JP4665653B2

JP4665653B2 - Flow control valve

Info

Publication number: JP4665653B2
Application number: JP2005227351A
Authority: JP
Inventors: 邦夫難波; 修島根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2025-08-05
Also published as: JP2007040488A

Description

本発明は、バルブの開度に対応してハウジングの内部を流れる流体の流量の制御を行う流量制御弁に関するもので、特にバルブの外周に設けられたシールリング溝内に、拡径方向に張力を発生する円環状のシールリングを装着した排気ガス還流量制御弁を備えた排気ガス再循環装置に係わる。 The present invention relates to a flow control valve that controls the flow rate of a fluid flowing inside a housing in accordance with the opening of the valve, and in particular, in a seal ring groove provided on the outer periphery of the valve, tension in the diameter expanding direction. The present invention relates to an exhaust gas recirculation device equipped with an exhaust gas recirculation amount control valve equipped with an annular seal ring that generates the.

［従来の技術］
従来より、内燃機関の排気管内を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気管内を流れる吸入空気中に混入させることにより、最高燃焼温度を低下させ、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減を図るようにした排気ガス再循環装置が知られている。しかし、排気ガスを吸気側に再循環（還流）させると、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うので、排気管から吸気管内へ還流させる排気ガスの流量（排気ガス還流量：ＥＧＲ量）を調節する必要がある。そこで、従来より、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）に、排気ガス還流管の内部に形成される排気ガス還流路内を流れる排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）を備えた排気ガス再循環装置が公知である。 [Conventional technology]
Conventionally, the exhaust gas recirculation gas (EGR gas), which is part of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe of the internal combustion engine, is mixed into the intake air flowing in the intake pipe, thereby lowering the maximum combustion temperature and in the exhaust gas. There is known an exhaust gas recirculation device designed to reduce harmful substances (for example, nitrogen oxides) contained therein. However, if the exhaust gas is recirculated (recirculated) to the intake side, it causes a decrease in the output of the internal combustion engine and a decrease in the operability of the internal combustion engine, so the flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust pipe into the intake pipe (exhaust gas return) It is necessary to adjust the flow rate (EGR amount). Thus, conventionally, an exhaust gas recirculation pipe (EGR pipe) for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine from the exhaust passage to the intake passage is provided inside the exhaust gas recirculation path. An exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation amount control valve (EGR control valve) for controlling a flowing exhaust gas recirculation amount is known.

ここで、上記の排気ガス還流量制御弁の一例として、図３ないし図５に示したように、電動モータ１０１のモータシャフト１０２に固定されたモータ側ギヤ１０３と、バタフライ型バルブ１０４のバルブ軸１０５に固定されたバルブ側ギヤ１０６とを噛み合わせて、電動モータ１０１の回転動力を歯車減速機構（モータ側ギヤ１０３、バルブ側ギヤ１０６等）を介してバルブ軸１０５に伝達し、バタフライ型バルブ１０４のバルブ開度を変更して、ハウジング１０７の内部に形成される排気ガス還流路１０８内を流れる排気ガス還流量を制御するようにしたＥＧＲ制御弁がある（例えば、特許文献１及び２参照）。 Here, as an example of the above exhaust gas recirculation amount control valve, as shown in FIGS. 3 to 5, a motor side gear 103 fixed to the motor shaft 102 of the electric motor 101 and a valve shaft of the butterfly valve 104. The valve side gear 106 fixed to 105 is meshed, and the rotational power of the electric motor 101 is transmitted to the valve shaft 105 via a gear reduction mechanism (motor side gear 103, valve side gear 106, etc.) to provide a butterfly valve. There is an EGR control valve that controls the exhaust gas recirculation amount flowing in the exhaust gas recirculation path 108 formed inside the housing 107 by changing the valve opening 104 (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

なお、ハウジング１０７には、ブッシュ等の軸受部品１１１、１１２を介してバルブ軸１０５を回転自在に軸支するバルブ軸受部１１３、１１４が設けられている。このようなバタフライ型バルブ１０４を使用したＥＧＲ制御弁は、バルブ全閉時に、バタフライ型バルブ１０４とノズル１０９とが食い付くため、隙間を設けてあり、その隙間からＥＧＲガスが漏れるのを防止する目的で、バタフライ型バルブ１０４の外周に設けられたシールリング溝１１５内にシールリング１１０を嵌め込み、このシールリング１１０自体の拡径方向の張力を利用してバルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量を低減している。 The housing 107 is provided with valve bearing portions 113 and 114 that rotatably support the valve shaft 105 via bearing parts 111 and 112 such as bushes. The EGR control valve using such a butterfly valve 104 has a gap because the butterfly valve 104 and the nozzle 109 bite when the valve is fully closed, and prevents EGR gas from leaking from the gap. For the purpose, the seal ring 110 is fitted into a seal ring groove 115 provided on the outer periphery of the butterfly valve 104, and the EGR gas leakage amount when the valve is fully closed is utilized by using the tension in the diameter increasing direction of the seal ring 110 itself. Reduced.

ここで、図中の１１６は、エンジンの吸気ポートに連通する吸気通路であって、図中の１１７は、排気ガス還流路１０８から吸気通路１１６にＥＧＲガスを導入するためのＥＧＲ導入ポートである。これにより、ハウジング１０７は、吸気管の一部および排気ガス還流管の一部を構成している。また、図中の１１９は、リターンスプリングであって、図中の１２０は、ＥＧＲ量センサである。 Here, 116 in the figure is an intake passage communicating with the intake port of the engine, and 117 in the figure is an EGR introduction port for introducing EGR gas from the exhaust gas recirculation path 108 to the intake path 116. . Thereby, the housing 107 constitutes a part of the intake pipe and a part of the exhaust gas recirculation pipe. Further, 119 in the figure is a return spring, and 120 in the figure is an EGR amount sensor.

［従来の技術の不具合］
ここで、上記のようなシールリング１１０を使用した場合には、図４に示したように、バルブ全閉時に、シールリング１１０自体の拡径方向の張力を利用して、ノズル１０９の内周面とシールリング１１０の外周面とを密着させ、且つバタフライ型バルブ１０４の下流側のシールリング溝側面とシールリング１１０の下流側のシールリング側面とを密着させることで、バタフライ型バルブ１０４の外周面とノズル１０９の内周面との間の隙間を密閉化してバルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量を低減している。このとき、バタフライ型バルブ１０４の半径方向（面方向）とノズル１０９の軸線方向（面方向）との交差角度は、９０°となっている。 [Conventional technical problems]
Here, when the seal ring 110 as described above is used, as shown in FIG. 4, when the valve is fully closed, the inner periphery of the nozzle 109 is utilized by utilizing the tension in the diameter increasing direction of the seal ring 110 itself. The outer periphery of the butterfly valve 104 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the seal ring 110 and the seal ring groove side surface on the downstream side of the butterfly valve 104 and the seal ring side surface on the downstream side of the seal ring 110 with each other. The gap between the surface and the inner peripheral surface of the nozzle 109 is sealed to reduce the amount of EGR gas leakage when the valve is fully closed. At this time, the intersecting angle between the radial direction (surface direction) of the butterfly valve 104 and the axial direction (surface direction) of the nozzle 109 is 90 °.

ところが、特許文献１及び２に記載のＥＧＲ制御弁においては、バタフライ型バルブ１０４の外周に設けられるシールリング溝１１５の溝幅が、シールリング溝１１５内でシールリング１１０が移動し易いように所定の隙間を持たせた溝幅となっている。このため、シールリング１１０は、図５に示したように、シールリング１１０自体の拡径方向の張力によって外径が広がった位置で安定し、この安定した姿勢でシールリング溝１１５内に保持される。このとき、シールリング外径Ａは、ノズル内径と一致したシールリング外径Ｂよりも大きくなって、シールリング１１０がシールリング溝１１５内で傾く。 However, in the EGR control valve described in Patent Documents 1 and 2, the groove width of the seal ring groove 115 provided on the outer periphery of the butterfly valve 104 is set so that the seal ring 110 can easily move in the seal ring groove 115. The groove width has a gap of. Therefore, as shown in FIG. 5, the seal ring 110 is stabilized at a position where the outer diameter is expanded by the tension in the diameter expansion direction of the seal ring 110 itself, and is held in the seal ring groove 115 in this stable posture. The At this time, the seal ring outer diameter A becomes larger than the seal ring outer diameter B that matches the nozzle inner diameter, and the seal ring 110 is tilted in the seal ring groove 115.

