JP2015059530A - Exhaust gas recirculation device - Google Patents

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宗一郎 仮谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas recirculation device capable of reducing an EGR gas leakage flow rate during valve fully-closed time during which a valve element 10 fully closes an EGR passage 2.SOLUTION: An EGR valve 4 can restrict an abutment clearance 26a of a seal ring 26 from moving in a circular direction of a valve element 10 since an outer circumferential shape of the seal ring 26 is set to an elliptical shape and the seal ring 26 can be thereby whirl-stopped on a cylindrical nozzle 6. Furthermore, the seal ring 26 is arranged so that a long axis direction of the elliptical shape is set to an axial direction of the shaft 9 in a view from an axial center direction of the cylindrical nozzle 6, and the abutment clearance 26a is arranged in a direction in which the clearance is made smaller during valve fully-closed time, that is, in a direction in which the shaft 9 is inclined in response to a reaction of the spring 26. This can reduce an area of the abutment clearance 26a exposed from an outside diameter of the valve element 10 (a portion of the abutment clearance 26a protruding to an outside of the valve element 10 with respect to a circumferential groove 25) and, therefore, reduce an EGR gas leakage flow rate during the valve fully-closed time.

Description

本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部を吸気側に還流させるための排ガス還流通路に設けられる排気ガス再循環装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device provided in an exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake side.

排気ガス再循環装置に係る従来技術として特許文献1がある。
この排気ガス再循環装置は、EGR通路を形成するハウジングと、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブとを備える。
EGRバルブは、図8に示すように、シャフト100と、このシャフト100の端部に固定される弁体110と、この弁体110がEGR通路を全閉した時にEGR通路と弁体110との間に生じる隙間を塞ぐためのシールリング120とで構成される。
シールリング120は、周方向の一か所に合口隙間121を有して弁体110の外周に形成される周方向溝111に嵌め込まれ、下記の回り止め部によって周方向への移動が規制されている。回り止め部は、図9に示すように、シールリング120の両端部に設けられる一対の凸部122と、弁体110の周方向溝111に形成される平面部112とで構成され、一対の凸部122が平面部112に当接することでシールリング120を回り止めする。
There exists patent document 1 as a prior art which concerns on an exhaust-gas recirculation apparatus.
The exhaust gas recirculation device includes a housing that forms an EGR passage, and an EGR valve that adjusts the flow rate of EGR gas that flows through the EGR passage.
As shown in FIG. 8, the EGR valve includes a shaft 100, a valve body 110 fixed to the end of the shaft 100, and the EGR passage and the valve body 110 when the valve body 110 fully closes the EGR passage. It is comprised with the seal ring 120 for plugging up the clearance gap produced between them.
The seal ring 120 is fitted into a circumferential groove 111 formed on the outer periphery of the valve body 110 with a joint gap 121 at one place in the circumferential direction, and movement in the circumferential direction is restricted by the following detent portion. ing. As shown in FIG. 9, the anti-rotation portion includes a pair of convex portions 122 provided at both ends of the seal ring 120 and a plane portion 112 formed in the circumferential groove 111 of the valve body 110. The convex part 122 abuts against the flat part 112 to prevent the seal ring 120 from rotating.

特開2008−223505号公報JP 2008-223505 A

ところで、EGRバルブは、シャフト100の端部に弁体110が溶接によって固定されるため、シャフト100の溶接歪の影響によりEGR通路の中心と弁体110の中心との間にずれが生じる。
また、EGRバルブは、スプリングによって閉弁方向へ付勢されており、そのスプリングの反力がシャフト100の端部に掛かることでシャフト100に傾きが生じる。その結果、シャフト100の端部に固定された弁体110は、シャフト100が傾く方向へ偏ることで、EGR通路の中心と弁体110の中心との間にずれが生じる。
このため、弁体110がEGR通路を全閉する時に弁体100の外周とEGR通路の内周との間に生じる隙間は、弁体110の全周で均一とはならず、弁体110の中心がEGR通路の中心からずれる方向では隙間が小さく、その反対側では隙間が大きくなる。
By the way, in the EGR valve, since the valve body 110 is fixed to the end of the shaft 100 by welding, a shift occurs between the center of the EGR passage and the center of the valve body 110 due to the influence of welding distortion of the shaft 100.
Further, the EGR valve is biased in the valve closing direction by a spring, and the shaft 100 is inclined when the reaction force of the spring is applied to the end of the shaft 100. As a result, the valve body 110 fixed to the end portion of the shaft 100 is displaced in a direction in which the shaft 100 is inclined, so that a deviation occurs between the center of the EGR passage and the center of the valve body 110.
For this reason, when the valve body 110 fully closes the EGR passage, the gap generated between the outer periphery of the valve body 100 and the inner periphery of the EGR passage is not uniform over the entire periphery of the valve body 110. The gap is small when the center is shifted from the center of the EGR passage, and the gap is large on the opposite side.

しかし、特許文献1の従来技術は、弁体110の中心がEGR通路の中心からずれることを考慮していない、つまり、EGR通路と弁体110との間に生じる隙間が最も小さくなる方向に回り止め部を設けていない。言い換えると、隙間が比較的大きくなる方向に回り止め部を設けているため、この回り止め部に位置するシールリング120の合口隙間121の面積が大きくなる。その結果、バルブ全閉時のEGRガス漏れ流量が多くなる。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、バルブ全閉時のEGRガス漏れ流量を低減できる排気ガス再循環装置を提供することにある。
However, the prior art of Patent Document 1 does not consider that the center of the valve body 110 is deviated from the center of the EGR passage, that is, the gap generated between the EGR passage and the valve body 110 is rotated in the direction of the smallest. There is no stop. In other words, since the anti-rotation portion is provided in the direction in which the gap is relatively large, the area of the joint gap 121 of the seal ring 120 located at the anti-rotation portion is increased. As a result, the EGR gas leakage flow rate when the valve is fully closed increases.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device capable of reducing the EGR gas leakage flow rate when the valve is fully closed.

