JP2011122659A - Butterfly valve - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability EGR valve capable of suppressing increase of contact pressure associated with aperture increase to suppress occurrence of local wear even when used over a long term. <P>SOLUTION: This EGR valve includes a ball valve element 4 rotatably driven in an EGR passage, and a sheet member 5 energized toward the ball valve element 4, wherein "a spherical surface of a ball surface 4a" formed at an outer peripheral edge of the ball valve element 4 and "a spherical surface of a sheet surface 5a" formed at an edge of the sheet member 5 are formed so that curvature factors thereof coincide with each other. Projecting parts 9 fit in a projection area of a shaft 8 are formed protrusively in an inner diameter direction on the upper and lower sides of the sheet member 5, and the sheet surface 5a is locally expanded by the projecting parts 9 to suppress increase of contact pressure associated with aperture increase. Thereby, local wear can be prevented by preventing increase of physical constitution, and leakage of an EGR gas can be prevented over a long term. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボール弁体の回動により、流体通路の開閉、あるいは流体通路の通路面積を可変させるバタフライバルブに関し、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)の排出した排気ガスの一部を吸気通路に戻すEGRバルブ等に用いて好適な技術に関する。   The present invention relates to a butterfly valve that opens and closes a fluid passage or changes the passage area of a fluid passage by rotation of a ball valve body. For example, exhaust gas discharged from an engine (an internal combustion engine that generates power by burning fuel) The present invention relates to a technique suitable for use in an EGR valve or the like for returning a part of the valve to an intake passage.

バタフライバルブの構成部品として、少なくとも、
(i)球面の一部で構成されたボール面(回動側のシート面)を有するボール弁体(弁体)と、
(ii)ボール面と曲率が略一致する円環状のシート面(非回動側の座面)を有するシート部材(弁座部材)と、
(iii)このシート部材をボール弁体に向けて付勢し、閉弁時のシール性を高める面圧発生手段とを用い、
「閉弁時におけるシール性の確保」と「ボール弁体の回動時における摺動性の向上」を図った所謂「ボールバルブタイプ」のバタフライバルブが知られている(例えば、特許文献1参照)。
As a component of the butterfly valve, at least
(I) a ball valve body (valve body) having a ball surface (seat surface on the rotating side) constituted by a part of a spherical surface;
(Ii) a seat member (valve seat member) having an annular seat surface (non-rotating side seat surface) whose curvature substantially matches the ball surface;
(Iii) using a surface pressure generating means that urges the seat member toward the ball valve body and enhances the sealing performance when the valve is closed;
A so-called “ball valve type” butterfly valve that achieves “ensurement of sealing performance when the valve is closed” and “improvement of slidability when the ball valve body rotates” is known (for example, see Patent Document 1). ).

この「ボールバルブタイプ」のバタフライバルブでは、ボール弁体が回動する際に、ボール面の曲率と、シート面の曲率とが略一致した状態で、シート部材に対してボール弁体が回転方向に摺接するため、シート部材に対してボール弁体をスムーズに回動させることができる。
しかし、閉弁状態から開弁するに従い、ボール弁体のボール面と、シート部材のシート面との接触面積が小さくなる。その結果、開弁に伴って、図1(b)の実線Bに示すように、接触部分の面圧が大きくなる。
その結果、長期の使用によりボール弁体とシート部材との接触部分に局部的な摩耗が発生し、全閉時に摩耗箇所から流体が漏れる可能性がある。
In this “ball valve type” butterfly valve, when the ball valve body rotates, the ball valve body rotates with respect to the seat member in a state where the curvature of the ball surface and the curvature of the seat surface substantially coincide with each other. Therefore, the ball valve body can be smoothly rotated with respect to the seat member.
However, as the valve is opened from the closed state, the contact area between the ball surface of the ball valve body and the seat surface of the seat member decreases. As a result, as the valve is opened, as shown by the solid line B in FIG.
As a result, local wear may occur at the contact portion between the ball valve body and the seat member due to long-term use, and fluid may leak from the worn portion when fully closed.

特開2005−344803号公報JP 2005-344803 A

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、開度上昇に伴う面圧の上昇を抑えて、長期に使用しても局部摩耗の発生を抑えることができ、高い信頼性を確保できるバタフライバルブの提供にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress an increase in surface pressure accompanying an increase in opening, and to suppress the occurrence of local wear even when used for a long time. It is to provide a butterfly valve that can ensure reliability.

〔請求項1の手段〕
請求項1の手段のシート部材は、そのシート部材の一部において、「内径方向」または「シート部材を側面から見て、シャフトに近づく方向」の少なくとも一方へ局部的に突出する凸部を備える。
そして、その凸部によって、「ボール弁体の開度上昇に伴ってボール面と摺接する部位(従来技術において面圧が高まる部位)」におけるシート面の幅を、局部的に広げるように設けられている。
この結果、ボール弁体が回動して開度が大きくなっても、ボール弁体のボール面と、シート部材のシート面との接触面積を大きく確保することができ、接触部分の面圧を低く抑えることができる。
このため、「ボールバルブタイプ」の効果(即ち、「閉弁時におけるシール性の確保」および「ボール弁体の回動時における摺動性の向上」)に加え、長期に使用されてもボール弁体とシート部材との接触部分における局部摩耗を抑えることができ、長期に亘って高い信頼性を得ることができる。
[Means of Claim 1]
The sheet member of the means according to claim 1 includes, in a part of the sheet member, a convex portion that locally protrudes to at least one of the “inner diameter direction” or “the direction of approaching the shaft when the sheet member is viewed from the side surface”. .
The convex portion is provided so as to locally widen the width of the seat surface in “a portion that is in sliding contact with the ball surface as the degree of opening of the ball valve body increases (a portion where the surface pressure increases in the prior art)”. ing.
As a result, even if the ball valve body rotates and the opening degree increases, a large contact area between the ball surface of the ball valve body and the seat surface of the seat member can be secured, and the surface pressure of the contact portion is reduced. It can be kept low.
For this reason, in addition to the effects of the “ball valve type” (that is, “ensurement of sealing performance when the valve is closed” and “improvement of slidability when the ball valve body is rotated”), Local wear at the contact portion between the valve body and the seat member can be suppressed, and high reliability can be obtained over a long period of time.

〔請求項2の手段〕
ここで、シート面を内側に増大させる場合、シート部材の内径を小径化して、シート面の幅を全周に亘って大きくすることが考えられる。
しかし、シート部材の内径寸法を小さくすると、シート部材の内部に形成される通路が小径化してしまい、流体に対して圧力損失の増加を招いてしまう。
[Means of claim 2]
Here, when the sheet surface is increased inward, it is conceivable to reduce the inner diameter of the sheet member and increase the width of the sheet surface over the entire circumference.
However, if the inner diameter dimension of the sheet member is reduced, the diameter of the passage formed inside the sheet member is reduced, leading to an increase in pressure loss with respect to the fluid.

そこで、請求項2の手段は、シート部材の内径方向に向かって突出する凸部をシート部材の一部に設け、シート面の一部を内径方向に向けて膨出させるものである。
このように、凸部によってシート面の幅を局部的に広げるものであるため、シート部材の内径寸法の小径化を防ぐことができ、圧力損失の上昇を抑えることができる。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, a convex portion protruding in the inner diameter direction of the sheet member is provided in a part of the sheet member, and a part of the sheet surface is bulged in the inner diameter direction.
As described above, since the width of the sheet surface is locally expanded by the convex portion, it is possible to prevent the inner diameter of the sheet member from being reduced, and to suppress an increase in pressure loss.

