JP6250815B2 - 機械的に制御可能な弁列の伝動機構及び機械的に制御可能な弁列 - Google Patents

Description

本発明は、機械的に制御可能な弁列の伝動機構に関し、該伝動機構は少なくとも２つの伝動要素を有し、ここでは、各伝動要素が旋回レバーを介してガス交換弁とそれぞれ作動的に接続するように構成され、スロット付きの案内軌道にて伝動要素が取り付け部材を介してスロット付きの案内モジュール内で動くように取り付けられ、また、前記伝動要素がカム追従ロール要素を介してカム軸に作動的に接続しており、そして、各ガス交換弁の異なる最大行程を設定する弁行程調整装置が備えられ、ここでは、少なくとも１つの取り付け部材及びカム追従ロール要素が回転軸に取り付けられている。更に、本発明は上述タイプの伝動機構を含んだ機械的に制御可能な弁列に関する。

独国特許出願公開第10 2007 022 226号明細書から「単弁」システムのための例示的な伝動機構が公知である。ここで、伝動機構は２つの伝動要素を含み、各伝動要素は公知のようにしてガス交換弁に働きかける。この目的のため、上側のカム追従ロール要素がカム軸によって駆動可能であり、これにより、そのガス交換弁は所定の最大行程と最小工程、即ち、零行程との間にて開閉される。ここで、最大行程は弁行程調整装置によって設定可能であり、該弁行程調整装置はその伝動要素に働きかける。独国特許出願公開第10 2007 022 226号明細書において、弁行程調整装置は偏心軸として構成されている。ここで、伝動機構はシリンダヘッドに１つの取り付け部材を介して可動に支持され、該取り付け部材はスロット付きの案内軌道上を転動するように構成されている。取り付け部材は１つの軸上に配置され、該軸上にはカム追従ロール要素もまた備えられている。

上述の軸が伝動機構に働く弁ばねの力に起因して撓んでしまうと、可能性として伝動機構の摩耗が増大することは明らかである。同時に、このような状況は或る負荷状況にて、取り付け部材が反軸受(counter bearing)として働き、内燃機関の効率が大幅に減少し、燃料消費の増大をもたらす結果となる。

従って、本発明の目的は上述の不具合を簡単且つ安価にして回避し、最大能力の実現化を高めることにある。

上述の目的は、回転軸の剛性が増大されるように、１つのカム追従ロール要素が２つの取り付け部材に割り当てられていることで達成される。このような割り当てによって、回転軸の撓みは効果的に防止される。これは、弁列全体における剛性の改善を可能にし、ここでの改善は、弁列における動力学の基本的な前提条件、回転速度に対する耐久性及び達成可能な最大弁加速、つまり、能力及び消費動向に関して内燃機関の最適化である。更に、開閉の速い加速によって燃料消費の最適化も達成可能となる。このことは公知のように内燃機関におけるＣＯ₂の排出の最適化並びに馬力及び回転モーメントの増大を導く。好適には、外側のスロット付きの案内軌道はその外側面に配置された案内縁を含み、回転軸に働く軸方向の力を受け取り可能となっている。

好適には、取り付け部材の全ては１列にして配置されている。代替的には、伝動要素が改造された状態では、第２の取り付け部材がカム追従ロール要素の上方に延びることができる。

更に、上述の目的は機械的に制御可能な弁列によって達成され、該弁列は上述の伝動機構を含み、ここでは並置された少なくとも２つのガス交換弁がこれらガス交換弁に割り当てられた伝動機構を有する。以降、本発明は図面を参照して詳細に説明される。

本発明に係る機械的に制御可能な弁列の斜視図である。 本発明に係る伝動機構の第１実施形態を示す断面図である。 図２のスロット付きの案内軌道を示す斜視図である。 本発明に係る伝動機構の第２実施形態を示す断面図である。

図１は機械的に制御可能な弁列１０の斜視図を示し、該弁列１０は連続的に配置された複数のガス交換弁１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６を備える。本実施形態においては、入口ガス交換弁が２つずつ、内燃機関の１つの気筒に割り当てられている。この場合、機械的に制御可能な弁列１０は、４つの伝動機構２９，３１，３３，３５を備え、これら伝動機構の各々に２つずつガス交換弁１２，１４、ガス交換弁１６，１８、ガス交換弁２０，２２、がス交換弁２４，２６が割り当てられている。図１には一例として、伝動機構３５のための取り付け部材３６が示されており、該取り付け部材３６によって、伝動機構３５における回転軸３８の転動(roll)が公知のようにスロット付き案内軌道(slotted guide track)上で許容されている。案内軌道は詳細に図示されていない。更に、伝動機構２９，３１，３３，３５はカム軸４０と作動的に接続されて公知の如く配置されている。また、伝動機構２９，３１，３３，３５の各々は弁行程調整装置４１における調整部材４２，４３、調整部材４４，４５、調整部材４６，４７、調整部材４８，４９の助けをかりて、ガス交換弁１２，１４、１６，１８、２０，２２、２４，２６における最大行程の増減を許容して駆動可能である。本実施形態において、調整部材４２，４３、４４，４５、４６，４７、４８，４９は入口弁１２，１４、１６，１８、２０，２２、２４，２６にそれぞれ割り当てられ、偏心軸５０に備えられた偏心部材として構成されている。このような調整部材は、詳細に図示しない係合部材に公知のようにして働きかける。本実施形態において、公知のように偏心軸５０は駆動部材５２によって駆動可能である。この場合、伝動機構３５は旋回レバー機構５４，５６に働きかけるべく作動可能であり、ここで、図示された伝動要素５８は１つのワークカム(working cam)を介して旋回レバー機構５６に作動的に接続され、そして、旋回レバー機構５６はその端面を介してガス交換弁２６に係合している。弁ばねの力の結果、或る負荷状況では回転軸３８が不具合を伴う曲げ撓みを受けてしまう。

