KR102049143B1

KR102049143B1 - 차량 배기 라인용 밸브

Info

Publication number: KR102049143B1
Application number: KR1020170022822A
Authority: KR
Inventors: 프레데릭 그레버; 질베르 진 델플랭크
Original assignee: 포르시아 쥐스뗌 데샤피망
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2019-11-26
Also published as: US20170241349A1; FR3048048B1; CN206608559U; DE102017103098A1; CN107101003B; CN107101003A; US10738714B2; KR20170098711A; FR3048048A1

Abstract

밸브는,
- 밸브 본체(3);
- 플랩(7);
- 플랩(7)을 구동하는 샤프트(9);
- 샤프트(9)의 제1 단부(11)의 적어도 하나의 제1 가이드 베어링(29)
을 포함한다.
샤프트(9)의 제1 단부(11)는 축방향으로 나타나는 내측 하우징(31)을 포함하며, 제1 가이드 베어링(29)은 내측 하우징(31)에 축방향으로 결합되는 배럴(33)을 포함하고, 이에 따라 샤프트의 제1 단부가 하방을 향할 때 내측 하우징에는 어떠한 응축물의 축적도 이루어지지 않는다.

Description

차량 배기 라인용 밸브{VALVE FOR A VEHICLE EXHAUST LINE}

본 발명은 대체로 차량 배기 라인용 밸브에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 제1 양태에 따르면, 본 발명은,

- 배기 가스를 위한 통로를 내측에 형성하는 밸브 본체;

- 상기 통로 내에 배치되는 플랩(flap);

- 상기 플랩에 연결되며, 서로 대향되는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 샤프트;

- 상기 밸브 본체에 연결되는 적어도 하나의 제1 가이드 베어링으로서, 밸브 본체에 대해 샤프트의 제1 단부의 회전을 안내하도록 배치되어 플랩(flap)이 회전 축선을 중심으로 밸브 본체에 대해 회전 가능하게 되도록 하는 것인 제1 가이드 베어링

을 포함하는 유형의, 차량 배기 라인용 밸브에 관한 것이다.

이러한 밸브는 흔히 하방으로, 즉 차량의 구름면을 향해 회전하게 되는 제1 베어링을 갖도록 구성된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 플랩의 구동 모터는 보통 밸브 본체 위에 배치되며, 이에 따라 구름면으로부터 다가오는 물 또는 고상 재료의 분출로부터 보호된다. 최신 기술의 밸브에 있어서, 샤프트의 제1 단부는 신속하게 열화되는 것이 관찰되었다.

이러한 맥락에서, 본 발명은 전술한 결점을 갖지 않는 배기 라인 밸브를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 전술한 유형의 밸브로서, 샤프트의 제1 단부는 축방향으로 개구되는 내측 하우징을 포함하고, 여기서 제1 베어링은 상기 내측 하우징 내에 축방향으로 결합되는 배럴(barrel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브에 관한 것이다.

따라서, 샤프트의 제1 단부가 하방으로 향할 때, 제1 베어링의 배럴을 수용하는 내측 하우징에서 어떠한 응축물의 축적도 발생하지 않게 될 수 있다.

실제로, 그 제1 베어링이 샤프트의 제1 단부를 안내하는 원통형 하우징을 포함하는 밸브에 있어서, 응축물은 전술한 원통형 하우징 내에 축적될 수 있다. 이러한 응축물은 산성일 수 있으며, 이때 pH는 2 미만이다. 차량이 오직 단거리용으로만 사용된다면, 이러한 응축물은 기화되지 않는다. 응축물의 산성으로 인해, 응축물은 샤프트의 제1 단부를 공격(attack)하며, 제1 단부의 현저한 부식을 유발한다.

차량이 바다 부근에서 주행한다면, 응축물은 용해염(dissolved salt)을 포함하며, 이러한 용해염은 궁극적으로 결정화된다. 염 결정은 마찰을 통해 샤프트의 제1 단부를 마모시킨다.

본 발명에 따른 밸브는, 이러한 문제의 해소를 가능하게 한다.

상기 밸브는 또한, 개별적으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합(들)에 따라 고려할 때 이하의 특징들 중 하나 이상을 나타낼 수 있다.

- 배럴의 형상은 회전 축선을 중심으로 회전된 원통형이다.

- 배럴은, 회전 축선을 품는 평면에서의 단면에서 볼록한 형상을 나타내는 측방향 표면에 의해 반경방향으로 한정된다.

- 배럴은, 회전 축선을 품는 평면에서의 단면에서 원호 형상을 나타내는 측방향 표면에 의해 반경방향으로 한정된다.

