(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の燃焼室（５３）に通じる複数の吸入路（３）を有するシリンダーヘッド（２）と、
前記吸入路（３）に新気を供給するための新気分配装置（４）とを備え、
前記新気分配装置（４）は、フラップシャフト（９）を有するフラップ装置（８）を有し、
前記フラップシャフト（９）は、前記吸入路（３）のうちの１つを制御するために少なくとも１つのフラップ（１０）を支持すると共に、フラップシャフトの回転軸（１１）周りで回転可能に取り付けられ、
前記新気分配装置（４）は、該新気分配装置（４）を前記シリンダーヘッド（２）に固定するためのハウジングフランジ（１６）を有し、
前記フラップ装置（８）は、前記新気分配装置（４）の分配装置用ハウジング（５）内で、前記ハウジングフランジ（１６）付近の領域に配設された、自動車のための内燃機関であって、
前記シリンダーヘッド（２）は凹部（２０）を有し、
前記新気分配装置（４）における前記フラップ装置（８）付近の領域が、前記凹部（２０）に挿入され、
前記凹部（２０）に挿入される前記フラップ装置（８）付近の前記領域（２２）は、前記シリンダーヘッド（２）に向けて前記ハウジングフランジ（１６）から突出し、
前記フラップシャフト（９）は従動歯部（２４）を有し、
前記フラップシャフト（９）における前記シリンダーヘッド（２）の反対側に面する一側には、前記フラップシャフトの回転軸（１１）に対して平行に延びる駆動シャフトの回転軸（２８）周りで回転可能に取り付けられる駆動シャフト（２６）が配設され、
前記駆動シャフト（２６）は、前記従動歯部（２４）に噛合する駆動歯部（２７）を有すると共に、フラップ駆動機構（２９）に連結される、又は該フラップ駆動機構（２９）に連結可能であり、
前記分配装置用ハウジング（５）には仕切部（４４）が配設され、
前記仕切部（４４）は、前記少なくとも１つのフラップ（１０）が配設されるガス分配装置用スペース（６６）から、前記従動歯部（２４）及び前記駆動歯部（２７）が配設される歯車用スペース（６５）を分断し、
前記フラップ装置（８）は支持フレーム（１２）を有し、
前記支持フレーム（１２）には、前記フラップシャフト（９）が回転可能に取り付けられ、
前記支持フレーム（１２）は、各フラップ（１０）毎に、該フラップ（１０）のそれぞれにより制御される排出口（１８）を１つずつ有し、
前記仕切部（４４）は、前記支持フレーム（１２）と一体的に形成され、
前記ハウジングフランジ（１６）は、前記シリンダーヘッド（２）に面していて前記フラップ装置（８）が挿入される、前記分配装置用ハウジング（５）における受口部（７）を、その周方向に沿って取り囲んでおり、
前記ハウジングフランジ（１６）は、内側の周縁部に鍔部（４５）を有し、
前記鍔部（４５）は、前記シリンダーヘッド（２）に向けて突出すると共に、前記受口部（７）を取り囲み、
前記鍔部（４５）は、前記支持フレーム（１２）の前記周縁部（４７）に対し、軸方向から当接する端面（４６）を有する
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、
前記駆動シャフト（２６）は、前記分配装置用ハウジング（５）を貫いて、該分配装置用ハウジング（５）の内部にて前記フラップシャフト（９）に駆動連結される一方、該分配装置用ハウジング（５）の外部では、前記フラップ駆動機構（２９）に駆動連結される、又は該フラップ駆動機構（２９）に駆動連結可能である
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関において、
前記駆動シャフト（２６）は、主軸受（３３）を用いることにより、前記分配装置用ハウジング（５）に対して回転可能に取り付けられ、
前記主軸受（３３）は、径方向及び軸方向から作用する荷重を受ける
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記従動歯部（２４）は、歯車（２５）上に形成され、
前記歯車（２５）は、前記フラップシャフト（９）に対し回転方向については固定されるように接合され且つ、該フラップシャフト（９）に対し軸方向に移動可能に配設される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関において、
前記歯車（２５）における前記フラップシャフト（９）の反対側に面する端面（４０）は、凸面状に形成され、
前記凸面状に形成された端面（４０）は、前記分配装置用ハウジング（５）における、該端面（４０）と対向する壁部（４１）と協働することにより、軸方向の移動を規制する位置止めとして構成される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記ハウジングフランジ（１６）は、前記凹部（２０）を取り囲むようにその周方向に沿って設けられる、前記シリンダーヘッド（２）の外囲部（２１）に固定される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記分配装置用ハウジング（５）の内側に押縁部（５８）が形成され、
前記押縁部（５８）は、前記仕切部（４４）が挿入される溝部（５５）を含み、
前記仕切部（４４）は、前記溝部（５５）に挿入されて前記分配装置用ハウジング（４）に接続される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記分配装置用ハウジング（５）には、前記仕切部（４４）の周辺に延設され、外方に向けて突出する押縁部（５４）が設けられており、
