JP2002509219A - 内燃機関の弁駆動機構の、少なくとも１つのガス切換弁のための異なる行程に切換可能なカムフォロワー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カムフォロワー（１）が少なくとも１つのガス切換弁のための異なる行程に切換可能に形成されていて、隣接する２つの部分（２，４）から成っており、該部分が連結手段（１５）によって互いに連結可能である。連結手段（１５）が遮断スライダ（１４）と協働するようになっている。遮断スライダ（１４）が、連結手段（１５）の前の圧力室（２０）内への入口（２２）のための、機械的に遮断及び遮断解除可能並びに液圧的に切換高圧によって遮断解除位置に保持可能な遮断スライダとして形成されていて、完全にカムフォロワー（１）内に組み込まれて、該カムフォロワーから突出していない。これによって、媒体圧力の不都合な変動がもはや連結手段（１５）に作用することはない。連結手段（１５）の連結方向への移動が、液圧媒体の十分な圧力を達成した場合にもの可能である。他の場合には、遮断手段（１４）が圧力手段（１０）の力を受けて圧力媒体の入口を閉じている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、内燃機関の弁駆動機構の、少なくとも１つのガス切換弁のための異
なる行程に切換可能なカムフォロワーであって次の構成を有しているものであり
： ａ）カムフォロワーが隣接する少なくとも２つの部分から成っており、該部分が
異なる行程のカムによって負荷可能であり、この場合、選択的に前記部分の１つ
がカムと協働しておらず、 ｂ）前記部分が有利にはカム基礎円区分で互いに合致する受容部を備えており、
該受容部の少なくとも１つに連結手段を受容してあり、該連結手段が前記部分の
連結解除状態で完全に前記所属の受容部内に配置されており、 ｃ）前記連結手段が連結方向で液圧媒体によって移動可能であり、圧力媒体が入
口を介して前記連結手段の受容部によって形成された圧力室内に、軸線方向で前
記連結手段の、圧力室側の端面の前に導入可能であり、この場合、前記連結手段
が前記部分間の連結のために該部分間の分離面を越えて移動して、隣接の受容部
内に部分的に係合するようになっており、 ｄ）前記連結手段が遮断手段と連続している形式のものに関する。

【０００２】 前記形式のカムフォロワーはドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２２１７
４号公報により公知であり、カムフォロワーの遮断手段が例えば図８に示してあ
るように、球体として形成されており、該球体がピストンとして形成された連結
手段内に形状接続的(Foermschluessig)に係合可能に形成されている。係合する カムが周面に部分的な切欠かれたリング溝を有しており、リング溝が係止のため
に球体と協働するようになっている。

【０００３】 前記形式のカムフォロワーにおいては欠点として、遮断手段がカム軸の既存の
カムの費用のかかる変更を必要とする。さらにカムと遮断手段との接触によって
接触領域に不都合に高い摩耗が生じる。遮断手段を備えた連結手段の前に液圧媒
体を導く場合には、遮断手段のためにカムフォロワーに設けられた切欠きを通っ
て生じる液圧媒体漏れも考慮されねばならない。さらに公知の手段では、カム接
触区分の外側でもカムフォロワー自体の比較的煩雑な変更が必要である。遮断手
段の剛性に基づき構成部分の不都合な負荷若しくは破損も生じることがある。

【０００４】 発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式のカムフォロワーを改善して、前述の欠点
を避けることである。

【０００５】 前記課題が本発明に基づき請求項１に記載の構成によって解決され、本発明の
有利な構成が請求項２以下に記載してある。請求項の個別の手段を種々に組み合
わせて新規な手段を講じることも可能である。

【０００６】 遮断手段が本発明では圧力室内への入口の、機械的に遮断可能及び遮断解除可
能な、しかしながら液圧式に切換高圧に基づき遮断位置に保持可能な遮断スライ
ダとして形成されており、及び／又は遮断手段が完全にカムフォロワー内に組み
込まれていてカムフォロワーから突出していない。

