JP3683014B2 - 弁カバー - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シール材料として柔軟なプラスチックのシール及び弁カバーをエンジンハウジングから音響的に絶縁する皿ばねを持った連結用要素を有するカバーの材料としてプラスチック又は金属に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバーに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
弁カバーは内燃機関のカム軸を覆う。シリンダーヘッドへの連結部は、通常は、カバーの下側のシールにより密閉される。このシールは、弁カバーとシリンダーヘッドとの間の連結部の密閉に必要な面圧を与えるために、シリンダーヘッドの固定用ねじの手段により予備荷重がかけられる。
【０００３】
弁カバーは、伝統的にアルミニウムで作られる。時には、カバーの形状及び固定の計画が許す場合は、ポリアミドのようなプラスチックも使用される。カバー材料としてのプラスチックの使用は、製造費の節約を達成できしかもカバーが軽量でありかつより良好な表面仕上がりを有するため、金属、特にアルミニウムの使用と比べて有利である。
【０００４】
近年、内燃機関からの騒音の放射の減少に関するより強力な要求のため、エンジンハウジングからの弁カバーの音響的な絶縁が要求される。この絶縁は、音響の両伝達経路、即ち一方ではシールに、そして他方では弁カバーのねじ固定に関係する。シールの場合は、絶縁は相応した柔軟なシール材料の手段により達成され、カバーの固定の場合には、固定用ねじの下のいわゆる絶縁要素の手段により達成される。
【０００５】
特に弁カバー材料としてのプラスチックの使用は、以下の理由により今日まで知られている弁カバーの設計における欠点を与えた。即ち、
長時間（即ち１０3−１０4時間以上）にわたる（−４０℃から１４０℃に至る）大きな温度変動において、或いは経時試験の場合は１３０−１５０℃で１０3時間以内で、初期張力により表される荷重の減少が進行する。高温と長期間の応力とは熱可塑性樹脂にとっては不都合であり、材料のクリープが加速される。この場合、クリープは、弁カバーが漏れ始めるまでの初期張力の損失を伴う形状の永久変形を意味するとする。従って、事実上、これを補償するために定期的に固定用ねじを締めることが必要であるが、これは幾つかの理由で行うことができない。
【０００６】
前記絶縁要素は製造に比較的費用がかかる。また、これらはエラストマー製の柔らかい中間層も有するので、取付け及びクリープ効果のため、初期張力の失われる危険性が増加する。これが、例えば絶縁式のプラスチックカバーがこれまでなぜ試用されなかったを説明する。
【０００７】
本発明の目的は、上述の欠点を持たないカバー材料として特にプラスチック、好ましくは熱可塑性プラスチックの音響的に絶縁された弁カバーであって、特に音響の絶縁を許すと同時にできるだけ長期に亙って初期張力を維持する弁カバーを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明により、この目的は、シール材料としての柔軟なプラスチックシール及び弁カバーをエンジンハウジングに連結するための１個又は複数個の連結用要素、好ましくはねじを有するカバーの材料として、プラスチック材料、特に熱可塑性プラスチック、或いは金属、特にアルミニウム、マグネシウム、鋼又はチタン、特に好ましくはガラス繊維補強のポリアミド６６に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバーの手段であって、弁カバーをエンジンハウジングに固定するために、固定用要素には固定用要素の初期張力即ち初期歪力を弁カバーに伝達する皿ばねが下に置かれ、皿ばねは（ばね定数が０に相当する）作動点においてばねの力／たわみ特性曲線の水平方向の特性曲線傾斜を有しかつ皿ばねは弁カバーの座内で案内される弁カバー手段により達成される。
【０００９】
好ましい実施例においては、固定用要素及び弁カバーの皿ばねの座には皿ばね用の追加の支持面が設けられる。
【００１０】