請求項1に係る本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部(以下、EGRガスと呼ぶ)を内燃機関の吸気側へ戻すための排ガス還流通路に配設されて、排ガス還流通路の一部を成すEGR通路を形成するハウジングと、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブと、モータを動力源としてEGRバルブを駆動するバルブ駆動手段と、EGRバルブを閉弁方向へ付勢するスプリングとを有し、EGRバルブは、軸受を介してハウジングに回転自在に支持されると共に、一方の端部がEGR通路の内部へ突き出るシャフトと、このシャフトの一方の端部に固定されてEGR通路の内部に配置され、シャフトと一体に回転してEGR通路の開口面積を可変する弁体と、この弁体の外周全周に形成される周方向溝に装着されて、弁体がEGR通路を全閉するバルブ全閉時にEGR通路と弁体との間に生じる隙間を塞ぐシールリングとを備える排気ガス再循環装置であって、シールリングは、外周形状が楕円形に設けられて、その楕円形の短軸方向と交差する周方向の一か所に合口隙間を有し、EGR通路の径方向と直交する直線方向(以下、通路方向と言う)からシールリングを見た時に、楕円形の長軸方向をシャフトの軸線方向に向けて配置され、且つ、バルブ全閉時にスプリングの反力を受けてシャフトが傾く方向に合口隙間が配置され、EGRバルブは、バルブ全閉時のシールリングを通路方向に投影した時の外周形状がEGR通路の内周形状と一致するように、EGR通路に対し弁体が所定の角度で傾いた状態でシャフトの端部に固定されていることを特徴とする。   The present invention according to claim 1 is provided in an exhaust gas recirculation passage for returning a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (hereinafter referred to as EGR gas) to the intake side of the internal combustion engine. A housing forming an EGR passage, an EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage, valve driving means for driving the EGR valve using a motor as a power source, and the EGR valve in the valve closing direction The EGR valve is rotatably supported by the housing via a bearing, and has one end projecting into the EGR passage and one end of the shaft fixed to the EGR valve. The valve body is arranged inside the EGR passage and rotates integrally with the shaft to change the opening area of the EGR passage, and is mounted in a circumferential groove formed on the entire outer periphery of the valve body. An exhaust gas recirculation device comprising a seal ring that closes a gap generated between the EGR passage and the valve body when the valve body is fully closed, and the seal ring has an elliptical outer peripheral shape. A seal ring from a linear direction (hereinafter referred to as the passage direction) perpendicular to the radial direction of the EGR passage, having a gap at one place in the circumferential direction intersecting the elliptical minor axis direction. The elliptical long axis direction is arranged in the axial direction of the shaft, and the abutment gap is arranged in the direction in which the shaft tilts in response to the reaction force of the spring when the valve is fully closed. At the end of the shaft with the valve body inclined at a predetermined angle with respect to the EGR passage so that the outer peripheral shape when the seal ring when the valve is fully closed is projected in the passage direction matches the inner peripheral shape of the EGR passage. Be fixed And butterflies.

請求項1に係る発明では、シールリングの外周形状を楕円形としたことにより、EGR通路に対してシールリングが回り止めされるため、シールリングの合口隙間が弁体の周方向へ移動することを規制できる。このシールリングは、通路方向から見た時に、楕円形の長軸方向がシャフトの軸線方向に向けて配置される。また、シャフトの一方の端部に固定される弁体は、バルブ全閉時にスプリングの反力を受けてシャフトが傾く方向へ偏るため、その弁体が偏る方向では、EGR通路の内周と弁体の外周との間に生じる隙間が小さくなる。
一方、シールリングは、楕円形の短軸方向と交差する周方向の一か所に合口隙間が形成され、その合口隙間を弁体が偏る方向に配置している。すなわち、弁体とEGR通路との隙間が小さくなる方向に合口隙間を配置している。これにより、弁体の外径より露出する合口隙間(周方向溝より弁体の外側へ出ている部分の合口隙間)の面積が小さくなるため、バルブ全閉時のEGRガスの漏れ流量を低減できる。
In the invention according to claim 1, since the seal ring is prevented from rotating with respect to the EGR passage by making the outer peripheral shape of the seal ring elliptical, the joint gap of the seal ring moves in the circumferential direction of the valve body. Can be regulated. The seal ring is arranged such that the major axis direction of the ellipse is directed toward the axial direction of the shaft when viewed from the passage direction. Further, the valve body fixed to one end of the shaft is biased in the direction in which the shaft tilts due to the reaction force of the spring when the valve is fully closed. A gap generated between the outer periphery of the body is reduced.
On the other hand, the seal ring has an abutment gap formed at one place in the circumferential direction intersecting the elliptical minor axis direction, and the abutment gap is arranged in a direction in which the valve body is biased. That is, the abutment gap is arranged in the direction in which the gap between the valve body and the EGR passage is reduced. As a result, the area of the abutment gap exposed from the outer diameter of the valve body (abutment gap at the part protruding from the circumferential groove to the outside of the valve body) is reduced, thereby reducing the EGR gas leakage flow rate when the valve is fully closed. it can.