そして、このようにシールリング溝１１５内でシールリング１１０が傾くと、エンジンのシリンダより排出される排気ガスの排気圧力（排気圧）が所定値以上の高排気圧にならないと、バタフライ型バルブ１０４の下流側のシールリング溝側面とシールリング１１０の下流側のシールリング側面とが密着せず、バタフライ型バルブ１０４の外周面とノズル１０９の内周面との間の隙間のシール性が低下する。これにより、バタフライ型バルブ１０４の下流側のシールリング溝側面とシールリング１１０の下流側のシールリング側面との間の隙間を通ってＥＧＲガスが洩れ出してしまい、バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量の低減効果が低下し、バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量が多くなるという問題があった。
米国特許第６１３５４１５号明細書（第１−１５頁、図１−図９）欧州特許第１１０２９２９号明細書（第２−８頁、図１−図９） When the seal ring 110 is tilted in the seal ring groove 115 in this way, the butterfly valve 104 is not exhausted unless the exhaust pressure (exhaust pressure) of the exhaust gas discharged from the cylinder of the engine becomes a high exhaust pressure higher than a predetermined value. The seal ring groove side surface on the downstream side of the seal ring and the seal ring side surface on the downstream side of the seal ring 110 are not in close contact with each other, and the sealing performance of the gap between the outer peripheral surface of the butterfly valve 104 and the inner peripheral surface of the nozzle 109 is reduced. . As a result, the EGR gas leaks through the gap between the seal ring groove side surface on the downstream side of the butterfly valve 104 and the seal ring side surface on the downstream side of the seal ring 110, and EGR gas leaks when the valve is fully closed. There was a problem that the effect of reducing the amount was reduced and the amount of EGR gas leakage when the valve was fully closed increased.
US Pat. No. 6,135,415 (page 1-15, FIGS. 1-9) European Patent No. 1102929 (page 2-8, FIGS. 1-9)

本発明の目的は、バルブの一方側のシールリング溝側面とシールリングの一方側のシールリング側面との密着性を向上させることで、バルブ全閉時の流体洩れ量を低減することのできる流量制御弁を提供することにある。 An object of the present invention is to improve the adhesion between the seal ring groove side surface on one side of the valve and the seal ring side surface on one side of the seal ring, thereby reducing the amount of fluid leakage when the valve is fully closed. It is to provide a control valve.

請求項１に記載の発明によれば、バルブの外周に設けられた環状のシールリング溝内に拡径方向の張力（半径方向の外径側への弾性変形力）を有するＣ字形状のシールリングが移動自在に嵌め込まれている。そして、このシールリングの軸線方向の両側に一対のシールリング側面を設け、更に、シールリングの半径方向の外径側にシールリング外周面を設けている。また、バルブのシールリング溝に、バルブの全閉時に一対のシールリング側面のうちの一方側のシールリング側面が密着可能な一方側のシールリング溝側面を設けている。そして、ハウジングに、バルブの全閉時にシールリングのシールリング外周面が密着可能なテーパ形状またはＲ形状のシールリングシート面を設けている。特に、このシールリングシート面のテーパ形状またはＲ形状は、その全周で、シールリングシート面の軸線方向に対し軸線の中心から離れる方向に傾斜して、流体の流れ方向の上流側から下流側に向けて内径が漸増する形態をなしており、シールリングの半径方向とシールリングシート面の面方向とが直角に交差しない値に設定されている。これによって、バルブの全閉時にシールリング自体の拡径方向の張力によって、ハウジングのシールリングシート面の内径が広い側にシールリングが移動して、シールリングの一方側のシールリング側面がバルブの一方側のシールリング溝側面に張り付く。したがって、バルブの一方側のシールリング溝側面とシールリングの一方側のシールリング側面との密着性を向上させることができるので、バルブ全閉時の流体洩れ量を低減することができる。
According to the first aspect of the present invention, a C-shaped seal having a tension in the expanding direction (elastic deformation force toward the outer diameter side in the radial direction) in an annular seal ring groove provided on the outer periphery of the valve. The ring is movably fitted. A pair of seal ring side surfaces are provided on both sides of the seal ring in the axial direction, and a seal ring outer peripheral surface is provided on the radially outer side of the seal ring. In addition, the seal ring groove of the valve is provided with one side of the seal ring groove that can be brought into close contact with one of the side surfaces of the seal ring when the valve is fully closed. The housing is provided with a taper-shaped or R-shaped seal ring seat surface with which the outer peripheral surface of the seal ring can be in close contact when the valve is fully closed. In particular, the taper shape or the R shape of the seal ring seat surface is inclined in the direction away from the center of the axis with respect to the axial direction of the seal ring seat surface, and from the upstream side to the downstream side in the fluid flow direction. The radial direction of the seal ring and the surface direction of the seal ring seat surface are set so as not to intersect at right angles. This allows, by the tension of the diameter direction of the fully closed to the seal ring itself valve, the inner diameter of the seal ring seat surface of the housing moves the seal ring into a wide side, one side of the seal ring side surfaces of the seal ring valve It sticks to the seal ring groove side of one side. Accordingly, it is possible to improve the adhesion between the seal ring groove side surface on one side of the valve and the seal ring side surface on one side of the seal ring, so that the amount of fluid leakage when the valve is fully closed can be reduced.

請求項２に記載の発明によれば、ハウジングのシールリングシート面の軸線方向に対する傾斜角度、あるいはある点を中心とした曲率半径は、バルブのシールリング溝内でシールリングが傾いた際に、シールリングの半径方向とシールリングシート面の面方向とが直角に交差しない値に設定されている。これによって、バルブの全閉時にシールリング自体の拡径方向の張力によって、ハウジングのシールリングシート面の内径が広い側にシールリングが移動し易くなるので、シールリングの一方側のシールリング側面がバルブの一方側のシールリング溝側面に張り付き易くなる。 According to the second aspect of the present invention, the inclination angle of the seal ring seat surface of the housing with respect to the axial direction, or the radius of curvature around a certain point, when the seal ring is inclined in the seal ring groove of the valve, The radial direction of the seal ring and the surface direction of the seal ring sheet surface are set to values that do not intersect at right angles. Accordingly, when the valve is fully closed, the seal ring is easily moved to the side where the inner diameter of the seal ring seat surface of the housing is wide due to the tension in the diameter increasing direction of the seal ring itself. It becomes easy to stick to the side surface of the seal ring groove on one side of the valve.

請求項３に記載の発明によれば、ハウジングのシールリングシート面を、ハウジングの内部を流れる流体の流れ方向の上流側から下流側に向けて連続して内径が漸増する傾斜面または湾曲面としたことにより、バルブの全閉時にシールリング自体の拡径方向の張力および流体圧力によって、ハウジングのシールリングシート面の内径が広い側にシールリングが移動して、シールリングの下流側のシールリング側面がバルブの下流側のシールリング溝側面に張り付く。 According to the third aspect of the present invention, the seal ring seat surface of the housing has an inclined surface or a curved surface whose inner diameter gradually increases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the fluid flowing inside the housing. As a result, when the valve is fully closed, the seal ring moves to the wide inner diameter side of the seal ring seat surface of the housing due to the tension and fluid pressure in the expanding direction of the seal ring itself, and the seal ring on the downstream side of the seal ring The side surface sticks to the seal ring groove side surface on the downstream side of the valve.

請求項４に記載の発明によれば、シールリングのシールリング外周面の軸線方向の一対のエッジ部に、面取りを施すことにより、バルブの全閉時にシールリングのシールリング外周面がハウジングのシールリングシート面を摺動し易くなる。これによって、バルブの全閉時にシールリング自体の拡径方向の張力によって、ハウジングのシールリングシート面の内径が広い側にシールリングが移動し易くなるので、シールリングの一方側のシールリング側面がバルブの一方側のシールリング溝側面に張り付き易くなる。 According to the fourth aspect of the present invention, the pair of edge portions in the axial direction of the seal ring outer peripheral surface of the seal ring is chamfered so that the seal ring outer peripheral surface of the seal ring is sealed with the housing when the valve is fully closed. It becomes easy to slide on the ring sheet surface. Accordingly, when the valve is fully closed, the seal ring is easily moved to the side where the inner diameter of the seal ring seat surface of the housing is wide due to the tension in the diameter increasing direction of the seal ring itself. It becomes easy to stick to the side surface of the seal ring groove on one side of the valve.

