JP2008540959A - 調整可能な弁ポペット - Google Patents

Abstract

入口ポート（１４）と出口ポート（１６）とを有する弁体（１２）を有する弁装置（１０）。弁座（１８）は、弁体（１２）に配置され、入口ポートと出口ポート（１４、１６）との間の流体の流れの経路に配置された開口部（２０）を形成する。軸部材（３０）は、弁体（１２）に配置され、軸（３０）の端部に連結された流量制御部材を有する。流量制御部材（２２）は、弁座（１８）に作動可能に係合するための弁部（２４）と、弁部（２４）から延び、かつ軸（３０）が汚染物質にさらされることを防止するために軸（３０）を囲む弁延長部（２６）とを有する。弁部（２４）と弁延長部（２６）とが一体成形されて、一体の部材になり、このようにして、弁構造の追加の構成要素が省略される。

Description

本発明は、一体の弁装置と、組立中に弁部材と弁座との適切な整合を維持するように弁装置を組み立てる方法とに関する。

ポペット型の弁は、よく知られており、流体の流れ、特に、弁体を通るガスを制御する際に使用される。例えば、ポペット型の排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁を使用して、吸気マニホールド内への内燃機関の排気流の一部の再循環を実現できる。ＥＧＲ用途において任意の種類の弁を使用することに関する１つの障害は、弁部材が、ほぼ確実に、弁軸に付着してそれに対してコーキングを発生させることがある水分を多く含んだ腐食性蒸気にさらされることである。時々、コーキング材は、弁軸が軸方向に移動するときに、弁軸とアクチュエータとの間のブッシュを通って滴下することによってアクチュエータハウジングに入る場合がある。このことにより、アクチュエータの望ましくない腐食が発生することがある。

弁軸が汚染物質にさらされることを防止するために、いくつかの弁は、弁の作動中に弁軸から離れるように腐食性ガスを導くいくつかの汚染防止特徴を組み込むように設計されている。汚染防止特徴を使用することにより、組立中に配置しなければならない部品数が増加する。さらに、汚染防止特徴を使用することにより、弁座に対する弁部材の整合が面倒にもなるが、この理由は、軸シールド、スクレーパおよび他の特徴のような物品を使用することにより、組立中における弁部材と弁座との整合がより困難になるからである。

本発明は、入口通路と出口通路とを有する弁体を有する弁装置に関する。弁座は、弁体に配置され、入口通路と出口通路との間の流体の流れの経路に配置された開口部を形成する。軸部材は、弁体内に配置され、軸の端部に連結された流量制御部材を有する。流量制御部材は、弁座に作動可能に係合するための弁部と、弁部から延び、かつ軸が汚染物質にさらされることを防止するために軸を囲む弁延長部とを有する。弁部と弁延長部とが一体成形されて、一体の部材になり、このようにして、弁構造の追加の構成要素が省略される。

本発明はまた、組立中に弁座に対する弁部材の整合を維持しつつ弁を組み立てる方法を含む。弁部材は、入口ポートと出口ポートとを有するハウジングを有する。弁座は、入口ポートと出口ポートとの間の流体の流れの経路のハウジングに配置される。弁部を有する流量制御部材は、弁軸の端部を収容するための弁部材を通して形成された軸方向開口部を有する。整合方法は、弁座に対して流量制御部材を配置するステップと、弁軸の一方の端部を流量制御部材の開口部内に摺動するステップと、適切な弁機能を可能にするために、弁軸の位置を所定位置に調整するステップと、一度適切な整合が設定されると、弁軸を流量制御部材に固定するステップとを含む。

本発明の別の適用範囲は、以下に示す詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示目的のために意図されているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。

本発明は、詳細な説明と添付図面とによってより完全に理解される。

１つまたは複数の好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に一例に過ぎず、決して、本発明、その用途、または使用を限定することを意図するものではない。

