(57)【要約】ガス交換弁のシャフトとアクチュエータとの間の、簡単な、安価に製作可能なかつ確実な結合部が提案される。この結合部は解離可能であり、したがって何回も生ぜしめるかもしくは分離することができる。連結片１３をガス交換弁１のシャフト１１に、円周溝２５をアクチュエータ５の調節部材７に配置することも可能である。
2005500464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のガス交換弁とアクチュエータとの結合部であって、シャフト（１１）と連結片（１３）とが設けられており、シャフト（１１）に少なくとも１つの円周溝（２５）が存在している形式のものにおいて、連結片（１３）が孔（１５）を有しており、その直径が、組み付けた状態ではシャフト（１１）の直径に相応しており、孔（１５）が、少なくとも１つの円周溝（２５）に形状接続によって結合可能な少なくとも１つの環状の隆起部（１７）を有しており、連結片（１３）が、隆起部（１７）の範囲に連結片（１３）の長手方向で少なくとも１つのスリット（２１）を有していることを特徴とする、内燃機関のガス交換弁とアクチュエータとを連結するための、解離可能な結合部。
【請求項２】
シャフト（１１）が、シャフト（１１）の長手方向で互いに隔てられている複数の円周溝（２５）を有しており、孔（１５）が、長手方向で互いに隔てられている複数の隆起部（１７）を有している、請求項１記載の結合部。
【請求項３】
シャフト（１１）が、少なくとも１つの円周溝（２５）の領域で円筒状に形成されており、孔（１５）が円筒状に形成されている、請求項１又は２記載の結合部。
【請求項４】
シャフト（１１）が、少なくとも１つの円周溝（２５）の領域で円すい台形に形成されており、孔（１５）が円すい台形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の結合部。
【請求項５】
少なくとも１つの円周溝（２５）が、半円形、方形又は台形の横断面を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の結合部。
【請求項６】
シャフト（１１）と連結片（１３）との結合の解離を阻止する安全エレメントが設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の結合部。
【請求項７】
安全エレメントがワイヤリング（３３）として形成されており、連結片（１３）がその外面に、安全リング（３３）を収容するための少なくとも１つの溝（３１）を有している、請求項６記載の結合部。
【請求項８】
安全エレメントがナット（２７）として形成されており、連結片（１３）が、ナット（２７）と協働する外ねじ山（１９）を有している、請求項６記載の結合部。
【請求項９】
安全エレメント（３３）がスリーブ（３５）として形成されており、スリーブ（３５）が連結片（１３）に差し被せ可能である、請求項６記載の結合部。
【請求項１０】
スリーブ（３５）及び連結片（１３）が、組み付けた状態ではプレスはめ合い部を形成している、請求項９記載の結合部。
【請求項１１】
連結片（１３）が、少なくとも１つの隆起部（１７）の範囲で、組み付けた状態に対して拡開せしめられており、連結片（１３）が、安全エレメント（２７，３３，３５）によって圧縮されるようになっている、請求項６から１０までのいずれか１項記載の結合部。
【請求項１２】
シャフト（１１）がガス交換弁（１）の一部分であり、連結片（１３）がアクチュエータ（５）の一部分である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の結合部。
【請求項１３】
連結片（１３）がガス交換弁（１）の一部分であり、シャフト（１１）がアクチュエータ（５）の一部分である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の結合部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関のガス交換弁とアクチュエータとの結合部に関する。
【０００２】
ガス交換弁が従来形式でカム軸を介して操作される内燃機関では、例えばバケットタペット、スイングアーム又はロッカーアームが、ガス交換弁を開くときに、カム軸の制御運動をガス交換弁のシャフトに伝達する。シリンダヘッドとガス交換弁との間に締め込まれている弁ばねが、ガス交換弁を常にバケットタペット、スイングアーム又はロッカーアームと接触状態に保つ。更に、弁ばねはガス交換弁を閉じるために役立つ。