請求項2に係る本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部(以下、EGRガスと呼ぶ)を内燃機関の吸気側へ戻すための排ガス還流通路に配設されて、排ガス還流通路の一部を成すEGR通路を形成するハウジングと、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブと、モータを動力源としてEGRバルブを駆動するバルブ駆動手段と、EGRバルブを閉弁方向へ付勢するスプリングとを有し、EGRバルブは、軸受を介してハウジングに回転自在に支持されると共に、一方の端部がEGR通路の内部へ突き出るシャフトと、このシャフトの一方の端部に溶接により固定されてEGR通路の内部に配置され、シャフトと一体に回転してEGR通路の開口面積を可変する弁体と、この弁体の外周全周に形成される周方向溝に装着されて、弁体がEGR通路を全閉するバルブ全閉時にEGR通路と弁体との間に生じる隙間を塞ぐシールリングとを備える排気ガス再循環装置であって、弁体は、周方向溝の底面の全周形状(以下、溝底形状と呼ぶ)が楕円形に形成され、バルブ全閉時にシャフトがスプリングの反力を受けて傾くことにより弁体の中心がEGR通路の中心よりずれる方向をX方向と定義し、シャフトの溶接歪により弁体の中心がEGR通路の中心よりずれる方向をY方向と定義し、弁体の中心からX方向に延びる半直線rxと弁体の中心からY方向に延びる半直線ryとで挟む劣角を中心角αと定義した時に、シールリングは、周方向溝に入り込む内周側の全周形状が溝底形状に対応した楕円形に設けられて、周方向の一か所に合口隙間を有し、その合口隙間を中心角αの範囲内に配置したことを特徴とする。   The present invention according to claim 2 is provided in the exhaust gas recirculation passage for returning a part of exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) discharged from the internal combustion engine to the intake side of the internal combustion engine. A housing forming an EGR passage, an EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage, valve driving means for driving the EGR valve using a motor as a power source, and the EGR valve in the valve closing direction The EGR valve is rotatably supported by the housing via a bearing, and has one end protruding into the EGR passage and a weld on one end of the shaft. And a valve body that is disposed inside the EGR passage and rotates integrally with the shaft to vary the opening area of the EGR passage, and a circumferential direction formed on the entire outer periphery of the valve body The exhaust gas recirculation device is provided with a seal ring that closes a gap generated between the EGR passage and the valve body when the valve body is fully closed. The entire circumferential shape of the bottom surface of the directional groove (hereinafter referred to as the groove bottom shape) is formed in an elliptical shape, and when the valve is fully closed, the shaft tilts in response to the reaction force of the spring, so that the center of the valve element is more The direction of deviation is defined as the X direction, the direction in which the center of the valve body deviates from the center of the EGR passage due to the welding distortion of the shaft is defined as the Y direction, and the half straight line rx extending in the X direction from the center of the valve body and the center of the valve body When the inferior angle sandwiched by the half straight line ry extending in the Y direction from the center is defined as the central angle α, the seal ring is provided in an elliptical shape in which the entire inner peripheral shape entering the circumferential groove corresponds to the groove bottom shape. Have a gap at one place in the circumferential direction, The abutment gap is arranged within the range of the central angle α.

請求項2に係る発明では、弁体に形成される溝底形状を楕円形とし、且つ、シールリングの内周形状を溝底形状に対応した楕円形に設けることで、シールリングが回り止めされるため、シールリングの合口隙間が弁体の周方向へ移動することを規制できる。
また、シールリングは、合口隙間を中心角αの範囲内に配置している。中心角αは、シャフトの傾きによって弁体の中心がEGR通路の中心よりずれる方向(X方向)に延びる半直線rxと、シャフトの溶接歪により弁体の中心がEGR通路の中心よりずれる方向(Y方向)に延びる半直線ryとで挟む劣角である。すなわち、シャフトの傾きと溶接歪の影響により弁体が偏る範囲を表すものであり、この範囲内(中心角αの範囲内)では、EGR通路の内周と弁体の外周との間に生じる隙間が小さくなる。よって、シールリングの合口隙間を中心角αの範囲内に配置することで、弁体の外径より露出する合口隙間(周方向溝より弁体の外側へ出ている部分の合口隙間)の面積が小さくなるため、バルブ全閉時のEGRガスの漏れ流量を低減できる。
In the invention according to claim 2, the seal ring is prevented from rotating by providing the groove bottom shape formed in the valve body as an ellipse and providing the inner peripheral shape of the seal ring as an ellipse corresponding to the groove bottom shape. Therefore, it can control that the joint gap of a seal ring moves to the peripheral direction of a valve body.
Moreover, the seal ring arrange | positions the joint gap in the range of center angle (alpha). The center angle α is a half straight line rx extending in the direction (X direction) in which the center of the valve body deviates from the center of the EGR passage due to the inclination of the shaft, and the direction in which the center of the valve body deviates from the center of the EGR passage due to welding distortion of the shaft ( It is an inferior angle sandwiched by a half straight line ry extending in the (Y direction). That is, it represents a range in which the valve body is biased due to the influence of the shaft inclination and welding distortion. Within this range (within the range of the central angle α), it occurs between the inner periphery of the EGR passage and the outer periphery of the valve body. The gap becomes smaller. Therefore, by arranging the seal ring joint gap within the range of the central angle α, the area of the joint gap exposed from the outer diameter of the valve body (the joint gap of the portion protruding from the circumferential groove to the outside of the valve body). Therefore, the leakage flow rate of EGR gas when the valve is fully closed can be reduced.

実施例1に係るEGRバルブの平面図である。1 is a plan view of an EGR valve according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るEGR装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an EGR device according to Embodiment 1. FIG. 図2に示すEGR装置のIII−III断面図である。It is III-III sectional drawing of the EGR apparatus shown in FIG. 弁体の周方向溝にシールリングが装着された部位を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the site | part by which the seal ring was mounted | worn with the circumferential groove | channel of the valve body. EGRバルブの開度をECUによりフィードバック制御するブロック図である。It is a block diagram which feedback-controls the opening degree of an EGR valve by ECU. 実施例2に係るタイムEGRバルブの平面図である。6 is a plan view of a time EGR valve according to Embodiment 2. FIG. (a)実施例3に係る弁体の側面図、(b)弁体を構成する第1の部品と第2の部品の側面図である。(A) It is a side view of the valve body which concerns on Example 3, (b) It is a side view of the 1st components and 2nd components which comprise a valve body. 特許文献1に開示されたEGRバルブの断面図である。It is sectional drawing of the EGR valve disclosed by patent document 1. FIG. 図8のA部(回り止め部)を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the A section (rotation prevention part) of FIG.