- 상기 원호는 30 내지 150 mm의 반경을 갖는다.

- 배럴은 0.05 내지 0.5 mm의 반경방향 유격을 나타내면서 내측 하우징 내에 결합된다.

- 샤프트의 제2 단부는 쇼울더(shoulder)를 가지며, 이때 밸브는 샤프트의 제2 단부 주위에서 미끄러지는 밀봉 링을 포함하고, 폐쇄 윤곽을 갖는 선형 접촉 영역을 따라 상기 쇼율더에 맞닿아 지탱되는 반경방향 내측 표면을 갖는다.

- 회전 축선을 품는 평면에서의 단면에서 고려되는 반경방향 내측 표면은 볼록하며, 바람직하게는 원호 또는 타원의 호이다.

- 반경방향 내측 표면은 대략 절두원추형 형상을 가지며, 회전 축선에 대해 동축이고, 회전 축선과 30 도 내지 60 도의 각도를 형성한다.

- 밸브는, 밸브 본체에 연결되며 밸브 본체에 대한 샤프트의 제2 단부의 회전을 안내하도록 구성되는 제2 베어링을 포함하고, 상기 제2 베어링은 주어진 내경을 갖는 오리피스를 구비하며, 샤프트의 제2 단부는 상기 오리피스 내에 결합되고 상기 내경에서 0.1 내지 1 mm의 유격을 뺀 것과 동일한 외경을 갖는다.

- 밸브는, 내측 하우징의 내측 표면과 배럴 사이에 삽입된, 탄성 재료로 제조된 슬리브(sleeve)를 포함한다.

제2 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 특징을 갖는 밸브가 구비된 차량 배기 라인에 관한 것이다.

제3 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 특징을 갖는 밸브가 구비된 배기 라인을 포함하는 차량으로서, 샤프트의 제1 단부가 차량의 구름면을 향하도록 구성되는 것인 차량에 관한 것이다.

첨부 도면을 참고하면, 본 발명의 다른 특징 및 장점은, 비한정적으로 정보 제시를 위해 제공되는 이하의 상세한 설명으로부터 드러날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브의 사시도이다.
도 2는 밸브의 회전 축선을 품는 평면에서의, 도 1의 밸브의 단면도이다.
도 3은 샤프트의 단부 부분 및 제1 베어링의 확대도이다.
도 4는 자동차의 단순화된 개략도로서, 자동차의 배기 라인에 도 1의 밸브가 구비된 것인 개략도이다.
도 5는 본 발명의 변형예를 도시하는, 도 3과 유사한 도면이다.

도 1에 도시된 밸브(1)는 차량 배기 라인 내부에 설치되도록 구성된다.

보통, 이러한 차량은 자동차, 예컨대, 승용차 또는 트럭이다.

상기 밸브는 2방향 밸브, 또는 3방향 밸브, 혹은 임의의 다른 적절한 유형이다. 예컨대, 양자 택일형 밸브 또는 반대로 비례 밸브는, 밸브를 통한 배기 가스 유량을 조절 가능하게 하기 위해 복수의 위치 사이에서 이동하게 될 수 있다.

밸브(1)는, 배기 가스를 위한 통로(5)를 내측에 형성하는 밸브 본체(3), 상기 통로(5)에 배치되는 플랩(7), 및 이 플랩에 연결되는 샤프트(9)를 포함한다. 샤프트(9)는 서로 대향하게 되는 제1 단부(11) 및 제2 단부(13)를 갖는다.

플랩(7)은 회전 축선(X)을 중심으로 밸브 본체(3)에 대해 회전 가능하다. 샤프트(9)는 회전 축선(X)을 따라 연장된다.

플랩(7)을 이동시키기 위해, 밸브(1)는 보통, 샤프트(9)를 회전시키도록 구성되는 액추에이터(15)를 포함한다.

제시된 예에 있어서, 밸브 본체(3)는, 서로 견고하게 고정되는 2개의 밸브 절반부 본체(17, 19)를 포함하며, 이들 밸브 절반부 본체는 배기 가스에 대해 실질적으로 밀봉을 형성한다.

밸브 절반부 본체(17, 19)는 스탬핑된 절반부 외피이다. 밸브 절반부 본체(17, 19)는 오목한 형상을 나타내며, 오목한 쪽이 서로 면하게 된다. 밸브 절반부 본체(17, 19)는, 서로에 대해 부착되고 임의의 적절한 수단, 예컨대 용접 라인에 의해 서로에 대해 고정되는 각각의 자유 에지(free edge)에 의해 한정된다.

