KR20130038918A

KR20130038918A - 유체 밸브

Info

Publication number: KR20130038918A
Application number: KR1020137002557A
Authority: KR
Inventors: 세바스티앙 아드노; 그레고리 호드브루
Original assignee: 발레오 시스템므 드 꽁트롤르 모뙤르
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-04-18
Also published as: JP5859525B2; EP2588781A1; US20130153803A1; EP2588781B1; CN102971558A; FR2962185A1; CN102971558B; US9163733B2; BR112012032404A2; JP2013530360A; WO2012001286A1; FR2962185B1

Abstract

본 발명은 유체 유동 도관(60)을 획정하는 본체(50)와, 도관 내에서 유체의 순환을 방지하는 폐쇄 위치와 도관 내에서 유체가 순환하게 하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 플랩(1)을 포함하는 유체 순환 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 밸브는 유체의 통과를 위한 적어도 하나의 개구(5)를 갖는 시일(2)을 더 포함하고, 상기 플랩은 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 시일의 개구(5)(들)를 폐쇄할 수 있도록 구성된다.

Description

유체 밸브{FLUID VALVE}

본 발명은 유체의 순환을 위한 밸브에 관한 것이다. 이 유체는 명백하게 차량 엔진으로부터의 배기 가스, 엔진의 배기측에 접경한 신선한 공기, 또는 신선한 공기와 배기 가스의 혼합물일 수 있다.

상기 밸브는 또한 엔진의 배기측과 흡기측 사이에서 공기 흡기 라인 또는 배기 가스 재순환 라인을 따라 배치됨으로써 정량 밸브로서 사용될 수 있다.

유체 유동 도관을 획정하는 본체와, 도관 내에서 유체의 순환을 방지하는 폐쇄 위치와 도관 내에서 유체가 순환하게 하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 플랩을 포함하는 밸브가 현재 공지되어 있다.

이 타입의 밸브에서 취급될 한가지 어려움은 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에 만족스러운 유밀성을 얻는 것이다. 그 이유는 허용되는 누출 유량이 매우 작을 수 있기 때문이다. 수많은 해법들이 이미 제안되었다.

따라서, 공지된 실시에 따르면, 도관의 내벽에 플랩을 위한 복잡한 베어링 표면을 생성하는 것이 있다. 또한, 공지된 실시에 따르면, 플랩에 주변 시일을 끼우거나 도관 내벽과의 접촉을 개선시키도록 플랩의 에지를 기계 가공하는 것이 있다.

다른 어려움은 플랩을 폐쇄 위치로부터 멀어지게 이동시키도록 플랩에 적용되어야 하는 전력에 관한 것이다. 밸브의 에너지 소모를 절감하기 위하여, 이 전력은 제한되어야 하지만, 밀봉을 개선하도록 실시되는 해법은 요구 전력을 증가시키는 데에 영향을 주는 마찰을 발생시킨다.

본 발명의 목적은 상기 상황을 개선시키는 것으로서, 이를 위해 유체 유동 도관을 획정하는 본체와, 도관 내에서 유체의 순환을 방지하는 폐쇄 위치와 도관 내에서 유체가 순환하게 하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 플랩을 포함하는 유체 순환 밸브를 제안한다.

본 발명에 따르면, 상기 밸브는 유체의 통과를 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 시일을 더 포함하고, 상기 플랩은 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 시일의 개구(들)를 폐쇄할 수 있도록 구성된다. 따라서, 시일을 개재함으로써, 밀봉을 개선하는 동시에 형성되는 마찰량에 관해 제어를 계속할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면,

-상기 시일은 밸브 본체에 대해 유밀식으로 고정되고 상기 도관에 대해 횡방향으로, 명백하게는 직교 방향으로 위치 결정된다.

-상기 플랩은 제1 날개와 제2 날개를 구비하고, 상기 날개는 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에 시일의 양쪽에 하나씩 마련되며, 상기 플랩은 상기 제1 날개와 제2 날개를 연결하고 상기 시일의 개구를 통과하는 중간 구역을 포함한다.

-상기 시일은 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에, 상기 제1 날개가 그 면들 중 하나의 면을 통해 맞닿게 되고 평탄하게 되도록 설계되며 제1 날개의 베어링 표면이라고 지칭되는 표면, 및 플랩의 제2 날개가 그 면들 중 하나의 면을 통해 맞닿게 되고, 평탄하게 되도록 설계되며 제2 날개의 베어링 표면으로 지칭되는 대향 표면을 갖는 평탄한 구역을 포함하고, 시일에 마련된 유체 통과 개구는 상기 평탄한 구역의 영역에 위치 결정된다.

