特表 2023-538089 切り替え装置を有するバルブ作動装置

(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】2023-09-06

(54)【発明の名称】切り替え装置を有するバルブ作動装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 13/00 20060101AFI20230830BHJP

【ＦＩ】

F01L13/00 301B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023512189

(86)(22)【出願日】2021-08-24

(85)【翻訳文提出日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 AT2021060291

(87)【国際公開番号】W WO2022040710

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】A50710/2020

(32)【優先日】2020-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513131176

【氏名又は名称】アーファオエル・リスト・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・クランプファー

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・ツルク

(72)【発明者】

【氏名】トマス・ザルムター

【テーマコード（参考）】

3G018

【Ｆターム（参考）】

3G018AB03

3G018BA12

3G018CA01

3G018CB02

3G018DA28

3G018FA06

3G018GA14

(57)【要約】

本発明は、機械的な切り替え装置（１１０）によって第１の位置及び第２の位置にもたらすことができるロック要素（１３Ｂ）を備えた連結装置（１０）を有するレシプロピストンエンジンのバルブのためのバルブ作動装置（１００）に関する。切り替え装置（１１０）は、相対移動が可能な、ガイドロッド（８３）及び平行な作動ロッド（８１）と、ロック要素（８５）を移動させるためにガイドロッド（８３）上に移動可能に取り付けられたスロット付きガイド要素（８４、８５）と、スロット付きガイド要素（８４、８５）に連結されたトリガ要素（１１１）とを備え、スロット付きガイド要素（８４、８５）及びトリガ要素（１１１）は、作動ロッド（８１）上の２つのストッパ（８９、８９’）の間にクランプされ、それぞれが関連するスプリング要素（９３、９４）を有し、スロット付きガイド要素（８４、８５）及びトリガ要素（１１１）は、作動ロッド（８１）と共にガイドロッド（８３）に沿って、及び／またはガイドロッド（８３）と平行に変位可能である。ブロッキング要素（１１２）はトリガ要素（１１１）と相互に作用し、第１の状態において、スプリング要素（９３、９４）が予荷重を受けるように作動ロッド（８１）を軸方向に変位させたときに、トリガ要素（１１１）及びスロット付きガイド要素（８４、８５）の変位をブロックし、第２の状態において、トリガ要素（１１１）及びスロット付きガイド要素（８４、８５）の変位を可能にして、連結装置（１１１）の作動をもたらす。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レシプロピストンエンジン、特に内燃機関の少なくとも１つのバルブを作動させるためのバルブ作動装置（１００）であって、
前記バルブ作動装置（１００）は、機械的な連結装置（１０）であって、該連結装置（１０）を作動させるための切り替え装置（１１０）によって、少なくとも第１の位置及び第２の位置に至らせることが可能なロック要素（１３Ｂ）を有する、連結装置（１０）を備え、
前記バルブ作動装置（１００）は、前記ロック要素（１３Ｂ）の少なくとも前記第１の位置において、前記少なくとも１つのバルブの作動運動を伝達しており、
前記切り替え装置（１１０）は、
－ 特にハウジングに固定して取り付けられたガイドロッドと（８３）、
－ 該ガイドロッド（８３）と略平行に延在しており、前記ガイドロッドに対して軸方向に移動可能な作動ロッド（８１）と、
－ 前記ガイドロッド（８３）に移動可能に取り付けられ、前記ロック要素（１３Ｂ）を少なくとも前記第１の位置から前記第２の位置に、またはその逆に移動させるように設計されたスロット付きガイド要素（８４、８５）と、
－ 前記作動ロッド（８１）の軸方向で前記スロット付きガイド要素（８４、８５）に連結されたトリガ要素（１１１）と、
を備えており、
前記スロット付きガイド要素（８４、８５）及び前記トリガ要素（１１１）は、前記作動ロッド（８１）上に配置された２つのストッパ（８９、８９’）の間に、２つのスプリング要素（９３、９４）によってクランプされ、各ストッパは、それぞれのスプリング要素（９３、９４）を割り当てられており、
前記作動ロッド（８１）は、少なくとも前記スロット付きガイド要素（８４、８５）及び前記トリガ要素（１１１）を、前記ガイドロッド（８３）に沿った方向及び／または前記ガイドロッド（８３）と平行な方向に変位させるように構成されており、
ブロッキング要素（１１２）が、第１の状態において、前記スプリング要素（９３、９４）のうちの少なくとも１つに予荷重が加えられるように前記作動ロッド（８１）を軸方向に変位させたときに、前記ブロッキング要素（１１２）が、前記トリガ要素（１１１）及び前記スロット付きガイド要素（８４、８５）の変位をブロックし、第２の状態において、前記トリガ要素（１１１）及び前記スロット付きガイド要素（８４、８５）の変位を可能にして前記連結装置（１０）の作動をもたらすように、前記トリガ要素（１１１）と相互作用するように構成されている、バルブ作動装置。

【請求項2】

前記トリガ要素（１１１）及び／または前記スロット付きガイド要素（８４、８５）は、前記作動ロッド（８１）上で移動可能に取り付けられている、請求項１に記載のバルブ作動装置。

【請求項3】

前記作動ロッド（８１）は、前記スプリング要素（９３、９４）を貫通している、請求項２に記載のバルブ作動装置。

【請求項4】

前記連結装置（１０）はタペット（１３Ａ）を更に備え、該タペット（１３Ａ）は、前記ロック要素（１３Ｂ）を変位、特に回転させるために前記スロット付きガイド要素（８４）のリンク（８５）と相互作用するように前記ロック要素（１３Ｂ）に固定されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のバルブ作動装置。

【請求項5】

前記リンク（８５）は、前記タペット（１３Ａ）を作動運動の方向に移動可能に案内しており、前記リンク（８５）は、好ましくはＵ字状プロファイルの設計である、請求項４に記載のバルブ作動装置。

【請求項6】

前記連結装置（１０）は、前記ロック要素（１３Ｂ）と相互作用する第１の連結要素（１１）を更に備え、該第１の連結要素（１１）及び前記ロック要素（１３Ｂ）は、前記連結装置（１０）がその軸方向の規定長さ内に十分に留まるように、前記ロック要素（１３Ｂ）の前記第１の位置で互いに対してブロックされ、前記ロック要素（１３Ｂ）の前記第２の位置では、前記第１の連結要素（１１）及び前記ロック要素（１３Ｂ）は、前記連結装置（１０）が前記規定長さと比較して軸方向に短縮されるように、互いに対して、特に互いに対して変位可能である、請求項１～５のいずれか一項に記載のバルブ作動装置。

【請求項7】

前記連結装置（１０）は、前記第１の連結要素（１１）または前記ロック要素（１３Ｂ）に対して前記連結装置（１０）の軸方向に移動可能であり、少なくとも前記作動運動が伝達されているときに前記第１の連結要素（１１）または前記ロック要素（１３Ｂ）に当接する第２の連結要素（１２）を更に備えている、請求項６に記載のバルブ作動装置。

