JP2010242962A - バルブ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 EGR流路1内においてシャフト4を分断することと、円板弁7、第1、第2弁支持部8、9の3者をプレス成形品でZ字形に設けて弁本体3を極めて薄くすることにより、全開時における流路抵抗を極めて小さくすることができ、超低圧損を実現できる。また、従来において総切削に近い制作技術によって作られていた弁本体3をプレス成形品で設けるため、弁本体3のコストを低く抑えることができる。なお、弁本体3をプレス成形品で設けることによる精度低下は、円板弁7の外周縁に設けたシールリング12が径方向へズレることで吸収される。
【選択図】 図1
Description
バルブ装置の一例として、EGRバルブを用いて背景技術を説明する。
EGRバルブは一般的にバタフライタイプを用いている(例えば、特許文献1参照)。一般的なバタフライタイプのEGRバルブは、流体通路の中心線と、弁本体を駆動するシャフトの中心線とが垂直配置されるものであり、シャフトの回動変化により、EGRバルブの開口面積(Q)が図2の破線Aに示すように変化する。
この図2の破線Aに示されるように、一般的なEGRバルブは、シャフトの回転角度の変化に対する開口面積(Q)の変化特性(開度特性)としてサイン波形の開度特性を示すものであり、全開時の通気抵抗は小さいと言われている。
この種のEGRバルブは、シャフトの先端に傾斜した弁本体を固定配置するものであり、シャフトの回動変化に対する開度特性をできるだけ直線に近づけて、EGR量の制御をし易くしている。具体的な一例として、シャフトの回動変化により、EGRバルブの開口面積(Q)が図2の破線Bに示すように変化するものである。
しかしながら、弁本体が傾斜配置される従来のEGRバルブでは、シャフトが流体通路の内部まで深く侵入配置されるとともに、バルブ精度を高める等の目的で弁本体が総切削(削出し)に近い制作技術によって作られていたために弁本体の板厚が厚くなっていた。このため、弁本体が傾斜配置される従来のEGRバルブでは、全開時にシャフトおよび弁本体により流体通路を塞ぐ面積が大きくなって圧力損失が大きくなり、EGR量が低下する欠点があった。
また、弁本体が傾斜配置される従来のEGRバルブでは、上述したように、弁本体が総切削(削出し)に近い制作技術によって作られていた。このため、EGRバルブのコストが高いものになっていた。
さらに、弁本体が傾斜配置される従来のEGRバルブでは、弁本体が総切削に近い制作技術によって作られていたため、閉弁時に弁本体とEGR流路(流体通路に相当)の内周壁との隙間を閉塞するシールリングの組付け上の制約から、シールリングに切れ目のあるC字リングを使用する必要があった。このため、閉弁時であっても、C字リングの切り目から漏れが生じてしまう不具合があった。
請求項1の手段のバルブ装置は、流体通路の中心線と、シャフトの中心線とが傾斜配置される。
シャフトは、駆動力が付与される第1シャフトと、この第1シャフトの中心軸上に配置される第2シャフトとからなり、第1シャフトと第2シャフトとが流体通路の内部で離れた状態で配置される。
また、弁本体は、流体通路を閉塞可能な円板弁と、この円板弁の外周側に設けられて円板弁と第1シャフトとを連結する第1弁支持部と、この第1弁支持部とは異なった側における円板弁の外周側に設けられて円板弁と第2シャフトとを連結する第2弁支持部とを備え、板面に沿う方向から見て、円板弁、第1、第2弁支持部の3者によって略Z字形状を成すものである。
このように、請求項1の手段を採用するバルブ装置は、流体通路の中心線に対して弁本体が傾斜配置されるタイプであるが、全開時にシャフトおよび弁本体が流体通路を塞ぐ割合を小さくできるため、バルブ装置の圧力損失を低く抑えることができ、全開時に流体を大量に流すことができる。あるいは、全開時の圧力損失を低く抑えることができるため、バルブ装置を小型化することができる。
請求項2の手段のバルブ装置における円板弁、第1、第2弁支持部の3者は、金属板のプレス成形品によって設けられている。
このように、弁本体を構成する円板弁、第1、第2弁支持部の3者が金属板のプレス成形品によって設けられることで、弁本体を極めて薄くすることができ、全開時の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体をプレス成形品で設けることができるため、総切削に近かった従来の弁本体に比較してコストを低く抑えることができ、結果的にバルブ装置のコストを抑えることができる。