請求項５に記載の発明によれば、ハウジングは、内周にシールリングシート面が形成された異径ノズルを有している。この異径ノズルの内部には、シールリング溝にシールリングを保持したバルブが開閉自在に収容される。なお、異径ノズルは、比較的に小さい内径を有する径小部と比較的に大きい内径を有する径大部との間に、連続して内径が漸増するテーパ形状またはＲ形状のシールリングシート面が設けられる。 According to the invention described in claim 5, the housing has the different diameter nozzle having the seal ring seat surface formed on the inner periphery. A valve holding the seal ring in the seal ring groove is accommodated inside the different diameter nozzle so as to be freely opened and closed. The different-diameter nozzle is a tapered or R-shaped seal ring seat surface in which the inner diameter gradually increases between a small-diameter portion having a relatively small inner diameter and a large-diameter portion having a relatively large inner diameter. Is provided.

本発明を実施するための最良の形態は、バルブ全閉時の流体洩れ量を低減するという目的を、ハウジングに、バルブの全閉時にシールリングのシールリング外周面が密着可能なテーパ形状またはＲ形状のシールリングシート面を設けて、バルブの一方側のシールリング溝側面とシールリングの一方側のシールリング側面との密着性を向上させることで実現した。 The best mode for carrying out the present invention is to reduce the amount of fluid leakage when the valve is fully closed, with a taper shape or R that allows the seal ring outer peripheral surface of the seal ring to be in close contact with the housing when the valve is fully closed. This was realized by providing a shaped seal ring seat surface to improve the adhesion between the seal ring groove side surface on one side of the valve and the seal ring side surface on one side of the seal ring.

［実施例１の構成］
図１は本発明の実施例１を示したもので、排気ガス還流量制御弁のバルブ周辺構造を示した図である。 [Configuration of Example 1]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a view showing a peripheral structure of an exhaust gas recirculation amount control valve.

本実施例の排気ガス再循環装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）に使用されるもので、エンジンの排気管内に形成される排気通路に接続されて、排気ガスの一部（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと呼ぶ）を吸気管内に形成される吸気通路に再循環（還流）させるための排気ガス還流管（図示せず）と、この排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路を流れるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を連続的または段階的に制御する排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）１とを備えている。ここで、排気ガス還流管の上流側端部は、排気管のエキゾーストマニホールドに接続している。また、排気ガス還流管の下流側端部は、ＥＧＲ制御弁１に接続している。 The exhaust gas recirculation device according to the present embodiment is used for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a diesel engine mounted on a vehicle such as an automobile, and is provided in an exhaust passage formed in an exhaust pipe of the engine. An exhaust gas recirculation pipe (not shown) connected to recirculate (recirculate) a portion of exhaust gas (exhaust recirculation gas: hereinafter referred to as EGR gas) to an intake passage formed in the intake pipe; An exhaust gas recirculation amount control valve (hereinafter referred to as an EGR control valve) 1 for continuously or stepwise controlling the recirculation amount (EGR amount) of EGR gas flowing through the exhaust gas recirculation passage formed in the exhaust gas recirculation pipe I have. Here, the upstream end of the exhaust gas recirculation pipe is connected to the exhaust manifold of the exhaust pipe. The downstream end of the exhaust gas recirculation pipe is connected to the EGR control valve 1.

本実施例のＥＧＲ制御弁１は、エンジンの吸気管の一部および排気ガス還流管の一部を成すハウジング２と、弁開度（バルブ開度）に対応してハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量を変更するバタフライ型バルブ（ＥＧＲ制御弁１の弁体）３と、このバタフライ型バルブ３を閉弁方向または開弁方向に付勢するリターンスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）とを備えている。ここで、本実施例のバタフライ型バルブ３は、電動モータや動力伝達機構等のアクチュエータの駆動力を受けて回転するバルブ軸４を有し、このバルブ軸４の軸線方向の一端側に一体的に保持固定されている。また、バタフライ型バルブ３の外周面には、円環状のシールリング溝５が形成されている。そして、シールリング溝５の内部には、シールリング６が嵌め込まれている。また、ハウジング２には、内部にバタフライ型バルブ３を開閉自在に収容する円管状の異径ノズル７が嵌合保持されている。 The EGR control valve 1 of the present embodiment includes a housing 2 that forms part of the intake pipe and part of the exhaust gas recirculation pipe of the engine, and EGR that flows inside the housing 2 corresponding to the valve opening (valve opening). A butterfly valve (valve element of the EGR control valve 1) 3 for changing the EGR amount of gas, and valve urging means (not shown) such as a return spring that urges the butterfly valve 3 in the valve closing direction or the valve opening direction. )). Here, the butterfly valve 3 of the present embodiment has a valve shaft 4 that rotates by receiving the driving force of an actuator such as an electric motor or a power transmission mechanism, and is integrated with one end of the valve shaft 4 in the axial direction. Is held fixed. An annular seal ring groove 5 is formed on the outer peripheral surface of the butterfly valve 3. A seal ring 6 is fitted in the seal ring groove 5. The housing 2 is fitted and held with a circular different-diameter nozzle 7 that accommodates the butterfly valve 3 in an openable and closable manner.

また、ＥＧＲ制御弁１は、バタフライ型バルブ３の外周面と異径ノズル７の内周面との間の隙間が最小となる位置、あるいはハウジング２の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最小となる位置をバルブ全閉位置としたとき、このバルブ全閉位置でバタフライ型バルブ３が保持固定される時、すなわち、バタフライ型バルブ３のバルブ全閉時に、バタフライ型バルブ３のシールリング溝５に嵌め込まれたシールリング６の拡径方向の張力を利用して、バタフライ型バルブ３の外周面と異径ノズル７の内周面との間の隙間を気密化（シール）するように構成されている。 In addition, the EGR control valve 1 has a position where the gap between the outer peripheral surface of the butterfly valve 3 and the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 is minimum, or the EGR amount of EGR gas flowing through the housing 2 is minimum. When the butterfly valve 3 is held and fixed in this valve fully closed position, that is, when the butterfly valve 3 is fully closed, the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3 is The gap between the outer peripheral surface of the butterfly valve 3 and the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 is configured to be airtight (sealed) using the tension in the diameter increasing direction of the fitted seal ring 6. Yes.

ここで、本実施例のバタフライ型バルブ３を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置は、電力によって運転される電動モータと、この電動モータのモータシャフト（出力軸）の回転運動をバルブ軸４に伝達するための動力伝達機構（本実施例では歯車減速機構）とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータによって構成されている。電動モータは、ブラシレスＤＣモータやブラシ付きの直流（ＤＣ）モータ等の直流（ＤＣ）モータが採用されている。なお、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。また、歯車減速機構は、電動モータのモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、電動モータのモータ出力軸トルク（駆動力）をバルブ軸４に伝達する動力伝達機構を構成する。ここで、バルブ駆動装置、特に電動モータは、エンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）によって通電制御されるように構成されている。 Here, the valve driving device for opening or closing the butterfly valve 3 according to the present embodiment is configured such that the electric motor operated by electric power and the rotational motion of the motor shaft (output shaft) of the electric motor are controlled by the valve shaft. 4 is configured by an electric actuator including a power unit that includes a power transmission mechanism (a gear reduction mechanism in the present embodiment) for transmission to the power transmission mechanism 4. As the electric motor, a direct current (DC) motor such as a brushless DC motor or a direct current (DC) motor with a brush is employed. An alternating current (AC) motor such as a three-phase induction motor may be used. The gear reduction mechanism reduces the rotational speed of the motor shaft of the electric motor so as to have a predetermined reduction ratio, and transmits a motor output shaft torque (driving force) of the electric motor to the valve shaft 4. Configure. Here, the valve drive device, particularly the electric motor, is configured to be energized and controlled by an engine control unit (hereinafter referred to as ECU).

ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。また、ＥＣＵは、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、バタフライ型バルブ３の弁開度（バルブ開度）を電子制御するように構成されている。なお、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、マイクロコンピュータには、ＥＧＲ量センサ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、エアフロメータおよび冷却水温度センサ等が接続されている。 The ECU includes a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a storage device (memory such as ROM and RAM) that stores various programs and data, a micro of a known structure that includes functions such as an input circuit and an output circuit. A computer is provided. The ECU is configured to electronically control the valve opening (valve opening) of the butterfly valve 3 based on a control program stored in the memory when an ignition switch (not shown) is turned on (IG / ON). Has been. The ECU is configured to forcibly terminate the above control based on the control program stored in the memory when the ignition switch is turned off (IG / OFF). The sensor signals from the various sensors are A / D converted by an A / D converter and then input to a microcomputer built in the ECU. The microcomputer is connected to an EGR amount sensor, a crank angle sensor, an accelerator opening sensor, an air flow meter, a cooling water temperature sensor, and the like.

