JP2002513113A - 内燃機関の弁作動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液圧式の支持部材（２）、該支持部材（２）に支承されたけん引レバー（１８）並びにカム軸（２６）のカム（２５）から成る弁作動機構（１）は、前記カム（２５）の基円（α）が前記けん引レバー（１８）に接触している間に前記支持部材（２）の逆止弁（１４）を強制的に開放する開放手段（２７，２８，２９）を備えている。前記開放手段（２７，２８，２９）は、前記支持部材内を延び、前記逆止弁（１４）の閉鎖体（１３）に作用するスライダから成っている。さらに前記開放手段（２７，２８，２９）は前記スライダのための独立したレバーから成っている。このレバーはカム軸（２６）における信号路と協働する。この処置によって基円（α）の非円形性が特に支持部材（２）の遊び補償期の間に、支持部材（２）の高圧室（１２）を不都合に硬化することはもはやなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の属する技術分野 本発明は、以下の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の特徴を有する内燃機関の
弁作動機構に関する。

【０００２】 （イ）弁作動機構が１つの液圧式の支持部材、１つのけん引レバー並びに１つの
カム軸のカム又は複数の前記構成部分から成っていること。

【０００３】 （ロ）前記支持部材がそのケーシングでシリンダヘッドのカム側の孔に組込まれ
ており、前記ケーシングの孔内に差込まれた、該ケーシングに対し相対的に軸方
向に運動可能な加圧ピストンがシリンダヘッドからカムの方向にヘッドで突出し
ており、前記ケーシングの孔側の底と前記加圧ピストンの孔側のウエブとの間に
液圧媒体のための高圧室が延在しており、該高圧室が前記ウエブに固定された逆
止弁の閉鎖体によって、前記加圧ピストンにより閉成された貯え室又は供給導管
に向かって閉鎖可能であること。

【０００４】 （ハ）前記けん引レバーがビーム状に構成され、カム側の外套面とカムから遠い
側の外套面とを有し、前記けん引レバーがカムから遠い側の前記外套面の第１の
端部を介して少なくとも１つのガス交換弁に行程方向で作用しかつカムから遠い
側の前記外套面の第２の端部を介して前記加圧ピストンの前記ヘッドの上に旋回
可能に支えられていること。

【０００５】 （ニ）前記カムが、前記端部の間にある作用区分で、前記けん引レバーのカム側
の外套面に作用していること。

【０００６】 従来技術 前記形式の弁作動機構は１９９６年８月に本件出願人によって発行された文献
「Hｙｄｒａｕｌｉｃ Ｖａｌｖｅ Ｌａｓｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」９ペー
ジにより公知である。この場合の欠点はカムの基円の非円形性又はカム軸の横方
振動（例えば噴射ポンプのための付加カムによって惹起）又は基円におけるカム
軸支承遊びに基づき、液圧式の支持部材の高圧室が硬化し、もっとも不都合な場
合にはガス交換弁が開くことである。さらにエンジンのいわゆる過度運転におい
ては、特に周辺温度がきわめて低い場合には、液圧式の支持部材の沈下値は当該
ガス交換弁、有利には排気弁における正の膨張を補償するためには十分ではない
。これまで構成されていた支持部材においては付加的に支持部材の逆止弁の閉鎖
体がエンジンオイル圧で開放されなければならない。したがって遊び補償が完了
するまでには所定の時間的な遅れを考慮する必要がある。この遅れは逆止弁にて
その瞬間に発生している差圧に関連する。

【０００７】 発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の弁作動機構において枚挙した前記欠点を
除くことである。

【０００８】 課題を解決するための手段 前記課題は本発明によれば、カムの基円がレバーに接触している間に支持部材
の逆止弁を強制的に開放するための開口手段を弁機構が備えていることによって
解決された。

【０００９】 前記処置と特に請求項２に開示した手段との組合せで、冒頭に記載した欠点は
効果的に緩和された。

【００１０】 基円において逆止弁の閉鎖体がスライダにより強制的に開放されることにより
、冒頭に述べた運転条件に当たった場合に高圧室の硬化はもはや発生しなくなる
。基円窓が規定されている間に液圧媒体が高圧室から貯え室（又は供給導管）へ
かつその反対に流れることが妨げられずに可能になる。さらに逆止弁の閉鎖体の
ためのばね部材の力を、従来の支持部材における従来構成されたばね部材よりも
はっきりと強くすることにも成功した。これは支持部材の動的な特性を改善する
。

