JP2005036883A - Double poppet type valve device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ダブルポペット式バルブ装置に関する。 The present invention relates to a double poppet valve device.
ダブルポペット式バルブは、バルブシャフトの上下に2個のバルブを取り付け、バルブボディに形成された、対応する2個のバルブシートにそれぞれ着座するように構成される。この式のバルブは上下に2個のバルブを備えるため、バルブの前後に差圧が作用しても力が釣り合うことから、流量を確保する意図でバルブ径を大きくしても、バルブが開かないようにすることができる。そのため、EGRバルブなどに良く用いられている。その例としては特許文献1,2に記載の技術を挙げることができる。
ところで、上記したダブルポペット式EGRバルブにおいては、上下のバルブ径を同一にするとき、バルブシャフトと上下のバルブ(傘)を一体に製作すると共に、バルブボディ側のバルブシートも一体に製作すると、組み立てることができない。 By the way, in the double poppet type EGR valve described above, when the upper and lower valve diameters are made the same, the valve shaft and the upper and lower valves (umbrellas) are manufactured integrally, and the valve seat on the valve body side is also manufactured integrally. Can't assemble.
従って、従来、例えばバルブシャフトの下半部と、下側のバルブとを別々に製作すると共に、下側のバルブシートをバルブボディと別々に製作し、さらにバルブシャフトの上半部と上側バルブとを一体に製作していた。そして、下側バルブシートのないバルブボディに、一体化されたバルブシャフト上半部と上側バルブを挿入し、次いで下側バルブシートをバルブボディに溶接すると共に、バルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接で一体化するなどして組み立てていた。 Therefore, conventionally, for example, the lower half of the valve shaft and the lower valve are manufactured separately, the lower valve seat is manufactured separately from the valve body, and the upper half of the valve shaft and the upper valve are further manufactured. Was produced as one. Then, the integrated valve shaft upper half and upper valve are inserted into the valve body without the lower valve seat, then the lower valve seat is welded to the valve body, and the valve shaft lower half and lower valve are And were integrated by welding.
そのため、上半部と下半部を溶接で接合してバルブシャフトを完成させるとき、あるいはバルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接するとき、シャフトが曲がったり、バルブが傾いたりするなどして精度良く製作するのが困難であった。さらに、部品点数が多いため、それぞれの部品の寸法バラツキが累積することも、所期の精度を得るのが困難な原因となっていた。 Therefore, when the valve shaft is completed by welding the upper half and the lower half, or when the lower half of the valve shaft and the lower valve are welded, the shaft may be bent or the valve may be inclined. It was difficult to manufacture with high accuracy. Furthermore, since the number of parts is large, the dimensional variation of each part is accumulated, which makes it difficult to obtain the desired accuracy.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、容易に組み立てられるようにすることで製作効率を向上できると共に、完成品としての精度も向上できるようにしたダブルポペット式バルブ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a double poppet type valve device that solves the above-mentioned problems and can be easily assembled to improve manufacturing efficiency and also improve accuracy as a finished product. It is in.
上記の目的を解決するために、請求項1にあっては、バルブシャフトの軸方向に2個のバルブを取り付け、バルブボディに形成された対応する2個のバルブシートにそれぞれ着座させるようにしたダブルポぺット式バルブ装置において、前記2個のバルブの径を相違させるようにした。 In order to solve the above-mentioned object, according to claim 1, two valves are attached in the axial direction of the valve shaft and are respectively seated on two corresponding valve seats formed in the valve body. In the double poppet type valve device, the diameters of the two valves are made different.
請求項2に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、前記2個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブの径を後端側に位置するそれよりも小さくするように構成した。 In the double poppet type valve device according to claim 2, the diameter of the valve located on the front end side in the insertion direction is made smaller than that located on the rear end side among the two valves. .