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

〔実施例1〕
本発明の排気ガス再循環装置は、エンジンの燃焼室より排出される排気ガスの一部(以下、EGRガスと呼ぶ)をエンジンの吸気側へ戻すための排ガス還流通路(図示せず)に配設されるEGR装置1を備える。
EGR装置1は、図2に示すように、EGR通路2を形成するハウジング3と、EGRガスの流量を調整するEGRバルブ4と、EGRバルブ4を駆動するバルブ駆動手段(後述する)と、EGRバルブ4を閉弁方向へ付勢するスプリング5と、EGRバルブ4の開度を検出する回転角センサ(後述する)等を備える。
[Example 1]
The exhaust gas recirculation device of the present invention is arranged in an exhaust gas recirculation passage (not shown) for returning a part of exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) discharged from the combustion chamber of the engine to the intake side of the engine. EGR device 1 is provided.
As shown in FIG. 2, the EGR device 1 includes a housing 3 that forms an EGR passage 2, an EGR valve 4 that adjusts the flow rate of EGR gas, valve drive means (described later) that drives the EGR valve 4, and EGR A spring 5 for urging the valve 4 in the valve closing direction, a rotation angle sensor (described later) for detecting the opening degree of the EGR valve 4 and the like are provided.

ハウジング3は、EGR通路2の上流端が排気側の排ガス還流通路に接続され、EGR通路2の下流端が吸気側の排ガス還流通路に接続される。つまり、EGR通路2は、排ガス還流通路の一部を形成している。EGR通路2の一部には、図3に示すように、例えばステンレス製の円筒ノズル6が挿入される。
EGRバルブ4は、二つの軸受7、8を介してハウジング3に回転自在に支持されるシャフト9と、シャフト9の一方の端部に固定される円板状の弁体10とを有し、この弁体10がシャフト9と一体に回転してEGR通路2の開口面積を可変する。
なお、両軸受7、8の具体例として、図2では、軸受7にボールベアリング、軸受8に滑り軸受が用いられている。また、両軸受7、8の間には、EGRガスの漏れを防止するシール部材11が配設されている。
The housing 3 has an upstream end of the EGR passage 2 connected to the exhaust gas recirculation passage on the exhaust side, and a downstream end of the EGR passage 2 connected to the exhaust gas recirculation passage on the intake side. That is, the EGR passage 2 forms a part of the exhaust gas recirculation passage. As shown in FIG. 3, for example, a stainless steel cylindrical nozzle 6 is inserted into a part of the EGR passage 2.
The EGR valve 4 includes a shaft 9 that is rotatably supported by the housing 3 via two bearings 7 and 8, and a disc-shaped valve body 10 that is fixed to one end of the shaft 9. The valve body 10 rotates integrally with the shaft 9 to change the opening area of the EGR passage 2.
As specific examples of the bearings 7 and 8, in FIG. 2, a ball bearing is used as the bearing 7 and a sliding bearing is used as the bearing 8. Further, a seal member 11 for preventing leakage of EGR gas is disposed between the bearings 7 and 8.

バルブ駆動手段は、電力の供給を受けてトルクを発生するモータ12と、このモータ12の駆動トルクを増幅してシャフト9に伝達するギヤトレインとで構成される。
モータ12は、例えば直流モータであり、ハウジング3に形成されるモータ室13(図2参照)に収容される。
ギヤトレインは、図2に示すように、モータ12の出力軸に取り付けられるモータギヤ14と、シャフト9の他方の端部に取り付けられるバルブギヤ15と、モータギヤ14の回転をバルブギヤ15に伝達する中間ギヤ16、17とで構成される。
中間ギヤ16、17は、モータギヤ14に噛み合う大径ギヤ16と、バルブギヤ15に噛み合う小径ギヤ17とで構成され、両ギヤ16、17が同一軸心上に一体に形成されて、共通の中間シャフト18に回転自在に支持されている。
The valve driving means includes a motor 12 that generates torque upon receipt of electric power, and a gear train that amplifies the driving torque of the motor 12 and transmits the amplified torque to the shaft 9.
The motor 12 is a DC motor, for example, and is accommodated in a motor chamber 13 (see FIG. 2) formed in the housing 3.
As shown in FIG. 2, the gear train includes a motor gear 14 attached to the output shaft of the motor 12, a valve gear 15 attached to the other end of the shaft 9, and an intermediate gear 16 that transmits the rotation of the motor gear 14 to the valve gear 15. , 17.
The intermediate gears 16 and 17 are composed of a large-diameter gear 16 that meshes with the motor gear 14 and a small-diameter gear 17 that meshes with the valve gear 15. Both the gears 16 and 17 are integrally formed on the same axis, and a common intermediate shaft is formed. 18 is rotatably supported.

上記のギヤトレインは、ハウジング3の図示上端面に形成されるギヤ室19に配置され、センサカバー20によって覆われている。
センサカバー20は、例えば樹脂成型品であり、ギヤ室19が形成されるハウジング3の端面にシール部品21を介して組み付けられ、スクリュ等の締め付けによりハウジング3に固定される。
スプリング5は、エンジン停止時、すなわち、モータ12への電力供給が停止している時にEGRバルブ4を全閉位置へ付勢する。また、エンジン1の運転中において、何らかの不具合によりモータ12への電力供給が遮断されると、スプリング5のトルクによってEGRバルブ4を全閉位置へ戻すことができる。
The gear train is disposed in a gear chamber 19 formed on the upper end surface of the housing 3 in the figure, and is covered with a sensor cover 20.
The sensor cover 20 is, for example, a resin molded product, and is assembled to the end surface of the housing 3 where the gear chamber 19 is formed via a seal component 21 and is fixed to the housing 3 by tightening a screw or the like.
The spring 5 biases the EGR valve 4 to the fully closed position when the engine is stopped, that is, when the power supply to the motor 12 is stopped. Further, when the power supply to the motor 12 is interrupted due to some trouble during the operation of the engine 1, the EGR valve 4 can be returned to the fully closed position by the torque of the spring 5.