【００１１】 開放手段は有利には第１には独立したレバーにより負荷可能な閉鎖体用の前記
スライダから成っていると有利である。このレバーもカムに配属された少なくと
も１つの信号路と協働する。特に開放手段の構成部分としての信号路はカムの横
に位置せしめられかつほぼ円形に構成されることが有利である。この場合にはカ
ムの基円の両側の縁部領域と、必ずしもではないが基円の外側の残った軌道区分
と（カム乗上げ面、カム頂部、カム乗下げ面）が、基円窓よりも半径が小さくさ
れていると有利である。これによってスライダは基円において隆起した、独立し
たレバーに作用する信号路を介して、閉鎖体が強制的に開放されかつ閉鎖が妨げ
られるように支持部材の孔の方向に軸方向で動かされる。

【００１２】 カム乗上げ面及びカム乗下げ面に隣接する基円の縁部領域の半径が低下させら
れて構成されている理由は閉鎖体が閉じた状態で一杯の行程がガス交換弁に与え
られるためである。さもないと隆起させられたカム輪郭によって行程損失が補償
されなければならないものと考えられる。

【００１３】 有利な実施例では２分割されたスライダが提案されている。このスライダは有
利には棒状の構造を有している。しかしながら他の幾何学的な形状もしくは軸方
向に延びるスライダではなく、閉鎖体に半径方向又は斜めに作用する手段も考え
られる。同様にトリガされた外部の負荷手段、例えば電磁石及び類似したものを
基円位相の間に閉鎖体を移動させるために使用することもできる。

【００１４】 本発明の有利な構成によれば独立したレバーはけん引レバーの第２の端部に固
定される。簡単な固定形式は、前記レバーが該端部の区分に、折れ曲がった付加
部を有し、該付加部が舌状片を有していることで得られる。この舌状片を介して
該レバーは簡単な形式でけん引レバーの第２の端部と結合される。これとは択一
的に第２のレバーを支承するためにヒンジを使用するかもしくは第２のレバーを
シリンダヘッド又はシリンダヘッドに配置された別の構成部分に対し分離して配
置することもできる。

【００１５】 摩耗に関し好ましい処置は別の従属請求項に示されている。この従属請求項に
よれば独立したレバーは信号路又はスライダに対する接触領域にて拡幅されてい
るか又は適当な耐摩耗保護処置、例えば熱処理が施されている。これによりレバ
ーの寿命ははっきりと改善されるかもしくはレバーの摩耗は軽減される。場合に
よってはこの独立したレバーとけん引レバーを比較的に薄肉に設計するか又は軽
量工材から製作することもできる。

【００１６】 提案されたスライダの第１の部分は有利にはけん引レバーの第２の端部を延び
ている。この場合、このけん引レバーは支持部材の加圧ピストンのヘッドのため
の支持部として半球状の切欠部を有している。前記第１の部分はカムに向かって
ばね部材、例えば圧縮ばねによってばね力で負荷されている。これによって信号
路からの負荷の除かれた状態で前記第１の部分はばね部材を介して半球状の切欠
きの領域から遠ざけられる。これにより前記第１の部分はけん引レバーが旋回す
る場合に加圧ピストンのヘッドとはもはや接触することはなくなる。前記第１の
部分に当接した第２のスライダ部分の長さは、同様に負荷されていない状態で、
該スライダ部分が半球状の切欠きの底に接触するような該半球状の切欠きの領域
に突入しないように設定されている。