請求項1に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、2個のバルブの径を相違させるように構成したので、バルブシャフトと2個(上下)のバルブと一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシートを一体に製作し、小径のバルブ側を先端としてバルブシャフトをバルブシートに挿入することが可能となる。それによって、溶接(あるいはカシメなど)の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。 In the double poppet type valve device according to claim 1, since the two valves have different diameters, the valve shaft and the two (upper and lower) valves are manufactured integrally, and the corresponding upper and lower The valve seat can be integrally manufactured, and the valve shaft can be inserted into the valve seat with the small-diameter valve side as a tip. This eliminates the need for a welding (or caulking) process, so that it can be easily assembled and manufacturing efficiency can be improved.
また、部品点数もバルブ(とそれに一体化されたバルブシャフト)とバルブシートの2点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少することから、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブとしてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。 In addition, since the number of parts is also two points, the valve (and the valve shaft integrated with it) and the valve seat, the accumulation of dimensional variation of each part also decreases, so the accuracy as a finished product can be improved. it can. Furthermore, as a result, the leak amount as a double poppet type valve can be reduced and the sealing performance can be improved.
請求項2に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、前記2個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブの径を後端側に位置するそれよりも小さくするように構成したので、前記バルブシートが形成されるバルブボディに前記バルブシャフトを挿入して組み立てるときの作業が容易となって、上記した効果を一層良く得ることができる。 In the double poppet type valve device according to claim 2, the diameter of the valve located on the front end side in the insertion direction is made smaller than that located on the rear end side among the two valves. Therefore, the operation when inserting and assembling the valve shaft into the valve body on which the valve seat is formed is facilitated, and the above-described effects can be further improved.
以下、添付図面に即してこの発明に係るダブルポペット式バルブ装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out a double poppet valve device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係るダブルポペット式バルブ装置を全体的に示す説明断面図であり、図2はそれを模式的に示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory sectional view generally showing a double poppet type valve device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view schematically showing it.
図1において、符号10はダブルポペット式バルブ装置を示す。尚、バルブ装置としてはEGRバルブ装置を例にとる。ダブルポペット式バルブ装置(以下「EGRバルブ装置」という)10は、内燃機関(図示せず)の排ガスを吸気系(図示せず)に還流させるEGR通路(想像線12で示す)に介挿されると共に、バルブボディ14と、それにボルト16で連結されるアクチュエータ部20とからなる。
In FIG. 1,
