JP2019210905A - Exhaust gas recirculation valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、排気ガスを再循環させる排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)バルブに関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation (EGR) valve that recirculates exhaust gas.
EGRバルブでは、軸受部と弁軸との間に存在する隙間からスプリングが置かれた空間に侵入した排気ガスが、さらにアクチュエータへと侵入する。アクチュエータに侵入した排気ガスは、アクチュエータの動作性能の低下を招く。そこで、例えば特許文献1のEGRバルブは、弁軸の動作に伴って伸縮可能な遮蔽部材を備えている。当該遮蔽部材は、スプリングが置かれた空間とアクチュエータとの間に設けられ、アクチュエータへの排気ガスの侵入を防止する。
In the EGR valve, the exhaust gas that has entered the space in which the spring is placed from the gap existing between the bearing portion and the valve shaft further enters the actuator. Exhaust gas that has entered the actuator causes a reduction in the operating performance of the actuator. Therefore, for example, the EGR valve of
上記特許文献1の遮蔽部材は、弁軸の動作に伴って伸縮可能であることが求められる。したがって、当該遮蔽部材は伸縮可能な材料、例えば樹脂等を使用して作られる必要がある。しかしながら、樹脂等の伸縮可能な材料は、耐熱性が低い。EGRバルブを流れる排気ガスは高温であるので、耐熱性の低い材料で作られた遮蔽部材はEGRバルブでの使用が難しい。
The shielding member of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、伸縮可能な部材を用いなくてもアクチュエータへの排気ガスの侵入を防止できるEGRバルブを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an EGR valve that can prevent exhaust gas from entering the actuator without using an extendable member.
この発明に係るEGRバルブは、排気ガスが流れる排気ガス通路を内部に有するハウジングと、ハウジングに取り付けられるアクチュエータと、排気ガス通路とアクチュエータとの間に設けられる軸受部によって、一端が排気ガス通路に突出した状態で支持されて、アクチュエータの駆動力を受けて軸方向に沿って駆動する弁軸と、軸受部とアクチュエータとの間の空間にあり、弁軸に取り付けられるスプリングホルダと、一端がスプリングホルダに支持され、駆動力とは反対方向に弁軸を付勢するスプリングとを備え、ハウジングは、空間に露出する多重壁を有し、スプリングホルダは、弁軸の軸方向に沿って突出する側壁を有し、側壁は、多重壁に収容されてラビリンス構造を形成することを特徴とするものである。 The EGR valve according to the present invention has an exhaust gas passage at one end by a housing having an exhaust gas passage through which exhaust gas flows, an actuator attached to the housing, and a bearing provided between the exhaust gas passage and the actuator. A valve shaft that is supported in a protruding state and that is driven along the axial direction by receiving the driving force of the actuator, a spring holder that is mounted in the space between the bearing portion and the actuator, and one end of which is a spring A spring supported by the holder and biasing the valve shaft in a direction opposite to the driving force, the housing has a multiple wall exposed to the space, and the spring holder projects along the axial direction of the valve shaft It has a side wall, and a side wall is accommodated in multiple walls, and forms a labyrinth structure.
この発明によれば、スプリングホルダの側壁とハウジングの多重壁とによりラビリンス構造が形成されるので、伸縮可能な部材を用いなくても当該ラビリンス構造によってアクチュエータへの排気ガスの侵入を防止することができる。 According to the present invention, since the labyrinth structure is formed by the side wall of the spring holder and the multiple walls of the housing, the labyrinth structure can prevent the exhaust gas from entering the actuator without using an extendable member. it can.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るEGRバルブ1の一部断面図である。EGRバルブ1は、内燃機関の吸気通路と排気通路とをつなぐ排気ガス再循環通路に設けられて、内燃機関の排気ガスを吸気系へ再循環させるためのものである。
