JP3362227B2 - 内燃機関の弁を可変制御するための装置、特に火花点火機関を非絞り負荷制御するための装置 - Google Patents

内燃機関の弁を可変制御するための装置、特に火花点火機関を非絞り負荷制御するための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダごとに単数又は複数の入口弁の入
口揚程機能を介して内燃機関の弁を可変制御するための
装置、特に火花点火機関を非絞り負荷制御するための装
置であつて、逆方向に回転する２つのカム軸（1,2）か
らなり、これらのカム軸が伝達要素、特にロツカアーム
（３）を介して閉弁方向にばねで不勢される単数又は複
数の弁（４）に作用し、一方のカム軸が開弁機能を決定
し、第２カム軸が閉弁機能を決定し、両方のカム軸相互
の相対回転によつて単数又は複数の弁の揚程及び／又は
開弁時間が広い範囲内で変更可能であるものに関する。
このようなタイミングギヤがドイツ連邦共和国特許出
願公開第3531000号明細書により公知である。この公知
の動弁機構では、殊に絞り損失を防止するためにクラン
ク軸に対して制御可能な位相角度で回転する２種類の周
辺カムによつて開閉過程が実施されることによつて、タ
イミングギヤの所要の可変性が実現される。両方の周辺
カムが進出したときにのみ、閉弁方向にばねで不勢され
た弁が開いているように、任意に構成される制御レバー
は両方のカム軸によつて操作される。カム軸の適切な位
相位置によつて可変弁制御時間を調整することができ
る。往復動機関の入口弁用の類似のタイミングギヤがド
イツ連邦共和国特許出願公開第3519319号明細書に述べ
られている。そこでは回転する揚程カム軸を補足して、
同じ回転数で回転する周辺カム軸が揺動可能な弁レバー
の移動可能な支承個所に作用する。こうして絞りに起因
するガス交換損失が火花点火機関において減少するよう
に弁揚程曲線が変更可能となつた可変タイミングギヤが
基本的に実現可能である。
両方のカム軸の相対回転は、ドイツ連邦共和国特許出
願公開第3531000号明細書に述べられた解決策では、加
速ペダルによつて制御されて当該急峻ねじ上を軸線方向
で移動可能なカム軸の駆動輪を介して行われる。螺旋溝
上をピストンが軸線方向に移動する原理に従つたカム軸
用位相調整器がその他の特許明細書及び公開明細書（例
えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2909803号明細
書）により公知であり、今日既に一部では連続生産され
ているが、これらの位相調整器でも比較的長い調整時間
で小さな回転角が可能であるにすぎない。更に公知の解
決策は、特に機関長手軸線の方向で大きな構造空間を必
要とする。
今日の車両用火花点火機関の全動作範囲において非絞
り負荷制御を実現するために、更に全回転数範囲におい
て全負荷のとき最大充填のために最適な弁制御時間の潜
勢力を利用したいと希望する場合、両方のカム軸の間に
150〜220゜KＷ程度の相対回転角度が必要である。しか
もこの調整過程は、数分の１秒というきわめて短い時間
内に動的車両運転の要求条件から行われねばならない。
今日のエンジンルーム内の窮屈なスペース事情に対応す
るために、調整器自体はち密に構成されるべきであろ
う。
ドイツ連邦共和国特許第470032号明細書により公知の
内燃機関用タイミングギヤは、実質的に弁を制御するた
めに２つの非円形板カムが設けられており、それらの回
転軸線が伝達レバーの回転軸線に対する位置を永続的に
維持することを特徴としている。そこでは弁を操作する
ための伝達レバーは回転軸線を固定された２部分構成の
ロツカとして実施されており、従つて両方の板カムが相
互に相対回転するとき狭い限界内で弁の開弁時間又は閉
弁時間を変更することができるだけであり、弁揚程を変
更できるのではない。これは常にその都度最大の有効揚
程円を有する方の板カムが弁揚程を決定するいわゆるオ
ア回路である。両方の板カムが相互に相対回転するとき
に動弁機構内でジヤンプ機能を防止し、こうして許容外
に高い加速を防止するために、一方の板カムから他方の
板カムへの移行は有効揚程が一定している場合にのみ、
実質的に最大揚程のときに行うことができる。これによ
りこの系の利用可能な調整範囲が著しく低減されてお
