CN102840061B - Egr阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止设在EGR阀的阀杆上的密封构件的密封不良的EGR阀。唇形密封件（15）在壳体（2）与阀杆（6）之间与轴承（11）相邻设置。沉积物防护塞（16）在壳体（2）与阀杆之间与唇形密封件相邻设置。唇形密封件的一端（15a）与轴承的一端（11a）相邻配置，沉积物防护塞的一端（16a）与唇形密封件的另一端（15b）及唇部（15d）相邻配置，沉积物防护塞的另一端（16b）与流路（3）相面对地配置。分别将从轴承的一端到唇形密封件的唇部的顶端（15e）的第一距离（L1）与从沉积物防护塞的另一端到唇形密封件的唇部的顶端的第2距离（L2）设定为大于阀杆的冲程运动中的最大冲程（ST）。

Description

EGR阀

技术领域

本发明涉及一种设在废气再循环装置（EGR装置）的EGR通路上的、被致动器驱动的EGR阀。

背景技术

以往，作为该种技术，例如公知有下述的专利文献1～3中所述的技术。特别是在专利文献1所述的EGR阀的壳体上，为了使阀芯相对于阀座进行开闭，借助轴承设置有利用致动器进行往复运动（冲程运动）的阀杆。而且，在该阀杆与壳体之间设置密封构件，防止气体、异物、水分等从阀杆与轴承的间隙向致动器侧泄露。

专利文献1：WO 2010/18650

专利文献2：日本特开2005—120932号公报

专利文献3：日本特开2006—90200号公报

但是，在专利文献1所述的E GR阀中，在未将密封构件的唇部（lip）（密封构件与阀杆相接触的部位）配置在与阀杆的冲程运动相适应的位置处的情况下，考虑会产生如下问题。即，当E GR阀实际用于EGR装置时，有时沉积物会附着或堆积在阀杆上或轴承的相对于阀杆进行滑动的滑动面上。在该情况下，有可能使异物、沉积物上升并咬入到密封构件的唇部而造成密封构件的密封不良。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种对于设在阀杆上的密封构件能够防止由异物、沉积物的咬入造成的密封不良的EGR阀。

为了达到上述目的，技术方案1所述的发明提供一种EGR阀，该EGR阀包括：壳体，其具有EGR气体的流路；阀座，其设在上述流路上；阀芯，其以能够落位于上述阀座上的方式设置；阀杆，其与上述阀芯一体地设置，用于使上述阀芯相对于上述阀座移动；驱动部件，其用于使上述阀杆与上述阀芯一同向轴向进行冲程运动；轴承，其设在上述壳体与上述阀杆之间，该轴承在轴向上具有一端与另一端，用于以使上述阀杆能够进行冲程运动的方式支承上述阀杆；密封构件，其在上述壳体与上述阀杆之间与上述轴承相邻设置，该密封构件在轴向上具有一端与另一端，在该密封构件的另一端侧具有用于与上述阀杆相接触的密封部，该密封构件用于对上述壳体与上述阀杆之间进行密封；沉积物防护构件，其在上述壳体与上述阀杆之间与上述密封构件相邻设置，该沉积物防护构件在轴向上具有一端与另一端，用于保护上述壳体与上述阀杆之间免受沉积物的影响，上述密封构件的上述一端与上述轴承的上述一端相邻配置，上述沉积物防护构件的上述一端与上述密封构件的上述另一端及上述密封部相邻配置，上述沉积物防护构件的上述另一端与上述流路相面对地配置，该E GR阀的主旨在于，当将从上述轴承的与上述密封构件的上述一端相邻的上述一端到上述密封构件的上述密封部的顶端的距离设为第1距离，将从上述沉积物防护构件的面对上述流路的上述另一端到上述密封构件的上述密封部的顶端的距离设为第2距离时，将上述第1距离及上述第2距离设定为大于上述阀杆的上述冲程运动中的最大冲程。

