JP6125522B2 - 車両のガスフロー回路用のバルブ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のガス回路内を循環するガスフローを調整するためのバルブに関する。

一般に、熱エンジンによって動作する自動車は、車両の特定の使用段階中に前記エンジンに供給するように構成されたガス回路を使用する。このような回路は、車外で得られる空気の入口を有し、燃焼ガスを放出するために前記エンジンの下流に設置された排気回路の他に、エンジンの上流に設置されたガス供給回路を備える。

このような回路には、排気回路の領域にある燃焼ガスの一部を抽出し、このガスを供給回路に再注入することで、流入する新しい空気と燃焼ガスとの混合気によってエンジンへのガス供給が賄われるようにする少なくとも１つのＥＧＲ（排気ガス再循環）ループが設けられる場合が比較的多い。一般に、前記ＥＧＲループにおけるガスの流量は、エンジンの、ある一時的な、および特定の動作段階中に前記ガスを冷却するために、冷却器に連結されたバルブによって調整される。このように、前記バルブは、ガス入口と、二つのガス出口とを備える。第１の出口は、エンジンの上流に設置された供給回路に燃焼ガスを直接供給するために設けられ、第２の出口は、前記供給回路に到達する前にまずガスを冷却するために、冷却器に予め前記燃焼ガスを向けるように構成される。前記バルブには、第２の出口を遮断し、第１の出口へガスを通過させる第１の位置と、第１の出口を閉鎖し、第２の出口へガスを通過させる第２の位置との間を旋回可能な回転フラップが設けられる。フラップの回転は、適時に適切な電気信号を伝送する中央コンピュータユニットによって自動的に制御され実行される。バルブによって使用されるさまざまなガスフローを良好に制御するために、フラップが、前記バルブ内の二つの遮断位置の一方または他方を占める際に良好な密封性を与えることが重要である。

現行のバルブは、バルブにおいて容易に旋回可能なように寸法が若干制限されたフラップを有するが、この寸法制限により、多くの場合、前記バルブの周囲の位置にギャップが残ってしまうため、フラップによって遮断されるように構成されたダクトの領域にガスが流れてしまう。これにより、ＥＧＲループの動作は精度が低く十分に制御されず、エンジンのガス供給回路の動作が危険な状態になる。

本発明によるバルブは、前記バルブの特定の内部構造に関連したフラップを使用し、前記フラップおよび前記構造は、遮断位置の少なくとも１つにおいてフラップの完全な密封性を確保するように相互作用する。このように、バルブの開閉段階は、わずかな残留ガスも逃すことなく清浄であるため、ガス供給回路は完全に高信頼性のものであり、十分に効率的なものになる。

本発明の主題は、車両エンジンのガス供給回路のＥＧＲループにおけるガスフロー調整用のバルブであって、ガス入口と、供給回路にガスを直接供給するための第１のガス出口と、前記供給回路にガスを注入する前に、冷却器を通るダクト内に前記ガスが流れるようにする第２のガス出口とを備え、前記バルブは、第１の出口を開口しつつ、前記第２の出口を遮断する第１の位置と、第２の出口を開口しつつ、第１の出口を遮断する第２の位置との間を旋回可能である回転可能なフラップを有するバルブである。本発明によるバルブにおいて、フラップは、ダクトを開閉可能な平面的な主要本体を備え、バルブの内部構造は平面縁部を有し、前記フラップが第２の位置に置かれると、フラップの主要本体が平面的に前記縁部に当接するようになる。本発明によるバルブのフラップにより、一方の出口の開口および他方の出口の閉鎖を同時に行うことができ、その逆も同時に行うことができる。このように、本発明によるバルブは、ダクトおよびフラップの両方の領域に二重に適応されるため、フラップの主要本体は、第１の出口へガスを失うことなく、第２の出口の密封開口を確保するためにダクトと平面接触状態になる。このようにして、バルブは、排気ガスをエンジンの主ガス供給回路に搬送する前に、清浄な方法で排気ガスをＥＧＲループの冷却器に供給することができるため、損失を生じさせることがない。さらに詳しく言えば、ＥＧＲガスをエンジンの供給回路に再注入する前に、ＥＧＲガスの事前冷却を必要とするエンジンの動作段階と、この事前冷却が不要である他の段階が存在する。このように、フラップとバルブの内部構造とが近付いて相互作用することによるガスの残留漏れを生じさせることなく、慎重に制御された方法で一方の構成から他方の構成へ移行することが特に重要である。