【０００７】 本発明に基づく遮断及び遮断解除は、一方の部分の外周に設けられた信号軌道
を介して実施される。これによって、相対するカムに設けていた煩雑な信号軌道
が省略される。従って信号軌道領域で生じる摩耗も排除される。信号軌道をカム
フォロワーのための周囲の構造体（例えばシリンダーヘッド）の領域に配置する
ことも可能である。

【０００８】 遮断手段を液圧的に切換高圧のみで遮断解除位置に保持することによって、不
十分な媒体圧力では圧力室内への媒体のための入口が閉鎖されている。十分な媒
体圧力が得られると、信号軌道による遮断解除の後にスライダが、連結手段の移
動のために入口の横断面を十分に開放するように、媒体圧力によって移動させら
れ、若しくは保たれる。これによって、連結手段が後続のカム基礎円区分で確実
にかつ迅速に連結のための相対する受容部内に移動させられる（図示の実施例の
説明も、参照）。

【０００９】 本発明の有利な実施態様では、カムフォロワーがバケットタペットとして形成
されている。しかしながら本発明は、別の形式のカムフォロワー、特にレバー式
のカムフォロワー、例えば傾倒レバー対偶(Kipphebelpaar)、揺動レバー対偶(Sc
hwinghebelpaar)若しくはロッカーアーム対偶(Schlepphebelpaar)をも含むもの である。さらに、３つ若しくは複数のレバーを並べて配置しかつ異なる行程の目
的で連結手段によって相互に結合するようになっているカムフォロワーも可能で
ある。もちろんこれらのレバーの連結手段が本発明に基づく遮断手段を備えてい
てよい 連結手段の圧力室側の端面が本発明に基づき遮断手段の圧力室側の端面に部分
的にしか接触しておらず、従って液圧媒体が連結手段及び遮断手段の、信号軌道
による移動に際して連結手段と遮断手段との間の圧力室内へ十分に迅速に導入さ
れる。

【００１０】 遮断手段の負荷のためのばね手段として例えば圧縮ばねが設けられている。し
かしながら、別のばね手段、例えば遮断手段を圧力室に向けて負荷する磁気手段
若しくは液圧手段も考えられる。

【００１１】 バケットタペットが本発明の有利な実施態様では円形の部分の領域に液圧式の
遊び補償機構を有している。該遊び補償機構が有利には別個の液圧通路を介して
液圧媒体で負荷される。

【００１２】 カムフォロワーの部分間の、連結手段を介した連結の際の面圧を最小にし、か
つ連結解除方向での連結手段の押し出し手段を形成するために、本発明の実施態
様では円形の部分に該部分の受容部の全長にわたって延びるスライダが用いられ
ている。スライダは連結のために、円形の部分の、直径方向で連結手段のための
受容部と相対する受容部内に係合するようになっている。有利には、円形リング
状の部分が底部の領域で互いに同じ大きな行程の２つのカムによって負荷される
ようになっている。該カム間に円形の部分のための行程の小さなカムが配置され
ている。カムフォロワーの部分の連結されていない状態でガス交換弁を完全に閉
じたい場合には、行程の小さなカムが省略されるか、行程の小さなカムが最小行
程しか生ぜしめないようになっている。

【００１３】 本発明の有利な実施態様では、スライダが圧縮ばねを備えている。圧縮ばねが
スライダを取り囲んでいてよい。圧縮ばねはスライダを連結解除方向に負荷して
いて、連結解除時に連結手段を受容部内へ完全に移動させる。該圧縮ばねの力は
、遮断手段を負荷する圧縮ばねの力よりも強く構成されている。スライダを連結
解除方向で液圧媒体で負荷することも考えられる。円形リング状の部分の、直径
方向で連結手段のための受容部と相対する受容部内に、付加的な構成部材、例え
ば別のスライダを設けることも可能である。該部材が負荷手段（液圧的、機械的
）を介してスライダに連結解除方向で作用するようになっていて、かつ選択的に
ストッパを形成していてよい。

