KR100321206B1 - 가변밸브작동기구 - Google Patents

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KR100321206B1
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신이치 무라타
아키히로 후지모토
준 이소모토
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나까무라히로까즈
미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 가변밸브작동기구에 관한 것으로서, 밸브타이밍의 변경과정에 있어서, 엔진의 출력특성에 적합한 특성으로 밸브리프트특성이 변경되도록 하는 것을 과제로한 것이며, 그 해결수단으로서, 가변밸브작동기구가, 흡기밸브쪽 및 배기밸브쪽의 적어도 한쪽에 배설되고, 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이 증대하도록 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브개방시간이 변경되도록 설정하는 것을 특징으로 한것이다.

Description

가변밸브작동기구{Variable valve operating mechanism}
본 발명은, 내연기관의 흡기밸브나 배기밸브를 기관의 운전상태에 따른 타이밍으로 개폐제어하는, 가변밸브작동기구에 관한 것으로서, 특히, 입력회전의 회전속도를 1회전중에서 증감하면서 출력할 수 있는 부등속커플링을 이용한, 가변밸브작동기구에 관한 것이다.
왕복작동식 내연기관(이하, 엔진이라함)에는, 흡기밸브나 배기밸브(이하, 이들을 총칭해서 기관밸브 또는 단순히 밸브라고도 함)가 구비되어 있으나, 이와 같은 밸브는, 캠의 형상이나 회전위상에 따른 밸브리프트상태에서 구동됨으로, 밸브의개폐타이밍 및 개방기간(밸브를 개방하고 있는 기간을 크랭크의 회전각도의 단위로 표시한 양)도, 캠의 형상이나 회전위상에 따르게 된다.
그런데, 엔진에 구비된 흡기밸브나 배기밸브의 경우에는, 엔진의 부하상태나 속도상태에 따라서 최적의 개폐타이밍이나기폐기간이 다르다. 그래서, 이와 같은 밸브의 개폐타이밍이나 개방기간을 변경할 수 있도록한, 소위 가변밸브타이밍장치(가변밸브작동기구)가 각종 제안되어 있다.
특히, 캠과 캠샤프트와의 사이에, 편심기구를 사용한 부등속커플링을 개재 장착하고, 캠샤프트쪽 회전축에 대해서 캠쪽회전축을 편심한 위치에 설정함으로써, 캠샤프트가 1회전하는 동안에 캠을 캠샤프트의 회전속도에 대해서 증감 또는 위상변화시킬 수 있도록해서, 편심기구에 있어서의 캠쪽회전축의 편심상태(즉, 캠쪽회전축의 축심축위차)를 조정함으로써, 밸브의 개폐타이밍 및 개방기간을 조정할 수 있도록 한 기술로 개발되어 있다.
이와 같은 부등속커플링을 사용한 기술은, 예를 들면 일본국 특공소 47- 20654호, 동특개평 3-168309호, 동특개평4-183905호, 동특개평 6-10630호 등에 의해서 제안되어 있다.
그런데, 이와 같은 부등속커플링을 사용한 가변밸브작동기구에서는, 편심기구의 편심위상을 어떠한 회전방향에 조정하느냐에 따라, 흡기밸브나 배기밸브의 작동타이밍의 변화방법이 다르고, 엔진의 출력변화에도 영향을 주게된다.
그래서, 편심기구의 위상조정을 엔진의 출력특성에 맞추어진 회전방향에서 행하고 싶다고 하는 요망이 있다.
본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어 창안된 것으로서, 편심기구에 의한 밸브타이밍의 변경과정에 있어서, 엔진의 출력특성에 적합한 특성에 의해 밸브리프트특성이 변경되도록한, 가변밸브작동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구에 있어서의 요부구성 및 그 동작을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구에 있어서의 요부구성을 표시한 모식적인 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 관한 가변밸브작동기구의 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 관한 가변밸브작동기구의 요부종단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 관한 가변밸브작동기구에 있어서의 부등속커플링의 요부배치를 표시한 모식적인 단면도
도 6은 본 발명의 일실시형태의 가변밸브작동기구에 있어서의 부등속기구의 작동원리에 대해서 표시한 도면
도 7은 본 발명의 일실시형태의 가변밸브작동기구의 부등속기구에 대한 작동특성을 설명하는 특성도
도 8은 본 발명의 일실시형태의 가변밸브작동기구의 분해사시도
도 9는 본 발명의 일실시형태의 가변밸브작동기구의 편심위치조정의 동력전달경로를 표시한 도면
도 10은 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구에 있어서의 밸브리프트특성변화를 표시한 도면으로서, 흡기쪽과배기쪽과의 편심부의 회전방향을 엔진회전방향과 역회전시켰을 경우의 편심부의 위상각변화에 따른 밸브리프트특성변화를표시한 도면
도 11은 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구의 제 1의 변형예를 표시한 도면으로서, 그 요부구성 및 그 동작을설명하기 위한 도면
도 12는 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구의 제 1의 변형예를 표시한 도면으로서, 그 요부구성을 표시한 모식적인 구성도
도 13은 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구의 제 2의 변형예를 표시한 도면으로서, 그 요부구성 및 동작을 설명하기 위한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
14: 제어디스크(축받이부재)
39e: 드라이브기어(기어부재, 시저즈기어)
39f: 기어(기어부) 40: 인터메디에이트기어기구(전달기구)
40a, 40b, 40c: 기어
이 때문에, 본 발명의 제 1발명의 가변밸브작동기구는, 내연기관의 크랭크축으로부터 회전구동력이 전달되는 캠샤프트와,상기 내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브를 구동하는 캠부를 가지고 상기 캠샤프트에 상대회전가능하게 형성된 캠로브(amlobe)와, 상기 캠샤프트와 상기 캠로브와의 사이에 개재장착되어 기관운전상태에 따라서 상기 캠로브의 회전위상을 변화시켜서 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브의 밸브개방기간을 가변으로 하는 제어기구를 가진 가변밸브작동기구로서, 상기 가변밸브작동기구가, 상기 흡기밸브쪽 및 상기 배기밸브쪽의 적어도 한쪽에 배설되고, 상기 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는, 최초에 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브외의 오버랩시간이 증대하도록 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브의 밸브개방기간이 변경되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명의 제 2발명의 가변밸브작동기구는, 상기 제 1발명의 구성에 추가해서, 상기 가변밸브작동기구가, 상기 내연기관의 흡기밸브쪽 및 배기밸브쪽의 양쪽에 배설되고, 상기 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는, 최초에, 상기 흡기밸브의 밸브개방시기를 전진각(advance)시키는 동시에 상기 배기밸브의 밸브폐쇄기를 지연각(retard)시키고, 그후, 상기 흡기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각시키는 동시에 상기 배기밸브의 밸브개방시기를 전진각시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명의 제 3발명의 가변밸브작동기구는, 상기 제 1또는 제 2발명의 구성에 추가해서, 상기 가변밸브기구가 적어도상기 내연기관의 흡기밸브쪽에 배설되고, 상기 제어기구가, 상기 캠샤프트의 축선과 평행한 축선을 가진 축받이부를 구비한 축받이부재와, 상기 축받이부재에 축받이된 중간회전부재와, 상기 캠샤프트와 상기 중간회전부재를 연결해서 상기 중간회전부재를 상기 캠샤프트와 연동해서 회전가능하게하는 제 1접속부재와, 상기 중간회전부재와 상기 캠로브를 연결해서상기 캠로브를 상기 중간회전부재와 연동해서 회전가능하게하는 제 2접속부재와, 상기 축받이부재와 걸어맞춤하는 제어용부재와, 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 상기 제어용부재를 구동하여 상기 캠로브의 회전중심축선을 저속쪽의 제 1소정위치와 고속쪽의 제 2소정위치와의 사이에서 연속적 또는 단계적으로 변위시키는 작동자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이하, 도면에 의해, 본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구에 대해서 설명한다. 이 실시형태에 관한 내연기관은, 왕복운동식의 내연기관이며, 또, 이실시형태에 관한 가변밸브작동기구는, 기통위쪽에 설치된 흡기밸브 또는 배기밸브(이들을 총칭해서, 기관밸브 또는 단순히 밸브라함)를 구동하도록 구비되어 있다.
도 3, 도 4, 도 5는 본 가변밸브작동기구의 요부를 표시한 사시도, 단면도, 모식적배치도(축방향단부면에서 본 모식도)이며, 도 3, 도 4에 표시한 바와 같이, 실린더헤드(1)에는, 도시생략의 흡기포오트 또는 배기포오트를 개폐하도록 밸브(밸브부재)(2)가 장비되어 있으며, 이 밸브(2)의 스템단부(2A)에는, 밸브(2)를 폐쇄쪽으로 부세하는 밸브스프링(3)(도 5참조)이 설치되어 있다.
또, 밸브(2)의 스템단부(2A)에는, 로커암(8)이 당접해 있으며, 이 로커암(8)에 캠(6)이 당접해 있다. 그리고, 캠(6)의볼록부(캠의 산부분)(6A)에 의해서 밸브스프링(3)의 부세력에 대항하도록해서 밸브(2)가 개방방향으로 구동된다. 본 가변밸브작동기구는, 이와 같은 캠(6)을 회동시키기 위하여 구비되어 있다.
