JP2014518352A - Device for operating a valve of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 油圧油を用いることなく、支持体内にスライド可能に取り付けられている少なくとも1つの弁を、カムによって作動させるための装置を提供する。
【解決手段】 この装置は、弁軸(3a)の自由端の上方に取り付けられており、支持体(1)に相対的に変位可能であるタペット(8)と、タペットを、カム(2)に押し当てている、タペットのための復帰ばね手段(9)とを備えている。この装置は、さらに、好ましくはタペットの外部に位置しているコイル(24)を有する電磁アクチュエータ(22)と、コイルへの通電によって、タペットと弁(3)とが、一緒に並進運動することができるように結合しているロック状態と、タペット(8)が弁軸に相対的に自由にスライドすることができる非ロック状態との間で選択的に変位するように、電磁アクチュエータからの磁界の作用を受ける少なくとも1つのピン(12)とを備えている電磁ロック手段を具備している。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for operating at least one valve slidably mounted in a support body by a cam without using hydraulic oil.
This device is mounted above a free end of a valve shaft (3a), and a tappet (8) that is displaceable relative to a support (1), and the tappet is connected to a cam (2). And a return spring means (9) for the tappet. The device further comprises an electromagnetic actuator (22) having a coil (24), preferably located outside the tappet, and the tappet and valve (3) being translated together by energizing the coil. The magnetic field from the electromagnetic actuator so as to selectively displace between a locked state coupled so that the tappet (8) can freely slide relative to the valve stem. And at least one pin (12) that receives the action of
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内燃エンジンの制御、特に4サイクルの内燃エンジンの制御、より詳細には、4サイクルの内燃エンジン(例えばガソリンエンジン)の吸気弁の脱結合の制御の分野に関する。 The present invention relates to the field of internal combustion engine control, particularly control of a 4-cycle internal combustion engine, and more particularly, control of intake valve decoupling of a 4-cycle internal combustion engine (eg, a gasoline engine).
内燃エンジンは、複数の燃焼室(すなわち燃焼シリンダ)を画定しているエンジンブロックを備えている。各燃焼室の一端はシリンダヘッドによって、同じく他端は、燃焼室の内部にスライド可能に受容されているピストンによって閉じられている。各燃焼室は、空気と燃料との混合気を注入するための手段、および既燃ガスを排出するための手段と組み合わされている。内燃エンジンの効率は、燃焼室を満たしている空気の量に顕著に関連する。 An internal combustion engine includes an engine block that defines a plurality of combustion chambers (ie, combustion cylinders). One end of each combustion chamber is closed by a cylinder head, and the other end is closed by a piston that is slidably received inside the combustion chamber. Each combustion chamber is combined with a means for injecting a mixture of air and fuel and a means for discharging burned gas. The efficiency of an internal combustion engine is significantly related to the amount of air filling the combustion chamber.
内燃エンジンの効率を上げるためには、内燃エンジンを、充填率が最大の領域で動作させることが望ましい。エンジンの負荷が低い場合には、内燃エンジンの制御システムは、エンジンの負荷に対処するために必要なだけの量の空気しか通さない場合がある。そのため、内燃エンジンにハンチングが発生し、エンジンの効率が低下することとなる。特に、内燃エンジンが半負荷状態で動作しているときに、最適動作範囲を大きくするために、燃焼室の半分を作動停止させて、動作している燃焼室の負荷を増大させることが公知である。 In order to increase the efficiency of the internal combustion engine, it is desirable to operate the internal combustion engine in a region where the filling rate is maximum. When the engine load is low, the control system of the internal combustion engine may only allow as much air as necessary to handle the engine load. Therefore, hunting occurs in the internal combustion engine, and the efficiency of the engine decreases. In particular, when the internal combustion engine is operating at half load, it is known to increase the load on the operating combustion chamber by deactivating half of the combustion chamber to increase the optimum operating range. is there.
いくつかの燃焼室の吸気弁および排気弁を使用不能にすることによって、それらの燃焼室の作動を停止させることができる。 By disabling the intake and exhaust valves of some combustion chambers, their operation can be deactivated.
