JPH10504881A - バタフライ弁アセンブリ - Google Patents

バタフライ弁アセンブリ

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JPH10504881A
JPH10504881A JP8508672A JP50867296A JPH10504881A JP H10504881 A JPH10504881 A JP H10504881A JP 8508672 A JP8508672 A JP 8508672A JP 50867296 A JP50867296 A JP 50867296A JP H10504881 A JPH10504881 A JP H10504881A
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blade
valve assembly
seat ring
butterfly
valve housing
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JP8508672A
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English (en)
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ジャン カールソン,
ラルス−アケ ニルソン,
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Volvo AB
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Volvo AB
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0209Check valves or pivoted valves
    • F16K27/0218Butterfly valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/748Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7506Valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 弁ハウジングと、弁ハウジング内に回動可能に配置されたバタフライ羽根(12)とを有するバタフライ弁アセンブリ(10)が開示される。ハウジングは、流入路(14)と、流出路(16)と、その間のシートリング(18)とを有する。流入路(14)および流出路(16)の1つまたは両方には、シートリング(18)に隣接する形成フロー制御面(それぞれ22、24)が設けらている。製造を簡略化するために、流入路(14)、流出路(16)、およびシートリング(18)は、組み立てられて弁ハウジングを形成する個別の要素であり得る。