采用上述发明的结构，将从轴承的与密封构件的一端相邻的一端到密封构件的密封部的顶端的第1距离设定为大于阀杆的最大冲程。从而，利用驱动部件使阀杆进行冲程运动，使阀杆从阀芯相对于阀座为完全关闭或完全开启的状态移动与最大 冲程相应的距离。由此，在阀杆从轴承侧向密封构件侧移动的情况下，阀杆的相对于轴承滑动的滑动部分不会到达密封构件的密封部的顶端。另外，将从沉积物防护构件的面对流路的另一端到密封构件的密封部的顶端的第2距离设定为大于阀杆的最大冲程。从而，利用驱动部件使阀杆进行冲程运动，使阀杆从阀芯相对于阀座为完全关闭或完全开启的状态移动与最大冲程相应的距离。由此，在阀杆从沉积物防护构件侧朝向密封构件侧移动的情况下，阀杆的暴露在流路中的部分不会到达密封构件的密封部的顶端。

为了达到上述目的，技术方案2所述的发明的主旨在于，根据技术方案1所述的发明，沉积物防护构件呈大致筒形，该沉积物防护构件的面对流路的另一端侧相对于流路呈凸形状，阀杆贯穿沉积物防护构件的中心。

采用上述发明的结构，在技术方案1所述的发明的作用的基础上，由于沉积物防护构件的面对流路的另一端侧相对于流路呈凸形状，因此流动在流路中的沉积物难以进入到沉积物防护构件与阀杆之间。另外，通过将沉积物防护构件的另一端侧设为凸形状，沉积物防护构件的轴线方向的长度扩张与该凸形状相应的量。

为了达到上述目的，技术方案3所述的发明的主旨在于，根据技术方案1或2所述的发明，密封构件呈大致筒形，该密封构件被直接压入到形成在壳体上的孔内，阀杆贯穿密封构件的中心。

采用上述发明的结构，在技术方案1或2所述的发明的作用的基础上，由于密封构件被直接压入到形成在壳体上的孔内，阀杆贯穿该密封构件的中心，因此能够保持壳体与密封构件之间的密封性，保持阀杆与密封构件的同轴度。

采用技术方案1所述的发明，对于设在EGR阀的阀杆上的密封构件，能够防止由异物、沉积物的咬入造成的密封不良。

采用技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的发明的作用的基础上，还能够进一步抑制沉积物向阀杆与密封构件之间侵入，能够通过对凸形状进行改进来调整第2距离。

采用技术方案3所述的发明，在技术方案1或2所述的发明的效果的基础上，还能够进一步提高密封构件的密封性。

附图说明

图1是表示一实施方式的完全关闭时的E GR阀的主剖视图。

图2是表示相同实施方式的完全开启时的E GR阀的主剖视图。

图3是表示相同实施方式的图1及图2的主要部分的放大剖视图。

图4是相同实施方式的将唇形密封件与阀杆的一部分一同表示的剖视图。

图5是表示相同实施方式的沉积物防护构件的主视图。

图6是其它实施方式的将唇形密封件与阀杆的一部分一同表示的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明将本发明的E GR阀具体化的一实施方式。

在图1中，利用主剖视图表示完全关闭时的EGR阀1。在图2中，利用主剖视图表示完全开启时的EGR阀1。EGR阀1设在用于使从发动机排出的废气的一部分（EGR气体）返回至进气 通路的EGR通路上，并用于控制EGR气体流量。EGR阀1包括：壳体2；EGR气体的流路3，其形成在壳体2上；阀座4，其设在流路3的中途；阀芯5，其以能够落位于阀座4的方式设置；阀杆6，其为了使阀芯5相对于阀座4移动而与阀芯5一体地设置；作为驱动部件的致动器8，其为了使阀杆6与阀芯5一同向轴向进行往复运动（冲程运动）而使输出轴7旋转。

形成在壳体2上的流路3的两端成为用于导入EGR气体的入口3a和用于导出EGR气体的出口3b。阀座4设在流路3的中途，并具有与流路3相连通的阀孔4a。

阀杆6设在致动器8与阀芯5之间，在图1、图2中，该阀杆6以垂直贯穿壳体2的方式配置。阀芯5固定在阀杆6的下端并呈圆锥形状，其圆锥面与阀座4抵接或分离。在阀杆6的上端部一体地设有弹簧座（spring bearing）9。为了能够使阀杆6进行冲程运动地支承阀杆6，在壳体2与阀杆6之间设有串联配置的第1推力轴承10和第2推力轴承11。各推力轴承10、11呈大致筒形，嵌合到形成在壳体2的中心处的安装孔2a内而被固定。第2推力轴承11在轴向上具有一端11a和另一端11b。一端11a在图1、图2中配置在下侧，另一端11b在图1、图2中配置在上侧，另一端11b与第1推力轴承10相邻。