本発明に従って弁カバーに皿ばねを使用することにより、作動点における皿ばねのばね定数がほぼ０であるため、一方では固定用ねじからのカバーの音響的分離が達成される。また、初期張力の損失の補償も達成される。温度及び時間の関数としての材料の疲労によるプラスチックカバーの初期張力の損失は、皿ばねの力／初期張力線図（図１参照）において作動点を左方に偏らせるだけであり、初期張力を減少させることはない。これは、弁カバーの閉鎖力が不変のままであることを意味する。本発明による弁カバー使用の更なる利点は、保守上の評価において、皿ばねは大量注文のため従来の絶縁要素よりも製造のための費用が少ないことである。更に、所要空間も小さい。
【００１１】
【実施例】
本発明は、以下図面の支援を得て例示により説明されるであろう。
【００１２】
図２の構造は中央ねじ連結の一例を示す。弁カバー１は、下に皿ばね５を有する固定用ねじ４の手段により、カバーの下に置かれたエンジンハウジング２に連結される。シール３の支援による弁カバー１の密閉は、これを通常の耐熱シール材料の使用により達成することができる。この場合、バイヤーのシロプレン（Silopren）ＬＳＲ２０３０のようなシリコンシールが、その達成し得る小さなショア硬度の値のため有利な音響絶縁要素を提供する。
【００１３】
図２に示された変更例においては、固定用ねじ４は、ねじ頭部の下側の皿ばねの早すぎる当たりを防ぐためにねじシャンクの頂端部に小さなショルダー８を持つことができる。同様に、弁カバーの皿ねじの座６内にも支持面７を設けることができる。使用し得る適宜な追加のシール用ダイヤフラム９が固定用要素の領域における油漏れを防ぐことができる。
【００１４】
標準のねじが用いられる場合は、皿ばねの内径を図３の詳細に従った形状にすることもできる。
【００１５】
図２に示された具体例とは別に、弁カバーを固定する別の方法、例えば、フランジねじ連結を本発明に従って提供することができる。フランジねじ連結の場合には、多数の固定用要素が必要なため、公知の弁カバーと比べて費用の有利性が増加する。図示された中央ねじ連結の更なる効果は、（弁カバーの）プラスチックと（エンジンハウジングの）鋳鉄及び／又はアルミニウムとの間の膨張係数の差異による不可避の初期張力の温度依存性が無くなることである。
【００１６】
本発明の実施態様は次の通りである。
【００１７】
１．シール材料としての柔軟なプラスチックシール（３）及び１個又は複数個の連結用要素（４）を有するカバーの材料としてプラスチック又は金属に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバー（１）であって、弁カバー（１）をエンジンハウジング（２）に固定するために、固定用要素（４）には固定用要素（４）の初期張力を弁カバー（１）に伝達する皿ばね（５）が下に置かれ、皿ばね（５）は作動点においてばねの力／たわみ特性曲線の水平方向の特性曲線傾斜を有しかつ皿ばね（５）は弁カバー（１）の座（６）内で案内される弁カバー。
【００１８】
２．カバー材料として熱可塑性樹脂或いはアルミニウム、マグネシウム、鋼又はチタンが使用されることを特徴とする実施態様１による弁カバー。
【００１９】
３．カバー材料がガラス繊維補強のポリアミドであることを特徴とする実施態様１による弁カバー。
【００２０】
４．追加の支持面（８）を有するねじが固定用要素（４）として使用されることを特徴とする実施態様１ないし３による弁カバー。
【００２１】
５．弁カバー（１）の座（６）が皿ばね（５）を案内するために追加の支持面（７）を有することを特徴とする実施態様１ないし４による弁カバー。
【００２２】
６．小さなショア硬度を有するシリコンが弁カバーのシール（３）用のシール材料として使用されることを特徴とする実施態様１ないし５による弁カバー。
【図面の簡単な説明】
【図１】皿ばねのばね力／初期張力のグラフを示す。
【図２】本発明による弁カバーの断面図を示す。
【図３】標準ねじが使われたときの好ましい皿ばねの形状を示す。
【符号の説明】
１ 弁カバー
２ エンジンハウジング
３ プラスチツクシール
４ 固定用要素
５ 皿ばね
６ 座
【産業上の利用分野】
本発明は、シール材料として柔軟なプラスチックのシール及び弁カバーをエンジンハウジングから音響的に絶縁する皿ばねを持った連結用要素を有するカバーの材料としてプラスチック又は金属に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバーに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