【００１７】 本発明による構成の１実施例によれば、スライダの第２の部分を例えば内実に
構成された加圧ピストンのヘッドを介して案内することが提案されている。この
場合には加圧ピストンのヘッドは長手方向の孔を有する。しかしながら加圧ピス
トンの内部に、有利にはその貯え室に別個の円板又は類似の適当な手段を配置し
、この円板又は手段で第２の部分を付加的に案内することもできる。加圧ピスト
ンを内実ではなく、例えば金属薄板材料から製作する場合にはヘッド領域に別個
のスリーブ又は類似して使用される部材を設けることができる。さらに前記第１
の部分をけん引レバーの側壁からカムに向かって延び、次いで第２の部分に向か
って曲げられた支持領域又は類似したものを介して案内することもできる。

【００１８】 さらに逆止弁を球弁として構成することも提案されている。この球弁はコスト
的に有利に製造できるかもしくは大量生産品として入手可能である。既に述べた
ように逆止弁の閉鎖体を閉鎖方向に負荷するばね部材の力は比較的に強く構成す
ることができる。これによって移動流孔が所望された時点に、つまりカム乗上げ
面の開始前に即座に閉鎖することが見込まれる。しかしながら板弁又は類似した
解決も考えられる。

【００１９】 発生する摩擦負荷を軽減する別の処置は、けん引レバーの作用区分がローラと
して製作されていることで提案されている。このローラは択一的にけん引レバー
に対し転がり支承されて構成されていることができる。

【００２０】 さらに独立したレバーをけん引レバーの側壁の両側にフォーク状に位置せしめ
、これによりけん引レバーに横方向モーメントがもはや作用しないようにするこ
とも考えられる。この場合には、信号路も同様にカムの両側に配置することが有
利である。さらにスライダの負荷形態を反対にすることも考えられる。この場合
にはスライダをばね力を介して逆止弁の負荷を除く方向に負荷し、独立したレバ
ーに作用する制御輪郭を介して引き戻すことができる。

【００２１】 さらにスライダの部分の少なくとも１つを長さ的に弁作動機構において対偶さ
せることが付加的に提案されている。これによって閉鎖体の行程を比較的に小さ
く調節することができる。

【００２２】 本発明による処置は高圧室のすぐれた排気が得られるという利点をももたらす
。これにより付加的な排気処置を止め、支持部材の総構成長さをはっきりと減少
させることができる。場合によっては液圧媒体のための貯え室はもはや不要にな
る。これによりスライダの長さを減少することも可能である。高圧室自体はわず
かな容積しか有しておらず、従来の構成でケーシングに設けられていた加圧ピス
トンのための付加的な軸方向ストッパは取り止めることができる。

【００２３】 図面についての詳細な説明 図面には原理的な構造が専門分野において公知であるような弁作動機構１が開
示されている。この弁作動機構１は液圧式の支持部材２から成っている。この支
持部材２はそのケーシング３でシリンダヘッド５の孔４へ挿入されている。ケー
シング３の孔６内には該孔６に対し軸方向に運動可能に延びる加圧ピストン７が
統合されている。前記加圧ピストン７はそのヘッド８で前記孔４から突出してい
る。

【００２４】 ケーシング３の底９は少なくとも間接的に孔４の底１０に当接している。同時
に加圧ピストン７は孔側に半径方向内方へ延びるウエブ１１を有している。ウエ
ブ１１と底９との間には液圧媒体のための高圧室１２が形成されている。同時に
ウエブ１１には逆止弁１４のための閉鎖体１３が固定されている。この閉鎖体１
３はここでは球として構成されておりかつ閉鎖方向へばね部材１５（この場合に
は圧縮ばねとして製作されている）によって負荷されている。閉鎖体１３はウエ
ブ１１に位置する移動流孔１６を閉鎖する。同時に加圧ピストン７は孔４から遠
ざかる方向に別のばね部材１７によって負荷されている。

【００２５】 加圧ピストン７のヘッド８にはけん引レバー１８が第２の端部１９の領域で支
承されている。このためにけん引レバー１８はカムから遠い外套面２０に半球状
の切欠き２１を有している。ヘッド８は前記切欠き２１に対する接触領域に該切
欠きを相補する形状を有している。

【００２６】 カムから遠い外套面２０にある第１の端部２２の領域でけん引レバー１８は図
示されていないガス交換弁に行程方向で作用する。

【００２７】 けん引レバー１８のカム側の外套面２３は、第１と第２の端部２２，１９間に
カム軸２６のカム２５のための作用区分２４を有している。この作用区分２４は
けん引レバー１８に横方向に配置された軸４６の上を延びる、説明はしないロー
ラとして構成されている。