請求項3の手段のバルブ装置において円板弁の外周縁に設けられるシールリングは、プレス成形品よりなる円板弁の外周縁において径方向へズレることができるように支持されるものである。
これにより、弁本体をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を、円板弁の外周縁のシールリングによって吸収させることができる。具体的には、閉弁時にシールリングの外周縁が流体通路の内周壁に「ならう(沿う)」ことで一致させることができる。
即ち、弁本体をプレス成形品で設けても、閉弁時のシール漏れを防ぐことができる。
請求項4の手段のバルブ装置において円板弁の外周縁に設けられるシールリングは、プレス成形品よりなる円板弁(具体的には、円板弁の少なくとも外周縁)をインサート成形するものである。
これにより、弁本体をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を、シールリングの形成時に無くすことができる。具体的には、プレス成形品に生じた精度誤差を打ち消すようにシールリングを形成することで、閉弁時にシールリングの外周縁を流体通路の内周壁に一致させることができる。
即ち、弁本体をプレス成形品で設けても、閉弁時のシール漏れを防ぐことができる。
請求項5の手段のバルブ装置は、円板弁の一方の面を成す第1円板と第1弁支持部を有する第1プレス成形品と、円板弁の他方の面を成す第2円板と第2弁支持部を有する第2プレス成形品とを接合することで、弁本体を設けたものである(例えば、図1参照)。
このように、弁本体を2つのプレス成形品を接合して設けているため、弁本体を極めて薄く設けることができ、全開時の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体をプレス成形品で設けることにより、総切削に近かった従来の弁本体に比較してコストを低く抑えることができ、結果的にバルブ装置のコストを抑えることができる。
請求項6の手段のバルブ装置は、第1、第2プレス成形品が同一部品であり、同一部品の一方を反転させて接合するものである。
このように、弁本体を成す第1、第2プレス成形品が同一部品であるため、弁本体のコストを抑えることができる。
請求項7の手段のバルブ装置のシールリングは、第1円板の外周縁と、第2円板の外周縁との間に挟まれて、径方向へズレることができるように支持されるものである。
請求項8の手段のバルブ装置におけるシールリングは、周方向に切れ目のないO字リングである。
シールリングは、第1、第2円板の外周縁の間に形成される環状溝に保持されるものであるため、第1、第2プレス成形品の間にシールリングを挟んで組付けることができる。このため、シールリングとして周方向に切れ目のないO字リングを用いることができる。 そして、シールリングにO字リングを用いることで、C字リングの欠点(閉弁時にC字リングの切れ目から流体が漏れる不具合)を回避することができる。
請求項9の手段のバルブ装置におけるシールリングは、周方向に切れ目のないO字リングと、周方向に1つの切れ目のあるC字リングとを組み合わせたものである。
C字リングは、周方向に切れ目があるため、シールリングの外周縁が流体通路の内周壁に「ならう」ことで径寸法が変化する。このため、製造誤差による径変化や、熱膨張による径変化を、C字リングの外周縁が流体通路の内周壁に「ならう」ことで吸収することができる。これにより、閉弁時に円板弁と流体通路との隙間から流体が漏れる不具合を回避することができる。
そして、O字リングが組み合わされることで、C字リングの切れ目から流体が漏れる不具合を回避することができる。
請求項10の手段のバルブ装置におけるシールリングは、周方向に1つの切れ目のあるC字リングを2つ組み合わせたものである。
上記請求項6の手段で示したように、C字リングは、周方向に切れ目があるため、閉弁時にシールリングの外周縁が流体通路の内周壁に「ならう」ことで、閉弁時に円板弁と流体通路との隙間から流体が漏れる不具合を回避することができる。
そして、2つのC字リングを組み合わせることで、一方のC字リングの切れ目を他方のC字リングが塞ぎ、他方のC字リングの切れ目を一方のC字リングが塞ぐため、それぞれのC字リングの切れ目から流体が漏れる不具合を回避することができる。