前記分配装置用ハウジング（５）の内部に溝部（５５）が配設されていて、前記仕切部（４４）が嵌入されることでシールをなす
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１つに記載の内燃機関において、
前記分配装置用ハウジング（５）は、内方に向けて突出する外形部（５６）を有し、
前記外形部（５６）は、前記仕切部（４４）に設けた溝部（５７）に嵌入されることで、シール性能を備えた接続部が構成されている
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載の特徴部を有する内燃機関に関するものであり、特に、自動車のための内燃機関に関する。本発明は、そうした内燃機関のための新気分配装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関のための新気分配装置が開示されている。この新気分配装置は、通常、複数の吸入路に新気を供給するように機能するものである。これらの吸入路は、内燃機関のシリンダーヘッドに設けられており、内燃機関の燃焼室に通じる。新気分配装置はフラップ装置を有し、このフラップ装置は、前述の吸入路のうちの１つを制御するための少なくとも１つのフラップが配設される、フラップシャフトを有する。フラップシャフトは、フラップシャフトの回転軸周りで回転できるように取り付けられる。新気分配装置は、ハウジングフランジも有しており、このハウジングフランジを用いることで、新気分配装置をシリンダーヘッドに固定することができる。そして、フラップ装置は、新気分配装置の分配装置用ハウジング内において、ハウジングフランジ付近の領域に配設される。公知の新気分配装置の場合、フラップ装置は、シリンダーヘッドに面する一側では、ハウジングフランジとほぼ同じ高さになるように構成されていて、そのため、新気分配装置は、単純に、新気分配装置に面していて、平坦で、当該新気分配装置が取り付けられる一側（以下、取付サイドと記載）に固定されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第０  ７２６  ３８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、そうした内燃機関、及びその内燃機関に係る新気分配装置に関するものであり、特に、取付高さを低減するような、改良された態様を特定することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の課題は、独立請求項の主題に係る発明によって解決される。有利な態様は、従属請求項の主題を構成する。
【０００６】
本発明は、フラップ装置が外方に突出するように、つまり、シリンダーヘッドへの取り付けのために設けられる一側で、フラップ装置がハウジングフランジから突出するような構成を利用して、フラップ装置を分配装置用ハウジングに取り付ける、という基本概念に基づくものである。この方法によると、分配装置用ハウジング内部の取付スペースを削減することができて、それにより、分配装置用ハウジング内にて望まれる流れ条件に著しい支障を来すことなく、分配装置用ハウジングの取付方向についての取付高さを低減することができるようになる。本発明に係る内燃機関では、シリンダーヘッド上に凹部を形成することで、新気分配装置におけるフラップ装置付近の領域を、その凹部に挿入することができる。新気分配装置が必要とする取付スペースの幾分かは、シリンダーヘッド、すなわち、前記凹部が受け持つことになる。吸入路は、この凹部を始端とする、又はこの凹部に開口する。
【０００７】
さらに、フラップ装置が分配装置用ハウジングの内側に配設される、ということは注目に値する。それにより、この分配装置用ハウジングは、従来の中間フランジの機能を有することになる。ここで言う中間フランジは、従来構成ではフラップ装置を含んでおり、分配装置用ハウジングの外部にて固定され、取付状態では、その分配装置用ハウジングとシリンダーヘッドとの間に位置するように配設される。よって、ここに開示した構成に従うと、フラップ装置を収容するために独立して設けられる中間フランジを廃することができる。
【０００８】
特に有利な態様によると、新気分配装置には、その内方に面する一側に位置するように、つまり、取付状態では、シリンダーヘッドの反対側に面するフラップシャフトの一側に位置するように、フラップシャフトとは別個の部材として、駆動シャフトを設けることができる。この駆動シャフトは、フラップシャフトの回転軸に対して平行に延びる駆動シャフトの回転軸周りで回転可能に取り付けられる。この駆動シャフトは、取付状態では、フラップ駆動機構に連結可能である又はフラップ駆動機構に連結される一方で、一組の歯部を用いることによって、フラップシャフトに駆動連結される。フラップを揺動させるために、フラップ駆動機構が駆動シャフトを回転させる。この回転は、駆動シャフトとフラップシャフトとの間の噛合による連結部を利用したフラップシャフトの回転運動と、回転方向については固定されるようフラップシャフトに接続されたフラップによる、フラップシャフトの回転運動に基づく揺動とを引き起こす。駆動シャフトは、分配装置用ハウジングの内部にてフラップシャフトに対しずらして配設されるから、この駆動シャフトを使用することで、フラップシャフトをシリンダーヘッドに近接させたがために、そのフラップシャフトを直接的に駆動することができないという程度、又は困難を伴うが直接的に駆動することができるという程度まで、フラップシャフトとフラップ装置の主要構成要素とを、ハウジングフランジから外方に突出させることができる、ということは注目に値する。駆動シャフトは、フラップシャフトの間接的な駆動を許容するから、シリンダーヘッドに近接するようにフラップシャフトを位置決めすることができる。ゆえに、フラップ装置付近の突出した領域を凹部に挿入する工程が、著しく簡素になる。
