JP2018135840A - 流路切替弁 - Google Patents

Abstract

【課題】第１流路に対して第２流路と第３流路を弁体で切り替えて連通させる流路切替弁において、第２流路と第３流路との間のシール性をより向上させることができる流路切替弁を提供する。【解決手段】流路切替弁１０は、第１流路２０と第２流路２１と第３流路２２が形成されたハウジング１１と、第２流路と第３流路を仕切る隔壁と、２つの弁翼部を有する弁体３０とを有する。一方の弁翼部における第２流路側弁翼面には、弁体が第１流路と第２流路を連通する場合に第２流路側弁翼面と第２流路側隔壁面とを非接触状態に保持するとともに第２流路から第３流路へと至る隙間を閉じるように第２流路側隔壁面に接触する第２流路側凸状部が、第２流路側弁翼面に沿って連続するように設けられている。同様に、他方の弁翼部における第３流路側弁翼面には、第３流路側凸状部が、第３流路側弁翼面に沿って連続するように設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、１方向からの流体の流路を分岐した２方向の流路の１つへ切り替える、あるいは２方向からの流体の流路の１つを１方向の流路へ切り替える、流路切替弁に関する。

例えば、内燃機関を搭載した車両には、排気経路内の排気ガスの一部を吸気経路内に戻して燃焼温度を低下させて、排気ガス中の窒素酸化物の発生量を抑制する排気ガス再循環システム（以下、ＥＧＲ装置と記載する）が搭載されている。なお、排気経路から吸気経路に排気ガスの一部を戻すＥＧＲ経路には、燃焼温度を低下させる効果をより大きくするためにＥＧＲ経路内の排気ガスの温度を低下させるＥＧＲクーラが設けられている場合がある。

ＥＧＲクーラが設けられている場合、ＥＧＲクーラには、例えば冷却用のクーラントが供給されており、当該クーラントによってＥＧＲクーラを通過する排気ガスが冷却される。しかし、例えば低温環境下での内燃機関の始動時では、暖機後の内燃機関に対して燃焼室を形成しているシリンダ等の温度が低く、燃焼室内の燃料が気化しにくい場合がある。燃焼室内の燃料が気化しにくい場合、失火等の発生により燃焼が不安定になり易く、始動性が悪化する。従って、このような場合では、ＥＧＲ経路内の排気ガスをＥＧＲクーラで冷却しない方が好ましい。なお、内燃機関の暖機後では、燃焼室の温度が充分高くなり燃焼室内の燃料が適切に気化されて燃焼が安定するので、ＥＧＲ経路内の排気ガスをＥＧＲクーラで冷却する方が好ましい。このため、ＥＧＲ経路を、必要に応じて、ＥＧＲクーラを通過する経路と、ＥＧＲクーラをバイパスする経路と、に切り替える種々の流路切替弁が提案されている。

例えば特許文献１には、ハウジング内の弁通路に入口ポート、第１出口ポート、第２出口ポートが形成され、入口ポートに対し第１出口ポートと第２出口ポートを切り替えて連通させる流路切替弁が開示されている。第１出口ポートと第２出口ポートの間には、隔壁が形成されており、当該隔壁の近傍位置に弁軸が回動可能に支持されている。そして、２枚の弁翼部がＬ字状に配置された弁体（第１出口ポートの側に配置された第１弁翼部と、第２出口ポートの側に配置された第２弁翼部と、がＬ字状に配置された弁体）が、弁軸に取り付けられている。入口ポートを第１出口ポートに連通するように弁体が回動した場合、第１出口ポートの側の第１弁翼部は、隔壁の第１出口ポート側の壁面に対して密着して第１出口ポートの側を開口する。このとき、第２出口ポートの側の第２弁翼部は、入口ポートとの連通を遮断するように第２出口ポートの側を閉鎖する。

特開２００４−１９０６９３号公報

内燃機関の排気ガス中には、燃料やエンジンオイルの不完全燃焼生成物が含まれており、排気ガスの一部を吸気経路に戻すＥＧＲ経路中における種々の箇所に、不完全燃焼生成物が、いわゆるデポジットとなって堆積する場合がある。従って、ＥＧＲ経路中に特許文献１に記載の流路切替弁を用いた場合、当該流路切替弁の内部の種々の箇所にも不完全燃焼生成物が堆積する場合がある。

特許文献１に記載の流路切替弁は、例えば入口ポートを第１出口ポートに連通させる場合、第１出口ポートの側の第１弁翼部を、隔壁の第１出口ポート側の壁面に密着させ、第１出口ポートからの流体が第２出口ポートへ漏れることを防いでいる。このとき、第１出口ポートの側の第１弁翼部における隔壁の側の面である弁翼部第１ポート側平面と、隔壁の第１出口ポートの側の壁面である隔壁第１ポート側平面と、にて平面と平面を密着させている。しかし、弁翼部第１ポート側平面あるいは隔壁第１ポート側平面に不完全燃焼生成物が堆積して凹凸が生じている場合、シール性が低下して密着させることができなくなる可能性がある。この場合、第１出口ポートからの流体が第２出口ポートへ漏れる可能性があるので、好ましくない。