대안으로, 밸브 본체(3)는 몰딩(molding)된다.

밸브 본체(3)는 배기 가스 입구(21) 및 배기 가스 출구(23)를 가지며, 상기 통로(5)가 상기 입구로부터 상기 출구로 연장된다. 제시된 예에 있어서, 입구(21) 및 출구(23)는 각각 부분적으로 절반부 본체(17)에 의해 그리고 부분적으로 절반부 본체(19)에 의해 형성된다.

제시된 예에 있어서, 밸브(1)는 열 회수 디바이스에 통합된다.

이를 위해, 밸브 본체(3)는 제1 개구(25)를 포함하며, 이 제1 개구는 배기 가스가 통로(5)로부터 도시되지 않은 열 교환기를 향해 순환 가능하게 하도록 하기 위해 마련된다. 밸브 본체(3)는 또한 제2 개구(27)를 포함하며, 이 제2 개구는 배기 가스가 열 교환기로부터 통로(5) 내로 복귀 가능하게 허용한다.

제1 개구(25) 및 제2 개구(27)는 예컨대 절반부 본체(17) 상에 배치된다.

이러한 유형의 열 회수 디바이스는 FR 2,966,873에 설명되어 있다.

도 1에 도시된 예에 있어서, 플랩(7)은, 플랩(7)이 통로 경로(5)의 컷오프 섹션(cutoff section)을 차단시키는 폐쇄 위치와, 플랩(7)이 컷오프 섹션을 자유롭게 하는 자유 위치 사이에서 밸브 본체(3)에 대해 이동 가능하다. 상기 컷오프 섹션은 제1 개구(25)와 제2 개구(27) 사이에 위치하게 된다.

따라서, 차단 위치에 있어서, 플랩(7)은 배기 가스가 통로 경로(5)를 따라 입구(21)로부터 출구(23)로 순환하는 것을 방지하며, 이에 따라 배기 가스가 열 교환기 내부로 순환하도록 강제한다.

자유 위치에 있어서, 플랩(7)은, 배기 가스가 열 교환기를 통과하지 않으면서 통로 경로(5)를 따라 입구(21)로부터 출구(23)로 순환하는 것을 가능하게 한다.

예를 들면, 자유 위치에 있어서, 플랩(7)은 제2 개구(27)를 차단시킨다.

대안으로, 밸브는 열 회수 디바이스와 연관되어 있지 않다. 밸브는 제1 개구(25) 및 제2 개구(27)를 포함하지 않는다.

샤프트(9)가 플랩(7)에 견고하게 연결되어 플랩을 회전시킨다. 제시된 예에 있어서, 샤프트는 플랩(7)의 일 에지에 견고하게 고정된다. 대안으로, 밸브(1)는 버터플라이 유형(butterfly type)이며, 샤프트(9)는, 플랩(7)을 2개의 대칭인 절반부로 분할하는 대칭선을 따라 플랩(7)에 연결된다. 밸브는 임의의 다른 적절한 유형일 수 있다.

특히 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브(1)는, 밸브 본체(3)에 대해 샤프트(9)의 제1 단부(11)의 회전을 안내하도록 배치되는 제1 가이드 베어링(29)을 포함한다.

이를 위해, 샤프트의 제1 단부(11)는 축방향으로 개구된 내측 하우징(31)을 포함하며, 이때 제1 베어링(29)은 상기 내측 하우징(11)에 축방향으로 결합된 배럴(33)을 포함한다.

제시된 예에 있어서, 상기 내측 하우징(31)은 숨겨져 있다. 대안으로, 샤프트는 중공형일 수 있으며, 이에 따라 내측 하우징(31)은 실질적으로 샤프트(9)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다.

내측 하우징(31)은 보통 축선(X)에 대해 수직인 원형 단면을 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 상기 내측 하우징은 축선(X)에 대해 동축이다.

배럴(33)은 바람직하게는 축선(X)을 중심으로 회전시킨 원통형 형상을 갖는다.

보통, 배럴(33)은, 회전 축선을 품는 평면에서의 단면에서 볼록한 형상을 나타내는 측방향 표면(35)에 의해 반경방향으로 한정된다.

유리하게는, 상기 측방향 표면(35)은, 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이, 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 원호 형상을 갖는다. 이러한 원호는 유리하게는 30 내지 150 mm의 큰 반경을 갖는다. 바람직하게는, 상기 반경은 40 내지 100 mm이며, 예컨대 50 mm와 동일하다.