好適には、ダクトは、バルブの第２の出口を拡張する入口と、バルブの第１の入口の領域内に開口する出口とを有するループを形成し、フラップは、主要本体と連続した平面的な補助本体を有してもよく、前記フラップは、主要本体と補助本体との間に配置された回転軸周りで旋回しうるように前記バルブに位置付けられ、補助本体は、前記ダクトの出口を開閉可能である。主要本体および補助本体は、互いに強固に接続されるものとされる。フラップの主要本体が、冷却器へ排気ガスを通すダクトを遮断すると、補助本体は、前記ダクトの出口を遮断し、前記主要本体が前記ダクトを開くと、補助本体は、前記ダクトの出口を開く。フラップの本体および補助本体は、二つの別々の部品で表されてもよく、または同一の部品からなるものであってもよい。

好ましくは、主要本体は、回転軸に対して垂直な方向に延伸し、一方、補助本体は、前記回転軸に対して平行な方向に延伸する。

好ましくは、主要本体の二つの側縁部の各々はリリーフ部を有し、バルブの内部構造は、相補的リリーフ部を備えることで、ダクトの密封遮断を確保するために、主要本体のリリーフ部は前記構造の相補的リリーフ部に当接する状態になる。フラップの主要本体の側縁部が、前記主要本体の長手軸の両側に対称的に設けられることが顕著である。リリーフ部のこのような相補性により、フラップは、前記フラップの主要本体の領域において最大の密封性をもたせてダクトの閉鎖を確保できる。このように、本発明によるバルブは、第１の出口へガスが損失することなく、ダクトの密封閉鎖および前記ダクトの密封開口を確保できるようにするフラップを有する。また、窪み部または突出要素によってリリーフ部が実現されてもよい。

好ましくは、相補的リリーフ部は、バルブの内部構造のオリフィスの周辺部の上に位置している。

相補的リリーフ部は、バルブの内部構造を機械加工することによって得られてもよい。

好適には、主要本体のリリーフ部は、前記主要本体に沿って側方に延伸する二つの細長い突出部によって表され、各突出部は丸い断面を有し、相補的リリーフ部は、バルブの内部構造にある中空部品によって形成される。この構成の原理は、内部構造とフラップとの間の密な接触を確保するために、突出部が前記中空部品内に位置している。突出部が丸い形状を有することにより、ガスを通す手段を構成しうる角度が導入されないようにすることで密封状態が向上する。

好ましくは、バルブの内部構造の中空部品に最良に適応されるように、補助本体から最も離れた位置にある、各突出部の自由端部は丸みを帯びている。前記追加の丸みのある部品は、フラップとダクトの入口との間の密封状態をさらに強化する。

好適には、主要本体および二つの突出部は一体に形成され、前記突出部は、主要本体の二つのスタンピングゾーンに対応する。フラップのこのような構成は、最も簡潔かつ迅速に製造できる。また、スタンピングは、正確な幾何学的形状を有する部品を得ることが可能な動作である。

好ましくは、主要本体から最も離れた位置にある、補助本体の自由端部は、回転軸に対して平行に延伸する直線縁部によって規定され、前記端部は面取りされている。すなわち、この端部は、縁部で終端するように、厚みが徐々に低減される。主要本体がダクトを開き、補助本体がバルブの第１の出口を遮断する位置にフラップがあるとき、補助本体の端部は、バルブの内部構造に設置されたバーと接触した状態にされる。前記補助本体の端部を面取りすることによって、フラップは、回転振幅を増大することができ、前記端部が前記バーと早期に接触しないようにされる。このようにして、前記面取り部により、前記フラップが、ガスが損失することなくダクトの開口を確保し、第１の出口の密封閉鎖を確保するのに十分な位置を占めるように、フラップの回転振幅を増大することができる。また、面取り部は、フラップの端部とバーとの間に存在する隙間を低減させうることもある。