弁カバーは内燃機関のカム軸を覆う。シリンダーヘッドへの連結部は、通常は、カバーの下側のシールにより密閉される。このシールは、弁カバーとシリンダーヘッドとの間の連結部の密閉に必要な面圧を与えるために、シリンダーヘッドの固定用ねじの手段により予備荷重がかけられる。
【０００３】
弁カバーは、伝統的にアルミニウムで作られる。時には、カバーの形状及び固定の計画が許す場合は、ポリアミドのようなプラスチックも使用される。カバー材料としてのプラスチックの使用は、製造費の節約を達成できしかもカバーが軽量でありかつより良好な表面仕上がりを有するため、金属、特にアルミニウムの使用と比べて有利である。
【０００４】
近年、内燃機関からの騒音の放射の減少に関するより強力な要求のため、エンジンハウジングからの弁カバーの音響的な絶縁が要求される。この絶縁は、音響の両伝達経路、即ち一方ではシールに、そして他方では弁カバーのねじ固定に関係する。シールの場合は、絶縁は相応した柔軟なシール材料の手段により達成され、カバーの固定の場合には、固定用ねじの下のいわゆる絶縁要素の手段により達成される。
【０００５】
特に弁カバー材料としてのプラスチックの使用は、以下の理由により今日まで知られている弁カバーの設計における欠点を与えた。即ち、
長時間（即ち１０3−１０4時間以上）にわたる（−４０℃から１４０℃に至る）大きな温度変動において、或いは経時試験の場合は１３０−１５０℃で１０3時間以内で、初期張力により表される荷重の減少が進行する。高温と長期間の応力とは熱可塑性樹脂にとっては不都合であり、材料のクリープが加速される。この場合、クリープは、弁カバーが漏れ始めるまでの初期張力の損失を伴う形状の永久変形を意味するとする。従って、事実上、これを補償するために定期的に固定用ねじを締めることが必要であるが、これは幾つかの理由で行うことができない。
【０００６】
前記絶縁要素は製造に比較的費用がかかる。また、これらはエラストマー製の柔らかい中間層も有するので、取付け及びクリープ効果のため、初期張力の失われる危険性が増加する。これが、例えば絶縁式のプラスチックカバーがこれまでなぜ試用されなかったを説明する。
【０００７】
本発明の目的は、上述の欠点を持たないカバー材料として特にプラスチック、好ましくは熱可塑性プラスチックの音響的に絶縁された弁カバーであって、特に音響の絶縁を許すと同時にできるだけ長期に亙って初期張力を維持する弁カバーを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明により、この目的は、シール材料としての柔軟なプラスチックシール及び弁カバーをエンジンハウジングに連結するための１個又は複数個の連結用要素、好ましくはねじを有するカバーの材料として、プラスチック材料、特に熱可塑性プラスチック、或いは金属、特にアルミニウム、マグネシウム、鋼又はチタン、特に好ましくはガラス繊維補強のポリアミド６６に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバーの手段であって、弁カバーをエンジンハウジングに固定するために、固定用要素には固定用要素の初期張力即ち初期歪力を弁カバーに伝達する皿ばねが下に置かれ、皿ばねは（ばね定数が０に相当する）作動点においてばねの力／たわみ特性曲線の水平方向の特性曲線傾斜を有しかつ皿ばねは弁カバーの座内で案内される弁カバー手段により達成される。
【０００９】
好ましい実施例においては、固定用要素及び弁カバーの皿ばねの座には皿ばね用の追加の支持面が設けられる。
【００１０】
本発明に従って弁カバーに皿ばねを使用することにより、作動点における皿ばねのばね定数がほぼ０であるため、一方では固定用ねじからのカバーの音響的分離が達成される。また、初期張力の損失の補償も達成される。温度及び時間の関数としての材料の疲労によるプラスチックカバーの初期張力の損失は、皿ばねの力／初期張力線図（図１参照）において作動点を左方に偏らせるだけであり、初期張力を減少させることはない。これは、弁カバーの閉鎖力が不変のままであることを意味する。本発明による弁カバー使用の更なる利点は、保守上の評価において、皿ばねは大量注文のため従来の絶縁要素よりも製造のための費用が少ないことである。更に、所要空間も小さい。