〔請求項3の手段〕
請求項3の手段は、
シャフトの外径寸法をd1、
流体の流れ方向から見た場合の凸部の周方向幅をd2とした場合、
d1>d2
の関係に設けられるものである。
このように設けることにより、
(i)流体の流れ方向から見た場合、凸部の全てを、シャフトの投影範囲内に収めることができる、
(ii)あるいは、流体の流れ方向から見た場合、凸部の多くの部分を、シャフトの投影範囲内に収めることができる。
[Means of claim 3]
The means of claim 3 is:
The outer diameter of the shaft is d1,
When the circumferential width of the convex portion when viewed from the fluid flow direction is d2,
d1> d2
It is provided in the relationship.
By providing in this way,
(I) When viewed from the fluid flow direction, all of the convex portions can be accommodated within the projection range of the shaft.
(Ii) Alternatively, when viewed from the fluid flow direction, many portions of the convex portion can be accommodated within the projection range of the shaft.

これにより、シート部材の内径方向に凸部を設けても、凸部とシャフトの投影範囲とが重なることで、凸部による圧力損失の増加を抑えることができる。
即ち、請求項3のバタフライバルブは、圧力損失の増加を低く抑えて(あるいは、従来技術と同じ圧力損失を維持したままで)、ボール弁体とシート部材との接触部分の面圧を下げて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
Thereby, even if a convex part is provided in the inner diameter direction of the sheet member, an increase in pressure loss due to the convex part can be suppressed by overlapping the convex part and the projection range of the shaft.
That is, the butterfly valve according to claim 3 suppresses the increase in pressure loss (or maintains the same pressure loss as in the prior art) and lowers the surface pressure of the contact portion between the ball valve body and the seat member. The occurrence of local wear can be prevented.

〔請求項4の手段〕
請求項4の手段のバタフライバルブは、シート部材とバルブハウジングの内壁との径方向間に隙間を設け、その隙間に径方向支持シールを配置して、隙間をシールするとともに、シート部材を径方向へ変位できるように設けたものである。
このように、径方向支持シールによってシート部材が径方向に変位可能に支持されることと、面圧発生手段によってシート面がボール面に押し付けられることにより、シート面とボール面が調芯される。
このため、閉弁時においてシート面とボール面とを確実に一致させることができ、全閉時における流体の漏れを確実に防ぐことができる。
[Means of claim 4]
The butterfly valve according to claim 4 provides a gap between the seat member and the inner wall of the valve housing in the radial direction, and arranges a radial support seal in the gap to seal the gap and It is provided so that it can be displaced.
Thus, the seat member is supported by the radial support seal so as to be displaceable in the radial direction, and the seat surface is pressed against the ball surface by the surface pressure generating means, thereby aligning the seat surface and the ball surface. .
For this reason, when the valve is closed, the seat surface and the ball surface can be made to coincide with each other, and fluid leakage when fully closed can be reliably prevented.

(a)開度が大きい状態におけるボール面とシート面との接触部分を示す説明図、(b)バルブ開度と面圧の関係を示すグラフである(実施例1)。(A) Explanatory drawing which shows the contact part of the ball | bowl surface and seat surface in a state with a large opening degree, (b) It is a graph which shows the relationship between a valve opening degree and a surface pressure (Example 1). 全閉時におけるEGRバルブの断面図である(実施例1)。(Example 1) which is sectional drawing of the EGR valve | bulb at the time of a full closure. 開度が大きい状態におけるボール面とシート面との接触部分を示す説明図である(実施例2)。It is explanatory drawing which shows the contact part of the ball | bowl surface and seat surface in a state with a large opening degree (Example 2). 全閉時におけるEGRバルブの断面図である(実施例3)。(Example 3) which is sectional drawing of the EGR valve | bulb at the time of a full closure.

図面を参照して本発明の具体的な一例を説明する。
EGRバルブ1(バタフライバルブの一例)は、
(a)エンジンの排気通路と吸気通路を連通して、排気ガスをEGRガスとして通過可能なEGR流路2(流体通路の一例)を内部に形成するバルブハウジング3と、
(b)EGR流路2内に配置され、球面の一部で構成されて外側へ膨出するボール面4aを有するボール弁体4と、
(c)球面の一部で構成され、ボール面4aと曲率が一致して凹む円環状のシート面5aを有するシート部材5と、
(d)このシート部材5に対してボール弁体4に向かう付勢力を与えて、シート面5aをボール面4aに向けて押し付ける面圧発生手段6と、
(e)シート部材5とバルブハウジング3の内壁との径方向の隙間に配置され、この隙間を全周に亘ってシールするとともに、シート部材5を径方向へ変位可能に支持する径方向支持シール7と、
(f)バルブハウジング3に回動自在に支持されてボール弁体4をEGR流路2内で回動駆動するシャフト8と、
を具備する。
A specific example of the present invention will be described with reference to the drawings.
EGR valve 1 (an example of a butterfly valve)
(A) a valve housing 3 that communicates an exhaust passage and an intake passage of the engine and forms an EGR passage 2 (an example of a fluid passage) in which exhaust gas can pass as EGR gas;
(B) a ball valve body 4 which is disposed in the EGR flow path 2 and has a ball surface 4a which is formed of a part of a spherical surface and bulges outward;
(C) a sheet member 5 having an annular seat surface 5a that is formed of a part of a spherical surface and has a concave curvature with the same curvature as the ball surface 4a;
(D) a surface pressure generating means 6 that applies a biasing force toward the ball valve body 4 to the seat member 5 to press the seat surface 5a toward the ball surface 4a;
(E) A radial support seal that is disposed in a radial gap between the seat member 5 and the inner wall of the valve housing 3 and seals the gap over the entire circumference and supports the seat member 5 so as to be displaceable in the radial direction. 7 and
(F) a shaft 8 that is rotatably supported by the valve housing 3 and drives the ball valve element 4 to rotate within the EGR flow path 2;
It comprises.

シート部材5は、このシート部材5の一部において局部的に突出する凸部9を備える。 そして、この凸部9が、「ボール弁体4の開度上昇に伴ってボール面4aと摺接する部位」におけるシート面5aの幅を、局部的に広げるものである(後述する実施例1〜3参照)。
好ましい一例として、凸部9は、シート部材5の内径方向に向かって突出するように設けられ、シート面5aの一部を内径方向に向けて膨出させるものである(後述する実施例1、2参照)。
より好ましい形態としては、流体の流れ方向から見た場合、凸部9の少なくとも半分以上(好ましくは、大部分)が、シャフト8の投影範囲内に収まるものである。
さらに好ましい形態としては、流体の流れ方向から見た場合、凸部9の全てが、シャフト8の投影範囲内に収まるものである。
The sheet member 5 includes a convex portion 9 that locally projects from a part of the sheet member 5. And this convex part 9 expands locally the width | variety of the seat surface 5a in "the site | part which slide-contacts with the ball surface 4a with the opening degree increase of the ball valve body 4" (Example 1 mentioned later). 3).
As a preferred example, the convex portion 9 is provided so as to protrude toward the inner diameter direction of the sheet member 5 and bulges a part of the sheet surface 5a toward the inner diameter direction (Example 1, which will be described later). 2).
As a more preferable form, when viewed from the fluid flow direction, at least half (preferably most) of the protrusions 9 are within the projection range of the shaft 8.
As a more preferable form, when viewed from the fluid flow direction, all of the convex portions 9 are within the projection range of the shaft 8.

