(57)【要約】内燃機関のシリンダヘッドのガス交換ポペット弁をストローク制御するための回転アクチュエータ装置。ガス交換弁を制御するカムプロファイル（６’）を備えた制御ディスク（６）を駆動するための回転振動原動機（８）を有している。回転振動原動機（８）は、ポペット弁（２）の脚ばね（４）と、該脚ばね（４）とは逆の方向に作用するように予め緊張させた開弁ばねとしての脚ばね（２１）との協働に応じて制御される。制御ディスク（６）の安定な終端位置を得るため、制御ディスク（６）は、ポペット弁（２）の閉弁位置および開弁位置で、別個の第１および第２の回転ストッパーにより位置決めされ、制御ディスク（６）を担持する軸（７）に別個に配置したレバー（１２）に作用するように予め緊張させた開弁ばね（２１）を介して、それぞれの出発位置で回転が固定されて保持される。回転振動原動機（８）の比較的少ない通電量により、または、対応するストッパーにより生じる出発位置克服用のはね返り運動により、通電量はさらに減少する。このため、閉弁ばね（４）と脚ばね（２１）との間のエネルギー交換を考慮して揺動モーメントを適宜選定したロータを回転振動原動機に用いる。
2004538417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドのガス交換ポペット弁をストローク制御するための回転アクチュエータ装置において、
回転エンドストッパー（１０，１１）の間で択一的に制御されるロータを備えた回転アクチュエータとしてのマップ制御型回転振動原動機（８）を有し、
回転振動原動機（８）が、部分的なカムプロファイル（６’）を備える制御ディスク（６）を相対回転不能に結合した軸（７）を介して、閉弁ばね（４）によって付勢されるポペット弁（２）のストローク制御のために用いられ、
ポペット弁（２）が、シリンダヘッド（３）に位置決めされている脚ばね（２１）であって軸固定のレバー（１２）に予緊張力をもって作用するばね脚部（１９）を備えた前記脚ばね（２１）により、制御ディスク（６）を介して開弁方向に付勢され、
脚ばね（２１）が、ポペット弁（２）の閉弁位置または開弁位置に付設される回転エンドストッパー（１０，１１）に対して軸固定のストッパー（１６，１７）を位置固定当接させるために用いられ、この場合、軸固定のレバー（１２）に対し弾力が減少して作用するばね脚部（１９）が使用され、
弾力の減少程度は、軸（７）またはロータの所定の回転振動振動数までは、位置固定の出発位置（１０’，１１’）が比較的少ないエネルギー供給で回転振動原動機（８）により克服され、
他方前記回転振動振動数を越えると、互いに係止しあっている対応するストッパー（１０，１６；１１，１７）が弾性変形することにより生じるはね返り運動によって位置固定の出発位置（１０’，１１’）が克服される程度のものであり、
閉弁ばね（４）と脚ばね（２）とのエネルギー交換に応じて慣性モーメントを比較的大きく選定した回転振動原動機（８）のロータにより、エネルギー供給量がさらに減少している、
ことを特徴とする回転アクチュエータ装置。
【請求項２】
回転振動原動機（８）が電気エネルギーまたは空気圧エネルギーまたは液圧エネルギーの供給を受けていることを特徴とする、請求項１に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項３】
ストッパー（１０，１６；１１，１７）のはね返り運動が硬化させた止め面、またはその都度硬い弾性的なストッパー（１０，２５）によって得られていることを特徴とする、請求項１または２に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項４】
制御ディスク（６）が半分のカムプロファイル（６’）を有し、
カムプロファイル（６’）が、開閉用のカム頭部（１３）と基本円（１４）との間に、傾斜部を形成させたカム側面部（１５）を有し、
さらに制御ディスク（６）は、直径領域に、周方向に延設された基本円部分（１４’）を有し、
基本円部分（１４’）に、カム頭部領域に対しほぼ半径方向に指向する、エンジン側またはシリンダヘッド側に配置される第１の回転エンドストッパー（１０）が接続している、
ことを特徴とする、請求項３に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項５】
制御ディスク（６）に隣接するように軸（７）と相対回転不能に結合されているレバー（２）が、その自由端領域に、転がり軸受で支持されるローラ（１７）を担持し、該ローラ（１７）が回転するガイドローラ（１８）を備え、
