JP2021092251A - Valve device - Google Patents

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政文 鶴田
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勇一朗 守谷
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Abstract

To provide a valve device which can suppress increase in a maximum flow rate of a fluid due to change with time of a seal protrusion part.SOLUTION: A valve device 1 includes: a housing 10 having a valve chamber 11 and a storage space 14; a valve member 20 stored in the valve chamber 11; and a valve seat member 30 and a fixing member 60 stored in the storage space 14. The valve seat member 30 includes a seal protrusion part 54 for coming into contact with the valve member 20 and closing a gap between the valve member 20 and the valve seat member 30 when a valve seat flow passage 31 is closed by the valve member 20. The seal protrusion part 54 protrudes toward the inside of the valve seat member 30. A flow passage cross-sectional area of an inside flow passage 61 of the fixing member 60 is smaller than a flow passage cross sectional area of the valve seat flow passage 31 at the position of the seal protrusion part 54. Then, the flow passage cross sectional area of the inside flow passage 61 is the minimum flow passage cross sectional area in a flow passage of exhaust air formed inside a storage space inner wall 104 when the valve seat flow passage 31 is fully opened.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、バルブ装置に関する。 The present invention relates to a valve device.

特許文献1に、バルブ装置が開示されている。このバルブ装置は、弁室とこの弁室に連通する収容空間とを有するハウジングと、弁室に収容される弁部材と、収容空間に収容される弁座部材とを備える。弁座部材の内側に、弁部材によって開閉される弁座流路が形成されている。弁座部材は、弁座流路が弁部材に閉塞されるときに、弁部材と接触して弁部材と前座流路との間の隙間を塞ぐシール部を有する。シール部は、弁座流路内に突出するシール突出部を含む。 Patent Document 1 discloses a valve device. This valve device includes a housing having a valve chamber and an accommodating space communicating with the valve chamber, a valve member accommodated in the valve chamber, and a valve seat member accommodated in the accommodating space. A valve seat flow path opened and closed by the valve member is formed inside the valve seat member. The valve seat member has a seal portion that comes into contact with the valve member and closes the gap between the valve member and the front seat flow path when the valve seat flow path is closed by the valve member. The seal portion includes a seal protrusion that protrudes into the valve seat flow path.

特開2019−52707号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-52707

上記した従来のバルブ装置では、シール突出部の位置での弁座流路の流路断面積が、収容空間に形成される弁座流路を含む流路における最小の流路断面積である。このため、弁座流路の全開時に弁座流路を通過する流体の流量(すなわち、流体の最大流量)は、シール突出部の位置での弁座流路の流路断面積によって定まる。 In the conventional valve device described above, the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion is the minimum flow path cross-sectional area in the flow path including the valve seat flow path formed in the accommodation space. Therefore, the flow rate of the fluid passing through the valve seat flow path when the valve seat flow path is fully opened (that is, the maximum flow rate of the fluid) is determined by the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion.

しかし、シール突出部は、主としてゴム材料で構成されているため、経時変化でへたりが生じる。シール突出部にへたりが生じると、流路幅が広がり、最小の流路断面積が増大する。このため、流体の最大流量が増大するという課題が、本発明者によって見出された。なお、「へたり」とは、長く使っている間に生じる永久変形のことである。 However, since the seal protrusion is mainly made of a rubber material, it is settled with time. When the seal protrusion is settled, the flow path width is widened and the minimum flow path cross-sectional area is increased. Therefore, the problem of increasing the maximum flow rate of the fluid has been found by the present inventor. In addition, "sag" is a permanent deformation that occurs during long-term use.

本発明は上記点に鑑みて、シール突出部の経時変化による流体の最大流量の増大を抑制することができるバルブ装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a valve device capable of suppressing an increase in the maximum flow rate of a fluid due to a change with time of a seal protrusion.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明によれば、
バルブ装置は、
弁室(11)を形成する弁室内壁(101)、弁室に連通する収容空間(14)を形成する収容空間内壁(104)を有するハウジング(10)と、
収容空間に収容され、流体が流れる弁座流路(31)を形成する弁座部材(30)と、
弁室に収容され、弁座流路を開閉する筒状または球状の弁部材本体部(21)を有する弁部材(20)と、
収容空間のうち弁座部材よりも弁室から離れた側に収容され、弁座部材をハウジングに固定する固定部材(60)と、を備え、
弁座部材は、内側に弁座流路を形成する筒部(41)と、筒部のうち弁室から離れた側に連なるとともに筒部よりも筒部の外側に環状に突出したフランジ部(42)と、筒部のうち弁室側に設けられ、弁座流路が弁部材本体部に閉塞されるときに、弁部材本体部と接触して弁部材本体部と弁座部材との間の隙間を塞ぐシール部(52、54)とを有し、
収容空間内壁は、フランジ部の軸線(CL)に沿う方向でフランジ部と対向する環状の対向面(113)を含み、
固定部材は、軸線に沿う方向で、それ自身と対向面との間にフランジ部を挟んだ状態で、ハウジングに固定されており、
シール部は、弁座流路内に突出するシール突出部(54)を含み、
固定部材は、環状であって、固定部材の内側に、弁座流路に連通する内側流路(61)を形成しており、
固定部材を構成する材料は、シール突出部を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい材料であり、
固定部材の内側流路の流路断面積は、シール突出部の位置での弁座流路の流路断面積よりも小さく、弁座流路の全開時に収容空間内壁の内側に形成される流体の流路での最小の流路断面積である。
According to the invention according to claim 1, in order to achieve the above object.
The valve device is
A housing (10) having a valve chamber wall (101) forming a valve chamber (11), an accommodation space inner wall (104) forming an accommodation space (14) communicating with the valve chamber, and a housing (10).
A valve seat member (30) that is accommodated in the accommodation space and forms a valve seat flow path (31) through which a fluid flows.
A valve member (20) housed in a valve chamber and having a tubular or spherical valve member main body (21) that opens and closes a valve seat flow path.
It is provided with a fixing member (60), which is accommodated on the side of the accommodation space farther from the valve chamber than the valve seat member and fixes the valve seat member to the housing.
The valve seat member includes a tubular portion (41) that forms a valve seat flow path on the inside, and a flange portion (41) that is connected to the side of the tubular portion that is distant from the valve chamber and that protrudes outward from the tubular portion in an annular shape. 42) and, which is provided on the valve chamber side of the tubular portion, when the valve seat flow path is blocked by the valve member main body, it comes into contact with the valve member main body and is between the valve member main body and the valve seat member. It has a seal part (52, 54) that closes the gap between the two.
The inner wall of the accommodation space includes an annular facing surface (113) facing the flange portion in a direction along the axis (CL) of the flange portion.
The fixing member is fixed to the housing in the direction along the axis with the flange portion sandwiched between itself and the facing surface.
The seal portion includes a seal protrusion (54) projecting into the valve seat flow path.
The fixing member is annular, and an inner flow path (61) communicating with the valve seat flow path is formed inside the fixing member.
The material constituting the fixing member is a material having a smaller amount of change in shape with time as compared with the material constituting the seal protrusion.
The flow path cross-sectional area of the inner flow path of the fixing member is smaller than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion, and the fluid formed inside the inner wall of the accommodation space when the valve seat flow path is fully opened. It is the minimum flow path cross-sectional area in the flow path of.

これによれば、固定部材の内側流路の流路断面積は、シール突出部の位置での弁座流路の流路断面積よりも小さい。そして、この内側流路の流路断面積は、弁座流路の全開時に収容空間内壁の内側に形成される排気の流路での最小の流路断面積である。このため、排気の最大流量は、固定部材の内側流路の流路断面積によって定まる。 According to this, the flow path cross-sectional area of the inner flow path of the fixing member is smaller than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion. The flow path cross-sectional area of this inner flow path is the minimum flow path cross-sectional area of the exhaust flow path formed inside the inner wall of the accommodation space when the valve seat flow path is fully opened. Therefore, the maximum flow rate of exhaust gas is determined by the flow path cross-sectional area of the inner flow path of the fixing member.