好適には、フラップは金属薄板から作られる。この材料は、フラップにある程度の可撓性を与え、前記ダクトの開閉時に完全な密封機能を確保するために、ダクトとの接触でわずかに変形可能にする。

本発明によるバルブは、巧みな改良で良好な密封性を確保しながら、ダクトの閉鎖段階中および開口段階中に清浄に動作し、簡潔かつ迅速に実現できるため安価であるという利点を有する。さらに詳しく言えば、前記改良は、ダクトの入口領域において機械加工すること、およびフラップとダクトとの相互作用が最適化されるようにフラップの幾何学的形状をわずかに修正することにより、小さな修正を加えることを含む。

以下、図１から図７を参照しながら、本発明によるバルブの好ましい実施形態の詳細な説明が提供される。

本発明によるバルブと、冷却器とからなり、ガスが冷却器に流れるようにフラップが配置されたアセンブリの断面図である。 本発明によるバルブと、冷却器とからなり、冷却器へのアクセスを閉じるようにフラップが配置されたアセンブリの断面図である。 本発明によるバルブに属するフラップの斜視図である。 第２の位置においてフラップ７のストッパとして作用する平面隣接部を示す、本発明によるバルブの内部構造の斜視図である。 フラップが冷却器へのダクトの開位置にある、本発明によるバルブの内部構造の部分斜視図である。 前記フラップの隣接点を示す、図５ａのバルブの内部構造およびフラップを別の角度から見た簡易図である。 フラップが冷却器へのダクトの遮断位置にある図５ｂのバルブの内部構造およびフラップの簡易図である。 フラップおよび冷却器を分離するバーを備えた、本発明によるバルブのフラップの相互作用を示す概略図である。

図１および図２を参照すると、本発明によるバルブ１は、自動車の熱エンジンのガス供給回路に設置されたＥＧＲループのバルブである。ＥＧＲループは、エンジンからの排気ガスの一部分を逸脱させ、エンジンの上流に設置された供給回路の一部にガスを再び方向付けることで、前記エンジンが空気および燃焼ガスの混合気によって供給されるようにする。ＥＧＲバルブ１は、一般に、ガスをエンジンのガス供給回路に供給する前に前記ループの排気ガスを予め冷却するように設けられたガス冷却器２に連結され、前記冷却は、エンジンのいくつかの動作モードにおいてのみ望ましい。言い換えれば、ＥＧＲループのガスを永久的に冷却する必要はない。このように、バルブは、エンジンのガス供給回路にＥＧＲガスを直接供給するか、または、冷却器２を介して予めガスを流した後に前記供給回路にガスを搬送するように構成される必要がある。本発明によるバルブ１は、空気入口３と、供給回路に直接ガスを供給するための第１のガス出口４と、冷却器２を通るダクト６内に前記ガスが流入した後に前記ガスを前記供給回路内に注入する第２の出口５とを備える。ダクト６は、冷却器２を通るガスフロー回路を既定し、前記ダクト６は、バルブ１の第２の出口５を拡張させる入口１９と、前記バルブ１の第１の出口４の領域に開口する出口とを有する。バルブ１には、バルブ１の第２の出口５を遮断すると同時に、第１の出口４を開く第１の位置と、第１の出口４を遮断すると同時に、前記バルブの第２の出口５を開く第２の位置とを占めるように設けられた、旋回可能に取り付けられた密封フラップ７が設けられる。フラップ７の回転運動は、中央演算ユニットによって自動的に制御される。

図１は、矢印８で示す方向に冷却器２を通るダクト６内にガスが流れる第２の位置にあるフラップ７を示す。

図２は、矢印９で示す方向にエンジンの供給回路にガスを直接供給するために、ダクト６を遮断する第１の位置にあるフラップ７を示す。第１および第２の位置の間でのフラップ７の最大回転振幅は、９０°以下である。フラップ７の回転軸は、二つの円筒状ラグ１０によって表され、ラグ１０は、互いに対向して整列され、バルブ１の内部構造内に設置される。