【０００９】
駆動シャフトとフラップシャフトとの間の噛合による連結部が、フラップシャフト上に配設される従動歯部と、駆動シャフト上に形成される駆動歯部とから構成され、互いに係合することにより互いに噛合していれば、好都合である。
【００１０】
駆動シャフトとフラップシャフトとの間に設けられる一組の歯部が、軸方向に延びる歯部を有する一組のラジアルギアとして構成されていれば、好都合である。そうすることで、駆動シャフトとフラップシャフトとの間で、軸方向に沿った相対移動を行うことができる。このように構成することで、設計公差をより大きく取ること、若しくはフラップが固定されるように取り付けられるフラップシャフトを、フラップ装置においてフラップシャフトが回転可能に取り付けられる支持フレームに対して、予め設定された範囲の中で移動可能な状態に保持するために、径方向の遊び及び／又は軸方向の遊びを意図的に大きく取ることができるようになる。それにより、還流された排気ガス及び／又は漏洩ガスからの塵芥に起因して生じてしまうような、フラップフレームに対しフラップが粘着してしまうリスクを低減することができる。ゆえに、フラップ装置の機能性に係る信頼性を向上させることができる。
【００１１】
別の有利な態様によると、分配装置用ハウジングに駆動シャフトを貫通させることができる。そのとき、駆動シャフトは、分配用ハウジングの内側ではフラップシャフトに駆動連結される一方で、分配用ハウジングの外側ではフラップ駆動機構に駆動連結されていれば、又はフラップ駆動機構に駆動連結可能であれば、好都合である。この方法によると、この目的のためにシリンダーヘッドから十分に距離を空けた領域にて、フラップシャフトに対してハウジングダクトをずらして設けることができる。
【００１２】
主軸受を用いて分配装置用ハウジングに駆動シャフトを回転可能に取り付けて、この主軸受が径方向から作用する荷重と軸方向から作用する荷重とを受けるように構成されていれば、好都合である。こうした主軸受としては、特に、ラジアル滑り軸受をなすための筒状ジャケット部と、アキシャル滑り軸受をなすための、このジャケット部から径方向に突出した鍔部とから構成される軸受ブッシュを用いることができる。軸方向の荷重に対する支持は、外方に向かう荷重、つまり、分配用ハウジングの内部から離れる方向に向かう荷重に対して行われる。
【００１３】
主軸受に加え、主軸受から軸方向に間隔を空けた箇所にて、駆動シャフトを分配装置用ハウジングに軸支するように機能する第２軸受を、少なくとも１つ設けることができる。主軸受とは異なり、第２軸受は、軸方向から作用する荷重のみを吸収するように構成される。したがって、第２軸受は、駆動シャフトと分配装置用ハウジングとの間の、軸方向に沿った相対移動を許容する。
【００１４】
任意で、駆動シャフト用シール部材を備えてもよい。この部材は、駆動シャフトをハウジングからシールする。駆動シャフト用シール部材は、駆動シャフトを取り囲むと共に、分配装置用ハウジングに対して空間的に固定されるように配設される。分配用ハウジング内で、駆動シャフト用シール部材が、軸方向からではなく径方向のみから駆動シャフトに接触するように位置決めされていれば好都合である。よって、駆動シャフト用シール部材は、特に、軸方向からは駆動シャフトに接触しないように配設される。
【００１５】
駆動シャフトの駆動歯部を、３６０°全周にわたって延設される歯部とすることができる。しかしながら、駆動歯部を、３６０°よりも狭い領域にわたって延設されるセグメント歯車（扇形歯車）として構成した態様を用いることが好ましい。周方向に沿って、１８０°又は１２０°程度の領域にわたって延設されるセグメント歯車を用いることが好ましい。
【００１６】
フラップ駆動機構の各々に駆動連結させるために、分配装置用ハウジングの外部にて、例えばクランク駆動機構を構成可能とすべく設けられる駆動レバーに、駆動シャフトを、回転方向については固定されるよう接続することができる。実際のフラップ駆動機構としては、電気式、空気圧式、又は油圧式のサーボモータにより構成したものを用いることができる。駆動機構としては、媒体が圧入されたものを用いることもできる。
【００１７】
別の有利な態様によると、回転方向については固定されるようフラップシャフトに接続された歯車上に、従動歯部を形成することができる。これとは対照的に、駆動歯部は、駆動シャフトに一体的に形成されていれば好都合である。駆動シャフトを形成した歯車が、フラップシャフト上で軸方向に移動可能に配設され、フラップシャフトと歯車との間で軸方向に沿って移動可能であれば好ましい。回転方向については固定される接続を、例えばフラップシャフトと歯車とを嵌合させることにより構成することができる。その場合、円形状以外の形状に構成された、フラップシャフトの外輪郭を、当該外輪郭に対応する嵌合形状となるように構成された、歯車の内輪郭に嵌入することで接続することができる。
【００１８】
駆動歯部を、歯車の３６０°全周にわたって延設されるように構成することができる。しかしながら、駆動歯部を、歯車の３６０°全周よりも狭い領域にわたって延設されるセグメント歯車として構成した態様を用いることが好ましい。１８０°又は１２０°程度の領域にわたって延設されるセグメント歯車であれば好ましい。