ハウジング２は、アルミニウム合金のダイカストにより所定の形状に形成されている。そして、ハウジング２は、第１入口側開口端部がエアクリーナ側の吸気管またはスロットルボデーに接続され、第２入口側開口端部が排気ガス還流管に接続され、出口側開口端がインテークマニホールドまたはサージタンクまたはスロットルボデーに接続されている。このハウジング２は、異径ノズル７内にバタフライ型バルブ３をバルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまで回転方向に回転自在に保持する装置であり、排気ガス還流管またはエンジンの吸気管にボルト等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。そして、ハウジング２の第２入口側開口端部には、異径ノズル７を嵌合保持する円筒状のノズル嵌合部１１が一体的に形成されている。 The housing 2 is formed in a predetermined shape by die casting of an aluminum alloy. The housing 2 has a first inlet-side opening end connected to an air cleaner-side intake pipe or a throttle body, a second inlet-side opening end connected to an exhaust gas recirculation pipe, and an outlet-side opening end connected to an intake manifold or Connected to a surge tank or throttle body. The housing 2 is a device for holding a butterfly valve 3 in a different diameter nozzle 7 so as to be rotatable in the rotational direction from the fully closed position to the fully open position. These are fastened and fixed using a fastener (not shown). A cylindrical nozzle fitting portion 11 that fits and holds the different-diameter nozzle 7 is integrally formed at the second inlet side opening end of the housing 2.

ハウジング２には、バタフライ型バルブ３と一体的に回転動作するバルブ軸４をブッシング１２またはボールベアリング等の軸受け部品、およびゴムシール等のオイルシールまたはゴムシール等のパッキンを介して、回転自在に支持するバルブ軸受部１３が一体的に形成されている。また、ハウジング２の内部には、エアクリーナで濾過された吸入空気が上流側の吸気管内の吸気通路を経由して導入される空気導入流路（第１入口側流路）と、エンジンの燃焼室より流出した排気ガスの一部が排気ガス還流管側の排気ガス還流路を経由して導入される排気ガス還流路（流体流路、第２入口側流路）１４と、空気導入流路から流入した低温の吸入空気（吸気）と排気ガス還流路１４から流入した高温のＥＧＲガスとを合流させて混ぜ合わせるミキシング室と、このミキシング室からエンジンの吸気ポート側に向けて吸入空気を流出するための空気導出流路（出口側流路）とが形成されている。 The housing 2 rotatably supports a valve shaft 4 that rotates integrally with the butterfly valve 3 via bearing parts such as a bushing 12 or a ball bearing, and a packing such as an oil seal or a rubber seal such as a rubber seal. The valve bearing portion 13 is integrally formed. Also, in the housing 2, an air introduction passage (first inlet passage) through which intake air filtered by an air cleaner is introduced via an intake passage in an upstream intake pipe, and a combustion chamber of the engine An exhaust gas recirculation path (fluid flow path, second inlet side flow path) 14 through which a part of the exhaust gas flowing out from the exhaust gas recirculation path on the exhaust gas recirculation pipe side is introduced, and an air introduction flow path The mixing chamber that mixes and mixes the low-temperature intake air (intake air) that flows in and the high-temperature EGR gas that flows in from the exhaust gas recirculation path 14, and the intake air flows out from the mixing chamber toward the intake port side of the engine For this purpose, an air outlet channel (outlet channel) is formed.

バタフライ型バルブ３は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されて、吸気管内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を制御するバタフライ形の回転弁である。このバタフライ型バルブ３は、エンジン運転時に、ＥＣＵからの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置からバルブ全開位置までの回転角度範囲にて開閉動作されることで、異径ノズル７内に形成される排気ガス還流路（ＥＧＲ導入ポート８）の開口面積を変更して、排気ガス還流管内を排気側から吸気側に還流するＥＧＲ量を連続的または段階的に制御する弁体（ＥＧＲ制御弁１の弁体）である。また、バタフライ型バルブ３の半径方向の外径側端部の端面（バルブ外周面）には、シールリング６が半径方向および軸線方向に移動可能となる溝幅のシールリング溝（周方向溝、リング溝）５が周方向に連続して形成されている。 The butterfly valve 3 is formed in a substantially disk shape from a heat-resistant material resistant to high temperatures, such as stainless steel, and controls a butterfly-type rotary valve that controls the EGR amount of EGR gas mixed in the intake air flowing in the intake pipe. It is. The butterfly valve 3 is formed in the different-diameter nozzle 7 by being opened and closed in a rotation angle range from the valve fully closed position to the valve fully open position based on a control signal from the ECU during engine operation. A valve body (EGR control valve 1) that changes the opening area of the exhaust gas recirculation path (EGR introduction port 8) to control the amount of EGR recirculated in the exhaust gas recirculation pipe from the exhaust side to the intake side continuously or stepwise. Valve body). Further, on the end surface (valve outer peripheral surface) of the radially outer end portion of the butterfly valve 3 in the radial direction, the seal ring groove (circumferential groove, circumferential groove, which allows the seal ring 6 to move in the radial direction and the axial direction). Ring groove) 5 is formed continuously in the circumferential direction.

このシールリング溝５には、一対のシールリング溝側面２１、２２およびシールリング溝底面２３が設けられている。そして、一対のシールリング溝側面２１、２２のうちのシールリング溝側面２２は、下流側（一方側）のシールリング溝側面を構成し、また、一対のシールリング溝側面２１、２２のうちのシールリング溝側面２１は、上流側（他方側）のシールリング溝側面を構成する。なお、シールリング溝５の溝深さは、シールリング６の半径方向の寸法（シールリング６の内径と外径との差）よりも浅くなっている。ここで、バルブ全閉位置とは、バタフライ型バルブ３の外径側端部の端面（バルブ外周面）と異径ノズル７の内周面（ノズル内周面）との間の隙間（バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量）が最小となるバルブ開度（θ＝０°）のことである。また、バルブ全開位置とは、バタフライ型バルブ３の外径側端部の端面（バルブ外周面）と異径ノズル７の内周面（ノズル内周面）との間の隙間が最大となるバルブ開度（θ＝７０〜９０°）のことである。 The seal ring groove 5 is provided with a pair of seal ring groove side surfaces 21 and 22 and a seal ring groove bottom surface 23. The seal ring groove side surface 22 of the pair of seal ring groove side surfaces 21 and 22 constitutes a downstream (one side) seal ring groove side surface, and of the pair of seal ring groove side surfaces 21 and 22 The seal ring groove side surface 21 constitutes the upstream (the other side) seal ring groove side surface. The groove depth of the seal ring groove 5 is shallower than the radial dimension of the seal ring 6 (difference between the inner diameter and the outer diameter of the seal ring 6). Here, the valve fully closed position refers to a gap between the end surface (valve outer peripheral surface) of the outer diameter side end portion of the butterfly valve 3 and the inner peripheral surface (nozzle inner peripheral surface) of the different-diameter nozzle 7 (valve entire valve). This is the valve opening (θ = 0 °) at which the EGR gas leakage amount when closed is minimized. The valve fully open position is a valve in which the gap between the end surface (valve outer peripheral surface) of the outer diameter side end of the butterfly valve 3 and the inner peripheral surface (nozzle inner peripheral surface) of the different diameter nozzle 7 is maximized. The opening degree (θ = 70 to 90 °).

バルブ軸４は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、ハウジング２のバルブ軸受部１３に回転自在または摺動自在に支持されている。そして、バルブ軸４の軸線方向の他端部（バルブ側に対して反対側の端部）には、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ（図示せず）が固定されている。そして、バルブ軸４の軸線方向の一端側は、ハウジング２のノズル嵌合部１１に設けられたシャフト挿通孔１５を貫通して排気ガス還流路１４の内部に突出しており、このバルブ軸４の軸線方向の一端側には、バタフライ型バルブ３を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ装着部が設けられている。 The valve shaft 4 is integrally formed of a heat-resistant material resistant to high temperatures, such as stainless steel, and is supported by the valve bearing portion 13 of the housing 2 so as to be rotatable or slidable. A valve side gear (not shown), which is one of the components of the gear reduction mechanism, is fixed to the other end of the valve shaft 4 in the axial direction (the end opposite to the valve side). Yes. One end side of the valve shaft 4 in the axial direction passes through a shaft insertion hole 15 provided in the nozzle fitting portion 11 of the housing 2 and protrudes into the exhaust gas recirculation path 14. A valve mounting portion for holding and fixing the butterfly valve 3 using a fixing means such as welding is provided on one end side in the axial direction.

