JP2015526631A - 改良されたシールを有するエンジンコントロールバルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、内部ダクトを規定する本体と、回転移動可能なシャッタ（１）であって、ガスの前記ダクトへの流入を可能にする開放位置と前記ダクトをシールする閉鎖位置との間で回転可能なシャッタ（１）とを備えるエンジンコントロールバルブであって、前記バルブは、前記ダクトを前記本体の外部に対してシールするための第１システム（２、４）と、前記第１とは別の第２システム（３）であって、前記シャッタ（１）が前記閉鎖位置にあるとき前記シャッタ（１）がシールされることを保証するための第２シールシステム（３）と、を備えているエンジンコントロールバルブに関する。

Description

本発明は、改良されたシールを有するエンジンコントロールバルブに関する。このタイプのバルブは、例えば車両の燃焼機関のガス供給回路に備えられる。この目的は、ループ内のＥＧＲ（排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ））ガスの流量を制御して、エンジンを出る排気ガスの一部を抽気してこれをこのエンジンの上流側に再噴射可能とすることである。このタイプのバルブの操作原理は、ガスの通過を許容する完全開放位置からこの通過を遮断す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いている。本発明の主題は、改良されたシールを有するエンジンコントロールバルブである。

エンジンコントロールバルブは、回転ピンに回転する態様で設置されたフラップを有している。フラップは、前記ピンにより区分されている第１部分と第２部分とを備え得る。このフラップが閉鎖位置にあるとき、フラップはバルブの本体に固定されたガスケットに当接し、ガスケットはフラップに対する端位置ストッパとして機能することによりバルブをシールする。

図１を参照すると、このようなガスケット１００は全体として平坦であり、周縁領域１０２においてバルブの本体の２つのキャスト要素（鋳造要素）の間に挿入されることによってこの本体の内部に締結される。周縁領域１０２は、それぞれがねじにより貫通されることが意図されている複数のオリフィス１０３を有しており、これによりガスケット１００は前記キャスト要素の間に締結されている。ガスケット１００は、開口部１０４と中実部１０６とを有し、フラップが閉鎖位置にあるとき、開口部１０４を閉鎖するために、フラップの第１部分がガスケット１００の２つの面の一方に当接する一方で、フラップの第２部分は中実部１０６においてガスケット１００の他方の面と面合わせされる（flush with（同一平面をなす或いは面一となる））。一般に、このようなガスケット１００は周縁リップ１０５を有しており、この周縁リップ１０５はガスケット１００がバルブに締結される際の２つのキャスト要素の協働のクランプ動作の影響のもので変形し得る。

このようなガスケットの設置によって引き起こされる重大な欠点は、ガスケット１００の中央領域、すなわちバルブをシールするためにフラップと触れ合うことが必要である中央領域が、周縁リップが２つのキャスト要素の間にクランプされることにより生じる周縁リップの変形の影響のものでわずかに移動し得て、これによりバルブのシール性の質を損ない得る虞があるという、ことである。言い換えれば、これらのキャスト要素間に締結された後のガスケットの最終位置が、設置前のバルブ内における事前理想位置からオフセットしてしまう。従って、ガスケットとキャスト要素との間に適切なシールが提供されるために、ガスケットとフラップとの間のシールが損なわれ得るという虞がある。

一態様によれば、本発明の主題は、内部ダクトを画成する本体と、回転移動可能なフラップであって、ガスがダクトを通過することを許容する開放位置とダクトを閉鎖する閉鎖位置との間で回転可能なフラップとを備えるエンジンコントロールバルブであって、
バルブはダクトを本体の外部に対してシールするための第１シールシステムと、第１とは別の第２シールシステムであって、フラップが閉鎖位置にあるときにフラップをシールするための第２シールシステムとを備えている。

本発明の上述の態様によれば、以下で「バルブの外部シール」とも称される本体の外部に対するダクトのシールは、以下で「バルブの内部シール」とも称されるフラップが閉鎖位置にあるときのフラップのシールから区分（分離）されている。従って、内部シールと外部シールは異なる手段により提供される。これらの手段のそれぞれが特定タイプのシールに専用のものとされているため、同一の手段がバルブの内部シール及び外部シールの両方を提供する場合と異なり、それぞれのタイプのシールが最適に提供され得るようにこのシールのタイプに応じて選択され得る。

本発明の例示的な一実施形態によれば、第２シールシステムは、バルブの本体に固定されたシールガスケットによって形成され得て、シールガスケットは、フラップが閉鎖位置にあるときにフラップによって閉鎖される開口部を有し得る。