【００１９】
別の有利な態様によると、歯車に係る前記態様に加えて、又は前記態様に代えて、歯車におけるフラップシャフトの反対側に面する端面を、凸面状に形成することができる。歯車において凸面状に形成された端面が、当該端面に対向する分配装置用ハウジングの壁部と協働することにより、軸方向の移動を規制する位置止めとして機能すれば好都合である。この端面において、少なくとも軸方向の移動を規制する位置止めとして機能する領域は平坦であるから、端面を凸面状に形成することで、この端面と壁部とが、ほぼ一点にて接触するようになる。一点にて接触するということは、フラップシャフトの回転運動を妨げる虞のある摩擦力を最小化することができる、ということを意味する。
【００２０】
別の有利な態様によると、フラップ装置における前述の支持フレームに、ラジアル軸受を利用することにより歯車を取り付けることができる。
【００２１】
前記特徴部に加えて、又は前記特徴部に代えて、フラップシャフトの軸方向の端部に歯車が配設されていれば好都合である。そうすることで、フラップシャフトの回転軸について、その軸方向に沿った分配用ハウジングの端部に駆動シャフトを配設することもできる。
【００２２】
別の有利な態様によると、分配装置用ハウジングに、ガス分配装置用スペースから歯車用スペースを分断するような仕切部又は保護壁を配設することができる。駆動シャフトとフラップシャフトとの間の噛合による連結部は、歯車用スペース内に配設される。分配装置用ハウジング内で、歯車用スペースまで駆動シャフトが延設されていれば好都合である。これとは対照的に、中央新気吸入口を経由して分配装置用ハウジングに供給される新気は、ガス分配装置用スペースにて、シリンダーヘッドに設けた各吸入路に分配される。したがって、フラップ装置のフラップは、ガス分配装置用スペース内に配設される。仕切部を利用することで、歯車用スペースを、ガス分配装置用スペースから略気密状に分断することが可能となる。そうすることで、歯車用スペースに配設される構成要素は、新気の流れ中に含まれる不純物から保護される。新気の流れには、新たに供給される空気に加え、還流された排気ガス及び／又は還流された漏洩ガスも含まれ得るため、新気は、還流される廃棄ガス中の標準的な不純物、すなわち、すす粒子を含んでいたり、オイルミストのような、還流される漏洩ガス中の標準的な不純物を含んでいたりすることがある。そうした不純物は、可動部のジャミングを招き、それら可動部が機能する上で妨げとなる虞がある。仕切部を設けることで、フラップ装置及び新気分配装置の機能に係る信頼性と、これらの作動に係る信頼性とが向上することになる。
【００２３】
本発明に係る特に有利な構成では、分配装置用ハウジングには、仕切部のための受部が設けられる。この受部は、嵌入、圧入、又は物質的な結合を行うことができるように構成されている。嵌入することができるように構成された受部を用いる場合、ハウジングには、嵌合接続をなすように、仕切部を挿入及び／又は接着固定するための沈み溝を設けることができる。他の構成では、突出した外形部として受部を構成することもできる。この外形部は、仕切部と協働することにより、嵌入による接続をなす。他の構成では、仕切部と分配装置用ハウジングとの間の物質的な結合による接続を、接着剤又は溶着を用いて構成することができる。その上、この構成は、歯車用領域への塵芥の侵入を防止するシールをなす。歯車用領域とは、仕切部により隔絶され且つ、駆動機構における噛合による連結部が配設される領域を意味する。
【００２４】
沈み溝に係るさらなる構成では、分配装置用ハウジングには、その受部の周辺に押縁部が配設される。この場合、受部は、分配装置用ハウジングの内側に溝部を有する。
【００２５】
別の有利な態様によると、前述のフラップ装置には、フラップシャフトが回転可能に取り付けられる支持フレームを設けることができる。この支持フレームは、それぞれのフラップに係る排出口を有し、各フラップにより制御される。取付状態では、この排出口は、各吸入路の上流側に接続される。そのため、制御される排出口を通過可能な流れの断面積が、これに関連する吸入路、又はこれに割り当てられる吸入路を通過可能な流れの断面積を定める。割り当てられた吸入路を通過可能な流れの断面積を、各フラップを回転させることで制御することができる。
【００２６】
特定の態様では、シリンダーヘッドは、各燃焼室につき、２つの吸入路を有することができる。それによって、支持フレームも、各燃焼室につき、２つの排出口を有することになる。その場合、１つの燃焼室につき、前記排出口のうちの一方のみが各フラップにより制御されることになれば、好都合となる。したがって、支持フレームは、１つの燃焼室につき、１つの制御される排出口と、１つの制御されない排出口とを有することになる。各フラップは、排出口を通過可能な流れの断面積を、当該フラップの回転方向の位置決めに基づき制御すべく、制御される排出口だけに割り当てられる。
【００２７】
シリンダーヘッドが複数の燃焼室を有している場合、複数の燃焼室が、直列に並ぶように配設されていれば好都合である。さらに、吸入路が、直列に並ぶように配設されていれば好都合である。この場合、フラップシャフトは、燃焼室及び吸入路が直列に並ぶ方向に沿って平行に延びる。それに係る支持フレームにおいては、排出口も、フラップシャフトに対して平行に延びる直線に沿って直列に並ぶように延びる。各燃焼室に制御される排出口と制御されない排出口とが設けられている場合、制御される排出口と制御されない排出口とを、フラップシャフトの縦方向に沿って並び替えて設けてもよい。
