JP2020115033A - 弁装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A1.弁装置の構成
図1に示す第1実施形態の弁装置10は、弁体200を回転することによって流体の通路の開度を増減可能なロータリー式の弁である。本実施形態の弁装置10は、燃料を燃焼することによって駆動力を発生するエンジンシステムに適用される。本実施形態では、弁装置10は、大気から空気を吸入する上流側吸気管20と、燃焼室に吸入空気を導くための下流側吸気管30と、燃焼室から廃棄された排気を下流側吸気管30に戻すためのEGR管40と、が接続されている箇所に設けられている。
R1:開口110の直径。
R2:胴部405の内径。
R3:外向きリップ部415の先端と420の外周面との距離。
G1:第1基部411と開口110との間隙。
G2:第1リップ支持部412と開口110との間隙。
G3:外向きリップ部415の先端と開口110との間隙。
G4:第2部分420と開口110との間隙。
次に、図9から図12を用いて、弁装置10の製造方法について説明する。図9に示すように、ステップS5では、フランジ部401が接続された躯体部402と、シール部材400の成形型と、が用意される。図10に例示するように、成形型601、602、603、604は、組み合わされることにより、シール部材400の外形状に沿った空間を構成する。
以降の説明では、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。第2実施形態における弁装置10の製造方法では、第2工程(図9参照)において、図13及び図14に示すように、躯体部402における+Z方向側の面である上面402uの上に、ゲート702が配置される。ゲート702は、躯体部402の上面402uの上に、所定の間隔で配置される。上面402uの上から射出された表層部材料は、図13及び図14に示すように、上面402uから躯体部402の内周側と外周側とに分流する。弁装置10の構成及び弁装置10のその他の製造方法は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
図15及び図16を用いて、第3実施形態の弁装置10aについて説明する。図15は、弁装置10aのシール部材400aを、図4と同じXZ面で切断した場合の断面図である。図16は、フランジ部401が接続された躯体部402aを示すイメージ図である。胴部405aの躯体部402aには、躯体部402aの内周面と外周面とに開口を有し、躯体部402aを貫通する貫通孔hが設けられている。本実施形態において、躯体部402aに設けられる貫通孔hは複数である。他の実施形態において、貫通孔hは1つであってもよい。図15に示すように、貫通孔hには、表層部材料が充填されている。躯体部402aの内周面を覆う表層部403と躯体部402aの外周面を覆う表層部403とは、貫通孔hにおいて繋がる。本実施形態において、フランジ部401には切り欠き部kが設けられている。図示は省略するが、ハウジング100の開口110には、切り欠き部kに嵌まり合う凸部が設けられている。切り欠き部kは弁装置10aを組み付ける際に、ハウジング100の開口110に対して、フランジ部401の位置を定めるために用いることができる。
図18は、第4実施形態における弁装置10bのシール部材400bを、図4と同じXZ面で切断した場合の断面図である。胴部405bの躯体部402bには、躯体部402bを貫通する貫通孔hbが設けられている。貫通孔hbは、躯体部402bのうち、外向きリップ部415及び内向きリップ部425よりもフランジ部401に近い位置に設けられている。貫通孔hbは、第3実施形態の貫通孔hよりも−Z方向側に位置している。本実施形態では、貫通孔hbは、フランジ部401の上面401uに接している。
図19から図22を用いて、第5実施形態の弁装置10cについて説明する。図19は、弁装置10cのシール部材400cを、図4と同じXZ面で切断した場合の断面図である。図20は、フランジ部401に接続された躯体部402cを示す図である。胴部405cの躯体部402cには、躯体部402cからフランジ部401の底面401sに及ぶ貫通孔hcが設けられている。貫通孔hcには、表層部材料が充填されている。躯体部402cの内周面を覆う表層部403と躯体部402cの外周面を覆う表層部403とは、貫通孔hcにおいて繋がる。