【０００３】
現在のエンジン構想では、ガス交換弁の操作はもはやカム軸を介して行われるのではなく、例えば圧電アクチュエータ、液力式アクチュエータ又は空気力式アクチュエータ等のアクチュエータを介して行われる。本発明との関連では、アクチュエータとは、物理的な作用原理とは関わりなく、ガス交換弁の開放運動及び閉鎖運動を行うことができるすべての調節エレメントのことである。ガス交換弁はアクチュエータによってデスモドローミックに、換言すれば強制的に、開かれかつ閉じられる。したがって、アクチュエータとガス交換弁との間の結合部を生ぜしめ、これがガス交換弁の開放及び閉鎖のために必要な力を確実に伝達し得るようにすることが必要である。
【０００４】
本発明の課題は、ガス交換弁とアクチュエータとの間の簡単な、安価に製作可能なかつ確実な結合部を提供することである。この場合、結合部が何回も解離可能かつ閉鎖可能であるようにし、更に、既に大量生産で製作された内燃機関のガス交換弁及びシリンダヘッドにわずかな変更しか必要とされないようにしたい。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、内燃機関のガス交換弁とアクチュエータとの結合部であって、シャフトと連結片とが設けられており、この場合、シャフトに少なくとも１つの円周溝が設けられており、連結片が孔を有しており、その直径が、組み付けた状態ではシャフトの直径に相応しており、孔が、少なくとも１つの円周溝に形状接続によって（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）結合可能な少なくとも１つの環状の隆起部を有しており、連結片が、隆起部の範囲に少なくとも１つの長手方向スリットを有していることによって解決される。
【０００６】
発明の利点
本発明による、ガス交換弁とアクチュエータとの結合部は、アクチュエータの両方の操作方向（ガス交換弁の開放及び閉鎖）において同じように高い負荷がかけられ得る形状接続（Ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｓｓ）に基づいている。更に、本発明による結合部では、従来のガス交換弁を使用することができる。なぜなら、ガス交換弁の弁ばねとの連結部にはガス交換弁のシャフトの範囲にやはり円周溝が設けられているからである。本発明による結合部のさらなる利点は、構造部分の数が極めてわずかであり、このことによって製作及び組み付け並びに修理が簡単になることである。更に、本発明による結合部では、ガス交換弁の回転を従来の内燃機関の場合と同じように達成することができる。
【０００７】
アクチュエータとガス交換弁との間で伝達可能な力を高めるために、シャフトが、長手方向で隔てられた複数の円周溝を有しているようにすることができる。これに相応して、孔は、長手方向で互いに隔てられた複数の隆起部を有している。
【０００８】
本発明の１変化例では、シャフトが、少なくとも１つの円周溝の範囲で円筒状に形成されており、孔が円筒状に形成されており、したがって製作技術的に特に簡単な解決策が得られる。択一的に、シャフトが、少なくとも１つの円周溝の範囲で円すい台形に形成されていてよく、孔が円すい台形に形成されていてよい。
【０００９】
本発明の別の実施態様では、少なくとも１つの円周溝が、半円形、方形又は台形形の横断面を有しているように構成され、したがって製作、組み付け及び伝達すべき力に関して課されている要求に応じて、最適の変化例を選択することができる。
【００１０】
本発明による結合部の運転中における解離を防止するために、安全エレメントを使用することができる。
【００１１】
本発明の別の変化例では、安全エレメントが開いたワイヤリングとして形成されており、連結片がその外面に、安全リングを収容するための少なくとも１つの溝を有しており、したがって結合部はワイヤリングを溝内に差しはめることによって固定される。
【００１２】
本発明の別の実施態様では、安全エレメントがナットとして形成されており、連結片がその外面に、ナットと協働する外ねじ山を有しており、したがってナットを外ねじ山にねじ被せることによって、本発明による結合部の解離が阻止される。
【００１３】