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、以下の実施例において、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EGRガスとして吸気通路へ戻す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。
Next, Embodiment 1 in which the present invention is applied to an EGR valve 1 of an EGR device mounted on a vehicle engine will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the above-mentioned [Mode for Carrying Out the Invention] denote the same functional objects.
[Description of EGR device]
The EGR device returns part of the exhaust gas discharged from the engine to the intake side of the engine as EGR gas, thereby mixing EGR gas, which is non-combustible gas, into part of the intake air to suppress the combustion temperature of the engine combustion chamber, This is a well-known technique that effectively suppresses the generation of nitrogen oxides (NOx).
The EGR device includes at least an EGR passage 2 for returning a part of exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve 1 for adjusting the opening degree of the EGR passage 2. Is controlled by an ECU (abbreviation of engine control unit) according to the running state of the vehicle.

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。   The EGR valve 1 to which the present invention is applied may be a high-pressure EGR valve mounted on a high-pressure EGR device that returns EGR gas to a high negative pressure generation range in the intake passage (intake downstream of the throttle valve). Even a low-pressure EGR valve mounted on a low-pressure EGR valve that returns EGR gas to the low negative pressure generation range in the intake passage (intake upstream of the throttle valve: for example, upstream of the intake of the compressor if the vehicle is equipped with a turbocharger) good.

次に、図2を参照して、EGRバルブ1の全体構造を説明する。
なお、以下では、図2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。
また、以下では、EGRバルブ1におけるEGRガスの上流側のEGR流路2に、EGRガスの温度を冷却するEGRクーラが設けられ、EGRバルブ1には温度が下げられたEGRガスが供給されることを前提に部材の材質を説明するが、これらの材質も一例であって限定されるものではない。即ち、以下で述べる材質等は具体的な一例であって、適宜変更可能なものであり、もちろん材質等を変更して高温のEGRガスが供給されるEGRバルブに本発明を適用して良いことは言うまでもない。
Next, the overall structure of the EGR valve 1 will be described with reference to FIG.
In the following description, the upper side in FIG. 2 is referred to as the upper side, and the lower side in the figure is referred to as the lower side. However, the upper and lower directions are directions for explaining the embodiment and are not limited.
In the following, an EGR cooler for cooling the temperature of the EGR gas is provided in the EGR flow path 2 upstream of the EGR gas in the EGR valve 1, and the EGR gas whose temperature is lowered is supplied to the EGR valve 1. Although the material of a member is demonstrated on the assumption, these materials are also examples and are not limited. That is, the materials and the like described below are specific examples and can be changed as appropriate. Of course, the present invention may be applied to an EGR valve to which a high-temperature EGR gas is supplied by changing the materials and the like. Needless to say.

EGRバルブ1は、内部にEGR流路2を形成するバルブハウジング3、EGR流路2中に配置されるボール弁体4およびシート部材5、ボール弁体4が固定されるシャフト8、バルブハウジング3の外部よりシャフト8を介してボール弁体4を回動駆動する電動アクチュエータ11、シャフト8を介してボール弁体4の回転角度(EGRバルブ1の角度)を検出する回転センサ12を備えるとともに、シート部材5に作用する面圧発生手段6および径方向支持シール7を具備する。
以下において、上記構成を順次説明する。
The EGR valve 1 includes a valve housing 3 in which an EGR flow path 2 is formed, a ball valve body 4 and a seat member 5 disposed in the EGR flow path 2, a shaft 8 to which the ball valve body 4 is fixed, a valve housing 3 An electric actuator 11 that rotationally drives the ball valve body 4 via the shaft 8 from the outside, and a rotation sensor 12 that detects the rotation angle of the ball valve body 4 (angle of the EGR valve 1) via the shaft 8, A surface pressure generating means 6 acting on the sheet member 5 and a radial support seal 7 are provided.
Below, the said structure is demonstrated sequentially.

バルブハウジング3は、例えばアルミニウム合金によって形成され、ダイキャスト成形技術等によって設けられるものであり、バルブハウジング3の内部には、図2の左右方向に貫通したEGR流路2が形成されている。
なお、EGRガスが流れるEGR流路2の内壁に、耐熱性、耐腐食性に優れた部材(例えば、ステンレス鋼等)を設けたものであっても良い。
The valve housing 3 is formed of, for example, an aluminum alloy and is provided by a die-cast molding technique or the like, and an EGR passage 2 penetrating in the left-right direction in FIG. 2 is formed inside the valve housing 3.
In addition, the member (for example, stainless steel etc.) excellent in heat resistance and corrosion resistance may be provided in the inner wall of the EGR flow path 2 through which EGR gas flows.

ボール弁体4は、シート部材5の開口部(シート部材5の内側)の開度を調整することで、EGR流路2の通路面積を可変させ、吸気通路へ戻されるEGRガス量の調整を行なう弁体である。
このボール弁体4は、略円板形状を呈し、一方の面がシャフト8の側面に形成された平面部に一致した状態(より具体的には、シャフト8の側面方向から見て、ボール弁体4の中心とシャフト8の中心とが略一致した状態)で、ネジ13等の結合手段によってシャフト8の側面に固定されるものである。
The ball valve body 4 adjusts the amount of EGR gas returned to the intake passage by changing the passage area of the EGR passage 2 by adjusting the opening degree of the opening of the seat member 5 (inside the seat member 5). The valve body to perform.
The ball valve body 4 has a substantially disc shape, and one surface thereof coincides with a flat portion formed on the side surface of the shaft 8 (more specifically, the ball valve body 4 is viewed from the side surface direction of the shaft 8. In the state where the center of the body 4 and the center of the shaft 8 substantially coincide with each other), it is fixed to the side surface of the shaft 8 by a coupling means such as a screw 13.

ボール弁体4は、例えば、ステンレスなど耐腐食性および耐摩耗性に優れた金属によって設けられる。なお、ボール弁体4の材質は限定されるものではなく、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた硬質の樹脂材料によって設けるものであっても良い。
ボール弁体4の外周縁は、外側へ膨出する球面の一部で構成されたボール面4aであり、このボール面4aの中心(ボール面4aを成す球面の中心点)は、シャフト8の軸芯に一致して設けられている。即ち、この実施例では、ボール面4aの中心とシャフト8の軸芯は、偏心せずに設けられている。
The ball valve body 4 is made of, for example, a metal excellent in corrosion resistance and wear resistance such as stainless steel. In addition, the material of the ball valve body 4 is not limited, and may be provided by, for example, a hard resin material having excellent heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance.
The outer peripheral edge of the ball valve body 4 is a ball surface 4a composed of a part of a spherical surface bulging outward, and the center of the ball surface 4a (the central point of the spherical surface forming the ball surface 4a) is It is provided in line with the shaft core. That is, in this embodiment, the center of the ball surface 4a and the shaft core of the shaft 8 are provided without being eccentric.