そのために、特許文献1に開示されているように、少なくとも1つの弁を、カムによって作動させるようにした装置が公知である。このような装置は、シリンダヘッド内でスライドすることができ、弁ばねによって安定した閉弁位置に維持される弁を備えている。弁は、燃焼室に空気を供給するための、その燃焼室に通じている吸気孔、または燃焼によって生じた燃焼ガスを、燃焼室から逃がすための排気孔を塞ぐために用いられる。弁軸は、スリーブ内に挿入されている静圧スラスト軸受に接している。タペットが、スリーブに相対的にスライド可能に取り付けられている。カムシャフトが、スリーブまたはタペットに作用を及ぼすことによって、弁を作動させる。油圧油を供給されるアクチュエータの作用によって変位することができるピンを用いて、スリーブがタペットと結合している結合モードと、タペットがスリーブに相対的に自由にスライドすることができる脱結合モードとの間の選択がなされる。ピンを用いるこのアクチュエータには、油圧回路から、エンジンによって駆動される油圧ポンプによって生じる圧力を供給される。
For this purpose, as disclosed in
しかしながら、この装置は、油圧回路および複数のカムを有するカムシャフトの使用を必要とするから、この装置は使いにくい。そのような装置を調子よく動かす装置の複雑さとは別に、油圧を利用するアクチュエータの応答時間は長すぎるので、効果的なエンジン管理ストラテジーを設定することが困難である。油圧を利用するアクチュエータの応答時間は、油圧回路のフィード圧や温度に、したがって、エンジンの動作状態に直接依存する。 However, this device is difficult to use because it requires the use of a hydraulic circuit and a camshaft with multiple cams. Apart from the complexity of devices that move such devices in tune, the response time of actuators that utilize hydraulic pressure is too long, making it difficult to set up an effective engine management strategy. The response time of an actuator that uses hydraulic pressure depends directly on the feed pressure and temperature of the hydraulic circuit, and thus on the operating state of the engine.
本発明は、上述の欠点のうちの少なくともいくつかを除くことができる、カムによって少なくとも1つの弁を作動させる装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a device for actuating at least one valve by means of a cam, which can eliminate at least some of the above-mentioned drawbacks.
上述の目的を達成するために、本発明は、支持体内にスライド可能に取り付けられている少なくとも1つの弁を、カムによって作動させるための装置を提供する。この装置は、弁の弁軸の自由端に取り付けられるようになされており、支持体に相対的に変位可能であるタペットと、タペットを、カムに押し当てるように適合化されている、タペットのための復帰ばね手段とを備えている。この装置は、さらに、タペットと弁とが、一緒に並進運動することができるように結合しているロック状態と、タペットが弁軸に相対的に自由にスライドすることができる非ロック状態との間で選択的に作動するように適合化されている電磁ロック手段を具備している。 To achieve the above object, the present invention provides an apparatus for actuating at least one valve slidably mounted within a support by a cam. This device is adapted to be attached to the free end of the valve stem of the valve, and is adapted for a tappet that is displaceable relative to the support and a tappet adapted to press the tappet against the cam. Return spring means. The device further includes a locked state in which the tappet and valve are coupled so that they can translate together, and an unlocked state in which the tappet can freely slide relative to the valve shaft. Electromagnetic locking means adapted to selectively operate between.
弁を作動させるためのこの装置は、具体的には、カムによって直接的に駆動される、すなわち、カムが、何らの仲介要素も介することなく、この装置に接することによって駆動される。電磁ロック手段を用いることによって、応答時間を短くし、かつ油圧回路を省くことができる。これによって、弁を作動させるためのこの装置を、シリンダヘッドなどの支持体内へ組み込むことが容易になる。 This device for actuating the valve is in particular driven directly by a cam, ie the cam is driven by contacting this device without any intermediary elements. By using the electromagnetic locking means, the response time can be shortened and the hydraulic circuit can be omitted. This makes it easy to incorporate this device for actuating the valve into a support such as a cylinder head.