【請求項8】

前記ブロッキング要素（１１２）は、シャフト（２１６）、特にカムシャフトに回転方向に固定された状態で接続されたロックディスクとして設計され、該ロックディスク（１１２）の半径がロックディスク（１１２）の所定の角度セクタに亘って減少する切り替えウィンドウ（１１３）を有し、前記トリガ要素（１１１）、特に前記トリガ要素（１１１）の解放ピン（１１５）は、前記第１の状態で前記ロックディスク（１１２）の側面に当接し、前記切り替えウィンドウ（１１３）は、前記第２の状態で前記トリガ要素（１１１）の領域内に配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載のバルブ作動装置。

【請求項9】

前記トリガ要素（１１１）は、前記ガイドロッド（８３）に対して平行に延びる回転軸の周りに、または前記ガイドロッド（８３）の周りに直接回動可能であり、特に、少なくとも前記ロックディスク（１１２）の回転方向において前記回転軸の周りに回動可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載のバルブ作動装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載のバルブ作動装置を備えている内燃機関。

【請求項11】

少なくとも２つのシリンダを有し、各シリンダ当たり１つの請求項１～９のいずれか一項に記載のバルブ作動装置を備え、前記作動ロッド（８１）がシリンダからシリンダへ延在しており、各ケースにおいて少なくとも前記スロット付きガイド要素（８４、８５）及び前記トリガ要素（１１１）を、前記ガイドロッド（８３）に向かって変位させるように構成された内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レシプロピストンエンジン、特に内燃機関の少なくとも１つのバルブを作動させるためのバルブ作動装置（valve-actuating device）に関し、バルブ作動装置は、連結装置を作動させるための切り替え装置（switching device）によって少なくとも第１及び第２の位置に移動させることができるロック要素を備えた機械的連結装置を含み、バルブ作動装置は、ロック要素の少なくとも第１の位置において少なくとも１つのバルブについての作動運動（actuating movement）を伝達している。

【背景技術】

【0002】

一般的なバルブ作動装置、及びこのようなバルブ作動装置を有する燃焼機関は、従来技術から一般的に知られている。

【0003】

性能、効率及び排出に関する要求がますます大きくなっているので、可変バルブトレイン（variable valve train）、すなわち可変バルブリフトを有するバルブトレインは、レシプロ内燃機関、特に４ストローク作動及び６ストローク作動のレシプロ内燃機関においてますます重要性を増している。

【0004】

可変バルブトレインは、燃焼機関の設計技術者が直面する必要性と、特に燃焼機関の運転状況に応じて１つまたは複数のバルブに異なるバルブリフト曲線を代替的に割り当てる際の熱力学的な願望とを満たすことができ、それによって、バルブリフト並びに開放点及び閉鎖点の両方を調整することができる。

【0005】

これは、一般に、バルブトレインの伝達経路を切り替えることによって達成される。様々な用途では、バケットタペット（bucket tappet）、ローラタペット、ロッカアーム等の切り替え可能なカムフォロワを備えたリフト切り替え（lift switching）及びリフトカットオフシステム（lift cut-off system）がシリーズで使用されている。ここで適用可能なのは、各追加の代替バルブリフトに対して、対応するカムも、代替リフトがゼロリフトでない限り、リフトを提供する要素として提供される必要があるということである。

【0006】

可変または可変バルブリフトを有するバルブトレインの使用には、様々な適用分野がある。次にいくつかの例を示す。

【0007】

リフト切り替え：リフト切り替えは、少なくとも２つの異なるバルブリフトの動作点依存の使用（operating point-dependent use）を可能にしている。ここでは、部分負荷範囲に合わせて特別に調整されたより小さなバルブリフトが使用され、トルク曲線を改善し、消費及びエミッションを低減している。大きなバルブリフトは、更なる性能向上のために最適化することができる。より低い最大リフトのより小さなバルブリフト及びより短い期間は、著しく早期の吸気閉鎖点及び吸気システムのスロットル解除を介して、ガス交換作業（ミラーサイクル：Miller cycle）を低減することを可能にしている。アトキンソンサイクル（Atkinson cycle）でも同様の結果が得られる可能性がある。すなわち、非常に遅い吸気閉鎖である。それによって、燃焼室の最適な充填は、依然として、部分負荷範囲におけるトルクの増加をもたらす。

【0008】

シリンダカットオフ（cylinder cut-off）：シリンダカットオフは、大容量の４シリンダエンジン（例えば、４シリンダ、８シリンダ、１０シリンダまたは１２シリンダのエンジンシリンダ）で主に使用されている。これにより、選択されたエンジンシリンダは、吸気バルブ及び排気バルブにおけるリフトのスイッチを切ることにより停止され、これにより、カムリフトから完全に分離されている。等間隔の点火シーケンスにより、共通のＶ８及びＶ１２モータをＡ４またはＲ６エンジンに切り替えることができる。エンジンシリンダの遮断の目的は、ガス交換損失を最小にし、動作点をより高い平均圧力、従ってより高い熱力学的効率にシフトさせ、それによって大幅な燃料節約が達成されることを可能にすることである。

【0009】

エンジンブレーキモード：エンジンブレーキモードを可能にするエンジンブレーキシステムは、車両の燃焼エンジン、特に商用車においてますます重要になってきており、その理由は、これらのエンジンブレーキシステムは、特に長い下り坂で車輪ブレーキへの負荷を減少させることができる、コスト効率が良く、場所をとらない追加のブレーキシステムを構成するからである。更に、現代の商用車エンジンの比出力（specific power）を増加させるには、達成可能な制動力を増加させることも必要である。

【0010】

エンジンブレーキ効果を達成する既知の方法は、燃焼エンジンのシリンダ内に追加のマクロバルブ（macrovalve）を提供することであり、これは、特に４ストロークエンジンまたは６ストロークエンジンにおいて、圧縮ストロークの終わりに追加のエンジンバルブを介してシリンダを減圧することにより、いわゆる減圧ブレーキを実施することができる。これにより、圧縮ガスに作用する仕事は、燃焼エンジンの排気システムを介して排出されている（exit）。更に、燃焼エンジンは、シリンダにガスを再充填するために作業を費やさなければならない。特に、実際の排気バルブの可変バルブトレインを介してエンジンブレーキ効果を生じさせることが知られている。

【0011】

バルブリフトを変化させるための様々なシステム及び概念が知られている。特に、バルブ作動装置の１つまたは複数のカムリフト伝達バルブ作動要素間に機械式または油圧式の連結装置を設けることが知られており、この連結装置を介して、バルブトレインの伝達経路におけるスイッチを達成することができる。

【0012】

例えば、特許文献１には、可変バルブタイミングのための、特にエンジンブレーキ効果を発生させるためのシステムが開示されており、このシステムは、バルブ作動機構を選択的にロックまたはロック解除するための液圧作動可能なロック要素を備えた「ロストモーション（lost motion）」装置を備え、バルブの作動運動が１つまたは複数のバルブに選択的に伝達されるかまたは伝達されないようにして、バルブリフトを変化させ、それによって、特にエンジンブレーキを発生させている。

