(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフト（２）と、
カムフォロア（３）と、
トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて前記カムシャフト（２）に配置され、同一の第１のカム外形（１７ａ，１７ｂ）を有する２つの第１のカム（４ａ，４ａ）と、
トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて前記カムシャフト（２）に配置され、同一の第２のカム外形（１７ａ，１７ｂ）を有する２つの第２のカム（４ｂ，４ｂ）と、を備え、
前記第１および第２のカム（４ａ，４ｂ）は、前記カムシャフト（２）に軸方向に交互になるように配置され、
前記カムフォロア（３）は、前記第１のカム（４ａ）に駆動連結される第１の位置と、前記第２のカム（４ｂ）に駆動連結される第２の位置との間で軸方向に調整可能であり、
前記カムフォロア（３）は、前記カムシャフト（２）と連動する機械的調整装置（７）を有し、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記カムフォロア（３）を軸方向に調整し、
前記機械的調整装置（７）は、調整可能な第１の機械的係合部（８ａ）を有し、当該第１の機械的係合部（８ａ）は、前記カムフォロア（３）を前記第１の位置から前記第２の位置に軸方向に調整するために、前記カムシャフト（２）に設けられた第１のスライドガイド（９ａ）と連動し、
前記機械的調整装置（７）は、調整可能な第２の機械的係合部（８ｂ）を有し、当該第２の機械的係合部（８ｂ）は、前記カムフォロア（３）を前記第２の位置から前記第１の位置に軸方向に調整するために、前記カムシャフト（２）に設けられた第２のスライドガイド（９ｂ）と連動し、
前記２つのスライドガイド（９ａ，９ｂ）は、スリーブ（１９）に設けられる外周溝（３０ａ，３０ｂ）として構成され、前記スリーブ（１９）は、前記カムシャフト（２）上で軸方向に変位できるように押して動かされ、
突出部（３１）が、前記スリーブ（１９）の外周面（３５）から径方向外側に突出し、前記カムシャフト（２）に配置されて前記カムフォロア（３）に機械的に連結される連結部 （１８）に形成された凹部（３）に係合する、
内燃機関用のバルブトレイン（１）。
【請求項２】
前記カムフォロア（３）は、第１のカムフォロアローラ（６）と、第２のカムフォロアローラ（６）と、を備え、前記カムフォロアローラ（６）は、軸方向に互いに間隔を空けて配置され、前記第１の位置にあるときには、前記２つの第１のカム（４ａ）に連結され、前記第２の位置にあるときには、前記２つの第２のカム（４ｂ，４ｂ）に連結されることを特徴とする、
請求項１に記載のバルブトレイン。
【請求項３】
前記カムフォロア（３）が前記第１の位置にあるとき、前記カムフォロア（３）が備える２つのカムフォロアローラ（６）の各々は、前記２つの第１のカム（４ａ）のうち対応するカムに駆動連結され、
前記カムフォロア（３）が前記第２の位置にあるとき、前記２つのカムフォロアローラ（６）の各々は、前記２つの第２のカム（４ｂ）のうち対応するカムに駆動連結されることを特徴とする、
請求項１または２に記載のバルブトレイン。
【請求項４】
前記２つのカムフォロアローラ（６）は、前記２つの第１のカム（４ａ）同士および前記２つの第２のカム（４ｂ）同士の軸方向の間隔と同じ軸方向の間隔を空けて配置されることを特徴とする、
請求項２または３に記載のバルブトレイン。
【請求項５】
前記第１または第２のカム（４ａ，４ｂ）および前記２つのカムフォロアローラ（６）と同様に構成された少なくとも２つの第３のカムおよび１つの第３のカムフォロアローラが設けられることを特徴とする、
請求項２〜４のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項６】
前記２つのスライドガイド（９ａ，９ｂ）は、前記カムシャフト（２）の軸方向に調整できるように、前記カムシャフト（２）に配置され、連結部（１８）によって前記カムフォロア（３）に機械的に連結されることにより、前記カムフォロア（３）の軸方向の動きに付随して、前記スライドガイド（９ａ，９ｂ）も、前記カムフォロア（３）を前記第１の位置と前記第２の位置との間で調整するために、軸方向に動くことを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項７】
前記連結部（１８）は、前記スリーブ（１９）に設けられた凹部（２０）に係合し、前記凹部（２０）は、前記スリーブ（１９）の外周面に形成された円周溝（２１）であることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項８】
前記連結部（１８）は、ボルト状またはピン状に構成され、前記カムフォロア（３）から径方向外側に突出することを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項９】
