JP2009243267A

JP2009243267A - バルブ装置

Info

Publication number: JP2009243267A
Application number: JP2006213559A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Nishino; 清隆西野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2009-10-22
Also published as: WO2008015823A1

Abstract

【課題】バルブ装置の全長を短縮する。
【解決手段】バルブハウジング２２内に設けられた第１、第２のバルブシート２３、２４と、前記バルブハウジング２２に軸方向に移動可能に組み付けられたバルブシャフト２５と、このバルブシャフト２５に取り付けられ、当該バルブシャフト２５の一方向移動時に前記第１、第２のバルブシート２３、２４に対しほぼ同時に当接して流通路を遮断する第１、第２のバルブ２６、２７とを備え、前記第１と第２のバルブシート２３と２４との間において前記バルブハウジング２２に支持させて保持板４２を設け、この保持板４２に、前記バルブシャフト２５の軸方向移動を支持する軸受４３を設けてなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、バルブとバルブシートとを２組有するバルブ装置に関する。

バルブと該バルブが着座するバルブシートとを２組有するバルブ装置は、流入圧をバルブの開閉にバランスよく利用できる、小型で大流量を制御できるなどの理由から、例えば、自動車の排気ガス再循環装置における排気ガス還流（ＥＧＲ）の制御バルブ（ＥＧＲバルブ）として用いられている。

ＥＧＲバルブの概略構成を図６に示す。この図に基づきＥＧＲバルブの基本的構成について説明する。ＥＧＲバルブ１は、排気ガス還流路に接続可能な１つ以上の排気ガス流入口（以下、単に流入口という）２と２つ以上の排気ガス流出口（以下、単に流出口という）３を有し、かつ流入口２につながる流入口側流路４およびこの流入口側流路４からそれぞれの流出口３につながる流出口側流路５を形成するバルブハウジング６と、流入口側流路４と各流出口側流路５との間に設けられた第１および第２のバルブシート７、８と、バルブハウジング６に軸方向へ移動可能に組み付けられたバルブシャフト９と、このバルブシャフト９に取り付けられ、バルブシャフト９の一方向への移動時に第１、第２のバルブシート７、８に対しほぼ同時に当接して流入口側流路４と流出口側通路５とを遮断する第１、第２のバルブ１０、１１とを備えている。バルブシャフト９の一端には、アクチュエータ１２が連結され、このアクチュエータ１２の駆動によってバルブシャフト９が軸方向に移動されることにより、第１および第２のバルブ１０、１１は第１および第２のバルブシート７、８から離れる。つまり、バルブが開かれる。アクチュエータ１２の駆動力が解除されると、第１および第２のバルブ１０、１１はスプリング（図示省略）のばね力により第１および第２のバルブシート７、８に対し着座される。つまり、バルブは閉じられる。このようなＥＧＲバルブは、例えば特許文献１、特許文献２などに開示されている。

特開平１１−１８２３５５号公報特開２００５−２５６８０３号公報

従来のバルブ装置は以上のように構成されているので、バルブシャフトは２つのバルブを備えていることから長尺となっており、正確に軸方向に移動させるためには、根元側（アクチュエータ側）を軸受により支持するだけでなく、先端側でも軸受により支持することが必要である。したがって、バルブ装置の全長が長くなり、大型化するという課題があった。

また、このようなＥＧＲバルブ１においては、２つのバルブの間に排気ガスが流入されると、バルブハウジング６の壁に排気ガスＧがぶっかることにより流れによどみｇができ、それが流量損失となっていた。

この発明に係るバルブ装置は、流入口と流出口を有し、前記流入口と前記流出口とに連続した流通路を形成しているバルブハウジングと、このバルブハウジング内に設けられた第１、第２のバルブシートと、前記バルブハウジングに軸方向に移動可能に組み付けられたバルブシャフトと、このバルブシャフトに取り付けられ、当該バルブシャフトの一方向移動時に前記第１、第２のバルブシートに対しほぼ同時に当接して前記流通路を遮断する第１、第２のバルブヘッドとを備えたバルブ装置において、前記第１と第２のバルブシートとの間において前記バルブハウジングに保持部を設け、この保持部に、前記バルブシャフトの軸方向移動を支持する軸受を設けたものである。

この発明に係るバルブ装置によれば、バルブシャフトを、２つのバルブシート間の軸受により支持するようにしたので、バルブ自体の軸方向の大きさを小さくすることができる。また、流入口から流入する流体は、保持部により分けられるので、よどみが生じることがなくなり、流量損失を低減することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係るバルブ装置をＥＧＲバルブに適用した実施の形態の縦断面図であり、図２は、その９０度異にする縦断面図、図３はその平面に沿う断面図である。
ＥＧＲバルブ２１は、エンジンの排気ガス還流路に接続するバルブハウジング２２と、このバルブハウジング２２の内周面に上下方向へ所定の間隔で配置された第１および第２のバルブシート２３、２４と、前記バルブハウジング２２に軸方向へ移動可能に組み付けられたバルブシャフト２５と、このバルブシャフト２５に取り付けられ、当該バルブシャフト２５の一方向移動時に前記バルブシート２３、２４に対してほぼ同時に当接する第１、第２のバルブ２６、２７とを備えた構造となっている。