り、非絞り負荷制御には適していない。この特許明細書
に述べられた板カムを駆動するための遊星歯車装置は、
同時に両方の板カムを対向回転させるのに利用される。
この遊星歯車装置は４つの歯車からなり、そのうち２つ
の歯車は両方の板カムの平行な軸に嵌着され、直列に設
けられる２つの別の中間輪を介して駆動される。これら
２つの中間輪は可動連接棒配置によつて担持され、この
配置が中間輪に対して遊星運動を付与する。連接棒配置
は３つの個々の連接棒からなり、そのうち２つの連接棒
が板カムの軸に嵌着される各１つの歯車を各１つの中間
輪と結合し、第３連接棒は前記２つの連接棒を互いに結
合する。しかし両方の連接棒の結合は両方の中間輪の回
転軸線で行われるのでなく、それから若干離して行われ
る。しかし第３連接棒のこの配置では、中間輪を担持す
る連接棒と、第３連接棒と両方の板カムの回転軸線上に
ある平面も互いに平行に設けられている場合にのみ、遊
星歯車装置の調整が可能である。遊星歯車装置の連接棒
の配置は事実上平行四辺形の形状を有していなければな
らない。というのもこの場合にのみ、連接棒配置がいず
れの位置にあつても、相対向した２つの連接棒の間隔が
一定に留まるからである。このことはこの種の連接棒配
置にとつて互いにかみ合う伝動軸が完壁に機能するため
の基本的前提条件である。これにより当然に係合し合う
４つの伝動輪の直径が互いに直接依存しており、板カム
の軸に嵌着される歯車と中間輪との間の変速比は狭い限
界内で設けられている。特に歯車の直径は回される制御
軸の回転角度の感度を調節するために自由には選定する
ことができない。
最後にイギリス特許出願公開第2180597号明細書によ
り内燃機関の弁を可変制御するための装置が公知であ
り、この装置は逆方向に回転する２つのカム軸からな
り、これらのカム軸はレバーを介して閉弁方向にばねで
付勢される入口弁に作用し、一方のカム軸が閉弁機能
を、また他方のカム軸が閉弁機能を決定し、両方のカム
軸相互の相対回転によつて入口弁の閉弁時間が変更可能
である。
両方のカム軸相互に相対回転は４輪式リンク装置によ
つて行われ、その駆動輪はクランク軸によつて駆動され
る第１カム軸に、またその被動輪は第２カム軸に形状か
み合式に結合されており、第２カム軸はリンク装置を介
して駆動されて第１カム軸に対して相対回転する。
動弁機構の励起から帰結する片振りトルクの故に、型
式に起因してイギリス特許出願公開第2180597号明細書
に記載されたリンク装置内ではリンク装置の歯車の間に
当り変転が生じることがあり、これが結局歯車対の破損
に至るまで騒音（歯車騒音）を強める。
そこで本発明の課題は、内燃機関の弁を可変制御する
ための装置用の４輪式リンク装置において、リンク装置
のすべての歯車内に発生する当り変転を僅かな設計支出
と僅かな構造寸法とで防止して、リンク装置の歯車対の
歯車騒音や破損が起きないようにすることである。
この課題は、請求項１の前提部分に記載された装置に
おいて、リンク装置の駆動軸と被動軸が異なる有効直径
を有する少なくとも１つの輪対と伝動装置内に少なくと
も１つの摩擦かみ合いとを有する付加的伝動装置を介し
て互いに結合されており、輪対の輪の間の僅かな有効直
径差に基づいて指向性トルクが発生し、このトルクが動
弁機構から伝達されかつ変化する回転方向を持つトルク
に重層されることによつて解決される。
リンク装置の輪の伝動上有効な直径に比べて付加的輪
対の異なる有効直径が、本発明上重要な摩擦かみ合いと
合わせて指向性トルクを発生し、このトルクが当り変転
及びそれに伴う問題を確実に防止する。
本発明による装置でもつて、好ましくは火花点火機関
において非絞り負荷制御が全運転範囲で実現されねばな
らない。そのための前提条件は、本発明による装置でも
つてまず閉弁制御時間の可変性を充分にして最大揚程事
の零揚程から、殊に入口弁の弁揚程の無段調整の可能性
が実現可能であることによつて満たされている。このた
めに設けられる装置は、同じ回転数で回転する２つのカ
ム軸が伝達要素、殊にロツカアームの付属の走査要素を
介してそれらの揚程機能で係合している場合にのみ閉弁
方向にばねで付勢された弁が開かれる加算式伝動装置に
応じて作動する。一方のカム軸が開弁機能にとつて決定
的であるのに対して、他方のカム軸は閉弁機能を決定す
る。該当する２つのカム軸相互の相対回転によつて、弁
