JP5723003B2 - 流体循環弁 - Google Patents

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Description

本発明は、流体循環弁に関し、特に、自動車エンジンの排気ガス、または大気と排気ガスの混合物用の流体循環弁に関する。
本発明の弁は、エンジンの吸気ラインに再循環させる排気ガスの流量を調節する役割を果たしてもよい。具体的には、この弁は、エンジンの設計、特にターボ圧縮機を備えるディーゼルエンジンの設計において採用することができる。その場合、ガスの一部を取り出すために、弁は、ターボ圧縮機のタービンの下流にあるエンジン排気ラインに設けられる。
排気ガスを流す主流路と、排気ガスからエンジンの吸気側に向かうようになっている部分を取り出すために、主流路に開口している補助流路とを有する本体を備える弁は、既に提案されている。この弁は、2つの流路間の連通を阻止する閉位置と、これらの流路間の連通を可能にする開位置との間を動くことができるフラップを備えている。また、この弁は、フラップが閉位置にあるとき、フラップが接触するシールも備えている。フラップ作動用モータが設けられ、かつ弁の本体は、このモータを収容するハウジングを備えている。
弁の中を循環する排気ガスの温度は、数百度にもなるので、フラップ作動モータを保護することは困難である。そのため、通常、弁の本体には、冷却流路が設けられている。しかし、このような解決手段は、弁の体積を大きくして、使用される冷却回路において確保されるべき流量を増加させることになる。
本発明の目的は、上記の欠点を解消することである。そのため、本発明は、自動車エンジンの排気ガス用の流体循環弁を提供するものである。この弁は、流体を流す主流路と、この主流路に開口し、かつ流体を流す補助流路とを画定している本体を備え、また、2つの流路間の連通を阻止する閉位置と呼ぶ位置と、これらの流路間の連通を可能にする、開位置と呼ぶ位置との間を動くことができるフラップと、フラップが閉位置にあるとき、フラップが接触するシールも備え、本体は、フラップの作動モータ用のハウジングを備えている。
本発明においては、本体は、シールとハウジングとの間の流体間隙を画定するように構成されている。これにより、フラップ作動モータの断熱は改善され、弁を冷却する要件は緩和される。こうして、弁のサイズを好適にすることができる。また、これにより、モータは、非常な高温に耐える必要がなくなるので、技術レベルのより低いモータを使用することもできる。
本発明の種々の実施形態においては、次のように構成されている。
−ボディは、シールとハウジングとの間に皿状部を画定し、かつハウジングとこの皿状部の平らになっている底面との間に壁を備えている。
−シールは、流体が一方の流路から他方の流路へ通過するための開口部を有し、フラップは、第1の羽根および第2の羽根を備えており、閉鎖羽根と呼ぶ第1の羽根は、フラップが閉位置にあるとき、開口部を閉じることができ、他方の羽根と呼ぶ第2の羽根は、フラップが開位置にあるとき、第1の流路を少なくとも部分的に閉じることができる。
−シールは、フラップが閉位置にあるとき、他方の羽根に面する位置にある無開口域を有している。
−流体間隙は、シールの無開口域と本体との間に設けられている。
−シールおよび皿状部の底面は、互いに平行に設けられている。
−ボディは、互いに固定されている2つの個別の部品を備え、それぞれの部品は、流路の1つを画定し、流体が一方の流路から他方の流路へ通過するための開口を画定するために、互いに位置が合うようになっている開口を有している。シールの開口部は、この開口の領域に位置している。
−皿状部は、補助流路を画定している部品によって画定されている。
−補助流路を画定している部品はまた、モータ用のハウジングも画定している。
−フラップが閉位置にあるとき、閉鎖羽根と他方の羽根は、シールのそれぞれの側に配置され、フラップは、中間域を備え、この中間域は、第1の羽根と第2の羽根を連結しているとともに、シールの開口部を通過する。
−シールは、平面域を備え、この平面域は、フラップが閉位置にあるとき、フラップの閉鎖羽根の面の中の、平面になっており、閉鎖羽根の接触面と呼ぶ1つの面によって、閉鎖羽根が接触しに来る面と、他方の羽根の面の中の、平面になっており、他方の羽根の接触面と呼ぶ1つの面によって、他方の羽根が接触しに来る反対側の面とを備えている。シールに設けられている流体通過用の開口部は、平面域の領域に位置している。
−フラップの閉鎖羽根の接触面および他方の羽根の接触面は、互いに離れている2つの平行面に延びている。
