特表 2022-519932 内燃機関用の液圧式の遅延要素を備えた動弁機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-25

(54)【発明の名称】内燃機関用の液圧式の遅延要素を備えた動弁機構

(51)【国際特許分類】

   F01L 9/10 20210101AFI20220317BHJP

【ＦＩ】

F01L9/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021557789

(86)(22)【出願日】2020-03-27

(85)【翻訳文提出日】2021-10-28

(86)【国際出願番号】 EP2020058812

(87)【国際公開番号】W WO2020201137

(87)【国際公開日】2020-10-08

(31)【優先権主張番号】19166327.7

(32)【優先日】2019-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520512373

【氏名又は名称】エービービー スウィッツァーランド リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ Ｌｔｄ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ７１ａ， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ マテイ

(72)【発明者】

【氏名】ラファエル ライザー

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス シュトレーベル

【テーマコード（参考）】

3G018

【Ｆターム（参考）】

3G018AB11

3G018BA11

3G018DA17

3G018DA57

3G018DA58

(57)【要約】

本願では内燃機関用の動弁機構（１）と、内燃機関とが記載される。動弁機構は、内燃機関の吸気弁（２４）を周期的に操作するための吸気弁操作機構（２０）を有している。さらに動弁機構（１）は、液圧媒体を用いて吸気弁（２４）の閉鎖運動を遅延させる、吸気弁操作機構（２０）に接触する、液圧チャンバ（１２）を備えた遅延要素（８）を有している。動弁機構（１）は、液圧媒体を液圧チャンバ（１２）内に供給するための液圧供給部を有しており、液圧供給部は、制御シャフト（７）を有している。制御シャフト（７）は、内燃機関により機械的に駆動される。制御シャフト（７）は、液圧媒体のための軸方向に延在する中空室（１０）と、中空室（１０）から液圧チャンバ（１２）に液圧媒体を断続的に供給するために少なくとも１つの開口（５）とを有している。さらに複数の動弁機構を備えた内燃機関が記載される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用の動弁機構（１）であって、該動弁機構（１）が、
前記内燃機関の吸気弁（２４）を周期的に操作する吸気弁操作機構（２０）と、
前記吸気弁操作機構（２０）と連結する遅延要素（８）であって、液圧媒体を用いて前記吸気弁（２４）の閉鎖運動を遅延させるための液圧チャンバ（１２）を備えた遅延要素（８）と、
前記液圧チャンバ（１２）内に前記液圧媒体を供給する液圧供給部と
を有しており、
前記液圧供給部が、制御シャフト（７）を有しており、該制御シャフト（７）が、前記内燃機関により機械的に駆動され、好適には前記吸気弁（２４）の周期的な操作に同期して駆動され、かつ
前記制御シャフト（７）が、前記液圧媒体のための軸方向に延在する中空室（１０）と、前記中空室（１０）から前記液圧チャンバ（１２）に前記液圧媒体を断続的に供給するための少なくとも１つの開口（５）とを有している、動弁機構（１）。

【請求項2】

前記吸気弁操作機構（２０）が、
ａ．）シーソ式ロッカアーム（２３）を有しており、該シーソ式ロッカアーム（２３）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｂ．）スイングアーム式ロッカアーム（２２）を有しており、該スイングアーム式ロッカアーム（２２）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｃ．）プッシュロッド（２１）を有しており、該プッシュロッド（２１）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｄ．）弁ブリッジを有しており、該弁ブリッジに前記遅延要素（８）が接触している、
請求項１記載の動弁機構。

【請求項3】

前記液圧供給部が、前記軸方向に延在する中空室（１０）内に前記液圧媒体を供給するために、前記制御シャフト（７）に接続する供給管路（１６）を有しており、前記液圧媒体が、好適にはエンジンオイルである、請求項１または２記載の動弁機構。

【請求項4】

前記供給管路（１６）内に配置された切換え弁（２）、好適には電磁切換え弁（２）をさらに有している、請求項３記載の動弁機構。

【請求項5】

前記制御シャフト（７）の前記中空室（１０）を、前記遅延要素（８）の前記液圧チャンバ（１２）に接続管路（１５）を介して流体接続させることができる、請求項１から４までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項6】

前記制御シャフト（７）の前記開口（５）、特にカムシャフト（９）に対する前記制御シャフト（７）の前記開口の回転位置は、前記中空室（１０）から前記液圧チャンバ（１２）への前記液圧媒体の断続的な供給が前記吸気弁（２４）の最大の弁ストロークへの到達前または到達時に可能となるように、配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項7】