ガイドローラ（１８）により、丸ワイヤーから製造されてねじ山状のコイル（２０）を介してシリンダヘッド（３）に位置決めされる脚ばね（２１）の予め緊張させたばね自由脚部（１９）がレバー（１２）の回動範囲にわたって案内されていること、
ポペット弁（２）が閉じているときに第１の回転エンドストッパー（１０）に当接する制御ディスク（６）が、出発位置（１０’）で、ばね脚部（１９）の端部部分（２２）であってローラ（１７）を付勢している屈曲した前記端部部分（２２）により位置固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項６】
ポペット弁（２）を開弁させる方向に作用する比較的小さな力成分がローラ（１７）に作用するように前記端部部分（２２）がばね脚部（１９）に対し屈曲していることを特徴とする、請求項５に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項７】
第２の回転エンドストッパー（１１）で得られるポペット弁（２）の開弁ストロークにおいて回転振動原動機（８）のロータにゼロへ移行するようなトルクが生じるように前記端部部分（２２）がばね脚部（１９）に対し屈曲していることを特徴とする、請求項５に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項８】
第１の回転エンドストッパー（１０）が、内燃機関が停止しているときに静止ストッパーとして用いられる弾性舌片として形成されていること、
内燃機関が作動しているとき、所定の回転振動振動数に達するまでは、制御ディスク（６）の第１の出発位置（１０’）の範囲で、回転アクチュエータとして設けられる回転振動ステッピングモータ（８）により、ばね脚部端部部分（２２）で係止されているローラ（１７）によって動力学的出発位置決めが生じていること、
を特徴とする、請求項３に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項９】
脚ばね（２１）のばね脚部（１９）の端部部分（２２）が、その自由端に、ローラ（１７）と協働してポペット弁（２）の開弁ストロークを制限する弾性的な止めフック（２５）を第２の回転エンドストッパー（１１）として担持していること、
制御ディスク（６）が、付属のカム頭部領域に、場合によっては、軸（７）に対し同軸の円弧部（２６）を有していること、
を特徴とする、請求項３に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項１０】
制御部により択一的な回転運動を実施する回転振動ステッピングモータ（８）が、ポペット弁（２）の可変ストロークを達成するため、少なくとも開弁方向においてマイクロステップ作動で作動可能であることを特徴とする、請求項８に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項１１】
制御ディスク（６）がローラ牽引レバー（２３）と協働すること、
ローラ牽引レバー（２３）が液圧式弁間隙補償要素（ＨＶＡ２４）を介してシリンダヘッド（３）に対し支持されるように配置されていること、
を特徴とする、請求項４に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項１２】
回転振動ステッピングモータ（８）が、内燃機関の１個のシリンダの同種の複数個のポペット弁（２）用の回転アクチュエータとして用いられることを特徴とする、請求項８に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項１３】
ポペット弁（２）の作動点依存型部分ストロークに対し、レバー（１２）に作用するばね脚部（１９）の予緊張力がシリンダヘッド（３）に対する脚ばね（２１）の位置を変化させることにより可変制御可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の回転アクチュエータ装置。
【請求項１４】