シート部材5は、軸方向(図2の左右方向)に短い略円筒体形状を呈し、ボール弁体4よりEGRガスの上流側のEGR流路2の内部に配置されている。
このシート部材5は、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた硬質の樹脂材料(例えば、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂等)によって設けられる。なお、シート部材5の材質は限定されるものではなく、例えば、ステンレスなど耐腐食性および耐摩耗性に優れた金属によって設けるものであっても良い。
The seat member 5 has a substantially cylindrical shape that is short in the axial direction (left-right direction in FIG. 2), and is disposed in the EGR flow path 2 upstream of the EGR gas from the ball valve body 4.
The sheet member 5 is provided by, for example, a hard resin material (for example, a fluorine resin, a nylon resin, or the like) that is excellent in heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. In addition, the material of the sheet member 5 is not limited, For example, you may provide with the metal excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, such as stainless steel.

シート部材5におけるEGRガスの下流側の開口は、上述したボール弁体4によって開閉されるものであり、ボール弁体4が当接する箇所には、閉弁時にボール弁体4のボール面4aと全周に亘って当接する円環状のシート面5aが形成されている。
このシート面5aは、凹む球面の一部で構成された環状弁座であり、シート面5aの球面は、ボール面4aの球面と曲率が一致するものである。具体的に、シート面5aの中心(シート面5aを成す球面の中心点)は、シート部材5よりEGRガスの下流側で、且つシート部材5を成す筒体の中心軸の延長上に設けられるものである。
なお、シート部材5に設けられる凸部9については後述する。
The opening on the downstream side of the EGR gas in the seat member 5 is opened and closed by the above-described ball valve body 4, and the ball valve body 4 is in contact with the ball surface 4a of the ball valve body 4 when the valve is closed. An annular sheet surface 5a that is in contact with the entire circumference is formed.
The seat surface 5a is an annular valve seat constituted by a part of a concave spherical surface, and the spherical surface of the seat surface 5a has the same curvature as the spherical surface of the ball surface 4a. Specifically, the center of the seat surface 5a (the center point of the spherical surface forming the seat surface 5a) is provided on the downstream side of the EGR gas from the seat member 5 and on the extension of the central axis of the cylinder forming the seat member 5. Is.
In addition, the convex part 9 provided in the sheet | seat member 5 is mentioned later.

一方、シート部材5は、面圧発生手段6によってボール弁体4に向けて押し付けられている。
面圧発生手段6は、シート部材5にEGRガスの下流側に向かう付勢力を与えて、シート面5aをボール面4aに向けて押し付けるものであり、閉弁時におけるセット荷重の設定を行なうものである。この面圧発生手段6は、バルブハウジング3におけるEGR流路2の上流端に固定されたリングプラグ14と、シート部材5におけるEGRガスの上流側の端面との間において軸方向に圧縮された状態で配置される。
On the other hand, the seat member 5 is pressed toward the ball valve body 4 by the surface pressure generating means 6.
The surface pressure generating means 6 applies a biasing force toward the downstream side of the EGR gas to the seat member 5 to press the seat surface 5a toward the ball surface 4a, and sets the set load when the valve is closed. It is. The surface pressure generating means 6 is axially compressed between the ring plug 14 fixed to the upstream end of the EGR flow path 2 in the valve housing 3 and the upstream end surface of the EGR gas in the seat member 5. It is arranged with.

具体的な面圧発生手段6の一例を開示すると、この実施例の面圧発生手段6は、シート部材5と同径のリング形状を呈した金属製のウェーブワッシャ、あるいは皿バネであり、リングプラグ14とシート部材5との間で圧縮された状態で装着されている。
一方、リングプラグ14は、リング円板形状を呈したアルミニウム等の金属板であり、バルブハウジング3におけるEGR流路2の上流端の内側に圧入された後、バルブハウジング3の一部をカシメ変形(塑性変形)させて、バルブハウジング3に固定されるものである。
An example of the specific surface pressure generating means 6 will be disclosed. The surface pressure generating means 6 of this embodiment is a metal wave washer or a disc spring having a ring shape with the same diameter as the sheet member 5. The plug 14 and the seat member 5 are mounted in a compressed state.
On the other hand, the ring plug 14 is a metal plate such as aluminum having a ring disk shape, and after being press-fitted inside the upstream end of the EGR flow path 2 in the valve housing 3, a part of the valve housing 3 is caulked and deformed. (Plastic deformation) and fixed to the valve housing 3.

また、シート部材5は、径方向の所定範囲内で移動可能に支持されている。
具体的に、シート部材5の最大の外径寸法は、シート部材5を収容するバルブハウジング3の内壁より小径に設けられており、シート部材5とバルブハウジング3の内壁との径方向間に隙間が隔てられて配置されている。
そして、シート部材5とバルブハウジング3の内壁との間には、径方向支持シール7が配置されており、この径方向支持シール7によって、隙間がシールされるとともに、シート部材5が径方向の所定範囲内で移動可能に支持される。
The sheet member 5 is supported so as to be movable within a predetermined radial range.
Specifically, the maximum outer diameter of the seat member 5 is smaller than the inner wall of the valve housing 3 that houses the seat member 5, and there is a gap between the seat member 5 and the inner wall of the valve housing 3 in the radial direction. Are spaced apart.
A radial support seal 7 is disposed between the seat member 5 and the inner wall of the valve housing 3. The radial support seal 7 seals the gap and the seat member 5 in the radial direction. It is supported so as to be movable within a predetermined range.

径方向支持シール7は、シート部材5の外周面に形成された幅広の環状溝の内部に装着された円環状のリップシールであり、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた弾性変形可能な樹脂材料(例えば、ゴム系、ナイロン系等)によって設けられている。さらに具体的に説明すると、この実施例の径方向支持シール7は、シート部材5に常時当接する内周リップ部と、この内周リップ部に対して径方向外側に復元力を備える外周リップ部とからなる略断面が「L字形」、「く字形」、「C字形」等を呈したリップシールである。もちろん、これらは一例を示すだけであって、Oリングなど他の部材を用いても良い。   The radial support seal 7 is an annular lip seal mounted inside a wide annular groove formed on the outer peripheral surface of the sheet member 5, and has excellent heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance, for example. It is made of an elastically deformable resin material (for example, rubber or nylon). More specifically, the radial support seal 7 of this embodiment includes an inner peripheral lip portion that always contacts the sheet member 5 and an outer peripheral lip portion that has a restoring force radially outward with respect to the inner peripheral lip portion. The lip seal has a substantially cross-section of “L-shaped”, “C-shaped”, “C-shaped” and the like. Of course, these are only examples, and other members such as an O-ring may be used.

このような径方向支持シール7を、シート部材5とバルブハウジング3の内壁との径方向間の隙間に配置することで、シート部材5とバルブハウジング3の内壁との径方向の隙間を全周に亘ってシールすることができるとともに、バルブハウジング3の内壁に対してシート部材5を径方向へ変位可能に支持することができる。   By disposing such a radial support seal 7 in the radial gap between the seat member 5 and the inner wall of the valve housing 3, the radial gap between the seat member 5 and the inner wall of the valve housing 3 is arranged around the entire circumference. The seat member 5 can be supported so as to be displaceable in the radial direction with respect to the inner wall of the valve housing 3.