更に詳しく説明すると、前記バルブハウジング２２は、排気ガス還流路の一次側に接続される１つの排気ガス流入口（以下、単に流入口という）２８と、排気ガス還流路の二次側にそれぞれ接続する２つの排気ガス流出口（以下、単に流出口という）２９、３０とを有し、それらの流入口２８と流出口２９、３０とに連続した一連の排気ガス流通路３１、３２、３３を形成している。一連の排気ガス流通路３１、３２、３３は、前記流入口２８側の一次側流通路３１と、この一次側流通路３１から分岐して前記流出口２９、３０に至る二次側流通路３２、３３とからなっている。バルブハウジング２２の下部は貫通して形成されているが、別部材である底板３４により塞がれ、バルブハウジング２２と底板３４により前記排気ガス流通路３３が形成されている。

このように形成されたバルブハウジング２２の内周面における、前記一次側流通路３１と二次側流通路３２、３３の分岐連通部付近に前記第１、第２のバルブシート２３、２４が取り付けられている。また、前記バルブハウジング２２には、排気ガス流通路３２の上部に設けられた軸受（ブッシュ）３５とフィルタ３６を介して前記バルブシャフト２５が軸方向に移動可能に組み付けられている。前記第１、第２のバルブ２６、２７は、前記第１、第２のバルブシート２３、２４に対しほぼ同時に当接・開離させるため前記第１、第２のバルブシート２３、２４と同じ間隔でバルブシャフト２５に取り付けられている。

前記バルブシャフト２５における前記軸受３５から上方への突出端部にはスプリングホルダ３７が取り付けられている。このスプリングホルダ３７とバルブハウジング２２との間に、前記バルブシャフト２５を閉弁方向に付勢するスプリング３８が設けられている。前記バルブハウジング２２における前記スプリングホルダ３７側の外端部にはアクチュエータ３９が装着されている。このアクチュエータ３９の直線移動するモータシャフト４０が前記バルブシャフト２５に当接している。アクチュエータ３９の駆動により、モータシャフト４０に押されてバルブシャフト２５はスプリング３８の付勢力に抗して軸方向へ駆動される。アクチュエータ３９としては、例えばステッピングモータやＤＣモータなどが採用される。

前記第１バルブシート２３と第２バルブシート２４との間においてバルブハウジング２２の内面には、バルブシャフト２５の軸方向と直角をなす、図１、２に示す状態では水平方向を向く保持溝４１が形成されている。この保持溝４１は、図３に示すように、例えば平面から見て四角形状に形成される。この保持溝４１には保持部としての保持板４２が取り付けられている。保持板４２は、その周縁部をバルブハウジング２２の流入口２８側から保持溝４１に差し込むことにより取り付けられる。保持板４２は、鋼板、ステンレスなどの金属材料、プラスチック、ガラス、カーボンなどの非金属材料、その他の材料から作られる。この保持板４２は、排気ガス流通路３１を仕切り、排気ガス流通路３１を２つの流通路３１ａ、３１ｂに分ける。なお、保持溝４１の形状、保持板４２の形状は、四角形状である必要はなく、平面から見てテーパ形状など、流入口２８側から差し込める形状であればよい。保持板４２は、保持溝４１に差し込まれた後、必要に応じ、適当な固定手段によりバルブハウジング２２に対し固定される。

保持板４２の中央部分には軸受４３が設けられる。軸受４３は、例えばケースに納められまま保持板４２に取り付けられる。この軸受４３によりバルブシャフト２５の第１と第２のバルブ２６と２７との間の部分が軸方向に移動可能に支持される。つまり、バルブシャフト２５は、第１バルブ２６のアクチュエータ３９側の軸受３５と、第１バルブ２６と第２バルブ２７との間の軸受４３とにより二箇所で支持される。したがって、バルブシャフト２５を支持するためにバルブシャフト２５を第２バルブ２７より先に延ばす必要はない。

以上のように、この実施の形態１に係るＥＧＲバルブ２１は、バルブシャフト２５の支持を、第１バルブ２６のアクチュエータ３９側の軸受３５と、第１バルブ２６と第２バルブ２７との間の軸受４３とにより行うようにしたので、バルブシャフト２５の先端側に軸受を設ける必要がなくなり、軸方向の大きさを短縮することができる。
また、流入口２８から入る排気ガスＧは、保持板４２で分けられて流通路３１ａ、３１ｂに入り、排気ガス流通路３２、３３に至るので、よどみが生じることはなく、流量損失は生じない。
更に、保持板４２を金属又は非金属材料で板状という簡単な構成であるので、構造の複雑化、コストアップを招くこともない。