상기 반경은 밸브의 크기, 구체적으로 샤프트의 길이, 샤프트의 직경, 조립체 구속요건 및 열적 구속요건에 기초하여 선택된다.

상기 반경이 과도하게 작으면, 내측 하우징(31)의 내측 표면과 측방향 표면(35) 사이의 접촉이 제한된 표면 영역에서 나타나며, 이는 전술한 접촉 영역의 현저한 마모를 유발한다. 따라서, 샤프트의 제1 단부의 안내 품질은 이러한 경우에 급속하게 열화될 수 있다.

반대로, 상기 반경이 과도하게 크다면, 배럴의 형상은 샤프트(9)와 베어링(29) 사이의 임의의 오정렬을 방지한다. 이러한 오정렬은 밸브 본체 상에서의 제1 베어링(29)의 용접 작업으로부터 또는 시스템의 부품에서의 기하학적인 결함으로부터 초래될 수 있다. 상기 오정렬은 또한 고온에서의 밸브 본체의 변형에 따른 것일 수도 있고, 차량이 웅덩이(puddle)를 지나갈 때 밸브 본체의 스플래싱(splashing)으로부터 유발될 수 있다. 실제로, 제1 베어링이 구름면을 향해 회전하게 될 때, 제1 베어링을 지지하는 밸브 본체의 영역은 차량이 웅덩이를 지나가는 경우 스플래싱되며, 반면 밸브 본체의 반대 영역은 보호된다. 제1 베어링을 지지하는 밸브 본체의 영역은 갑작스럽게 냉각되며, 반면 반대 영역은 반대 영역의 초기 온도를 유지한다. 이는 밸브 본체의 변형을 유발하며, 이러한 변형은 샤프트(9)와 베어링(29) 사이의 오정렬을 발생시킬 수 있다.

30 내지 150 mm 사이에서 상기 반경을 선택하면 큰 접촉 면적을 나타내면서 내측 하우징(31)의 내측 표면과 배럴(33) 사이에 접촉 영역을 형성하는 것이 가능하게 된다. 초기에 내측 하우징(31)의 내측 표면과 측방향 표면(35) 사이의 접촉 영역은 실질적으로 원에 대응되며, 선형적이다. 그러나, 이러한 접촉 영역은 배럴(33)의 변형 및 마모로 인해 빠르게 더 커지게 된다. 따라서, 상기 접촉 영역은 빠르게 큰 표면적을 갖게 되며, 이에 따라 상기 접촉 영역의 마모는 크게 현저하게 되지 않는다.

배럴(33)은 일반적으로 롤(roll) 형상이다. 보다 구체적으로, 배럴(33)은, 회전 축선(X)에 대해 수직하게, 배럴(33)에 대해 실질적으로 중간 높이에 위치하는 똑바른 최대 단면을 갖는다. 상기 높이는 여기서 축선(X)을 따라 고려된다. 최대 단면(S)은 도 3에 제시되어 있다. 똑바른 단면은 상기 최대 단면(S)으로부터 감소하게 되며, 이때 통로(5)의 중심을 향해 축방향으로 배럴(33)을 따르고 밸브 본체(3)를 향해 축방향으로 배럴(33)을 따른다.

배럴(33)은, 0.05 내지 0.5 mm, 바람직하게는 0.07 내지 0.3 mm, 예컨대 0.1 mm와 동일한 반경방향 유격을 나타내면서 내측 하우징(31) 내에 결합된다.

상기 반경방향 유격은 최대 단면(S)에서 고려된, 배럴(33)의 외측 반경과 내측 하우징(31)의 내측 반경 사이의 차이에 대응한다.

상기 반경방향 유격이 과도하게 작다면, 샤프트(9)와 제1 베어링(29) 사이의 팽창차로 인해 고온에서 샤프트(9)의 잼(jamming)이 발생할 수 있다. 실제로, 샤프트(9)는 실질적으로 그 전체 길이에 걸쳐 배기 가스와 열적으로 접촉하게 되며, 반면 제1 베어링(29)은 밸브 본체(3)가 그 외측면에 의해 대기와 접촉하고 있다는 사실로 인해 샤프트(9)보다 상대적으로 저온인 밸브 본체(3) 상에 고정된다.

반대로, 상기 반경방향 유격이 과도하게 크다면, 샤프트의 제1 단부의 안내는 부정확하게 보장되며, 소음 및 마모를 발생시키는 진동이 나타날 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 베어링(29)은 밸브 본체(3)의 구멍(39)에 결합되는 베이스(base; 37)를 포함한다. 상기 베이스(37)는 구멍(39)을 밀봉식으로 차단시킨다. 배럴(33)은 베이스(37)로부터 밸브 본체(3)의 중심을 향해 축방향으로 연장된다.