EGRバルブ1は、中央部に貫通孔2aが形成されたハウジング2を有する。貫通孔2aには、略円筒形の軸受部3が設けられている。軸受部3は、後述の排気ガス通路8とアクチュエータ9との間に設けられて、貫通孔2aを貫通した弁軸4を支持する。その際、弁軸4は、一端が後述の排気ガス通路8に突出した状態で支持される。軸受部3の内周面と弁軸4の外周面との間に存在する隙間5によって、軸受部3に挿通された弁軸4は、自身の軸方向Xに沿って移動可能となっている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an
The
ハウジング2の内部には、弁座6が設けられている。弁軸4の一端に設けられた弁体7が、弁座6に接離することで、内燃機関からの排気ガスが流れる排気ガス通路8を開閉する。ハウジング2が内部に有する排気ガス通路8は、開口部8aで内燃機関の吸気通路に接続し、開口部8bで内燃機関の排気通路に接続する。図1は、弁体7が弁座6に着座した閉弁状態を示している。
A
ハウジング2には、弁体7が弁座6から離れる方向へと弁軸4を軸方向Xに沿って駆動させるアクチュエータ9が取り付けられている。弁体7が弁座6から離れる方向は、つまり開弁方向であり、図1における下方向である。アクチュエータ9は、ステッピングモータ又は直流モータ等のモータを有し、モータが作動することでアクチュエータ軸9aが軸方向Xに沿って駆動する。アクチュエータ軸9aの駆動力により、弁軸4は開弁方向へと押されて駆動される。
An actuator 9 that drives the
一方、弁体7が弁座6に接触する方向へ弁軸4を付勢するスプリング10が、軸受部3とアクチュエータ9との間の空間11に設けられている。弁体7が弁座6に接触する方向は、つまり閉弁方向であり、図1における上方向である。また、空間11には、スプリングホルダ12及びプレート13が設けられ、スプリングホルダ12及びプレート13は弁軸4に取り付けられている。スプリング10の一端はスプリングホルダ12に支持され、スプリング10の他端はハウジング2に支持されている。スプリング10の付勢力は、スプリングホルダ12を介して弁軸4へ伝達される。プレート13は、略円環形であり、スプリングホルダ12から見て軸受部3側にある。プレート13は、スプリングホルダ12を弁軸4へ取り付ける際に、スプリングホルダ12の受け面として機能する。
On the other hand, a
スプリングホルダ12は、有底の略円筒形であり、軸受部3に向けて開口している。スプリングホルダ12は、平面視略円形の底壁12aでスプリング10を支持する。底壁12aからは、軸受部3に向かって側壁12bが軸方向Xに沿って突出している。
ハウジング2は、空間11に露出する多重壁2bを有しており、多重壁2bを構成する壁間には、平面視略円環形の凹部2cが形成される。
The
The
図1に示す閉弁状態において、側壁12bは、図1における下端が凹部2cに挿入されている。また、開弁状態では、スプリングホルダ12は図1での下方向に弁軸4と共に移動し、側壁12bは凹部2cにさらに深く挿入される。
このように、側壁12bが凹部2cに挿入されて多重壁2bに収容された状態では、側壁12bと多重壁2bとによってラビリンス構造が形成される。以下では、空間11について、スプリングホルダ12を境とし、スプリング10が置かれた部分を空間11a、アクチュエータ軸9aが露出している部分を空間11bとする。
In the valve closed state shown in FIG. 1, the
Thus, in the state where the
空間11aには、隙間5を介して排気ガス通路8から排気ガスが侵入する。空間11aに侵入した排気ガスは、さらに空間11bへ侵入しようとするが、側壁12bと多重壁2bとによって形成されたラビリンス構造によって、空間11bへの侵入は防止される。空間11aに侵入した排気ガスは、ハウジング2が有する貫通孔2dを介して外部へ放出される。
Exhaust gas enters the
このように、EGRバルブ1は、上記特許文献1のような伸縮可能な遮蔽部材ではなく、ラビリンス構造によって、排気ガスが空間11bひいてはアクチュエータ9に侵入するのを防止する。ラビリンス構造を形成する側壁12bに、伸縮性は必須ではない。上記特許文献1のような伸縮可能な遮蔽部材の材料は、伸縮性の観点から樹脂等の耐熱性の低いものであったが、スプリングホルダ12の材料は、伸縮性に関係なく耐熱性の観点で選ぶことができる。スプリングホルダ12は、各種の金属製、例えば鋼製とすることができる。炭素鋼及びステンレス等を含む鋼は、耐熱性が高く、高温環境下での使用に特に適している。また、スプリングホルダ12は、鋼の中でもステンレスを材料としたステンレス製のものであってもよい。ステンレスは、耐熱性に加えて耐食性も高い。
Thus, the
ここで、図2に、実施の形態1に係るEGRバルブ1の理解を助けるための参考例を示す。図2に示す参考例は、図1に示したEGRバルブ1とスプリングホルダの形状及びハウジングの形状の点で異なる。具体的には、図2に示す参考例でのスプリングホルダ120とハウジング200は、ラビリンス構造を形成するものではない。したがって、図2に示す参考例では、隙間5からスプリング10が置かれた空間110に侵入した排気ガスが、進路R1のようにスプリングホルダ120の脇を通ってアクチュエータ9まで容易に到達してしまう。アクチュエータ9には、アクチュエータ軸9aを挿通させるための不図示の孔が開いている。当該孔とアクチュエータ軸9aとの間に存在する隙間を介して排気ガスがアクチュエータ9内部に侵入すると、アクチュエータ9が動作不能となる恐れがある。
Here, FIG. 2 shows a reference example for helping understanding of the
なお、図1を用いて上述したように、EGRバルブ1は、空間11aに侵入した排気ガスを外部に放出するための貫通孔2dをハウジング2に有している。貫通孔2dは、スプリングホルダ12から見て軸受部3側に位置する。貫通孔2dは、空間11aと大気とをつなぐ。