請求項11の手段のバルブ装置は、第1円板に形成される貫通部が第2円板により閉塞されるものであり、第2円板に形成される貫通部が第1円板により閉塞されるものである。なお、貫通部の一例としては、第1、第2弁支持部を形成するために第1、第2円板に形成された開成口や、第1、第2プレス成形品の位置決め用の凸部が嵌め合わされる孔などがある。
このように、第1円板に形成される貫通部が第2円板により閉塞され、第2円板に形成される貫通部が第1円板により閉塞されるため、第1円板と第2円板を組み合わせてなる円板弁の内側から流体が漏れる不具合が生じない。
請求項12の手段のバルブ装置は、第1円板と第2円板との間における貫通部の周囲、および環状溝とシールリングとの間は、シール部によってシールされるものであり、そのシール部は、シリコンゲルによって設けられる。
請求項13の手段のバルブ装置は、第1円板と第2円板との間における貫通部の周囲、および第1円板の外周縁と第2円板の外周縁との間は、シール部によってシールされるものであり、そのシール部は、第1円板と第2円板の間に挟まれる中間プレートにおいて板厚方向に突出する環状突起によるものであり、この環状突起が第1円板と第2円板との間に挟まれることで板厚方向につぶれてシール部を成す。
請求項14の手段のバルブ装置は、円板弁、第1、第2弁支持部の3者を有するメインプレス成形品によって弁本体を設けたものである(例えば、図9参照)。
このように、円板弁、第1、第2弁支持部の3者を1つのプレス成形品によって設けているため、弁本体を極めて薄く設けることができ、全開時の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体をプレス成形品で設けることにより、総切削に近かった従来の弁本体に比較してコストを低く抑えることができ、結果的にバルブ装置のコストを抑えることができる。
請求項15の手段のバルブ装置は、円板弁の中央部に工具挿通用の貫通穴が開成されており、この貫通穴が板状の蓋体によって閉塞されるものである(例えば、図12参照)。
請求項16の手段のバルブ装置は、第1弁支持部が第1シャフトと一体に回転するように連結され、第2弁支持部が第2シャフトと一体に回転するように連結されるものである。
請求項17の手段のバルブ装置は、第1弁支持部が第1シャフトと一体に回転するように連結され、第2弁支持部が第2シャフトに対して回転自在に支持されるように連結されるものである。
○EGRバルブ(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、排気ガスが通過可能なEGR流路1(流体通路の一例)を内部に形成するハウジング2と、EGR流路1内に配置され、EGR流路1の内部で回動変位することによってEGR流路1の開閉および開度調整(通路面積の可変)を行なう弁本体3と、ハウジング2に回転自在に支持されて弁本体3を回動駆動するシャフト4とを具備し、EGR流路1の中心線と、シャフト4の中心線とが傾斜配置されるものである。即ち、このEGRバルブは、弁本体3が傾斜配置されるタイプである。
○一方、このEGRバルブにおける弁本体3は、円板形状を呈してEGR流路1を閉塞可能な円板弁7と、この円板弁7の外周側に設けられて円板弁7と第1シャフト5とを連結する第1弁支持部8と、この第1弁支持部8とは異なった側における円板弁7の外周側に設けられて円板弁7と第2シャフト6とを連結する第2弁支持部9とを備えるものであり、円板弁7の板面に沿う方向から見て、円板弁7、第1、第2弁支持部8、9の3者によって略Z字形状を成すものである。
〔EGR装置の説明〕
EGR装置は、エンジンの排出した排気ガスの一部を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、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路へ戻すEGR流路1と、このEGR流路1の開度調整を行なうEGRバルブとを少なくとも備え、このEGRバルブ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バルブは、内部にEGR流路1を形成するハウジング2と、EGR流路1中に配置される弁本体3と、この弁本体3を支持するシャフト4と、このハウジング2の外部よりシャフト4に回転力を付与する電動アクチュエータ10とを具備する。