また、固定部材を構成する材料は、シール突出部を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい材料である。このため、内側流路の流路断面積は、シール突出部の位置での弁座流路の流路断面積よりも、経時変化が小さい。 Further, the material constituting the fixing member is a material having a smaller amount of change in shape with time as compared with the material constituting the seal protrusion. Therefore, the flow path cross-sectional area of the inner flow path changes with time less than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion.

よって、これによれば、シール突出部の経時変化による排気の最大流量の増大を抑制することができる。 Therefore, according to this, it is possible to suppress an increase in the maximum flow rate of the exhaust gas due to a change with time of the seal protrusion.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.

第1実施形態のバルブ装置が適用されるエンジンシステムの模式図である。It is a schematic diagram of the engine system to which the valve device of 1st Embodiment is applied. 第1実施形態のバルブ装置の外観図である。It is an external view of the valve device of 1st Embodiment. 図2中のIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 図3と同じ断面でのバルブ装置の断面図であって、図3とは弁部材の位置が異なる図である。It is a cross-sectional view of a valve device with the same cross section as FIG. 3, and is a view in which the position of the valve member is different from that of FIG. 第1実施形態のバルブ装置が備える弁部材の斜視図である。It is a perspective view of the valve member provided in the valve device of 1st Embodiment. 図3中のVI部の拡大図である。It is an enlarged view of the VI part in FIG. 第1実施形態のバルブ装置が備える弁座部材の斜視図である。It is a perspective view of the valve seat member provided in the valve device of 1st Embodiment. 図4中のVIII部の拡大図である。It is an enlarged view of the part VIII in FIG. 第1実施形態のバルブ装置における弁部材の作動角とバルブ装置から流出する空気、排気のそれぞれの流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the operating angle of the valve member in the valve device of 1st Embodiment, and the flow rate of the air and exhaust which flow out from a valve device. 比較例1のバルブ装置の一部の断面図である。It is sectional drawing of a part of the valve device of the comparative example 1. FIG. 図3のバルブ装置に対して、固定部材の内側流路の流路幅を変更したバルブ装置の断面図である。It is sectional drawing of the valve device which changed the flow path width of the inner flow path of a fixing member with respect to the valve device of FIG. 図11Aのバルブ装置における弁部材の作動角とバルブ装置から流出する空気、排気のそれぞれの流量との関係を示す図である。FIG. 11A is a diagram showing the relationship between the operating angle of the valve member in the valve device of FIG. 11A and the flow rates of the air and exhaust gas flowing out from the valve device. 図3のバルブ装置に対して、固定部材の内側流路の流路幅を変更したバルブ装置の断面図である。It is sectional drawing of the valve device which changed the flow path width of the inner flow path of a fixing member with respect to the valve device of FIG. 図12Aのバルブ装置における弁部材の作動角とバルブ装置から流出する空気、排気のそれぞれの流量との関係を示す図である。FIG. 12A is a diagram showing the relationship between the operating angle of the valve member in the valve device of FIG. 12A and the flow rates of the air and exhaust gas flowing out from the valve device.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態のバルブ装置1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90に適用される。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the valve device 1 of the present embodiment is applied to an engine system 90 that generates a driving force by burning fuel.

[エンジンシステムの構成]
最初に、エンジンシステム90について説明する。エンジンシステム90は、エンジン91、吸気系92、排気系93、過給器94、排気還流系95などを備えている。エンジン91は、シリンダ911内にピストン912を収容して燃焼室910を形成する。エンジン91は、機関の内部の燃焼室910で燃料を燃焼させる内燃機関である。
[Engine system configuration]
First, the engine system 90 will be described. The engine system 90 includes an engine 91, an intake system 92, an exhaust system 93, a supercharger 94, an exhaust recirculation system 95, and the like. The engine 91 accommodates the piston 912 in the cylinder 911 to form a combustion chamber 910. The engine 91 is an internal combustion engine that burns fuel in a combustion chamber 910 inside the engine.

吸気系92は、外気からエンジン91に空気を供給する。吸気系92は、吸気管921、吸気マニホールド922、エアクリーナ923、インタークーラ924、およびスロットル925などを有する。以下、エンジン91に供給される空気を吸入空気と呼ぶ。 The intake system 92 supplies air to the engine 91 from the outside air. The intake system 92 includes an intake pipe 921, an intake manifold 922, an air cleaner 923, an intercooler 924, a throttle 925, and the like. Hereinafter, the air supplied to the engine 91 is referred to as intake air.

吸気管921は、燃焼室910に吸入空気を導くための配管であり、吸気通路920を形成する。吸気管921の一端は、外気に開放され、他端は、吸気マニホールド922に接続されている。吸気マニホールド922は、吸気管921の他端とエンジン91とに接続されている。吸気マニホールド922は、シリンダ911の数と同数の通路に分岐する構造を有する。エアクリーナ923は、大気から取り込んだ空気から異物を除去する。インタークーラ924は、過給器94のコンプレッサ941により圧縮されて昇温した吸入空気を冷却する。スロットル925は、エンジン91の吸気量を調整する。スロットル925は、電子制御ユニット96と電気的に接続されている。以下では、電子制御ユニットをECUと呼ぶ。 The intake pipe 921 is a pipe for guiding intake air to the combustion chamber 910, and forms an intake passage 920. One end of the intake pipe 921 is open to the outside air, and the other end is connected to the intake manifold 922. The intake manifold 922 is connected to the other end of the intake pipe 921 and the engine 91. The intake manifold 922 has a structure that branches into the same number of passages as the number of cylinders 911. The air cleaner 923 removes foreign matter from the air taken in from the atmosphere. The intercooler 924 cools the intake air compressed and heated by the compressor 941 of the supercharger 94. The throttle 925 adjusts the intake amount of the engine 91. The throttle 925 is electrically connected to the electronic control unit 96. Hereinafter, the electronic control unit will be referred to as an ECU.

排気系93は、エンジン91が排出する排気を外気へ放出する。排気系93は、排気管931、排気マニホールド932、および排気浄化ユニット933を有する。排気管931は、エンジン91の排気を大気に導くための配管であり、排気通路930を形成する。排気マニホールド932は、排気管931の一端とエンジン91とに接続している。排気マニホールド932は、シリンダ911の数と同数の通路が合流する構造を有する。排気浄化ユニット933は、排気管931に設けられている。排気浄化ユニット933は、排気に含まれる炭化水素を分解したり、微粒子状物質を捕捉したりする。 The exhaust system 93 discharges the exhaust gas discharged by the engine 91 to the outside air. The exhaust system 93 includes an exhaust pipe 931, an exhaust manifold 932, and an exhaust purification unit 933. The exhaust pipe 931 is a pipe for guiding the exhaust gas of the engine 91 to the atmosphere, and forms an exhaust passage 930. The exhaust manifold 932 is connected to one end of the exhaust pipe 931 and the engine 91. The exhaust manifold 932 has a structure in which the same number of passages as the number of cylinders 911 merge. The exhaust purification unit 933 is provided in the exhaust pipe 931. The exhaust gas purification unit 933 decomposes hydrocarbons contained in the exhaust gas and captures particulate matter.

過給器94は、排気のエネルギーを利用して吸気管921内で吸入空気を圧縮し、燃焼室910に加圧した吸入空気を過給する。過給器94は、コンプレッサ941、タービン942、およびシャフト943を有する。コンプレッサ941は、吸気通路920においてエアクリーナ923とインタークーラ924との間に配置されている。コンプレッサ941は、吸入空気を圧縮可能である。タービン942は、排気通路930において排気マニホールド932と排気浄化ユニット933との間に配置されている。タービン942は、排気のエネルギーにより回転駆動される。シャフト943は、コンプレッサ941とタービン942とを連結している。コンプレッサ941とタービン942とは、シャフト943により同期して回転する。 The supercharger 94 uses the energy of the exhaust gas to compress the intake air in the intake pipe 921, and supercharges the pressurized intake air to the combustion chamber 910. The turbocharger 94 includes a compressor 941, a turbine 942, and a shaft 943. The compressor 941 is arranged between the air cleaner 923 and the intercooler 924 in the intake passage 920. The compressor 941 can compress the intake air. The turbine 942 is arranged between the exhaust manifold 932 and the exhaust purification unit 933 in the exhaust passage 930. The turbine 942 is rotationally driven by the energy of the exhaust gas. The shaft 943 connects the compressor 941 and the turbine 942. The compressor 941 and the turbine 942 rotate synchronously with the shaft 943.