【００２８】 本発明によれば弁作動機構１は開放手段２７，２８，２９を備えている。この
開放手段２７，２８，２９はカム２５の基円αがけん引レバー１８に接触してい
る間に逆止弁１４を強制的に開放する。開放手段２７は棒状の構造を有するスラ
イダとして製作され、有利には軸方向で加圧ピストン７内を延びている。この場
合、開放手段２７は第１の部分３０と第２の部分３１とから成っている。第１の
部分３０は切欠き２１と交差する切欠き３２に配置されており、カムに向かって
ばね部材３３、例えば圧縮ばねで負荷されている。第１の部分３０は第２の部分
３１に当接している。この第２の部分３１は加圧ピストン７に直接案内されてお
りかつ他方の端部３４で開放方向に直接閉鎖体１３に作用する。

【００２９】 第１の部分３０にある１つの端部３５は開放手段の別の構成部分によって負荷
される。この構成部分は独立したレバー２８として構成されている。レバー２８
は一端に接触領域３６を有し、この接触領域３６を介してレバー２８は開放手段
の第３の構成部分と協働している。この第３の構成部分は独立したレバー２８の
ための信号路２９として製作されている。信号路２９は有利には軸方向で見てカ
ム２５の横をカム軸２６の上を延びかつ原理的に円形の幾何学的な形状を有して
いる。この場合、信号路２９は回転方向で見て基円αの両側の縁部領域３７，３
８にかつ残された円周区分βに亘って半径の縮小された領域を有している。円周
区分βはカム隆起部に亘って、つまりカム乗上げ面、カム頂部、カム乗下げ面に
亘って延びている。

【００３０】 同時に図面からは独立のレバー２８がほぼその中央部にかつカムから遠い端面
側３９に、スライダ２７の第１の部分３０の一端３５に対する接触領域４０を有
していることが判る。第２の端部１９の領域で独立したレバー２８は折曲げられ
た付加部４２に移行している。この付加部４２は舌状部４３を有し、この舌状部
４３を介してレバー２８は第２の端部１９にてけん引レバー１８に旋回可能に固
定されている。

【００３１】 図から判るように信号路２９は基円αにおいて独立したレバー２８を、スライ
ダ２７が部分３０，３１で軸方向で支持部材２に向かって移動させられるように
負荷している。これによって閉鎖体１３は高圧室１２に向かって移動させられ、
移動流孔１６が強制的に開放される。これによって前述の基円位相の間に圧力媒
体は妨げられずにかつ強制的に高圧室１２から、加圧ピストン７によって閉成さ
れた貯え室４４へ又は図示されていない供給導管へかつその反対に流れることが
可能になる。カム軸２６の不都合な横振動又はカム２５の基円αにおける非円性
及びそれに類するもの（公知技術における評価も参照せよ）が高圧室１２を不都
合な形式で硬化し、場合によっては負荷軽減するか又は負荷されたガス交換弁が
開放されることが基円位相の間に行なわれることはなくなる。カム２５の回転方
向で見て、基円αには信号路２９の縁部領域３８が基円αの構成部分として続く
。この縁部領域３８と別の円周区分βとこれに続く縁部領域３７（同様に開始す
る基円αの構成部分）は、基円αの半径に対し、縮小され、いわば溝状に製作さ
れている。この場合には縁部領域３７，３８を有する円周区分βの深さは、独立
したレバー２８がばね部材３３，１５の力を介して、閉鎖体１３がその閉鎖機能
を発揮するようになるまでカムに向かって弛緩されるように選択されている。場
合によっては独立したレバー２８は図示されていないばね部材でカムに向かう移
動が助成されていることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による弁作動機構の横断面図。