図3は、貫通孔2dの周辺の拡大図である。多重壁2bと側壁12bとの間には、軸方向Xに沿った弁軸4及びスプリングホルダ12の移動を妨げないように、隙間が形成されている。当該隙間は、平面視略円環形となる。当該隙間の断面積S1は、貫通孔2dの断面積S2よりも小さいと好ましい。断面積S1が断面積S2よりも小さいことで、多重壁2bと側壁12bとの間の通気抵抗は、貫通孔2dの通気抵抗よりも大きくなる。したがって、空間11aに侵入した排気ガスは、貫通孔2dに流れ込みやすくなり、大気への放出が促進される。
As described above with reference to FIG. 1, the
FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of the through
また、上記では多重壁2bが二重の壁であるとして示したが、多重壁2bは三重以上の壁であってもよい。例えば多重壁2bが三重の壁である場合、スプリングホルダ12には側壁12bが二重に設けられる。このようにして、より複雑なラビリンス構造が形成されるようにしてもよい。
In the above description, the
また、側壁12bは底壁12aと一体的に形成されているとして図示したが、底壁12aと側壁12bとが別体として作成され、底壁12aに側壁12bが取り付けられることで、スプリングホルダ12が形成されてもよい。多重壁2bについても同様であり、ハウジング2において、多重壁2bと多重壁2b以外の部分とが、別体として作成されていてもよい。
Although the
図4は、実施の形態1に係るEGRバルブ1の変形例を示す一部断面図である。図4に示す変形例は、プレート13と形状が異なるプレート13Aを有する。プレート13Aは、軸受部3に向けて開口するお椀型となっている。プレート13Aは、プレート13とほぼ同形の底壁13aと、底壁13aから軸受部3に向かって突出する側壁13bとを有する。側壁13bは、軸受部3に近付くほど弁軸4から離れるように傾斜している。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the
排気ガス通路8から隙間5を通り抜けた排気ガスは、進路R2のようにアクチュエータ9に向かう流れを形成している。また、貫通孔2dを介して空間11aが連通する大気に比べ、排気ガスは高温であるので、アクチュエータ9がハウジング2よりも鉛直方向上側となるようにEGRバルブ1が設置されていると特に、アクチュエータ9に向かう排気ガスの流れは加速される。
しかしながら、隙間5から空間11aに侵入した排気ガスは、プレート13Aに到達すると、側壁13bに導かれて、軸受部3側に戻るように進路を進路R2から進路R3へと変化させる。このように、排気ガスの進路が、アクチュエータ9に向かう進路R2から軸受部3側に戻る進路R3となることで、排気ガスの空間11bへの侵入を図1で示したEGRバルブ1よりも更に防止することができる。なお、軸受部3側には貫通孔2dがあり、進路R3に沿って流れる排気ガスは、貫通孔2dへと導かれて大気へと放出される。
The exhaust gas that has passed through the
However, when the exhaust gas that has entered the
スプリングホルダ12と同様に、プレート13及びプレート13Aも、耐熱性の観点から各種の金属製、例えば鋼製とすることができる。また、プレート13及びプレート13Aは、耐熱性に加えて耐食性の観点からステンレス製であってもよい。
また、プレート13Aは、底壁13aと側壁13bとが一体的に形成されているのではなく、底壁13aに別体の側壁13bを取り付けることで形成されてもよい。
Similar to the
Moreover, the
以上のように、実施の形態1によれば、ハウジング2とスプリングホルダ12によりラビリンス構造を形成することで、伸縮可能な部材を用いなくても、アクチュエータ9への排気ガスの侵入を防止することができる。したがって、高温環境下でもアクチュエータ9への排気ガスの侵入を防止することができる。
また、多重壁2bを有するハウジング2、側壁12bを有するスプリングホルダ12、及び、側壁13bを有するプレート13Aは、既存のEGRバルブにおけるハウジング、スプリングホルダ及びプレートの形状変更だけで実現することができる。この場合、部品点数が増加することなく実施の形態1のEGRバルブ1を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment, the labyrinth structure is formed by the
Further, the
また、EGRバルブ1は、空間11の中でスプリングホルダ12から見て軸受部3側にあり、弁軸4に取り付けられるプレート13Aを備え、プレート13Aは、軸受部3に向けて開口するお椀型であり、軸受部3に近付くほど弁軸4から離れるように側壁13bが傾斜している。したがって、アクチュエータ9への排気ガスの侵入を更に防止することができる。
The
また、ハウジング2は、スプリングホルダ12から見て軸受部3側に、空間11と大気とをつなぐ貫通孔2dを有し、スプリングホルダ12の側壁12bと多重壁2bとの間に形成される隙間の断面積S1は、貫通孔2dの断面積S2よりも小さい。したがって、アクチュエータ9への排気ガスの侵入を更に防止することができる。
The
また、スプリングホルダ12は、鋼製である。したがって、スプリングホルダ12の耐熱性を高くすることができる。
The
また、スプリングホルダ12は、ステンレス製である。したがって、スプリングホルダ12の耐熱性及び耐食性を高くすることができる。
The
また、プレート13,13Aは、鋼製である。したがって、プレート13,13Aの耐熱性を高くすることができる。
The
また、プレート13,13Aは、ステンレス製である。したがって、プレート13,13Aの耐熱性及び耐食性を高くすることができる。
The
さらに、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Furthermore, within the scope of the invention, the invention of the present application can be modified with any component of the embodiment or omitted with any component of the embodiment.