-플랩의 제1 날개의 베어링 표면과 제2 날개의 베어링 표면은 서로 떨어진 2개의 평행한 평면에서 연장된다.

-상기 평면은 상기 평탄한 구역에서 시일의 두께에 대응하는 치수 만큼 떨어져 있다.

-플랩의 제2 날개는 평탄하고 베어링 표면의 반대쪽에 있는 표면을 갖고, 중간 구역은 제1 날개의 베어링 표면과 상기 반대쪽 표면 사이에 경사진 평면을 갖는다.

-플랩이 연결되는 축선이 플랩의 중간 구역 근처에 마련되고, 플랩이 연결되는 축선 방향에서, 상기 제1 날개는 중간 구역과 제1 날개 사이에 있는 적어도 연결 구역의 영역에서 중간 구역이 연장되는 치수를 넘어서 양쪽에서 연장되는 치수를 가지며,

-상기 개구는 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 날개와 대면하도록 연장된다.

-상기 시일은 슬리브에 의해 상기 본체 내에 유지된다.

-상기 본체는 상기 시일을 위한 정지부를 획정하고, 상기 슬리브는 상기 시일을 상기 정지부에 대해 압박된 상태로 유지하도록 구성된다.

-상기 정지부는 상기 도관의 종축을 가로지르는, 명백하게는 직교하는 평면에 마련되는 평탄한 환형 표면을 갖고, 상기 시일은 정지부의 환형 표면에 대해 압박하도록 마련되는 평탄한 주변 에지를 갖는다.

-상기 본체는 상기 슬리브를 수용할 수 있는 원통형 보어를 갖는다.

-상기 슬리브는 플랩의 연결 축선에 대해서 상기 시일의 다른 쪽에 위치 결정되고, 상기 연결 축선은 플랩에 대해 편심되어 있다.

-상기 플랩을 연결 축선 둘레에서 구동시키는 구동 샤프트를 포함한다.

-상기 플랩은 상기 구동 샤프트를 수용할 수 있는 2개의 부싱을 포함한다.

-밸브는, 구동 샤프트의 통과를 위해 밸브의 본체 내에 형성되는 하우징 내에 마련되고 구동 샤프트의 회전을 안내하는 적어도 하나의 베어링을 포함하며, 상기 베어링은 도관 내로 돌출된다.

본 발명은 단순히 전체적으로 비제한적인 예로서 제공되고 첨부 도면이 수반된 이하의 설명으로 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브의 일 실시예를 도시하는 단면도로서, 단면은 반경 방향 평면에 있다.
도 2는 도 1의 밸브를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 이전 도면들의 밸브의 시일과 플랩의 사시도로서, 숨겨진 상세를 보여주도록 투명하게 도시되어 있고, 플랩은 폐쇄 위치에 있다.
도 4는 도 3을 반복하지만, 플랩이 개방 위치에 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브는 유체 유동 도관(60)을 획정하는 본체(50)와, 도관 내에서 유체의 순환을 방지하는 폐쇄 위치와 도관 내에서 유체가 순환하게 하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 플랩(1)을 포함한다. 이 도면에서, 에지 온(edge-on) 상태로 된 플랩(1)은 폐쇄 위치에 있다. 상기 밸브는 유체를 위한 하나의 제1 입구/출구 오리피스(70) 및 하나의 제2 입구/출구 오리피스(70)를 갖고, 이들 오리피스는 도관(60)의 어느 한쪽에 배치된다.

본 발명에 따르면, 상기 밸브는 유체의 통과를 위한 적어도 하나의 개구(5; 도 4에 보임)를 갖는 시일(2)을 더 포함하고, 상기 플랩(1)은 폐쇄 위치에 있을 때에 시일 내의 상기 개구(들)(5)을 폐쇄할 수 있도록 구성된다.

이때에, 이로 인해 양호한 밀봉을 제공하는 동시에 마찰을 제한하는 해법이 초래된다.

상기 시일(2)은 예컨대 유밀식으로 밸브의 본체(50)에 고정된다. 구체적으로, 시일은 상기 도관(60)에 직교하게 위치 결정되고 상기 시일의 개구(5)는 플랩이 개방 위치에 있을 때에 유체가 도관(60)을 따라 통과되게 한다.

