JP2017526879A - 自動車のエンジン制御弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、エンジン制御弁（１００）に関し、弁本体（１２６）内で、フラップ（１１２）を第１の部分（１１２Ａ）と第２の部分（１１２Ｂ）とに分離する軸（１１４）の周りを回転するように取り付けられた前記フラップ（１１２）を備え、前記フラップ（１１２）は、閉位置において前記弁本体（１２６）が有する封止手段と協働し、前記フラップ（１１２）の前記第１の部分（１１２Ａ）が第１の封止手段（１２２Ａ）と協働して封止を行い、前記フラップ（１１２）の前記第２の部分（１１２Ｂ）が第２の封止手段（１２４Ｂ）と協働して封止を行い、前記フラップを通る流体の流れを止めることができる。本発明によれば、前記第１の封止手段（１２２Ａ）と前記第２の封止手段（１２４Ｂ）が、前記弁本体（１２６）に沿って一体的に摺動するように取り付けられる。

Description

本発明は、エンジン制御弁、ならびに係る弁を備えるエンジンおよび自動車に関する。

現行のエンジンは、従来から排出ガスの再循環による汚染除去システムを備え、このシステムは、燃焼ガスを冷却する熱交換器と、一般に知られている排出ガス再循環（英語では、RGEまたはEGR（Exhaust Gas Recirculation））弁と呼ばれる、エンジン制御コンピュータによって開放が操作され吸気口の方へ再導入される燃焼ガスの流量を調節する弁とともに、排出ガスを吸気口に通すことが可能な導管から構成されている。

このため、このような種類の弁の動作原理は、排出ガスの流体を通過させる全開位置から、流体の通過を阻止する閉位置へ移動可能なフラップを制御下で回転させることに基づいている。

したがって、エンジン制御弁には、回転軸上を旋回するように取り付けられたフラップがあり、その結果、前述の回転軸は、フラップを第１の部分と第２の部分とに分離する。物理的な境界がフラップの第１の部分と第２の部分との間の境界として実際に存在しているわけではなく、これらの前述した部分が、フラップの回転軸を通りフラップに直交する面によって仮想的に分離されていることに留意すべきである。フラップが閉位置にあると、フラップは、弁本体、特に弁本体の内部構造体に結合するシールなどの封止手段と接する。より正確には、前述のフラップの第１の部分はシールの１つの面と接し、第２の部分は、前述のシールの反対側の面に支承されている。

実際に、図１を参照すると、先行技術のエンジン制御弁１０は、フラップ１６を第１の部分１２Ａと第２の部分１２Ｂとに分離する回転軸１４の周りを回転するように取り付けられた前述のフラップ１２を備え、前述のこれらの部分１２Ａ、１２Ｂは互いに連続して堅固に連結されている。フラップ１２は、断面で見て、全体的に厚みの薄い直方体の形状であり、その長手方向軸線は、前述のフラップ１２を通る回転軸１４に対して直交している。

フラップ１２が閉位置にある場合にフラップ１２を支承する、弁１０の内部構造体のシール１６は平らであり、フラップ１２の第１の部分１２Ａと協働して封止するようにされた第１の部分１６Ａと、前述のフラップ１２の第２の部分１２Ｂと協働して封止するようにされた第２の部分１６Ｂと、を備えている。シール１６の２つの部分１６Ａ、１６Ｂは平らであり、互いに連続している。図１を参照すると、フラップ１２が閉じるように旋回すると、第１の部分１２Ａは、シール１６の第１の部分１６Ａの第１の平らな面２０と接して封止を行うように矢印１８によって示される方向に再び上昇し、フラップ１２の第２の部分１２Ｂは、矢印２４によって示される方向に、第１の面２０とは反対側の、シール１６の第２の部分１６Ｂの第２の平らな面２２に折り重なる。