本発明のこの例示的な更なる一実施形態によれば、本体は特にキャスト要素である２つの要素を有し得るとともに、第１シールシステムは、キャスト要素の一方にそれぞれ当接する２つの連結ガスケットを有し得る。従って、第１シールシステムは、キャスト要素の間を通過することにより本体の外部からダクトに到達しようとする外部流体に対するシールを提供する。

本発明は、上記のガスケットの利点によってバルブの外部シールに対して内部シールを区分（分離）するということだけに限られない。変形例において、第２シールシステムは、フラップが閉鎖位置にあるときに、フラップとキャスト要素との協働の利点により形成され得る。

シールガスケットは、２つの連結ガスケットの間に挿入されていてもよい。

シールガスケットは、その全面に亘って厳密に平坦でもよい。「厳密に平坦である」という表現は、このガスケットが周縁リップを有さず、且つ目に見える起伏のないほど完璧に平坦であるということを意味する。好ましくは、３つのガスケットはステンレス鋼からなる。選択的に、２つの連結ガスケットはゴム素材で被覆されてもよい。従って、シールガスケットが２つの連結ガスケットの間に「挟装」されているとき、シールガスケットはキャスト要素に直接的に当接していないが、それぞれの連結ガスケットはシールガスケット及びキャスト要素に当接している。有利には、３つのガスケットは理想的に重ね合わされている。

上記の例示的な実施形態によるエンジンコントロールバルブは、従って、ガスケットの形態の第２シールシステムを備え、このガスケットは、２つのキャスト要素の間でのこれらの締結が、内部シールを提供するようにバルブを閉鎖するための当該ガスケットとフラップとの間の触れ合い（相互作用）に何ら影響を与えないように設計されている。このようにして、ガスケットが、フラップとの最適な触れ合いを提供するようにバルブの内部の理想的な位置に事前に配置された後、バルブの内部で当該ガスケットを最終的に固定するためにガスケットを２つのキャスト要素の間でクランプしても、バルブの内部におけるガスケットの最終位置にほぼ影響がない。従って、バルブは好適に制御された内部シールを有することが可能となる。

各連結ガスケットは、周縁リップを有し得る。変形例において、各連結ガスケットは平坦な環状ガスケットであってもよい。

上述の例示的な実施形態において、シールガスケットを締結するために２つのキャスト要素の間にクランプすることから生じる力は、外部シールを提供する連結シールに圧力を与え得て、適切であれば変形により復帰し得る周縁リップを介して、連結ガスケット間に挿入されたシールガスケットの構造的一体性を保持する。言い換えると、バルブの内部での位置決めに非常に正確さを要するシールガスケットは、キャスト要素のクランプによりもたらされる応力の作用のもとでバルブの内部に締結されつつ、殆ど又は全く移動しない。このようにして、連結ガスケットの存在により、シールガスケットのキャスト要素に対する触れ合いを、シールガスケットのフラップに対する触れ合いから区分（分離）することが可能となる。

連結ガスケットは、それらの周縁リップが当該連結ガスケットをシールガスケットから離間させるようにして、シールガスケットの周囲に配置されていてもよい。この構成のために、シールガスケットは、２つのキャスト要素の間に挿入された連結ガスケットの周縁領域において２つの連結ガスケットに当接し、２つの連結ガスケットは、それらの内部部分においてシールガスケットから離間されている。

有利には、シールガスケットと２つの連結ガスケットは、それぞれのガスケットの周縁領域において２つのキャスト要素の間に挿入されている。この周縁領域は、各ガスケットについて、当該ガスケットの中央からもっとも離れた環状領域に対応する。このようにして、各ガスケットの周縁領域はバルブ内部におけるガスケットの締結に専用とされるのに対し、各ガスケットの中央部はフラップと協働してバルブの適切なシールを提供する。

好ましくは、シールガスケットは、周縁領域によって外側から画成された中央部を有し、中央部は開口部と中実部とを有し、中央部と周縁領域は厳密に同一平面に配置されている。厳密に平坦なガスケットは、例えば周縁リップ等の起伏を作成するためのスタンピング工程が不要であるため、迅速かつ容易に製造される。

有利には、２つの連結ガスケットの少なくとも一方は環状形状を有している。具体的には、連結ガスケットは、好ましくはその周縁領域のみが力を吸収する機能を有していればいいので、これらの連結ガスケットをその周縁領域の内部に多大に延出させることを防ぐことができる。

