JP2010196598A - 燃焼ガス用バルブ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 デポの付着、堆積による軸受ロックが発生しないEGRバルブを提供する。
【解決手段】 EGRバルブ1は、デポトラップ室7とストッパプレート8とで構成されるデポトラップ手段11を備える。ストッパプレート8の内周縁は、シャフト6に密着する。ストッパプレート8の内周側は、シャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aを備える。ストッパプレート8の外周側は、EGRガスをデポトラップ室7の内壁面に垂直にぶつけるフランジ部8bを備える。EGRガスがぶつかった部位においてデポが堆積する。すると、堆積したデポが、ストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぎ、デポが軸受5に到達しなくなる。これにより、EGRバルブ1を長期に亘って使用しても、軸受ロックの発生を回避でき、EGRバルブ1の信頼性を高めることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 EGRバルブ1は、デポトラップ室7とストッパプレート8とで構成されるデポトラップ手段11を備える。ストッパプレート8の内周縁は、シャフト6に密着する。ストッパプレート8の内周側は、シャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aを備える。ストッパプレート8の外周側は、EGRガスをデポトラップ室7の内壁面に垂直にぶつけるフランジ部8bを備える。EGRガスがぶつかった部位においてデポが堆積する。すると、堆積したデポが、ストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぎ、デポが軸受5に到達しなくなる。これにより、EGRバルブ1を長期に亘って使用しても、軸受ロックの発生を回避でき、EGRバルブ1の信頼性を高めることができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、燃焼ガスの流れるガス流路の開閉あるいは開度調整を行なう燃焼ガス用バルブ装置に関し、例えば、エンジン(燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関)の排出した燃焼ガス(排気ガス)の一部を、吸気通路に戻すEGRバルブに用いて好適な技術に関する。
〔従来技術〕
EGRバルブ(燃焼ガス用バルブ装置の一例)は、EGRガス(吸気側に戻される燃焼ガス)に含まれるデポジット(以下、デポと称す)がバルブを支持するシャフトの軸受に侵入し、軸受に付着堆積したデポが軸受によって押し固められることが繰り返されるので軸受が固着する不具合(軸受ロック)を回避する必要がある。
EGRバルブ(燃焼ガス用バルブ装置の一例)は、EGRガス(吸気側に戻される燃焼ガス)に含まれるデポジット(以下、デポと称す)がバルブを支持するシャフトの軸受に侵入し、軸受に付着堆積したデポが軸受によって押し固められることが繰り返されるので軸受が固着する不具合(軸受ロック)を回避する必要がある。
この軸受ロックを回避する従来技術1、2を、図4、図5を参照して説明する。なお、ここで用いる符号は、後述する[発明を実施するための形態]、および[実施例]の符号と、同一機能物に対して共通符号を付したものである。
図4に示す従来技術1は、バルブ4が設けられるシャフト6の外周に、径の異なる大小の邪魔板J1を重ねて設けたものであり、ハウジング3とシャフト6との間のシャフト挿通隙間S1から侵入したEGRガスが大小の邪魔板J1によって軸受5へ行き難くする技術である(例えば、特許文献1参照)。
図4に示す従来技術1は、バルブ4が設けられるシャフト6の外周に、径の異なる大小の邪魔板J1を重ねて設けたものであり、ハウジング3とシャフト6との間のシャフト挿通隙間S1から侵入したEGRガスが大小の邪魔板J1によって軸受5へ行き難くする技術である(例えば、特許文献1参照)。
図5に示す従来技術2は、シャフト挿通隙間S1と軸受5との間に環状の拡張室J2を設けるとともに、その拡張室J2と吸気負圧の発生部とを連通する負圧連通通路J3を設けるものであり、シャフト挿通隙間S1から侵入したEGRガスを吸気負圧で吸気側へ吸引させる技術である(例えば、特許文献2参照)。
〔従来技術の問題点〕
上述した従来技術1は、シャフト挿通隙間S1から流出したEGRガスは、邪魔板J1にぶつかることで流速のダウン効果はあるものの、流速の遅くなったEGRガスは邪魔板J1の外側の隙間を伝って軸受5に到達してしまう。即ち、従来技術1は、軸受5に向かうEGRガスの流速を遅くすることはできるものの、軸受5へのEGRガスの侵入経路は塞がれていない。このため、長期の使用により、EGRガスに含まれるデポが軸受5に多量に到達することになり、軸受ロックが発生する可能性がある。
上述した従来技術1は、シャフト挿通隙間S1から流出したEGRガスは、邪魔板J1にぶつかることで流速のダウン効果はあるものの、流速の遅くなったEGRガスは邪魔板J1の外側の隙間を伝って軸受5に到達してしまう。即ち、従来技術1は、軸受5に向かうEGRガスの流速を遅くすることはできるものの、軸受5へのEGRガスの侵入経路は塞がれていない。このため、長期の使用により、EGRガスに含まれるデポが軸受5に多量に到達することになり、軸受ロックが発生する可能性がある。
一方、上述した従来技術2は、従来技術1と同様、軸受5へのEGRガスの侵入経路は塞がれていない。その結果、吸気負圧の小さい運転状態では、EGRガスが軸受5に到達してしまう。このため、長期の使用により、EGRガスに含まれるデポが軸受5に多量に到達することになり、軸受ロックが発生する可能性がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デポの付着、堆積による軸受ロックが発生しない燃焼ガス用バルブ装置の提供にある。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
