(57)【要約】【課題】  上側にあるカム軸を有する内燃エンジン用の油圧カップタペットであって、中空円筒形ハウジングを有し、このハウジングがカム軸のカムと作用結合されたカップ座部によって一端を閉鎖されており、ハウジング内で油圧遊隙補償要素が長手摺動可能に支承されており、液体交換のために遊隙補償要素の圧力空間が外側を密閉された液体貯蔵空間と接続可能であるものにおいて、油漏れに関する寿命を向上させること。【解決手段】  液体貯蔵空間８の容積補償のために、空間８を制限し実質的に円形に構成されかつ少なくとも１つの褶曲部１０及び／又は湾曲部を備えた補償要素９が設けられており、補償要素９は中央領域１１が自由に運動可能であり、褶曲部１０及び／又は湾曲部が所要の容積補償に依存して引き出され又は引き込まれるように配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側にあるカム軸を有する内燃エンジン用の油圧カップタペットであって、中空円筒形ハウジングを有し、このハウジングがカム軸のカムと作用結合されたカップ座部によって一端を閉鎖されており、ハウジング内で油圧遊隙補償要素が長手摺動可能に支承されており、液体交換のために遊隙補償要素の圧力空間が外側を密閉された液体貯蔵空間と接続可能であるものにおいて、
液体貯蔵空間（８）の容積補償のために、液体貯蔵空間（８）を制限し実質的に円形に構成されかつ少なくとも１つの褶曲部（１０）および／または湾曲部を備えた補償要素（９）が設けられており、この補償要素（９）は中央領域（１１）が自由に運動可能でありかつ褶曲部（１０）および／または湾曲部が所要の容積補償に依存して引き出されまたは引き込まれるように配置されていることを特徴とする油圧カップタペット。
【請求項２】
補償要素（９）がカム（３）と弁タペット（２１）との間の力束の外側に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の油圧カップタペット。
【請求項３】
補償要素（９）は褶曲部（１０）および／または湾曲部がほぼ無圧で引き出されまたは引き込まれるように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の油圧カップタペット。
【請求項４】
補償要素がベローズ（９）として構成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項５】
ハウジング（２）が、カップ座部（５）から離れた方の側に、ハウジング（２）と一体に構成されるハウジング座部（２ａ）を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項６】
遊隙補償要素（６）がハウジング座部（２ａ）に立設されていることを特徴とする、請求項５に記載の油圧カップタペット。
【請求項７】
ハウジング（２）がカム軸（４）の方向でカップ座部（５）とブシュ（１２）とによって密閉されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項８】
カップ座部（５）とブシュ（１２）が摺動可能にハウジング（２）内に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の油圧カップタペット。
【請求項９】
ブシュ（１２）とハウジング座部（２ａ）との間にばね（１３）が配置されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の油圧カップタペット。
【請求項１０】
ブシュ（１２）とハウジング（２）との間にシール（１４）、好ましくはＯリングが配置されていることを特徴とする、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項１１】
ベローズ（９）がブシュ（１２）とカップ座部（５）との間に嵌装されていることを特徴とする、請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項１２】
ベローズ（９）が外周面にＯリング状突部（９ａ）を有し、この突部がブシュ（１２）とカップ座部（５）との間で圧入可能もしくは圧縮可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の油圧カップタペット。
【請求項１３】
ベローズ（９）がブシュ（１２）および／またはカップ座部（５）に加硫されていることを特徴とする、請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項１４】
カップ座部（５）が、引き出された褶曲部（１０）および／または引き出された湾曲部を受容するための自由空間（１５）を有することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の油圧カップタペット。
【請求項１５】