−これらの平行面は、平面域におけるシールの厚さに相当する寸法だけ離れている。
−フラップの他方の羽根は、その平らな接触面の反対側の面を有し、中間域は、閉鎖羽根の接触面とこの反対側の面との間に傾斜面を有している。
−弁は、フラップの中間域の近くに、フラップ連結軸の方向にフラップの中心から外れて設けられているフラップ連結軸を備えている。閉鎖羽根は、フラップの連結軸の方向に、中間域が延びている寸法を超えて、少なくとも中間域と閉鎖羽根との間の連結域の領域において、両側に延びている寸法を有している。
−シールは、フラップが閉位置にあるとき、フラップの他方の羽根に面するように設けられている通過開口部の一部分に沿ってボスを有し、このボスは、フラップが閉位置にあるとき、フラップの他方の羽根によって圧縮されるようになっている。
添付の図面を参照して、限定しない単なる例として挙げる実施形態に関する以下の説明を読むことにより、本発明をより良く理解しうると思う。
本発明による弁の例示的実施形態の斜視図である。 図1の弁の部分の斜視図である。 フラップ連結軸と直交する面における、フラップが部分的に開位置にある状態の図1および図2の弁の断面図である。 フラップが閉位置にある際の、図1〜図3の弁のシール、およびフラップの斜視図である。
図1〜図3に示すように、本発明による弁は、流体を流す主流路31と、この主流路31に開口し、流体を流す補助流路32とを有するボディ30を備えている。主流路31は、例えば、エンジンの排気ラインと連通している吸排気口34を備えている。補助流路32は、排ガス再循環ラインと連通している連通口35を有している。
また、弁は、フラップ1およびシール2も備えている。
フラップ1は、流体通過孔33の領域において、前記2つの流路31と32の間の連通を阻止する閉位置と、これらの流路31と32の間の連通を可能にする開位置との間を動くことができるようになっている。
また、本体30は、例えば、フラップ作動モータ用のハウジング37も備えている。また、モータの出力軸とフラップの旋回軸21との間に、伝達装置(図示せず)を備えていることもある。
図2および図3により分かるように、本発明においては、ボディ30は、シール2とハウジング37との間に、流体間隙38を画定するように構成されている。これにより、フラップ作動用モータ60の断熱は改善されている。
ボディ30は、2つの部材30a、30bで作られているのがよい。各部材は、流路の1つを定め、流体通過孔33を画定するために、互いに位置が合うようになっている孔を有している。これは、ボディ30におけるこれら2つの部材が、別体であり、かつ互いに固定されていることを意味している。従って、シール2は、弁の外部に対する、2つの部材30aと30bとの間のシールの役割も果たしている。
本体30におけるシール2とハウジング37との間には、皿状部61が設けられ、かつハウジング37と皿状部61の底面65との間には、壁62が設けられている。皿状部61の底面65は、平らであるのがよい。
皿状部61とモータ用のハウジング37は、補助流路32を画定している部材によって区分されている。
シール2には、流体が主流路31から補助流路32へ通過するための開口部5が設けられている。シールのこの開口部5は、本体30の通過孔33に面するようにされている。フラップ1は、第1の羽根3および第2の羽根4を備えている。
第1の羽根3は、閉鎖羽根であって、フラップが閉位置にあるとき、シールの開口部5を閉じることができる。第2の羽根4は、フラップが開位置にあるとき、主流路31を、少なくとも部分的に閉じることができる。このようにして、フラップの第2の羽根4は、モータの断熱に寄与している。
シール2は、フラップ1が閉位置にあるとき、第2の羽根4に面する位置となる無開口域36を有している。言い換えると、フラップ1は、閉位置にあり、シールの開口部5は、第1の羽根3の領域だけに設けられている。また、流体間隙38が、シールの無開口域36とハウジング37との間に設けられている。
フラップが開位置にあるとき、第1の羽根3と第2の羽根4は、流体が通過するのを可能にするために、一方の羽根は、シール2に対して横方向の一方の側に、他方の羽根は、他方の側に延びるようになっている。図の実施形態においては、フラップ1は、その最大開口位置(図示せず)において、シール2に対して斜めになる。
図4に示すように、閉鎖用羽根3および4は、例えば、フラップ1が閉位置にあるとき、シール2の各側となるようになっており、フラップ1は、中間域6を備え、この中間域6は、第1の羽根3と第2の羽根4を連結するとともに、シールの開口部5の輪郭領域7、7’において、例えば突き合わせ状態となって、シール2の開口部(5)を通過する。
