JP2015524527A - 動作が改良されたエンジン制御バルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、内部ダクトの範囲を定める本体を有し、且つ、フラップ１０を備え、フラップ１０は、当該フラップ１０のピン１２を介して旋回可能な態様で装着され、フラップ１０は、第１部分１１を有する、というエンジン制御バルブに関する。フラップは、ガスがダクトを通り抜けることを可能にする開放位置と、フラップ１０が当該フラップの本体に固定接続されたシール１に接触するようになる閉鎖位置と、の間で旋回可能になっている。シール１の外輪郭は、フラップ１０の外輪郭を外側から取り囲み、且つ、開口６及び中実部分３を含む。前記第１部分１１は、フラップ１０が閉鎖位置にある際にシール１内の開口６を閉鎖する。フラップ１０は、バルブ１０の第１部分１１から隔離され、フラップ１０が開放位置と閉鎖位置との間またはこれらの間を逆に旋回する際に、シール１の中実部分３に接触し続けるように配置された膨出部１８を含む。

Description

本発明は、動作が改良されたエンジン制御バルブに関する。例えば、このタイプのバルブは、このエンジンを出た排ガスの一部を流出させエンジンの上流に当該排ガスの一部を再噴射することができるように、ループ（循環路）内でＥＧＲ（排ガス再循環システム、Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）の流量を調整するための、車両燃焼機関のガス供給回路に装着され得る。このタイプのバルブの作動原理は、流体の通過を許容する完全開放位置から、この流路を遮る閉鎖位置まで移動可能なフラップの制御された回転に基づく。本発明の対象は、動作が改良されたエンジン制御バルブである。

このように、エンジン制御バルブは、回転式のピンに旋回可能な態様で装着されたフラップをもつ。前記フラップは、前記回転ピンによって隔離された第１部分及び第２部分を含み得る。このフラップが閉鎖位置にある場合、バルブの本体に固定されたガスケットに接触するようになり、当該ガスケットがフラップに対して端停止位置に位置決めするように作用することによりバルブを封止（シール）する。より詳細には、ガスケットは、全体として略平坦であり、自身の周囲で本体の２つの鋳造要素の間に挿入されることにより、当該バルブの前記本体に締結される。ガスケットは開口をもち、フラップが閉鎖位置にある場合、フラップの第１部分は、開口を閉鎖するべく、ガスケットの両面のうちの一方に接触するようになる一方で、バルブの第２部分は、ガスケットの他方の面と重なり合う。フラップは、薄い厚みをもつとともに、実質的に矩形の全体形状をもつ。

始めに、機械加工に関連した要因のため、ガスケットはフラップの４つの周縁のうちの３つだけを覆い、ガスケットに覆われないフラップの４つ目の縁部でガスのための潜在的な通路を残す。したがって、フラップがガスケットに対して閉鎖位置にある場合、前記通路は不慮のガス漏れをもたらし易い。このことは、閉鎖状態でバルブのかなり平凡なシールをもたらすことになる。

次に、この低品質のシールに対処する解決法は、単一の部品であろうと２つの部品であろうとガスケットの製造に存在し、ガスケットはフラップの４つの周縁を完全に覆うほど十分に大きく、これにより、漏れの発生源を制限することにある。

しかしながら、図１を参照すれば、このタイプの広範なガスケット１でたいてい遭遇する問題は、ガスケットが、当該バルブ内に存在するガスによる高圧及び高温の両方にさらされ、これにより、熱膨張下で変形する傾向となることである。ガスケットは、自身の外周縁２で２つの鋳造要素の間に挿入されているので、変形はガスケット１の中央部分３で本質的に起こり、バルブ内に配置されるガスに対する漏れ通路を形成し易いくぼみ４及び／または隆起部を形成するであろう。その上、ガスケット１が変形しくぼみ４を形成する場合、ガスケット１はフラップを停止する人工的な障壁を形成し、それゆえにバルブを閉鎖するべくガスケット１に接触するようになるようフラップが旋回することを妨げるおそれがある。換言すれば、ガスケットの変形はバルブの動作メカニズムを妨げるおそれがある。