他の伝動要素（５）として、および場合によっては液圧式弁間隙補償要素（ＨＶＡ）と組み合わせて、傾動レバーおよび／またはバケットタペットが用いられることを特徴とする、請求項４に記載の回転アクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドのガス交換ポペット弁をストローク制御するための回転アクチュエータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料消費量を減少させるため、および、排ガス中の有害物質を低減させるため、さらには、回転数範囲全体にわたって内燃機関のトルク変化を制御するため、吸排気弁の開閉時間と、吸気弁における可変弁ストロークとを、マップ制御型電気アクチュエータにより決定するようにした弁駆動装置が知られるようになった。
【０００３】
たとえば特許文献１に開示され、説明されているピストン往復動型内燃機関は、１個のシリンダの同種のポペット弁のために複数個の制御カムを有する弁駆動装置を備え、これら制御カムは、クランク軸に対するポペット弁の開閉時間を参照シリンダを介して変化させる目的で、マップ制御型電動機を介して駆動される。この公知の弁駆動装置においては、ポペット弁を開弁させるときの閉弁ばねの力がそれぞれの制御カムで克服されるので、電動機または回転アクチュエータのためにかなりの電力消費が発生し、この種の内燃機関を装備した車両の搭載電源をかなり負荷させる。
【０００４】
電気装置または搭載電源のこのようなかなりの電力負荷は、内燃機関のガス交換弁またはポペット弁をストローク制御するためのストロークアクチュエータを備えた弁駆動装置により著しく低減させることができ、すなわち１個のポペット弁のそれぞれの閉弁ばねに開弁ばねを付設することによって電力負荷を低減させることができる。付設の目的は、１個のガス交換弁のストロークを制御する際に互いに逆方向に作用するように配置されたこれらのばねの間で弾性エネルギーを振動（往復動）させて、それぞれのストロークアクチュエータの電磁力を支援するためである。これはたとえば特許文献２から知られている。質量・ばね揺動システムとして構成された、ガス交換弁ストローク制御用のこの種のストロークアクチュエータには、特に高さが高いという欠点がある。
【０００５】
特許文献３から知られている回転アクチュエータ装置では、電動機によって駆動される通常の構成の制御カムが、閉弁ばねによって付勢されるポペット弁と協働するとともに、ポペット弁に対し対角線方向に配置されたタペットであっていわゆる開弁ばねの作用で滑動してカムに作用する前記タペットと結合している。この公知の弁駆動装置においても、回転アクチュエータによる電気エネルギーの消費量を低減させるために前記のような公知の弾性エネルギーの振動（往復動）を用いるが、しかしこの公知の弁駆動装置の場合、予め緊張させた開弁ばねの作用を頭部領域において受けているタペットにより、ポペット弁が閉じたときに制御カムの位置が不安定になるのが特に欠点である。タペットは、制御カムのカム先端からわずかにずれていると、回転方向またはその逆の方向にトルクを発生させ、このトルクは制御される回転アクチュエータのそれぞれの逆トルクによって相殺しなければならない。これは、特に内燃機関が停止してる場合に、搭載電源の継続負荷を引き起こす。
【０００６】
【特許文献１】
フランス特許公開第２６０８６７５Ａ１号公報
【特許文献２】
ドイツ連邦共和国特許第３０２４１０９Ｃ２号公報
【特許文献３】
米国特許第５８７３３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、内燃機関のシリンダヘッドのガス交換ポペット弁をストローク制御するための回転アクチュエータ装置を次のように改善すること、すなわちガス交換弁またはポペット弁の終端位置にカムプロファイルを備えている制御ディスクを、内燃機関が作動していないときに電動機を通電させずに十分に位置固定させ、他方固定位置から離間させるために、電気回転アクチュエータに対し比較的少ない電気エネルギーを供給すればよく、もしくは全く供給しなくてもよいように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は請求項１によって解決される。
【０００９】
