【手続補正書】
【提出日】平成25年5月10日(2013.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】バルブ駆動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の内燃機関のバルブ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、互いに同軸上に配置されている一次カムと二次カムとの間で、位相位置を調整するための位相調整装置を備える、特に自動車の内燃機関のバルブ駆動装置がすでに知られている。
さらに特許文献２から、一次カムと二次カムとを備え、それらの少なくとも１つがカムペアに割り当てられており、このカムペアは、バルブリフト切替えを提供するために設けられているバルブ駆動装置がすでに知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第９５／００７４８号パンフレット
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００７０１０１５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に、内燃機関の効率を高めることのできるバルブ駆動装置を提供するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明に従って、請求項１の特徴により解決される。その他の実施形態は、従属請求項に示されている。
【０００６】
本発明に基づき、少なくとも１つの一次カムと少なくとも１つの二次カムとの間で位相位置を調整するための位相調整装置を備える、特に自動車の内燃機関のバルブ駆動装置が提案され、この一次カムと二次カムとは同じカテゴリに属し、及び／又は互いに同軸上に配置され、それらの少なくとも１つがカムペアに割り当てられており、このカムペアは、バルブリフト切替えを提供するために設けられている。これにより、バルブ駆動装置を、例えば、部分負荷作動又は全負荷作動など、現在の作動状況に有利に調整することができるため、内燃機関の効率を向上させることができる。「少なくとも１つの一次カム」とは、特に、１つ又は複数の、機能的に互いに関連付けられたカムを意味するものとし、とりわけ、固定された、調整できない一次位相位置を相互に有する全てのカムである。「少なくとも１つの二次カム」とは、特に、１つ又は複数の、機能的に互いに関連付けられたカムを意味するものとし、とりわけ、固定された、調整できない二次位相位置を相互に有する全てのカムである。有利であるのは、位相調整装置が、一次位相位置と二次位相位置との間の差として形成される位相位置を調整するために設けられていることである。「位相位置の調整」とは、特に、バルブリフト及び／又は開時間が変化しない調整を意味する。さらに、第３のカムを備える実施形態も考えられ、この第３のカムは第３の位相位置を有しており、一次位相位置と二次位相位置に対して、第３の位相位置は調整することが可能である。「カテゴリ」とは、インテーク側又はエグゾースト側という分類を意味するものとする。
【０００７】
「バルブリフトの切替え」とは、特に、バルブリフト及び／又はバルブ開時間に関して、切替えを意味するものとする。さらに、「カムペア」とは、特に、吸排気バルブを作動するために設けられている、２つ又はそれ以上の、隣接して配置されているカムを意味するものとする。好ましいのは、カムペアのカムが、例えばフルリフト、中間リフト及び／又はゼロリフトなど、異なったカム輪郭を有していることである。基本的に、１つのカムペアは一次カムペアとして形成され、一次カムのみを有することができる。代替として、１つのカムペアが二次カムペアとして形成され、二次カムのみを有することができる。しかし、一次カムと二次カムとを混合したカムペアも考えられる。「設けられている」とは、特に、特別に形成及び／又は装備されていることを意味するものとする。
【０００８】
さらに、バルブ駆動装置は、一次カムを有している少なくとも１つの一次カムエレメントと、二次カムを有している少なくとも１つの二次カムエレメントとを含んでいることが提案される。これにより、一次カム及び／又は二次カムのバルブリフト切替えの切替え方法が簡単に提供される。一次カムエレメントと二次カムエレメントが軸方向に移動可能である場合は特に有利である。ここでは、一次カムエレメントが、基本的に唯一の一次カムだけを有することも、又は複数の一次カムを有することもできる。また、二次カムエレメントも、基本的に唯一の二次カムを有することも、又は複数の二次カムを有することもできる。
【０００９】
さらに、一次カムエレメントと二次カムエレメントとが互いに連結されていることも提案される。これにより、一次カムエレメント及び二次カムエレメントのための独立した調整駆動要素を省略することができる。特に、一次カムエレメントと二次カムエレメントとが軸方向に固定され、互いに回転可能に連結されている場合は有利である。これにより、位相調整装置とバルブ駆動装置とを、互いに無関係に形成することができるため、極めて有利にバルブ駆動装置を現在の作動状況に調整することができる。「回転可能に」連結されているとは、この関連において、特に、一次カムエレメントと二次カムエレメントとの間の位相位置が、少なくとも１つの部分範囲において位相調整装置により自由に調整可能であるが、限定されていること、すなわち、一次及び二次カムエレメントは互いに回転可能に連結され、位相限定的に互いに調整されることを意味するものとする。
【００１０】
さらに、バルブ駆動装置が少なくとも１つの一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットを有し、このユニットは、少なくとも１つの一次カム及び／又は少なくとも１つの二次カムを駆動するために設けられていることが提案される。これにより、一次カム及び／又は二次カムのための簡単なドライブを形成することができる。「一次ドライブシャフトユニット」とは、特に、一次カムだけを駆動するために設けられているドライブシャフトユニットを意味するものとする。「二次ドライブシャフトユニット」とは、特に、ニ次カムだけを駆動するために設けられているドライブシャフトユニットを意味するものとする。「一次及び二次ドライブシャフトユニット」とは、特に、一次カムとニ次カムとを駆動するために設けられているドライブシャフトユニットを意味するものとする。好ましいのは、少なくとも１つの一次カム又は少なくとも１つの二次カムが、トルク耐性に（共回転するように）一次ドライブシャフトユニット又は二次ドライブシャフトユニットに接続されていることである。
【００１１】