본 가변밸브작동기구는, 도 3, 도 4에 표시한 바와 같이, 벨트(타이밍벨트)(41)와 풀리(42)를 개재해서, 엔진의 크랭크축(도시생략)에 연동하여 회전구동되는 캠샤프트(제 1회전축부재)(11)와, 이 캠샤프트(11)의 외주에 형성된 캠로브(제 2회전축부재)(12)를 구비하고, 캠(캠부)(6)은 이 캠로브(12)의 외주에 돌출형성되어 있다. 또한, 이 캠로브(12)의 외주는실린더헤드(1)쪽의 베어링부(7)에 의해서 회전자재하게 축받이되어 있다.
또, 캠샤프트(11)는 이 캠브로(12)를 개재해서 축받이부(7)에 지지되나, 캠샤프트(11)의 단부는, 동일축심선상에 결합된단부부재(43)를 개재해서 실린더헤드(1)의 베어링부(1A)에 축받이되어 있다. 상기한 풀리(42)는, 이와 같은 단부부재(43)에 장비되어 있음으로, 이 풀리(42)를 장비한 단부부재(43)를, 입력부라 부를 수 있다.
또한, 베어링부(7)는, 도 4, 도 5에 표시한 바와 같이, 2분할구조로 되어 있으며, 실린더헤드(1)에 형성된 베어링하반부(7A)와, 이 베어링하반부(7A)에 위쪽으로부터 접합되는 베어링캡(7B)과, 베어링하반부(7A)에 베어링캡(7B)을 결합하는 볼트(7C)로 구성되어 있다.
또, 도 5에 표시한 바와 같이, 베어링하반부(7A)와 베어링캡(7B)과의 접합면(7D)은, 도시생략의 실린더의 축심선과 직교하도록 거의 수평으로 설정되어 있으며, 도 4, 도 5에 있어서의 거의 연직방향(상하방향)을 향해서 체결되는 볼트(7C)에의해서, 베어링하반부(7A)와 베어링캡(7B)이 거의 연직방향으로 강고하게 결합되어 있다.
또, 캠샤프트(11)와 캠로브의 사이에는 부등속커플링(13)이 설치되어 있으며, 이들 캠로브(12) 및 부등속커플링(13)에 의해, 밸브개방시기를 연속적 또는 단계적으로 조정할 수 있는 밸브작동조정수단(50)이 구성되어 있다.
또, 도 4중의 부호(7E),(11A),(11B)는 각 슬라이딩부에 윤활유(엔진오일)를 공급하는 오일구멍이다.
또한, 본가변밸브작동기구는, 다기통엔진에 적합하며, 다기통엔진에 적용한 경우에는, 각 기통마다, 캠로브(12) 및 부등속커플링(13)을 배설하도록 한다. 여기서는, 일예로서 본가변밸브작동기구를 직렬 4기통엔진에 적용한 경우를 설명한다.
이 부등속커플링(13)은, 캠샤프트(11)의 외주에 회동가능하게 지지된 제어디스크(축받이부재)(14)와, 이 제어디스크(14)에 일체적으로 형성된 편심부(축받이부)(15)와, 이 편심부(15)의 외주에 형성된 걸어맞춤디스크(중간회전부재)(16)와, 걸어맞춤디스크(16)에 접속된 제 1슬라이더부재(제 1접속부재 또는 캠축쪽 핀부재)(17) 및 제 2슬라이더부재(제 2접속부재또는 캠로드쪽 핀부재)(18)를 구비하고 있다.
편심부(15)는, 도 3에 표시한 바와 같이, 캠샤프트(11)의 회전중심(제 1회전중심선) 01로부터 편심한 위치에 회전중심 O2를 가지고 있으며, 걸어맞춤디스크(16)는 이 편심부(15)의 중심(제 2회전중심축선) O2를 중심으로 회전하도록 되어 있다.
제 1슬라이더부재(17) 및 제 2슬라이더부재(18)는, 도 3에 표시한 바와 같이, 각각 그 선단부에 슬라이더본체부(21),(22)를 구비하고, 그 타단부쪽에 드라이브핀부(23),(24)를 구비하고 있다.
그리고, 걸어맞춤디스크(16)의 일면에는, 도 4에 표시한 바와 같이, 반경방향(레이디얼방향)으로, 제 1슬라이더부재(17)의 슬라이더본체부(21)가 슬라이딩자재하게 끼워맞춤한 슬라이더용 홈(16A)과, 제 2슬라이더부재(18)의 슬라이더본체부(22)가 슬라이딩자재하게 끼워맞춤한 슬라이더용 홈(16B)이 형성되어 있다. 여기서는, 2개의 슬라이더용 홈(16A),(16B)가 서로 180°만큼 회전위상을 어긋나도록 동일직경상에 배치되어 있다.
또, 캠샤프트(11)에는 드라이브암(19)이 형성되고, 캠로브(12)에는 암부(20)가 형성되고, 드라이브암(19)에는, 제 1슬라이더부재(17)의 드라이브핀부(23)가 회전자재하게 끼워져들어가는 구멍부(19)가 형성되고, 암부(20)에는, 제 2슬라이더부재(18)의 드라이브핀부(24)가 회전자재하게 끼워져들어가는 구멍부(20A)가 형성되어 있다.
또한, 드라이브암(19)은, 캠로브(12)와 제어디스크(14)사이의 암부(20)를 제외한 공간에, 캠샤프트(11)로부터 반경방향(레이디얼방향)으로 돌출하도록 형성되고, 록핀(25)에 의해 캠샤프트(11)와 일체회전하도록 결합되어 있다. 한편, 암부(20)는 캠로브(12)의 단부를, 걸어맞춤디스크(16)의 일측면에 근접하는 위치까지 반경방향(레이디얼방향) 및 축방향으로돌출시키도록 일체형성되어 있다.
그런데, 슬라이더본체부(21)와 홈(16A)과의 사이에서는, 도 5에 표시한 바와 같이, 슬라이더본체부(21)의 바깥쪽평면(21B),(21C)과 홈(16A)의 내벽평면(28A), (28B)과의 사이에서, 홈(16B)과 슬라이더본체부(22)와의 사이에서는, 홈(16B)의내벽평면(28C),(28D)과 슬라이더본체부(22)의 바깥쪽평면(22B),(22C)과의 사이에서, 각가 회전력의 전달이 행하여진다.
이와 같이 회전을 전달할때에, 걸어맞춤디스크(16)가 편심해있기 때문에, 걸어맞춤디스크(16)는 캠샤프트(11)에 대해서선행하거나 지연하거나 하는 것을 반복하고, 또, 캠로브(12)는 걸어맞춤디스크(16)에 대해서 선행하거나 지연하거나 하는것을 반복하면서, 캠로브(12)가 캠샤프트(11)와는 부등속(不等速)으로 회전하는 것을 설명하는 도면이며, (A1)∼(A3)은캠샤프트(11)에 대한 걸어맞춤디스크(16)의 회전각속도변화를, (B1)∼(B3)은 걸어맞춤디스크(16)에 대한 캠로브(12)의 회전각속도변화를 각각 설명하는 도면이다.
도 6(A1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가, 캠샤프트(11)의 회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 위쪽으로 편심해 있고, 이 편심한 방향으로, 슬라이더홈(16A) 및 제 1슬라이더부재(17)에 위치한 상태를 회전기준위치로해서, 캠샤프트(11)가 시계방향으로 회전하는 것으로 한다.
또한, 도 6(A1),(A2)에 있어서, S1은 캠샤프트(11)쪽의 기준점(예를 들면 제 1슬라이더부재(17)의 중심점)의 회전기준위치에서의 위치를 표시하고, H1은 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점(예를 들면 슬라이더홈(16A)의 기준점)의 회전기준위치에서의 위치를 표시하고 있다.
또, S2∼S12는 캠샤프트(11)쪽의 기준점(제 1슬라이더부재(17)의 중심점)이 회전기준위치S1로부터 소정각도(여기서는, 30°)씩 회전했을때의 각위치를 표시하고, H2∼H12는 이들 캠샤프트(11)쪽의 기준점위치S2∼S12에 따라서 회전하는 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점(슬라이더홈(16A)의 기준점)의 각위치를 표시하고 있다.
여기서, 캠샤프트(11)쪽의 기준점의 회전은, 제 1회전중심축선 O1을 중심으로, 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점의 회전은,제 2회전중심축선 O2를 중심으로, 각각 행하여진다.
도 6(A2)에 표시한 바와 같이, 캠샤프트(11)쪽의 기준점(제 1슬라이더부재(17)의 중심점)이 S1→S2로 30°(∠S1·O1·S2)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점(슬라이더홈(16A)의 기준점)은 H1→H2로 ∠H1·O2·H2의각도만큼 회전하기 때문에, 캠샤프트(11)쪽보다도 큰 회전각도(∠H1·O2·H2＞∠S1·O1·S2)만큼 회전한다. 즉, 걸어맞춤디스크(16)쪽은캠샤프트(11)쪽보다 빠른속도로 회전한다.