【0013】

特許文献２には、レシプロピストンエンジン、特に内燃機関の少なくとも第１のバルブを作動させるためのバルブ作動装置であって、特にエンジン制動のために使用することができ、第１のロッカアーム部と、第２のロッカアーム部と、少なくとも１つの第１のバルブのバルブリフトを変化させるための第１の切り替え要素とを有し、第１のロッカアーム部及び第２のロッカアーム部は、第１のカムシャフトの少なくとも１つの第１のバルブタイミング運動が、第１のロッカアーム部及び第２のロッカアームを介して、少なくとも１つの第１のバルブに伝達され得るように、回動可能に取り付けられ且つ配置されたバルブ作動装置が開示されている。

【0014】

特許文献３は、可変バルブリフトを有するレシプロピストンエンジンの少なくとも１つのバルブを作動させるためのバルブ作動装置、特にレシプロ内燃機関のバルブ作動装置、並びにバルブ作動装置及びレシプロピストンエンジンのための連結装置に関し、連結装置は、第１の連結要素、第２の連結要素、及びロック装置を備えている。第１の連結要素及び第２の連結要素は、第１の軸に沿って少なくとも所定の限度内で互いに対して変位可能であり、それによって、ロック装置は、少なくとも第１の方向における第１の軸に沿った互いに対する２つの連結要素の相対変位を阻止することができる。ロック装置は、少なくとも定められた領域内で第１の軸の周りに円周方向に回転可能なロック要素を有し、ロック要素がブロック位置にあるとき、第１の軸に沿った２つの連結要素の相対変位は、少なくとも第１の方向においてブロックされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１４／０３２６２１２号明細書

【特許文献2】国際公開第２０１５／０２２０７１号

【特許文献3】国際公開第２０１９／０２５５１１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明の一つの課題は、可変バルブタイミングのための改良されたバルブ作動装置を提供することである。本発明の特定の課題は、異なるタイプのバルブタイミング間の正確な切り替えを可能にする切り替え装置を備えたバルブ作動装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

この課題は、独立請求項に係るバルブ作動装置及び燃焼機関によって解決される。有利な発展は、従属請求項においてクレームされている。

【0018】

本発明の第１の態様は、レシプロピストンエンジン、特に内燃機関の少なくとも１つのバルブを作動させるための可変バルブ作動装置であって、
前記バルブ作動装置は、機械的な連結装置であって、該連結装置を作動させるための切り替え装置によって、少なくとも第１及び第２の位置に至らせることが可能なロック要素を有する、連結装置を備え、
前記バルブ作動装置は、前記ロック要素の少なくとも前記第１の位置において、前記少なくとも１つのバルブの作動運動を伝達しており、
前記切り替え装置は、
－ 特にハウジングに固定して取り付けられたガイドロッドと、
－ 該ガイドロッドと略平行に延在しており、前記ガイドロッドに対して軸方向に移動可能な作動ロッドと、
－ 前記ガイドロッドに移動可能に取り付けられ、前記ロック要素を少なくとも前記第１の位置から前記第２の位置に、またはその逆に移動させるように設計されたスロット付きガイド要素（slotted guide element）と、
－ 作動ロッドの軸方向でスロット付きガイド要素に連結されたトリガ要素と、
を備えており、
前記スロット付きガイド要素及びトリガ要素は、作動ロッド上に配置された２つのストッパの間に、２つのスプリング要素によってクランプされ、各ストッパは、それぞれのスプリング要素を割り当てられており、
前記作動ロッドは、少なくとも前記スロット付きガイド要素及び前記トリガ要素を、前記ガイドロッドに沿った方向及び／またはそれに平行な方向に変位させるように構成されており、
ブロッキング要素が、第１の状態において、スプリング要素のうちの少なくとも１つに予荷重が加えられるように作動ロッドを軸方向に変位させたときに、ブロッキング要素が、トリガ要素及びスロット付きガイド要素の変位をブロックし、第２の状態において、トリガ要素及びスロット付きガイド要素の変位を可能にして連結装置の作動をもたらすように、トリガ要素と相互作用するように構成されている。

【0019】

ロック要素は、特に回転によって、第１の位置から第２の位置へ、またはその逆に移動する。

【0020】

本発明の第２の態様は、このようなバルブ作動装置を有する内燃機関に関する。

【0021】

本発明の意味におけるスロット付きガイド要素は、力及び／または運動を別の機械要素に伝達することができる機械要素であることが好ましく、スロット付きガイド要素の設計により、他の機械要素は、伝達された力または運動の方向とは異なる方向に独立して移動することができる。

【0022】

本発明の意味におけるハウジングへの固定取付は、基準フレーム、特にバルブ作動装置及び／又はレシプロピストンエンジンに対して固定されていることを意味している。

【0023】

本発明は、燃焼エンジンにおけるバルブリフト曲線またはバルブタイミングの変化の制御は、特に、それが時間依存またはクランクシャフト角度依存である場合、燃焼エンジンが最適化された消費及び／またはエミッション及び／または同時に低摩耗で運転されるために、可能な限り正確であるべきであるという認識に基づいている。

【0024】

本発明は、一方では、少なくとも２つの異なるバルブリフト曲線を切り替えるために連結装置を作動させるスロット付きガイド要素によってこれを達成し、トリガ要素は、２つのスプリング要素によって作動ロッド上に配置された２つのストッパの間にクランプされている。その結果、作動ロッドによって誘発される運動は、スロット付きガイド要素によって直ちに実行される必要は無く、その代わりに、スプリング要素内に位置エネルギーとして蓄積することができる。従って、切り替えの正確な時期（moment）は、作動の時期とは無関係にすることができる。

【0025】

一方、第１の状態において、スプリング要素のうちの少なくとも１つが作動ロッドの移動によって予荷重を加えられるように、ブロッキング要素がトリガ要素及びスロット付きガイド要素の変位をブロックし、第２の状態において、トリガ要素及びスロット付きガイド要素の変位を可能にすることによって達成される。ブロッキング要素を利用することにより、連結装置が作動される時点、従って、切り替え点を正確に指示することが可能になる。ブロッキング要素を解放するだけで済む。また、作動ロッドは、その長手方向軸線に沿った一方向に、またはそれぞれガイドロッドに対して実質的に平行に移動することのみが必要である。

【0026】

更に、複数のバルブ作動装置の切り替えは、１つの作動ロッド、従って単一のアクチュエータで開始することができ、それによって、バルブ作動装置の個々の切り替え事象は、タイミングまたはクランクシャフト角度に関してオフセットされている。このことは、異なるバルブ作動装置が、それぞれ異なるタイミングで作動されるそれぞれ異なるシリンダの一部である場合に特に有利である。従って、作動ロッドの作動は、一方では全てのシリンダに対して切り替えを開始することができるが、切り替えは、それぞれの場合において、ブロッキング要素がトリガ要素のブロックを解除することによってのみトリガされる。個々のシリンダの低負荷領域における切り替えは、特に有利であることが判明している。