シャフト8は、ボール弁体4をEGR流路2中において回転可能に支持する円柱棒状体であり、ボール弁体4の取付面が平面に切削加工されるとともに、この平面とは逆側の側面も、ネジ13等の頭部を着座させるための平面が切削加工で形成されている。
このシャフト8は、EGR流路2に対して直交する方向(図2の上下方向)に伸びて配置され、EGR流路2の上下に配置された軸受15によってバルブハウジング3に対して回転自在に支持されている。
なお、図2では、上側の軸受15の具体例として転がりベアリング(具体的には、ボールベアリング)を用い、下側の軸受15の具体例として転がり滑りリング(具体的には、メタルベアリング)を用いる例を示すが、図2に示すベアリングの使用例は一例であって限定されるものではない。
The shaft 8 is a cylindrical rod-like body that rotatably supports the ball valve body 4 in the EGR flow path 2, and the mounting surface of the ball valve body 4 is cut into a flat surface, and the side surface opposite to the flat surface. Also, a plane for seating the head such as the screw 13 is formed by cutting.
The shaft 8 extends in a direction orthogonal to the EGR flow path 2 (vertical direction in FIG. 2), and is rotatable with respect to the valve housing 3 by bearings 15 disposed above and below the EGR flow path 2. It is supported.
In FIG. 2, a rolling bearing (specifically, a ball bearing) is used as a specific example of the upper bearing 15, and a rolling sliding ring (specifically, a metal bearing) is specified as a specific example of the lower bearing 15. Although the example used is shown, the usage example of the bearing shown in FIG. 2 is an example and is not limited.

電動アクチュエータ11は、バルブハウジング3と、このバルブハウジング3の上部に固定されるカバー16との間によって形成される空間内に配置されて、シャフト8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と、この電動モータの出力トルクを増大させる減速機構とからなる。
電動モータは、例えば、通電量に応じた回転角度制御が可能なDCモータを用いたものであるが、電動モータの種類は限定されるものではない。
減速機構は、複数のギヤを組み合わせて、電動モータの回転を減速してシャフト8に伝達するものであり、最終ギヤ17の回転中心部においてシャフト8の上端と固定されている。
The electric actuator 11 is disposed in a space formed by the valve housing 3 and a cover 16 fixed to the upper portion of the valve housing 3 and rotationally drives the shaft 8. And a speed reduction mechanism for increasing the output torque of the electric motor.
For example, the electric motor uses a DC motor capable of controlling the rotation angle according to the energization amount, but the type of the electric motor is not limited.
The reduction mechanism combines a plurality of gears to reduce the rotation of the electric motor and transmit it to the shaft 8, and is fixed to the upper end of the shaft 8 at the center of rotation of the final gear 17.

なお、この実施例では、電動アクチュエータ11の一例として減速機構を用いる例を示すが、電動モータによって直接シャフト8を駆動するダイレクト駆動タイプであっても良い。
また、図2において、最終ギヤ17とバルブハウジング3との間に設けられた符号18は、ボール弁体4およびシャフト8を閉弁位置(初期位置:開度0)に戻すリターンスプリングである。
In this embodiment, an example in which a speed reduction mechanism is used as an example of the electric actuator 11 is shown, but a direct drive type in which the shaft 8 is directly driven by an electric motor may be used.
Further, in FIG. 2, reference numeral 18 provided between the final gear 17 and the valve housing 3 is a return spring that returns the ball valve body 4 and the shaft 8 to the valve closing position (initial position: opening degree 0).

回転センサ12は、シャフト8およびボール弁体4の開度を検出してECUに出力するもので、ECUは運転状態に応じて算出された目標開度と、回転センサ12によって検出される実開度とが一致するように、電動モータの通電値をフィードバック制御するものである。
回転センサ12の構成として、この実施例では非接触型センサを用いている。具体的に、最終ギヤ17(シャフト8と一体に回転する回転体)に組付けられる磁束発生手段19(永久磁石等を用いたもの)と、この磁束発生手段19の内側に配置されて通過磁束に応じた出力信号を発生するホールIC20とからなり、このホールIC20はカバー16(固定部材)によって支持されている。
なお、回転センサ12の構成は上記において説明したものに限定されるものではなく、接触式のポテンショメータなど、他の構造のものを用いても良い。また、回転センサ12を用いるEGRバルブ1に限定されるものではなく、回転センサ12を用いずに、ECUがシャフト8およびボール弁体4の開度をフィードフォワード制御するEGRバルブ1に本発明を適用しても良い。
The rotation sensor 12 detects the opening degree of the shaft 8 and the ball valve body 4 and outputs it to the ECU. The ECU detects the target opening degree that is calculated according to the driving state and the actual opening detected by the rotation sensor 12. The energization value of the electric motor is feedback-controlled so that the degree matches.
As a configuration of the rotation sensor 12, a non-contact sensor is used in this embodiment. Specifically, the magnetic flux generating means 19 (using a permanent magnet or the like) assembled to the final gear 17 (rotating body that rotates integrally with the shaft 8), and the passing magnetic flux disposed inside the magnetic flux generating means 19 The Hall IC 20 generates an output signal corresponding to the signal, and the Hall IC 20 is supported by a cover 16 (fixing member).
Note that the configuration of the rotation sensor 12 is not limited to that described above, but may have another structure such as a contact-type potentiometer. Further, the present invention is not limited to the EGR valve 1 using the rotation sensor 12, and the present invention is applied to the EGR valve 1 in which the ECU feed-forward-controls the opening degree of the shaft 8 and the ball valve body 4 without using the rotation sensor 12. It may be applied.

〔実施例1の背景技術〕
シート面5aの幅を、従来技術と同様に、全周に亘って一定の幅で設けた場合、ボール弁体4の開度が大きくなるに従い、ボール弁体4のボール面4aと、シート部材5のシート面5aとの接触面積が小さくなり、図1(b)の実線Bに示すように、開度上昇に伴い、ボール弁体4とシート部材5の接触部分の面圧が大きくなる。
その結果、長期の使用によりボール弁体4とシート部材5との接触部分に局部的な摩耗が発生し、全閉時に摩耗箇所からEGRガスが漏れる可能性がある。
[Background Art of Example 1]
When the width of the seat surface 5a is provided at a constant width over the entire circumference, as in the prior art, the ball surface 4a of the ball valve body 4 and the seat member are increased as the opening of the ball valve body 4 increases. 5, the contact area with the seat surface 5 a is reduced, and as shown by the solid line B in FIG. 1B, the contact pressure between the ball valve body 4 and the seat member 5 increases as the opening degree increases.
As a result, local wear may occur at the contact portion between the ball valve body 4 and the seat member 5 due to long-term use, and EGR gas may leak from the worn portion when fully closed.

