CN101960133B - 排气气体再循环气门和排气气体再循环气门的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种排气气体再循环气门，其在将EGR气门(1)的气门轴(8)与驱动轴(11)对接且使由在内侧包括突出部(26a、26b、27a、27b)的开尾销构件(24、25)构成的开尾销(23)的突出部(26a、26b、27a、27b)与分别形成于两端部的外周面的槽部(21、22)卡合，经由弹簧座(30)将朝关闭阀芯(6、7)的方向施力的弹簧(28)的作用力施加至开尾销(23)，从而将开尾销(23)的突出部(26a、26b、27a、27b)推压到槽部(21、22)。

Description

排气气体再循环气门和排气气体再循环气门的制造方法

技术领域

本发明涉及一种设于发动机的排气气体的再循环通路上的排气气体再循环气门和排气气体再循环气门的制造方法。

背景技术

在车辆的发动机中，以降低排气气体中的N0_X等为目的而设有使排气气体在吸气侧再循环的排气气体再循环通路。在排气气体再循环通路中，设有打开、关闭通路的排气气体再循环气门(EGR气门)。这种EGR气门由气门部和气门部的驱动部(致动器部)构成，由于结构上、设计上等理由，气门部的气门轴和驱动气门轴的驱动部的驱动轴不是一体而是分体构成的。气门部中的阀的打开动作是通过使驱动部的驱动轴抵住并按压气门轴来进行的。阀的关闭动作是利用施加于阀上的弹簧的作用力来进行的。

在这种EGR气门中，若发动机排气气体所含的煤(沉淀物(日文：デイポジツト))等进入气门轴与轴承之间后固接，则存在气门轴仅用弹簧的作用力就无法回到阀关闭位置而固定在阀打开位置的情况。若气门轴与驱动轴一体化，则能用驱动部的输出来强制地使气门轴作开闭动作。这样的技术例如在专利文献1、专利文献2、专利文献3中公开。

专利文献1：日本专利特开平8-151963号公报

专利文献2：日本专利特开平9-32654号公报

专利文献3：日本专利特开平8-49785号公报

然而，专利文献1所记载的结构不是将气门轴与电动机轴完全结合，而专利文献2、专利文献3所记载的则是通过非常复杂的结构将气门轴与电动机轴结合。而且，至少有一方的外径无法做成比与气门轴的轴承间的滑动部分的外径(轴承的内径)大。

本发明基于这种技术状况，其目的在于简化结构，并且即使外径比对气门轴予以支承的轴承的内径大的部分位于以轴承为界的两侧，也能将气门轴与驱动轴一体化。

发明内容

本发明的排气气体再循环气门包括：驱动元件，该驱动元件具有作直线运动的驱动轴；气门轴，该气门轴具有相对于设于气门外壳中的阀座而进行打开、关闭动作的阀芯，且利用上述驱动轴的直线运动的力而在轴向上作直线运动；弹簧，该弹簧经由弹簧座而对上述气门轴和上述驱动轴朝阀关闭方向施力；以及轴承，该轴承对上述气门轴予以支承，其特征在于，设置有连结构件，该连结构件被上述弹簧经由上述弹簧座在径向上施力而将上述驱动轴的端部与上述气门轴的端部间连结。

根据本发明的EGR气门，由于是通过将弹簧的作用力经由弹簧座而朝半径方向内侧施加到连结构件来将气门轴与驱动轴连结，因此，能使结构非常简单。此外，即使有比对气门轴的直线运动予以支承的轴承的内径大的构件位于轴承的两侧，也能将驱动轴与气门轴一体化。而且，由于气门轴与驱动轴在轴向上成为一体，因此，即使阀芯、气门轴处于卡住状态，也能利用驱动元件的驱动力而将气门轴上提。由于连结构件不是采用压入、焊接等制造而成的，因此，组装性、量产性好，分拆、再组装也很容易。

