JP2018003842A - 排ガスフラップ - Google Patents

Abstract

【課題】構造的に簡単な構成で、特に遮断位置にフラップパネルが位置決めされている場合に、フラップパネルもしくはフラップパネルを支持する旋回シャフトと、フラップ管との間の中間室が十分に排除される内燃機関用排ガスフラップを提供する。【解決手段】フラップ管２４と、フラップ管の内部で旋回軸線Ａを中心として回動可能な旋回シャフト１８に支持されたフラップパネル２６であって、少なくとも１つのフラップ翼３２，３４と、旋回シャフトを少なくとも部分的に取り囲む取付け領域４０とを有するフラップパネルとを備え、フラップ管の内周面領域に、少なくとも１つのフラップ翼に対応して、翼ストッパ４２，４４が設けられており、取付け領域の少なくとも一方の軸方向の端部領域において、翼ストッパの周方向端部領域４８，５０を収容する切欠き６０，６２が、フラップパネルに設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、特に内燃機関の排ガス流用の排ガスフラップ（バタフライ弁）であって、フラップ管と、フラップ管の内部で旋回軸線を中心として回動可能な旋回シャフトに支持されたフラップパネルとを備え、該フラップパネルは、少なくとも１つのフラップ翼と、旋回シャフトを少なくとも部分的に取り囲む取付け領域とを有しており、フラップ管の内周面領域において少なくとも１つのフラップ翼に対応して翼ストッパが設けられている、排ガスフラップに関する。

このような排ガスフラップは、たとえば自動車に設けられた内燃機関の排ガス装置を、排ガスの通流のために開放するか、もしくは通流を遮断または部分的に遮断するために、使用される。特に、このような排ガスフラップのフラップパネルがその遮断位置にある場合に、フラップパネルもしくは該フラップパネルを支持する旋回シャフトと、フラップ管との間に形成される中間室を通って排ガスが通流することができる。この場合、妨害騒音が生じ得るか、もしくはこれにより、このような排ガスフラップを有する排ガス装置が十分な音響的な密閉性を有していないおそれがある。

本発明の課題は、構造的に簡単な構成で、特に遮断位置にフラップパネルが位置決めされている場合に、フラップパネルもしくは該フラップパネルを支持する旋回シャフトと、フラップ管との間の中間室が十分に排除される、特に内燃機関の排ガス流用の排ガスフラップを提供することである。

本発明によれば、この課題は、特に内燃機関の排ガス流用の排ガスフラップであって、フラップ管と、該フラップ管の内部で旋回軸線を中心として回動可能な旋回シャフトに支持されたフラップパネルとを備え、該フラップパネルが、少なくとも１つのフラップ翼、有利には２つのフラップ翼と、旋回シャフトを少なくとも部分的に取り囲む取付け領域とを有しており、フラップ管の内周面領域に、少なくとも１つのフラップ翼、有利には各フラップ翼に対応して翼ストッパが設けられている、排ガスフラップにより解決される。この場合、旋回シャフトの旋回軸線に関して、取付け領域の少なくとも一方の軸方向の端部領域、有利には取付け領域の両方の軸方向の端部領域に、翼ストッパの、フラップ管の内周面もしくはフラップ管長手方向軸線に関する周方向端部領域を収容する切欠きがフラップパネルに設けられている。

本発明に係る排ガスフラップでは、構造的に簡単な措置により、翼ストッパの、フラップパネルを支持する旋回シャフトへの隣接領域において不可避に発生する中間室を、翼ストッパが旋回シャフトの近傍に近づかせられるか、もしくはこの中間室がフラップ翼により覆われ得ることによって、小さくすることができるようにされる。

特にフラップパネルが遮断位置に位置決めされている場合に、フラップ管の確実でほぼ完全な閉鎖を保証するために、旋回シャフトが、軸方向の両端部領域で、フラップ管に旋回軸線を中心として回動可能に支持されており、少なくとも１つの翼ストッパ、有利には２つの翼ストッパが、周方向で、旋回シャフトの軸方向の第１の端部領域の領域に位置決めされた第１の周方向端部領域から、旋回シャフトの軸方向の第２の端部領域の領域に位置決めされた第２の周方向端部領域に向かって有利には中断なしに延びていて、対応して配置されたフラップ翼を当て付けるためのストッパ面を有していることが提案される。