このようにして、シールの開口部5の周囲のシールを行うことができ、かつシールの開口部とフラップの周囲との間に大きな隙間を残すことなしに、フラップは、その開位置と閉位置との間を動くことができる。
シール2は、平面域8を備えており、図3に示すように、この平面域8は、フラップが閉位置にあるとき、フラップの閉鎖羽根3の面の中の、平面になっており、閉鎖羽根3における接触面面10によって、閉鎖羽根3が接触しに来る面9、および/または他方の羽根4の面の中の、平面になっており、他方の羽根の接触面と呼ぶ1つの面12によって、他方の羽根4が接触して来る反対側の面11を有していることが分かると思う。シール2に設けられている流体通過用の開口部5は、この平面域8の領域に位置している。このようにして、1つ以上の羽根の領域における対面接触によって、シールが行われている。
また、シール2の無開口域36も、開口部5が設けられているシール2の平面域8に位置しているのがよい。皿状部61の底面65、および無開口域36は、互いに平行をなしている。
フラップの閉鎖羽根における接触面10、および他方の羽根における接触面12は、例えば、平面域8のシールの厚さに相当する寸法だけ互いに離れている2つの平行面となっている。これにより、面対面タイプの接触を確実にすることができる。
閉鎖羽根3における接触面10の反対側の面13を有し、他方の羽根4における接触面12の反対側の面14は、平面であり、それらの中間域6における、閉鎖羽根3の接触面10と、他方の羽根4の反対側の面14との間は、傾斜面15となっている。この傾斜面15は、流体がフラップ1の表面を流れるのを促進する。
また、この弁は、フラップ1の枢軸16を備えており、この連結軸16は、フラップ1に対して中心を外れて設けられており、例えばフラップ1の中間域6の近くに位置している。
シール2の開口部5の一側には、ボス19を有している。このボスは、フラップが閉位置にあるとき、フラップの他方の羽根4に面するように設けられている。ボスは、フラップが閉位置にあるとき、フラップの他方の羽根4によって圧縮されるようになっている。これにより、密封をさらに改善されている。
フラップ1は、旋回軸21用の軸受20を有している。この軸受20は、図3において矢印22で示すように、連結軸16の周りに回転可能となっている。この軸受20は、フラップ1の裏面の突部23に位置している。この突部23は、中間部6に位置している。この実施形態においては、突部23は、フラップ1の羽根3の接触面10の反対側の面13、および他方の羽根4の裏側の接触面12から突出している。
軸受20は、貫通孔であり、旋回軸21は、軸受20の両側から突出している。旋回軸21は、公知の手法で、突部23に連結されている。
羽根3、4、中間部6、およびその突部23は、例えば、1つのコンポーネントとして、具体的には一体物として形成されている。
旋回軸21を収容しているフラップの突部23は、皿状部61とシール2の無開口域36によって画定されている空間を閉じるように、すなわち流体間隙38を閉じるように位置している。そのため、ハウジング30は、例えば補助流路32を画定している部材30bの領域に、フラップの旋回軸21用の軸受64を備えている。
図4に示すように、フラップ1の枢軸の方向において、羽根3、4は、中間部6の長さ方向の寸法y’を超えて、少なくとも中間部6と羽根3との連結域の領域において、両側に延びる寸法yを有している。従って、羽根3の接触面10は、シール2の一方の側における、シール2の開口部5の周辺の第1の部分において、シール2と接触する環状で角張った接触域17を有することができ、かつ他方の羽根4の接触面12は、シール2の反対側における、シールの開口部5の周辺の補完的な部分において、シール2と接触する接触域18を有していることとなる。
羽根3に設けられている接触域17は、例えば、輪郭領域7、7’の部分において、中間部6に沿っても延びている。これもより、密封性は高まり、シール2の開口部5の輪郭と重ならない中間部6を有することとなる。
シール2の開口部5は、羽根3と同様に、ほぼ矩形の外形を有している。さらに、羽根3の接触域17は、開口部の3つの辺に沿って延びている。接触域18は、残りの辺に沿って延びている。中間部6は、その対向する2つの辺の部分にわたって、開口部5に面するように設けられている。また、他方の羽根4も、矩形であってもよい。
シール2は、周辺部39から奥まった位置に、平面域8を有している。このシール2は、例えばプレス加工して作られる。この周辺部39は、ボディ30への取り付け用のフランジを備える拡張部40を有しているのがよい。