附图说明

图1是本发明实施方式1的EGR气门的剖视图。

图2是本发明实施方式1的EGR气门中的气门轴与驱动轴的连结部的放大剖视图。

图3是图2中的气门轴与驱动轴间的连结部的进一步放大图。

图4是开尾销(cotter)的俯视图。

图5是开尾销(cotter)的侧视图。

图6-1的(A)至(B)是利用开尾销进行气门轴与驱动轴间的组装工序的说明图。

图6-2的(C)至(D)是利用开尾销进行气门轴与驱动轴间的组装工序的说明图。

图6-3的(E)至(F)是利用开尾销进行气门轴与驱动轴间的组装工序的说明图。

图7是表示设定阀打开位置时的开尾销与插塞的抵接状态的剖视图。

图8是本发明的EGR气门的实施方式2的局部剖视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

实施方式1

以下，参照附图对本发明实施方式1进行详细说明。实施方式1是将本发明适用于具有两对气门芯(阀芯：valve body)和气门座(阀座：valveseat)的双气门的EGR气门。图1是EGR气门的剖视图，图2是其气门轴与驱动轴的连结部分的放大图，图3是其进一步的放大图。当然，本发明同样也能适用于具有一对气门芯与气门座的单气门。

EGR气门1的气门外壳2上形成有供排气气体经过的排气气体通路3，与上述排气气体通路3相连地形成有入口通路3a，与排气气体通路3的上下(在图1所示状态下为上下方向)两侧相连地形成有出口通路3b、3c。在排气气体通路3与出口通路3b、3c之间的气门外壳2上形成有阀座4、5。以在这些阀座4、5上落座或脱离这些阀座4、5的形态设有阀芯6、7。阀芯6、7通过压入等方式被安装于气门轴8上。气门轴8被轴承9支承成可在轴向上滑动，该轴承9被组装在气门外壳2中比上侧的出口通路3b更上侧的位置上。

气门轴8的上端(后端)与设于气门外壳2上的驱动部、即致动器10的驱动轴11的前端相对。致动器10根据来自未图示的电子控制装置的指令控制而被驱动。在致动器10的上部设有阀位置读取传感器12。这种阀位置读取传感器12根据驱动轴11的位置来检测出阀芯6、7的开闭状态。

在气门轴8的上部周面上形成有环状的气门轴侧槽部21。这种气门轴侧槽部21的两壁为锥面21a、21b，气门轴侧槽部21的截面形状为梯形。在驱动轴11的下部周面上也形成有环状的驱动轴侧槽部22。这种驱动轴侧槽部22的两壁也为锥面22a、22b，驱动轴侧槽部22的截面形状也为梯形。通过使作为连结构件的开尾销23与这些气门轴侧槽部21、驱动轴侧槽部22卡合，从而将气门轴8与驱动轴11一体连结。

如图3～图5所示，开尾销23由两个开尾销构件24、25构成。开尾销构件24、25分别为半圆筒状，在其内侧面的上下形成有朝内径方向突出的突出部26a、26b和突出部27a、27b。突出部26a的上下两侧的壁为锥面26c、26d，突出部26b的上下两侧的壁为锥面26e、26f。同样，突出部27a的上下两侧的壁为锥面27c、27d，突出部27b的上下两侧的壁为锥面27e、27f。开尾销构件24、25的下侧的突出部26b、27b与气门轴8的槽部21卡合，开尾销24、25的上侧的突出部26a、27a与驱动轴11的槽部22卡合。开尾销23在上下的突出部26a、26b和突出部27a、27b与槽部21、22卡合的状态下，如图3所示，外周面成为从驱动轴11一侧至气门轴8缩小的锥面。上述开尾销23例如是通过烧结方法而成形。此外，开尾销23不限定于两个开尾销构件24、25，也可以是由三个以上开尾销构件构成。