そこで、面圧の上昇を抑えるべく、シート部材5の内径を小径化して、シート面5aの幅を全周に亘って大きくすることが考えられる。
しかし、シート部材5の内径寸法を小さくすると、シート部材5内を流れるEGRガスの圧力損失が大きくなってしまい、大量のEGRガスが要求される運転状態にEGRガスが供給不足になってしまう。
そこで、この不具合(圧損増加)を回避するために、シート部材5を大径化することが考えられるが、その場合にはEGRバルブ1の大型化を招いてしまう。
Therefore, in order to suppress an increase in surface pressure, it is conceivable to reduce the inner diameter of the sheet member 5 and increase the width of the sheet surface 5a over the entire circumference.
However, if the inner diameter dimension of the sheet member 5 is reduced, the pressure loss of the EGR gas flowing in the sheet member 5 increases, and the supply of EGR gas becomes insufficient in an operation state where a large amount of EGR gas is required.
In order to avoid this problem (increase in pressure loss), it is conceivable to increase the diameter of the seat member 5, but in that case, the EGR valve 1 is increased in size.

なお、図1(b)の実線Bにおいて、所定の開度範囲(開度10°〜開度20°の間の開度範囲)において面圧が一時的に下がるのは、シート部材5に作用していたEGRガスの圧力が下流側に抜けるためである。   In addition, in the solid line B of FIG.1 (b), it is acting on the sheet | seat member 5 that a surface pressure falls temporarily in the predetermined opening range (opening range between 10 degrees of opening degrees-20 degrees). This is because the pressure of the EGR gas that has been released escapes downstream.

〔実施例1の特徴技術1〕
この実施例1のEGRバルブ1は、上記「実施例1の背景技術」における問題点を解決するために、以下の技術的手段を採用している。
なお、図1(a)は、見たままを示すものではなく、一部を透過させた説明のための図であり、シート面5aを「多数の点を付した部位」として示し、ボール面4aとシート面5aとの当接箇所αを「ハッチングを付した部位」として示すものである。
[Feature Technology 1 of Example 1]
The EGR valve 1 of the first embodiment employs the following technical means in order to solve the problems in the “background art of the first embodiment”.
FIG. 1 (a) is not a view as it is, but is a view for explaining a part of the sheet surface. The seat surface 5a is shown as “a portion with a large number of points”, and the ball surface. A contact portion α between 4a and the seat surface 5a is shown as “a hatched portion”.

この実施例1のEGRバルブ1は、シート部材5に凸部9を設け、その凸部9によってボール面4aと摺接するシート面5aの幅を局部的に広げて、開度上昇に伴う面圧の増加を抑えている。
具体的に、この実施例における凸部9は、シート部材5の内径方向に向かって突出して設けられており、シート面5aの幅は、凸部9によって内径方向に向かって局部的に膨出するものである。
In the EGR valve 1 according to the first embodiment, a convex portion 9 is provided on the seat member 5, and the convex portion 9 locally expands the width of the seat surface 5 a that is in sliding contact with the ball surface 4 a, so The increase of the is suppressed.
Specifically, the convex portion 9 in this embodiment is provided so as to protrude toward the inner diameter direction of the sheet member 5, and the width of the sheet surface 5a is locally bulged by the convex portion 9 toward the inner diameter direction. To do.

さらに具体的に説明すると、この実施例のEGRバルブ1は、閉弁時の開度を0°とした場合、最大開度が70°のものであり、ボール弁体4が、閉弁時の0°から最大開度の70°の範囲において開度制御される。
EGRガスの上流側からシート部材5およびボール弁体4を見た場合、最大開度(開度70°)におけるボール面4aとシート面5aとの当接箇所αは、図1(a)に示すように、シャフト8の上下方向に沿うように、シート部材5の上下の中心軸の近傍に存在する。
即ち、本発明が適用されない場合、シート面5aにおいて最も面圧が高まる部分は、シート部材5の上下の中心付近に存在する。
More specifically, the EGR valve 1 of this embodiment has a maximum opening of 70 ° when the opening when the valve is closed is 0 °. The opening degree is controlled in the range from 0 ° to the maximum opening degree of 70 °.
When the seat member 5 and the ball valve body 4 are viewed from the upstream side of the EGR gas, the contact point α between the ball surface 4a and the seat surface 5a at the maximum opening (opening 70 °) is shown in FIG. As shown, it exists in the vicinity of the upper and lower central axes of the sheet member 5 along the vertical direction of the shaft 8.
That is, when the present invention is not applied, the portion where the surface pressure is highest in the sheet surface 5 a exists near the upper and lower centers of the sheet member 5.

そこで、この実施例では、EGRガスの上流側からシート部材5を見た場合、図1(a)に示すように、凸部9を、シート部材5の上下方向の中心線に沿って、内側に向けて設けている。
このため、凸部9によってシート面5aの幅が局部的に広げられる部位も、EGRガスの上流側からシート部材5を見た場合、図1(a)に示すように、シート部材5の上下の中心線に沿う部分において膨出する。
Therefore, in this embodiment, when the sheet member 5 is viewed from the upstream side of the EGR gas, as shown in FIG. 1A, the convex portion 9 is arranged along the center line in the vertical direction of the sheet member 5. It is provided for
For this reason, when the sheet member 5 is viewed from the upstream side of the EGR gas, the portion where the width of the sheet surface 5a is locally expanded by the convex portion 9 is also shown in FIG. It bulges out along the center line.

具体的に、この実施例の凸部9は、EGRガスの上流側から見た場合、図1(a)に示すように、凸部9の膨らみの頂部がシート部材5の上下の中心線に略一致し、凸部9の全て、あるいは凸部9の大部分が、シャフト8の投影範囲内に収まるように設けられている。
このこと(凸部9の全て、あるいは大部分が、シャフト8の投影範囲内に収まること)を具体的に説明する。
Specifically, when the convex portion 9 of this embodiment is viewed from the upstream side of the EGR gas, as shown in FIG. 1A, the top of the bulge of the convex portion 9 is in the upper and lower center lines of the sheet member 5. The projections 9 are substantially coincident and all or most of the projections 9 are provided within the projection range of the shaft 8.
This will be specifically described (all or most of the convex portions 9 are within the projection range of the shaft 8).

この実施例では、
シャフト8の外径寸法をd1、
EGRガスの上流側からシート部材5を見た場合の凸部9の周方向幅をd2、
とした場合、
d1>d2の関係に設けられている。
この関係(d1>d2)と、ボール弁体の最大開度が70°であることにより、EGRガスの上流側から見た「凸部9の全て」、あるいは「凸部9の大部分(例えば、EGRガスの流れ方向から見た凸部9の面積の80%以上)」を、シャフト8の投影範囲内に収めることができる。
In this example,
The outer diameter of the shaft 8 is d1,
The circumferential width of the convex portion 9 when the sheet member 5 is viewed from the upstream side of the EGR gas is d2,
If
The relationship is d1> d2.
Because of this relationship (d1> d2) and the maximum opening of the ball valve body being 70 °, “all of the convex portions 9” viewed from the upstream side of the EGR gas, or “most of the convex portions 9 (for example, , 80% or more of the area of the convex portion 9 as viewed from the flow direction of the EGR gas) ”can be within the projection range of the shaft 8.

