JP2016503138A - 被冷却部品用の冷却剤供給フランジ、及びかかるフランジを設けられた部品 - Google Patents

Abstract

本発明は、被冷却部品、特には排気ガス再循環バルブ用の冷却剤供給フランジであって、前記フランジは、前記部品内の前記冷却剤の通流のためのダクト（４）における中心位置決めのための心出しドラム（３）を備え、前記ドラム（３）は軸方向に延在しており、前記ドラム（３）には前記冷却剤の通流のための軸方向に延在するチャネル（６）が交差しており、前記ドラム（３）は、前記部品の通流ダクト（４）と前記フランジの前記通流チャネル（６）と間における前記流体の横断方向通流を許容する１つ以上の通路（１３）を有している、フランジに関する。

Description

本発明は、冷却剤を被冷却部品に供給するためのフランジ、及びこのようなフランジを装着した部品に関する。燃焼機関の空気回路バルブの冷却剤供給フランジとしての応用が注目される。本発明において、「燃焼機関の空気回路」とは、燃焼機関の吸気口と排気口との間の回路を意味している。バルブは、吸気回路に、排気回路に、又は（より一般的にはＥＧＲループとして知られている）吸気側に再噴射される排気ガスが通過する再循環ループに、配置され得る。

一般に、内燃機関用の排気ガス再循環システムは、排気ガス中に存在する酸化窒素の量を減少させ得る。従来的に、このような再循環システムは、排気ガス管にバイパスダクトを備えている。このダクトには、流量調整バルブが装着されている。流量調整バルブは、ＥＧＲバルブと呼ばれ、所望量の排気ガスが機関の吸気側に戻され得るようにしている。

したがって、このようなバルブにおいて、その中をガスが非常に高温で通過する。ガスはバルブを通過する前に冷却される場合もある。したがって、当該バルブを冷却することが適切である。このために、バルブを通るダクトのネットワークを通る冷却剤を使用することが知られている。

液体をバルブに通流させるために、入口フランジ及び／又は出口フランジが使用されている。これらは、バルブの複数のダクトの中心に配置される。ダクトは、バルブに対するフランジの設置及び位置決めを容易にするバレルを介して、バルブに連通している。

しかしながら、バレルはバルブ本体を冷却回路から遮断したり、フランジ付近で局所的にホットスポットを生じさせたりしてしまうことがわかっている。このような冷却作用の欠如は重大である。なぜならば、これにより、本体に対するフランジのシール性や接続性の低下を回避するために、バルブが、熱膨張現象から保護されるべき部位において熱膨張現象を被りやすくなってしまうからである。

本発明は、このような問題に、従来技術のフランジの中心位置決め機能を失うことなく、フランジ付近でのバルブの冷却性を改良することによって取り組むことを提案する。

したがって、本発明は、被冷却部品、特にはバルブに冷却剤を供給するためのフランジであって、前記フランジは、前記部品内の前記冷却剤の通流のためのダクトにおける中心位置決めのための心出しバレルを備え、前記バレルは軸方向に延在しており、前記バレルは、その内部を貫通する、前記軸方向に延在する前記冷却剤の通流のための管路を有している、フランジに関する。

本発明によれば、前記バレルは、前記部品の前記通流ダクトと前記フランジの前記通流管路と間における流体の横断方向通流を許容する１つ以上の通路を有している。

このようにして、冷却剤は、バレルに面して位置する被冷却部品の壁の少なくとも一部に接触しながら通過することが許容されるとともに、フランジ付近での局所加熱現象が制限される。このため、この領域における部品の材料の圧迫が回避され、こうしてフランジの取付けの信頼性が、シール性及び機械的一体性の両観点に関して向上する。

一体的にも独立的にも想定され得る種々の実施形態によると、
‐前記管路は、前記バレルの先端部で開放している。
‐前記バレルは、特には円形断面を有する円筒形状である。
‐前記フランジは、前記バレルのベースに、前記部品の前記通流ダクトと前記部品の外部との間のシール（密閉、シール性）を提供することが意図されたシール（シール部材）と協働するように構成されたショルダを備える。
‐前記１つ以上の通路は、前記ショルダと前記バレルの前記先端部との間に配置されている。
‐前記１つ以上の通路は、前記バレルの長手延在方向において延在するスリットである。
‐前記１つ以上の通路は、軸方向に前記バレルの前記先端部で開放している。
‐前記１つ以上の通路の数は、例えば３つであり、１２０°の角度を成して離間している。
‐前記バレルは、前記通路が形成されている軸方向の周囲に延在する環状壁を備え、２つの連続する前記通路はそれらの間にブランチを画成している。
‐前記バレルは補強リブを設けられており、前記各リブは前記バレルの前記通流管路において、前記管路の中央からブランチに向かって配設されている。
‐前記補強リブは、前記バレルの前記長手延在方向に配向されている。

また、本発明は、冷却剤通流ダクトと、前記流体の前記ダクト内への移動（通流）及び／又は前記ダクトからの移動（通流）のための上述のフランジと、を備える被冷却部品、特には排気ガス再循環バルブ又はＥＧＲバルブ等の燃焼機関の空気回路バルブに関する。