이를 위해, 도시된 실시예에 따르면, 시일(2)은 슬리브(51)에 의해 상기 본체 내에 유지된다. 보다 구체적으로, 상기 본체(50)는 상기 시일(2)을 위한 정지부(61)를 획정할 수 있고, 상기 슬리브(51)는 상기 시일(2)을 상기 정지부(61)에 대해 압박된 상태로 유지하도록 구성된다. 바꿔 말하면, 시일(2)은 슬리브(51)와 밸브의 본체(50) 사이에 샌드위치된다.

접촉 품질, 및 그 유밀성을 개선하기 위하여, 상기 정지부(61)는 도관(60)의 종축에 직교하는 평면에 마련되는 평탄한 환형 표면을 갖고, 상기 시일(2)은 정지부(61)의 환형 표면에 대해 압박하도록 구성되는 평탄한 주변 에지(63)를 갖는다. 나중에 확장되는 바와 같이, 덧붙여 말하면 상기 시일은 그 전체 표면에 걸쳐 평탄할 수 있다.

상기 본체는 예컨대 상기 슬리브(51)를 명백하게 압력 끼워맞춤에 의해 수용할 수 있는 원통형 보어(64)를 구비하고, 상기 보어(64)와 상기 슬리브(51)는 모두 대응하는 원형 단면을 갖는다.

상기 슬리브(51)는 상기 입구/출구 오리피스(7) 중 하나와 상기 정지부(61) 사이에서 연장되고 유체 유동 도관(60)의 제1 부분을 형성한다. 도관의 다른 부분은, 예컨대 다른 입구/출구 오리피스(70)로부터 상기 시일(2)을 향해 약간 수렴한다.

슬리브(51)는, 예컨대 플랩(2)의 연결 축선(16)에 대해 상기 시일(2)의 다른 쪽에 위치 결정되고, 상기 연결 축선은 상기 플랩(2)에 대해 편심되도록 구성된다.

이와 관련하여, 상기 밸브는 연결 축선(16) 둘레에서 플랩을 구동시키는 구동 샤프트(21)를 포함하고, 상기 플랩(2)은 상기 샤프트(21)를 수용하는 2개의 부싱(65)을 포함한다. 상기 부싱(65)은, 예컨대 플랩의 나머지와 일체부로서 제조된다. 부싱들은 명백하게 직경 방향으로 대향된다.

상기 밸브는, 예컨대 샤프트(21)의 회전을 안내하고, 상기 샤프트의 통과를 위해 밸브의 상기 본체(50)에 형성된 하우징(67) 내에 마련되는 적어도 하나의 베어링(66)을 더 포함한다. 구체적으로, 하나의 베어링(66)이 플랩(1)의 어느 한쪽에 마련된다. 상기 베어링(66)은 명백하게 상기 부싱(65)과 접촉하도록 도관(60) 내로 돌출될 수 있다.

도시된 실시예에 따르면, 상기 밸브는 본체(50)에 대해 샤프트(21)를 연결하기 위한 볼 베어링(71)과, 플랩을 이중 안전 위치로 강제 이동시키도록 된 복귀 스프링(72), 및/또는 도시되지 않은 피니언 포함 시스템에 의해 구동 모터에 연결되도록 된 기어휠(73)을 더 포함한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도시된 실시예에 따르면, 플랩(1)에는, 예컨대 제1 날개(3) 및 제2 날개(4)가 구비된다. 상기 날개(3, 4)는 플랩(1)이 폐쇄 위치에 있을 때에 시일(2)의 양쪽에 하나씩 마련된다.

상기 플랩(1)은 또한 상기 제1 날개(3)와 제2 날개(4)를 연결하고 시일의 상기 개구(5)의 윤곽 구역(7, 7')에서 예컨대 평면이 이어진 방식으로 시일의 상기 개구(5)를 통과하는 중간 구역(6)을 포함한다.

따라서, 시일의 개구(5) 둘레에 밀봉을 달성하는 동시에, 시일의 개구와 플랩의 윤곽 사이에 상당한 여유를 남겨둘 필요없이 플랩이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하게 할 수 있다.

상기 개구(5)는 플랩이 도 2 및 도 3에 도시된 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 날개(3, 4)와 대면하도록 연장된다.

플랩이 도 4에 도시된 개방 위치에 있을 때에, 상기 제1 날개(3)와 제2 날개(4)는 유체가 통과하게 하도록 시일(2)에 대해 횡방향으로 시일의 양측면에서 하나가 연장된다. 플랩(1)은 예컨대 넓은 개방 위치에서 시일(2)에 대해 직교한다.