図３を参照すると、本発明によるバルブ１のフラップ７は、平面的な主要本体１１と、平面補助本体１２とを備え、二つの主要本体１１、１２は互いに連続し、強固に接続される。主要本体１１は、小さな厚みの平坦な矩形壁１３と、壁１３の長手軸に沿って延伸する二つの平行な突出部１４とを有し、前記突出部１４は、前記壁の中央長手軸に対して主要本体１１の二つの側縁部を形成する。二つの突出部１４は同一のものであり、それぞれが、Ｓ字状の断面を有する湾曲縁部に同化可能である。矩形壁１３は、二つの側方突出部１４とともに同じ部品を構成し、前記突出部はスタンピングによって作られる。また、補助本体１２は、第１の円筒状主要本体１１の壁１３と同じ厚みの平坦な矩形壁１５を有し、この壁は、主要本体１１に対して垂直に配設される。言い換えれば、主要本体１１の壁１３の長手側は、補助本体１２の壁１５の長手側に垂直である。補助本体１２は、主要本体１１の中央長手軸が、補助本体１２の二つの長手側と中央で交差するように、主要本体１１に対して中央に位置する。補助本体１２は、矩形拡張部１６によって拡張され、その最大寸法は、主要本体１１の幅に等しく、補助本体１２は、この拡張部１６によって主要本体１１に接続される。補助本体１２の自由端部１７は、拡張部１６と対向する長手側によって規定され、面取り部で終端する。言い換えれば、この端部１７は、縁部１８で終端するように、厚みが徐々に低減される。補助本体１２から最も離れた端部である、各突出部１４の自由端部２１は、丸い形状のものである。フラップ７は、回転軸を形成する二つの円筒状ラグ１０が、フラップ７の主要本体１１と補助本体１２との間に設置されるようにバルブ１に配置される。フラップ７が、ダクト６の遮断に対応する第２の位置にあるとき、補助本体により、バルブ１の第１の出口４の領域に開口する前記ダクト６の出口を遮断することができる。

図４を参照すると、バルブ１から冷却器２へガスが流れるようにするバルブ１の内部構造１９は、フラップ７がバルブ１の第２の出口５を完全に開口し、第１の出口４を遮断する第２の位置に置かれると、フラップ７の主要本体１１が前記平面縁部２０に平面的に当接するようにする平面縁部２０を有するように機械加工されている。

バルブ１の内部構造１９の平面縁部２０にフラップ７の主要本体１１がこのように平面的に当接する様子は、図５ａおよび図５ｂに見られる。前記平面縁部２０と接触するのは、フラップ７の主要本体１１の壁１３である。このようにして、フラップ７が第２の位置に固定されると、前記壁１３と前記縁部２０との接続が平面に広がることで、前記フラップ７と内部構造１９との間に密封接触が確保される。図５ｂを参照すると、フラップ７の主要本体１１の壁１３と、バルブ１の内部構造１９の平面縁部２０との間に、互いに接触した状態にある前記要素１３、２０にガスが流れないようにする重複部が観察される。

図５ｂを参照すると、バルブ１の内部構造の周辺部は、わずかに中空にされた機械加工された表面要素２２が明らかになるように機械加工され、フラップ７の突出部１４の形状と相補的な形状を実質的に有し、前記フラップ７がダクト６の遮断に対応する第１の位置４に置かれるとき、フラップ７の主要本体１１がバルブ１の内部構造の周辺部に当接するように構成されている。

さらに詳しく言えば、図６に示すように、フラップ７が、主要本体１１が冷却器２へのダクト６を密封する第１の位置にあるとき、前記主要本体１１は、バルブ１の内部構造の中空表面要素２２に対して押圧される。さらに詳しく言えば、ガスが通るためのギャップを残さずに前記表面要素２２に対して押圧されるのは、表面要素２２の形状と相補的な形状を有するこの主要本体１１の突出部１４である。この接触は、突出部１４が前記表面要素２２とより良好に接触するようにフラップ７が弾性的に変形可能であれば、一層密なものになる。