本発明によれば、制御ディスクのそれぞれの終端位置でオーバーシュートが確実に回避される。この場合機械的なエンドストッパーにより、制御ディスクの終端位置を得るために、或いはこれを維持するために特別に回転振動原動機を通電させる必要がない。回転アクチュエータ装置が作動すると、所定の回転振動振動数までの回転振動原動機には、わずかなエネルギー供給によりロータは第１の出発位置を克服するために回転せしめられ、その後は、開弁ばねの蓄積された緊張作業がロータの運動回転エネルギーに置換される。この場合ロータは、制御ディスクの基本円段階から、カム側面部の始点であるカム傾斜部に達するまで加速される。カム傾斜部に達することにより、開弁ばねのエネルギーはほとんどが置換され、その際ロータと相対回転不能に結合されている制御ディスクは最大回転速度に達する。ガス交換ポペット弁が開弁し、そのために必要なエネルギーはロータの回転運動エネルギーから取り出され、ロータの回転数は減少し始める。ガス交換ポペット弁が最大開弁ストロークに達すると、ロータ回転数はほぼゼロになり、ロータと相対回転不能に結合されている制御ディスクは第２の回転エンドストッパーに到達する。この場合開弁ばねは、第２の回転位置または第２の出発位置を固定するためにさらにわずかな正のモーメントを作用させる。之には、開弁位置を原動機の条件に応じて保持することができるという利点がある。
【００１０】
ガス交換ポペット弁を閉じるため、回転振動原動機には、第２の出発位置から離間させるための逆方向のエネルギーが短時間供給される。これに引き続いて、回転振動原動機のロータはカム側面部を介して、ポペット弁の弛緩している閉弁ばねによって加速され、同時に開弁ばねの緊張が始まる。ガス交換弁の閉弁過程の間、ロータは最大速度とに達するとともに、ロータの軸と結合されているレバーを介して開弁ばねを緊張させるような運動エネルギーに達する。この場合制御ディスクは、すでに基本円を介して弁駆動装置の伝動要素と協働する。ロータの回転運動は、所定の回転振動振動数に至るまで第１の回転エンドストッパーに係止されることにより終了し、これによって得られた出発位置は、本発明にしたがってレバーに作用するように設けられた開弁ばねによって固定される。
【００１１】
本発明による回転アクチュエータ装置が軸の所定の回転振動振動数以上で作動すると、固定されているそれぞれの出発位置は、互いに係止しあっている対応するストッパーが弾性変形することにより生じるはね返り運動によって克服され、このはね返り運動は、固定されたそれぞれの出発位置から離間させるために回転振動原動機に実質的にエネルギーを供給しないで済むように、軸をロータではね返り運動方向へ加速させる。
【００１２】
本発明の更なる利点は、ガス交換弁開閉過程を含んでいる上記のサイクルの間に、システム内の摩擦とガス交換弁のガス作業とによって必要なエネルギーを常に供給しないで済む点にある。
【００１３】
本発明の有利な構成では、制御ディスクは半分のカムプロファイルを有し、カムプロファイルは、開閉用のカム頭部と基本円との間に、傾斜部を形成させたカム側面部を有し、さらに制御ディスクは、直径領域に、周方向に延設された基本円部分を有し、基本円部分に、カム頭部領域に対しほぼ半径方向に指向する、エンジン側またはシリンダヘッド側に配置される第１の回転エンドストッパーが接続している。
【００１４】
上記構成により、「半分の」カムを備えた軽量の制御ディスクはストッパーを組み込むことで達成されているので有利である。さらに、基本円とカム側面部との間に設けられる傾斜部を備えたこの制御ディスクにより、好ましいアコースティックを得るためのこの領域での弁加速を、回転振動原動機を補助的に制御することにより制御できるので有利である。
【００１５】
本発明の他の構成では、制御ディスクに隣接するように軸と相対回転不能に結合されているレバーが、その自由端領域に、転がり軸受で支持されるローラを担持し、該ローラが回転するガイドローラを備え、ガイドローラにより、丸ワイヤーから製造されてねじ山状のコイルを介してシリンダヘッドに位置決めされる脚ばねの予め緊張させたばね自由脚部がレバーの回動範囲にわたって案内され、ポペット弁が閉じているときに第１の回転エンドストッパーに当接する制御ディスクが、出発位置で、ばね脚部の端部部分であってローラを付勢している屈曲した前記端部部分により位置固定されている。
【００１６】
本発明に従って開弁ばねとして脚ばねを使用することにより、小さな構成空間で且つ比較的自由な配置態様で、適当な弾性力のコンパクトなばねが得られるので有利である。このばねは有利にも同時にストッパー固定手段にも用いられるので、本発明の他の提案によれば、ポペット弁を開弁させる方向に作用する比較的小さな力成分がローラに作用するように前記端部部分はばね脚部に対し屈曲している。これにより回転振動原動機をスタートさせるためのエネルギー供給が少なくなるので有利である。
【００１７】