前記突出部（３１）は、前記スリーブ（１９）の円周方向に延在するビードとして構成されることを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項１０】
前記機械的調整装置（７）は、
前記第１の機械的係合部（８ａ）を、前記第１のスライドガイド（９ａ）に係合する第１の位置と、前記第１のスライドガイド（９ａ）に係合しない第２の位置との間で調整可能にするために用いる第１のアクチュエータ（１０ａ）、および／または、
前記第２の機械的係合部（８ｂ）を、前記第２のスライドガイド（９ｂ）に係合する第１の位置と、前記第２のスライドガイド（９ｂ）に係合しない第２の位置との間で調整可能にするために用いる第２のアクチュエータ（１０ｂ）を備えることを特徴とする、
請求項１〜９のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項１１】
前記２つのアクチュエータ（１０ａ，１０ｂ）は、直線的に調整可能な電気駆動式アクチュエータ（１０ａ，１０ｂ）として構成され、前記アクチュエータ（１０ａ，１０ｂ）は、前記バルブトレイン（１）の電子制御装置（１１）により制御可能であり、作用位置と非作用位置との間で調整されることを特徴とする、
請求項１０に記載のバルブトレイン。
【請求項１２】
前記第１のアクチュエータ（１０ａ）は、直線的に調整可能な第１の位置決め部（１２ａ）を有し、当該第１の位置決め部（１２ａ）の対向面（１３ａ）は、前記第１の係合部（８ａ）を前記第１のスライドガイド（９ａ）の中に動かす際に、前記第１の位置決め部（１２ａ）に対向する前記第１の係合部（８ａ）の対向面（１４ａ）に押し付けられ、
前記第２のアクチュエータ（１０ｂ）は、直線的に調整可能な第２の位置決め部（１２ｂ）を有し、当該第２の位置決め部（１２ｂ）の対向面（１３ｂ）は、前記第２の係合部（８ｂ）を前記第２のスライドガイド（９ｂ）の中に動かす際に、前記第２の位置決め部（１２ｂ）に対向する前記第２の係合部（８ｂ）の対向面（１４ｂ）に押し付けられることを特徴とする、
請求項１０または１１に記載のバルブトレイン。
【請求項１３】
カムシャフト（２）と、
カムフォロア（３）と、
トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて前記カムシャフト（２）に配置され、同一の第１のカム外形（１７ａ，１７ｂ）を有する２つの第１のカム（４ａ，４ａ）と、
トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて前記カムシャフト（２）に配置され、同一の第２のカム外形（１７ａ，１７ｂ）を有する２つの第２のカム（４ｂ，４ｂ）と、を備え、
前記第１および第２のカム（４ａ，４ｂ）は、前記カムシャフト（２）に軸方向に交互になるように配置され、
前記カムフォロア（３）は、前記第１のカム（４ａ）に駆動連結される第１の位置と、前記第２のカム（４ｂ）に駆動連結される第２の位置との間で軸方向に調整可能であり、
前記カムフォロア（３）は、前記カムシャフト（２）と連動する機械的調整装置（７）を有し、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記カムフォロア（３）を軸方向に調整し、
前記カムフォロア（３）は、少なくとも１つの係合部（８ａ，８ｂ）のための係合部固定装置（２２ａ，２２ｂ）を設け、前記第１の位置または前記第２の位置に前記係合部（８ａ，８ｂ）を着脱可能に固定し、
前記係合部固定装置（２２ａ，２２ｂ）は、ばね押し固定部（２３ａ，２３ｂ）を有し、前記ばね押し固定部（２３ａ，２３ｂ）は、前記係合部（８ａ，８ｂ）が前記第１の位置にあるときに、前記係合部（８ａ，８ｂ）に設けられた第１の支持部（２４ａ，２４ｂ）に支持され、前記係合部（８ａ，８ｂ）が前記第２の位置にあるときに、前記カムフォロアに設けられた第２の支持部（２５ａ，２５ｂ）に支持されることを特徴とする、
内燃機関用のバルブトレイン。
【請求項１４】
前記カムフォロア（３）は、少なくとも１つの係合部（８ａ，８ｂ）のための係合部固定装置（２２ａ，２２ｂ）を設け、前記第１の位置または前記第２の位置に前記係合部（８ａ，８ｂ）を着脱可能に固定し、
前記係合部固定装置（２２ａ，２２ｂ）は、ばね押し固定部（２３ａ，２３ｂ）を有し、前記ばね押し固定部（２３ａ，２３ｂ）は、前記係合部（８ａ，８ｂ）が前記第１の位置にあるときに、前記係合部（８ａ，８ｂ）に設けられた第１の支持部（２４ａ，２４ｂ）に支持され、前記係合部（８ａ，８ｂ）が前記第２の位置にあるときに、前記カムフォロアに設けられた第２の支持部（２５ａ，２５ｂ）に支持されることを特徴とする、
請求項１〜１２のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項１５】
前記第１および／または第２の係合部（８ａ，８ｂ）は、それぞれ、ボルト状またはピン状に構成された本体（２９ａ，２９ｂ）を有し、前記本体（２９ａ，２９ｂ）の外周面には、前記第１の支持部（２４ａ，２４ｂ）が第１の円周溝（２７ａ，２７ｂ）として形成され、前記第２の支持部（２５ａ，２５ｂ）が第２の円周溝（２８ａ，２８ｂ）として形成され、前記第１の支持部（２４ａ，２４ｂ）と前記第２の支持部（２５ａ，２５ｂ）とは、軸方向に間隔を空けて配置されることを特徴とする、