タペットは、弁をスライド可能に受容するようになされている開口を有しており、電磁ロック手段は、タペットと弁とが一緒に並進運動するように、タペットを拘束するために、開口内に突き出ている作動位置と、タペットが弁軸に相対的に自由にスライドすることを可能にするために、開口から後退している非作動位置との間で、弁に直角にスライドするように構成されている、少なくとも1つのピンを有しており、電磁ロック手段は、さらに、ピンを、作動位置と非作動位置との間で選択的に変位させる電磁アクチュエータを有していることが好ましい。 The tappet has an opening adapted to slidably receive the valve, and an electromagnetic locking means is disposed within the opening to constrain the tappet so that the tappet and valve translate together. Configured to slide at right angles to the valve between the protruding operating position and the non-operating position retracted from the opening to allow the tappet to slide freely relative to the valve shaft Preferably, the electromagnetic locking means further comprises an electromagnetic actuator for selectively displacing the pin between an operating position and a non-operating position.
したがって、ピンは遠隔操作される、すなわち、タペット内で働く1つの部材を構成しているピンと、電磁アクチュエータとは、機械的に接していない。 Therefore, the pin is operated remotely, that is, the pin constituting one member working in the tappet and the electromagnetic actuator are not in mechanical contact.
例えば電磁アクチュエータは、電磁ロック手段(ピン)がカムから強制力を受けていないときしか磁界を発生させない。これは、具体的には、カムの背面(最低部)がタペットに接している場合に相当する。 For example, the electromagnetic actuator generates a magnetic field only when the electromagnetic locking means (pin) is not receiving a forcing force from the cam. Specifically, this corresponds to the case where the back surface (minimum portion) of the cam is in contact with the tappet.
電磁アクチュエータは、タペットの外部にあることが好ましい。その場合には、電磁アクチュエータは、タペットと一緒に並進運動することはない。したがって、電磁アクチュエータがタペット内に取り付けられている場合に、電磁アクチュエータに電流を供給するために必要な可動コネクタは、この場合には存在しない。可動コネクタは、通常、壊れやすく、多数回のサイクルを経て破損する危険性がある。具体的には、電磁アクチュエータは静止状態にあり、とりわけ、支持体内に位置するようになされている。 The electromagnetic actuator is preferably external to the tappet. In that case, the electromagnetic actuator does not translate with the tappet. Therefore, when the electromagnetic actuator is mounted in the tappet, there is no movable connector required in this case to supply current to the electromagnetic actuator. Movable connectors are usually fragile and run the risk of breaking after many cycles. In particular, the electromagnetic actuator is in a stationary state, and in particular is located within the support.
ピンは、タペット内に完全に組み込まれていることが好ましい。その場合には、ピンは、支持体に接するようになることはない。したがって、弁を作動させるこの装置は、弁を作動させる際に摩擦を受けることはほとんどない。 The pin is preferably fully integrated in the tappet. In that case, the pin does not come into contact with the support. Therefore, this device for actuating the valve is hardly subject to friction when actuating the valve.
発生する磁界の軸方向成分が、ピンを変位させることができるように、電磁アクチュエータは、弁に直角に延在する磁気コイルを有していることが好ましい。 The electromagnetic actuator preferably has a magnetic coil extending perpendicular to the valve so that the axial component of the generated magnetic field can displace the pin.
特に、この磁気コイルは、ピンの変位方向に実質的に平行なコイル軸を有していることが好ましい。 In particular, the magnetic coil preferably has a coil axis substantially parallel to the displacement direction of the pin.
磁気コイルは、具体的には、支持体内に組み込まれており、支持体に対して不動となっている。 Specifically, the magnetic coil is incorporated in the support body and is immobile with respect to the support body.
作動位置において、ピンは、タペットを弁にロックするために、弁軸の一端に当接していることが好ましい。 In the operating position, the pin preferably abuts one end of the valve stem in order to lock the tappet to the valve.
電磁ロック手段は、タペットのロックの実行や解除を行うために、互いに逆向きにスライドすることができる、直径方向に対向している2つのピンを有していることが好ましい。 The electromagnetic locking means preferably has two diametrically opposed pins that can slide in opposite directions to perform or release the tappet.
発生する磁界の半径方向成分が、ピンを変位させることができるように、電磁アクチュエータは、弁に平行に延在する磁気コイルを有していることが好ましい。 The electromagnetic actuator preferably has a magnetic coil that extends parallel to the valve so that the radial component of the generated magnetic field can displace the pin.
特に、この磁気コイルは、ピンの変位方向に実質的に直角なコイル軸を有していることが好ましい。 In particular, the magnetic coil preferably has a coil axis that is substantially perpendicular to the direction of pin displacement.