の揚程及び／又は開弁時間は広い範囲内で変更すること
ができる。
このために本発明によれば、両方のカム軸が４輪式リ
ンク装置を介して互いに係合しており、リンク装置の一
方の輪はクランク軸によつて駆動される第１カム軸に強
固に結合されて、両方の中間輪を介して被動輪を駆動
し、従つて第２カム軸を駆動する。しかしドイツ連邦共
和国特許第470032号明細書とは異なり、伝動装置の輪は
相互にそれぞれその回転軸線で結合子によつて担持さ
れ、これにより伝動装置の幾何学設計のときに付加的自
由度が得られる。個々の結合子は単純な弓体として単一
部分又は多部分で実施されており、第１結合子は一端が
好ましくは駆動側カム軸で回転可能に支承され、他端に
備えた軸に第１中間軸と第２結合子が設けられる。第２
結合子はやはり単純な弓体として実施することができ、
第１、第２中間輪の回転軸線として働く２つの軸を互い
に結合して両方の輪は逆方向に駆動することができる。
第３結合子はやはり一端に第２中間輪の回転軸線を担持
し、他端は回転可能に第２カム軸で支承されており、第
２中間輪は、やはりこのカム軸に嵌着されるリンク装置
の被動輪を駆動する。ハウジング固定式カム軸の軸線の
周りで結合子が回転調整されると、原理的にクランク機
構の回転角度がリンク装置の伝動輪の転動と重層するこ
とによつて駆動側カム軸に対する被動側カム軸の回転角
度が大きくなる。この調整機構を収容するために、シリ
ンダヘツドは調整自体のために付加的に軸線方向構造空
間を必要とすることなく、ほぼ所要の平歯車幅だけ延長
する必要があるだけである。機関長手軸線を横切る調整
変位は、結合子の調整変位と伝動輪の転動との重層によ
つてきわめて小さい。更にリンク装置の調整変位が小さ
いので、この調整は適切なアクチユエータによつて所要
の短い時間内に問題なく実現することができる。
図面に基づいて以下本発明を詳しく説明する。
図１は本発明による調整機構の略示図である。
図２は本出願の前提部分に相当するポペツト揚程弁を
可変制御するための２カム軸式動弁機構の原理図であ
る。
図３は重なり合う伝動輪を備えた調整機構の略示図で
ある。
図４は調整機構を緊張させるための可能性を示す。
図５は本発明による調整機構と合わせて付加的位相調
整器の略示図である。
図６〜図11は３カム軸式機関のカム軸をクランク軸で
駆動しかつ本発明によるリンク装置を設けるためのさま
ざまな組合せを示す。
リンク装置５として構成される調整機構が図１に原理
的に図示されており、これは２つのハウジング固定式枢
着点P1,P2を有して互いに回転可能に結合される３つの
結合子10,11,12からなる４節クランク機構と輪式伝動装
置とからなる組合せであり、この輪式伝動装置は直列に
接続されて互いに駆動される４つの伝動輪6,8,9,7がリ
ンク装置のヒンジ点P1,P3,P4,P2で支承されている。４
輪式伝動装置は好ましくは歯車式伝動装置として実施さ
れている。請求項１によれば、駆動輪６は公知の可変タ
イミングギヤのクランク軸によつて駆動される第１カム
軸１に強固に結合されており、第１結合子10によつて担
持される中間輪８を駆動する。この中間輪８はやはり第
２結合子11を介して別の中間輪９に結合されて、この中
間輪を駆動する。結合子12を介して中間輪９は前記動弁
機構の第２カム軸２に固着される被動輪７に掛けられて
おり、これを介して結局この第２カム軸は第１カム軸に
対して逆方向に駆動される。両方のカム軸の回転数を同
じにする要求から、カム軸に強固に結合される駆動輪６
と被動輪７の２つが少なくとも同じ有効直径を有するこ
とが条件となる。
本発明によれば、有利にはハウジング固定式点P1は駆
動側カム軸の回転軸線と一致することができ、この点の
周りを例えば結合子10が回転すると、被動輪７とそれに
強固に結合される第２カム軸２（図２）は、クランク機
構の重層的運動と輪式伝動装置の伝動輪の転動とのため
に第１カム軸１（図２）に対して回される。リンク装置
のいかなる個所で調整過程が導入されるかは、調整自体
にとつてはさしあたり重要でない。中間輪8,9が３つの
結合子のヒンジ点P3,P4で案内されているので、係合し
合つた４つの伝動輪の間隔は図１に示されたようにクラ
ンク機構が平行四辺形として実施されていないとして
も、結合子がどの位置にあつてもそのままである。これ