シールリング６は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等からなり、合い口に隙間があるＣ字形状に形成されている。この場合、シールリング６の合い口形状を、パッドジョイント形状、テーパジョイント形状、ラップジョイント形状のいずれかにしても良い。そして、シールリング６の半径方向の内径側には、バタフライ型バルブ３の外周に設けられたシールリング溝５内に移動自在に嵌め込まれる内径側端部が設けられ、また、シールリング６の半径方向の外径側には、バタフライ型バルブ３の外周面（バルブ外周面）よりもバタフライ型バルブ３の半径方向の外径側に突出した外径側端部が設けられている。すなわち、シールリング６は、外径側端部がバルブ外周面より突出した状態で、内径側端部がシールリング溝５内を半径方向および軸線方向に移動できるようにシールリング溝５内に嵌め込まれて保持されている。
The seal ring 6 is made of a heat-resistant material that is resistant to high temperatures, such as stainless steel, and is formed in a C shape with a gap at the abutment . In this case, the joint shape of the seal ring 6 may be any one of a pad joint shape, a taper joint shape, and a lap joint shape. Then, in the radial direction of the inner diameter side of the seal ring 6, the inner diameter side end portion to be fitted to be movable in the butterfly in the seal ring groove 5 provided on the outer periphery of the valve 3 is provided, also, the radius of the seal ring 6 On the outer diameter side in the direction, an outer diameter side end portion protruding from the outer peripheral surface (valve outer peripheral surface) of the butterfly valve 3 to the outer diameter side in the radial direction of the butterfly valve 3 is provided. That is, the seal ring 6 is fitted into the seal ring groove 5 so that the inner diameter side end can move in the radial direction and the axial direction in the seal ring groove 5 with the outer diameter side end protruding from the outer peripheral surface of the valve. Is held.

そして、シールリング６の軸線方向（板厚方向）の両側には、バタフライ型バルブ３のシールリング溝５の一対のシールリング溝側面２１、２２にそれぞれ密着することが可能な一対のシールリング側面３１、３２が設けられている。そして、一対のシールリング側面３１、３２のうちのシールリング側面３２は、下流側（一方側）のシールリング側面を構成し、また、一対のシールリング側面３１、３２のうちのシールリング側面３１は、上流側（他方側）のシールリング側面を構成する。また、シールリング６の半径方向の外径側の端面には、ハウジング２のノズル嵌合部１１に嵌合保持された異径ノズル７の内周面（ノズル内周面）に密着することが可能なシールリング外周面３３が設けられている。なお、シールリング外周面３３の軸線方向の一対のエッジ部に、テーパ形状またはＲ形状の面取りを施しても良い。
A pair of seal ring side surfaces that can be in close contact with the pair of seal ring groove side surfaces 21 and 22 of the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3 on both sides in the axial direction (plate thickness direction) of the seal ring 6. 31 and 32 are provided. The seal ring side surface 32 of the pair of seal ring side surfaces 31 and 32 constitutes a downstream (one side) seal ring side surface, and the seal ring side surface 31 of the pair of seal ring side surfaces 31 and 32. Constitutes the seal ring side surface on the upstream side (the other side). Further, the end face on the outer diameter side in the radial direction of the seal ring 6 may be in close contact with the inner peripheral surface (nozzle inner peripheral surface) of the different diameter nozzle 7 fitted and held in the nozzle fitting portion 11 of the housing 2. A possible seal ring outer peripheral surface 33 is provided. The pair of edge portions in the axial direction of the seal ring outer peripheral surface 33 may be chamfered with a taper shape or an R shape.

異径ノズル７は、排気ガス還流管の一部を形成すると共に、内部にバタフライ型バルブ３を開閉自在に収容する管状部であって、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により円管形状に形成されている。なお、異径ノズル７の内部には、排気ガス還流管の下流端部からハウジング２の排気ガス還流路１４内にＥＧＲガスを導入するためのＥＧＲ導入ポート（流体流路）８が形成されている。そして、異径ノズル７の内周面（ノズル内周面）には、比較的に内径の小さい径小部４１、およびこの径小部４１よりも内径の大きい径大部４２が設けられている。なお、径小部４１の内径（ノズル内径Ａ）は、例えばφ２９．０ｍｍである。また、径大部４２の内径（ノズル内径Ｂ）は、例えばφ２９．５ｍｍである。すなわち、ノズル内径Ａ＜ノズル内径Ｂである。そして、径小部４１と径大部４２との間、つまりバルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量が最小となる範囲には、全閉位置でバタフライ型バルブ３が保持固定される時、すなわち、バタフライ型バルブ３のバルブ全閉時に、シールリング６のシールリング外周面３３が密着可能なテーパ形状のシールリングシート面９が設けられている。 The different-diameter nozzle 7 forms a part of the exhaust gas recirculation pipe and is a tubular portion that accommodates the butterfly valve 3 so that it can be opened and closed. It is formed into a shape. In addition, an EGR introduction port (fluid flow path) 8 for introducing EGR gas into the exhaust gas recirculation path 14 of the housing 2 from the downstream end of the exhaust gas recirculation pipe is formed inside the different diameter nozzle 7. Yes. A small diameter portion 41 having a relatively small inner diameter and a large diameter portion 42 having a larger inner diameter than the small diameter portion 41 are provided on the inner peripheral surface (nozzle inner peripheral surface) of the different diameter nozzle 7. . The inner diameter (nozzle inner diameter A) of the small-diameter portion 41 is, for example, φ29.0 mm. Moreover, the internal diameter (nozzle internal diameter B) of the large diameter part 42 is (phi) 29.5 mm, for example. That is, nozzle inner diameter A <nozzle inner diameter B. When the butterfly valve 3 is held and fixed in the fully closed position between the small diameter portion 41 and the large diameter portion 42, that is, in a range where the amount of EGR gas leakage when the valve is fully closed is minimized, A tapered seal ring seat surface 9 is provided so that the seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 can be in close contact with the butterfly valve 3 when the valve is fully closed.

シールリングシート面９の軸線方向に対する傾斜角度は、シールリング６の拡径方向の張力（シールリング６の半径方向の外径側への弾性変形力）に合わせて角度を設定することが望ましいが、本実施例では、バタフライ型バルブ３のシールリング溝５内でシールリング６が傾いた場合でも、シールリング６の半径方向とシールリングシート面９の面方向とが直角に交差しない値に設定されている。また、シールリングシート面９は、異径ノズル７内に形成されるＥＧＲ導入ポート８の内部を流れるＥＧＲガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて連続して内径が漸増する傾斜面（テーパ面）を有している。 The inclination angle of the seal ring seat surface 9 with respect to the axial direction is desirably set in accordance with the tension in the diameter expansion direction of the seal ring 6 (elastic deformation force toward the outer diameter side in the radial direction of the seal ring 6). In this embodiment, even when the seal ring 6 is inclined in the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3, the radial direction of the seal ring 6 and the surface direction of the seal ring seat surface 9 are set so as not to intersect at right angles. Has been. Further, the seal ring sheet surface 9 is an inclined surface whose inner diameter gradually increases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the EGR gas flowing in the EGR introduction port 8 formed in the different diameter nozzle 7 ( Taper surface).

［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１に基づいて簡単に説明する。 [Operation of Example 1]
Next, the operation of the exhaust gas recirculation device of this embodiment will be briefly described with reference to FIG.

例えばディーゼルエンジン等のエンジンが始動することにより、エンジンのシリンダーヘッドの吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナで濾過された吸入空気が、吸気管、スロットルボデー、ＥＧＲ制御弁１のハウジング２の内部（空気導入流路→ミキシング室→空気導出流路）を通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジンの各気筒内に吸入される。そして、エンジンでは、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこに燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、各気筒内で燃えた燃焼ガスは、シリンダーヘッドの排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、排気管を経て排出される。 For example, when an engine such as a diesel engine is started and the intake valve of the intake port of the cylinder head of the engine is opened, the intake air filtered by the air cleaner is supplied to the intake pipe, the throttle body, and the housing 2 of the EGR control valve 1. It is distributed to the intake manifold of each cylinder through the inside (air introduction flow path → mixing chamber → air discharge flow path) and sucked into each cylinder of the engine. And in an engine, air is compressed until it becomes temperature higher than the temperature which a fuel burns, and fuel is sprayed there and combustion is made. The combustion gas burned in each cylinder is discharged from the exhaust port of the cylinder head, and is discharged through the exhaust manifold and the exhaust pipe.

