(57)【要約】  本装置は、排ガス再循環バルブ（１）用のシールシステム（８）であって、排ガス再循環バルブ（１）は、ハウジング（２）と、ハウジング（２）内に配置されたバルブステム（３）とを有しており、シールシステム（８）は、排ガスがバルブボディ内部に進入するのを阻止するために、ハウジング（２）とバルブステム（３）との間に配置されている、シールシステム（８）において、シールシステム（８）が少なくとも２つのシールアッセンブリ（８１，８２）を有していることを特徴とする、シールシステム（８）に関する。本装置はさらに、シールシステム（８）を有する排ガス再循環バルブ（１）に関する。シールシステム（８）は、排ガスがバルブボディ内部に漏れ入ることを効果的に阻止することができ、かつ炭素堆積物がバルブステムに付着すること、又はさらにはバルブボディ内部に進入することを効果的に阻止することができ、これにより排ガス再循環バルブの寿命と信頼性を向上させる。
2018503026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス再循環バルブ（１）用のシールシステム（８）であって、前記排ガス再循環バルブ（１）は、ハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に配置されたバルブステム（３）とを有しており、前記シールシステム（８）は、排ガスがバルブボディ内部に進入するのを阻止するために、前記ハウジング（２）と前記バルブステム（３）との間に配置されている、シールシステム（８）において、
前記シールシステム（８）は少なくとも２つのシールアッセンブリ（８１，８２）を有していることを特徴とする、シールシステム（８）。
【請求項２】
前記シールシステム（８）は、上方シールアッセンブリ（８１）と下方シールアッセンブリ（８２）とを有している、請求項１記載のシールシステム（８）。
【請求項３】
前記上方シールアッセンブリ（８１）と前記下方シールアッセンブリ（８２）との間の領域に進入する排ガスを放出するために、前記ハウジング（２）には前記上方シールアッセンブリ（８１）と前記下方シールアッセンブリ（８２）との間に通気孔（１１）が配置されている、請求項２記載のシールシステム（８）。
【請求項４】
前記通気孔（１１）は、前記上方シールアッセンブリ（８１）のすぐ下方に隣接して配置されている、請求項３記載のシールシステム（８）。
【請求項５】
前記下方シールアッセンブリ（８２）は、前記上方シールアッセンブリ（８１）よりも高い圧縮性を有している、請求項４記載のシールシステム（８）。
【請求項６】
前記シールアッセンブリ（８１，８２）は、支持リング（８１０）と、該支持リング（８１０）の外面のまわりにしっかりと嵌め込まれたＯリング（８１１）とから形成されており、前記支持リング（８１０）は、ポリテトラフルオロエチレン材料から成り、前記Ｏリングは柔軟である、請求項１から５までのいずれか１項記載のシールシステム（８）。
【請求項７】
前記排ガス再循環バルブ（１）はさらに、前記バルブステム（３）の上下運動中に前記バルブステム（３）をガイドするための、前記バルブステム（３）のまわりに配置されたブシュ（４）を有しており、前記上方シールアッセンブリ（８１）は、前記ブシュ（４）の上端部に配置され、上方のスペーサ（９）によって固定状態に維持されており、前記下方シールアッセンブリ（８２）は、前記ブシュ（４）の下端部に配置され、下方のスペーサ（１０）によって固定状態に維持されている、請求項６記載のシールシステム（８）。
【請求項８】
前記シールシステム（８）はさらに、前記シールアッセンブリの下方に配置された、前記ハウジング（２）に圧入されたカーボンスクレーパを有している、請求項１記載のシールシステム（８）。
【請求項９】
前記カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、該垂直円筒部は、上方円筒部（７１２）と下方円筒部（７１３）とを有しており、前記下方円筒部（７１３）の直径は、前記上方円筒部（７１２）の直径よりも僅かに小さい、請求項８記載のシールシステム（８）。
【請求項１０】
前記カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、該垂直円筒部はその下端部に、減径された内径（７１３’）を有する部分を有している、請求項８記載のシールシステム（８）。
【請求項１１】
前記カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、該垂直円筒部は逆円錐形状を有している、請求項８記載のシールシステム（８）。