図23を用いて、第6実施形態の弁装置10dについて説明する。図23は、弁装置10dのシール部材400dを、図4と同じXZ面で切断した場合の断面図である。胴部405dの躯体部402dには、躯体部402dを貫通する貫通孔hdが設けられている。本実施形態において、貫通孔hdの開口の幅Wは、躯体部402dの内周側と外周側とで略等しい。図23には、躯体部402dの外周面における、貫通孔hdのZ方向に沿った距離Hgと、躯体部402dの内周面における、貫通孔hdのZ方向に沿った距離Hnとが示されている。本実施形態において、距離Hgは、距離Hnよりも大きい。距離Hgは、躯体部402dの貫通孔hdが設けられている箇所における、フランジ部401の底面401sが位置するXY平面から、躯体部402dの外周面までの距離でもある。距離Hnは、躯体部402dの貫通孔hdが設けられている箇所における、底面401sが位置するXY平面から、躯体部402dの内周面までの距離でもある。
図24及び図25を用いて、第7実施形態の弁装置10eについて説明する。図24は、弁装置10eのシール部材400eにおける躯体部402e及びフランジ部401を−Z方向から見た図が示されている。図25は、図24の破線Bで示す部分の拡大図である。図24に示す破線CBは、表層部403で覆われた場合に第1部分410となる部分410pと、表層部403で覆われた場合に第2部分420となる部分420pと、の境界を通る線である。破線CBは、第1実施形態で説明した、第1部分410と第2部分420との切替面を通る線でもある。破線CCは、部分410pのうち+Z方向に最も突出した箇所P1と、部分420pのうち+Z方向に最も突出した箇所P2と、を通る線である。破線CBと破線CCの交点は、中心軸CA上に位置する。
Claims (15)
- 弁装置(10、10a、10b、10c、10d、10e)であって、
弁体(200)と、
流体を受け入れる開口(110)を有し前記弁体を収容するハウジング(100)と、
前記ハウジング内で前記弁体を回転可能に支持するシャフト(300)と、
前記開口に配置されたシール部材(400、400a、400b、400c、400d、400e)と、を備え、
前記弁体は、前記シャフトによって回転されることにより、前記開口を開ける開方向(OD)と、前記シール部材に押圧されて前記開口を閉じる閉方向(CD)と、に移動できるように構成されており、
前記シール部材は、
前記ハウジングに固定された環状のフランジ部(401)と、
前記フランジ部に接続され、中心軸(CA)が前記開口の中心を通る筒状の胴部(405、405a、405b、405c、405d)であって、前記中心軸に沿った方向のうち前記シャフトに向かう方向を第1方向とした場合に、前記中心軸に対して開方向側に位置する第1部分(410)と、前記中心軸に対して閉方向側に位置し、前記第1部分よりも前記第1方向に突出している第2部分(420)と、を有する、胴部と、
前記第1部分に接続され、前記中心軸から離れる方向に突出する外向きリップ部(415)と、
前記第2部分に接続され、前記中心軸に向けて突出し、前記外向きリップ部よりも前記シャフトに近い位置に配置される内向きリップ部(425)と、を有し、
前記弁体は、前記外向きリップ部に押圧される第1押圧曲面(210)と、前記内向きリップ部に押圧される第2押圧曲面(220)と、を有し、
前記シール部材の前記胴部は、樹脂材料を含み前記フランジ部に接続された躯体部(402、402a、402b、402c、402d、402e、402f)と、前記躯体部よりも弾性係数の低い材料を含み、前記躯体部を覆う表層部(403)と、を備え、
前記外向きリップ部と前記内向きリップ部とは、前記表層部と一体成形されている、
弁装置。 - 請求項1に記載の弁装置であって、
前記第1方向と反対の方向を第2方向とした場合に、
前記胴部の内周側における前記表層部の前記第2方向側の端部(403e)と、前記フランジ部における前記第2方向側の面である底面(401s)とは、同じ平面上に位置する、弁装置。 - 請求項1に記載の弁装置であって、
前記躯体部には、前記躯体部を前記躯体部の内周面から外周面に貫通する貫通孔(h、hb、hc、hd、he、hf1、hf2)が設けられており、
前記貫通孔には前記表層部の材料と同じ材料が充填され、前記躯体部の内周面を覆う前記表層部と前記躯体部の外周面を覆う前記表層部とは前記貫通孔において繋がる、弁装置。 - 請求項3に記載の弁装置であって、
前記貫通孔は、前記躯体部のうち、前記外向きリップ部又は前記内向きリップ部よりも前記フランジ部に近い位置に設けられている、弁装置。 - 請求項3に記載の弁装置であって、
前記第1方向と反対の方向を第2方向とした場合に、
前記貫通孔は、前記躯体部から前記フランジ部における前記第2方向側の面である底面(401s)にまで及んで設けられている、弁装置。 - 請求項5に記載の弁装置であって、
前記躯体部の外周面における前記貫通孔の前記第1方向に沿った距離(Hg)は、前記躯体部の内周面における前記貫通孔の前記第1方向に沿った距離(Hn)よりも大きい、弁装置。 - 請求項5に記載の弁装置であって、