特許出願ＤＥ２９７１８８６２は、バルブがガスケットにもたれることで閉鎖された際に、ガスケット内で開口を閉鎖することができる丸みを帯びた端部をもつ旋回フラップを備えたバルブを開示している。

一態様による本発明の対象は、エンジン制御バルブであって、内部ダクトの範囲を定める本体を有し、且つ、フラップを備え、前記フラップは、当該フラップのピンを介して旋回可能な態様で装着され、前記フラップは、第１部分を有し、ガスが前記ダクトを通り抜けることを可能にする開放位置と、前記フラップが当該バルブの前記本体に固定されたガスケット、とりわけ平坦なガスケットに接触するようになる閉鎖位置と、の間で旋回可能になっていて、前記ガスケットは、前記フラップの外輪郭を外側から取り囲む外輪郭を有すると共に、開口及び中実部分を含み、前記第１部分は、前記フラップが閉鎖位置にある際に前記ガスケット内の前記開口を閉鎖し、前記フラップは、前記フラップが開放位置と閉鎖位置との間またはこれらの間を逆に旋回する際に、前記ガスケットの前記中実部分に接触し続けるように配置された膨出部を含む、エンジン制御バルブである。

前記膨出部は、前記バルブの前記第１部分から隔離されてもよい。すなわち、前記膨出部は、前記フラップが前記閉鎖位置にある際に前記ガスケット内の前記開口を閉鎖せず、この閉鎖は前記フラップの前記第１部分によってもたらされる。

有利なことに、前記膨出部は、前記ガスケットの前記中実部分に対する支持体として作用するべく前記フラップ上に配置されている。とりわけ、前記ガスケットは、自身の周縁で前記バルブの前記本体の２つの鋳造要素の間に概ね挿入されている。したがって、前記ガスケットの前記中央部分は、前記バルブを通って流れるガスに対する漏れ通路を形成する結果と前記フラップが回転することを妨げる可能性となる結果とを抱えながら、前記ガスの高圧及び高温の作用下で前記変形し易い構造的な弱点の領域を形成する。前記膨出部は、とりわけ前記バルブが前記閉鎖位置から前記開放位置またはこれらを逆に通過するように旋回する間中前記ガスケットの前記中実部分に接触し続けつつ、前記ガスケットの前記中央部分に対する恒久的な支持体として作用することができる。この膨出部は、前記ガスケットの前記中実部分のいかなる変形、好ましくは前記フラップの回転中のいかなるときでも変形を妨げることが意図された接触障害物として作用することができる。そのような膨出部は、前記ガスケットの幾何的な一体性を保存し、これゆえに前記バルブの適切な動作及び前記バルブの適切な封止（シール）を保証することを可能にする。この膨出部は、前記フラップに締結された追加部分によって形成されてもよいし、１つの動作で製造された単一且つ同一の部品として前記フラップと共に成形されてもよい。

前記フラップが前記閉鎖位置にあるとき、及び／または、前記フラップが前記開放位置にあるときに、前記膨出部は、前記ガスケットの前記中実部分に接触してもよい。

このように、
−前記フラップの前記閉鎖位置において、前記膨出部が前記ガスケットの前記中実部分に接触する一方で、前記フラップの前記第１部分が前記ガスケット内の前記開口を閉鎖することができる。
−前記フラップの前記開放位置において、前記膨出部が前記ガスケットの前記中実部分に接触することができる一方で、前記フラップの前記第１部分が前記ガスケット内の前記開口を閉鎖しない。

前記膨出部は、前記フラップをより重くしたり大きくすることなく、前記ガスケットの前記中実部分に接触し続けるような適切な寸法をもってもよい。

異なる実施の形態によれば、前記膨出部は、前記ガスケットとの密着した接触を保証するべく変形可能である。前記膨出部と前記ガスケットの前記中実部分との間の接触は、前記フラップの回転の間中一様で均一である。このことは、前記フラップの回転動作中、前記膨出部が前記中実部分に向かって動かないこと乃至前記中実部分から離れないことを意味する。前記フラップが旋回したときに、好ましくは前記膨出部が最も変形し易い前記ガスケットの前記中実部分の領域に接触した状態を維持しながら、前記膨出部も旋回する。