이어서, 캠샤프트(11)쪽이, S2→S3으로 30°(∠S2·O1·S3)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H2→H3으로, ∠H2·O2·H3의 각도만큼 회전하기 때문에, 여기서는, 캠샤프트(11)쪽보다 약간 큰 회전각도(∠H2·O2·H3＞∠S2·O1·S3)만큼 회전하다. 즉, 이 동안은, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다 약간 빠른속도로 회전한다.
이어서, 캠샤프트(11)쪽이 S3→S4로 30°(∠S3·O1·S4)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H3→H4로, ∠H3·O2·H4의각도만큼 회전하기 때문에, 여기서는 캠샤프트(11)쪽과 거의 동등한 회전각도(∠H3·O2·H4≒∠S3·O1·S4)만큼 회전한다.즉, 이동안은, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽과 거의 동등한 속도로 회전한다.
이어서, 캠샤프트(11)쪽이 S4→S5로 30°(∠S4·O1·S5)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H4→H5로, ∠H4·O2·H5의각도만큼 회전하기 때문에, 여기서는 캠샤프트(11)쪽과 거의 동등한 회전각도(∠H4·O2·H5≒∠S4·O1·S5)만큼 회전한다.즉, 이 동안은, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽과 거의 동등한 속도로 회전한다.
이어서, 캠샤프트(11)쪽이 S5→S6으로 30°(∠S5·O1·S6)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H5→H6로, ∠H5·O2·H6의 각도만큼 회전하기 때문에, 여기서는 캠샤프트(11)쪽보다 약간 작은 회전각도(∠H5·O2·H6＜∠S5·O1·S6)만큼 회전한다. 즉, 이동안은, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽 보다 약간 느린 속도로 회전한다.
이어서, 캠샤프트(11)쪽이 S6→S7로 30°(∠S6·O1·S7)만큼 회전하면, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H6→H7로, ∠H6·O2·H7의각도만큼 회전하기 때문에, 여기서는 캠샤프트(11)쪽보다 작은 회전각도(∠H6·O2·H7＜∠S6·O1·S7)만큼 회전한다. 즉, 이동안은, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다 느린 속도로 회전한다.
이와 같이, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 위치H1에 있어서 캠샤프트(11)쪽에 대해서 가장 빨리회전하고, 이후, 캠샤프트(11)쪽이 S1→S2→S3→S4→S5→S6→S7로 회전하는 동안에는, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H1→H2→H3→H4→H5→H6→H7로, 차차로 캠샤프트(11)쪽에 대한 속도를 감소시키고, 이동안, 위치H3에서 H5사이 부근에서 걸어맞춤디스크(16)쪽이 캠샤프트(11)쪽과거의 동등한 속도로 되고, 그후는, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 느리게 되고, 위치H7에 있어서 캠샤프트(11)쪽에 대해서 가장 느리게 회전하게 된다.
이후, 캠샤프트(11)쪽이 S7→S8→S9→S10→S11→S12→S1로 회전하는 동안에는, 걸어맞춤 디스크(16)쪽은 H7→H8→H9→H10→H11→H12→H1로, 차차로 캠샤프트(11)쪽에 대한 속도를 증가시키고, 이동안, 위치H9에서 H10사이 부근에서 걸어맞춤디스크(16)쪽이 캠샤프트(11)쪽과 거의 동등한 속도로 되고, 그후는, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 빠르게되고, 위치H1에 있어서 캠샤프트(11)쪽에 대해서 가장 빠르게 회전하게 된다.
이와 같은 캠샤프트(11)쪽의 회전속도에 대한 걸어맞춤디스크(16)쪽의 회전속도를, 캠샤프트(11)의 회전각도(위치S1을 0° 또는 360°로해서 상기와 같은 시계방향으로 회전하는 것으로 한다)에 대응시켜서 표시하면, 도 6(A3)과 같이 된다.이 도 6(A3)에서는, 캠샤프트(11)의 회전속도는 일정(횡축상)하게 하고 있고, 걸어맞춤디스크(16)쪽의 회전속도는, 코사인커브와 같은 특성으로 변화한다.
이와 같은 걸어맞춤디스크(16)쪽의 회전에 대한 캠로브(12)쪽의 회전각속도변화는, 도 6(B1)∼(B3)에 표시한 바와 같이된다. 도 6(A1)∼(A3)은 도 6(B1)∼(B3)과 각각 대응한다.
또, 도 6(B1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)쪽과 캠로브(12)쪽은, 제 1슬라이더부재(17)에 대해서 180°만큼 회전한 위치에 있는 슬라이더홈(16B) 및 제 2슬라이더부재(18)을 개재해서 회전이 전달된다. 따라서, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가, 캠샤프트(11)의 회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 편심된 방향으로 슬라이더홈(16A) 및 제 1슬라이더부재(17)에 위치한 기준상태(도 6(A1)참조)에서는, 도 6(B1)에 표시한 바와 같이, 슬라이더홈(16B) 및 제 2슬라이더부재(18)는, 슬라이더홈(16A) 및 제 1슬라이더부재(17)보다도 180°만큼 회전한 위치(도면중 아래쪽)가 되고, 이것을 기준위치로 한다.
또, 도 6(B1),(B2)에 있어서, H'1은 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점(예를 들면 슬라이더홈(16B)의 기준점)의 회전기준위치에서의 위치를 표시하고, R1은 캠로브(12)쪽의 기준점(예를 들면 제 2슬라이더부재(18)의 중심점)의 회전기준위치에서의 위치를 표시하고 있다.
또, H'2∼H'12는 걸어맞춤디스크(16)쪽의 제 1의 기준점(슬라이더홈(16A)의 기준점)H2∼H12에 대한 걸어맞춤디스크(16)쪽의 제 2의 기준점(슬라이더홈(16B)의 기준점)을 표시하고, R2∼R12는 이들 걸어맞춤디스크(16)쪽의 제 2의 기준점(슬라이더홈(16B)의 기준점)H'2∼H'12에 따라서 회전하는 캠로브(12)쪽의 기준점(제 2슬라이더부재(18)의 중심점)의 각위치를 표시하고 있다.
여기서, 걸어맞춤디스크(16)쪽의 기준점의 회전은, 제 2회전중심축선 O2를 중심으로, 캠로브(12)쪽의 기준점의 회전은,제 1의 회전중심축선 O1을 중심으로, 각 행하여진다.
도 6(B2),(B3)에 표시한 바와 같이, 캠로브(12)쪽은, 캠샤프트(11)쪽에 대한 걸어맞춤디스크(16)쪽의 속도특성을 더욱 강하게한 특성으로 회전하고, 위치R1에 있어서 걸어맞춤디스크(16)쪽에 대해서 가장 빨리회전하고, 이후, 걸어맞춤디스크(16)쪽이 H'1→H'2→H'3→H'4→H'5→H'6→H'7로 회전하는 동안에는, 캠로브(12)쪽은 R1→R2→R3→R4→R5→R6→R7로, 차차로 걸어맞춤디스크(16)쪽에 대한 속도를 감소시키고, 이 동안, 위치R3에서 R4사이 부근에서 캠로브(12)쪽이 걸어맞춤디스크(16)쪽과 거의 동등한 속도로 되고, 그후는, 캠로브(12)쪽은 걸어맞춤디스크(16)쪽보다도 느리게 되고, 위치R7에 있어서 걸어맞춤디스크(16)쪽에 대해서 가장 느리게 회전하게 된다.
이후, 걸어맞춤디스크(16)쪽은 H'7→H'8→H'9→H'10→H'11→H'12→H'1로 회전하는 동안에는, 캠로브(12)쪽이 R7→R8→R9→R10→R11→R12→R1로 차차로 걸어맞춤디스크(16)쪽에 대한 속도를 증가시키고, 이동안, 위치R9에서 R10사이 부근에서캠로브(12)쪽이 걸어맞춤디스크(16)쪽과 거의 동등한 속도로되고, 그후는, 캠로브(12)쪽은 걸어맞춤디스크(16)쪽보다도빠르게되고, 위치R1에 있어서 걸어맞춤디스크(16)쪽에 대해서도 가장 빨리회전하게 된다.
도 6(B3)은, 이와 같은 캠로브(12)쪽의 회전속도특성을 걸어맞춤디스크(16)쪽의 회전속도특성(도 6(A3)에 표시한 것과 마찬가지의 특성)에 대응시켜서 표시하고 있으며, 캠로브(12)쪽의 회전속도는, 걸어맞춤디스크(16)쪽의 회전속도와 마찬가지의 코사인커브와 같은 특성으로 변화하고, 또한 걸어맞춤디스크(16)쪽의 특성을 한층더 증대시킨(즉, 진폭을 증대시킨)것으로 된다. 즉, 캠로브(12)쪽의 회전속도는, 캠샤프트(11)쪽의 회전속도에 대해서, 코사인커브와 같은 특성으로 변화한다.
이와 같은 캠로브(12)쪽의 회전속도특성에 대해서, 캠로브쪽의 회전위상특성(즉, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽보다도전진하느냐 지연되느냐하는 특성)에 대해서는, 도 7의 중간단계에 기재한 그래프내의 곡선PA1, PA2로 표시한 바와 같이된다.