により伝動装置を設計するときに、特に輪式伝動装置の
直径、駆動側カム軸と被動側カム軸との間の間隔、それ
に依存した結合子の長さ及び相互位置に関して付加的自
由度が得られる。
図２に略示された２カム軸式動弁機構では、本発明に
よる調整機構によつてポペツト揚程弁の場合に可変制御
時間を実現することができる。この装置は同じ回転数で
回転する２つのカム軸1,2からなり、それらの板カムは
好適に成形された走査体を介してロツカアーム３に作用
する。ロツカアーム３はその運動を閉弁方向にばねで付
勢された従来構造の揚程弁４に伝達する。ロツカアーム
３の重層的運動経過に基づいて、このロツカアームはハ
ウジング固定式支点で直接に支承することができるので
はなく、別の好適な措置を介して案内されねばならな
い。図２においてこの案内は例えば枢着レバー37を介し
て行われ、この特殊な図示においてこの枢着レバーは一
端がロツカアーム３でカム軸１を走査するための走査体
の中心点P6で枢着され、他端はカム軸２の中心点で回転
可能に支承されている。この系はいわゆるアンド回路に
応じて作動する。弁が開かれるのは両方のカム軸1,2が
揚程機能でロツカアーム３に作用するときだけである。
明確にするために、以下では任意の構成及び弁揚程曲線
について運動経過を説明する。
例えば図２においてカム軸１は時計周りに回転方向を
有する開軸、カム軸２は反時計周りに回転方向を有する
閉軸である。両方のカム軸は、それぞれ基礎円38,39と
揚程円44,45と上昇カム側面40,42又は下降カム側面41,4
3とからなる断面を有する。カム軸１がまだその基礎円3
8でロツカアーム３に作用する限り、弁４が開くことな
く、カム軸２が揚程円45でもつてロツカアーム３に作用
することでこの過程は始まる。カム軸１がその揚程側面
40でロツカアーム３と接触してはじめて弁４が開きはじ
める。カム軸２がその下降側面43でロツカアーム３に作
用するや、カム軸１との瞬時接触点の周りで、殊にロツ
カとして働くロツカアーム３の重層的回転運動が始ま
り、この回転運動が弁４の閉弁過程を開始させる。カム
軸２が再びその基礎円39でもつてロツカアーム３に作用
すると、弁は完全に閉じている。引き続きカム軸１が揚
程円44から基礎円38に移行しても、弁の開弁曲線にとつ
て意味がない。こうしてカム軸２がカム軸１に対して無
段回転することによつて、零揚程から最大揚程時の極端
に長い開弁時間に至るまで弁揚程曲線の連続的調整が可
能である。既にカム軸１がその上昇側面40でもつて弁４
を開きはじめる間に、カム軸２が下降側面43でもつて重
層的閉弁過程を実行するように、カム軸２が前記リンク
装置５によつてカム軸１に対して相対的にその回転方向
に応じて回されることによつて、開弁時間がきわめて短
い場合の最小弁揚程は調整される。最大揚程時のきわめ
て長い開弁時間のために、開カム軸１がその揚程円44で
ロツカアーム３に作用し、こうして弁４が完全に開いた
後にはじめて、カム軸２が揚程円45から下降側面43に移
行することによつて閉弁過程を開始するほどに、カム２
はその回転方向に抗して調整されねばならない。この動
弁機構で有意義に利用可能な150〜220゜KＷの調整範囲
は、本発明によるリンク装置によつて比較的小さな調整
変位において有利な形で実現することができる。第１軸
が第２軸によつて逆方向に駆動されかつそれに対して相
対的に回されるような別の匹敵する課題にも、このリン
ク装置な当然に適用することができる。
リンク装置５はその駆動輪６及び被動輪７を前記可変
動弁機構のカム軸1,2に直接に取付けておくことがで
き、カム軸の回転方向の開弁機能及び閉弁機能に関する
配置は任意に確定することができる。これら２つのカム
軸は、好ましくは頭上式内燃機関の入口揚程弁か又は出
口揚程弁のいずれかを操作するために設けられているの
で、前記可変タイミングギヤで操作されない各他方の弁
を制御するために少なくとも１つの付加的制御軸が設け
られねばならない。これにより、この場合少なくとも３
つのカム軸をクランク軸によつて駆動するために及びリ
ンク装置を設けるためにさまざまな組合せの可能性が得
られ、これらの可能性が図６、図７及び図８に例示され
ている。図６に示された組合せでは、可変制御可能な弁
に関係のない第３軸32、大抵の場合出口カム軸が好適な