排気還流系95は、タービン942を通過した後の排気を吸気通路920に還流し、エアクリーナ923を経由した空気とともに燃焼室910に供給する。排気還流系95は、EGR管951、EGRクーラ952、およびバルブ装置1を備える。 The exhaust gas return system 95 returns the exhaust gas after passing through the turbine 942 to the intake passage 920 and supplies the exhaust gas to the combustion chamber 910 together with the air passing through the air cleaner 923. The exhaust gas recirculation system 95 includes an EGR pipe 951, an EGR cooler 952, and a valve device 1.

EGR管951は、排気管931の排気浄化ユニット933の下流側と、吸気管921のコンプレッサ941の上流側とを接続する。EGR管951は、タービン942を通過した後の排気をコンプレッサ941による圧縮前の空気に還流するEGR通路950を形成する。EGRクーラ952は、EGR管951に設けられている。EGRクーラ952は、EGR通路950を通る気体を冷却する。 The EGR pipe 951 connects the downstream side of the exhaust purification unit 933 of the exhaust pipe 931 and the upstream side of the compressor 941 of the intake pipe 921. The EGR pipe 951 forms an EGR passage 950 that recirculates the exhaust gas after passing through the turbine 942 to the air before compression by the compressor 941. The EGR cooler 952 is provided in the EGR tube 951. The EGR cooler 952 cools the gas passing through the EGR passage 950.

バルブ装置1は、EGR管951と吸気管921とが接続されている箇所に設けられている。バルブ装置1は、EGR通路950を通じて吸気通路920に流入する排気の流量を増減する。バルブ装置1は、ECU96と電気的に接続されている。 The valve device 1 is provided at a position where the EGR pipe 951 and the intake pipe 921 are connected. The valve device 1 increases or decreases the flow rate of the exhaust gas flowing into the intake passage 920 through the EGR passage 950. The valve device 1 is electrically connected to the ECU 96.

ECU96は、演算部としてのCPU、ならびに、記憶部としてのRAM、ROM等を有するマイクロコンピュータ等から構成されている。ECU96は、エンジンシステム90を搭載する車両や装置の駆動状況、当該車両や装置を操作する操作者の操作内容に応じて、スロットル925やバルブ装置1の駆動を制御する。 The ECU 96 is composed of a CPU as a calculation unit, a microcomputer having a RAM, a ROM, and the like as a storage unit, and the like. The ECU 96 controls the drive of the throttle 925 and the valve device 1 according to the drive status of the vehicle or device on which the engine system 90 is mounted and the operation content of the operator who operates the vehicle or device.

[バルブ装置の構成]
次に、バルブ装置1の構成について説明する。バルブ装置1は、円筒状の弁部材が回転駆動することによって流体の通路の開度が増減可能なロータリー式の弁である。バルブ装置1は、EGR通路950の吸気通路920に対する開度を増減可能である。
[Valve device configuration]
Next, the configuration of the valve device 1 will be described. The valve device 1 is a rotary valve in which the opening degree of the fluid passage can be increased or decreased by rotationally driving a cylindrical valve member. The valve device 1 can increase or decrease the opening degree of the EGR passage 950 with respect to the intake passage 920.

図2、図3、図4に示すように、バルブ装置1は、ハウジング10と、弁部材20と、弁座部材30と、固定部材60とを備える。図4では、バルブ装置1の図3と同じ断面が示されている。図4の弁部材20の位置は、図3の弁部材20の位置と異なる。 As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the valve device 1 includes a housing 10, a valve member 20, a valve seat member 30, and a fixing member 60. FIG. 4 shows the same cross section as FIG. 3 of the valve device 1. The position of the valve member 20 in FIG. 4 is different from the position of the valve member 20 in FIG.

ハウジング10は、吸気通路920とEGR通路950との合流部を形成する。ハウジング10は、弁部材20を収容可能に形成されている。ハウジング10は、金属材料のみで構成されている。金属材料としては、アルミニウム合金が挙げられる。なお、ハウジング10は、主として金属材料で構成されていればよい。すなわち、ハウジング10は、金属材料と他の材料とによって構成されていてもよい。 The housing 10 forms a confluence of the intake passage 920 and the EGR passage 950. The housing 10 is formed so as to accommodate the valve member 20. The housing 10 is made of only a metal material. Examples of the metal material include aluminum alloys. The housing 10 may be mainly made of a metal material. That is, the housing 10 may be made of a metal material and another material.

図3、図4に示すように、ハウジング10は、弁室11を形成する弁室内壁101と、上流側流路12を形成する第一流路内壁102と、下流側流路13を形成する第二流路内壁103と、収容空間14を形成する収容空間内壁104とを有する。内壁は、内側の壁面である。 As shown in FIGS. 3 and 4, the housing 10 forms a valve chamber wall 101 forming the valve chamber 11, a first flow path inner wall 102 forming the upstream side flow path 12, and a downstream side flow path 13. It has a bichannel inner wall 103 and an accommodation space inner wall 104 forming an accommodation space 14. The inner wall is the inner wall surface.

弁室11は、弁部材20を回転可能に収容するように形成されている。上流側流路12は、弁室11に連通するよう形成されている。上流側流路12は、エアクリーナ923に連通する。下流側流路13は、上流側流路12とは別に弁室11に連通するよう形成されている。下流側流路13は、上流側流路12と同軸上に形成されている。下流側流路13は、インタークーラ924に連通する。収容空間14は、上流側流路12および下流側流路13とは別に弁室11に連通するよう形成されている。収容空間14は、弁座部材30を収容可能に形成されている。収容空間14は、EGR通路950に連通する。 The valve chamber 11 is formed so as to rotatably accommodate the valve member 20. The upstream side flow path 12 is formed so as to communicate with the valve chamber 11. The upstream flow path 12 communicates with the air cleaner 923. The downstream flow path 13 is formed so as to communicate with the valve chamber 11 separately from the upstream side flow path 12. The downstream flow path 13 is formed coaxially with the upstream flow path 12. The downstream flow path 13 communicates with the intercooler 924. The accommodation space 14 is formed so as to communicate with the valve chamber 11 separately from the upstream side flow path 12 and the downstream side flow path 13. The accommodation space 14 is formed so as to be able to accommodate the valve seat member 30. The accommodation space 14 communicates with the EGR passage 950.

弁部材20は、弁室11に収容されている。弁部材20は、弁座部材30の弁座流路31を開閉する。弁部材20は、ハウジング10に対して相対回転可能に設けられている。弁部材20は、図示しない電動モータによって駆動される。ここで、弁部材20の回転方向について、便宜的に、図3の状態から図4の状態に回転する方向を「EGR通路遮断方向」という。図4の状態から図3の状態に回転する方向を「EGR通路開放方向」という。 The valve member 20 is housed in the valve chamber 11. The valve member 20 opens and closes the valve seat flow path 31 of the valve seat member 30. The valve member 20 is provided so as to be rotatable relative to the housing 10. The valve member 20 is driven by an electric motor (not shown). Here, regarding the rotation direction of the valve member 20, for convenience, the direction in which the valve member 20 rotates from the state of FIG. 3 to the state of FIG. 4 is referred to as an "EGR passage blocking direction". The direction of rotation from the state of FIG. 4 to the state of FIG. 3 is referred to as an "EGR passage opening direction".

弁座部材30は、収容空間14に収容されている。弁座部材30は、ハウジング10とは別体の部材である。弁座部材30は、排気が流れる弁座流路31を形成する部材である。収容空間14がEGR通路950に連通することから、弁座流路31は、EGR通路950に連通する。 The valve seat member 30 is housed in the storage space 14. The valve seat member 30 is a member separate from the housing 10. The valve seat member 30 is a member that forms a valve seat flow path 31 through which exhaust gas flows. Since the accommodation space 14 communicates with the EGR passage 950, the valve seat flow path 31 communicates with the EGR passage 950.

図5に示すように、弁部材20は、弁部材本体部21と、上アーム22と、下アーム23と、上シャフト24と、下シャフト25とを有する。 As shown in FIG. 5, the valve member 20 includes a valve member main body 21, an upper arm 22, a lower arm 23, an upper shaft 24, and a lower shaft 25.