前記フラップは、当該フラップの前記ピンによって前記第１部分から隔離された第２部分を有してもよく、前記第２部分は、前記フラップが閉鎖位置にある際に前記中実部分と重なり合い、前記膨出部は、前記フラップの前記第２部分と前記フラップの前記ピンとの間に配置されていてもよい。

有利なことに、前記膨出部は、前記回転ピンと平行な長手軸をもつ。

前記膨出部は、前記フラップの第２部分に向かって突出し、前記膨出部は、前記第２部分との間にスペースを形成することができる。前記フラップは、２つの並んだ部分と、当該２つの部分に対してずれた位置に配置された回転ピンを支持するレバーアームによって概略的に示され得る。前記膨出部は、前記回転ピンに沿って延び、前記ピンと前記フラップの前記第２部分との間に挿入されるボス（突起）に類似していてもよい。前記膨出部と前記フラップの前記第２部分との間に形成されるスペースは、前記ガスケットの前記中実部分の差し込みに捧げられる。

好ましくは、前記膨出部の横断面は、直線部分と曲線部分とによって範囲を定められ、前記曲線部分の２つの端部が前記直線部分の２つの端部に接続している。前記直線部分は、前記膨出部の基部に相当し、前記基部を介して前記膨出部が前記フラップ上に位置する。前記曲線部分は、前記フラップから突出した前記膨出部の外面に相当する。

本発明によるバルブの好ましい実施の形態によれば、前記膨出部は、半円筒の形状である。このことは、前記曲線部分が半円の範囲を定める、つまり前記膨出部が丸みを帯びた特別な場合である。

好ましくは、前記フラップは、横断面において、前記膨出部の前記曲線部分が前記ガスケットの前記中実部分に接触するように、前記バルブ内で位置合わせされ、前記ピンに対する前記フラップの回転により、前記中実部分が前記膨出部の前記曲線部分に接触した状態を維持しつつ、前記ガスケットの前記中実部分に対する、前記膨出部の相対運動を引き起こす。この態様では、前記膨出部は、前記フラップの回転の間中、前記ガスケットの前記中実部分を恒久的に支持する。

有利なことに、前記膨出部は、前記回転ピンに沿った寸法である前記フラップの幅の少なくとも半分を超えて延びる。この膨出部は、できるだけ小さな状態を保ちつつ、前記ガスケットの前記中実部分を支持する機能を遂行することができなければならない。

有利なことに、前記膨出部に接触する、前記ガスケットの前記中実部分の領域は、前記ガスケット内の前記開口に隣り合う、前記中実部分の領域である。とりわけ、最も変形に曝されやすい前記ガスケットの前記中実部分の領域は、前記ガスケット内の前記開口に隣り合う領域である。前記膨出部は、この繊細な領域を支持するよう前記フラップ内で位置合わせされている。

好ましくは、前記フラップの前記２つの部分は、平坦で互いに繋がっていてもよく、前記フラップの前記第１部分が前記開口を閉鎖するために前記ガスケットの一方の面に接触すると共に、前記フラップの前記第２部分が前記ガスケットの中実部分で当該ガスケットの反対側の面に重なり合う。

本発明によるバルブの好ましい別の実施の形態によれば、前記膨出部は、前記フラップの前記回転ピンに沿って並べられた少なくとも２つの部分を含む。とりわけ、前記膨出部が連続である（繋がっている）ことは必須ではない。前記膨出部は、前記ガスケットの前記中実部分を効果的に支持するように、前記フラップ上に一様に割り当てられていてもよい。