燃焼ガス用バルブ装置は、燃焼ガスが通過可能なガス流路を内部に形成するハウジングと、ガス流路中に配置され、回転変位によってガス流路の開閉あるいは開度調整が可能なバルブと、このバルブと一体に回転し、ハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるシャフトとを具備する。
軸受よりもガス流路に近い側におけるハウジングとシャフトとの間には、ハウジングに対してシャフトを回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間が形成されている。
燃焼ガス用バルブ装置は、燃焼ガスが通過可能なガス流路を内部に形成するハウジングと、ガス流路中に配置され、回転変位によってガス流路の開閉あるいは開度調整が可能なバルブと、このバルブと一体に回転し、ハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるシャフトとを具備する。
軸受よりもガス流路に近い側におけるハウジングとシャフトとの間には、ハウジングに対してシャフトを回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間が形成されている。
ハウジングは、軸受とシャフト挿通隙間との間においてシャフトの外周を覆う筒状容器形状を成すデポトラップ室を形成する。
このデポトラップ室に配置される部位のシャフトの外周面には、リング形状を呈したストッパプレートが外嵌して設けられる。
ストッパプレートの内周縁は、全周に亘ってシャフトに密着して設けられる。
ストッパプレートの内周側には、軸受側からシャフト挿通隙間に近づくに従って縮径するテーパ部が設けられる。
ストッパプレートの外周側は、テーパ部により外周に導かれた燃焼ガスをデポトラップ室の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられる。
ストッパプレートの外周縁は、デポトラップ室の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。
このデポトラップ室に配置される部位のシャフトの外周面には、リング形状を呈したストッパプレートが外嵌して設けられる。
ストッパプレートの内周縁は、全周に亘ってシャフトに密着して設けられる。
ストッパプレートの内周側には、軸受側からシャフト挿通隙間に近づくに従って縮径するテーパ部が設けられる。
ストッパプレートの外周側は、テーパ部により外周に導かれた燃焼ガスをデポトラップ室の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられる。
ストッパプレートの外周縁は、デポトラップ室の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。
本発明の燃焼ガス用バルブ装置は、次の作用と効果を奏する。
シャフト挿通隙間を通り、デポトラップ室に流入した燃焼ガスは、テーパ部により流速を維持したまま、デポトラップ室の外周側に導かれた後、デポトラップ室の内壁面に垂直にぶつかる。その結果、燃焼ガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室の内壁面に、デポが付着して堆積する。
そして、堆積したデポが、ストッパプレートとデポトラップ室との隙間(ストッパプレートの外周縁の摺動クリアランス等)を塞ぐことで、軸受への燃焼ガスの侵入経路が塞がれることになり、デポが軸受に到達しなくなる。このように、デポの堆積を利用して軸受への燃焼ガスの侵入経路を塞ぐことで、長期に使用しても軸受ロックが発生する不具合を回避することができる。
なお、デポがストッパプレートとデポトラップ室との隙間(ストッパプレートの外周縁の摺動クリアランス等)を塞ぐものであるが、デポはポーラス状(多孔質状)で柔らかいものであるため、シャフトの回動トルクへの影響が非常に少なく抑えられる。
シャフト挿通隙間を通り、デポトラップ室に流入した燃焼ガスは、テーパ部により流速を維持したまま、デポトラップ室の外周側に導かれた後、デポトラップ室の内壁面に垂直にぶつかる。その結果、燃焼ガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室の内壁面に、デポが付着して堆積する。
そして、堆積したデポが、ストッパプレートとデポトラップ室との隙間(ストッパプレートの外周縁の摺動クリアランス等)を塞ぐことで、軸受への燃焼ガスの侵入経路が塞がれることになり、デポが軸受に到達しなくなる。このように、デポの堆積を利用して軸受への燃焼ガスの侵入経路を塞ぐことで、長期に使用しても軸受ロックが発生する不具合を回避することができる。
なお、デポがストッパプレートとデポトラップ室との隙間(ストッパプレートの外周縁の摺動クリアランス等)を塞ぐものであるが、デポはポーラス状(多孔質状)で柔らかいものであるため、シャフトの回動トルクへの影響が非常に少なく抑えられる。
また、部品点数としてストッパプレートの追加だけで済むため、コストを低く抑えることができる。
つまり、本発明の燃焼ガス用バルブ装置は、低いコストで、軸受がデポによって固着する軸受ロックを回避することができる。
つまり、本発明の燃焼ガス用バルブ装置は、低いコストで、軸受がデポによって固着する軸受ロックを回避することができる。
図1を参照して[発明を実施するための形態]を説明する。
