイングアーム（４００）が反時計方向に回動されれば図８に図示するように、前記從動ローラー（５１０）は駆動カム（３００）の外注面に沿って上がるようになるので、從動ローラー（５１０）)の位置が変更されれば駆動カム（３００）が少しだけ回転しても從動ローラー（５１０）が下向きに加圧される。
すなわち、図７に図示するようにスイングアーム（４００）が反時計方向に回動された状態では、図５に図示された場合に比べてバルブ（１００）の開放時期が早くなるようになる。
【００４７】
結論的に、本発明による可変バルブアクチュエーターは、図５に図示した状態ではバルブ（１００）の下降距離が長くなってバルブ（１００）の開放時期は遅くなるようになるし、図７に示した状態ではバルブ（１００）の下降距離が短くなってバルブ（１００）の開放時期は早くなるという效果を得ることができる。
【００４８】
したがって本発明による可変バルブアクチュエーターを利用すれば、エンジンが低速なのか、高速なのかによってバルブ（１００）の下降距離及び開放時期を適切に調節することで、排気ガスを低減させて、排気ガスの後処理に使われる貴金属の費用を節減させることができるという長所がある。
【００４９】
また、本発明による可変バルブアクチュエーターは、一つのスイングアーム（４００）に二つ以上の加圧手段（５００）を相互連結させて装着することによって、一つの駆動カム（３００）で二つ以上のバルブ（１００）を操作することができるようになり、これによって内部の構成がさらに簡単になるという長所がある。
【００５０】
また、本発明による可変バルブアクチュエーターは、既存に通常的に使われているバルブ（１００）、ロッカーアーム（２００）、駆動カム（３００）などの位置を変更させずにエンジンに装着することができるので、製品の適用性が非常に優秀だという長所がある。
【００５１】
以上、本発明を好ましい実施例を使って詳しく説明したが、本発明は実施例に限定されるものではなく、この技術分野における当業者が、本発明の特許請求範囲を逸脱しない範囲で、修正と変形が可能なものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、駆動カムとカムシャフトの位置を変更させないで、バルブの開閉時期及びリフトの距離を調節する可変バルブアクチュエーターの分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】は従来のバルブトレーンの側面図である。
【図２】は本発明による可変バルブアクチュエーターの側面図である。
【図３】は本発明による可変バルブアクチュエーターがエンジンに装着された形象を図示する斜視図である。
【図４】は本発明による可変バルブアクチュエーターの斜視図である。
【図５】は本発明による可変バルブアクチュエーターの使用例を図示する側面図である。
【図６】は本発明による可変バルブアクチュエーターの使用例を図示する側面図である。
【図７】は本発明による可変バルブアクチュエーターの使用例を図示する側面図である。
【図８】は本発明による可変バルブアクチュエーターの使用例を図示する側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  バルブ
１１０  バルブスプリング
２００  ロッカーアーム
２１０  ロッカーアームローラー
３００  駆動カム
３１０  カムシャフト
４００  スイングアーム
４１０  回動バー
４２０  連結バー
５００  加圧手段
５１０  從動ローラー
６００  スイング手段
６１０  スイングシャフト
６２０  スイングカム
【図１】
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【図２】
2009250230.tif 000004
【図３】
2009250230.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009250230.tif 000009
【図８】
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