【００２８】
有利な態様によると、前述の仕切部を、支持フレームと一体的に形成することが可能であり、そうすることで、支持フレームは、さらなる機能を有する。その場合、新気分配装置の製造に際しての取り付け費用を増大させることなく、仕切部を、新気分配装置と一体にすることができる。
【００２９】
別の有利な態様によると、ハウジングフランジは、シリンダーヘッドに面する端面を有することが可能であり、支持フレームは、周縁部によって、この端面に軸方向から当接する。この構成によると、支持フレームの縁部は、取付状態では、その軸方向については、ハウジングフランジの端面と、シリンダーヘッドの凹部の底面との間に位置するように配設されることになる。このように、フラップ装置の位置決め、及びその保持を、特に安定させることができる。なぜならば、シリンダーヘッドにハウジングフランジを固定することによって、フラップ装置は、嵌合するように収容されて、さらに、ハウジングフランジとシリンダーヘッドとによって、特に軸方向から挟持されるからである。
【００３０】
別の有利な態様によると、ハウジングフランジは、シリンダーヘッドに面するように分配装置用ハウジングに設けられる受口部を、その周方向に沿って取り囲むことができる。フラップ装置は、この受口部に挿入される。換言すれば、分配装置用ハウジング自体は、新気を排出可能な唯一の開口部として、受口部を有している。吸入路に割り当てられる各排出口への分配は、特に支持フレームにて、排出口が開口したフラップ装置を取り付けることによってのみ実行される。有利な態様によると、ハウジングフランジは、内側の周縁部に鍔部を有している。この鍔部は、シリンダーヘッドに向けて突出していて、受口部を取り囲むと共に、支持フレームの縁部に対し、軸方向から当接する端面を有している。ハウジングフランジに設けた鍔部を利用することで、ある種の保持手段が構成される。この保持手段は、ハウジングフランジから突出するフラップ装置付近の領域と共に、シリンダーヘッドの凹部に嵌入される。新気分配装置の取付方向についての取付高さも、これにより低減される。それと同時に、シリンダーヘッドとハウジングフランジとの間にフラップ装置を固定する工程も、それにより簡素化される。
【００３１】
別の有利な態様によると、ハウジングフランジを、シリンダーヘッドの外囲部に固定することができる。この外囲部は、凹部の周方向に沿って延びて、この凹部を取り囲む。換言すれば、ハウジングフランジ自体は、凹部の中にほとんど入り込まず、シリンダーヘッドと新気分配装置との間に位置する取付面に留まる。前述した、ハウジングフランジに設けた鍔部のみを、凹部の中に嵌入することができる。この構成を利用することで、シリンダーヘッドの全体構成を再設計する必要がなくなる。なぜならば、特に、ハウジングフランジをシリンダーヘッドに固定する箇所の構成を、元の構成のままに保つことができるからである。シリンダーヘッドの外囲部の内側に、凹部を設けさえすればよい。
【００３２】
周方向に沿って一周するように延びる分配装置用シール部材を少なくとも１つ設けることができると好都合である。この分配装置用シール部材は、その軸方向については、ハウジングフランジと外囲部との間に配設される。軸方向に効果を発揮する分配装置用シール部材の位置決め性能を向上させるべく、任意で、分配装置用シール部材が軸方向から係合し且つ、周方向に沿って延びる受溝部を、ハウジングフランジに形成してもよい。これに加えて、又はこれに代えて、分配装置用シール部材が軸方向から係合し且つ、周方向に沿って延びる受溝部を、シリンダーヘッドの外囲部に形成することができる。
【００３３】
本発明に係る新気分配装置は、前述したタイプの内燃機関において、新気を供給するために使用できるものであり、前述したタイプのフラップ装置、及び前述したタイプのハウジングフランジを有している。この新気分配装置は、さらに、そのフラップ装置付近の少なくとも一部の領域が、ハウジングフランジから外方に突出する、つまり、ハウジングフランジからシリンダーヘッドに向けて突出する、ことを特徴とするものである。
【００３４】
フラップ装置が、ハウジングフランジによって、側方から取り囲まれていれば、及び／又はその縁部が取り囲まれていれば好ましい。ハウジングフランジは、特に、フラップ装置が挿入される受口部を区画している。それゆえ、分配装置用ハウジングは、従来例における中間フランジとしての機能を有している。この中間フランジは、従来構成においてはフラップ装置を含み、分配装置用ハウジングの外部に取り付けられると共に、取り付けられた状態においては分配装置用ハウジングとシリンダーヘッドとの間に位置するように、配設される。
【００３５】
さらに、分配装置用ハウジングには、新気のための共有吸入口と、フラップ装置のための共有受口部と、これらを接続するように設けられ、新気のための、共有されるガス分配装置用スペースと、を有している。共有されるガス分配装置用スペースは、吸気側では吸入口に接続される一方で、排気側では、受口部に挿入されるフラップ装置に隣接する。分配装置用ハウジングは、単一の部材として、又は一体的に構成することで簡素化され、それにより、製造に要する費用を低減する。
【００３６】