EGRバルブ1(燃焼ガス用バルブ装置の一例)は、エンジンの排気通路と吸気通路を連通して、燃焼ガスが通過可能なEGR流路2(ガス流路の一例)を内部に形成するハウジング3と、EGR流路2中に配置され、回転変位によってEGR流路2の開閉および開度調整を行なうバルブ4と、このバルブ4と一体に回転し、ハウジング3に軸受5を介して回転自在に支持されるシャフト6とを具備する。
軸受5よりもEGR流路2に近い側におけるハウジング3とシャフト6との間には、ハウジング3に対してシャフト6を回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間S1が形成される。
EGRバルブ1(燃焼ガス用バルブ装置の一例)は、エンジンの排気通路と吸気通路を連通して、燃焼ガスが通過可能なEGR流路2(ガス流路の一例)を内部に形成するハウジング3と、EGR流路2中に配置され、回転変位によってEGR流路2の開閉および開度調整を行なうバルブ4と、このバルブ4と一体に回転し、ハウジング3に軸受5を介して回転自在に支持されるシャフト6とを具備する。
軸受5よりもEGR流路2に近い側におけるハウジング3とシャフト6との間には、ハウジング3に対してシャフト6を回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間S1が形成される。
ハウジング3は、軸受5とシャフト挿通隙間S1との間においてシャフト6の外周を覆う筒状容器形状を成すデポトラップ室7を形成する。
このデポトラップ室7に配置される部位のシャフト6の外周面には、リング形状を呈したストッパプレート8が外嵌して設けられる。
このストッパプレート8の内周縁は、全周に亘ってシャフト6に密着して設けられる。 ストッパプレート8の内周側には、軸受5側からシャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aが設けられる。
ストッパプレート8の外周側は、テーパ部8aにより外周に導かれた燃焼ガスをデポトラップ室7の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられる。
ストッパプレート8の外周縁は、デポトラップ室7の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。具体的にストッパプレート8の外周縁とデポトラップ室7の内面の間には、摺動クリアランスS2が設けられる。
このデポトラップ室7に配置される部位のシャフト6の外周面には、リング形状を呈したストッパプレート8が外嵌して設けられる。
このストッパプレート8の内周縁は、全周に亘ってシャフト6に密着して設けられる。 ストッパプレート8の内周側には、軸受5側からシャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aが設けられる。
ストッパプレート8の外周側は、テーパ部8aにより外周に導かれた燃焼ガスをデポトラップ室7の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられる。
ストッパプレート8の外周縁は、デポトラップ室7の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。具体的にストッパプレート8の外周縁とデポトラップ室7の内面の間には、摺動クリアランスS2が設けられる。
次に、本発明を車両エンジンに搭載されるEGR装置のEGRバルブ1に適用した実施例1を、図1、図2を参照して説明する。なお、本実施例において、上記[発明を実施するための形態]と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔EGR装置の説明〕
EGR装置は、エンジンの排出した燃焼ガスの一部をEGRガスとしてエンジンの吸気側に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるEGRガスを混入させてエンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を抑える周知の技術である。
EGR装置は、排気通路を流れる燃焼ガスの一部を吸気通路へ戻すEGR流路2と、このEGR流路2の開度調整を行なうEGRバルブ1とを少なくとも備え、このEGRバルブ1が車両の走行状態に応じてECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)によって開度制御される。
〔EGR装置の説明〕
EGR装置は、エンジンの排出した燃焼ガスの一部をEGRガスとしてエンジンの吸気側に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるEGRガスを混入させてエンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を抑える周知の技術である。
EGR装置は、排気通路を流れる燃焼ガスの一部を吸気通路へ戻すEGR流路2と、このEGR流路2の開度調整を行なうEGRバルブ1とを少なくとも備え、このEGRバルブ1が車両の走行状態に応じてECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)によって開度制御される。
なお、本発明が適用されるEGRバルブ1は、吸気通路における高負圧発生範囲(スロットルバルブの吸気下流側)へEGRガスを戻す高圧EGR装置に搭載される高圧EGRバルブであっても良いし、吸気通路における低負圧発生範囲(スロットルバルブの吸気上流側:例えばターボチャージャ搭載車両であればコンプレッサの吸気上流側)へEGRガスを戻す低圧EGR装置に搭載される低圧EGRバルブであっても良い。
次に、図1(a)を参照して、EGRバルブ1を説明する。なお、以下では、図1(a)の図示上側を上、図示下側を下と称して説明するが、この上下は実施例の説明のための方向であり、限定されるものではない。
