CN114364872A - 阀装置 - Google Patents
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Abstract
EGR阀(1)包括包含流路(2a)的内壳体(22)、打开关闭流路(2a)的阀芯(5)、设置阀芯(5)的阀杆(6)、组装内壳体(22)的外壳体(21)、驱动阀杆(6)的驱动部(7)。内壳体(22)的流路(2a)包含入口(18)和出口(19)。外壳体(21)包含组装孔(16)和另一流路(2b、2c)。在内壳体(22)组装于外壳体(21)的组装孔(16)的状态下,内壳体(22)的入口(18)和出口(19)与外壳体(21)的另一流路(2b、2c)连通,与入口(18)的周围对应地在内壳体(22)与外壳体(21)之间设置入口密封构件(24),与出口(19)的周围对应地在内壳体(22)与外壳体(21)之间设置出口密封构件(25)。
Description
技术领域
本说明书中公开的技术涉及一种设于流体的通路且用于调节流体的流量的阀装置。
背景技术
以往,作为这种技术,公知有例如下述的专利文献1所记载的EGR阀。该EGR阀包括:壳体,其在内部包含EGR气体的流路;阀座,其设于流路;阀芯,其被设为能够落座于阀座;以及阀杆,其以贯通了流路的状态配置于壳体,并用于设置阀芯。流路包含自与阀杆同轴的方向向与阀杆正交的方向弯折的弯折部。壳体呈大致筒状,在其轴向的一端设置入口,在壳体的外周设置出口。该EGR阀通过将该壳体嵌入于在作为对象构件的EGR通路设置的嵌入孔,从而组装于EGR通路。在此,在EGR阀的壳体与嵌入孔之间设置将两者之间密封的密封构造。该密封构造包含密封构件(O形密封圈),该密封构件(O形密封圈)位于壳体的外周且分别设于隔着流路的出口的两个位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-17506号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,在专利文献1所述的EGR阀的密封构造中,一个密封构件与流路的入口的周围对应地设置,但另一密封构件未与流路的出口的周围对应地设置。因此,在流路的出口的周围,在壳体与嵌入孔内壁之间产生间隙,而可能导致EGR气体或冷凝水自该间隙向壳体与嵌入孔内壁之间的分界面浸入、冷凝水在该分界面积存。另外,积存的冷凝水可能使金属部件腐蚀。
该公开技术即是鉴于上述情况而做成的,其目的在于提供一种能够在将壳体组装于对象构件的状态下,防止流体自流路的入口和出口向壳体与对象构件之间的分界面浸入,并且防止流体向流路外部泄漏、外部空气自流路外部的吸入的阀装置。
用于解决问题的方案
(1)为了达成上述目的,本发明的一技术方案为一种阀装置,该阀装置包括:壳体,其包含流体的流路,流路包含设于壳体的入口和出口;阀芯,其用于打开和关闭流路;阀杆,其供阀芯设置;以及对象构件,其供壳体组装,对象构件包含用于组装壳体的组装孔和另一流路,其特征在于,在壳体组装于对象构件的组装孔的状态下,流路的入口和出口与另一流路连通,与入口的周围对应地在壳体与对象构件之间设有入口密封构件,与出口的周围对应地在壳体与对象构件之间设有出口密封构件。
根据上述(1)的结构,在壳体组装于对象构件的组装孔的状态下,设于壳体的流路的入口和出口与对象构件的另一流路连通。在此,由于与流路的入口的周围对应地在壳体与对象构件之间设有入口密封构件,因此,在入口的周围,壳体与对象构件之间被密封。另外,由于与流路的出口的周围对应地在壳体与对象构件之间设有出口密封构件,因此,在出口的周围,壳体与对象构件之间被密封。
(2)为了达成上述目的,在上述(1)的结构中,优选的是,入口和出口中的至少一者朝向与阀杆交叉的方向开口,该开口部周围的壳体的外表面形成为与阀杆平行,并且,与开口部周围的外表面对应的组装孔的内表面形成为与开口部周围的外表面平行。
根据上述(2)的结构,在上述(1)的结构的作用的基础上,设置入口密封构件和出口密封构件中的至少一者的开口部周围的壳体的外表面和与该外表面对应的组装孔的内表面形成为互相平行,且形成为与阀杆平行。因而,能够将壳体的相对于组装孔的组装方向设为与阀杆同轴的方向。
(3)为了达成上述目的,在上述(1)的结构中,优选的是,入口和出口中的至少一者朝向与阀杆交叉的方向开口,该开口部周围的壳体的外表面在与阀杆同轴的方向上随着朝向针对组装孔的组装方向去而向靠近阀杆的朝向倾斜,并且,与开口部周围的外表面对应的组装孔的内表面与开口部周围的外表面的倾斜相配合地倾斜。
根据上述(3)的结构,在上述(1)的结构的作用的基础上,设置入口密封构件和出口密封构件中的至少一者的开口部周围的壳体的外表面在与阀杆同轴的方向上,随着朝向针对组装孔的组装方向去而向靠近阀杆的朝向倾斜。另外,与该开口部周围的外表面对应的组装孔的内表面与开口部周围的外表面的倾斜相配合地倾斜。因而,在将壳体朝向与阀杆同轴的方向向组装孔组装时,开口部周围的外表面自该倾斜的顶侧具有空余地靠近组装孔的内表面。
(4)为了达成上述目的,在上述(2)或(3)的结构中,优选的是,开口部周围的外表面以阀杆为中心弯曲,并且,与开口部周围的外表面对应的组装孔的内表面与开口部周围的外表面的弯曲相配合地弯曲。
根据上述(4)的结构,在上述(2)或(3)的结构的作用的基础上,开口部周围的壳体的弯曲的外表面与组装孔的弯曲的内表面相配合。
(5)为了达成上述目的,在上述(1)至(4)中任一者的结构中,优选的是,流路形成为自与阀杆同轴的方向向与阀杆交叉的至少一个方向弯折。
根据上述(5)的结构,在上述(1)至(4)中任一者的结构的作用的基础上,由于流路形成为自与阀杆同轴的方向向与阀杆交叉的至少一个方向弯折,因此,在壳体中,能够假定流路的入口的中心线与出口的中心线相交叉的情况。
(6)为了达成上述目的,在上述(1)至(5)中任一者的结构中,优选的是,在对象构件的至少另一流路的内侧设有供流体流动的流路构件,流路构件由树脂构成,在流路构件的外表面设有用于在该流路构件与对象构件之间形成空气层的凹部。
根据上述(6)的结构,在上述(1)至(5)中任一者的结构的作用的基础上,由于在对象构件的至少另一流路的内侧设有由树脂构成并供流体流动的流路构件,因此,对象构件的另一流路的局部被树脂化,其热质量相比于金属而降低。另外,利用形成于流路构件的外表面与对象构件之间的空气层,另一流路成为绝热结构。因而,流路装置整体上的热质量进一步降低。
(7)为了达成上述目的,在上述(1)至(6)中任一者的结构中,优选的是,入口和出口中的一者朝向与阀杆同轴的方向开口,另一者朝向与阀杆交叉的方向开口,入口密封构件和出口密封构件中的一者与朝向同轴的方向开口的同轴开口部的周围对应地设于壳体与对象构件之间,另一者与朝向交叉的方向开口的交叉开口部的周围对应地设于壳体与对象构件之间,与交叉开口部的周围对应地设置的入口密封构件或出口密封构件的硬度低于与同轴开口部的周围对应地设置的出口密封构件或入口密封构件的硬度,且具有在至少容许基于壳体与对象构件之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于与交叉开口部的周围对应地设置的入口密封构件或出口密封构件的正压和/或负压的位置偏移这两者的同时,能够确保密封功能的密封构造。
根据上述(7)的结构,在上述(1)至(6)中任一者的结构的作用的基础上,例如,设为将入口密封构件与朝向同轴的方向开口的同轴开口部的周围对应地设于壳体与对象构件之间,将出口密封构件与朝向交叉的方向开口的交叉开口部的周围对应地设于壳体与对象构件之间。在该情况下,由于出口密封构件具有在容许上述位置偏移的同时能够确保密封功能的密封构造,因此即使产生上述位置偏移,也能够确保出口密封构件的密封性。
(8)为了达成上述目的,在上述(1)至(5)中任一者的结构中,优选的是,入口密封构件或出口密封构件配置在形成于壳体的局部的外表面的槽中,在对象构件的组装孔形成有开口缘,该开口缘在壳体的局部嵌入于组装孔时能够与入口密封构件或出口密封构件接触,开口缘被倒角。
根据上述(8)的结构,在上述(1)至(5)中任一者的结构的作用的基础上,由于组装孔的开口缘被倒角,因此在将壳体组装于组装孔时,能够避免由与组装孔的开口缘的接触导致的入口密封构件或出口密封构件的损伤。
(9)为了达成上述目的,在上述(6)的结构中,优选的是,构成为在壳体组装于对象构件的组装孔的状态下,壳体的局部嵌入于流路构件的内侧,入口密封构件或出口密封构件配置于在流路构件的内表面的供壳体的局部嵌入的部分形成的槽中,在壳体的局部设有端缘,该端缘在壳体的局部嵌入于流路构件的内侧时能够与入口密封构件或出口密封构件接触,端缘被倒角。
根据上述(9)的结构,在上述(6)的结构的作用的基础上,由于壳体的端缘被倒角,因此,在将壳体组装于组装孔时,能够避免由与壳体的端缘之间的接触导致的入口密封构件或出口密封构件的损伤。
(10)为了达成上述目的,在上述(1)至(9)中任一者的结构中,优选的是,流体为EGR气体,该阀装置包含用于调节EGR气体的流量的EGR阀,EGR阀包含壳体、流路、阀芯以及阀杆。
根据上述(10)的结构,在上述(1)至(9)中任一者的结构的作用的基础上,在EGR阀中,在流路的入口和出口的周围,壳体与对象构件之间被密封。