特に、一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットが、位相位置を調整するために、少なくとも部分的に軸方向に移動可能であることが提案される。これにより、位相位置をとりわけ簡単に調整することができる。特に、このことにより、位相位置を調整するための機械的調整装置を簡単に実現することが可能となる。基本的に、もう１つの一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットを配置することが考えられ、このユニットは、少なくとも部分的に、第１の一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットとは無関係である。この場合、特に、両方の一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットを、トルク耐性に、しかし軸方向に移動可能に相互に連結することが有利であり、これによって、一方の一次カムと二次カムとの位相位置の調整とは関係なく、もう一方を調整する方法が簡単に実現される。
【００１２】
さらに、位相調整装置が少なくとも１つの調整駆動要素を有し、この調整駆動要素は、少なくとも１つの一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットを軸方向に移動させるために設けられていることが提案される。このことにより、一次ドライブシャフトユニットと二次ドライブシャフトユニットとの間で、位相位置を無関係に調整することができるようになる。
【００１３】
さらに、一次ドライブシャフトユニットと、少なくとも部分的にこのユニットから切り離されている二次ドライブシャフトユニットとを備える本発明の実施形態が提案され、これらのユニットは、一次カム及び二次カムを駆動するために設けられている。これにより、切り離された２つの平行な動力伝達を提供することができるため、位相調整を簡単に実現することができる。好ましいのは、一次ドライブシャフトユニットと二次ドライブシャフトユニットとが同軸に配置されていることである。切り離された２つの平行な動力伝達は、一次ドライブシャフトユニットと二次ドライブシャフトユニットとを介して実施される。
【００１４】
さらに、少なくとも１つの連結ユニットを備える実施形態が提案され、この連結ユニットは、一次カムエレメントと二次カムエレメントとを軸方向に固定して接続するために設けられている。これにより、一次カムエレメントと二次カムエレメントとにそれぞれ個別に作用する、バルブリフト切替えの追加的な切替え駆動要素を省略することができる。
【００１５】
特に、少なくとも１つの連結ユニットが二次カムエレメントと二次ドライブシャフトユニットとをトルク耐性に接続するために設けられている実施形態が提案される。これにより、二次ドライブシャフトユニットの位相位置調整によって、簡単に二次カムエレメントの位相位置が調整されるため、二次カムエレメントによる位相位置の調整を、構造的に簡単に実現することができる。
【００１６】
もう１つの実施形態では、少なくとも１つの共通の一次及び二次ドライブシャフトユニットが、一次カム及び二次カムを駆動するために設けられていることが提案される。このことにより、例えばクランクシャフトなどのドライブシャフトにとりわけ簡単に連結することが可能となる。「共通の」とは、この関連において、特に、一次及び／又は二次ドライブシャフトユニットが、一次カムエレメント及び二次カムエレメントの駆動を行うことを意味するものとする。
【００１７】
さらに、バルブ駆動装置が一次位相調整ユニットを有し、このユニットは、少なくとも１つの一次カムの位相位置を調整するために設けられていることが提案される。これにより、位相調整の多様性を高めることができる。特に、燃料混合の改善により、燃料消費を低下させ、排気ガス中の有害物質含有量をさらに減少させることができる。「一次位相調整ユニット」とは、この関連において、特に、一次カムの位相位置を調整するためだけに設けられている位相調整ユニットを意味するものとする。特に有利であるのは、一次位相調整ユニットがベーンセルアジャスタとして形成されていることである。
【００１８】
さらに、バルブ駆動装置が二次位相調整ユニットを有し、このユニットは、少なくとも１つの二次カムの位相位置を調整するために設けられていることが提案される。これにより、特にクランクシャフトに関して、一次カムとは無関係に調整を行うことができる。「二次位相調整ユニット」とは、この関連において、特に、少なくとも１つの二次カムの位相位置を調整する位相調整ユニットの名称を意味するものとする。特に、これは、一次位相調整ユニットとは無関係の位相調整ユニットを意味するものとする。特に有利であるのは、二次位相調整手段を備える実施形態であり、これらの二次位相調整手段は、それぞれ二次カムの一部だけを調整するために設けられている。好ましいのは、１つの二次位相調整手段が、１つの二次カム又は１つの二次カムペアのみを調整するために設けられていることである。これにより、二次位相調整ユニットを簡単に準備することができ、このユニットによって二次カムを様々な角度に回転させることができる。基本的には、一次位相調整ユニットのためにも同様の実施形態が考えられる。
【００１９】
さらに、一次位相調整ユニット及び／又は二次位相調整ユニットが、少なくとも１つのヘリカルスプラインの滑り嵌めを有し、この滑り嵌めは、位相位置調整のために設けられていることが提案される。これにより、位相位置を無段階に調整することが簡単にできるようになる。特に、ヘリカルスプラインの滑り嵌めを用いることにより、二次カムの一部を調整する二次位相調整手段を簡単に準備することができる。
【００２０】
さらに、バルブ駆動装置が共通のドライブシャフト接続エレメントを有し、このエレメントは、一次カムと二次カムとをクランクシャフトに接続するために設けられていることが提案される。これにより、全トルクを簡単に一次カムと二次カムとに伝達することができる。「ドライブシャフト接続エレメント」とは、この関連において、特に、コッグドベルト又はタイミングチェーンを用いてクランクシャフトと接続するために設けられているプーリ又は歯車を意味するものとする。
【００２１】
その他の利点は、以下の図から説明される。図には、本発明の４つの実施例が示されている。これらの図、説明及び請求項には、組合せの形で多数の特徴が含まれている。当業者は、これらの特徴を個々においても有利なものとみなし、その他の有効な組合せにまとめるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に基づく第１のバルブ駆動装置による軸方向の断面図である。