즉, 도 6(A1),(B1) 및 도 7(a1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가, 캠샤프트(11), 캠로브(12)의 회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 위쪽으로 편심해있는 것(고속위쪽편심)으로 한다(즉,캠로브(12)의 회전중심이 고속쪽의 제 2소정위치에 있다). 그리고, 회전중심 O1, O2의 위쪽에 슬라이더홈(16A) 및 제 1슬라이더부재(17)가 위치하고, 회전중심 O1, O2의 아래쪽에 슬라이더홈(16B) 및 제 2슬라이더부재(18)가 위치한 상태를, 기준(캠샤프트회전각도가 O)으로하면, 캠로브(12)쪽의 위상특성은, 도 7의 곡선PA1에 표시한 바와 같이 된다.
도 7의 곡선PA1로 표시한 바와 같이, 도 7(a1) 및 도 6(A2), (B2)중의 부호S1, H1, H'1, R1에 표시한 바와 같은 캠샤프트회전각도가 0일때에는, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽과 동등한 위상각도가 된다.
이후의 캠샤프트(11)의 회전각도에 따른 캠로브(12)쪽의 회전위상특성, 즉, 캠샤프트(11)쪽의 회전위상에 대한 캠로브(12)쪽의 회전위상의 전진이나 지연의 특성은, 캠샤프트(11)쪽의 회전각도에 대한 캠로브(12)쪽의 회전속도(도 6(B3)참조)를 적분한 적분치에 상당한다.
따라서, 도 7의 곡선PA1로 표시한 바와 같이, 캠샤프트(11)가 0°에서 90°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로 선행해서 그 전진각도가 차차로 증대하나, 캠샤프트(11)가 90°로 된 시점에서 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 가장 선행되고(도 7(a2)참조). 이후, 캠샤프트(11)가 90°에서 180°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로 선행되고는 있으나 그 전진 각도는 차차로 감소해서, 캠샤프트(11)가 180°로된 시점에서, 캠로브(12)쪽은캠샤프트쪽과 동등한 위상각도가 된다(도 7(a3)참조).
또, 캠샤프트(11)가 180°에서 270°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로부터 지연되어 그 지연각도가차차로 증대하나, 캠샤프트(11)가 270°로된 시점에서 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 가장 지연되고(도 7(a4)참조), 그후, 캠샤프트(11)가 270°에서 360°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로 지연되고는 있으나 그 지연각도는 차차로 감소해서, 캠샤프트(11)가 360°로 된 시점에서, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트쪽과 동등한 위상각도가 된다(도 7(a5)참조).
여기서, 캠샤프트(11)가 180°의 위치에서, 밸브리프트가 최대로 되도록, 캠(6)에 대한 밸브(2)의 위치를 설정하면, 밸브의 리프트커브는, 도 7의 곡선VL1에 표시한 바와 같이 된다. 또한, 도 7중의 곡선VL0은, 부등속커플링(13)(걸어맞춤디스크(16)나 제어디스크(14)등)을 구비하지 않고, 캠로브(12)와 캠샤프트(11)가 항상 동등한 위상각도로 되는 경우의 밸브리프트커브(리프트커브베이스)를 표시한 것이다.
곡선VL1로 표시한 리프트커브특성에서는, 밸브의 개방타이밍(개방개시시기)ST1은 리프트커브베이스의 개방타이밍ST0보다도 빨라지고, 밸브의 폐쇄타이밍(개방종료시기)ET1은 리프트커브베이스의 폐쇄타이밍ET0보다도 늦어진다. 밸브의 개방타이밍ST1이 리프트커브베이스보다도 빨라지는 것은, 밸브가 개방을 개시하는 영역에서는, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 회전위상각도가 전진해있기때문이며, 밸브의 폐쇄타이밍ET1이 리프트커브베이스보다도 지연되는 것은, 밸브가개방을 종료하는 영역에서는, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 회전위상각도가 지연되고 있기 때문이다.
한편, 도 7(b1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심선) O2가, 캠샤프트(11), 캠로브(12)의회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 아래쪽으로 편심(저속아래쪽 편심)해 있고, 회전중심 O1, O2의 위쪽에 슬라이더홈(16A) 및 제 1슬라이더부재(17)가 위치하고, 회전중심 O1, O2의 아래쪽에 슬라이더홈(16B) 및 제 2슬라이더부재(18)가위치한 상태를, 기준(캠샤프트회전각도가 0)으로하면(즉, 캠로브(12)의 회전중심이 저속쪽의 제 1소정위치에 있다), 캠로브(12)쪽의 위상특성은, 도 7의 곡선PA2에 표시한 바와 같이 된다.
즉, 도 7의 곡선PA2로 표시한 바와 같이, 도 7(a1)에 표시한 바와 같은 캠샤프트회전각도가 0일때에는, 캠로브(12)쪽은캠샤프트(11)쪽과 동등한 위상각도로 되고, 이후는, 캠샤프트(11)가 0°에서 90°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로부터 지연되고 그 지연각도가 차차로 증대하나, 캠샤프트(11)가 90°로된 시점에서 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 가장 지연되고(도 7(b2)참조), 이후, 캠샤프트(11)가 90°에서 180°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로부터 지연되고는 있으나 그 지연각도는 차차로 감소해서, 캠샤프트(11)가 180°로된 시점에서, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트쪽과 동등한 위상각도로 된다(도 7(b3)참조).
또, 캠샤프트(11)가 180°에서 270°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽으로 선행해서 그 전진각도가 차차로 증대하나, 캠샤프트(11)가 270°로된 시점에서 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 가장 전진되고(도 7(b4)참조),그후, 캠샤프트(11)가 270°에서 360°로 회동할때에는, 캠로브(12)쪽이 캠샤프트(11)쪽보다 선행하고는 있으나 그 전진각도는 차차로 감소해서, 캠샤프트(11)가 360°로 된 시점에서, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트쪽과 동등한 위상각도로 된다(도7(b5)참조).
이와 같이, 도 7의 곡선PA2로 표시한 바와 같은 회전위상특성으로 캠로브(12)가 회전하는 경우에는, 밸브의 리프트커브는도 7의 곡선VL2로 표시한 바와 같이 된다.
이 곡선VL2로 표시한 리프트커브특성에서는, 밸브의 개방타이밍(개방개시시기)ST2는 리프트커브베이스의 개방타이밍ST0보다도 지연되고, 밸브의 폐쇄타이밍(개방종료시기)ET2는 리프트커브베이스의 폐쇄타이밍ET0보다도 빨라진다.
이와 같이 밸브의 개방타이밍ST2가 리프트커버베이스보다도 지연되는 것은, 밸브가 개방을 개시하는 영역에서는, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 회전위상각도가 지연되고 있기 때문이다. 또, 밸브의 페쇄타이밍ET2가 리프트커브베이스보다도 빨라지는 것은, 밸브가 개방을 종료하는 영역에서는, 캠로브(12)쪽은 캠샤프트(11)쪽보다도 회전위상각도가 전진해 있기 때문이다.
이와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2, 즉, 걸어맞춤디스크(16)의 편심위치에 따라서, 밸브의리프트커브특성을 변경할 수 있는 것이다. 밸브의 개방타이밍이 빠르고 폐쇄타이밍이 늦은 경우에는, 밸브개방기간이길어져, 기관의 고속회전시에 적합하고, 밸브의 개방타이밍이 늦고 폐쇄타이밍이빠른 경우에는, 밸브개방기간이 짧아져,기관의 저속회전시에 적합하다.
이 때문에, 도 7(a1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가 캠샤프트(11)의 회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 위쪽(밸브리프트톱을 부여하는 회전위상방향과 반대방향)에 있으면, 밸브개방기간이가장 길어지기 때문에, 고속용 편심으로 되고, 도 7(b1)에 표시한 바와 같이, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가, 캠샤프트(11)의 회전중심(제 1회전중심축선) O1에 대해서 아래쪽(밸브리프트톱)을 부여하는 회전위상방향)에 있으면, 밸브개방시간이 가장 짧아지기 때문에, 저속용 편심으로 된다.
그리고, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2가 도 7(a1)에 표시한 위치와 도 7(b1)에 표시한 위치와의중간적인 위치에 있는 경우에는, 그 위치에 따른 밸브특성(밸브의 개방타이밍이나 폐쇄타이밍)으로 밸브(2)를 구동하게된다.
즉, 제 2회전중심축선 O2를 도 7(a1)에 표시한 위쪽편심위치(제 2소정위치)로부터 아래쪽 위치로 어긋나게 해가면, 밸브특성은, 곡선VL1로 표시하는 리프트커브특성(고속용 특성)으로부터 곡선VL0으로 표시한 리프트커브베이스특성으로 접근해서, 제 2회전중심축선 O2가 제 1회전중심축선 O1과 거의 동등한 높이로되면 (상하방향으로의 편차가 없어짐), 밸브특성은거의 리프트커브베이스특성에 가까운 것으로 된다. 또, 제 2회전중심축선 O2를 도 7(b1)에 표시한 아래쪽 편심위치(제1소정위치)를 향해서 어긋나게해가면, 밸브특성은, 곡선VL0으로 표시한 리프트커브베이스특성으로부터 곡선VL2로 표시한리프트커브특성(저속용 특성)으로 접근한다.