发明的效果
根据上述(1)的结构,在将壳体组装于对象构件的状态下,能够防止流体自流路的入口和出口向壳体与对象构件之间的分界面浸入,并且能够防止流体向流路外部泄漏、外部空气自流路外部的吸入。
根据上述(2)的结构,在上述(1)的结构的效果的基础上,能够在避开阀杆、与其相关的驱动部与对象构件之间的干涉的同时,将壳体向对象构件的组装孔组装。
根据上述(3)的结构,在上述(1)的结构的效果的基础上,在将壳体向组装孔组装时,能够防止入口密封构件、出口密封构件的扭转、脱落,能够提高壳体相对于组装孔的组装性。
根据上述(4)的结构,在上述(2)或(3)的结构的效果的基础上,能够将该阀装置实施为具有大致圆柱形状的壳体的阀装置。
根据上述(5)的结构,在上述(1)至(4)的任一结构的效果的基础上,能够将该阀装置实施为壳体的流路弯折的提动式的EGR阀。
根据上述(6)的结构,在上述(1)至(5)的任一结构的效果的基础上,通过流体流动,能够利用流体的热使另一流路尽早地升温,能够抑制另一流路处的冷凝水的产生。另外,由于另一流路被树脂化,因而即使多少产生一些冷凝水,也能够避免另一流路处的由冷凝水导致的腐蚀。而且,能够抑制自流路构件向对象构件的传热(热的释放),能够促进另一流路的升温。
根据上述(7)的结构,在上述(1)至(6)的任一结构的效果的基础上,至少不管是否发生壳体与对象构件之间的位置偏移、入口密封构件、出口密封构件的位置偏移,都能够防止流体向壳体与对象构件之间的分界面浸入,能够防止流体向流路的外部泄漏、外部空气自流路的外部的吸入。
根据上述(8)的结构,在上述(1)至(5)的任一结构的效果的基础上,能够提高入口密封构件或出口密封构件的密封功能的耐久性。
根据上述(9)的结构,在上述(6)的结构的效果的基础上,能够提高入口密封构件或出口密封构件的密封功能的耐久性。
根据上述(10)的结构,在上述(1)至(9)的任一结构的效果的基础上,能够在壳体与对象构件之间,防止由具有强酸性的EGR气体(由EGR气体产生的冷凝水)引起的腐蚀。
附图说明
图1涉及第1实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的立体图。
图2涉及第1实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图3涉及第1实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图4涉及第1实施方式,是表示构成EGR阀的阀组件的立体图。
图5涉及第2实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图6涉及第2实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图7涉及第2实施方式,是表示构成EGR阀的阀组件的立体图。
图8涉及第3实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图9涉及第3实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图10涉及第3实施方式,是表示构成EGR阀的阀组件的立体图。
图11涉及第4实施方式,是表示阀装置的概略的剖视图。
图12涉及第4实施方式,是分解表示阀装置的概略的剖视图。
图13涉及第5实施方式,是表示阀装置的概略的剖视图。
图14涉及第5实施方式,是分解表示阀装置的概略的剖视图。
图15涉及第6实施方式,是表示阀装置的概略的剖视图。
图16涉及第6实施方式,是分解表示阀装置的概略的剖视图。
图17涉及第7实施方式,是表示阀装置的概略的剖视图。
图18涉及第7实施方式,是分解表示阀装置的概略的剖视图。
图19涉及第8实施方式,是表示阀装置的概略的剖视图。
图20涉及第8实施方式,是分解表示阀装置的概略的剖视图。
图21涉及第9实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图22涉及第9实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图23涉及第9实施方式,是表示图21的由点划线圆围起来的出口密封构件的部分的放大剖视图。
图24涉及第9实施方式,是针对具备EGR装置的发动机,表示(a)发动机的打开和关闭、(b)EGR的打开和关闭以及(c)各种温度的行为的时序图。
图25涉及第10实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图26涉及第10实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图27涉及第10实施方式,是表示图25的由点划线圆围起来的出口密封构件的部分的放大剖视图。
图28涉及第10实施方式,是表示在出口密封构件作用有进气的负压的情况的以图27为基准的剖视图。
图29涉及第10实施方式,是表示在出口密封构件作用有进气的正压的情况的以图27为基准的剖视图。
图30涉及第11实施方式,是将EGR阀局部剖切来表示的主视图。
图31涉及第11实施方式,是将局部剖切后的EGR阀的入口密封构件的部分分解来表示的剖视图。
图32涉及第12实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图33涉及第13实施方式,是表示由双偏心阀构成的EGR阀的立体图。
图34涉及第13实施方式,是将EGR阀沿着旋转轴线剖切来表示的剖视图。
图35涉及其他实施方式,是将局部剖切后的EGR阀分解来表示的主视图。
图36涉及其他实施方式,是表示出口密封构件的部分的以图23为基准的放大剖视图。
图37涉及其他实施方式,是表示出口密封构件的部分的以图23为基准的放大剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明将阀装置具体化而成的一些实施方式。
<第1实施方式>
首先,说明将阀装置具体化成EGR阀的第1实施方式。
[关于EGR阀的结构]
图1中利用局部剖切的立体图表示本实施方式的EGR阀1。图2中利用局部剖切的主视图表示EGR阀1。图3中利用分解的主视图表示局部剖切后的EGR阀1。图4中利用立体图表示构成EGR阀1的阀组件27。EGR阀1设于与进气通路连接的EGR通路(省略图示),从而将自发动机向排气通路排出的排气的一部分作为EGR气体向发动机还原。EGR阀1用于调节EGR通路中的EGR气体的流量。本实施方式的EGR阀1相当于本公开技术的阀装置。EGR气体相当于本公开技术的流体。
如图1~图4所示,EGR阀1具有提动式的阀构造,包括:组装壳体3,其包含EGR气体的流路2;环状的阀座4,其设于流路2;大致伞形状的阀芯5,其被设为能够落座于阀座4;阀杆6,阀芯5设于该阀杆6的一端部;以及驱动部7,其用于将阀杆6与阀芯5一起往复驱动。驱动部7例如能够由DC马达构成。图1将外壳体21的局部剖切来表示。图2将驱动部7以外的部分剖切来表示。阀座4与组装壳体3分开地形成,并组装于流路2。阀座4和阀芯5由金属材料构成。阀座4和阀芯5的形状为一个例子。该EGR阀1通过使阀芯5相对于阀座4移动而使其与阀座4之间的开度变化,从而调节流路2中的EGR气体的流量。在本实施方式中,省略驱动部7的详细的说明。
如图2、图3所示,阀杆6自驱动部7向下方延伸,并垂直地嵌入于组装壳体3。阀杆6与阀座4的轴线平行地配置。阀芯5通过阀杆6往复驱动,从而相对于阀座4落座(抵接)和离开。在组装壳体3(内壳体22)与阀杆6之间设有用于将组装壳体3(内壳体22)与阀杆6之间密封的唇形密封件8。在本实施方式中,阀芯5以能够移动的方式配置于阀座4的下侧(上游侧)。
如图2、图3所示,流路2包含设于组装壳体3的入口11和出口12。流路2包含弯折流路部2a(由双点划线表示),该弯折流路部2a位于阀座4的上侧(下游侧),并在与朝向入口11的方向交叉的方向上弯折。阀座4的下游的流路2除弯折流路部2a以外,还包含出口流路部2b(由双点划线表示),该出口流路部2b位于弯折流路部2a的下游并与出口12连接。阀座4的上游的流路2包含与入口11连接的入口流路部2c(由双点划线表示)。即,组装壳体3的流路2自其入口11朝向出口12依次包含入口流路部2c、弯折流路部2a以及出口流路部2b。
如图2、图3所示,在本实施方式中,组装壳体3由外壳体21和内壳体22这两个部件构成。在本实施方式中,内壳体22相当于本公开技术的壳体,外壳体21相当于组装内壳体22的本公开技术的对象构件。
外壳体21呈大致圆柱形状,包含出口流路部2b、与出口流路部2b交叉的组装孔16、与组装孔16成为同轴的入口流路部2c的局部。出口流路部2b和入口流路部2c的局部相当于本公开技术的另一流路。
内壳体22呈大致圆柱形状,包含上述的弯折流路部2a、入口流路部2c的局部、该入口流路部2c的入口18、弯折流路部2a的出口19。弯折流路部2a形成为自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的一个方向弯折。弯折流路部2a的出口19朝向与阀杆6交叉的方向开口,该开口部周围的内壳体22的外表面22a形成为与阀杆6平行且以阀杆6为中心弯曲。另外,与该出口19的开口部周围的外表面22a对应的、外壳体21的组装孔16的内表面21a形成为与出口19的开口部周围的外表面22a平行且以阀杆6为中心弯曲。另外,与出口19的开口部周围的外表面22a对应的、外壳体21的组装孔16的内表面21a与出口19的开口部周围的外表面22a相配合地弯曲。