【図２】このバルブ駆動装置の斜視図である。
【図３】このバルブ駆動装置の横断面図である。
【図４】本発明に基づくもう１つのバルブ駆動装置の軸方向の断面図である。
【図５】第３のバルブ駆動装置の軸方向の断面図である。
【図６】第４のバルブ駆動装置の軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明に基づく、内燃機関のバルブ駆動装置の軸方向の断面図である。このバルブ駆動装置は、２つの一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び４つの二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａを有している。一次カムエレメント３６ａ、３７ａは、一次ドライブシャフトユニット４３ａに連結されている。二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａは、二次ドライブシャフトユニット４４ａに連結されている。一次ドライブシャフトユニット４３ａと二次ドライブシャフトユニット４４ａとにより、一次カムエレメント３６ａ、３７ａと二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａとが、トルク耐性にドライブシャフト接続エレメント６２ａに接続されている。
【００２４】
このバルブ駆動装置には、一次カムペアとして形成されている４つのカムペア２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａと、二次カムペアとして形成されている４つのカムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａとが含まれている。一次カムペアとして形成されているカムペア２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａは、一次カムエレメント３６ａ、３７ａに割り当てられている。二次カムペアとして形成されているカムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａは、二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａに割り当てられている。各一次カムエレメント３６ａ、３７ａの上には、それぞれ２つずつ、一次カムペアとして形成されているカムペア２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａが配置されている。各二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａの上には、それぞれに１つずつ、二次カムペアとして形成されているカムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａが配置されている。各二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａの軸方向の幅は、それらの上に配置されているカムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａの軸方向の幅とほぼ同じ大きさである。
【００２５】
一次カムペアとして形成されているカムペア２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａは、それぞれに２つずつ、隣接して配置されている一次カム１１ａ〜１８ａを有している。カムペア２８ａは、隣接して配置されている２つの一次カム１１ａ、１２ａを有している。残りのカムペア２９ａ、３０ａ、３１ａも同様に形成されている。カムペア２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａの一次カム１１ａ〜１８ａは異なったカム輪郭を有しており、それぞれ、４つの吸排気バルブ（ここには図示されていない）の１つに配置されている。一次カムエレメント３６ａ、３７ａと、これらの一次カムエレメント３６ａ、３７ａの上に配置されている一次カム１１ａ〜１８ａとは、一体形成されている。
【００２６】
二次カムペアとして形成されているカムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａは、それぞれに２つずつ、隣接して配置されている二次カム１９ａ〜２６ａを有している。カムペア３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａの二次カム１９ａ〜２６ａは同様に異なったカム輪郭を有しており、それぞれ、４つの吸排気バルブ（図示されていない）の１つに配置されている。二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａと、これらの二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａの上に配置されている二次カム１９ａ〜２６ａとは、一体形成されている。一次カム１１ａ〜１８ａと二次カム１９ａ〜２６ａとは、同じカテゴリに属している。これらは、互いに同軸に、それぞれペアで配置されている。
【００２７】
一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ，４０ａ、４１ａは、軸方向に移動可能に配置されている。一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａは、それぞれ２つの切替え位置を有しており、一次カム１１ａ〜１８ａと二次カム１９ａ〜２６ａは、それぞれ１つの切替え位置に割り当てられている。各カムペア２８ａ〜３５ａは、一次カム１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａの１つ又は二次カム１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａの１つを有しており、そのカムは第１の切替え位置に割り当てられている。その他に、各カムペア２８ａ〜３５ａは、一次カム１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａの１つ又は二次カム２０ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａの１つを有しており、そのカムは第２の切替え位置に割り当てられている。