【0027】

バルブ作動装置の１つの有利な実施形態では、トリガ要素及び／またはスロット付きガイド要素は、作動ロッド上で移動可能に取り付けられている。これにより、スロット付きガイド要素及び／またはトリガ要素は、そのために追加の取付手段を設ける必要無く、取り付けることができる。これはまた、作動ロッドからトリガ要素及びスロット付きガイド要素への力の伝達を改善することができる。

【0028】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、作動ロッドは、スプリング要素を貫通している。この構成により、他の手段を用いること無く、スプリング要素を取り付けることができる。換言すれば、スプリング要素は、１つの有利な実施形態では作動ロッドに取り付けられ、それによって、スプリング要素は、有利には、渦巻スプリング要素または作動ロッドの周りをそれぞれ走る要素として設計される。

【0029】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、連結装置はタペットを更に備え、タペットはロック要素に固定され、ロック要素を変位、特に回転させるためにスロット付きガイド要素のリンクと相互作用している。タペットを設けることにより、スロット付きガイド要素が連結装置を作動させることが特に容易になる。

【0030】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、リンクは作動運動の方向にタペットを移動可能に案内し、それによって、リンクはＵ字状プロファイル（U-profile）の設計であることが好ましい。Ｕ字状プロファイルは、要素を一方向に選択的に固定するのに特に適している。

【0031】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、連結装置は、ロック要素と相互作用する第１の連結要素を更に備え、第１の連結要素及びロック要素は、連結装置がその軸方向の規定長さ内に十分に留まるように、ロック要素の第１の位置で互いに対してブロックされ、ロック要素の第２の位置では、第１の連結要素及びロック要素は、連結装置が規定長さと比較して軸方向に短縮されるように、互いに対して、特に互いに対して変位可能である。ロック要素を設けることにより、連結装置の特に簡単な切り替えを達成することができる。好ましくは、ロック要素は、第１の位置から第２の位置まで、連結装置及び／または第１の連結要素の長手方向軸線を中心に回動している。好ましくは、ロック要素に固定されたタペットは、連結装置の長手方向軸線に対して略垂直に延在している。

【0032】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、連結装置は、第１の連結要素またはロック要素に対して連結装置の軸方向に移動可能であり、少なくとも作動運動が伝達されているときに第１の連結要素またはロック要素に当接する第２の連結要素を更に備えている。力伝達接続（force transmission connection）は、ストッパによってのみ実現されるので、第２の連結要素は、第１の連結要素及び／またはロック要素からリフトオフ（lift off）することができる。従って、連結装置は、外部から誘発される運動（externally induced movement）に対して制限的な効果を有さない。

【0033】

バルブ作動装置の別の有利な実施形態では、ブロッキング要素は、シャフト、特にカムシャフトに回転方向に固定された状態で接続されたロックディスクとして設計され、ロックディスクの半径がロックディスクの所定の角度セクタに亘って減少する切り替えウィンドウ（switching window）を有し、トリガ要素、特にトリガ要素の解放ピンは、第１の状態でロックディスクの側面に当接し、切り替えウィンドウは、第２の状態でトリガ要素の領域内に配置されている。ロックディスクは、カムシャフトを介して更に直接制御することができるブロック要素のための、特に簡単な構成で故障しにくい機械的解決策であることが証明されている。特に、ブロッキング要素を作動させるための電子制御及び電気信号は、この場合には不要である。

【0034】

バルブ作動装置の更なる有利な実施形態では、トリガ要素は、ガイドロッドに対して平行に延びる回転軸の周りに、またはガイドロッドの周りに回動可能であり、特に、少なくともロックディスクの回転方向において回転軸の周りに回動可能である。これにより、ブロッキング要素がトリガ要素を損傷するのを防止することができる。

【0035】

本発明の第１の態様に関して上述した特徴及び利点は、本発明の第２の態様にも同様に適用され、逆もまた同様である。

【0036】

１つの有利な実施形態では、内燃機関は少なくとも２つのシリンダを有し、各シリンダは１つのシリンダ当たり１つのバルブ作動装置を有し、それによって作動ロッドはシリンダからシリンダへと延在しており、各ケースにおいて少なくともスロット付きガイド要素及びトリガ要素を、ガイドロッドに向かって変位させるように構成されている。換言すれば、作動ロッドは、全てのシリンダに沿って、好ましくは、シリンダの長手方向軸線によって形成される内燃機関の長手方向平面に対して略平行に延在している。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】バルブ作動装置の例示的な実施形態の斜視図である。

【図2】図１によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の平面図である。

【図3】図２のＩ－Ｉ線に沿った断面図における、図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の第２のロッカアームの図である。

【図4】図３のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図における、図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の第２のロッカアームの図である。

【図5】バルブ作動装置の例示的な実施形態の図１による拡大斜視図の詳細図である。

【図6】スロット付きガイド要素の斜視詳細図である。

【図7】図６によるスロット付きガイド要素の平面図である。

【図8】第１の状態における図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の更なる平面図である。

【図9】第２の状態における切り替えウィンドウの開始時の、図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の図８の平面図である。

【図10】第２の状態における切り替えウィンドウの端部における図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の図８及び図９の平面図である。

【図11】第２の状態における切り替えウィンドウの端部における図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の拡大平面図である。

【図12】切り替えウィンドウの後の、図１及び図２によるバルブ作動装置の例示的な実施形態の拡大平面図である。

【図13】図１及び図２によるバルブ作動装置で実現することができる２つの異なるバルブリフト曲線の例示的な実施形態である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明の更なる利点及び特徴は、以下の説明及び図面を参照することによって得られる。以下の説明及び図面は少なくとも部分的に概略的に示されている。

【0039】

図１は、バルブ作動装置１００の例示的な実施形態を斜視図で示しており、バルブ作動装置１００は、燃焼エンジンバルブ（ここでは図示せず）を作動させるように設計されている。

【0040】

図示された例示的な実施形態では、バルブ作動装置１００は、第１のロッカアーム２１０及び第２のロッカアーム２１１を備え、それによって、２つのロッカアーム２１０、２１１は、好ましくは共通の回転軸２１３の周りに回転可能に取り付けられている。第１のロッカアーム２１０及び／または第２のロッカアーム２１１からバルブに作動運動を伝達するために、プッシュロッド２２０が第１のロッカアーム２１０に接続され、特に作動的に接続されている。ロッカアームの代わりに、本発明は他の伝達要素、例えばロッカビームを用いて実施することもできる。

【0041】

第１のロッカアーム２１０は、第１のカム２１４の輪郭をマークするように設計され、第２のロッカアーム２１１は、第２のカム２１５の輪郭をマークするように設計されている。２つのカム２１４、２１５は、特に共通のシャフト２１６に回転可能に取り付けられている。好ましくは、第１のカム２１４は、シャフト２１６の円周方向において第２のカム２１５とは異なる輪郭を有し、及び／またはカムローブは、互いから円周方向にオフセットされている。

