JP4308848B2 - ピストン型内燃機関の吸気通路のための付加制御弁装置 - Google Patents

Description

ピストン型内燃機関の吸気通路のための付加制御弁装置であって、部分ユニットが設けられており、該部分ユニットは中空円筒体から成っており、該中空円筒体は少なくとも１つの端面に開口を有しており、この端面の内側にばね支承部が配置されており、該ばね支承部に第１の弁ばねが当接しており、該弁ばね内には、前記ばね支承部でガイドされたシャフトが、中空円筒体の長手方向軸線の方向で可逆に摺動可能に配置されており、シャフトの、中空円筒体の前記端面とは反対側の端部に、前記第１の弁ばねのための対応支承部が配置されていて、該対応支承部はシャフトに結合されており、対応支承部と、中空円筒体の前記端面とは反対側の端面の内側との間には第２の弁ばねが配置されている。
本発明は、ピストン型内燃機関の吸気通路のための付加制御弁装置のための部分ユニットに関する。ピストン型内燃機関のための付加制御弁装置は公知である。その機能は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１３７８２８号明細書、米国特許第２００３−００２４５０２Ａ１号特許明細書に記載されている。このような付加制御弁装置では、ほぼキノコ状に形成されていて、付加制御弁装置の長手方向軸線の方向で可逆に運動可能にガイド内に案内されている弁部材を配置することが提案されている。このような弁部材ではシャフトに帽子状のディスクが配置されている。このディスクは、吸気通路とは反対側の面で凹状に頂点を備えて形成されている。このような弁部材は運転中、入口磁石（Ｐｏｒｔａｌｍａｇｎｅｔ）と保持磁石（Ｆａｎｇｍａｇｎｅｔ）との間で運動する。このようにしてその都度所望の、付加制御弁装置の開放位置もしくは閉鎖位置が調節される。弁部材のシャフトはカラーで終わっている。カラーと、シャフトがガイドされている袋孔の底部との間には第１のばねが支持されている。カラーと袋孔の他方の端部との間には別のばねが支持されている。このようにして弁部材は、２つのばねと共に振動系を形成しており、この振動系はばねによって中間位置に保持される。振動系の固有振動数は、ばね定数と弁部材の重量とによって規定されている。このようにして、開放位置と閉鎖位置との間で極めて迅速な切換が可能であることが保証される。この場合、入口磁石と保持磁石との間で弁部材が可逆に可動にガイドされており、これらの磁石によってはその都度、保持力が付与されるだけで良く、運動エネルギはばねに蓄えられる。このような付加制御弁装置はオットーエンジンとディーゼルエンジンのインパルス過給（Ｉｍｐｕｌｓａｕｆｌａｄｕｎｇ）のために働く。この場合、インパルス過給によりシリンダの充填が向上され、ひいては低い回転数域および中間の回転数域におけるトルクが上昇する。しかしながら公知の付加制御弁装置では、多数の個別部分を組み立てねばならず、これらの個別部分は力に応じて相互に比較的強く影響し合うという欠点がある。電磁石におけるできるだけ低い力レベルでアクチュエータの機能を保証するために、弁ディスクは機械的なストッパの間の、即ち入口磁石と保持磁石との間の、非通電の中間位置で、極めて小さな公差の中間位置をとらなければならない。通常の付加制御弁装置では、これは極めて手間のかかる手動の調節によってしか、もしくは例えば弁ばねの支承個所の位置の後調整によってしか可能ではない。これにより付加制御弁装置の大量生産のためには大きな問題が生じる。この問題の原因は、個々のパラメータがエンジニアにより正確に設計された場合でも、製造誤差により、弁ディスクが入口磁石と保持磁石に対して同じ間隔を有しているような良好な中間位置が得られない、もしくはたまにしか得られないことにある。
欧州特許公開第１３２３５６８号明細書には排水管路のための弁が、米国特許第４１４２７０７号明細書には燃料導管のための切換弁が、欧州特許公開第７２７６００号明細書には貫流量を制御するための導管のための弁が記載されている。全ての弁は、ピストン型内燃機関の吸気通路に配置するためには適していない。