図２は、本発明の１つの伝動機構６０を示し、該伝動機構６０は図１の伝動機構２９，３１，３３，３５と置換可能である。この場合、伝動機構６０は既に図１に示された伝動要素５８と、第２伝動要素６２とを備え、該第２伝動要素６２は旋回レバー機構５６を介して図1のガス交換弁２４と作動可能に接続されている。詳細には図示しないが図１の偏心軸５０と協働する複数の調整部材は回転軸６４に公知のようにして支持されている。伝動要素５８，６２の両方は回転軸３８上に配置され、ここで、各伝動要素５８，６２はカム追従ロール要素６６，６８をそれぞれ含み、カム追従ロール要素６６，６８のそれぞれはニードル軸受７０，７２を介して回転軸３８上に支持され，カム軸４０によって駆動されるように構成されている。更に、伝動機構６０は３つの取り付け部材７４，７６，７８を含み、これら取り付け部材もまたロール７５及びニードル軸受７７からなり、取り付け部材７４，７６，７８を介して伝動機構６０は対応するスロット付きの案内軌道８０，８２，８４上を転動する。これら案内軌道８０，８２，８４はスロット付きの案内モジュール９０と結合して該案内モジュール９０に備えられている。これにより、回転軸３８の有効な剛性が大幅に増大される。ここでのスロット付きの案内モジュール９０は詳細には図示しないが、シリンダヘッドに公知のようにして備えられている。

２つのスロット付きの案内軌道８０，８４は、力の分布や利用可能な構造的なスペースに応じて適切な幅を有すべく構成されている。更に、この点に関し、特に図３を参照すれば、案内軌道８０，８４はその外側に配置された案内縁８６，８８を含み、これら案内縁は伝動モジュール６０の軸線方向の案内を保証する。

図４は本発明の伝動機構に係る第２実施形態の断面図を示し、該第２実施形態は要求する構造的スペースが小さい利点を有する。この目的のため、伝動要素９２，９４は、スロット付きの案内モジュール９０に向かう側で、その長さを延ばして形成され、これにより、回転軸１０２，１０４上のカム追従ロール要素６６，６８の上方に取り付け部材９８，１００を配置することが可能となり、また、カム追従ロール要素６６，６８はスロット付きの案内軌道８０，８４上を転動する。

Claims (5)

1. 機械的に制御可能な弁列（１０）のための伝動機構であって、
   少なくとも２つの伝動要素（５８，６２）を有し、ここでは、
   前記伝動要素（５８，６２）のそれぞれが旋回レバー（５４，５６）を介してガス交換弁（２４，２６）と作動的に接続するように構成され、
   前記伝動要素（５８，６２）がスロット付きの案内モジュール（９０）内にてスロット付きの案内軌道（８０，８２，８４）に取り付け部材（７４，７６，７８）を介して取り付けられているとともに、カム追従ロール要素（６６，６８）を介してカム軸（４０）と作動的に接続され、
   各ガス交換弁（２４，２６）の異なる最大行程を設定する弁行程調整装置が備えられ、ここでは、
   少なくとも１つの取り付け部材（７４，７６，７８，９８，１００）及びカム追従ロール要素（６６，６８）が回転軸（３８）に取り付けられている、伝動機構において、
   前記回転軸（３８）の剛性が増大されるように、１つのカム追従ロール要素（６６，６８）が前記取り付け部材（７４，７６，７８，９８，１００）の２つに割り当てられていることを特徴とする伝動機構。
2. 外側の前記スロット付き案内軌道（８０，８４）はその外側面に配置された案内縁（８６，８８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の伝動機構。
3. 前記取り付け部材（７４，７６，７８）の全ては１列にして配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝動機構。
4. 第２の取り付け部材（９８，１００）が前記カム追従ロール要素（６６，６８）の上方に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝動機構。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の伝動機構を備え、
   並置された少なくとも２つのガス交換弁（２４，２６）がこれらガス交換弁に割り当てられた伝動機構（６０）を有することを特徴とする機械的に制御可能な弁列。

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