【0042】

第１のロッカアーム２１０と第２のロッカアーム２１１とは、連結装置１０を介して連結されている。連結装置１０は、特に、連結装置１０がブロックされている状態にあるときに第２のロッカアーム２１１から第１のロッカアーム２１０に作動運動を伝達するように、または連結装置１０がブロックされていない状態にあるときに第２のロッカアーム２１１の運動をいわゆるロストモーション運動に変換するように構成されている。

【0043】

図示のような例示的な実施形態では、連結装置１０は、第２のロッカアーム２１１上または第２のロッカアーム２１１の構成要素上にそれぞれ配置されている。好ましくは、連結装置１０の長さがそれに沿って調節可能である連結装置１０の長手方向軸線Ａ（図３参照）は、回転軸２１３を中心とする第２のロッカアーム２１１の軌道に対して接線方向に位置している。縦軸Ａは、シャフト２１６に対して半径方向に実質的に沿って、またはそれぞれ半径方向に平行に延在している。

【0044】

特に、第１のロッカアーム２１０は、第２のロッカアーム２１１の軌道内に延在することが好ましく、作動運動を伝達するために、例えば、ロックナット２２１を介して連結部分２１７内に取り付け可能で調節可能な第２の連結要素１２（図３参照）を介して、第２のロッカアーム２１１または連結装置１０にそれぞれ作動的に連結される連結部分２１７を有している。

【0045】

長さ方向の調節のために、連結装置１０は、好ましくは、第１の連結要素１１（図１には示されていない－例えば、図３を参照）と、好ましくはスリーブ状のロック要素１３Ｂとを備えている。連結装置１０の上述したブロックされていない状態に対応する第１の位置において、連結要素１１及びロック要素１３Ｂは、連結装置１０の長手方向軸線Ａに沿って、互いに対して軸方向に、好ましくは入れ子式に（telescopically）、変位可能である。

【0046】

連結装置１０をブロックされていない状態とブロックされている状態との間で切り替えるために、ロック要素１３Ｂは、好ましくは、連結装置１０の長手方向軸線Ａを中心として円周方向に、従って、少なくとも連結装置１０のブロックされていない状態に対応する第１の位置とブロックされている状態に対応する第２の位置とに回動することができる。第１の連結要素１１（図３）とロック要素１３Ｂとの相対変位は、長手方向軸線Ａに沿ってブロックされ、従って、連結装置１０は、ロック要素１３Ｂが第１の位置（以下、ブロック位置と呼ぶ）にあるとき、ブロックされている状態にある。従って、ロック要素１３Ｂが第２の位置（以下、非ブロック位置という）にあるとき、第１の連結要素１１とロック要素１３Ｂとの長手方向軸線Ａに沿った相対変位が可能になり、連結装置１０はブロックされていない状態になる。

【0047】

ロック要素１３Ｂは、好ましくは、半径方向外方に延在しているタペット１３Ａを有しており、このタペット１３Ａは、切り替え装置１１０によってロック要素１３Ｂを作動させる働きをしている。具体的には、タペット１３Ａは、連結装置１０の長手方向軸線Ａに対して半径方向に延在するか、又は該長手方向軸線Ａに対して略垂直に延在している。好ましくは、ロック要素１３Ｂは、タペット１３Ａと共にロック装置を形成している。タペット１３Ａは、好ましくはタペット１３Ａに対応する設計の切り替え装置１１０のスロット付きガイド要素８４のリンク８５と相互作用するように配置されることが好ましい。

【0048】

これにより、切り替え装置１１０は、ロッカアーム２１０、２１１とは独立して、好ましくは制御バルブ（いずれも図示せず）と共に燃焼機関のハウジングに固定して取り付けられている。切り替え装置１１０は、好ましくは、アクチュエータ（図示せず）によって液圧的または電気機械的に作動され、更に好ましくは、燃焼エンジンのコントローラ（ＥＣＵ）によって制御されている。

【0049】

ロックディスク１１２は、回転しないようにシャフト２１６に接続されている。後述するように、これは、切り替え装置１１０による連結装置１０の作動を阻止または可能にするのに役立つ。

【0050】

図２は、図１による例示的な実施形態のバルブ作動装置１００の回転軸２１３とは反対の側の平面図を示す。

【0051】

第１のロッカアーム２１０は、図２の左側に示されている。第１のカム２１４から第１のロッカアーム２１０へ、そして第１のピックアップ２１８を介してプッシュロッド２２０への、実線の矢印として示される力伝達の第１の経路Ｆ_１は、好ましくは、第１のロッカアーム２１０の移動方向と略平行に延びている。

【0052】

第２のロッカアーム２１１は、図２の右側に示されている。第２のロッカアーム２１１から第１のロッカアーム２１０への力の伝達は、連結装置１０がブロックされている状態にあるときにのみ行われる。連結装置１０がブロックされている状態にあるとき、第２のカム２１５及び第２のロッカアーム２１０から第２のピックアップ２１９を介して連結装置１０に伝達される力の第２の経路Ｆ_２は、第２のロッカアーム２１１の移動方向と略平行に延びている。連結装置１０からの力の伝達の第２の経路Ｆ_２は、好ましくは連結部分２１７を介して、特に第２のロッカアーム２１１の運動軸に略垂直に、第１のロッカアーム２１０及びプッシュロッド２２０まで延びている。

【0053】

以上のことから、経路Ｆ_１は、図示の実施形態では常にイネーブルとされている（enabled）ことになる。一方、経路Ｆ_２は、連結装置１０の状態に応じて選択的にアクティベートされている（activated）。

【0054】

図３は、連結装置１０の中心軸Ａが存在する、図２からのＩ－Ｉ平面におけるバルブ作動装置１００の第２のロッカアーム２１１の実施形態の断面図を示す。図１を参照してある程度まで既に説明し、図３から十分に明らかなように、連結装置１０は、第１の連結要素１１と、タペット１３Ａを備えたロック要素１３Ｂと、更に第２の連結要素１２とを備えている。

【0055】

第１の連結要素１１は、第２のロッカアーム２１１に力を伝達するように固定され、第２の連結要素１２は、第１のロッカアーム２１０に、好ましくはその連結部分２１７に力を伝達するように固定され、更に好ましくは、ねじによってねじ込まれ、及び／またはロックナット２２１によって第１の連結要素１１またはロック要素１３Ｂに対するその位置に関して固定またはそれぞれ調節可能である。

【0056】

この例示的な実施形態では、ロック要素１３Ｂは、第１の連結要素１１の周囲に完全に係合している。すなわち、本発明による連結装置１０のこの例示的な実施形態では、ロック要素１３Ｂは、円周方向に閉じた構成である。

【0057】

図４は、連結装置１０の領域における、図３のＩＩ－ＩＩ平面における作動装置１００の断面図の詳細を示す。ブロッキングを行うことができ、次いでそれを再びアンブロッキングすることができるようにするために、連結装置１０の第１の連結要素１１は、第１の連結要素１１の長手方向に延在している外側の長手方向の歯部を有する第１の部分１６と、同様に第１の連結要素１１の長手方向に延在し、第１の部分１６に直接隣接する歯部を有しない第２の部分１８とを有している。更に、第２の部分１８に隣接する第３の部分１９が設けられ、この第３の部分は、同様に第１の連結要素１１の長手方向に延在し、同様に外側の長手方向の歯部を呈している。ここで、長手方向の歯部とは、連結装置１０の長手方向Ａに対して略平行に延在している構造、例えば、溝、プリズム状突起等を備えることを意味している。