然后,通过将内壳体22组装于外壳体21的组装孔16,从而构成组装壳体3。在本实施方式中,内壳体22由树脂材料构成,外壳体21由金属材料(例如,铝)构成。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
如图1~图4所示,在外壳体21的组装孔16与内壳体22的外表面之间设有入口密封构件24和出口密封构件25。在本实施方式中,这两个密封构件24、25由橡胶制的O形密封圈构成。在本实施方式中,入口密封构件24位于内壳体22的入口18的附近并与入口18的周围对应地设于内壳体22的外周。在该入口18的附近,在内壳体22的外周形成有周槽22b。在该周槽22b组装入口密封构件24。
在本实施方式中,出口密封构件25与内壳体22的出口19的周围(开口部周围)对应地设置。在该出口19的开口部周围,在内壳体22的弯曲的外表面22a以包围出口19的方式形成有环槽22c。在该环槽22c组装出口密封构件25。出口密封构件25在组装于环槽22c的状态下仿照出口19的开口部周围的弯曲而弯曲。
在此,如图2所示,在将内壳体22组装于外壳体21的组装孔16的状态下,内壳体22的入口18和出口19与外壳体21的入口流路部2c和出口流路部2b连通。而且,入口密封构件24位于内壳体22的入口18的附近且设于内壳体22的外周与外壳体21之间。另外,出口密封构件25沿着内壳体22的出口19的开口部周围设于内壳体22的外表面22a与外壳体21之间。
[关于EGR阀的制造]
在制造本实施方式的EGR阀1时,如图3所示,预先组装驱动部7(包含阀杆6等)、内壳体22、阀座4、阀芯5、入口密封构件24以及出口密封构件25而设为阀组件27。然后,将该阀组件27组装于外壳体21。即,将阀组件27的内壳体22嵌入(插入)于外壳体21的组装孔16。此时,在内壳体22与外壳体21之间,使弯折流路部2a的出口19与出口流路部2b(另一流路)连通。另外,使内壳体22的入口流路部2c的入口18与外壳体21的入口流路部2c连通。由此,得到图2所示的作为阀装置的EGR阀1。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀1的结构,在将内壳体22(壳体)组装于外壳体21(对象构件)的组装孔16的状态下,设于内壳体22的入口流路部2c(流路)的入口18与外壳体21的入口流路部2c(另一流路)连通,设于内壳体22的弯折流路部2a(流路)的出口19与出口流路部2b(另一流路)连通。在此,由于入口密封构件24与内壳体22的入口流路部2c的入口18的周围对应地设于内壳体22与外壳体21之间,因此在入口18的周围将内壳体22与外壳体21之间密封。另外,由于出口密封构件25与内壳体22的弯折流路部2a的出口19的周围对应地设于内壳体22与外壳体21之间,因此在出口19的周围将内壳体22与外壳体21之间密封。因此,在将内壳体22(壳体)组装于外壳体21(对象构件)的状态下,能够防止EGR气体、冷凝水自内壳体22的入口流路部2c的入口18和弯折流路部2a的出口19向内壳体22与外壳体21之间的分界面浸入,并且能够防止流体向流路2的外部泄漏、外部空气自流路2的外部的吸入。该结果,能够防止冷凝水在该分界面积存、该冷凝水腐蚀金属部件。
根据本实施方式的结构,设置出口密封构件25的出口19的开口部周围的内壳体22(壳体)的外表面22a和与该外表面22a对应的组装孔16的内表面21a形成为互相平行,且与阀杆6平行。因而,能够将内壳体22的相对于组装孔16的组装方向设为与阀杆6同轴的方向。因此,能够一边避开阀杆6、与该阀杆6相关的驱动部7与外壳体21之间的干涉,一边将内壳体22(壳体)向外壳体21(对象构件)的组装孔16组装。
根据本实施方式的结构,出口19的开口部周围处的内壳体22(壳体)的弯曲的外表面22a与组装孔16的弯曲的内表面21a组合。因此,能够将该EGR阀1实施为具有大致圆柱形状的内壳体22(壳体)的EGR阀。
根据本实施方式的结构,内壳体22(壳体)的弯折流路部2a(流路)形成为自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的一个方向弯曲。因而,在内壳体22中,能够假定入口流路部2c(流路)的入口18的中心线与弯折流路部2a的出口19的中心线交叉的情况。因此,能够将阀装置实施为内壳体22(壳体)的流路2弯折的提动式的EGR阀1。
根据本实施方式的结构,在调节EGR气体的流量的EGR阀1中,在入口18和出口19的周围,内壳体22(壳体)与外壳体21(对象构件)之间被密封。因此,在内壳体22与外壳体21之间,能够防止由具有强酸性的EGR气体(由EGR气体产生的冷凝水)引起的腐蚀。
<第2实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR阀的第2实施方式。此外,在以下的说明中,对与第1实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略说明,以下以不同点为中心进行说明。
[关于EGR阀的结构]
图5中利用局部剖切的主视图表示本实施方式的EGR阀31。图6中利用分解的主视图表示局部剖切后的EGR阀31。图7中利用立体图表示构成EGR阀31的阀组件37。在本实施方式中,主要在出口密封构件25的配置方面与第1实施方式不同。
如图5~图7所示,在本实施方式中,内壳体22的出口19的周围(开口部周围)的外表面22a不是以阀杆6为中心地弯曲,而是平坦地形成为与阀杆6平行。另外,与该出口19的开口部周围的外表面22a对应的、外壳体21的组装孔16的内表面21a与出口19的开口部周围的平坦的外表面22a相配合地成为平坦。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
如图5~图7所示,在本实施方式中,入口密封构件24具有与第1实施方式相同的结构。相对于此,在本实施方式中,出口密封构件25组装于内壳体22的出口19的开口部周围的平坦的外表面22a。即,在该出口19的开口部周围的平坦的外表面22a以包围出口19的方式形成有环槽22c。出口密封构件25组装于该环槽22c。出口密封构件25在组装于环槽22c的状态下仿照出口19的开口部周围的平坦的部分平坦地展开。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀31的结构,能够得到与第1实施方式的EGR阀1同等的作用和效果。此外,根据本实施方式的结构,出口密封构件25配置于内壳体22的出口19的开口部周围的平坦的外表面22a,并沿着其外表面22a平坦地展开。另外,外壳体21的组装孔16的内表面21a、且是出口密封构件25所接触的部分也成为平坦。因此,能够使出口密封构件25的整体比较容易地以均等的力与组装孔16的平坦的内表面21a接触。这意味着能够提高由出口密封构件25实现的EGR气体的密封效果。
<第3实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR阀的第3实施方式。
[关于EGR阀的结构]
图8中利用局部剖切的主视图表示本实施方式的EGR阀41。图9中利用分解的主视图表示局部剖切后的EGR阀41。图10中利用立体图表示构成EGR阀41的阀组件47。在本实施方式中,主要在出口密封构件25的配置方面与所述各实施方式不同。
如图8~图10所示,在本实施方式中,内壳体22的出口19的周围(开口部周围)的外表面22a成为平坦,并在与阀杆6同轴的方向上随着朝向针对组装孔16的组装方向去而向靠近阀杆6的朝向倾斜。另外,与该出口19的开口部周围的外表面22a对应的、外壳体21的组装孔16的内表面21a与出口19的开口部周围的倾斜且平坦的外表面22a相配合地成为平坦地倾斜。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
如图8~图10所示,在本实施方式中,入口密封构件24具有与所述各实施方式相同的结构。相对于此,在本实施方式中,出口密封构件25与内壳体22的出口19的开口部周围的倾斜且平坦的外表面22a对应地设置。即,在该出口19的开口部周围的倾斜且平坦的外表面22a以包围出口19的方式形成环槽22c。出口密封构件25组装于该环槽22c。出口密封构件25在组装于环槽22c的状态下仿照出口19的开口部周围的倾斜且平坦的部分倾斜且平坦地展开。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀41的结构,能够得到与第2实施方式的EGR阀31同等的作用和效果。此外,根据本实施方式的结构,在内壳体22中,设置出口密封构件25的出口19的开口部周围的外表面22a在与阀杆6同轴的方向上随着朝向针对组装孔16的组装方向去而向靠近阀杆6的朝向倾斜。另外,与该开口部周围的外表面22a对应的组装孔16的内表面21a与开口部周围的外表面22a的倾斜相配合地倾斜。因而,在将内壳体22朝向与阀杆6同轴的方向向组装孔16组装时,出口19的开口部周围的外表面22a自其倾斜的顶侧有空余地靠近组装孔16的内表面21a。因此,在内壳体22向组装孔16组装时,能够防止出口密封构件25的扭转、脱落,能够提高内壳体22相对于组装孔16的组装性。