【００１１】
【実施例】
本発明は、以下図面の支援を得て例示により説明されるであろう。
【００１２】
図２の構造は中央ねじ連結の一例を示す。弁カバー１は、下に皿ばね５を有する固定用ねじ４の手段により、カバーの下に置かれたエンジンハウジング２に連結される。シール３の支援による弁カバー１の密閉は、これを通常の耐熱シール材料の使用により達成することができる。この場合、バイヤーのシロプレン（Silopren）ＬＳＲ２０３０のようなシリコンシールが、その達成し得る小さなショア硬度の値のため有利な音響絶縁要素を提供する。
【００１３】
図２に示された変更例においては、固定用ねじ４は、ねじ頭部の下側の皿ばねの早すぎる当たりを防ぐためにねじシャンクの頂端部に小さなショルダー８を持つことができる。同様に、弁カバーの皿ねじの座６内にも支持面７を設けることができる。使用し得る適宜な追加のシール用ダイヤフラム９が固定用要素の領域における油漏れを防ぐことができる。
【００１４】
標準のねじが用いられる場合は、皿ばねの内径を図３の詳細に従った形状にすることもできる。
【００１５】
図２に示された具体例とは別に、弁カバーを固定する別の方法、例えば、フランジねじ連結を本発明に従って提供することができる。フランジねじ連結の場合には、多数の固定用要素が必要なため、公知の弁カバーと比べて費用の有利性が増加する。図示された中央ねじ連結の更なる効果は、（弁カバーの）プラスチックと（エンジンハウジングの）鋳鉄及び／又はアルミニウムとの間の膨張係数の差異による不可避の初期張力の温度依存性が無くなることである。
【００１６】
本発明の実施態様は次の通りである。
【００１７】
１．シール材料としての柔軟なプラスチックシール（３）及び１個又は複数個の連結用要素（４）を有するカバーの材料としてプラスチック又は金属に基づいた内燃機関用の音響絶縁型の弁カバー（１）であって、弁カバー（１）をエンジンハウジング（２）に固定するために、固定用要素（４）には固定用要素（４）の初期張力を弁カバー（１）に伝達する皿ばね（５）が下に置かれ、皿ばね（５）は作動点においてばねの力／たわみ特性曲線の水平方向の特性曲線傾斜を有しかつ皿ばね（５）は弁カバー（１）の座（６）内で案内される弁カバー。
【００１８】
２．カバー材料として熱可塑性樹脂或いはアルミニウム、マグネシウム、鋼又はチタンが使用されることを特徴とする実施態様１による弁カバー。
【００１９】
３．カバー材料がガラス繊維補強のポリアミドであることを特徴とする実施態様１による弁カバー。
【００２０】
４．追加の支持面（８）を有するねじが固定用要素（４）として使用されることを特徴とする実施態様１ないし３による弁カバー。
【００２１】
５．弁カバー（１）の座（６）が皿ばね（５）を案内するために追加の支持面（７）を有することを特徴とする実施態様１ないし４による弁カバー。
【００２２】
６．小さなショア硬度を有するシリコンが弁カバーのシール（３）用のシール材料として使用されることを特徴とする実施態様１ないし５による弁カバー。
【図面の簡単な説明】
【図１】皿ばねのばね力／初期張力のグラフを示す。
【図２】本発明による弁カバーの断面図を示す。
【図３】標準ねじが使われたときの好ましい皿ばねの形状を示す。
【符号の説明】
１ 弁カバー
２ エンジンハウジング
３ プラスチツクシール
４ 固定用要素
５ 皿ばね
６ 座
Claims (3)
- シール材料としての柔軟なプラスチックシール（３）及び１個又は複数個の連結用要素（４）を有するプラスチック又は金属材料からなる内燃機関用の音響絶縁型の弁カバー（１）であって、弁カバー（１）をエンジンハウジング（２）に固定するために、固定用要素（４）の下には固定用要素（４）の初期張力を弁カバー（１）に伝達する皿ばね（５）が置かれ、皿ばね（５）は作動点においてばねの力／たわみ特性曲線の水平方向の特性曲線傾斜を有しかつ皿ばね（５）は弁カバー（１）の座（６）内で案内される弁カバー。
- 追加の支持面（８）を有するねじが固定用要素（４）として使用されることを特徴とする請求項１による弁カバー。
- 皿ばね（５）を案内するために弁カバー（１）の座（６）が追加の支持面（７）を有することを特徴とする請求項１及び２による弁カバー。
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