さらに、本発明に係る内燃機関は、前述したタイプのシリンダーヘッドを有し、前述したタイプの新気分配装置を装着することができる内燃機関であって、新気分配装置の取り付けのために設けられる取付サイドに凹部を有し、この凹部の内側には、吸入口を有する吸入路が配設されており、新気分配装置をシリンダーヘッドに固定する際に、新気分配装置のハウジングフランジから突出するフラップ装置付近の領域を、この凹部に挿入することができる、ことを特徴とするものである。
【００３７】
本発明に係るさらなる重要な特徴及び利点は、従属項の記載、図面、及び図面を用いた図面に係る説明より得られる。
【００３８】
前述の特徴、及び以下で説明されることになる特徴は、説明される特定の組み合わせによってのみ使用できるのではなく、本発明の適用範囲を逸脱しない限りは、他の組み合わせ、又は単体で使用できることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】内燃機関の縦断面を、新気分配装置付近の領域について簡略化して示す概略図である。
【図２】新気分配装置を分解した状態を概略的に示す等角投影図である。
【図３】新気分配装置の細部を示す概略図である。
【図４】図３に示した細部の変形例を示す概略図である。
【図５】図３に示した細部のさらなる変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の好ましい例示としての態様は、図面に示されており、以下の記載によってさらに詳細に説明される。各図において同一の符号は、同一の、類似した、又は機能的に同一の要素を示している。
【００４１】
図１及び図２に示すように、内燃機関１は、特に、自動車に対して使用できるものであり、好ましくは、自動車を駆動させるために使用される。この内燃機関１は、本例では一部の部位のみが図示された、複数の吸入路３を有するシリンダーヘッド２を備えている。この複数の吸入路３は、本例では、吸入口５２付近の領域のみが図示されており、各々の吸入路３が、シリンダーヘッド２の燃焼室５３に通じている。燃焼室５３は、符号こそ与えられているが、本例では図示されていない。シリンダーヘッド２において、１つの燃焼室５３につき、前記吸入路３が２つ割り当てられるような態様であれば、好都合である。例えば、４つの燃焼室５３を有する４気筒エンジンのシリンダーヘッド２においては、４つの燃焼室５３のそれぞれに対し、２つの吸入路３が割り当てられるため、エンジン全体では、８つの吸入路３が設けられることになる。
【００４２】
内燃機関１は、さらに、新気を吸入路３に供給するための新気分配装置４を備えている。新気分配装置４は、共有吸入口６と、シリンダーヘッド２に面する一側に設けた受口部７とを有する分配装置用ハウジング５を備えている。新気分配装置４は、さらに、フラップシャフト９を有するフラップ装置８を有している。フラップシャフト９は、１つの燃焼室５３につき、少なくとも１つのフラップ１０を有しており、このフラップ１０は、フラップシャフト９に対して、回転方向については固定されるように接続されている。本例では、フラップシャフト９は、１つの燃焼室５３につき、丁度１つのフラップ１０を有していて、そのため、吸入路３は、１つおきに、フラップ装置８により制御できる。フラップシャフト９は、フラップシャフトの回転軸１１周りで回転できるように取り付けられている。このため、フラップ装置８が、フラップシャフト９を回転可能に取り付けることができる支持フレーム１２を有していれば、好都合である。フラップシャフト９を軸支するために、種々の軸受部１３が設けられていれば好都合である。軸受部１３は、それぞれ、各フラップ１０の両側に設けられる。本例では、８つの軸受部１３が設けられている。本例では、８つの軸受部１３のうちの７つについては、それぞれの第１軸受ハーフシェル１４が支持フレーム１２と一体的に形成されている一方、それぞれの第２軸受ハーフシェル１５が支持フレーム１２とは独立した部材として形成されている。この場合、第２軸受ハーフシェル１５は、例えば、クリップ接続部を使用することにより、支持フレーム１２に取り付けられて掛止されている。
【００４３】
新気分配装置４は、さらに、ハウジングフランジ１６を有している。このハウジングフランジ１６は、この場合、シリンダーヘッド２に面する一側にて、分配装置用ハウジング５と一体的に形成されている。ハウジングフランジ１６は、新気分配装置４をシリンダーヘッド２に固定するために使用される。それゆえに、ハウジングフランジ１６は、ネジ止めを行うための貫通孔１７を複数個有している。この貫通孔１７は、金属製ブッシュにより補強することができる。ハウジングフランジ１６それ自身、及び分配装置用ハウジング５が、プラスチックから製造されていれば好都合である。同様に、支持フレーム１２もプラスチックから構成されていれば好都合である。
【００４４】
そして、フラップ装置８は、分配装置用ハウジング５内でハウジングフランジ１６付近の領域に配設されている。このため、フラップ装置８は、その支持フレーム１２を用いることにより、分配装置用ハウジング５の受口部７に挿入される。分配装置用ハウジング５を、射出成形されたプラスチックからなる一体の部材として構成することもできる。それゆえ、分配装置用ハウジング５は、新気のための共有吸入口６と、フラップ装置８を収容するための共有受口部７と、これらを流体接続するように構成された、新気のための、共有されるガス分配装置用スペース６６と、を有している。つまり、共有されるガス分配装置用スペース６６は、吸気側では吸入口６に流体接続される一方で、排気側では、受口部７に挿入されたフラップ装置８に隣接している。
【００４５】