<第4实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR装置的第4实施方式。
[关于阀装置的结构]
图11中利用剖视图(包含未局部剖切的部分。以下同样。)表示本实施方式的阀装置51的概略。图12中利用分解的剖视图表示本实施方式的阀装置51的概略。在本实施方式中,在阀装置51的结构方面与所述各实施方式不同。在图11中,箭头表示EGR气体的流动方向。
如图11、图12所示,本实施方式的阀装置51由EGR阀52和作为对象构件的EGR通路53构成。EGR阀52包括包含流路55的壳体56、设于壳体56的流路55的入口18和出口19、设于流路55的阀座4、被设为能够落座于阀座4从而打开关闭流路55的阀芯5、设置阀芯5的阀杆6、用于往复驱动阀杆6的驱动部7。流路55以截面呈S字形弯折。即,流路55中靠入口18侧的部分自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的一个方向(上游方向)弯折。另外,流路55中靠出口19侧的部分自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的另一方向(下游方向)弯折。
如图11、图12所示,在本实施方式中,EGR通路53包括组装壳体56的组装孔58和与组装孔58连通的另一流路59。另一流路59的位于组装孔58的上游侧的部分与组装孔58的下部连通。另外,另一流路59的位于组装孔58的下游侧的部分与组装孔58的上部连通。
而且,在本实施方式中,通过在EGR通路53的组装孔58组装EGR阀52的壳体56而构成阀装置51。在该组装状态下,壳体56的流路55的入口18与上游侧的另一流路59连通,壳体56的流路55的出口19与下游侧的另一流路59连通。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
在组装孔58与壳体56之间设有与入口18对应的入口密封构件24、与出口19对应的出口密封构件25。在本实施方式中,入口密封构件24位于流路55的入口18的开口部周围且设于壳体56的外表面56a。另外,出口密封构件25位于流路55的出口19的开口部周围且设于壳体56的外表面56a。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的阀装置51的结构,虽然流路55的形状、入口密封构件24和出口密封构件25的配置不同,但能够得到与所述第1实施方式和第2实施方式同等的作用和效果。此外,根据本实施方式的结构,EGR阀52的壳体56组装并收容于EGR通路53的组装孔58。因而,EGR通路53中的EGR阀52的突出部分减少。因此,能够将EGR阀52紧凑地设置于EGR通路53。
<第5实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR装置的第5实施方式。
[关于阀装置的结构]
图13中利用剖视图表示本实施方式的阀装置61的概略。图14中利用分解的剖视图表示本实施方式的阀装置61的概略。在本实施方式中,在阀装置61的结构方面与第4实施方式不同。在图13中,箭头表示EGR气体的流动方向。
在本实施方式中,在流路65和另一流路69的形状及配置、入口密封构件24和出口密封构件25的配置方面与第4实施方式不同。即,如图13、图14所示,本实施方式的阀装置61由EGR阀62和作为对象构件的EGR通路63构成。EGR阀62的壳体66的流路65以截面呈U字形弯折。即,流路65中靠入口18侧的部分和靠出口19侧的部分自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的相同的方向弯折。在本实施方式中,另一流路69的位于组装孔68的上游侧的部分与组装孔68的下部连通。另外,另一流路69的位于组装孔68的下游侧的部分与组装孔68的上部连通。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
在本实施方式中,入口密封构件24位于流路65的入口18的开口部周围且设于壳体66的外表面66a。另外,出口密封构件25位于出口19的开口部周围且设于壳体66的外表面66a。而且,在壳体66组装于组装孔68的状态下,入口密封构件24位于壳体66的入口18的开口部周围,且设于壳体66与EGR通路63的组装孔68之间。另外,出口密封构件25位于壳体66的出口19的开口部周围,且设于壳体66与组装孔68之间。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的阀装置61的结构,虽然流路65的形状、入口密封构件24和出口密封构件25的配置与第4实施方式的阀装置51不同,但能够得到与第4实施方式同等的作用和效果。
<第6实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR装置的第6实施方式。
[关于阀装置的结构]
图15中利用剖视图表示本实施方式的阀装置71的概略。图16中利用分解的剖视图表示本实施方式的阀装置71的概略。在本实施方式中,在阀装置71的结构方面与所述第4实施方式和第5实施方式不同。在图15中,箭头表示EGR气体的流动方向。
在本实施方式中,在流路75和另一流路79的形状及配置、入口密封构件24和出口密封构件25A、25B的配置方面与第4实施方式和第5实施方式不同。即,如图15、图16所示,本实施方式的阀装置71由EGR阀72和作为对象构件的EGR通路73构成。EGR阀72的壳体76的流路75以截面呈T字形弯折。壳体76的流路75包含一个入口18和两个出口19A、19B。即,流路75中靠入口18侧的部分向与阀杆6同轴的方向延伸。另一方面,流路75中靠两个出口19A、19B侧的部分自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的两个方向(彼此相反的方向)弯折。在本实施方式中,另一流路79的位于组装孔78的上游侧的部分与组装孔78的底部连通。另外,另一流路79的位于组装孔78的下游的两个下游侧的部分位于组装孔78的相对侧且与组装孔78的上部连通。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
在本实施方式中,入口密封构件24位于流路75的入口18的开口部周围且设于壳体76的外表面76a。另外,两个出口密封构件25A、25B位于两个出口19A、19B各自的开口部周围且设于壳体76的外表面76a。而且,在壳体76组装于组装孔78的状态下,入口密封构件24位于壳体76的入口18的开口部周围,且设于壳体76与EGR通路73的组装孔78之间。另外,两个出口密封构件25A、25B分别位于壳体76的两个出口19A、19B的开口部周围,且设于壳体76与组装孔78之间。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的阀装置71的结构,虽然流路75的形状、入口密封构件24和出口密封构件25A、25B的配置与第4实施方式和第5实施方式的阀装置51、61不同,但能够得到与第4实施方式和第5实施方式同等的作用和效果。
<第7实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR装置的第7实施方式。
[关于阀装置的结构]
图17中利用剖视图表示本实施方式的阀装置81的概略。图18中利用分解的剖视图表示本实施方式的阀装置81的概略。在本实施方式中,在阀装置81的结构方面与所述第4~第6实施方式不同。在图17中,箭头表示EGR气体的流动方向。
在本实施方式中,在流路85和另一流路89的形状及配置、入口密封构件24和出口密封构件25的配置方面与第4~第6实施方式不同。即,如图17、图18所示,本实施方式的阀装置81由EGR阀82、作为对象构件的EGR通路83构成。EGR阀82的壳体86的流路85以截面呈倒J字形弯折。壳体86的流路85包含入口18和出口19。即,流路85中靠入口18侧的部分向与阀杆6同轴的方向延伸,流路85中靠出口19侧的部分自与阀杆6同轴的方向向与阀杆6交叉的一个方向(下游方向)弯折。在本实施方式中,另一流路89的位于组装孔88的上游侧的部分与组装孔88的底部连通。另外,另一流路89的位于组装孔88的下游侧的部分与组装孔88的上部连通。
[关于入口密封构件与出口密封构件]