実際に、シール１６の対向する面２０、２２上へのフラップ１２の第１の部分１２Ａおよび第２の部分１２Ｂの支承は、フラップ１２の第１の部分１２Ａおよび第２の部分１２Ｂのそれぞれの支承面をずらす必要があることを意味する。しかしながら、フラップ１２およびシール１６の製作公差は、実際にはフラップ１２の第１の部分１２Ａが、例えば、シール１６の第１の部分１６Ａと接し、シール１６の第２の部分１６Ｂと第２の部分１２Ｂとの間に遊びＪが残っていることを示す。このため、遊びＪはガスが循環する元凶で望ましくなく、汚染除去システムの最適な作動をできなくする。

遊びＪは、主にフラップ１２およびシール１６の製作公差、ならびに弁１０の本体におけるこれらの要素の位置決め公差によるものである。このほかに、遊びＪを少なくするための製作公差の低減は製造コストの大幅な増加を意味し、このようなことは許容できない。

加えて、汚染除去システムの適切な動作を保証するためには、フラップ１２を通るガスの流れを完全に制御でき、そして必要に応じて、弁の完全な閉鎖が確実となることが重要である。

本発明は、特に、閉位置において弁の密封性を改善することを目的とする。

この目的のために、車両、特に自動車のエンジン制御弁であって、弁本体内で、フラップを第１の部分と第２の部分とに分離する軸の周りを回転するように取り付けられた前記フラップを備え、前記フラップは、閉位置において前記弁本体が有する封止手段と協働し、前記フラップの前記第１の部分が第１の封止手段と協働して封止を行い、前記フラップの前記第２の部分が第２の封止手段と協働して封止を行い、前記フラップを通る流体の流れを止めることができ、前記第１の封止手段と前記第２の封止手段が、前記弁本体に沿って一体的に摺動するように取り付けられていることを特徴とする弁が提案される。

したがって、弁が開位置から閉位置に移動すると、フラップの第１の部分は、例えば、最初に第１の封止手段と接する。弁本体上で摺動するように結合された組立体により、第１の手段および第２の手段は、フラップの第１の部分が第１の封止手段に及ぼす力の方向に連携し合って移動し、これによって、第２の手段とフラップの第２の部分が接するまで接近する。このため本発明によって、閉位置における弁の密封性に対する製作公差の影響を低減することができる。

前記第１の封止手段は第１の環状シールを備え、前記第２の封止手段は第２の環状シールを備え、前記第１のシールと前記第２のシールは互いに重なり、前記第１のシールは、第１の部分であって、前記第２のシールの第１の部分に対して前記弁の内側に突出しているとともに、その上に前記フラップの前記第１の部分が取り付けられるようにされた前記第１の部分を備え、前記第２のシールは、第２の部分であって、前記第１のシールの第２の部分に対して前記弁の内側に突出しているとともに、その上に前記フラップの前記第２の部分が取り付けられるようにされた前記第２の部分を備えることが有効である。

前記第１の封止手段は、前記フラップの前記第１の部分を封止する平らな支承面を備え、前記第２の封止手段は、前記フラップの前記第２の部分を封止する平らな支承面を備え、前記第１の封止手段および前記第２の封止手段の平らな面が同一平面に含まれることが好ましい。

本発明の実施形態において、前記第１の封止手段および前記第２の封止手段は、１ｍｍ未満の、好ましくは約０．１ｍｍ未満の所定距離を摺動することによって、移動することができる。

本発明は、前述した種類の弁を少なくとも１つ備える自動車用エンジンにも関する。

本発明は、上述の弁を組み込んだエンジンを備える自動車にも関する。

本発明は、前述した種類の装置を装備することを特徴とする自動車にも関する。

添付の図面を参照しながら、非限定的な例として示されている次の説明を読むことによって、本発明は十分に理解され、本発明のその他の詳細、特徴および利点が明らかになるであろう。