上述した文章を通じて、前記ガスケットは平坦であってもよく、つまり、前記ガスケットの両面がそれぞれ所定の平面に排他的に属していてもよい。

別の形態では、前記ガスケットの一部だけが平坦であってもよい。

本発明の第２の目的は、本発明によるバルブを得るためのフラップである。

本発明によるバルブは、動作の点で有効である点で利点をもち、本体の基本的な再設計を特別に要求することなく、簡易で適切な態様において前記ガスケットの変形を防ぐ。その上、前記バルブは、その適切な動作を確保するために追加部品のいかなる追加も必要としないことから、先行するバルブと比べて一定の大きさを維持した利点をもつ。最後に、本発明によるバルブは、バルブ内に存在するガスによってもたらされ得る負荷の程度や当該バルブの内部デザインに依存して適切な大きさ及び形状をもつことができることから、ある程度モジュール方式の利点をもつ。

以下、本発明によるバルブの好ましい実施の形態の詳細な説明を、添付図面を参照して以下の本文に設ける。

変形された先行技術のガスケットの線画である。 本発明によるガスケットの線画である。本図では、フラップと共にガスケットの配置を図示するべく、ガスケットが透明で表されている。 本発明によるガスケット及びフラップの概略横断面図であり、フラップが閉鎖位置にある。 本発明によるガスケット及びフラップの概略横断面図であり、フラップが開放位置にある。

本発明によるエンジン制御バルブは、例えば、車両燃焼機関の吸気回路に排出回路を連結する循環路を通るガスの流量を調整するＥＧＲ（排ガス再循環システム、Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブであり得る。

図１を参照すると、先行技術のガスケット１が硬質のステンレス鋼からなり、自身の周縁２でバルブ１の本体の２つの鋳造要素の間に挿入されている。２つの鋳造要素は、例えばアルミニウムからなる。異なる形態では、２つの鋳造要素の一方がアルミニウムからなり他方がステンレス鋼または鋳鉄からなる。したがって、この周縁２は、２つの鋳造要素の間にガスケット１を締結するようネジにより貫通されることが意図された多数の孔５をもつ。このガスケット１は、平坦であり、薄い厚みをもつとともに実質的に矩形の形状をもつ。また、ガスケット１は、中実部分３及びガスのための通路開口６を有している。

図２、図３ａ及び図３ｂを参照すると、本発明の一例示した実施の形態によるバルブは、内部ダクトを含み、フラップ１０と共に作用する。フラップ１０は、ガスが最大流量でダクトを通り抜けることを可能にする完全な開放位置と、フラップ１０がダクトを完全に閉鎖する閉鎖位置と、の間で回転して動く。フラップ１０は、全体として矩形であり、回転ピン１２のいずれかの側に配置された第１矩形部分１１及び第２矩形部分１３を含む。２つの部分１１、１３は平坦であり、完全に互いにひと続きになっていて、互いに堅固に締結されている。より詳細には、第１部分１１及び第２部分１３は、連結面１６で互いに連結されている。フラップ１０には、連結面１６で始まり回転ピン１２で終端するレバーアーム１７が設けられている。レバーアーム１７は、第１部分１１と第２部分１３とにより規定されるフラップ１０の平面に概ね直交している。図２に示されるガスケット１は、一般的にだが必須ではないステンレス鋼からなることから、物理的に現実的ではなかろうとも、フラップ１０に対するガスケット１の位置を示すべく、意図的に透明であることが明らかであろう。

図３ａを参照すると、記載されたフラップ１０は、閉鎖位置において、フラップ１０の第１部分１１がガスケット１の一方の面に接触するようになることにより開口６を閉鎖し、且つ、フラップ１０の第２部分１３が、中実部分３の領域でガスケット１の反対側の面と重なり合うように、バルブ１０内で回転するように装着されている。フラップ１０の回転ピン１２は、ガスケット１の固定領域３に最も近い開口６の領域において、ガスケット１内の開口６に直交して位置決めされている。図３ｂを参照すると、フラップ１０がガスが通過することを許容するように開いた場合、２つの部分１１、１３は、支えられるあるいは重なり合うガスケット１の面から離れるように、２つの矢印１４、１５により示された方向に同時に旋回する。本形態において、フラップ１０の第１部分１１は、ガスがダクトを通って流れることを許容するように、ガスケット１内の開口６を開放する。フラップ１０のの回転が制御されること、並びに、前記閉鎖位置と前記完全な開放位置との間の多様な中間位置においてフラップ１０が固定され得ることに留意されるべきである。