EGRバルブ1は、内部にEGR流路2を形成するハウジング3と、EGR流路2中に配置され、回転変位によってEGR流路2の開閉および開度調整を行なうバルブ4と、このバルブ4と一体に回転し、ハウジング3に軸受5を介して回転自在に支持されるシャフト6と、このシャフト6を回転駆動するための電動アクチュエータ9とを具備する。
EGRバルブ1は、内部にEGR流路2を形成するハウジング3と、EGR流路2中に配置され、回転変位によってEGR流路2の開閉および開度調整を行なうバルブ4と、このバルブ4と一体に回転し、ハウジング3に軸受5を介して回転自在に支持されるシャフト6と、このシャフト6を回転駆動するための電動アクチュエータ9とを具備する。
ハウジング3の主要部は、アルミニウム合金のダイキャスト製であり、高温のEGRガスが流れるEGR流路2の内壁が耐熱性、耐腐食性に優れた部材(例えば、ステンレス鋼)によって設けられている。
バルブ4は、耐熱性、耐腐食性に優れた部材(例えば、ステンレス鋼)よりなるバタフライ弁であり、シャフト6にネジ等の結合手段によって結合されている。そして、バルブ4は、シャフト6の回動位置に応じてEGR流路2を開閉可能であるとともに、EGR流路2の開口面積を可変可能であり、EGR流路2の開口面積を可変することで吸気通路へ戻されるEGR量の調整を行なう。
バルブ4は、耐熱性、耐腐食性に優れた部材(例えば、ステンレス鋼)よりなるバタフライ弁であり、シャフト6にネジ等の結合手段によって結合されている。そして、バルブ4は、シャフト6の回動位置に応じてEGR流路2を開閉可能であるとともに、EGR流路2の開口面積を可変可能であり、EGR流路2の開口面積を可変することで吸気通路へ戻されるEGR量の調整を行なう。
シャフト6は、耐熱性、耐腐食性に優れた部材(例えば、ステンレス鋼)よりなる円柱棒状を呈し、EGR流路2の上下を貫通して配置されて、EGR流路2の上下に配置された軸受5によって回転自在に支持されている。
なお、EGR流路2においてシャフト6が挿通される部分には、ハウジング3に対してシャフト6を回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間S1が形成されている。具体的に、このシャフト挿通隙間S1は、EGR流路2を成す部位のハウジング3とシャフト6との間に形成されるものであり、シャフト挿通隙間S1は、軸受5よりもEGR流路2に近い側に形成されている。
なお、EGR流路2においてシャフト6が挿通される部分には、ハウジング3に対してシャフト6を回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間S1が形成されている。具体的に、このシャフト挿通隙間S1は、EGR流路2を成す部位のハウジング3とシャフト6との間に形成されるものであり、シャフト挿通隙間S1は、軸受5よりもEGR流路2に近い側に形成されている。
上下の軸受5は、ボールベアリング、ローラベアリング等の転がりベアリング、あるいはメタルベアリング等の滑りベアリングであり、ハウジング3に形成されたベアリング収容筒10の内部に圧入等の結合手段によって固定されて、内周に挿通されたシャフト6を回転自在に支持する。
なお、ベアリング収容筒10は、EGR流路2とは異なった側に軸受5の挿入開口が形成されたものであり、円筒容器形状を呈する。
なお、ベアリング収容筒10は、EGR流路2とは異なった側に軸受5の挿入開口が形成されたものであり、円筒容器形状を呈する。
電動アクチュエータ9は、ハウジング3の上部に固定されて、シャフト6を回転駆動するものであり、通電により回転動力を発生する周知の電動モータを搭載している。なお、電動モータの一例として、通電による回転角度制御が可能なDCモータを用いたものである。
ここで、電動アクチュエータ9は、電動モータだけで設けられるもの(電動モータの出力軸によりシャフト6を直接駆動するもの)であっても良いし、電動モータとシャフト6の間に減速機構(電動モータの回転出力を減速して、減速により増大化した回転トルクをシャフト6に伝えるもので、例えば歯車減速機構)を介在するものであっても良い。
ここで、電動アクチュエータ9は、電動モータだけで設けられるもの(電動モータの出力軸によりシャフト6を直接駆動するもの)であっても良いし、電動モータとシャフト6の間に減速機構(電動モータの回転出力を減速して、減速により増大化した回転トルクをシャフト6に伝えるもので、例えば歯車減速機構)を介在するものであっても良い。
〔実施例1の背景技術〕
上述したように、EGRバルブ1は、EGR流路2の内部にシャフト6を回転自在に配置するために、シャフト挿通隙間S1が形成されている。
ここで、EGR流路2の内部と軸受5とが、シャフト挿通隙間S1を介して連通する状態の場合、EGRガスが軸受5に到達する状態となるため、EGRガスに含まれるデポが軸受5に付着堆積する。すると、軸受5に付着堆積したデポが、軸受5の回転や振動によって押し固められる。このデポが軸受5において押し固められる動作が繰り返されると、軸受5が固着する不具合(軸受ロック)が発生する。
上述したように、EGRバルブ1は、EGR流路2の内部にシャフト6を回転自在に配置するために、シャフト挿通隙間S1が形成されている。
ここで、EGR流路2の内部と軸受5とが、シャフト挿通隙間S1を介して連通する状態の場合、EGRガスが軸受5に到達する状態となるため、EGRガスに含まれるデポが軸受5に付着堆積する。すると、軸受5に付着堆積したデポが、軸受5の回転や振動によって押し固められる。このデポが軸受5において押し固められる動作が繰り返されると、軸受5が固着する不具合(軸受ロック)が発生する。
なお、従来技術1、2として、シャフト6に大小の邪魔板J1を重ねる技術(図4参照)や、シャフト挿通隙間S1と軸受5との間に拡張室J2を設け、その拡張室J2を吸気負圧の発生部に連通させる技術(図5参照)が提案されている。しかし、従来技術1、2のどちらも、軸受5へのEGRガスの侵入経路は塞がれておらず、長期の使用により、EGRガスに含まれるデポが軸受5に多量に到達することになり、軸受ロックが発生する可能性がある。