따라서, 예를 들면 기관의 회전수(회전속도)등의 기관의 운전상태에 따라서, 제 2회전중심축선 O2의 위치를 연속적 또는단계적으로 조정하면, 기관의 운전상태에 항상 적합한 특성으로 밸브(2)를 구동시킬 수 있다.
걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선) O2을 위치조정하기 위해서는, 걸어맞춤디스크(16)를 편심상태로 지지하는 편심부(15)를 회전시키면 됨으로, 본기구에는, 편심부(15)를 가진 제어디스크(14)를 회전시켜서 편심부(15)의 편심위치를 조정하는 편심위치조정기구(30)가 형성되어 있다.
이 편심위치조정기구(30)는, 도 3, 도 4에 표시한 바와 같이, 제어디스크(14)의 외주에 형성된 편심제어기어(31)와, 이편심제어기어(31)와 맞물리는 제어기어(35)를 구비하고 캠샤프트(11)와 평행하게 설치된 기어축(제어축 또는 제어용 부재)(32)과, 이 제어축(32)을 회전구동하기 위한 작동자(33)를 구비하여 구성되어 있으며, ECU(34)를 통해서 작동을 제어하도록 되어 있다.
즉, 도 3에 표시한 바와 같이, ECU(34)에, 엔진회전수센서(도시생략)로부터의 검출정보(엔진회전수정보), 스로틀포지션센서로부터의 검출정보(TPS정보), 에어플로센서(도시생략)로부터의 검출정보(AFS정보) 등이 입력되도록 되어있으며, 편심위치조정기구(30)에 있어서의 모터의 제어는, 이들 정보에 의거해서, 엔진의 회전속도나 부하상태에 따라서 행하도록 되어있다.
그리고, 예를 들면 엔진의 고속시나 고부하시에는, 도 7중의 곡선VL1과 같은 밸브리프트특성으로 되도록 제어디스크(14)의 회전위상을 조정해서, 밸브의 개방기간을 장기간으로하도록 제어한다. 또, 엔진의 저속시나 저부하시에는 도 7중의곡선VL2와 같은 밸브리프트특성으로 되도록 제어디스크(14)의 회전위상을 조정해서, 밸브의 개방기간을 단기간으로 하도록 제어한다. 일반적으로는, 엔진의 속시(速時)나 부하에 따라서, 도 7중의 곡선VL1과 곡선VL2의 중간적인 밸브리프트특성으로 되도록 제어디스크(14)의 회전위상을 조정한다.
그런데, 제어축(32)에 구비된 제어기어(35)는, 2개의 기어(35A),(35B)로 이루어진 시저즈기어(scissors gear)로서, 한쪽의 기어(35A)는 제어축(32)에 고정되어 있으나, 다른쪽의 기어(35B)는 제어축(32)에 대해서 회전가능하게 장비되어 있다.즉, 기어(35B)는, 기어(35A)에 당접하도록 배설되어 있으며, 제어축(32)의 외주에 고정되는 저널(36)과의 사이에 장비된코일스프링(38)에 의해서, 회전방향으로의 부세력을 받도록 설치되고, 양기어(35A),(35B)에 의해서, 제어디스크(14)쪽의편심제어기어(31)와 제어기어(35)가 덜거덕거림없이 맞물리도록 되어 있다.
또한, 편심위치조정기구(30)의 설치에 있어서는, 이미 설치되어 있는 캠샤프트(11)외주의 제어디스크(14)쪽의 편심제어기어(31)에 대해서, 양기어(35A),(35B)를 맞물리게 한뒤에, 저널(36)을 제어축(32)에 대해서 회전시키면서 축방향소정위치에 배치함으로써, 기어(35B)에 축방향부세력 및 회전방향부세력을 부여해 놓고나서, 저널(36)을 회동방지핀(36A)에 의해제어축(32)과 일체회전하도록 고정한다.
또, 본가변밸브작동기구를 다기통엔진(여기서는 4기통엔진)에 적용했을 경우에는, 각기통마다 캠로브(12) 및 부등속커플링(13)(즉, 밸브작동조정수단(50))을 설치하게되나, 여기서는, 각기통에, 흡기밸브구동용의 가변밸브작동기구와, 배기밸브구동용의 가변밸브작동기구를 구비하고 있다. 즉, 도 8에 표시한 바와 같이, 흡기밸브용 캠샤프트(11IN)와 배기밸브용캠샤프트(11EX)를 구비하고, 흡기밸브용 캠샤프트(11IN)에 있어서도 배기밸브용 캠샤프트(11EX)에 있어서도, 각각 각기통마다 캠로브(12) 및 부등속커플링(13)이 구비된다.
그리고, 편심위치조정기구(30)는, 흡기밸브용 캠샤프트(11IN)에 각기통마다 장비된 제어디스크(14)쪽의 편심제어기어(31)와, 배기밸브용 캠샤프트(11EX)에 역지 각기통마다 장비된 제어디스크(14)쪽의 편심제어기어(31)와, 흡기밸브용 캠샤프트(11IN)에 인접한 흡기밸브쪽 제어축(32)과, 배기밸브용 캠샤프트(11EX)에 인접한 배기밸브쪽 제어축(32)과, 이들 각 제어축(32)에 있어서 각기통마다 설치되어서 각 편심제어기어(31)와 맞물리는 제어기어(35) 및 저널(36) 및 스프링(38)을 구비하고 있다.
한편, 작동자(33)는 스프로킷(단부부재)(43)과 반대쪽단부의 도시생략의 실린더헤드쪽부분에 1개만 구비되고, 여기서는,배기밸브용 캠샤프트(11EX)의 축단부에 작동자(33)가 구비된다.
이 작동자(33)는, 조인트(33A)를 개재해서 배기밸브쪽 드라이브기어기구(39A)에 접속되어 있으며, 작동자(33)의 구동력은, 배기밸브쪽 드라이브기어기구(39A)로부터 배기밸브쪽 제어축(32)에 전달되어, 배기밸브용 캠샤프트(11EX)의 각편심제어기어(31)의 회전구동이 행하여지도록 되어있다.
이 한편, 배기밸브쪽 드라이브기어기구(39A)는 인터메디에이트기어기구(40)를 개재해서 흡기밸브쪽 드라이브기어기구(39B)에 접속되어 있으며, 작동자(33)의 구동력은, 배기밸브쪽 드라이브기어기구(39A), 인터메디에이트기어기구(40), 흡기밸브쪽 드라이브기구(39B)를 거쳐서 흡기밸브쪽 제어축(32)에 전달되어, 흡기밸브용 캠샤프트(11IN)의 각 편심제어기어(31)의 회전구동이 행하여지도록 되어 있다.
따라서, 도 9에 표시한 바와 같이, 배기밸브쪽(도면중 EX참조)에서는, 작동자(33)의 구동력은, 드라이브기어기구(39A),배기밸브쪽 제어축(32) 및 각 제어기어(35)를 개재해서 각 편심제어기어(31)에 전달되고, 흡기밸브쪽(도면중 IN참조)에서는, 작동자(33)의 구동력은, 드라이브기어기구(39A), 인터메디에이트기어기구(40), 드라이브기어기구(39B), 흡기밸브쪽제어축(32) 및 각 제어기어(35)를 개재해서 각 편심제어기어(31)에 전달되도록 되어 있다.
또, 인터메디에이트기어기구(40)는, 서로 맞물리는 2개의 기어(40a),(40b)로 이루어지고, 배기밸브쪽드라이브기어기구(39A)의 축(39a)의 회전을 반대방향으로 동일속도로 흡기밸브쪽 드라이브기어기구(39B)의 축(39a)에 전달하도록 되어 있다.
또한, 각 드라이브기어기구(39A),(39B)는, 도 8에 표시한 바와 같이, 모두 축(39a)에 고정된 고정기어(39b) 및 고정기어(39b)와의 사이에 스프링(39c)을 개재해서 장비된 가동기어(39d)의 2개의 기어로 이루어진 시저즈기어(39e)와제어축(32)의 단부에 고정된 기어(39f)로 구성된다. 시저즈기어(39e)에서는, 가동기어(39d)가 스프링(39c)에 의해 회전방향으로부세된 상태에서, 고정기어(39b)와 함께 기어(39f)와 맞물려 있으며, 드라이브기어기구(39A),(39B)에 덜거덕거림이 발생하지 않도록 되어 있다.
또, 각드라이브기어기구(39A),(39B)의 시저즈기어(39e)(즉, 기어(39b),(39 d))는 각편심제어기어(31)와 동등한 톱니수로설정되고, 각 드라이브기어기구(39A) ,(39B)의 기어(39f)는 각 제어기어(35)와 동등한 톱니수로 설정되어 있으며, 작동자축의 회전각도와 편심제어기어(31)의 회전각도가 동등하게 되도록 설정되어 있다.
