JP2016504522A - バルブ、特には排気ガス再循環バルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、バルブ、特には排気ガス再循環バルブに関する。前記バルブは、冷却流体の通流のためのダクト（４）を備え、前記ダクトは、前記冷却流体の通流フランジと接触することが意図された壁（１０）を有しており、前記壁（１０）は、複数の溝（１６）と複数のリブ（１４）とを有し、前記リブ（１４）は、前記フランジと前記壁（１０）との間の接触を前記リブ（１４）の領域において制限するように構成されており、前記リブ（１４）は機械加工により形成され、前記溝（１６）は前記バルブの成型加工により製造される。

Description

本発明は、バルブに関する。このバルブは、燃焼機関の空気回路のバルブであり得る。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、又は吸気側に再噴射される排気ガスが通過する再循環（英語の頭字語はＥＧＲ）ループに、配置され得る。

燃焼機関は、例えば自動車両に搭載されている。

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チャネルを（バイパス通路）備えている。このチャネル（通路）には、ＥＧＲバルブと呼ばれる流量調整バルブが装着されており、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。

バルブに冷却剤を通流させるために、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支援するバレルを介して、バルブに連通している。

更に、このようなバルブを成型加工、特には圧力下の射出成型加工を用いて作成することが知られている。この方法により、部品、特にその冷却壁の表面における表皮効果が得られる。当該表皮効果は、部品の耐久性に有益である。なぜならば、もし表皮効果が減退すれば、部品の有孔性、ひいては漏出及び／又は腐食の危険性が増大するであろうからである。

このようなわけで、フランジがバルブに対して正確に位置決めされ得るように、機械加工によってダクトの寸法を調整できることが望ましい。このようにすると、成型加工中に得られた表皮効果が失われる危険性が生じる。

変形例として、バルブは、燃焼機関の冷却回路のバルブであり得る。このようなバルブに関して、燃焼機関の空気回路バルブ、特にはＥＧＲバルブに関連する上述の問題と同様の問題が生じ得る。

本発明は、機械加工される表面を制限することにより、これらの問題を克服することを提案する。

本発明は、冷却剤の通流のためのダクトを備えたバルブであって、前記ダクトは、前記冷却剤の通流のためにフランジと接触することが意図された壁を設けられており、前記壁は、複数の溝と複数のリブとを有し、前記リブは、前記フランジと前記壁との間の接触を前記リブの領域において制限するように構成されており、前記リブは機械加工により形成され、前記溝は前記バルブの成型加工に由来している、バルブに関する。

換言すれば、凹状表面の大部分すなわち溝は、機械加工されたものではなく、成型加工により得られたものである。別の言い方をすれば、リブは、後に機械加工で除去される余剰材料を備えた型から作成されるのに対し、溝は再加工されずに型から直接的に作成される。

このようにして、機械加工される表面が必要である場所、すなわちフランジを中心に位置決めするための場所にそれらを維持しつつ、機械加工される表面が制限される。このことにより、フランジの信頼性のある位置決めについて何ら犠牲とすることなく、従来技術が有していた表皮効果の低下を減少させる。

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、
‐前記ダクトは長手延在方向を有し、前記リブ及び／又は前記溝は前記延在方向において延在している。
‐前記リブ及び前記溝は、前記方向に垂直な平面において、角度をなして交互に配置されている。
‐前記リブ及び／又は前記溝は、前記方向に垂直な平面において、台形形状を有している。
‐リブの大きい方の底辺は、溝の小さい方の底辺に角度をなして延在している（角度をなして延在しながらマウントしている）、及び／又は溝の大きい方の底辺は、リブの小さい方の底辺に角度をなして延在している（角度をなして延在しながらマウントしている）。換言すれば、延在方向について同一の第１外周に沿って、リブの大きい方の底辺は溝の小さい方の底辺と交互に配置されていてもよく、他方で、延在方向について同一の第２外周に沿って、リブの小さい方の底辺は溝の大きい方の底辺と交互に配置されていてもよい。第１外周とダクトの中心との間の距離は、第２外周とダクトの中心との間の距離より小さくてもよい。逆もまた同様である。
‐溝の大きい方の底辺及びリブの小さい方の底辺は、ダクトの口部に面している（面してマウントしている）。
‐前記ダクトは、ショルダを備え、前記ショルダは、前記リブ及び／又は前記溝の長手方向端部によって形成されている。
‐前記バルブは、前記ダクトが開口している領域において、前記バルブの本体の突出部分を備えている。
‐前記リブは、前記フランジの心出しバレルに接触することが意図されている。
‐前記バルブは、前記フランジを備えている。
‐前記フランジは、前記冷却剤が通流するダクト内においてこれを中心に位置決めする心出しバレルを備えている。前記バレルは長手方向において延在している。前記バレルには、前記長手方向において延在する前記冷却剤を通流させるためのチャネルが通過している。
‐前記バレルは、前記通流ダクトと前記フランジの前記通流チャネルとの間における流体の横断方向通流を許容する１つ以上の通路を有している。
‐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前記壁との間で前記溝の領域において、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。