〔実施例1の特徴技術〕
この実施例1は、上記の不具合を解決するために、以下に示す技術を採用している。
この実施例1のEGRバルブ1は、上記の構成に加え、軸受5へのEGRガスの侵入経路をデポの堆積により塞ぎ、軸受5にデポが付着堆積するのを阻止するデポトラップ手段11が設けられている。
このデポトラップ手段11は、ハウジング3によって形成されるデポトラップ室7と、シャフト6に外嵌されるリング形状を呈したストッパプレート8とで構成される。
この実施例1は、上記の不具合を解決するために、以下に示す技術を採用している。
この実施例1のEGRバルブ1は、上記の構成に加え、軸受5へのEGRガスの侵入経路をデポの堆積により塞ぎ、軸受5にデポが付着堆積するのを阻止するデポトラップ手段11が設けられている。
このデポトラップ手段11は、ハウジング3によって形成されるデポトラップ室7と、シャフト6に外嵌されるリング形状を呈したストッパプレート8とで構成される。
デポトラップ室7は、軸受5とシャフト挿通隙間S1との間においてシャフト6の外周を覆う筒状容器形状を成すものであり、この実施例1ではハウジング3においてEGR流路2を成す部分(パイプ部)と、軸受5とで挟まれたベアリング収容筒10の内部空間によって形成される。
ストッパプレート8は、デポトラップ室7に配置される部位のシャフト6の外周面に圧入等により外嵌されるものであり、ストッパプレート8は以下の(i)〜(iv)の条件を満足するものである。
(i)ストッパプレート8の内周縁は、全周に亘ってシャフト6に密着して設けられる。具体的に、ストッパプレート8の内径寸法は、シャフト6の外径寸法より圧入代だけ小径に設けられている。
(ii)ストッパプレート8の内周側には、軸受5側からシャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aが設けられる。このテーパ部8aは、シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスの流速を減速させることなく、スムーズにストッパプレート8の外周側へ案内する手段である。具体的に、ストッパプレート8は、少なくとも内周側が円錐形状を呈したリング円板のプレス加工品である。
(i)ストッパプレート8の内周縁は、全周に亘ってシャフト6に密着して設けられる。具体的に、ストッパプレート8の内径寸法は、シャフト6の外径寸法より圧入代だけ小径に設けられている。
(ii)ストッパプレート8の内周側には、軸受5側からシャフト挿通隙間S1に近づくに従って縮径するテーパ部8aが設けられる。このテーパ部8aは、シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスの流速を減速させることなく、スムーズにストッパプレート8の外周側へ案内する手段である。具体的に、ストッパプレート8は、少なくとも内周側が円錐形状を呈したリング円板のプレス加工品である。
(iii)ストッパプレート8の外周側は、テーパ部8aにより外周側に導かれたEGRガスをデポトラップ室7の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられる。具体的に、実施例1におけるストッパプレート8の外周側には、テーパ部8aにより外周に導かれたEGRガスを、デポトラップ室7における筒壁の内面(デポトラップ室7の内周壁)に対して垂直にぶつけるフランジ部8bが設けられている。このフランジ部8bは、シャフト6に対して略垂直方向に延びるものである。
(iv)ストッパプレート8の外周縁は、デポトラップ室7の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。具体的に、ストッパプレート8の外周縁と、デポトラップ室7との間には、微細な摺動クリアランスS2が設けられており、ストッパプレート8の外径寸法は、デポトラップ室7(ベアリング収容筒10)の内径寸法より僅かに小径に設けられている。
(iv)ストッパプレート8の外周縁は、デポトラップ室7の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられる。具体的に、ストッパプレート8の外周縁と、デポトラップ室7との間には、微細な摺動クリアランスS2が設けられており、ストッパプレート8の外径寸法は、デポトラップ室7(ベアリング収容筒10)の内径寸法より僅かに小径に設けられている。
ここで、この実施例1におけるストッパプレート8は、弾性変形可能な金属製の板バネによって設けられる。
即ち、この実施例1のストッパプレート8は、図1(b)に示すように、皿バネとほぼ同じものである。
即ち、この実施例1のストッパプレート8は、図1(b)に示すように、皿バネとほぼ同じものである。
次に、図2(a)〜(e)を参照して、デポトラップ手段11の組付け例を説明する。なお、ここでは、図1(a)の下側のデポトラップ手段11の組付け例を示すが、図1(a)の上側のデポトラップ手段11も同様に組付けられるものである。
(a)先ず、ストッパプレート8と、円筒形状の筒治具Xをベアリング収容筒10の内部に組み入れる。この時、テーパ部8aの先端(円錐の先端)側が、ベアリング収容筒10の奥方に向くように挿入されるものである。なお、筒治具Xは、外径寸法がベアリング収容筒10の内径寸法より小さく、内径寸法がシャフト6の外径寸法より大きいものである。
次に、シャフト6を上方から下方へ向けて下降させて、シャフト6をストッパプレート8の内部に圧入する。
(a)先ず、ストッパプレート8と、円筒形状の筒治具Xをベアリング収容筒10の内部に組み入れる。この時、テーパ部8aの先端(円錐の先端)側が、ベアリング収容筒10の奥方に向くように挿入されるものである。なお、筒治具Xは、外径寸法がベアリング収容筒10の内径寸法より小さく、内径寸法がシャフト6の外径寸法より大きいものである。