Description

【発明の詳細な説明】 名称:バタフライ弁アセンブリ 技術分野: 本発明は、請求項1、7および8の各前提部に係る、バタフライ弁アセンブリ に関する。 発明の背景: バタフライ弁は、一般に、パイプシステム中を通る流体のフロー体積を制御す るために使用される。典型的な応用分野は自動車産業であり、内燃機関への空気 フローを調節するためにバタフライ弁が用いられる。 バタフライ弁アセンブリおよびその製造方法が、EP-A-0 482 272に開示されて いる。EP-A-0 482 272において、第一の工程にて、弁のハウジングが一対の半金 型を用いた金型中で射出成形される。その後、同一の半金型を用いた同一の金型 中において、バタフライ弁およびそのスピンドルを射出成形する。このとき、弁 のハウジングは、バタフライ羽根の円周のための金型表面として作用する。この ようにして、ハウジングと羽根との間において実質的に完全な密封的接触が得ら れる。 自動車産業において、乗り物の効率、能率および排気排出を向上させることは 、運転しやすい乗り物を提供することとならんで一般的な目標である。この面に おいて、空気取り込みシステム中のバタフライ弁を介する空気フローの制御には 、多大な研究がなされてきた。 典型的には、バタフライ弁はほぼ円柱状のハウジングからなり、その中にほぼ 円形のバタフライ羽根が回動可能に配置されている。弁開口が小さいときには、 弁開口角毎の弁を介したフローの変化レートは、弁開口が大きいときに比較して かなり大きくなる。これは、弁開口が小さいときに、内燃機関の空気取り込みシ ステム中のバタフライ弁を介して通過する空気の体積を調整することが非常に困 難であることを意味している。この問題に対して、例えばバタフライ弁に「リュ ックサック」を設ける等、いくつかの解決案が提案されてきた。 別の公知の解決案が、US-A-4 712 768に記載されている。US-A-4 712 768にお いて、バタフライ弁の羽根は、直径方向に対向する2つのほぼ半円形の突起部を 有するように形成される。一方の突起部は流体フローの上流方向に延び、他方の 突起部は下流方向に延びている。2つの突起部は互いに対して非対称であり、各 々は複数の流体フロー経路を有している。流体フロー経路の各々は、羽根の外周 から他方の突起部の内径へと延びるように、構成されている。このようにして、 羽根が第1の所定度数回転した際において、弁を通る初期フローは、その通路の みを通る。この構成は、低角度動作中において最大流体フロー制御を容易にする と言われているが、羽根自体の製造は比較的複雑である。 更なる公知の解決案は、バタフライ弁の流入路および流出路に、バタフライ弁 のシートリングに隣接して、形成された(shaped)フロー制御面を設けることであ る。このようにして、バタフライ羽根が閉位置から開位置に回転する際において 、形成フロー制御面は、弁開口部の例えば最初の10〜15°の間、弁を介して通過 する空気の体積が制限されるようにする。しかし、弁のハウジングは通常はアル ミニウム鋳造されるかプラスチック成形されるため、弁ハウジングが一旦成形さ れた後は、このようなフロー制御面を機械加工する必要があった。 発明の要約: 従って、本発明の目的の一つは、弁開口が小さいときの弁を介するフローの体 積を適切に制御し得、かつ量産に適したバタフライ弁アセンブリを提供すること である。 この目的は、本発明に基づき、請求項1、7および8のいずれのバタフライ弁 アセンブリによっても達成される。 本発明によれば、形成フロー制御面が構成される経路は、弁ハウジングの残り とは別に製造されるため、経路を射出成形またはダイキャストすることにより、 後で機械加工を行うことを必要とせずに、フロー制御面を直接得ることができる 。 各独立請求項の本発明の好適な実施態様を詳細に記載する。 図面の簡単な説明: 本発明を以下により詳細に、実施例に関してのみ、付属の図面を参照して説明 する。図面において、 図1は、典型的な従来技術のバタフライ弁アセンブリおよび本発明のバタフラ イ弁アセンブリにおける、開口角に対するフロー体積を示す比較のグラフである 。 図2は、本発明の第1の実施態様に係るバタフライ弁アセンブリを構成する要 素を示す断面図である。 図3は、本発明の第2の実施態様に係るバタフライ弁アセンブリを構成する要 素を示す断面図である。 図4は、本発明の第3の実施態様に係るバタフライ弁アセンブリを構成する要 素を示す断面図である。 図5は、図2に示すバタフライ弁アセンブリを構成する要素を示す分解斜視図 である。 好適な実施態様の詳細な説明: 図1に示すグラフにおいて、y軸は、バタフライ弁アセンブリの羽根を介する フロー体積レートQを示し、x軸は、羽根の開口角αを示す。グラフに示される 破線は、実質的に円柱状で直線的な経路である流入路および流出路、ならびに平 坦な羽根を有する典型的な従来のバタフライ弁アセンブリのフローレートと、羽 根の開口角との関係を示す。 図1の実線は、本発明による弁アセンブリのフロー特性を示す。このフロー特 性より、羽根が閉位置から開位置に移動するにつれ、体積フローレートが次第に 増加することが理解され得る。以降、本願で使用される表現「次第に増加する」 は、本発明による弁アセンブリの弁開口の最初の5°における体積フローレート の平均変化レートが、実質的に円柱状で直線的な経路である流入路および流出路 、ならびに平坦な羽根を有する従来のバタフライ弁アセンブリよりも少なくとも 10%、好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも30%低いことを意味 する。但し、両弁アセンブリの経路の内径または断面領域は同一であるとする。 これがどのようにして達成されるかを、以下により詳細に説明する。 図2から図5において、参照符号10は、本発明によるバタフライ弁アセンブリ 全体を示す。弁アセンブリは、弁ハウジングと、該弁ハウジング内に回動可能に 配置されているバタフライ羽根12とを有する。図面では実質的に平坦かつ円形に 示されているが、羽根12は、弁ハウジングのフロー経路の断面形状に実質的に対 応する形状を有し、フロー経路の断面長よりも小さい厚さ(即ち、羽根が閉位置 にあるときのフロー方向の寸法)を有する。ハウジング自体は、流入路14と、流 出路16と、その間のシートリング18とを有し、該シートリング18は、断面に直交 する軸を中心に回転するようにバタフライ羽根12を支持する。バタフライ羽根12 は、従来の方法、例えば、プーリーの周囲の一部をスロットルケーブルが通過す ることによって回転されてもよい。 図2および図5に示される実施態様において、流入路14および流出路16は両方 とも、形成フロー制御面22および24をそれぞれ有する。これらの面は、弁ハウジ ングが組み立てられると、シートリング18と隣接する。この点において、表現「 シートリングに隣接する」とは、羽根が完全な閉位置から8°開口したときに、 バタフライ羽根12の円周部が通過した弁ハウジングの部分として規定される。換 言すると、羽根が8°開口しているとき、羽根の周囲は少なくとも、該形成フロ ー制御面22および24の一方の一部を通過していなければならない。従って、羽根 12の周囲および1つの形成フロー制御面または両制御面は、羽根が閉位置から開 位置に移動するにつれて次第に増加する間隙を限定し、それによって、体積フロ ーレートは次第に増加し得る。