在本实施方式中,入口密封构件24位于流路85的入口18的开口部周围,且设于壳体86的外表面86a。另外,出口密封构件25位于流路85的出口19的开口部周围,且设于壳体86的外表面86a。而且,在壳体86组装于组装孔88的状态下,入口密封构件24位于壳体86的入口18的开口部周围,且设于壳体86与EGR通路83的组装孔88之间。另外,出口密封构件25位于壳体86的出口19的开口部周围,且设于壳体86与组装孔88之间。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的阀装置81的结构,虽然流路85的形状、入口密封构件24和出口密封构件25的配置与第4~第6实施方式的阀装置51、61、71不同,但能够得到与第4~第6实施方式同等的作用和效果。
<第8实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为进气装置的第8实施方式。
[关于阀装置的结构]
图19中利用剖视图表示本实施方式的阀装置91的概略。图20中利用分解的剖视图表示本实施方式的阀装置91的概略。在本实施方式中,在阀装置91的结构方面与所述第4~第7实施方式不同。在图19中,箭头表示进气的流动方向。
如图19、图20所示,本实施方式的阀装置91由节流阀92和作为对象构件的进气通路93构成。节流阀92包括蝶式的阀芯28、设置阀芯28的阀杆29、旋转驱动阀杆29的驱动部30。节流阀92的壳体96的流路95形成为直通。壳体96的流路95包含入口18和出口19。即,流路95的靠入口18侧的部分向与阀杆29交叉的一个方向(上游方向)延伸,流路95的靠出口19侧的部分向与阀杆29交叉的另一方向(下游方向)延伸。在本实施方式中,另一流路99的位于组装孔98的上游侧的部分与组装孔98的一侧部连通。另外,另一流路99的位于组装孔98的下游侧的部分与组装孔98的相反侧部连通。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
在本实施方式中,入口密封构件24位于流路95的入口18的开口部周围,且设于壳体96的外表面96a。另外,出口密封构件25位于流路95的出口19的开口部周围,且设于壳体96的外表面96a。而且,在壳体96组装于组装孔98的状态下,入口密封构件24位于流路95的入口18的开口部周围,且设于壳体96与进气通路93的组装孔98之间。另外,出口密封构件25位于流路95的出口19的开口部周围,且设于壳体96与组装孔98之间。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的阀装置91的结构,虽然流路95的形状、入口密封构件24和出口密封构件25的配置与第4~第7实施方式的阀装置51、61、71、81不同,但能够得到与第4~第7实施方式同等的作用和效果。
<第9实施方式>
接着,说明将阀装置具体化为EGR阀的第9实施方式。
[对象构件为金属制的课题]
在所述第1~第8实施方式中,构成阀装置的对象构件(例如,外壳体21)由金属材料(例如,铝)构成。因此,对象构件的热质量较大,向外部的热传递较佳(EGR气体的热容易向外部释放),因而,在流路的内壁的温度为“60℃”以下的状态下,在流路容易由EGR气体产生冷凝水。
在开启EGR的温水(例如,发动机冷却水)的温度(以下,称作EGR开启水温)为“60℃”的情况下,对象构件利用温水加热,从而在EGR开启时,流路内壁的温度成为“60℃”。因而,在该状态下,能够抑制流路中的冷凝水的产生。但是,在EGR开启水温为“40℃”的情况下,成为在流路内壁的温度为“40℃”的状态下开启EGR。在该状态下,在流路内壁的温度到达“60℃”之前,在流路产生冷凝水。另一方面,在不利用温水加热对象构件的情况下,EGR开启时的流路内壁的温度为发动机启动前的温度,因而在流路内壁利用EGR气体的热到达“60℃”的温度之前,容易在流路产生冷凝水。
于是,为了应对上述课题,在以下的各实施方式的EGR阀中,设为具备以下的技术特征。
[关于EGR阀的结构]
图21中利用主视图局部剖切地表示本实施方式的EGR阀101。图22中利用主视图分解地表示局部剖切后的EGR阀101。本实施方式的EGR阀101主要在外壳体21、入口密封构件24以及出口密封构件113的结构方面与第1实施方式的EGR阀1不同。
[关于外壳体]
如图21、图22所示,在本实施方式的EGR阀101的外壳体21(对象构件)的入口流路部2c(另一流路)和组装孔16的局部的内侧、出口流路部2b(另一流路)的内侧分别设有供EGR气体(流体)流动的流路构件106、107。即,在入口流路部2c和组装孔16的局部设有入口流路构件106,在出口流路部2b设有出口流路构件107。入口流路构件106和出口流路构件107呈大致管状并由树脂构成。通过这样构成,第1实施方式中仅由金属材料构成的外壳体21的入口流路部2c以及组装孔16的局部和出口流路部2b由金属材料和树脂材料构成。由此,入口流路部2c和出口流路部2b的热质量相比于第1实施方式的情况降低,流路2被完全树脂化。
在本实施方式中,在各流路构件106、107的外表面设有凹部106a、107a,该凹部106a、107a用于在各流路构件106、107与外壳体21(对象构件)之间形成空气层109。由此,各流路构件106、107与外壳体21之间的空气层109成为绝热结构。
[关于入口密封构件和出口密封构件]
如图21、图22所示,在本实施方式中,与第1~第3实施方式同样,在内壳体22的流路2的入口和出口19中,入口18朝向与阀杆6同轴的方向开口,出口19朝向与阀杆6交叉的方向开口。而且,入口密封构件24与朝向与阀杆6同轴的方向开口的入口18(同轴开口部)的周围对应地设于内壳体22与外壳体21(对象构件)之间。另外,出口密封构件113与朝向与阀杆6交叉的方向开口的出口19(交叉开口部)的周围对应地设于内壳体22与外壳体21之间。
如图21、图22所示,在本实施方式中,内壳体22的下端部被装入于入口流路构件106的内侧的局部。在本实施方式中,入口密封构件24位于内壳体22的入口18的附近,并与入口18的周围对应地设于内壳体22的外周。入口密封构件24由橡胶制的O形密封圈构成,被组装在形成于内壳体22的外周的周槽22b中。另外,设于内壳体22的下端部的外周的入口密封构件24与入口流路构件106的内表面接触而发挥密封功能。
另一方面,在本实施方式中,出口密封构件113与内壳体22的出口19的周围(开口部周围)对应地设置。出口密封构件113由橡胶制的唇形密封件构成,位于出口19的开口部周围,并以由内壳体22的弯曲的外表面22a、外壳体21的内表面、出口流路构件107的端面包围的方式被组装。在如此被组装的状态下,出口密封构件113仿照出口19的开口部周围的弯曲而弯曲。在组装该出口密封构件113时,在图22中,首先将阀组件27的内壳体22组装于外壳体21的组装孔16,将出口密封构件113装入于构成外壳体21的出口流路部2b的孔,然后,将出口流路构件107压入于该孔。
图23中利用放大剖视图表示图21的用点划线圆S1围起来的出口密封构件113的部分。如图23所示,出口密封构件113的截面呈大致U字形,其一边与出口流路构件107的端面接触,另一边与内壳体22的外表面22a接触。如图23所示,出口密封构件113被材质、大小、形状不同的三个构件、即树脂制的内壳体22、树脂制的出口流路构件107以及金属制的外壳体21夹持。在这些构件21、22、107之间,可能发生基于热膨胀差的位置偏移。另外,进气的正压、负压自发动机的进气通路侧作用于出口密封构件113,可能发生基于这些压力的位置偏移。
于是,在本实施方式中,与作为交叉开口部的出口19的周围对应地设置的出口密封构件113的硬度低于与作为同轴开口部的入口18的周围对应地设置的入口密封构件24的硬度,并且具有在容许基于内壳体22、外壳体21、出口流路构件107之间的热膨胀差的位置偏移、和基于作用于出口密封构件113的正压和/或负压的位置偏移这两者的同时,能够保证密封功能的密封构造。图23所示的截面呈大致U字形的出口密封构件113(唇形密封件)为密封构造的一个例子。
此外,设于内壳体22与入口流路构件106之间的入口密封构件24(O形密封圈)也具有在容许基于内壳体22与入口流路构件106之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于入口密封构件24的正压和/或负压的位置偏移这两者的同时,能够保证密封功能的密封构造。但是,由于入口密封构件24与出口密封构件113之间对密封的要求存在差异,因此,入口密封构件24与出口密封构件113的密封构造不同。即,入口密封构件24为了使阀组件27(EGR阀主体)相对于外壳体21定位而要求较高的面压,因此需要硬度较高的密封性。相对于此,对出口密封构件113而言,若以较高的面压进行密封,则导致阀组件27在图21中向右方向偏移。因此,出口密封构件113需要由硬度低于入口密封构件24的硬度的密封材料来构建密封构造。如此,入口密封构件24和出口密封构件113虽然在要求应对基于热膨胀差的位置偏移和应对基于正压和/或负压的位置偏移这两者的方面相同,但由于上述理由,在密封构造方面不同。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀101的结构,虽然外壳体21(对象构件)的结构以及与各密封构件24、113相关的结构与第1实施方式的EGR阀1不同,但基本上能够得到与第1实施方式同等的作用和效果。
