(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並進運動可能な操作部材（３２）と、
該操作部材（３２）により可動な調整体（４０）と、
を備える、ブローオフ弁に用いられる調整機構であって、
前記調整体（４０）は、周方向で閉じられた外周面（４６）を有する第１の中空体（４２）を有し、該外周面（４６）の第１の軸方向の端部から半径方向内方へ、環状のプレート（４８）が延在しており、前記調整体（４０）は、第２の中空体（４４）を有し、該第２の中空体（４４）は、半径方向外側の環状のプレート（５４）を有し、該環状のプレート（５４）は、軸方向で前記第１の中空体（４２）の前記環状のプレート（４８）に、全周にわたって密に取り付けられており、前記第２の中空体（４４）の前記環状のプレート（５４）の半径方向内側の領域から、外周面（５６）が、前記第１の中空体（４２）の内側で前記操作部材（３２）へ向けて延在していることを特徴とする、ブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項２】
前記第１の中空体（４２）の前記外周面（４６）は、円筒形に形成されている、請求項１記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項３】
前記第１の中空体（４２）の前記外周面（４６）は、前記操作部材（３２）へ向けて円錐形に拡張するように形成されている、請求項１記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項４】
前記第２の中空体（４４）の前記外周面（５６）に、少なくとも１つの開口（６４）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項５】
前記調整体（４０）は、前記操作部材（３２）と固く結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項６】
前記操作部材（３２）に結合要素（７２）が取り付けられており、該結合要素（７２）は、前記第２の中空体（４４）の内側へ延在していて、結合要素自体の、前記操作部材（３２）から離間する側の端部に、半径方向の拡張部（８０）を有し、前記第２の中空体（４４）は、該拡張部（８０）に対応する半径方向の狭窄部（６６）を有し、該半径方向の狭窄部（６６）は、軸方向で前記操作部材（３２）と前記結合要素（７２）の前記半径方向の拡張部（８０）との間に配置されており、前記結合要素（７２）の前記半径方向の拡張部（８０）の外周は、前記第２の中空体（４４）の前記半径方向の狭窄部（６６）の内周よりも大きい、請求項５記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項７】
前記結合要素（７２）は、前記操作部材（３２）における中央の凹部（７６）に取り付けられており、該凹部（７６）の直径は、前記凹部（７６）に突出する領域において前記結合要素（７２）の外径に一致する、請求項６記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項８】
前記結合要素（７２）と前記第２の中空体（４４）との間にエラストマ（７０）が配置されている、請求項６または７記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項９】
前記エラストマ（７０）は、前記操作部材（３２）から前記結合要素（７２）の前記半径方向の拡張部（８０）にまで延在していて、軸方向で前記第２の中空体（４４）の前記半径方向の狭窄部（６６）と前記結合要素（７２）の前記半径方向の拡張部（８０）との間に配置された室（８２）を塞いでいる、請求項８記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１０】
前記第２の中空体（４４）の前記半径方向の狭窄部（６６）と前記第２の中空体（４４）の前記環状のプレート（５４）との間の領域で、前記第２の中空体（４４）に、周にわたって分配された複数の開口（６４）が形成されている、請求項６から９までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１１】
前記第２の中空体（４４）の前記環状のプレート（５４）の、前記操作部材（３２）から離間する側に、シールリング（５８）が取り付けられており、該シールリング（５８）の直径は、前記第１の中空体（４２）の最大直径に一致する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１２】
