| 【発明の名称】 |
カムシャフトシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】金 宰 煥
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| 【要約】 |
【課題】この発明の目的は、バルブのリフト量を調整しうるとともに、バルブのタイミングを調整できるカムシャフトシステムを提供することにある。
【解決手段】前記のような目的を達成するためになされたこの発明に従うカムシャフトシステムは、シャフト２１０と、該シャフト２１０に所定間隔を隔てて該シャフトと一体に形成された複数のカム２２０と、 前記シャフトの一側に設けられ複数の歯を削成された第１のギヤ部材２１２を備えられるカムシャフトと、該カムシャフトの一側に前記第１のギヤ部材の歯と歯合されるよう複数の歯を削成された第２のギヤ部材を設置及び回転させて前記カムシャフトを直線往復動可能にするモ−タ３００を含んでなることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シャフトと、該シャフトに所定間隔を隔てて該シャフトと一体に形成された複数のカムと、前記シャフトの一側に設けられ複数の歯を削成された第１のギヤ部材を備えられるカムシャフトと、該カムシャフトの一側に前記第１のギヤ部材の歯と歯合されるよう複数の歯を削成された第２のギヤ部材を設置及び回転させて前記カムシャフトを直線往復動可能にするモ−タを含んでなることを特徴とするカムシャフトシステム。
【請求項２】 前記カムは、一端部の第１の断面積と他端部の第２の断面積の大きさが異なり、該第１の断面積の第１のノ−ズ部と前記第２の断面積の第２のノ−ズ部の位相が相互に異なるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトシステム。
【請求項３】 前記第１のギヤ部材は、前記シャフトの外周面に前記シャフトと一体に削成されたことを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトシステム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カムシャフトシステムに係り、より詳しくは、連続的に可変バルブリフト及び可変バルブタイミングを具現させうるよう、その仕組みを改善させたカムシャフトシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、カムシャフトは吸入バルブ、排気バルブと同数のカムをバルブの開閉時期に合わせた位置と角度を配慮したものであって、ＯＨＶ式ではクランクケ−スの側面部に、 ＯＨＣ式ではシリンダヘッド部に装置されている。 カムシャフトには通常、 ３〜４個所のジャ−ナル部が軸受によって支持されており、その一端部にはバルブの開閉時期を示すタイミングマ−クを印刻したタイミングギヤが設けられており、そのほかのカム部には燃料ポンプを駆動するカム及び配電器を駆動するギヤが設けられている【０００３】さらに、カムは、カムシャフトの回転につれてバルブに開閉運動を与えるものであって、カムの表面にバルブリフタ、あるいはロッカ−ア−ムが接触されて運動を伝達する。かかるカムの形状には様々な種類があるが、例えば、凸面カム、凹面カム等がある。
【０００４】さらに、カムはバルブが開放されている期間と、バルブの動作量に応じて適切な形状のものが選択されている。とりわけ、高速回転が要求される自動車用エンジンでは混合ガスの吸入効率及び排気効率を高められるようバルブの開閉が行われるものとともに、バルブがシ−トに密着する場合には、できるだけ衝撃を少なく受ける卵形状のカムが使われる。さらに、カムの縦横の差はカムリフトと呼ばれており、そのリフトだけバルブが開放される。
【０００５】一方で、いまのところ、ほとんどのエンジンは前記のごときカムシャフトの回転に応じて吸入バルブとか、排気バルブが開閉される一般的な仕様を備えられたものが使われている。ひいては、先端エンジンは可変的にバルブのリフト量を調整するとか、バルブの開閉タイミングを適切に変えて状況にかなう運転を行うことによって低燃費、高出力を求めようとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のごとくバルブのリフト量を調整したり、バルブのタイミングを調整する特定のシステムは、それぞれ特許出願されているが、その二者を同時に充足せしめるものは、いまのところ存在しない。