밸브(1)는 또한, 밸브 본체(3)에 대한 샤프트(9)의 제2 단부(13)의 회전을 안내하도록 배치되며 밸브 본체(3)에 연결된 제2 베어링(41)을 포함한다.

도 2에 제시된 예에 있어서, 제2 베어링(41)은 밸브 본체(3)의 구멍(45)에 결합되는 원통형 부분(43)을 포함한다. 제2 베어링(41)은 오리피스(47)를 가지며, 상기 오리피스 내에는 샤프트의 제2 단부(13)가 결합된다. 이러한 오리피스(47)는 상기 원통형 부분(43)에 의해 형성된다. 제2 베어링(41)은 또한 돌출된 컬러(collar; 49)를 포함하며, 상기 돌출된 컬러는 원통형 부분(43)으로부터 반경방향 외측을 향해 돌출된다. 상기 컬러(49)는 구멍(45) 주위에서, 밸브 본체의 외측 표면 상에 타이트하게 용접된다.

제2 베어링(41)은, 축선(X)에 대해 실질적으로 수직인 단부 표면(51) 상에서 원통형 리브(rib; 53)을 포함한다.

샤프트(9)의 제2 단부(13)는, 리브(53)를 지나 돌출되는 말단 부분(54)을 갖는다. 액추에이터(15)는, 상기 말단 부분(54)에 견고하게 고정되는 레버(lever; 55)를 포함한다. 상기 레버는 도시되지 않은 운동학적 체인(kinematic chain)을 통해 모터에 연결되도록 마련된다.

밸브(1)는 또한 레버(55)와 단부 표면(51) 사이에 축방향으로 삽입되는 압축 스프링(57)을 포함한다. 제시된 예에 있어서, 상기 압축 스프링(57)은 샤프트의 제2 단부(13) 주위에 권취되는 나선형 스프링이며, 스프링은 한편으로는 단부 표면(51) 상에 지탱되며, 다른 한편으로는 레버(55) 상에 지탱된다. 리브(53)는 스프링(57)을 둘러싼다.

밸브(1)는 또한 샤프트의 제2 단부(13) 주위에서 미끄러지는 밀봉 링(59)을 포함한다. 밀봉 링(59)은, 샤프트의 제2 단부 상에 배치되는 쇼울더(shoulder; 63)에 맞닿아 지탱하게 되는 반경방향 내측 표면(61)을 갖는다.

상기 반경방향 내측 표면(61)은 폐쇄적인 외형을 갖는 선형 접촉 영역을 따라 쇼울더(63)에 맞닿아 지탱된다.

보다 구체적으로, 밀봉 링(59)은 쇼울더(63)와 제2 베어링(41) 사이에 삽입된다. 밀봉 링은 밸브 본체 내부에 위치하는 원통형 부분(43)의 하단부 상에서 지탱된다. 밀봉 링(59) 및 제2 베어링(41)은, 회전 축선(X)에 대해 실질적으로 수직한, 각각의 환형 표면에 의해 서로 맞닿아 지탱된다.

쇼울더(61)는 샤프트(9)에서의 천이부에 대응하며, 샤프트(9)의 직경은 플랩(7)을 지탱하는 샤프트의 중앙 세그먼트(65)로부터 제2 단부(13)를 향해 더 작아진다. 다시 말하면, 제2 단부(13)의 직경은 샤프트의 중앙 세그먼트(65)의 직경보다 작다.

쇼울더(63)는 회전 축선(X)과 동축인 대략 절두원추형 형상을 갖는다. 쇼울더는 회전 축선(X)과 30 내지 60 도, 예컨대 45 도와 동일한 각도를 형성한다.

반경방향 내측 표면(61)은 또한 밀봉 링(59)의 축방향 하단부로부터 작아지는 직경을 가지면서 대략 절두원추형 형상을 나타내며, 통로(5)의 중심을 향해, 밀봉 링(59)의 축방향 상단부를 향해, 제2 베어링(41)과 접촉하면서 회전하게 된다.

원추형 트렁크(trunk)는 회전 축선(X)과 각도를 형성하며, 이 각도는 쇼울더(63)에 대한 각도와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이러한 각도는 30 내지 60 도이며, 바람직하게는 45 도와 동일하다.

대략 절두원추형 형상을 갖는 반경방향 내측 표면(61)은, 오리피스(47)와 동일한 직경을 갖는 원통형 내측 표면(47)에 의해 연장된다.