一次カムエレメント３６ａ、３７ａ又は二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａが軸方向へ移動することにより、カムペア２８ａ〜３５ａの範囲内で、第１の切替え位置に割り当てられている一次カム１１ａ、１３ａ、１５ａ、１７ａ又は二次カム１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａから第２の切替え位置に割り当てられている一次カム１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ又は二次カム２０ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａに切替えられる。カムペア２８ａ〜３５ａの１つに配置されている一次カム１１ａ〜１８ａ又は二次カム１９ａ〜２６ａは異なるカム輪郭を有していることから、一次カムエレメント３６ａ、３７ａ又は二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａの軸方向への移動により、バルブリフト切替えが提供される。
【００２８】
一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ，４０ａ、４１ａは、連続して順番に移動する２つのグループに配置されている。一次カムエレメント３６ａ及び２つの二次カムエレメント３８ａ、３９ａは、第１のグループに属する。一次カムエレメント３６ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａは、軸方向に固定された状態で相互に連結されている。これにより、同様に第１のグループに割り当てられているカムペア２８ａ、２９ａ、３２ａ、３３ａは、一緒に軸方向へ移動する。もう１つの一次カムエレメント３７ａ及び別の２つの二次カムエレメント４０ａ、４１ａは、第２のグループに属する。
【００２９】
第１の切替え方向には、まず、一次カムエレメント３６ａと二次カムエレメント３８ａ、３９ａを備える第１のグループが移動する。続いて、第１のグループが最後まで移動すると、一次カムエレメント３７ａと二次カムエレメント４０ａ、４１ａとを備える第２のグループが移動する。第２の切替え方向には、まず、第２のグループが移動し、続いて第１のグループが移動する。
【００３０】
一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ，４０ａ、４１ａは、シフティングゲート６４ａを使って連続して順番に移動する（図３を参照）。一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａは、この場合、一次ドライブシャフトユニット４３ａの回転角に応じて移動する。一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａが移動するために、シフティングゲート６４ａは２つのスライディングパス６５ａ、６６ａを有している。スライディングパス６５ａ、６６ａは、溝型の窪みとして実施されており、一次カムエレメント３６ａ、３７ａの中に直接収納されている。カムエレメント３６ａ、３７ａが互いに隣接している部分では、一次カムエレメント３６ａ、３７ａがＬ型及び軸方向に重なり合って実施されている。この部分では、一次カムエレメント３６ａ、３７ａが、周辺方向に１８０°の回転角をとる。スライディングパス６５ａ、６６ａは、それぞれ部分的に両方の一次カムエレメント３６ａ、３７ａの上に配置されている。スライディングパス６５ａ、６６ａは、Ｓ型に実施されている。
【００３１】
一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａを移動させるため、２つのシフトピン６７ａ、６８ａの１つが繰り出され、そのシフトピンは、それが属しているスライディングパス６５ａ、６６ａの中にかみ合っている。スライディングパス６５ａ、６６ａがＳ型に形成されていることにより、一次ドライブシャフトユニット４３ａが回転運動すると、軸方向の力が一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａに作用し、この力によって、一次カムエレメント３６ａ、３７ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａが移動する。
【００３２】
このバルブ駆動装置は、一次カムエレメント３６ａ、３７ａを駆動する一次ドライブシャフトユニット４３ａと、二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａを駆動する二次ドライブシャフトユニット４４ａとを有している。一次ドライブシャフトユニット４３ａは、二次ドライブシャフトユニット４４ａと同軸に配置されている。一次ドライブシャフト４３ａは、少なくとも大部分が、中空シャフト９０ａとして実施されている。
【００３３】
二次ドライブシャフトユニット４４ａは、一次ドライブシャフトユニット４３ａを突き抜けている。一次ドライブシャフトユニット４３ａには、ドライブシャフト接続エレメント７３ａ、一次カムエレメント３６ａ、ドライブシャフト連結エレメント７４ａ及び一次カムエレメント３７ａが含まれている。一次ドライブシャフトユニット４３ａによって駆動されるカムペア２８ａ〜３５ａを駆動するための動力伝達は、ドライブシャフト接続エレメント７３ａから一次カムエレメント３６ａ及びドライブシャフト連結エレメント７４ａを介して一次カムエレメント３７ａに伝達される。従って、一次カムエレメント３６ａと一次カムエレメント３７ａとは、この動力伝達の中で直列に順番に配置されている。
【００３４】
ドライブシャフト接続エレメント７３ａは、一次カムエレメント３６ａに対向する側が回転対称の断面になっている（図２を参照）。このドライブシャフト接続エレメント７３ａは、隣接する一次カムエレメント３６ａの一部を突き抜けている。このドライブシャフト接続エレメント７３ａは、多角形接続７６ａによって、隣接する一次カムエレメント３６ａに連結されている。両方の一次カムエレメント３６ａ、３７ａは、それぞれ、マルチポイントヘッド接続７５ａによってドライブシャフト連結エレメント７４ａに連結されている。このマルチポイントヘッド接続７５ａと多角形接続７６ａとによって、一次カムエレメント３６ａ、３７ａをグループ単位で切替え位置に移動することを可能にしているトルク耐性の接続が実現されている。二次ドライブシャフトユニット４４ａは、一体形成されている。この二次ドライブシャフトユニット４４ａは、一次ドライブシャフトユニット４３ａと同軸に配置されているソリッドシャフト７７ａを有している。二次ドライブシャフトユニット４４ａは、ドライブシャフト接続エレメント７３ａ、第１の一次カムエレメント３６ａ、ドライブシャフト連結エレメント７４ａ及び第２の一次カムエレメント３７ａの一部を突き抜けている。