請求項１３または１４に記載のバルブトレイン。
【請求項１６】
前記機械的調整装置（７）は、いかなる油圧式または空気式構成部品も備えていないことを特徴とする、
請求項１〜１５のいずれか一つに記載のバルブトレイン。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一つに記載のバルブトレインを備える内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用バルブトレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
カムリフトが異なる２つのカムを備える従来の調整可能なバルブトレインを用いることにより、内燃機関の気筒を２つの異なる運転モードで運転し得る。カムリフトが異なる２つのカムではなく、１つしかないカムと、カムリフトのない基礎円（第２のカムの代わり）とを用いれば、気筒をバルブトレインにより遮断し得る。このような遮断状態においては、カムフォロアが、気筒のガス交換弁に連結されて、上述の１つのカムと連動することなく、上述の基礎円と連動する。従って、ガス交換弁は作動しない。
【０００３】
導入部に挙げられたタイプのバルブトレインは、特許文献１により知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９４５３４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複数の新しいバルブトレインの構成を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、独立請求項の主題により解決される。好適な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００７】
従って、発明の基本概念は、バルブトレインに、少なくとも２つの第１のカムと、少なくとも２つの第２のカムと、を設けることである。これらのカムは、トルクに耐えられるように、カムシャフトの軸方向に交互に並ぶようにカムシャフトに配置されている。ここでは、２つの第１のカムと、２つの第２のカムとは、それぞれ同じカム外形を有する。このように、従来は１つずつしかなかった第１のカムと第２のカムとをそれぞれ２つずつに「分割」した結果、カムからカムフォロアに伝達される力が、より均一にカムフォロアに分散され得る。
【０００８】
さらに、カムシャフトを第１の位置と第２の位置との間で調整している間におけるカムフォロアの軸方向の摺動行程が短縮される（または、半分になる）。なぜなら、第１のカムおよび第２のカムは、軸方向に交互に並ぶようにカムシャフトに配置されるからである。カムシャフトにおいてカムフォロアを調整するためのカムフォロアローラも、軸方向に特に短くなるように構成し得る。具体的には、本明細書に記載されたバルブトレインを有する内燃機関によって生じるエンジンブレーキと相まって、カムフォロアに作用する、より大きな力を特に十分に支え得る。その結果、バルブトレインの機械的摩耗が抑制され、ひいてはバルブトレインの耐用年数が長くなる。
【０００９】
本発明に係る内燃機関用のバルブトレインは、カムシャフトと、カムフォロアと、を備える。本発明に係る２つの第１のカムは、同一の第１のカム外形を有し、トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて上記カムシャフトに配置される。本発明に係る２つの第２のカムは、同一の第２のカム外形を有し、トルクに耐えられるように、軸方向に互いに間隔を空けて上記カムシャフトに配置される。上記カムフォロアは、上記２つの第１のカムに駆動連結される第１の位置と、上記第２のカムに駆動連結される第２の位置との間で軸方向に調整可能である。本発明に係るカムフォロアは、上記カムシャフトと連動する機械的調整装置をさらに有し、上記第１の位置と上記第２の位置との間で上記カムフォロアを軸方向に調整する。
本発明では、上記機械的調整装置は、調整可能な第１の機械的係合部を有する。上記第１の機械的係合部は、上記カムフォロアを上記第１の位置から上記第２の位置に軸方向に調整するために、上記カムシャフトに設けられた第１のスライドガイドと連動する。上記機械的調整装置は、調整可能な第２の機械的係合部も有する。上記第２の機械的係合部は、上記カムフォロアを上記第２の位置から上記第１の位置に軸方向に調整するために、上記カムシャフトに設けられた第２のスライドガイドと連動するように設けられる。このような機械的係合部を用いることにより、技術的に複雑な空気式システムが不要になる。
本発明は、技術的に特に単純に実現されることが分かっている。この例では、２つのスライドガイドが、共通スリーブに形成される。上記スリーブは、この例では、カムシャフト上で軸方向に変位できるように押して動かされる。