弁本体3は、バタフライ弁であり、シャフト4の回動位置に応じてEGR流路1を開閉可能であるとともに、EGR流路1の開口面積を可変可能であり、EGR流路1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。この弁本体3の詳細は、後述する。
上下の軸受11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2に形成されたベアリング収容筒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4を回転自在に支持する。
ここで、電動アクチュエータ10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4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4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4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。
この実施例1のEGRバルブは、図1に示すように、EGR流路1の中心線と、弁本体3を駆動するシャフト4の中心線とが傾斜配置される。
このように弁本体3が傾斜配置される場合、従来のEGRバルブでは、シャフト4がEGR流路1の内部まで深く侵入配置されるとともに、バルブ精度を高める等の目的で弁本体3が総切削(削出し)に近い制作技術によって作られていたために弁本体3の板厚が厚くなっていた。このため、弁本体3が傾斜配置される従来のEGRバルブでは、全開時にシャフト4および弁本体3によりEGR流路1を塞ぐ面積が大きくなってしまい、通気抵抗の増大によって全開時のEGR量が低下する欠点があった(図2の破線B参照)。
この実施例1は、上記「背景技術1」の問題点を解決するために、以下に示す技術を採用している。
弁本体3を支持するシャフト4は、ハウジング2の上部に配置された電動アクチュエータ10より回動方向の駆動力が付与される第1シャフト5と、この第1シャフト5の中心軸上に配置される第2シャフト6とからなり、図1に示すように、第1シャフト5と第2シャフト6とがEGR流路1の内部で離れた状態で配置されるものである。
なお、弁本体3を成す具体的な構造については、後述する「実施例1の特徴技術2」において説明する。
この実施例1では、上記の特徴技術1を採用することにより、EGRバルブの全開時(全開時に近い開度を含む)において、(i)EGR流路1内においてシャフト4が分断されているため、EGR流路1の開口面積をシャフト4が塞ぐ割合を抑えることができるとともに、(ii)弁本体3をEGRガスの流れ方向から見て略Z字形状に設け、且つ弁本体3においてZ字形状を成す円板弁7、第1、第2弁支持部8、9の板厚を薄く設けたことで、全開時にEGR流路1の開口面積を弁本体3が塞ぐ割合を極めて小さく抑えることができ、全開時における流路抵抗を極めて小さくできる。即ち、全開時におけるEGRバルブの圧力損失を極めて小さくすることができる。
このように、実施例1のEGRバルブは、弁本体3が傾斜配置されるタイプであるが、全開時にEGR流路1の開度を大きくすることができる。これによって、全開側でEGRガスを大量に流すことができ、EGRバルブを低圧損化することができる。あるいは、全開時の開口面積を大きくできるため、EGRバルブを小型化することができる。
この実施例1のEGRバルブは、上述したように、EGR流路1の中心線と、弁本体3を駆動するシャフト4の中心線とが傾斜配置される。
このように弁本体3が傾斜配置される場合、従来のEGRバルブでは、弁本体3が総切削(削出し)に近い制作技術によって作られていた。そのため、弁本体3のコストが高くなり、結果的にEGRバルブのコストが高いものになっていた。
この実施例1は、上記の「背景技術2」の問題点を解決するために、以下に示す技術を採用している。
この実施例1の弁本体3は、薄板金属(例えば、ステンレス薄板)をプレス加工によって形成した第1プレス成形品15と第2プレス成形品16とを、図3、図4に示すように、接合して設けたものである。