반경방향 내측 표면(61)은 엄격하게는 절두원추형이 아니며, 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 고려할 때 바람직하게는 볼록하다. 유리하게는, 반경방향 내측 표면(61)은, 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 고려할 때, 원호 또는 타원의 호이다. 따라서, 샤프트(9)가 엄밀하게는 밀봉 링(59)에 대해 수직이 아니라고 하더라도, 샤프트(9)와 밀봉 링(59) 사이의 지탱부는 선형이다. 이러한 구성은, 샤프트(9)와 제2 베어링(41) 사이의 오정렬의 경우에, 샤프트가 제2 베어링(41)에 대해 회전하는 것을 가능하게 한다.

상기 원호의 직경은 예컨대 6 내지 10 mm이며, 예를 들어 8 mm와 동일하다.

또한, 제2 베어링의 오리피스(47)는 주어진 내경을 가지며, 이때 샤프트의 제2 단부(13)는 상기 내경에서 0.1 내지 1 mm의 유격을 뺀 것과 동일한 외경을 갖는다. 이러한 유격은 바람직하게는 0.2 내지 0.6 mm이며, 예컨대 0.3 mm와 동일하다. 이러한 유격은, 밸브 본체(3)의 변형이 있는 경우에 제1 베어링(41)에 대한 샤프트(9)의 오정렬을 허용한다. 이러한 변형은 벨브 본체 상에서의 제1 베어링(41)의 용접에 기인한 것일 수도 있고 배기 가스의 순환으로 인한 밸브의 가열과 관련될 수도 있으며 구름면을 향해 회전한 밸브 본체의 영역의 분무로 인한, 밸브 본체의 대향하는 2개 영역 사이의 팽창차와 관련될 수도 있다. 밸브의 밀봉은 한편으로는 샤프트의 쇼울더(63)와 밀봉 링(59) 사이의 선형 지탱에 의해 그리고 다른 한편으로는 제2 베어링(41) 상에서의 밀봉 링(59)의 평면적 지탱에 의해 달성된다.

스프링(57)에 의해 가해지는 압축 힘으로 인해, 샤프트(9) 및 레버(55)는 밸브 본체의 외측을 향해 축방향으로 응력을 받는다. 이는 제2 베어링(41)에 대해 밀봉 링(59)에 응력을 가하는 결과를 초래한다. 마찬가지로, 쇼울더(63)는 반경방향 내측 표면(61)에 대해 응력을 받는다.

스프링(57)에 의해 샤프트(9) 상에 가해지는 힘은 약 30 뉴튼(N)이다.

샤프트(9)는 일 방식으로 제2 베어링(41)으로부터 현수되며, 이때 제1 베어링(29)은 단지 회전 안내를 위한 역할을 한다. 통상적으로 샤프트(9)와 제1 베어링(29) 사이에는 축방향을 따라 힘이 존재하지 않는다. 제1 베어링은 단지 샤프트의 제1 단부(11)의 이동만을 한정하며, 그 회전 안내를 목적으로 한다.

밀봉 링(59)은 예컨대 실리콘 질화물(Si3N4), 지르코늄 기반 재료(SrO2), 실리콘 탄화물(SC), 또는 알루미나(Al2O3)로 제조된다. 베어링 및 샤프트는 강으로 제조된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 베어링(29) 및 제2 베어링(41)은 동일한 절반부 본체, 제시된 예에서는 절반부 본체(17)에 견고하게 고정된다. 이는 정렬 공차 및 병렬 공차를 감소시킬 수 있도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 밸브(1)는 자동차(71)의 배기 라인(69)에 배치되도록 마련된다.

바람직하게는, 샤프트(9)는 차량의 구름면에 대해 실질적으로 수직한 배향으로 장착된다. 제1 베어링(29)은 차량의 구름면을 향해 배치되며, 반면 제2 베어링(41)은 다른 방향으로 면하도록 배치된다.

밸브 본체의 입구(21)는 차량의 엔진의 연소실을 빠져나오는 배기 가스를 포획하는 배기 수집기(73)에 연결된다. 출구(23)는 캐뉼라(cannula; 75)에 유체 연결되어, 배기 가스를 대기로 방출하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 변형례가 도 5에 제시되어 있다. 이러한 대안은 도 1 내지 도 3의 안에 비해 단지 이하에 개략적으로 제시된 점만이 상이하다. 동일한 요소 또는 동일한 기능을 수행하는 요소는 양 대안에서 동일한 도면부호를 사용하여 지시될 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 밸브(1)는, 내측 하우징(31)의 내측 표면(79)과 배럴(33) 사이에 삽입된, 탄성 재료로 제조된 슬리브(77)를 포함한다.