自由空間（１５）がカップ座部（５）の穴によって無圧に保たれていることを特徴とする、請求項１４に記載の油圧カップタペット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その上側にカム軸が配置される内燃エンジン用油圧カップタペットに関する。油圧カップタペットは、中空円筒形ハウジングを有し、このハウジングがカム軸のカムと作用結合されたカップ座部によって一端を閉鎖されており、ハウジング内で油圧遊隙補償要素が長手摺動可能に支承されており、液体交換のために遊隙補償要素の圧力空間が外側を密閉された液体貯蔵空間と接続可能である。
【背景技術】
【０００２】
このような油圧カップタペットは特許文献１（ＤＥ４１３６７４６Ａ１）により公知である。特許文献１は、少なくとも１つの液体貯蔵空間に接続された遊隙補償要素を同軸で収容したハウジングを有する内燃機関用油圧カップタペットを示している。液体貯蔵空間が外側を完全に密閉されており、従ってこの油圧カップタペットは内部で油を収支して作動する。
【０００３】
自動的に油圧調整する遊隙補償要素、特に内燃機関カップタペット内の遊隙補償要素は、ピストン摺動によるカム上昇段階中に絞り通路を通して遊隙補償要素の圧力空間から貯蔵空間内に作動油が押し込まれるように構成されている。カムのベース円行程中にばねがピストンを戻し、後流通路(Nachlaufkanal)内の一方向弁が開き、貯蔵空間から圧力空間内に作動油が還流する。リフト行程中、貯蔵空間はピストン摺動によってふつう幾何学的に縮小される。それにもかかわらず、圧力空間から進出する作動油を受容できるようにするために容積補償要素が必要である。
【０００４】
特許文献２（ＤＥ４１２５５６８Ａ１）により、液体貯蔵空間内にばね押し要素を配置することが公知である。
【０００５】
特許文献３（ＤＥ３９１０６６６Ｃ２）により、容積補償を実現するために利用されるエラストマー膜が公知である。この膜は遊隙補償要素の外表面とハウジングの内表面との間に配置され、弧状に構成されている。しかし膜は透過および硬さ変化に関して油接触およびそれに伴う寒冷柔軟性の悪さによって著しい欠点を有する。さらに欠点として、環状構成と限定された取付空間とのゆえに膜は容積補償のために膨張荷重も受けるので、漏れが生じることがある。さらに、膜は可動部材も密封し、これにより車両条件下で寿命にわたって亀裂発生による故障を生じる。
【０００６】
油圧カップタペットの機能は、膜を遊隙補償要素で支持することによって否定的影響を受ける。これは、一方で油圧カップタペットの膠着をもたらし、他方で公差補償が確保されていないことをもたらすことがある。
【０００７】
貯蔵空間を一体化した他の油圧カップタペットが特許文献４（ＤＥ４１３０５２９Ａ１）により公知である。その際、２つの層から組み立てられた膜要素が利用される。この膜要素は、特許文献３に述べられた膜要素と同様に半径方向でハウジングの内表面および遊隙補償要素の外表面に配置されている。特許文献３について気密性、膨張荷重および油圧カップタペットの否定的影響に関して指摘された諸欠点が同様に当てはまる。
【０００８】
特許文献１記載の技術では、容積補償要素に液体力を作用させる必要なしに圧力空間と貯蔵空間との総容積は一定に留まる。ピストン運動のとき圧力空間の容積は貯蔵空間の容積が増大／縮小するのと同じ程度に縮小／増大する。従って本来の容積補償は必要でない。図示された実施形態では２つの部分貯蔵空間が設けられ、軸線方向で圧力空間の両側に配置されている。部分貯蔵空間のそれぞれ軸線方向外側の末端に軟質膜が設けられており、これらの膜が部分貯蔵空間を密封する。この実施形態でも、圧力空間の容積は両方の部分貯蔵空間の容積が増大／縮小するのと同じ程度に縮小／増大するようになっている。その際、圧力空間および貯蔵空間内にある作動油が熱に起因して気密性を変化させると予想されるときにも遊隙補償要素が利用できることを膜は可能とする（第５欄、４〜８行）。
【０００９】
特許文献１に述べられた膜は特許文献３および特許文献４により公知の膜と同様に固着されており、そのため同じ欠点があてはまる。膜が容積補償には利用されないので膜の負荷は確かに僅かではある。しかし膜は可動部材の密封にも役立ち、従って相応に負荷されている。熱に起因した作動油気密性変化は特許文献１の膜では膨張によって吸収される。図示されない実施変種では、膜の１つが補償棒の正面に緩く載置されるだけであり、熱に起因した液体膨張時にこの膜が補償棒から持ち上がるようになっている。こうして膜の膨張が低減されている。しかし、膜を載置した補償棒の運動経過に応じて相応の負荷がもたらされ、場合によっては打撃等による膜の破損がもたらされる。
【００１０】
外側を密閉された液体貯蔵空間を有する公知の油圧カップタペットは車両条件下で寿命にわたって漏れを確実に防止することができなかったので、いずれも実用に耐えなかった。一般に膜は接続個所で最も負荷されており、従ってそこで漏れを生じる。
【特許文献１】独国特許出願公開第４１３６７４６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４１２５５６８号明細書