変形例として、本発明は、冷却剤通流ダクトと、前記流体の前記ダクト内への移動及び／又は前記ダクトからの移動のための上述のフランジと、を備える燃焼機関の空気回路に関する。

有利には、前記ダクトは、前記バレルに沿って広がっていて、これにより、前記バレルと前記ダクトの壁との間に、前記冷却剤の通流のためのジャケットが作り出されている。

前記ダクトの前記壁は、角度をなして連続するリブと溝とを備え得る。これにより、前記バレルと前記部品との接触面積が制限されている。例えば、前記リブ及び／又は前記溝は、前記バレルの長手延長線に沿って配向されている。有利には、溝の表面のみが機械加工されている。

発明の更なる特徴及び利点は、いくつかの詳細な実施形態に係る以下の説明を、添付図面を参照しつつ読むことで明らかになるであろう。
図１は、本発明によるフランジの一実施形態の部分斜視図である。 図２は、ＥＧＲバルブの冷却ダクトに取付けられた図１のフランジの長手方向断面図である。 図３は、図２のバルブのダクトの斜視図であって、フランジは図示されていない。

図１に示すように、本発明は、被冷却部品、特には自動車両の部品用の冷却剤供給フランジ１に関する。具体的には、本バルブは排気ガス再循環バルブであり得る。このようなバルブが図２に部分的に示されている。

例えば、冷却されるべき部品（被冷却部品）は、特にはアルミニウム及び／又はアルミニウム合金からなる鋳造構造体又は本体２からなる。

排気ガス再循環バルブである場合、本体２は図示しないガス通流ダクトを備えている。
バルブシャッター又はフラップ等のバルブ遮断部材は、ガス通流ダクトを大規模に又は小規模に閉鎖して、バルブを通過するガスの流量を調節可能とするように構成されている。このようなバルブは、前記遮断部材、又はバルブ駆動モータからの部材を作動させるための、歯車付きホイールを有するギアセット等の動的部材を備え得る。更に、バルブは、動的部材及び／又は遮断部材を監視するための、特には位置センサ等の設備を備え得る。

部品を冷却可能とするために、部品は車両の冷却回路から流れてくる冷却剤が通過するネットワークを備えている。特には、冷却剤とは、不凍剤、具体的にはグリコールが添加された水である。部品は、冷却剤用の少なくとも１つの通流ダクト４を備えており、このダクト４を通じて冷却剤が部品に進入する、及び／又は部品から退出する。

フランジ１は、部品内の冷却剤通流ダクト４においてこれを中心に位置決めする心出しバレル３を備えている。バレル３は軸方向Ｄにおいて延在している。バレル３は、この軸方向Ｄにおいて延在する冷却剤用の通流管路５を画成している。

図１においてより明瞭に図示されているように、例えば、バレル３は、特には円形断面を有する円筒形状である。バレル３が環状壁１７によって形成されるように、通流管路５は、同様に円形断面を有し得る。管路５は、軸方向Ｄにおいて、例えばバレル３の先端部１１で開口している。バレル３は、フランジ１の被冷却部品への挿入、及び部品に対する正確な位置決めを支援する。

このために、本例のフランジ１は、部品に当該フランジを固定する取付プレート７を備えている。取付プレート７は、例えば、バレル３に対して垂直である。取付プレート７は、図示しない固定用ねじが通過する複数の開口部９を有し得る。一方、被冷却部品は、例えば、これらのねじを用いてフランジ１を被冷却部品に固定するための複数の穿孔部６を備えている。

更に、被冷却部品は、冷却剤通流ダクト４と被冷却部品の外部との間をシールするためのシール８を備え得る。シール８はフランジ１と被冷却部品との間に配置されている。シール性は、特には、フランジ１の部品に対する正しい位置決めに依存するということが理解されるであろう。

フランジ１は、バレル３のベースに、シール８と協働するように構成されたショルダ１５を備え得る。当然、フランジ１は、被冷却部品を供給する冷却回路への接続のための図示しない１つ以上の接続開口部も備え得る。

そこで、本発明によれば、バレル３は、部品の通流ダクト４とフランジ１の通流管路５との間における流体の横断方向通流を許容する１つ以上の通路１３を有している。「横断方向」とは、バレル３の長手方向に対して傾斜している方向のことを意味している。

したがって、冷却剤は、バレル３の先端部１１に向かってだけでなく、バレル３に面して横方向に位置する通流ダクト４の壁１０に向かっても移動する。これにより、壁１０も同様に冷却され得る。このため、強い熱膨張現象をもたらすホットスポットの形成が阻止される。熱膨張現象は、本体２の材料をフランジ１の付近で圧迫したり、シール８によって提供されるシール性を損なう危険や、フランジ１と部品との間の穿孔部６の領域における良好な機械的接続を損なう危険をもたらすものである。