つまり、平面状の弁翼部と、平面状の隔壁表面と、を密着させた場合では、平面と平面とを密着させているため単位面積あたりの圧力が小さくなる。従って、不完全燃焼生成物の堆積物を押し潰すための圧力が不足して、不完全燃焼生成物の堆積による凹凸を平坦にできない可能性があり、シール性が低下する可能性がある。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、第１流路に対して第２流路と第３流路を弁体で切り替えて連通させる流路切替弁において、第２流路と第３流路との間のシール性をより向上させることができる流路切替弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、第１流路、第２流路及び第３流路が形成されたハウジングと、第１流路に対して、第２流路と３流路を切り替えて連通させる弁体と、弁体を回動可能に支持する弁軸と、を有する流路切替弁において、ハウジングには、第１流路に連通する第１開口部と、第２流路に連通する第２開口部と、第３流路に連通する第３開口部と、が設けられており、ハウジング内には、第１流路と第２流路と第３流路とが接続された領域である連通領域が設けられており、第１開口部から連通領域までが第１流路として形成され、第２開口部から連通領域までが第２流路として形成され、第３開口部から連通領域までが第３流路として形成され、連通領域は、第１流路と第２流路との接続部である第２流路連通領域と、第１流路と第３流路との接続部である第３流路連通領域と、を有しており、第２流路と第３流路は、第２開口部と第３開口部との間から連通領域に至るように設けられた隔壁にて仕切られており、隔壁における第２流路の側には平面状の第２流路側隔壁面が形成され、隔壁における第３流路の側には平面状の第３流路側隔壁面が形成されており、弁体は、平板状の２つの弁翼部を有し、弁軸の回動によって、第２流路連通領域を開口するとともに第３流路連通領域を閉鎖する第２流路連通位置と、第３流路連通領域を開口するとともに第２流路連通領域を閉鎖する第３流路連通位置と、に回動され、一方の弁翼部は、弁体が第２流路連通位置に回動された場合に第２流路側隔壁面と対向するように接近する平面状の第２流路側弁翼面を有し、第２流路側弁翼面には、弁体が第２流路連通位置に回動された場合に接近した第２流路側弁翼面と第２流路側隔壁面とを非接触状態に保持するとともに第２流路から第３流路へと至る隙間を閉じるように第２流路側隔壁面に接触する第２流路側凸状部が、第２流路側弁翼面に沿って連続するように設けられており、他方の弁翼部は、弁体が第３流路連通位置に回動された場合に第３流路側隔壁面と対向するように接近する平面状の第３流路側弁翼面を有し、第３流路側弁翼面には、弁体が第３流路連通位置に回動された場合に接近した第３流路側弁翼面と第３流路側隔壁面とを非接触状態に保持するとともに第３流路から第２流路へと至る隙間を閉じるように第３流路側隔壁面に接触する第３流路側凸状部が、第３流路側弁翼面に沿って連続するように設けられている、流路切替弁である。

次に、第２の発明は、上記第１の発明に係る流路切替弁であって、弁体が、弁軸方向視で、一方の弁翼部と他方の弁翼部にてＬ字状に形成されている、流路切替弁である。

次に、第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係る流路切替弁であって、弁体に設けられている第２流路側凸状部と第３流路側凸状部は、弁体とは別の部材である別部材にて形成されている、流路切替弁である。

次に、第４の発明は、上記第１〜第３のいずれかの発明に係る流路切替弁であって、一方端が内燃機関の排気管に接続され、他方端が第１主流路を２つの流路に分岐させる分岐部の第１主流路に接続された排気導入路と、分岐部と、２つの流路と、２つの流路の一方に設けられて当該流路内を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、２つの流路を第２主流路へと合流させる合流部と、一方端が合流部の第２主流路に接続され、他方端が内燃機関の吸気管に接続された吸気導入路と、を有するＥＧＲ経路において、分岐部又は合流部に用いられる、流路切替弁である。

第１の発明によれば、弁体の切り替えに際し、弁体が第２流路連通位置とされた場合、第１流路と第２流路が連通して第３流路が閉鎖される。このとき、第２流路側弁翼面と第２流路側隔壁面は非接触状態とされ、第２流路側弁翼面に設けられている第２流路側凸状部が第２流路側隔壁面に接触する。従って、第２流路側弁翼面と第２流路側隔壁面とを接触させた場合と比較して、接触面積を非常に小さくすることができので、接触部における単位面積あたりの圧力を非常に大きくすることができる。これにより、隔壁表面にある不完全燃焼生成物の堆積物の凹凸を押し潰し、第２流路と第３流路との間のシール性を向上させることができる。なお、弁体が第３流路連通位置とされた場合も、同様に、第３流路側弁翼面と第３流路側隔壁面は非接触状態とされ、第３流路側弁翼面に設けられている第３流路側凸状部が第３流路側隔壁面に接触する。従って、接触部における単位面積あたりの圧力を非常に大きくすることができるので、第２流路と第３流路との間のシール性を向上させることができる。

第２の発明によれば、２つの弁翼部をＬ字状とすることで、一方の弁翼部で第２流路連通領域を開口するとともに他方の弁翼部で第３流路連通領域を閉鎖することと、一方の弁翼部で第２流路連通領域を閉鎖するとともに他方の弁翼部で第３流路連通領域を開口することを、容易に実現可能な形状とすることができる。

第３の発明によれば、第２流路側凸状部と第３流路側凸状部を別部材にすることで、第２流路側凸状部と第３流路側凸状部の形状・材質の自由度と弁体への第２流路側凸状部と第３流路側凸状部の取り付け位置の自由度を持つことができる。