有利には、各ガスケットの周縁領域は、ガスケットを２つのキャスト要素の間に独立した締結手段によって設置するためのオリフィスを有している。３つのガスケットが重ね合されるように設計されている場合、オリフィスは各ガスケットの同一の位置に配置され得て、それらのガスケットが２つのキャスト要素の間に締結されたときに理想的に対応する。独立した締結手段は、例えば、ねじによって形成されてもよい。

好ましくは、フラップは、当該フラップを特に平坦である第１部分と、特に平坦である第２部分とに区分する回転ピンを備え、フラップの第１部分は、フラップが閉鎖位置にあるときにシールガスケットの開口部を閉鎖する。具体的には、３つの重ね合されたガスケットの取り付けは、２つの部分を有するフラップとともに動作するバルブに特に適している。２つの部分は平坦であるとともに完璧に連続し合いつつ共に堅く締結されていてもよい。

好ましくは、フラップの第２部分は、フラップが閉鎖位置にあるときに、開口部を部分的に画成するシールガスケットの中実部と同一平面をなしている。

有利には、フラップが開放位置にあるときに、フラップの第１部分は、開口部を閉鎖するようにシールガスケットの面に当接するとともに、フラップの第２部分は、中実部においてシールガスケットの反対の面と面合わせされる（flush with（同一平面をなす或いは面一となる））。

有利には、フラップは、第２部分と回転ピンとの間に配置された膨出部を備え、膨出部は、フラップが開放位置から閉鎖位置へ回転又はその逆に回転するとき、シールガスケットの中実部に当接し続けるように配置されている。具体的には、シールガスケットはその周縁領域においてバルブの本体の２つのキャスト要素の間に挿入されているため、その中央部は構造的に脆弱な領域となる。この脆弱領域は当該バルブを通流するガスの高い温度や高い圧力の影響によって変形しやすく、ガスの漏出路形成の結果やフラップの回転の阻害を招く恐れがある。そこで、膨出部がガスケットの中央部に対する恒久的な支持体として機能し、閉鎖位置から開放位置へ又は逆に通過するようにバルブが回転する間、ガスケットの中実部に常に当接し続ける。従って、膨出部はフラップの回転中のいかなる時においてもガスケットの中実部の変形を防止することが意図される当接ストッパとして機能している。このような膨出部は、ガスケットの幾何学的一体性の保持を可能にし、これによりバルブの適切な動作とその適切なシールが保証されることを可能にする。

好ましくは、膨出部の断面は、直線部と湾曲部とにより画成され、湾曲部の両端は直線部の両端と接合している。直線部が膨出部の基部に相当し、これにより膨出部はフラップに接している。また、湾曲部は膨出部の外面に相当し、フラップから突出している。

本発明のバルブの好ましい実施形態によれば、膨出部は半円筒形状である。これは、湾曲部が半円を画成している、すなわち膨出部が円弧状であるという具体例である。

本発明によるバルブは、本体に締結されつつ単純で適切な態様でガスケットの変形を阻止するという動作の点で効果的であるという利点を有している。このようにして、ガスケットは厳密且つ正確な態様で位置決めされ得て、ガスケットがバルブに設置される際に変動することがない。更に、このようなバルブは、既存のバルブに対して一定の寸法のままであり続けるという利点を有している。なぜならば、本質的に２つの付加されたガスケットからなる追加部品は、非常に薄い厚さと小さい大きさを有するからである。

本発明によるバルブの好適な実施形態の詳細な説明が、以下に添付図面を参照してなされる。

従来技術によるガスケットの斜視図。 ３つの重ね合されたガスケットとフラップからなるアセンブリであって、本発明によるバルブに使用されるアセンブリの分解図。 本発明によるバルブの３つのガスケット間の接触を示す概略断面図。

図１については既に説明した。本図と他の図において共通の要素は同一の参照符号をそのまま有する。

本発明によるエンジンコントロールバルブは、例えば、車両の燃焼機関の排気回路を吸気回路に接続するループを通過するガスの流量を調整するＥＧＲバルブであり得る。

図２を参照すると、本発明のエンジンコントロールバルブは、フラップ１と、当該バルブの本体の２つのキャスト要素（鋳造要素）の間に挿入されることが意図されている３つのガスケット２、３、４と、を利用している。フラップ１は、回転ピン５と、第１部分６と、第２部分７とを有しており、これらの部分６、７はピン５のいずれかの側に互いに連続して配設されている。これら２つの部分６、７は、小さい厚さを有して共に堅く締結されている。これら２つの部分６，７によって画成されるフラップ１の全体的輪郭は略矩形であり、それぞれの部分６，７も同じく矩形形状を有している。