슬리브(77)는 축선(X)과 동축인, 원통형 형상을 갖는다. 슬리브는 배럴(33) 주위에 배치된다. 보다 구체적으로, 슬리브는 내측 표면(79)과 배럴(33)의 외측 표면(81) 사이에 반경방향으로 삽입된다.

슬리브는 외측 표면(81)과 내측 표면(79) 양자 모두에 대해 압박된다.

슬리브(77)는, 샤프트(9)와 제1 베어링(29) 사이에 오정렬이 존재하지 않도록 하면서 제1 단부(11)의 안내를 가능하게 하도록 마련된다.

이러한 오정렬이 존재할 때, 예컨대 샤프트(9)가 그 제2 단부(13)에서 회전하고 배럴(33)에 대해 경사진 배향을 따를 때, 슬리브(77)의 특정 영역은 압축되며, 다른 영역 상에 가해지는 압력은 감소된다.

슬리브(77)는 예컨대 금속 니트(metal knit), 바람직하게는 하나 또는 여러 개의 스테인레스 강제 와이어로 제조된다.

와이어(들)는 보통 오스테나이트 강 또는 인코넬(Inconel)로 제조된다. 양호한 압축 강도를 위해, 상기 금속 니트의 밀도는 적어도 50 %이어야 하며, 70 %에 달할 수 있다.

도 5의 예에 있어서, 배럴의 반경방향 표면(35)는 볼록하지 않다. 상기 반경방향 표면은 실질적으로 원통형이다.

도시되지 않은 변형예에 따르면, 배럴에 비해 작은 직경을 갖는 핀에 의해 밸브 본체(3)의 내부를 향해 롤 형상의 배럴(33)이 축방향으로 연장된다. 배럴의 측방향 표면(35)은 볼록한 단면을 갖는다. 도 5을 참고하여 앞서 설명한 유형의 탄성 슬리브는 상기 핀 주위에서 미끄러지게 된다. 이 슬리브는 내측 하우징의 내측 표면과 핀의 외측 표면 사이에서 반경방향으로 압축된다. 이러한 슬리브는, 진동의 방지를 가능하게 하며, 샤프트가 배럴을 격렬하게 타격하는 것을 방지한다.