第４の発明によれば、ディーゼルエンジン等におけるＥＧＲクーラを有するＥＧＲ装置において、ＥＧＲクーラを通過する経路と、ＥＧＲクーラをバイパスする経路と、を必要に応じて切替可能であり、かつ、第２流路と第３流路との間の排気ガスの漏れが少ない、良好なＥＧＲ装置を実現することができる。

本発明の流路切替弁をＥＧＲ経路に適用した内燃機関の概略構成を説明する図である。 第１の実施の形態における流路切替弁の外観を説明する斜視図である。 図２に示す流路切替弁の下面図である。 図２に示す流路切替弁の正面図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 流路切替弁の内部に設けられている第１流路、第２流路、第３流路、隔壁、弁体の配置をハウジングの上下方向に誇張して示す透視図（斜視図）である。 第１の実施形態における弁体の外観を説明する斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 弁翼部に設けた第２流路側凸状部と第３流路側凸状部の形成方法の例（その１）を説明する断面斜視図である。 弁翼部に設けた第２流路側凸状部と第３流路側凸状部の形成方法の例（その２）を説明する断面斜視図である。 弁翼部に設けた第２流路側凸状部と第３流路側凸状部の形成方法の例（その３）を説明する断面斜視図である。 第２の実施形態における弁体の外観を説明する斜視図である。 図５に示す断面図に対して、弁体を図１２に示す弁体とした、第２の実施の形態における流路切替弁の断面図である。 図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。

●［内燃機関の燃料供給装置の概略全体構成（図１）］
以下、本発明の流路切替弁を図面を用いて詳細に説明する。まず、図１を用いて、本発明の「流路切替弁１０」をＥＧＲ経路１３０に適用した内燃機関（図１の例は、ディーゼルエンジン）の概略構成を説明する。

図１は、自動車等に搭載されているディーゼルエンジン（内燃機関）の概略構成の例を示している。このディーゼルエンジンは、図１に示すように、エンジン１００、排気管１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、吸気管１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、ターボ過給機１５０、ＥＧＲ経路１３０等を備えている。燃料タンクから供給された燃料は、コモンレール１１２とインジェクタ１１３を経由して各気筒１１４内に噴射される。なお、内燃機関の運転状態を検出する各種の検出手段や、当該検出手段からの検出信号に基づいてインジェクタ１１３等の各アクチュエータを制御する制御装置については記載を省略している。

吸気経路は、吸入した空気（吸入空気）をエンジン１００に供給する通路であり、吸気管１２０ａ、吸気管１２０ｂ、吸気管１２０ｃにて構成されている。吸気管１２０ａに流入した燃焼前の吸入空気は、ターボ過給機１５０を構成するターボコンプレッサ１５２によって、吸気管１２０ａから、ターボコンプレッサ１５２を経由して、吸気管１２０ｂへと圧送される。このターボコンプレッサ１５２は、排気ガスで駆動されるターボタービン１５１に接続されている。吸気管１２０ｂ内を流通している吸入空気は、後述するＥＧＲ経路１３０を経由してきた排気ガスと混合されて、吸気管１２０ｃへと流入する。吸入空気と排気ガスが混合された当該ガスは、エンジン１００の各気筒へ吸気される。なお吸気管１２０ａには、吸入した空気の流量を検出する流量検出手段１５４（流量センサ等）が設けられている。

排気経路は、エンジン１００から排出された排気ガスが流通する通路であり、排気管１１０ａ、排気管１１０ｂ、排気管１１０ｃにて構成されている。具体的には、燃焼後の排気ガスは、エンジン１００の各気筒から排気管１１０ａに排出されて、排気管１１０ｂを経由して、ターボタービン１５１側へと流れる。ターボタービン１５１に到達した排気ガスは、ターボタービン１５１を回転させた後、排気管１１０ｃを通じて排気ガス浄化装置１５３へと導かれて浄化される。排気管１１０ａに排出された排気ガスの一部は、ＥＧＲ排気導入路１１１に流入し、ＥＧＲクーラ通路１３１、またはバイパス通路１３４、の一方と、ＥＧＲ吸気導入路１２１を経由して吸気管１２０ｃへと導かれる。

ＥＧＲ経路１３０は、ＥＧＲ排気導入路１１１、ＥＧＲクーラ通路１３１、バイパス通路１３４、ＥＧＲ吸気導入路１２１にて形成されている。ＥＧＲ排気導入路１１１の上流側は、排気管１１０ａに接続されている。ＥＧＲ排気導入路１１１の下流側は、ＥＧＲクーラ通路１３１及びバイパス通路１３４の上流側に接続され、その接続部には流路切替弁１０が設けられている。ＥＧＲクーラ通路１３１には、ＥＧＲクーラ１３５が設けられている。ＥＧＲクーラ通路１３１及びバイパス通路１３４の下流側は、合流部１３３にて合流されてＥＧＲ吸気導入路１２１の上流側に接続されている。ＥＧＲ吸気導入路１２１には、ＥＧＲ吸気導入路１２１内を流れる排気ガスの流量を調整可能なＥＧＲバルブ１４０が設けられている。そしてＥＧＲ吸気導入路１２１の下流側は、吸気管１２０ｃに接続されている。以下、流路切替弁１０について詳細に説明する。

