JP2011503427A - バルブトレイン装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、切替ゲート（１７ａ；１７ｂ）を使ってカム要素（１６ａ；１６ｂ）を軸方向にスライドさせるために備えられた少なくとも１つの切替要素（１１ａ；１１ｂ）を有する作動装置（１０ａ；１０ｂ）を具備した、特に内燃機関のバルブトレイン装置に関する。
本発明は、回転対称の基本形を有する切替要素（１１ａ；１１ｂ）を提案する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段に従った、特に内燃機関のバルブトレイン装置に関する。

切替ゲートを使ってカム要素を軸方向にスライドさせるために備えられた少なくとも１つの切替要素を有する作動装置を具備した、特に内燃機関のバルブトレイン装置がすでに公知である。

本発明の課題は特に、切替要素の決められた動きが切替ゲート内で達成可能なバルブトレイン装置を提供することである。この課題はそれぞれ請求項１の特徴によって解決され、本発明のその他の実施形態は従属請求項で開示される。

本発明は、切替ゲートを使ってカム要素を軸方向にスライドさせるために備えられた少なくとも１つの切替要素を有する作動装置を具備した、特に内燃機関のバルブトレイン装置から出発している。

本発明は、回転対称の基本形を有する切替要素を提案する。ここで切替要素の「基本形」とは、特に切替要素の面の形状が切替路の表面に対して平行であると解釈する。好ましくは、基本形は切替ゲートと接触するための座面として形成された面形状によって形成されている。ここで「回転対称の基本形」とは特に、一義的に、特に切替要素の位置に依存せずに決めることのできる特有の主軸を有する基本形と解釈する。回転対称の基本形によって作動要素の位置が定義され、それによって切替要素の定義された動きを切替ゲート内で簡単に達成することが可能となる。

さらに、長い主軸とそれに対して垂直に延びる短い副軸を具備する基本形を有する切替要素を提案する。それによって切替要素を有利に案内することができ、その際特に主軸に対して平行なガイドが有利である。好ましくは、切替要素は主軸に対して左右対称に形成される。

別の実施形態では、切替要素がほぼ長方形の基本形を有していることを提案する。それによって同様に、特に切替ゲートがポジ断面を有する場合に有利なガイドが実現できる。

好ましくは切替要素が、切替ゲートとかみ合うためのガイド凹部を有している。それによって、特に正確なガイドと特に有利な切替ゲートの形態が可能になる。好ましくは、ガイド凹部がＵ字型のガイド溝として形成され、その中に好ましくはポジに形成された切替路のセグメントがかみ合う。

さらに、切替要素を回転可能にアクチュエータに固定するための切替要素固定装置を有するバルブトレイン装置を提案する。それによって、特に切替ゲートで軸方向の方向コンポーネントと共に切替要素が傾くことが防止できる。

有利には、バルブトレイン装置は切替要素を案内するための少なくとも１つのガイドカラーを備えている。それによって作動要素を有利に案内することができ、特にカム要素が動いている状態でアクチュエータの方へ回ることを避けることができる。

好ましくは、切替要素はカム要素を２つの反対方向に切り替えるために備えられている。それによって、さらに別の切替要素を備えることなしで済ませることができ、それによってバルブトレイン装置をコンパクトに切り替えることができる。

さらに、カム要素を第１及び第２の方向に調整するための第１の切替路と第２の切替路を有するバルブトレイン装置を提案する。それによって、特に切替要素が２つの切替路にかみ合わせるために備えられている場合に、コンパクトなバルブトレイン装置を特に簡単に実現することができる。

有利には、切替路は共通の交差点を備えている。それによって、バルブトレイン装置の取付けスペースをさらに小さくすることができる。なぜなら、切替路が軸方向に交差するからである。

好ましくは、切替路が左右対称に形成される。それによって２方向への調整及び有利なガイドを実現することができる。特に、切替路が、共通の交差点を通るカム要素の周りを巡る線に対して鏡面対称及び／又は共通の交差点に対して点対称に形成されている場合に、左右対称に作用する力及び単純な配置の切替路によって有利なガイドを実現することができる。

その他の利点は、以下の図面の説明によって開示される。図面では、本発明の実施例が示される。説明及び請求項中には、多数の特徴が組み合わされて含まれている。当業者はこれらの特徴を目的に合った方法で個別としても見なし、有意義な別の組み合わせにまとめることもできる。

