JP2010024872A

JP2010024872A - 流路切替弁

Info

Publication number: JP2010024872A
Application number: JP2008184549A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hatano; 真羽田野; Yasuhiro Tsuzuki; 康洋都築
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: JP5074317B2; EP2146082A1

Abstract

【課題】ハウジングに設けられる軸受部をコンパクトにかつ効果的に冷却すること。
【解決手段】バイパスバルブ１は、ハウジング４を備え、ハウジング４には、ＥＧＲガスが流れる分岐した流路２，３が設けられる。ハウジング４には、ＥＧＲガスの流路を切り替えるために流路２，３を選択的に開閉する弁体５と、弁体５と一体化した弁軸６と、弁軸６を回動可能に支持する軸受部７，８とが設けられる。軸受部７，８の外周の一部は、流路２の中に配置される。軸受部７，８に隣接してハウジング４には、流路２，３を形成し、かつ弁座１６を有する仕切壁１７が設けられる。仕切壁１７にて軸受部７，８の近傍には、冷却水通路１８が設けられる。
【選択図】図８

Description

この発明は、排気ガスの流路を切り替えるために使用される流路切替弁に関する。

従来、この種の流路切替弁として、例えば、下記の特許文献１に記載されるＥＧＲクーラに設けられたＥＧＲクーラバイパスバルブが知られている。このバイパスバルブは、高温のＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路において、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラを通る流路と通らない流路に切り替えるために使用される。すなわち、エンジンに設けられるＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）として、ＥＧＲ通路の一部に、冷却水との熱交換によってＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備えたものがある。このＥＧＲクーラ付きのＥＧＲ装置では、エンジン始動時や寒冷時など冷却水の温度が低い場合に、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラを通過すると、ＥＧＲガスが過冷却となって燃焼効率等の悪化を招くことから、それを回避するためにＥＧＲクーラバイパスバルブが設けられる。そして、エンジン始動時や寒冷時には、このバイパスバルブによりＥＧＲガスの流路を、ＥＧＲクーラを通らないバイパス通路へ切り替えるようになっている。

上記したバイパスバルブは、ＥＧＲガスの流入口と流出口、並びに流入口と流出口とを連通させる流路を含む金属製のハウジングと、流入口と流出口とを連通又は遮断してＥＧＲガスの流路を切り替えるスイングアーム形の弁体と、その弁体と一体化した弁軸と、その弁軸の両端部を回動可能に支持する一対の軸受部とを備える。

特開２００７−１００５６６号公報

ところが、特許文献１に記載のバイパスバルブでは、軸受部の外周の一部が、ハウジングのＥＧＲガス流路の中に位置するので、軸受部が高温のＥＧＲガスの熱を直に受けることとなった。このため、場合によっては、軸受部が熱変形して軸受機能が損なわれる懸念があった。また、軸受部にて弁軸との間にシール部材が設けられる構成では、このシール部材の熱対策が必要になった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸受部をコンパクトにかつ効果的に冷却可能とした流路切替弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、排気ガスが流れる分岐した流路を有するハウジングと、ハウジングに設けられ、排気ガスの流路を切り替えるために分岐した流路を選択的に開閉する弁体と、弁体と一体化した弁軸と、ハウジングに設けられ、弁軸を回動可能に支持する軸受部と、軸受部の外周の一部が流路の中に配置されることとを備えた流路切替弁であって、軸受部の近傍に冷却水通路を設けたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、軸受部の外周の一部がハウジングの排気ガスの流路の中に配置されるので、軸受部が高温の排気ガスの熱を直に受けることとなる。しかし、軸受部の近傍に冷却水通路が設けられるので、冷却水通路を流れる冷却水により軸受部が冷やされる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、排気ガスが流れる分岐した流路を有するハウジングと、ハウジングに設けられ、排気ガスの流路を切り替えるために分岐した流路を選択的に開閉する弁体と、弁体と一体化した弁軸と、ハウジングに設けられ、弁軸を回動可能に支持する軸受部と、軸受部の外周の一部が流路の中に配置されることと、軸受部に隣接してハウジングに設けられ、分岐した流路を形成し、かつ弁座を有する仕切壁とを備えた流路切替弁であって、仕切壁にて軸受部の近傍に冷却水通路を設けたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、軸受部の外周の一部がハウジングの排気ガスの流路の中に配置されるので、軸受部が高温の排気ガスの熱を直に受けることとなる。しかし、仕切壁にて軸受部の近傍に冷却水通路が設けられるので、冷却水通路を流れる冷却水により、軸受部が冷やされる。また、仕切壁を利用することで冷却水通路のスペースが確保される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、冷却水通路がハウジングにおいて弁軸と平行にほぼ直線状に形成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、ハウジング成形時には、軸受部と平行にピンを型抜きすることで冷却水通路がハウジングに一体に形成される。