【0058】

スリーブ形状のロック要素１３Ｂは、その軸方向長さの一部に亘って（特に、連結装置１０の長手方向軸線Ａに平行に）、第１の部分１６及び第３の部分１９の歯部の形状に対応する設計の内側の長手方向の歯部１７を有している。内側の長手方向の歯部１７は、最大でも歯部の無い第２の部分１８の幅に対応する長さの領域に亘って軸方向に延びているだけであり、ロック要素１３Ｂは、ロック要素１３Ｂの内側の長手方向の歯部１７が第１の連結要素１１の外側の長手方向の歯部と係合せず、むしろ歯部の無い第２の部分１８の高さ、すなわち部分１６と部分１９との間にあるように、外側の長手方向の歯部を有する第１の連結要素１１がロック要素１３Ｂに対して軸方向に変位されるときに、第１の軸（実質的に連結装置１０の長手方向軸線Ａに対応する）の周りに回転可能である。

【0059】

従って、この連結装置１０では、第１の連結要素１１の歯部の無い第２の部分１８の外径は、第１の連結要素１１の第１の部分１６の外側の長手方向の歯部の先端円直径よりも小さく、それによって、特に、第２の部分１８の外径は、第１の部分１６の外側の長手方向の歯部の歯底円直径よりも小さいか、またはそれに等しい。

【0060】

第３の部分１９の外側の長手方向の歯部は、ロック要素１３Ｂにおける第１の連結要素１１の案内を改善するのに役立ち、第３の部分１９の外側の長手方向の歯部の歯形状は、好ましくは、第１の部分１６の外側の長手方向の歯部の歯形状と同一の設計である。

【0061】

従って、この例示的な実施形態における第３の部分１９は、歯部の無い第２の部分に直接隣接して、第１の連結要素１１の自由端に配置され、第３の部分１９の個々の歯部は、第１の部分１６における外側の長手方向の歯部と整列して配置されている。

【0062】

これにより、ロック要素１３Ｂは、外側の長手方向の歯部を有する連結要素１１が、内側の長手方向の歯部１７が第１の連結要素１１の第１の部分１６の外側の長手方向の歯部と係合せず、ロック要素１３Ｂの内側の長手方向の歯部１７が代わりに歯部の無い第２の部分１８の高さで軸方向にあるように、ロック要素１３Ｂに対して軸方向に変位されたとき、及びロック要素１３Ｂが円周方向に回転されたとき、すなわち、第１の軸（長手方向軸線Ａに対応する）の周りに回転されたときに、第１の連結要素１１の第１の部分１６の外側の長手方向の歯部の少なくとも１つの歯、特に全ての歯が、ロック要素１３Ｂの内側の長手方向の歯部１７の少なくとも１つの歯、特に全ての歯と軸方向に少なくとも部分的に整列され、特にそれらの端面が互いに当接するように、ブロック位置にある。

【0063】

第２のロッカアーム２１１の作動運動の第１のロッカアーム２１０への伝達は、ロック要素１３Ｂがブロック位置にあり、連結要素１１とロック要素１３Ｂとの互いの軸方向の相対変位がブロックされるときに生じる。このブロック位置において、ロック要素１３Ｂは、第２のロッカアームに固定的に連結された第１の連結要素１１の動きに追従して、第２のロッカアーム２１１の作動運動を第２の連結要素１２に伝達している。

【0064】

従って、ロック要素１３Ｂが円周方向に回転されたとき、ロック要素１３Ｂは、第１の連結要素１１の第１の部分１６の外側の長手方向の歯部の全ての歯がロック要素１３Ｂの内側の長手方向の歯部１７の全ての歯に対してオフセットして配置され、第１の連結要素１１の外側の長手方向の歯部の歯が内側の長手方向の歯部１７の歯と少なくともその軸方向長さの一部に亘って係合するように、非ブロック位置にある。ロック要素１３Ｂが非ブロック位置にあるとき、第２のロッカアーム２１１の動きは、逆に、消散される（dissipated）か、またはそれぞれ無効になり、その結果、第１の連結要素１１のいかなる動きも第２の連結要素１２に伝達されること無く、第１の連結要素１１がロック要素１３Ｂの円筒状部分に妨げられること無く入り込む（dip into）ことができる。

【0065】

ロック要素１３Ｂは、ロック要素１３Ｂが非ブロック位置にあるとき、スプリング要素４９によって第２の連結要素１２に対して軸方向に支持されることが好ましい。第２の連結要素１２の案内を改善するために、ロック要素１３Ｂのシリンダベースは、好ましくは内側に湾曲しており、第２の連結要素１２の自由端は、対応して凸状に湾曲している。

【0066】

このようにすることにより、機械的な切り替え装置によって、所定のバルブリフトを選択的に有効または無効にする（enabled or disabled）ことができる。

【0067】

図５は、図１の斜視図の拡大を示し、特に、バルブ作動装置１００の切り替え装置１１０の実施形態が示されている。

【0068】

切り替え装置１１０は、スロット付きガイド要素８４とトリガ要素１１１とを備え、スロット付きガイド要素８４は、連結装置１０を作動させるように構成されている。ロック要素１３Ｂを連結装置１０の長手方向軸線Ａを中心としてその端まで回転させるために、タペット１３Ａは、スロット付きガイド要素８４によって変位させることができる。これにより、スロット付きガイド要素８４は、シャフト２１６（図５には示されていない）及び／または回転軸２１３に対して略平行に変位することができる。スロット付きガイド要素８４とロック要素１３Ｂとの相互作用を改善するために、スロット付きガイド要素８４は、好ましくは、タペット１３Ａに面する端部に、ロック要素１３Ｂのタペット１３Ａと相互作用するように設計され、好ましくはＵ字状プロファイルに設計された顎部８５を有している。スロット付きガイド要素８４は、ガイドロッド８３及び作動ロッド８１上に移動可能に取り付けられることが好ましく、トリガ要素１１１は、少なくとも作動ロッド８１上に取り付けられる。ガイドロッド８３及び作動ロッド８１の長手方向軸線は、互いに平行に延び、好ましくは、回転軸２１３及びシャフト２１６にも平行であるが、作動運動及び連結装置１０の長手方向軸線Ａには垂直である。作動ロッド８１は、スロット付きガイド要素８４をガイドロッド８３上で移動させるように構成されている。

【0069】

そのために、スロット付きガイド要素８４及びトリガ要素１１１は、作動ロッド８１上に配置された２つのストッパ８９、８９’の間に、２つのスプリング要素９３、９４によってクランプされている（ストッパ８９’は、図５では隠されている）。これにより、ストッパ８９、８９’は、作動ロッド８１の長手方向軸線に沿ったスプリング要素９３、９４の軸方向変位を阻止し、スロット付きガイド要素８４に対するスプリング要素９３、９４の予荷重を可能にするために、作動ロッド８１に固定された環状ディスクとして設計されることが好ましい。