伝達要素34、例えば歯付ベルト又はチエーンを介して、
クランク軸33によつて駆動される。中間駆動装置35はや
はり歯付ベルト駆動装置又はチエーン駆動装置として、
又は歯車式伝動装置としても実施しておくことができ、
この中間駆動装置を介してカム軸32は可変動弁機構の回
されないカム軸１を駆動する。カム軸２の駆動及び調整
はこの場合本発明によれば前記リンク装置５によつて行
われる。図７では可変動弁機構のカム軸１が適切な駆動
装置34を介してクランク軸33によつて直接に駆動され、
それ自身は伝達要素34、例えばチエーンを介して第３カ
ム軸32を駆動し、またリンク装置５を介してカム軸２を
逆方向に駆動する。図８は付加的中間駆動装置を省い
て、回されない２つの制御軸１、32を共通の駆動手段36
によつて駆動する可能性を示す。カム軸をクランク軸に
よつて駆動するための前記可能性では、駆動手段及び本
発明によるリンク装置は、境界条件に応じて機関の両端
面に、及び／又はエンジンルーム内の好適な個所に任意
に設けておくことができる。
リンク装置５の駆動輪６はやはりカム軸回転数で回転
する第３軸32に嵌着されて、そこから中間輪8,9及び被
動輪７を介して弁可変制御装置の回されるカム軸２を駆
動するのが望ましいことがある。同様に場合によつて設
けられる出口カム軸がこのために適していよう。図９、
図10及び図11は、このためにもカム軸をクランク軸で駆
動しまた３カム軸式機関に調整駆動装置を設けるための
さまざまな組合せの可能性を示す。可変動弁機構の回さ
れないカム軸１をクランク軸で駆動することはこの場
合、さまざまな仕方で行うことができ、例えば好適な駆
動手段34、例えばチエーンを介してクランク軸によつて
直接に（図９）、又は適切な中間駆動装置35を介して、
リンク装置を駆動する第３軸32によつて（図10）、又は
共通の駆動手段36を介して、リンク装置５の駆動輪６を
担持する軸32と一緒に（図11）行うことができる。カム
軸の駆動は、好適な駆動手段例えば歯付ベルト又はチエ
ーンを介してクランク軸によつて直接に、又は中間軸を
介して間接的に行うことができる。中心に設けられる中
間軸を介して間接的に駆動することは、例えばＶ機関の
場合に特に興味あるものとなる場合がある。
好ましくはリンク装置５を介して駆動されるカム軸２
が単数又は複数の弁の閉弁機能を決定し、こうしてこの
カム軸の相対回転が閉弁時点の変化を引き起こすよう
に、調整機構は設けられる。こうして本装置を入口側で
使用した場合、火花点火機関において非絞り負荷制御は
所要のガス量がピストンによつて吸引された時点に単数
又は複数の入口弁を限定的に閉じることによつて可能で
ある。これは負荷がきわめて低い場合、入口弁が早期
に、なお吸引段階でピストンの下降運動の間に、適切に
低い最大揚程において閉じることを意味する。単数又は
複数の入口弁の遅延閉弁を介して負荷を制御する場合、
ピストンによつて既に吸引された過剰のガス量が引き続
く圧縮段階において再び押し出されるが、この負荷制御
もこの配置では可能である。装置を出口側で使用する
と、出口閉弁時間の変更を介して、未燃混合気に占める
残留ガス割合を適切に制御することができる。
それと並んで、前記装置によつて単数又は複数の弁の
開弁時点を適切に制御することも可能であり、それもし
かもリンク装置５によつて駆動されるカム軸２が開弁機
能を決定するときに可能である。入口側では入口開弁時
間を適切に制御することによつて残留ガス含量はその都
度の運転条件に応じて最適に適合することができ、出口
側では動作点に依存して膨張仕事の付加的利用が可能で
ある。
リンク装置の幾何学設計は、本質的範囲において回さ
れるカム軸２の調整角度の感度を決定する。駆動輪又は
被動輪と中間輪との間の変速比と、それに依存した結合
子の相互位置とによつて、それぞれの適用事例のために
伝動装置を最適に設計するための好適なパラメータを利
用することができる。リンク装置の調整変位とは、外部
から導入される結合子10,11,12の各位置変化のことであ
り、この位置変化は結局適切な変速比によつて、被動側
カム軸を駆動側カム軸に対して調整する。
図１に示されたように、調整変位は、従つて位置変化
は、例えば結合子10のハウジング固定式支承点P1の周り
で回転運動として、支承点P5でこの結合子の延長部に作