半径方向で両方の前記中空体（４２，４４）の間にばね（９４）が配置されており、該ばね（９４）は、前記第１の中空体（４２）の、半径方向内方へ延在する前記プレート（４８）に軸方向に予荷重を掛けた状態で載置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１３】
両方の前記中空体（４２，４４）は、深絞り加工部品として金属薄板から製作されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１４】
両方の前記中空体（４２，４４）は相互に、溶接、接着、縁曲げまたは圧着により取り付けられている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１５】
前記結合要素（７２）は、深絞り加工部品として金属薄板から製作されている、請求項６から９までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【請求項１６】
前記結合要素（７２）は操作部材（３２）に、溶接、接着、縁曲げまたは圧着により取り付けられている、請求項６から９までのいずれか１項記載のブローオフ弁に用いられる調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並進運動可能な操作部材と、操作部材により可動な調整体とを備える、ブローオフ弁に用いられる調整機構に関する。
【０００２】
ターボチャージャのコンプレッサの吐出側からコンプレッサの吸込側へ戻るように、場合により戻し案内される排ガスとともに、圧縮された新気を再循環させるためのブローオフ弁が広く知られている。バイパス管路による、コンプレッサの吐出側と吸込側との間の接続は、内燃機関の高負荷状態から惰行運転状態への移行のために必要である。これにより、閉じられたスロットル弁への過給圧ポンプからの強い圧送や、これに基づき生じるポンピング作用と、熱力学的な問題を伴うターボ回転数の過度に強い急激な低下とが阻止される。
【０００３】
ブローオフ弁は、たいてい、電磁式に操作される。この場合、弁の弁閉鎖体は、アーマチュアを介して、電磁力により動かされる。そのような装置の一例が、独国特許出願公開第１００２００４１号明細書に記述されている。制御は、適宜設けられた機関データの制御ユニットを介して行われる。弁は、弁閉鎖体に圧力補償開口を有し、これにより、有効面積を適宜設計して、空気力に関する力のバランスが形成される。この弁では、閉鎖体が、直接にアーマチュアと結合されており、弁の内部は、ダイヤフラムを介して、外部領域から分離されている。アーマチュアおよび弁閉鎖体に孔が形成されており、孔を介して、ターボチャージャの吐出側と弁の内部との間の圧力補償が形成される。
【０００４】
これに続く世代のブローオフ弁では、通常は、ダイヤフラムが省かれるので、略円筒形の調整体が使用される。調整体は、アーマチュアとジンバル式に結合されており、調整体は、半径方向外側の領域で、ダイヤフラムを介する代わりにシールリングを介してシールされている。そのようなブローオフ弁は、たとえば独国特許出願公開第１０２０１００２６１２１号明細書に基づき公知である。略円筒形の調整体は、アーマチュアへ向いた側の端部で、狭窄部を有し、狭窄部の背部側で、スライドスリーブの拡張部が係合し、スライドスリーブは、アーマチュアと結合されており、したがって、アーマチュアは、スライドスリーブおよび調整体とともに、弁座から上昇させられる、または弁座に降下させられる。
【０００５】
国際公開第２０１４／１０２１３３号または独国特許第１０２００４０４４４３９号明細書などの他の刊行物では、アーマチュアに直接に、これに続く拡張部を有する狭窄部が形成されているので、調整体は、挿入後、拡張部を介して狭窄部に係合し、そうして形状結合で取り付けられる。そのために、調整体に、半径方向内方を向いたばね弾性的な要素が設けられている。これに応じて、調整体は、通常は、プラスチック部品として製作されるが、調整体は、それ自体の耐熱性に関して制限されたものとなっている。
【０００６】
これらの調整体の、弁座へ向いた側の端部は、調整体自体の円筒形の外周面の軸方向の端部から成る。これに対応して、この構成は、様々な圧力を生成するターボチャージャに対して、その都度、直径がシールされるべき横断面に適合された、調整体の新たな形状を設計しなければならない、という欠点を有する。さらに多くの場合、このような構成は、使用されるべきプラスチック材料に基づき、高まる運転温度に適していない。音が大きすぎる開閉運動による問題も生じる。特に、シール性を伴う問題が生じ得る。
【０００７】