前記液圧チャンバ（１２）が、液圧シリンダとして形成されており、前記遅延要素（８）が、液圧ピストン（１４）をさらに有しており、該液圧ピストン（１４）は、前記液圧チャンバ（１２）内に供給された前記圧力媒体によって圧力を加えられるように、前記液圧チャンバ（１２）内に摺動可能に配置されており、これにより前記液圧媒体によって圧力を加えられた前記液圧ピストン（１４）が、前記吸気弁操作機構（２０）の閉鎖運動に抗して作用する、請求項１から６までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項8】

前記制御シャフト（７）が、前記液圧チャンバ（１２）から流出スリット（６）への、かつ該流出スリット（６）を通じた前記液圧媒体の断続的な排出のために、前記流出スリット（６）を有しており、
好適には該流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の外周面に配設されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項9】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）、特に前記カムシャフト（９）に対する前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）の回転位置は、前記液圧チャンバ（１２）から前記流出スリット（６）への前記液圧媒体の前記断続的な排出が前記吸気弁（２４）の最大の開放位置への到達後に可能となるように、配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項10】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の１つの区分にわたって半径方向に延びており、かつ／または前記制御シャフト（７）の前記軸方向に延在する中空室（１０）と前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）とが、互いに直接的に流体接続していない、請求項８記載の動弁機構。

【請求項11】

前記遅延要素（８）が、ばね装置（１１）を有しており、該ばね装置（１１）が、前記吸気弁操作機構（２０）の前記閉鎖運動に抗して作用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項12】

前記切換え弁（２）を迂回するバイパス弁（３）をさらに有しており、好適には機械的または電気的な操作により、前記制御シャフト（７）の前記軸方向に延在する中空室（１０）への前記液圧媒体の供給が可能になっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項13】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の前記開口（５）から軸方向にずらされて配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項14】

前記動弁機構が、
前記内燃機関の対応する多数の吸気弁（２４）を周期的に操作する多数の吸気弁操作機構（２０）と、
前記複数の吸気弁操作機構（２０）のそれぞれと連結する多数の遅延要素（８）であって、液圧媒体により前記各吸気弁（２４）の閉鎖運動を遅延させるための、それぞれの液圧チャンバ（１２）を備えた多数の遅延要素（８）と
を有しており、
前記液圧供給部が、１つの制御シャフト（７）を有しており、該制御シャフト（７）が、前記内燃機関により機械的に駆動され、好適には前記吸気弁（２４）の周期的な操作に同期して駆動され、
前記制御シャフト（７）が、前記液圧媒体のための軸方向に延在する中空室（１０）と、該中空室（１０）から前記各液圧チャンバ（１２）への前記液圧媒体の断続的な供給のためのそれぞれの開口（５）とを有しており、前記制御シャフト（７）から前記各遅延要素（８）の前記液圧チャンバ（１２）への流体接続が、前記制御シャフト（７）の回転時に断続的に開放され、遮断される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の動弁機構。

【請求項15】

請求項１から１４までのいずれか１項記載の少なくとも１つの動弁機構を有する、内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関におけるガス交換用の動弁機構と、内燃機関とに関する。

【0002】

背景技術
内燃機関、特に中速走行するセグメントの大型エンジンは、今日では、いわゆるミラー・バルブタイミング（Miller-Steuerzeiten）および高効率の高圧過給を有することが増えている。このバルブタイミングは、吸気行程の終了を下死点前に行うことにより特徴付けられている。この構成は、一方では、燃料消費が減じられ、内部の膨張によってＮＯｘ排出量が大幅に減じられることをもたらすが、他方では、始動時、加速時、部分負荷運転時の挙動に悪影響を与える。

【0003】

極端なミラー・バルブタイミングにより、たとえばアイドリング時に少量の燃料しかシリンダ内に到達しないので、ディーゼルエンジンでは、圧縮段階において必要な点火温度が達成されず、したがってエンジンの始動は不可能である。さらに、部分負荷運転の大きな範囲において充填量が少ないので、許容可能な排気ガス温度での無煙燃焼を保証することはできない。

【0004】

ミラー・バルブタイミングを有するガスエンジンでは、圧縮段階の終了時の低い温度は、点火性、ひいてはエンジンの運転挙動に不都合に作用する。概して、ミラー・バルブタイミングにより、加速挙動もしくは応答挙動に不都合な影響を与えてしまう。付加的に、アイドリング時および低負荷運転中には、ピストンの上下の空間の間で望ましくない不都合な圧力勾配が生じる運転状態が発生してしまう。

【0005】

ミラー・バルブタイミングを有する内燃機関の、低負荷時に部分的に不満足である運転挙動に対する対抗措置として、今日では様々な技術が使用されている。これらの技術のうちの幾つかは、たとえば、部分負荷運転中の吸気行程の終了を変更させることを目的としている。