致动器8包括：定子22，其包含线圈21；磁转子23，其设在定子22的内侧；输出轴7，其设在磁转子23的中心。上述构件7、构件21～23等被树脂制的壳体24塑封覆盖。在壳体24上一体地形成向横向突出的连接器25。在连接器25上设有从线圈21延伸出的端子26。

输出轴7在外周上具有外螺纹7a。输出轴7的下端部与设在阀杆6的顶端部上的弹簧座9相连接。磁转子23包括转子主体27和一体地设在转子主体27的外周上的圆筒状的塑料磁体28。在 转子主体27的上端部外周上，在该上端部外周与壳体24之间设有第1径向轴承29。在塑料磁体28的下端部内周上，在该下端部内周与第1推力轴承10之间设有第2径向轴承30。利用上述上下的径向轴承29、30，以使磁转子23能够在定子22的内侧旋转的方式支承该磁转子23。在转子主体27的中心形成有用于与输出轴7的外螺纹7a螺纹接合的内螺纹27a。在磁转子23与下侧的第2径向轴承30之间设有第1压缩弹簧31。在阀杆6的上端部的弹簧座9与第2径向轴承30之间，设有对阀杆6朝向磁转子23的方向施力的第2压缩弹簧32。

如图1中实线所示，在阀芯5落位于阀座4的完全关闭的状态下，通过磁转子23向一方向旋转，从而利用输出轴7的外螺纹7a与转子主体27的内螺纹27a间的螺纹接合关系克服第2压缩弹簧32的作用力，使输出轴7一边向一方向旋转一边向作为推力方向的图1的下方进行冲程运动。通过该输出轴7的冲程运动，阀芯5与阀杆6一同向图1的下方进行冲程运动，使阀芯5从阀座4离开而开启阀。

另一方面，如图2所示，在阀芯5从阀座4最大限度地离开的完全开启的状态下，通过磁转子23向反方向旋转，从而利用输出轴7的外螺纹7a与转子主体27的内螺纹27a间的螺纹接合关系和第2压缩弹簧32的作用力，使输出轴7一边向反方向旋转一边向作为推力方向的图2的上方进行冲程运动。通过该输出轴7的冲程运动，阀芯5与阀杆6一同向图2的上方进行冲程运动，阀芯5靠近阀座4而关闭阀。

在图3中，利用放大剖视图表示图1、图2的主要部分。如图1～图3所示，在壳体2与阀杆6之间，作为用于密封壳体2与阀杆6之间的密封构件的唇形密封件15与第2推力轴承11相邻地设置。该唇形密封件15呈大致圆筒状，在轴向上具有一端15a 和另一端15b。在图4中，利用剖视图一同表示唇形密封件15与一部分阀杆6。如图1～图3所示，唇形密封件15被直接压入到形成在壳体2上的安装孔2a内，使阀杆6贯穿唇形密封件15的中心。如图4所示，该实施方式的唇形密封件15呈双层筒结构，具有外侧的筒部15c和内侧的作为密封部的唇部15d。在该实施方式中，唇形密封件15的一端15a及另一端15b也是筒部15c的一端15a及另一端15b。与此相对，唇部15d的顶端15e与外侧的筒部15c的另一端15d侧相邻配置。在此，唇部15d的顶端15e是指唇部15d开始与阀杆6的外周接触的顶端。在本实施方式中，作为一例，将唇部15d的顶端15e配置在比唇形密封件15的另一端15b靠唇形密封件15的内侧的位置，没有使唇部15d的顶端15e与唇形密封件15的另一端15b的位置对齐。