排出口１８，１９は、支持フレーム１２に形成されていて、１つの吸入路３につき、１つの排出口１８，１９が設けられている。フラップ１０が設けられる数に対して、排出口１８，１９は２倍の数だけ設けられているから、フラップ１０は、１つおきの排出口１８，１９に対して割り当てられている。各フラップ１０を用いることで制御できる排出口１８を、以下では、制御される排出口１８と称する。一方で、これと同一の燃焼室５３に通じていて且つ、フラップ１０が割り当てられていない別の排出口１９を、以下では、制御されない排出口１９と称する。したがって、吸入路３に割り当てられる排出口１８，１９は、分配装置用ハウジング５にフラップ装置８を挿入するまでは、新気分配装置４に構成されないことになる。
【００４６】
図１に示すように、シリンダーヘッド２は、新気分配装置４に面する取付サイドに凹部２０を有している。この凹部２０は、その周方向に沿って一周するように延びる外囲部２１により取り囲まれている。そのため、新気分配装置４は、図１に示すように、外方に向けて、つまり、シリンダーヘッド２に向けてハウジングフランジ１６から突出した、図１においては波括弧により図示される領域２２を有している。この領域２２は、基本的には、フラップ装置８付近の領域２２であって、前述の方向、つまり、新気分配装置４の取付方向に相当する方向に向けてハウジングフランジ１６から突出する領域２２である。
【００４７】
フラップ１０が、プラスチックからなり、フラップシャフト９上に射出成形されていれば好都合である。つまり、図１に示すように、フラップシャフト９における各フラップ１０の周辺に、孔又は溝部２３を設けることが可能であり、それにより、フラップ１０をなすよう射出成形されたプラスチックは、これに填まるようにフラップシャフト９内に入り込み、製造工程中に、前記溝部２３に充填される。さらに、フラップシャフト９には、従動歯部２４が設けられている。この従動歯部２４が歯車２５上に形成されていれば有利であり、歯車２５は、フラップシャフト９に対して接続されていて回転可能である。フラップ装置８は、さらに、駆動シャフト２６を備えている。この駆動シャフト２６は、駆動歯部２７を有していて、フラップシャフト９においてシリンダーヘッド２の反対側に面する一側にて、分配装置用ハウジング５に取り付けられている。駆動シャフト２６は、フラップシャフトの回転軸１１に対して平行に延びる、駆動シャフトの回転軸２８周りで回転することができるように取り付けられている。好ましくは、２つの回転軸１１，２８が、シリンダーヘッド２の取付サイドの平面に対して垂直に延びる、及び／又は取付方向に沿って延びる一平面上に配置され得る。
【００４８】
駆動シャフト２６は、その駆動歯部２７が歯車２５の従動歯部２４に噛合するように、分配装置用ハウジング５に配設されている。その上、駆動シャフト２６は、図１において簡略化して示されているように、フラップ駆動機構２９に駆動連結されている。この駆動連結は、図１において矢印３０により示されている。駆動シャフト２６が分配装置用ハウジング５を貫いていれば好都合である。駆動シャフト２６は、分配装置用ハウジング５の内部にて、従動歯部２４と駆動歯部２７とを利用することにより構成される、噛合による連結部３１を用いることにより、フラップシャフト９に駆動連結されている。しかしながら、駆動シャフト２６は、分配装置用ハウジング５の外部にて、フラップ駆動機構２９に駆動連結されている。そうするために、例えば、クランク駆動機構を構成可能とすべく使用される駆動レバー３２に対し、駆動シャフト２６を連結することができる。駆動シャフト２６は、主軸受３３を用いることにより、分配装置用ハウジング５に対して回転可能に取り付けられている。主軸受３３は、駆動シャフトの回転軸２８について、その径方向から作用する荷重と、その軸方向から作用する荷重とを受けるように構成されている。このため、主軸受３３は、例えばブッシュ軸受として構成され、好ましくは、円筒ブッシュ３４として構成される。この円筒ブッシュ３４は、ラジアル滑り軸受として機能していると共に、径方向に突出する環状鍔部３５を有している。この環状鍔部３５は、分配装置用ハウジング５の内部に向かう一側において、アキシャル滑り軸受として機能している。本例では、円筒ブッシュとして構成される第２軸受３６も、ラジアル滑り軸受として機能するように設けられている。この第２軸受３６は、主軸受３３から軸方向に沿って間隔を空けて配設されていて、径方向から作用する荷重だけを吸収する。その上、例えば、Ｘリングとして構成可能な駆動シャフト用シール部材３７が設けられている。駆動シャフト用シール部材３７は、本例では、その軸方向については、主軸受３３と第２軸受３６との間に位置するように配設されている。駆動シャフト用シール部材３７は、分配装置用ハウジング５に対し、回転方向については固定されるように配設されている一方で、駆動シャフト２６に対しては、軸方向からは接触しないように位置決めされている。それゆえ、駆動シャフト用シール部材３７は、駆動シャフト２６に対しては径方向のみから接触する。
【００４９】