回転角センサは、例えば、バルブギヤ15の内周に装着される永久磁石22の内側にホールIC23を配置して構成される。ホールIC23は、バルブギヤ15と共に永久磁石22が回転することで、ホール素子を貫く磁束密度に比例した電気信号(電圧)をECU24(図5参照)へ出力する。
ECU24は、図5に示すように、アクセル開度やエンジン回転数等から把握されるエンジン1の運転状態に応じてEGRバルブ4の目標開度を演算し、ホールIC23によって検出されるEGRバルブ4の実開度が目標開度と一致するようにモータ12への供給電力をフィードバック制御する。
The rotation angle sensor is configured, for example, by arranging a Hall IC 23 inside a permanent magnet 22 mounted on the inner periphery of the valve gear 15. The Hall IC 23 outputs an electric signal (voltage) proportional to the magnetic flux density penetrating the Hall element to the ECU 24 (see FIG. 5) by rotating the permanent magnet 22 together with the valve gear 15.
As shown in FIG. 5, the ECU 24 calculates the target opening of the EGR valve 4 according to the operating state of the engine 1 grasped from the accelerator opening, the engine speed, etc., and detects the EGR valve 4 detected by the Hall IC 23. The power supplied to the motor 12 is feedback-controlled so that the actual opening of the motor coincides with the target opening.

続いて、本発明の特徴を有するEGRバルブ4の構成を詳細に説明する。
EGRバルブ4は、図4に示すように、弁体10の外周面に周方向溝25が全周に亘って形成され、この周方向溝25にシールリング26が装着される。シールリング26は、弁体10がEGR通路2を全閉するバルブ全閉時に、円筒ノズル6の内周と弁体10の外周との間に生じる隙間を塞ぐシール機能を有する。このシールリング26は、例えば、ステンレス等の金属材料から成る断面矩形状の線材を楕円形(図1参照)に曲げ加工して設けられ、その楕円形の短軸方向(図示左右方向)と交差する周方向の一か所に合口隙間26aを有する。なお、合口隙間26aとは、楕円形に曲げ加工された線材の両端の間、つまり周方向に向かい合う両端の間に形成される隙間を言う。
Next, the configuration of the EGR valve 4 having the features of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 4, the EGR valve 4 has a circumferential groove 25 formed on the outer peripheral surface of the valve body 10 over the entire circumference, and a seal ring 26 is attached to the circumferential groove 25. The seal ring 26 has a sealing function of closing a gap generated between the inner periphery of the cylindrical nozzle 6 and the outer periphery of the valve body 10 when the valve body 10 fully closes the EGR passage 2. The seal ring 26 is formed by bending a wire having a rectangular cross section made of a metal material such as stainless steel into an ellipse (see FIG. 1), and intersects the short axis direction (the left-right direction in the drawing) of the ellipse. A gap 26a is provided at one place in the circumferential direction. The abutment gap 26a refers to a gap formed between both ends of an elliptically bent wire, that is, between both ends facing in the circumferential direction.

実施例1のシールリング26は、円筒ノズル6の軸心方向から見た時に、図1に示すように、楕円形の長軸方向をシャフト9の軸線方向(図示上下方向)に向けて配置され、且つ、バルブ全閉時の隙間が小さくなる方向(図示矢印方向)に合口隙間26aを配置している。なお、図1に示すシールリング26は、形状を明らかにするために楕円形を強調して図示したものであり、実際は図1に示す楕円形より長径と短径との差が小さい円形に近い楕円形である。また、円筒ノズル6の軸心方向とは、円筒ノズル6の径方向と直交する直線方向(図3、図4の直線Z−Z方向)を言う。   When viewed from the axial center direction of the cylindrical nozzle 6, the seal ring 26 according to the first embodiment is disposed with the major axis direction of the ellipse directed in the axial direction (the vertical direction in the drawing) of the shaft 9 as shown in FIG. 1. In addition, the abutment gap 26a is arranged in a direction (arrow direction in the drawing) in which the gap when the valve is fully closed is reduced. Note that the seal ring 26 shown in FIG. 1 is illustrated with an ellipse emphasized to clarify the shape, and is actually close to a circle with a smaller difference between the major axis and the minor axis than the ellipse shown in FIG. It is oval. Further, the axial direction of the cylindrical nozzle 6 refers to a linear direction orthogonal to the radial direction of the cylindrical nozzle 6 (straight line ZZ direction in FIGS. 3 and 4).

ところで、EGRバルブ4は、閉弁方向へ付勢するスプリング5の反力がシャフト9の他方の端部に掛かることでシャフト9に多少の傾きが生じる。よって、シャフト9の一方の端部に片持ち支持される弁体10は、円筒ノズル6の内部でシャフト9が傾く方向へ偏るため、円筒ノズル6の中心と弁体10の中心との間にずれが生じる。従って、バルブ全閉時に弁体10の外周と円筒ノズル6の内周との間に生じる隙間は、弁体10の全周で均一とはならず、弁体10の中心が円筒ノズル6の中心からずれる方向では隙間が小さく、その反対側では隙間が大きくなる。そこで、実施例1では、バルブ全閉時の隙間が小さくなる方向、すなわち、シャフト9の傾きによって弁体10の中心が円筒ノズル6の中心からずれる方向にシールリング26の合口隙間26aを配置している。   By the way, in the EGR valve 4, the shaft 9 is slightly inclined by the reaction force of the spring 5 urging in the valve closing direction being applied to the other end of the shaft 9. Therefore, the valve body 10 that is cantilevered at one end of the shaft 9 is biased in the direction in which the shaft 9 is inclined inside the cylindrical nozzle 6, and therefore, between the center of the cylindrical nozzle 6 and the center of the valve body 10. Deviation occurs. Therefore, the gap generated between the outer periphery of the valve body 10 and the inner periphery of the cylindrical nozzle 6 when the valve is fully closed is not uniform over the entire periphery of the valve body 10, and the center of the valve body 10 is the center of the cylindrical nozzle 6. The gap is small in the direction of deviation, and the gap is large on the opposite side. Therefore, in the first embodiment, the joint gap 26a of the seal ring 26 is arranged in a direction in which the gap when the valve is fully closed is reduced, that is, in a direction in which the center of the valve body 10 is shifted from the center of the cylindrical nozzle 6 due to the inclination of the shaft 9. ing.

