JP2008281030A - バルブの軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】煤や塵芥等の異物が軸受部の軸受孔とその軸受孔に遊嵌される回転軸との間の隙間に堆積してその回転軸が固着することを防止する。
【解決手段】軸受孔１１を有する軸受部１２と、軸受部１２の軸受孔１１に回転可能に遊嵌される回転軸１３と、回転軸１３に装着される弁体とを備えたバルブの軸受構造において、軸受部１２の軸受孔１１と回転軸１３との間の隙間Ｃに侵入する異物を回転軸１３の回転により掻き出すための掻き出し機構１７を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、煤や塵芥等の異物が多い環境で使用されるバルブの軸受構造に関する。

従来のバルブの軸受構造を、エンジンの吸気マニフォールド内（又はシリンダヘッドの吸気ポート内）に設置される可変スワールシステム（ＶＳＳ）に用いられるスワールコントロールバルブの軸受構造を例に説明する。

スワールコントロールバルブは、エンジンの吸気マニフォールド内（又はシリンダヘッドの吸気ポート内）に、回転軸に装着した弁体を配設し、その弁体で吸気マニフォールド（又は吸気ポート）の通路面積を調節することにより、エンジンの燃焼室内（シリンダ内）に発生するスワールをコントロールするようになっている。回転軸の軸方向端部や中間部等には、その回転軸を支持するための軸受部が設けられており、その軸受部の軸受孔に遊嵌された回転軸が回転するようになっている。

このようなバルブの軸受構造は、例えば特許文献１にも記載されている。

特公平７−５９８９７号公報

近年、排気ガス規制の強化に伴い、ＥＧＲ（排気再循環）は排気ガス規制に対応するための必須技術となっている。ＥＧＲはエンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させるため、排気ガス中の煤も吸気通路に還流される。この煤が上記の軸受部の軸受孔と回転軸との間の隙間に侵入すると、回転軸の動きが鈍くなり又は回転軸が固着して、スワールコントロールバルブが作動できなくなることがある。

排気ガス中の煤が軸受部の軸受孔と回転軸との間の隙間に侵入するのを防止するために、軸受部の軸受孔又は回転軸にダストシールを装着することが考えられるが、部品点数が増え、或いは、組立作業性が悪化し、コストアップする等の問題がある。

そこで、本発明の目的は、煤や塵芥等の異物が軸受部の軸受孔とその軸受孔に遊嵌される回転軸との間の隙間に堆積してその回転軸が固着することを防止することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、軸受孔を有する軸受部と、該軸受部の軸受孔に回転可能に遊嵌される回転軸と、該回転軸に装着される弁体とを備えたバルブの軸受構造において、上記軸受部の軸受孔と上記回転軸との間の隙間に侵入する異物を上記回転軸の回転により掻き出すための掻き出し機構を備えたことを特徴とするバルブの軸受構造である。

請求項２に係る発明は、上記掻き出し機構が、上記回転軸に上記軸受部の軸受孔内に位置させて設けられ、軸方向端面が軸方向と直交する方向に対して斜めに形成された大径部を有し、上記回転軸が回転すると、上記軸受部の軸受孔と上記大径部の軸方向端面との接触位置が軸方向に相対的に移動する請求項１に記載のバルブの軸受構造である。

本発明によれば、煤や塵芥等の異物が軸受部の軸受孔とその軸受孔に遊嵌される回転軸との間の隙間に堆積してその回転軸が固着することを防止することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施形態に係るバルブの軸受構造の断面図である。

本実施形態は、エンジンの燃焼室内（シリンダ内）に発生するスワールをコントロールするためのスワールコントロールバルブ（スワール制御弁）の軸受構造に適用したものである。かかるエンジンは、そのエンジンの吸気通路（吸気管又は吸気マニフォールド）と排気通路（排気管又は排気マニフォールド）とを連通するＥＧＲ通路（ＥＧＲ管）を具備しており、排気通路を流れる排気ガスの一部がＥＧＲ通路を通して吸気通路に再循環される。

図１に示すように、本実施形態に係る軸受構造１０は、エンジンの吸気マニフォールド（又はシリンダヘッドの吸気ポート）に設けられ、軸受孔１１を有する軸受部１２と、軸受部１２の軸受孔１１に回転可能に遊嵌される（支持される）回転軸１３と、回転軸１３に装着され、吸気マニフォールド（又は吸気ポート）の通路面積を調節する弁体１４（バタフライバルブ等、図２参照）と、回転軸１３を回転させるためのアクチュエータ１５（電動モータ等、図２参照）とから主に構成される。

回転軸１３は、弁体１４が装着される軸部（小径部）１６と、軸部１６と同心に且つ軸部１６より大径に形成され、軸受部１２の軸受孔１１に挿入される（遊嵌される）大径部１７とからなる。回転軸１３は、大径部１７を軸受部１２の軸受孔１１内に位置させた状態で、大径部１７の外周面と軸受孔１１の内周面との間に微小な隙間（クリアランス）Ｃを有して軸受孔１１に回転可能に遊嵌されている。