(実施例1の効果1)
この実施例1のEGRバルブ1は、上述したように、シート部材5に凸部9を設け、その凸部9によってボール面4aと摺接するシート面5aの幅を局部的に広げて、開度上昇に伴う面圧の増加を抑えている。
これにより、図1(b)の実線Aに示すように、ボール面4aとシート面5aとの面圧を、全閉時(開度0°)から最大開度(開度70°)の全ての範囲において、予め設定した許容面圧より低く抑えることができる。
(Effect 1 of Example 1)
As described above, the EGR valve 1 of the first embodiment is provided with the convex portion 9 on the seat member 5, and the convex portion 9 locally expands the width of the seat surface 5a that is in sliding contact with the ball surface 4a. It suppresses the increase in surface pressure associated with the rise.
Thereby, as shown by the solid line A in FIG. 1B, the surface pressure between the ball surface 4a and the seat surface 5a is changed from the fully closed state (opening degree 0 °) to the maximum opening degree (opening degree 70 °). In this range, the pressure can be kept lower than a preset allowable surface pressure.

このため、EGRバルブ1に「ボールバルブタイプ」を用いる効果(即ち、「閉弁時におけるシール性の確保」および「ボール弁体4の回動時における摺動性の向上」)に加え、長期に使用されてもボール弁体4とシート部材5との接触部分における局部摩耗を抑えることができる。
即ち、長期に亘って使用されても、閉弁時における局部摩耗によるEGRガスの漏れの発生を無くすことができ、EGRバルブ1の信頼性を高めることができる。
For this reason, in addition to the effect of using the “ball valve type” for the EGR valve 1 (that is, “ensurement of sealing performance when the valve is closed” and “improvement of sliding performance when the ball valve body 4 is rotated”), Even if used, the local wear at the contact portion between the ball valve body 4 and the seat member 5 can be suppressed.
That is, even if it is used for a long period of time, the occurrence of EGR gas leakage due to local wear when the valve is closed can be eliminated, and the reliability of the EGR valve 1 can be improved.

なお、図1(b)の実線Aにおいて、所定の開度範囲(開度10°〜開度20°の間の開度範囲)において面圧が大きく下がるのは、(i)シート部材5に作用していたEGRガスの圧力が下流側に抜けることと、(ii)凸部9によるシート面5aの増加によって面圧が下がることによるものである。   In addition, in the solid line A of FIG.1 (b), it is (i) the sheet | seat member 5 that a surface pressure falls greatly in a predetermined opening range (opening range between 10 degrees of opening degrees-20 degrees). This is due to the fact that the pressure of the EGR gas that has acted escapes to the downstream side, and (ii) the surface pressure decreases due to the increase in the sheet surface 5a by the convex portion 9.

(実施例1の効果2)
この実施例1のEGRバルブ1は、上述したように、上記d1>d2の関係と、ボール弁体4の最大開度が70°であることにより、EGRガスの上流側から見た凸部9の全て、あるいは凸部9の大部分が、シャフト8の投影範囲内に収まる。
これにより、局部摩耗を抑える目的でシート部材5の内径方向に凸部9を設けても、凸部9がシャフト8と重なることで、凸部9による圧力損失の増加を抑えることができる。即ち、凸部9による圧力損失の増加を抑えて、ボール弁体4とシート部材5の接触面圧を下げて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
このように、凸部9を設けても、EGRバルブ1に圧損が生じないため、従来と同体格で、局部摩耗を抑えて、信頼性を高めることができる。
(Effect 2 of Example 1)
As described above, the EGR valve 1 according to the first embodiment has the convex portion 9 viewed from the upstream side of the EGR gas because the relationship of d1> d2 and the maximum opening of the ball valve body 4 are 70 °. Or most of the convex portion 9 falls within the projection range of the shaft 8.
Thereby, even if the convex part 9 is provided in the inner diameter direction of the sheet member 5 for the purpose of suppressing local wear, the convex part 9 overlaps with the shaft 8, whereby an increase in pressure loss due to the convex part 9 can be suppressed. That is, an increase in pressure loss due to the convex portion 9 can be suppressed, the contact surface pressure between the ball valve body 4 and the seat member 5 can be lowered, and local wear can be prevented.
Thus, even if the convex part 9 is provided, pressure loss does not occur in the EGR valve 1, so that it is the same size as the conventional one, local wear can be suppressed, and reliability can be improved.

(実施例1の効果3)
この実施例1のシート部材5は、面圧発生手段6によってボール弁体4に向けて押し付けられるとともに、径方向支持シール7によって径方向の所定範囲内で移動可能に支持される。
この面圧発生手段6と径方向支持シール7とによって、シート面5aとボール面4aが調芯されるため、閉弁時においてシート面5aとボール面4aとを確実に一致させることができ、全閉時におけるEGRガスの漏れを確実に防ぐことができる。
(Effect 3 of Example 1)
The seat member 5 of the first embodiment is pressed against the ball valve body 4 by the surface pressure generating means 6 and supported by the radial support seal 7 so as to be movable within a predetermined radial range.
Since the seat surface 5a and the ball surface 4a are aligned by the surface pressure generating means 6 and the radial support seal 7, the seat surface 5a and the ball surface 4a can be reliably matched when the valve is closed, EGR gas leakage when fully closed can be reliably prevented.

図3を参照して実施例2を説明する。なお、以下の各実施例において、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、ボール弁体4の最大開度が70°のEGRバルブ1に本発明を適用する例を示した。
これに対し、この実施例2は、ボール弁体4の最大開度が90°のEGRバルブ1に本発明を適用するものである。
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the following embodiments, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same functional objects.
In the first embodiment, the example in which the present invention is applied to the EGR valve 1 in which the maximum opening degree of the ball valve body 4 is 70 ° is shown.
On the other hand, in the second embodiment, the present invention is applied to the EGR valve 1 in which the maximum opening degree of the ball valve body 4 is 90 °.

開度が70°を超えると、ボール面4aとシート面5aとの接触箇所αは、EGRガスの上流側から見て、シャフト8の投影範囲内に収まらなくなる。
そこで、この実施例2は、図3に示すように、EGRガスの上流側から見たシャフト8の投影範囲の外部にまで凸部9を設け、ボール弁体4の最大開度が90°であっても、面圧の上昇を抑えるものである。
When the opening degree exceeds 70 °, the contact portion α between the ball surface 4a and the seat surface 5a does not fall within the projection range of the shaft 8 when viewed from the upstream side of the EGR gas.
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 3, the convex portion 9 is provided outside the projection range of the shaft 8 as viewed from the upstream side of the EGR gas, and the maximum opening degree of the ball valve body 4 is 90 °. Even if it exists, it suppresses an increase in surface pressure.

この実施例2では、EGRガスの上流側から見て、凸部9の多くがシャフト8の投影範囲の外部にはみ出すものである。
しかし、シート部材5の一部に設けた凸部9によって面圧を下げるものであるため、「シート部材5の内径を小径化」して「シート面5aの幅を全周に亘って大きくする場合」に比較して、圧力損失の発生を小さく抑えることができる。
即ち、実施例2のEGRバルブ1は、シート部材5の内径を小径化した場合に比較して、圧損を抑えて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
In Example 2, as seen from the upstream side of the EGR gas, most of the convex portions 9 protrude outside the projection range of the shaft 8.
However, since the surface pressure is lowered by the convex portion 9 provided in a part of the sheet member 5, "the inner diameter of the sheet member 5 is reduced" to increase the width of the sheet surface 5a over the entire circumference. As compared to “case”, occurrence of pressure loss can be suppressed to a small value.
That is, the EGR valve 1 according to the second embodiment can suppress the pressure loss and prevent the occurrence of local wear compared to the case where the inner diameter of the seat member 5 is reduced.