各ピンは、弁軸の端に押し当てられるようになっている平面を備えていることが好ましい。 Each pin preferably has a flat surface adapted to be pressed against the end of the valve stem.
この装置は、ピンを2つ以上備えていることが好ましい。 This device preferably comprises two or more pins.
各ピンは、それぞれ、1つの電磁アクチュエータと組み合わされていることが好ましい。 Each pin is preferably combined with one electromagnetic actuator.
本発明は、さらに、支持体内にスライド可能に取り付けられている少なくとも1つの弁を、カムによって作動させるための装置を提供するものである。この装置は、弁の弁軸の自由端の上方に取り付けられるようになされており、支持体に相対的に変位可能であるタペットと、タペットを、カムに押し当てるようになっている、タペットのための復帰ばね手段とを備え、さらに、好ましくはタペットの外部に位置しているコイルを有する電磁アクチュエータと、コイルへの通電によって、タペットと弁とが、一緒に並進運動することができるように結合しているロック状態と、タペットが弁軸に相対的に自由にスライドすることができる非ロック状態との間で選択的に変位するように、電磁アクチュエータからの磁界の作用を受ける少なくとも1つのピンとを備えている電磁ロック手段を具備していることを特徴としている。 The invention further provides a device for actuating at least one valve slidably mounted in a support by means of a cam. This device is adapted to be mounted above the free end of the valve stem of the valve, and is a tappet that is displaceable relative to the support and a tappet that is adapted to press the tappet against the cam. A return spring means, and preferably an electromagnetic actuator having a coil located outside the tappet, and energizing the coil so that the tappet and valve can translate together At least one subject to a magnetic field from an electromagnetic actuator to selectively displace between a coupled locked state and an unlocked state in which the tappet is free to slide relative to the valve shaft. An electromagnetic locking means having a pin is provided.
この装置は、上述の特徴の1つ以上を備えていることがある。 This device may have one or more of the features described above.
特に、一実施形態においては、タペットは、弁をスライド可能に受容するようになっている開口を有し、ピンは、弁に相対的なタペットの並進運動を阻止するために、ピンが開口内に突き出ている作動位置と、タペットが弁軸に相対的に自由にスライドすることを可能にするために、ピンが開口から後退している非作動位置との間で、弁に直角にスライドするように構成されており、電磁アクチュエータは、ピンを、作動位置と非作動位置との間で選択的に変位させるように構成されている。 In particular, in one embodiment, the tappet has an opening adapted to slidably receive the valve, and the pin is positioned within the opening to prevent translational movement of the tappet relative to the valve. Slides at a right angle to the valve between an actuated position protruding into the valve and a non-actuated position in which the pin is retracted from the opening to allow the tappet to slide freely relative to the valve shaft The electromagnetic actuator is configured to selectively displace the pin between an operating position and a non-operating position.
本発明の非限定的ないくつかの実施形態に関する以下の説明を読むことによって、本発明の上記した以外の特徴および利点が明らかになると思う。 Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following description of some non-limiting embodiments of the invention.
非限定的ないくつかの例として与えられる添付図面を参照する。 Reference is made to the accompanying drawings, which are given by way of non-limiting examples.