次に、シャフト6を上方から下方へ向けて下降させて、シャフト6をストッパプレート8の内部に圧入する。
(b)シャフト6を下降させて、シャフト6をストッパプレート8に圧入する工程では、シャフト6の押圧力によりストッパプレート8の円錐形状が反転する。
(c)しかるに、シャフト6の下降を停止して、シャフト6をストッパプレート8に圧入する工程が終了し、ベアリング収容筒10の内部から筒治具Xを除去すると、ストッパプレート8の有するバネ力(バネの復元力)によって、ストッパプレート8が元の形状に反転する。
(d)次に、ベアリング収容筒10の開口端からベアリング収容筒10の内部に軸受5を圧入する。
(e)軸受5の圧入量が予め設定した規定の圧入量に達することで、軸受5の組付けが完了するとともに、デポトラップ手段11の組付けが完了する。
(c)しかるに、シャフト6の下降を停止して、シャフト6をストッパプレート8に圧入する工程が終了し、ベアリング収容筒10の内部から筒治具Xを除去すると、ストッパプレート8の有するバネ力(バネの復元力)によって、ストッパプレート8が元の形状に反転する。
(d)次に、ベアリング収容筒10の開口端からベアリング収容筒10の内部に軸受5を圧入する。
(e)軸受5の圧入量が予め設定した規定の圧入量に達することで、軸受5の組付けが完了するとともに、デポトラップ手段11の組付けが完了する。
次に、デポトラップ手段11の作動を、図1(c)を参照して説明する。なお、ここでは、図1(a)の上側のデポトラップ手段11の作動例を示すが、図1(a)の下側のデポトラップ手段11も同様の作動を行なうものである。
(1)EGR流路2を通過するEGRガスの一部は、排気圧等により、図中の矢印Aに示すように、シャフト挿通隙間S1を通ってデポトラップ室7に流入する。
(2)シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスは、図中の矢印Bに示すように、円錐形状を成すテーパ部8aにより流速を保ったまま外周側へ導かれる。
(3)テーパ部8aによって速い流速のまま外周側へ案内されたEGRガスは、外周側においてフランジ部8bに沿って流れ、図中の矢印Cに示すように、デポトラップ室7における筒壁の内面に対してほぼ垂直にぶつかる。その結果、EGRガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室7の内壁面に、デポが付着して堆積する。
(1)EGR流路2を通過するEGRガスの一部は、排気圧等により、図中の矢印Aに示すように、シャフト挿通隙間S1を通ってデポトラップ室7に流入する。
(2)シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスは、図中の矢印Bに示すように、円錐形状を成すテーパ部8aにより流速を保ったまま外周側へ導かれる。
(3)テーパ部8aによって速い流速のまま外周側へ案内されたEGRガスは、外周側においてフランジ部8bに沿って流れ、図中の矢印Cに示すように、デポトラップ室7における筒壁の内面に対してほぼ垂直にぶつかる。その結果、EGRガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室7の内壁面に、デポが付着して堆積する。
EGRガスがぶつかった部位においてデポが堆積されると、堆積したデポが、ストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぐ。この結果、軸受5へのEGRガスの侵入経路が塞がれることになり、デポが軸受5に到達しなくなる。
即ち、EGRバルブ1が真新しい使用開始初期を除いた広い使用期間では、軸受5へのEGRガスの侵入経路がデポの堆積により塞がれることになり、デポが軸受5に到達するのを無くすことができる。
なお、デポがストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぐものであるが、デポはポーラス状(多孔質状)で柔らかいものであるため、シャフト6の回動トルクへの影響が非常に少なく抑えられる。
即ち、EGRバルブ1が真新しい使用開始初期を除いた広い使用期間では、軸受5へのEGRガスの侵入経路がデポの堆積により塞がれることになり、デポが軸受5に到達するのを無くすことができる。
なお、デポがストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぐものであるが、デポはポーラス状(多孔質状)で柔らかいものであるため、シャフト6の回動トルクへの影響が非常に少なく抑えられる。
〔実施例1の効果〕
この実施例1のEGRバルブ1は、上述したように、デポの堆積を利用して軸受5へのEGRガスの侵入経路を塞ぐため、EGRバルブ1を長期に亘って使用しても、デポが軸受5に付着堆積することで発生する軸受ロックを回避することができ、EGRバルブ1の信頼性を高めることができる。
また、EGRバルブ1に搭載されるデポトラップ手段11は、部品点数としてストッパプレート8の追加だけで済む。このため、EGRバルブ1にデポトラップ手段11を搭載するコストを極めて低く抑えることができる。つまり、実施例1のEGRバルブ1は、低いコストで、長期に亘って軸受ロックの発生を回避することができる。
この実施例1のEGRバルブ1は、上述したように、デポの堆積を利用して軸受5へのEGRガスの侵入経路を塞ぐため、EGRバルブ1を長期に亘って使用しても、デポが軸受5に付着堆積することで発生する軸受ロックを回避することができ、EGRバルブ1の信頼性を高めることができる。