このことは、本発明による他の提案によれば第２の回転エンドストッパーに対しても適用され、すなわち第２の回転エンドストッパーで得られるポペット弁の開弁ストロークにおいて回転振動原動機のロータにゼロへ移行するようなトルクが生じるように前記端部部分はばね脚部に対し屈曲している。
【００１８】
上記の処置は、ロータと結合されている軸が所定の回転振動振動数に達するまでの回転アクチュエータに対し適用される。
【００１９】
本発明の他の構成では、第１の回転エンドストッパーは、内燃機関が停止しているときに静止ストッパーとして用いられ、動力学の向上を図るため、内燃機関が作動しているとき、所定の回転振動振動数に達するまでは、制御ディスクの第１の出発位置の範囲で、回転アクチュエータとして設けられる回転振動ステッピングモータにより、ばね脚部端部部分で係止されているローラによって動力学的出発位置決めが生じている。この場合回転振動ステッピングモータの通電は、回転エンドストッパーからいくぶん離間してばね脚部の端部部分の作用に抗して保持されている制御ディスクに対し安定な位置が得られ、この位置がガス交換弁を開弁させる開弁信号で急激に克服されるように選定されている。これは所定の回転振動振動数に至るまで有効である。
【００２０】
さらに、本発明によれば、第２の回転ストッパーの構造的に有利な構成を得るため、脚ばねのばね脚部の端部部分は、その自由端に、ローラと協働してポペット弁の開弁ストロークを制限する弾性的な止めフックを第２の回転エンドストッパーとして担持し、この場合制御ディスクは、付属のカム頭部領域に、場合によっては、軸に対し同軸の円弧部を有している。この円弧部により、第２の出発位置に対し同等のスタート条件が保証されているので有利である。
【００２１】
本発明は、弁を最大に開閉する弁駆動を可能にする以外に、可変ストローク方式の弁駆動をも可能にする。このため本発明によれば、制御部により択一的な回転運動を実施する回転振動ステッピングモータは、ポペット弁の可変ストロークを達成するため、少なくとも開弁方向においてマイクロステップ作動で作動可能である。このためロータは正の電流後に負の電流によって制動でき、その都度の部分ストロークでは適当なロータモーメントによって保持できる。
【００２２】
この場合、エネルギー需要量を比較的小さくするため、本発明によれば、ポペット弁の作動点依存型部分ストロークに対し、レバーに作用するばね脚部の予緊張力は、シリンダヘッドに対する脚ばねの位置を変化させることにより可変制御可能である。
【００２３】
摩擦のない弁駆動のために、本発明によれば、制御ディスクはローラ牽引レバーと協働し、ローラ牽引レバーは液圧式弁間隙補償要素を介してシリンダヘッドに対し支持されるように配置されている。他の構成では、回転振動ステッピングモータは、内燃機関の１個のシリンダの同種の複数個のポペット弁用の回転アクチュエータとして用いられる。最後に、ローラ牽引レバー以外に、他の伝動要素として、および場合によっては液圧式弁間隙補償要素と組み合わせて、傾動レバーおよび／またはバケットタペットを用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
内燃機関（図示せず）の詳細には図示していないシリンダヘッド３のガス交換ポペット弁２をストローク制御するための回転アクチュエータ装置１では、閉弁ばね４によって付勢されているポペット弁２は、伝動要素５を介して制御ディスク６によりストローク制御される。軸７と相対回転不能に結合されている制御ディスク６は、マップ制御型回転振動原動機（特に電動機）８と駆動結合している。回転振動電動機８は、制御ディスク６を介して閉弁ばね４とは逆方向に作用するように予め緊張させた開弁ばね９と閉弁ばね４との協働に応じて制御される。
【００２５】
内燃機関が非作動状態にあって且つ回転振動電動機８を通電しない状態にあるときに、制御ディスク６がポペット弁２の終端位置で十分に位置固定され、さらにこの固定位置から離れるために回転振動電動機８に比較的少ないエネルギーを供給すればよいようにするため、制御ディスク６はポペット弁２の閉弁位置および開弁位置で別個の第１および第２の回転エンドストッパー１０，１１により位置決めされており、且つ軸７に別個に配置されたレバー１２に作用するように予め緊張させた開弁ばね９を介してそれぞれの出発位置１０’，１１’で回転不能に保持されている。回転振動電動機８を通電させることによりそれぞれの出発位置１０’，１１’は解消され、それぞれの緊張ばね４，９に蓄積されているエネルギーは、回転振動電動機８のロータの適当に選定した慣性モーメントを介して補助的にポペット弁２を開閉するために用いられる。この場合通電量は実質的に減少している。