実施例の別の態様において、本発明の更なる主題は、
‐冷却剤の通流のためのダクトを備えるバルブを作るために成型加工を用いる工程であって、前記ダクトは、前記冷却剤の通流のためにフランジと接触することが意図された壁を設けられており、前記壁は、成型加工の最後に、複数の溝と複数の突出部分を設けられる工程と、
‐リブを得るように前記突出部分を機械加工する工程と、
を備えるバルブの製造方法である。

例えば、ダクトに面する突出部分の端部が機械加工され、機械加工後に残された突出部分の一部がリブを形成する。つまり、成型加工された突出部分からリブへの移行は、材料の除去によって達成される。溝の方は、再加工されずに型から直接的に作成される。

本発明の他の特徴及び利点は、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、本発明によるバルブの一例を部分的に示す長手方向断面図である。 図２は、図２のバルブのフランジの部分斜視図である。 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、本発明はバルブに関する。当該バルブは、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を備えている。以下で説明される例において、バルブは排気ガス再循環バルブであるが、本発明は本例に制限されるものではない。

この場合、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、バルブを通過する排気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／又は遮断部材を制御するための、特には位置センサ等の制御手段を備え得る。

バルブを冷却可能とするために、バルブは、車両の冷却回路から流れてくる冷却剤のための通路の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。バルブは、冷却剤の通流のための少なくとも１つのダクト４を備えており、このダクト４を介して冷却剤がバルブに進入する、及び／又はバルブから退出する。ダクト４は、冷却剤の通流のためにフランジ１と接触することが意図された壁１０を設けられている。例えば、ダクト４は円形断面を有している。

フランジ１は、本例において、バルブ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は長手方向Ｄにおいて延在している。バレル３は、この延在方向Ｄにおいて延在する冷却剤用の通流チャネル５を画成している。

図２においてより明瞭に図示されているように、例えば、バレル３は、特には円筒形断面を有する円筒体である。バレル３が環状壁１７によって形成されるように、通流チャネル５は、同様に円形断面を有し得る。チャネル５は、長手方向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のバルブへの挿入、及びバルブに対するフランジの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、バルブに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、バルブは、例えば、これらのねじを用いてフランジ１をバルブに固定するための複数の穿孔部６を備えている。

更に、バルブは、冷却剤の通流のためのダクト４とバルブ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とバルブとの間に配置されている。シール性は、特には、フランジ１のバルブ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、バルブに通じ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をも備え得る。

有利には、バレル５は、バルブの通流ダクト４とフランジ１の通流チャネル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に面して横方向に配置された通流ダクト６の壁１０に向かっても移動する。これにより、壁１０も冷却され得る。このため、強い熱膨張現象をもたらし得る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の付近で作動させたり、シール８によって提供されるシール性や、フランジ１と穿孔部６におけるバルブとの間の正しい機械的接続を損なう危険性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ロットであり、スロット１３は、バレル３の先端部１１に対して長手方向に開口している。１つ以上のスロット１３の数は、本例では３つであり、均等に分散配置されている。スロット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、２つの隣接するスロット１３とバレルとの間に角度を成して延在する。換言すれば、スロット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。当然ながら、バレル３の先端部１１は、ブランチ１９の先端部である。

有利には、バレル３は、バレル３の通流チャネル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、特には半径方向に方向付けられている。本例において、チャネル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。補強リブ２１は、チャネル５を、冷却剤の通過用の３つのサブチャネルに分割している。