図1は、内燃エンジンに用いられる、本発明の第1の実施形態による装置を詳細に示している。内燃エンジン自体の構造は公知であるので、本明細書においては、これについて詳細に説明しない。この装置は、支持体を構成しているシリンダヘッド1上に取り付けられている。この装置は、回転シャフトに固定されているカム2の運動を、シリンダヘッド1の壁内に取り付けられている弁3(図1においては、弁3の弁軸3aの端部4しか示されていない)に、軸Xに沿うスライド運動として選択的に伝達するように構成されている。弁3は、燃焼室すなわち燃焼シリンダ(図示せず)の開閉を行うことができる。カム2の運動は、直接伝達される。装置の全体が、後述する図2および図3に、より明瞭に示されている。
FIG. 1 shows in detail an apparatus according to a first embodiment of the invention for use in an internal combustion engine. Since the structure of the internal combustion engine itself is known, it will not be described in detail in this specification. This device is mounted on a
弁3の弁軸3aの端部4には、ばね受け5が備えられている。このばね受け5は、公知のように、固定用の2つの半円錐体6を介して、弁3の弁軸3aに固定されている。ばね受け5は、弁3を閉弁状態に保つために、その第1の面5a上に、シリンダヘッド1に押し当てられている弁ばね7を受けている。このような弁構造は、当業者には公知であるので、本明細書においては、これ以上詳細に説明しない。
A spring receiver 5 is provided at the end 4 of the
この装置は、弁3の軸と同じ軸Xに沿ってスライドできるように、シリンダヘッド1の内壁内に取り付けられており、かつカム2に接しているタペット8を備えている。タペット8とカム2とを密着させるために、タペットばね9が、ばね受け5の第2の面5b、およびタペット8の下面に押し当てて、タペット8の内部に配置されている。タペット8は、シリンダヘッド1の内壁に形成された溝11内に受容されている相補的なコッタ10によって、シリンダヘッド1に相対的に回り止めされている。したがって、タペット8は、シリンダヘッド1に相対的な角運動を止められており、シリンダヘッド1と相対的に並進運動するだけである。
This device is provided with a tappet 8 which is mounted in the inner wall of the
タペット8の中央に、軸Xに沿って延びる受け溝が設けられている。タペット8のこの受け溝には、その内部を自由にスライドするようになっているスリーブ14が収容されている。スリーブ14は、タペット8に形成された溝16の内部に受容されている相補的なコッタ15を備えている。したがって、スリーブ14は、タペット8に相対的な角運動を止められており、弁3の軸Xに沿う並進運動しか行うことができない。
A receiving groove extending along the axis X is provided in the center of the tappet 8. The receiving groove of the tappet 8 accommodates a
スリーブ14の中央には、弁3の弁軸3aの端部4と接している、クリアランスを吸収するためのシム20が挿入されている穿孔が設けられている。スリーブ14、シム20、および弁軸3aは、スリーブ14からの力を弁3に伝達するように適合化された、軸Xの方向に延在する、複数の剛性要素から成るスタックを形成している。
In the center of the
図1に示すように、スリーブ14およびタペット8は、カム2のための支持平面を確定するようになっている。しかしながら、カム2(この例においては、二重ローブ状のカム)は、タペット8上にのみ押し当てられるようになっている。カム2が、二重ローブ状の形状を呈しているために、タペット8へのカム2の接触エリアは、軸Xの両側に分配されている。そのため、力がバランスされ、部品の摩耗は小となっている。
As shown in FIG. 1, the
この装置は、さらに、強磁性体から成るピン12を有する電磁ロック手段を備えている。強磁性体から成るピン12は、タペット8の変位の軸Xに直交する軸Yに沿って、タペット8に形成されている穿孔中を自由にスライドすることができる。
The device further comprises electromagnetic locking means having a
スリーブ14は、軸Yの方向に延びており、ピン12の端部を受容するようになっている円筒状の受け溝17を有している。
The
この電磁ロック手段は、さらに、ピン12を2つの極限位置間で変位させるための電磁アクチュエータ22を有している。電磁アクチュエータ22は、磁気コイル24、および磁気コイル24から放射される磁界を導くための強磁性体から成る磁心25を内部に有する本体23を備えている。
The electromagnetic lock means further includes an