【請求項１２】
前記カーボンスクレーパは、該カーボンスクレーパに入る排ガスの逆流を発生させるために、前記垂直円筒部の上方に直径増大部（７１１’）も有している、請求項９から１１までのいずれか１項記載のシールシステム（８）。
【請求項１３】
ハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に配置されたバルブステム（３）とを有している、排ガス再循環バルブ（１）であって、前記排ガス再循環バルブ（１）はさらに、前記ハウジング（２）と前記バルブステム（３）との間に配置された、請求項１から１２までのいずれか１項記載のシールシステム（８）を有していることを特徴とする、排ガス再循環バルブ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本装置は、シールシステムに関し、特に排ガス再循環バルブ用のシールシステムに関する。本装置はさらに、シールシステムを有する排ガス再循環バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの運転中に、ＮＯｘ排出を低減するために、排ガスの一部が吸気管に導かれ、燃焼するためにエンジンのシリンダに入る前の新鮮な空気又は霧化された混合気と混合される。このことは排ガス再循環として公知である。しかしながら、再循環に多過ぎる排ガスが含まれていると、エンジンの性能が影響を受ける。従って、エンジンの性能を低下させることなく、車両によって放出される汚染物質の含有量を低下させるように、排ガス再循環の割合を制御すべきである。
【０００３】
通常、排ガス再循環率を調整するために、排ガス再循環バルブが使用される。特に、排ガス再循環率を調整するために、エンジンの運転状態に応じて、排ガス再循環バルブの開放度が制御される。例えば、エンジンがアイドリング状態又は全負荷状態にある場合は、排ガス再循環バルブは閉鎖され、エンジンが部分負荷状態にある場合は、排ガス再循環バルブは開放される。
【０００４】
排ガス再循環バルブは通常、排ガス及び炭素堆積物がバルブボディ内部に入るのを阻止するために、シールシステムを有している。バルブボディ内部への排ガスの侵入は、内部のバルブ部材の腐食を引き起こし、これにより排ガス再循環バルブの寿命を短くする。バルブステム上に炭素堆積物が蓄積すると、バルブステムの動きに対する抵抗力が高まり、又はバルブの膠着さえ引き起こすことがある。
【０００５】
既存の排ガス再循環バルブシールシステムは、通常、１セットのシールエレメントしか有していないが、これでは、排ガス漏れを完全に阻止することはできそうにない。さらには、炭素堆積物が、バルブステムに付着し又はバルブボディ内部に進入することも考えられ、結果として、バルブの寿命は減少し、バルブの信頼性を保証することができなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本装置により解決すべき技術的課題は、排ガスがバルブボディ内部に漏れ入ることを効果的に阻止することができ、かつ炭素堆積物がバルブステムに付着することを、又はさらにはバルブボディ内部に進入することを効果的に阻止することのできるシールシステムを提供し、これにより排ガス再循環バルブの寿命と信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本装置は、排ガス再循環バルブ用のシールシステムであって、排ガス再循環バルブは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたバルブステムとを有しており、シールシステムは、排ガスがバルブボディ内部内に進入するのを阻止するために、ハウジングとバルブステムとの間に配置されており、シールシステムは少なくとも２つのシールアッセンブリを有していることを特徴とする、シールシステムを提供する。
【０００８】
好適には、このシールシステムは、２つのシールアッセンブリ、即ち、上方シールアッセンブリと下方シールアッセンブリとを有している。
【０００９】
有利には、上方シールアッセンブリと下方シールアッセンブリとの間の領域に進入する排ガスを放出するために、ハウジングには上方シールアッセンブリと下方シールアッセンブリとの間に通気孔が設けられていてよい。構成要素の使用期間が経つにつれ、極めて少量の排ガスが、下方シールアッセンブリを通って上方シールアッセンブリと下方シールアッセンブリとの間の空間内へと漏れる可能性がある。通気孔を設けることにより、加圧された排ガスにより上方シールアッセンブリに加えられる衝撃を減じることができ、これにより、シール作用を確実にする助けとなる。