図３においてより明瞭に図示されているように、本発明によれば、壁１０は複数の溝１６と複数のリブ１４とを有しており、リブ１４はフランジ１、特にはバレル３と壁１０との間の接触をリブ１４において制限するように構成されている。換言すれば、バレル３はリブ１４とのみ接触し、溝１６とは接触しない。リブ１４は、機械加工により形成されるのに対し、溝１６はバルブの成型加工により形成される。このことは、フランジの良好な誘導を維持しつつ、同時に表皮効果のロスを制限する。

有利には、ダクト４は長手延在方向を有し、リブ１４及び／又は溝１６はこの延在方向において、特には角度をなして交互に延在している。本例では、６つのリブ１４と６つの溝１６が示されている。溝１６の環状の広さは、リブ１４の環状の広さより大きい。本例において、ダクト４の内部でのリブ１４の長手延長度は、バレル３の長手延長度より顕著である。

リブ１４及び／又は溝１６は、台形形状を有し得る。リブ１４の大きい方の底辺は、溝１６の小さい方の底辺に角度をなして継続している（角度をなして継続しながらマウントしている、角度をなして継続しながら設けられている）とともに、溝１６の大きい方の底辺は、リブ１４の小さい方の底辺に角度をなして継続している（角度をなして継続しながらマウントしている）。リブ１４及び／又は溝１６の一方の長手方向端部、特には溝１６の大きい方の底辺及びリブ１６の小さい方の底辺は、ダクト４の口部に面している（面してマウントしている）。

有利には、ダクト４は、環状ショルダ２０を備えている。環状ショルダ２０は、リブ１４及び／又は溝１６の長手方向端部により形成されている。別のショルダ３０が、リブ１６の他方の長手方向端部に設けられてもよい。

図２においてより明瞭に図示されるように、例えば、ダクト４は、バレル３の位置において広がっていて、これにより、バレル３とダクト４の壁１０との間で溝１４の領域において、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に理解され得るように、バルブは、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 (10)

1. 冷却剤の通流のためのダクト（４）を備えたバルブ、特には排気ガス再循環バルブであって、
   前記ダクトは、前記冷却剤の通流のためにフランジ（１）と接触することが意図された壁（１０）を設けられており、
   前記壁（１０）は、複数の溝（１６）と複数のリブ（１４）とを有し、
   前記リブ（１４）は、前記フランジ（１）と前記壁（１０）との間の接触を前記リブ（１４）の領域で制限するように構成されており、
   前記リブ（１４）は機械加工により形成され、前記溝（１６）は前記バルブの成型加工に由来している、バルブ。
2. 前記ダクト（１０）は長手延在方向を有し、前記リブ（１４）及び／又は前記溝（１６）は前記延在方向において延在している、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記リブ（１４）及び前記溝（１６）は、前記延在方向に垂直な面において、角度をなして交互に配置されている、請求項２に記載のバルブ。
4. 前記リブ（１４）及び／又は前記溝（１６）は、前記延在方向に垂直な面において、台形形状を有している、請求項２又は３に記載のバルブ。
5. 前記リブ（１４）及び／又は前記溝（１６）の一方の長手方向端部は、前記ダクト（４）の口部に面して設けられている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のバルブ。
6. 前記ダクト（４）は、ショルダ（２０）を備え、前記ショルダ（２０）は、前記リブ（１４）及び／又は前記溝（１６）の長手方向端部によって形成されている、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のバルブ。
7. 前記ダクト（４）が開口している領域における前記バルブの本体から突出している部分（１８）を備えている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバルブ。
8. 前記リブ（１４）は、前記フランジ（１）の心出しバレル（３）に接触することが意図されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のバルブ。
9. 前記フランジ（１）を備えている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のバルブ。
10. ‐冷却剤の通流のためのダクト（４）を備えるバルブを形成するために成型加工を用いる工程であって、前記ダクトは、前記冷却剤の通流のためにフランジ（１）と接触することが意図された壁（１０）を設けられており、前記壁（１０）は、成型加工の最後に、複数の溝（１６）と複数の突出部分を設けられる工程と、
    ‐前記突出部分を機械加工してリブ（１４）を得る工程と、
    を備えるバルブの製造方法。

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