設置スペースがほとんど必要なくなる本発明では、突出部が、上記スリーブの外周面から径方向外側に突出し、前記カムシャフト（２）に配置されて前記カムフォロア（３）に機械的に連結される連結部に形成された凹部に係合する。
【００１０】
好適な実施形態では、上記カムフォロアは、第１のカムフォロアローラと、第２のカムフォロアローラと、を備え、上記カムフォロアローラは、軸方向に互いに間隔を空けて配置され、上記第１の位置にあるときには、上記２つの第１のカムと連動し、上記第２の位置にあるときには、上記２つの第２のカムと連動する。このように、上記カムフォロアを調整する際に必要な、上記カムシャフトの第１の位置と第２の位置との間の軸方向における摺動行程が、従来のバルブトレインと比べて明らかに短縮され、理論上は、半分にまでなる。
【００１１】
特に好ましくは、上記カムフォロアが上記第１の位置にあるとき、上記２つのカムフォロアローラの各々は、上記２つの第１のカムのうち対応するカムに駆動連結される。一方、上記カムフォロアが上記第２の位置にあるとき、上記２つのカムフォロアローラの各々は、上記２つの第２のカムのうち対応するカムに駆動連結される。このように、カムからカムフォロアに伝達される力が、カムフォロアのカムフォロアローラに特に均一に伝達され得る。これにより、カムフォロアローラの摩耗に効果を発揮する。
【００１２】
特に好適には、上記２つのカムフォロアローラは、上記２つの第１のカム同士および上記２つの第２のカム同士の軸方向の間隔と同じ軸方向の間隔を空けて配置される。このようにカムフォロアローラを設けることにより、確実に、２つの第１または第２のカムが２つのカムフォロアローラに効果的に駆動連結される。
【００１３】
有効な別の発展例では、上記第１または第２のカムおよび上記第１および第２のカムフォロアローラと同様に構成された少なくとも２つの第３のカムおよび１つの第３のカムフォロアローラが設けられる。このような２つの第３のカムおよび１つの第３のカムフォロアローラに加えて、所望数のカム対が、各対毎に同一のカム外形を有してもよいことが明らかである。
【００１４】
上述された有効な別の発展例と組み合わせ得る、さらに別の有効な発展例では、少なくとも３つの第１のカムと、少なくとも３つの第２のカムと、少なくとも３つのカムフォロアローラとがそれぞれ設けられる。
【００１６】
別の好適な実施形態では、上記２つのスライドガイドは、上記カムシャフトの軸方向に調整できるように、上記カムシャフトに配置され、連結部によって上記カムフォロアに連結される。この連結により、上記カムフォロアの軸方向の動きに付随して、上記スライドガイドも、上記第１の位置と上記第２の位置との間で調整するために、軸方向に動く。この変形例の構成により、機械的調整装置の耐用年数が特に長くなる。
【００１８】
特に好適な実施形態によれば、上記連結部は、上記スリーブに設けられた凹部に係合する。変形例は、技術的に特に単純に、ひいては、好ましい価格で実現することができる。この変形例では、凹部は、好ましくは、スリーブの外周面に形成された円周溝である。
【００１９】
特に好適には、上記連結部は、ボルト状またはピン状に構成され、上記カムフォロアから径方向外側に突出してもよい。この変形例により、設置スペースがほとんど必要なくなる。
【００２１】
特に好適には、上記突出部は、上記スリーブの円周方向に延在するビードとして構成されてもよい。
【００２２】
別の実施形態によれば、上記機械的調整装置は、第１のアクチュエータを備える。上記第１のアクチュエータを用いて、上記第１の機械的係合部を、前記第１のスライドガイドに係合する第１の位置と、上記第１のスライドガイドに係合しない第２の位置との間で調整可能にする。代替的または追加的に、上記機械的調整装置は、第２のアクチュエータを備える。上記第２のアクチュエータを用いて、上記第２の機械的係合部を、上記第２のスライドガイドに係合する第１の位置と、上記第２のスライドガイドに係合しない第２の位置との間で調整可能にする。このようなアクチュエータを用いることによっても、相当な苦労を伴わないと技術的に実現できない係合部調整用空気式および／または油圧式調整手段が不要になる。
【００２３】
好適には、第１のアクチュエータは、非作用位置と作用位置との間で調整可能である。好ましくは、非作用位置にある第１のアクチュエータは第１の係合部と接触せず、非作用位置から作用位置に調整することにより、第１の係合部に機械的に接触して第１の係合部を第２の位置から第１の位置に調整するようにして調整を可能にし得る。この変形例では、第２のアクチュエータもまた、第１のアクチュエータの代わりに、または、第１のアクチュエータに加えて、非作用位置と作用位置との間で調整可能であってもよい。第１のアクチュエータに対応して、非作用位置にある第２のアクチュエータも、第２の係合部と接触しない。第２のアクチュエータは、非作用位置から作用位置に調整することにより、第２の係合部に機械的に接触して第２の係合部を第２の位置から第１の位置に調整する。係合手段を調整するための（アクチュエータ形式の）単なる機械的手段を用いることにより、バルブトレイン全体の構造が単純なものになる。これにより、バルブトレインの製造にかかるコストがかなり削減される。