【００１０】
有利には、通気孔は、上方シールアッセンブリのすぐ下方に隣接して配置されている。
【００１１】
下方シールアッセンブリは上方シールアッセンブリよりも、排ガスが進入する端部に近く、従ってより高い圧力にさらされるので、有利には、下方シールアッセンブリは、上方シールアッセンブリよりも高い圧縮性を有するように設定されていてよい。
【００１２】
有利には、シールアッセンブリは、支持リングと、この支持リングの外面のまわりにしっかりと嵌め込まれたＯリングとから形成されていてよく、支持リングは、ポリテトラフルオロエチレン材料から形成されてよく、Ｏリングは柔軟であってよい。排ガスと炭素堆積物とが支持リングとバルブステムとの間を通過してバルブボディ内部に入ることを阻止するために支持リングがバルブステムに密にしっかりと嵌め込まれている場合に、支持リングは、ポリテトラフルオロエチレン材料の潤滑特性により、バルブステムが自由に上下運動するのも可能にする。柔軟なＯリングは、Ｏリング自体とハウジングの内壁との間の密な嵌め込みを可能にし、これにより、排ガスと炭素堆積物が、Ｏリングとハウジングとの間を通ってバルブボディ内部へと進入するのを阻止している。
【００１３】
有利には、排ガス再循環バルブはさらに、バルブステムの上下運動中にバルブステムをガイドするための、バルブステムのまわりに配置されたブシュを有していてよく、上方シールアッセンブリは、このブシュの上端部に配置され、上方のスペーサによって固定状態に維持されており、下方シールアッセンブリは、このブシュの下端部に配置され、下方のスペーサによって固定状態に維持されている。
【００１４】
有利には、シールシステムはさらに、シールアッセンブリの下方に配置された、ハウジングに圧入されたカーボンスクレーパを有していてよい。
【００１５】
本実用新案の１つの実施形態によれば、カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、垂直円筒部は、上方円筒部と下方円筒部とを有しており、ハウジング内への圧入を容易にし、より効果的に炭素堆積物を掻き取るために、下方円筒部の直径は、上方円筒部の直径よりも僅かに小さい。
【００１６】
代替的に、カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、垂直円筒部はその下端部に、内径が小さくされた部分を有している。同様に、減径された内径を有する部分は、同じくハウジング内への圧入を容易にし、より効果的に炭素堆積物を掻き取る機能を提供することができる。
【００１７】
代替的に、カーボンスクレーパは垂直円筒部を有しており、垂直円筒部は逆円錐形状を有している。同様に、逆円錐形状を有する垂直円筒部は、同じくハウジング内への圧入を容易にし、より効果的に炭素堆積物を掻き取る機能を提供することができる。
【００１８】
好適には、カーボンスクレーパは、カーボンスクレーパに入る排ガスの逆流を発生させるために、垂直円筒部の上方に直径増大部も有していてよい。
【００１９】
本装置はさらに、ハウジングと、ハウジング内に配置されるバルブステムとを有している、排ガス再循環バルブであって、ハウジングとバルブステムとの間に配置された、上記記載のシールシステムをさらに有していることを特徴とする、排ガス再循環バルブに関する。
【００２０】
本装置を、添付の図面を参照して非限定的な例を用いて以下に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実用新案による排ガス再循環バルブの主要部を示す図であり、本実用新案によるシールシステムを示すためにこの図は部分的に切り欠かれて示されている。
【図２】排ガスの流路を示す、本実用新案による排ガス再循環バルブの部分斜視図である。
【図３】本実用新案によるシールシステムの概略的な縦断面図である。
【図４】本実用新案によるシールシステムのシールアッセンブリを示す主要図である。
【図５】本実用新案によるシールシステムのシールアッセンブリを示す斜視図である。
【図６】本実用新案による排ガス再循環バルブ用のカーボンスクレーパの実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本実用新案による排ガス再循環バルブ用のカーボンスクレーパの実施形態を示す斜視図である。