実施の形態２．
図４には、他の実施の形態に係るＥＧＲバルブの縦断面を示す。
このＥＧＲバルブ５１では、保持部としての保持板５２をバルブハウジング２２と一体に形成したものである。例えば、保持板５２の部分は、バルブハウジング２２の一部としてバルブハウジング２２と共に鋳造により一体成形される。保持板５２は、流入する排気ガスによどみや乱流が生じず、整流されるように形状が決められる。この例では、保持板５２は流入口２８に向けて凸状となっており、流入口２８側から後方にかけて流線形となっている。保持板５２により流通路は、流通路３１ａと３１ｂとに分けられる。

保持板５２の中央部分には、凹部５３が形成されており、凹部５３内に軸受５４が嵌め込まれ、この軸受５４によりバルブシャフト２５が軸方向に移動可能に支持される。つまり、バルブシャフト２５は、第１バルブ３６のアクチュエータ３９側の軸受３５と、第１バルブ２６と第２バルブ２７との間の軸受５４とにより二箇所で支持される。したがって、バルブシャフト２５を支持するためにバルブシャフト２５を第２バルブ２７より先に延ばす必要はない。なお、その他のバルブの構造は、実施の形態１と同様である。

軸受５４が保持板５２の凹部５３内に設けられることにより、保持板５２の表面は平坦な面となり、実施の形態１のものと異なり、保持板５２の表面に軸受４３が出っ張るということがない。よって、流通路３１ａから流入した排気ガスはよりスムーズに流れ、よどみなどが生じることはない。

この実施の形態２に係るＥＧＲバルブ５１によれば、バルブシャフト２５の支持を、第１バルブ３７のアクチュエータ３９側の軸受３５と、第１バルブ２６と第２バルブ２７との間の軸受５４とにより行うようにしたので、バルブシャフト２５の先端側の軸受が不要となり、バルブシャフト２５の軸方向の大きさが小さくなる。
また、流入口２８から入る排気ガスＧは、保持板５２で分けられて流通路３１ａ、３１ｂに入り、排気ガス流通路３２、３３に至るので、よどみが生じることはなく、流量損失は生じない。
更に、このＥＧＲバルブ５１では、バルブハウジング２２と保持板５２が一体に形成されているので、生産性の向上、部品点数の削減が図れる。

実施の形態３．
図５には更に他の実施の形態の縦断面を示す。
このＥＧＲバルブ６１は、バルブハウジング２２における第２バルブシート２４の下側を省略したものである。第２バルブシート２４の下側がそのまま、図１に示した実施の形態１．における排気ガス流通路３３に相当する。つまり、第２バルブシート２４の下側部分が直接排気ガス流通路の二次側に接続される。他の構造は、実施の形態１のＥＧＲバルブ２１と同様である。

この実施の形態３に係るＥＧＲバルブ６１によれば、実施の形態１で示したＥＧＲバルブ２１の効果に加え、バルブハウジング２２の第２バルブシート２４の下側部分がなくなることから、バルブシャフト２５の軸方向の大きさが更に小さくなる。

この発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブの縦断面図である。この発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブの図１と異なる向きの縦断面図である。実施の形態１に係るＥＧＲバルブの保持板部分を示す平面に沿う断面図である。この発明の実施の形態２に係るＥＧＲバルブの縦断面図である。この発明の実施の形態３に係るＥＧＲバルブの縦断面図である。従来のＥＧＲバルブの概略図である。

符号の説明

２１ＥＧＲバルブ、２２バルブハウジング、２３第１バルブシート、２４第２バルブシート、２５バルブシャフト、２６第１バルブ、２７第２バルブ、３５軸受、３６第１バルブ、３７第２バルブ、３９アクチュエータ、４１保持溝、４２保持板、４３軸受、５１ＥＧＲバルブ、５２保持板、５４軸受、６１ＥＧＲバルブ。

Claims

流入口と流出口を有し、この流入口と流出口とに連続した流通路を形成しているバルブハウジングと、
このバルブハウジング内に設けられた第１、第２のバルブシートと、
前記バルブハウジングに軸方向に移動可能に組み付けられたバルブシャフトと、
このバルブシャフトに取り付けられ、当該バルブシャフトの一方向移動時に前記第１、第２のバルブシートに対しほぼ同時に当接して前記流通路を遮断する第１、第２のバルブヘッドとを備えたバルブ装置において、
前記第１と第２のバルブシートとの間において前記バルブハウジングに保持部を設け、
前記保持部に、前記バルブシャフトの軸方向移動を支持する軸受を設けたことを特徴とするバルブ装置。
前記保持部が金属又は非金属で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
前記保持部が前記バルブハウジングと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
前記保持部が流入口側に凸状となっていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のバルブ装置。