JP5378381B2 - 往復ピストン機関 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の往復ピストン機関に関する。

ここに記載されたタイプの往復ピストン機関は、知られている。これらの往復ピストン機関は、特に、自動車両におけるパッセンジャー・コンパートメントの温度を調整するために用いられる。ここに記載された往復ピストン機関は、軸方向ピストン機関またはラジアルピストン機関であってもよい。このタイプの往復ピストン機関は、シリンダブロックに設けられたシリンダ孔の中で移動可能である少なくとも１つのピストンを有する。ここに記載した往復ピストン機関は、少なくとも１つのピストンと協働するバルブ装置も有する。このバルブ装置は、バルブキャリアと、複数のバルブフィンガを有する吸引バルブとを具備する。吸引バルブの下面および吸引バルブのバルブフィンガは、バルブキャリアの接触面において支持される。バルブフィンガは、夫々、１つの吸引孔を覆う。この吸引孔は、吸引室から、ピストンを収容するシリンダ孔への冷却媒体の流れを保証する。好ましい冷却媒体としては、例えばＣＯ_２ガスが考えられる。ピストンがシリンダ孔の中でバルブ装置から離れるように動く際に、ピストンの吸引力が、バルブキャリア上のバルブフィンガの粘着力を克服しなければならない。その目的は、バルブフィンガを、最後に、バルブキャリアから解放し、かつ吸引孔を開放するためである。幾つかの冷却媒体は、吸引孔の直径の縮小を必要とする。このことによって、吸引室側からのバルブフィンガへの圧力が、小さくなる。従って、より大きな粘着力を克服しなければならない。特に、このような往復ピストン機関では、バルブキャリ３に接触しているバルブフィンガ７の粘着力を克服するために、従って、バルブフィンガをバルブフィンガから解放し従ってまた吸引孔を開放するためには、ピストンの吸引力が、しばしば不十分であることが明らかになった。往復ピストン機関は、このことによって、より悪い始動特性および低下した効率を有する。

従って、発明の目的は、上記欠点を有しない往復ピストン機関を製造することである。

この目的を解決するためには、請求項１の特徴を有する往復ピストン機関が提案される。往復ピストン機関は、バルブキャリアに、および／または、バルブフィンガの、バルブキャリアに向いた下面に、少なくとも１つの凹部が設けられており、この凹部は、部分的に、バルブフィンガとバルブキャリアとの間に設けられており、部分的に、シリンダ孔に連通していることを特徴とする。従って、本発明が、バルブキャリア上のバルブフィンガの載置面の縮小を引き起こすことは好都合である。このことによって、接触面と、バルブキャリアと、バルブフィンガとの間の粘着力が減少される。部分的にシリンダ孔に連通しており、かつ部分的にバルブキャリアとバルブフィンガとの間に設けられている少なくとも１つの凹部によって、バルブフ４ィンガの下面がいわば通気され、冷却媒体が下面に底流する。このことによって、バルブキャリア上のバルブフィンガの粘着力を克服し、従って、バルブフィンガをバルブキャリアから解放するために、従って、吸引バルブを、開いた状態へ移動するために、より小さい力を掛ければよい。かくして、バルブフィンガの粘着力を増大させ、従ってまた、吸引バルブを開けるために、より大きな吸引力を必要とする複数の吸引孔に、より小さい直径が設けられていてもよい。一方ではシリンダ孔に連通しており、他方では、バルブキャリアとバルブフィンガとの間に設けられている複数の凹部によって、バルブフィンガは、載置面の減少によって、最早それほど強くバルブキャリア上に付着しない。

少なくとも１つの凹部が、バルブキャリアに設けられたバルブフィンガアームの領域に、および／またはバルブフィンガの、バルブキャリアに向いた下面に設けられていることを特徴とする往復ピストン機関は、特に好ましい。この措置によって、粘着力の特に効果的な減少、従ってまた、吸引バルブに加えられる吸引力の減少が引き起こされる。

更に、少なくとも１つの凹部が、細長い溝の形を有することを特徴とする往復ピストン機関は、好ましい。この実施の形態は、バルブフィンガの下面のおよび／またはバルブアームの特に良好な通気を可能にする。それ故に、バルブキャリア上のバルブフィンガの、克服される粘着力が、一層減じられる。