【0006】

上記を勘案して、さらなる改善が要求されている。

【0007】

発明の概要
この課題は、請求項１に記載の動弁装置により少なくとも部分的に解決される。さらに、この課題は、請求項１５に記載の内燃機関により解決される。別の実施形態、変化形および改良形は、以下の説明および添付の図面につき明らかとなる。

【0008】

１つの実施形態によれば、内燃機関用の動弁機構が提供される。動弁機構は、内燃機関の吸気弁を周期的に操作する吸気弁操作機構を有している。さらに、動弁機構は、吸気弁操作機構と連結又は接触する遅延要素であって、液圧媒体を用いて吸気弁の閉鎖運動を遅延させるための液圧チャンバを備えた遅延要素を有している。さらに、動弁機構は、液圧チャンバ内に液圧媒体を供給する液圧供給部を有している。液圧供給部は、制御シャフトを有している。制御シャフトは、内燃機関により機械的に駆動される。好適には、制御シャフトは、吸気弁の周期的な操作に同期して駆動される。さらに、制御シャフトは、液圧媒体のための軸方向に延在する中空室と、中空室から液圧チャンバに液圧媒体を断続的に供給する少なくとも１つの開口を有している。

【0009】

１つの実施形態によれば、内燃機関が提供される。内燃機関は、本明細書に開示された複数の実施形態のうちのいずれか１つの実施形態による少なくとも１つの動弁機構を有している。

【0010】

本発明の実施形態によれば、特に、遅延機構の意図された制御を、僅かな構造的かつ制御技術的コストで実現することができる。これにより、簡単かつ廉価な形式で、内燃機関における部分負荷挙動の改善が達成される。したがって、本発明の実施形態は、特にミラー・バルブタイミングおよび／または運転範囲において高い要求を有する内燃機関のために使用可能である。

【0011】

以下に本発明を実施形態につき詳細に説明するが、これらの実施形態は、請求項により定義される保護範囲を制限するものではない。

【0012】

添付の図面は実施形態を可視化し、明細書とともに本発明の原理を説明するために役立つ。図面に示された要素は、互いに対してかつ必ずしも正しい縮尺ではない。同一の参照符号は対応する類似の部分を指す。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1A】１つの実施形態による本発明による制御シャフトを示す側面図である。

【図1B】Ｂ－Ｂ線に沿った、図１Ａに示した制御シャフトを示す横断面図である。

【図2】１つの実施形態による本発明に係る動弁機構を示す図である。

【図3】別の１つの実施形態による本発明に係る動弁機構を示す図である。

【図4】別の１つの実施形態による本発明に係る動弁機構を示す図である。

【図5】別の１つの実施形態による本発明に係る動弁機構を示す図である。

【0014】

詳細な説明
図２～図５は、動弁機構１の種々異なる複数の実施形態を概略図で示している。動弁機構１は、内燃機関におけるガス交換のために適している。

【0015】

図４および図５は、動弁機構のカムシャフト側の部分（たとえば、カムシャフトが下側に位置している場合に動弁機構の下側に位置している部分）を示しており、図２および図３は、動弁機構の弁シャフト側の部分（たとえば、動弁機構の上側に位置している部分）を示している。動弁機構のこれらの部分は、全ての図面において部分的に示したプッシュロッド２１を介して互いに、もしくは（たとえば、図面に示された遅延要素８および液圧供給部を有しない）従来の動弁機構の対応する部分に結合され得る。

【0016】

動弁機構１は、内燃機関の吸気弁２４を操作する吸気弁操作機構２０を有している。内燃機関の吸気弁２４の操作には、吸気弁２４の開放運動および閉鎖運動が含まれる。吸気弁操作機構２０は、吸気弁２４の弁シャフトを周期的に押圧するための周期的に可動な要素の運動学的な連結構造を有している。周期的な押圧により、開放運動が操作され、押圧の周期的な除去により、閉鎖運動が操作される。吸気弁操作機構２０の要素の周期的な運動は、たとえば、カムシャフト９により引き起こすことができ、残りの要素が周期的な運動をカムシャフト９から弁シャフトへと伝達する。

【0017】

吸気弁操作機構２０は、（上記の運動学的な連結構造の可動の要素として）たとえばスイングアーム式ロッカアーム２２、シーソ式ロッカアーム２３、プッシュロッド２１および／または弁ブリッジを有している。たとえば、図２および図３は、シーソ式ロッカアーム２３を概略的に示しており、図４および図５は、スイングアーム式ロッカアーム２２を概略的に示しており、図１～図４は、プッシュロッド２１を概略的に示している。