また、EGRバルブ1に搭載されるデポトラップ手段11は、部品点数としてストッパプレート8の追加だけで済む。このため、EGRバルブ1にデポトラップ手段11を搭載するコストを極めて低く抑えることができる。つまり、実施例1のEGRバルブ1は、低いコストで、長期に亘って軸受ロックの発生を回避することができる。
実施例2を図3を参照して説明する。なお、この実施例2において、上記実施例1と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の実施例1では、ストッパプレート8の外周側に導かれたEGRガスを、デポトラップ室7における筒壁の内面にぶつける例を示した。
これに対し、この実施例2は、ストッパプレート8の外周側に導かれたEGRガスを、軸受5とは異なる方向(図示下方)のデポトラップ室7の内壁面(即ち、EGR流路2に近い側の内壁面)に対して垂直にぶつけるものであり、ストッパプレート8の外周部には湾曲案内部8cが設けられている。
上記の実施例1では、ストッパプレート8の外周側に導かれたEGRガスを、デポトラップ室7における筒壁の内面にぶつける例を示した。
これに対し、この実施例2は、ストッパプレート8の外周側に導かれたEGRガスを、軸受5とは異なる方向(図示下方)のデポトラップ室7の内壁面(即ち、EGR流路2に近い側の内壁面)に対して垂直にぶつけるものであり、ストッパプレート8の外周部には湾曲案内部8cが設けられている。
この湾曲案内部8cは、(i)テーパ部8aによりストッパプレート8の外周側に導かれたEGRガスを、流速を落とすことなくスムーズに図示下方に向ける湾曲部8dと、(ii)この湾曲部8dによって図示下方に向けられたEGRガスを、図示下方のデポトラップ室7の内壁面に垂直にぶつけるための外周筒部8eとを備える。
この湾曲案内部8c(湾曲部8d+外周筒部8e)は、ストッパプレート8と一体に設けられるものであり、実施例1と同様、板バネ部材によって形成されたものである。
この湾曲案内部8c(湾曲部8d+外周筒部8e)は、ストッパプレート8と一体に設けられるものであり、実施例1と同様、板バネ部材によって形成されたものである。
次に、実施例2のデポトラップ手段11の作動を説明する。
(1)EGR流路2を通過するEGRガスの一部は、排気圧等により、図中の矢印Aに示すように、シャフト挿通隙間S1を通ってデポトラップ室7に流入する(実施例1と同様)。
(2)シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスは、図中の矢印Bに示すように、円錐形状を成すテーパ部8aにより流速を保ったまま外周側へ導かれる(実施例1と同様)。
(1)EGR流路2を通過するEGRガスの一部は、排気圧等により、図中の矢印Aに示すように、シャフト挿通隙間S1を通ってデポトラップ室7に流入する(実施例1と同様)。
(2)シャフト挿通隙間S1からデポトラップ室7に流入したEGRガスは、図中の矢印Bに示すように、円錐形状を成すテーパ部8aにより流速を保ったまま外周側へ導かれる(実施例1と同様)。
(3)テーパ部8aによって速い流速のまま外周側へ案内されたEGRガスは、外周側において湾曲部8dに沿って流れ、図中の矢印Cに示すように、図示下方へ流れの向きを変える。
(4)湾曲部8dによって速い流速のまま図示下方へ向かうEGRガスは、外周筒部8eに沿って流れ、図中の矢印Dに示すように、デポトラップ室7の内壁面(即ち、EGR流路2に近い側の内壁面)に対してほぼ垂直にぶつかる。その結果、EGRガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室7の内壁面に、デポが付着して堆積する。
(4)湾曲部8dによって速い流速のまま図示下方へ向かうEGRガスは、外周筒部8eに沿って流れ、図中の矢印Dに示すように、デポトラップ室7の内壁面(即ち、EGR流路2に近い側の内壁面)に対してほぼ垂直にぶつかる。その結果、EGRガスがぶつかった部位におけるデポトラップ室7の内壁面に、デポが付着して堆積する。
EGRガスがぶつかった部位においてデポが堆積すると、堆積したデポが、ストッパプレート8とデポトラップ室7との間の摺動クリアランスS2を塞ぐ。この結果、実施例1と同様に軸受5へのEGRガスの侵入経路が塞がれることになり、デポが軸受5に到達しなくなる。
これにより、この実施例2においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
また、この実施例2では、デポトラップ室7とストッパプレート8の間の摺動クリアランスS2の軸方向距離が長くなる。これにより、摺動クリアランスS2がデポにより塞がれる前の状態(EGRバルブ1が真新しい使用開始初期)においても、デポが軸受5に到達するのを抑えることができる。
また、この実施例2では、デポトラップ室7とストッパプレート8の間の摺動クリアランスS2の軸方向距離が長くなる。これにより、摺動クリアランスS2がデポにより塞がれる前の状態(EGRバルブ1が真新しい使用開始初期)においても、デポが軸受5に到達するのを抑えることができる。
上記の実施例では、シャフト6の両側を軸受5で支持し、それぞれの軸受5にデポトラップ手段11を設ける例を示したが、シャフト6の片側のみを軸受5で支持する片持ちタイプの軸受5にデポトラップ手段11を設けても良い。
上記の実施例では、エンジンの吸排気システムに設けられるEGRバルブ1に本発明を適用する例を示したが、エンジンの排気通路内で排圧調整や排気流路切替えを行なうバルブ装置はもちろん、エンジンとは異なる他の燃焼装置(例えば、家庭用や工業用の置型の燃焼装置など)の排気通路内の開閉や、開度調整を行なう他のバルブ装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、エンジンの吸排気システムに設けられるEGRバルブ1に本発明を適用する例を示したが、エンジンの排気通路内で排圧調整や排気流路切替えを行なうバルブ装置はもちろん、エンジンとは異なる他の燃焼装置(例えば、家庭用や工業用の置型の燃焼装置など)の排気通路内の開閉や、開度調整を行なう他のバルブ装置に本発明を適用しても良い。
