JP2015515587A - 流体循環弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、流体循環弁（１０）に関し、この流体循環弁は、ダクト（２）を区画する本体を有し、かつ、フラップ（３）を備え、前記フラップは、前記フラップ（３）を第１の部分（５）と第２の部分（６）とに分割する軸（４）にて回動できるように取り付けられており、前記フラップ（３）は、流体をダクト（２）に通過させる開位置と、前記通過を防ぎ、かつ、前記フラップ（３）の第２の部分（６）がシール（７）に当接する閉位置との間で回動可能である。前記シール（７）は、フラップ（３）の第２の部分（６）の下流に、前記第２の部分（６）を前記シール（７）に対して圧接する力を増加させる降下手段（１１，１２）を有する。

Description

本発明は、流体循環弁に関する。この種の弁は、例えば、車両の燃焼機関のガス供給ラインに取り付けてもよく、ループ内のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスの流量を制御するものであり、これにより、機関を離れる排気ガスの一部を抜き取ることが可能であり、このガスは、前記機関の上流に再注入することが可能である。この種の弁の動作原理は、フラップの被制御回転に基づくものであり、これは、流体を通過させるための完全に開いた位置から、この通過を遮断するための閉位置まで移動することができる。本発明は、改善された流体循環弁に関する。

流体循環弁は、よって、フラップを有し、フラップは、回転スピンドルに回動可能に取り付けられ、前記スピンドルは、フラップを第１の部分と第２の部分とに分割する。このフラップが閉位置にある場合、前記フラップの第２の部分は、シールと接触し、さらに、このシールは、
― 弁本体を、フラップの第１および第２の部分にて封止し、
― 前記フラップの位置決めのための停止部として機能する。

このような弁の一例は、仏国特許第２９６２１８２号に記載されている。

完全に閉じた位置にあるこの種の弁に頻繁に起こる１つの問題は、フラップの第１の部分が、その２つの側面の間で圧力差を受けることであり、これは、フラップの上流に流体が存在し、一方で同時に、前記フラップの第２の部分の両側に作用する圧力は、一定のままであることによる。これは、次いで、流体の圧力下で、フラップの第１の部分を強制的に開き、一方、フラップの第２の部分は不動のままであり、シールと接触している。よって、この不要な開きは、少量の流体の通過を許し、一方、前記弁は閉位置にあり、このガスの予定されない通過は、前記弁を信頼できないものにし、前記弁が取り付けられる流体ラインの性能を損なう。

本発明に係る流体循環弁は、仏国特許第２９６２１８２号に記載の弁に関して、フラップに作用する圧力状態の修正を目的とする構造的な修正を経たものであり、弁が閉位置にある際、前記フラップが流体ラインを流体封止するやり方で遮断するようになっている。この構造的配置は、弁の性能を改善し、流体ラインが閉じる箇所において、弁をより信頼性が高く、より確実なものにする。

本発明は、流体循環弁に関し、この弁は、内部ダクトを区画する本体を有し、かつ、フラップを備え、フラップは、前記フラップを第１の部分と第２の部分とに分割するスピンドルに回動可能に取り付けられており、前記フラップは、流体をダクトに通過させる開位置と、前記通過を防ぎ、かつ、前記フラップの第２の部分が、この第２の部分に面して延び、かつ、弁の本体をさらに封止するシールに対して止まる、閉位置との間で回動可能である。シールは、第２の部分を前記シールに対して固定する力を増加させるように、フラップの第２の部分の下流に圧力低下手段を有する。

本発明は、また、流体循環弁に関し、この弁は、内部ダクトを区画する本体を有し、かつ、フラップを備え、フラップは、前記フラップを第１の部分と第２の部分とに分割するスピンドルに回動可能に取り付けらており、前記フラップは、流体をダクトに通過させる開位置と、前記通過を防ぎ、かつ、前記フラップの第１および第２の部分が、この第１および第２の部分に面して延びるシールに対して止まる閉位置との間で回動可能であり、前記シールは、弁の本体をさらに封止する。シールは、前記第２の部分を前記シールに対して固定する力を増加させるように、フラップの第２の部分の下流に圧力低下手段を有する。