【0018】

動弁機構１は、遅延要素８をさらに有している。この遅延要素８は、吸気弁操作機構２０に接触している。

【0019】

１つの実施形態では、遅延要素８は、液圧シリンダ１３と液圧ピストン１４とを有していてよい。液圧シリンダ１３および液圧ピストン１４の実施形態は、たとえば図２～図５に図示されている。液圧チャンバ１２内に供給された液圧媒体は、液圧ピストン１４に押圧力を加えることができる。液圧ピストン１４は、吸気弁操作機構２０の閉鎖に抗して作用することができる。さらに、遅延要素８は、ばね装置１１を有していてよい。ばね装置１１は、吸気弁操作機構２０の閉鎖運動に抗して作用することができる。

【0020】

吸気弁操作機構２０の要素と遅延要素８との接触は、特に、この要素の開放運動が液圧チャンバ１２から出る方向にピストンを運動させ（引っ張り）、この要素の閉鎖運動が液圧チャンバ１２内への方向にピストンを運動させる（押し込む）ような、液圧ピストン１４と吸気弁操作機構２０の要素との連結又は接触を意味する。

【0021】

１つの実施形態では、遅延要素８が吸気弁操作機構２０に機械的に結合されていてよい。別の１つの実施形態では、吸気弁操作機構２０は、吸気弁２４の操作時、特に閉鎖時に遅延要素８に接触することができる。

【0022】

遅延要素８は、この場合、吸気弁２４の操作時に運動する吸気弁操作機構２０の各要素に接触することができる。１つの実施形態では、遅延要素８は、スイングアーム式ロッカアーム２２に接触している。図４および図５は、遅延要素８がスイングアーム式ロッカアーム２２に接触している例を示している。別の１つの実施形態では、遅延要素８が、シーソ式ロッカアーム２３に接触している。図２および図３は、遅延要素８がシーソ式ロッカアーム２３に接触する例を示している。図３は、シーソ式ロッカアーム２３が付加的なプッシュロッド２５を有している１つの実施形態を図示している。別の１つの実施形態では、遅延要素８が弁ブリッジに接触している（図示せず）。別の１つの実施形態では、遅延要素８がプッシュロッド２１に接触している（図示せず）。

【0023】

遅延要素８は、液圧媒体を用いて吸気弁２４の閉鎖運動を遅延させるために液圧チャンバ１２を有している。液圧媒体は、たとえば、エンジンオイルであってよく、または別のサーボオイル循環であってよい。

【0024】

有利には、遅延要素８は、吸気弁２４の早期の閉鎖を阻止することを可能にする。液圧チャンバ１２が液圧媒体を有していない場合、吸気弁２４の閉鎖運動の遅延は行われないか、または実質的に行われない。このことは、特に、全負荷運転中に求められ得る。たとえば部分負荷運転中には、吸気弁２４の閉鎖運動の遅延が求められることがある。吸気弁２４の閉鎖運動は、液圧チャンバ１２内に液圧媒体が存在している場合に、吸気弁操作機構２０が液圧媒体を液圧チャンバ１２から絞り出すか、押し出すことにより遅延させることができる。本開示の複数の実施形態のうちのいずれか１つの実施形態による動弁機構１の使用により、特にアイドリング時および部分負荷運転時のミラー効果もしくはミラー・バルブタイミングの不都合な作用を排除することができる。

【0025】

液圧チャンバ１２は、液圧媒体を収容するために形成された液圧シリンダとして形成されていてよい。液圧チャンバ１２内には、摺動可能な液圧ピストン１４が配置されている。

【0026】

さらに、動弁機構１は、液圧チャンバ１２内に液圧媒体を供給する液圧供給部を有している。液圧供給部は、制御シャフト７を有している。図１Ａは、１つの実施形態による本発明による制御シャフト７の側面図を示している。図１Ｂは、図１Ａに示した制御シャフト７のＢ－Ｂ線に沿った横断面図を示している。制御シャフト７は、液圧媒体のための中空室１０、特に軸方向に延在する中空室１０を有していてよい。１つの実施形態では、中空室は、制御シャフト７の軸方向のほぼ全延在長さにわたって（たとえば制御シャフト７の軸方向の延在長さの少なくとも６０％、または少なくとも８０％にわたって）延びている。

【0027】

液圧供給部は、供給管路１６を有していてよい。供給管路１６は、液圧媒体を軸方向に延在する中空室１０に供給するために、制御シャフト７に接続されていてよい。特に、供給管路１６は、エンジンへの管路であってよく、液圧媒体としてエンジンオイルを使用することができる。