弁部材本体部21は、筒状である。弁部材本体部21の外壁面211は、円筒の径方向外側の壁面の一部と同じ形状となるように形成されている。外壁面211は、シール面212、213および接続シール面214、215を有する。 The valve member main body 21 has a tubular shape. The outer wall surface 211 of the valve member main body 21 is formed so as to have the same shape as a part of the radial outer wall surface of the cylinder. The outer wall surface 211 has sealing surfaces 212, 213 and connecting sealing surfaces 214, 215.

シール面212、213は、外壁面211において弁部材本体部21の周方向に向かうように形成されている。シール面212は、円筒の側壁の内壁面の一部と同じ形状となっている。シール面212は、中心角が180度の半円筒形となっている。シール面212は、半径がシール面213の半径に比べ大きくなるように形成されている。シール面213は、円筒の側壁の外壁面の一部と同じ形状となっている。シール面213は、中心角が180度の半円筒形となっている。シール面212を含む仮想円筒面とシール面213を含む仮想円筒面とは同軸上に中心軸を有する。当該中心軸は、弁部材20の回転軸に直交する。 The seal surfaces 212 and 213 are formed on the outer wall surface 211 so as to face the circumferential direction of the valve member main body 21. The sealing surface 212 has the same shape as a part of the inner wall surface of the side wall of the cylinder. The sealing surface 212 has a semi-cylindrical shape with a central angle of 180 degrees. The sealing surface 212 is formed so that the radius is larger than the radius of the sealing surface 213. The sealing surface 213 has the same shape as a part of the outer wall surface of the side wall of the cylinder. The sealing surface 213 has a semi-cylindrical shape with a central angle of 180 degrees. The virtual cylindrical surface including the sealing surface 212 and the virtual cylindrical surface including the sealing surface 213 have a central axis coaxially. The central axis is orthogonal to the rotation axis of the valve member 20.

接続シール面214、215は、シール面212、213に直交するよう形成されている。接続シール面214、215の法線は、平行移動すると弁部材20の回転軸に直交することが可能である。接続シール面214は、シール面212とシール面213とが接続する箇所のうち上アーム22側に位置する。接続シール面215は、シール面212とシール面213とが接続する箇所のうち下アーム23側に位置する。 The connection seal surfaces 214 and 215 are formed so as to be orthogonal to the seal surfaces 212 and 213. The normals of the connection seal surfaces 214 and 215 can be orthogonal to the rotation axis of the valve member 20 when translated. The connection seal surface 214 is located on the upper arm 22 side of the locations where the seal surface 212 and the seal surface 213 are connected. The connection seal surface 215 is located on the lower arm 23 side of the points where the seal surface 212 and the seal surface 213 are connected.

上アーム22および下アーム23は、略扇状に形成されている部位である。上アーム22は、弁部材本体部21の軸方向の一方側の端部に設けられている。下アーム23は、弁部材本体部21の軸方向の他方側の端部に設けられている。弁部材本体部21、上アーム22および下アーム23は、合成樹脂材料のみで構成されている。合成樹脂材料としては、高い耐熱性を有する材料、例えば、ポリフェニレンスルフィドが挙げられる。なお、弁部材本体部21、上アーム22および下アーム23は、主として合成樹脂材料で構成されていればよい。すなわち、弁部材本体部21、上アーム22および下アーム23は、合成樹脂材料と他の材料とによって構成されていてもよい。 The upper arm 22 and the lower arm 23 are portions formed in a substantially fan shape. The upper arm 22 is provided at one end of the valve member main body 21 in the axial direction. The lower arm 23 is provided at the other end of the valve member main body 21 in the axial direction. The valve member main body 21, the upper arm 22, and the lower arm 23 are made of only a synthetic resin material. Examples of the synthetic resin material include materials having high heat resistance, for example, polyphenylene sulfide. The valve member main body 21, the upper arm 22, and the lower arm 23 may be mainly made of a synthetic resin material. That is, the valve member main body 21, the upper arm 22, and the lower arm 23 may be made of a synthetic resin material and another material.

上シャフト24および下シャフト25は、弁部材20の回転軸である。上シャフト24および下シャフト25は、ステンレス等の金属材料のみで構成されている略棒状の部材である。上シャフト24は、上アーム22に設けられている。上シャフト24は、上アーム22から弁部材本体部21に対して離れる方向に延びている。下シャフト25は、下アーム23に設けられている。下シャフト25は、下アーム23から弁部材本体部21に対して離れる方向に延びている。上シャフト24および下シャフト25は、ハウジング10に設けられた図示しない軸受に、回転可能に支持されている。 The upper shaft 24 and the lower shaft 25 are rotation shafts of the valve member 20. The upper shaft 24 and the lower shaft 25 are substantially rod-shaped members made of only a metal material such as stainless steel. The upper shaft 24 is provided on the upper arm 22. The upper shaft 24 extends in a direction away from the upper arm 22 with respect to the valve member main body 21. The lower shaft 25 is provided on the lower arm 23. The lower shaft 25 extends in a direction away from the lower arm 23 with respect to the valve member main body 21. The upper shaft 24 and the lower shaft 25 are rotatably supported by bearings (not shown) provided in the housing 10.

図6、7に示すように、弁座部材30は、弁座本体部材40と、弁座シール部材50とを有する。 As shown in FIGS. 6 and 7, the valve seat member 30 includes a valve seat main body member 40 and a valve seat seal member 50.

弁座本体部材40は、筒部41と、フランジ部42とを有する。筒部41は、内側に弁座流路31を形成している。筒部41は、軸線CLに平行な方向、すなわち、軸線方向に延伸している。フランジ部42は、筒部41のうち弁室11側とは反対側に連なる。フランジ部42は、筒部41から外側に環状に突出している。軸線CLは、筒部41の中心線であり、フランジ部42の中心線でもある。フランジ部42は、フランジ部42のうち軸線方向の一方側に位置する一面421と、フランジ部42のうち軸線方向の他方側に位置する他面422とを有する。 The valve seat main body member 40 has a tubular portion 41 and a flange portion 42. The tubular portion 41 forms a valve seat flow path 31 inside. The tubular portion 41 extends in a direction parallel to the axis CL, that is, in the axial direction. The flange portion 42 is connected to the tubular portion 41 on the side opposite to the valve chamber 11 side. The flange portion 42 projects outward from the tubular portion 41 in an annular shape. The axis CL is the center line of the tubular portion 41 and also the center line of the flange portion 42. The flange portion 42 has one surface 421 of the flange portion 42 located on one side in the axial direction and another surface 422 of the flange portion 42 located on the other side of the flange portion 42 in the axial direction.

図7に示すように、筒部41は、第一側壁部411と第二側壁部412とを有する。第一側壁部411および第二側壁部412は、円筒の側壁の一部と同じ形状となるように形成されている。第一側壁部411と第二側壁部412とは、中心角が180度となるように形成されている。第一側壁部411の軸線方向での高さは、第二側壁部412の軸線方向での高さよりも低い。 As shown in FIG. 7, the tubular portion 41 has a first side wall portion 411 and a second side wall portion 412. The first side wall portion 411 and the second side wall portion 412 are formed so as to have the same shape as a part of the side wall portion of the cylinder. The first side wall portion 411 and the second side wall portion 412 are formed so that the central angle is 180 degrees. The height of the first side wall portion 411 in the axial direction is lower than the height of the second side wall portion 412 in the axial direction.

弁座本体部材40は、合成樹脂材料のみで構成されている。なお、弁座本体部材40は、主として合成樹脂材料で構成されていればよい。すなわち、弁座本体部材40は、合成樹脂材料と他の材料とによって構成されていてもよい。合成樹脂材料は、合成高分子化合物のうち合成繊維、合成ゴム以外のものである。また、弁座本体部材40は、金属材料のみで構成されてもよい。 The valve seat body member 40 is made of only a synthetic resin material. The valve seat main body member 40 may be mainly made of a synthetic resin material. That is, the valve seat main body member 40 may be made of a synthetic resin material and another material. The synthetic resin material is a synthetic polymer compound other than synthetic fiber and synthetic rubber. Further, the valve seat main body member 40 may be made of only a metal material.