図１〜図３は、一体型流量制御部材２２を組み込んでいる弁装置１０を示しており、弁装置１０の組立中に流量制御部材２２を整合する方法を示している。弁装置１０は、入口ポート１４と出口ポート１６とを有する弁体１２を含む。弁体１２は入口ポート１４と出口ポート１６との間の流体の流れの経路を画定する。弁体１２を通って流れる流体は、流量制御部材２２を組み込んでいる弁を使用できる任意の種類の流体媒体であり得る。本発明のこの特定の実施形態は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁部材の部分である弁体１２を示しており、弁体１２を通って流れる流体媒体は、エンジンの吸気マニホールドに再循環して戻される、エンジン排気マニホールドからの排気ガスである。開口部２０を有する弁座１８は、弁体１２に含まれ、入口ポート１４と出口ポート１６との間の流体の流れの経路に配置される。弁座１８は、弁体１２に圧入される別個の部品であるか、あるいは鋳造するかまたは弁体１２内に一体成形することが可能である。

流量制御部材２２は、開口部２０を閉鎖して、入口ポート１４と出口ポート１６との間の流体の流れを遮断するために、弁座１８に選択的に係合するように構成される。流量制御部材２２は、弁座１８に接合してそれを閉鎖するように構成された表面である、弁部２４を有する一体成形された一体部材である。流量制御部材２２はまた、弁部２４から延び、かつ弁座１８の開閉を容易にするのに必要な程度に延びる流量制御部材２２の部分として画定される弁延長部２６を有する。

弁延長部２６は、弁軸３０の一部を囲む環状壁として図面に示されている。しかし、弁延長部２６は、必ずしも、一部または弁軸３０を囲む環状壁である必要はなく、多数の形態をとることができ、弁部２４から長い距離にわたって延びる必要がない。弁延長部２４は、コーキングおよび／または流れ偏向のような多数の利点を提供できる。本発明の実施形態では、弁延長部２６は、入口ポート１４から弁座１８の開口部２０を通って移動する流体媒体に弁軸３０が直接接触することを防止するように機能する。流体媒体が弁軸３０に接触することを防止することによって、弁軸３０におけるコークス形成の発生が著しく低減される。

流量制御部材２２は、弁軸３０の長手方向軸線を略中心として形成されたステム２８も有する。図１と図２に示されているステム２８は開放端を有し、一方、図３は、ステム２８が閉鎖端３５を有し、盲孔を形成するという点で僅かに異なる。弁軸３０は、ステム２８内に摺動するように構成される可動端３２を有する。半径方向溝３４は可動端３２の近傍の弁軸３０の表面に形成される。半径方向溝３４はまた、ステム２８内に摺動するように構成される。次に、弁軸３０は、クリンプ３８をステム２８に形成することによって流量制御部材２２に連結され、この結果、ステム２８は、弁軸３０の半径方向溝３４の位置に形成されたクリンプ３８を有する。クリンプ３８が形成されると、流量制御部材２２が、弁軸３０の摺動移動により長手方向に移動して、弁座１８の開口部２０を開閉する。

図１〜図３は、弁部２４が弁座１８に適切に着座して、適切な弁の作動を保証するように、弁装置１０の組立中に流量制御部材２２を整合するための方法を示している。図１は、弁座１８に対向する位置に流量制御部材２２を配置する第１のステップを示している。図１は、弁座１８に対して配置されている流量制御部材２２を示しているが、流量制御部材２２が、弁座に対して任意の所定位置に配置されることが本発明の範囲内に含まれる。流量制御部材２２は、ステム２８が弁座１８の開口部２０を通って延びるように配置される。次に、弁軸３０の可動端３２は、可動端３２がステム２８に入るように所定位置に摺動される。図２は、所定位置に配置されている弁軸を示している。弁軸３０を整合することには、ブッシュ４０を弁体１２に適切な深さに挿入することも含まれる。弁軸とブッシュ４０との適切な整合を実現することにより、くさびまたは他の空間補正構成要素を使用する必要がなくなる。整合が実現されると、流量制御部材２２を弁軸３０に連結するように、ステム２８にはクリンプ３８が形成される。