第2プレス成形品16は、円板弁7の他方の面を成す第2円板7bと、この第2円板7bの一部から打抜き曲折して形成された第2弁支持部9とからなる。
具体的に、第1、第2プレス成形品15、16は、同一部品であり、同一部品の一方を180°反転させて接合することで、弁本体3が設けられる。
また、第1、第2プレス成形品15、16は、上述したように、同一部品の一方を反転させて接合するものである。そして、第1円板7aには、接合時の位置決め用の凸部18と、第2円板7bに形成された凸部18に嵌まり合う孔19(貫通部の一例)とが設けられている。同様に、第2円板7bにも、接合時の位置決め用の凸部18と、第1円板7aに形成された凸部18に嵌まり合う孔19(貫通部の一例)とが設けられている。
このように、第1円板7aに形成される貫通部(第1円板7aの開成口17と孔19)が第2円板7bにより閉塞され、第2円板7bに形成される貫通部(第2円板7bの開成口17と孔19)が第1円板7aにより閉塞されるため、第1円板7aと第2円板7bを組み合わせてなる円板弁7の内側からEGRガスが漏れる不具合が生じない。
この実施例1では、第1、第2プレス成形品15、16を接合することで弁本体3を設けているため、弁本体3を極めて薄く設けることができ、EGRバルブを極めて低圧損化することができる。
また、弁本体3をプレス成形品で設けることができるため、総切削に近かった従来の弁本体3に比較してコストを低く抑えることができ、結果的にEGRバルブのコストを抑えることができる。特に、この実施例1では、弁本体3を成す第1、第2プレス成形品15、16が同一部品であるため、弁本体3のコストを低く抑えることができる。
具体的に、円板弁7は、その外周縁においてシールリング12を径方向に移動可能に支持している。これにより、閉弁時にシールリング12の外周縁がEGR流路1の内周壁に「ならう」ため、上記の精度低下をシールリング12の径方向の移動により吸収させることができる。
この実施例1のEGRバルブは、上述したように、EGR流路1の中心線と、弁本体3を駆動するシャフト4の中心線とが傾斜配置される。
このように弁本体3が傾斜配置される場合、従来のEGRバルブでは、弁本体3が総切削に近い制作技術によって作られていたため、閉弁時に弁本体3とEGR流路1の内周壁との隙間を閉塞するシールリング12の組付け上の制約から、シールリング12に切れ目のあるC字リングを使用する必要があった。このため、閉弁時であってもC字リングの切れ目から漏れが生じてしまう不具合があった。
この実施例1は、上記の「背景技術3」の問題点を解決するために、以下に示す技術を採用している。
円板弁7の外周縁には、上述したように、シールリング12を装着するための環状溝13が設けられている。
この環状溝13は、第1円板7aの外周縁と、第2円板7bの外周縁との間によって設けられる。なお、第1、第2円板7a、7bの外周縁において環状溝13を形成するための段差部は、図3(b)に示すようにプレス加工による曲折によって形成するものであっても良いし、図3(c)に示すようにプレス加工による圧延によって形成するものであっても良い。
このシールリング12は、第1、第2円板7a、7bの外周縁の間に形成される環状溝13に保持されるものであるため、図4(a)、(b)に示すように、第1、第2プレス成形品15、16の間にシールリング12を挟んで組付けることができる。このため、シールリング12として周方向に切れ目のないO字リングを用いることができる。
このように、シールリング12として切れ目のないO字リングを用いることで、この実施例1のEGRバルブでは、C字リングの欠点(閉弁時にC字リングの切れ目からEGRガスが漏れる不具合)を回避することができる。
上記の実施例1では、周方向に切れ目のないO字リングよりなるシールリング12を1つ用いる例を示した。
これに対し、この実施例2は、周方向に切れ目のないO字リングよりなるシールリング12と、周方向に1つの切れ目のあるC字リングよりなるシールリング12とを重ねて用いるものである。
そして、O字リングのシールリング12を組み合わせることで、C字リングの切れ目からEGRガスが漏れる不具合をO字リングのシールリング12によって回避できる。
この実施例3は、周方向に1つの切れ目のあるC字リングよりなるシールリング12を2つ重ねて用いるものである。