図１を参照すると、本発明の記載された例示の実施の形態によるバルブのガスケット１は、単一の部品からなり、フラップ１０の４つの周縁を覆うことができるようにある程度拡がりをもつ。ガスケット１が支持されない場合、構造的に弱い中央領域をもつ。この中央領域は、ガスの高圧及び高温の組み合わされた作用下で変形し易い。とりわけ、ガスケット１はその周縁２で締結されていることから、動きが規制されない中央部分だけが熱膨張の影響にさらされ得る。この変形によって、ガスケット１が変形し、開口６に隣り合う中実部分３にくぼみ４を形成し得る。しかしながら、くぼみ４をもつ変形したガスケット１は、フラップ１０に対してもたれかけフラップ１０の回転を妨げることによって、バルブ内でフラップ１０の回転メカニズムを妨げることができる。

図２、３ａ及び３ｂを参照すると、記載された例によるバルブのフラップ１０は、長尺状膨出部１８の長手軸がフラップ１０の回転ピン１２に平行に延びるようにフラップ１０のレバーアーム１７に配置された長尺状の膨出部１８が設けられたことによって、ガスケット１の変形を妨げることが可能となる。この膨出部１８は、フラップ１０の第２部分１３と回転ピン１２との間に配置され、レバーアーム１７からフラップ１０の第２部分１３に向かって突出している。この膨出部１８は、ガスケット１の中実部分３に占有されることが意図された自由空間を、フラップ１０の第２部分１３と共に形成する。この膨出部１８の横断面は、直線部分１９及び曲線部分２０を有し、曲線部分２０の２つの端部が直線部分１９の２つの端部に接続している。直線部分１９は、膨出部１８の基部に相当し、この基部を介して膨出部１８がレバーアーム１７上に配置されている。曲線部分２０は、膨出部１８の丸みを帯びた部分の外面に相当し、この部分は、フラップの第２部分１３に平行なレバーアーム１７から突出している。

図３ａを参照すると、膨出部１８は、レバーアーム１７上に配置されている。膨出部１８は、ガスケット１内の開口６に隣り合う、ガスケット１の中実部分３の領域を支持することができるように寸法付けられている。より正確には、前記領域は、膨出部１８の丸みを帯びた外面２０に接触するようになる、開口６の範囲を定めるガスケット１の中実部分３の端部である。

図３ｂを参照すると、フラップ１０が、開くために回転ピン１２を中心として２つの矢印１４、１５により示された方向に旋回する場合、膨出部１８もまた旋回するがガスケット１の中実部分３に接触し続ける。とりわけ、記載された例による膨出部１８の曲線部分２０は、均質のものからなることを許容し、且つフラップ１０の回転運動の間中ガスケット１の中実部分３に接触し続けるように設計される。換言すれば、図示された膨出部１８は、フラップ１０の回転の間中、ガスケット１の中実部分３に向かってまたは当該中実部分３から離れるように動かない。この態様では、図示されたフラップ１０上の膨出部１８は、フラップが開放位置から閉鎖位置にまたはこれらの間を逆に移るべく回転運動する間中、ガスケット１の中実部分３に対する支持停止物として作用する。この膨出部１８は、加圧下で且つ高温ガスの存在下であっても、ガスケット１が熱膨張により変形することを妨げ、バルブの十分な作動状態を維持することを促進する。

Claims (12)