電磁アクチュエータ22の磁気コイル24から放射される磁界を、実質的に、ピン12の変位の軸、すなわち軸Yに沿って導くために、電磁アクチュエータ22の本体23は、ピン12と一直線上に並ぶようにシリンダヘッド1内に配置されている。したがって、磁気コイル24に電流が流れると、ピン12は、電磁アクチュエータ22からの磁界の作用によって変位する。言い換えると、ピン12は、電磁アクチュエータ22の磁力、具体的には、磁気コイル24によって生成される磁力の軸方向成分の作用を受けて変位する。
In order to guide the magnetic field radiated from the magnetic coil 24 of the
磁気コイル24は、ピン12の変位の方向に実質的に平行なコイル軸を有している。
The magnetic coil 24 has a coil axis that is substantially parallel to the direction of displacement of the
電磁アクチュエータ22は、さらに、ピン12を、電磁アクチュエータ22の本体23から遠ざけるように付勢するピンばね26を有している。より正確に言えば、ピンばね26は、ピン12を、スリーブ14の受け溝17内に突き出た位置に保持しようとする。
The
電磁アクチュエータ22の本体23、ピン12、および受け溝17が、同一平面上に並ぶことができるように、タペット8、スリーブ14、およびシリンダヘッド1は、互いに対して相対的な角運動を行うことを止められている。
The tappet 8, the
電磁アクチュエータ22は、スリーブ14とタペット8とが相互に結合されるように、ピン12がスリーブ14の受け溝17内に突き出ている作動位置と、スリーブ14とタペット8との間の結合が解かれるように、ピン12が受け溝17から後退している非作動位置との間で、ピン12を変位させることができる。
The
図2は、ピン12が、タペット8とスリーブ14とを結合している作動位置を占めているときの装置を示している。カム2の運動は、タペット8に、次にスリーブ14に、次いでシム20に、最後に弁3に逐次的に伝達される。この作動位置においては、カム2が、弁3を変位させる。したがって、燃焼室の内部と外部との間で、フレッシュガス(吸入ガス)と既燃ガス(排気ガス)との交換が可能である。
FIG. 2 shows the device when the
図3は、ピン12が非作動位置を占めているときの、脱結合モードにある装置を示している。この脱結合モードにおいては、タペット8は、シリンダヘッド1に相対的に、またスリーブ14とシム20と弁3とを含むスタックに相対的に自由にスライドすることができる。タペットばね9が、弁ばね7より軟らかいために、カム2の運動は、タペット8にしか伝達されず、弁3の閉弁状態は持続される。したがって、ピン12が非作動位置を占めているときには、カム2は、弁3との結合を解かれており、弁3の閉弁状態は持続される。
FIG. 3 shows the device in the decoupled mode when the
この実施形態においては、ピン12はただ1つであり、また電磁アクチュエータ22もただ1つである。当然ながら、この装置は、弁の近傍で、この装置の周囲に分配された複数の電磁アクチュエータ、および複数のピンを備えていることもある。
In this embodiment, there is only one
シム20は、部品の摩耗によって生じるクリアランスを吸収するために、静圧スラスト軸受を備えていることが好ましい。このような静圧スラスト軸受は、それ自体としては公知であるので、本明細書においては、これ以上の言及は行わない。
The
本発明のいくつかの変形実施形態も可能である。図4は、本発明の第2の実施形態による装置を詳細に示している。この第2の実施形態は、第1の実施形態と共通の多数の部分を有している。したがって、この第2の実施形態においては、第1の実施形態の部分と同一または同等の部分には、第1の実施形態における符号に100を足した符号を付してある。例えばタペットに対する符号として、第1の実施形態においては8を使用しているのに対して、この第2の実施形態においては、108を使用している。 Several alternative embodiments of the invention are possible. FIG. 4 shows in detail an apparatus according to a second embodiment of the invention. This second embodiment has a number of parts in common with the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, parts that are the same as or equivalent to the parts in the first embodiment are denoted by reference numerals obtained by adding 100 to the reference numerals in the first embodiment. For example, as a code for the tappet, 8 is used in the first embodiment, whereas 108 is used in the second embodiment.