【0028】

制御シャフト７は、内燃機関により機械的に駆動することができる。制御シャフト７は、好適には吸気弁２４の周期的な操作に同期して、つまりたとえば内燃機関のカムシャフト９に同期して、特にカムシャフト９と同一の回転数で駆動される。有利には、制御シャフト７の、カムシャフト９に同期した駆動は、カムシャフト９の各配向（若しくは回転位置）に対応する、制御シャフト７の規定された配向（若しくは回転位置）を可能にする（この場合、制御シャフト７の対応する回転位置は、たとえば位相シフタを介して調節可能とすることができる）。

【0029】

制御シャフト７は、少なくとも１つの開口５を有していてよい。好適には、開口５は、制御シャフト７の外周面の１つの区分にわたってのみ延びている。特に、開口５は、好適には制御シャフト７の外周面全体にわたっては延びていない。

【0030】

軸方向に延在する中空室１０内にある液圧媒体は、開口５を介して制御シャフト７から流出することができる。特に、開口５は、制御シャフト７の軸方向に延在する中空室１０から遅延要素８の液圧チャンバ１２への液圧媒体の断続的な供給を可能にする。

【0031】

制御シャフト７の中空室１０は、遅延要素８の液圧チャンバ１２に接続管路１５を介して流体接続させることができる。遅延要素８は、遅延要素８の液圧チャンバ１２と接続管路１５との間の流体接続を可能にするために開口を有している。１つの実施形態では、接続管路１５は、制御シャフト７に対して固定的に、ひいては制御シャフト７において回動不能に支承されかつ／または結合されていてよい。制御シャフト７の開口５が、制御シャフト７の外周面の１つの区分にわたってのみ延在している場合、制御シャフト７の中空室１０から遅延要素８の液圧チャンバ１２への液圧媒体の供給は、制御シャフト７の特定の回転位置においてのみ行われる。中空室１０と液圧チャンバ１２との間の流体接続は、接続管路１５と開口５とが「オーバラップ」する間に存在することができる。制御シャフト７がさらに回転することにより、または換言すると制御シャフト７の開口５と接続管路１５との間のオーバラップが生じていない場合に、中空室１０から液圧チャンバ１２への流体接続を遮断することができる。１つの実施形態によれば、制御シャフト７の開口５の位置は、特にカムシャフト９に対する制御シャフト７の相対回転位置は、中空室１０から液圧チャンバ１２への液圧媒体の断続的な供給が吸気弁２４の最大の弁ストロークの到達前または到達時に可能となるように、配置されている。

【0032】

したがって、液圧供給部は、１つの共通する態様によれば、制御シャフト７から液圧チャンバ１２へと延びる接続管路１５を有している。この場合、接続管路１５の入口は、制御シャフト７の開口５が接続管路１５の入口を周期的に通過して、中空室１０から液圧媒体を断続的に供給できるように、配置されている。制御シャフト７の第１の回転角度では、たとえば制御シャフト７の開口５が、接続管路１５の入口にオーバラップするので、液圧媒体は、接続管路１５を介して供給され、制御シャフト７の第２の回転角度では、制御シャフト７の開口５は接続管路１５の入口にオーバラップしないので、液圧媒体の供給は遮断される。

【0033】

動弁機構１は、供給管路１６内に配置された切換え弁２、特に電磁切換え弁２をさらに有していてよい。切換え弁２は、供給管路１６を開閉するために構成されていてよい（この実施形態は図面には図示されていない）。特に、切換え弁２は、部分負荷運転中に供給管路１６を開放するように構成されていてよい。これにより、中空室１０から液圧チャンバ１２への液圧媒体の断続的な供給を、吸気弁２４の最大の弁ストロークの到達前に可能にすることができる。１つの実施形態では、切換え弁２は、内燃機関が全負荷運転されている、かつ／または部分負荷運転されていない場合に、供給管路１６を閉じるように構成されていてよい。

【0034】

動弁機構１はさらに、液圧チャンバ１２からの液圧媒体の断続的な排出を可能にするように構成されていてもよい。１つの実施形態では、液圧供給部、好適には制御シャフト７は、液圧チャンバ１２からの液圧媒体の断続的な排出を可能にするように構成されていてよい。特に、制御シャフト７は流出スリット６を有していてよく、これにより遅延要素８の液圧チャンバ１２から液圧媒体が流出スリット６へ断続的に排出されることになる。特に、液圧チャンバ１２から流出スリット６への流体接続を、制御シャフト７の回転時に断続的に開放し、遮断することができる。

【0035】

流出スリット６の複数の実施形態は、例示的に図１Ｂ，図２，図３，図４および図５に図示されている。１つの実施形態では、流出スリット６は、制御シャフト７の外周面に配置されている。流出スリット６は、制御シャフト７の外周面の１つの区分にわたって延びていてよい。特に、流出スリット６は、好適には制御シャフト７の外周面全体にわたっては延びていない。