●［第１の実施の形態における流路切替弁１０（図２〜図１１）］
次に、第１の実施形態における、流路切替弁１０の詳細な構成及び動作を図２〜図１１を用いて説明する。なお、説明の都合上、図２に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向を定めて説明をする。また、ハウジング面でアクチュエータ１２が設けられている面を「正面」とする。図中のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交しており、ハウジングの背面から正面に向かう方向をＸ軸方向、左側面から右側面に向かう方向をＹ軸方向、下面から上面へ向かう方向をＺ軸方向とする。各方向に対して、Ｚ軸方向を「上」、Ｚ軸方向と反対方向を「下」、Ｘ軸方向を「前」、Ｘ軸方向と反対側を「後」、Ｙ軸方向を「右」、Ｙ軸方向と反対方向を「左」として説明する。

●［流路切替弁１０の外観（図２〜図４）］
まず図２〜図４を用いて、第１の実施の形態における流路切替弁１０の外観について説明する。図２は流路切替弁１０の外観を示す斜視図であり、図３は流路切替弁１０の下面図であり、図４は流路切替弁１０の正面図である。ハウジング１１の上面には第１開口部１６が面の中央部に設けられており、第１開口部１６にはＥＧＲ排気導入路１１１（図１参照）の下流側が接続される。また、ハウジング１１の前側面には、前後方向に延びる貫通孔が設けられており、弁軸１５は回転可能な状態で当該貫通孔に挿通されている。弁軸１５は、弁体３０に設けられている弁軸受孔３４（図７参照）に挿通されて、弁体３０と一体となって回動する（図４参照）。また、弁軸１５におけるハウジング１１の前側の端部は、ハウジング１１の前面から突出されており、リンク部材１４、１４ａとロッド１３を介しアクチュエータ１２（例えばダイアフラム）に接続されている。アクチュエータ１２は、ハウジング１１に設けられているステー１２ａに固定されている。アクチュエータ１２は、ロッド１３を長手方向に往復移動させることで、リンク部材１４、１４ａを介して弁軸１５を回動する（図４参照）。

図３に示すように、ハウジング１１の下面には、第２開口部１７と第３開口部１８が設けられており、例えば、第２開口部１７にはＥＧＲクーラ通路１３１（図１参照）の上流側が接続され、第３開口部１８にはバイパス通路１３４（図１参照）の上流側が接続される。また図３に示すように、第２開口部１７と第３開口部１８との間には、弁軸１５と平行となるように隔壁１９が設けられており、隔壁１９によって、第２開口部１７と第３開口部１８とが仕切られている。

●［流路切替弁１０の内部構造等（図５〜図１１）］
まず図５を用いて、第１流路２０、第２流路２１、第３流路２２について説明する。図５に示すように、隔壁１９は、第１開口部１６と第３開口部１８との間から、連通領域２５に至るように（弁軸１５に接近する位置まで）延ばされている。また、図５に示すように、ハウジング１１には、第１開口部１６に連通する第１流路２０と、第２開口部１７に連通する第２流路２１と、第３開口部１８に連通する第３流路２２が設けられている。連通領域２５は、第１流路２０と第２流路２１と第３流路２２とが接続された領域であって、第１流路２０と第２流路２１との接続部である第２流路連通領域２３と、第１流路２０と第３流路２２との接続部である第３流路連通領域２４と、を有している。第１開口部１６から連通領域２５までの流路が第１流路２０であり、第２開口部１７から連通領域２５までの流路が第２流路２１であり、第３開口部１８から連通領域２５までの流路が第３流路２２である。また図６に示すように、第１流路２０と第２流路２１との境界部には、弁翼部３１ａが第２流路２１を閉鎖する際に当接する面である第２流路弁翼当接面２６ａが内壁面に沿って連続するように設けられている。同様に、第１流路２０と第３流路２２との境界部には、弁翼部３１ｂが第３流路２２を閉鎖する際に当接する面である第３流路弁翼当接面２６ｂが内壁面に沿って連続するように設けられている。

次に、隔壁１９の構造について説明する。ハウジング１１の第２開口部１７と第３開口部１８の間には、隔壁１９が設けられている。隔壁１９は、図５に示すように、弁軸１５の近傍まで設けられている。つまり、第２流路と第３流路は、第２開口部と第３開口部との間から連通領域２５に至るように設けられた隔壁１９にて仕切られている。隔壁１９における第２流路２１の側には平面状の第２流路側隔壁面１９ａが形成され、隔壁１９における第３流路２２の側には平面状の第３流路側隔壁面１９ｂが形成されている。

次に、図７を用いて弁体３０の構造について説明する。図７に示すように、弁体３０は、平板状の２つの弁翼部３１ａ、３１ｂを有し、弁翼部３１ａと弁翼部３１ｂが弁軸受孔３４を挟んで、角度θを有する略Ｌ字状になるように形成されている。例えば、角度θは、９０度に設定されている。図７に示すように、弁翼部３１ｂの外周の輪郭形状は、直線状に平行とされた側部Ｓ４、Ｓ５と、円弧状の形状を有する頂部Ｓ６と、を有する。側部Ｓ４、Ｓ５と、頂部Ｓ６は、図６に示す第３流路弁翼当接面２６ｂと重なる形状とされている。同様に、弁翼部３１ａの外周の輪郭形状は、直線状に平行とされた側部Ｓ１、Ｓ２と、円弧状の形状を有する頂部Ｓ３と、を有する。側部Ｓ１、Ｓ２と、頂部Ｓ３は、図６に示す第２流路弁翼当接面２６ａと重なる形状とされている。