【００１４】 遮断手段のためのばね手段は、媒体圧力を介した遮断手段の遮断解除位置への
移動を、該媒体圧力が切換高圧撚りも小さくしかしながら液圧媒体の低圧よりも
大きい場合に許すように構成されている。

【００１５】 有利には、円形リングの部分の、連結手段のための受容部及び直径方向で相対
する受容部が半径方向外側に、連結手段若しくはスライダのためのそれぞれ１つ
のストッパを有している。該ストッパによって、連結手段若しくはスライダの最
大の移動運動が規定される。ストッパが開口、例えば孔を有していてよい。該孔
を介して連結手段若しくはスライダ並びに遮断手段の移動運動時に押し退けられ
た空気が逃がされる。場合によっては、液圧媒体の漏れ量がカムフォロワーから
排除される。

【００１６】 例えば、信号軌道を円形の部分に一体に結合することも可能である。しかしな
がら、くさび面を備えた別個の部材、例えばリベット状の部材若しくは類似のも
のが円形の部分の外周に結合されていてよい。

【００１７】 信号軌道は、円形の部分から円形リング状の部分を相対的に最大に移動させた相
対移動量に対応する位置に最大の隆起部を有していてよい。これによって、連結
手段が所望の連結に際して媒体圧力を受けるようになっている。切換圧力が得ら
れない場合には、遮断手段は通路を閉じたままである。

【００１８】 図１は、バケットタペットとして形成されたカムフォロワー(Nockenfolger)１
を示している。カムフォロワーは外側の円形リング状の部分(kreisringfoermige
r Abschnitt)２を有しており、該部分が孔３の領域内に円形の部分(kreisfoermi
ger Abschnitt)４を該部分に対して相対運動可能に閉じ込めている。部分２，４
は底部５，６の領域で行程の異なるカムによって負荷されている。この場合、底
部５が行程の大きな少なくとも１つのカムによって接触され、底部６が行程の小
さい１つのカムによって接触される。さらに部分４が底部から離れた側に液圧式
の遊び補償部材７を備えている。遊び補償部材７は単数若しくは複数のガス交換
弁（図示せず）に作用する。

【００１９】 底部５，６の領域を、カム基礎円区分で互いに合致する受容部８，９が延びて
いる。ここでは対称線の左側に示した受容部８内で半径方向外側に、圧縮ばねと
して形成された圧力手段１０が位置決めされている。圧力手段１０は半径方向外
側に対してストッパ１１に支えられている。ストッパ１１はここではスリーブ１
２の底部として形成されている。スリーブ１２は孔で以て受容部８を形成し、ひ
いては直接の摺動面を成している。ストッパ１１が開口１３を有している。

【００２０】 圧力手段１０は半径方向内側で遮断手段（遮断スライダ）１４に作用している
。遮断手段はここではピストン状に形成されている。遮断手段１４に対して半径
方向内側に、ピストンとして形成された連結手段１５が配置されている。図面で
見て、遮断手段１４の半径方向内側の端面１６が連結手段１５の半径方向外側の
端面１７に部分的に接触している。

【００２１】 連結手段１５の半径方向内側の端面１８が部分２，４の連結解除状態で両方の
部分間の分離面１９の直前に位置決めされている。 端面１６と端面１７とが部
分的にしか接触していないことによって、液圧媒体の低圧状態で、遮断手段１４
と連結手段１５との間に圧力室２０が形成されている。

【００２２】 明らかなように、遮断手段１４は周面２１で入口２２を遮断（閉鎖）している
。入口２２は圧力室２０内への液圧媒体の導入のために役立っていて、ここでは
図２に見られる蓄え室２３から供給を受ける。

【００２３】 円形の部分４の受容部９内には半径方向外側に、互いに離隔された２つのスリ
ーブ２４が組み込まれている。従って、受容部９はスリーブ２４の孔によって規
定されている。受容部９内にスライダ２５を配置してあり、スライダが受容部９
の全長にわたって延びている。スライダ２５は外周面２６をほぼ中央区分で圧縮
ばね２７によって取り囲まれている。圧縮ばねはスリーブ２４間を延びている。
この場合、圧縮ばね２７は連結手段１５とは逆の側でスリーブ２４の段部（端面
）２８に支えられている。圧縮ばね２７は圧力室側ではつば２９に当接しており
、つばがスライダ２５の外周面２６に配置されている。圧縮ばね２７はスライダ
２５を中央位置に保持している。つばの代わりに止めリング若しくは類似のもの
も考えられる。