【0036】

制御シャフト７の流出スリット６は、制御シャフト７の１つの区分にわたって半径方向に延びていてよい。特に、制御シャフト７の流出スリット６は、好適には開口を成すものではなく、かつ／または好適には制御シャフト７の軸方向に延在する中空室１０に実質的に流体接続していない。制御シャフト７の流出スリット６は、制御シャフト７の１つの区分にわたって軸方向で延びていてよい。特に、流出スリット６は、制御シャフト７の単に１つの区分にわたってのみ軸方向に延びている。

【0037】

１つの実施形態では、制御シャフト７の流出スリット６は、制御シャフト７の開口５に対して軸方向にずらして配置されている。たとえば、図１Ａは制御シャフト７の１つの実施形態を示しており、この実施形態では、制御シャフト７の開口５がＡ－Ａ線の領域に軸方向に配置されている一方で、制御シャフト７の流出スリット６がＢ－Ｂ線の領域に軸方向に配置されている。

【0038】

制御シャフト７の軸方向に延在する中空室１０と、制御シャフト７の流出スリット６とは、好適には互いに実質的に流体接続していない。１つの実施形態によれば、制御シャフト７は、制御シャフト７の開口５の領域における液圧媒体の流出を阻止するために、開口５の領域にシールを有してしてよい。特に、制御シャフト７は、制御シャフト７の開口５の領域における液圧媒体の流出を阻止するために、たとえばピストンリング４（これに関する例示的な実施形態が図１Ａに図示されている）またはＯリングのようなシール要素を有していてよい。これにより、特に、開口５と流出スリット６との間の流体接続を実質的に阻止することができる。

【0039】

制御シャフト７の流出スリット６は、遅延エレメント８の液圧チャンバ１２に流体接続させることができる。１つの実施形態では、制御シャフト７の流出スリット６は、接続管路１５を介して遅延要素８の液圧チャンバ１２に流体接続させることができる。たとえば、接続管路１５は分岐していてよく、したがって制御シャフト７の中空室１０に、制御シャフト７の流出スリット６に、そして遅延要素８の液圧チャンバ１２に接続されていてよい。別の１つの実施形態では、遅延要素８が第２の開口を有しており、これにより遅延要素８の液圧チャンバ１２と制御シャフト７の流出スリット６との間の流体接続を可能にすることができる。動弁機構１は、遅延要素８の液圧チャンバ１２と制御シャフト７の流出スリット６とを接続する第２の接続管路を有していてよい。

【0040】

１つの実施形態では、接続管路１５および／または第２の接続管路が、制御シャフトに対して固定的に、ひいては制御シャフトにおいて回動不能に支承され、かつ／または結合されていてよい。制御シャフト７の流出スリット６が制御シャフト７の外周面の１つの区分にわたってのみ延在している場合、遅延要素８の液圧チャンバ１２から制御シャフト７の流出スリット６への液圧媒体の排出は、制御シャフト７の特定の回転位置でのみ行われる。中空室１０と液圧チャンバ１２との間の流体接続は、流出スリット６と接続管路１５または第２の接続管路とのオーバラップ時に存在することができる。制御シャフト７がさらに回転することにより、または換言すると流出スリット６と接続管路１５または第２の接続管路との間のオーバラップが生じていない場合に、流出スリット６への液圧チャンバ１２の流体接続を遮断することができる。１つの実施形態によれば、制御シャフト７の流出スリット６の配置は、特にカムシャフト９に対する制御シャフト７の回転角度（若しくは回転位置）は、液圧チャンバ１２から流出スリット６への液圧媒体の断続的な排出が吸気弁２４の最大の開放位置への到達後に可能となるように、規定されている。

【0041】

本開示の実施形態による動弁機構１は、機械的な解決手段に基づく吸気弁２４の閉鎖運動の遅延を可能にする。特に、本開示の実施形態による動弁機構１は、吸気弁２４の閉鎖運動を遅延させるために電気的および／または電磁的な構成部材を要求しない。電気的および／または電磁的な構成部材は、特に吸気弁２４の閉鎖運動の制御および必要な調整に関連して著しい追加のコストをもたらしてしまう。

【0042】

図２および図３は、１つの実施形態による動弁機構１をそれぞれ図示している。遅延要素８は、吸気弁操作機構２０のシーソ式ロッカアーム２３に接触している。プッシュロッド２１は、図２および図３には単に部分的に図示されている。破線の矢印は、制御シャフト７の回転方向を示唆しているが、この回転方向は、制限するものと見なすべきではない。制御シャフト７は、代替的には反時計回りに回転することができる。吸気弁２４の閉鎖運動の遅延は、図２および図３に図示した両実施形態において、液圧媒体が充填された遅延要素８がシーソ式ロッカアーム２３の運動を遅延させることができ、その結果吸気弁２４の閉鎖運動も遅延させることができることによって、達成することができる。