バルブトレイン装置の第１の実施例の斜視図である。 バルブトレイン装置の切替ゲートの模式的経路である。 バルブトレイン装置の第２の実施例の斜視図である。

図１は内燃機関のバルブトレイン装置の第１の実施例を示している。バルブトレイン装置は、軸方向にスライド可能にカムシャフト２１ａ上に配置されている、軸方向にスライド可能なカム要素１６ａを備えており、それによって切り替え可能なバルブトレインを可能にしている。カム要素１６ａを軸方向にスライドさせるため、バルブトレイン装置は、切替要素１１ａ及び２つの切替路１８ａ、１９ａを具備する切替ゲート１７ａを有している作動装置１０ａを含んでいる。

切替路１８ａ、１９ａは、ネガ断面、すなわち凹断面を有している。切替路１８ａ、１９ａが左右対称に形成されていることにより、作動装置１０ａを使ってカム要素を２つの反対方向に切り替えることができる。

カム要素１６ａの第１の切替位置から第２の切替位置へ切り替えるために、切替要素１１ａはかみ合いセグメント２２ａを越えて第１の切替路１８ａにかみ合う。軸方向の方向コンポーネントを有する、切替路１８ａの切替セグメント２３ａを使って、カムシャフト２１ａをカム要素１６ａ上で回すことで、軸方向に力が作用する。それによって、軸方向にスライド可能にカムシャフト２１ａ上に配置されているカム要素１６ａが、軸方向にスライドされる。続いて、切替要素１１ａは、切替路のかみ合い解除セグメント２４ａの半径方向に上方へ傾斜した溝底面２５ａによって再びその初期位置に動き戻る。

カム要素１６ａが第１の切替位置に動き戻るようにするため、切替要素１１ａは第２の切替路１９ａのかみ合いセグメント２２ａにかみ合う。第２の切替路１９ａの次の切替セグメント２３ａの軸方向の方向コンポーネントによって、カム要素１６ａは第１の切替位置に押し戻される。続いて切替要素１１ａがかみ合い解除セグメント２４ａの半径方向に上方へ傾斜した溝底面２５ａによって再びその初期位置に動き戻る。

第１の切替路１８ａ及び第２の切替路１９ａは、交差する切替路１８ａ、１９ａとして形成され、共通の交差点２０ａを有する。切替要素１１ａが特に交差点２０ａで、１つの切替路１８ａ、１９ａから別の切替路１９ａ、１８ａに移ることを阻止するため、切替要素１１ａは回転対称の基本形を有している。

切替要素１１ａは、主軸に対して垂直に延びる短い副軸よりも長い、長い主軸を有している。主軸及び副軸は、１つの座面に対して平行に延びており、この座面と切替要素は切替路１８ａ、１９ａの溝底面２５ａ上で当たっている。短い副軸は、切替路１８ａ、１９ａに相当する幅を有している。主軸は切替路１８ａ、１９ａの幅より長く、それによって切替要素１１ａは切替路１８ａ、１９ａに案内される。

切替要素１１ａは、切替要素固定装置１３ａを使って作動装置１０ａのアクチュエータ１４ａに回転可能に固定されている。切替要素１１ａがかみ合いの外で切替路１８ａ、１９ａ内にある作動状態において切替要素１１の旋回を阻止するため、切替ゲート１７ａは切替路１８ａ、１９ａの軸方向外側にガイドカラー１５ａを有し、このガイドカラーに切替要素１１ａがかかる作動状態でぴったり接している。

図２は、切替路１８ａ、１９ａの形態を図式的に示している。下部領域は切替路１８ａ、１９ａの深さを、上部領域はカム要素１６ａ上の切替路１８ａ、１９ａの図式的な経路を示している。

切替路１８ａ、１９ａのかみ合いセグメント２２ａがある第１の領域では、２つの切替路１８ａ、１９ａがほぼ円周方向に延びている。切替路１８ａ、１９ａの深さはかみ合いセグメント２２ａの短い領域で増大し、ここではカム要素１６ａの基礎円レベル２６ａから最大深さまでの段階的な飛躍はなしで済まされている。これは特にカムシャフト２１ａがかみ合った切替要素１１ａで決められた回転方向２７ａと反対に回る機能不良の際に、カム要素１６ａ及び／又は切替要素１１ａの損傷を回避するためである。