図6に示すように、弁座シール部材50は、弁座本体部材40の弁室11側の部分を覆っている。具体的には、弁座シール部材50は、筒部41を覆っているが、フランジ部42を覆っていない。 As shown in FIG. 6, the valve seat seal member 50 covers the portion of the valve seat main body member 40 on the valve chamber 11 side. Specifically, the valve seat seal member 50 covers the tubular portion 41, but does not cover the flange portion 42.

図7に示すように、弁座シール部材50は、第一被覆部51と、第一突出部52と、第二被覆部53と、第二突出部54とを有する。 As shown in FIG. 7, the valve seat seal member 50 has a first covering portion 51, a first protruding portion 52, a second covering portion 53, and a second protruding portion 54.

第一被覆部51は、第一側壁部411を覆う部分である。具体的には、第一被覆部51は、第一側壁部411の径方向内側、径方向外側、およびフランジ部42側とは反対側の端部を覆う。 The first covering portion 51 is a portion that covers the first side wall portion 411. Specifically, the first covering portion 51 covers the radial inner side, the radial outer side, and the end portion on the side opposite to the flange portion 42 side of the first side wall portion 411.

第一突出部52は、第一側壁部411のうち弁室11側に設けられている。すなわち、第一側壁部411のうちフランジ部42側とは反対側の端部に設けられている。第一突出部52は、第一被覆部51からフランジ部42の径方向の外側に突出した形状の部分である。第一突出部52は、弁部材本体部21と接触することで、弁部材本体部21と弁座部材30との間の隙間を塞ぐシール部の一部である。 The first protruding portion 52 is provided on the valve chamber 11 side of the first side wall portion 411. That is, it is provided at the end of the first side wall portion 411 on the side opposite to the flange portion 42 side. The first protruding portion 52 is a portion having a shape protruding outward from the first covering portion 51 in the radial direction of the flange portion 42. The first protruding portion 52 is a part of a seal portion that closes the gap between the valve member main body 21 and the valve seat member 30 by coming into contact with the valve member main body 21.

第二被覆部53は、第二側壁部412を覆う部分である。具体的には、第二被覆部53は、第二側壁部412の径方向内側、径方向外側、フランジ部42側とは反対側の端部、および第二側壁部412の第一側壁部411と接続する部位の端面を覆う。第二被覆部53は、図7に示すように、第一側壁部411と接続する部位の端面を覆う部位にシール面55、56を有する。シール面55、56は、第一突出部52に連なっている。 The second covering portion 53 is a portion that covers the second side wall portion 412. Specifically, the second covering portion 53 includes the radial inner side of the second side wall portion 412, the radial outer side, the end portion on the side opposite to the flange portion 42 side, and the first side wall portion 411 of the second side wall portion 412. Cover the end face of the part to be connected with. As shown in FIG. 7, the second covering portion 53 has sealing surfaces 55 and 56 at a portion covering the end surface of the portion connected to the first side wall portion 411. The sealing surfaces 55 and 56 are connected to the first protruding portion 52.

第二突出部54は、第二側壁部412のうち弁室11側に設けられている。すなわち、第二突出部54は、第二被覆部53のうちフランジ部42側とは反対側の端部に設けられている。第二突出部54は、第二被覆部53からフランジ部42の径方向の内側に突出した形状の部分である。すなわち、第二突出部54は、弁座流路31内に突出するシール突出部である。第二突出部54は、シール面55、56に連なっている。第二突出部54は、弁部材本体部21と接触することで、弁部材本体部21と弁座部材30との間の隙間を塞ぐシール部の一部である。 The second protruding portion 54 is provided on the valve chamber 11 side of the second side wall portion 412. That is, the second protruding portion 54 is provided at the end portion of the second covering portion 53 on the side opposite to the flange portion 42 side. The second protruding portion 54 is a portion having a shape protruding inward in the radial direction of the flange portion 42 from the second covering portion 53. That is, the second protruding portion 54 is a seal protruding portion that protrudes into the valve seat flow path 31. The second protruding portion 54 is connected to the sealing surfaces 55 and 56. The second protruding portion 54 is a part of a seal portion that closes the gap between the valve member main body 21 and the valve seat member 30 by coming into contact with the valve member main body 21.

弁座シール部材50は、ゴム材料のみで構成されている。本実施形態では、ゴム材料として合成ゴムが用いられている。しかし、ゴム材料として、天然ゴムが用いられてもよい。なお、弁座シール部材50は、主としてゴム材料で構成されていればよい。すなわち、弁座シール部材50は、ゴム材料と他の材料とによって構成されていてもよい。 The valve seat seal member 50 is made of only a rubber material. In this embodiment, synthetic rubber is used as the rubber material. However, natural rubber may be used as the rubber material. The valve seat seal member 50 may be mainly made of a rubber material. That is, the valve seat seal member 50 may be made of a rubber material and another material.

弁座シール部材50は、インサート成形によって、弁座本体部材40に対して一体成形されている。すなわち、弁座シール部材50と弁座本体部材40とは、弁座シール部材50が弁座本体部材40に対して一体成形された一体成形品として構成されている。なお、一体成形とは、二次接着や機械的接合を用いないで、部材の接合と同時に製品を一体で成形することである。 The valve seat seal member 50 is integrally molded with the valve seat main body member 40 by insert molding. That is, the valve seat seal member 50 and the valve seat main body member 40 are configured as an integrally molded product in which the valve seat seal member 50 is integrally molded with the valve seat main body member 40. Integral molding is to integrally mold a product at the same time as joining members without using secondary bonding or mechanical joining.

図6に示すように、ハウジング10の収容空間内壁104は、内側に筒部41が配置される第一壁面111と、内側に固定部材60が配置される第二壁面112と、段差面113とを含む。第一壁面111および第二壁面112は、円筒の側壁の内面と同じ形状である。第二壁面112の開口幅は、第一壁面111の開口幅よりも大きい。段差面113は、収容空間内壁104のうち第一壁面111と第二壁面112との間に位置する。段差面113は、第一壁面111および第二壁面112の軸線方向に対して交差(例えば、直交)する面である。 As shown in FIG. 6, the accommodation space inner wall 104 of the housing 10 includes a first wall surface 111 in which the tubular portion 41 is arranged inside, a second wall surface 112 in which the fixing member 60 is arranged inside, and a stepped surface 113. including. The first wall surface 111 and the second wall surface 112 have the same shape as the inner surface of the side wall of the cylinder. The opening width of the second wall surface 112 is larger than the opening width of the first wall surface 111. The step surface 113 is located between the first wall surface 111 and the second wall surface 112 of the accommodation space inner wall 104. The step surface 113 is a surface that intersects (for example, is orthogonal to) the axial direction of the first wall surface 111 and the second wall surface 112.

フランジ部42の一面421が段差面113に接する状態で、弁座部材30は収容空間14に収容されている。このとき、段差面113とフランジ部42の一面421とは、フランジ部42の軸線CLに沿う方向で、対向している。したがって、段差面113は、フランジ部の軸線CLに沿う方向で、フランジ部42と対向する環状の対向面に相当する。 The valve seat member 30 is accommodated in the accommodating space 14 in a state where one surface 421 of the flange portion 42 is in contact with the stepped surface 113. At this time, the stepped surface 113 and the one surface 421 of the flange portion 42 face each other in the direction along the axis CL of the flange portion 42. Therefore, the stepped surface 113 corresponds to an annular facing surface facing the flange portion 42 in the direction along the axis CL of the flange portion.

図3、4に示すように、固定部材60は、収容空間14のうち弁座部材30よりも弁室11から離れた側に収容されている。固定部材60は、弁座部材30をハウジング10に固定する部材である。図6に示すように、固定部材60は、フランジ部42を段差面113に押しつけるように、収容空間内壁104に対して圧入されている。すなわち、固定部材60は、軸線CLに沿う方向で、それ自身と段差面113との間にフランジ部42を挟んだ状態で、ハウジング10に固定されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing member 60 is accommodated on the side of the accommodating space 14 farther from the valve chamber 11 than the valve seat member 30. The fixing member 60 is a member that fixes the valve seat member 30 to the housing 10. As shown in FIG. 6, the fixing member 60 is press-fitted against the inner wall 104 of the accommodation space so as to press the flange portion 42 against the stepped surface 113. That is, the fixing member 60 is fixed to the housing 10 in a direction along the axis CL with the flange portion 42 sandwiched between itself and the stepped surface 113.