【００２４】
好適には、カムフォロアのストローク動作により、第１および／または第２の係合部を第１の位置から第２の位置に調整する。言い換えれば、第１または第２のカムに付随するストローク動作により、カムフォロアを２つのアクチュエータに向かって動かす。これらのアクチュエータが作用位置にあるとき、カムフォロア、ひいては対応する係合部のストローク動作により、対応する係合部は、カムシャフトに対して作用位置にある、固定されていて動かないアクチュエータに押し付けられ、アクチュエータにより第２の位置に「変位」される。このように、第１または第２のアクチュエータそのものを動かして第１または第２の係合部そのものを調整しなくてもよくなる。従って、２つのアクチュエータは、構造的に非常に単純に構成されてもよい。これにより、製造コストの点で有利になる。
【００２５】
特に好ましくは、上記２つのアクチュエータは、直線的に調整可能な電気駆動式アクチュエータとして構成されてもよい。この場合、上記アクチュエータは、上記バルブトレインの電子制御装置により単純に作動され、作用位置と非作用位置との間で調整されてもよい。さらに、アクチュエータを電気アクチュエータとすることにより、アクチュエータを調整方向に沿って直線的に位置決めする際に、非常に精密に制御できる。この変形例では、機械的調整装置を電気機械的調整装置とする。
【００２６】
別の好適な実施形態では、上記第１のアクチュエータは、直線的に調整可能な第１の位置決め部を有する。上記第１の位置決め部は、円筒状の位置決め体を有し、この位置決め体の対向面は、上記第１の係合部を上記第１のスライドガイドの中に動かす際に、上記第１の位置決め部に対向する上記第１の係合部の対向面に押し付けられる。同様に、上記第２のアクチュエータは、直線的に調整可能な第２の位置決め部を有する。上記第２の位置決め部は、円筒状の位置決め体を有する。上記第１の位置決め部と同様に、この位置決め体の対向面は、上記第２の係合部を上記第２のスライドガイドの中に動かす際に、上記第２の位置決め部に対向する上記第２の係合部の対向面に押し付けられる。上述のように、単純に、ひいては、好ましい価格で、アクチュエータを係合部に所望のように機械的に連結し得る。
【００２７】
さらに好適な別の発展例では、第１のアクチュエータは、筐体と、第１の位置決め部とを有する。第１の位置決め部は、第１の位置と第２の位置との間で、筐体を基準に、直線的に調整可能である。この変形例では、第１のアクチュエータの代わりに、または、第１のアクチュエータに加えて、第２のアクチュエータも、筐体と、第２の位置決め部とを有する。第２の位置決め部は、第１の位置と第２の位置との間で、筐体を基準に、直線的に調整可能である。このような位置決め部は、好ましくは、ピン状またはボルト状の接触部を有し、これらの位置決め部により、必要に応じて、アクチュエータが係合部と機械的に単純に連動するようにして、係合部をスライドガイドに（好ましくは、形状が合うように）係合させ得るようにする。
【００２８】
好適には、上記カムフォロアは、少なくとも１つの係合部（好ましくは、両方の係合部）のための係合部固定装置を設け、上記第１の位置または上記第２の位置に上記係合部を着脱可能に固定する。この変形例では、上記係合部固定装置は、ばね押し固定部を有する。上記ばね押し固定部は、上記係合部が上記第１の位置にあるときに、上記係合部に設けられた第１の支持部に支持される。上記ばね押し固定部は、上記係合部が前記第２の位置にあるときに、上記カムフォロアに設けられた第２の支持部に支持される。
【００２９】
好ましくは、上記第１および／または第２の係合部は、それぞれ、ボルト状またはピン状に構成された本体を有し、上記本体の外周面には、上記第１の支持部が第１の円周溝として形成され、上記第２の支持部が第２の円周溝として形成され、上記第１の支持部と前記第２の支持部とは、軸方向に間隔を空けて配置される。
【００３０】
特に好適には、上記機械的調整装置は、いかなる油圧式または空気式構成部品も備えていない。
【００３１】
遮断可能な気筒を有する内燃機関の中でバルブトレインを動作させる場合、好適な実施形態によれば、第１または第２のカムを、カムリフトのない基礎円として構成することが提案される。
【００３２】
本発明は、さらに、上述のバルブトレインを有する内燃機関に関する。
【００３３】
本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面、および、図面を用いて説明される、対応する図面の説明に示される。
【００３４】
上述した特徴及び以下にさらに説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなしに、個々に示した組み合わせだけでなく、他の組み合わせまたは単独で用いることが可能であることは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るバルブトレインの例をカムシャフトとともに示す。
【図２】図１の例の変形例である。カムシャフトに対して軸方向に調整可能なスライドガイドを示す。