図１は、公知技術に係るエンジン制御弁のフラップの軸に対して直交する面における概略断面図であり、この図については先に説明しており、 図２〜４は、本発明に係るエンジン制御弁の、開位置（図２）から閉位置（図４）までの連続した位置による、フラップの軸に対して直交する面における概略断面図である。 図２〜４は、本発明に係るエンジン制御弁の、開位置（図２）から閉位置（図４）までの連続した位置による、フラップの軸に対して直交する面における概略断面図である。 図２〜４は、本発明に係るエンジン制御弁の、開位置（図２）から閉位置（図４）までの連続した位置による、フラップの軸に対して直交する面における概略断面図である。

ここで、本発明に係るエンジン制御弁１００を示す図２を参照すると、弁１００は、回転軸１１４の周りを旋回するように取り付けられたフラップ１１２を備えている。フラップ１１２は、回転軸１１４において互いに連結された、第１の部分１１２Ａと第２の部分１１２Ｂとを備えている。フラップ１１２の第１の部分１１２Ａおよび第２の部分１１２Ｂの切片は、直方体の形状である。フラップ１１２の第１の部分は、第１の平らな面１１８Ａと、その反対側に第２の平らな面１１８Ｂと、を備えている。同様に、フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂは、第１の平らな面１２０Ａと、その反対側に第２の平らな面１２０Ｂと、を備えている。フラップ１１２の第１の部分１１２Ａの一方の端部は、第１の面１１８Ａが第２の面１１８Ｂに対して軸１１４とは反対側に位置するように、軸１１４上に配置されている。フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂは、第１の平らな面１２０Ａを介して、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａの第１の平らな面１１８Ａ上の一方の端部に取り付けられている。

フラップ１１２の第１の部分１１２Ａおよび第２の部分１１２Ｂには、軸１１４と平行な方向において、一定の厚みがある。

本発明によれば、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａは第１の封止手段と協働し、フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂは第２の封止手段と協働し、第１の封止手段と第２の封止手段は、弁本体１２６上を一体的に摺動するように取り付けられている。

第１の手段は、第２の封止手段を形成する第２の環状シール１２４に配置された第１の環状シール１２２によって、形成されている。２つの環状シール１２２、１２４は互いにねじ締めされ、アルミニウムまたはステンレスなどの剛性材料から製造されることが有効である。

２つの環状シール１２２、１２４は、弁本体１２６の内部構造体の外周に摺動するように取り付けられている。

第１のシール１２２は、第２のシール１２４の第１の部分１２４Ａに対して弁１００の内側に突出した第１の部分１２２Ａを備え、フラップの閉位置において、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａと向かい合って配置されている。第１のシール１２４のこの突出した部分１２４Ａは、閉位置において、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａの第１の平らな面１１８Ａと接するようにされた、平らな面１２８を備えている。

第２のシール１２４は、第１のシール１２２の第２の部分１２２Ｂに対して弁１００の内側に突出した第２の部分１２４Ｂを備え、フラップの閉位置において、フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂと向かい合って配置されている。第２のシール１２４の、この突出した部分１２４Ｂは、閉位置において、フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂの第１の平らな面１２０Ａと接するようにされた、平らな面１３０を備えている。

図４に見ることができるように、第１のシール１２２の突出した部分１１２Ａの平らな面１２８、第２のシール１２４の突出した部分１２４Ｂの平らな面１３０、ならびに、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａおよび第２の部分１１２Ｂの第１の平らな面１１８Ａ、１２０Ａは、閉位置において同一平面に位置している。

封止可能なフラップ１１２の閉鎖は、次のように行われる。エンジンのコンピュータは、矢印によって示される方向にフラップ１１２を回転するように制御する（図２）。図３に示されている形態において、フラップ１１２の第２の部分１１２Ｂは、第２のシール１２の突出した部分１２Ｂと接し、これによって、第１のシール１２２および第２のシール１４が下方に摺動して移動する。フラップ１１２の回転によって、フラップ１１２の第１の部分１１２Ａは、第１のシール１２２および第２のシール１４の移動方向とは反対の方向に移動し（再び上昇し）、これによって、第１のシール１２２の突出した部分１２２Ａの平らな面１２８と、フラップ１１２の第１の部分の平らな面１２８が接近して接する。