도시된 다양한 실시예에 따르면, 상기 시일(2)은, 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에, 상기 제1 날개(3)가 그 면들 중 하나의 면(10)을 통해 맞닿게 되고 평탄하게 되도록 설계되며 제1 날개의 베어링 표면이라고 지칭되는 표면(9), 및/또는 플랩의 제2 날개(4)가 그 면들 중 하나의 면(12)을 통해 맞닿게 되고, 평탄하게 되도록 설계되며 제2 날개의 베어링 표면으로 지칭되는 대향 표면(11)을 갖는 평탄한 구역(8)을 포함한다. 시일(2)에 마련된 상기 유체 통과 개구(5)는 상기 평탄한 구역(8)의 영역에 위치 결정된다. 따라서, 상기 날개 또는 날개들의 영역에서 면 대 면 접촉에 의해 밀봉이 달성된다.

전술한 바와 같이, 상기 평탄한 구역(8)은 시일의 주변까지 연장될 수 있다. 바꿔 말하면, 시일은 완벽하게 평탄하게 된다.

플랩의 제1 날개(3)의 베어링 표면(10)과 제2 날개(4)의 베어링 표면(12)은 예컨대 상기 평탄한 구역(8)에서 시일의 두께에 대응하는 치수에 의해 서로 별개인 2개의 평행한 평면에서 연장된다. 따라서, 평면 대 평면 타입의 접촉이 보장될 수 있다.

제1 날개(3)는 그 베어링 표면(10)의 반대쪽 면에 표면(13)을 갖고, 제2 날개(4)는 그 베어링 표면(12)의 반대쪽 면에 표면(14)을 갖는다. 이들 2개의 대향 표면(13, 14)은, 예컨대 평탄하고 중간 구역(6)은 제1 날개(3)의 베어링 표면(10)과 제2 날개(4)의 대향 표면(14) 사이에 경사진 평면(15)을 갖는다. 이는 유체가 플랩의 표면에서 유동하도록 조장한다.

전술한 바와 같이, 밸브는 플랩(1)이 연결되는 축선(16)을 포함할 수 있고, 이 축선은 상기 플랩(1)에 대해 편심되고, 예컨대 플랩의 중간 구역(6) 근처에 배치된다.

플랩의 연결 축선 방향에서, 상기 제1 날개는 적어도 중간 구역과 상기 제1 날개(3) 사이의 연결 구역의 영역에서 중간 구역(6)이 연장되는 치수(y')을 지나서 어느 한쪽에서 연장되는 치수(y)를 갖는다. 따라서, 제1 날개(3)의 베어링 표면(10)은 시일의 개구(5)의 주변의 제1 부분에 걸쳐 환상의 각도 부분의 형태로 시일(2)과의 접촉 구역(17)을 가질 수 있다.

도시된 실시예에 따르면, 제1 날개(3)가 차지하는 접촉 구역(17)은 또한 구역(7, 7')의 영역에서 중간 구역(6)과 일렬로 연장된다. 이는 유밀성을 향상시키고, 시일의 개구(5)의 윤곽과 동일한 높이에 있지 않는 중간 구역(6)을 가질 수 있다.

개구(5)는, 예컨대 나란히 제공되는 2개의 직사각형으로 이루어지고, 2개의 직사각형 중 하나는 플랩의 연결 축선을 따라 다른 하나보다 짧은 치수를 가지며, 여기서 상기 직사각형 각각은 디스크의 일부에 의해 연장된다. 상기 제2 날개(4)는 여기서 디스크의 일부에 의해 연장되고 보다 작은 직사각형 부분을 포함하는 개구(5) 부분을 차단하는 직사각형 형태를 갖지만, 제1 날개(3)는 여기서 디스크의 일부에 의해 연장되고 보다 큰 직사각형 부분을 포함하는 개구 부분을 차단하는 직사각형 형태를 갖는다. 상기 제2 날개(4)는 개구(5)를 지나서 연장되어, 대응하는 접촉 구역(18)은 개구(5)의 보다 작은 직사각형 부분의 측면을 따라 있는 시일의 개구(5)의 에지를 따라가고, 회전 축선에 대해 수직으로 그리고 회전 축선을 연장시키는 디스크형 부분을 따라 연장된다. 상기 제1 날개(3)는 개구(5)를 지나서 연장되어, 대응하는 접촉 구역(17)은 개구(5)의 보다 큰 직사각형 부분의 측면을 따라 있고, 회전 축선에 대해 수직으로 그리고 회전 축선을 연장시키는 디스크형 부분을 따라 연장된다. 상기 중간 구역(6)은 이 중간 구역을 이루는 보다 큰 직사각형 부분의 2개의 대향 측면의 일부에 걸쳐 상기 개구(5)의 윤곽과 대면하도록 제공된다. 전술한 바와 같이, 상기 제1 날개(3)의 접촉 구역(17)은 구역(7, 7')의 영역에서 중간 부분(6)과 일렬로 연장된다.