また図７に示すように、弁翼部３１ａにおける弁翼部３１ｂに近い側の平面を第２流路側弁翼面３３ａとして、弁翼部３１ｂにおける弁翼部３１ａに近い側の平面を第３流路側弁翼面３３ｂとする。第３流路側弁翼面３３ｂには、直線状とされた側部Ｓ４から側部Ｓ５へと至る第３流路側凸状部３２ｂが設けられている。第３流路側凸状部３２ｂは、第３流路側弁翼面３３ｂから突出する高さが一定とされて、側部Ｓ４から側部Ｓ５へと連続するように設けられている。なお図７に示す例では、第３流路側凸状部３２ｂにおける側部Ｓ４から側部Ｓ５に至る経路は、側部Ｓ４から少し内方に延びた後、頂部Ｓ６の縁部よりやや内側に沿って側部Ｓ５の近傍に達した後、側部Ｓ５へと至る経路としているが、側部Ｓ４から側部Ｓ５に至る経路であれば、どのような経路であってもよい。同様に、第２流路側弁翼面３３ａには、直線状とされた側部Ｓ１から側部Ｓ２へと至る第２流路側凸状部３２ａが設けられている。第２流路側凸状部３２ａにおける側部Ｓ１から側部Ｓ２に至る経路は、側部Ｓ１から側部Ｓ２に至る経路であれば、どのような経路であってもよい。

次に図８〜図１１を用いて、第３流路側凸状部３２ｂの形成方法の例について説明する。なお第２流路側凸状部３２ａも同様であるので、第２流路側凸状部３２ａについては説明を省略する。図９に示す例は、径が一定（第３流路側弁翼面３３ｂからの高さ３８が一定）の線材３５を、第３流路側弁翼面３３ｂに溶接した例を示しており、溶接ビード３６によって固定された線材３５にて高さ３８が一定の第３流路側凸状部３２ｂを形成した例を示している。断面が円弧状の線材３５を用いると、第３流路側隔壁面１９ｂに接触した際に線接触状態となり、接触面積をさらに小さくすることができるので、好ましい。図１０に示す例は、第３流路側弁翼面３３ｂからの高さ３８が一定となるように、溶接ビード３６を形成（溶接ビードのみを形成）することで、高さ３８が一定の第３流路側凸状部３２ｂを形成した例を示している。図１１に示す例は、第３流路側弁翼面３３ｂからの高さ３８が一定となるように、プレス成型にて、高さ３８が一定の第３流路側凸状部３２ｂを第３流路側弁翼面３３ｂに一体成形した例を示している。このように、第２流路側凸状部３２ａ、第３流路側凸状部３２ｂの形成方法には、種々の方法がある。

●［流路切替弁１０の動作］
図４を用いて、アクチュエータ１２の動作を説明する。上述した構成を有することで、アクチュエータ１２は、例えば、低温環境下の始動時では、ロッド１３を縮めるように動作し、低温環境下での始動時でない場合は、ロッド１３を延ばすように動作する。アクチュエータ１２がロッド１３を延ばすと（図４においてロッド１３を下方に移動させると）、リンク部材１４ａ（図２参照）、リンク部材１４を介して弁軸１５が回動され（図４において弁軸１５が左回りに回動され）て、弁体３０は図５において実線にて示す第２流路連通位置２３ａに回動される。これにより、弁体３０は、第２流路２１を開口するとともに第３流路２２を閉鎖する。またアクチュエータ１２がロッド１３を縮めると（図４においてロッド１３を上方に移動させると）、リンク部材１４ａ（図２参照）、リンク部材１４を介して弁軸１５が回動され（図４において弁軸１５が右回りに回動され）て、弁体３０は図５において二点鎖線にて示す第３流路連通位置２４ａに回動される。これにより、弁体３０は、第３流路２２を開口するとともに第２流路２１を閉鎖する。

弁体３０が、図５において実線にて示す第２流路連通位置２３ａに回動された場合、弁翼部３１ａにおける第２流路側弁翼面３３ａに設けられた第２流路側凸状部３２ａは、（対向して接近している）第２流路側弁翼面３３ａと第２流路側隔壁面１９ａとを非接触状態に保持する。同時に、第２流路側凸状部３２ａは、図５及び図６に示すように、第２流路２１から第３流路２２へと至る隙間を閉じるように第２流路側隔壁面１９ａに接触する。上述したように、第２流路側凸状部３２ａは、第２流路側弁翼面３３ａの側部Ｓ１から側部Ｓ２へと至る高さが一定の連続した形状であるので、図６に示すように、第２流路２１から第３流路２２へと至る隙間を適切に閉じることができる。そして、弁翼部３１ｂにおける第３流路側弁翼面３３ｂの裏面の縁部は、図６に示すように、第３流路２２の内壁に形成された第３流路弁翼当接面２６ｂに圧着されて第３流路２２を閉鎖する。

このように、図５に示すように、弁体３０が第２流路連通位置２３ａに回動された場合、平面（第２流路側弁翼面３３ａ）が平面（第２流路側隔壁面１９ａ）に圧着するのでなく、第２流路側凸状部３２ａが平面（第２流路側隔壁面１９ａ）に圧着するので、圧着箇所における単位面積あたりの圧力を大きくすることができる。これにより、第２流路側凸状部３２ａが第２流路側隔壁面１９ａの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰して第２流路側隔壁面１９ａに圧着するため、第２流路２１と第３流路２２との間のシール性はより向上する。また、不完全燃焼物の堆積物は、粘着性を有しているため、平面と平面で圧着するような圧着面積が大きい場合、平面と平面の間の粘着力は大きく、弁体が隔壁から剥がれずに、いわゆる固着した状態となる可能性がある。しかし、本願の構造では、平面と凸状部の圧着であり、圧着面積が非常に小さいので、粘着力を小さくすることができ、弁体３０が隔壁１９へ固着することを防止できる。