したがって、本発明による組立てによって、第１の部分１１２Ａおよび第２の部分１１２Ｂと、第１のシール１２２および第２のシール１２４それぞれの最適な接触が確実となることが認められる。

本発明の実施形態において、第１のシール１２２および第２のシール１２４は、１ｍｍ未満の、好ましくは約０．１ｍｍ未満の所定距離を摺動することによって、移動することができる。例えば、シール１２２、１２４それぞれの厚さは、約３〜４ｍｍであってもよい。

ここで、シール１２２、１２４に関して用いられる「環状」という用語は、シールが、その軸線に沿って見た場合、閉じた輪郭を有することを意味する。あらゆる種類の閉じた輪郭は、本発明に係る弁においてフラップ１１２と協働するように形状が構成される時から用いることができるものと理解される。

Claims (6)

1. 車両、特に自動車のエンジン制御弁（１００）であって、弁本体（１２６）内で、フラップ（１１２）を第１の部分（１１２Ａ）と第２の部分（１１２Ｂ）とに分離する軸（１１４）の周りを回転するように取り付けられた前記フラップ（１１２）を備え、前記フラップ（１１２）は、閉位置において前記弁本体（１２６）が有する封止手段と協働し、前記フラップ（１１２）の前記第１の部分（１１２Ａ）が第１の封止手段（１２２Ａ）と協働して封止を行い、前記フラップ（１１２）の前記第２の部分（１１２Ｂ）が第２の封止手段（１２４Ｂ）と協働して封止を行い、前記フラップを通る流体の流れを止めることができ、前記第１の封止手段（１２２Ａ）と前記第２の封止手段（１２４Ｂ）が、前記弁本体（１２６）に沿って一体的に摺動するように取り付けられていることを特徴とする弁。
2. 前記第１の封止手段が第１の環状シール（１２２）を備え、前記第２の封止手段が第２の環状シール（１２４）を備え、前記第１のシール（１２２）と前記第２のシール（１２４）が互いに重なり、前記第１のシール（１２２）が、第１の部分（１２２Ａ）であって、前記第２のシール（１２４）の第１の部分（１２４Ａ）に対して前記弁（１００）の内側に突出しているとともに、その上に前記フラップ（１１２）の前記第１の部分（１１２Ａ）が取り付けられるようにされた前記第１の部分（１２２Ａ）を備え、前記第２のシール（１２４）が、第２の部分（１２４Ｂ）であって、前記第１のシール（１２２）の第２の部分（１２２Ｂ）に対して前記弁（１００）の内側に突出しているとともに、その上に前記フラップ（１１２）の前記第２の部分（１１２Ｂ）が取り付けられるようにされた前記第２の部分（１２４Ｂ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の弁。
3. 前記第１の封止手段が、前記フラップ（１１２）の前記第１の部分（１１２Ａ）を封止する平らな支承面（１２８）を備え、前記第２の封止手段が、前記フラップ（１１２）の前記第２の部分（１１２Ｂ）を封止する平らな支承面（１３０）を備え、前記第１の封止手段および前記第２の封止手段の平らな面が同一平面に含まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の弁。
4. 前記第１の封止手段（１２２Ａ）および前記第２の封止手段（１２４Ｂ）が、１ｍｍ未満の、好ましくは約０．１ｍｍ未満の所定距離を摺動することによって、移動することができることを特徴とする、請求項１〜３のうちの一項に記載の弁。
5. 前記請求項のうちの一項に記載の弁を少なくとも１つ備えることを特徴とする自動車用エンジン。
6. 請求項５に記載のエンジンを備えることを特徴とする自動車。

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