実際また、少なくとも１つの凹部が円形に形成されていることを特徴とする往復ピストン機関は好ましい。この措置も、バルブキャリア上のバルブフィンガのおよび／またはバルブアームの粘着力の減少をもたらす。基本的には、少なくとも１つの凹部の任意の実施の形態が考えられる。それ故に、本発明は、ここに示した実施の形態に限定されない。

更に、少なくとも１つの凹部が、バルブフィンガの、バルブキャリアに向いた下面で、バルブフィンガアームの全幅に亘って延びていることを特徴とする往復ピストン機関が好ましい。このことによって、載置面の非常に効果的な減少が得られる。この減少は、バルブキャリア上のバルブフィンガの粘着力の効果的な減少をもたらす。

更に、少なくとも１つの凹部が、バルブキャリアに設けられており、バルブフィンガアームの全幅に亘っておよびバルブフィンガアームの２つの側縁を越えて延びていることを特徴とする往復ピストン機関は好ましい。この実施の形態によって、バルブフィンガアームの下面の非常に良好な底流および載置面の減少が引き起こされる。このことによって、粘着力が著しく減少される。

最後に、複数の凹部が設けられていることを特徴とする往復ピストン機関は好ましい。複数の凹部によって、載置面は一層減少される。それ故に、複数の個所においてバルブフィンガの下面の通気が生じることができ、更に、バルブフィンガの載置面が著しく減少される。

バルブ装置の或る領域の斜視図を示す。 図１に示すバルブ装置の断面図を示す。

以下、素面を参照して本発明を詳述する。図１は、バルブ装置の或る領域の斜視図を示す。バルブ装置１は、バルブキャリア３と、プレート状の吸引バルブ５とを有する。バルブ装置１は、シリンダ孔の中で可動に支持されておりかつここには示されないピストンと協働する。シリンダ孔の中でピストンがバルブ装置から離れるように移動する際に、吸引力が発生する。吸引力は、バルブキャリ３に接触している少なくとも１つのバルブフィンガ７の粘着力を克服しなければならない。その目的は、バルブフィンガ７を、バルブキャリア３から解放し、かつここに図示しない吸引孔を開放するためである。好ましくは打抜き工程を含む製造工程によって、少なくとも１つのバルブフィンガ７が、吸引バルブ５と一体的に形成されていることは好ましい。

吸引バルブ５が、複数のバルブフィンガ７を有することは好ましい。これらのバルブフィンガのうち、各々は、まさしく１つの吸引孔に割り当てられている。実際また、各々のバルブフィンガ７には、シリンダ孔の中で支持されたピストンが割り当てられている。

バルブフィンガ７は、バルブフィンガアーム９およびバルブフィンガヘッド１１を有する。バルブフィンガヘッド１１は、ここでは図示しない吸引孔を覆う。この吸引孔は、吸引バルブが開放された状態では、すなわち、バルブフィンガヘッド１１が吸引孔を覆わないとき、吸引領域とシリンダ孔との間の液体接続を保証する。吸引バルブ５と、吸引バルブの数の、ここでは只１つが示されているバルブフィンガ７とが、バルブキャリア３の接触面１３に載っている。バルブフィンガ７が、他方の吸引バルブ５とは別に、自由に動くことができるように、バルブフィンガ７の回りには、吸引バルブ５にリセス１５が設けられている。リセス１５の領域には、更に、バルブキャリア３に形成された出口孔１７が設けられている。出口孔は、シリンダ孔と、吸引領域から分離された圧力室との間の流体接続を作る。

バルブキャリア３の、接触面１３に向かい合っている面に、ここでは図示されていない圧力バルブが設けられている。この圧力バルブは、同様に、出口孔１７を閉じるバルブフィンガを有する。ピストンが、シリンダ孔の中で、バルブ装置１に向かって動くとき、ここでは図示されていない圧力バルブが、圧縮された冷却媒体の圧力によって、バルブキャリア３の、接触面１３に向かい合っている面から押し離される。それ故に、シリンダ孔と圧力室の間に冷却媒体の流れが生じる。