【0043】

図４および図５は、１つの実施形態による動弁機構１をそれぞれ図示している。遅延要素８は、吸気弁操作機構２０のスイングアーム式ロッカアーム２２に接触している。プッシュロッド２１は、単に部分的に図示されている。吸気弁２４の閉鎖運動の遅延は、図４および図５に図示した両実施形態において、液圧媒体が充填された遅延要素８が、スイングアーム式ロッカアーム２２を遅延させることができ、その結果吸気弁２４の閉鎖運動も遅延させることができることによって、達成することができる。

【0044】

１つの実施形態によれば、動弁機構１は、切換え弁２のための動力伝達装置を有していてよい。動力伝達装置は、供給管路１６の閉鎖時点を変化させるための位相シフタを有していてよく、この変化は、好適には回転数に依存して、かつ／または負荷に依存して行われる。別の１つの実施形態では、位相シフタは、制御シャフト７の回転位置をカムシャフト９に対して変更することができる。したがって、位相シフタは、液圧チャンバ１２への液圧媒体の断続的な供給の時点（タイミング）を変化させることを可能にする。

【0045】

１つの実施形態によれば、動弁機構１は、切換え弁２を迂回するバイパス弁３を有していてよい。好適にはバイパス弁３の機械的または電気的な操作により、制御シャフト７の軸方向に延在する中空室１０内への液圧媒体の供給が可能にされる。バイパス弁３は、フェイルセーフ運転を可能にする。

【0046】

１つの実施形態によれば、内燃機関が提供される。内燃機関は、本明細書に開示された複数の実施形態のうちのいずれか１つの実施形態による多数の動弁機構１を有していてよい。特に、制御シャフト７から、全ての遅延要素８の液圧チャンバ１２への流体接続を、制御シャフト７の回転時に断続的に開放し、かつ遮断することができる。

【0047】

制御シャフト７は、多数の開口５および／または多数の流出スリット６を有していてよい。有利には、本明細書に開示された動弁機構１および内燃機関は、液圧供給部、好適には制御シャフト７から全ての遅延要素８の液圧チャンバ１２への液圧媒体の供給と、全ての遅延要素８の液圧チャンバ１２から液圧供給部、好適には制御シャフト７への液圧媒体の排出を可能にする。したがって、制御シャフト７によって全ての動弁機構１の吸気弁２４の閉鎖運動の遅延が可能になる。有利には、吸気弁２４の閉鎖運動を遅延させるために、個別の電気的または電磁的な制御、またはたとえば内燃機関の動弁機構毎の液圧媒体サーボ回路のような各動弁機構１のための個別の装置は必要とならない。その代わりに、本発明によれば、制御シャフト７は内燃機関の全ての液圧チャンバ１２に液圧媒体を供給することができ、この場合に液圧媒体を分配する電気的および／または電磁的な構成部材を必要としない。したがって、有利には、簡単かつ廉価な構成が存在すると同時に、遅延要素８の確実かつ正確な制御が保証されており、出力若しくは電力需要が減じられている。

【0048】

特に、供給管路１６内に配置された切換え弁２は、制御シャフト７の中空室１０から全ての遅延要素８の液圧チャンバ１２内への液圧媒体の供給を可能にする。

【0049】

本明細書には特定の実施形態が図示され説明されているが、示された実施形態を、本発明の保護範囲から逸脱することなしに変更することも、本発目の枠内にある。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2021-10-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関用の動弁機構（１）であって、該動弁機構（１）が、
前記内燃機関の吸気弁（２４）を周期的に操作する吸気弁操作機構（２０）と、
前記吸気弁操作機構（２０）と連結する遅延要素（８）であって、液圧媒体を用いて前記吸気弁（２４）の閉鎖運動を遅延させるための液圧チャンバ（１２）を備えた遅延要素（８）と、
前記液圧チャンバ（１２）内に前記液圧媒体を供給する液圧供給部と
を有しており、
前記液圧供給部が、制御シャフト（７）を有しており、該制御シャフト（７）が、前記内燃機関により機械的に駆動され、かつ
前記制御シャフト（７）が、前記液圧媒体のための軸方向に延在する中空室（１０）と、前記中空室（１０）から前記液圧チャンバ（１２）に前記液圧媒体を断続的に供給するための少なくとも１つの開口（５）とを有している、動弁機構（１）。