図3に示すように、固定部材60は、円環状の板であって、その内側に、弁座流路31に連通する内側流路61を形成している。図6に示すように、固定部材60の内側端面62と第二突出部54の先端54aの位置とを、弁座部材30の周方向での同じ位置で比較したとき、固定部材60の内側端面62は、フランジ部42の軸線CLを中心とする径方向で、第二突出部54の先端54aと同じ位置にある。このため、図3、図6に示すように、内側流路61の流路幅D1は、第二突出部54が弁部材本体部21と非接触の状態のときの弁座流路31の第二突出部54の位置での流路幅D2よりも小さい。この結果、内側流路61の流路断面積は、第二突出部54の位置での弁座流路31の流路断面積よりも小さい。そして、この内側流路61の流路断面積は、弁座流路31の全開時に収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路における最小の流路断面積である。 As shown in FIG. 3, the fixing member 60 is an annular plate, and an inner flow path 61 communicating with the valve seat flow path 31 is formed inside the fixing member 60. As shown in FIG. 6, when the positions of the inner end surface 62 of the fixing member 60 and the tip 54a of the second protruding portion 54 are compared at the same positions in the circumferential direction of the valve seat member 30, the inner end surface of the fixing member 60 is compared. Reference numeral 62 denotes a radial direction centered on the axis CL of the flange portion 42, which is at the same position as the tip 54a of the second protruding portion 54. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 6, the flow path width D1 of the inner flow path 61 is the first of the valve seat flow path 31 when the second protrusion 54 is not in contact with the valve member main body 21. It is smaller than the flow path width D2 at the position of the two protrusions 54. As a result, the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 is smaller than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54. The flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 is the minimum flow path cross-sectional area of the exhaust flow path formed inside the accommodation space inner wall 104 when the valve seat flow path 31 is fully opened.

固定部材60は、金属材料のみで構成されている。金属材料としては、アルミニウム合金が挙げられる。金属材料は、弁座シール部材50を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい材料である。なお、固定部材60は、弁座シール部材50を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい材料であれば、金属材料以外の材料で構成されていてもよい。 The fixing member 60 is made of only a metal material. Examples of the metal material include aluminum alloys. The metal material is a material in which the amount of change in shape with time is small as compared with the material constituting the valve seat seal member 50. The fixing member 60 may be made of a material other than a metal material as long as the amount of change in shape with time is smaller than that of the material constituting the valve seat seal member 50.

なお、固定部材60が収容空間内壁104に対して圧入されているため、収容空間内壁104の第二壁面112の一部が変形している。また、固定部材60は、圧入に加えて、かしめによって、固定部材60がハウジング10に固定されていてもよい。また、固定部材60が収容空間内壁104に対して溶接されることによって、固定部材60がハウジング10に固定されてもよい。 Since the fixing member 60 is press-fitted into the accommodation space inner wall 104, a part of the second wall surface 112 of the accommodation space inner wall 104 is deformed. Further, in the fixing member 60, the fixing member 60 may be fixed to the housing 10 by caulking in addition to press fitting. Further, the fixing member 60 may be fixed to the housing 10 by welding the fixing member 60 to the inner wall 104 of the accommodation space.

[バルブ装置の作動]
次に、バルブ装置1の作動について説明する。図3、4に示すように、弁部材20は、回転によって弁部材本体部21の外壁面211が上流側流路12の弁室11側の開口120と収容空間14の弁室11側の開口140との間を往来する。
[Activation of valve device]
Next, the operation of the valve device 1 will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, in the valve member 20, the outer wall surface 211 of the valve member main body 21 rotates to open the opening 120 on the valve chamber 11 side of the upstream flow path 12 and the opening on the valve chamber 11 side of the accommodation space 14. Go back and forth between 140.

具体的には、弁部材20がEGR通路開放方向に回転すると、図3に示すように、弁部材20は、上流側流路12の開口120に位置し、弁座流路31を開放する。すなわち、弁部材20は、弁室11に対して弁座流路31を全開しつつ、弁室11に対して上流側流路12を最小限に絞る。 Specifically, when the valve member 20 rotates in the EGR passage opening direction, the valve member 20 is located at the opening 120 of the upstream side flow path 12 and opens the valve seat flow path 31 as shown in FIG. That is, the valve member 20 narrows the upstream side flow path 12 to the minimum with respect to the valve chamber 11 while fully opening the valve seat flow path 31 with respect to the valve chamber 11.

また、弁部材20がEGR通路遮断方向に回転すると、図4に示すように、弁部材20は、収容空間14の開口140に位置し、弁座流路31を閉塞する。すなわち、弁部材20は、弁室11に対して弁座流路31を全閉しつつ、弁室11に対して上流側流路12を最大限に開放する。 Further, when the valve member 20 rotates in the EGR passage blocking direction, the valve member 20 is located at the opening 140 of the accommodation space 14 and closes the valve seat flow path 31 as shown in FIG. That is, the valve member 20 opens the upstream side flow path 12 to the maximum with respect to the valve chamber 11 while fully closing the valve seat flow path 31 with respect to the valve chamber 11.

ここで、弁部材20が弁座流路31を閉塞するときでは、第一突出部52、第二突出部54が、弁部材本体部21に押されることで、第一突出部52、第二突出部54が弾性変形する。具体的には、図8に示すように、第二突出部54は、弁部材本体部21のシール面213に押されることで、第二突出部54は倒れた状態となる。図示しないが、第一突出部52も、弁部材本体部21のシール面212に押されることで、第二突出部54は倒れた状態となる。これにより、弁部材20と弁座部材30との間がシールされた状態となる。 Here, when the valve member 20 closes the valve seat flow path 31, the first protruding portion 52 and the second protruding portion 54 are pushed by the valve member main body portion 21, so that the first protruding portion 52 and the second protruding portion 52 and the second The protruding portion 54 is elastically deformed. Specifically, as shown in FIG. 8, the second protruding portion 54 is pushed by the seal surface 213 of the valve member main body portion 21 so that the second protruding portion 54 is in a collapsed state. Although not shown, the first protruding portion 52 is also pushed by the seal surface 212 of the valve member main body portion 21, so that the second protruding portion 54 is in a collapsed state. As a result, the space between the valve member 20 and the valve seat member 30 is sealed.

一方、弁部材20が弁座流路31を閉塞している状態から弁部材20がEGR通路開放方向に回転し、弁部材20と第二突出部54とが非接触の状態になると、第二突出部54は、元の形状に戻る。 On the other hand, when the valve member 20 rotates in the EGR passage opening direction from the state where the valve member 20 closes the valve seat flow path 31, and the valve member 20 and the second protrusion 54 are in a non-contact state, the second The protrusion 54 returns to its original shape.

このように、バルブ装置1では、弁部材20が回転することによって、EGR通路950が開閉されるとともに、EGR通路950の吸気通路920に対する開度を増減することが可能である。バルブ装置1によれば、図9に示すように、弁部材20の作動角に応じて、バルブ装置1から流出する空気、排気のそれぞれの流量を調整することができる。なお、EGR通路950を流れる排気は、吸気通路920の負圧によって吸気通路920に流入する。 In this way, in the valve device 1, by rotating the valve member 20, the EGR passage 950 can be opened and closed, and the opening degree of the EGR passage 950 with respect to the intake passage 920 can be increased or decreased. According to the valve device 1, as shown in FIG. 9, the flow rates of the air and the exhaust gas flowing out from the valve device 1 can be adjusted according to the operating angle of the valve member 20. The exhaust gas flowing through the EGR passage 950 flows into the intake passage 920 due to the negative pressure of the intake passage 920.

次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.