このとき、ＥＣＵによってＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ３が所定のバルブ開度（回転角度）となるように、電動モータに電力が供給されると、電動モータのモータシャフトが回転する。そして、電動モータの駆動力（モータ出力軸トルク）がバルブ軸４に伝達されると、バルブ軸４が、所定の回転角度だけ回転し、バタフライ型バルブ３がバルブ全閉位置よりバルブ全開位置側へ開く方向（開弁方向）に回転駆動（開弁駆動）される。すると、エンジンの排気ガスの一部（ＥＧＲガス）が、エンジンの排気管内に形成される排気通路から排気ガス還流管内の排気ガス還流路、異径ノズル７のＥＧＲ導入ポート８を経て、ハウジング２の排気ガス還流路１４の内部に流入する。 At this time, when electric power is supplied to the electric motor so that the butterfly valve 3 of the EGR control valve 1 has a predetermined valve opening (rotation angle) by the ECU, the motor shaft of the electric motor rotates. When the driving force (motor output shaft torque) of the electric motor is transmitted to the valve shaft 4, the valve shaft 4 rotates by a predetermined rotation angle, and the butterfly valve 3 is located on the side of the valve fully open position from the valve fully closed position. It is driven to rotate (valve opening drive) in the direction to open (valve opening direction). Then, a part of the engine exhaust gas (EGR gas) passes through the exhaust passage formed in the exhaust pipe of the engine, the exhaust gas return path in the exhaust gas return pipe, the EGR introduction port 8 of the different diameter nozzle 7, and the housing 2. Into the exhaust gas recirculation path 14.

そして、ハウジング２の排気ガス還流路１４からミキシング室の内部に導入されたＥＧＲガスは、ハウジング２の空気導入流路からミキシング室の内部に導入された吸入空気と混ざり合う。なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸入空気量センサ（エアフロメータ）と吸気温センサとＥＧＲ量センサとからの検出信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御している。したがって、エンジンの各気筒内に吸い込まれて吸気管内を通過する吸入空気は、エミッションを低減するために、エンジンの運転状態毎に設定されたＥＧＲ量になるようにＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ３のバルブ開度がリニアに制御され、排気管から排気ガス還流管を経てハウジング２の内部に還流したＥＧＲガスとミキシングすることになる。 Then, the EGR gas introduced into the mixing chamber from the exhaust gas recirculation path 14 of the housing 2 is mixed with the intake air introduced into the mixing chamber from the air introduction passage of the housing 2. The EGR amount of the EGR gas is feedback controlled so that a predetermined value can be held by detection signals from an intake air amount sensor (air flow meter), an intake air temperature sensor, and an EGR amount sensor. Accordingly, the butterfly type valve of the EGR control valve 1 is set so that the intake air sucked into each cylinder of the engine and passing through the intake pipe has an EGR amount set for each operating state of the engine in order to reduce emissions. 3 is linearly controlled, and is mixed with the EGR gas recirculated from the exhaust pipe to the inside of the housing 2 through the exhaust gas recirculation pipe.

一方、電動モータへの電力の供給を停止すると、リターンスプリング等のバルブ付勢手段の付勢力によって、図１に示したように、バタフライ型バルブ３がバルブ全閉位置に戻される。これにより、バタフライ型バルブ３の外周に設けられた円環状のシールリング溝５内に保持されたシールリング６のシールリング外周面３３が、シールリング６自体の拡径方向の張力によってハウジング２のノズル嵌合部１１に嵌合保持された異径ノズル７の内周面に設けられたテーパ形状のシールリングシート面９に張り付くため、シールリング６のシールリング外周面３３が異径ノズル７のシールリングシート面９に密着する。 On the other hand, when the supply of electric power to the electric motor is stopped, the butterfly valve 3 is returned to the valve fully closed position as shown in FIG. 1 by the urging force of the valve urging means such as a return spring. As a result, the seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 held in the annular seal ring groove 5 provided on the outer periphery of the butterfly valve 3 is caused by the tension in the diameter increasing direction of the seal ring 6 itself. The seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 is attached to the tapered seal ring sheet surface 9 provided on the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 fitted and held in the nozzle fitting portion 11. Adheres closely to the seal ring sheet surface 9.

また、シールリング６の一対のシールリング側面３１、３２のうちの下流側（一方側）のシールリング側面３２が、シールリング６自体の拡径方向の張力および排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路中のＥＧＲガスの圧力（排気圧）によってバタフライ型バルブ３のシールリング溝５の一対のシールリング溝側面２１、２２のうちの下流側（一方側）のシールリング溝側面２２に張り付くため、シールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２に密着する。したがって、バルブ全閉位置でバタフライ型バルブ３が保持固定される時、すなわち、バタフライ型バルブ３のバルブ全閉時に、シールリング６の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）を利用して、バタフライ型バルブ３の外周面と異径ノズル７の内周面との間の隙間が完全にシールされる。これにより、ＥＧＲガスがハウジング２の排気ガス還流路１４およびミキシング室の内部に流入せず、ＥＧＲガスが吸気管内に形成される吸気通路を流れる吸入空気に混入しなくなる。 Further, the downstream (one side) seal ring side surface 32 of the pair of seal ring side surfaces 31 and 32 of the seal ring 6 has a tension in the diameter increasing direction of the seal ring 6 itself and an exhaust gas formed in the exhaust gas recirculation pipe. The EGR gas pressure (exhaust pressure) in the gas recirculation path sticks to the seal ring groove side surface 22 on the downstream side (one side) of the pair of seal ring groove side surfaces 21 and 22 of the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3. Therefore, the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 is in close contact with the seal ring groove side surface 22 on the downstream side of the butterfly valve 3. Therefore, when the butterfly valve 3 is held and fixed in the valve fully closed position, that is, when the butterfly valve 3 is fully closed, the tension in the diameter expansion direction of the seal ring 6 and the pressure (exhaust pressure) of the EGR gas are used. Thus, the gap between the outer peripheral surface of the butterfly valve 3 and the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 is completely sealed. As a result, the EGR gas does not flow into the exhaust gas recirculation path 14 and the mixing chamber of the housing 2, and the EGR gas is not mixed into the intake air flowing through the intake passage formed in the intake pipe.

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のＥＧＲ制御弁１を備えた排気ガス再循環装置においては、ハウジング２のノズル嵌合部１１に嵌合保持された異径ノズル７の内周面に、バルブ全閉時にシールリング６のシールリング外周面３３が密着可能なテーパ形状のシールリングシート面９を設けている。これにより、バルブ全閉時にシールリング６自体の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）によって、異径ノズル７のシールリングシート面９の内径が広い側（ＥＧＲガスの流れ方向の下流側）にシールリング６が移動して、シールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３のシールリング溝５の下流側のシールリング溝側面２２に張り付く。 [Effect of Example 1]
As described above, in the exhaust gas recirculation device provided with the EGR control valve 1 of this embodiment, the entire valve is disposed on the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 fitted and held in the nozzle fitting portion 11 of the housing 2. A tapered seal ring seat surface 9 is provided so that the seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 can be in close contact with the seal ring 6 when closed. Thereby, when the valve is fully closed, the inner diameter of the seal ring seat surface 9 of the different diameter nozzle 7 (in the EGR gas flow direction direction) due to the tension in the diameter expansion direction of the seal ring 6 itself and the pressure (exhaust pressure) of the EGR gas. The seal ring 6 moves to the downstream side, and the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 sticks to the seal ring groove side surface 22 on the downstream side of the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3.

このとき、シールリング６は、バルブ全閉時にシールリング６自体の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）によって、シールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２に張り付いた状態の姿勢を保ちながら安定する。したがって、バタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２とシールリング６の下流側のシールリング側面３２との密着性（シール性）を向上させることができるので、バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量を低減することができる。 At this time, when the valve is fully closed, the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 has the butterfly type valve 3 side of the seal ring 6 due to the tension in the diameter increasing direction of the seal ring 6 itself and the pressure (exhaust pressure) of the EGR gas. It is stable while maintaining the posture of sticking to the seal ring groove side surface 22 on the downstream side. Accordingly, the adhesion (sealability) between the seal ring groove side surface 22 on the downstream side of the butterfly valve 3 and the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 can be improved. The amount of leakage can be reduced.