【００２４】 連結手段１５のための受容部８と直径方向で相対する受容部８が、スリーブ状
のストッパ３１を受容している。該ストッパは同じく開口３２を有している。今
述べた受容部８内に第３のスライダを配置することも考えられる。この場合、該
スライダは半径方向外側から圧力手段によって負荷されてよい。開口１３，３２
を通して、連結手段１５、遮断手段１４及びスライダ２５の移動運動に際して押
し退けられた空気が支障なく逃がされる。

【００２５】 さらに図１から明らかなように、孔３によって取り囲まれた部分４の外周面３
３に信号軌道(Signalbahn)３４を設けてある。信号軌道３４はカムから離れる方
向に延びる直径拡張部３５として形成されていて、ここでは例えばリベット状の
構造の個別の部材３６から成っている。

【００２６】 信号軌道は軸線方向で連結手段１５の端面の中央からほぼ、円形リング状の部分
２のための大きなカムの行程と円形の部分４のための小さいカムの行程との間の
最大の差行程の寸法にわたって隔てられて配置されている。

【００２７】 作用形式： 図面に、カムフォロワーは基礎円区分でかつ連結解除状態で示してある。従っ
て所属のガス交換弁は、円形の部分４を負荷するカムの方向でのみ開かれる。円
形リング状の部分２は、該部分を負荷する大きな行程のカムで円形の部分４に対
して相対運動を行う。該相対運動に際して、連結手段１５の圧力室から離れた側
の端面１８が外周面３３に沿って信号軌道３４上へ滑動する。信号軌道３４がほ
ぼ最大の相対行程に際して連結手段１５を遮断手段１４と一緒に半径方向外側へ
圧力手段１０の力に抗して移動させる。この場合、遮断手段１４の周面２１が入
口２２を一時的に解放する。連結解除状態が、例えば内燃機関の回転数及び負荷
の低い場合に維持されると、低圧の液圧媒体が入口２２に接続されたままである
。円形リング状の部分２の続いて行われる上昇運動において、圧力手段１０が遮
断手段１４を半径方向内側へ移動させる。連結手段１５が分離面１９の前に位置
する。これによって入口２２が再び閉じられる。今カム基礎円区分で液圧媒体の
不都合な圧力ピークが入口２２に作用した場合にも、該圧力ピークの影響は遮断
手段１４の遮断作用に基づき生じない。連結手段１５はカム基礎円区分で不都合
に連結方向へ移動させられることはなく、従って受容部８内に留まっている。

【００２８】 部分２，４間の連結を、例えば中間から高い回転数及び負荷に際して必要とす
る場合には、高圧の液圧媒体が極めて短い時間で入口２２に作用せしめられる。
このために、連結手段１５及び遮断手段１４から成るユニットが相対行程に際し
て信号軌道３４を介して半径方向外側へ移動させられ、入口２２の横断面が機械
的に開放される。液圧媒体の作用圧力（高圧）が圧力手段１０によって生ぜしめ
られた力を越えると、該作用圧力に基づき後続のカム降下に際しても圧力室が開
かれたままである。従って、連結手段１５が十分な圧力を受けていて、カム基礎
円区分の到達と同時に、合致する受容部９内へ移動させられ得る。部分２，４間
の連結が確実に行われる。

【００２９】 しかしながら入口２２に作用する液圧媒体圧力が十分でない場合には、カムの
降下に伴って遮断手段１４が圧力手段１０の力に基づき、十分でない圧力媒体圧
力に抗して入口２２を遮断する。従って、連結手段１５が続くカム基礎円区分で
連結のための受容部９に向かった移動運動を阻止されている。これによって、切
換命令にもかかわらず連結手段の十分でない走出による不都合な摩耗及び騒音発
生が避けられる。入口２２に作用する液圧媒体の十分な圧力でのみ、続くカム上
昇に際して遮断手段１４の遮断解除に基づき、連結方向での連結手段１５の移動
が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 バケットタペットとして形成されたカムフォロワーの断面図。

