JP6267704B2 - 改良された操作性を有するエンジン制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は、改良された操作性を有するエンジン制御バルブに関する。例えば、このタイプのバルブは、このエンジンを出た排ガスの一部を流出させエンジンの上流に当該排ガスの一部を再噴射することができるように、ループ（循環路）内でＥＧＲ（排ガス再循環システム、Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）の流量を調整するための、車両燃焼機関のガス供給回路に装着され得る。このタイプのバルブの操作原理は、ガスの通過を許容する完全開放位置からこの通過を遮断する閉鎖位置まで移動可能なフラップの制御された回動に基づいている。本発明の対象は、改良された操作性を有するエンジン制御バルブにある。

従って、エンジン制御バルブは、回転ピンに枢動する態様で取り付けられたフラップを有している。前記ピンは、フラップを第１部分と第２部分とに分離し得る。このフラップが閉鎖位置にあるとき、フラップはバルブの本体に固定されたガスケットに接触し、ガスケットはフラップに対する位置決め端部ストッパとして機能することによりバルブをシールする。より具体的には、ガスケットは全体として平坦であり、その周縁部においてバルブの本体の２つの要素の間に挿入されることによってこの本体内に締結されている。例えば、これらの要素は鋳造要素である。ガスケットは開口部を有し、フラップが閉鎖位置にあるときに、フラップの第１部分がガスケットの２つの面の一方に接触して前記開口部を閉鎖するとともに、フラップの第２部分はガスケットの他方の面と重なり合う。フラップは小さい厚さを有するとともに実質的に矩形の全体形状を有している。

先ず、製造に関する理由から、ガスケットはフラップの４つの周縁部のうちの３つをカバーするのみであって、このガスケットによりカバーされていないフラップの４つ目の縁部がガスの潜在的な通路として残されていた。つまり、フラップがガスケットに対して閉鎖位置にあっても、この通路によりガスの偶発的な漏出が発生する可能性がある。これは、閉鎖形態にあるバルブの非常に劣悪なシール性という結果をもたらす。

次に、貧弱なシール品質を改善する解決策は、一部分又は二部分からなるガスケットの製造であり、フラップの４つの周縁部を完全にカバーするようガスケットを十分に広範なものとして漏出の源を制限するものであった。しかしながら、図１を参照すると、このタイプの広範なガスケット１が常に遭遇する問題は、ガスケット１がバルブに存在するガスによる高い圧力と高い温度の両方にさらされるため、熱膨張の影響を受けて変形し易い、というものである。このガスケットは、その外縁２において２つの鋳造要素の間に挿入されるので、変形は本質的にガスケット１の中央部３において発生し、これによりバルブ内のガスに対する漏出通路を形成する可能性の高いくぼみ４及び／又は隆起部が生じてしまう。更に、ガスケット１が変形してくぼみ４が生じた場合、フラップに対する遮断部のようなものが形成され、ガスケット１に接触してバルブを閉鎖するためのフラップの枢動が妨げられる恐れがある。換言すれば、ガスケットの変形はバルブの操作メカニズムを妨害する危険がある。

一形態による本発明の対象は、内部ダクトを画成する本体を有するとともにピンを介して枢動する態様で取り付けられたフラップを備えたエンジン制御バルブであって、前記フラップは、第１部分を含み、前記第１部分は、ガスが前記ダクトを通過することを許容する開放位置と、前記フラップが当該バルブの前記本体の２つの要素の間に挿入されたガスケット、とりわけ平坦なガスケットに接触するようになると共に前記ガスの通過を妨げる閉鎖位置と、の間を枢動可能であり、前記ガスケットは、前記フラップの外輪郭を外側から取り囲む外輪郭を有し、且つ、開口部及び中実部を含み、前記第１部分は、前記フラップが閉鎖位置にあるときに前記ガスケットの前記開口部を閉鎖し、
前記本体の前記２つの要素の一方には、前記ガスケットの前記中実部に接触するようにバルブ内に配置された支持突出部が設けられている、エンジン制御バルブである。

