JP2016133207A - Flow control valve - Google Patents
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Description
この発明は、流体通路における流体流量を制御するために使用される流量制御弁に関する。 The present invention relates to a flow control valve used to control a fluid flow rate in a fluid passage.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載されるEGR弁が知られている。図3に断面図で示すように、このEGR弁のハウジング53には、弁座54が設けられる。この弁座54との間で弁体55を開閉させるために、一端に弁体55が固定された弁軸56が、アクチュエータ57により往復運動(ストローク運動)可能に設けられる。この弁軸56は、ハウジング53に設けられた2つのスラスト軸受57,58によりストローク運動可能に支持される。この他、この弁軸56とハウジング53との間には、シール部材59とデポガード60が設けられる。これら部材59,60により、ガスや異物、水分などが弁軸56とスラスト軸受58との隙間からアクチュエータ57の側へ漏れることを防止するようになっている。
Conventionally, as this type of technology, for example, an EGR valve described in Patent Document 1 below is known. As shown in a sectional view in FIG. 3, a
ところが、特許文献1に記載されるEGR弁では、スラスト軸受57,58がハウジング53とは別部品から構成されていた。また、それらスラスト軸受57,58の耐久性を確保するために、それらが高価な焼結材により形成されることがあった。更に、二つのスラスト軸受57,58をハウジング53に組み付けるための手間が必要となり、スラスト軸受57,58の分だけEGR弁の部品点数も増えることになった。加えて、このEGR弁では、弁座54がハウジング53とは別部品から構成されていた。また、その弁座54の耐久性を確保するために、弁座54が高価な焼結材により形成されることがあった。また、弁座54をハウジング53に組み付ける手間が必要となり、弁座54の分だけEGR弁の部品点数が増えることになった。
However, in the EGR valve described in Patent Document 1, the
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁軸のための軸受を別途組み付ける必要がなく、軸受の耐久性を向上させられる流量制御弁を提供することにある。この発明の別の目的は、上記目的に加え、弁座を別途組み付ける必要がなく、弁座の耐久性を向上させられる流量制御弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flow control valve that does not require a separate bearing for the valve shaft and can improve the durability of the bearing. . Another object of the present invention is to provide a flow control valve capable of improving the durability of the valve seat without the need to separately assemble a valve seat in addition to the above object.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、流体の流路を有するハウジングと、流路に設けられた弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座に対して移動させるために弁体と一体的に設けられた弁軸と、弁体と共に弁軸を軸方向へストローク運動させるための駆動手段と、ハウジングと弁軸との間に設けられ、弁軸をストローク運動可能に支持するための軸受とを備えた流量制御弁において、軸受がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a housing having a fluid flow path, a valve seat provided in the flow path, a valve body provided seatable on the valve seat, and a valve. A valve shaft provided integrally with the valve body for moving the body relative to the valve seat, drive means for moving the valve shaft in the axial direction together with the valve body, and between the housing and the valve shaft A flow control valve provided with a bearing for supporting the valve shaft so as to be capable of stroke movement, wherein the bearing is formed of an alloy mainly composed of aluminum integrally with the housing, and at least a portion of the bearing in the housing It is intended that a ceramic coating having at least corrosion resistance is formed on the surface of the film.
上記発明の構成によれば、軸受がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、軸受の分だけ流量制御弁の部品点数が減る。また、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されるので、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の耐食性が増す。 According to the configuration of the above invention, since the bearing is formed of an alloy mainly composed of aluminum integrally with the housing, the number of parts of the flow control valve is reduced by the amount of the bearing. In addition, since the ceramic coating having at least corrosion resistance is formed on the surface of at least the bearing portion of the housing, the corrosion resistance of at least the bearing portion of the housing is increased.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、弁座がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、弁座もハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、弁座の分も流量制御弁の部品点数が減る。また、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されるので、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の耐食性が増す。 According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to claim 1, the valve seat is also formed of an alloy mainly composed of aluminum integrally with the housing, so that the valve seat is also a part of the flow control valve. Points are reduced. In addition, since the ceramic coating having at least corrosion resistance is formed on the surface of at least the bearing and valve seat portion of the housing, the corrosion resistance of at least the bearing and valve seat portion of the housing is increased.