此外,根据本实施方式的结构,出口密封构件113具有在容许基于内壳体22、外壳体21、出口流路构件107之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于出口密封构件113的正压和/或负压的位置偏移这两者的同时,能够保证密封功能的密封构造。因而,即使产生上述位置偏移,也能够确保出口密封构件113的密封性。因此,不管是否发生内壳体22、外壳体21、出口流路构件107之间的位置偏移、出口密封构件113的位置偏移,都能够防止EGR气体(流体)向内壳体22与外壳体21(对象构件)之间的分界面浸入,能够防止EGR气体向流路2的外部泄露、外部气体自流路2的外部的吸入。
另外,根据本实施方式的结构,在外壳体21(对象构件)的至少入口流路部2c(另一流路)及组装孔16的局部的内侧、出口流路部2b(另一流路)的内侧分别设有由树脂构成且供EGR气体(流体)流动的入口流路构件106和出口流路构件107。由此,外壳体21的入口流路部2c和出口流路部2b(另一流路)的局部被树脂化,其热质量相比于金属而降低。因此,通过EGR气体(流体)流动,利用该EGR气体(流体)的热,能够使入口流路部2c和出口流路部2b(另一流路)尽早升温,能够抑制入口流路部2c和出口流路部2b处的冷凝水的产生。另外,即使多少产生一些冷凝水,由于入口流路部2c和出口流路部2b被树脂化,因而也能够避免该部分的由冷凝水导致的腐蚀。另外,利用形成于入口流路构件106的外表面与外壳体21(对象构件)之间以及出口流路构件107的外表面与外壳体21(对象构件)之间的空气层109,入口流路部2c和出口流路部2b成为绝热结构。因而,流路2整体的热质量进一步降低。因此,能够抑制自各流路构件106、107向外壳体21的传热(热的释放),能够促进入口流路部2c和出口流路部2b(另一流路)的升温。
即,根据本实施方式的EGR阀101的结构,通过将金属制的外壳体21的入口流路部2c和出口流路部2b利用树脂制的入口流路构件106和树脂制的出口流路构件107树脂化,从而降低外壳体21的热质量,而使入口流路部2c和出口流路部2b成为绝热结构,从而能够利用EGR气体的热使流路2的内壁尽早地升温。其结果,即使从发动机的冷却水或外部空气为低温度的阶段开启EGR,也能够抑制流路2的内壁处的冷凝水的产生量。
在此,说明通过在金属制的外壳体21设置树脂制的入口流路构件106和树脂制的出口流路构件107而产生的升温效果。在图24中,针对具备EGR装置的发动机,利用时序图表示(a)发动机的打开和关闭、(b)EGR的打开和关闭以及(c)各种温度的行为。在图24中的(c)的温度中,“TEI”表示入口11处的EGR气体温度(入口气体温度)的曲线(第1实施方式,本实施方式),“TEOr”表示将流路2完全树脂化的情况下(本实施方式)的出口12处的EGR气体温度(树脂化出口气体温度)的曲线,“TEOa”表示使入口流路部2c和出口流路部2b金属化的情况下(第1实施方式)的出口12处的EGR气体温度(金属化出口气体温度)的曲线。另一方面,“TWr”表示将流路2完全树脂化的情况下(本实施方式)的流路2的内壁温度(树脂化内壁温度)的曲线,“TWa”表示将入口流路部2c和出口流路部2b金属化的情况下(第1实施方式)的流路2的内壁温度(金属化内壁温度)的曲线,“TWaH”表示将入口流路部2c和出口流路部2b金属化并利用发动机冷却水(温水)进行了加热的情况下的流路2的内壁温度(金属化加热内壁温度)的曲线。另外,“THW”表示发动机的冷却水的温度(冷却水温度)的曲线(第1实施方式、本实施方式)。
如图24所示,在时间点t1发动机启动,然后,在时间点t2开启了EGR的情况下,金属化内壁温度TWa在时间点t4到达“60℃”,因此在时间点t2~t4之间,在流路2产生冷凝水。相对于此,由于树脂化内壁温度TWr在早于时间点t4的时间点t3到达“60℃”,因此,在时间点t2~t3之间,虽然在流路2产生冷凝水,但能够使冷凝水的产生量(图24中标注斜线来表示的区域)少于第1实施方式的EGR阀1的产生量(图24中标注纱(点)来表示的区域)。
<第10实施方式>
接着,说明将阀装置具体化成EGR阀的第10实施方式。
[关于出口密封构件]
本实施方式的EGR阀102在出口密封构件114的结构的方面与第9实施方式的出口密封构件113的结构不同。图25中利用主视图局部剖切地表示本实施方式的EGR阀102。图26中利用主视图分解地表示局部剖切后的EGR阀102。图27中利用放大剖视图表示图25的用点划线圆S2围起来的出口密封构件114的部分。
如图25所示,该实施方式的出口密封构件114由填充于内壳体22与出口流路构件107之间的间隙的粘接剂构成。如图26、图27所示,在出口流路构件107的呈圆环状的端面107b形成有用于收容出口密封构件114的呈环状的环槽107c。另外,在内壳体22的外表面22a形成有与环槽107c对应的呈环状的环槽22d。两个环槽107c、22d以由这两者形成截面圆形的填充室的方式分别形成为截面半圆形。出口密封构件114能够通过在如图26所示将阀组件27组装于外壳体21的组装孔16之后,向由两个环槽107c、22d形成的填充室和形成在内壳体22的外表面22a与出口流路构件107的端面107b之间的间隙填充粘接剂来设置。
在此,由于在构成EGR阀102的树脂制的内壳体22以及出口流路构件107与金属制的外壳体21之间存在热膨胀差,因此,可能在内壳体22与出口流路构件107之间的对合面产生位置偏移。另外,可能在出口密封构件114通过流路2自EGR通路作用有进气的正压或负压。因此,出口密封构件114所采用的粘接剂要求对位置偏移的追随性,从而能够在容许基于各构件21、22、107之间的热膨胀差的上述位置偏移和基于作用于出口密封构件114的上述进气的正压、负压的位置偏移的同时,确保密封功能。因此,对该粘接材料而言,要求在固化后具有柔软性。另外,该粘接剂还要求对冷凝水的耐性。
于是,在本实施方式中,作为构成出口密封构件114的粘接剂,例如能够采用以环氧类、硅改性聚合物、环氧改性硅系或橡胶系(丁腈橡胶系、NBR系)等为主要成分的粘接剂。在本实施方式中,通过利用由上述主要成分形成的粘接剂来构成出口密封构件114,能够构成获得流动性和粘性,且在容许上述位置偏移的同时能够确保密封功能的密封构造。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀102的结构,与第9实施方式的EGR阀101不同,在出口密封构件114的方面能够得到以下的作用和效果。即,出口密封构件114具有在容许上述位置偏移的同时能够确保密封功能的密封构造,因此,即使产生上述位置偏移,也能够保证出口密封构件114的密封性。因此,不管是否产生内壳体22、外壳体21、出口流路构件107之间的位置偏移、出口密封构件114的位置偏移,都能够防止EGR气体(流体)向内壳体22与外壳体21(对象构件)之间的分界面浸入,能够防止EGR气体向流路2的外部泄漏、来自流路2的外部的外部空气的吸入。
特别是,在出口密封构件114作用有进气的正压、负压的情况下,出口密封构件114以如下方式发挥功能。图28中利用基于图27的剖视图表示在出口密封构件114作用有进气的负压的情况,图29中利用基于图27的剖视图表示在出口密封构件114作用有进气的正压的情况。如图28所示,在出口密封构件114作用有进气的负压的情况下,在由两个环槽107c、22d构成的填充室中,出口密封构件114(粘接剂)被负压牵引而向流路2侧位移,从而能够在追随位置偏移的同时确保密封功能。另一方面,如图29所示,在出口密封构件114作用有进气的正压的情况下,在由两个环槽107c、22d构成的填充室中,出口密封构件114(粘接剂)被正压按压而向空气层109侧位移,从而能够在追随位置偏移的同时确保密封功能。
<第11实施方式>
接着,说明将阀装置具体化成EGR阀的第11实施方式。
[关于入口密封构件等]
本实施方式的EGR阀103在与入口密封构件24相关的结构方面与第9实施方式的EGR阀101不同。图30中利用主视图局部剖切地表示本实施方式的EGR阀103。图31中利用剖视图分解地表示局部剖切后的EGR阀103的入口密封构件24的部分。如图30、图31所示,在本实施方式中,在内壳体22组装于外壳体21的组装孔16的状态下,构成为内壳体22的下部(局部)嵌入于入口流路构件106的内侧。由O形密封圈构成的入口密封构件24配置于在入口流路构件106的供内壳体22的局部(下部)嵌入的部分的内表面形成的周槽106b中。在此,在内壳体22的下部设有端缘22e,该端缘22e在内壳体22的下部嵌入于入口流路构件106的内侧时能够与入口密封构件24接触。在本实施方式中,该端缘22e被倒角成锥状。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀103的结构,与第9实施方式的EGR阀101不同,能够在与入口密封构件24相关的方面得到以下的作用和效果。即,由于内壳体22的下部的端缘22e被倒角,因此,在将内壳体22组装于组装孔16时,能够避免由与内壳体22的端缘22e之间的接触导致的入口密封构件24的损伤。因此,能够提高入口密封构件24的密封功能的耐久性。
<第12实施方式>
接着,说明将阀装置具体化成EGR阀的第12实施方式。