【００２６】
制御ディスク６はカムプロファイル６’を有している。カムプロファイル６’は、開閉用のカム頭部１３と基本円１４との間に、傾斜部を形成させたカム側面部１５を有している。このカム側面部１５に加えて制御ディスク１６は、直径方向に、周方向に延設された基本円部分１４’を有している。基本円部分１４’には、エンジン側またはシリンダヘッド側に配置された第１の回転エンドストッパー１０のためのストッパー１６が実質的にカム頭部領域に対し半径方向に指向するように接続している。
【００２７】
制御ディスク６に隣接するように軸７と相対回転不能に結合されているレバー１２は、その自由端領域に、ころ軸受で支持されるローラ１７を担持している。ローラ１７は回転するガイドローラ１８を備えており、ガイドローラ１８により、丸巻ワイヤーから製造されてねじ山状のコイル２０を介してシリンダヘッド３に位置決めされる開弁ばね９としての脚ばね２１の予め緊張させたばね自由脚部１９がレバー１２の回動範囲にわたって案内されている。さらに、ポペット弁２が閉じているときに第１の回転エンドストッパー１０に当接する制御ディスク６は、この出発位置１０’で、ばね脚部１９の端部部分２２であってローラ１７を付勢している屈曲した前記端部部分２２によって位置固定されており、より厳密には、軸７が所定の回転振動振動数に達するまで位置固定されている。
【００２８】
前記端部部分２２はばね脚部１９に対し次のように屈曲しており、すなわちポペット弁２の開弁方向に作用する小さな力モーメントがローラ１７に作用し、この力モーメントがポペット弁２の開弁開始時に回転振動電動機８のスタートを容易にするように屈曲している。
【００２９】
脚ばね２１のばね脚部１９に対する端部部分２２の屈曲はさらに次のように選定されており、すなわち第２の回転エンドストッパー１１で得られるポペット弁２の開弁ストロークにおいて、回転振動電動機８のロータにゼロに移行するようなトルクが生じるように選定されている。
【００３０】
さらに、弾性舌片として形成される第１の回転エンドストッパー１０は、内燃機関が停止しているときに静止ストッパーとして用いることができる。内燃機関が作動すると、制御カム６の第１の出発位置１０’の領域で、回転アクチュエータとして設けられた電気的な回転振動ステッピングモータ８を用いて、ばね脚部端部部分２２に対し当接するローラ１７による動力学的出発位置位置決め過程が生じる。
【００３１】
第２の回転エンドストッパー１１の構成を構造的に簡潔にするため、脚ばね２１のばね脚部１９の端部部分２２は、その自由端に、ポペット弁２のそれぞれの開弁ストロークをローラ１７と協働して制限する弾性的な止めフック２５を第２の回転エンドストッパー１１として担持しており、この場合制御ディスク６は、場合によっては、付属のカム頭部領域に軸７に対し同軸の円弧部２６を有し、エネルギー供給により克服されるロック位置を回避するようになっている。
【００３２】
本発明による回転アクチュエータ装置１の特別な利点は以下の点からも得られ、すなわち軸７の所定の回転振動振動数を越えた時点で、互いに係止しあっているストッパー１０，１６または２５，１７の一方が弾性変形することにより生じるはね返り運動により、固定されている出発位置１０’，１１’が軸７の戻り回転運動を加速させ、よって軸７と結合されている回転振動電動機８のロータの戻り回転運動を加速させ、その結果軸７の回転振動振動数が所定の値を越えると、固定されている出発位置１０’，１１’を乗り越えるために回転振動電動機８に実質的にエネルギーを供給する必要がない。
【００３３】
図面に図示した本発明の実施形態では、回転エンドストッパー１０は次のような剛性を持つ弾性舌片から形成されており、すなわち軸７が所定の回転振動振動数に達するまでは軸側のストッパー１６のための硬い回転ストッパーのごとく作用し、軸７が所定の回転振動振動数を越えると、このストッパー１６を軸７とともに、よって軸７と結合されている回転振動電動機８のロータとともにはね返り運動のように弾性的に回転復帰させるように作用する。これと同じことが、脚ばね２１のばね脚部１９に設けた弾性的な係止フック２５の構成における回転エンドストッパー１１に対しても言える。
【００３４】
弾性的な回転エンドストッパー１０の代わりに、これを硬く構成して、回転エンドストッパー１０にも、制御ディスク６に設けた対応するストッパー１６にも硬化止め面を備えさせ、これにより互いに係止しあうときに高速で同じようにはね返り運動が生じるようにしてもよい。