第2の実施形態においては、第1の実施形態におけるように、この装置は、支持体を形成しているシリンダヘッド101上に搭載されており、カム102の運動を、弁ばね107の作用によって閉弁位置に保たれている弁103に選択的に伝達する。すなわち、弁ばね107は、弁103に、弁103が吸気孔または排気孔を閉じるような復帰力を付与している。
In the second embodiment, as in the first embodiment, this apparatus is mounted on the
この装置は、ほぼ釣鐘状の形状を有するタペット108を備えている。タペット108は、シリンダヘッドに形成されている穿孔内をスライドする円筒状の壁、およびカム102を押し当てられているカバー108aを有している。
The device includes a
タペット108の内部には、スリーブ114が設けられている。スリーブ114も、ほぼ釣鐘状の形状を有し、タペット108の内部に挿入されており、タペット108に強固に連結されている。スリーブ114は、クリアランスを吸収するためのシム120によって、タペット108のカバー108aから空間的に隔てられている第1の壁114aを有している。スリーブ114は、タペット108のカバー108aから空間的に隔てられている第2の壁114bを有しており、それらの間には、自由空間が残されている。第2の壁114bの中央には、弁3の弁軸が自由にスライドすることができる受け溝が設けられている。
A sleeve 114 is provided inside the
したがって、弁103の弁軸103aは、スリーブ114内を、スリーブ114の第1の壁114aと第2の壁114bとの間で、高さHにわたって自由にスライドすることができる。
Accordingly, the
この装置は、さらに、スリーブ114の2つの穿孔内に1つずつ収容されており、直径方向に対向し合っている、強磁性体から成る2つのピン112aおよび112bを有する電磁ロック手段122を備えている。これらの穿孔は、スリーブ114の受け溝に通じており、また弁103がスライドする軸Xに直交する方向に延びている。各ピン112(ピン112aまたは112b)は、弁軸103aがスリーブ114中をスライドすることを阻止するように、ピン112が受け溝の領域に突き出ている作動位置と、弁軸103aがスリーブ114中を自由にスライドすることができるように、ピン112が受け溝の領域から後退している非作動位置との間で、穿孔内をスライドすることができる。
The device further comprises electromagnetic locking means 122, which are housed one by one in the two perforations of the sleeve 114 and have two
電磁ロック手段122は、各ピン112に対して、1つのピンばね126を有している。ピンばね126によって、ピン112は、作動位置に保たれるように付勢されている。
The electromagnetic locking means 122 has one
したがって、2つのピン112が作動位置にあるときには、弁103は、タペット108に対して不動とされており、そのため、カム102の運動が弁3に伝達される。したがって、弁103は、カム102に結合されている(図5を参照)。
Therefore, when the two
2つのピン112が非作動位置にあるときには、弁3の弁軸は、2つのピン112によってロックされておらず、高さHにわたって、スリーブ114内をスライドすることができる(図4および図6を参照)。したがって、弁103は、カム102から脱結合している。より正確に言うと、カム102の運動は、タペット108にしか伝達されず、したがって、タペット108は、シリンダヘッド101および弁103に相対的にスライドする。
When the two
スリーブ114の中において、弁3の弁軸の変位し得る高さHは、最小でも、カム102によって弁103に与えられる変位量に等しい。したがって、脱結合モードにおいて、カム102の運動によって、弁103が開弁状態になることは決してない。
In the sleeve 114, the displaceable height H of the valve shaft of the
電磁ロック手段122は、ピン112を変位させるための少なくとも1つの電磁アクチュエータ122を有している。図4〜図6に示すように、電磁アクチュエータ122は、環状の1つの磁気コイル124を収容している本体123を備えている。磁気コイル124は、シリンダヘッド101内に組み込まれており、弁103の変位の軸Xに実質的に一致する軸を有する磁界を発生させるように、タペット108の周囲に輪環状に巻かれている。このような磁界によって、シリンダヘッド101に相対的な、ピン112aおよび112bの角運動を止めることなく、磁気コイル124に関して半径方向に延在しているピン112aおよび112bを変位させることができる。この第2の実施形態においては、タペット108は、回転しても構わない。磁気コイル124が、タペット108の周囲に巻かれているから、タペット108の角度位置に関係なく、磁気駆動が可能である。すなわち、ピン112は、電磁アクチュエータ122による(具体的には磁気コイル124によって生成される)磁力の半径方向成分の作用を受けて変位する。
The electromagnetic locking means 122 has at least one
詳細には、磁気コイル124は、ピン112の変位の方向に実質的に直交するコイル軸を有している。
Specifically, the
スリーブ114は、磁気コイル124による磁界を、ピン112のスライドする軸に沿うように導くための強磁性体部分を含んでいることが好ましい。
The sleeve 114 preferably includes a ferromagnetic portion for guiding the magnetic field generated by the
各ピン112は、その端部に、弁軸103aの端に接することができるようになっている平面130を有していることが、より好ましい。その場合には、ピン112と弁軸103aとの間の接触は、平面同士の接触となり、2つの部分の間の接触圧力(ヘルツ圧とも呼ばれる)が低減する。
More preferably, each
平面130が弁軸103aの端に対向する位置を占めることができるように、スリーブ114に相対的なピン112の角運動を止めることによって、2つの部分の間の接触を良好にすることができる。ピン112の回転止めは、例えばコッタを用いて行われる。
By stopping the angular movement of the
この第2の実施形態においては、直径方向に対向し合う2つのピンが用いられている。しかしながら、ただ1つのピンしか用いられない場合もあるし、逆に、3つ以上のピンが用いられる場合もある。 In the second embodiment, two pins facing each other in the diametrical direction are used. However, only one pin may be used, and conversely, more than two pins may be used.