【0070】

図６及び図７は、スロット付きガイド要素８４の詳細図を示す。これによって特に認識できるのは、顎部８５のＵ字状プロファイルが、連結装置１０の長手方向軸線Ａに対して垂直に配向された平面内に実質的に形成されていることである。これは、顎部８５によるタペット１３Ａの最良の可能な包囲を保証している。ここで使用されるように、Ｕ字状プロファイルは、第１の顎部アーム８５ａ及び第２の顎部アーム８５ｂの提供を意味し、これらは、ベースから延び、ガイドロッド８３に沿ったスロット付きガイド要素８４の移動方向に応じてタペット１３Ａと相互作用している。

【0071】

図６及び図７によれば、作動ロッド８１及びガイドロッド８３と相互作用するスロット付きガイド要素８４の部分もまた、略Ｕ字状である。ガイドロッド８３を取り囲むと共にガイドロッド８３に沿って移動可能なガイド部９５からは、第１作動アーム９５ａ及び第２作動アーム９５ｂが延びており、ガイドロッド８３からのそれぞれの遠端は、それぞれ作動ロッド８１を緩く取り囲むので、作動ロッド８１は、作動アーム９５ａ、９５ｂ又はスロット付きガイド要素８４に対してそれぞれ移動可能である。それによって、作動アーム９５ａ、９５ｂは、一方で、スプリング要素９３、９４のためのそれぞれのストッパとして働き、ストッパ８９、８９’に関して予荷重を可能にしている。他方、作動ロッドに沿って同様に移動可能なトリガ要素１１１は、スロット付きガイド要素８４が移動するときにトリガ要素１１１も移動するように、作動アーム９５ａ、９５ｂの間に関連するリターンスプリング１１４と共に配置されている。

【0072】

ガイド部９５は、作動アーム９５ａ、９５ｂと共に、接続部９６を介して顎部８５に連結され、好ましくは、ガイド部９５、作動アーム９５ａ、９５ｂ、顎部８５及び接続部９６は、一体構造である。接続部９６は、図示の例示的な実施形態では、第２の作動アーム９５ｂから始まるが、他の実施形態も可能である。

【0073】

切り替え装置１１０は、スロット付きガイド要素８４の軸方向変位を阻止または可能にするためにトリガ要素１１１と相互作用するように設計されたブロッキング要素１１２を備える。図示の実施形態におけるブロッキング要素１１２は、既に上述したように、ロックディスクの形態で構成されている。従って、以下では、一般に、ロック要素及びロックディスクに対してそれぞれ参照番号１１２が使用されている。ロックディスク１１２は、第１及び第２のカム２１４、２１５に対して軸方向にオフセットされたシャフト２１６上に取り付けられ、従って、２つのカム２１４、２１５と同期して回転することができる。

【0074】

図示の実施形態のトリガ要素１１１は、作動ロッド８１から半径方向に突出して配置され、ロックディスク１１２と相互作用することができる解放ピン１１５を有している。解放ピン１１５またはトリガ要素全体は、好ましくは作動ロッド８１の周りに回動可能に取り付けられ、更に好ましくはリターンスプリング１１４によってスロット付きガイド要素８４に対して所定の配置で保持されている。ここで、定義された構成は、特に、解放ピン１１５が作動ロッド８１から半径方向に突出する方向として理解されるべきである。

【0075】

第１の位置において、解放ピン１１５は、連結装置１０とは反対側のロックディスク１１２の第１の側面に配置されている。好ましくは、解放ピン１１５は、必要なときにシャフト２１６と共に回転するロックディスク１１２に沿って転がることができるように構成されている。

【0076】

作動ロッド８１が、切り替え装置１０を切り替えるために連結要素１０に向かって軸方向に変位されると、解放ピン１１５がロックディスク１１２上に係止される。従って、これはまた、作動ロッド８１またはガイドロッド８３に沿ったトリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４の変位をそれぞれ阻止している。これにより、連結要素１０とは反対側のスロット付きガイド要素８４の側面に配置された第１のスプリング要素９３に予荷重が加えられる。

【0077】

ロックディスク１１２は、その外周上にボイド（void）の形態の切り替えウィンドウ１１３を有している。切り替えウィンドウ１１３は、切り替えウィンドウ１１３が軸２１６を中心に回転するロックディスク１１２上の解放ピン１１５の領域に位置するとき、トリガ要素１１１、特に解放ピン１１５が切り替えウィンドウ１１３を通過できるように設計されている。ロックディスク１１２の円周に沿った切り替えウィンドウ１１３の長手方向の延長部は、切り替え装置１１０による連結装置１０の作動が可能な時間のウィンドウを規定している。

【0078】

スプリング要素９３の予荷重の結果として切り替えウィンドウ１１３を通過するトリガ要素１１１、特に解放ピン１１５は、トリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４の変位を可能にしている。次に、トリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４は、作動ロッド８３に沿って、ここでは連結装置１０の方向に、軸方向に変位されている。スロット付きガイド要素８４の軸方向変位は、特にタペット１３Ａを介してロック要素１３Ｂの回転運動を生じさせ、ロック要素１３Ｂをブロック位置から非ブロック位置に、またはその逆に移動させる。

【0079】

第２の位置では、解放ピン１１５は、連結装置１０に面するロックディスク１１２の第２の側面に配置されている。作動ロッド８１が連結要素１０から軸方向に離れるように変位すると、解放ピン１１５は、切り替えウィンドウ１１３の外側でロックディスク１１２に接触するので、ロックディスク１１２上に係止されている。従って、作動ロッド８１またはガイドロッド８３に沿ったトリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４の軸方向変位は、それぞれ阻止されている。これにより、連結要素８４に面するスロット付きガイド要素８４の側面に配置された第２のスプリング要素９４に予荷重が加えられる。

【0080】

スプリング要素９３の予荷重の結果として切り替えウィンドウ１１３を通過するトリガ要素１１１、特に解放ピン１１５は、トリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４の変位を可能にしている。次に、トリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４は、作動ロッド８３上で、ここでは連結装置１０から離れる方向に、軸方向に変位されている。スロット付きガイド要素８４の軸方向変位は、特にタペット１３Ａを介してロック要素１３Ｂの回転運動を生じさせ、ロック要素１３Ｂをブロック位置から非ブロック位置に、またはその逆に切り替える。図８から図１０は、この場合、それぞれ紙面に対して垂直に延在している回転軸２１３またはシャフト２１６に沿ったバルブ作動装置の例示的な実施形態の更なる平面図を示しており、この平面図は、今度は、スロット付きガイド要素８４とは反対側からのものである。これにより、解放ピン１１５は、第１の位置（図８、ロックディスク１１２によって隠される）または第２の位置（図９及び図１０）のいずれかにある。これらの図は、切り替え装置１１０による切り替えプロセスを説明する際に参照される。