用する調整機構によつて導入することができる。同様に
別の２つの結合子で導入される調整も可能である。さま
ざまなアクチユエータ、例えば適切に適合された伝動装
置を有する液圧式又は空圧式直線調整シリンダ又は電気
式直流電動機が、調整自体のために適している。導入さ
れたリンク装置の位置変化に対する回転角度の感度は、
結合子10,12の枢着点P5とハウジング固定式支点P1,P2と
の間の間隔によつて調節することができる（間隔が大き
くなると感度が低下し又はその逆）。リンク装置の調整
変位の他に、駆動輪６及び被動輪７と中間輪8,9との間
の変速比も結果的に得られる回転角度の大きさにとつて
決定的である。中間輪8,9の有効直径が駆動輪及び被動
輪に比べて大きくなると、リンク装置の調整変位が同じ
場合、回されるカム軸２の回転角度が大きくなる。中間
輪の直径が小さくなるとカム軸回転の感度が、従つて制
御時間変化の感度が低下する。別のパラメータが結合子
の相互位置（角度位置）を提供し、この位置は結局、互
いに接触した４つの伝動輪の直径と、被動側カム軸に対
する駆動側カム軸の間隔とによつて決定されている。平
行四辺形として実施されるクランク機構によつて、回さ
れるカム軸２の回転角度は導入される調整変位に線形に
依存することになり、リンク装置がどの位置にあつても
回転角度は点P1の周りで導入される回転角度の定倍数で
ある。クランク機構が平行四辺形の形状から外れるや、
回されるカム軸２の回転角度と導入される位置変化との
間に、多かれ少なかれ顕著な非線形依存を達成すること
ができる。これは中間輪8,9と駆動輪６及び被動輪７と
の間の直径差によつても、また回転軸線P1,P2の相互間
隔によつても達成することができる。互いに接触した両
方の制御軸の回転数が同じであるとの前提条件のもとで
駆動輪と被動輪はいずれにしても同じ直径でなければな
らないのに対して両方の中間輪はさまざまに有効なかみ
合い半径で実施しておくことが充分に可能である。
別のリンク装置の実施では、特に２つの隣接した結合
子の伸長状態の範囲において、例えば結合子11,12によ
つて取り囲まれた角度が150〜180゜の場合、例えば結合
子10の導入された位置変化がきわめて小さいときにきわ
めて大きな回転角度が可能となる。
図３に従つてカム軸に強固に結合される伝動輪13,14
を重ねた実施では、カム軸がスペースを節約して密に並
置される利点が、カム軸に付属して設けられる伝動輪1
3,14の拡大によつて歯面に作用する力が低減することと
結び付けられている。更に調整伝動装置のこのような構
造様式のために、交差する２つの伝動輪の一方13又は14
が２部分で実施されて、別の軸輪に対して対称に設けら
れると有利であり、こうしてこの一体な軸輪も、またそ
れに付属して設けられる中間輪15又は16も、調整過程の
ときに２部分で実施される平歯車に沈み込むことができ
る。これにより交差構造様式の場合に回転軸線に対して
垂直に望ましくないトルクを回避することができる。
動弁機構の励起から帰結する片振りトルクの故に、歯
車式伝動装置として実施される前記構造様式のリンク装
置のなかで当り変転が起きることがあり、これらの当り
変転は結局歯車対が破損するに至るまで騒音（歯車騒
音）を強める。それ故に付加的措置によつてこのような
当り変転を防止することが望ましいことがある。これは
はすば歯車の場合、歯車の少なくとも１つが軸方向で分
割されて、それにかみ合う歯車の歯面に対して緊張され
ることによつて可能である。この緊張は例えばばねによ
つて機械式に又は液圧式にも行うことができる。
調整伝動装置の緊張はしかし異なる有効径を有する輪
対を介して駆動側カム軸と回される被動側カム軸とを互
いに結合する付加的伝動装置を介して摩擦かみ合式に行
うこともできる。このような僅かな直径差が指向性トル
クを発生し、このトルクは動弁機構から伝達される片振
りトルクに重層され、結果的に得られる脈動トルクとし
て零通過なしにリンク装置内での当り変転を防止する。
この付加的伝動装置は例えば摩擦輪対か、又は好適な個
所に摩擦かみ合いを有する歯車式伝動装置のいずれかと
して実施しておくことができる。摩擦輪対を介して調整
伝動装置を緊張させるための可能性が図４に図示されて
いる。４輪式リンク装置を介しての第２カム軸の駆動を
補足して、両方の軸17,18はそれらに強固に結合される