플랩(1)은 예컨대 위에서 언급한 부싱(65) 형태로 제조되는 것인 명백한 연결 샤프트(21)용 하우징(20)을 갖는다. 연결 샤프트는 도면(도 2)에서 22로 지시된 화살표로 나타낸 바와 같이 연결 축선(16)을 중심으로 한 회전 연결부이다.

상기 하우징은 예컨대 중간 구역(6)의 연장부(23)에 있고 대향 표면(13)으로부터 제1 날개(3)의 베어링 표면(10)으로 그리고 플랩의 제2 날개(4)의 베어링 표면(12)으로부터 연장된다.

도 2 내지 도 4에 대응하는 실시예의 대안적인 형태에 있어서, 하우징(20)은 관통 하우징이고 샤프트(21)는 하우징(20)의 양쪽에서 나온다. 샤프트(21)는 자체가 공지된 방식으로 연장부(23)에 연결된다.

제1 날개(3), 제2 날개(4), 중간 구역(6) 및 그 연장부(23)는 예컨대 단일 구성요소, 명백하게는 캐스팅을 형성한다.

제1 날개(3)는 예컨대 제2 날개(4)보다 큰 표면적을 갖는다. 도관(60)의 수렴측에, 즉 사이드 하우징의 반대쪽에 슬리브(51)가 제공된다.

1: 플랩 2: 시일
3, 4: 날개 5: 개구
51: 슬리브 60: 덕트
61: 정지부

Claims

유체 유동 도관(60)을 획정하는 본체(50)와, 도관 내에서 유체의 순환을 방지하는 폐쇄 위치와 도관 내에서 유체가 순환하게 하는 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 플랩(1)을 포함하는 유체 순환 밸브로서, 유체의 통과를 위한 적어도 하나의 개구(5)를 갖는 시일(2)을 더 포함하고, 상기 플랩은 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 시일의 개구(5)(들)를 폐쇄할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 순환 밸브.
제1항에 있어서, 상기 플랩은 제1 날개(3)와 제2 날개(4)를 구비하고, 상기 날개(3, 4)는 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에 시일(2)의 양쪽에 하나씩 마련되며, 상기 플랩은 상기 제1 날개(3)와 제2 날개(4)를 연결하고 상기 시일의 개구(5)를 통과하는 중간 구역(6)을 포함하는 것인 유체 순환 밸브.
제2항에 있어서, 상기 개구(5)는 플랩이 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 날개(3, 4)와 대면하도록 연장되는 것인 유체 순환 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시일(2)은 슬리브(51)에 의해 상기 본체 내에 유지되는 것인 유체 순환 밸브.
제4항에 있어서, 상기 본체(50)는 상기 시일(2)을 위한 정지부(61)를 획정하고, 상기 슬리브(51)는 상기 시일(2)을 상기 정지부(61)에 대해 압박된 상태로 유지하도록 구성되는 것인 유체 순환 밸브.
제5항에 있어서, 상기 정지부는 상기 도관(60)의 종축을 가로지르는 평면에 마련되는 평탄한 환형 표면을 갖고, 상기 시일(2)은 정지부(61)의 환형 표면(62)에 대해 압박하도록 마련되는 평탄한 주변 에지(63)를 갖는 것인 유체 순환 밸브.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 상기 슬리브(51)를 수용할 수 있는 원통형 보어(64)를 갖는 것인 유체 순환 밸브.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브(51)는 플랩(2)의 연결 축선(16)에 대해서 상기 시일(2)의 다른 쪽에 위치 결정되고, 상기 연결 축선은 플랩(2)에 대해 편심되어 있는 것인 유체 순환 밸브.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랩을 연결 축선(16) 둘레에서 구동시키는 구동 샤프트(21)를 포함하고, 상기 플랩(2)은 상기 구동 샤프트(21)를 수용할 수 있는 2개의 부싱(65)을 포함하는 것인 유체 순환 밸브.
제10항에 있어서, 상기 샤프트(21)의 통과를 위해 밸브의 본체(50) 내에 형성되는 하우징(67) 내에 마련되고 구동 샤프트(21)의 회전을 안내하는 적어도 하나의 베어링(66)을 포함하며, 상기 베어링(66)은 도관(60) 내로 돌출되는 것인 유체 순환 밸브.