本発明のエンジン制御バルブは、フラップを全体的に覆う広範なガスケットと、ガスの高い温度や高い圧力の影響の下でガスケットが変形することを妨げるように成形された本体と、を採用している。このようにして、本発明のエンジン制御バルブは、バルブを流通するガスの温度や圧力とは無関係に良好に作動するものであり、ガスケットの変形の影響によってフラップの回転が妨げられるという恐れがない。

具体的には、バルブ内の高温ガスの存在の影響の下で、ガスケットは熱膨張により変形する可能性があり、これによりバルブが閉鎖されていてもガスケットにガスが漏出する通路を形成したりガスケットがフラップの回転を妨げ得る。好ましくは、支持突出部は、最も変形しやすいガスケットの一番脆弱な部分を良好な平坦状態に維持するべく、当該部分に接触するよう構成されている。有利には、バルブが重くなったりバルブ内のガスに対する流れ断面を減じることがないように、突出部はほとんど空間を塞がない。この突出部は、ガスケットを支持する支柱として機能することが可能であり、支柱はバルブ内にいかなる相互作用や影響をも与えないように構成されている。突出部は本体の要素から突出する部分として事前に形成され、いかなる形状をも有し得る。突出部は、特には鋳造物である本体の要素の材料と同じ材料から形成されてもよいし、別の材料から形成されてもよい。同様に、突出部は、本発明の要素に固定された追加部品であってもよいし、同一工程で製造されるこの要素の一体部品として形成されてもよい。

有利には、ガスケットは、当該ガスケットの周縁領域で、特には鋳造要素である２つの要素の間に挿入されている。このタイプの締結は従来的なものである。なぜならば、このような締結は、中実部と開口部とにより形成されたガスケットの中央部がフラップと相互作用して、閉鎖位置にあるバルブが適切にシールされることを可能とするからである。しかしながら、この締結は、中央部を構造的に脆弱なものとするという欠点を生じさせる。この理由は、中央部が支持されていないため熱膨張により変形しやすいということにある。したがって、突出部の存在は、このような取付構成に非常に好適である。

好ましくは、支持突出部は、ガスケットの中実部に規定された面に直交するように本体の要素から突出している。これは、突出部が特定の変形方向に何ら寄与しないため、ガスケットの中実部に対する突出部の作用が最も効果的である最適な構成である。

突出部は、ダクトの一部を規定する本体の要素の一部から、例えばダクトの壁部から突出可能である。

突出部は、本体の要素の一体部品として構成されてもよい。この場合、要素の一部分はダクトの全部又は一部を規定するとともに、要素の他の部分は本体の外面の全部又は一部を規定している。したがって、一体部品は、バルブの本体の外面の全部又は一部と、ダクトの全部又は一部と、突出部とを規定している。

有利には、支持突出部は、フラップの回転ピンに対して平行に延びている。具体的には、ガスケットの中実部に突出部を保持する機能は、特に回転ピンに対して平行な方向において発揮されなければならないが、この機能は前記ピンに対して垂直な方向に及ぶ必要はない。突出部は、１つのブロックから構成された単独部品からなっていてもよいし、回転ピンに沿って並べられた少なくとも２つの別々の部品からなっていてもよい。

有利には、突出部は、回転ピンの全長の５０％乃至１００％の長さに沿って延在している。具体的には、効果を得るために突出部がピンの長さ全体に亘って延在する必要はない。突出部の長さは、バルブの本体の幾何学的形状、ガスケットの寸法や形状、及び高温ガスによりもたらされる圧力や温度の観点からのストレスレベルによって決定されるものである。

好適には、支持突出部に接触するガスケットの中実部の領域は、ガスケットの開口部に隣接する領域である。具体的には、ガスケットのこの特定領域は、最も変形しやすく、したがって適切に平坦な状態であり続けるために一様に支持される必要がある。