1 EGRバルブ(燃焼ガス用バルブ装置)
2 EGR流路(ガス流路)
3 ハウジング
4 バルブ
5 軸受
6 シャフト
7 デポトラップ室
8 ストッパプレート
8a テーパ部
8b フランジ部
8c 湾曲案内部
S1 シャフト挿通隙間
S2 摺動クリアランス
2 EGR流路(ガス流路)
3 ハウジング
4 バルブ
5 軸受
6 シャフト
7 デポトラップ室
8 ストッパプレート
8a テーパ部
8b フランジ部
8c 湾曲案内部
S1 シャフト挿通隙間
S2 摺動クリアランス
Claims (5)
- 燃焼ガスが通過可能なガス流路(2)を内部に形成するハウジング(3)と、前記ガス流路(2)中に配置され、回転変位によって前記ガス流路(2)の開度調整あるいは開閉が可能なバルブ(4)と、このバルブ(4)と一体に回転し、前記ハウジング(3)に軸受(5)を介して回転自在に支持されるシャフト(6)とを具備し、
前記軸受(5)よりも前記ガス流路(2)に近い側における前記ハウジング(3)と前記シャフト(6)との間に形成され、前記ハウジング(3)に対して前記シャフト(6)を回転自在の状態で挿通させるためのシャフト挿通隙間(S1)を有する燃焼ガス用バルブ装置(1)において、
前記ハウジング(3)は、前記軸受(5)と前記シャフト挿通隙間(S1)との間において前記シャフト(6)の外周を覆う筒状容器形状を成すデポトラップ室(7)を形成し、
このデポトラップ室(7)に配置される部位の前記シャフト(6)の外周面には、リング形状を呈したストッパプレート(8)が外嵌して設けられ、
このストッパプレート(8)の内周縁は、全周に亘って前記シャフト(6)に密着して設けられ、
前記ストッパプレート(8)の内周側には、前記軸受(5)側から前記シャフト挿通隙間(S1)に近づくに従って縮径するテーパ部(8a)が設けられ、
前記ストッパプレート(8)の外周側は、前記テーパ部(8a)により外周に導かれた燃焼ガスを前記デポトラップ室(7)の内壁面に対して垂直にぶつけるように設けられ、 前記ストッパプレート(8)の外周縁は、前記デポトラップ室(7)の内面に対して非接触、または摺動可能に設けられることを特徴とする燃焼ガス用バルブ装置。 - 請求項1に記載の燃焼ガス用バルブ装置(1)において、
前記ストッパプレート(8)の外周側には、前記テーパ部(8a)により外周に導かれた燃焼ガスを、前記デポトラップ室(7)における筒壁の内面に対して垂直にぶつけるフランジ部(8b)が設けられることを特徴とする燃焼ガス用バルブ装置。 - 請求項1に記載の燃焼ガス用バルブ装置(1)において、
前記ストッパプレート(8)の外周側には、前記テーパ部(8a)により外周に導かれた燃焼ガスを、前記軸受(5)とは異なる方向の前記デポトラップ室(7)の内壁面に対して垂直にぶつける湾曲案内部(8c)が設けられることを特徴とする燃焼ガス用バルブ装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の燃焼ガス用バルブ装置(1)において、
前記ストッパプレート(8)は、弾性変形可能な金属製の板バネによって設けられることを特徴とする燃焼ガス用バルブ装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の燃焼ガス用バルブ装置(1)において、
この燃焼ガス用バルブ装置(1)は、エンジンの燃焼ガスの一部を吸気側へ戻すEGR流路(2)に設けられたEGRバルブ(1)であることを特徴とする燃焼ガス用バルブ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009042796A JP2010196598A (ja) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | 燃焼ガス用バルブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009042796A JP2010196598A (ja) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | 燃焼ガス用バルブ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010196598A true JP2010196598A (ja) | 2010-09-09 |
Family
ID=42821558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009042796A Pending JP2010196598A (ja) | 2009-02-25 | 2009-02-25 | 燃焼ガス用バルブ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010196598A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018141401A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 株式会社Subaru | Egrバルブ及びegr装置 |
-
2009
- 2009-02-25 JP JP2009042796A patent/JP2010196598A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018141401A (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 株式会社Subaru | Egrバルブ及びegr装置 |
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