【特許文献３】独国特許第３９１０６６６号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第４１３０５２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、従来技術の前記諸欠点を解決し、特に予定された寿命にわたって気密であり、最適機能を保証し、簡単安価に製造可能である、外側を密閉された液体貯蔵空間を有する内燃エンジン用油圧カップタペットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、本発明に基づく下記の特徴、すなわち、「液体貯蔵空間の容積補償のために、液体貯蔵空間を制限し実質的に円形に構成されかつ少なくとも１つの褶曲部および／または湾曲部を備えた補償要素が設けられており、この補償要素は中央領域が自由に運動可能でありかつ褶曲部および／または湾曲部が所要の容積補償に依存して引き出されまたは引き込まれるように配置されている」ことにより解決される。
【００１３】
本発明に係る補償要素の褶曲部および／または湾曲部は有利なことにほぼ無圧で当該液体容積を受容しもしくはこれを再び放出する。中央領域は自由に運動可能であり、公知の油圧カップタペットにおけるように遊隙補償要素もしくはピストンと結合されてはいない。これにより補償要素は容積補償のみを引き受け、可動部材の密封を付加的に引き受けることはない。これによりこれら両方の機能が分離されている。それゆえに、可動部材を密封するために例えばＯリング、棒シール、Ｏリングを支援するシールリング、Ｖリング等の実証済みの運動密封装置を利用することができる。
【００１４】
実験で判明したように、本発明に係る油圧カップタペットは実務での利用に特別適している。運動経過を密封する必要がないので、補償要素の接続個所に漏れが生じることはない。さらに、褶曲部もしくは湾曲部の引込みまたは引出しによって容積補償が行われるので、補償要素は膨張荷重を全くもしくはほとんど受けず、そのため寿命がかなり長くなる。補償要素の中央領域は自由に運動可能であり、従って遊隙補償要素またはピストンと接触していないので、油圧カップタペットの機能が否定的影響を受けることはない。それゆえに油圧カップタペットの膠着は排除されている。公差補償はいつでも確保されている。
【００１５】
補償要素は有利なことに１つの周方向密封個所を有するだけであり、この密封個所が同時に固着部となる。
【００１６】
補償要素がベローズとして構成されていると有利である。
【００１７】
補償要素をベローズとして構成することは、褶曲部および／または湾曲部をほぼ無圧で引き出しまたは引き込むのに特別適していることが、実験で判明した。好ましい一実施形態において、ベローズがゴムまたは合成ゴムで形成されている。
【００１８】
本発明によればさらに、ハウジングがカム軸の方向でカップ座部とブシュとによって密閉されており、カップ座部とブシュが摺動可能にハウジング内に配置されており、ベローズがブシュとカップ座部との間に嵌装されているように構成することができる。好ましくはベローズはこの嵌装領域でＯリングとして設計しておくことができる。
【００１９】
ベローズの極力簡単で持続的な固着に関してこのような配置は特別適していることが判明した。従ってベローズは容積補償の機能を引き受けるだけであり、運動密封装置は必要でない。ベローズ外周面のＯリングに類似した横断面によってベローズは簡単にブシュとカップ座部との間で圧入もしくは圧縮することができる。こうして持続的な密封結合が保証されている。
【００２０】
本発明の選択的実施形態において、ベローズがブシュおよび／またはカップ座部に加硫されていることができる。
【００２１】
ベローズをカップ座部またはブシュに加硫することによって確実で持続的な密封固着をやはり保証できることが、実験で判明した。加硫の代りに他の例えば接着、ろう接または溶接等の接合法もしくは固着法も当然に利用できる。
【００２２】
本発明の有利な諸構成、諸展開はその他の従属請求項と図面を基に以下で基本的に示す実施例とから明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図からわかるように、油圧カップタペット１が中空円筒形ハウジング２を有し、このハウジングはカム軸４のカム３と作用結合されたカップ座部５によって一端を閉鎖されている。この油圧カップタペット１は、上側にあるカム軸４を有する図示しない内燃エンジン用に予定されている。ハウジング２内で油圧遊隙補償要素６が長手摺動可能に支承されており、その圧力空間７は液体交換のために外側を密閉された液体貯蔵空間８と接続可能である。遊隙補償要素６の基本的機能様式は公知であり、以下ではこの点に詳しくは言及しない（必要ならば例えば特許文献３を参照）。
【００２４】
図から明らかなように、油圧カップタペット１は、液体貯蔵空間８を容積補償するために、液体貯蔵空間８を限定する実質的に円形に構成された補償要素９を有する。補償要素９は、カム３と弁タペット２１との間の力束内にはないように配置されている。従って補償要素９は力束の外側にある。