図10に示すように、比較例1のバルブ装置J1では、固定部材60の内側端面62は、フランジ部42の軸線CLを中心とする径方向で、第二突出部54の先端54aよりも外側に位置する。内側流路61の流路幅D1は、第二突出部54が弁部材本体部21と非接触の状態のときの第二突出部54の位置での弁座流路31の流路幅D2よりも大きい。第二突出部54の位置での弁座流路31の流路断面積が、弁座流路31の全開時に収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路における最小の流路断面積である。このため、弁座流路31の全開時に弁座流路31を通過する排気の流量(すなわち、排気の最大流量)は、第二突出部54の位置での弁座流路31の流路断面積によって定まる。 As shown in FIG. 10, in the valve device J1 of Comparative Example 1, the inner end surface 62 of the fixing member 60 is outside the tip 54a of the second protruding portion 54 in the radial direction centered on the axis CL of the flange portion 42. Located in. The flow path width D1 of the inner flow path 61 is from the flow path width D2 of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54 when the second protrusion 54 is not in contact with the valve member main body 21. Is also big. The flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54 is the minimum flow path cross-sectional area in the exhaust flow path formed inside the inner wall 104 of the accommodation space when the valve seat flow path 31 is fully opened. Is. Therefore, when the valve seat flow path 31 is fully opened, the flow rate of the exhaust gas passing through the valve seat flow path 31 (that is, the maximum flow rate of the exhaust gas) is the flow path breakage of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54. Determined by area.

しかし、第二突出部54は、ゴム材料で構成されているため、経時変化でへたりが生じる。すなわち、第二突出部54は、図10中の実線で示される形状から破線で示される弁座流路31の閉塞時の形状に塑性変形する。この場合、弁座流路31の全開時においても、弁座流路31の閉塞時の形状が維持されてしまう。このように、第二突出部54にへたりが生じると、第二突出部54の位置での弁座流路31の流路幅が、図10に示す流路幅D2から流路幅D3に広がり、弁座流路31の全開時での弁座流路31の最小の流路断面積が増大する。このため、流路断面積が増大した分、排気の最大流量が増大する。 However, since the second protruding portion 54 is made of a rubber material, sagging occurs due to aging. That is, the second protruding portion 54 is plastically deformed from the shape shown by the solid line in FIG. 10 to the shape when the valve seat flow path 31 shown by the broken line is closed. In this case, even when the valve seat flow path 31 is fully opened, the shape of the valve seat flow path 31 when closed is maintained. In this way, when the second protrusion 54 is settled, the flow path width of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54 changes from the flow path width D2 shown in FIG. 10 to the flow path width D3. It expands and increases the minimum flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 when the valve seat flow path 31 is fully opened. Therefore, the maximum flow rate of the exhaust gas increases as the cross-sectional area of the flow path increases.

これに対して、本実施形態のバルブ装置1では、内側流路61の流路断面積は、第二突出部54の位置での弁座流路31の流路断面積よりも小さい。そして、この内側流路61の流路断面積は、弁座流路31の全開時に収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路での最小の流路断面積である。なお、収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路には、弁座流路31および内側流路61が含まれる。このため、排気の最大流量は、固定部材60の内側流路61の流路断面積によって定まる。 On the other hand, in the valve device 1 of the present embodiment, the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 is smaller than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54. The flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 is the minimum flow path cross-sectional area of the exhaust flow path formed inside the accommodation space inner wall 104 when the valve seat flow path 31 is fully opened. The exhaust flow path formed inside the inner wall 104 of the accommodation space includes a valve seat flow path 31 and an inner flow path 61. Therefore, the maximum flow rate of the exhaust gas is determined by the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 of the fixing member 60.

また、固定部材60を構成する材料は、第二突出部54を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい金属材料である。このため、内側流路61の流路断面積は、第二突出部54の位置での弁座流路31の流路断面積よりも、経時変化が小さい。 Further, the material constituting the fixing member 60 is a metal material having a smaller amount of change in shape with time as compared with the material constituting the second protruding portion 54. Therefore, the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 changes with time less than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 at the position of the second protrusion 54.

よって、本実施形態のバルブ装置1によれば、第二突出部54の経時変化による排気の最大流量の増大を抑制することができる。 Therefore, according to the valve device 1 of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the maximum flow rate of the exhaust gas due to a change with time of the second protruding portion 54.

本実施形態のように、排気還流系95を備えるエンジンシステム90では、エンジンに還流する排気の最大流量は、エンジンの失火に配慮し、最大値が設定される。しかしながら、比較例1のバルブ装置J1では、第二突出部54の経時変化によって、排気の最大流量が増大する。このため、第二突出部54が経時変化した場合、弁座流路31の全開時に、エンジン91が失火する恐れがある。これに対して、本実施形態のバルブ装置1によれば、このような問題を回避することができる。 In the engine system 90 including the exhaust recirculation system 95 as in the present embodiment, the maximum flow rate of the exhaust recirculated to the engine is set to a maximum value in consideration of misfire of the engine. However, in the valve device J1 of Comparative Example 1, the maximum flow rate of the exhaust gas increases due to the change with time of the second protrusion 54. Therefore, if the second protrusion 54 changes with time, the engine 91 may misfire when the valve seat flow path 31 is fully opened. On the other hand, according to the valve device 1 of the present embodiment, such a problem can be avoided.

ところで、本実施形態と異なり、弁座本体部材40の一部を内側に突出させ、その部分での弁座流路31の流路断面積を、弁座流路31の全開時に収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路における最小断面積とすることが考えられる。しかし、この場合、弁座本体部材40の形状が複雑となり、インサート成形によって弁座シール部材50と弁座本体部材40とを一体成形することが困難であり、実現が困難である。 By the way, unlike the present embodiment, a part of the valve seat main body member 40 is projected inward, and the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path 31 at that part is the inner wall 104 of the accommodation space when the valve seat flow path 31 is fully opened. It is conceivable to set it as the minimum cross-sectional area in the flow path of the exhaust gas formed inside the. However, in this case, the shape of the valve seat main body member 40 becomes complicated, and it is difficult to integrally mold the valve seat seal member 50 and the valve seat main body member 40 by insert molding, which is difficult to realize.

また、本実施形態と異なり、弁座部材30および固定部材60とは別体の部材を用いて、この別体の部材に形成される流路の流路断面積を、弁座流路31の全開時に収容空間内壁104の内側に形成される排気の流路における最小断面積とすることが考えられる。しかし、この場合、バルブ装置全体の部品点数が増大するため、好ましくない。 Further, unlike the present embodiment, a member separate from the valve seat member 30 and the fixing member 60 is used, and the flow path cross-sectional area of the flow path formed in the separate member is set to the valve seat flow path 31. It is conceivable to set the minimum cross-sectional area in the exhaust flow path formed inside the inner wall 104 of the accommodation space when fully opened. However, in this case, the number of parts of the entire valve device increases, which is not preferable.

これらに対して、本実施形態のバルブ装置1によれば、これらの問題を回避することができる。 On the other hand, according to the valve device 1 of the present embodiment, these problems can be avoided.

また、本実施形態のバルブ装置1によれば、固定部材60の内側流路61の流路断面積によって、排気の最大流量が設定される。このため、図11A、図12Aに示すように、固定部材60の内側流路61の流路断面積を任意の大きさに設定することで、図11B、図12Bに示すように、排気の最大流量を任意の大きさに設定することができる。すなわち、固定部材60を変更することで、排気の最大流量を変更することができる。 Further, according to the valve device 1 of the present embodiment, the maximum flow rate of exhaust gas is set by the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 of the fixing member 60. Therefore, as shown in FIGS. 11A and 12A, by setting the flow path cross-sectional area of the inner flow path 61 of the fixing member 60 to an arbitrary size, the maximum exhaust gas is set as shown in FIGS. 11B and 12B. The flow rate can be set to any size. That is, the maximum flow rate of the exhaust gas can be changed by changing the fixing member 60.

図11A、図12Aに示すバルブ装置1では、どちらも、固定部材60の内側端面62は、フランジ部42の径方向で、第二突出部54よりも中心側の位置にある。 In both of the valve devices 1 shown in FIGS. 11A and 12A, the inner end surface 62 of the fixing member 60 is located at a position closer to the center than the second protruding portion 54 in the radial direction of the flange portion 42.