【図３】図２の例の他の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の好適な例示的実施形態を図面に示し、以下により詳細に説明する。同一、同様、または機能的に同等の構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【００３７】
図１は、本発明に係るバルブトレイン１の例を概略的に示す。バルブトレイン１は、カムシャフト２と、カムフォロア３と、を備える。カムシャフト２には、２つの第１のカム４ａをトルクに耐えられるように軸方向に互いに間隔を空けて配置する。これらの第１のカム４ａは、同一の第１のカム外形１７ａを有する。カムシャフト２には、さらに、２つの第２のカム４ｂもトルクに耐えられるように軸方向に互いに間隔を空けて配置する。これらの第２のカム４ｂは、同一の第２のカム外形１７ｂを有する。図１に分かりやすく示されるように、２つの第１のカム４ａおよび２つの第２のカム４ｂは、カムシャフト２の軸方向Ａに沿って交互に並ぶ。
【００３８】
カムフォロア３は、２つの第１のカム４ａに駆動連結する第１の位置と、２つの第２のカム４ｂに駆動連結する第２の位置との間で、軸方向Ａに沿って調整可能である。図１は、カムフォロア３が第１の位置にある場合を示す。
【００３９】
カムフォロア３は、円筒状に構成されたカムフォロア本体５を有し得る。このカムフォロア本体５の外周面３４には、それぞれ中空円筒状に構成された第１のカムフォロアローラ６および第２のカムフォロアローラ６が互いに間隔を空けて回動可能に取り付けられている。これらの２つのカムフォロアローラ６は、２つの第１のカム４ａ同士および２つの第２のカム４ｂ同士の軸方向の間隔と同じ軸方向の間隔を空けて配置されている。
【００４０】
カムフォロア本体５は、「ボルト」または「変位軸」の呼称でも当業者に知られている。カムフォロア３が第１の位置で連結されているとき、２つの第１のカム４ａを、カムフォロア３の対応する２つのカムフォロアローラ６に駆動連結するか、または機械的に連結する。第２の位置では、２つのカムフォロアローラ６を、２つの第２のカム４ｂに駆動連結するか、または機械的に連結する。どちらの場合にも、第１のカム４ａまたは第２のカム４ｂによって、カムシャフト２の回動がカムフォロア３の直線運動に変換される。
【００４１】
従って、図１に示されるようにカムフォロア３が第１の位置にある場合、２つのカムフォロアローラ６は、第１のカム４ａに連結されるが、第２のカム４ｂには連結されない。カムフォロアローラ６は、適切に（具体的には、アクチュエータのように）構成された機械的連結装置（より詳細には図１に不図示）により弁を作動させ、開状態と閉状態との間で調整する。
【００４２】
図１のカムフォロア３は、カムシャフト２と連動する機械的調整装置７を有する。この機械的調整装置７は、第１の位置と第２の位置との間でカムフォロア３を軸方向に調整する。機械的調整装置７は、この目的のために、調整可能な第１の機械的係合部８ａを備える。第１の機械的係合部８ａは、カムシャフト２にある第１のスライドガイド９ａと連動し、カムフォロア３を、図１に示される第１の位置から第２の位置に軸方向に調整する。同様に、機械的調整装置７は、調整可能な第２の機械的係合部８ｂを有する。第２の機械的係合部８ｂは、カムシャフト２にある第２のスライドガイド９ｂと連動し、カムフォロア３を、第２の位置から第１の位置に軸方向に調整する。
【００４３】
機械的調整装置７は、第１のアクチュエータ１０ａをさらに備える。第１のアクチュエータ１０ａにより、第１の係合部８ａは、第１のスライドガイド９ａに係合する第１の位置（図１に図示）と、第１のスライドガイド９ａに係合しない第２の位置（不図示）との間で調整可能である。機械的調整装置７は、第２のアクチュエータ１０ｂをさらに備える。第２のアクチュエータ１０ｂにより、第２の係合部８ｂは、第２のスライドガイド９ｂに係合する第１の位置と、第２のスライドガイド９ｂに係合しない第２の位置との間で調整可能である。機械的調整装置７は、いかなる油圧式または空気式構成部品も備えていない。
【００４４】
第１のアクチュエータ１０ａは、非作用位置と作用位置との間で調整可能である。このため、２つのアクチュエータ１０ａおよび１０ｂは、直線的に調整可能な、電気駆動式アクチュエータとして構成されてもよい。この場合、機械的調整装置７として、電気機械的調整装置を用いる。言い換えると、電気駆動式アクチュエータ１０ａおよび１０ｂは、本明細書においては、「機械的調整装置」７という用語に包含される。
【００４５】
２つのアクチュエータ１０ａおよび１０ｂは、バルブトレイン１の制御装置（ＥＣＵ：電子制御装置）１１により制御可能であり、作用位置と非作用位置との間で調整される。非作用位置にある第１のアクチュエータ１０ａが第１の係合部８ａと接触しないように調整できる。非作用位置から作用位置に調整する際には、第１のアクチュエータ１０ａは、第１の係合部８ａと機械的に接触することにより、第１の係合部８ａを第２の位置から第１の位置に調整する。
【００４６】