翼ストッパと旋回シャフトとの間に形成された中間室を通じた排ガスの通流は、少なくとも１つの翼ストッパが、その周方向端部領域の少なくとも一方で、旋回シャフトの、対応して配置された軸方向の端部領域に対して周方向間隔を有しており、かつこの周方向間隔により形成された、旋回シャフトと翼ストッパとの間の中間室が、フラップ翼によって、翼ストッパのストッパ面にフラップ翼が当て付けられている場合に、周方向でほぼ完全に覆われていることによって、有利には十分に阻止され得る。

このカバー機能は、本発明による原理によれば、たとえば、取付け領域の少なくとも一方の軸方向の端部領域、有利には両方の軸方向の端部領域において、少なくとも１つのフラップ翼、有利には両方のフラップ翼が、軸方向で、切欠きの領域において取付け領域を越えて突出するように延びている、または／かつ旋回シャフトの外周面にまで近づくまで延びていることによって達成され得る。

本発明による１態様では、フラップパネルが２つのフラップパネル部材を含んでおり、各フラップパネル部材が、フラップ翼と、旋回シャフトを部分的に取り囲む取付け領域区分とを含み、各フラップ翼に対応して、フラップ管の内周面に、翼ストッパが設けられていることが提案される。

２つのフラップパネル部材を備えるフラップパネルのこのような構成では、両方のフラップパネル部材が互いに対してほぼ同一構造であることにより、構造が簡略化され得る。

遮断位置から開放位置に向かう方向へのフラップパネルの旋回時に、かつ各フラップ翼がその翼ストッパから離れる方向に運動する場合に、フラップパネル部材の取付け領域区分が、それぞれ他方のフラップパネル部材に対応して配置された翼ストッパに衝突しないことを保証するために、フラップパネル部材のうちの少なくとも１つのフラップパネル部材の取付け領域区分の少なくとも一方の軸方向の端部領域に、他方のフラップパネル部材のフラップ翼に対応して配置された翼ストッパを収容するための切欠きが設けられていることが提案される。この場合、有利には、切欠きは、軸方向および周方向で、他方のフラップパネル部材に向かう方向に開放している。

旋回軸線もしくはフラップパネル部材を支持する旋回シャフトに関して対称的な構成を達成することができるように、両フラップパネル部材の取付け領域区分が、旋回シャフトを、互いにほぼ反対の側に位置する周面領域において取り囲んでいる、または／かつ両フラップパネル部材のフラップ翼が、対応して配置された翼ストッパにフラップ翼が当て付けられている場合に、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してずらされて配置されていることが提案される。

この場合、さらに、両方のフラップ翼に対して対応して設けられた翼ストッパが、旋回シャフトに関して両周面側で、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してほぼずらされずに配置されており、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに反対に向けられた側に、対応して配置されたフラップ翼用のそれぞれ１つのストッパ面を提供していることが提案されていてもよい。

構成部材の小さな個数に基づいて特に有利な態様では、取付け領域が管状であり、旋回シャフトを取り囲むように形成されていて、取付け領域の、互いにほぼ反対の側に位置する周面領域から、それぞれ１つのフラップ翼が取付け領域から離れる方向に延びていることが提案される。この態様では、フラップパネルが、たとえばほぼ一体的に形成されている。フラップ翼と取付け領域とは、１つの材料ブロックとして提供されていてもよい。

この態様において、特に簡単な形式で、翼ストッパを収容するために設けられた切欠きを実現することができるように、取付け領域の少なくとも一方の軸方向の端部領域において、少なくとも１つのフラップ翼、有利には各フラップ翼が軸方向で管状の取付け領域を越えて延びていることによって、切欠きが提供されていることが提案される。