回転ピン５は、２つの部分６，７を含む平面に対してオフセットされており、この平面に対して略垂直に延在するレバーアーム８の端部に配置されている。本アーム８は、前記部分６、７の仮想境界平面を始点としている。「仮想」という用語は、２つの部分６、７間のフラップ１における境界平面の位置を厳密に示す特定のマークがないということを意味する。フラップ１は、第２部分７と回転ピン５との間においてレバーアーム８に配置された円弧状膨出部９であって、このピン５と平行に延在している円弧状膨出部９を有している。膨出部９はレバーアーム８から第２部分７に平行に突出し、直線部分と湾曲部分とにより画成される断面を有している。湾曲部分の２つの端部は、直線部分の２つの端部に接合している。直線部分は膨出部９の平坦な基部に相当し、これにより膨出部９はレバーアーム８に接合している。湾曲部分は、膨出部９の円弧状外面に相当する。

本発明のバルブは、３つのガスケット２、３、４も有している。これらのうちシールガスケット３は、フラップ１が閉鎖位置にあるときにバルブの内部シールを提供するためにフラップ１と協働することが可能なものである。他の２つのガスケット２，４は、シールガスケット３をバルブの内部に締結するとともにバルブの外部シールを提供するための連結ガスケットを形成している。図１に示すガスケット１００と異なり、シールガスケット３は完全に平坦であるが、これは周縁リップを有さないためである。２つの連結ガスケットのうちの一方のガスケット２は、環状であって周縁領域１０により本質的に形成されている。周縁領域１０は、連結ガスケット３に形成された開口部１０４よりも大きい開口部１１を画成している。この周縁領域１０は本例において環状であり、周縁リップ１４を有している。

連結ガスケット２の周縁領域１０は、当例においては、シールガスケット３の周縁領域１０２と同一の幾何学的形状及び同一の寸法を有している。他方の連結ガスケット４は全体として環状であって、輪郭開口部（profiled opening）１３を画成する周縁領域１２により形成されている。輪郭開口部１３の寸法は、シールガスケット３の開口部１０４の寸法よりも大きい。他方の連結ガスケット４の周縁領域１２は周縁リップ１５を設けられており、シールガスケット３の周縁領域１０２と同一の幾何学的形状及び同一の寸法を有している。３つのガスケット２、３、４の周縁領域１０、１０２、１２は、同じ位置に配置された複数のオリフィス１０３を有しており、これにより、これら３つのガスケット２、３、４が理想的に重ね合されたとき、それらの周縁領域１０、１０２、１２とそれらのオリフィス１０３とが互いに対応するようになっている。本説明例において、これらのオリフィス１０３は、３つのガスケット２、３、４をバルブの本体の２つのキャスト要素の間に締結するように、ねじにより貫通されることが意図されている。

これら３つのガスケット２、３、４は、それらの周縁領域１０、１０２、１２において２つのキャスト要素の間に配置される。理想的には、これら３つのガスケット２、３、４は、シールガスケット３が２つの連結ガスケット２、４の間に配置されて各連結ガスケット２、４が異なるキャスト要素に当接するようにして重ね合される。このような重ね合せ構成において、３つのガスケット２、３、４を締結するためのオリフィス１０３は互いに完璧に対応する。

図３を参照すると、各連結ガスケット２、４の周縁領域１０、１２がシールガスケット３の周縁領域１０２の各面に当接しており、各連結ガスケット２、４の周縁リップ１４、１５が、連結ガスケット２、４のそれぞれを中央のシールガスケット３から離間させようとしている。従って、２つのキャスト要素がクランプされようとするとき、２つの連結ガスケット２、４がそれらの周縁リップ１４、１５の変形によってクランプ中に生じる力を吸収し、これによりシールガスケット３の構造的一体性を保持するものとなる。

図２を参照すると、図示のフラップ１は、ガスが最大流量でバルブを通過可能な完全開放位置と、フラップ１の第１部分６がシールガスケット３の面に当接してガスケット３の開口部１０４を閉鎖するとともに、フラップ１の第２部分７が中実部１０６においてガスケット３の反対の面と面合わせされる（flush with（同一平面をなす或いは面一となる））閉鎖位置との間を回転可能となっている。フラップ１の膨出部９は、開口部１０４に部分的に接するガスケット３の中実部１０６の部分に当接している。そして、フラップ１が開放又は閉鎖のために一方向又は他方向において回転するとき、膨出部９はフラップ１の回転中ずっと中実部に当接し続ける。このようにして、膨出部９は、バルブ内の高温ガスの存在を原因とする熱膨張によってもっとも変形しやすいシールガスケット３の領域のための保持部として機能する。