また、異径ノズル７の内周面に設けられたテーパ形状のシールリングシート面９は、バタフライ型バルブ３のシールリング溝５内で、シールリング６が傾いた場合に、シールリング６のシールリング外周面３３と異径ノズル７のシールリングシート面９とが片当たり状態となるような傾斜角度に設定されているので、バルブ全閉時にシールリング６自体の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）によって、異径ノズル７のシールリングシート面９の内径が広い側（ＥＧＲガスの流れ方向の下流側）にシールリング６が移動し易くなるので、シールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２に張り付き易くなる。 Further, the tapered seal ring seat surface 9 provided on the inner peripheral surface of the different diameter nozzle 7 seals the seal ring 6 when the seal ring 6 is inclined in the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3. Since the inclination angle is set so that the ring outer peripheral surface 33 and the seal ring seat surface 9 of the different diameter nozzle 7 are in a single contact state, the tension in the expanding direction of the seal ring 6 itself and the EGR gas when the valve is fully closed. The pressure (exhaust pressure) of the different diameter nozzle 7 makes it easier for the seal ring 6 to move to the side where the inner diameter of the seal ring seat surface 9 is wider (downstream in the EGR gas flow direction). This seal ring side surface 32 easily sticks to the seal ring groove side surface 22 on the downstream side of the butterfly valve 3.

また、シールリングシート面９は、異径ノズル７内に形成されるＥＧＲ導入ポート８の内部を流れるＥＧＲガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて連続して内径が漸増する傾斜面（テーパ面）を有している。これにより、内径に段差のある径小部４１から径大部４２に至るまでのシールリングシート面９が滑らかに繋がるので、バルブ全閉時にシールリング６自体の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）によって、異径ノズル７のシールリングシート面９の内径が広い側（ＥＧＲガスの流れ方向の下流側）にシールリング６が移動する際に、シールリング６のシールリング外周面３３の軸線方向の一対のエッジ部のうちの下流側（一方側）のエッジ部が引っ掛かってシールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２に張り付かなくなるのを防止できる。 Further, the seal ring sheet surface 9 is an inclined surface whose inner diameter gradually increases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the EGR gas flowing in the EGR introduction port 8 formed in the different diameter nozzle 7 ( Taper surface). As a result, the seal ring seat surface 9 from the small diameter portion 41 having a step in the inner diameter to the large diameter portion 42 is smoothly connected. Therefore, when the valve is fully closed, the tension in the diameter increasing direction of the seal ring 6 itself and the EGR gas When the seal ring 6 moves to the side where the inner diameter of the seal ring sheet surface 9 of the different diameter nozzle 7 is wide (downstream in the EGR gas flow direction) due to pressure (exhaust pressure), the outer peripheral surface of the seal ring 6 Of the pair of edge portions 33 in the axial direction, the edge portion on the downstream side (one side) is caught, and the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 becomes the seal ring groove side surface 22 on the downstream side of the butterfly valve 3. It can be prevented from sticking.

また、シールリング６のシールリング外周面３３の軸線方向の一対のエッジ部の片方（下流側）または両方（上流側および下流側）に、テーパ形状またはＲ形状の面取りを施しても良い。この場合には、バルブ全閉時にシールリング６のシールリング外周面３３が異径ノズル７のシールリングシート面９を摺動し易くなるので、バルブ全閉時にシールリング６自体の拡径方向の張力およびＥＧＲガスの圧力（排気圧）によって、異径ノズル７のシールリングシート面９の内径が広い側（ＥＧＲガスの流れ方向の下流側）にシールリング６が移動する際に、シールリング６のシールリング外周面３３の軸線方向の一対のエッジ部のうちの下流側（一方側）のエッジ部が引っ掛かってシールリング６の下流側のシールリング側面３２がバタフライ型バルブ３の下流側のシールリング溝側面２２に張り付かなくなるのを防止できる。 Further, one or both of the pair of edge portions in the axial direction of the seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 (downstream side) or both (upstream side and downstream side) may be chamfered in a tapered shape or an R shape. In this case, the seal ring outer peripheral surface 33 of the seal ring 6 easily slides on the seal ring seat surface 9 of the different diameter nozzle 7 when the valve is fully closed. When the seal ring 6 moves to the side where the inner diameter of the seal ring sheet surface 9 of the different diameter nozzle 7 is wide (downstream in the EGR gas flow direction) due to the tension and the pressure of the EGR gas (exhaust pressure), the seal ring 6 Of the pair of edge portions of the seal ring outer peripheral surface 33 in the axial direction, the downstream (one side) edge portion is caught, and the seal ring side surface 32 on the downstream side of the seal ring 6 is the downstream seal of the butterfly valve 3. It is possible to prevent sticking to the ring groove side surface 22.

図２は本発明の実施例２を示したもので、排気ガス還流量制御弁のバルブ周辺構造を示した図である。 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and is a view showing a peripheral structure of an exhaust gas recirculation amount control valve.

本実施例のシールリング６は、このシールリング外周面３３の軸線方向の一対のエッジ部の両方（上流側および下流側）にＲ形状の面取りを施している。また、異径ノズル７の内周面（ノズル内周面）には、比較的に内径の小さい径小部４１、およびこの径小部４１よりも内径の大きい径大部４２が設けられている。なお、径小部４１の内径（ノズル内径Ａ）は、例えばφ２９．０ｍｍである。また、径大部４２の内径（ノズル内径Ｂ）は、例えばφ２９．５ｍｍである。すなわち、ノズル内径Ａ＜ノズル内径Ｂである。そして、異径ノズル７は、径小部４１と径大部４２との間、つまりバルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ量が最小となる範囲に、バルブ全閉時にシールリング６のシールリング外周面３３が密着可能なＲ形状のシールリングシート面１０を設けている。 The seal ring 6 of the present embodiment has an R-shaped chamfer on both of the pair of edge portions (upstream side and downstream side) of the seal ring outer peripheral surface 33 in the axial direction. Further, a small diameter portion 41 having a relatively small inner diameter and a large diameter portion 42 having a larger inner diameter than the small diameter portion 41 are provided on the inner peripheral surface (nozzle inner peripheral surface) of the different diameter nozzle 7. . The inner diameter (nozzle inner diameter A) of the small-diameter portion 41 is, for example, φ29.0 mm. Moreover, the internal diameter (nozzle internal diameter B) of the large diameter part 42 is (phi) 29.5 mm, for example. That is, nozzle inner diameter A <nozzle inner diameter B. The different-diameter nozzle 7 is disposed between the small-diameter portion 41 and the large-diameter portion 42, that is, within a range where the amount of EGR gas leakage when the valve is fully closed is minimized. An R-shaped seal ring sheet surface 10 to which 33 can be closely attached is provided.

そして、シールリングシート面１０の、ある点を中心とした曲率半径は、シールリング６の拡径方向の張力（シールリング６の半径方向の外径側への弾性変形力）に合わせて角度を設定することが望ましいが、本実施例では、バタフライ型バルブ３のシールリング溝５内でシールリング６が傾いた場合でも、シールリング６の半径方向とシールリングシート面１０の面方向とが直角に交差しない値に設定されている。また、シールリングシート面１０は、異径ノズル７内に形成されるＥＧＲ導入ポート８の内部を流れるＥＧＲガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて連続して内径が漸増する凸状湾曲面を有している。なお、シールリングシート面１０の形状を凸状湾曲面の代わりに、凹状湾曲面としても良い。 The radius of curvature of the seal ring sheet surface 10 centered on a certain point is set in accordance with the tension in the diameter expansion direction of the seal ring 6 (elastic deformation force toward the outer diameter side of the seal ring 6 in the radial direction). Although it is desirable to set, in this embodiment, even when the seal ring 6 is inclined in the seal ring groove 5 of the butterfly valve 3, the radial direction of the seal ring 6 and the surface direction of the seal ring seat surface 10 are perpendicular to each other. It is set to a value that does not intersect. The seal ring seat surface 10 has a convex curve whose inner diameter gradually increases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the EGR gas flowing in the EGR introduction port 8 formed in the different diameter nozzle 7. Has a surface. The shape of the seal ring sheet surface 10 may be a concave curved surface instead of the convex curved surface.