したがって、できるだけ低騒音で開閉し、低コストで製作可能であり、耐熱性を有し、かつ高度なシール性を有する、ブローオフ弁に用いられる調整機構を提供するという課題が課される。さらに、シールされるべき様々な横断面にできるだけ適合することにより製造コストが削減されるべきである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴を有する調整機構により解決される。
【０００９】
調整体が、周方向で閉じられた外周面を有する第１の中空体を有し、外周面の第１の軸方向の端部から半径方向内方へ、環状のプレートが延在しており、調整体は、第２の中空体を有し、第２の中空体は、半径方向外側の環状のプレートを有し、環状のプレートは、軸方向で第１の中空体の環状のプレートに、全周にわたって密に取り付けられており、第２の中空体の環状のプレートの半径方向内側の領域から、外周面が、第１の中空体の内側で操作部材へ向けて延在していることにより、調整体を容易に遮断横断面に関して適合させることができる、ということが達成される。個々の部材の簡単な形状付与により、調整機構は、簡単で低コストで製作可能であり、金属薄板などの耐熱性材料を選択することができる。構成要素の間のシール性も同様に保証することができる。
【００１０】
好適には、第１の中空体の外周面は、円筒形に形成されている。そのような形状は、特に容易に製作可能であり、往復運動行程全体にわたって外周にシールが保証される。
【００１１】
これに対する択一的な態様では、第１の中空体の外周面は、操作部材へ向けて円錐形に拡張するように形成されている。このようにして、弁の閉じられた状態で密な閉鎖が保証される一方、往復運動時に周辺のシールにおける摩耗が最小限に抑えられる。
【００１２】
第２の中空体の外周面に、好適には、少なくとも１つの開口が形成されており、開口を介して、簡単に、調整機構の底側と弁の内室との間の圧力補償を形成することができる。
【００１３】
好適な態様では、調整体は、操作部材と固く結合されている。結合は、直接にまたは介在された構成要素を介して行ってもよい。いずれの場合でも、通常はアーマチュアとして構成される操作部材と調整体との直接の動きの連結が保証される。
【００１４】
好適には、操作部材に結合要素が取り付けられており、結合要素は、第２の中空体の内側へ延在していて、それ自体の、操作部材から離間する方向を向いた端部に、半径方向の拡張部を有し、第２の中空体は、拡張部に対応する半径方向の狭窄部を有し、半径方向の狭窄部は、軸方向で操作部材と結合要素の半径方向の拡張部との間に配置されており、結合要素の半径方向の拡張部の外周は、第２の中空体の半径方向の狭窄部の内周よりも大きい。これにより、簡単に、操作要素に調整体が取り付けられ、これにより、取付け時に構成要素のうちの１つの変形も要求されずに、操作部材に対して相対的な調整体の傾倒が可能になる。
【００１５】
これに対する本発明のさらに別の態様では、結合要素は、操作部材における中央の凹部に取り付けられており、凹部の直径は、凹部に突出する領域における結合要素の外径に一致する。そうすると、結合要素は、同時に、操作部材に対する調整体のセンタリング作用を成す。これにより、調整機構の組立てが容易になる。
【００１６】
好適には、結合要素と第２の中空体との間にエラストマが配置されており、これにより、結合要素と調整体との間の減衰された動きが可能になる。そうすると調整体のわずかな傾倒が可能となる一方で、動く時の騒音減衰も得られる。
【００１７】
そのために、さらに別の実施の態様では、エラストマは、操作部材から結合要素の半径方向の拡張部にまで延在していて、軸方向で結合要素の半径方向の拡張部と第２の中空体の半径方向の狭窄部との間に位置する室を塞ぐ。これに対応して、エラストマは、軸方向でも半径方向でも減衰作用を及ぼし、所望の場合、軸方向で取付け要素と第２の中空体との間の室をシールすることができる。さらに、エラストマは、エラストマ自体が完全にまたは部分的に周にわたって均等にまたは不均等に分配された軸方向の結合部を有し、結合部は、閉鎖体の手前で圧力室と内室との間の圧力補償を提供するように、構成されてもよい。
【００１８】
弁に調整機構の圧力補償性を形成するために、第２の中空体の半径方向の狭窄部と第２の中空体の環状のプレートとの間の領域で、第２の中空体に、周にわたって分配された複数の開口が形成されている。開口は、たとえば打抜きにより簡単に製作することができ、急激に変化する圧力が生じるときに素早い圧力補償にとって十分な通流横断面を提供する。
【００１９】