好ましくは、ガスケットの中実部には、当該中実部が熱膨張により変形しないように当該中実部を強化することが意図された補強領域が設けられている。具体的には、支持突出部の作用に加えて、ガスケットの中実部の変形の可能性を、当部を補強することにより減じることが望ましいであろう。例えば、この補強領域はガスケットの中実部を型押することにより作成された隆起から形成されてもよいし、或いは例えば薄い金属片等の材料の追加により形成されてもよい。隆起は、小さい大きさを有するとともに例えば補強リブに類似していてもよい。

有利には、ガスケットの中実部に接触する支持突出部の端部は平坦である。このようにすれば、突出部とガスケットの中実部との間の接触範囲が広がり、これによりこれら２つの要素間の接触の質が高められるとともに中実部に対する突出部の支持効果も高められ得る。

有利には、突出部は、ガスケットの中実部に、当該中実部のいかなる変形も生じさせずに接触する。具体的には、中実部と突出部との間の接触は効果的でなくてはならないが、ガスケットの中実部のいかなる変形をも生じさせないためには特定の接触が避けられない。このことは、下記のようにフラップが２つの部分からなる場合に、バルブの動作を阻害しフラップの第２部分と中実部との接触状態を悪化させ得る。

本発明のバルブは、その本体の根本的な再設計を特に必要とせずに、単純且つ適切な態様でガスケットの変形を防止するという操作的観点から効果的であるというメリットを有している。更に、本バルブは、支持突出部がバルブ内に既にある空間を占めるものであるため、既存のバルブに対し変わらぬ大きさを保持しているというメリットを有している。また、本発明によるバルブは、ある程度のモジュール性があるというメリットも有している。なぜならば、バルブの内部設計、ガスケットの設計、そしてバルブ内に存在するガスによりもたらされ得るストレスの程度に応じて、支持突出部は多くの様々な寸法及び幾何学的形状を有し得るからである。

フラップは、フラップのピンによって第１部分から隔離された第２部分を備え得る。フラップが閉鎖位置にあるときに、この第２部分は中実部と重なり合う。

好ましくは、支持突出部とガスケットの中実部との間の接触は、フラップが閉鎖位置にあるときにフラップの第２部分と重なり合う面と反対側のガスケットの面においてなされる。

本発明は、以下の説明と非限定的な例示的実施形態を読むことと添付図面を精査することによりよりよく理解されるであろう。

変形した従来技術のガスケットの線図。 ガスケット、フラップ、及び本発明の例示的な一実施形態によるバルブのための支持突出部の概略的断面図であり、フラップが開放位置にある図。

本発明によるエンジン制御バルブは、例えば、車両の内燃機関の排気回路を吸気回路に接続するループを通過するガスの流量を調整するＥＧＲ（排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ））バルブである。

図１を参照すると、従来技術のガスケット１は、剛性ステンレス鋼からなり、その周縁領域２で、バルブの本体の２つの要素２０の間に挿入されている。例えば、これらの要素２０とは鋳造要素２０であり、これらはアルミニウム、鋳鉄、又はステンレス鋼から構成され得る。周縁領域２は、ねじにより貫通されることが意図されている多数のオリフィス５を有しており、これによりガスケット１が前記鋳造要素２０の間に締結される。このガスケット１は平坦であって、小さい厚さを有する実質的に矩形の形状をしている。ガスケット１は、中実部３とガス用の通過開口部６とを有し、この中実部３とこの開口部６がガスケット１の中央部分を形成している。

図２を参照すると、本発明の例示的な一実施形態によるバルブは内部ダクトを備え、回転移動可能なフラップ１０とともに機能する。フラップ１０は、フラップ１０によりガスが最大流量でダクトを通過することが許容される完全開放位置と、フラップ１０によりダクトが完全に閉鎖される閉鎖位置との間で回転移動可能となっている。フラップ１０は、全体として矩形であり、当例においては、回転ピン１２の両側に配置された第１矩形部分１１と第２矩形部分１３とを有している。これらの部分１１、１３は平坦であって互いに連続しており且つ共に堅固に締結されている。

より具体的には、第１部分１０と第２部分１３とが境界面１６において共に連結されており、フラップ１０は境界面１６から始まって回転ピン１２によって終了するレバーアーム１７を有している。このレバーアーム１７は、第１部分１１と第２部分１３とから形成されるフラップ１０の面に略垂直である。好ましくは、フラップ１０はステンレス鋼からなる。