1 フラップ
2 シール
3 羽根
4 羽根
5 開口部
6 中間部
7、7’ 輪郭領域
8 平面域
9 (シールの)面
10、12 接触面
11 (シールの)反対側の面
13、14 (羽根の)反対側の面
15 傾斜面
16 枢軸
17、18 接触域
19 ボス
20 軸受
21 旋回軸
22 矢印
23 突部
30 ボディ
30a,30b 部材
31 主流路
32 補助流路
33 通過孔
34 吸排気口
35 連通口
36 無開口域
37 ハウジング
38 流体間隙
39 周辺部
40 (シールの)拡張部
60 フラップ作動用モータ
61 皿状部
62 壁
64 軸受
65 (皿状部の)底面
y、y’ 寸法

Claims (10)

  1. 自動車エンジンの排気ガス用の流体循環弁であって、
    流体を流す主流路(31)と、この主流路(31)に開口しており、流体を流す補助流路(32)とを有するボディ(30)を備え、
    また、前記2つの流路(31、32)間の連通を阻止する閉位置と呼ぶ位置と、前記流路(31、32)間の連通を可能にする開位置と呼ぶ位置との間を動くことができるフラップ(1)と、前記フラップ(1)が閉位置にあるとき、このフラップ(1)が接触するシール(2)も備え、
    前記ボディ(30)は、前記フラップ(1)の作動モータ用のハウジング(37)を備え、
    前記ボディ(30)は、前記シール(2)とハウジング(37)との間に流体間隙(38)を画定するようになっていることを特徴とする弁。
  2. 前記ボディ(30)は、前記シール(2)と前記ハウジング(37)との間に皿状部(61)を画定しており、かつ前記ハウジングと前記皿状部(61)の平らになっている底面(65)との間に壁(62)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の弁。
  3. 前記シール(2)は、流体が一方の流路から他方の流路へ通過するための開口部(5)を有し、前記フラップは、第1の羽根(3)および第2の羽根(4)を備えており、閉鎖羽根である前記第1の羽根(3)は、前記フラップ(1)が閉位置にあるとき、前記開口部(5)を閉じることができ、他方の羽根である第2の羽根(4)は、前記フラップ(1)が開位置にあるとき、前記主流路(31)を少なくとも部分的に閉じることができるようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載の弁。
  4. 前記シール(2)は、前記フラップ(1)が閉位置にあるとき、前記他方の羽根(4)に面する位置にある無開口域(36)を有していることを特徴とする請求項3に記載の弁。
  5. 前記流体間隙(38)は、前記シールの無開口域(36)と、前記ボディ(30)との間に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の弁。
  6. 前記シール(2)と前記皿状部(61)の底面(65)は、互いに平行をなしていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の弁。
  7. 前記ボディ(30)は、互いに固定されている2つの部材(30a、30b)を備え、各部材は、前記流路(31、32)の1つを画定し、流体が一方の流路から他方の流路に通過するための通過孔(33)を画定するために、互いに位置が合うようになっている開口を有しており、前記シール(2)の前記開口部(5)は、前記開口の領域に位置していることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の弁。
  8. 前記皿状部(61)は、前記補助流路(32)を画定している前記部材(30b)によって画定されていることを特徴とする請求項7に記載の弁。
  9. 前記補助流路(32)を画定している前記部材(30b)は、前記モータ用のハウジング(37)も画定していることを特徴とする請求項7または8に記載の弁。
  10. 前記フラップ(1)が閉位置にあるとき、前記羽根(3)と前記他方の羽根(4)は、前記シール(2)のそれぞれの側に配置され、前記フラップは、中間部(6)を備え、前記中間部(6)は、前記第1の羽根(3)と第2の羽根(4)とを連結しているとともに、前記シール(2)の開口部(5)を通過するようになっていることを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載の弁。
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