第２の中空体の環状のプレートの、操作部材から離間する側に、好適には、シールリングが取り付けられており、シールリングの直径は、第１の中空体の最大直径に一致する。これにより、一方では、弁座に着座した状態で密な閉鎖が生じ、他方では、調整機構の、軸方向でこれとは反対の側に、同一の力の作用面が生じるので、わずかな調整力しか必要とせず、これにより極めて短い操作時間を保証する力のバランスが生じる。
【００２０】
好適には、半径方向で両方の中空体の間にばねが配置されており、ばねは、第１の中空体の、半径方向内方へ延在するプレートに軸方向に予荷重を掛けた状態で載置されている。これにより、通路を閉鎖する位置への調整機構の戻し運動が保証される。この場合、ばねを特に容易に取り付けることができる。
【００２１】
本発明の好適な態様では、両方の中空体および結合要素は、深絞り加工部品として金属薄板から製作されている。これに対応して、閉鎖機構は、極めて低コストで製作することができ、この場合、結果として同時に高い強度、耐腐食性および耐熱性が生じる。
【００２２】
好適には、両方の中空体は相互に、かつ／または結合要素は操作部材に、溶接、接着、縁曲げまたは圧着により取り付けられている。これらの結合技術は、同様に低コストで実施することができ、結合部の長期耐久性を保証する。
【００２３】
したがって、高い耐久性とシール性とを保証し、低コストで製作することができる、ブローオフ弁に用いられる調整機構が提供される。さらに、形状を変更する必要がなく、別の横断面への適合が簡単に可能である。この閉鎖機構は、低騒音で切り替えることができ、耐熱性を有する。
【００２４】
本発明に係る閉鎖機構を備えるブローオフ弁の１つの実施の態様を図示し、以下に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る調整機構を備えるブローオフ弁の側面断面図を示す。
【図２】本発明に係る調整機構の側面断面図を示す。
【００２６】
図１に示されたブローオフ弁は、電磁式のアクチュエータ１０から成り、アクチュエータ１０のハウジング１２内に、コイル１４がコイル支持体１６に配置されている。コイル支持体１６の半径方向内側の領域に、磁化可能なコア１８が取り付けられており、コア１８の軸方向の端部は、コイル支持体１６を越えて突出しており、この場合、コア１８は、その軸方向の端部で、帰磁金属薄板２０により包囲されており、帰磁金属薄板２０は、コイルを包囲するヨーク２２と結合されている。コイル支持体１６の、コア１８とは反対の側の端部に、別の帰磁金属薄板２４が位置する。別の帰磁金属薄板２４は、半径方向外側の領域でヨーク２２と接触されていて、内側の軸方向の延在区分２６を有する。延在区分２６は、コイル支持体１６内へ延在している。この区分２６の半径方向内側に、ガイドスリーブ２８が配置されており、ガイドスリーブ２８は、コア１８の中央の凹部３０にまで延在しており、凹部３０に、操作部材３２として作用するアーマチュアが支持されるようになっている。コイル１４は、コネクタ３６に通じる線路３４を介して、給電される。
【００２７】
このようにしてコイル１４に十分に大きな電流が流れると直ちに、磁界が生成され、磁界より、操作部材がコア１８へ向けて変位される。
【００２８】
したがって、操作部材３２は、調整機構３８の第１の構成要素として用いられ、調整機構３８は、追加的に、操作部材３２に取り付けられた調整体４０を有し、調整体４０により、図示されていない流れハウジングの入口と出口との間の通流横断面を解放するまたは遮断することができる。解放または遮断は、調整体４０が、通流横断面を囲繞する弁座に降下されるまたは弁座から上昇されることにより行われる。
【００２９】
本発明によれば、調整体４０は、第１の中空体４２と、第１の中空体４２の半径方向内側に配置された第２の中空体４４とから成る。第１の中空体４２は、周方向で閉じられた円筒形の外周面４６を有する。外周面４６の、操作部材３２から離間する側の端部に、環状のプレート４８が形成されている。環状のプレート４８は、半径方向内方へ延在している。プレート４８に、追加的に、環状の、アクチュエータ１０から離間する方向を向いた湾曲部５０が加圧成形されている。第１の中空体４２の、これとは反対の側の軸方向の端部５２は、完全に外方へ曲げ返されており、これにより、アクチュエータ１０に向いた側で鋭いエッジが回避される。この中空体４２は、深絞り加工により金属薄板から製作されている。
【００３０】