前記躯体部の外周面における前記貫通孔の幅(W1)は、前記躯体部の内周面における前記貫通孔の幅(W2)よりも大きい、弁装置。 - 請求項3から請求項7までのいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記貫通孔は、前記第1部分と前記第2部分の境界が位置する箇所とは異なる箇所に設けられている、弁装置。 - 請求項3から請求項6までのいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記第1部分は、前記第2部分から遠い部分ほどより前記第1方向に突出しており、
前記第2部分は、前記第1部分から遠い部分ほどより前記第1方向に突出しており、
前記貫通孔は、前記第1部分のうち前記第1方向に最も突出した箇所(P1)及び前記第2部分のうち前記第1方向に最も突出した箇所(P2)とは異なる箇所に設けられている、弁装置。 - 弁装置(10、10a、10b、10c、10d、10e)を製造する方法であって、
前記弁装置は、
弁体(200)と、
流体を受け入れる開口(110)を有し前記弁体を収容するハウジング(100)と、
前記ハウジング内で前記弁体を回転可能に支持するシャフト(300)と、
前記開口に配置されたシール部材(400、400a、400b、400c、400d、400e)と、を備え、
前記弁体は、前記シャフトによって回転されることにより、前記開口を開ける開方向(OD)と、前記シール部材に押圧されて前記開口を閉じる閉方向(CD)と、に移動できるように構成されており、
前記シール部材は、
前記ハウジングに固定された環状のフランジ部(401)と、
前記フランジ部に接続され、中心軸(CA)が前記開口の中心を通る筒状の胴部(405、405a、405b、405c、405d)であって、前記中心軸に沿った方向のうち前記シャフトに向かう方向を第1方向とした場合に、前記中心軸に対して開方向側に位置する第1部分(410)と、前記中心軸に対して閉方向側に位置し、前記第1部分よりも前記第1方向に突出している第2部分(420)と、を有する、胴部と、
前記第1部分に接続され、前記中心軸から離れる方向に突出する外向きリップ部(415)と、
前記第2部分に接続され、前記中心軸に向けて突出し、前記外向きリップ部よりも前記シャフトに近い位置に配置される内向きリップ部(425)と、を有し、
前記弁体は、前記外向きリップ部に押圧される第1押圧曲面(210)と、前記内向きリップ部に押圧される第2押圧曲面(220)と、を有し、
前記方法は、
前記シール部材の外形状に沿った空間を構成する成形型内に、前記胴部の備える躯体部(402、402a、402b、402c、402d、402e、402f)であって、樹脂材料を含み前記フランジ部に接続された躯体部を配置する第1工程(S10)と、
前記成形型内に配置された前記躯体部と前記成形型との間隙に前記躯体部よりも弾性係数の低い材料を含む表層部材料を注入し、前記躯体部を覆う表層部と、前記外向きリップ部と、前記内向きリップ部と、を一体成形する第2工程(S20)と、を備える、
方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記第1方向と反対の方向を第2方向とした場合に、
前記第2工程では、前記フランジ部の前記第2方向側の面である底面の上から前記表層部材料を射出して、前記間隙に前記表層部材料を注入する、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、
前記第1工程では、前記底面の少なくとも一部を前記成形型と接触させ、
前記第2工程の後に、注入された前記表層部材料を前記底面と同じ平面において切断する第3工程(S30)を更に備える、方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記第2工程では、前記躯体部における前記第1方向側の面である上面の上から前記表層部材料を射出して、前記間隙に前記表層部材料を注入する、方法。 - 請求項10から請求項13までのいずれか一項に記載の方法であって、
前記第1工程では、前記躯体部の内周面から外周面に貫通する貫通孔が設けられた前記躯体部を前記成形型内に配置し、
前記第2工程では、前記間隙に前記表層部材料を注入して、前記貫通孔内に前記表層部材料を充填する、方法。 - 請求項10に記載の方法であって、前記第1方向と反対の方向を第2方向とした場合に、
前記第1工程では、前記躯体部の内周面から外周面に貫通し、前記躯体部から前記フランジ部の前記第2方向側の面である底面に及ぶ貫通孔を有する前記躯体部を、前記成形型内に配置し、
前記第2工程では、前記貫通孔の上から前記表層部材料を射出して、前記間隙に前記表層部材料を注入し、前記貫通孔内に前記表層部材料を充填する、方法。
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