実際に、既存の弁に関して、フラップが閉位置にある際、第２の部分の両面に作用する圧力は実質的に等しく、一方、前記フラップの第１の部分は、流体の存在のために、下流圧力よりも高い上流圧力を受ける。このような圧力バランスの主な結果は、フラップの第１の部分が開きやすいことであり、少量の流体が、ダクトに逃げることを許す。

弁は、自動車燃焼機関のガス供給ライン用の排気ガス再循環弁であってもよい。

弁は、燃焼機関の吸気ライン、燃焼機関の排気ライン、または排気ガス再循環ループに位置する弁であってもよく、これにより、排気ガスは、燃焼機関吸気にて再注入されてもよい。この再循環ループは、”低圧”または”高圧”であってもよい。

弁は、特に、”２方”弁である。

変形例として、弁は、”３方”弁としてもよい。弁は、次いで、再循環ループへの入口に、すなわち、再循環ループが開始する排気ラインの箇所に配置されてもよい。”３方”弁は、変形例として、再循環ループの出口、すなわち、排気ガスが吸気に再注入される吸気ラインの箇所に配置してもよい。

圧力低下手段は、シールに設けられた開口を備えてもよい。この開口の目的は、フラップの第２の部分の下流に圧力降下を発生させ、前記第２の部分を、第１の部分の動きに対抗して移動させることである。このようにして、第１および第２の部分は、反対方向の力を受け、これは互いに相殺し合い、よって、フラップの不要な開きを回避する。フラップは変形せず、完璧に流体封止するやり方で流体ラインを遮断する。

シールに設けられた開口は、フラップが閉位置にある際、フラップの第２の部分のみに面してもよい。

シールは、２つの開口、特に、シールの第１の部分に面し、フラップが開位置にある際に流体をダクトに通過させる第１の開口と、フラップの第２の部分に面し、フラップが閉位置にある際にフラップの第２の部分の下流にて圧力降下を可能にし、そして、上述され、圧力低下手段に設けられた開口である、第２の開口と、を備えてもよい。

第１の開口の表面積は、第２の開口のそれよりも大きくてもよい。

シールに設けられた開口は、前記シールの穴と同様とみなしてもよい。

好適には、フラップの２つの部分は、平坦かつ相互に連続しており、シールは平坦である。

このフラップが閉位置にある際、前記フラップの第１の部分と第２の部分とは、それぞれ、弁のシールと接してもよく、前記シールは、次いで、前記フラップを位置決めするための停止部として機能する。

この弁が閉位置にある際、フラップの第１の部分は、第１の表面を介して弁のシールと接してもよく、フラップの第２の部分は、第２の表面を介して弁のシールと接してもよく、第１および第２の表面は、フラップの両面である。

このような構成に関して、フラップの第１および第２の部分とシールとの間の接触面を、分配してもよく、フラップが閉位置にある際、フラップの前記第１および前記第２の部分と、弁の内部構造、特にシールとの間の流体封止接触を確実にする。

好ましくは、開口は、前記シールの端のうちの１つに開口することなしに、シール内に設けられる。このようにして、シールは、圧力下で変形する傾向を少なく有し、その初期形状を保持することが可能である。実際に、シールの端のうちの１つに開口が開いた場合、開口の周囲の前記シールの２つの部分は、圧力の影響下で、離れて広がる可能性があり、シールは、次いで、効果がなくなる。

好適には、フラップの第２の部分とシールとは、長方形の形状であり、開口は、長方形の形状である。これは、簡素な設計の実施形態であり、フラップに作用する圧力の均衡化に関して生じる問題を完璧に解決する。

シールの合計表面積に対する、開口の表面積の比率は、好ましくは、０．１と０．５の間である。実際に、開口は、環状シールの変形を起こして、シールがそのシーリングおよびフラップに対するクッション機能を失うことがないように、大きすぎてはならない。同時に、開口が小さすぎる場合、開口はフラップに作用する圧力のバランスに対する影響を持たない。