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、セラミックコーティングは、電解法によりアルミニウムの表面に形成された二酸化チタンの皮膜であり、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the ceramic coating is a titanium dioxide film formed on the surface of aluminum by an electrolytic method, and has a corrosion resistance. In addition to this, it is intended to have heat resistance and wear resistance.
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、セラミックコーティングが、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有するので、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分又は軸受と弁座の部分の耐熱性及び耐摩耗性が増す。
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、弁軸をストローク運動可能に支持することができ、弁軸のための軸受を別途組み付ける必要がなく、軸受の耐久性を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the valve shaft can be supported so as to be capable of stroke movement, and it is not necessary to separately assemble a bearing for the valve shaft, and the durability of the bearing can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、弁座を別途組み付ける必要がなく、弁座の耐久性を向上させることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、軸受又は軸受と弁座の耐久性を更に向上させることができる。
According to the invention described in
以下、本発明の流量制御弁を排気還流弁(EGR弁)に具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a flow control valve of the present invention is embodied as an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、全閉状態のEGR弁1を正断面図により示す。EGR弁1は、エンジンから排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路へ戻すEGR通路に設けられ、流体としてのEGRガスの流量を制御するために使用される。 FIG. 1 is a front sectional view showing the EGR valve 1 in a fully closed state. The EGR valve 1 is provided in an EGR passage that returns a part of exhaust gas discharged from the engine to the intake passage as EGR gas, and is used to control the flow rate of the EGR gas as a fluid.
図1に示すように、EGR弁1は、ポペット弁構造をなし、EGRガスの流路2を有する金属製のハウジング3と、流路2の中間に設けられた弁座4と、弁座4に着座可能に設けられた金属製の弁体5と、弁体5を弁座4に対して往復運動(ストローク運動)させるために弁体5と一体的に設けられた金属製の弁軸6と、弁体5と共に弁軸6を軸方向へストローク運動させるためのアクチュエータ7とを備える。アクチュエータ7は、本発明の駆動手段の一例に相当する。アクチュエータ7は、一例としてステップモータより構成され、弁軸6を弁体5と共に軸方向へストローク運動させるように構成される。このEGR弁1は、アクチュエータ7により弁体5を弁座4に対して移動させて両者4,5の間で形成される計量部の開口面積を変化させる。これにより、流路2におけるEGRガス流量を制御するようになっている。この実施形態では、アクチュエータ7の構成の詳しい説明は省略する。流路2の両端は、EGRガスが導入される入口2aと、EGRガスが導出される出口2bとなっている。
As shown in FIG. 1, the EGR valve 1 has a poppet valve structure, a
この実施形態において、弁軸6は、図1においてハウジング3を垂直に貫通して配置され、その基端部(上端部)が、アクチュエータ7にて、ねじ機構を介して駆動連結される。弁軸6は、例えば、銅の焼結材により形成される。弁座4は、ハウジング3と一体に形成され、その中心に弁孔4aを含む。弁体5は、その中心に軸孔5aを含み、略円錐形状をなし、底面5bを含む。弁体5は、弁軸6の先端部(下端部)が軸孔5aに挿入された状態で溶接21により弁軸6に固定される。弁体5は、例えば、SUS等により形成される。ハウジング3と弁軸6の中間部分との間には、弁軸6をストローク運動可能に支持するためのスラスト軸受8が設けられる。このスラスト軸受8は、ハウジング3の中心に形成された孔より構成される。弁軸6の上側部分には、断面(弁軸6の軸線に直交する方向の断面)が小判形状をなす異形部9が設けられる。スラスト軸受8の孔の断面形状も、この異形部9と整合する小判形状をなす。この小判形状の異形部9とスラスト軸受8との係合により、弁軸6が回り止めされながらストローク運動可能に支持される。この他、ハウジング3には、ハウジング3と弁軸6との間をシールするリップシール10が、スラスト軸受8に隣接して設けられる。また、ハウジング3には、ハウジング3と弁軸6との間をデポジットからガードするデポガードプラグ11が、リップシール10に隣接して設けられる。
In this embodiment, the
この実施形態では、スラスト軸受8と弁座4がハウジング3と一体に形成される。ハウジング3は、例えば、アルミニウムを主成分とした合金により形成される。また、スラスト軸受8の部分と弁座4の部分を含むハウジング3の全表面には、セラミックコーティングが形成される。図2に、ハウジング3の表面に形成されたセラミックコーティング31を拡大断面図により示す。このセラミックコーティング31は、アルミニウムよりなるハウジング3の表面に電解法により形成された二酸化チタンの皮膜であり、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性を有する。セラミックコーティング31は、例えば「8〜10μm」程度の厚みを有する。このセラミックコーティング31を形成する方法として、例えば、ヘンケルジャパンのプラズマ電解コーティング技術「エレクトロ・セラミック・コーティング(ECC)」を利用することができる。