【００２５】
補償要素９はこの実施例においてベローズ９として構成されており、褶曲部１０を有する。この褶曲部１０は所要の容積補償に依存して引き出されまたは引き込まれる。褶曲部１０の引出しまたは引込みはほぼ無圧で起きる。選択的実施形態において、ベローズ９が複数の褶曲部１０および／または湾曲部を有していてもよい。
【００２６】
やはり図からわかるように、ベローズ９の中央領域１１は自由に運動可能である。この実施例ではベローズ９の中央領域１１がベローズ９のほぼ外周面にまで延びている。
【００２７】
ハウジング２は、カップ座部５とは逆の側に、ハウジング２と一体に構成されるハウジング座部２ａを有する。このハウジング座部２ａに遊隙補償要素６が立設されている。カム軸４の方向でハウジングはカップ座部５とブシュ１２とによって閉鎖されている。その際カップ座部５とブシュ１２は摺動可能にハウジング２内に配置されている。油圧カップタペット１の運動性を保証するためにブシュ１２はブシュ１２とハウジング座部２ａとの間に配置されるばね１３によって支援される。
【００２８】
液体貯蔵空間８はハウジング２とブシュ１２とベローズ９とによって密閉される。ハウジング２内での液体の密封はブシュ１２とハウジング２との間のシール１４によって行われる。シール１４は好ましくはＯリングとして構成されている。従ってこの実施例ではカップ座部５が液体貯蔵空間８の液体と接触しておらず、それゆえにハウジング２に対して密封する必要もない。
【００２９】
図からわかるように、ベローズ９はブシュ１２とカップ座部５との間に嵌装されている。ベローズ９は外周面にＯリング状突部９ａを有する。このＯリング状突部９ａはブシュ１２とカップ座部５との間で圧入可能もしくは圧縮可能である。ベローズ９がそこで成端するＯリング状突部９ａは図に横断面図で示してあり、ブシュ１２とカップ座部５との間の直径差によって圧縮され、これにより適宜に密封する。図からやはりわかるように、カップ座部５は引き出された褶曲部１０を受容するための自由空間１５を有する。こうして所要の補償容積が用意される。自由空間１５はカップ座部５内の（図示しない）穴もしくは圧力補償要素によって無圧に保つことができる。
【００３０】
油圧カップタペット１が伸長するとき、遊隙補償要素６のピストン１６はばね１７によって遊隙補償要素６のハウジング１８の座部から押し離される。その際、逆止弁１９を介して液体貯蔵空間８から液体が追加吸引される。
【００３１】
図からわかるように、液体貯蔵空間８はハウジング２の内部空間内にあり、そのなかに遊隙補償要素６のハウジング１８もある。
【００３２】
油圧カップタペット１が収縮するとき、ベローズ９は圧力空間７から押しのけられた液体からも液体貯蔵空間８の縮小からも由来する容積を有する。褶曲部１０はカップ座部５の下の自由空間１５内に入る。
【００３３】
カム軸４のカム３と図示しない弁タペットとの間の力束は以下の如くに伝達される。力はカップ座部５を介してブシュ１２に、またそこから遊隙補償要素６のピストン１６へと伝えられる。そこから力束は、遊隙補償要素６内に封入されて公差補償的に圧縮不可能な液体（圧縮空間７）を介して、ハウジング２のハウジング座部２ａに立設した遊隙補償要素６のハウジング１８へと伝えられる。力はハウジング１８からハウジング座部２ａに直接導入される。
【００３４】
油圧カップタペット１はこの実施例ではスナップリング２０によって密閉される。選択的に、例えばリテーナリング、容器のビード等の他のあらゆる公知の軸線方向固定装置も利用することができる。
【００３５】
ハウジング２とブシュ１２との間のばね１３はシステム内の高まった摩擦を補償し、油圧カップタペット１の迅速で厳密な再調整をもたらすが、ピストン１５と遊隙補償要素６のハウジング１８との間のばね１７がこの機能を引き受ける場合には省くこともできる。
【００３６】
ベローズ９は好ましくはゴムまたは合成ゴムから作製されている。そうする代りに、ベローズ９は、褶曲部１０の極力無圧の引込みおよび引出しを可能とする任意の他の材料から製造することも当然に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】遊隙補償要素を有する本発明に係る油圧カップタペットを示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  油圧カップタペット
２  ハウジング  
２ａ  ハウジング座部
３  カム  
４  カム軸
５  カップ座部
６  遊隙補償要素
７  圧力空間
８  液体貯蔵空間
９  補償要素
９ａ  突部
１０  褶曲部
１１  中央領域
１２  ブシュ
１３  ばね
１４  シール
１５  自由空間
１６  ピストン
１７  ばね（遊隙補償要素）
１８  ハウジング（遊隙補償要素）
１９  逆止弁
２０  スナップリング
２１  弁タペット
【図１】
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