２つの摩擦輪19,20を介して接触している。両方の摩擦
輪19,20は僅かに異なる直径で実施されており、駆動側
カム軸と被動側カム軸との間に制動トルク又は順回転ト
ルクが生じ、このことから結局、調整伝動装置が緊張さ
れ、歯面の当り変転が防止される。
図12は付加的歯車対37,38を介して推進トルク又は制
動トルクを発生して、リンク装置内での当り変転に対抗
する可能性を説明したものである。例えば図12ではカム
軸１が輪42を介してクランク軸によつて駆動される。カ
ム軸１には付加的にリンク装置の駆動輪６が固着されて
おり、この駆動輪は中間輪43,44を介して、カム軸２に
形状かみ合式に結合される被動輪７を逆方向に駆動す
る。更に中間輪を担持する２つの結合子10,12と、結合
する結合子45が図12に図示されている。付加的に互いに
かみ合う２つの歯車37,38は歯数が僅かに異なり、これ
により両方の歯車の間に回転数差が生じる。歯車37が形
状かみ合式にカム軸１に結合されているので、回転数差
がカム軸２上での摩擦かみ合式結合によつて打ち消され
ねばならない。これは図示実施例では、限定された力に
よつて、例えば皿ばねとして構成しておくことのできる
ばね39によつて、歯車38が形状かみ合式にカム軸２に嵌
着されるカラーに対して緊張されることによつて行われ
る。こうして接触個所40ではカム軸２と歯車38との間で
相対運動が可能となる。
前提部分に記載された内燃機関の弁を可変制御するた
めの装置の２つのカム軸の一方のみが特徴部分に明示さ
れたリンク装置によつてクランク軸に対して相対的に回
転させることができるので、付加的装置によつて第２カ
ム軸も有意義な限界内でクランク軸に対して調整するこ
とも、有意義でありまた望ましいこともある。これによ
り、例えば単数又は複数の弁の閉弁時間の他に、非絞り
負荷制御のために開弁制御時間も変更し、こうして未熱
混合気に占める残留ガス割合をその都度の運転条件に合
わせて適合する可能性が得られる。図５は付加的位相調
整器と組合せて本発明による調整機構を略示している。
結合子10はアクチユエータによつて架枠27に対して回転
調整させることのできるリンク装置の一部であり、第２
の被動側カム軸の回転を引き起こす。軸線方向板カム21
は結合子10との形状かみ合式結合によつて、例えばピン
28によつて、回転連行される。軸線方向板カム21が架枠
固定式軸線方向相手円板29を走査し、これにより軸線方
向板カム21の軸線方向運動が得られる。この運動は接触
点30を介して内側及び／又は外側で逆向きのはすば連行
被筒22に伝達される。ばね31は点30で摩擦かみ合いを固
定し、連行被筒22の端位置への戻り運動を引き受ける。
連行被筒22は、クランク軸によつて直接に又は間接的に
駆動される駆動輪25,26とリンク装置によつて駆動され
るカム軸23との間の形状かみ合式結合である。連行被筒
22と駆動要素24との間のはすば歯とカム軸23との協働に
よつて駆動輪25,26に強固に結合される駆動要素24とカ
ム軸23との間で相対調整が達成される。軸線方向板カム
21又は架枠27の軸線方向カム機能は、必要に応じて特に
入口閉弁時点に関連した入口開弁時点に関係して、順回
転相対調整も逆回転相対調整も実現することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−741（ＪＰ，Ｕ) 英国特許出願公開2180597（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 13/00 301 F01L 1/34

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダごとに単数又は複数の入口弁の入
    口揚程機能を介して内燃機関の弁を可変制御するための
    装置であつて、逆方向に回転する２つのカム軸（1,2,1
    7,18）からなり、これらのカム軸が伝達要素を介して閉
    弁方向にばねで付勢される単数又は複数の弁（４）に作
    用し、第１カム軸が開弁機能を決定し、第２カム軸が閉
    弁機能を決定し、両方のカム軸相互の相対回転によつて
    単数又は複数の弁の揚程及び／又は開弁時間が広い範囲
    内で変更可能であり、 −両方のカム軸相互の相対回転が４輪式リンク装置