弁体３０が、図５において二点鎖線にて示す第３流路連通位置２４ａに回動された場合、弁翼部３１ｂにおける第３流路側弁翼面３３ｂに設けられた第３流路側凸状部３２ｂは、（対向して接近している）第３流路側弁翼面３３ｂと第３流路側隔壁面１９ｂとを非接触状態に保持する。同時に、第３流路側凸状部３２ｂは、図５及び図６に示すように、第３流路２２から第２流路２１へと至る隙間を閉じるように第３流路側隔壁面１９ｂに接触する。上述したように、第３流路側凸状部３２ｂは、第３流路側弁翼面３３ｂの側部Ｓ４から側部Ｓ５へと至る高さが一定の連続した形状であるので、図６に示すように、第３流路２２から第２流路２１へと至る隙間を適切に閉じることができる。そして、弁翼部３１ａにおける第２流路側弁翼面３３ａの裏面の縁部は、図６に示すように、第２流路２１の内壁に形成された第２流路弁翼当接面２６ａに圧着されて第２流路２１を閉鎖する。

このように、図５に示すように、弁体３０が第３流路連通位置２４ａに回動された場合、平面（第３流路側弁翼面３３ｂ）が平面（第３流路側隔壁面１９ｂ）に圧着するのでなく、第３流路側凸状部３２ｂが平面（第３流路側隔壁面１９ｂ）に圧着するので、圧着箇所における単位面積あたりの圧力を大きくすることができる。これにより、第３流路側凸状部３２ｂが第３流路側隔壁面１９ｂの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰して第３流路側隔壁面１９ｂに圧着するため、第２流路２１と第３流路２２との間のシール性はより向上する。また、平面と凸状部の圧着であり、圧着面積が非常に小さいので、粘着力を小さくすることができ、弁体３０が隔壁１９へ固着することを防止できる。

●［第２の実施の形態の流路切替弁１０ｚ（図１２〜図１４）］
次に図１２〜図１４を用いて、第２の実施の形態の流路切替弁１０ｚについて説明する。第２の実施の形態の流路切替弁１０ｚは、図５に示す第１の実施の形態の流路切替弁１０に対して、図７に示す弁体３０を、図１２に示す弁体３０ｚへと変更している点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。

図１２に示すように、第２の実施の形態における弁体３０ｚは、図７に示す弁体３０に対して、弁翼部３１ａにおける第２流路側弁翼面３３ａの裏面の縁部に凸状部３２ｃが設けられ、弁翼部３１ｂにおける第３流路側弁翼面３３ｂの裏面の縁部に凸状部３２ｄが設けられている点が異なる。凸状部３２ｃと凸状部３２ｄの形成方法は、図９から図１１で示した第２流路側凸状部３２ａと第３流路側凸状部３２ｂの形成方法と同様に、種々の方法がある。

図１４を用いて、凸状部３２ｄの形状について説明する。なお凸状部３２ｃも同様であるので、凸状部３２ｃについては説明を省略する。また、形成方法についても、第２流路側凸状部３２ａと第３流路側凸状部３２ｂと同様であるため説明を省略する。

凸状部３２ｄは、図１４に示すように、第３流路側弁翼面３３ｂの裏面において、高さ３８ｚが一定となるように、連続して設けられている。また凸状部３２ｄは、図１２に示すように、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ４の位置から、頂部Ｓ６を経由して、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ５の位置まで、弁翼部３１ｂの縁部に沿って設けられている。つまり、凸状部３２ｄは、弁体３０ｚが図１３の二点鎖線にて示す第２流路連通位置２３ａに回動した場合に、弁翼部３１ｂと、図１３において第３流路弁翼当接面２６ｂと、が接する位置に設けられている。これにより、弁体３０ｚが第２流路連通位置２３ａ（図１３における二点鎖線にて示す弁体３０ｚの位置）に回動された場合、図１３に示す第３流路弁翼当接面２６ｂに、凸状部３２ｄが接触するとともに第３流路側弁翼面３３ｂの裏面は非接触状態とされる。

凸状部３２ｃは、図１２に示すように、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ１の位置から、頂部Ｓ３を経由して、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ２の位置まで、弁翼部３１ａの縁部に沿って設けられている。つまり、凸状部３２ｃは、弁体３０ｚが図１３の実線にて示す第３流路連通位置２４ａに回動した場合に、弁翼部３１ａと、図６において第２流路弁翼当接面２６ａと、が接する位置に設けられている。これにより、弁体３０ｚが第３流路連通位置２４ａ（図１３における実線にて示す弁体３０ｚの位置）に回動された場合、図６において第２流路弁翼当接面２６ａに、凸状部３２ｃが接触するとともに第２流路側弁翼面３３ａの裏面は非接触状態とされる。