好ましくは、カムフォロア３（具体的には、カムフォロア本体５）のストローク動作により、第１の係合部８ａを第１の位置から第２の位置に調整してもよい。ここでは、第１のカム４ａまたは第２のカム４ｂの動きに伴うストローク動作によって、カムフォロア３を第１のアクチュエータ１０ａの方向に動かす。第１のアクチュエータ１０ａがその作用位置にある場合、カムフォロア３のストローク動作に伴う第１の係合部８ａのストローク動作により、第１の係合部８ａは、第１のアクチュエータ１０ａに押し付けられ、第１のアクチュエータ１０ａにより第２の位置に調整される。この状態においては、第１の係合部８ａは、第１のスライドガイド９ａに係合し、カムシャフト２の回動により、カムシャフト２に設けられた第１のスライドガイド９ａを利用して、カムフォロア３を第１の位置から第２の位置に軸方向に動かす。第２のアクチュエータ１０ｂもまた、非作用位置と作用位置との間で調整可能である。非作用位置にある第２のアクチュエータ１０ｂが第２の係合部８ｂと接触しないように調整できる。非作用位置から作用位置に調整する際には、第２のアクチュエータ１０ｂは、第２の係合部８ｂと機械的に接触することにより、第２の係合部８ｂを第２の位置から第１の位置に調整する。
【００４７】
好ましくは、カムフォロア３（具体的には、カムフォロア本体５）のストローク動作により、第２の係合部８ｂも第１の位置から第２の位置に調整してもよい。ここでは、第１のカム４ａまたは第２のカム４ｂの動きに伴うストローク動作によって、カムフォロア３を第２のアクチュエータ１０ｂの方向に動かす。第２のアクチュエータ１０ｂがその作用位置にある場合、カムフォロア３のストローク動作に伴う第２の係合部８ｂのストローク動作により、第２の係合部８ｂは、第２のアクチュエータ１０ｂに押し付けられ、第２のアクチュエータ１０ｂにより第２の位置に調整される。
【００４８】
この状態においては、第２の係合部８ｂは、第２のスライドガイド９ｂに係合し、カムシャフト２の回動により、カムシャフト２に設けられた第２のスライドガイド９ｂを利用して、カムフォロア３を第２の位置から第１の位置に軸方向に動かす。
【００４９】
第１のアクチュエータ１０ａは、直線的に調整可能な第１の位置決め部１２ａ（矢印１５ａ参照）を有する。第１の位置決め部１２ａは、第１のアクチュエータ１０ａの第１の筐体１６ａから部分的に突出し、この第１の筐体１６ａに対して直線的に調整できるように配置されてもよい。ピン状またはボルト状に構成され得る第１の位置決め部１２ａにおける、第１の係合部８ａと対向する対向面１３ａは、第１の係合部８ａを第１のスライドガイド９ａに係合するように動かす際に、第１の位置決め部１２ａに対向する第１の係合部８ａの対向面１４ａに押し付けられる。第２のアクチュエータ１０ｂは、直線的に調整可能な第２の位置決め部１２ｂ（矢印１５ｂ参照）を有する。第２の位置決め部１２ｂは、第２のアクチュエータ１０ｂの第２の筐体１６ｂから部分的に突出し、この第２の筐体１６ｂに対して直線的に調整できるように配置されてもよい。ピン状またはボルト状に構成され得る第２の位置決め部１２ｂにおける、第２の係合部８ｂと対向する対向面１３ｂは、第２の係合部８ｂを第２のスライドガイド９ｂに係合するように動かす際に、第２の位置決め部１２ｂに対向する第２の係合部８ｂの対向面１４ｂに押し付けられる。
【００５０】
図１に分かりやすく示されるように、カムフォロア３は、２つの係合部８ａ，８ｂ（好ましくは、両方の係合部８ａ，８ｂ）に第１または第２の係合部固定装置２２ａ，２２ｂを設ける。第１または第２の係合部固定装置２２ａ，２２ｂは、対応する第１または第２の係合部８ａ，８ｂを第１の位置または第２の位置に着脱可能に固定する。従って、２つの係合部固定装置２２ａ，２２ｂは、それぞれ、ばね押し固定部２３ａ，２３ｂを有する。これらのばね押し固定部２３ａ，２３ｂは、それぞれに対応する係合部８ａ，８ｂが第１の位置にあるときには、係合部８ａ，８ｂに設けられた第１の支持部２４ａ，２４ｂに支持される。カムフォロア３が第２の位置にあるとき、固定部２３ａ，２３ｂは、カムフォロア３に設けられる第２の支持部２５ａ，２５ｂに支持される。第１および第２の係合部８ａ，８ｂは、それぞれ、ボルト状またはピン状に構成された本体２９ａ，２９ｂを有する。本体２９ａ，２９ｂの外周面には、第１の支持部２４ａ，２４ｂが第１の円周溝２７ａ，２７ｂとして構成され、第２の支持部２５ａ，２５ｂが第２の円周溝２８ａ，２８ｂとして構成される。第１の円周溝２７ａ，２７ｂと、第２の円周溝２８ａ，２８ｂとは、軸方向に間隔を空けて外周面に配置される。
【００５１】
第１の位置から第２の位置へのカムフォロア３の調整について、図１を参照しながら以下に説明する。図１の場合には、カムフォロア３は第１の位置にあり、そのカムフォロアローラ６は、第１のカム４ａに駆動連結している。
【００５２】
カムフォロア３をその第１の軸方向位置から第２の軸方向位置に調整する場合、図１に示されるように、機械的調整装置７の第１の係合部８ａを、第１のスライドガイド９ａと係合させる。このとき、電気式の第１のアクチュエータ１０ａが用いられる。