切替路１８ａ、１９ａの切替セグメント２３ａがある第２の領域では、切替路１８ａ、１９ａの深さはほぼ一定である。切替路１８ａ、１９ａの軸方向の方向コンポーネントにより、切替要素１１ａを介してカム要素１６ａを回転させることで、カム要素１６ａに、カム要素１６ａを軸方向にスライドさせる結果をもたらす力をかける。切替要素１１ａは、ここでは軸方向に固定的にカムシャフト２１ａに配置されている。

切替路１８ａ、１９ａのかみ合い解除セグメント２４ａがある第３の領域では、切替路１８ａ、１９ａの深さは、かみ合いセグメント２２ａの深さが増大する領域よりもが大きい領域で増大する。それによって、カム要素１６ａを回転させることによって切替要素１１ａ上で半径方向に向いた力が作用し、切替要素１１ａが初期位置に押し戻されることが実現されている。

図３はバルブトレイン装置の別の実施形態を示している。実施例を識別するため、図１及び図２の実施例の符号に付けたアルファベットａを、図３の実施例ではアルファベットｂに変更している。以下の説明は、図１及び図２の実施例との相違だけにほぼ絞っており、同じままの構成部品、特徴及び機能については、図１及び図２の実施例の説明を参照することができる。

図１及び図２の実施例との相違は、２つの切替路１８ｂ、１９ｂがこの実施例ではポジ断面、すなわち凸断面、を有していることである。切替路１８ｂ、１９ｂは、同様にかみ合いセグメント２２ｂ、切替セグメント２３ｂ、かみ合い解除セグメント２４ｂを有しており、交差する切替路１８ｂ、１９ｂとして共通の交差点２０ｂを形成している。交差点には別のガイド要素２８ｂが配置されている。

かみ合いセグメント２２ｂを越えて切替路１８ｂ、１９ｂにかみ合うことのできる切替要素１１ｂは、長方形の基本形を有している。さらに切替要素１１ｂはＵ字型のガイド溝として形成されたガイド凹部１２ｂを有しており、この凹部を使って切替要素１１ｂを切替路１８ｂ、１９ｂにかみ合わせてカム要素１１ｂを切り替えることができる。中心をなす交差点にあるこの追加のガイド要素２８ｂによって、切替要素１１ｂは第１の実施例よりも短く形成することができる。

Claims (10)

1. 切替ゲート（１７ａ；１７ｂ）を使ってカム要素（１６ａ；１６ｂ）を軸方向にスライドさせるために備えられた少なくとも１つの切替要素（１１ａ；１１ｂ）を有する作動装置（１０ａ；１０ｂ）を具備した、内燃機関のバルブトレイン装置において、
   該切替要素（１１ａ；１１ｂ）が回転対称の基本形を有することを特徴とするバルブトレイン装置。
2. 前記切替要素（１１ａ；１１ｂ）が、長い主軸とそれに対して垂直に延びる短い副軸を具備する基本形を有することを特徴とする、請求項１に記載のバルブトレイン装置。
3. 前記切替要素（１１ｂ）がほぼ長方形の基本形を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のバルブトレイン装置。
4. 前記切替要素（１１ｂ）が、切替ゲートとかみ合うためのガイド凹部（１２ｂ）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブトレイン装置。
5. 前記切替要素（１１ａ；１１ｂ）を回転可能にアクチュエータに固定するための切替要素固定装置（１３ａ；１３ｂ）を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブトレイン装置。
6. 前記切替要素（１１ａ）を案内するための少なくとも１つのガイドカラー（１５ａ）を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブトレイン装置。
7. 前記切替要素（１１ａ；１１ｂ）が前記カム要素（１６ａ；１６ｂ）を２つの反対方向に切り替えるために備えられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブトレイン装置。
8. 前記カム要素（１６ａ；１６ｂ）を第１及び第２の方向に調整するための第１の切替路（１８ａ；１８ｂ）と第２の切替路（１９ａ；１９ｂ）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブトレイン装置。
9. 前記切替路（１８ａ、１９ａ；１８ｂ、１９ｂ）が１つの共通の交差点（２０ａ；２０ｂ）を有していることを特徴とする、請求項８に記載のバルブトレイン装置。
10. 前記切替路（１８ａ、１９ａ；１８ｂ、１９ｂ）が左右対称に形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のバルブトレイン装置。
    
    
    
    
    
    
    

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