【図８】本実用新案による排ガス再循環バルブ用のカーボンスクレーパの別の実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本実用新案による排ガス再循環バルブ用のカーボンスクレーパの別の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本装置の実施形態によるシールシステムと、このシールシステムを有する排ガス再循環バルブを、添付の図面に基づき以下に説明する。以下の説明では、当業者が本実用新案をより包括的に理解できるように、多くの具体的な詳細が解説されている。しかしながら、本装置の実施のために、これらの具体的な詳細のうちいくつかを省いてもよいことは当業者には明らかである。さらに、本装置はここに記載された具体的な実施形態に限定されないことを理解すべきである。逆に、異なる実施形態に関するものであるか否かに関わらず、本実用新案を実施するために、以下の特徴及び主要要素の任意の組み合わせを使用することを考慮してよい。従って、以下の態様、特徴、実施形態及び利点は単なる例示目的であり、請求の範囲に明確に規定されていない限り、請求の範囲の主要要素又は限定とみなすべきではない。
【００２３】
シールシステムの構造及び機能を、排ガス再循環バルブの特定の実施形態を参照して以下に詳細に記載する。
【００２４】
図１に示すように、排ガス再循環バルブ１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置されたバルブステム３とを有している。排ガス再循環バルブ１はさらに、バルブステム３が上下運動する間にバルブステム３をガイドするために、バルブステム３のまわりに配置されたブシュ４を有している。バルブヘッド５はバルブステム３の底部端部に位置している。駆動手段（図示せず）の作動により、バルブステム３がバルブヘッド５をバルブシート６から離すと、排ガスは、バルブヘッド５とバルブシート６との間の隙間を通って、ハウジング２によって取り囲まれた空間Ｖに進入し、次いで（図２に矢印Ａで示すように）ハウジング２上の開口２１を通ってエンジンの吸気マニホルドに入り、排ガス再循環を実現する。
【００２５】
この過程中に、図２に矢印Ｂで示すように、少量の排ガスが、カーボンスクレーパ７とバルブステム３との間の隙間に進入する。次いで、排ガスがバルブボディ内部に進入するのを阻止するために、図１及び図３に示すように、ハウジング２とバルブステム３との間に、シールシステム８が配置されている。シールシステム８は、上方シールアッセンブリ８１と下方シールアッセンブリ８２とを有している。上方シールアッセンブリ８１は、ブシュ４の上端部に配置されていて、上方のスペーサ９によって固定状態に維持されている。下方シールアッセンブリ８２は、ブシュ４の下端部に配置されていて、下方のスペーサ１０によって固定状態に維持されている。選択的に、より多数のシールアッセンブリが設けられてもよい。
【００２６】
図４及び図５に示すように、上方シールアッセンブリ８１と下方シールアッセンブリ８２とはそれぞれ、支持リング８１０と、この支持リング８１０の外面のまわりにしっかりと嵌め込まれたＯリング８１１とから形成されている。支持リング８１０は、バルブステム３に密にかつ堅固に嵌め込まれているので、排ガスと炭素堆積物が、支持リング８１０とバルブステム３との間を通ってバルブボディ内部へと進入するのを効果的に阻止することができる。支持リング８１０は、ポリテトラフルオロエチレン材料から形成される。ポリテトラフルオロエチレン材料の潤滑特性により、支持リング８１０はバルブステム３が自由に上下運動するのを可能にする。Ｏリング８１１は柔軟であって、例えば、市場で一般的に目にするようなゴムのＯリングである。Ｏリング８１１は、ハウジング２の内壁に密に嵌め込まれているので、排ガスと炭素堆積物が、Ｏリング８１１とハウジング２との間を通ってバルブボディ内部へと進入するのを効果的に阻止している。
【００２７】
有利には、図３に示すように、ハウジング２には上方シールアッセンブリ８１と下方シールアッセンブリ８２との間に通気孔１１が設けられていてもよく、これにより、下方シールアッセンブリ８２から漏れ入る恐れのある排ガスを放出することができる。好適には、通気孔１１は、上方シールアッセンブリ８１のすぐ下方に隣接して配置されている。
【００２８】