本例において説明されるフラップ１０は、閉鎖位置において、フラップ１０の第１部分１１がガスケット１の一方の面に接触することにより開口部６を閉鎖し、且つ、フラップ１０の第２部分１３が中実部３においてガスケット１の対向面と重なり合うよう、バルブ内で回動するように取り付けられている。フラップ１０の回転ピン１２は、ガスケット１の中実領域３にもっとも近い開口部６の領域においてガスケット１の開口部６に垂直に配置されている。

フラップ１０がガスの通過を許容するように開くと、２つの部分１１、１３が２つの矢印１４、１５の方向に同時に枢動して、それらが接触していたか又は重なり合っていたガスケット１の面から離間する。この構成において、フラップ１０の第１部分１１はガスケット１における開口部６を開き、ガスがダクトを通過して流れることを許容する。フラップ１０の回動は制御されており、フラップは閉鎖位置と完全開放位置との間の多くの中間位置において固定され得るということに留意されたい。

図１を参照すると、記載された本発明の例示的な実施形態によるバルブのガスケット１は一部品からなり、フラップ１０の４つの周縁部を覆うことが可能な程度の大きさを有している。このガスケット１が支持されていなければ、ガスケット１はガスの高い圧力や高い温度の複合した影響下で変形しやすい構造的に脆弱な中央領域を有することとなる。具体的には、ガスケット１はその外縁２において締結されているため、その中央部だけが動きが制限されずに熱膨張の影響を受ける可能性がある。この変形は、ガスケット１の撓みを引き起こし、開口部６に隣接する中実部３においてくぼみ４が形成される原因になり得る。ただし、くぼみ４を有する変形したガスケット１は、フラップ１０のレバーアーム１７にもたれてフラップの回動を阻止することにより、バルブ内におけるフラップ１０の回動メカニズムを妨げ得る。

図２を参照すると、バルブの本体の、本例では鋳造要素である２つの要素２０のうちのひとつが、ガスケット１の中実部３に接触するような寸法とされた支持突出部２１が設けられることによりガスケット１の変形を防止可能としている。この突出部２１は、鋳造要素２０のベース２２において始まり、このベース２２からこの突出部２１がガスケット１の中実部３の表面に垂直であることを許容するような方向に突出している。突出部２１の端部２４は、ガスケット１の中実部３に接触するようになっていて、本考察例では平坦であり、これにより中実部３に対する平坦な接触が実現される。この接触はガスケット１の面２３においてなされ、この面２３はフラップ１０が閉鎖位置にあるときにフラップの第２部分１３が重なり合う面に対向している。この突出部２１は、特には直方体形状を有し、その長手方向軸はフラップ１０の回転ピン１２に平行である。

この突出部の長さは、例えば回転ピン１２の全長の７５％に等しく、突出部は回転ピン１２に対して中央に配置されている。支持突出部２１は、開口部６に隣接するガスケット１の中実部３に接触するようになる。そして、突出部２１と中実部３との間の接触界面は、開口部６を画成する中実部３の端部から幾分後退した位置にある。突出部２１は、ガスケットの中実部３の変形を殆ど生じさせずにガスケット１を完全に平坦に保ったままの状態で、ガスケット１に対する接触を保証する。好ましくは、突出部２１は、フラップ１０の回動を阻害したりバルブにおけるガスの通過に影響を与えることなく、ガスケット１を効果的に支持するというその機能を果たし得る適切な寸法を有している。同様に、突出部２１は、有利にはバルブの重量の増加に著しく寄与すべきでない。

本発明の他の例示的な実施形態（図示せず）によれば、ガスケット１の中実部３は、ガスケット１の熱膨張による変形を防止すべく、支持突出部２１を補完する補強領域を有している。これは２０１２年７月４日に１２５６３９０号として出願された仏国特許に記載されており、その内容を参照により本願に組み入れたものとする。