本発明のさらに別の実施態様では、安全エレメントが、連結片に被せはめ可能であるスリーブとして形成されていてよい。また、スリーブ及び連結片が、組み付けた状態ではプレスされており、したがってプレスはめ合い部を形成していることも考えられる。製作技術的に極めて簡単なこの解決策では、安全エレメントが運転中に連結片から解離することが効果的に阻止され、更に、プレス結合部を製作するのに必要な工具のために、認可された工場しか、アクチュエータ若しくはガス交換弁に修理を行えないことが保証される。
【００１４】
組み付けを簡単にするために、連結片が、少なくとも１つの隆起部の範囲で、組み付けた状態に対して拡開せしめられており、連結片が、安全エレメントによって組み付けの際に圧縮されることが考えられる。前に述べた実施例とは異なって、ガス交換弁とアクチュエータとの間の結合部は、この変化例では、スナップ結合部として構成されているのではなく、形状接続が、連結片を圧縮しかつ引き続いて安全エレメントを差しはめることによって、初めて生ぜしめられる。
【００１５】
本発明によれば、シャフトはガス交換弁の一部分であり、連結片はアクチュエータの一部分である。しかし、連結片がガス交換弁の一部分であり、シャフトがアクチュエータの一部分であるようにすることも可能である。最後に、差し込み弁として構成されたガス交換弁を、本発明による結合部で、アクチュエータに連結することも可能である。
【００１６】
本発明のさらなる利点及び有利な構成は、実施例の説明、図面および特許請求の範囲に記載されている。
【００１７】
実施例の説明
次に本発明を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１にはガス交換弁１が示されており、このガス交換弁１は結合部３を介してアクチュエータ５に連結されている。アクチュエータ５の調節部材７は制御運動を行い、この制御運動は結合部３を介してガス交換弁１に伝達される。図１には、内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）内の弁座がやはり示されておらず、この弁座にはガス交換弁１の弁皿９が、ガス交換弁が閉じられている状態において接触する。次に結合部３を図３〜図６につきさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２には、いわゆる「差し込み弁」として構成されたガス交換弁１が示されており、このガス交換弁１はそのシャフト１１をもってアクチュエータ５を貫通していて、調節部材７がアクチュエータ５の、弁皿９とは逆の側に配置されている。
【００２０】
図３には、本発明による結合部３の第１実施例が分解図で詳細に示されている。アクチュエータ５の調節部材７に接続している連結片１３は、図３には部分断面図で示されている。連結片１３は円筒状の孔１５を有している。この孔１５内には、孔１５の長手方向で互いに隔てられている３つの隆起部１７が存在している。
【００２１】
連結片１３の外径には外ねじ山１９が存在している。連結片１３は長手方向で複数箇所でスリットを付けられている。図３には、１つのスリット２１しか示されていない。図４及び図５には、スリット２１が明瞭に示されている。
【００２２】
連結片１３の下側にはガス交換弁１のシャフト１１が示されている。弁皿（図３には図示せず）とは逆の側の、シャフト１１の端部２３には、複数の円周溝２５が配置されている。円周溝２５の寸法及び相互間隔は、連結片１３の孔１５内の隆起部１７の寸法及び間隔に等しい。
【００２３】
シャフト１１が下方から孔１５内に差し込まれると、連結片１３は拡開するが、このことはスリット２１のために簡単に可能である。隆起部１７が円周溝２５内に係合する位置にシャフト１１が達すると、連結片１３は再びその最初の形状に戻り、連結片１３の隆起部１７とシャフト１１の円周溝２５との間には形状接続が生ずる。円周溝２５は半円形、方形又は台形の横断面を有していてよい。例えば伝達すべき力がガス交換弁の開放と閉鎖とで異なっている場合には、円周溝の側面が長手方向軸線に対して異なった角度を成していることも、考えられ得る。また、連結片１３をガス交換弁１に、円周溝２５を調節部材７に設けることも可能である。
【００２４】