【００５３】
既に説明されたように、第１のアクチュエータ１０ａは、図１に示す非作用位置と、図１に一点鎖線で示す作用位置との間で調整可能である。第１のアクチュエータ１０ａは、非作用位置にある場合、第１の係合部８ａと機械的に接触していない。第１のアクチュエータ１０ａが非作用位置から作用位置に調整される際、第１のアクチュエータ１０ａは、機械的接触により、第１の係合部８ａを第２の位置から第１の位置に調整する。第１の係合部８ａは、第１の位置にあるとき、第１のスライドガイド９ａに係合し（図１参照）、図２に示すように、カムシャフト２の回動により、第１のスライドガイド９ａを利用して、カムフォロア３を第１の位置から第２の位置に軸方向に動かす。第１の係合部８ａを第１のスライドガイド９ａと係合させた後、第１のアクチュエータ１０ａは、制御装置１１により、非作用位置に再度戻される。
【００５４】
第１のスライドガイド９ａは、第２のスライドガイド９ｂと同様に、図示されていないが、傾斜路の構造を有し、カムフォロア３が第２の軸方向位置に達し次第、第１の係合部８ａを第１のスライドガイド９ａから外すようにする。第２のカム４ｂは、この第２の位置にある場合、カムフォロアローラ６と駆動連結する。先に説明したようにカムフォロア３が第１の位置から第２の位置に移行する場合と同様に、第２のアクチュエータ１０ｂ、第２の係合部８ｂ、および第２のスライドガイド９ｂを利用して、カムフォロア３を第２の位置から第１の位置に戻すように調整し得る。
【００５５】
図２には、図１の例の変形例を示し、図２では、バルブトレインのカムシャフト２およびカムフォロア３が、軸方向の一部のみ詳細に示される。図２に示す変形例においては、２つのスライドガイド９ａ，９ｂは、カムシャフト２の軸方向に調整できるように、カムシャフト２に配置され、連結部１８によってカムフォロア３に連結される。ここの例では、カムフォロア３の軸方向Ａに沿った動きに付随して、スライドガイド９ａ，９ｂも（典型的には、カムフォロア３を第１の位置と第２の位置との間で調整するために）軸方向Ａに動くように、上述の機械的連結が実現されている。図２に示されるように、連結部１８は、好ましくは、ボルト状またはピン状に構成され、カムフォロア３から径方向外側に突出してもよい。
【００５６】
図２に示されるように、２つのスライドガイド９ａ，９ｂは、共通スリーブ１９に設けられる外周溝３０ａ，３０ｂとして形成される。ここの例では、上記スリーブ１９は、カムシャフト２上で軸方向に変位できるように（矢印２０参照）押して動かされる。このため、連結部１８は、軸方向の機械的連結のために、スリーブ１９に設けられた凹部２０に係合してもよい。この凹部２０は、図２に示すように、好ましくは、スリーブ１９の外周面に形成される円周溝２１とする。
【００５７】
第１の位置決め部８ａまたは第２の位置決め部８ｂを対応するスライドガイド９ａ，９ｂに係合することにより、スリーブ１９をカムシャフト２に対して軸方向Ａに沿って動かす際に、カムフォロア３は、この時点で、スリーブ１９を連結部１８を介して機械的に連結させているので、軸方向Ａにスリーブ１９と一緒に動く。このように、カムフォロア３は、その第１の位置と第２の位置との間で、所望のように、軸方向に調整される。
【００５８】
図３には、図２の例の変形例を示す。図３の例においても、バルブトレインのカムシャフト２およびカムフォロア３が、軸方向の一部のみ詳細に示される。図３の例は、スリーブ１９に凹部２０が設けられるのではなく、スリーブ１９の外周面３５から径方向外側に突出する突出部３１が設けられる点で図２の例とは異なる。突出部３１は、スリーブ１９の円周方向に延在するビード３２として構成されてもよい。ビード３２または突出部３１は、連結部１８に形成された凹部３３に係合する。この凹部３３は、好ましくは、溝状に構成される。上記凹部３３は、カムフォロア３に直接形成されてもよいし、カムフォロア本体（図３に不図示）に形成されてもよい。図３の変形例における突出部３１および凹部３３の動作原理は、スリーブ１９に形成された凹部２０と連結するボルト状連結部１８の動作原理に対応する。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、内燃機関用バルブトレインについて有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  バルブトレイン
２  カムシャフト
３  カムフォロア
４ａ  第１のカム
４ｂ  第２のカム
６  カムフォロアローラ
７  機械的調整装置
８ａ  第１の機械的係合部
８ｂ  第２の機械的係合部
９ａ  第１のスライドガイド
９ｂ  第１のスライドガイド
１０ａ  第１のアクチュエータ
１０ｂ  第２のアクチュエータ
１７ａ  第１のカム外形
１７ｂ  第２のカム外形
１８  連結部
１９  スリーブ
２０  凹部
２１  円周溝
３１  突出部
３５  外周溝
【図１】
0006793079.tif 000002
【図２】
0006793079.tif 000003
【図３】
0006793079.tif 000004