バルブボディ14とアクチュエータ部20の内部には、それらを貫通するようにバルブシャフト22が収容される。バルブシャフト22の先端側(図において上側)はアクチュエータ部20において断面視略H字状の部材24に、若干の空隙24aを有してネジ止め(図示せず)されて固定される。部材24の付近には電磁ソレノイド(アクチュエータ)26が配置される。電磁ソレノイド26は、コイル26aとその周りに配置された磁性体26bとからなる。
A
電磁ソレノイド26は図示しない電源に接続され、通電されると励磁されて部材24(およびそれにネジ止めされるバルブシャフト22)を軸方向、より具体的には図1において下方に駆動する(引く)。部材24の下部に形成された空隙にはリターンスプリング(圧縮スプリング)30が弾装され、部材24(およびそれにネジ止めされるバルブシャフト22)をそれに相反する軸方向、より具体的には図1において上方に付勢する。尚、符号32は軸受け部を、32aはシール材を示す。
The
バルブシャフト22には、電磁ソレノイド(アクチュエータ)26に近い上側とそれから離間する下側に2個のバルブ34a,34bが取り付けられる。他方、バルブボディ14にはバルブ34a,34bに対応する2個のバルブシート36a,36bが形成される。2個のバルブ34a,34bには着座面34a1,34b1が形成される(図2に良く示す)。
Two
バルブシャフト22が電磁ソレノイド26の励磁によって軸方向(図で下方)に駆動されると、2個のバルブ34a,34bは共にバルブシート36a,36bから離れて開弁する。その結果、図1に矢印で示す如く、流入した排ガス(EGRガス)は2個のバルブ34a,34bを通って流出する。また、電磁ソレノイド26が消磁されると、バルブシャフト22はリターンスプリング30の付勢力によって反対方向に駆動され、2個のバルブ34a,34bは共にバルブシート36a,36bに着座してEGR通路12を閉鎖する。
When the
EGRバルブ10はこのようにダブルポペット式バルブからなり、内燃機関の排ガスを吸気系に還流させるEGR通路12に介挿されて電磁ソレノイド(アクチュエータ)26に接続されると共に、バルブシャフト22の電磁ソレノイド26に近い上側とそれから離間する下側に2個のバルブ34a,34bが取り付けられ、バルブボディ14に形成された対応する2個のバルブシート36a,36bにそれぞれ着座させてEGR通路12を閉鎖するように構成される。
The
バルブシャフト22とバルブ34a,34bはステンレス材から一体に製作される。また、バルブシート36a,36bもステンレス材から製作されると共に、バルブボディ14とは別体に製作され、バルブボディ14に適宜な手法で嵌め込まれる。
The
ここで、2個のバルブ34a,34bの径は相違するように構成される。より具体的には、図3に示す如く、バルブシート36a,36bが形成されるバルブボディ14に開孔14aからバルブシャフト22を挿入して組み立てるとき、2個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブ、即ち、上側のバルブ34aの径を後端側に位置するそれよりも、即ち、下側のバルブ34bの径よりも小さくするように構成される(図2に破線で示す)。
Here, the two
これについて説明すると、先に述べたように、ダブルポペット式バルブにおいては、上下のバルブ径を同一にするとき、バルブシャフト22と上下のバルブ34a,34bを一体に製作すると共に、バルブボディ14側のバルブシート36a,36bも一体に製作すると、組み立てることができない。
As described above, in the double poppet type valve, when the upper and lower valve diameters are the same, the
従って、従来技術においては、例えばバルブシャフト22の下半部と、下側のバルブ34bとを別々に製作すると共に、下側のバルブシート36bをバルブボディ14と別々に製作し、さらにバルブシャフト22の上半部と上側バルブ34aとを一体に製作していた。そして、下側バルブシート36bのないバルブボディ14に、一体化されたバルブシャフト上半部と上側バルブ34aを挿入し、次いで下側バルブシート34bをバルブボディ14に溶接すると共に、バルブシャフト下半部と下側バルブ34bとを溶接で一体化するなどして組み立てていた。
Therefore, in the prior art, for example, the lower half of the
そのため、上半部と下半部を溶接で接合してバルブシャフト22を完成させるとき、あるいはバルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接するとき、シャフト22が曲がったり、バルブ34が傾いたりするなどの不都合が生じ、精度良く製作するのが困難であった。さらに、部品点数が多いため、それぞれの部品の寸法バラツキが累積することも、所期の精度を得るのが困難な原因となっていた。
Therefore, when the
そこで、この実施例に係るダブルポペット式バルブ装置10にあっては、2個のバルブ34a,34bの径を相違させるように構成した。それにより、上に述べたように、バルブシャフト22と2個(上下)のバルブ34a,34bとを一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシート36a,36bを一体に製作することができ、図3に示す如く、小径のバルブ34a側を先端としてバルブシャフト22をバルブシートに挿入することができる。その結果、溶接(あるいはカシメなど)の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。組み立て後、バルブボディ14に穿設された開孔14aは、図1に示す如く、蓋14bで閉鎖される。
Therefore, the double
また、部品点数もバルブ34a,34b(とそれに一体化されたバルブシャフト22)と、一体化されたバルブシート36a,36bの2点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少し、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブ装置10としてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。これは特に、この実施例のように、EGRバルブ装置として使用するとき、有益である。