Claims

차량 배기 라인용 밸브(1)에 있어서,
- 배기 가스를 위한 통로(5)를 내측에 형성하는 밸브 본체(3);
- 상기 통로(5) 내에 배치되는 플랩(flap; 7);
- 상기 플랩(7)에 연결되며, 서로 대향하는 제1 단부(11) 및 제2 단부(13)를 갖는 샤프트(9);
- 상기 밸브 본체(3)에 연결되는 적어도 하나의 제1 가이드 베어링(29)으로서, 상기 제1 가이드 베어링은, 플랩(7)이 회전 축선(X)을 중심으로 밸브 본체(3)에 대해 회전 가능하도록 밸브 본체(3)에 대해 샤프트(9)의 제1 단부(11)의 회전을 안내하도록 배치되는 것인, 제1 가이드 베어링
을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 축방향으로 개구된 내측 하우징(31)을 포함하고, 제1 가이드 베어링(29)은 상기 내측 하우징(31)에 축방향으로 결합되는 배럴(barrel; 33)을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 상기 배럴(33) 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있고,
상기 샤프트(9)는, 샤프트(9)의 제1 단부(11)가 차량의 구름면(rolling surface)을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
차량 배기 라인용 밸브(1)에 있어서,
- 배기 가스를 위한 통로(5)를 내측에 형성하는 밸브 본체(3);
- 상기 통로(5) 내에 배치되는 플랩(7);
- 상기 플랩(7)에 연결되며, 서로 대향하는 제1 단부(11) 및 제2 단부(13)를 갖는 샤프트(9);
- 상기 밸브 본체(3)에 연결되는 적어도 하나의 제1 가이드 베어링(29)으로서, 상기 제1 가이드 베어링은, 플랩(7)이 회전 축선(X)을 중심으로 밸브 본체(3)에 대해 회전 가능하도록 밸브 본체(3)에 대해 샤프트(9)의 제1 단부(11)의 회전을 안내하도록 배치되는 것인, 제1 가이드 베어링
을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 축방향으로 개구된 내측 하우징(31)을 포함하고, 제1 가이드 베어링(29)은 상기 내측 하우징(31)에 축방향으로 결합되는 배럴(33)을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 상기 배럴(33) 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있고,
상기 배럴(33)은, 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 볼록한 형상을 갖는 측방향 표면(35)에 의해 반경방향으로 한정되고, 상기 볼록한 형상은 상기 내측 하우징(31)의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제2항에 있어서, 볼록한 형상을 가진 상기 측방향 표면은 상기 내측 하우징의 내측 표면 앞에서 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 볼록한 형상을 가진 상기 측방향 표면은 상기 내측 하우징의 내측 표면과 접촉하는 접촉 영역인 것을 특징으로 하는 밸브.
차량 배기 라인용 밸브(1)에 있어서,
- 배기 가스를 위한 통로(5)를 내측에 형성하는 밸브 본체(3);
- 상기 통로(5) 내에 배치되는 플랩(7);
- 상기 플랩(7)에 연결되며, 서로 대향하는 제1 단부(11) 및 제2 단부(13)를 갖는 샤프트(9);
- 상기 밸브 본체(3)에 연결되는 적어도 하나의 제1 가이드 베어링(29)으로서, 상기 제1 가이드 베어링은, 플랩(7)이 회전 축선(X)을 중심으로 밸브 본체(3)에 대해 회전 가능하도록 밸브 본체(3)에 대해 샤프트(9)의 제1 단부(11)의 회전을 안내하도록 배치되는 것인, 제1 가이드 베어링
을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 축방향으로 개구된 내측 하우징(31)을 포함하고, 제1 가이드 베어링(29)은 상기 내측 하우징(31)에 축방향으로 결합되는 배럴(33)을 포함하며,
상기 샤프트(9)의 제1 단부(11)는 상기 배럴(33) 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있고,
상기 샤프트(9)의 제2 단부(13)는 쇼울더(shoulder; 63)를 가지며, 상기 밸브(1)는 샤프트(9)의 제2 단부(13) 주위에서 미끄러지는 밀봉 링(59)을 포함하고, 폐쇄 윤곽을 나타내면서 선형 접촉 영역을 따라 상기 쇼울더(63)에 맞닿아 지탱되는 반경방향 내측 표면(61)을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
제5항에 있어서, 상기 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 고려되는 반경방향 내측 표면(61)은 볼록한 것을 특징으로 하는 밸브.
제5항에 있어서, 상기 반경방향 내측 표면(61)은 절두원추형 형상을 가지며, 회전 축선(X)에 대해 동축이고, 회전 축선(X)과 30 도 내지 60 도의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제5항에 있어서, 상기 쇼울더는 상기 샤프트에서의 천이부에 대응하고, 상기 샤프트의 직경은 상기 쇼울더를 따라 상기 플랩을 지지하는 상기 샤프트의 중앙 세그먼트로부터 제2 단부를 향해 작아지는 것을 특징으로 하는 밸브.
제5항에 있어서, 상기 쇼울더는 상기 회전 축선에 대해 동축인 절두원추형 형상을 가지고, 상기 쇼울더는 상기 회전 축선과 30 도 내지 60 도의 각도를 형성하는 것을 것을 특징으로 하는 밸브.
제5항에 있어서, 상기 회전 축선을 품는 평면에서의 단면에서 고려되는 상기 반경방향 내측 표면은 원호 또는 타원의 호이고, 상기 원호 또는 타원의 호는 상기 쇼울더와 접촉하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 배럴(33)의 형상은 회전 축선(X)을 중심으로 회전시킨 원통형인 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 배럴(33)은, 회전 축선(X)을 품는 평면에서의 단면에서 원호 형상을 갖는 측방향 표면(35)에 의해 반경방향으로 한정되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제12항에 있어서, 상기 원호는 30 내지 150 mm의 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 배럴(33)은, 0.05 내지 0.5 mm의 반경방향 유격을 두고서 내측 하우징(31) 내에 결합되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 밸브(1)는, 밸브 본체(3)에 연결되며 밸브 본체(3)에 대한 샤프트(9)의 제2 단부(13)의 회전을 안내하도록 배치되는 제2 베어링(41)을 포함하고, 상기 제2 베어링(41)은 주어진 내경을 갖는 오리피스(47)를 구비하며, 샤프트(9)의 제2 단부(13)는 오리피스(47) 내에 결합되고 상기 내경에서 0.1 내지 1 mm의 유격을 뺀 것과 동일한 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 밸브(1)는, 내측 하우징(31)의 내측 표면(79)과 배럴(33) 사이에 삽입된, 탄성 재료로 제조된 슬리브(sleeve; 77)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제1항, 제2항 또는 제5항에 따른 밸브(1)를 구비한, 배기 라인을 포함하는 차량.