好適には、図１及び図３に示すように、バルブステム３が上下運動する間に、バルブステム３に付着する恐れのある炭素堆積物を掻き取るために、下方シールアッセンブリ８２の下方にカーボンスクレーパ７を配置することができ、これにより、バルブステム３の運動に対する過剰な抵抗又はバルブステム３の膠着を阻止している。炭素堆積物を効果的に掻き取る機能を提供するために、カーボンスクレーパ７の内壁は、できるだけバルブステム３の近くに配置されるべきであるが、バルブステム３の自由運動を妨害すべきではない。
【００２９】
図６及び図７には、本実用新案の実施形態によるカーボンスクレーパ７が示されている。このカーボンスクレーパ７は、垂直円筒部を有している。垂直円筒部は、上方円筒部７１２と下方円筒部７１３とを有している。ハウジング２内への圧入を容易にするため、かつ炭素堆積物をより効率的に掻き取るために、下方円筒部７１３の直径は、上方円筒部７１２の直径よりも僅かに小さくなっている。有利には、カーボンスクレーパ７は、上方のフランジ７１１を有していてもよい。図３に示すように、カーボンスクレーパ７は、上方のフランジ７１１と上方円筒部７１２とによって、ハウジング２に圧入されている。選択的に、カーボンスクレーパ７の垂直円筒部は、逆円錐形状を有していてもよく、これにより、ハウジング２内への圧入を容易にし、かつより効果的に炭素堆積物を掻き取る機能が提供される。
【００３０】
図８及び図９には、本実用新案の別の実施形態によるカーボンスクレーパ７’が示されている。カーボンスクレーパ７’は垂直円筒部を有しており、この垂直円筒部はその下端部に、バルブステム３に付着している可能性のある炭素堆積物を掻き取るための、減径した内径７１３’を有する部分を有している。有利には、カーボンスクレーパ７’には、垂直円筒部の上方に直径増大部７１１’が設けられており、これにより、バルブステム３に対してキャビティが形成される。これにより、カーボンスクレーパ７’に入る排ガスの逆流が可能になり、したがって、ガス流によりシールアッセンブリに加えられる圧力衝撃が減じられ、シールアッセンブリの性能損失が減じられ、シール作用が向上する。カーボンスクレーパの本実施形態の場合、明らかなことに、カーボンスクレーパに入る排ガスの逆流を可能にするために、直径増大部が垂直円筒部の上方に配置されてもよい。
【００３１】
図１及び図２に示すように、排ガスの再循環を可能にするために排ガス再循環バルブ１が開放される場合には、バルブヘッド５はバルブシート６を離れ、排ガスはバルブヘッド５とバルブシート６との間の隙間を通ってハウジング２によって取り囲まれた空間Ｖへと進入する。このときに、少量の排ガスが、カーボンスクレーパ７とバルブステム３との間の隙間を通ってハウジング２と下方シールアッセンブリ８２との間の空間へと入る。下方シールアッセンブリ８２のシール作用により、排ガスはバルブボディ内部には進入することができない。しかしながら、構成要素の使用期間が経つにつれ、極めて少量の排ガスが、上方シールアッセンブリ８１と下方シールアッセンブリ８２との間の空間内へと漏れる可能性がある。この極めて少量の排ガスは、通気孔１１を通ってシールシステム８から放出される。これにより、加圧された排ガスによって上方シールアッセンブリ８１に加えられる衝撃を減じることができる。上方シールアッセンブリ８１はさらに、バルブボディ内部に、例えばバルブ駆動装置に排ガスが進入することが阻止されることを確実にしている。本実用新案によれば、上方シールアッセンブリ８１と下方シールアッセンブリ８２との二重のシール作用により、排ガスがバルブボディ内部に進入することを確実に阻止することができる。
【００３２】
下方シールアッセンブリ８２は上方シールアッセンブリ８１よりも、排ガスが進入する端部に近く、従ってより高い圧力にさらされるので、下方シールアッセンブリ８２は、上方シールアッセンブリ８１よりも高い圧縮性を有するように設定されていてよい。
【００３３】
以上、本装置について好適な実施形態を用いて開示してきたが、本装置はこれらに限定されるものではない。本装置の精神および範囲から逸脱することなく当業者によってなされるすべての種類の変更および修正は、その保護の範囲に含まれるものとする。従って、本装置の保護範囲は、請求の範囲によって規定される範囲とみなされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018503026.tif 000009
【図８】
2018503026.tif 000010
【図９】
2018503026.tif 000011
【国際調査報告】
2018503026.tif 000012
2018503026.tif 000013
2018503026.tif 000014