第２の中空体４４は、同様に深絞り加工により金属薄板から製作されていて、半径方向外側の環状のプレート５４を有し、その内周から、外周面５６が、第１の中空体４２の内側の領域へ延在している。第１の中空体４２の環状のプレート４８は、軸方向でアクチュエータ１０と第２の中空体の環状のプレート５４との間に配置されていて、それ自体の湾曲部５０で、環状のプレート５４に載置され、そこでこの環状のプレート５４と全周にわたって溶接されている。第２の中空体の環状のプレート５４の半径方向外側の領域に、シールリング５８が一体的に射出成形されており、弁座に着座するためのその有効直径は、第１の中空体４２の円筒形の外周面４６の直径に一致する。第２の中空体の外周面５６は、第１の区分６０において円錐形に先細りに延在しており、第１の区分６０に、円筒形の区分６２が軸方向で続いており、第２の区分６２には、１０個の半径方向の孔が形成されており、半径方向の孔は、圧力補償のための開口６４として用いられる。その円筒形の区分６２に、半径方向の狭窄部６６が続いており、その内径から、別の円筒形の区分６８が操作部材３２へ向けて延在している。これに対応して、別の円筒形の区分６８は、第１の円筒形の区分６２よりも小さな直径を有する。その軸方向の端部で、円筒形の区分６８は、わずかに内方へ曲げられている。
【００３１】
円筒形の区分６８および狭窄部６６の半径方向内側の部分の周りにエラストマ７０が射出成形されており、エラストマ７０は、操作部材へ向けて、円筒形の区分６８を越えて突出していて、操作部材３２に当接する。
【００３２】
調整体４０を操作部材に取り付けるために、結合要素７２が使用される。結合要素７２は、同様に深絞り加工により製作される。結合要素７２は、略ポット状に形成されており、この場合、底部７４は、操作部材３２の軸方向端部における中央の円形の凹部７６に配置されていて、その位置で溶接により取り付けられている。底部７４に続く円筒形の区分７８は、第２の中空体４４に設けられたエラストマ７０の、操作部材３２から離間する側の端部にまで延在していて、エラストマ７０の内径よりも小さな外径を有する。この円筒形の区分７８において、底部とは反対の側に、環状の半径方向の拡張部８０が続いており、半径方向の拡張部８０は、半径方向でほぼ、エラストマ７０の、半径方向外方を向いた端部にまで延在しており、したがって、その外径は、第２の中空体４４の狭窄部６６の内径よりも大きい。調整機構３８の組立てに際して生じる室８２は、軸方向で第２の中空体４４の狭窄部６６と結合要素７２の拡張部８０との間に生じ、これに対応して、エラストマ７０により塞がれており、エラストマ７０は、操作部材３２に結合要素７２を溶接するときにわずかに圧縮される。
【００３３】
ハウジング１２内に、弁の操作時に調整体が入り込むことができる室８４が形成されている。この室８４は、半径方向でハウジング壁８６により画定され、ハウジング壁８６の、アクチュエータ１０とは反対の側の端部に、環状のプレート８８が形成されており、環状のプレート８８の内径は、第１の中空体４２の外径よりもわずかに大きい。このプレートに、２つの脚部を有するＶ字形のシール９０が載置されており、２つの脚部のうちの第１の脚部は、第１の中空体４２の、周にわたって閉じられた外周面４６に当接し、第２の脚部は、半径方向に画定するハウジング壁８６に当接するので、室８４は、弁の閉じられた状態で、専ら開口６４を介して、その下に位置する通路と接続されている。操作部材３２とコア１８との間の中央の凹部３０にも相応の圧力を供給して、そうして圧力を補償する弁を提供するために、操作部材３２の外周に１つまたは複数の溝が配置されている。さらに、コイル１４の非通電時に調整体４０が弁座に載置されている状態にセットされることを保証するために、第１の中空体４２の内側にコイルばね９４が配置されており、コイルばね９４は、第１の中空体４２のプレート４８に対して緊締されて載置されていて、その反対の側の軸方向端部は、アクチュエータ１０のハウジング１２に当接する。
【００３４】
したがって、本発明に係る調整機構３８が動く時、調整体４０が操作部材３２に対してわずかに傾倒することが可能であり、これにより、確実な閉鎖を形成することができる。それにもかかわらず全ての動きはエラストマ７０により減衰されたまま保持され、これにより、切替え時の騒音が回避される。調整体は、簡単で長期的に操作部材と結合可能である。さらに、調整体は、金属薄板の深絞り加工により低コストで製作可能であり、かつ高度な耐熱性を有する。システム全体は、高いシール性において優れており、これにより、素早い開閉時間が得られる。
【００３５】
本発明が記述の実施の態様に限定されないことは明らかである。本発明に係る調整機構は、別のアクチュエータにも適しているので、操作部材は、必ずしも電磁石のアーマチュアである必要はない。そのような調整機構は、他の液体または気体を案内する通路の通流横断面を調整するために使用してもよい。調整体の形状は、同様に独立請求項の権利範囲内で変更可能である。
【図１】
0006407418.tif 000002
【図２】
0006407418.tif 000003