【００３５】
一次ドライブシャフトユニット４３ａ及び二次ドライブシャフトユニット４４ａは、切り離されて実施されている。一次カムエレメント３６ａ、３７ａ又は二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａを駆動するために、一次ドライブシャフトユニット４３ａと二次ドライブシャフトユニット４４ａとにより、切り離された２つの平行な動力伝達が提供される。一次ドライブシャフトユニット４３ａと二次ドライブシャフトユニット４４ａとは、共通のドライブシャフト接続エレメント６２ａによってクランクシャフト（図示されていない）に接続されており、このクランクシャフトによって、一次カム１１ａ〜１８ａ及び二次カム１９ａ〜２６ａが駆動される。クランクシャフトに対して一次カム１１ａ〜１８ａ及び二次カム１９ａ〜２６ａの位相位置を調整するため、このバルブ駆動装置は、一次位相調整ユニット５３ａと二次位相調整ユニット５４ａとを備える位相調整装置１０ａを有している。一次位相調整ユニット５３ａと二次位相調整ユニット５４ａとは、互いに切り離されて実施されている。一次位相調整ユニット５３ａは、一次カム１１ａ〜１８ａ全ての位相位置を調整するために設けられている。二次位相調整ユニット５４ａは、二次カム１９ａ〜２６ａ全ての位相位置を調整するために設けられている。一次位相調整ユニット５３ａと二次位相調整ユニット５４ａとは、ベーンセルアジャスタとして実施されている。
【００３６】
一次カム１１ａ〜１８ａの位相位置は、一次ドライブシャフトユニット４３ａによって調整される。一次ドライブシャフトユニット４３ａは、ドライブシャフト接続エレメント６２ａによって一次位相調整ユニット５３ａに連結されている。一次カムエレメント３６ａ、３７ａは部分的に一次ドライブシャフトユニット４３ａと一体形成されているので、一次カムエレメント３６ａ、３７ａの位相位置は、一次位相調整ユニット５３ａによって調整可能である。二次カム１９ａ〜２６ａの位相位置は、二次ドライブシャフトユニット４４ａによって調整される。二次ドライブシャフトユニット４４ａのソリッドシャフト７７ａは、二次位相調整ユニット５４ａに直接連結されている。
【００３７】
二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａは、ベアリングユニットにより、一次カムエレメント３６ａ、３７ａに対して回転可能に配置されている。この場合、それぞれ２つ二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａが、一次カムエレメント３６ａ、３７ａの１つに配置されている。ベアリングユニットは、スライドベアリングとして実施されている。各一次カムエレメント３６ａ、３７ａは、その上に配置されている二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａを突き抜けている。
【００３８】
第１のグループの一次カムエレメント３６ａ及び二次カムエレメント３８ａ、３９ａは、軸方向に動くために互いに連結されている。軸方向への動きに対して、第１のグループの一次カムエレメント３６ａと二次カムエレメント３８ａ、３９ａとを互いに連結するために、このバルブ駆動装置は連結ユニットを有しており、この連結ユニットは、第１のグループの一次カムエレメント３６ａと二次カムエレメント３８ａ、３９ａとを軸方向に固定した状態で相互に連結している。この場合、連結ユニット４８ａ、４９ａのそれぞれ１つが二次カムエレメント３８ａ、３９ａの１つに割り当てられている。
【００３９】
第２のグループの一次カムエレメント３７ａ及び二次カムエレメント４０ａ、４１ａも、同様に連結されている。一次カムエレメント３７ａと二次カムエレメント４０ａ、４１ａとを連結するために、バルブ駆動装置は、連結ユニットを有している。この場合、連結ユニット５０ａ、５１ａのそれぞれ１つが二次カムエレメント４０ａ、４１ａの１つに割り当てられている。
【００４０】
連結ユニット４８ａ、４９ａ、５０ａ、５１ａは、一次カムエレメント３６ａ、３７ａと二次カムエレメント３８ａ、３９ａ，４０ａ、４１ａとを軸方向に固定した状態で接続し、二次カムエレメント３８ａ、３９ａ，４０ａ、４１ａと二次ドライブシャフトユニット４４ａとをトルク耐性に接続するために設けられている。連結ユニット４８ａ、４９ａ，５０ａ、５１ａは、ピンの形に形成されている連結エレメント６９ａ、７０ａ，７１ａ、７１ａを有している。これらの連結エレメントは、トルク耐性かつ軸方向に固定された状態で二次カムエレメント３８ａ、３９ａ、４０ａ、４１ａと接続されている。連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７１ａは、主に半径方向に伸長している。一次カムエレメント３６ａ、３７ａは、周辺方向に向く長穴８２ａ〜８５ａを有している。二次ドライブシャフトユニット４４ａは、軸方向に向く長穴８６ａ〜８９ａを有している。各連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７２ａは、一次カムエレメント３６ａ、３７ａの長穴８２ａ〜８５ａの１つ、及び二次ドライブシャフトユニット４４ａの長穴８６ａ〜８９ａの１つにかみ合う。連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７２ａは、長穴８２ａ〜８５ａの中で周辺方向に移動することができる。軸方向には、長穴８２ａ〜８５ａと連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７２ａとがポジティブ結合によって接続されている。連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７２ａは、長穴８６ａ〜８９ａの中で軸方向に移動することができる。周辺方向には、長穴８６ａ〜８９ａと連結エレメント６９ａ、７０ａ、７１ａ、７２ａとがポジティブ結合によって接続されている。
【００４１】
図４〜６は、本発明のその他の３つの実施例を示している。上述の実施例と区別するために、図１〜３の実施例の符号の文字ａは、図４〜６の実施例の符号では文字ｂ〜ｄになっている。以下の説明は、主に図１〜３の実施例との違いに限定され、その際、同一のままの部品、特徴及び機能に関して、図１〜３の実施例の説明又はそれぞれ前述の実施例を参照することができる。
【００４２】