[关于外壳体]
本实施方式的EGR阀104在外壳体21的结构方面与第9实施方式的EGR阀101不同。图32中利用主视图分解地表示局部剖切后的EGR阀104。如图32所示,在本实施方式中,与第9实施方式不同,在外壳体21(对象构件)的组装孔16中,内壳体22的下部(局部)嵌入于组装孔16时能够与入口密封构件24接触的开口缘21b被倒角成锥状。
因而,根据本实施方式的EGR阀104的结构,由于外壳体21的组装孔16的开口缘21b被倒角,因此,在将内壳体22组装于组装孔16时,能够避免由与组装孔16的开口缘21b之间的接触导致的入口密封构件24的损伤。因此,能够提高入口密封构件24的密封功能的耐久性。
<第13实施方式>
接着,说明将阀装置具体化成由双偏心阀构成的EGR阀的第13实施方式。
在由双偏心阀构成的EGR阀中,在构成流路的壳体由金属材料(例如,铝)构成的情况下,壳体的热质量较大,向外部的热传递较佳(EGR气体的热容易向外部释放),因而在流路的内壁的温度为“60℃”以下时,也容易在流路中由EGR气体产生冷凝水。因此,由于EGR开启时的流路的内壁的温度为发动机启动前的外部空气的温度,因此,在流路的内壁利用EGR气体的热到达“60℃”的温度之前,容易在流路产生冷凝水。
在此,例如,在日本特开2016-6298号公报(对比文件)中提案一种以防止流路中的冷凝水的产生为目的的EGR阀。该EGR阀包括:外层的壳体,其由树脂材料形成;以及内层的流路构件,其与壳体分开制造,在内部包含流路,由金属材料形成,流路构件由壳体覆盖,从而流路设置在壳体中。另外,在内层的流路构件与外层的壳体之间设有绝热用的空气层。在该EGR阀中,利用在流路中流动的EGR气体,将金属制的流路构件快速地加热。由于流路构件利用树脂制的壳体覆盖,因此能够抑制来自流路构件的散热。而且,由于在流路构件与壳体之间设有空气层,因此能够利用空气层进一步抑制来自流路构件的散热。
另外,在上述对比文件的EGR阀中,在外层的壳体的内侧形成有凹部,从而在流路构件与壳体之间形成空气层。因此,为了利用壳体覆盖流路构件,需要预先分割地形成壳体,并将这些分割片利用熔接依次固定于流路构件的外侧。在此,考虑不分割地一体成型壳体,并将流路构件构成为能够向壳体的内侧插入。但是,由于在外层的壳体的内侧形成有用于空气层的凹部,因此,在该壳体的形状中,难以利用一次的脱模来树脂成型壳体。
于是,在本实施方式的EGR阀中,具备以下这样的技术特征,从而使EGR开启时的流路的内壁利用EGR气体的热快速地上升到“60℃”以上的温度,并尽早地抑制流路中的冷凝水的产生。
[关于EGR阀的结构]
图33中利用立体图表示由双偏心阀构成的EGR阀121。如图33所示,该EGR阀121包括壳体122。在壳体122设有构成双偏心阀的阀部123、内置有马达(省略图示)的马达部124、内置有减速机构137(参照图34)的减速机构部125。在阀部123设有供EGR气体流动的流路131,在流路131配置有阀座132、阀芯133以及旋转轴134的局部。马达的旋转力经由减速机构137传递到作为阀杆的旋转轴134。
图34中利用沿着旋转轴134剖切的剖视图表示EGR阀121。如图34所示,在流路131安装有阀座132。阀座132呈圆环状,阀芯133呈圆板状。在阀芯133的上表面侧形成有毂状的突部133a。阀芯133利用该突部133a固定于旋转轴134的顶端部134a。旋转轴134在其基端部134b经由两个轴承135、136以能够旋转的方式悬臂支承于壳体122。在旋转轴134的基端部134b设有与马达(省略图示)驱动连结的减速机构137。减速机构137包含多个齿轮等。在减速机构137设有用于对阀芯133向闭阀方向转动施力的复位弹簧138。
如图33、图34所示,壳体122包含由金属材料(铝等)形成的阀壳体127和由树脂材料形成的末端框架128。流路131以阀座132为分界被分成上侧的上游侧流路131A和下侧的下游侧流路131B。在本实施方式中,阀芯133以及突部133a与旋转轴134的顶端部134a配置于上游侧流路131A中。
因而,在该EGR阀121中,从图33、图34所示的全闭状态起,经由马达和减速机构137使旋转轴134旋转,从而阀芯133与旋转轴134一起转动,而打开流路131。由此,阀芯133开阀到全开状态。另一方面,从全开状态起,经由马达和减速机构137使旋转轴134向相反方向旋转,从而关闭流路131。由此,阀芯133闭阀到全闭状态。
如图34所示,在阀壳体127的上游侧流路131A设有上游侧流路构件141,在下游侧流路131B设有下游侧流路构件142。各流路构件141、142呈大致管状,并由树脂材料形成。各流路构件141、142与上游侧流路131A和下游侧流路131B对应地嵌入设置于形成在阀壳体127的台阶部127a。通过这样构成,金属制的阀壳体127的上游侧流路131A的内侧和下游侧流路131B的内侧被树脂化,而使其内侧的热质量降低。
此外,在上游侧流路构件141的外表面设有用于在其与阀壳体127之间形成空气层145的凹部141a。通过这样构成,在上游侧流路构件141与阀壳体127之间,空气层145成为绝热结构。
能够将上述的EGR阀121的结构总结为以下的结构。即,
[结构]
一种阀装置,该阀装置包括:
壳体,其包含流体的流路,所述流路包含设于所述壳体的入口和出口;阀芯,其用于打开和关闭所述流路;以及
阀杆,其用于设置所述阀芯,该阀装置的特征在于,
在所述流路的内侧设有供所述流体流动的流路构件,所述流路构件由树脂构成,在所述流路构件的外表面设有用于在所述流路构件与所述壳体之间形成空气层的凹部。
[关于EGR阀的作用和效果]
根据以上说明的本实施方式的EGR阀121的结构,在金属制的阀壳体127的上游侧流路131A的内侧和下游侧流路131B的内侧设有由树脂构成并供EGR气体(流体)流动的上游侧流路构件141和下游侧流路构件142,因此,阀壳体127的上游侧流路131A的局部和下游侧流路131B的局部被树脂化,其热质量也相比于金属材料而降低。因此,通过EGR气体流动,而能够利用EGR气体的热使上游侧流路131A和下游侧流路131B尽早地升温,能够抑制这些流路131A、131B处的冷凝水的产生。另外,即使多少产生一些冷凝水,由于这些流路131A、131B被树脂化,所以也能够避免该部分的由冷凝水导致的腐蚀。
另外,在本实施方式中,利用形成于上游侧流路构件141的外表面与阀壳体127之间的空气层145,而使上游侧流路131A成为绝热结构。因此,能够抑制自上游侧流路构件141向阀壳体127的传热(热的释放),能够促进上游侧流路131A的升温。
即,根据本实施方式的EGR阀121,利用树脂制的上游侧流路构件141和下游侧流路构件142将金属制的阀壳体127的上游侧流路131A和下游侧流路131B树脂化,从而降低阀壳体127的热质量,使各流路131A、131B成为绝热结构,能够利用EGR气体的热使流路131的内壁尽早地升温。其结果,即使从发动机的冷却水或外部空气为低温的阶段开启EGR,也能够抑制流路131的内壁上的冷凝水的产生量。
此外,本公开技术并不限定于所述各实施方式,在不偏离公开技术的主旨的范围内,还能够适当变更结构的局部地来实施。
(1)在所述第3实施方式中,在内壳体22的出口19的开口部周围,在倾斜且平坦的外表面22a设置出口密封构件25,与此相匹配地,在外壳体21的组装孔16的对应部分形成有倾斜且平坦的内表面21a。相对于此,也可以是,在内壳体的出口的开口部周围,在倾斜且弯曲的外表面设置出口密封构件,与此相匹配地,在外壳体的组装孔的对应部分形成倾斜且弯曲的内表面。
(2)在所述各实施方式中,将入口密封构件24和出口密封构件25、25A、25B组装于内壳体22或壳体56、66、76、86、96的外表面56a、66a、76a、86a、96a,而未设置在作为对象构件的外壳体21、形成于EGR通路53、63、73、83或进气通路93的组装孔58、68、78、88、98的内表面。相对于此,也可以将入口密封构件和出口密封构件不设置于内壳体或壳体的外表面,而组装于作为对象构件的外壳体、形成于EGR通路或进气通路的组装孔的内表面。例如,如图35所示,可以将入口密封构件24和出口密封构件25不设置于内壳体22的外表面22a,而组装于形成在外壳体21的组装孔16的内表面21a。
(3)在所述第4实施方式中,如图11和图12所示,将设置入口密封构件24的入口18的开口部周围的外表面56a和设置出口密封构件25的出口19的开口部周围的外表面56a分别形成为与阀杆6平行,并且,将与这些开口部周围的外表面56a对应的组装孔58的内表面形成为与开口部周围的外表面56a平行。相对于此,对第4实施方式而言,还能够构成为,使设置入口密封构件的入口的开口部周围的外表面和设置出口密封构件的出口的开口部周围的外表面分别在与阀杆同轴的方向上随着朝向针对组装孔的组装方向去而向靠近阀杆的朝向倾斜,并且,使与这些开口部周围的外表面对应的组装孔的内表面与开口部周围的外表面的倾斜相配合地倾斜。所述第5实施方式~第8实施方式也同样。