図4を参照して実施例3を説明する。
上記の実施例1、2では、凸部9を、シート部材5の内径方向に向けて突出させる例を示した。
これに対し、この実施例3は、図4に示すように、凸部9を、シート部材5におけるシャフト8に近い側(EGRガスの下流側)に向けて突出させたものである。このように、凸部9をシャフト8に近い側に向けて突出させることにより、シート面5aの一部を膨出させることができる。
この結果、実施例1、2と同様、シート面5aを局部的に増大させて、面圧の上昇を抑えることができ、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
In the first and second embodiments, the example in which the convex portion 9 is protruded toward the inner diameter direction of the sheet member 5 is shown.
On the other hand, in Example 3, as shown in FIG. 4, the convex portion 9 is projected toward the side of the sheet member 5 close to the shaft 8 (downstream side of the EGR gas). In this way, by projecting the convex portion 9 toward the side closer to the shaft 8, a part of the sheet surface 5a can be bulged.
As a result, as in the first and second embodiments, the seat surface 5a can be locally increased to suppress an increase in surface pressure, and the occurrence of local wear can be prevented.

なお、この実施例3を、上記実施例1、2と組み合わせて、開度に対する面圧値をコントロールしても良い。このように、凸部9を「内径方向」と「シャフト8に近い側」の両方向に突出させることによって、凸部9の各突出量を抑えて、面圧上昇を抑えることができる。   In addition, you may control the surface pressure value with respect to an opening degree, combining this Example 3 with the said Example 1,2. In this manner, by projecting the convex portion 9 in both the “inner diameter direction” and the “side closer to the shaft 8”, the amount of projection of the convex portion 9 can be suppressed, and an increase in surface pressure can be suppressed.

上記の実施例では、本発明をEGRバルブ1に適用する例を示したが、流体は排気ガスに限定されるものではなく、気体流体や液体流体の開閉や、流量または圧力調整を行なう他のバタフライバルブに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、「ボール面4aの中心(球面の中心点)」と「シャフト8の軸芯」とを一致して設ける例を示したが、「ボール面4aの中心」と「シャフト8の軸芯」とを少量偏心させた「偏心タイプ」の「ボールバルブ」に本発明を適用しても良い。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the EGR valve 1 has been shown. However, the fluid is not limited to the exhaust gas, and other fluid flow and pressure adjustments can be performed. The present invention may be applied to a butterfly valve.
In the above embodiment, an example in which “the center of the ball surface 4a (the center point of the spherical surface)” and “the axial center of the shaft 8” are provided is shown, but “the center of the ball surface 4a” and “the shaft 8”. The present invention may be applied to a “ball valve” of “eccentric type” in which a small amount of the “core shaft” is eccentric.

1 EGRバルブ(バタフライバルブ)
3 バルブハウジング
4 ボール弁体
4a ボール面
5 シート部材
5a シート面
6 面圧発生手段
7 径方向支持シール
8 シャフト
9 凸部
1 EGR valve (butterfly valve)
3 Valve housing 4 Ball valve body 4a Ball surface 5 Seat member 5a Seat surface 6 Surface pressure generating means 7 Radial support seal 8 Shaft 9 Convex portion

Claims (4)

球面の一部で構成されて外側へ膨出するボール面(4a)を有するボール弁体(4)と、
球面の一部で構成され、前記ボール面(4a)と曲率が一致して凹む円環状のシート面(5a)を有するシート部材(5)と、
このシート部材(5)に対して前記ボール弁体(4)に向かう付勢力を与えて、前記シート面(5a)を前記ボール面(4a)に向けて押し付ける面圧発生手段(6)と、
所定の回動範囲内で前記ボール弁体(4)を駆動するシャフト(8)と、
を少なくとも具備するバタフライバルブ(1)において、
前記シート部材(5)は、当該シート部材(5)の一部において局部的に突出する凸部(9)を備え、
この凸部(9)が、前記ボール弁体(4)の開度上昇に伴って前記ボール面(4a)と摺接する部位における前記シート面(5a)の幅を、局部的に広げることを特徴とするバタフライバルブ。
A ball valve body (4) having a ball surface (4a) formed of a part of a spherical surface and bulging outward;
A sheet member (5) having an annular seat surface (5a) that is formed of a part of a spherical surface and has a concave curvature matching the ball surface (4a);
A surface pressure generating means (6) for applying a biasing force toward the ball valve body (4) to the seat member (5) to press the seat surface (5a) toward the ball surface (4a);
A shaft (8) for driving the ball valve body (4) within a predetermined rotation range;
In the butterfly valve (1) comprising at least
The sheet member (5) includes a convex portion (9) protruding locally at a part of the sheet member (5),
This convex part (9) expands the width | variety of the said seat surface (5a) locally in the site | part which slidably contacts with the said ball | bowl surface (4a) with the opening degree increase of the said ball valve body (4). And butterfly valve.
請求項1に記載のバタフライバルブ(1)において、
前記凸部(9)は、前記シート部材(5)の内径方向に向かって突出して設けられ、
前記シート面(5a)の一部が、前記凸部(9)によって、前記シート面(5a)の内径方向に向かって膨出することを特徴とするバタフライバルブ。
The butterfly valve (1) according to claim 1,
The convex portion (9) is provided to protrude toward the inner diameter direction of the sheet member (5),
A butterfly valve characterized in that a part of the seat surface (5a) bulges toward the inner diameter direction of the seat surface (5a) by the convex portion (9).
請求項2に記載のバタフライバルブ(1)において、
前記シャフト(8)の外径寸法をd1、
前記シート部材(5)を流体の流れ方向から見た場合の前記凸部(9)の周方向幅をd2とした場合、
d1>d2
の関係に設けられることを特徴とするバタフライバルブ。
The butterfly valve (1) according to claim 2,
The outer diameter of the shaft (8) is d1,
When the circumferential width of the convex portion (9) when the sheet member (5) is viewed from the fluid flow direction is d2,
d1> d2
A butterfly valve characterized by being provided in the relationship.
請求項1〜請求項3のいずれかに記載のバタフライバルブ(1)において、
前記シート部材(5)は、このシート部材(5)を収容するバルブハウジング(3)の内壁との径方向間に隙間を隔てて配置され、
前記シート部材(5)と前記バルブハウジング(3)の内壁との径方向の隙間には、当該径方向の隙間を全周に亘ってシールするとともに、前記バルブハウジング(3)の内壁に対して前記シート部材(5)を径方向へ変位可能に支持する径方向支持シール(7)が設けられていることを特徴とするバタフライバルブ。
In the butterfly valve (1) according to any one of claims 1 to 3,
The seat member (5) is disposed with a gap between the inner wall of the valve housing (3) that houses the seat member (5) in a radial direction,
In the radial gap between the seat member (5) and the inner wall of the valve housing (3), the radial gap is sealed over the entire circumference and against the inner wall of the valve housing (3). A butterfly valve characterized in that a radial support seal (7) is provided to support the seat member (5) so as to be displaceable in the radial direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101399417B1 (en) 2012-11-14 2014-05-30 주식회사 코렌스 Bypass valve assembly for egr cooler

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