図４は、変更された一次ドライブシャフトユニット４３ｂを有しているバルブ駆動装置を示している。このバルブ駆動装置には、実施例１とは異なり、一体形成されている一次ドライブシャフトユニット４３ｂが含まれている。一次ドライブシャフトユニット４３ｂは、一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂを駆動するために設けられている。さらに、このバルブ駆動装置は、二次カムエレメント３８ｂ、３９ｂ、４０ｂ、４１ｂを駆動するための二次ドライブシャフトユニット４４ｂを有している。一次ドライブシャフトユニット４３ｂと二次ドライブシャフトユニット４４ｂとは、切り離されて実施されている。二次ドライブシャフトユニット４４ｂによって、一次カム１１ｂ〜１８ｂと二次カム１９ｂ〜２６ｂとの間で位相位置を調整する位相調整装置１０ｂが提供されている。
【００４３】
一体形成されている一次ドライブシャフトユニット４３ｂは、一次ドライブシャフトユニット４３ｂと一体形成されているドライブシャフト接続エレメント７３ｂを有している。このドライブシャフト接続エレメント７３ｂは、第１の側でドライブシャフト接続エレメント６２ｂに連結されており、このドライブシャフト接続エレメント６２ｂは、一次ドライブシャフトユニット４３ｂをクランクシャフト（図示されていない）に接続するために設けられている。一次ドライブシャフトユニット４３ｂは、２つの一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂと二次カムエレメント３８ｂ、３９ｂ、４０ｂ、４１ｂとを突き抜けている。一次ドライブシャフトユニット４３ｂは、一次カムエレメント３６ｂを完全に、一次カムエレメント３７ｂを部分的に突き抜けている。
【００４４】
両方の一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂのための動力伝達は、ドライブシャフト接続エレメント７３ｂを介している。この動力伝達において、両方の一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂは、互いに平行に配置されている。一次ドライブシャフトユニット４３ｂから一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂへ全トルクを伝達するため、一次ドライブシャフトユニット４３ｂと一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂとの間に、互いにかみ合うストレートスプラインの滑り嵌め６０ｂ、６１ｂが配置されている。これによって、一次カムエレメント３６ｂ、３７ｂは、一次ドライブシャフトユニット４３ｂ上で軸方向に移動可能となり、このことにより、バルブリフト切替えが提供される。
【００４５】
図５は、変更された一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃを有しているバルブ駆動装置を示している。第１の実施例とは異なり、このバルブ駆動装置は、共通の一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃを有し、このユニットは、２つの一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと５つの二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃとを同時に駆動する。
【００４６】
共通の一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは中空シャフト９０ｃを有しており、この中空シャフトは、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃのドライブシャフト接続エレメント７３ｃに連結されている。中空シャフト９０ｃは、ドライブシャフト接続エレメント７３ｃに向かって軸方向に移動可能である。
【００４７】
一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃのドライブシャフト接続エレメント７３ｃは、第１の側でドライブシャフト接続エレメント６２ｃに連結されている。第２の側では、ドライブシャフト接続エレメント７３ｃが、多角形接続７６ｃによって、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃの中空シャフト９０ｃに連結されている。中空シャフト９０ｃは、一次カムエレメント３６ｃを完全に、一次カムエレメント３７ｃを半分以上突き抜けている。ドライブシャフト接続エレメント６２ｃによって、一次カム１１ｃ、１３ｃ〜１８ａ及び二次カム１９ｃ〜２７ｃがクランクシャフト（図示されていない）に連結されている。位相調整装置１０ｃによって、このカムシャフトに関して、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃの位相位置が調整可能である。
【００４８】
一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの駆動は、一体形成されている一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃによって同時に行われる。一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、滑り嵌め５５ｃ〜６１ｃによって、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃに連結されている。共通の動力伝達は、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃによって提供され、滑り嵌め５５ｃ〜６１ｃを介して一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃへと続く。
【００４９】
滑り嵌め６０ｃ、６１ｃは、ストレートスプラインの滑り嵌めとして実施されており、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃのために設けられている。滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃは、ヘリカルスプラインの滑り嵌めとして実施されており、二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃのために設けられている。
【００５０】