図３は、遮蔽弁２２と弁軸３０との間の連結箇所を示している。図２は、ステム２８が、弁軸３０を摺動させる閉鎖端または盲孔を有するという点で、図１に示されているものとは僅かに異なる。このことにより、ステム２８と弁軸３０との間の連結箇所によって弁座１８を通した漏れをなくすことができることが保証される。流量制御部材２２を弁軸３０に保持するクリンプ３８は、半径方向溝３４に形成される。クリンプ３８以外の手段によって、流量制御部材２２を弁軸３０に固定することも本発明の範囲内に含まれる。例えば、接着剤、半田付けまたはレーザ溶接を用いて、弁軸３０を流量制御部材２２に連結することができる。図３は、クリンプ３８の形成時における半径方向溝３４の拡大図を示している。弁軸３０の可動端３２のギザギザ部３６は半径方向溝３４に隣接して配置される。ギザギザ部３６は、弁軸３０をステム２８内に摺動するステップ中に、組立中の弁軸３０の不要な移動を防止するように機能する。

流量制御部材２２は、必ずしも、弁座に対して配置されず、所定位置を特定の流れ位置または完全開口停止部に関連付けるか、あるいは弁取付面特徴に関連付けることができる。この理由は、弁体１２とは独立して、流量制御部材２２、弁軸３０およびブッシュ４０に流体を供給することが可能であるからである。例えば、ターボチャージャハウジングおよびエンジン吸気マニホールドのような他の構成要素の部分として、弁体１２を一体成形してもよい。弁体１２に固定されるアクチュエータ（図示せず）に、流量制御部材２２、弁ステム３０およびブッシュ４０を連結することが可能である。弁体１２と、流量制御部材２２の位置を制御するアクチュエータ（図示せず）との間の取付面に基づいて、流量制御部材２２を予め構成することが可能である。

図４は、弁装置１００の代替実施形態を示している。本発明のこの特定の実施形態は、僅かに変更された構成を有する流量制御部材１０２を有する。流量制御部材１０２は、弁座１８の開口部２０内に延びないステム１０４を有する。弁座１８は、弁座１８の表面に当接する環状肩部１０６によって閉鎖される。図１〜図３に示されている本発明の実施形態と同様に、流量制御部材１０２と弁軸３０とを連結するために、ステム１０４が使用される。すなわち、弁軸３０の端部はステム１０４内に摺動し、クリンプ３４はステム１０４と弁軸３０との間に形成される。弁装置１００の作動中に、流量制御部材１０２が弁軸と共に移動するように、クリンプ３４によって流量制御部材１０２と弁軸３０とが連結される。

本発明の説明は、本質的に一例に過ぎず、したがって、本発明の範囲から逸脱しない別形態が本発明の範囲内に含まれることが意図される。このような別形態は、本発明の趣旨および範囲から逸脱していないものとみなすことができる。

弁座に挿入されて整合され、かつ挿入前に弁体の外側に配置された弁軸を有する一体型流量制御部材を有する弁ハウジングの平断面図である。 整合後に流量制御部材に連結された弁軸を有する弁座に整合して配置された流量制御部材の平断面図である。 整合中に流量制御部材の開口部を通して挿入された弁軸の端部を有する弁座に着座された流量制御部材の拡大平断面図である。 本発明の代替実施形態の平断面図である。

Claims (20)