羽根12のすべての動作位置において、即ち、羽根 が完全に閉じているとき以外のすべての位置において、フロー体積の少なくとも 大半は羽根の周囲をわたっていく。 本発明の1つの実施態様において、流入路14、流出路16、およびシートリング 18は、組み立てられて弁ハウジングを形成する個別の要素である。 流入路14および流出路16は、PBTP、ポリアミド、ポリエステル、変性PPO、PPS 、PESUもしくはPETPなどのプラスチック材料中で射出成形されるか、またはアル ミニウム、亜鉛もしくはマグネシウムなどの金属中でダイキャストされ得る。 好ましくは、シートリング18およびバタフライ羽根は、EP-A-0 482 272に記載 される方法に従ってプラスチック材料中で順次射出成形される。EP-A-0 482 272 の内容は、本願では、参考のために援用する。しかし、バタフライ羽根およびシ ートリングが従来の方法で製造され、組み立てられ得ることは当業者に明白であ り得る。 本発明の好ましい実施態様では、図2に示されるように、シートリング18は、 円周上を延びる肩部26を有し、バタフライ羽根12は、完全に閉じた位置にあると き肩部26に当接する。このような閉位置は、例えば、乗り物が動いていて、アク セルペダルが完全に解除されているときに所望であるかも知れない。シートリン グ18が成形または鋳造される場合、肩部26は、成形/鋳造動作中に形成される。 そうでなければ、シートリングは、肩部26を得るために機械加工され得る。 本発明の他の実施態様では、図3および4に示されるように、より安価な弁ア センブリを製造するために、シートリングと、流入路または流出路のいずれかと を、例えば、EP-A-0 482 272に開示される技術による射出成形によって一体形成 してもよい。シートリングと一体形成された経路は、形成フロー制御面を有する ようには成形され得ないことは明らかである。このような弁アセンブリは、2つ の個別の要素、即ち、形成フロー制御面を有する経路、およびシートリングと「 直線的な」貫通経路との組み合わせのみを有する。従って、図3において、流入 路およびリングシートは一体形成されて、弁ハウジングの一方の半体28を形成し 、形成フロー制御面24を有する流出路16は、弁ハウジングのもう一方の半体を形 成する。同様に、図5において、流出路およびシートリングは一体形成されて、 弁ハウジングの一方の半体30を形成し、形成フロー制御面22を有する流入路14は 、弁ハウジングのもう一方の半体を形成する。 当然のことながら、本発明は、図面に示される上記の実施態様に限定されるも のではなく、添付の請求の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本発明に よるバタフライ弁アセンブリは、内燃機関の空気取り込みシステムへの空気フロ ーを調節するための使用について記載されているが、言うまでもなく、弁アセン ブリは、任意の気体フローの応用に使用され得る。同様に、流入路および流出路 は、比較的短い経路として図面には示されているが、言うまでもなく、流入路14 は、例えば、空気フィルタハウジングまで延び得る。事実、経路は、空気フィル タハウジングの切り離すことのできない部分であり得る。また、流出路16は、内 燃機関のシリンダへの流入パイプの切り離すことのできない部分であるとも考え られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.気体フローを調整するバタフライ弁アセンブリ(10)であって、弁ハウジング と、該弁ハウジング内に回動可能に配置された羽根(12)とを有し、該弁ハウジン グは、流入路(14)と、流出路(16)と、その間のシートリング(18)とを有し、該流 入路および該流出路の1つまたは両方には、該シートリング(18)と隣接する形成 フロー制御面(それぞれ22、24)が設けられ、該各形成制御面および該羽根の周囲 は、該羽根が閉位置から開位置に移動するときに次第に増加する間隙を規定し、 該流入路(14)、該流出路(16)、および該シートリング(18)は、組み立てられて該 弁ハウジングを形成する個別の要素であり、該羽根(12)は、該弁ハウジングと共 に作用することにより、該フローの少なくとも大半が、該羽根のすべての動作位 置において該羽根の該周囲を介して起こるようにする、バタフライ弁アセンブリ (10)。 2.前記流入路(14)および/または前記流出路(16)が、PBTPなどのプラスチック 材料中で射出成形される、請求項1に記載のバタフライ弁アセンブリ。 3.前記流入路(14)および/または前記流出路(16)が、アルミニウム、亜鉛、ま たはマグネシウムなどの金属中でダイキャストされる、請求項1に記載のバタフ ライ弁アセンブリ。 4.前記シートリング(18)がプラスチック材料中で射出成形される、請求項1〜 3のいずれかに記載のバタフライ弁アセンブリ。 5.前記シートリング(18)および前記バタフライ羽根(12)が、1つの同一の金型 内で順次成形される、請求項4に記載のバタフライ弁アセンブリ。 6.前記シートリング(18)には、前記バタフライ羽根(12)が閉位置にあるとき該 バタフライ羽根(12)が当接する円周方向に延びる肩部(26)が設けられている、請 求項4に記載のバタフライ弁アセンブリ。 7.気体フローを調整するバタフライ弁アセンブリ(10)であって、弁ハウジング と、該弁ハウジング内に回動可能に配置された羽根(12)とを有し、該ハウジング は、流入路(14)と、流出路(16)と、その間のシートリング(18)とを有し、該流入 路(14)には、該シートリング(18)と隣接する形成フロー制御面(22)が設けられ、 該形成制御面および該羽根の周囲は、該羽根が閉位置から開位置に移動するにつ れて次第に増加する間隙を規定し、該流出路(16)および該シートリング(18)は、 例えば、射出成形によって一体形成され、該弁ハウジングの1つの半体(30)を成 し、該羽根(12)は、該弁ハウジングと共に作用することにより、該フローの少な くとも大半が、該羽根のすべての動作位置において該羽根の該周囲を介して起こ るようにする、バタフライ弁アセンブリ(10)。 8.気体フローを調整するバタフライ弁アセンブリ(10)であって、弁ハウジング と、該弁ハウジング内に回動可能に配置された羽根(12)とを有し、該ハウジング は、流入路(14)と、流出路(16)と、その間のシートリング(18)とを有し、該流出 路(16)には、該シートリング(18)と隣接する形成フロー制御面(24)が設けられ、 該形成制御面(24)および該羽根の周囲は、該羽根が閉位置から開位置に移動する ときに次第に増加する間隙を規定し、該流入路(14)および該シートリング(18)は 、例えば、射出成形によって一体形成され、該弁ハウジングの1つの半体(28)を 成し、該羽根(12)は、該弁ハウジングと協力して、該フローの少なくとも大半が 、該羽根のすべての動作位置において該羽根の該周囲を介して起こるようにする 、バタフライ弁アセンブリ(10)。
JP8508672A 1994-08-31 1995-08-31 バタフライ弁アセンブリ Pending JPH10504881A (ja)

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