１つ以上の通路１３は、例えば、ショルダ１５とバレル３の先端部１１との間に位置している。本例では、１つ以上の通路１３は、バレルの延在する長手方向において延在するスリットであり、スリット１３は、バレル３の先端部１１に対して軸方向に開口している。１つ以上のスリット１３の数は、本例では３つであり、均等に離間配置されている。スリット１３は、バレル３のブランチ１９によって分離されている。ブランチ１９は、バレルの２つの隣接するスリット１３の間に角度を成して延在している。換言すれば、スリット１３は、バレル３の環状壁１７の途切れによって形成されている。本例では、環状壁１７は、ショルダ１５から突出するように意図されたブランチ１９によって画成されている。バレル３の先端部１１は、ブランチ１９の先端部により規定されている。

有利には、バレル３は、バレル３の通流管路５においてブランチ１９の間に配設された補強リブ２１を設けられている。例えば、補強リブ２１は、バレル３の長手延在方向Ｄにおいて、特には半径方向に配向されている。本例において、通流管路５の長手方向から星形に配設された３つの補強リブ２１が存在する。このようにして、補強リブ２１は、通流管路５を、冷却剤通過用の３つのサブ通流管路に分割している。

図２においてより明瞭に図示されているように、例えば、ダクト４は、バレル３に沿って広がっていて、これにより、バレル３とダクト４の壁１０との間に、冷却剤の通流のためのジャケット１２が作り出されている。

図３を参照すると、ダクト４の壁１０が、特にジャケット１２の領域において、角度をなして連続するリブ１４と溝１６とを備え、これによりバレル３と被冷却部品との間の接触面積が制限されていることが理解されるであろう。リブ１４及び／又は溝１６は、それらの長手方向端部において、フランジ１のショルダ１５に面するショルダ２０を有しており、シール８はこれらのショルダ１５とショルダ２０との間に配置されている。

有利には、リブ１４の表面のみが機械加工され、溝１６の表面仕上げは鋳造加工のままである。

例えば、リブ１４及び／又は溝１６は、バレル３の長手方向に配向されている。リブ１４及び／又は溝１６は、台形形状を有し得る。溝１６の短い方の底辺のように、リブ１４の長い方の底辺は、ジャケット１２の同一軸方向端部に位置している。逆もまた同様に対向する端部に位置している。

図３から、部品は、本体２の残りの部分から突出する突出部分１８を備え得ることが理解されるであろう。この突出部分の領域において、通流ダクト４の口部及び／又は穿孔部６が形成されている。

Claims (15)

1. 被冷却部品、特には排気ガス再循環バルブに冷却剤を供給するためのフランジであって、
   当該フランジは、前記部品内の前記冷却剤の通流のためのダクト（４）における中心位置決めのための心出しバレル（３）を備え、
   前記バレル（３）は軸方向に延在しており、
   前記バレル（３）は、その内部を貫通する、前記軸方向に延在する前記冷却剤の通流のための管路（５）を有し、
   前記バレル（３）は、前記部品の前記通流ダクト（４）と当該フランジの前記通流管路（５）と間における前記流体の横断方向通流を許容する１つ以上の通路（１３）を有している、フランジ。
2. 前記バレル（３）のベースに、前記部品（５）の前記通流ダクト（４）と前記部品の外部との間のシールを提供することが意図されたシール（８）と協働するように構成されたショルダ（１５）を備える、請求項１に記載のフランジ。
3. 前記１つ以上の通路（１３）は、前記ショルダ（１５）と前記バレル（３）の先端部（１１）との間に配置されている、請求項２に記載のフランジ。
4. 前記バレル（３）は円筒形状である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフランジ。
5. 前記バレル（３）は円形断面を有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のフランジ。
6. 前記１つ以上の通路（１３）は、前記バレル（３）の長手延在方向において延在するスリットである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のフランジ。
7. 前記１つ以上の通路（１３）は、軸方向に前記バレル（３）の前記先端部で開口している、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のフランジ。
8. 前記１つ以上の通路（１３）の数は３つである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のフランジ。
9. 前記バレル（３）は、前記通路（１３）が形成されている軸方向（Ｄ）の周囲に延在する環状壁（１７）を備え、２つの連続する前記通路（１３）はそれらの間にブランチ（１９）を画成している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のフランジ。
10. 前記バレル（３）は補強リブ（２１）を設けられており、前記各リブ（２１）は、管路（５）の中央とブランチ（１９）との間に延在している、請求項９に記載のフランジ。
11. 前記補強リブ（２１）は、前記バレルの前記長手延在方向に配置されている、請求項１０に記載のフランジ。
12. 冷却剤通流ダクト（４）と、
    前記流体の前記ダクト（４）内への移動及び／又は前記ダクト（４）からの移動のための、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のフランジ（１）と、
    を備える被冷却部品。
13. 前記ダクト（４）は、前記バレル（３）に沿って広がっていて、これにより、前記バレル（３）と前記ダクト（４）の壁（１０）との間に、前記冷却剤の通流のためのジャケット（１２）が作り出されている、請求項１２に記載の部品。
14. 前記ダクトの前記壁（１０）は、角度をなして連続するリブ（１４）と溝（１６）とを備え、これにより、前記バレル（３）と前記部品との間の接触面積が制限されている、請求項１３に記載の部品。
15. 請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の部品を備える、特には燃焼機関の空気回路用又は燃焼機関の冷却回路用のバルブ。

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