JP2006511759A - 補助制御弁装置のための弁部材 - Google Patents

Abstract

補助制御弁装置のための弁部材において、該弁部材がバルブステム（１）を有しており、該バルブステムの一方の端部にバルブヘッド（２）が配置されており、該バルブヘッドがバルブステム（１）に向かって凹面に形成されており、外側に連続した環状の領域（２ａ）を有しており、この環状の領域（２ａ）と中心の結合箇所（２ｃ）との間に、バルブステム（１）との結合のために少なくとも２つの切欠き（２ｄ）を有しており、これらの切欠きが少なくとも１つの閉鎖部材（３）によって閉鎖されている。

Description

本発明は、補助制御弁装置のための弁部材に関する。補助制御弁装置のための弁部材は公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３７８２８号明細書には、往復動機関の吸気通路に配置された補助制御弁装置が記載されている。この補助制御弁装置では、ほぼキノコ形で形成された弁部材を配置することが規定されている。この公知の弁部材では、軸部に帽子形の皿が配置されており、この皿は、吸気弁とは反対の側に向かって凸面に、頂点を備えて形成されている。振動可能な系の固有周波数は、ばね定数及び弁部材の重量によって与えられている。弁部材の磁気的な特性は、とりわけ磁気的な作用範囲内の肉厚特性によって保障される。この場合、帽子が磁性材料から成っていなければならないということは要求されていない。但し、この公知の弁部材の欠点は、大量生産の場合に冷間押出し成形に基づいて、正に必要とされる薄肉領域内で比較的高い工具力が必要になる点にあり、このことは比較的早い工具摩耗を生ぜしめる。

従って本発明の課題は、大量生産において主として冷間成形によって製作可能な補助制御弁装置のための弁部材を提供することであり、この場合、比較的高い工具力は概ね防止可能である。更に、当該弁部材によって比較的少ない切替え時間を得ようとするものである。

本発明の課題は、補助制御弁装置のための弁部材において、該弁部材がバルブステムを有しており、該バルブステムの一方の端部にバルブヘッドが配置されており、該バルブヘッドがバルブステムに向かって凹面に形成されており、外側に連続した環状の領域を有しており、この環状の領域と中心の結合箇所との間に、バルブステムとの結合のために少なくとも２つの切欠きを有しており、これらの切欠きが少なくとも１つの閉鎖部材によって閉鎖されていることを特徴とする、補助制御弁装置のための弁部材によって解決される。この補助制御弁装置は、オットーエンジン及びディーゼルエンジンのパルスターボチャージングに役立つ。この場合、このパルスターボチャージングは、シリンダ充填効率の増大延いては低・中回転数域におけるトルクの増大を生ぜしめる。バルブステムは、一般には中空で管状に形成されている。バルブヘッドは帽子形で構成されている。連続した環状の領域は、上から見ると円環の形を有しており且つ本来の弁座として働く。連続した環状の領域は、少なくとも２つの切欠きを互いに分離する材料とは異なる材料から製作されていてよい。バルブステムと結合するための結合箇所は、例えば漏斗状に構成されていてよい。しかし、別の構成も可能である。即ち、バルブヘッドとバルブステムとは、単一部材として製作されていてもよい。少なくとも２つの切欠きは、例えば半円面の形を有している。用途に応じて最大３０の切欠きを設けることができ、この場合、これらの切欠きはスリット状に形成されている。但し、用途に応じて、別の孔形状も任意に用いられる。少なくとも１つの閉鎖部材は、一般にプラスチック又はゴムから成っている。少なくとも１つの閉鎖部材による少なくとも２つの切欠きの閉鎖は、例えば少なくとも２つの切欠きが少なくとも１つの閉鎖部材によってそれぞれ満たされるか、又は少なくとも１つの閉鎖部材が各１つの切欠きにプラスチックインサートの形で挿入されることによって行われる。

驚くべきことに、当該弁部材は大量生産において、主として冷間押出し成形又は深絞り成形等の冷間変形加工によって製作可能であるということが判った。少なくとも１つの閉鎖部材の配置は第２段階で行われるにすぎない。冷間押出し成形の場合は、異例に高い工具力を回避することができ、このことは有利には工具の耐用年数に影響を及ぼす。少なくとも２つの切欠きを配置することに基づいて、弁部材全体を比較的軽量に構成することができるので、切欠きを有さないバルブヘッドにおけるよりも少ない切替え時間が達成され得る。