さらに、EGRバルブ4は、バルブ全閉時のシールリング26を円筒ノズル6の軸心方向に投影した時の外周形状が円筒ノズル6の内周形状(円形)と一致するように、軸心方向に対し弁体10が所定の角度θで傾いた状態でシャフト9の端部に固定されている。言い換えると、シールリング26の外周形状(楕円形)は、円筒ノズル6の軸心方向に対して所定の角度θで斜めに切断した時の形状であり、その所定の角度θだけ円筒ノズル6の軸心方向に対して弁体10が傾いた状態でシャフト9に固定されている。   Furthermore, the EGR valve 4 is axially oriented so that the outer peripheral shape when the seal ring 26 when the valve is fully closed is projected in the axial direction of the cylindrical nozzle 6 matches the inner peripheral shape (circular) of the cylindrical nozzle 6. On the other hand, the valve body 10 is fixed to the end of the shaft 9 in a state of being inclined at a predetermined angle θ. In other words, the outer peripheral shape (elliptical shape) of the seal ring 26 is a shape when obliquely cut at a predetermined angle θ with respect to the axial direction of the cylindrical nozzle 6, and the cylindrical nozzle 6 has a predetermined angle θ. The valve body 10 is fixed to the shaft 9 in a state where it is inclined with respect to the axial direction.

〔実施例1の作用および効果〕
実施例1のEGRバルブ4は、シールリング26の外周形状を楕円形としたことで、円筒ノズル6に対してシールリング26が回り止めされるため、シールリング26の合口隙間26aが弁体10の周方向へ移動することを規制できる。
このシールリング26は、円筒ノズル6の軸心方向から見た時に、楕円形の長軸方向がシャフト9の軸線方向に向けて配置され、且つ、バルブ全閉時の隙間が小さくなる方向に合口隙間26aを配置している。これにより、弁体10の外径より露出する合口隙間26a(周方向溝25より弁体10の外側へ出ている部分の合口隙間26a)の面積が小さくなるため、バルブ全閉時のEGRガスの漏れ流量を低減できる。
[Operation and Effect of Example 1]
In the EGR valve 4 according to the first embodiment, since the outer peripheral shape of the seal ring 26 is elliptical, the seal ring 26 is prevented from rotating with respect to the cylindrical nozzle 6. The movement in the circumferential direction can be restricted.
When viewed from the axial center direction of the cylindrical nozzle 6, the seal ring 26 is arranged so that the major axis direction of the ellipse is directed toward the axial direction of the shaft 9, and the gap when the valve is fully closed is reduced. A gap 26a is arranged. This reduces the area of the abutment gap 26a exposed from the outer diameter of the valve body 10 (the abutment gap 26a of the portion protruding to the outside of the valve body 10 from the circumferential groove 25), so that the EGR gas when the valve is fully closed Leakage flow rate can be reduced.

以下、本発明に係る他の実施例について説明する。
なお、実施例1と共通する部品および構成を示すものは、実施例1と同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
〔実施例2〕
この実施例2に示すEGRバルブ4は、図6に示すように、弁体10に形成される周方向溝25の底面の全周形状(以下、溝底形状と呼ぶ)が楕円形を有し、シールリング26の内周形状が溝底形状に対応した楕円形に設けられている。なお、シールリング26の外周形状は円形である。また、シールリング26の合口隙間26aは、以下に説明する中心角αの範囲内に配置される。
Hereinafter, other embodiments according to the present invention will be described.
In addition, what shows the component and structure which are common in Example 1 is provided with the same code | symbol as Example 1, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[Example 2]
In the EGR valve 4 shown in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the entire circumferential shape (hereinafter referred to as groove bottom shape) of the bottom surface of the circumferential groove 25 formed in the valve body 10 has an elliptical shape. The inner peripheral shape of the seal ring 26 is provided in an elliptical shape corresponding to the groove bottom shape. The outer peripheral shape of the seal ring 26 is circular. Further, the joint gap 26a of the seal ring 26 is disposed within the range of the central angle α described below.

バルブ全閉時にシャフト9がスプリング5の反力を受けて傾くことにより弁体10の中心が円筒ノズル6の中心よりずれる方向をX方向と定義し、シャフト9の溶接歪により弁体10の中心が円筒ノズル6の中心よりずれる方向をY方向と定義する。
弁体10の中心からX方向に延びる半直線rxと弁体10の中心からY方向に延びる半直線ryとで挟む劣角を中心角αと定義する。
本実施例のEGRバルブ4は、シールリング26の内周形状を溝底形状に対応した楕円形に設けることで、シールリング26が回り止めされるため、シールリング26の合口隙間26aが弁体10の周方向へ移動することを規制できる。
The direction in which the center of the valve body 10 deviates from the center of the cylindrical nozzle 6 when the shaft 9 is tilted by the reaction force of the spring 5 when the valve is fully closed is defined as the X direction. A direction deviating from the center of the cylindrical nozzle 6 is defined as a Y direction.
A minor angle sandwiched between a half straight line rx extending from the center of the valve body 10 in the X direction and a half straight line ry extending from the center of the valve body 10 in the Y direction is defined as a central angle α.
In the EGR valve 4 of the present embodiment, the seal ring 26 is prevented from rotating by providing the inner peripheral shape of the seal ring 26 in an elliptical shape corresponding to the groove bottom shape. The movement in the 10 circumferential directions can be restricted.

また、シールリング26の合口隙間26aを中心角αの範囲内に配置している。中心角αは、シャフト9の傾きと溶接歪の影響により弁体10が偏る範囲を表すものであり、この範囲内(中心角αの範囲内)では、円筒ノズル6の内周と弁体10の外周との間に生じる隙間が小さくなる。よって、シールリング26の合口隙間26aを中心角αの範囲内に配置することで、弁体10の外径より露出する合口隙間26a(周方向溝25より弁体10の外側へ出ている部分の合口隙間26a)の面積が小さくなるため、バルブ全閉時のEGRガスの漏れ流量を低減できる。   Further, the joint gap 26a of the seal ring 26 is disposed within the range of the central angle α. The central angle α represents a range in which the valve body 10 is biased due to the influence of the inclination of the shaft 9 and welding distortion. Within this range (within the range of the central angle α), the inner periphery of the cylindrical nozzle 6 and the valve body 10 are expressed. The gap generated between the outer periphery of the metal and the outer periphery becomes small. Therefore, by arranging the joint gap 26a of the seal ring 26 within the range of the central angle α, the joint gap 26a exposed from the outer diameter of the valve body 10 (the portion protruding from the circumferential groove 25 to the outside of the valve body 10). Therefore, the EGR gas leakage flow rate when the valve is fully closed can be reduced.