本実施形態では、大径部１７は、その軸方向両端面１７ａ、１７ｂが軸方向と直交する方向に対して斜めに形成されている。また本実施形態では、大径部１７は、その軸方向一端面１７ａが他端面１７ｂに対して略平行に形成されている。また本実施形態では、大径部１７は、その軸方向両端面１７ａ、１７ｂの一部が軸受孔１１外に位置するようになっている。

なお、回転軸１３の軸部１６と大径部１７とを一体に設けても良く、回転軸１３の軸部１６と大径部１７とを別体で形成しても良い。回転軸１３の軸部１６と大径部１７とを一体に設ける場合、例えば、大径部１７は回転軸１３の一部を加工することにより設ける。回転軸１３の軸部１６と大径部１７とを別体で形成する場合、例えば、大径部１７は斜めにカットした円管を回転軸１３（軸部１６）に圧入又は焼き嵌めすることで設ける。

本実施形態に係る軸受構造１０は、軸受部１２の軸受孔１１と回転軸１３の大径部１７との間の隙間Ｃに侵入する排気ガス中の煤等の異物を回転軸１３の回転により軸受孔１１外に掻き出すための掻き出し機構を備える。本実施形態の大径部１７が、上記の掻き出し機構をなす。

次に、本実施形態の作用を説明する。

回転軸１３が、図３（ａ）に示す角度位置から図３（ｂ）に示す角度位置まで所定角度（図示例では９０度）だけ回転すると、回転軸１３の回転により、軸受孔１１に遊嵌されている回転軸１３の大径部１７の軸方向端面１７ａ、１７ｂは軸受部１２の軸受孔１１に対し軸方向に摺動する。なお、回転軸１３の回転角度は任意の角度で構わない。

大径部１７の軸方向一端面１７ａの任意の点Ａ’と対応する軸受孔１１の内周面Ａについて詳細に説明する。

図３（ａ）に示す回転軸１３が回転していない角度位置では、軸受孔１１の内周面Ａに接触する大径部１７の軸方向一端面１７ａはＡ’点である。

回転軸１３が、図３（ａ）に示す角度位置から図３（ｂ）に示す角度位置まで９０度回転すると、軸受孔１１の内周面Ａに接触する位置には大径部１７の軸方向一端面１７ａのＢ’点が回転して来る。大径部１７の軸方向一端面１７ａのＡ’点は９０度位相がずれた位置に回転移動する。

このとき、軸受孔１１の内周面Ａに接触する大径部１７の軸方向一端面１７ａはＡ’点からＢ’点に移るので、大径部１７の軸方向一端面１７ａは軸受孔１１の内周面Ａ上をＡ’点からＢ’点に軸方向に動くことになる。

その結果、軸受孔１１と大径部１７との間の隙間Ｃに堆積する排気ガス中の煤等の異物は大径部１７の軸方向一端面１７ａによって軸受孔１１外に掻き出され、煤等の異物が軸受部１２の軸受孔１１と回転軸１３（大径部１７）との間の隙間Ｃに堆積して回転軸１３が固着することを防止することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、上述の実施形態ではスワールコントロールバルブの軸受構造に適用した一例を説明したが、本発明に係る軸受構造は、煤や塵芥等の異物が多い環境で使用される他のバルブの軸受構造にも適用することが可能であり、例えば、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路の途中に配設されるＥＧＲバルブ（ＥＧＲ弁）の軸受構造にも適用することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るバルブの軸受構造の概略図である。 スワールコントロールバルブの概略図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、図１の実施形態の作用を説明するためのバルブの軸受構造の断面図である。

符号の説明

１０ 軸受構造
１１ 軸受孔
１２ 軸受部
１３ 回転軸
１４ 弁体
１７ 大径部（掻き出し機構）
１７ａ 軸方向端面
１７ｂ 軸方向端面

Claims (2)

1. 軸受孔を有する軸受部と、該軸受部の軸受孔に回転可能に遊嵌される回転軸と、該回転軸に装着される弁体とを備えたバルブの軸受構造において、
   上記軸受部の軸受孔と上記回転軸との間の隙間に侵入する異物を上記回転軸の回転により掻き出すための掻き出し機構を備えたことを特徴とするバルブの軸受構造。
2. 上記掻き出し機構が、上記回転軸に上記軸受部の軸受孔内に位置させて設けられ、軸方向端面が軸方向と直交する方向に対して斜めに形成された大径部を有し、
   上記回転軸が回転すると、上記軸受部の軸受孔と上記大径部の軸方向端面との接触位置が軸方向に相対的に移動する請求項１に記載のバルブの軸受構造。

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