上記実施例2で示したように、C字リングよりなるシールリング12は、周方向に切れ目があるため、閉弁時にシールリング12の外周縁がEGR流路1の内周壁に「ならう」ことで、閉弁時に円板弁7とEGR流路1との隙間からEGRガスが漏れる不具合を回避することができる。
この実施例4は、第1円板7aと第2円板7bとの間における貫通部(開成口17および孔19)の周囲をシール部21でシールするとともに、環状溝13とシールリング12との間もシール部21によってシールするものであり、そのシール部21は、シリコンゲル22によって設けられる。このシリコンゲル22は、シールリング12の径方向の移動を許容し、シールリング12の径方向の移動に追従してシール性を確保する。また、シリコンゲル22は、クリープ等による寸法変化が生じないものである。
この実施例5は、実施例4で示したシール部21を、第1、第2円板7a、7bの間で挟まれてつぶれる環状突起24によって設けるものである。
具体的に、この環状突起24は、第1円板7aと第2円板7bの間に挟まれる中間プレート25に設けられるものである。中間プレート25は、耐熱性樹脂膜などよりなる極薄のシールプレートであり、シール部21が設けられる部位(貫通部の周囲で、且つ第1、第2円板7a、7bにより挟まれる部位、および第1、第2円板7a、7bの外周縁)に環状突起24が設けられている。なお、図中、符号26は、凸部18が挿入配置される組付け穴である。
(実施例6の特徴技術1)
上記の各実施例では、第1プレス成形品15と第2プレス成形品16とを接合することで、円板弁7、第1、第2弁支持部8、9の3者を有する弁本体3を設けた。
これに対し、この実施例6は、1つのメインプレス成形品31(プレス成形品の一例)のみで、円板弁7、第1、第2弁支持部8、9の3者を有する弁本体3を設けるものである。
このように、弁本体3を構成する部品点数を減らすことで、EGRバルブのコストをさらに抑えることができる。
上記の各実施例では、第2弁支持部9が第2シャフト6と一体に回転するように連結される例を示した。
これに対し、この実施例6は、第2弁支持部9が第2シャフト6に対して回転自在に支持されるように連結されるものである。具体的に、この実施例6では、第2シャフト6がハウジング2に圧入固定され、第2シャフト6の上端部と第2弁支持部9とが回転自在に連結されるものである。
このように、第2シャフト6と第2弁支持部9との連結部分が軸受構造を成すことで、実施例1で示した下側の軸受11(第2シャフト6の軸受:符号、図1参照)を廃止することができ、EGRバルブのコストをさらに抑えることができる。また、第2シャフト6をハウジング2に圧入固定することで、第2シャフト6とハウジング2の間からEGRガスが漏れだす不具合を長期に亘って確実に防ぐことができ、EGRバルブの信頼性を高めることができる。
この摺動筒9b’を設けることで、第2シャフト6と第2弁支持部9との接触面積を増やすことができ、結果的にEGRバルブの作動に伴う軸受連結部分の摩耗を抑えて、EGRバルブの信頼性を高めることができる。
上記の各実施例では、シールリング12が円板弁7の外周縁において径方向へズレることで、プレス成形品よりなる弁本体3の精度低下を吸収させる例を示した。
これに対し、この実施例6は、シールリング12が円板弁7をインサート成形することで、プレス成形品よりなる弁本体3の精度低下を無くすものである。即ち、プレス成形品に生じた精度誤差を無くすようにシールリング12を形成することで、閉弁時にシールリング12の外周縁をEGR流路1の内周壁に一致させることができる。
これにより、弁本体3をプレス成形品で設けても、閉弁時のシール漏れを防ぐことができる。
上記の実施例6は、第2シャフト6がハウジング2に固定される例を示した。
これに対し、この実施例7は、第2シャフト6をシールド付の軸受11により回転自在に支持するものである。
このように設けることにより、第2弁支持部9が、2つの回転支持部を介して支持されることになり、第2弁支持部9の回転抵抗を下げることができる。これにより、EGRバルブを駆動する電動アクチュエータ10の駆動負荷を下げることができる。
上記の各実施例では、第1シャフト5と第1弁支持部8とを溶接によって固定する例を示した。
これに対し、この実施例8では、第1シャフト5と第1弁支持部8とをネジ32によって締結固定するものである。