【０００７】そこで、この発明は前記の問題点を解決するためになされたものであつて、この発明の目的は、バルブのリフト量を調整しうるとともに、バルブのタイミングを調整できるカムシャフトシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成するためになされた本発明のカムシャフトシステムは、シャフトと、該シャフトに所定間隔を隔てて該シャフトと一体に形成された複数のカムと、前記シャフトの一側に設けられ複数の歯を削成された第１のギヤ部材を備えられるカムシャフトと、該カムシャフトの一側に前記第１のギヤ部材の歯と歯合されるよう複数の歯を削成された第２のギヤ部材を設置及び回転させて前記カムシャフトを直線往復動可能にするモ−タを含んでなることを特徴とする。
【０００９】また、前記カムは、一端部の第１の断面積と他端部の第２の断面積の大きさが異なり、 該第１の断面積の第１のノ−ズ部と前記第２の断面積の第２のノ−ズ部の位相が相互に異なるように形成されたことを特徴とする。
【００１０】また、前記第１のギヤ部材は、前記シャフトの外周面に前記シャフトと一体に削成されたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例について添付図に沿つて詳述する。
【００１２】図１は、この発明に従うカムシャフトシステムの構成の概略部分分解斜視図を示す。
【００１３】図を参照すると、この発明によるカムシャフトシステムは、可変バルブリフトとともに、可変バルブタイミングを具現できるものである。次に、その構成について述べることにする。
【００１４】後述する図２に示すごとき、シリンダヘッド（１００）の一側に回転可能に設けられたシャフト（２１０）と、 該シャフト（２１０）に所定間隔を隔ててシャフト（２１０）と一体に形成された複数のカム（２２０）と、 前記シャフト（２１０）の一側にそれぞれ設けられてシャフト（２１０）が回転運動をするとともに、直線往復動が行われるようにする直線往復動手段が設けられる。
【００１５】前記直線往復動手段は、前記シャフト（２１０）の一側に設けられた第１のギヤ部材（２１ｌ）と、前記シャフト（２１０）の一側に設けられて第１のギヤ部材（２１１）と歯合されて前記シャフト（２１０）が直線往復動されるようにする第２のギヤ部材（２１２）と、該第２のギヤ部材（２１２）を回転させるモ−タ（３００）を含んで構成される。前記第１のギヤ部材（２１１）は別途のギヤがシャフト（２１０）に設けられてなりうることもあるが、ここではシャフト（２１０）の一側の外周面にシャフト（２１０）と一体に複数の歯が削成されてなり、前記第２のギヤ部材（２１２）はその外周面に前記第１のギヤ部材（２１１）と歯合されうるようシャフト（２１０）の第１のギヤ部材（２１１）と同様、複数の歯が削成されてシャフト（２１０）の一側に設けられたモ−タ（３００）の回転軸（３１０）に支持される。よって、前記シャフト（２１０）にカム（２２０）及び第１のギヤ部材（２１ｌ）がシャフト（２１０）と一体に形成されてカムシャフトを構成する。
【００１６】一方で、前記直線往復動手段は、シャフト（２１０）の第１のギヤ部材（２ｌ１）と、前記モ−タ（３００）の回転軸に支持された第２のギヤ部材（２１２）は一対のオ−ムギヤにおいてオ−ムの形状にてなるものと説明をしたが、直線往復動手段は前述の実施例に限定されず、前記シャフト（２１０）の回転とともに直線往復動が行われるように設けることによって、ほかの実施例がいくらでも可能になる。
【００１７】さらに、前記モ−タ（３００）は車両のＥＣＵ（図示せず）からロジックを受けて車両の速度とエンジンの回転数等の条件に応じてモ−タ（３００）が回転してシャフト（２１０）が直線往復動（図２においてシャフトを左右に移動）するようになる。
【００１８】さらに、前記カム（２２０）は、一側の断面積である第１の断面部（２２１）と他側の断面積である第２の断面部（２２２）の大きさが異なり、前記第１の断面部（２２１）の第１のノ−ズ部（２１ａ）と第２の断面部（２２２）の第２のノ−ズ部（２２ａ）の位相が相互に異なるように形成される。つまり、前記カム（２２０）は第１の断面部（２２１）に比べて第２の断面部（２２２）が大きく形成されるとともに、第１の断面部（２２１）から第２の断面部（２２２）までねじられて（ｔｗｉｓｔ）延成される。
【００１９】次に、上述のごとき構成をもつカムシャフトシステムの作用について述べる。ここでは通常のカムシャフトシステムの作用への説明は省き、この発明の特徴に伴う作用のみについて述べることにする。