弁体３０ｚが、図１３において実線にて示す第３流路連通位置２４ａに回動された場合、弁翼部３１ａにおける第２流路側弁翼面３３ａの裏面に設けられた凸状部３２ｃは、（対向して接近している）第２流路側弁翼面３３ａの裏面と第２流路側弁翼当接面２６ａとを非接触状態に保持する。同時に、凸状部３２ｃは、図１３に示すように、第１流路２０から第２流路２１へと至る隙間を閉じるように第２流路側弁翼当接面２６ａに接触する。上述したように、凸状部３２ｃは、第２流路側弁翼面３３ａの裏面の弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ１の位置から、頂部Ｓ３を経由して、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ２の位置へと至る高さが一定の連続した形状であるので、図６に示すように、第１流路２０から第２流路２１へと至る隙間を適切に閉じることができる。

このように、図１３に示すように、弁体３０ｚが第３流路連通位置２４ａに回動された場合、平面（第２流路側弁翼面３３ａの裏面）が平面（第２流路側弁翼当接面２６ａ）に圧着するのでなく、凸状部３２ｃが平面（第２流路側弁翼当接面２６ａ）に圧着するので、圧着箇所における単位面積あたりの圧力を大きくすることができる。これにより、凸状部３２ｃが第２流路側弁翼当接面２６ａの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰して第２流路側弁翼当接面２６ａに圧着するため、第２流路２１と第３流路２２との間のシール性はより向上する。また、平面と凸状部の圧着であり、圧着面積が非常に小さいので、粘着力を小さくすることができ、弁体３０ｚが第２流路側弁翼当接面２６ａへ固着することを防止できる。

弁体３０ｚが、図１３において二点鎖線にて示す第２流路連通位置２３ａに回動された場合、弁翼部３１ｂにおける第３流路側弁翼面３３ｂの裏面に設けられた凸状部３２ｄは、（対向して接近している）第３流路側弁翼面３３ｂの裏面と第３流路側弁翼当接面２６ｂとを非接触状態に保持する。同時に、凸状部３２ｄは、図１３に示すように、第１流路２０から第２流路２１へと至る隙間を閉じるように第３流路側弁翼当接面２６ｂに接触する。上述したように、凸状部３２ｄは、第３流路側弁翼面３３ｂの裏面の弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ４の位置から、頂部Ｓ６を経由して、弁軸受孔３４に近接する側部Ｓ５の位置へと至る高さが一定の連続した形状であるので、第１流路２０から第３流路２２へと至る隙間を適切に閉じることができる。

このように、図１３に示すように、弁体３０ｚが第２流路連通位置２３ａに回動された場合、平面（第３流路側弁翼面３３ｂの裏面）が平面（第３流路側弁翼当接面２６ｂ）に圧着するのでなく、凸状部３２ｄが平面（第３流路側弁翼当接面２６ｂ）に圧着するので、圧着箇所における単位面積あたりの圧力を大きくすることができる。これにより、凸状部３２ｄが第３流路側弁翼当接面２６ｂの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰して第３流路側弁翼当接面２６ｂに圧着するため、第１流路２０と第３流路２２との間のシール性はより向上する。また、平面と凸状部の圧着であり、圧着面積が非常に小さいので、粘着力を小さくすることができ、弁体３０ｚが第３流路側弁翼当接面２６ｂへ固着することを防止できる。
●［本願の効果］

以上に説明したように、第１の実施の形態における流路切替弁１０において、例えば、第１流路２０を第３流路２２へ連通させる場合において、第３流路側弁翼面３３ｂの第３流路側凸状部３２ｂが、第３流路隔壁面１９ｂに接触するため、従来の平面（第３流路側弁翼面３３ｂ）と平面（第３流路隔壁面１９ｂ）が接触する場合に比べて、単位面積当たりの圧力を上げることができ、第３流路隔壁面１９ｂの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰し、第３流路隔壁面１９ｂにより圧着できる。これにより、流路切替弁１０において、第２流路２１と第３流路２２の間のシール性を向上させることができる。

また、第２の実施の形態における流路切替弁１０ｚにおいて、例えば、第１流路２０を第３流路２２へ連通させる場合において、上述した効果に加えて、第２流路弁翼面３３ａの凸状部３２ｃが、第２流路弁翼当接面２６ａに接触するため、従来の平面（第２流路弁翼面３３ａ）と平面（第２流路弁翼当接面２６ａ）が接触する場合に比べて、単位面積当たりの圧力を上げることができ、第２流路弁翼当接面２６ａの不完全燃焼物の堆積物の凹凸を潰し、第２流路弁翼当接面２６ａにより圧着できる。これにより、流路切替弁１０ｚにおいて、第１流路２０と連通しない流路の間のシール性を向上させることができる。

本願の流路切替弁は、第１流路を第２流路または第３流路に切り替えて連通させる場合において、第２流路と第３流路の間のシール性を向上させるだけではなく、第２流路と第３流路との間のシール性もより向上させることができる。

本発明の、流路切替弁は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。特に、弁体３０の形状は本実施の形態に示した形状に限定されず、第１流路を第２流路または第３流路に切り替えにおいて、連通する側の流路を開放し、連通しない側の流路を閉鎖する形状であればよい。

本実施の形態にて説明した流路切替弁は、図１に示す内燃機関のＥＧＲ装置に限定されず、内燃機関の流体の流路の流路切替弁として適用することができる。また、図１による分岐部に適用した例を説明したが、分岐部でなく合流部１３３（図１参照）に流路切替弁を適用してもよい。