管状の取付け領域と両方のフラップ翼とを備えたフラップパネルの安定的かつ容易に製造可能な構成では、フラップ翼が、対応して配置された翼ストッパにフラップ翼が当て付けられている場合に、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してほぼずらされずに配置されており、かつ両フラップ翼に対応して設けられた翼ストッパは、旋回シャフトに関して両周面側で、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してずらされて配置されていて、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに向かい合った側で、対応して配置されたフラップ翼用のそれぞれ１つの当て付け面を提供することが提案されていてもよい。

本発明を以下に添付の図面に関連して詳細に説明する。

フラップ駆動装置を備えた、内燃機関の排ガス装置用の排ガスフラップの側面図である。 図１に示した排ガスフラップの斜視図である。 図１に示した排ガスフラップを、図１に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面した断面図である。 図１に示した排ガスフラップを、フラップパネルを支持する旋回シャフトが排ガスフラップのフラップ管に隣接する領域において示す詳細図である。 図４に相当する、択一的な実施の形態を示す図である。

図１には、たとえば内燃機関の排ガス装置内で使用可能な排ガスフラップが概して符号１０で示されている。排ガスフラップ１０には、たとえば電動モータにより作動するフラップ駆動装置１２が対応して配置されている。フラップ駆動装置１２の、たとえば駆動シャフトである駆動機構１４は、たとえば弓形ばねとしてワイヤ材料から構成された連結エレメント１６を介して、排ガスフラップ１０の旋回シャフト１８に一緒に回動するために連結されている。旋回シャフト１８は、その両方の端部領域２０，２２において、フラップ管２４に設けられた軸受け（図示せず）を介して、旋回軸線Ａを中心として旋回可能に支持されている。

本実施の形態においてほぼ円形の横断面と、これに対応して円形の内側輪郭とを備えるフラップ管２４の内部において、旋回シャフト１８には概して符号２６で示されるフラップパネルが支持されている。図１〜図４に示した実施の形態では、フラップパネル２６は、たとえば一体的に形成された２つのフラップパネル部材２８，３０を有している。両フラップパネル部材２８，３０はそれぞれ、フラップ翼３２，３４と、取付け領域区分３６，３８とを有している。両取付け領域区分３６，３８はそれぞれ、旋回シャフト１８の外側輪郭に適合するように曲げられて形成されており、旋回シャフト１８を、該旋回シャフト１８の外周面の１つの部分領域においてそれぞれ取り囲んでいる。したがって、両取付け領域区分３６，３８は一緒に、フラップパネル２６のための１つの取付け領域４０を形成する。この取付け領域４０もしくは取付け領域区分３６，３８の領域で、フラップパネル部材２８，３０はたとえば溶接によって旋回シャフト１８に取り付けられ得る。

両フラップ翼３２，３４のそれぞれもしくは各フラップパネル部材２８，３０に対応して、フラップ管２４にはリングセグメント状に形成された翼ストッパ４２，４４が設けられている。両翼ストッパ４２，４４は、フラップ管２４の内周面４６に、たとえば材料接続式に固定されていてもよく、しかしフラップ管２４と共に、該フラップ管２４の一体的な構成部分として提供されていてもよい。図１においてたとえば翼ストッパ４４において具体的に示されているように、翼ストッパ４４は、中断部なしにフラップ管２４の内周面４６に沿って、旋回シャフト１８の軸方向の第１の端部領域２０の近傍に位置する第１の周方向端部領域４８を起点として、旋回シャフト１８の軸方向の第２の端部領域２２の近傍に位置する第２の周方向端部領域５０にまで延びている。フラップ管長手方向軸線Ｌの方向に向けられた一方の面５２で、翼ストッパ４２はフラップ翼３２用のストッパ面５４を提供する。対応して、翼ストッパ４４は、フラップ管長手方向軸線Ｌの方向に向けられた端面５６において、フラップ翼３４用のストッパ面５８を提供する。図３において、両翼ストッパ４２，４４は、フラップ管長手方向軸線に関してほぼ同一の軸方向の領域に配置されているので、互いに離れる向きに配向されている両ストッパ面５４，５８は、フラップ管長手方向軸線Ｌの方向で互いに対してずらされて位置していることが判る。