(4)在所述第9实施方式中,如图23中由剖视图所示,将出口密封构件113构成为被树脂制的内壳体22、树脂制的出口流路构件107以及金属制的外壳体21夹持,设为在容许基于这些部件21、22、107之间的热膨胀差的位置偏移、基于作用于出口密封构件113的正压和负压的位置偏移这两者的同时,能够确保密封功能的密封构造。相对于此,如图36所示,将出口密封构件115构成为被树脂制的出口流路构件107和树脂制的内壳体22夹持,设为在容许基于出口流路构件107与内壳体22之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于出口密封构件115的正压和负压的位置偏移这两者的同时,能够确保密封功能的密封构造。在该情况下,在出口流路构件107与内壳体22之间设置略微的间隙116,在形成于出口流路构件107的端面107b的环槽107c收容出口密封构件115。在此,如图36所示,利用呈截面大致V字形的唇形密封件形成出口密封构件115,并将其一边部115a配置于环槽107c,使其另一边部115b与内壳体22的外表面22a接触。由此,能够设为在容许自出口流路部2b侧作用的略微的进气的负压的泄漏的同时,能够确保密封功能。图36为表示出口密封构件115的局部的基于图23的放大剖视图。
(5)与上述(4)的其他实施方式不同,如图37所示,将出口密封构件118构成为被树脂制的出口流路构件107和树脂制的内壳体22夹持,设为在容许基于出口流路构件107与内壳体22之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于出口密封构件118的正压和负压的位置偏移这两者的同时,能够确保密封功能的密封构造。在该情况下,也在出口流路构件107与内壳体22之间设置略微的间隙116,并将出口密封构件118收容在形成于出口流路构件107的端面107b的环槽107c中。在此,如图37所示,利用呈截面大致X字形的唇形密封件形成出口密封构件118,将其两边部118a、118b的一端侧配置于环槽107c,并使该两边部118a、118b的另一端侧与内壳体22的外表面22a接触。由此,能够设为在容许自出口流路部2b侧作用的略微的进气的负压和正压的泄漏的同时,能够确保密封功能。图36是表示出口密封构件115的局部的基于图23的放大剖视图。
(6)在所述第9~第12实施方式中,将朝向与阀杆6同轴的方向开口的同轴开口部设为入口18,与该入口18的周围对应地设置入口密封构件24,将朝向与阀杆6交叉的方向开口的交叉开口部设为出口19,与该出口19的周围对应地设置出口密封构件25、113、114、115。相对于此,在使EGR气体的相对于EGR阀的流路的流动方向设为与上述各实施方式的流动方向相反的情况下,交叉开口部成为入口,同轴开口部成为出口,因此,上述出口密封构件25、113、114、115成为入口密封构件,上述入口密封构件24成为出口密封构件。
(7)在所述第10实施方式中,通过在规定的填充室填充粘接剂,设置具有柔软性的出口密封构件114,但还能够通过使用硬度低于作为入口密封构件24而采用的O形密封圈的硬度的柔软的O形密封圈,从而设置具有柔软性的出口密封构件。
(8)在所述各实施方式中,将阀装置具体化为供EGR气体流动的EGR阀、EGR装置、具体化为供进气流动的进气装置,但还能够将阀装置具体化为其他的调节流体的流体流量调节装置。
产业上的可利用性
本公开技术例如能够利用于在发动机系统中调节规定的流体的流量的流体流量调节装置。
附图标记说明
1、EGR阀(阀装置);2a、弯折流路部(流路);2b、出口流路部(另一流路);2c、入口流路部(流路,另一流路);4、阀座;5、阀芯;6、阀杆;16、组装孔;18、入口(内壳体的);19、出口(内壳体的);19A、出口;19B、出口;21、外壳体(对象构件);21a、内表面;22、内壳体(壳体);22a、外表面;24、入口密封构件;25、出口密封构件;25A、出口密封构件;25B、出口密封构件;28、阀芯;29、阀杆;31、EGR阀(阀装置);41、EGR阀(阀装置);51、阀装置;53、EGR通路(对象构件);55、流路;56、壳体;56a、外表面;58、组装孔;59、另一流路;61、阀装置;63、EGR通路(对象构件);65、流路;66、壳体;66a、外表面;68、组装孔;69、另一流路;71、阀装置;73、EGR通路(对象构件);75、流路;76、壳体;76a、外表面;78、组装孔;79、另一流路;81、阀装置;83、EGR通路(对象构件);85、流路;86、壳体;86a、外表面;88、组装孔;89、另一流路;91、阀装置;93、进气通路(对象构件);95、流路;96、壳体;96a、外表面;98、组装孔;99、另一流路;101、EGR阀(阀装置);102、EGR阀(阀装置);103、EGR阀(阀装置);104、EGR阀(阀装置);106、入口流路构件;106a、凹部;107、出口流路构件;107a、凹部;109、空气层;113、出口密封构件;114、出口密封构件;115、出口密封构件;118、出口密封构件。
Claims (10)
1.一种阀装置,该阀装置包括:
壳体,其包含流体的流路,所述流路包含设于所述壳体的入口和出口;
阀芯,其用于打开和关闭所述流路;
阀杆,所述阀芯设置于该阀杆;以及
对象构件,所述壳体组装于该对象构件,所述对象构件包含用于组装所述壳体的组装孔和另一流路,其特征在于,
在所述壳体组装于所述对象构件的所述组装孔的状态下,所述流路的所述入口和所述出口与所述另一流路连通,与所述入口的周围对应地在所述壳体与所述对象构件之间设有入口密封构件,与所述出口的周围对应地在所述壳体与所述对象构件之间设有出口密封构件。
2.根据权利要求1所述的阀装置,其特征在于,
所述入口和所述出口中的至少一者朝向与所述阀杆交叉的方向开口,该开口部周围的所述壳体的外表面形成为与所述阀杆平行,并且,与所述开口部周围的所述外表面对应的所述组装孔的内表面形成为与所述开口部周围的所述外表面平行。
3.根据权利要求1所述的阀装置,其特征在于,
所述入口和所述出口中的至少一者朝向与所述阀杆交叉的方向开口,该开口部周围的所述壳体的外表面在与所述阀杆同轴的方向上随着朝向针对所述组装孔的组装方向去而向靠近所述阀杆的朝向倾斜,并且,与所述开口部周围的所述外表面对应的所述组装孔的内表面与所述开口部周围的所述外表面的倾斜相配合地倾斜。
4.根据权利要求2或3所述的阀装置,其特征在于,
所述开口部周围的所述外表面以所述阀杆为中心弯曲,并且,与所述开口部周围的所述外表面对应的所述组装孔的所述内表面与所述开口部周围的所述外表面的弯曲相配合地弯曲。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的阀装置,其特征在于,
所述流路形成为自与所述阀杆同轴的方向向与所述阀杆交叉的至少一个方向弯折。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的阀装置,其特征在于,
在所述对象构件的至少所述另一流路的内侧设有供所述流体流动的流路构件,所述流路构件由树脂构成,在所述流路构件的外表面设有用于在该流路构件与所述对象构件之间形成空气层的凹部。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的阀装置,其特征在于,
所述入口和所述出口中的一者朝向与所述阀杆同轴的方向开口,另一者朝向与所述阀杆交叉的方向开口,
所述入口密封构件和所述出口密封构件中的一者与朝向所述同轴的方向开口的同轴开口部的周围对应地设于所述壳体与所述对象构件之间,另一者与朝向所述交叉的方向开口的交叉开口部的周围对应地设于所述壳体与所述对象构件之间,
与所述交叉开口部的周围对应地设置的所述入口密封构件或所述出口密封构件的硬度低于与所述同轴开口部的周围对应地设置的所述出口密封构件或所述入口密封构件的硬度,且具有在至少容许基于所述壳体与所述对象构件之间的热膨胀差的位置偏移和基于作用于与所述交叉开口部的周围对应地设置的所述入口密封构件或所述出口密封构件的正压和/或负压的位置偏移这两者的同时,能够确保密封功能的密封构造。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的阀装置,其特征在于,
所述入口密封构件或所述出口密封构件配置在形成于所述壳体的局部的外表面的槽中,
在所述对象构件的所述组装孔形成有开口缘,该开口缘在所述壳体的局部嵌入于所述组装孔时能够与所述入口密封构件或所述出口密封构件接触,所述开口缘被倒角。
9.根据权利要求6所述的阀装置,其特征在于,
构成为在所述壳体组装于所述对象构件的所述组装孔的状态下,所述壳体的局部嵌入于所述流路构件的内侧,
所述入口密封构件或所述出口密封构件配置于在所述流路构件的内表面的供所述壳体的局部嵌入的部分形成的槽中,
在所述壳体的局部设有端缘,该端缘在所述壳体的局部嵌入于所述流路构件的内侧时能够与所述入口密封构件或所述出口密封构件接触,所述端缘被倒角。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的阀装置,其特征在于,
所述流体为EGR气体,该阀装置包含用于调节所述EGR气体的流量的EGR阀,所述EGR阀包含所述壳体、所述流路、所述阀芯以及所述阀杆。
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