【００２０】図２は、この発明に従うカムシャフトシステムの動作を説明するための概略説明図を示す。
【００２１】図２を参照すると、前記シャフト（２１０）はエンジンのクランクシャフト（図示せず）から回転力を伝達されて回転をし、前記モ−タ（３００）の駆動につれてモ−タ（３００）の回転軸（３１０）に設けられた第２のギヤ部材（２１２）とシャフト（２１０）に形成された第１のギヤ部材（２１１）が歯合されて回転運動とともに、直線往復動をするようになる。
【００２２】一方で、通常のエンジンの理想的な作動条件としては、低速（低ＲＰＭ）時にはバルブリフト量は少であるべきであり、バルブリフト量が少なくなると、バルブオ−バラップが少なくなることから、アイドルが安定され、混合気の供給量が少ないため、燃費節減が行われる。さらに、高速（高ＲＰＭ）時にはバルブリフト量は大であるべきであり、バルブリフト量が大きくなることにつれてバルブオ−バラップは大きくなることから、吸気及び排気の効率が高まり、高性能化がなされるし、混合気の供給量も大きくなるため、高速性能に伴う運転に充足感が得られれる。
【００２３】この発明に従うカムシャフトシステムもかかる理想的な作動条件を充足せしめるためのものであって、低速時には前記カム（２２０）の第１の断面部（２２１）に吸気、あるいは排気バルブ（１１０）が接触されるよう前記モ−タ（３００）が車両のＥＣＵからロジックを伝達されてシャフト（２１０）が直線往復動を行うようにする。これによって、バルブ（１１０）はカム（２２０）の第１の断面部（２２１）に接触されて運転するようになると、バルブリフト量が少なくなる。 さらに、高速時には同様、前記バルブ（１１０）は第２の断面部（２２２）に接触されるよう前記モ−タ（３００）につれてシャフト（２１０）が直線往復動をして、バルブ（１１０）がカム（２２０）の第２の断面部（２２２）に接触されて運転されるため、バルブリフト量は大きくなる。よって、この発明に従うカムシャフトシステムは、前述のごときエンジンの理想的な作動条件を充足せしめられるようになる。
【００２４】さらに、前記該シャフト（２１０）に形成されたカム（２２０）は、第ｌの断面部（２２ｌ）と第２の断面部（２２２）の大きさが異なり、第１の断面部（２２１）から第２の断面部（２２２）にねじられて延成されているため、高速時にカム（２２０）の第１の断面部（２２ｌ）が前進されていることから、バルブ（１１０）をすばやく開放させて多量の燃料供給が行れ、低速時にはバルブ（ｌ１０）を遅く開放してアイドルが安定されて燃料節減が図られる。
【００２５】
【発明の効果】上述のように、本発明のカムシャフトシステムは、次のごとき効果を有する。まず、カムシャフトのカムを断面積とノ−ズ部の位相を異なるように形成し、該カムシャフトの一側に直線往復動手段を設けることによって、可変バルブリフトと可変バルブタイミングを同時に具現できることから、燃費の向上、アイドルの安定性及び高速欲求感の充足等がかなえられる効果がある。
【００２６】また、この発明は図に示す一実施例を参考に説明したが、これは例示的なものにほかならず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な実施例が可能である点を理解できるであろう。よって、この発明の真の保護範囲は添付された特許請求の範囲によってのみ決められるべきであろう。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１２５１６３６
【氏名又は名称】現代自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１４日（１９９９．１２．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３３９９
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬谷 徹 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２５７８（Ｐ２００１−８２５７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２７日（２００１．３．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３５４９９８ |
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