本発明の課題は、個別部分の製造誤差による不都合な影響をほぼ相殺するようなピストン型内燃機関の吸気通路のための付加制御弁装置を提供することである。さらにこのような装置は、比較的簡単に付加制御弁装置の大量生産を容易にする。

この課題を解決するために本発明の構成では、部分ユニットが付加制御弁装置のガイド内に位置固定されているようにした。

ばね支承部は円形に形成されていて、場合によっては、第１の弁ばねが係合することができる溝が設けられている。第１の弁ばねおよび第２の弁ばねはそれぞれ圧縮ばねである。シャフトはスリーブとして管状に形成されていて、付加制御弁装置の弁部材の一部である。付加制御弁装置の組み立てられた状態では、シャフトは弁ディスクに結合されている。シャフトはばね支承部にガイドされ、即ちシャフトは、ばね支承部を貫通して延びており、同時にばね支承部によって支承されている。対応支承部は環状に形成されていて、第１の弁ばねまたは第２の弁ばねを受容するために働く溝も有することができる。対応支承部はシャフトに結合されており、有利には真ん中でねじ締結することも考えられる。驚くべきことに、複数の個別部分を中空円筒体において１つの部分ユニットにまとめる場合、特に第１の弁ばね、第２の弁ばねの製造時、ならびに対応支承部およびばね支承部の配置に関して生じる製造誤差による不都合な影響を回避できることが示されている。完成した部分ユニットは、比較的簡単に、付加制御弁装置のガイドへとプレス嵌めすることができる。しかしながら、部分ユニットを付加制御弁装置のガイドにおいて別の方法で位置固定することもできる。この場合、通常の固定手段を使用することができる。部分ユニットは、１つの付加制御弁装置に簡単に固定できることにより、付加制御弁装置の大量生産での使用のために特に有利である。この場合、同時に有利には、部分ユニットが付加制御弁装置のガイドにおいて比較的簡単に、弁ディスクとシャフトとから成っている弁部材のほぼ最良の中間位置が、付加制御弁装置が非通電の状態で得られるように位置決めされる。予め組み付けられた部分ユニットの所定の寸法精度が維持されるならば、部分ユニットを固定寸法でプレス嵌めすることによって最終組み付けする場合に、付加的な測定の手間および調整の手間なしに製造誤差の少ない弁部材の中間位置が得られる。部分ユニットによりさらに有利には、予め機能チェックを行うことができ、このことは付加制御弁装置の運転安全性のために有利に機能する。

本発明の有利な構成では、シャフトの、対応支承部とは反対側の端部が開口を介して中空円筒体から突出している。この場合有利には、この部分ユニットを付加制御弁装置のガイドに組み付けた後で弁ディスクを、その中央のカラーで、対応支承部とは反対側の端部に被せ嵌めることができ、有利には溶接される。この場合勿論、シャフトの外径を、弁ディスクの環状のカラーの内径よりも幾分小さくする必要がある。このようにして、弁ディスクはシャフトの最良の個所でシャフトに結合することができ、このことは入口磁石と保持磁石との間の弁部材の中間位置の調節にも有利に作用する。

本発明の有利な構成によれば、シャフトと対応支承部とが単一部分から成っている。これにより、付加制御弁装置のための部分ユニットの製造が簡単になる。

本発明の別の有利な構成では、中空円筒体の前記反対側の端面の内部に環状のカラーが設けられている。この環状のカラーは有利には折り曲げ部として製造することができる。この場合、有利には、第２の弁ばねが、対応支承部とは反対側の端部で特に良好に位置固定される。

本発明の別の有利な構成によれば、ばね支承部と中空円筒体とが単一部分から成っている。これは、ばね支承部と中空円筒体とが１つの硬い金属材料から製造される場合に有利であり、個別部品が少なくなるので、有利には部分ユニットの製造が簡単になる。