第1の実施形態の場合のように、クリアランスを吸収するためのシム120は、バルブクリアランスを吸収するために、静圧スラスト軸受を備えている場合がある。バルブクリアランスは、例えば0.05〜0.2mmの範囲に定められる。このように定めることによって、あらゆる場合において、例えば全動作温度において、弁をその弁座上に確実に静止させることができる。
As in the case of the first embodiment, the
結合モードから脱結合モードへの変更、および脱結合モードから結合モードへの変更は、ピン12、112が、受け溝17、117と一直線上に並んでいるとき、すなわちタペット14、114が上死点位置に、すなわちカム102の基礎円上にあるときに行われることが好ましい。したがって、非常に短い時間で、ピン12、112の、受け溝17、117への嵌め込みおよび抜き出しを行わなければならない。例えばエンジン速度が4000rpmであり、1ストロークが240°のクランクシャフト角度にわたる場合において、弁3、103が用いられる際には、結合モードと脱結合モードとの間の移行を行うために、ピン12、112の変位を、約20ms以内で行わなければならない。
The change from the coupling mode to the decoupling mode, and the change from the decoupling mode to the coupling mode is performed when the
当然ながら、本発明は、上述の実施形態に限定されず、請求項によって定められる本発明の範囲内の任意の全ての変形例を包含する。 Of course, the invention is not limited to the embodiments described above, but encompasses any and all variants within the scope of the invention as defined by the claims.
特に、ピンばね26、126を省くことができるように、電磁アクチュエータ22、122は、磁性体であるピン12、112を有する双安定タイプであってもよい。その場合には、ピン12、112は、安定した第1の作動位置と安定した第2の非作動位置との間を変位する。
In particular, the
別の電磁アクチュエータを用いることもできる。例えば自身に連結されたクランクを駆動して、ピン12を変位させるロータリーアクチュエータ(ステッピングモータタイプの)を用いることができる。ロータリーアクチュエータの回転軸は、弁の変位する軸Xに平行であることが好ましい。
Other electromagnetic actuators can also be used. For example, a rotary actuator (stepping motor type) that drives a crank connected to itself and displaces the
上述の特性を有するために、本発明による装置は、コンパクトで、非常に簡単であり、かつタペット8、108のための穿孔を単に開け直すことによって、既存の多種多様なシリンダヘッド1、101に組み込むことができる。いかなる油中子(オイルナット)も用意する必要がない。この装置は、さらに、脱結合システムを、弁3、103ごとに独立させることができる。
Due to the above-mentioned characteristics, the device according to the invention is compact, very simple, and can be applied to a wide variety of existing
1、101 シリンダヘッド
2、102 カム
3、103 弁
3a、103a 弁軸
4 端部
5 ばね受け
5a 第1の面
5b 第2の面
6 半円錐体
7、107 弁ばね
8、108 タペット
9 タペットばね
10、15 コッタ
11、16 溝
12、112、112a、112b ピン
14 スリーブ
17 受け溝
20、120 シム
22 電磁アクチュエータ
23、123 本体
24、124 磁気コイル
25 磁心
26、126 ピンばね
108a カバー
114a 第1の壁
114b 第2の壁
122 電磁アクチュエータ(電磁ロック手段)
X、Y 軸
1, 101
X, Y axis
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| DE102007047169A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Variable mechanical valve controller for adjusting gas exchanging valve at reciprocating piston internal-combustion engine, has output elements and/or pivoted lever detachably connected with transmission shaft |
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| DE102008029331A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-24 | Schaeffler Kg | Gas exchange valve deactivating device for internal-combustion engine, has transferring element i.e. bucket tappet, actuated by cam of cam shaft and comprising opening for passage of valve shank or retaining cap |
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