【請求項2】

前記吸気弁操作機構（２０）が、
ａ．）シーソ式ロッカアーム（２３）を有しており、該シーソ式ロッカアーム（２３）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｂ．）スイングアーム式ロッカアーム（２２）を有しており、該スイングアーム式ロッカアーム（２２）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｃ．）プッシュロッド（２１）を有しており、該プッシュロッド（２１）に前記遅延要素（８）が接触している、かつ／または
ｄ．）弁ブリッジを有しており、該弁ブリッジに前記遅延要素（８）が接触している、
請求項１記載の動弁機構。

【請求項3】

前記液圧供給部が、前記軸方向に延在する中空室（１０）内に前記液圧媒体を供給するために、前記制御シャフト（７）に接続する供給管路（１６）を有している、請求項１記載の動弁機構。

【請求項4】

前記供給管路（１６）内に配置された切換え弁（２）をさらに有している、請求項３記載の動弁機構。

【請求項5】

前記制御シャフト（７）の前記中空室（１０）を、前記遅延要素（８）の前記液圧チャンバ（１２）に接続管路（１５）を介して流体接続させることができる、請求項１記載の動弁機構。

【請求項6】

前記制御シャフト（７）の前記開口（５）は、前記中空室（１０）から前記液圧チャンバ（１２）への前記液圧媒体の断続的な供給が前記吸気弁（２４）の最大の弁ストロークへの到達前または到達時に可能となるように、配置されている、請求項１記載の動弁機構。

【請求項7】

前記液圧チャンバ（１２）が、液圧シリンダとして形成されており、前記遅延要素（８）が、液圧ピストン（１４）をさらに有しており、該液圧ピストン（１４）は、前記液圧チャンバ（１２）内に供給された前記圧力媒体によって圧力を加えられるように、前記液圧チャンバ（１２）内に摺動可能に配置されており、これにより前記液圧媒体によって圧力を加えられた前記液圧ピストン（１４）が、前記吸気弁操作機構（２０）の閉鎖運動に抗して作用する、請求項１記載の動弁機構。

【請求項8】

前記制御シャフト（７）が、前記液圧チャンバ（１２）から流出スリット（６）への、かつ該流出スリット（６）を通じた前記液圧媒体の断続的な排出のために、前記流出スリット（６）を有している、請求項１記載の動弁機構。

【請求項9】

前記流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の外周面に配設されている、請求項８記載の動弁機構。

【請求項10】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）は、前記液圧チャンバ（１２）から前記流出スリット（６）への前記液圧媒体の前記断続的な排出が前記吸気弁（２４）の最大の開放位置への到達後に可能となるように、配置されている、請求項８記載の動弁機構。

【請求項11】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の１つの区分にわたって半径方向に延びており、かつ／または前記制御シャフト（７）の前記軸方向に延在する中空室（１０）と前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）とが、互いに直接的に流体接続していない、請求項８記載の動弁機構。

【請求項12】

前記遅延要素（８）が、ばね装置（１１）を有しており、該ばね装置（１１）が、前記吸気弁操作機構（２０）の前記閉鎖運動に抗して作用する、請求項１記載の動弁機構。

【請求項13】

前記切換え弁（２）を迂回するバイパス弁（３）をさらに有しており、操作により、前記制御シャフト（７）の前記軸方向に延在する中空室（１０）への前記液圧媒体の供給が可能になっている、請求項１記載の動弁機構。

【請求項14】

前記制御シャフト（７）の前記流出スリット（６）が、前記制御シャフト（７）の前記開口（５）から軸方向にずらされて配置されている、請求項８記載の動弁機構。

【請求項15】

前記動弁機構が、
前記内燃機関の対応する多数の吸気弁（２４）を周期的に操作する多数の吸気弁操作機構（２０）と、
前記複数の吸気弁操作機構（２０）のそれぞれと連結する多数の遅延要素（８）であって、液圧媒体により前記各吸気弁（２４）の閉鎖運動を遅延させるための、それぞれの液圧チャンバ（１２）を備えた多数の遅延要素（８）と
を有しており、
前記液圧供給部が、１つの制御シャフト（７）を有しており、該制御シャフト（７）が、前記内燃機関により機械的に駆動され、
前記制御シャフト（７）が、前記液圧媒体のための軸方向に延在する中空室（１０）と、該中空室（１０）から前記各液圧チャンバ（１２）への前記液圧媒体の断続的な供給のためのそれぞれの開口（５）とを有しており、前記制御シャフト（７）から前記各遅延要素（８）の前記液圧チャンバ（１２）への流体接続が、前記制御シャフト（７）の回転時に断続的に開放され、遮断される、請求項１記載の動弁機構。

【請求項16】

前記制御シャフト（７）が、前記吸気弁（２４）の周期的な操作に同期して機械的に駆動される、請求項１５記載の動弁機構。

【請求項17】

請求項１から１６までのいずれか１項記載の少なくとも１つの動弁機構を有する、内燃機関。

【国際調査報告】