In addition, since the number of parts becomes two points of the
また、上記した上下の2個のバルブ34a,34bの着座面34a1,34b1と、それらに対応する2個のバルブシート36a,36bとの中の少なくともいずれか、より具体的には着座面34a1,34b1にはコーティング材40が塗布される(理解の便宜のため、図1においてコーティング材40は誇張して示す)。
Further, at least one of the seating surfaces 34a1 and 34b1 of the two upper and
これについて説明すると、先に述べたように、ダブルポペット式バルブ装置10は、バルブの前後に差圧が作用しても力が釣り合うことから、流量を確保するためにバルブ径を大きくすることができて有益であるが、加工精度のバラツキなどによって上下の2個のバルブ34a,34bの一方が閉弁できないという問題がある。同様な問題は、バルブ34(およびバルブシャフト22)とバルブシート36の素材が異なって線膨張係数が相違する場合、あるいはそれらの間に温度差がある場合にも生じ得る。
To explain this, as described above, the double
そこで、この実施例に係るEGRバルブ装置においては、上下の2個のバルブ34a,34bの着座面34a1,34b1にはコーティング材40を塗布するようにした。それにより、加工精度のバラツキ、素材の線膨張係数の相違、あるいは温度差などによって上下の2個のバルブ34a,34bの中、一方のバルブがそれに対応するバルブシートに着座した状態で、他方のバルブとそれに対応するバルブシートとの間にクリアランスが存在したとしても、上下の2個のバルブ34a,34bは共にバルブシート36a,36bに向けてコーティング材40を圧壊しつつ移動することから、圧壊されたコーティング材40でシールすることができる。よって、簡易な構造でありながら、シール性を向上させることができてEGRガス(排ガス)のリークを効果的に防止することができる。
Therefore, in the EGR valve device according to this embodiment, the
この加工精度のバラツキについて敷衍すると、ダブルポペット式バルブの場合、図2に示す如く、シート部42が上下で2箇所存在するため、加工精度の限界から、現実問題としては、上下のバルブのいずれかのシール性を犠牲にせざるを得ない。そこで、この実施例にあっては、上側、即ち、バルブを駆動する電磁ソレノイド(アクチュエータ)26に近い側のバルブ34aのシール性を優先させ、下側、即ち、電磁ソレノイド26から離間する側のバルブ34bのそれを犠牲にするように寸法管理を行うことにした。これにより、リークしたEGRガスによる電磁ソレノイド26の熱害、あるいはリークしたEGRガスの電磁ソレノイド26への侵入を抑止することができる。ただし、その場合、下側のバルブ34bでのクリアランスは許容せざるを得ないため、上記したように、上下の2個のバルブ34a,34bの着座面34a1,34b1にはコーティング材40を塗布するようにした。
In terms of this variation in machining accuracy, in the case of a double poppet type valve, as shown in FIG. 2, there are two
さらに、コーティング材40の塗布厚さを上下で相違させる、より具体的には下側のバルブ34bの着座面34b1のコーティング材40の塗布厚さを上側(34a1)のそれに比して厚くするように構成した。より正確には、下側のバルブ34bの着座面34b1のコーティング材40の塗布厚さを例えば30μmとする一方、上側(34a1)のそれを例えば10μmとし、下側の塗布厚さを上側のそれに比して厚くするように構成した。これにより、下側のバルブ34bでのシール性を一層良く確保することができる。
Furthermore, the coating thickness of the
また、その場合、仮にコーティング材が熱などで劣化して溶損したとしても、少なくとも上側のバルブ34aについては所期のシール性を確保することができるので、電磁ソレノイド26への熱害あるいはそれへのEGRガスの侵入は阻止することができる。 In this case, even if the coating material deteriorates due to heat or the like and melts, at least the upper valve 34a can ensure the desired sealing performance. Intrusion of EGR gas into the gas can be prevented.
また、EGRガスの成分中に粘着物質が含まれている場合、バルブシート36a,36bに付着してバルブの固着(開弁不良)を生じる恐れがあるが、コーティング材40として非粘着性を備える素材を採用することで、そのような不都合をある程度解消することができる。例えば、コーティング材として二硫化モリブデン(MoS2)を用いると、撥水性が高いため、そのような物質の付着をある程度防止することができると共に、耐熱性も比較的高いため、EGRガスが高温のときも溶損し難い利点がある。
Further, when the EGR gas component contains an adhesive substance, it may adhere to the
尚、コーティング材として二硫化モリブデンを用いる場合、具体的には、二硫化モリブデンの結晶に適宜な溶剤を加え、液状にして塗布する。 When molybdenum disulfide is used as the coating material, specifically, an appropriate solvent is added to the molybdenum disulfide crystal and applied in a liquid state.