周方向端部領域４８，５０の、旋回シャフト１８への隣接領域で、できるだけ小さな中間室しか残っていないようにするために、この周方向端部領域４８，５０では、翼ストッパ４２，４４のそれぞれが、できるだけ旋回シャフト１８の近傍に近づいている。このことを可能にするために、フラップパネル２６もしくは各フラップパネル部材２８，３０は、それぞれの取付け領域区分３６，３８において、旋回軸線Ａの方向に配向されて位置するその端部領域に、切欠き６０，６２，６４，６６を有している。切欠きは、取付け領域区分３６，３８が、これらの取付け領域区分３６，３８にそれぞれ結合されているフラップ翼３２，３４よりも旋回軸線Ａの方向で短く形成されていることによって、提供され得る。このことは、フラップパネル部材２８，３０の軸方向の端部領域において、フラップ翼３２，３４が、取付け領域区分３６，３８の、切欠き６０，６２，６４，６６が提供されている領域を軸方向で越えて延びていることを意味している。

図１から図４では、少なくとも旋回軸線Ａを中心とした旋回シャフト１８の回動によって、フラップパネル部材２８もしくはその取付け領域区分３６も旋回軸線Ａを中心として旋回して、フラップパネル部材２８のフラップ翼３２が、旋回軸線Ａに関して周方向で翼ストッパ４４の第１の周方向端部領域４８に近づいた場合に、第１の周方向端部領域４８が、フラップパネル部材２８の、この領域に存在している切欠き６０内に侵入するように、翼ストッパ４４の第１の周方向端部領域４８が旋回シャフト１８の近傍に向かって延びていることが判る。図４では翼ストッパ４４の背後に位置し、この翼ストッパ４４と協働するフラップパネル部材３０のフラップ翼３４は、旋回シャフト１８の近傍にまで延びているので、翼ストッパ４４の第１の周方向端部領域４８と旋回シャフト１８との間にそれにもかかわらず不可避に形成される中間室６８は、周方向でほぼ完全にフラップ翼３４により覆われている。この中間室６８をできるだけ小さく維持するために、翼ストッパ４４は、その第１の周方向端部領域４８において、旋回シャフト１８の円形の外周面輪郭に適合されるように凹状に形成されていてもよく、これにより旋回シャフト１８を周方向で部分的に取り囲んでいてもよい。

翼ストッパ４４の第１の周方向端部領域４８に関して上述した機能性は、相応の形式で翼ストッパ４２，４４の別の全ての周方向端部領域においても実現されている。したがって、特に翼ストッパ４２，４４の、旋回シャフト１８への隣接領域において、図１もしくは図３にも図示されたフラップパネル２６の遮断位置において、できるだけ小さな流れの漏れしか発生しないようにされる。遮断位置では、フラップ管長手方向軸線Ｌの方向で互いに対してずらされて配置された両フラップ翼３２，３４が、該フラップ翼３２，３４に対応して配置されたストッパ面５４，５８に当て付けられ、したがってフラップ管２４は実質的に通流を遮断する。小さな漏れしか発生しないことは、一方では妨害騒音を減じ、他方ではほぼ騒音に対して密閉された構造を提供する。２つのフラップパネル部材２８，３０を備えるフラップパネル２６の構成はさらに、組立て時にフラップパネル部材２８，３０がその取付け領域区分３６，３８により取り付けられる場合に、フラップパネル部材２８，３０と、該フラップパネル部材２８，３０に対応して配置された翼ストッパ４２，４４との間の公差補償を可能にする。この場合、フラップパネル部材２８，３０のフラップ翼３２，３４は、対応して配置された翼ストッパ４２，４４に当て付けられるように位置決めされてもよく、次いで互いに対してほぼ独立して旋回シャフト１８に結合されてもよい。