具体的には、突出部２１はガスケット１が一方向に変形することを防止し、補強領域はガスケット１の他方向への変形を制限又は排除する。この補強領域は、例えば、ガスケット１の中実部３に溶接された非常に薄い金属片の形態にある追加材料からなっていてもよい。また、補強領域は型押（スタンプ成形）により作成されたガスケット１の中実部３における隆起からなっていてもよい。好ましくは、この隆起はリブに類似していることが可能である。

特には、追加の金属片やリブはフラップ１０の回転ピン１２に平行に延在し、開口部６に隣接するガスケットの中実部３に配置されている。支持突出部２１とガスケット１の中実部３との間の接触界面は、少なくとも部分的に、追加の金属片やリブによって形成されるガスケット１の補強領域に重なっていてもよい。

Claims (11)

1. 内部ダクトを画成する本体を有するとともにピン（１２）を介して枢動する態様で装着されたフラップ（１０）を備えたエンジン制御バルブであって、
   前記フラップ（１０）は、第１部分（１１）を含み、
   前記第１部分（１１）は、ガスが前記ダクトを通過することを許容する開放位置と、前記フラップ（１０）が当該バルブの前記本体の２つの要素の間に挿入されたガスケット（１）に接触するようになると共に前記ガスの通過を妨げる閉鎖位置と、の間を枢動可能であり、
   前記ガスケット（１）は、前記フラップ（１０）の外輪郭を外側から取り囲む外輪郭を有し、且つ、開口部（６）及び中実部（３）を含み、
   前記第１部分（１１）は、前記フラップ（１０）が閉鎖位置にあるときに前記ガスケット（１）の前記開口部（６）を閉鎖し、
   前記本体の前記２つの要素（２０）の一方には、前記ガスケット（１）の前記中実部（３）に接触するようにバルブ内に配置された支持突出部（２１）が設けられ、
   前記フラップ（１０）は、当該フラップ（１０）の前記ピン（１２）によって前記第１部分（１１）から隔離された第２部分（１３）を含み、
   前記第２部分は、前記フラップが閉鎖位置にあるとき、前記中実部（３）と重なり合う、エンジン制御バルブ。
2. 前記ガスケット（１）は、当該ガスケット（１）の周縁領域（２）で、前記本体の前記２つの要素（２０）の間に挿入されている、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記支持突出部（２１）は、前記ガスケット（１）の前記中実部（３）により規定された面に直交するように前記本体の前記要素（２０）から突出している、請求項１又は２に記載のバルブ。
4. 前記支持突出部（２１）は、前記フラップ（１０）の前記回転ピン（１２）に対して平行に延びている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバルブ。
5. 前記突出部（２１）は、前記回転ピン（１２）の全長の５０％乃至１００％の長さに沿って延びている、請求項４に記載のバルブ。
6. 前記支持突出部（２１）に接触する前記ガスケット（１）の前記中実部（３）の領域は、前記ガスケット（１）の前記開口部（６）に隣接する領域である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバルブ。
7. 前記ガスケット（１）の前記中実部（３）には、当該中実部（３）が熱膨張により変形しないように当該中実部（３）を強化することが意図された補強領域が設けられている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバルブ。
8. 前記ガスケット（１）の前記中実部（３）に接触する支持突出部（２１）の端部（２４）は平坦である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のバルブ。
9. 前記突出部（２１）は、前記ガスケット（１）の前記中実部（３）に、当該中実部（３）のいかなる変形をも生じさせることなく接触する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のバルブ。
10. 前記支持突出部（２１）と前記ガスケットの前記中実部（３）との間の接触は、前記フラップ（１０）が閉鎖位置にあるときに前記フラップ（１０）の前記第２部分（１３）が重なり合う面の反対側にある前記ガスケット（１）の面でなされる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のバルブ。
11. 前記突出部（２１）は、前記本体の前記要素（２０）と一体部品として構成され、
    前記要素（２０）の一部が前記ダクトの一部を規定するとともに、前記要素（２０）の別の一部が前記本体の外面の一部を規定している、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のバルブ。

Images