그런데, 상기한 바와 같이, 편심부(15)의 회전위상을 조정할때에는, 편심위치조정기구(30)에 의해서 제어디스크(14)가 회전구동되도록 되어 있으나, 이때 제어디스크(14)를 어느쪽방향으로 회전구동시켜서 위상조정을 행하는지에 의해, 밸브(2)의 작동타이밍의 변화방법이 다르고, 엔진출력의 변화에도 영향을 주게된다.
즉, 상기한 바와 같이, 편심부(15) 및 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선)O2를 도 7(a1)에 표시한 위쪽편심위치로부터 도 7(b1)에 표시한 아래쪽편심위치를 향해서 어긋나게해가면, 밸브특성은, 곡선VL1로 표시한 리프트커브특성(고속용 특성)으로부터 곡선VL2로 표시한 리프트커브특성(저속용 특성)으로 변화하나, 이때, 제어디스크(14)를 도면중우회전으로 회전구동시켜서 편심부(15)의 위상을 조정하거나, 제어디스크(14)를 좌회전으로 회전구동시켜서 편심부(15)의위상을 조정하거나 따라, 편심부(15)의 회전중심O2가 그리는 궤적이 다르고, 밸브리프트커브의 변화하는 과정이 각각 달라지게 되는 것이다.
그 일예로서, 흡기쪽과 배기쪽과의 편심부(15)의 회전방향(도 7에 표시한 저속아래쪽 편심으로부터 고속위쪽편심으로의조정방향)을 엔진회전방향과 역회전시켰을 경우의 편심부(15)의 위상각변화에 따른 밸브리프트특성변화를 도 10(a)∼(e)에 표시한다. 이 도 10(a)∼(e)에 표시한 바와 같이, 편심부(15)의 위상각변화(45°마다의 변화)과정에 있어서, 최초는, 주로 흡기쪽 및 배기쪽의 밸브개방타이밍이 빨라지는 방향(흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 크게되는 방향)으로 변화하고, 그후, 주로 흡기쪽 및 배기쪽의 밸브폐쇄타이밍이 늦어지는 방향으로 변화한다. 또한, 이때 밸브리프트의 정점위치는, 위상변화에 따라서 밸브개폐타이밍과 동일방향으로 이동하고, 이에 의해 리프트의 크랭크각의 적분치도 크게된다.이 작용은, 오버랩이나 흡기효율의 면에서 유효하게 작용한다(밸브리프트의 정점위치의 변화는 본가변밸브작동기구와 같은 부등속커플링을 사용한 종래기술에 있어서의 특유의 움직임이다).
즉, 엔진회전방향에 대한 편심부(15)의 위상각변화방향의 설정방법에 따라서 밸브개폐타이밍의 변화가 다르고, 이에 의해엔진의 출력특성도 달라지게 되는 것이다. 또한, 이 경우에는, 제어디스크(14)의 회전방향의 차이에 의해, 밸브타이밍의 변화하는 과정에 있어서의 특성(즉, 밸브개방시기가 먼저 변경되고나서부터 밸브폐쇄시기가 변경되는지, 또는, 밸브폐쇄시기가 변경되는지라고 하는 특성)이 다른것이므로, 최종적인 밸브(2)의 리프트특성은, 어느쪽의 회전방향으로 제어디스크(14)를 구동해도 물론 동일한 것으로 된다.
그래서, 본 발명의 가변밸브작동기구에서는, 엔진의 출력특성등을 고려해서, 엔진의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이 크게되도록 밸브개방기간이 변경되도록 설정되어 있다.
구체적으로는, 본 실시형태에서는, 엔진의 운전상태가 저속운전상태에서 고속운전상태로 변화할때에는, 도 1(a), 도 2에표시한 바와 같은 회전방향으로 드라이브기어(39e)를 회전구동하도록 되어 있다. 즉, 이 경우는, 흡기쪽의 제어디스크(14)는 도면중 우회전으로 회전구동되고, 또, 배기쪽의 제어디스크(14)는 도면중 좌회전(본 실시형태에서는, 이 회전방향이 엔진회전방향 및 캠샤프트(11)의 회전방향과 일치하는 것으로 한다)으로 회전구동되도록 구성되어 있는 것이다. 또한, 도 1(a), 도 2는 작동자(33)(도 8참조)가 배설된 쪽에서 밸브작동기구를 본도면이다.
또, 본 실시형태에서는, 도 2에 표시한 바와 같이, 인터메디에이트기어기구(40)가 짝수개의 기어(여기서는, 2개의 기어(40a),(40b))에 의해 구성됨으로써, 흡기쪽의 제어디스크(14)와 배기쪽의 제어디스크(14)가 서로 반대방향으로 회전구동되게 되어 있다. 즉, 흡기쪽의 제어디스크(14)는, 작동자(33)로부터 배기쪽의 드리브기어(39e)(좌회전), 기어(40a)(우회전), (40b)(좌회전), 흡기쪽드라이브기어(39e)(우회전) 및 제어축(32)(좌회전)을 개재해서 우회전의 회전력이 전달되는것이다. 또한, 배기쪽의 제어디스크(14)는, 작동자(33)로부터 배기쪽의 드라이브기어(39e)(좌회전) 및 제어축(32)(우회전)을 개재해서 좌회전의 회전력이 전달된다.
그리고, 이와 같은 경우에는, 밸브타이밍의 변화는, 도 1(b)에 표시한 바와 같은 특성으로 된다. 또한, 도면중, 횡축은제어디스크(14)의 기준상태에 대한 위상각, 종축은 크랭크각으로서, 종축위쪽쪽이 지연각쪽, 종축아래쪽쪽이 전진각쪽이다. 또, 파선은 흡기밸브의 밸브타이밍의 변화를 표시하고, 실선은 배기밸브의 밸브타이밍의 변화를 표시하고 있다.또, 도 1(b)에 있어서의 위상각 0°는, 도 7(b1)에 표시한 바와 같은 상태, 즉, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선)O2가, 캠샤프트(11), 캠로브(12)의 회전중심(제 1회전중심축선)O1에 대해서 아래쪽으로 편심(저속아래쪽편심)해있는 상태이고, 또, 위상각 180°는, 도 7(a1)에 표시한 바와 같은 상태, 즉, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심O2가, 캠샤프트(11), 캠로브(12)의 회전중심O1에 대해서 위쪽으로 편심(고속위쪽편심)해 있는 상태이다.
또, 도 1(c),(d)는 모두 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브리프트커브의 변화를 모식적으로 표시한 개념도로서, 도 1(c)는 제어디스크(14)의 위상각을 0°에서 90°로 변화시켰을때의 밸브리프트커브를 표시한 개념도, 도 1(d)는 제어디스크(14)의위상각을 90°에서 180°로 변화시켰을때의 밸브리프트커브를 표시한 개념도이다.
그런데, 상기한 바와 같이, 흡기쪽의 제어디스크(14)와 배기쪽의제어디스크(14)가 반대방향으로 회전하고, 또한 흡기쪽제어디스크(14)가 캠샤프트(11)에 대해서 반대방향으로 회전하도록 구성했을 경우의 밸브리프트커브의 변화에 대해서 도1(b)∼(d)를 사용해서 설명한다.
여기서, 엔진운전상태가 저속쪽에서 고속쪽으로 변화해서, 제어디스크(14)의 위상각이, 도 1(a)에 표시한 바와 같은 회전방향에서 0°(저속아래쪽편심)에서 180°(고속위쪽편심)로 조정되는 경우, 그 과정을 0°∼90°까지의 기간과 90°∼180°까지의 기간으로 나누어서 설명한다.
먼저, 제어디스크(14)의 위상각이 0°에서 90°로 조정되면, 도 1(b)에 표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브개방시기(도면중 IO로 표시)이, 서서히 전진각해서, △θIO만큼 전진각한다. 또, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(도면중 IC로 표시)는, △θIC만큼 지연각하나, 이 변화량 △θIC는, 상기 밸브개방시기변화량 △θIO와 비교하면 미소하다.
한편, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(도면중 EC로 표시)는, 서서히 지연각해서, △θEC만큼 지연각한다. 또, 배기밸브의 밸브개방시기(도면중 EO로 표시)는, △θEO만큼 전진각하나, 이 변화량△θEO는 상기한 밸브폐쇄시기변화량△θEC에 비하면미소하다.
따라서, 0°∼90°까지의 동안은, 도 1(c)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)가 전진각되는동시에, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)가 지연각되어, 결과적으로, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대하는 것이다.
다음에, 제어디스크(14)의 위상각이 90°에서 180°로 조정되면, 도 1(b)에표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)는, △θIO'만큼 전진각한다. 또, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)는, △θIC'만큼 지연각하나, 이 경우는, 밸브폐쇄시기변화량△θIC'의 쪽이 밸브개방시기변화량△θIO'보다도 크다(△θIC'＞△θIO').
한편, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)는, △θEC'만큼 지연각하고, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)는, △θEO'만큼 전진각한다. 그리고, 이때에는, 밸브개방시기변화량△θEO'에 비하면 밸브폐쇄시기변화량△θEC'는 미소한 변화량으로 된다.
따라서, 90°∼180°까지의 사이에서는, 도 1(d)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)가 지연각되는 동시에, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)가 전진각되게 된다.