本発明の有利な構成は、同一形状で構成された４つの切欠きが配置されており、それぞれ互いにウェブによって分離されているという点にある。この場合、有利には、所望の機械的な強度及び４つの切欠きの領域のバルブヘッドの可撓性が、比較的容易にウェブのジオメトリによって調整可能である。この場合、多くの用途に関して例えば３〜５ｍｍの範囲内のウェブ幅が有利であるということが判った。更に、比較的大きな可撓性は、ウェブが１ｍｍの幅を有する場合も調整され得る。この場合、更に有利には錆の危険が付加的に減少され、これにより、機械的な強度が比較的長い運転時間にわたって保障されている。

本発明の別の有利な構成では、バルブヘッドが環状の領域の内側の制限部に環状の溝を有しており、閉鎖部材として単一の一体のキャップが、その外側の制限部を以て前記溝に係合して、環状の領域と同一平面上で整合するように配置されている。環状の溝は凹部の形を有しており、即ち、横断面で見て段部の形を有している。一体のキャップは、プラスチックから構成されており且つ少なくとも２つの切欠きを全て覆い、延いてはカバーして閉鎖する。一体のキャップは同一平面上で整合するように配置されており、このことは、有利には補助制御弁装置内の流れ状況に影響を及ぼす。これにより、一体のキャップから環状の領域への段状の移行部は設けられていない。有利にはこのようにして、純粋に機械的な特性の、流体技術的な特性からの分離が得られる。一体のキャップのその時々の構成によって、空気力学的に最適な構成が、バルブヘッドのジオメトリとはほとんど無関係に実現され得る。キャップを適当に交換することによって、弁部材は別の用途にも最適に装備を組換えられる。バルブヘッドにおけるキャップの固定は、例えば係止結合によって行われる。

本発明の更に別の有利な構成では、閉鎖部材として配置されたキャップが、バルブヘッドと接着接続を介して結合されている。この場合、接着剤としては、例えば市販のエポキシ樹脂ＤＰ４６０又はＤＰ７６０等の２成分接着剤が考慮される。この場合、有利にはキャップは比較的簡単にバルブヘッドと結合することができると同時に、例えば係止結合のために必要とされる孔又は切込みの配置を省くことができる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、弁部材のバルブヘッド２の平面図が示されている。このバルブヘッド２は、外側に連続した環状の領域２ａを有している。この環状の領域２ａは、上から見ると円環の形を有している。環状の領域２ａと中心の結合箇所２ｃとの間には、バルブステム（図示せず）との結合のために、同一形状で構成された４つの切欠き２ｄが配置されている。これらの切欠き２ｄは、それぞれ互いにウェブ２ｂによって分割されている。この場合、少なくとも１つの閉鎖部材の図示は、図面を見やすくする理由から省かれた。環状の領域２ａの内側の制限部には、環状の溝２ｅが配置されている。この溝２ｅは、閉鎖部材（図示せず）の位置固定に役立つ。

図２には、図１に示したＡ−Ａでバルブヘッドを横断して示した図が示されている。溝２ｅは、凹部の形を有しており且つ横断面で見て段状に形成されている。

図３には、バルブヘッドが再度図２のように横断面で示されているが、付加的に、閉鎖部材３として配置された単一の一体のキャップが示されている。この一体のキャップは、外側の制限部を以て溝２ｅに係合して、環状の領域２ａと同一平面上で整合するように配置されている。キャップの構成に応じて、補助制御弁装置（図示せず）の内部の流動条件が最適化され得る。更に有利には、プラスチックキャップの形の選択に基づいて、通常補助制御弁装置の運転中に発生する妨害ノイズを最小限にすることが可能である。閉鎖部材３として配置されたキャップのバルブヘッド２との結合は、特に有利な形式で接着結合を介して行われる。

図４には、閉鎖部材無しのバルブヘッドが立体的に示されている。

図５には図４に示したバルブヘッドが閉鎖部材３として配置されたキャップを備えて立体的に示されている。

図６に示した弁部材の横断面図には、図３と比較してバルブステム１の配置されていることが付加的に図示されている。バルブヘッドはバルブステム１に向かって凹面に形成されている。バルブステム１は、結合箇所２ｃにおいてバルブヘッドに係合しており、この場合、バルブステム１とバルブヘッドとを単一部材として製作することも可能である。