【0081】

図８において、解放ピン１１５は第１の位置にある。作動ロッド８１は、切り替え装置１１０の切り替えを決定するので、第２の位置に到達するために、スプリング要素（図示せず）を介してトリガ要素１１１に力が加えられ、従って、解放ピン１１５に力が加えられる。ロックディスク１１２は、トリガタペット、従って、解放要素１１１及びスロット付きガイド要素８４の変位を阻止するので、解放ピン１１５は、ロックディスク１１２に当接し、それによって、解放ピン１１５に取り付けられたローラは、第１のカム２１４と共に回転するロックディスク１１２の見えない側に沿って転がる。

【0082】

解放ピンがロックディスク１１２のボイドすなわち切り替えウィンドウ１１３に達すると、解放ピン１１５はボイド１１３を通過して第２の位置に達する。トリガ要素１１１及びトリガ要素１１１に連結されたスロット付きガイド要素８４は、解放ピン１１５によってガイドロッド８３及び作動ロッド８１上で変位される。この状態を図９に示す。

【0083】

図１０において、カム２１４及びロックディスク１１２は、解放ピンが切り替えウィンドウ１１３のボイドの端部に到達するように、更に回転している。解放ピン１１５は、この時点で第２の位置にあるべきであり、次いで、ロックディスク１１２の目に見える側に沿って転がり始める。次に、トリガ要素１１１及びスロット付きガイド要素８４は、ブロックされ、両方とも、作動ロッド８１によって、今度は反対方向に、再びプレテンションをかけられ得る。

【0084】

しかしながら、切り替えウィンドウ１１３のボイドの端部では、ロックディスク１１２が第１の位置と第２の位置との間の中間位置にあるときに、ロックディスク１１２の側面（flank）が解放ピンにロックディスクの回転方向の荷重を加え、その結果、ロックピンが破断する危険性がある。

【0085】

これは、特に保護スプリング１１４の力に抗して、解放ピン１１５またはトリガ要素１１１全体を回動可能に取り付けることによって防止されている。好ましくは、図に示すように、トリガ要素１１１は、その端部まで、作動ロッド８１上に回動可能に取り付けられる。保護スプリング１１４は、常に、解放ピン１１５をその元の位置に戻す。

【0086】

図１１及び図１２の更に拡大された描写に示されるように、解放ピン１１５は、位置合わせ不良のために、ボイドの側面、またはそれぞれの切り替えウィンドウ１１３に接触した場合、回動して離れる（pivot away）ことができる。トリガ要素１１１が最終的に第２の位置に到達すると、トリガ要素は、復帰または保護スプリング１１４（図１１及び図１２には示されていない）によって提供される力によって、再び後方に回動される。

【0087】

図１３は、図１及び図２によるバルブ作動装置１００で実現可能な２つの異なるバルブリフト曲線の例示的な実施形態を示す。これにより、バルブ開度はクランクシャフト角度の関数として与えられる。

【0088】

ＩＶＣ－４８０バルブリフト曲線は、ミラーサイクルからのものであり、第１のカム２１４によって生成され、従って、前の図に示されたバルブ作動装置１００の例示的な実施形態では、いわゆるミラーカム（Miller cam）である。

【0089】

ミラー運転における燃焼機関の運転は、消費に関して特に最適化されているが、ミラー運転では、シリンダ充填（cylinder fill）が低すぎるために始動することができない。

【0090】

ＩＶＣ－５８０バルブリフト曲線は、異なる燃焼サイクルに属し、この燃焼サイクルでは、バルブは、図示されたミラーサイクルよりも８．７ｍｍ大きいより大きなバルブリフトを有すると共に、より長く開放されている。このＩＶＣ－５８０バルブリフト曲線は、第２のカム２１５によって生成される。従って、ＩＶＣ－５８０バルブリフト曲線は、ＩＶＣ－４８０バルブリフト曲線と重なる。

【0091】

図１３に示されるように、ＩＶＣ－５８０バルブリフト曲線の上昇は、経時的にＩＶＣ－４８０バルブリフト曲線の上昇に続く。これにより、バルブが開いたときにバルブ作動装置１００内で発生する力の大部分が、より安定した剛性の第１のロッカアーム２１０を介して伝達されることが保証される（力の流れＦ_１）。その場合、約３分の１の力のみが可変または調整可能なロッカアーム２１１に作用している。従って、強度の低い設計とし、より小さな寸法、特により狭い寸法とすることができる。

【0092】

従って、シャフト２１６の回転動作方向に対して、第２のカム２１５の側面は、第１のカム２１４の側面よりも遅れて上昇する。その結果、第１のロッカアーム２１０の作動運動は、第２のロッカアーム２１１の作動運動とは異なる、好ましくはより早い時点で行われる。燃焼エンジン、特にいわゆる大型エンジンは、運転期間の９０％以上に亘ってミラーサイクルで運転されることが好ましい。ＩＶＣ－５８０バルブリフト曲線は、好ましくは、始動時及び過渡的なセールモード（コースティングモードとも呼ばれる）時にのみ使用される。

【0093】

上述の例示的な実施形態は、保護、適用、及び構成の範囲を限定することを決して意図しない単なる例であることに留意されたい。むしろ、前述の説明は、少なくとも１つの例示的な実施形態を実施するためのガイドラインを当業者に提供するものであり、それによって、特許請求の範囲及び特徴の同等の組合せから生じる保護の範囲から逸脱すること無く、特に、記載された構成要素の機能及び配置に関して、様々な修正を行うことができる。特に、バルブ作動装置は、カムフォロア又はロッカ又は同様の装置であっても良い。更に、切り替え装置は、特に特許文献３に示される変形に従って、異なる構成のものであり得る。

【符号の説明】

【0094】

１０ 連結装置
１１ 第１の連結要素
１２ 第２の連結要素
１３Ａ タペット
１３Ｂ ロック要素
１６ 第１の連結要素１１の第１の部分
１７ スリーブ状ロック要素１３Ｂの内側の長手方向の歯部
１８ 第１の連結要素１１の第２の部分
１９ 第１の連結要素１１の第３の部分
８１ 作動ロッド
８３ ガイドロッド
８４ スロット付きガイド要素
８５ リンク、顎部、Ｕ字状プロファイル
８５ａ 第１の顎部アーム
８５ｂ 第２の顎部アーム
８９ ストッパ
９３，９４ スプリング要素
９５ ガイド部
９５ａ 第１の作動アーム
９５ｂ 第２の作動アーム
１００ バルブ作動装置
１１０ 切り替え装置
１１１ トリガ要素
１１２ ブロッキング要素
１１３ 切り替えウィンドウ
１１４ 保護スプリング
１１５ 解放ピン
２１０ 第１のロッカアーム
２１１ 第２のロッカアーム
２１３ 回転軸
２１４ 第１のカム
２１５ 第２のカム
２１６ シャフト
２１７ 連結部分
２１８ 第１のピックアップ
２１９ 第２のピックアップ
２２０ プッシュロッド
２２１ ロックナット
Ａ 連結装置１０の長手方向軸線
Ｆ_１ 第１の力の伝達経路
Ｆ_２ 第２の力の伝達経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】