이와 같이, 엔진운전상태가 저속쪽에서 고속쪽으로 변화할때에, 제어디스크(14)의 위상각이 0°(저속아래쪽편심)에서 180°(고속위쪽편심)로 조정되면, 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브개방기간이 증대하게 되나, 특히, 본실시형태에서는, 도1(a), 도 2에 표시한 바와 같은 방향으로 각 제어디스크(14)를 회전구동함으로써, 먼저, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의오버랩시간이 증대해서, 그후, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각쪽으로, 배기밸브의 밸브개방시기가 전진각쪽으로 조정되게 되는 것이다.
그리고, 이와 같이 제어디스크(14)의 위상조정방향을 설정함으로써, 중속회전영역에서의 토크피크를 증대시킬 수 있고,또, 밸브타이밍을 변경할때의 토크특성을 원활한 것으로 할 수 있는 것이다.
본 발명의 일실시형태로서의 가변밸브작동기구는, 상기한 바와 같이 구성되어 있음으로, 이와 같은 가변밸브작동기구를구비한 내연기관에서는, 편심위치조정기구(30)를 통해서, 제어디스크(14)의 회전위상을 조정하면서, 밸브의 개방도 특성이 제어된다.
즉, ECU(34)에 있어서, 엔진회전수정보나 흡입공기량정보등에 의거하여, 엔진의 회전속도나 부하상태에 따른 제어디스크(14)의 회전위상을 설정해서, 포지션센서의 검출신호에 의거해서, 제어디스크(14)의 실제의 회전위상이 설정된 상태가 되도록, 작동자(33)의 작동제어를 통해서 제어디스크(14)를 구동한다.
그리고, 이 ECU(34)에 의한 작동자(33)의 작동제어를 통해서, 편심부(15)를 회동시켜서 위상각도를 조정하고, 걸어맞춤디스크(16)의 회전중심(제 2회전중심축선)O2를 변위시키면서, 예를 들면 엔진의 회전속도나 엔진의 부하가 높아질수록, 도7의 곡선VL1에 접근시키도록해서 밸브개방기간을 길게해가고, 반대로, 엔진의 회전속도나 엔진의 부하가 낮아질수록, 도7의 곡선VL2에 접근시키도록해서 밸브개방기간을 짧게해간다.
이와 같이 해서, 엔진의 운전상태에 따라서 제어디스크(14)의 회전위상(위치)를 제어하면서, 엔진의 운전상태에 적합한밸브구동을 행할 수 있게 된다. 특히, 밸브의 리프트특성은, 연속적으로 조정할 수 있음으로, 항상 엔진의 운전상태에최적의 특성으로 밸브구동을 행할 수 있게 되는 것이다.
또, 이 경우에는, 엔진의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이 크게 되도록 밸브개방기간이 변경된다. 이 경우, 본 실시형태에서는, 도 1(a)에 표시한 바와 같이, 흡기쪽의 제어디스크(14)는 도면중 우회전으로 회전구동되고, 또, 배기쪽의 제어디스크(14)는 도면중 좌회전으로 회전구동된다.
즉, 제어디스크(14)의 위상각이 0°에서 90°조정되면, 도 1(c)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)가 전진각되는 동시에, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)가 지연각되고, 결과적으로, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대하는 것이다.
또, 제어디스크(14)의 위상각이 90°에서 180°로 조정되면, 도 1(d)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)가 지연각되는 동시에, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)가 전진각 되게 된다.
이와 같이, 본 발명의 가변밸브작동기구에서는, 엔진운전상태가 저속쪽에서 고속쪽으로 변화할때에, 제어디스크(14)의 위상각이 0°(저속아래쪽편심)에서 180°(고속위쪽편심)로 조정되면, 먼저, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이증대해서, 그후, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각쪽으로, 배기밸브의 밸브개방시기가 전진각쪽으로 조정된다.
그리고, 이와 같이 제어디스크(14)의 위상조정방향을 설정해둠으로써, 중속회전영역에서의 토크피크가 증대해서, 밸브타이밍을 변경할때의 토크특성을 원활한 것으로 할 수 있는 것이다. 즉, 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는,최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간을 증대시킴으로써, 토크단차를 극력 억제할 수 있고, 원활한 가속감을 얻을수 있는 것이다.
다음에, 본 발명의 일실시형태에 있어서의 제 1의 변형예에 대해서 설명하면, 이 제 1의 변형예에서는, 도 11(a), 도 12에 표시한 바와 같이, 인터메디에이트기어기구(40)를 홀수개의 기어(여기서는, 기어(40a),(40b),(40c))에 의해 구성해서,흡기밸브쪽과 배기밸브쪽에서, 제어디스크(14)가 동일방향으로 회전구동되도록 구성된 것이다. 또한, 이 경우는, 엔진의 운전상태가 저속운전상태에서 고속운전상태로 변화할때에는, 흡기쪽 및 배기쪽의 제어디스크(14)는 도면중 우회전(엔진회전방향 및 캠샤프트(11)의 회전방향과는 반대방향)으로 회전구동되도록 구성되어 있다.
또, 상기한 바와 같이 흡기밸브쪽과 배기밸브쪽에서, 제어디스크(14)가 동일 방향으로 회전구동되도록 설정한 경우에는,밸브타이밍의 변화하는 과정에 있어서의 밸브리프트의 특성(즉, 밸브개방시기가 먼저 변경되고나서부터 밸브폐쇄시기가변경되는지, 또는, 밸브폐쇄시기가 먼저 변경되고나서 부터 밸브개방시기가 변경되는지라고 하는 특성)은, 흡기밸브쪽과배기밸브쪽에서 마찬가지의 특성으로 된다.
그리고, 제어디스크(14)의 회전방향을 이와 같이 설정한 경우라할지라도, 엔진의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로변화할때에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이 증대하도록 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브개방기간이 변경되게 된다.
여기서, 이와 같은 경우의 밸브타이밍의 변화에 대해서 도 11(b)∼(d)를 사용해서 설명한다.
또한, 이 변형예의 경우는, 상기한 실시형태와 비교해서 작동자(33)(도 3참조)의 회전방향이 반대방향으로 되기 때문에,도 11(b)에 있어서의 위상각0°를 위상각 360°로하고, 위상각이 360°에서 270°를 거쳐서 180°로 조정된다.
먼저, 제어디스크(14)의 위상각이 0°(=360°)에서 270°로 조정되면, 도 11(b)에 표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)가 서서히 전진각해서, △θIO만큼 전진각한다. 또, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)는, △θIC만큼 지연각하나, 이 변화량△θIC는, 상기의 밸브개방시기변화량θIO과 비교하면 미소하다.
한편, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)는, △θEO만큼 전진각한다. 또, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)는, 서서히 저연각해서, △θEC만큼 지연각하나, 이 변화량△θEC는 상기의 밸브개방시기변화량△θEO에 비교하면 미소하다.
따라서, 360°∼270°까지의 동안은, 도 11(c)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브개방시기(IO, EO)가 전진각되게되고, 결과적으로, 흡기밸브의 밸브개방시기가 전진각한 만큼만, 흡기배브와 배기밸브와의 오버랩이 증대하는 것이다.
다음에, 제어디스크(14)의 위상각이 270°에서 180°로 조정되면, 도 11(b)에 표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)는, △θIO'만큼 전진각한다. 또, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)는, △θIC'만큼 지연각하나, 이 경우는, 밸브폐쇄시기변화량 △θIC'의 쪽이 밸브개방시기변화량△θIO'보다도 크다(△θIC'＞△θIO').
한편, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)는, △θEC'만큼 지연각하고, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)는, △θEO'만큼 전진각한다. 그리고, 이때에는, 밸브폐쇄시기변화량△θEC'의 쪽이 밸브개방시기변화량△θEO'보다도 커진다(△θEC'＞△θEO'). 따라서, 270°∼180°까지의 동안에는, 도 11(d)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브폐쇄시기(IC, EC)가 전진각되게 되는 것이다.
이와 같이, 제 1의 변형예에서는, 엔진운전상태가 저속쪽에서 고속쪽으로 변화할때에, 제어디스크(14)의 위상각이 360°에서 180°로 조정되면, 먼저 최초에 흡기밸브와 배기밸브의 밸브개방시기가 전진각되고, 그후 흡기밸브와 배기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각되는 것이다.
그리고, 먼저 최초에 흡기밸브의 밸브개방시기가 전진각한 만큼만, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대되게되는 것이다. 또한, 그후에 배기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각되는 것에 의해서도, 오버랩은 증대되게 된다.
따라서, 이 제 1의 변형예에서는, 상기한 바와 같이 제어디스크(14)의 위상조정방향을 설정함으로써, 상기한 실시형태와마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 엔진의 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대함으로, 중속회전영역에서의 토크피크가 증대해서, 밸브타이밍을 변경할때의 토크특성을 원할한것으로 할 수 있다.
또, 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간을 증대시킴으로써, 토크단차를 극력억제할 수 있고, 원활한 가속감을 얻을 수 있는 것이다.
다음에, 본 발명의 일실시형태에 있어서의 제 2의 변형예에 대해서 설명하면, 이 제 2의 변형예에서는, 상기한 제 1의 변형예에 대해서, 엔진의 운전상태가 저속운전상태에서 고속운전상태로 변화할때에, 흡기쪽 및 배기쪽의 제어디스크(14)가반대방향(좌회전)으로 회전하도록한 것이다.