既に上述したように、吸引バルブ５を開放するために、すなわち、バルブフィンガ７を、バルブフィンガヘッド１１の下方の、図示しない吸引孔から取り外すためには、バルブフィンガ７と、接触面１３と、バルブキャリア３との間に支配している粘着力を克服しなければならない。バルブキャリア３の上のバルブフィンガ７の載置面が大きくなるにつれ、バルブフィンガ７と接触面１３との間の粘着力は、一層大きくなる。この場合、載置面は、バルブフィンガ７およびバルブキャリア３が接触し合ってなる領域の、その合計を意味する。所定の、特にガス状の冷却媒体の場合には、吸引孔に、より小さな直径を備えることが必要である。このことによって、バルブキャリア７の、ここでは見えない下面に作用する力が、吸引室に存在する冷却媒体によって減じられる。このことに対応して、バルブフィンガ７と接触面１３との間では粘着力が大きくなる。この粘着力は、ピストンの吸引力によって克服されねばならない。

始動特性を改善するために、本発明は、バルブキャリア３に、および／または、バルブフィンガ７の、バルブキャリア３に向いた、ここでは見られない下面に、少なくとも１つの凹部１９を有する。この凹部は、部分的に、バルブフィンガ７とバルブキャリア３との間に設けられており、部分的に、ここでは見られないシリンダ孔に連通している。図１に示した実施の形態では、バルブキャリア３には複数の凹部１９が設けられている。これらの凹部は、接触面１３の上でのバルブフィンガ７の載置面を極めて効果的に減じる。これらの凹部１９がバルブフィンガアーム９の領域に設けられていることは好ましい。しかしながら、凹部１９をバルブフィンガヘッド１１の領域に設けることも考えられる。この場合に重要であるのは、これらの凹部１９が、ここでは見えない吸引孔に連通していないことである。何故ならば、そうでない場合には、吸引室とシリンダ孔との間の短絡が生じるだろうからである。

これらの凹部１９は、ここでは、細長い溝の形で設計されている。この溝は、バルブフィンガ３において、バルブフィンガアーム９の全幅に亘って延びており、バルブフィンガアームの側縁２１および２３を延び出ている。かくして、バルブキャリア３に設けられた凹部１９は、一方では、バルブ装置１に接続しているシリンダ孔に連通しており、他方では、バルブフィンガ７とバルブキャリア３との間に設けられ、バルブフィンガ７によって覆われている。かくして、吸引室からの軽い冷却媒体が、これらの凹部１９を介して到達する。この冷却媒体は、バルブフィンガ７の下面、従って、バルブフィンガ７の、接触面１３に載っている面にいわば底流する。一方では底流(Unterstroemung)によって、他方では、バルブキャリア３の接触面１３上でのバルブフィンガ７のより小さい載置面によって、バルブフィンガ７とバルブキャリア３の間に支配しているかくしてより小さい粘着力が、克服されればよい。往復ピストン機関の始動挙動および効率は、このことによって著しく改善される。

少なくとも１つの凹部１９を円形に形成することも提案されていてもよい。ここでも、凹部１９の領域が、バルブフィンガ７によっておよびバルブキャリア３によって覆われ、他方では、シリンダ孔に連通していることは、重要である。

複数の凹部が、バルブキャリア３にではなく、バルブフィンガ７の、ここには見られないかつバルブキャリア３に向いた下面に形成されている場合には、凹部１９が、いずれにせよ、側縁２１および／または２３まで延びていなければならない。それ故に、バルブフィンガ７の下面に形成された凹部１９が、まだシリンダ孔に連通されている。ここでも、凹部１９は種々の形状を有してもよい。特に考えられることは、バルブフィンガ７の下面に、バルブフィンガアーム９の全幅に亘って従って一方の側縁２１から他方の側縁２３へ延びている少なくとも１つの凹部１９を設けることである。このことによって、接触面１３上でのバルブフィンガ７の載置面が、非常に効果的に減じられる。

図２は、図１に示すバルブ装置１の断面図を示す。同一の部材には、同一の参照符号が付されている。従って、繰り返しを避けるために、図１の記述を参照するよう指示する。

図２に見ることができる吸引孔２５は、バルブフィンガのバルブフィンガヘッド１１によって覆われ、吸引バルブ５の、向かい合った面には、吸引室が接続され、この吸引室からは、圧縮される冷却媒体が、吸引孔２５を通ってシリンダ孔に達することが意図される。図２は、少なくとも１つの凹部１９が、一方では、シリンダ孔に連通しており、他方では、特に、バルブフィンガ７のバルブフィンガアーム９によって覆われていることを再度明示する。複数の凹部１９がバルブフィンガ７の下面２７にある場合に、凹部１９がバルブキャリア３によって覆われる。