図１、図２および図７を参照すると、バルブ１および冷却器２は、突出バー２３を備える壁によって分離される。フラップ７が第１の位置から第２の位置へ回転して移動すると、フラップ７の補助本体１２の面取り端部１７は、移動終了時、前記バー２３と接触した状態になる。前記端部が、鋭い縁部１８によって規定された面取り部によって終端されていることにより、前記フラップ７の回転振幅が数度拡大されることで、前記端部１７が前記バー２３に対して早期に阻止されないようにされる。このようにして、フラップ７は、完全な回転を実行することができ、バルブ１の第１の出口４へガスを漏らすことなく、完全な密封性を確保しながら第２の位置を占めることができる。

１つの変形例として、第２の位置において、フラップの補助本体１２の面取り端部１７とバー２３との間に隙間が存在してもよい。

Claims (6)

1. 車両エンジンのガス供給回路のＥＧＲループにおけるガスフロー調整用のバルブ（１）であって、
   ガス入口（３）と、
   前記供給回路にガスを直接供給するための第１のガス出口（４）と、
   前記供給回路に前記ガスを注入する前に、冷却器（２）を通るダクト（６）内に前記ガスが流れるようにする第２のガス出口（５）と、
   を備え、
   前記バルブ（１）は、前記第１の出口（４）を開口しつつ、前記第２の出口（５）を遮断する第１の位置と、前記第２の出口（５）を開口しつつ、前記第１の出口（４）を遮断する第２の位置との間を旋回可能である回転可能なフラップ（７）を有し、
   前記フラップ（７）は、前記ダクト（６）を開閉可能な平面的な主要本体（１１）を備え、
   前記ダクト（６）は、平面縁部（２０）であって、前記フラップ（７）が前記第２の位置に置かれるときに前記フラップ（７）の前記主要本体（１１）が平面的に当該平面縁部（２０）に当接するようになる平面縁部（２０）を有し、
   前記ダクト（６）は、前記バルブ（１）の前記第２の出口（５）を拡張する入口と、前記バルブ（１）の前記第１の出口（４）の領域内に開口する出口とを有するループを形成し、
   前記フラップ（７）は、前記主要本体（１１）と連続した平面的な補助本体（１２）を有し、前記フラップ（７）は、前記主要本体（１１）と前記補助本体（１２）との間に配置された回転軸（１０）周りで旋回可能なように前記バルブ（１）内に位置しており、
   前記補助本体（１２）は、前記ダクト（６）の前記出口を開閉可能であり、
   前記主要本体（１１）は、前記回転軸（１０）に対して垂直な方向に延伸し、一方、前記補助本体（１２）は、前記回転軸（１０）に対して平行な方向に沿って延伸し、
   前記主要本体（１１）の二つの側縁部（１４）の各々はリリーフ部を有し、
   前記バルブ（１）の内部構造は、相補的リリーフ部（２２）を、前記ダクト（６）の密封遮断を確保するために、前記主要本体（１１）の前記リリーフ部（１４）が前記構造の前記相補的リリーフ部（２２）に前記第２の位置で当接するようになるように備えることを特徴とする、バルブ。
2. 前記主要本体の前記リリーフ部は、前記主要本体（１１）に沿って側方に延伸する二つの細長い突出部（１４）によって表され、
   各突出部（１４）は丸い断面を有し、前記相補的リリーフ部は前記バルブ（１）の前記内部構造にある中空部品（２２）によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記バルブ（１）の前記内部構造の前記中空部品（２２）に最良に適応されるように、前記補助本体（１２）から最も離れた位置にある、各突出部（１４）の自由端部（２１）は、丸みを帯びていることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ。
4. 前記主要本体（１１）および前記二つの突出部（１４）は一体に形成され、前記突出部（１４）は、前記主要本体（１１）の二つのスタンピングゾーンに対応することを特徴とする、請求項２または３に記載のバルブ。
5. 前記主要本体（１１）から最も離れた位置にある、前記補助本体（１２）の自由端部（１７）は、前記回転軸（１０）に対して平行に延伸する直線縁部によって規定され、前記自由端部（１７）は面取りされていることを特徴とする、請求項１から４に記載のバルブ。
6. 前記フラップ（７）は、シート金属から作られていることを特徴とする、請求項１から５に記載のバルブ。

Images