開口は、フラップが閉位置にある際、フラップの第２の部分に面するシールの一部において、中央位置にあってもよい。

好適には、シールは、くぼみを有し、開口は、前記くぼみに設けられている。このくぼみは、リブに類似するものとみなしてもよく、開口がこのくぼみの内部に設けられるということは、前記開口によりこのようにして生じる圧力降下の表面積を増加させ、フラップが特に流体封止するやり方で閉じることを助ける。

フラップの第２の部分は、好ましくは、前記フラップが回転移動する際、弁の内部構造の壁に沿って回動し、前記壁は、前記第２の部分に対して、１．５ｍｍ以下のクリアランスＪを残すように設計されている。通常、既存の弁において、このクリアランスは大きく、およそ４ｍｍである。このようなクリアランスを有して、フラップが、閉位置に近い位置に対応するわずかに開いた位置にある際、ガスは、この大きなクリアランスを容易に通過し、シールに設けられた開口により生じる圧力降下の効果を相殺し得るが、それは、前記クリアランスを通過するガスにより、フラップの第２の部分の両面にて、圧力が迅速に平衡化するからである。よって、フラップにおける小さな開口用の、シールにおける開口により発生するこの圧力降下の効果を維持するために、１つの解決策は、フラップの第２の部分と、それに沿って前記第２の部分が回転移動する弁の内部構造の壁と、の間に残るクリアランスを最小化することに存する。フラップが完全に開いた位置にある際に、機関のチョーキングを避けるため、クリアランスは存在しなければならないことに留意すべきである。

クリアランスは、好適には、０．１ｍｍと１．５ｍｍの間である。

クリアランスは、好ましくは、０．２ｍｍと０．６ｍｍの間である。

本発明に係る弁は、部品の追加ではなく、前記弁の内部構造における、賢明な材料の除去による、シーリングに関する高い性能を有する利点を持ち、この除去は、弁の動作を損なわない。これは、この増加するシーリングにより、追加的な機能性を、これら弁が有し、一方、外部寸法がなお同じであるという結果をもたらす。本発明に係る弁は、シールに設けられる開口を、適切な大きさおよび形状のものとすることができるため、特定のモジュール性を有する利点を有し、特定の弁の構成、または、弁が取り付けられる流体ラインの特定の特性に適合する。最後に、弁は、追加的部品も、複雑なマシニングも必要ないため、低コストである利点を有する。

以下に、添付の図面を参照する、本発明に係る弁の好適な実施形態の詳細な説明が続く。

フラップが閉位置にある、従来技術に係る流体循環弁の内部構造の模式図。 フラップが閉位置にある、本発明に係る流体循環弁の内部構造の模式図。 本発明に係る弁にて実施されるシールの斜視図。 フラップが開位置にある、本発明に係る弁の一部の斜視図。 フラップがわずかに開いた位置にある、本発明に係る流体循環弁の内部構造の側面図。

自動車燃焼機関のガスラインは、特に外気が流れる、前記機関にガスを供給するための上流部と、車両から排出するために燃焼ガスが流れる、下流排気部と、を備える。このようなガスラインは、一般に、下流の排気部を上流の供給部に接続して、流入する外気に排気ガスを混合することを可能にする、少なくとも１つのＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ループを備える。これらＥＧＲループは、機関の動作の全フェーズの間、常に開いているべきではないため、これらはそれぞれ、ＥＧＲ弁が取り付けられており、この弁により、当該のループに循環する排気ガスの流れを制御することが可能である。