そして、ドライバーによりネジ32を締結し、続いて第2シャフト6の上端の小径部6bを第2弁支持部9の軸受穴9bの内部にセットしながら第2シャフト6をシャフト組付穴の内部に圧入固定した後、図13に示すように、圧入用治具34によって円板弁7と蓋体33とを強固に挟み付けて各圧入凸部33aを各圧入穴32bに圧入することで貫通穴31aを蓋体33によって閉塞している。
2 ハウジング
3 弁本体
4 シャフト
5 第1シャフト
6 第2シャフト
7 円板弁
7a 第1円板
7b 第2円板
8 第1弁支持部
9 第2弁支持部
12 シールリング
13 環状溝
15 第1プレス成形品
16 第2プレス成形品
17 開成口(貫通部)
19 孔(貫通部)
21 シール部
22 シリコンゲル
24 環状突起
25 中間プレート
31 メインプレス成形品
31a 貫通穴
33 蓋体
Claims (17)
- 流体が通過可能な流体通路(1)を形成するハウジング(2)と、前記流体通路(1)内で回動することで前記流体通路(1)を開閉あるいは前記流体通路(1)の通路面積を可変させる弁本体(3)と、前記ハウジング(2)に回転自在に支持されて前記弁本体(3)を回動駆動するシャフト(4)とを具備し、
前記流体通路(1)の中心線と、前記シャフト(4)の中心線とが傾斜配置されるバルブ装置において、
前記シャフト(4)は、外部より回動方向の駆動力が付与される第1シャフト(5)と、この第1シャフト(5)の中心軸上に配置される第2シャフト(6)とからなり、前記第1シャフト(5)と前記第2シャフト(6)とが前記流体通路(1)の内部で離れた状態で配置されるものであり、
前記弁本体(3)は、
円板形状を呈して前記流体通路(1)を閉塞可能な円板弁(7)と、
この円板弁(7)の外周側に設けられて前記円板弁(7)と前記第1シャフト(5)とを連結する第1弁支持部(8)と、
この第1弁支持部(8)とは異なった側における前記円板弁(7)の外周側に設けられて前記円板弁(7)と前記第2シャフト(6)とを連結する第2弁支持部(9)とを備え、
前記円板弁(7)の板面に沿う方向から見て、前記円板弁(7)、前記第1、第2弁支持部(8、9)の3者によって略Z字形状を成すことを特徴とするバルブ装置。 - 請求項1に記載のバルブ装置において、
前記円板弁(7)、前記第1、第2弁支持部(8、9)の3者は、金属板のプレス成形品であることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項2に記載のバルブ装置において、
前記弁本体(3)は、前記円板弁(7)の外周縁に、前記流体通路(1)の内周壁に当接して前記円板弁(7)と前記流体通路(1)の内周壁との隙間を閉塞するシールリング(12)を備え、
このシールリング(12)は、前記プレス成形品よりなる前記円板弁(7)の外周縁において径方向へズレることができるように支持されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項2に記載のバルブ装置において、
前記弁本体(3)は、前記円板弁(7)の外周縁に、前記流体通路(1)の内周壁に当接して前記円板弁(7)と前記流体通路(1)の内周壁との隙間を閉塞するシールリング(12)を備え、
このシールリング(12)は、前記プレス成形品よりなる前記円板弁(7)をインサート成形して形成されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項3に記載のバルブ装置において、
前記弁本体(3)は、前記円板弁(7)の一方の面を成す第1円板(7a)と前記第1弁支持部(8)を有する第1プレス成形品(15)と、前記円板弁(7)の他方の面を成す第2円板(7b)と前記第2弁支持部(9)を有する第2プレス成形品(16)とを用いて設けられることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項5に記載のバルブ装置において、
前記第1、第2プレス成形品(15、16)は、同一部品であり、同一部品の一方を反転させて接合されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項5または請求項6に記載のバルブ装置において、