1. 弁装置であって、
   入口通路と出口通路とを有する弁体と、
   前記弁体に配置され、かつ前記入口通路と前記出口通路との間の流体の流れの経路に配置された開口部を有する弁座と、
   前記弁体に配置された軸と、
   前記軸に連結され、かつ前記弁座に作動可能に係合するための弁部と、該弁部から延びる弁延長部とを有する流れ制御部材であって、前記弁延長部が、前記軸から前記弁座を通って流れる流体を偏向し、前記軸を囲み、前記弁部と前記弁延長部とが、一体形成された一体部材である流れ制御部材と、
   を備える弁装置。
2. 前記弁の軸の軸線に沿って軸方向に摺動できる前記弁の軸の可動端と、
   前記流れ制御部材に形成されたステムであって、前記弁の軸の前記可動端を収容して前記可動端に連結するように構成されるステムと、
   をさらに備える請求項１に記載の弁装置。
3. 前記ステムが、クリンプによって前記可動端に連結される請求項２に記載の弁装置。
4. 前記弁の軸を囲む半径方向溝であって、前記ステムが前記半径方向溝にかしめられる半径方向溝をさらに備える請求項３に記載の弁装置。
5. 前記弁の軸の前記可動端が、前記ステムに入るギザギザ部を有する請求項２に記載の弁装置。
6. 前記ステムが閉鎖端または開放端を有し得る請求項２に記載の弁装置。
7. 前記弁の軸を囲む半径方向溝であって、前記流れ制御部材が前記半径方向溝で前記弁軸に連結される半径方向溝をさらに備える請求項１に記載の弁装置。
8. 前記流れ制御部材が、前記弁の軸の端部を摺動可能に収容するように構成された前記流れ制御部材に形成された開口部によって前記弁の軸に連結され、前記弁の軸と前記流量制御部材とが、前記流れ制御部材の一部をかしめることによって前記弁の軸に連結される請求項１に記載の弁装置。
9. 前記弁の軸と前記弁とが、接着剤、半田付け、クリンプまたはレーザ溶接の１つを用いて連結される請求項８に記載の弁装置。
10. 弁装置であって、
    排気ガス再循環弁を通る流体の流れの経路の開口部を形成する弁座と、
    前記弁の軸の軸線に沿って摺動できる可動端を有する軸と、
    前記弁座を選択的に係合するように構成された弁部と、該弁部から延びる弁延長部とを有する前記弁の軸の前記可動端に連結された流れ制御部材と、
    前記流れ制御部材に形成されたステムであって、前記弁の軸の前記可動端を摺動可能に収容し前記可動端に固定するように構成されるステムと、
    を備える弁装置。
11. 前記弁の軸の前記可動端の近傍で前記弁の軸を囲む半径方向溝部であって、前記流れ制御部材が、前記ステムを前記半径方向溝にかしめることによって前記弁の軸に固定される半径方向溝部をさらに備える請求項１０に記載の弁装置。
12. 前記弁ステムが前記弁座の前記開口部から延び、前記弁ステムが、前記弁の軸の前記可動端を摺動可能に収容して前記可動端に固定するように構成される請求項１０に記載の弁装置。
13. 前記弁部が、前記弁座に接触する環状肩部である請求項１０に記載の弁装置。
14. 前記ステムが、前記流れ制御部材を貫通する開孔または盲孔を形成できる請求項１０に記載の弁装置。
15. 前記ステムが前記弁座の前記開口部内に突出する請求項１０に記載の弁装置。
16. 弁ハウジングと、入口ポートと、出口ポートと、前記入口ポートと前記出口ポートとの間の流体の流れの経路の前記ハウジングに配置された弁座と、前記弁座に対して作動可能に配置された流れ制御部材であって、該流れ制御部材が、前記流れ制御部材に形成された開口部を有する一体化された弁延長部を有する流れ制御部材と、前記開口部内に軸方向に摺動するように構成された端部を有する弁の軸とを有する弁の整合を維持しつつ前記弁を組み立てる方法であって、
    前記流れ制御部材を所定位置に配置するステップと、
    前記弁延長部が前記弁の軸を囲むように、前記弁軸の前記端部を前記流れ制御部材の前記開口部内に摺動させるステップと、
    適切な弁機能を可能にするために、前記ステムに対して前記弁の軸の前記端部の位置を所定位置に調整するステップと、
    前記弁の軸を前記流れ制御部材に固定するステップと、
    を含む方法。
17. 前記所定位置が、前記弁座、または特定の流れ位置、または完全開口停止部に関連付けられるか、あるいは弁取付面特徴部に関連付けられる請求項１６に記載の方法。
18. 前記流れ制御部材を前記弁の軸に固定する前記ステップが、前記流れ制御部材の部分を前記弁の軸にかしめることによって実現される請求項１６に記載の方法。
19. 前記軸方向開口部が配置される前記軸のシールドにステムを設けるステップと、
    前記軸の前記端部の近傍に半径方向溝を設けるステップであって、前記固定ステップが、前記ステムを前記環状溝にかしめることによって実現されるステップと、
    をさらに含む請求項１６に記載の方法。
20. 前記弁の軸のギザギザ面を前記半径方向溝に隣接して設けるステップであって、前記固定ステップが行われるまで、前記ギザギザ部が、前記軸の端部を所定位置に保持するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。

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