択一的な構造形式が図５に図示されている。図５は、フラップパネル２６’が一体的に形成されている構成を示している。フラップパネル２６’は、旋回シャフト１８’を取り囲んで配置された管状の取付け領域４０’を含んでいる。この取付け領域４０’から、旋回シャフト１８’の両側でフラップ翼３２’，３４’が延びている。軸方向の端部領域では、フラップ翼３２’，３４’が、取付け領域４０’を越えるように延びているので、両方のフラップ翼３２’，３４’の間に位置する領域内にはそれぞれ切欠き（図５では切欠き６０’が認識可能）が形成されている。これらの切欠き内に、図５では翼ストッパ４４’の第１の周方向端部領域４８’において認識可能であるように、周方向端部領域が、旋回シャフト１８’の近傍にまで突入して延びているので、その間に中間室６８’が形成されている。この中間室６８’は、図５において翼ストッパ４４’の背後に位置するフラップ翼３４’により覆われている。この場合、フラップ翼３４’は、取付け領域４０’を軸方向で越えて延びている領域で、旋回シャフト１８’の外周面にまで近づいて延びている。この配置構造は、両翼ストッパ４２’，４４’の各周方向端部領域の、旋回シャフト１８’への隣接領域において設けられていてもよい。有利にはこの場合、両フラップ翼３２’，３４’は１つの平面内に位置しており、つまり遮断位置にフラップパネル２６’を位置決めした場合に、フラップ管長手方向軸線に関して互いにずらされていない。したがって、両翼ストッパ４２’，４４’もしくは該翼ストッパ４２’，４４’において提供されたストッパ面を相応に軸方向で互いにずらして、しかし互いに向かい合っているように配向して配置することが必要となる。

図５に図示した構造でも、翼ストッパをその周方向端部領域で旋回シャフト１８’の極めて近傍に近づけ、その間に形成される中間室６８’を、フラップ管長手方向軸線に関して周方向で、かつ旋回シャフト１８’の旋回軸線Ａの方向でほぼ完全に覆う可能性が達成される。

Claims (13)