In this embodiment, the thrust bearing 8 and the
以上説明したこの実施形態のEGR弁1によれば、スラスト軸受8がハウジング3と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、スラスト軸受8の分だけEGR弁1の部品点数が減る。また、スラスト軸受8の部分を含むハウジング3の表面に耐食性を有するセラミックコーティング31が形成されるので、スラスト軸受8の部分を含むハウジング3の耐食性が増す。このため、弁軸6をストローク運動可能に支持することができ、弁軸6のためのスラスト軸受8を別途組み付ける必要がなく、スラスト軸受8を含むハウジング3の耐久性を向上させることができる。
According to the EGR valve 1 of this embodiment described above, since the
この実施形態では、弁座4もハウジング3と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、更に弁座4の分もEGR弁1の部品点数が減る。また、弁座4の部分も含むハウジング3の表面に耐食性を有するセラミックコーティング31が形成されるので、弁座4の部分も耐食性が増す。このため、弁座4も別途組み付ける必要がなく、弁座4の耐久性も向上させることができる。
In this embodiment, since the
この実施形態では、セラミックコーティング31が、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有するので、スラスト軸受8と弁座4を含むハウジング3の耐熱性及び耐摩耗性が増す。このため、スラスト軸受8と弁座4を含むハウジング3の耐久性を更に向上させることができる。
In this embodiment, since the
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can also be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1)前記実施形態では、スラスト軸受8と弁座4の両方をハウジング3と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成したが、軸受のみをハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成することもできる。
(1) In the above embodiment, both the
(2)前記実施形態では、スラスト軸受8と弁座4の部分を含むハウジング3の表面にセラミックコーティング31を形成したが、軸受の部分を含むハウジングの表面にセラミックコーティングを形成したり、ハウジングのうち軸受と弁座の部分の表面のみにセラミックコーティングを形成したり、ハウジングのうち軸受の部分の表面のみにセラミックコーティングを形成したりすることができる。
(2) In the above embodiment, the
(3)前記実施形態では、ハウジング3の表面に、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性を有するセラミックコーティング31を形成したが、耐食性と耐熱性又は耐食性のみを有するセラミックコーティングをハウジングの表面に形成することもできる。
(3) In the above embodiment, the
この発明は、EGR通路におけるEGRガス流量を制御するEGR弁をはじめ、ガスや液体の流量を制御するポペット弁構造の弁に利用することができる。 The present invention can be used for an EGR valve that controls the flow rate of an EGR gas in an EGR passage, and a poppet valve structure that controls the flow rate of gas or liquid.
1 EGR弁(流量制御弁)
2 流路
3 ハウジング
4 弁座
5 弁体
6 弁軸
7 アクチュエータ(駆動手段)
8 スラスト軸受
31 セラミックコーティング
1 EGR valve (flow control valve)
2 Flow
8 Thrust bearing 31 Ceramic coating
Claims (3)
前記流路に設けられた弁座と、
前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体を前記弁座に対して移動させるために前記弁体と一体的に設けられた弁軸と、
前記弁体と共に前記弁軸を軸方向へストローク運動させるための駆動手段と、
前記ハウジングと前記弁軸との間に設けられ、前記弁軸をストローク運動可能に支持するための軸受と
を備えた流量制御弁において、
前記軸受が前記ハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、前記ハウジングのうち少なくとも前記軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを特徴とする流量制御弁。 A housing having a fluid flow path;
A valve seat provided in the flow path;
A valve body provided to be seated on the valve seat;
A valve shaft provided integrally with the valve body to move the valve body relative to the valve seat;
Drive means for moving the valve shaft in an axial direction together with the valve body;
In the flow control valve provided between the housing and the valve shaft, and comprising a bearing for supporting the valve shaft so as to be capable of stroke movement,
The bearing is formed of an alloy containing aluminum as a main component integrally with the housing, and a ceramic coating having at least corrosion resistance is formed on at least a surface of the bearing portion of the housing. valve.
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