【００３５】
回転アクチュエータ装置１の作動範囲を拡大させるため、１回の制御で択一的な回転運動を実施する回転振動ステッピングモータ８は、ポペット弁２の可変ストロークを達成するために少なくとも開弁方向においてマイクロステップ作動で作動可能である。これにより、ポペット弁２の閉弁位置からいかなる所望の小さな弁ストロークをも達成できる。この場合に回転振動ステッピングモータ８のエネルギー需要量を比較的小さくするため、ポペット弁２の作動点依存型部分ストロークに対し、レバー１２に作用するばね脚部１９の予緊張力はシリンダヘッド３に対する脚ばね２１の位置を変化させることにより可変制御可能である（図示せず）。
【００３６】
本発明による回転アクチュエータ装置１により、特に構成的な観点で、制御ディスク６をローラ牽引レバー２３と組み合わせることが可能になる。この場合ローラ牽引レバー２３は、液圧式弁間隙補償要素（ＨＶＡ）２４を介してシリンダヘッド３に対し支持されるように配置されている。ＨＶＡ２４により、公知のように制御ディスク６とローラ牽引レバー２３との遊びのない協働が得られ、本発明による回転アクチュエータ１との組み合わせによりポペット弁２の最小部分ストロークも可能にするという利点がある。
【００３７】
図面は１個のポペット弁２に付設された回転振動ステッピングモータ８を図示しているが、内燃機関の１個のシリンダの複数個の同種のポペット弁２用の、特に吸気弁用の回転アクチュエータとして用いてもよい。この場合１個の回転振動ステッピングモータ８は、適当な数量のポペット弁２を設けた制御ディスク６の軸７を駆動させる。
【００３８】
ローラ牽引レバー２３または牽引レバー以外に、回転アクチュエータ装置の伝動要素５として、同様にそれぞれの液圧式弁間隙補償要素との組み合わせで傾動レバーおよび／またはバケットタペットを設けてもよい。
【００３９】
回転アクチュエータ装置１の場合、ガス交換弁の開弁力は、特に開弁ばね９と閉弁ばね４との協働により得られるアクチュエータロータの回転運動エネルギーと、制御ディスク６を介したロータとローラ牽引レバー２３との強制連結とから生じる。これにより特に排気弁のほうがより好適に且つより正確に開弁し、この場合排気弁の弁直径の制限はほとんどない。
【００４０】
本発明による、脚ばねのレバー運動系の運動学的条件により、回転振動ステッピングモータ８のロータはスタート位置で回転方向とは逆の方向でストッパー１０に対し押圧され、これによりポペット弁２またはガス交換弁は制御ディスク６の基本円１４内で確実に閉じたままであり、このために通電も要しない。最大ストローク位置では、カム接触力はカム中心点を通り、或いは選択的に同様に回転方向とは逆の方向でストッパー１１に対し押圧され、その結果弁２は最大ストローク位置で同様に電流なしで安定である。
【００４１】
以上説明したことから明らかなように、内燃機関のスタート時に、リニアアクチュエータの場合のようにクランク軸が最初に回転する前にガス交換弁またはポペット弁２を通電させる必要がなく、閉弁位置へもたらすことができる。したがってスタートエネルギーがわずかで済み、搭載電源の負荷が少ない。
【００４２】
なお、本発明に従って選定された脚ばね２１はレバー１２で摩擦なしに支持されているローラ１７を介して作用し、したがってトルク変化は、制御ディスク６に対するレバーの角度によってその時間的変化を任意に選択できるので有利である。本発明による弁駆動装置の構成において決定される、レバー１２と制御ディスク６との角度により、ガス交換弁２の部分ストロークに必要なネガティブな通電が極値に達しないように、この部分ストローク時のエネルギー需要量を一緒に考慮することができる。
【００４３】
回転振動原動機は内燃機関のマッピングを介して空気圧式または液圧式に制御または操作されてもよい。さらに、回転振動原動機を電動機または回転磁石として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】回転アクチュエータ装置の端面図である。
【図２】図１の回転アクチュエータの斜視図で、加速用のレバーのローラに作用する脚ばねのばね脚部をも併せて示した斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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