本例により示す好ましい実施形態では、駆動シャフト２６の駆動歯部２７は、セグメント歯車として構成されている。そのため、駆動歯部２７は、３６０度未満の範囲にわたって延設されている。同様に、歯車２５の従動歯部２４も、３６０度未満の範囲にわたって延設されるセグメント歯車として構成されていれば好都合である。歯車２５は、フラップシャフト９に対し、回転方向については固定されるように接続されている。このため、フラップシャフト９の軸方向の一端部を、例えば、平板状に形成することができる。そうすることで、フラップシャフト９の平板状に形成された部位３８を回転方向について嵌合させるべく、その部位３８に対応する嵌合形状を有するように形成された、歯車２５の開口部３９に軸方向から挿入することができる。歯車２５がフラップシャフト９に対して軸方向に移動可能に配設されるように、歯車２５とフラップシャフト９とが結合していれば好ましい。この例では、歯車２５におけるフラップシャフト９の反対側に位置する端面４０は、凸面状に形成されている。この凸面形状は、特に、フラップシャフトの回転軸１１周りで回転対称である。凸面状に形成された端面４０は、取付状態では、分配装置用ハウジング５における平坦な壁部４１に対向していて、この壁部４１と協働することにより、軸方向の移動を規制する位置止めとして機能する。凸面状に形成された端面４０を用いることで、前記壁部４１に対して一点にて接触するようになる。歯車２５は、ラジアル軸受４２を用いることによって、支持フレーム１２に対して回転可能に取り付けられている。このため、ブッシュ状に形成されたラジアル軸受４２は、支持フレーム１２に形成された軸受開口部４３に挿入されている。歯車２５の軸受は、支持フレーム１２にフラップシャフト９を支持するための、８番目の軸受部１３として機能する。
【００５０】
仕切部４４は、歯車用スペース６５を、ガス分配装置用スペース６６から、十分な気密性を確保するように実質的に分断していて、この仕切部４４も、分配装置用ハウジング５内に配設されている。従動歯部２４及び駆動歯部２７は、歯車用スペース６５内に配設されている。それゆえ、駆動シャフト２６及び歯車２５における主要な部位は、歯車用スペース６５内に配設されている。これとは対照的に、フラップ１０及び排出口１８，１９は、ガス分配装置用スペース６６内に配設される。それゆえ、ガス分配装置用スペース６６は、基本的には、個々の排出口１８，１９に向けて、流れを案内及び分割するように機能する。仕切部４４は、本例では、支持フレーム１２と一体的に形成されている。
【００５１】
ハウジングフランジ１６は、フラップ装置８が挿入される受口部７を、その周方向に沿って取り囲んでいる。図１に示すように、ハウジングフランジ１６は、内側の周縁部に鍔部４５を有している。この鍔部４５は、ハウジングフランジ１６の台部からシリンダーヘッド２に向けて突出していて、ハウジングフランジ１６と同様に、受口部７の周方向に沿って一周するように延びて、受口部７を取り囲んでいる。そのため、ハウジングフランジ１６は、この鍔部４５上に、シリンダーヘッド２に面していて支持フレーム１２の周縁部４７に対して軸方向から当接する端面４６、つまり、その取付方向から当接する端面４６を有している。図１に示すように、取付状態では、前記周縁部４７は、その軸方向については、ハウジングフランジ１６の端面４６とシリンダーヘッド２の凹部２０の底面４８との間に位置するように配設されている。特に、ハウジングフランジ１６は、その鍔部４５により、凹部２０の底面４８、つまり、シリンダーヘッド２と協働することで、支持フレーム１２を挟持することができる。ハウジングフランジ１６は、シリンダーヘッド２の外囲部２１まで延びる貫通孔１７を利用することにより、凹部２０の外側で固定される。
【００５２】
その上、新気分配装置４は、分配装置用シール部材４９を備えている。この分配装置用シール部材４９は、ハウジングフランジ１６及び外囲部２１付近の領域に配設されていて、それらの周方向に沿って一周するように延設されている。分配装置用シール部材４９を位置決めするために、それに対応する受溝部５０を、ハウジングフランジ１６に形成することができる。これに加えて、又はこれに代えて、分配装置用シール部材４９に対応する受溝部５１を、外囲部２１に形成することができる。しかしながら、受溝部５０，５１のうちの一方のみが設けられていれば、例えば、ハウジングフランジ１６のみに設けられていれば好都合である。
【００５３】
図３には、変形例としての新気分配装置４の詳細が図示されている。この場合、分配装置用ハウジング５には、仕切部４４の周辺に延設され、外方に向けて突出する押縁部５４が設けられている。溝部５５は、分配装置用ハウジング５の内部に配設されていて、仕切部４４が嵌入されることでシールをなす。
【００５４】
図４には、新気分配装置４のさらなる変形例の詳細が図示されている。この変形例によると、分配装置用ハウジング５は、内方に向けて突出する外形部５６を有している。この外形部５６は、仕切部４４に設けた溝部５７に嵌入されることで、シール性能を備えた接続部を構成する。この接続部を、クリップ接続部として構成することが可能であり、その場合、クリップ接続部を、溝部５７の縦方向に対して横方から挿入することができる。しかしながら、図示されている外形部５６の栓状形状を、嵌合接続を構成するような、他の幾何学的構成に置き換えることもできる。その上、実部（外形部５６）は、仕切部４４周りに沿って一周するように構成される必要はない。なぜならば、一部の領域に沿って配設された実部５６であっても、十分な結合効果を発揮するからである。
【００５５】
図５に示す変形例では、分配装置用ハウジング５の内側に、押縁部５８が形成されている。この押縁部５８は、仕切部４４が挿入される溝部５５を含んで構成されている。図３から図５に示す全ての変形例において、嵌合接続には、符号５９が割り当てられている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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