【符号の説明】

１ 弁作動装置、 ２ 支持部材、 ３ ケーシング、 ４ 孔、 ５ シリ
ンダヘッド、 ６ 孔、 ７ 加圧ピストン、 ８ ヘッド、 ９ 底、 １０ 底、 １１ ウエブ、 １２ 高圧室、 １３ 閉鎖体、 １４ 逆止弁、 １５ ばね部材、 １６ 移動流孔、 １７ ばね部材、 １８ けん引レバー
、 １９ 第２の端部、 ２０ カムから遠い外套面、 ２１ 半球状の切欠き
、 ２２ 第１の端部、 ２３ カム側の外套面、 ２４ 作用区分、 ２５ カム、 ２６ カム軸、 ２７ スライダ、 ２８ 独立したレバー、 ２９ 信号路、 ３０ 第１の部分、 ３１ 第２の部分、 ３２ 受容部、 ３３ ばね部材、 ３４ 他方の端部、 ３５ 一方の端部、 ３６ 接触領域、 ３
７，３８ 縁部領域、 ４０ 接触領域、 ４２ 付加部、 ４３ 舌片、 ４
４ 貯え室、 ４５ 案内孔、 ４６ 軸、 α 基円、 β 円周区分

【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１２年３月３日（２０００．３．３）

【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】

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の弁作動機構（１）であって、 （イ）弁作動機構（１）が１つの液圧式の支持部材（２）、１つのけん引レバー
   （１８）並びに１つのカム軸（２６）のカム（２５）又は複数の前記構成部分か
   ら成っていること、 （ロ）前記支持部材（２）がそのケーシング（３）でシリンダヘッド（５）のカ
   ム側の孔（４）に組込まれており、前記ケーシング（３）の孔（６）内に差込ま
   れた、該ケーシング（３）に対し相対的に軸方向に運動可能な加圧ピストン（７
   ）がシリンダヘッド（５）からカムの方向にヘッド（８）で突出しており、前記
   ケーシング（３）の孔側の底（９）と前記加圧ピストン（７）の孔側のウエブ（
   １１）との間に液圧媒体のための高圧室（１２）が延在しており、該高圧室（１
   ２）が前記ウエブ（１１）に固定された逆止弁（１４）の閉鎖体（１３）によっ
   て、前記加圧ピストン（７）により閉成された貯え室（４４）又は供給導管に向
   かって閉鎖可能であること、 （ハ）前記けん引レバー（１８）がビーム状に構成され、カム側の外套面（２３
   ）とカムから遠い側の外套面（２０）とを有し、前記けん引レバーがカムから遠
   い側の前記外套面（２０）の第１の端部（２２）を介して少なくとも１つのガス
   交換弁に行程方向で作用しかつカムから遠い側の前記外套面（２０）の第２の端
   部（１９）を介して前記加圧ピストン（７）の前記ヘッド（８）の上に旋回可能
   に支えられていること、 （ニ）前記カム（２５）が、前記端部（２２，１９）の間にある作用区分（２４
   ）で、前記けん引レバー（１８）のカム側の外套面（２３）に作用していること
   、 （ホ）弁作動機構（１）が前記カム（２５）の基円（α）が前記けん引レバー（
   １８）に接触している間に前記支持部材（２）の逆止弁（１４）を強制的に開放
   するための開放手段（２７，２８，２９）を有していること、 以上（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）の特徴を有することを特徴とする
   、内燃機関の弁作動機構。
2. 【請求項２】 前記開放手段（２７，２８，２９）がスライダ、独立したレ
   バー並びに前記カムに配属された少なくとも１つの信号路から成り、前記スライ
   ダ（２７）が前記加圧ピストン（７）のヘッド（８）を一方の端部（３５）で軸
   方向に貫き、この一方の端部（３５）に独立した前記レバー（２８）が作用して
   おり、前記スライダ（２７）の他方の端部（３４）が前記逆止弁（１４）の閉鎖
   体（１３）を負荷しており、独立した前記レバー（２８）が有利には一端で前記
   信号路（２９）を走査しかつ他端で前記けん引レバー（１８）の第２の端部（１
   ９）又は前記シリンダヘッド（５）と旋回運動可能に結合されている、請求項１