〔実施例3〕
この実施例3に示すEGRバルブ4は、弁体10を少なくとも二部品に分割して構成した事例である。例えば、図7(a)に示す弁体10は、板厚方向(図示左右方向)に分割された二つの部品によって構成される。
具体的には、同図(b)に示すように、周方向溝25の一方の側面25aを形成する第1の部品10aと、周方向溝25の他方の側面25bおよび底面25cを形成する第2の部品10bとによって構成され、この二部品10a、10bを組み合わせることで周方向溝25を有する弁体10が形成される。なお、第1の部品10aと第2の部品10bは、例えば、第1の部品10aに位置決めピン10a1を一体に設けて、第2の部品10bに形成される位置決め孔10b1に嵌め込むことで二部品間の位置ずれを防止できる。
Example 3
The EGR valve 4 shown in the third embodiment is an example in which the valve body 10 is divided into at least two parts. For example, the valve body 10 shown in FIG. 7A is composed of two parts divided in the plate thickness direction (the left-right direction in the drawing).
Specifically, as shown in FIG. 5B, the first part 10a that forms one side surface 25a of the circumferential groove 25 and the other side surface 25b and bottom surface 25c of the circumferential groove 25 are formed. The valve body 10 having the circumferential groove 25 is formed by combining the two parts 10a and 10b. Note that the first component 10a and the second component 10b are formed by, for example, providing a positioning pin 10a1 integrally with the first component 10a and fitting it into a positioning hole 10b1 formed in the second component 10b. Misalignment between parts can be prevented.

この実施例3では、第1の部品10aおよび第2の部品10bをそれぞれ型で作り込むことができるので、弁体10の製造が容易である。特に、実施例2で説明したように、周方向溝25の溝底形状を楕円形に形成する場合は、切削で形成するより型で作り込む方が容易であり、結果的にコストを低く抑えることができる。
なお、図7では弁体10を二部品(第1の部品10aと第2の部品10b)に分割された事例を記載したが、必ずしも二部品である必要はなく、三部品以上に分割して構成することもできる。
In the third embodiment, since the first component 10a and the second component 10b can be respectively formed with a mold, the valve body 10 can be easily manufactured. In particular, as explained in the second embodiment, when the groove bottom shape of the circumferential groove 25 is formed in an elliptical shape, it is easier to make it with a die than by cutting, and as a result, the cost can be kept low. be able to.
In addition, although the example which divided | segmented the valve body 10 into 2 parts (1st part 10a and 2nd part 10b) was described in FIG. 7, it does not necessarily need to be 2 parts and it divides | segments into 3 parts or more. It can also be configured.

1 EGR装置
2 EGR通路
3 ハウジング
4 EGRバルブ
5 スプリング
7 軸受
8 軸受
9 シャフト
10 弁体
12 モータ(バルブ駆動手段)
14 モータギヤ(バルブ駆動手段)
15 バルブギヤ(バルブ駆動手段)
16 大径ギヤ(バルブ駆動手段)
17 小径ギヤ(バルブ駆動手段)
25 周方向溝
26 シールリング
26a 合口隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 EGR apparatus 2 EGR channel | path 3 Housing 4 EGR valve 5 Spring 7 Bearing 8 Bearing 9 Shaft 10 Valve body 12 Motor (valve drive means)
14 Motor gear (valve drive means)
15 Valve gear (valve drive means)
16 Large diameter gear (valve drive means)
17 Small diameter gear (valve drive means)
25 Circumferential groove 26 Seal ring 26a Abutting gap

Claims (3)