1. エンジン制御バルブであって、内部ダクトの範囲を定める本体を有し、且つ、フラップ（１０）を備え、
   前記フラップ（１０）は、当該フラップ（１０）のピン（１２）を介して旋回可能な態様で装着され、
   前記フラップ（１０）は、第１部分（１１）を有し、ガスが前記ダクトを通り抜けることを可能にする開放位置と、前記フラップ（１０）が当該バルブの前記本体に固定されたガスケット（１）に接触するようになる閉鎖位置と、の間で旋回可能になっていて、
   前記ガスケット（１）は、前記フラップ（１０）の外輪郭を外側から取り囲む外輪郭を有すると共に、開口（６）及び中実部分（３）を含み、
   前記第１部分（１１）は、前記フラップ（１０）が閉鎖位置にある際に前記ガスケット（１）内の前記開口（６）を閉鎖し、
   前記フラップ（１０）は、前記バルブ（１０）の前記第１部分（１１）から隔離され、前記フラップ（１０）が開放位置と閉鎖位置との間またはこれらの間を逆に旋回する際に、前記ガスケット（１）の前記中実部分（３）に接触し続けるように配置された膨出部（１８）を含む、エンジン制御バルブ。
2. 前記フラップ（１０）は、当該フラップ（１０）の前記ピン（１２）によって前記第１部分（１１）から隔離された第２部分（１３）を有し、
   前記第２部分は、前記フラップ（１０）が閉鎖位置にある際に前記中実部分（３）と重なり合い、
   前記膨出部（１８）は、前記フラップ（１０）の前記第２部分（１３）と前記フラップ（１０）の前記ピン（１２）との間に配置されている、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記膨出部（１８）は、前記回転ピン（１２）と平行な長手軸をもつ、請求項１または２に記載のバルブ。
4. 前記膨出部（１８）は、前記フラップ（１０）の第２部分（１３）に向かって突出し、
   前記膨出部（１８）は、前記第２部分（１３）との間にスペースを形成している、請求項２または３に記載のバルブ。
5. 前記膨出部（１８）の前記長手軸は、前記回転ピン（１２）と平行であり、
   前記膨出部（１８）の横断面は、直線部分（１９）と曲線部分（２０）とによって範囲を定められ、
   前記曲線部分（２０）の２つの端部が前記直線部分（１９）の２つの端部に接続している、請求項３または４に記載のバルブ。
6. 前記膨出部（１８）は、半円筒の形状である、請求項５に記載のバルブ。
7. 前記フラップ（１０）は、横断面において、前記膨出部（１８）の前記曲線部分（２０）が前記ガスケット（１）の前記中実部分（３）に接触するように、前記バルブ内に配置され、
   前記ピン（１２）に対する前記フラップ（１０）の回転により、前記中実部分（３）が前記曲線部分（２０）に接触した状態を維持しつつ、前記ガスケット（１）の前記中実部分（３）に対する、前記膨出部（１８）の相対運動を引き起こす、請求項５または６に記載のバルブ。
8. 前記膨出部（１８）は、前記回転ピン（１２）に沿った寸法である前記フラップ（１０）の幅の少なくとも半分を超えて延びる、請求項３乃至７のいずれか一項に記載のバルブ。
9. 前記膨出部（１８）に接触する、前記ガスケット（１）の前記中実部分（３）の領域は、前記ガスケット（１）内の前記開口（６）に隣り合う、前記中実部分（３）の領域である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のバルブ。
10. 前記フラップ（１０）の前記２つの部分（１１、１３）は、平坦で互いに繋がっており、
    前記フラップ（１０）の前記第１部分（１１）が前記開口（６）を閉鎖するために前記ガスケット（１）の一方の面に接触すると共に、前記フラップ（１０）の前記第２部分（１３）が前記ガスケット（１）の前記中実部分（３）で当該ガスケット（１）の反対側の面に重なり合う、請求項２乃至８のいずれか一項に記載のバルブ。
11. 前記膨出部（１８）は、前記フラップ（１０）の前記回転ピンに沿って並べられた少なくとも２つの部分を含む、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のバルブ。
12. 前記ガスケット（１）は、平坦である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のバルブ。

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