また、二硫化モリブデンは例示であり、撥水性(あるいは非粘着性)および耐熱性に優れているならば、どのような物質を用いても良く、例えばテフロン(登録商標)、フッ素、グラファイトなども考えられる。 Molybdenum disulfide is an example, and any material may be used as long as it is excellent in water repellency (or non-adhesiveness) and heat resistance, such as Teflon (registered trademark), fluorine, and graphite. Conceivable.
この実施例は上記の如く構成したので、バルブシャフト22と2個(上下)のバルブ34a,34bとを一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシート36a,36bを一体に製作することができ、小径のバルブ34a側を先端としてバルブシャフト22をバルブシートに挿入することができる。その結果、溶接(あるいはカシメなど)の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。
Since this embodiment is configured as described above, the
また、部品点数もバルブ34a,34b(とそれに一体化されたバルブシャフト22)と、一体化されたバルブシート36a,36bの2点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少し、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブ装置10としてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。これは特に、この実施例で述べるように、EGRバルブ装置として使用するとき、有益である。
In addition, since the number of parts is two points, that is, the
さらに、上下の2個のバルブ34a,34bの着座面34a1,34b1にはコーティング材40を塗布するようにしたので、簡易な構造でありながら、シール性を向上させることができてEGRガス(排ガス)のリークを効果的に防止することができる。
Furthermore, since the
以上の如く、この発明の第1実施例にあっては、バルブシャフト22の軸方向に2個のバルブ34a,34bを取り付け、バルブボディ14に形成された対応する2個のバルブシート36a,36bにそれぞれ着座させるようにしたダブルポぺット式バルブ装置10において、前記2個のバルブ34a,34bの径を相違させるようにした。
As described above, in the first embodiment of the present invention, two
また、前記2個のバルブ34a.34bの中、挿入方向において先端側に位置するバルブ34aの径を後端側に位置するそれ(バルブ34bの径)よりも小さくするように構成した。
The two valves 34a. In 34b, the diameter of the valve 34a located on the front end side in the insertion direction is made smaller than that located on the rear end side (diameter of the
さらに、内燃機関の排ガスを吸気系に還流させるEGR通路12に介挿されてアクチュエータ(電磁ソレノイド)26に接続されると共に、バルブシャフト22の前記アクチュエータに近い上側とそれから離間する下側に2個のバルブ34a,34bを取り付け、バルブボディ14に形成された対応する2個のバルブシート36a,36bにそれぞれ着座させて前記EGR通路を閉鎖するようにしたダブルポぺット式EGRバルブ装置において、前記上下の2個のバルブの着座面34a1,34b1と、それらに対応する前記2個のバルブシート36a,36bとからなる4箇所の中、少なくとも1箇所にコーティング材40を塗布するように構成した。
Further, two are inserted in the
また、前記コーティング材40を上下の少なくとも2箇所で塗布すると共に、その塗布厚さを上下で相違させるように構成した。
In addition, the
尚、上記した実施例において、EGRバルブ装置を例にとって説明してきたが、この発明はそれに限られるものではなく、ダブルポペット式バルブ装置であれば、どのようなバルブにも妥当する。 In the above-described embodiment, the EGR valve device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and any valve can be applied as long as it is a double poppet valve device.
10 ダブルポペット式バルブ装置(EGRバルブ装置)
12 EGR通路
14 バルブボディ
20 アクチュエータ部
22 バルブシャフト
26 電磁ソレノイド(アクチュエータ)
34a,34b バルブ
34a1,34b1 着座面
36a,36b バルブシート
40 コーティング材
10 Double poppet type valve device (EGR valve device)
12
34a, 34b Valve 34a1,
Claims (2)
The double poppet type valve device according to claim 1, wherein a diameter of a valve located on a front end side in the insertion direction is smaller than that located on a rear end side of the two valves.
Priority Applications (1)
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JP2003274260A JP2005036883A (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Double poppet type valve device |
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- 2003-07-14 JP JP2003274260A patent/JP2005036883A/en active Pending
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