    （５）によつて行われ、 −このリンク装置の駆動輪（６）がクランク軸によつて
    駆動される第１カム軸に、またその被動輪（７）が第２
    カム軸に形状かみ合い式に結合されており、第２カム軸
    がリンク装置を介して駆動されて第１カム軸に対して相
    対的に回転し、 −第１結合子（10）が駆動輪（６）の軸と第１中間輪
    （８）の軸とを互いに結合し、 −第２結合子（11）が第１中間輪（８）の回転軸線上の
    軸と第２中間輪（９）の回転軸線上の軸とを互いに結合
    し、 −第３結合子（12）が第２中間輪（９）の軸と被動輪
    （７）の軸とを互いに結合し、 −軸のハウジング固定式回転軸線の周りで行われる調整
    が結合子（10,11又は12）に作用することによつて、駆
    動輪（６）及び被動輪（７）上で中間輪（8,9）の転動
    が起きるものにおいて、リンク装置（５）の駆動軸（1
    7）と被動軸（18）が、異なる有効直径を有する１つの
    輪対と伝動装置内に少なくとも１つの摩擦かみ合いとを
    有する付加的伝動装置を介して互いに結合されており、
    輪対の輪の間の僅かな有効直径差に基づいて指向性トル
    クが発生し、このトルクが動弁機構から伝達されかつ変
    化する回転方向を持つトルクに重層される ことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】リンク装置の駆動軸（1,17）と被動軸（2,
    18）が付加的摩擦輪対を介して互いに係合しており、第
    １軸（17）の摩擦輪（19）と第２軸（18）の摩擦輪（2
    0）との間の僅かな有効直径差に基づいて、重層的指向
    性トルクが発生することを特徴とする、請求項１に記載
    の装置。
  3. 【請求項３】リンク装置の駆動軸（1,17）と被動軸（2,
    18）が付加的歯車対（37,38）を介して互いに係合して
    おり、第１軸の歯車と第２軸の歯車との間で歯数が僅か
    に異なることに基づいて、駆動歯車（37）と被動歯車
    （38）との間に回転数差が生じ、この回転数差が一方の
    歯車と付属した軸との間の限定された摩擦かみ合い（4
    0）によつて打ち消されて、重層的指向性トルクが発生
    することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】結合子（10,11,12）と駆動輪（６）及び被
    動輪（７）のハウジング固定式回転軸線の結線が、リン
    ク装置のどの位置でも平行四辺形の形状を有することを
    特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の装置。
  5. 【請求項５】結合子（10,12）が互いに平行に設けられ
    てはいないことを特徴とする、請求項１ないし３の１つ
    に記載の装置。
  6. 【請求項６】リンク装置の駆動輪と被動輪が軸線方向で
    互いにずらされて、軸線方向の投影で交差させて設けら
    れており、このずれが少なくとも１つの中間輪（15,1
    6）の適切な幅によつて打ち消されることを特徴とす
    る、請求項１なし５の１つに記載の装置。
  7. 【請求項７】リンク装置の駆動輪（13）又は被動輪（1
    4）が２つの部分から構成されていることを特徴とす
    る、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】少なくとも１つの結合子（10又は12）が軸
    線方向板カム（21）を回転操作し、これにより内側及び
    外側で逆方向に歯切りされた運行被筒（22）の軸線方向
    調整が起き、中間伝動装置を介して第２カム軸を駆動す
    る駆動輪（25）とクランク軸によつて又は中間軸を介し
    て駆動される駆動輪（26）とからなる駆動要素（24）に
    対してカム軸（23）の相対回転が起きることを特徴とす
    る、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の装置。
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