次に図面（図１〜図３）につき本発明の実施例を詳しく説明する。

図１には、ピストン型内燃機関の吸気通路のために設けられる付加制御弁装置のための部分ユニットが三次元的に縦断面図で示されている。部分ユニットは中空円筒体１から成っていて、この中空円筒体の端面には開口が設けられており、この端面の内部にはばね支承部２が配置されている。このばね支承部２には第１の弁ばね３が当接している。弁ばね３内には、ばね支承部２でガイドされているシャフト４が、中空円筒体１の長手方向軸線の方向で可逆に摺動可能に配置されている。この場合、中空円筒体１のこの端面とは反対側のシャフト４の端部には、第１の弁ばね３のための対応支承部５が配置されている。この対応支承部５はシャフト４に結合されている。この結合は真ん中のねじ締結部を介して行われる。対応支承部５と、中空円筒体１の反対側の端面１ａの内側との間には、第２の弁ばね６が配置されている。シャフト４の対応支承部５とは反対側の端部７は開口を介して中空円筒体１から突出している。

図２には、別の斜視図の三次元的な縦断面図で部分ユニットが示されている。中空円筒体１の反対側の端面は、内部に環状のカラー１ａ´を有している。これにより、第２の弁ばね６の位置固定を簡単に改善することができる。

図３には付加制御弁装置のガイド８内に配置された付加制御弁装置のための部分ユニットの配置が三次元的に縦断面図で示されている。ガイド８はこの場合、保持磁石９、リング磁石によって取り囲まれている。部分ユニットは比較的簡単に、付加制御弁装置のガイドに固定寸法でプレス嵌めすることができる。付加制御弁装置のガイド８において部分ユニットが良好に位置決めされた後、真ん中に環状のカラー１０′を有した弁ディスク１０を、その環状のカラー１０′で、シャフトの、対応支承部５とは反対側の端部７に被せ嵌めることができる。これは弁ディスク１０が保持磁石９に当接するように行われる。次いで、弁ディスク１０がシャフトの端部７に結合される。これは有利には溶接によって行われる。このようにして部分の全ての間隔と位置とは、製造誤差によって通常生じる欠点を補償するように形成される。このことは特に大量生産のために有利である。

部分ユニットを三次元的に示す縦断面図である。 部分ユニットを三次元的に示す別の方向から見た縦断面図である。 付加制御弁装置のガイド内に配置された部分ユニットを示す図である。

Claims (7)

1. ピストン型内燃機関の吸気通路のための、インパルス過給のために働く付加制御弁装置であって、部分ユニットが設けられており、該部分ユニットは中空円筒体（１）から成っており、該中空円筒体（１）は少なくとも１つの端面に開口を有しており、この端面の内側にばね支承部（２）が配置されており、該ばね支承部（２）に第１の弁ばね（３）が当接しており、該弁ばね（３）内には、前記ばね支承部（２）でガイドされたシャフト（４）が、中空円筒体（１）の長手方向軸線の方向で可逆に摺動可能に配置されており、シャフト（４）の、中空円筒体（１）の前記端面とは反対側の端部に、前記第１の弁ばね（３）のための対応支承部（５）が配置されていて、該対応支承部（５）はシャフト（４）に結合されており、対応支承部（５）と、中空円筒体（１）の前記端面とは反対側の端面（１ａ）の内側との間には第２の弁ばね（６）が配置されている形式のものにおいて、
   部分ユニットが付加制御弁装置のガイド（８）内に位置固定されており、弁ディスク（１０）が、真ん中の環状のカラー（１０´）でシャフトに被せ嵌められていることを特徴とする、ピストン型内燃機関の吸気通路のための付加制御弁装置。
2. シャフト（４）の、対応支承部（５）とは反対側の端部（７）が開口を介して中空円筒体（１）から突出している、請求項１記載の付加制御弁装置。
3. シャフト（４）と対応支承部（５）とが単一部分から成っている、請求項１又は２記載の付加制御弁装置。
4. 中空円筒体（１）の前記反対側の端面（１ａ）の内部に環状のカラー（１ａ´）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の付加制御弁装置。
5. ばね支承部（２）と中空円筒体（１）とが単一部分から成っている、請求項１から４までのいずれか１項記載の付加制御弁装置。
6. 弁ディスクがシャフト（４）の端部（７）に溶接されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の付加制御弁装置。
7. 部分ユニットがガイド（８）内にプレス嵌めされている、請求項１から６までのいずれか１項記載の付加制御弁装置。

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