즉, 도 13(a)에 표시한 바와 같이, 인터메디에이트기어기구(40)는 홀수개의 기어(여기서는, 기어(40a),(40b),(40c))에 의해 구성되어 있으며, 흡기밸브쪽과 배기밸브쪽에서, 제어디스크(14)가 동일방향으로 회전구동되게 되어 있다.
그리고, 이 제 2의 변형예에서는, 흡기쪽 및 배기쪽의 제어디스크(14)는 엔진회전방향 및 캠샤프트(11)의 회전방향과는반대방향(도면중 좌회전)으로 회전운전되도록 구성되어 있는 것이다.
따라서, 이 경우는, 도 10(a)∼(c)를 사용해서 설명한 경우와 마찬가지의 밸브리프트특성으로 된다. 즉, 이 경우에는,엔진의 운전상태가 저속운전상태에서 고속운전상태로 변화하면, 흡기밸브쪽 및 배기밸브쪽의 제어디스크(14)는, 도 13(a)에 표시한 바와 같은 방향으로 구동되고, 이 경우에는, 먼저 최초에 흡기밸브와 배기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각되고,그후 흡기밸브와 배기밸브의 밸브개방시기가 전진각되는 것이다.
즉, 제어디스크(14)의 위상각이 0°에서 90°로 조정되면, 도 13(b)에 표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)는, △θIC만큼 지연각한다. 한편, 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)는, △θIO만큼 전진각하나, 이 변화량 △θIO는, 상기밸브개방시기변화량△θIC와 비교하면 미소하다.
한편, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)는, △θEC만큼 지연각한다. 또 배기밸브의 밸브개방시기(EO)는, △θEO만큼 전진각하나, 이 변화량△θEO는 상기의 밸브폐쇄시기변화량△θEC에 비교하면 미소하다.
따라서, 0°∼90°까지의 동안은, 도 13(c)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브폐쇄시기(IC,EC)가 지연각되게되고, 결과적으로, 배기밸브의 밸브폐쇄시기가 전진각한만큼만, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대하는 것이다.
다음에, 제어디스크(14)의 위상각이 90°에서 180°로 조정되면, 도 13(b)에 표시한 바와 같이, 흡기밸브의 밸브개방시기(IO)는, △θIO'만큼 전진각한다. 또, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기(IC)는, △θIC'만큼 지연각하나, 이 경우는, 밸브개방시기변화량△θIO'의 쪽이 밸브폐쇄시기변화량△θIC'보다도 크다(△θIO'＞△θIC').
한편, 배기밸브의 밸브폐쇄시기(EC)는, △θEC'만큼 지연각하고, 배기밸브의 밸브개방시기(EO)는, △θEO'만큼 전진각한다. 그리고, 이때에는, 밸브폐쇄시기변화량△θEC'의 쪽이 밸브개방시기변화량△θEC'보다도 크게된다(△θEO'＞△θEC'). 따라서 90°∼180°까지의 동안에서는, 도 13(d)에 표시한 바와 같이, 상대적으로 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브개방시기(IO, EO)가 전진각되게되는 것이다.
그리고, 도 13(C)에 표시한 바와 같이, 먼저 최초에 배기밸브의 밸브폐쇄시기가 지연각한 만큼만, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대하게 되는 것이다. 또한, 그후에 흡기밸브의 밸브개방시기가 전진각된 것에 의해서도, 오버랩은 증대되게 된다.
따라서, 이 제 2의 변형예에 있어서도 상기한 제 1의 변형예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 엔진의 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩이 증대함으로, 중속회전영역에서이 토크피크가 증대해서, 밸브타이밍을 변경할때의 토크특성을 원활한 것으로 할 수 있다.
또, 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간을 증대시킴으로써, 토크단차를 극력 억제할 수 있고, 원활한 가속감을 얻을 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 가변밸브작동기구는, 상기와 같은 실시형태나 그 변형예에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는한 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 종래기술에서 표시한 부등속커플링을 사용한 밸브작동기구에 적용해도 되고, 또, 흡기쪽과 배기쪽과의 편심부(15)의 조정은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.또, 가변밸브작동기구는, 반드시 흡기쪽 및 배기쪽의 양쪽에 배설되는 것은 아니고, 본 발명과 같이, 저속에서 고속으로의 위상변화시에 오버랩이 먼저 증대되도록 설정되면, 적어도 흡기쪽 및 배기쪽의 어느한쪽에 배설되어 있으면 된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1발명의 가변밸브작동기구에 의하면, 내연기관의 운전상태가 저속운전에서고속운전으로 변화할때에는, 최초에흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간이 증대하도록 흡기밸브 또는 배기밸브의 밸브개방시기가 변경되도록 설정되어 있음으로, 밸브타이밍을 변경할때의 토크특성을 원활한 것으로 할 수 있다는 이점이 있다.즉, 저속운전상태에서 고속운전상태로의 이행시에는, 최초에 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간을 증대시킴으로써, 토크단차를 극력 억제할 수 있고, 원활한 가속감을 얻을 수 있는 것이다. 또 중속영역에서의 토크피크를 증대시킬 수 있다는 이점도 있다.
또, 본 발명의 제 2발명의 가변밸브작동기구에 의하면, 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할때에는,흡기밸브의 밸브개방시기를 전진각시키는 동시에 배기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각시키고, 그후, 흡기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각시키는 동시에 배기밸브의 밸브개방시기를 전진각시키도록 설정되어 있으므로, 흡기밸브와 배기밸브와의 오버랩시간의 증대분을 더욱 크게할 수 있고, 토크단차를 한층더 억제할 수 있다고하는 이점이 있다.
또 본 발명의 제 3발명의 가변밸브작동기구에 의하면, 캠로브의 회전중심축선을 저속쪽의 제 1소정위치에서 고속쪽의 제2소정위치로 변위시켰을 경우, 흡기밸브의 전진각시기가 전진각되는 것에 따라 흡기밸브의 밸브리프트커브의 정상점이 전진각쪽으로 변위하기 때문에, 오버랩이 증가하여 흡기효율이 향상된다고 하는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 내연기관의 크랭크축으로부터 회전구동력이 전달되는 캠샤프트와,
    상기 내연기관의 흡기밸브 또는 배기밸브를 구동하는 캠부를 가지고 상기 캠샤프트에 상대 회전가능하게 형성된 캠로브(cam lobe)와,
    상기 캠샤프트와 상기 캠로브와의 사이에 개재장착되어 기관운전상태에 따라서 상기 캠로브의 편심위상을 변화시켜서 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브의 밸브개방기간을 가변으로 하는 제어기구를 가지고,
    상기 가변밸브작동기구가, 상기 흡기밸브쪽 및 상기 배기밸브쪽의 적어도 한쪽에 배설되고, 상기 제어기구가, 상기 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할 때에는, 최초에 상기 흡기밸브와 상기 배기밸브와의 오버랩시간이 증대하도록 상기 흡기밸브 또는 상기 배기밸브의 밸브개방기간이 변경되도록 설정하는 가변밸브작동기구로서,
    상기 제어기구는 상기 밸브개방기간의 변경시, 상기 흡기밸브의 밸브개방시기를 전진각하는 양을 상기 흡기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각하는 양보다도 크게 설정하거나, 또는 상기 배기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각하는 양을 상기 배기밸브의 밸브개방시기를 전진각하는 양보다도 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 가변밸브작동기구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가변밸브작동기구가, 상기 내연기관의 흡기밸브쪽 및배기밸브쪽의 양쪽에 배설되고,
    상기 내연기관의 운전상태가 저속운전에서 고속운전으로 변화할 때에는, 최초에, 상기 흡기밸브의 밸브개방시기를 전진각(advance)시키는 동시에 상기 배기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각(retard)시키고, 그후, 상기 흡기밸브의 밸브폐쇄시기를 지연각시키는 동시에 상기 배기밸브의 밸브개방시기를 전진각시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 가변밸브작동기구.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가변밸브작동기구가 적어도 상기 내연기관의 흡기밸브쪽에 배설되고,
    상기 제어기구가,
    상기 캠샤프트의 축선과 평행한 축선을 가진 축받이부를 구비한 축받이부재와,
    상기 축받이부재에 축받이된 중간회전부재와,
    상기 캠샤프트와 상기 중간회전부재를 연결해서 상기 중간회전부재를 상기 캠샤프트와 연동해서 회전가능하게 하는 제 1접속부재와,
    상기 중간회전부재와 상기 캠로브를 연결해서 상기 캠로브를 상기 중간회전부재와 연동해서 회전가능하게 하는 제 2접속부재와,
    상기 축받이부재와 걸어맞춤하는 제어용 부재와,
    상기 내연기관의 운전상태에 따라서 상기 제어용 부재를 구동하여 상기 캠로브의 회전중심축선을 저속쪽의 제 1소정위치와 고속쪽의 제 2소정위치와의 사이에서 연속적 또는 단계적으로 변위시키는 작동자,
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가변밸브작동기구.
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