前記シールリング(12)は、前記第1円板(7a)の外周縁と、前記第2円板(7b)の外周縁との間に挟まれて、前記円板弁(7)の外周縁において径方向へズレることができるように支持されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項7に記載のバルブ装置において、
前記シールリング(12)は、周方向に切れ目のないO字リングであることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項7に記載のバルブ装置において、
前記シールリング(12)は、周方向に切れ目のないO字リングと、周方向に1つの切れ目のあるC字リングとを組み合わせたものであることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項7に記載のバルブ装置において、
前記シールリング(12)は、周方向に1つの切れ目のあるC字リングを2つ組み合わせたものであることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項5〜請求項10のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記第1円板(7a)に形成される貫通部(17、19)は前記第2円板(7b)により閉塞され、前記第2円板(7b)に形成される貫通部(17、19)は前記第1円板(7a)により閉塞されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項11に記載のバルブ装置において、
前記第1円板(7a)と前記第2円板(7b)との間における前記貫通部(17、19)の周囲、および前記円板弁(7)の外周縁に円環形成される環状溝(13)と、その環状溝(13)に装着される前記シールリング(12)との間は、シール部(21)によってシールされるものであり、
前記シール部(21)は、前記第1円板(7a)と前記第2円板(7b)の間に挟まれるシリコンゲル(22)によって設けられることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項11に記載のバルブ装置において、
前記第1円板(7a)と前記第2円板(7b)との間における前記貫通部(17、19)の周囲、および前記第1円板(7a)の外周縁と前記第2円板(7b)の外周縁との間は、シール部(21)によってシールされるものであり、
前記シール部(21)は、前記第1円板(7a)と前記第2円板(7b)の間に挟まれる中間プレート(25)において板厚方向に突出する環状突起(24)であり、この環状突起(24)が前記第1円板(7a)と前記第2円板(7b)の間に挟まれることで板厚方向につぶれて前記シール部(21)を成すことを特徴とするバルブ装置。 - 請求項4に記載のバルブ装置において、
前記弁本体(3)は、前記円板弁(7)、前記第1、第2弁支持部(8、9)の3者を有するメインプレス成形品(31)を用いて設けられることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項14に記載のバルブ装置において、
前記メインプレス成形品(31)における前記円板弁(7)の中央部には、工具挿通用の貫通穴(31a)が開成されており、
この貫通穴(31a)は、前記メインプレス成形品(31)における前記円板弁(7)に固定される板状の蓋体(33)によって閉塞されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項1〜請求項15のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記第1弁支持部(8)は、前記第1シャフト(5)と一体に回転するように連結され、
前記第2弁支持部(9)は、前記第2シャフト(6)と一体に回転するように連結されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項1〜請求項15のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記第1弁支持部(8)は、前記第1シャフト(5)と一体に回転するように連結され、
前記第2弁支持部(9)は、前記第2シャフト(6)に対して回転自在に支持されるように連結されることを特徴とするバルブ装置。
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