1. 特に内燃機関の排ガス流用の排ガスフラップであって、
   フラップ管（２４）と、該フラップ管（２４）の内部で旋回軸線（Ａ）を中心として回動可能な旋回シャフト（１８）に支持されたフラップパネル（２６）とを備え、前記フラップパネル（２６）は、少なくとも１つのフラップ翼（３２，３４）と、前記旋回シャフト（１８）を少なくとも部分的に取り囲む取付け領域（４０）とを有し、
   前記フラップ管（２４）の内周面領域に、少なくとも１つのフラップ翼（３２，３４）に対応して、翼ストッパ（４２，４４）が設けられており、前記取付け領域（４０）の少なくとも一方の軸方向の端部領域において、前記翼ストッパ（４２，４４）の周方向端部領域（４８，５０）を収容する切欠き（６０，６２，６４，６６）は、前記フラップパネル（２６）に設けられている、排ガスフラップ。
2. 前記旋回シャフト（１８）は、軸方向の両端部領域（２０，２２）で、前記フラップ管（２４）に旋回軸線（Ａ）を中心として回動可能に支持されており、少なくとも１つの翼ストッパ（４２，４４）、有利には２つの翼ストッパ（４２，４４）が、周方向で、前記旋回シャフト（１８）の軸方向の第１の端部領域（２０）の領域に位置決めされた第１の周方向端部領域（４８）から、前記旋回シャフト（１８）の軸方向の第２の端部領域（２２）の領域に位置決めされた第２の周方向端部領域（５０）に向かって有利には中断なしに延びており、対応して配置された１つのフラップ翼（３２，３４）の当付けのためのストッパ面（５４，５８）を有している、請求項１記載の排ガスフラップ。
3. 少なくとも１つの翼ストッパ（４２，４４）が、その周方向端部領域（４８，５０）の少なくとも一方において、前記旋回シャフト（１８）の、対応して配置された軸方向の前記端部領域（２０，２２）に対して周方向間隔を有し、該周方向間隔により形成された、前記旋回シャフト（１８）と、前記翼ストッパ（４２，４４）との間の中間室（６８）が、フラップ翼（３２，３４）によって、前記翼ストッパ（４２，４４）の前記ストッパ面（５４，５８）に前記フラップ翼（３２，３４）が当て付けられている場合に、周方向でほぼ完全に覆われている、請求項２記載の排ガスフラップ。
4. 前記取付け領域（４０）の少なくとも一方の軸方向の端部領域において、少なくとも１つのフラップ翼（３２，３４）が、軸方向で、前記切欠き（６０，６２，６４，６６）の領域において前記取付け領域（４０）を越えて突出するように延びている、または／かつ前記旋回シャフト（１８）の外周面に近づくまで延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の排ガスフラップ。
5. 前記フラップパネル（２６）は、２つのフラップパネル部材（２８，３０）を含み、各フラップパネル部材（２８，３０）は、フラップ翼（３２，３４）と、前記旋回シャフト（１８）を部分的に取り囲む取付け領域区分（３６，３８）とを含み、各フラップ翼（３２，３４）に対応して、前記フラップ管（２４）の内周面（４６）に、翼ストッパ（４２，４４）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガスフラップ。
6. 前記２つのフラップパネル部材（２８，３０）は、互いに対してほぼ同一構造である、請求項５記載の排ガスフラップ。
7. 前記フラップパネル部材（２８，３０）のうちの少なくとも１つのフラップパネル部材（２８，３０）の前記取付け領域区分（３６，３８）の少なくとも一方の軸方向の端部領域に、他方の前記フラップパネル部材（３０，２８）の前記フラップ翼（３２，３４）に対応して配置された翼ストッパ（４２，４４）を収容するための切欠き（６０，６２，６４，６６）が設けられている、請求項５または６記載の排ガスフラップ。
8. 前記切欠き（６０，６２，６４，６６）は、軸方向および周方向で、他方の前記フラップパネル部材（３０，２８）に向かう方向に開放している、請求項７記載の排ガスフラップ。
9. 前記２つのフラップパネル部材（２８，３０）の前記取付け領域区分（３６，３８）は、前記旋回シャフト（１８）を、互いにほぼ反対の側に位置する周面領域において取り囲んでいる、または／かつ前記２つのフラップパネル部材（２８，３０）の前記フラップ翼（３２，３４）は、対応して配置された前記翼ストッパ（４２，４４）に前記フラップ翼（３２，３４）が当て付けられている場合に、フラップ管長手方向軸線（Ｌ）の方向で互いに対してずらされて配置されている、請求項５から８までのいずれか１項記載の排ガスフラップ。
10. 両方の前記フラップ翼（３２，３４）に対応して設けられた前記翼ストッパ（４２，４４）は、前記旋回シャフト（Ａ）に関して両周面側で、前記フラップ管長手方向軸線（Ｌ）の方向で互いに対してほぼずらされずに配置されており、前記フラップ管長手方向軸線（Ｌ）の方向で互いに反対に向けられた側（５２，５６）に、対応して配置されたフラップ翼（３２，３４）用のそれぞれ１つのストッパ面（５４，５８）を提供している、請求項９記載の排ガスフラップ。
11. 前記取付け領域（４０’）が管状であり、前記旋回シャフト（１８’）を取り囲むように形成されており、前記取付け領域（４０’）の、互いにほぼ反対の側に位置する周面領域から、それぞれ１つのフラップ翼（３２’，３４’）が前記取付け領域（４０’）から離れる方向に延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガスフラップ。
12. 前記取付け領域（４０’）の少なくとも一方の軸方向の端部領域において、少なくとも１つのフラップ翼（３２’，３４’）、有利には各フラップ翼（３２’，３４’）が、軸方向で管状の前記取付け領域（４０’）を越えて延びていることによって、切欠き（６０’）が提供されている、請求項１０記載の排ガスフラップ。
13. 前記フラップ翼（３２’，３４’）は、対応して配置された前記翼ストッパ（４２’，４４’）に前記フラップ翼（３２’，３４’）が当て付けられている場合に、フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してほぼずらされずに配置されており、かつ両方の前記フラップ翼（３２’，３４’）に対応して設けられた前記翼ストッパ（４２’，４４’）は、前記旋回シャフト（１８’）に関して両周面側で、前記フラップ管長手方向軸線の方向で互いに対してずらされて配置されていて、前記フラップ管長手方向軸線の方向で互いに向かい合った側で、対応して配置されたフラップ翼（３２’，３４’）用のそれぞれ１つのストッパ面を提供している、請求項１１または１２記載の排ガスフラップ。