在气门外壳2与气门轴8之间设有弹簧28。弹簧28的下端被气门外壳2上的弹簧承接部29支承。弹簧28的上端与弹簧座30抵接。

弹簧座30是由金属等弹性构件形成为凹状，最外部的上部为对弹簧28的上端予以承接的檐部31。在檐部31的内侧连有圆筒状的导向部32、环状板部33，在环状板部33的内侧形成有带锥形的筒状的开尾销按压部34。上述开尾销按压部34抵住开尾销23的锥状的外周面，并朝半径方向内侧按压成如同将开尾销构件24、25对接。通过将开尾销构件24、25朝半径方向内侧弹性地按压，从而使这些内侧突出部26a、26b、27a、27b被按压到气门轴8的槽部21和驱动轴11的槽部22，且使开尾销构件24、25的上侧的突出部26a、27a的锥面26d、27d与槽部22的锥面22b抵接，且下侧的突出部26b、27b的锥面26e、27e与槽部21的锥面21a抵接，从而将气门轴8与驱动轴11在轴向上一体连结。此时，气门轴8的上端面8a与驱动轴11的下端面11a抵接。

如图3所示，在将气门轴8与驱动轴11连结的状态下，在开尾销构件24、25的突出部26a、26b、27a、27b的顶面(图3所表示的梯形的顶面)与槽部21、22的底面之间、以及在开尾销构件24、25的突出部26a、26b之间的底面及突出部27a、27b之间的底面与这些槽部21、22之间的气门轴8和驱动轴11的端部的外周面之间形成缝隙41、42、43。因此，通过使弹簧座30的开尾销按压部34将开尾销构件24、25朝半径方向内侧按压，能使开尾销构件24、25的锥面26d、26e、27d、27e可靠地抵住槽部21、22的锥面21a、22b。此外，即使气门轴8、驱动轴11、开尾销构件24、25上相互接触的抵接面8a、11a、26d、26e、27d、27e、21a、22b稍许磨损，也能利用楔子效果来维持连结状态。

开尾销23的下端面23a从弹簧座30的开尾销按压部34的下端面34a的下方突出。另一方面，在轴承9的上侧设有可供开尾销23的下端面23a抵接的插塞44。

构成开尾销23的开尾销构件24、25的对接面(相对部)也可以是在上下方向笔直的，但为了防止排气气体中的煤等侵入，也可以是如图5所示的使对接面弯曲的所谓迷宫结构45。在图5所示的迷宫结构中，弯曲后的面45a对煤等予以捕获。作为迷宫结构，也可以是多个弯曲部。

图6表示在这种EGR气门中气门轴8与驱动轴11的连结步骤。

在已组装了轴承9、插塞44的气门外壳2上组装已安装了阀芯6、7的气门轴8。气门轴8的上端部贯穿轴承9、插塞44，且朝插塞44的上侧突出。此后，如图6-1(A)所示，安设弹簧28，接着安设弹簧座30。也就是说，弹簧28的下端置于气门外壳2的弹簧承接部29，在弹簧28的上端承载弹簧座30的檐部31。在这种状态下，如图6-1(A)所示，由于弹簧28处于伸长状态，因此，弹簧座30位于气门轴8的上方。

接着，如图6-1(B)所示，推压弹簧座30，直到其开尾销按压部34进入气门轴8的上部为止，在开尾销按压部34的内侧安设构成开尾销23的两个开尾销构件24、25。也就是说，开尾销构件24、25的下侧的突出部26b、27b与气门轴8的上部的槽部21嵌合。

接着，如图6-2(C)所示，将下压弹簧座30的力释放。弹簧座30被弹簧28的作用力推回。通过推回弹簧座30而使开尾销按压部34抵住开尾销构件24、25的外周面，并将开尾销构件24、25推到气门轴8一侧。通过朝内侧推压开尾销构件24、25，来确保开尾销构件24、25下侧的突出部26b、27b与气门轴8的上部的槽部21之间的卡合状态。