連結片１３とシャフト１１との間の形状接続による結合が運転中に解離されることを阻止するために、シャフト１１を孔１５内に挿入した後に、ナット２７が連結片１３の外ねじ山１９にねじ被せられ、締め付けられる。ナット２７の解離を確実に阻止するために、外ねじ山１９及びナット２７を精密ねじ山として構成するのがよい。もちろん、付加的に、ナット２７の意図せざる解離を阻止するために、すべての公知のねじ固定部材を使用することができる。
【００２５】
外ねじ山１９の上方には、連結片１３に突切り溝２９が設けられており、この突切り溝２９は、連結片１３の拡開を容易にするのに役立つ。
【００２６】
図４には、本発明による結合部の第２実施例がやはり分解図で示されている。連結片１３の内側輪郭は、図３に示した実施例による連結片１３の内側輪郭と等しく、かつ図４には示されていない。互いに隔てられた複数の円周溝２５を備えたシャフト１１も、図３に示した実施例による説明と同様に構成されている。
【００２７】
図４には、シャフト１１が連結片１３内に挿入されるときに、連結片１３の拡開を容易にするスリット２１が明瞭に示されている。スリット２１の数は必要に応じて選ぶことができる。
【００２８】
図４に示した実施例による連結片１３内には、外周部に２つの溝３１が加工成形されている。シャフト１１が連結片１３内に挿入されたときに、連結片１３において２つの安全リング３３が溝３１内にはめ込まれる。安全リング３３は開いたワイヤリングとして構成されていてよい。安全リング３３は、溝３１内に位置するときに連結片１３を圧縮するように寸法設計され、製作される。これによって、連結片１３とシャフト１１との間の結合部の意図せざる解離が、簡単でかつ効果的な形式で阻止される。
【００２９】
図５には、連結片１３とシャフト１１との間の本発明による結合部の別の実施例が示されている。連結片１３の孔の、図示されていない輪郭はやはり図３に示した実施例による孔１５の輪郭と等しい。連結片１３はスリット２１の範囲では円筒状に構成されている。シャフト１１が連結片１３内に挿入されると、連結片１３のスリット２１の範囲にスリーブ３５が差し被せられる。スリーブ３５は図５において部分断面図で示されている。連結片１３とスリーブ３５との間には、差し被せに際してプレスはめ合い部が生じ、したがってスリーブ３５は確実に連結片１３に堅固に座着する。択一的にスリーブ３５は、連結片１３への差し被せ後にプレスすることもできる。
【００３０】
図６には、本発明による結合部のさらに別の実施例が示されている。この実施例では、シャフト１１は下方から調節部材７を通してかつ連結片１３を通して差し通される。連結片１３は部分断面図で示されている。連結片１３は隆起部１７の範囲で拡開せしめられており、シャフト１１を自由に孔１５を通してその取り付け位置に差し込むことができるようになっている。次いで連結片１３が圧縮され、したがって隆起部１７が円周溝２５内に係合し、スリーブ３５を上方から差し被せることができる。孔１５内には切り込み部３７が設けられており、この切り込み部３７は連結片１３の拡開若しくは圧縮を容易にする。
【００３１】
もちろん、例えば安全リング３３あるいはナット２７のようなすべての他の形式の安全エレメントも、連結片１３が拡開せしめられる実施形において、やはり使用することができる。また、連結片１３の拡開は差し込み弁の使用に限定されるものではなく、やはり図１に示した構成においても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ガス交換弁の短いシャフトとの本発明による結合部の第１実施例の全体図を示す。
【図２】
差し込み弁との本発明による結合部の第２実施例の全体図を示す。
【図３】
本発明による結合部の実施例の細部を示す。
【図４】
本発明による結合部の実施例の細部を示す。
【図５】
本発明による結合部の実施例の細部を示す。
【図６】
本発明による結合部の実施例の細部を示す。
【符号の説明】
１  ガス交換弁、  ３  結合部、  ５  アクチュエータ、  ７  調節部材、  ９  弁皿、  １１  シャフト、  １３  連結片、  １５  孔、  １７  隆起部、  １９  外ねじ山、  ２１  スリット、  ２３  端部、  ２５  円周溝、  ２７  ナット、  ２９  突切り溝、  ３１  溝、  ３３  安全リング、  ３５  スリーブ、  ３７  切り込み部
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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