ヘリカルスプラインの滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃによって、二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの位相位置を調整する二次位相調整手段が形成されている。この場合、各ヘリカルスプラインの滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃは、二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの１つを調整する二次位相調整手段である。二次位相調整手段として形成されている各滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃは、１組のカムペアの二次カム１９ｃ〜２７ｃを同時に調整するために設けられている。この場合、二次位相調整手段のヘリカルスプラインの滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃは、相異なるように形成することもでき、それによって、カムペアの二次カム１９ｃ〜２７ｃを異なる位相位置に調整することができる。ヘリカルスプラインの滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃによって、二次位相調整ユニット５４ｃが実現され、この二次位相調整ユニットにより、二次カム１９ｃ〜２７ｃの位相位置を、一次カム１１ｃ、１３ｃ〜１８ｃに対して調整することができる。
【００５１】
一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃの中空シャフト９０ｃは、軸方向に移動可能に実施されている。一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは、適切な調整駆動要素４７ｃによって調整可能である。この場合、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃの軸方向の位置は、２つのエンドポジションの間にある任意の中間値に調整することができる。固定して配置されているシフトピン６７ｃ、６８ｃに対する一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの軸方向の位置は、シフティングゲート６４ｃによって調整可能である。このシフティングゲート６４ｃによって、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、２つの切替え位置に移動することができる。第１のグループの一次カムエレメント３６ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４２ｃと、第２のグループの一次カムエレメント３７ｃ及び二次カムエレメント４０ｃ、４１ｃとは、連結ユニット４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃ、５２ｃによって、軸方向に固定された状態で、回転可能に相互に連結されている。連結ユニット４８ｃ、４９ｃ、５０ｃ、５１ｃ、５２ｃは、ポジティブ結合によって接続されている。
【００５２】
ヘリカルスプラインの滑り嵌め５５ｃ、５６ｃ、５７ｃ、５８ｃ、５９ｃがあるために、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃに対する二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの移動により、二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃの位相位置が調整される。位相位置の調整と切替え位置の調整を行うため、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、４つの基本的な作動モードを有している。
【００５３】
第１の作動モードでは、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃがニュートラルな位相位置にある。すなわち、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃ間の位相位置は、ゼロとして規定されている。一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、第１の作動モードにおいて、第１の切替え位置に移動し、これにより、バルブ作動は、第１の切替え位置に割り当てられている一次カム１１ｃ、１３ｃ〜１８ｃ及び二次カム１９ｃ〜２７ｃによって行われる。第１の作動モードでは、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは動かない。すなわち、このユニットは、両方のエンドポジション間の中間のニュートラルポジションにある。
【００５４】
第２の作動モードでは、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃはニュートラルな位相位置にある。一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、第２の作動モードにおいて、第２の切替え位置に移動する。第２の作動モードでは、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは、第１の方向に移動する。第１の作動モードから第２の作動モードへ切り替えるため、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃも、また一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃも、軸方向の第１の方向に均等に移動する。
【００５５】
第３の作動モードでは、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、１つの位相位置だけ動き、ゼロではないように相互に調整される。一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、第３の作動モードにおいて、第２の切替え位置に移動する。第３の作動モードにおいては、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは動かされない。第１の作動モードから第３の作動モードへ切り替えるため、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃと二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃだけが軸方向に移動する。