另外，如图1～图3所示，在壳体2与阀杆6之间，与唇形密封件15相邻设置有沉积物防护塞16，该沉积物防护塞16作为用于保护壳体2与阀杆6之间免受沉积物的影响的沉积物防护构件。该沉积物防护塞16呈大致圆筒形，在轴向上具有一端16a和另一端16b。在图5中，利用主视图表示沉积物防护塞16。如图1～图3、图5所示，沉积物防护塞16形成为面对流路3的另一端16b侧相对于流路3呈凸形状，阀杆6贯穿该沉积物防护塞16的中心。

在此，唇形密封件15的一端15a与第2推力轴承11的一端11a相邻配置。沉积物防护塞16的一端16a与唇形密封件15的另一端15b及唇部15d的顶端15e相邻配置。另外，沉积物防护塞16的另一端16b与流路3相面对地配置。而且，如图3所示，在第2推力轴承11、唇形密封件15及沉积物防护塞16的配置与阀杆6之间设定有如下关系。即，将从与唇形密封件15的一端15a相邻的第2推力轴承11的一端11a到唇形密封件15的唇部15d的 顶端15e的距离设为第1距离L1。另外，将从沉积物防护塞16的面对流路3的另一端16b到唇形密封件15的唇部15d的顶端15e的距离设为第2距离L2。而且，将上述第1距离L1及第2距离L2设定为大于阀杆6的冲程运动中的最大冲程ST（参照图1）。即，设定为使“L1＞ST”且“L2＞ST”的关系成立。阀杆6的最大冲程ST相当于，在图1中如实线所示地阀芯5处于完全关闭状态时的阀杆6的下端的位置与如两点划线所示地阀芯5处于完全开启状态时的阀杆6的下端的位置之间的垂直方向的距离。在该实施方式中，作为一例，能够设定为“L 1=L2=6（mm）”及“ST=5（mm）”。

采用以上说明的本实施方式的EGR阀1，将从与唇形密封件15的一端15a相邻的第2推力轴承11的一端11a到唇形密封件15的唇部15d的顶端15e的第1距离L1设定为大于阀杆6的最大冲程ST。因而，如图1所示，从阀芯5相对于阀座4成为完全关闭的状态，利用致动器8使阀杆6与阀芯5一同向下方进行冲程运动而移动最大冲程ST。此时，在图1中，阀杆6从第2推力轴承11侧朝向唇形密封件15侧移动最大冲程ST，但是阀杆6的相对于第2推力轴承11滑动的滑动部分（在图1中网格所示部分）6a不会到达唇形密封件15的唇部15d的顶端15e。即，滑动部分6a不会通过唇形密封件15的唇部15d的顶端15e。因此，即使在滑动部分6a上附着有异物，该异物也不会被咬入到唇形密封件15的唇部15d内。另外，在该实施方式中，将从沉积物防护塞16的面对流路3的另一端16b到唇形密封件15的唇部15d的顶端15e的第2距离L2设定为大于阀杆6的最大冲程ST。因而，如图2所示，从阀芯5相对于阀座4处于完全开启的状态，利用致动器8使阀杆6与阀芯5一同向上方进行冲程运动而移动最大冲程ST。此时，在图2中，阀杆6从沉积物防护塞16侧朝向唇形密 封件15侧移动最大冲程ST，但是阀杆6的暴露在流路3中的暴露部分（在图2中网格所示部分）6b不会到达唇形密封件15的唇部15d的顶端15e。即，暴露部位6b不会通过唇形密封件15的唇部15d的顶端15e。因此，即使假设在暴露部分6b上附着有沉积物，该沉淀物也不会被咬入到唇形密封件15的唇部15d内。其结果，对于设在阀杆6上的唇形密封件15，能够防止由异物、沉积物的咬入而产生的密封不良。另外，由于能够降低由异物、沉积物造成的唇形密封件15的磨损，因此能够提高EGR阀1中的唇形密封件15的可靠性（robustness）。

在该实施方式中，沉积物防护塞16的面对流路3的另一端16b侧相对于流路3呈凸形状。因而，流动在流路3中的沉积物不容易进入到沉积物防护塞16与阀杆6之间。因此，能够进一步抑制沉积物侵入到阀杆6与唇形密封件15之间。另外，通过将沉积物防护塞16的另一端16b侧设为凸形状，沉积物防护塞16的轴线方向的长度扩张与该凸形状相应的量。其结果，能够通过对该凸形状进行改进来调整上述第2距离L2。