内燃機関より排出される排気ガスの一部(以下、EGRガスと言う)を前記内燃機関の吸気側へ戻すための排ガス還流通路に配設されて、前記排ガス還流通路の一部を成すEGR通路(2)を形成するハウジング(3)と、
前記EGR通路(2)を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブ(4)と、
モータ(12)を動力源として前記EGRバルブ(4)を駆動するバルブ駆動手段と、
前記EGRバルブ(4)を閉弁方向へ付勢するスプリング(5)とを有し、
前記EGRバルブ(4)は、
軸受を介して前記ハウジング(3)に回転自在に支持されると共に、一方の端部が前記EGR通路(2)の内部へ突き出るシャフト(9)と、
このシャフト(9)の一方の端部に固定されて前記EGR通路(2)の内部に配置され、前記シャフト(9)と一体に回転して前記EGR通路(2)の開口面積を可変する弁体(10)と、
この弁体(10)の外周全周に形成される周方向溝(25)に装着されて、前記弁体(10)が前記EGR通路(2)を全閉するバルブ全閉時に前記EGR通路(2)と前記弁体(10)との間に生じる隙間を塞ぐシールリング(26)とを備える排気ガス再循環装置であって、
前記シールリング(26)は、外周形状が楕円形に設けられて、その楕円形の短軸方向と交差する周方向の一か所に合口隙間(26a)を有し、前記EGR通路(2)の径方向と直交する直線方向(以下、通路方向と言う)から前記シールリング(26)を見た時に、前記楕円形の長軸方向を前記シャフト(9)の軸線方向に向けて配置され、且つ、前記バルブ全閉時に前記スプリング(5)の反力を受けて前記シャフト(9)が傾く方向に前記合口隙間(26a)が配置され、
前記EGRバルブ(4)は、前記バルブ全閉時の前記シールリング(26)を前記通路方向に投影した時の外周形状が前記EGR通路(2)の内周形状と一致するように、前記EGR通路(2)に対し前記弁体(10)が所定の角度で傾いた状態で前記シャフト(9)の端部に固定されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
An EGR passage which is disposed in an exhaust gas recirculation passage for returning a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (hereinafter referred to as EGR gas) to the intake side of the internal combustion engine and forms a part of the exhaust gas recirculation passage A housing (3) forming (2);
An EGR valve (4) for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage (2);
Valve driving means for driving the EGR valve (4) using a motor (12) as a power source;
A spring (5) for urging the EGR valve (4) in the valve closing direction;
The EGR valve (4)
A shaft (9) that is rotatably supported by the housing (3) via a bearing and has one end protruding into the EGR passage (2);
A valve which is fixed to one end of the shaft (9) and is disposed inside the EGR passage (2), and rotates integrally with the shaft (9) to vary the opening area of the EGR passage (2). Body (10);
The EGR passage (25) is attached to a circumferential groove (25) formed on the entire outer periphery of the valve body (10) so that the valve body (10) fully closes the EGR passage (2). 2) an exhaust gas recirculation device comprising a seal ring (26) for closing a gap formed between the valve body (10) and
The seal ring (26) has an outer peripheral shape that is elliptical, and has an abutment gap (26a) at one location in the circumferential direction that intersects the minor axis direction of the elliptical shape, and the EGR passage (2) When the seal ring (26) is viewed from a linear direction perpendicular to the radial direction (hereinafter referred to as a passage direction), the elliptical long axis direction is disposed toward the axial direction of the shaft (9), In addition, the joint gap (26a) is disposed in a direction in which the shaft (9) is inclined by receiving a reaction force of the spring (5) when the valve is fully closed.
The EGR valve (4) is configured so that the outer peripheral shape when the seal ring (26) when the valve is fully closed is projected in the passage direction matches the inner peripheral shape of the EGR passage (2). An exhaust gas recirculation device characterized in that the valve element (10) is fixed to the end of the shaft (9) in a state of being inclined at a predetermined angle with respect to the passage (2).
内燃機関より排出される排気ガスの一部(以下、EGRガスと言う)を前記内燃機関の吸気側へ戻すための排ガス還流通路に配設されて、前記排ガス還流通路の一部を成すEGR通路(2)を形成するハウジング(3)と、
前記EGR通路(2)を流れるEGRガスの流量を調整するEGRバルブ(4)と、
モータ(12)を動力源として前記EGRバルブ(4)を駆動するバルブ駆動手段と、
前記EGRバルブ(4)を閉弁方向へ付勢するスプリング(5)とを有し、
前記EGRバルブ(4)は、
軸受を介して前記ハウジング(3)に回転自在に支持されると共に、一方の端部が前記EGR通路(2)の内部へ突き出るシャフト(9)と、
このシャフト(9)の一方の端部に溶接により固定されて前記EGR通路(2)の内部に配置され、前記シャフト(9)と一体に回転して前記EGR通路(2)の開口面積を可変する弁体(10)と、
この弁体(10)の外周全周に形成される周方向溝(25)に装着されて、前記弁体(10)が前記EGR通路(2)を全閉するバルブ全閉時に前記EGR通路(2)と前記弁体(10)との間に生じる隙間を塞ぐシールリング(26)とを備える排気ガス再循環装置であって、
前記弁体(10)は、前記周方向溝(25)の底面の全周形状(以下、溝底形状と呼ぶ)が楕円形に形成され、
前記バルブ全閉時に前記シャフト(9)が前記スプリング(5)の反力を受けて傾くことにより前記弁体(10)の中心が前記EGR通路(2)の中心よりずれる方向をX方向と定義し、
前記シャフト(9)の溶接歪により前記弁体(10)の中心が前記EGR通路(2)の中心よりずれる方向をY方向と定義し、
前記弁体(10)の中心から前記X方向に延びる半直線rxと前記弁体(10)の中心から前記Y方向に延びる半直線ryとで挟む劣角を中心角αと定義した時に、
前記シールリング(26)は、前記周方向溝(25)に入り込む内周側の全周形状が前記溝底形状に対応した楕円形に設けられて、周方向の一か所に合口隙間(26a)を有し、その合口隙間(26a)を前記中心角αの範囲内に配置したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
An EGR passage which is disposed in an exhaust gas recirculation passage for returning a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (hereinafter referred to as EGR gas) to the intake side of the internal combustion engine and forms a part of the exhaust gas recirculation passage A housing (3) forming (2);
An EGR valve (4) for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage (2);
Valve driving means for driving the EGR valve (4) using a motor (12) as a power source;
A spring (5) for urging the EGR valve (4) in the valve closing direction;
The EGR valve (4)
A shaft (9) that is rotatably supported by the housing (3) via a bearing and has one end protruding into the EGR passage (2);
The shaft (9) is fixed to one end of the shaft by welding and disposed inside the EGR passage (2), and rotates integrally with the shaft (9) to change the opening area of the EGR passage (2). A valve body (10) to
The EGR passage (25) is attached to a circumferential groove (25) formed on the entire outer periphery of the valve body (10) so that the valve body (10) fully closes the EGR passage (2). 2) an exhaust gas recirculation device comprising a seal ring (26) for closing a gap formed between the valve body (10) and
In the valve body (10), the entire circumferential shape of the bottom surface of the circumferential groove (25) (hereinafter referred to as the groove bottom shape) is formed in an elliptical shape.
The direction in which the center of the valve body (10) is displaced from the center of the EGR passage (2) when the shaft (9) is tilted by the reaction force of the spring (5) when the valve is fully closed is defined as the X direction. And
A direction in which the center of the valve body (10) is displaced from the center of the EGR passage (2) due to welding distortion of the shaft (9) is defined as a Y direction,
When an inferior angle between a half line rx extending in the X direction from the center of the valve body (10) and a half line ry extending in the Y direction from the center of the valve body (10) is defined as a center angle α,
The seal ring (26) is provided in an elliptical shape in which the entire inner circumferential shape entering the circumferential groove (25) corresponds to the groove bottom shape, and an abutment gap (26a) is provided at one place in the circumferential direction. ), And the joint gap (26a) is arranged within the range of the central angle α.
請求項1または2に記載した排気ガス再循環装置において、
前記弁体(10)は、少なくとも二部品(10a、10b)に分割して構成され、前記二部品(10a、10b)を組み合わせて前記周方向溝(25)が形成されることを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The valve body (10) is divided into at least two parts (10a, 10b), and the circumferential groove (25) is formed by combining the two parts (10a, 10b). Exhaust gas recirculation device.
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