【図２】 カムフォロワーの、図１に対して９０°回動した位置での断面図。

【符号の説明】

２ 円形リング状の部分、 ３ 孔、 ４ 円形の部分、 ５，６ 底
部、 ７ 遊び補償部材、 ８，９ 受容部、 １０ 圧力手段、 １
１ ストッパ、 １２ スリーブ、 １３ 開口、 １４ 遮断手段、 １５ 連結手段、 １６，１７，１８ 端面、 １９ 分離面、 ２０ 圧力室、 ２１ 周面、 ２２ 入口、 ２３ 蓄え室、 ２４ ス
リーブ、 ２５ スライダ、 ２６ 外周面、 ２７ 圧縮ばね、 ２
８ 段部、 ２９ つば、 ３１ ストッパ、 ３２ 開口、 ３３
周壁、 ３４ 信号通路、 ３５ 直径拡張部、 ３６ 部材

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１２月１４日（１９９９．１２．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト ニッツ ドイツ連邦共和国 ニークス ヴォールス バルク １ Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA19 BA34 BB04 BB31 BB40 CA11 CA14 CA21 CA29 DA19 DA22 GA02 GA04 3G018 AB07 AB16 BA07 BA22 BA27 CA19 DA17 DA28 FA03 FA06 FA07 GA23 GA32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の弁駆動機構の、少なくとも１つのガス切換弁のた
   めの異なる行程に切換可能なカムフォロワー（１）であって、 ａ）カムフォロワー（１）が隣接する少なくとも２つの部分（２，４）から成っ
   ており、該部分が異なる行程のカムによって負荷可能であり、この場合、選択的
   に前記部分の１つがカムと協働しておらず、 ｂ）前記部分（２，４）が有利にはカム基礎円区分で互いに合致する受容部（８
   ，９）を備えており、該受容部（８，９）の少なくとも１つに連結手段（１５）
   を受容してあり、該連結手段が前記部分（２，４）の連結解除状態で完全に前記
   所属の受容部（８，９）内に配置されており、 ｃ）前記連結手段（１５）が連結方向で液圧媒体によって移動可能であり、圧力
   媒体が入口（２２）を介して前記連結手段（１５）の受容部（８，９）によって
   形成された圧力室（２０）内に、軸線方向で前記連結手段の、圧力室側の端面（
   １６）の前に導入可能であり、この場合、前記連結手段が前記部分（２，４）間
   の連結のために該部分間の分離面（１９）を越えて移動して、隣接の受容部（９
   ，８）内に部分的に係合するようになっており、 ｄ）前記連結手段（１５）が遮断手段（１４）と連続している形式のものにおい
   て、 ｅ）遮断手段（１４）が圧力室（２０）内への入口（２２）のための、機械的に
   遮断及び遮断解除可能並びに液圧的に切換高圧によって遮断解除位置に保持可能
   な遮断スライダとして形成されており、及び／又は ｆ）遮断手段（１４）が完全にカムフォロワー（１）内に組み込まれて、該カム
   フォロワーから突出していないことを特徴とする、内燃機関の弁駆動機構の、少
   なくとも１つのガス切換弁のための異なる行程に切換可能なカムフォロワー。
2. 【請求項２】 ｇ）前記遮断手段（１４）がピストン形の幾何学形状を有し
   ていて、前記連結手段（１５）の受容部（８）内に組み込まれて、連結方向で見
   て軸線方向で前記連結手段の前に延びており、 ｈ）前記遮断手段（１４）がばねのような圧縮手段（１０）によって遮断方向に
   負荷されていて、圧力室側を端面（１６）で以て限定していて、液圧媒体の低圧
   に際してかつ少なくともカム基礎円区分にわたって周面（２１）で以て入口（２