既に上述したように、バルブフィンガヘッド１１の領域に、同様にバルブキャリア３および／またはバルブフィンガ７の下面２７に形成されている凹部１９を設けることも、提案されていることができる。いずれにせよ、複数の凹部１９が吸引孔２５に連通していないことを考慮しなければならない。何故ならば、連通によって、吸引領域とシリンダ孔との間の短絡が生じるだろうからである。

本発明は、好都合にも、バルブフィンガ７とバルブキャリア３との間の載置面の減少を引き起こす。このことによって、これら２つの要素の間の粘着力が著しく減じられる。複数の凹部１９が、一方では、シリンダ孔に連通されており、他方では、バルブキャリア３とバルブフィンガ７との間に設けられていることによって、バルブフィンガ７が、自らの下面２７から通気される。このことは、同様に、バルブフィンガ７とバルブキャリア３との間の粘着力を著しく減じる。従って、吸引バルブ５詳しくはバルブフィンガ７に作用する力は、著しく良好に定められる。更に、往復ピストン機関の始動挙動および効率は、著しく改善される。更に、本発明は、バルブフィンガ７の運動によって生起されるノイズの減少を引き起こす。

本発明を、同様に、軸方向ピストン機関およびラジアルピストン機関のために用いることができることは自明である。

１ バルブ装置
３ バルブキャリア
５ 吸引バルブ
７ バルブフィンガ
９ バルブフィンガアーム
１１ バルブフィンガヘッド
１３ 接触面
１５ リセス
１７ 出口孔
１９ 凹部
２１ 側壁
２３ 側壁
２５ 吸引孔
２７ 下面

Claims (7)

1. シリンダ孔に可動に支持された少なくとも１つのピストンと、
   前記少なくとも１つのピストンと協働するバルブ装置（１）であって、前記バルブ装置は、バルブキャリア（３）と、複数のバルブフィンガ（７）を備えた吸引バルブ（５）とを含んでいるバルブ装置（１）と、を備えている、
   特に自動車両用の往復ピストン機関において、
   前記バルブキャリア（３）に対向して設けられている前記バルブフィンガ（７）の下面（２７）は、バルブフィンガアーム（９）の全幅を越えて延びている少なくとも1つの凹部（１９）を備えており、前記吸引バルブ（５）が閉じているとき、前記凹部（１９）は、少なくとも１つの領域で、前記シリンダ孔に連通している、
   ことを特徴とする往復ピストン機関。
2. シリンダ孔に可動に支持された少なくとも１つのピストンと、
   前記少なくとも１つのピストンと協働するバルブ装置（１）であって、前記バルブ装置は、バルブキャリア（３）と、複数のバルブフィンガ（７）を備えた吸引バルブ（５）とを含んでいるバルブ装置（１）と、を備え、
   前記バルブキャリア（３）は、少なくとも1つの凹部（１９）を備えている、
   特に自動車両用の往復ピストン機関において、
   前記往復ピストン機関は、前記バルブキャリア（３）内に設けられた少なくとも１つの凹部を有し、追加的に又は代替的に、前記バルブキャリアに面した前記バルブフィンガの下面において、前記バルブフィンガ（７）の面（２７）内に凹部を備え、前記凹部（１９）は、バルブフィンガアーム（９）の全幅に亘って延びており、
   前記凹部（１９）は、前記バルブフィンガ（７）と前記バルブキャリア（３）との間に限られた領域で配置されており、前記凹部（１９）は、ある程度の領域で、前記シリンダ孔に連通している、
   ことを特徴とする往復ピストン機関。
3. 前記少なくとも１つの凹部（１９）は、細長い溝の形を有することを特徴とする請求項１または２に記載の往復ピストン機関。
4. 前記少なくとも１つの凹部（１９）は、円形に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の往復ピストン機関。
5. 前記少なくとも１つの凹部（１９）は、前記バルブフィンガ（７）の、前記バルブキャリア（３）に向いた前記下面（２７）で、前記バルブフィンガアーム（９）の全幅に亘って延びていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の往復ピストン機関。
6. 前記少なくとも１つの凹部（１９）は、前記バルブキャリア（３）に設けられており、前記バルブフィンガアーム（９）の全幅に亘っておよび前記バルブフィンガアーム（９）の２つの側縁（２１，２３）を越えて延びていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の往復ピストン機関。
7. 複数の凹部（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の往復ピストン機関。

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