【００５６】
第４の作動モードでは、一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、１つの位相位置だけ動き、ゼロではないように相互に調整される。一次カムエレメント３６ｃ、３７ｃ及び二次カムエレメント３８ｃ、３９ｃ、４０ｃ、４１ｃ、４２ｃは、第４の作動モードにおいて、第１の切替え位置に移動する。第４の作動モードでは、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃは、軸方向の第１の方向に移動する。第１の作動モードから第４の作動モードへ切り替えるため、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃだけが軸方向の第１の方向に移動する。
【００５７】
カムペア２８ｃは、混合カムペアとして形成されている。このカムペアは、隣接して配置されている一次カム１１ｃと二次カム２７ｃとを有している。二次カム２７ｃは独自のカムエレメントの上に配置されており、このカムエレメントは、ヘリカルスプラインの滑り嵌め５９ｃによって、一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃに接続されている。ヘリカルスプラインの滑り嵌め５９ｃによって、二次カム２７ｃは、一次カム１１ｃとは無関係に、１つの位相位置だけ、一次カム１１ｃとは逆に回転することができる。
【００５８】
図６は、図５の実施例とは異なり、一次カムエレメント３６ｄを一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｄに接続するための変更された滑り嵌め６０ｄを有するバルブ駆動装置を示している。図５の実施例とは異なり、この滑り嵌め６０ｄは、ヘリカルスプラインの滑り嵌めとして実施されている。
【００５９】
ヘリカルスプラインの滑り嵌め６０ｄは、ヘリカルスプライン滑り嵌め５５ｄ、５６ｄとは反対方向に向けられている。従って、二次及び一次ドライブシャフトユニット４５ｄの軸方向の移動により、一次カムエレメント３６ｄの位相位置も、クランクシャフト（図示されていない）に対して調整される。ヘリカルスプラインの滑り嵌め６０ｄが反対方向に向けられていることにより、一次カムエレメント３６ｄ及び二次カムエレメント３８ｄ、３９ｄは、クランクシャフトに関して異なる方向に調整される。
【００６０】
一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｃを調整するため、このバルブ駆動装置は調整駆動要素４７ｄを有している。この調整駆動要素４７ｄは、少なくとも部分的に中空シャフト９０ｄの内部に配置されている。滑り嵌め５５ｄ、５６ｄによって、二次位相調整ユニット５４ｄが実現され、この二次位相調整ユニットにより、二次カム１９ｄ、２０ｄ、２１ｄ、２２ｄの位相位置を、クランクシャフトに対して調整することができる。滑り嵌め６０ｄによって、一次位相調整ユニット５３ｄが実現され、この一次位相調整ユニットにより、一次カム１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、１４ｄの位相位置を、クランクシャフトに対して調整することができる。この場合、一次カム１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、１４ｄの位相位置と二次カム１９ｄ、２０ｄ、２１ｄ、２２ｄの位相位置とは、同時に、しかし反対方向に調整され、このことによって、一次カム１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、１４ｄと二次カム１９ｄ、２０ｄ、２１ｄ、２２ｄとの間で位相位置を調整することができる。
【００６１】
さらに、このバルブ駆動装置は、もう１つの一次及び二次ドライブシャフトユニット４６ｄを有しており、少なくともこのユニットに配置されている二次カム２３ｄ、２４ｄ、２５ｄ、２６ｄの位相位置の調整に関して、このユニットは第１の一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｄとは無関係である。両方の一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｄ、４６ｄは、トルク耐性に、しかし軸方向に移動可能であるように相互に連結されている。
【００６２】
一次カムエレメント３７ｄと二次カムエレメント４０ｄ、４１ｄとは、滑り嵌め５７ｄ、５８ｄ、６１ｄによって、一次及び二次ドライブシャフトユニット４６ｄと連結されている。この滑り嵌め５７ｄ、５８ｄは、ヘリカルスプラインの滑り嵌めとして実施されており、二次カム２３ｄ、２４ｄ、２５ｄ、２６ｄの位相位置を調整する位相調整手段として形成されている。滑り嵌め６１ｄは、同様に、ヘリカルスプラインの滑り嵌めとして実施されているが、このヘリカルスプラインの滑り嵌め６１ｄは、ヘリカルスプラインの滑り嵌め５７ｄ、５８ｄとは反対方向に向けられている。ヘリカルスプラインの滑り嵌め５７ｄ、５８ｄは、滑り嵌め５５ｄ、５６ｄと同じ方向に向けられている。
【００６３】
一次及び二次ドライブシャフトユニット４６ｃを調整するため、このバルブ駆動装置は第２の調整駆動要素６３ｄを有している。調整駆動要素６３ｄは、両方の一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｄ、４６ｄの間に配置されており、一次及び二次ドライブシャフトユニット４６ｄを一次及び二次ドライブシャフトユニット４５ｄに対して調整する。調整駆動要素６３ｄは、シフティングゲートの高さに、軸方向に配置されている。しかし、基本的には、調整駆動要素６３ｄは、固定された構成部品と一次及び二次ドライブシャフトユニット４６ｄとの間に配置することができる。滑り嵌め５７ｄ、５８ｄによって、二次位相調整ユニット５４ｄは、二次カム２３ｄ、２４ｄ、２５ｄ、２６ｄの位相位置を調整することができる。滑り嵌め６１ｄによって、一次位相調整ユニット５３ｄは、一次カム１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ、１８ｄの位相位置を調整することができる。一次カム１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、１４ｄと二次カム１９ｄ、２０ｄ、２１ｄ、２２ｄ間の位相位置は、一次カム１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ、１８ｄと二次カム２３ｄ、２４ｄ、２５ｄ、２６ｄ間の位相位置とは無関係に調整可能である。