   ２）を閉鎖して、圧力室側の前記端面（１６）で以て部分的に前記連結手段（１
   ５）の圧力室側の端面（１７）と接触しており、 ｉ）連結の目的で前記連結手段（１５）を受容部に受容する前記部分（４）の外
   周（３３）を、前記遮断手段（１４）のための信号軌道（３４）が延びており、
   ｊ）前記遮断手段（１４）が前記部分（２，４）間の連結解除状態で間接的に前
   記連結手段（１５）の、前記圧力室と逆の側の端面（１８）を介して信号軌道（
   ３４）を走査するようになっており、 ｋ）前記遮断手段（１４）が信号軌道（３４）を介して該遮断手段の遮断解除位
   置へ移動させられて、周面（２１）で以て前記入口（２２）を開放するようにな
   っている請求項１記載のカムフォロワー。
3. 【請求項３】 ｌ）当該カムフォロワー（１）がバケットタペットとして形
   成されており、 ｍ）前記部分（２）が円形リング状の幾何学形状を有していて、半径方向若しく
   は割線方向に延びる受容部（８）内に前記連結手段（１５）及び前記遮断手段（
   １４）を含んでおり、 ｎ）当該カムフォロワー（１）の別の部分（４）が円形に形成されていて、円形
   リング状の前記部分（２）の孔（３）内に該部分に対して相対運動可能に配置さ
   れていて、かつ同じく半径方向若しくは割線方向に延びる隣接する受容部（９）
   有しており、 ｏ）円形の部分（４）が底部（６）の領域で選択的に、行程の小さな１つのカム
   によって負荷されるようになっており、円形リング状の部分（２）が底部（５）
   の領域で、行程の大きな少なくとも１つのカムによって接触されるようになって
   いる請求項２記載のカムフォロワー。
4. 【請求項４】 円形の部分（４）の受容部（９）内に該受容部の全長にわた
   って延びるようにスライダ（２５）を配置してあり、スライダが圧力室側の端面
   （３７）で以て、連結手段（１５）の、圧力室から離れた側の端面（１８）に接
   続していて、かつ部分（２，４）間の連結の場合に部分的に分離面（１９）を越
   えて円形リング状の部分（２）の、直径方向若しくは鏡面対称的に連結手段（１
   ５）のための受容部（８）と相対する受容部（８）内に係合するようになってい
   る請求項３記載のカムフォロワー。
5. 【請求項５】 スライダ（２５）が連結手段（１５）に向かって作用する圧
   縮ばね（２７）によって取り囲まれており、圧縮ばね（２７）が一方の端部で、
   直径方向若しくは鏡面対称的に相対する受容部（８）に向かって圧縮ばねの受容
   部（９）の段部（２８）に支えられ、かつ他方の端部で外周面（２６）のリング
   溝（３０）内に係合し、若しくはつば（２９）又は止めリングに作用している請
   求項４記載のカムフォロワー。
6. 【請求項６】 連結手段（１５）のための受容部（８）及び直径方向若しく
   は鏡面対称的に相対する受容部（８）内で半径方向外側に、連結手段（１５）若
   しくはスライダ（２５）のためのそれぞれ１つのストッパ（１１，３１）を配置
   してあり、ストッパが選択的に開口（１３，３２）を有している請求項４記載の
   カムフォロワー。
7. 【請求項７】 円形の部分（４）の周壁（３３）の信号通路（３４）が、カ
   ムから離れる方向でくさび状に拡大して少なくとも半径方向区分で連結手段（１
   ５）に向かって延びる直径拡張部（３５）として、若しくはくさび面を備えた別
   個の部材（３６）として形成されており、直径拡張部若しくは部材が部分（２，
   ４）間のほぼ最大の相対移動に対応する位置に最大の隆起部を有している請求項
   ３記載のカムフォロワー。
8. 【請求項８】 円形の部分（４）内に液圧式の遊び補償部材（７）が組み込
   まれている請求項３記載のカムフォロワー。