１０、１０ｚ 流路切替弁
１１ ハウジング
１２ アクチュエータ
１２ａ ステー
１３ ロッド
１４、１４ａ リンク部材
１５ 弁軸
１６ 第１開口部
１７ 第２開口部
１８ 第３開口部
１９ 隔壁
１９ａ 第２流路側隔壁面
１９ｂ 第３流路側隔壁面
２０ 第１流路
２１ 第２流路
２２ 第３流路
２３ 第２流路連通領域
２３ａ 第２流路連通位置
２４ 第３流路連通領域
２４ａ 第３流路連通位置
２５ 連通領域
２６ａ 第２流路弁翼当接面
２６ｂ 第３流路弁翼当接面
３０、３０ｚ 弁体
３１ａ、３１ｂ 弁翼部
３２ａ 第２流路側凸状部
３２ｂ 第３流路側凸状部
３２ｃ、３２ｄ 凸状部
３３ａ 第２流路側弁翼面
３３ｂ 第３流路側弁翼面
３４ 弁軸受孔
３５ 線材
３６ 溶接ビード
３８、３８ｚ 高さ
１００ エンジン（内燃機関）
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 排気管
１１１ ＥＧＲ排気導入路
１１２ コモンレール
１１３ インジェクタ
１１４ 気筒
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ 吸気管
１２１ ＥＧＲ吸気導入路
１３０ ＥＧＲ経路
１３１ ＥＧＲクーラ通路
１３３ 合流部
１３４ バイパス通路
１３５ ＥＧＲクーラ
１４０ ＥＧＲバルブ
１５０ ターボ過給機
１５１ ターボタービン
１５２ ターボコンプレッサ
１５３ 排気ガス浄化装置
１５４ 流量検出手段
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４，Ｓ５ 側部
Ｓ３、Ｓ６ 頂部

Claims (4)

1. 第１流路、第２流路及び第３流路が形成されたハウジングと、
   前記第１流路に対して、前記第２流路と前記３流路を切り替えて連通させる弁体と、
   前記弁体を回動可能に支持する弁軸と、
   を有する流路切替弁において、
   前記ハウジングには、前記第１流路に連通する第１開口部と、前記第２流路に連通する第２開口部と、前記第３流路に連通する第３開口部と、が設けられており、
   前記ハウジング内には、前記第１流路と前記第２流路と前記第３流路とが接続された領域である連通領域が設けられており、前記第１開口部から前記連通領域までが前記第１流路として形成され、前記第２開口部から前記連通領域までが前記第２流路として形成され、前記第３開口部から前記連通領域までが前記第３流路として形成され、
   前記連通領域は、前記第１流路と前記第２流路との接続部である第２流路連通領域と、前記第１流路と前記第３流路との接続部である第３流路連通領域と、を有しており、
   前記第２流路と前記第３流路は、前記第２開口部と前記第３開口部との間から前記連通領域に至るように設けられた隔壁にて仕切られており、
   前記隔壁における前記第２流路の側には平面状の第２流路側隔壁面が形成され、前記隔壁における前記第３流路の側には平面状の第３流路側隔壁面が形成されており、
   前記弁体は、平板状の２つの弁翼部を有し、前記弁軸の回動によって、前記第２流路連通領域を開口するとともに前記第３流路連通領域を閉鎖する第２流路連通位置と、前記第３流路連通領域を開口するとともに前記第２流路連通領域を閉鎖する第３流路連通位置と、に回動され、
   一方の前記弁翼部は、前記弁体が前記第２流路連通位置に回動された場合に前記第２流路側隔壁面と対向するように接近する平面状の第２流路側弁翼面を有し、
   前記第２流路側弁翼面には、前記弁体が前記第２流路連通位置に回動された場合に接近した前記第２流路側弁翼面と前記第２流路側隔壁面とを非接触状態に保持するとともに前記第２流路から前記第３流路へと至る隙間を閉じるように前記第２流路側隔壁面に接触する第２流路側凸状部が、前記第２流路側弁翼面に沿って連続するように設けられており、
   他方の前記弁翼部は、前記弁体が前記第３流路連通位置に回動された場合に前記第３流路側隔壁面と対向するように接近する平面状の第３流路側弁翼面を有し、
   前記第３流路側弁翼面には、前記弁体が前記第３流路連通位置に回動された場合に接近した前記第３流路側弁翼面と前記第３流路側隔壁面とを非接触状態に保持するとともに前記第３流路から前記第２流路へと至る隙間を閉じるように前記第３流路側隔壁面に接触する第３流路側凸状部が、前記第３流路側弁翼面に沿って連続するように設けられている、
   流路切替弁。
2. 請求項１に記載の流路切替弁であって、
   前記弁体が、弁軸方向視で、一方の前記弁翼部と他方の前記弁翼部にてＬ字状に形成されている、
   流路切替弁。
3. 請求項１又は２に記載の流路切替弁であって、
   前記弁体に設けられている前記第２流路側凸状部と前記第３流路側凸状部は、前記弁体とは別の部材である別部材にて形成されている、
   流路切替弁。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の流路切替弁であって、
   一方端が内燃機関の排気管に接続され、他方端が第１主流路を２つの流路に分岐させる分岐部の前記第１主流路に接続された排気導入路と、
   前記分岐部と、
   ２つの前記流路と、
   ２つの前記流路の一方に設けられて当該流路内を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、
   ２つの前記流路を第２主流路へと合流させる合流部と、
   一方端が前記合流部の前記第２主流路に接続され、他方端が前記内燃機関の吸気管に接続された吸気導入路と、
   を有するＥＧＲ経路において、前記分岐部又は前記合流部に用いられる、
   流路切替弁。
   

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