   記載の弁作動機構。
3. 【請求項３】 前記信号路（２９）が軸方向で前記カム（２５）に隣り合っ
   てカム軸（２６）に配置され、有利には原理的に円形の幾何学的な形状を有して
   いるが、前記カム（２５）の基円（α）の外側では、少なくとも前記基円（α）
   の両側の縁部領域（３８，３７）にて、信号路のカム乗上げ及び乗下げ面に対し
   、半径の減少した周面区分（β）を有している、請求項２記載の弁作動機構。
4. 【請求項４】 独立した前記レバー（２８）が前記けん引レバー（１８）の
   第２の端部（１９）の領域にて、該けん引レバー（１８）の長手方向に対しほぼ
   直角に延びる付加部（４２）に移行しており、該付加部（４２）が舌状片（４３
   ）又はヒンジを介して前記第２の端部（１９）と結合されている、請求項２記載
   の弁作動機構。
5. 【請求項５】 独立した前記レバー（２８）が前記信号路（２９）又は前記
   スライダ（２７）への接触領域（３６，４０）において拡幅されているかもしく
   は適当な耐摩耗保護処置、例えば熱処理が施されているか又はコーティングが施
   されている、請求項２記載の弁作動機構。
6. 【請求項６】 前記けん引レバー（１８）又は前記独立したレバー（２８）
   が金属薄板材又はプラスチックのような軽量構成材から製作されている、請求項
   ２記載の弁作動機構。
7. 【請求項７】 前記スライダ（２７）が２部分から構成され、第１の部分（
   ３０）が前記けん引レバー（１８）の前記の第２の端部（１９）内を延び、前記
   独立したレバー（２８）から負荷されており、第２の部分（３１）が前記加圧ピ
   ストン（７）に配置され、前記逆止弁（１４）の閉鎖体（１３）と協働しており
   、前記両方の部分（３０，３１）が互いに接触している、請求項２記載の弁作動
   機構。
8. 【請求項８】 前記けん引レバー（１８）の第２の端部（１９）が半球状の
   切欠き（２１）を有し、該切欠き（２１）内に前記加圧ピストン（７）のヘッド
   （８）が受容されており、この場合、前記スライダ（２７）の第１の部分（３０
   ）がばね部材、例えば圧縮ばねを介してカムに向かってばね負荷され、独立した
   前記レバー（２８）によって押されていない状態に前記第１の部分がある場合に
   前記加圧ピストン（７）のヘッド（８）の接触領域の外側を延びるようになって
   おり、前記スライダ（２７）の第２の部分（３１）の長さが、独立した前記レバ
   ー（２８）により押されていない状態で前記切欠き（２１）とは接触しないよう
   に選択されている、請求項７記載の弁作動機構。
9. 【請求項９】 逆止弁（１４）が球弁として構成され、この場合、球が閉鎖
   方向でばね部材（１５）、例えば圧縮ばねによって負荷されている、請求項１又
   は２記載の弁作動機構。
10. 【請求項１０】 前記加圧ピストン（７）のヘッド（８）が前記スライダ（
    ２７）のための案内孔（４５）を有する中実体として製作されている、請求項２
    記載の弁作動機構。
11. 【請求項１１】 前記けん引レバー（１８）の作用区分（２４）がローラと
    して製作され、該ローラが転がり軸受を介してけん引レバー（１８）に配置され
    た軸（４６）の上で回転することができる、請求項１記載の弁作動機構。
12. 【請求項１２】 前記スライダ（２７）の前記部分（３０，３１）の少なく
    とも１つが長さ的に弁駆動装置（１）において対偶を成している、請求項２又は
    ７記載の弁作動機構。
13. 【請求項１３】 前記開放手段の１つの構成部分（２７）がスライダから成
    り、該スライダが有利には加圧ピストン（７）のヘッド（８）をその一方の端部
    （３５）で軸方向に貫通しており、前記スライダ（２７）の他方の端部が前記逆
    止弁（１４）の閉鎖体（１３）を負荷しており、前記一方の端部（３５）が前記
    開放手段の、カム軸とは無関係である、選択的にトリガされる別の構成部分、例
    えば電磁石、エレクトロハイドロリック装置又はそれに類似したものにより負荷
    されている、請求項１記載の弁作動機構。