請求項１に記載の発明によれば、軸受部をコンパクトかつ効果的に冷却することができ、軸受部の機能低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、軸受部をコンパクトかつ効果的に冷却することができ、軸受部の機能低下を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、冷却水通路をハウジングに容易に設けることができ、低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の流路切替弁を具体化した一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、本発明の流路切替弁を、ＥＧＲクーラバイパスバルブに具体化して説明する。ＥＧＲクーラバイパスバルブは、エンジンの排気ガスの一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置に設けられるものである。

図１に、ＥＧＲクーラバイパスバルブ（以下、単に「バイパスバルブ」と言う。）１を正面図により示す。図２に、バイパスバルブ１を右側面図により示す。図３に、バイパスバルブ１を左側面図により示す。図４に、バイパスバルブ１を平面図により示す。図５に、バイパスバルブ１を底面図により示す。図６に、バイパスバルブ１を、図２のＡ−Ａ線断面図により示す。図７に、バイパスバルブ１を、図３のＢ−Ｂ線断面図により示す。図８に、バイパスバルブ１を、図４のＣ−Ｃ線断面図により示す。

図１〜８に示すように、このバイパスバルブ１は、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスが流れる分岐した流路２，３（図８参照）を有するハウジング４と、そのハウジング４に設けられ、ＥＧＲガスの流路を切り替えるために各流路２，３を選択的に開閉する板状の弁体５（図４，５〜８参照）と、弁体５と一体化した弁軸６（図１，５〜８参照）と、ハウジング４に設けられ、弁軸６を回動可能に支持する一対の軸受部７，８（図３〜７）と、弁軸６を回動させて弁体５を揺動させるダイアフラム式のアクチュエータ９（図１〜５，７，８参照）とを備える。

ハウジング４は、アルミニウムによりダイカスト成形される。図１〜３に示すように、ハウジング４は、上方へ突出したガス流入筒部１１と、前方へ突出したガス流出筒部１２とを備える。ガス流入筒部１１は、その先端にガス入口１１ａとフランジ１１ｂを含む。ガス流出筒部１２は、同じく先端にガス出口１２ａとフランジ１２ｂを含む。各フランジ１１ｂ，１２ｂには、ＥＧＲ装置を構成するＥＧＲパイプが接続されるようになっている。図５，８に示すように、ハウジング４は、その下側に、下方へ開口するガス出口１３及びガス入口１４とフランジ１５が設けられる。ガス出口１３は第１の流路２に通じ、ガス入口１４は第２の流路３に通じる。このフランジ１５は、図８に示すように、ＵフロータイプのＥＧＲクーラ３１に接続されるようになっている。

図４，５〜８に示すように、弁体５は、弁軸６上にネジ２１で固定され、弁軸６が回動することで弁軸６を中心に揺動するようになっている。弁体５は、図８に実線で示すように、第１の流路２を開き、第２の流路３を閉じる第１の位置と、図８に２点鎖線で示すように、第１の流路２を閉じ、第２の流路３を開く第２の位置との間で切替配置可能となっている。弁体５が第１の位置に配置された状態では、図８に実線矢印で示すように、ガス入口１１ａからガス流入筒部１１に流入したＥＧＲガスは、第１の流路２を通ってガス出口１３からＥＧＲクーラ３１へ流れる。ＥＧＲクーラ３１を巡回してきたＥＧＲガスは、図８に実線矢印で示すように、ガス入口１４から第２の流路３へ流れ込み、ガス出口１２ａから流出する。一方、弁体５が第２の位置に配置された状態では、図８に破線矢印で示すように、ガス入口１ａからガス流入筒部１１に流入したＥＧＲガスは、第１の流路２から第２の流路３を通り、ガス出口１２ａから流出する。このようにバイパスバルブ１は、ＥＧＲガスの流路を、ＥＧＲクーラ３１を通る流路と通らない流路に切り替えるようになっている。

図６，７に示すように、弁軸６の両端部を回動可能に支持する軸受部７，８には、弁軸６との間にブッシュ２２と樹脂製のシール部材２３が設けられる。また、一方の軸受部８において、弁軸６の外周にはＥリング２４が嵌め込まれ、弁軸６のスラスト方向への移動が規制される。弁軸６の一端部は、ハウジング４の外部へ突出し、その先端がリンク部材２５を介してアクチュエータ９のロッド９ａに連結される。

図１，２に示すように、アクチュエータ９は、ブラケット２６を介してハウジング４にボルト２７で固定される。アクチュエータ９は、内蔵したダイアフラム（図示略）を負圧により変位させることにより、ロッド９ａを伸縮させ、弁軸６を回動させて弁体５を揺動させるようになっている。

ここで、図５に示すように、２つの軸受部７，８の外周の一部は、第１の流路２の中に露出して配置される。このように軸受部７，８が第１の流路２の中に配置されることで、バイパスバルブ１をコンパクトに構成することができる。