接着，如图6-2(D)所示，再次推压弹簧座30。通过推压弹簧座30，使开尾销构件24、25打开。

接着，如图6-3(E)所示，使驱动轴11下降，从而使气门轴8的上端面8a与驱动轴11的下端面11a抵接。

接着，如图6-3(F)所示，将下压弹簧28的力释放。弹簧座30被弹簧28的作用力推回。通过推回弹簧座30而使开尾销按压部34抵住开尾销构件24、25的外周面，并将开尾销构件24、25推到其半径方向内侧、即气门轴8一侧。通过朝内侧推动开尾销构件24、25，使开尾销构件24、25上侧的突出部26a、27a伸入驱动轴11的槽部22。也就是说，如图3所示，开尾销构件24、25的突出部26a、26b、27a、27b分别与槽部21、22卡合，并且气门轴8与驱动轴11处于在轴向上一体连结的状态。更详细而言，成为开尾销构件24、25的下侧的突出部26b、27b的锥面26e、27e抵住槽部21的锥面21a、上侧的突出部26a、27a的锥面26d、27d抵住槽部22的锥面22b的状态。

如上所述，在气门轴8与驱动轴11被开尾销23连结之后，如图7所示，驱动致动器10来伸长驱动轴11，从而使开尾销23的下端面23a与插塞44抵接。将该位置作为阀的全开位置的基准位置，并设定为阀位置读取传感器12的基准位置。由于在处于轴承9上侧的开尾销23侧不易黏附排气气体的煤等，因此，作为基准位置的设定较为理想。

在上述EGR气门1中，由于驱动轴11与气门轴8被开尾销23在轴向上一体连结，因此，通过利用致动器10的驱动使驱动轴11和气门轴8作直线运动而被推出，使阀芯6、7相对于阀座4、5移动并打开阀门。在关闭阀门时，是利用弹簧28使气门轴8、驱动轴11返回，但即使气门轴8等卡住，由于驱动轴11与气门轴8被开尾销23在轴向上一体连结，因此，能利用致动器10的驱动力使气门轴8可靠地返回，并可靠地关闭阀门。

根据本实施方式1的EGR气门，由于是通过对作为连结构件的开尾销23经过弹簧座30而施加弹簧28的作用力来将气门轴8与驱动轴11连结，因此，结构非常简单。作为连结构件的开尾销23的外径比气门轴8和驱动轴11的直径大，但由于是在将气门轴8贯穿轴承9之后安设，因此，即使夹着气门轴8上的轴承9而在两侧有比轴承9的内径大的构件，也能将气门轴8与驱动轴11一体化。此外，由于开尾销23与气门轴8及驱动轴11之间经由锥面而使开尾销23一侧的突出部26a、26b、27a、27b与气门轴8及驱动轴11的槽部21、22相互抵接，因此，利用楔子效果能减少松动，并能牢固定位，也不会产生松动。即使开尾销23的突出部26a、26b、27a、27b和气门轴8及驱动轴11的槽部21、22以及气门轴8、驱动轴11的抵接面8a、11a稍许磨损，连结状态也不会改变，从而还能实现寿命的延长。

此外，根据上述EGR气门，由于能使气门轴8与驱动轴11在轴向上形成一体，因此，即使气门轴8处于卡住状态，也能利用作为驱动元件的致动器10的驱动力来将气门轴8上提。由于作为连结构件的开尾销23不是采用压入、焊接等制造而成的，因此，组装性、量产性好，分拆、再组装也很容易。

而且，根据本实施方式1，由于将排气气体的不易黏附煤的部位、即开尾销23的下端面23a与气门外壳2侧的插塞44间的抵接位置作为阀打开位置的基准位置，因此，可易于准确地给出基准位置。此外，由于将构成开尾销23的两个开尾销构件24、25的对接面设为迷宫结构45，因此，能防止排气气体中所含的煤等的侵入。

在本实施方式1中，由于将开尾销23烧结成形，因而能精密地给出外周面、突出部26a、26b、27a、27b的锥面角度，因此，在用开尾销23连结时不会产生松动等。

而且，根据图6所示的利用开尾销23进行的气门轴8与驱动轴11的连结方法，能以非常简单的工序来制作上述全新结构的EGR气门。

实施方式2

图8表示实施方式2的EGR气门的气门轴与驱动轴间的连结部分。本实施方式是将驱动轴11的下端部制成球状部51，将与该球状部51抵接的气门轴8的上端制成凹状的曲面52。其他结构与实施方式1相同。