図７には、図６に示した弁部材の立体図が示されている。

図８には、従来技術による弁部材のバルブヘッド２*の平面図が示されている。このバルブヘッド２*は、バルブステム（図示せず）と一緒に単一部材として中実材料から旋削加工された。バルブキャップ２*は、外側に連続した環状の領域２ａを有しており且つ内側の領域２ｂ*を有している。中心には結合箇所２ｃ*が設けられており、この結合箇所２ｃ*において、バルブステム（図示せず）がバルブヘッド２*と結合されてよい。

図９には、図８に示したＡ*−Ａ*で断面した、従来技術による弁部材の横断面図が示されている。この場合、バルブヘッド及びバルブステム１*は単一部材として製作されている。連続した環状の領域２ａ*が本来の弁座として働くのに対して、内側の領域２ｂ*は所要の可撓性を有していなければならない。連続する環状の領域２ａ*に対応配置された第１のゾーンＡ′において、肉厚は内側の領域２ｂ*に対応配置された第２のゾーンＢにおけるよりも著しく厚く表されている。この比較的大きな肉厚範囲の移行に基づいて、大量生産の場合は冷間押出し成形過程において著しい欠点が生じてしまう。それというのも、第２のゾーンＢの範囲内のバルブヘッドの薄肉化は、比較的大きな工具摩耗を生ぜしめる、異例の高い工具力を必要とするからである。本発明による弁部材では、バルブヘッドにおいてこのような肉厚の所要の著しい飛躍は生ぜしめられないので、大量生産の場合に冷間押出し成形過程において、工具の摩耗が防止され得る。

図１０には、図９に示した従来技術による弁部材が立体的に示されている。

バルブヘッドの平面図である。 図１に示したＡ−Ａで断面したバルブヘッドの横断面図である。 図１に示したＡ−Ａで断面したバルブヘッドの横断面を、付加的に閉鎖部材として配置された一体のキャップと一緒に示した図である。 バルブヘッドを一体のキャップ無しで示した立体図である。 一体のキャップを備えたバルブヘッドの立体図である。 弁部材を横断してバルブステムと一緒に示した図である。 図６に示した弁部材の立体図である。 従来技術による弁部材の平面図である。 従来技術による弁部材を図８に示したＡ*−Ａ*で横断して示した図である。 従来技術による弁部材の立体図である。

符号の説明

１，１* バルブステム、 ２，２* バルブヘッド、 ２ａ，２ａ* 環状の領域、 ２ｂ，２ｂ* ウェブ、 ２ｃ，２ｃ* 結合箇所、 ２ｄ 切欠き、 ２ｅ 溝、 ３ 閉鎖部材

Claims (4)

1. 補助制御弁装置のための弁部材において、該弁部材がバルブステム（１）を有しており、該バルブステムの一方の端部にバルブヘッド（２）が配置されており、該バルブヘッドがバルブステム（１）に向かって凹面に形成されており、外側に連続した環状の領域（２ａ）を有しており、この環状の領域（２ａ）と中心の結合箇所（２ｃ）との間に、バルブステム（１）との結合のために少なくとも２つの切欠き（２ｄ）を有しており、これらの切欠きが少なくとも１つの閉鎖部材（３）によって閉鎖されていることを特徴とする、補助制御弁装置のための弁部材。
2. 同一形状に構成された４つの切欠き（２ｄ）が配置されており、これらの切欠きがそれぞれ互いにウェブ（２ｂ）によって分離されている、請求項１記載の弁部材。
3. バルブヘッド（２）の環状の領域（２ａ）の内側の制限部が環状の溝（２ｅ）を有しており、閉鎖部材（３）として単一の一体のキャップが、その外側の制限部を以て溝（２ｅ）に係合し且つ環状の領域（２ａ）と同一平面上で整合するように配置されている、請求項１又は２記載の弁部材。
4. 閉鎖部材（３）として配置されたキャップが、バルブヘッド（２）と接着結合を介して結合されている、請求項３記載の弁部材。

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