1 EGRバルブ、2 ハウジング、2a 貫通孔、2b 多重壁、2c 凹部、2d 貫通孔、3 軸受部、4 弁軸、5 隙間、6 弁座、7 弁体、8 排気ガス通路、8a 開口部、8b 開口部、9 アクチュエータ、9a アクチュエータ軸、10 スプリング、11,11a,11b 空間、12 スプリングホルダ、12a 底壁、12b 側壁、13,13A プレート、13a 底壁、13b 側壁、110 空間、120 スプリングホルダ、200 ハウジング。
1 EGR valve, 2 housing, 2a through hole, 2b multiple wall, 2c recess, 2d through hole, 3 bearing part, 4 valve shaft, 5 clearance, 6 valve seat, 7 valve body, 8 exhaust gas passage, 8a opening, 8b opening, 9 actuator, 9a actuator shaft, 10 spring, 11, 11a, 11b space, 12 spring holder, 12a bottom wall, 12b side wall, 13, 13A plate, 13a bottom wall, 13b side wall, 110 space, 120
Claims (7)
前記ハウジングに取り付けられるアクチュエータと、
前記排気ガス通路と前記アクチュエータとの間に設けられる軸受部によって、一端が前記排気ガス通路に突出した状態で支持されて、前記アクチュエータの駆動力を受けて軸方向に沿って駆動する弁軸と、
前記軸受部と前記アクチュエータとの間の空間にあり、前記弁軸に取り付けられるスプリングホルダと、
一端が前記スプリングホルダに支持され、前記駆動力とは反対方向に前記弁軸を付勢するスプリングとを備え、
前記ハウジングは、前記空間に露出する多重壁を有し、
前記スプリングホルダは、前記弁軸の軸方向に沿って突出する側壁を有し、
前記側壁は、前記多重壁に収容されてラビリンス構造を形成することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。 A housing having an exhaust gas passage through which exhaust gas flows;
An actuator attached to the housing;
A valve shaft that is supported by a bearing provided between the exhaust gas passage and the actuator in a state in which one end protrudes into the exhaust gas passage, and that is driven along the axial direction by receiving the driving force of the actuator; ,
A spring holder that is in a space between the bearing portion and the actuator and is attached to the valve shaft;
One end is supported by the spring holder, and includes a spring that biases the valve shaft in a direction opposite to the driving force,
The housing has multiple walls exposed to the space,
The spring holder has a side wall protruding along the axial direction of the valve shaft,
The exhaust gas recirculation valve according to claim 1, wherein the side wall is housed in the multiple wall to form a labyrinth structure.
前記プレートは、前記軸受部に向けて開口するお椀型であり、前記軸受部に近付くほど前記弁軸から離れるように側壁が傾斜していることを特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環バルブ。 The plate is on the bearing portion side as viewed from the spring holder in the space, and includes a plate attached to the valve shaft,
2. The exhaust gas recirculation according to claim 1, wherein the plate is a bowl-shaped opening that opens toward the bearing portion, and the side wall is inclined so as to move away from the valve shaft as it approaches the bearing portion. valve.
前記スプリングホルダの前記側壁と前記多重壁との間に形成される隙間の断面積は、前記貫通孔の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の排気ガス再循環バルブ。 The housing has a through hole that connects the space and the atmosphere on the bearing portion side when viewed from the spring holder;
The exhaust gas recirculation according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional area of a gap formed between the side wall and the multiple wall of the spring holder is smaller than a cross-sectional area of the through hole. valve.
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JP2018109594A JP2019210905A (en) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | Exhaust gas recirculation valve |
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