２つの連結ガスケット２、４の存在は、バルブの本体の２つのキャスト要素間に締結されているときのガスケット３の位置の変動を防止することにより、シールガスケット３の一体性を保持する。

本発明は、上述の例に限定されるものではない。バルブの内部シールと外部シールとの区分（分離）は、上述のガスケット２乃至４の利点以外の他の方法によって得ることも可能である。

図示しない変形例によれば、シールガスケット３は上述のようなものであるのに対し、連結ガスケット２及び４は環状であるが周囲リップを有さず従って平坦であり得る。

他の図示しない変形例によれば、連結ガスケット２及び４は上述のようなものであり得るが、シールガスケット３が使用されない。従って、内部シールはフラップ１と本体２との協働の利点によってもたらされる。

Claims (11)

1. 内部ダクトを画成する本体と、回転移動可能なフラップ（１）であって、ガスが前記ダクトを通過することを許容する開放位置と前記ダクトを閉鎖する閉鎖位置との間で回転可能なフラップ（１）とを備えるエンジンコントロールバルブであって、
   前記バルブは、前記ダクトを前記本体の外部に対してシールするための第１シールシステム（２、４）と、前記第１とは別の第２シールシステム（３）であって、前記フラップ（１）が前記閉鎖位置にあるときに前記フラップ（１）をシールするための第２シールシステム（３）とを備え、前記第２シールシステムは、前記バルブの前記本体に固定されたシールガスケット（３）によって形成され、前記シールガスケット（３）は、前記フラップ（１）が前記閉鎖位置にあるときに前記フラップ（１）によって閉鎖される開口部（１０４）を有し、
   前記フラップ（１）は、当該フラップ（１）を第１部分（６）と第２部分（７）とに区分する回転ピン（５）を有し、前記フラップ（１）の前記第１部分（６）は、前記フラップ（１）が閉鎖位置にあるときに前記シールガスケット（３）の前記開口部（１０４）を閉鎖し、
   前記フラップ（１）の前記第２部分（７）は、前記フラップ（１）が前記閉鎖位置にあるときに、前記開口部（１０４）を部分的に画成する前記シールガスケット（３）の中実部（１０６）と面合わせされる、エンジンコントロールバルブ。
2. 前記本体は２つのキャスト要素を備え、前記第１シールシステムは、前記キャスト要素の一方にそれぞれ当接する２つの連結ガスケット（２、４）を備えている、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記シールガスケット（３）は、前記２つの連結ガスケット（２、４）の間に挿入されている、請求強２に記載のバルブ。
4. 前記シールガスケット（３）は、その全面に亘って厳密に平坦であり、前記各連結ガスケット（２、４）は周縁リップ（１４、１５）を有している、請求項３に記載のバルブ。
5. 前記連結ガスケット（２、４）は、それらの前記周縁リップ（１２、１４）が当該連結ガスケット（２、４）を前記シールガスケット（３）から離間させるようにして、前記シールガスケット（３）の周囲に配置されている、請求項４に記載のバルブ。
6. 前記シールガスケット（３）と前記２つの連結ガスケット（２、４）は、前記それぞれのガスケットの周縁領域（１０、１２、１０２）において前記２つのキャスト要素の間に挿入されている、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のバルブ。
7. 前記シールガスケット（３）は、前記周縁領域（１０２）によって外側から画成された中央部を有し、前記中央部は前記開口部（１０４）と中実部（１０６）とを備え、前記中央部と前記周縁領域（１０２）は厳密に同一平面に配置されている、請求項６に記載のバルブ。
8. 前記２つの連結ガスケット（２、４）の少なくとも一方は環状形状を有している、請求項２乃至７のいずれか一項に記載のバルブ。
9. 前記フラップ（１）が開放位置にあるときに、前記フラップの前記第１部分（６）は、前記開口部（１０４）を閉鎖するように前記シールガスケット（３）の面に当接するとともに、前記フラップ（１）の前記第２部分（７）は、前記中実部（１０６）において前記ガスケット（３）の反対の面と面合わせされる、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（１）は、前記第２部分（７）と前記回転ピン（５）との間に配置された膨出部（９）を備え、前記膨出部（９）は、前記フラップ（１）が開放位置から閉鎖位置へ回転又はその逆に回転するとき、前記シールガスケット（３）の前記中実部（１０６）に当接し続けるように配置されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のバルブ。
11. 前記フラップ（１）の前記第１部分（６）及び前記第２部分（７）は平坦である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のバルブ。

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