これら軸受部７，８に隣接してハウジング４には、図８に示すように、分岐した第２の流路２を形成し、かつ弁体５と接する弁座１６を有する仕切壁１７が設けられる。図７，８に示すように、この仕切壁１７にて軸受部７，８の近傍には、冷却水通路１８が設けられる。この冷却水通路１８は、ハウジング４にて弁軸６と平行にほぼ直線状に形成される。軸受部７，８と冷却水通路１８の間の距離は、必要十分な肉厚を確保するために「１．５〜３．０ｍｍ」程度に設定される。冷却水通路１８は、ハウジング１１をダイカスト成形するときに同時に形成される。図７に示すように、冷却水通路１８の両端の開口部１８ａには、パイプ継手２８，２９がそれぞれ嵌め付けられる。一方のパイプ継手２８は、通直な形状なし、他方のパイプ継手２９は、アクチュエータ９のロッド９ａとの干渉を避けるために、屈折した形成をなしている。各パイプ継手２８，２９には、エンジンの冷却水を循環させる冷却水パイプが接続されるようになっている。

以上説明したこの実施形態のバイパスバルブ１によれば、ＥＧＲ装置のＥＧＲクーラ３１に設けられることで、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ３１を通る流路と通らない流路に切り替えることができる。ここで、このバイパスバルブ１では、軸受部７，８の外周の一部が第２の流路３の中に露出して配置されるので、軸受部７，８が高温のＥＧＲガスの熱を直に受けることとなる。このため、軸受部７，８が熱変形等するおそれがあり、軸受機能が損なわれる懸念があった。

しかしながら、この実施形態のバイパスバルブ１によれば、仕切壁１７において軸受部７，８の近傍に冷却水通路１８が設けられ、この冷却水通路１８にエンジンの冷却水が流れるようなっている。従って、冷却水通路１８を流れる冷却水により、仕切壁１７が直接冷やされ、仕切壁１７を介して軸受部７，８が冷やされることとなる。また、このバイパスバルブ１によれば、ハウジング４に形成される仕切壁１７を利用することで、冷却水通路１８のスペースが確保される。このため、ハウジング４に設けられる軸受部７，８をコンパクトにかつ効果的に冷却することができる。この結果、軸受部７，８の熱変形等を抑えることができ、軸受部７，８の軸受機能を確保することができる。また、軸受部７，８が効果的に冷却されることから、軸受部７，８に設けられるシール部材２３の耐熱性を確保してシール性能を向上させることができ、軸受部７，８からのガス洩れを防止することができる。

また、この実施形態では、ハウジング４のほぼ中心に仕切壁１７が設けられ、その仕切壁１７に冷却水通路１８が設けられるので、仕切壁１７を冷却することができ、これによってハウジング４の全体をも効果的に冷却することができる。

また、この実施形態では、冷却水通路１８がハウジング４において弁軸６と平行にほぼ直線状に形成される。従って、ハウジング４の成形時には、軸受部７，８と平行にピンを型抜きすることで、冷却水通路１８がハウジング４に一体形成される。このため、冷却水通路１８をハウジング４に容易に設けることができ、低コスト化を図ることができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、冷却水通路１８を仕切壁１７に設けたが、軸受部７，８の近傍であれば、仕切壁１７以外の部分に冷却水通路を別途設けてもよい。

バイパスバルブを示す正面図。バイパスバルブを示す右側面図。バイパスバルブを示す左側面図。バイパスバルブを示す平面図。バイパスバルブを示す底面図。バイパスバルブを示す図２のＡ−Ａ線断面図。バイパスバルブを示す図３のＢ−Ｂ線断面図。バイパスバルブを示す図４のＣ−Ｃ線断面図。

符号の説明

１バイパスバルブ
２第１の流路
３第２の流路
４ハウジング
５弁体
６弁軸
７軸受部
８軸受部
１６弁座
１７仕切壁
１８冷却水通路

Claims

排気ガスが流れる分岐した流路を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記排気ガスの流路を切り替えるために前記分岐した流路を選択的に開閉する弁体と、
前記弁体と一体化した弁軸と、
前記ハウジングに設けられ、前記弁軸を回動可能に支持する軸受部と、
前記軸受部の外周の一部が前記流路の中に配置されることと
を備えた流路切替弁であって、
前記軸受部の近傍に冷却水通路を設けたことを特徴とする流路切替弁。
排気ガスが流れる分岐した流路を有するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記排気ガスの流路を切り替えるために前記分岐した流路を選択的に開閉する弁体と、
前記弁体と一体化した弁軸と、
前記ハウジングに設けられ、前記弁軸を回動可能に支持する軸受部と、
前記軸受部の外周の一部が前記流路の中に配置されることと、
前記軸受部に隣接して前記ハウジングに設けられ、前記分岐した流路を形成し、かつ弁座を有する仕切壁と
を備えた流路切替弁であって、
前記仕切壁にて前記軸受部の近傍に冷却水通路を設けたことを特徴とする流路切替弁。
前記冷却水通路が前記ハウジングにおいて前記弁軸と平行にほぼ直線状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切替弁。