図１を参照すると、従来技術に係るＥＧＲ弁は、ガス循環ダクト２と、回転スピンドル４に回動可能に取り付けられ、排気ガスの通過を防ぐ閉位置とこの通過を許す開位置との間で移動可能なフラップ３と、を備える。フラップ３は、スピンドル４に取り付けられ、前記スピンドル４は、前記フラップ３を第１の部分５と第２の部分６とに分割するようになっている。前記部分５，６は、平坦かつ薄く、互いに連続するように配置される。これらは、好ましくは、単体を形成する。これら２つの部分５，６は、幅が同じであり、前記幅は、回転スピンドル４に沿って考慮されるそれら部分の寸法であり、一方、第１の部分５は、第２の部分６よりも短く、この長さは、前記回転スピンドル４に垂直の軸に沿って考慮されるそれら部分の寸法である。第１および第２の部分５，６は、互いに固定接続されており、これらは、互いに１８０°に配置されたスピンドル４を中心として、同時に回動するようになっている。弁１の内部構造は、前記フラップ３が閉位置にある際、フラップ３の第１の部分５と第２の部分６とが、前記内部構造に固定されたシール７に圧接されるように構成されている。弁１におけるフラップ３の配置は、フラップの第１の部分５が、主としてガスの流入を制御し、前記フラップ３の第２の部分６が、主として前記ガスの流出を制御するようになっている。よって、フラップ３が閉位置にある際に、第２の部分６の両面に作用する圧力が同一であり、前記第２の部分は、次いで、平衡状態にあり、これに対して、フラップ３の上流の、ダクト２におけるガスは、前記フラップ３の第１の部分５に大きな圧力を加える。これは、結果として、前記第１の部分５の両面に圧力差をもたらし、これは次いで、矢印８により示される方向に開いて、ガスを通過させる傾向を有する。このような弁１は、さほど密閉されてはおらず、ＥＧＲループの動作を、ランダムであまり信頼性のないものにする。

図２を参照すると、本発明に係る弁１０は、既存の弁１に対する第１の変更を経ており、フラップ３が閉位置にある際に、ガスの圧力下でフラップ３の第１の部分５が開くことを防ぐ。この変更は、閉位置においてフラップ３の第２の部分６が圧接されるシール７の一部１７に関する。

図３を参照すると、この第１の変更は、シール７の前記部分１７に穴１１を設け、フラップ３の第２の部分６の下流に圧力降下を発生させることに存する。シール７のこの一部１７は、平坦かつ薄く、実質的に長方形の形状である。それは、シール７の一部１７に平行に存在する長方形の中央くぼみ１２を有し、前記くぼみ１２は、リブに類似するものとみなしてもよい。穴１１は、また、長方形の形状であり、リブ１２およびシール７の一部１７に平行に延びる。穴は、このリブ１２のベースにおいて、中央位置に設けられる。フラップ３が閉位置にある際、その第２の部分６は、シール７の前記一部１７に対して圧接され、リブ１２は、シール７の一部１７から、フラップ３の前記第２の部分６が接する面と反対側の面にて現れる。このようにして、シール７の前記一部１７に設けられた穴１１は、フラップ３の第２の部分６の下流で圧力降下を発生させ、前記第２の部分６は、次いで、それ自身を、シール７の前記一部１７に対して密接に固定する傾向を有する。この動きは、フラップ３の第１の部分５に対抗する傾向があり、最終的に、前記フラップ３は、直線の外形を保持し、それにより、弁１０は、どのような不要なガス漏れもなしに、完璧に流体封止するやり方で閉じることができる。