図11Aに示す内側流路61の流路幅D4は、図3に示す内側流路61の流路幅D1よりも小さい。このため、図11Bと図9とを比較してわかるように、図11Aに示すバルブ装置1における排気の最大流量は、図3に示すバルブ装置1における排気の最大流量よりも少ない。 The flow path width D4 of the inner flow path 61 shown in FIG. 11A is smaller than the flow path width D1 of the inner flow path 61 shown in FIG. Therefore, as can be seen by comparing FIG. 11B and FIG. 9, the maximum flow rate of the exhaust gas in the valve device 1 shown in FIG. 11A is smaller than the maximum flow rate of the exhaust gas in the valve device 1 shown in FIG.

また、図12Aに示す内側流路61の流路幅D5は、図11Aに示す内側流路61の流路幅D4よりも小さい。このため、図12Bと図11Bとを比較してわかるように、図12Aに示すバルブ装置1における排気の最大流量は、図11Aに示すバルブ装置1における排気の最大流量よりも少ない。 Further, the flow path width D5 of the inner flow path 61 shown in FIG. 12A is smaller than the flow path width D4 of the inner flow path 61 shown in FIG. 11A. Therefore, as can be seen by comparing FIG. 12B and FIG. 11B, the maximum flow rate of the exhaust gas in the valve device 1 shown in FIG. 12A is smaller than the maximum flow rate of the exhaust gas in the valve device 1 shown in FIG. 11A.

(他の実施形態)
(1)上記各実施形態では、弁部材20が弁座流路31を閉塞するとき、第一突出部52および第二突出部54は、シール面212、213に倒される。しかし、第一突出部52および第二突出部54は、シール面212、213に圧縮されてもよい。
(Other embodiments)
(1) In each of the above embodiments, when the valve member 20 closes the valve seat flow path 31, the first protruding portion 52 and the second protruding portion 54 are tilted to the sealing surfaces 212 and 213. However, the first protrusion 52 and the second protrusion 54 may be compressed on the sealing surfaces 212 and 213.

(2)上記各実施形態では、弁部材本体部21は、筒状である。しかし、弁部材本体部21は、球状であってもよい。 (2) In each of the above embodiments, the valve member main body 21 has a tubular shape. However, the valve member main body 21 may be spherical.

(3)上記各実施形態では、バルブ装置1は、エンジンシステム90に適用されている。弁座流路31を流れる流体は、エンジン91から排出され、エンジン91の空気吸入側へ供給される排気である。しかし、バルブ装置1は、他の用途に適用されてもよい。すなわち、弁座流路31を流れる流体は、排気以外の流体であってもよい。また、弁座流路31を流れる流体は、気体に限られず、液体でもよい。 (3) In each of the above embodiments, the valve device 1 is applied to the engine system 90. The fluid flowing through the valve seat flow path 31 is exhaust gas discharged from the engine 91 and supplied to the air intake side of the engine 91. However, the valve device 1 may be applied to other applications. That is, the fluid flowing through the valve seat flow path 31 may be a fluid other than the exhaust gas. Further, the fluid flowing through the valve seat flow path 31 is not limited to a gas, but may be a liquid.

(4)上記各実施形態では、ハウジング10、上シャフト24、下シャフト25は、金属材料で構成されている。しかし、これらは、合成樹脂材料で構成されていてもよい。 (4) In each of the above embodiments, the housing 10, the upper shaft 24, and the lower shaft 25 are made of a metal material. However, these may be made of a synthetic resin material.

(5)上記各実施形態では、弁部材本体部21、弁座部材30は、合成樹脂材料で構成されている。しかし、これらは、金属材料で構成されていてもよい。 (5) In each of the above embodiments, the valve member main body 21 and the valve seat member 30 are made of a synthetic resin material. However, they may be made of a metallic material.

(6)本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 (6) The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims, and includes various modifications and modifications within an equal range. Further, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. No. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, amounts, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, the number is clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done. Further, in each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., except when specifically specified or when the material, shape, positional relationship, etc. are limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. in principle. , The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.

10 ハウジング
20 弁部材
30 弁座部材
41 筒部
42 フランジ部
52 第一突出部
54 第二突出部
60 固定部材
61 内側流路
10 Housing 20 Valve member 30 Valve seat member 41 Cylinder 42 Flange 52 First protrusion 54 Second protrusion 60 Fixing member 61 Inner flow path

Claims (2)

バルブ装置であって、
弁室(11)を形成する弁室内壁(101)、前記弁室に連通する収容空間(14)を形成する収容空間内壁(104)を有するハウジング(10)と、
前記収容空間に収容され、流体が流れる弁座流路(31)を形成する弁座部材(30)と、
前記弁室に収容され、前記弁座流路を開閉する筒状または球状の弁部材本体部(21)を有する弁部材(20)と、
前記収容空間のうち前記弁座部材よりも前記弁室から離れた側に収容され、前記弁座部材を前記ハウジングに固定する固定部材(60)と、を備え、
前記弁座部材は、内側に前記弁座流路を形成する筒部(41)と、前記筒部のうち前記弁室から離れた側に連なるとともに前記筒部よりも前記筒部の外側に環状に突出したフランジ部(42)と、前記筒部のうち前記弁室側に設けられ、前記弁座流路が前記弁部材本体部に閉塞されるときに、前記弁部材本体部と接触して前記弁部材本体部と前記弁座部材との間の隙間を塞ぐシール部(52、54)とを有し、
前記収容空間内壁は、前記フランジ部の軸線(CL)に沿う方向で前記フランジ部と対向する環状の対向面(113)を含み、
前記固定部材は、前記軸線に沿う方向で、それ自身と前記対向面との間に前記フランジ部を挟んだ状態で、前記ハウジングに固定されており、
前記シール部は、前記弁座流路内に突出するシール突出部(54)を含み、
前記固定部材は、環状であって、前記固定部材の内側に、前記弁座流路に連通する内側流路(61)を形成しており、
前記固定部材を構成する材料は、前記シール突出部を構成する材料と比較して、形状の経時変化量が小さい材料であり、
前記固定部材の前記内側流路の流路断面積は、前記シール突出部の位置での前記弁座流路の流路断面積よりも小さく、前記弁座流路の全開時に前記収容空間内壁の内側に形成される前記流体の流路での最小の流路断面積である、バルブ装置。
It ’s a valve device,
A housing (10) having a valve chamber wall (101) forming a valve chamber (11), an accommodation space inner wall (104) forming an accommodation space (14) communicating with the valve chamber, and a housing (10).
A valve seat member (30) that is accommodated in the accommodation space and forms a valve seat flow path (31) through which a fluid flows.
A valve member (20) housed in the valve chamber and having a tubular or spherical valve member main body (21) that opens and closes the valve seat flow path.
A fixing member (60), which is accommodated on a side of the accommodating space farther from the valve chamber than the valve seat member and fixes the valve seat member to the housing, is provided.
The valve seat member is connected to a tubular portion (41) that forms the valve seat flow path on the inside and a side of the tubular portion that is distant from the valve chamber, and is annular to the outer side of the tubular portion than the tubular portion. A flange portion (42) protruding from the shaft and a flange portion (42) provided on the valve chamber side of the tubular portion, which comes into contact with the valve member main body when the valve seat flow path is blocked by the valve member main body. It has a seal portion (52, 54) that closes a gap between the valve member main body portion and the valve seat member.
The inner wall of the accommodation space includes an annular facing surface (113) facing the flange portion in a direction along the axis (CL) of the flange portion.
The fixing member is fixed to the housing in a direction along the axis with the flange portion sandwiched between itself and the facing surface.
The seal portion includes a seal protrusion (54) projecting into the valve seat flow path.
The fixing member is annular, and an inner flow path (61) communicating with the valve seat flow path is formed inside the fixing member.
The material constituting the fixing member is a material having a smaller amount of change in shape with time as compared with the material constituting the seal protrusion.
The flow path cross-sectional area of the inner flow path of the fixing member is smaller than the flow path cross-sectional area of the valve seat flow path at the position of the seal protrusion, and when the valve seat flow path is fully opened, the inner wall of the accommodation space A valve device that is the smallest flow path cross-sectional area of the fluid flow path formed inside.
前記流体は、内燃機関から排出され、内燃機関の空気吸入側へ供給される排気である、請求項1に記載のバルブ装置。 The valve device according to claim 1, wherein the fluid is exhaust gas discharged from the internal combustion engine and supplied to the air intake side of the internal combustion engine.
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