通过如上所述将气门轴8与驱动轴11间的抵接部制成曲面，能吸收气门轴8与驱动轴11的轴的偏差。因此，能吸收气门轴8与驱动轴11间的组装误差。另外，也可以将气门轴8的上端部制成球状部，将驱动轴11的下端制成曲面，其作用效果相同。

工业上的可利用性

如上所述，由于本发明的排气气体再循环气门设有被弹簧经由弹簧座在径向上施力而将驱动轴的端部与气门轴的端部连结的连结构件，因此，结构简单、且即使外径比对气门轴予以支承的轴承的内径大的部分位于以轴承为界的两侧，也能将气门轴与驱动轴一体化，因而适用于在发动机的排气气体的再循环通路中设置的排气气体再循环气门。

Claims (8)

1.一种排气气体再循环气门，其包括：

驱动元件；

驱动轴，该驱动轴被所述驱动元件驱动成直线运动；

气门轴，该气门轴具有相对于设于气门外壳中的阀座进行打开、关闭动作的阀芯，且利用所述驱动轴的直线运动的力而在轴向上作直线运动；

弹簧，该弹簧经由弹簧座而对所述气门轴和所述驱动轴朝阀关闭方向施力；以及

轴承，该轴承对所述气门轴予以支承，

其特征在于，

设置有连结构件，该连结构件被所述弹簧经由所述弹簧座在径向上施力而将所述驱动轴的端部与所述气门轴的端部连结。

2.如权利要求1所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述弹簧座具有锥形部，利用来自所述弹簧的作用力使所述锥形部与所述连结构件抵接，并且所述连结构件是由在轴向上被分割的多个构件构成且在所述连结构件的内径方向具有突出部，所述突出部与设于所述驱动轴上的槽部和设于所述气门轴上的槽部抵接，利用来自所述弹簧的作用力将所述驱动轴与所述气门轴连结。

3.如权利要求2所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述连结构件的突出部具有锥形部，所述锥形部与设于所述驱动轴的槽部的锥形部和设于所述气门轴的槽部的锥形部抵接。

4.如权利要求2所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述连结构件的多个构件的相对部具有迷宫形状。

5.如权利要求2所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述连结构件的靠近所述阀芯一侧的端部比所述弹簧座的靠近阀芯一侧的端部更朝所述阀芯一侧突出。

6.如权利要求2所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述连结构件是通过烧结成形的。

7.如权利要求1所述的排气气体再循环气门，其特征在于，所述驱动轴和所述气门轴中的至少一方的抵接部为曲面形状。

8.一种排气气体再循环气门的制造方法，制造具有如下特征的排气气体再循环气门，该排气气体再循环气门包括：

驱动元件；

驱动轴，该驱动轴被所述驱动元件驱动成直线运动；

气门轴，该气门轴具有相对于设于气门外壳中的阀座进行打开、关闭动作的阀芯，且利用所述驱动轴的直线运动的力而在轴向上作直线运动；

弹簧，该弹簧经由弹簧座而对所述气门轴和所述驱动轴朝阀关闭方向施力；以及

轴承，该轴承对所述气门轴予以支承，

所述排气气体再循环气门设置有连结构件，该连结构件被所述弹簧经由所述弹簧座在径向上施力而将所述驱动轴的端部与所述气门轴的端部连结，

其特征在于，所述制造方法具有：

在将所述弹簧座朝克服所述弹簧的作用力的方向推压的状态下使所述连结构件的突出部与所述气门轴的槽部抵接、并使所述气门轴与所述连结构件连结的工序；以及

在将所述弹簧座朝克服所述连结构件的作用力的方向推压的状态下使所述连结构件的突出部与所述驱动轴的槽部抵接、并通过解除所述弹簧座的推压从而使所述气门轴与所述连结构件连结的工序。

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