在该实施方式中，唇形密封件15被直接压入到形成在壳体2上的安装孔2a内，阀杆6贯穿该唇形密封件15的中心。因而，保持壳体2与唇形密封件15之间的密封性，保持阀杆6与唇形密封件15的同轴度。从该意义上来说，也能够进一步提高唇形密封件15的密封性。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离发明主旨的范围内，能够适当改变结构的一部分而进行实施。

（1）在上述实施方式中，将唇形密封件15设为双层筒结构，将内侧的唇部15d的顶端15e配置在比唇形密封件15的另一端15b靠唇形密封件15的内侧的位置，没有使唇部15d的顶端15e与唇形密封件15的另一端15b的位置对齐。与此相对，如图 6所示，也可以将唇形密封件15设为双层筒结构，使内侧的唇部15d的顶端15e与唇形密封件15的另一端15b的位置对齐。

（2）上述实施方式中的唇形密封件15及沉积物防护塞16的形状并不局限于图1～图5所示的形状，也可以适当地变更。

产业上的可利用性

本发明例如能够应用于汽车用发动机的E GR装置所使用的E GR阀。

附图标记说明

1、EGR阀；2、壳体；2a、组装孔；3、流路；4、阀座；5、阀芯；6、阀杆；8、致动器（驱动部件）；11、第2推力轴承；11a、一端；15、唇形密封件（密封构件）；15a、一端；15b、另一端；15d、唇部（密封部）；15e、顶端；16、沉积物防护塞（沉积物防护构件）；16a、一端；16b、另一端；L1、第1距离；L2、第2距离；ST、最大冲程。

Claims (3)

1.一种EGR阀，该EGR阀包括：

壳体，其具有EGR气体的流路；

阀座，其设在上述流路上；

阀芯，其以能够落位于上述阀座上的方式设置；

阀杆，其与上述阀芯一体地设置，用于使上述阀芯相对于上述阀座移动；

驱动部件，其用于使上述阀杆与上述阀芯一同向轴向进行冲程运动；

轴承，其设在上述壳体与上述阀杆之间，该轴承在轴向上具有一端与另一端，用于以使上述阀杆能够进行冲程运动的方式支承上述阀杆；

唇形密封件，其在上述壳体与上述阀杆之间与上述轴承相邻设置，该唇形密封件在轴向上具有一端与另一端，在该唇形密封件的另一端侧具有用于与上述阀杆相接触的作为密封部的唇部，该唇形密封件用于对上述壳体与上述阀杆之间进行密封，在将上述密封部开始与上述阀杆的外周接触的部位称作上述唇部的顶端时，上述唇部的顶端与上述唇形密封件的另一端侧相邻配置；

沉积物防护构件，其在上述壳体与上述阀杆之间与上述唇形密封件相邻设置，该沉积物防护构件在轴向上具有一端与另一端，用于保护上述壳体与上述阀杆之间免受沉积物的影响，

上述唇形密封件的上述一端与上述轴承的上述一端相邻配置，上述沉积物防护构件的上述一端与上述唇形密封件的上述另一端及上述密封部相邻配置，上述沉积物防护构件的上述另一端与上述流路相面对地配置，该EGR阀的特征在于，

当将从上述轴承的与上述唇形密封件的上述一端相邻的上述一端到上述唇形密封件的上述密封部的顶端的距离设为第1距离，将从上述沉积物防护构件的面对上述流路的上述另一端到上述唇形密封件的上述密封部的顶端的距离设为第2距离时，将上述第1距离及上述第2距离设定为大于上述阀杆的上述冲程运动中的最大冲程。

2.根据权利要求1所述的EGR阀，其特征在于，

上述沉积物防护构件呈大致筒形，该沉积物防护构件的面对上述流路的上述另一端侧相对于上述流路呈凸形状，上述阀杆贯穿上述沉积物防护构件的中心。

3.根据权利要求1或2所述的EGR阀，其特征在于，

上述唇形密封件呈大致筒形，该唇形密封件被直接压入到形成于上述壳体的孔内，上述阀杆贯穿上述唇形密封件的中心。