図４および図５を参照すると、本発明に係る弁は、閉位置に近い位置に対応して、フラップ３がわずかに開いている際、穴付きシール７の有効性を拡張するための第２の変更を特徴としてもよい。現在、フラップ３の第２の部分６は、フラップ３が開位置から閉位置に移動する際、弁１の内部構造のダクト１３内で回動し、あるいはその逆も同様であり、この回動は、前記ダクト１３の壁１４と、フラップ３の前記第２の部分６との間に、大きなクリアランスＪを残す。フラップ３の第２の部分６とダクト１３の壁１４との間の大きなクリアランスＪは、従来、約４ｍｍである。フラップ３が開位置にある際、機関のチョーキングを避けるために、このクリアランスＪは必要であるが、これは、前記フラップ３が特にわずかに開いた位置にある際、大きな空気の通過を生じ、これにより、シール７の穴１１により生じた圧力降下を相殺する。これは、再び、フラップの第２の部分６の両面の圧力を平均化し、次いで、前記第１の部分５の上流のガスにより生じる圧力差の影響下で、第１の部分５の変形を防ぐことができなくなる。わずかに開いた位置にあるフラップ３は、次いで、異常に高いガスの流れがその第１の部分５を通過することを許し、この部分は変形する。この第２の変更は、よって、その中を前記第２の部分６が動く、フラップ３の第２の部分６の周囲とダクト１３の壁１４との間のクリアランスＪの著しい減少からなる。より正確には、クリアランスＪの減少は、ダクト１３を修正することにより達成され、その開口は、前記ダクト１３の内壁１４が、フラップ３の第２の部分６の外形に近くなるように減少されるべきである。最初は４ｍｍであるクリアランスＪは、よって、１．５ｍｍ以下の値まで減少される。このクリアランスＪは、好ましくは、０．１ｍｍと、１．５ｍｍとの間であり、より正確には、０．２ｍｍと０．６ｍｍとの間となる。このように減少されたクリアランスＪにより、わずかに開いた位置にあるフラップ３は、その第２の部分６と、ダクト１３の内壁１４との間のガスの通過を制限し、穴付きシール７の完全な有効性を維持する。よって、わずかに開いた位置にて、フラップ３の第２の部分６は、穴付きシール７により発生した圧力降下による力を受け、この変形は、前記フラップ３の第１の部分５の変形を妨げ、フラップ３がその元の全体形状を保つことを助け、よって、弁１０内のその様々な機能を有効に実行することが可能である。

Claims (10)

1. 流体循環弁（１０）であって、内部ダクト（２）を区画する本体を有し、かつ、フラップ（３）を備え、前記フラップは、前記フラップ（３）を第１の部分（５）と第２の部分（６）とに分割するスピンドル（４）に回動可能に取り付けられており、
   前記フラップ（３）は、流体をダクト（２）に通過させる開位置と、前記通過を防ぎ、かつ、前記フラップ（３）の第１の部分（５）と第２の部分（６）とが、この第１および第２の部分（５，６）に面して延びるシール（７）に対して止まる閉位置との間で回動可能であり、
   前記シール（７）は、前記弁（１０）の本体をさらに封止し、
   前記シール（７）は、前記第２の部分（６）を前記シール（７）に対して固定する力を増加させるように、前記フラップ（３）の第２の部分（６）の下流に圧力低下手段（１１，１２）を有し、
   前記圧力低下手段は、前記フラップ（３）が閉位置にある際、前記フラップ（３）の第２の部分（６）のみに面する、前記シール（７）に設けられた開口（１１）を備える、ことを特徴とする弁。
2. 前記フラップ（３）の２つの部分（５，６）は、平坦かつ相互に連続しており、前記シール（７）は平坦である、ことを特徴とする請求項１に記載の弁（１０）。
3. 前記開口（１１）は、前記シール（７）の端のうちの１つに開口することなしに、前記シール（７）内に設けられる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の弁（１０）。
4. 前記フラップ（３）の第２の部分（６）と前記シール（７）とは、長方形の形状であり、前記開口（１１）は、長方形の形状である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の弁（１０）。
5. 前記シール（７）の合計表面積に対する、前記開口（１１）の表面積の比率は、０．１と０．５の間である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の弁（１０）。
6. 前記開口（１１）は、前記フラップが閉位置にある際、前記フラップ（３）の第２の部分（６）に面する前記シール（７）の一部（１７）において、中央位置にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の弁（１０）。
7. 前記シール（７）は、くぼみ（１２）を有し、前記開口（１１）は、前記くぼみ（１２）に設けられていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の弁（１０）。
8. 前記フラップ（３）の第２の部分（６）は、前記フラップ（３）が回転移動する際、前記弁の内部構造の壁（１４）に沿って回動し、
   前記壁（１４）は、前記第２の部分（６）に対して、１．５ｍｍ以下のクリアランスＪを残すように設計されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の弁（１０）。
9. 前記クリアランスＪは、０．１ｍｍと１．５ｍｍの間であることを特徴とする請求項８に記載の弁（１０）。
10. 前記クリアランスＪは、０．２ｍｍと０．６ｍｍの間であることを特徴とする請求項９に記載の弁（１０）。

Images