［変形例］
本実施例では、ハウジング２のノズル嵌合部１１の内周に異径ノズル７を嵌合保持し、更に異径ノズル７内にバタフライ型バルブ３を開閉自在に収容しているが、ハウジング２の略円管形状のバルブシートの内部に直接バタフライ型バルブ３を開閉自在に収容しても良い。この場合には、異径ノズル７は不要となり、部品点数や組付工数を減少できる。また、本実施例では、エンジンの運転状態に対応してＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を連続的または段階的に調節するＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ３を、バルブ軸４の軸線方向の先端側に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定しているが、そのバタフライ型バルブ３を、バルブ軸４の軸線方向の先端側に締結用ネジや固定用ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定しても良い。 [Modification]
In this embodiment, the different diameter nozzle 7 is fitted and held on the inner periphery of the nozzle fitting portion 11 of the housing 2, and the butterfly valve 3 is accommodated in the different diameter nozzle 7 so as to be freely opened and closed. Alternatively, the butterfly valve 3 may be housed in a substantially circular valve seat so as to be freely opened and closed. In this case, the different-diameter nozzle 7 is not necessary, and the number of parts and assembly man-hours can be reduced. In this embodiment, the butterfly valve 3 of the EGR control valve 1 that adjusts the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) of the EGR gas continuously or stepwise according to the operating state of the engine is provided on the valve shaft 4. The butterfly valve 3 is held and fixed on the tip end in the axial direction using, for example, a fixing means such as welding, and a screw such as a fastening screw or a fixing bolt is attached to the tip end in the axial direction of the valve shaft 4. It may be used and fastened.

本実施例では、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ３を開弁駆動するバルブ駆動装置を、駆動モータと動力伝達機構（例えば歯車減速機構等）とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流量制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。なお、ＥＧＲ制御弁１のバタフライ型バルブ３を閉弁方向または開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段を設置しなくても良い。また、本実施例では、バルブとして、バルブ軸４の回転中心軸線を中心にして回転するバタフライ型バルブ３を適用した例を説明したが、バルブとして、プレート型バルブ、ポペット型バルブ、ダブルポペット型バルブ、ロータリー型バルブ等の他のバルブを用いても良い。 In this embodiment, the valve drive device that opens and drives the butterfly valve 3 of the EGR control valve 1 includes an electric motor that includes a drive motor and a power transmission mechanism (for example, a gear reduction mechanism). Although it is configured with an actuator, the valve drive device that drives the valve to open or close is either a negative pressure actuated actuator with an electromagnetic or electric negative pressure control valve, or an electromagnetic type such as an electromagnetic flow control valve. You may comprise by an actuator. Note that valve urging means such as a spring that urges the butterfly valve 3 of the EGR control valve 1 in the valve closing direction or the valve opening direction may not be provided. Further, in this embodiment, an example in which the butterfly type valve 3 that rotates about the rotation center axis of the valve shaft 4 is applied as the valve has been described. However, as the valve, a plate type valve, a poppet type valve, and a double poppet type are used. Other valves such as a valve and a rotary type valve may be used.

本実施例では、本発明のハウジングを、エンジンの吸気管の一部および排気ガス還流管の一部を成すハウジング２によって構成しているが、本発明のハウジングを、エンジンの排気管の一部および排気ガス還流管の一部を成すハウジングによって構成しても良い。また、本発明のハウジングを、排気ガス還流管の途中に接続しても良い。また、本発明のバルブを、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブ等の吸気制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁に適用しても良い。また、本発明のバルブを、気体や液体等の流体の流量を制御する流量制御弁の弁体（流量制御バルブ）に適用しても良い。 In the present embodiment, the housing of the present invention is constituted by the housing 2 that forms part of the intake pipe of the engine and part of the exhaust gas recirculation pipe, but the housing of the present invention is part of the exhaust pipe of the engine. And a housing that forms part of the exhaust gas recirculation pipe. Further, the housing of the present invention may be connected in the middle of the exhaust gas recirculation pipe. Further, the valve of the present invention includes an intake control valve such as a throttle valve for controlling the amount of intake air taken into the combustion chamber of the engine, an exhaust control valve for controlling the amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine, and a throttle valve. The present invention may be applied to an idle rotation speed control valve that controls the amount of intake air that bypasses. The valve of the present invention may be applied to a valve body (flow control valve) of a flow control valve that controls the flow rate of a fluid such as gas or liquid.

排気ガス還流量制御弁のバルブ周辺構造を示した断面図である（実施例１）。(Example 1) which is sectional drawing which showed the valve periphery structure of an exhaust-gas recirculation | reflux amount control valve. 排気ガス還流量制御弁のバルブ周辺構造を示した断面図である（実施例２）。(Example 2) which is sectional drawing which showed the valve periphery structure of an exhaust-gas recirculation amount control valve. 排気ガス還流量制御弁の全体構造を示した断面図である（従来の技術）。It is sectional drawing which showed the whole structure of the exhaust-gas recirculation | reflux amount control valve (prior art). 排気ガス還流量制御弁のバルブ周辺構造を示した断面図である（従来の技術）。It is sectional drawing which showed the valve periphery structure of an exhaust gas recirculation | reflux amount control valve (conventional technique). バルブ全閉時のＥＧＲガス洩れ状態を示した説明図である（従来の技術）。It is explanatory drawing which showed the EGR gas leak state at the time of valve | bulb fully closed (conventional technique).

Explanation of symbols

１ＥＧＲ制御弁（流量制御弁、排気ガス還流量制御弁）
２ハウジング
３バタフライ型バルブ（バルブ）
５バタフライ型バルブのシールリング溝
６シールリング
７異径ノズル
８異径ノズルのＥＧＲ導入ポート（流体流路）
９異径ノズルのシールリングシート面
１０異径ノズルのシールリングシート面
１４ハウジングの排気ガス還流路（流体流路）
２１シールリング溝の上流側（他方側）のシールリング溝側面
２２シールリング溝の下流側（一方側）のシールリング溝側面
３１シールリングの上流側（他方側）のシールリング側面
３２シールリングの下流側（一方側）のシールリング側面
３３シールリングのシールリング外周面 1 EGR control valve (flow control valve, exhaust gas recirculation control valve)
2 Housing 3 Butterfly type valve (valve)
5 Seal ring groove of butterfly valve 6 Seal ring 7 Different diameter nozzle 8 EGR introduction port (fluid flow path) of different diameter nozzle
9 Seal ring seat surface of different diameter nozzle 10 Seal ring seat surface of different diameter nozzle 14 Exhaust gas recirculation path (fluid flow path) of housing
21 Seal ring groove side surface on the upstream side (the other side) of the seal ring groove 22 Side surface of the seal ring groove on the downstream side (one side) of the seal ring groove 31 Side surface of the seal ring on the upstream side (the other side) 32 of the seal ring Downstream side (one side) seal ring side surface 33 Seal ring outer peripheral surface of seal ring

Claims

(A) a valve having an annular seal ring groove formed on the outer periphery;
(B) a housing in which a fluid flow path opened and closed by the valve is formed;
(C) A seal that is movably fitted in a seal ring groove of the valve and can seal a gap between the outer peripheral surface of the valve and the inner peripheral surface of the housing when the valve is fully closed. With a ring,
In a flow rate control valve that controls the flow rate of the fluid flowing through the housing corresponding to the opening of the valve,
It said seal ring, together with the with the elastic deformation force in a radial direction of the outer diameter side of the seal ring be formed in a C-shape to have a pair of seal rings side on both sides in the axial direction of the seal ring, and have a sealing ring outer peripheral surface in the radial direction of the outer diameter side of the seal ring,
The seal ring groove is to have a one-side one side seal ring groove side of the seal ring side is adherable to one of the pair of seal rings side fully closed the valve,
The housing has a tapered or R-shaped seal ring seat surface to which the outer peripheral surface of the seal ring can be in close contact when the valve is fully closed ,
Tapered or R shape of the seal ring seat surface, with its entire periphery, the seal ring with respect to the axial direction of the seat surface is inclined in a direction away from the center of the axis, from upstream to downstream in the flow direction of the fluid The inner diameter gradually increases toward the
The flow rate control valve , wherein the radial direction of the seal ring and the surface direction of the seal ring seat surface are set to values that do not intersect at right angles .

The flow control valve according to claim 1,
The inclination angle with respect to the axial direction of the seal ring seat surface, or the radius of curvature around a certain point is determined by the radial direction of the seal ring and the seal ring when the seal ring is inclined in the seal ring groove of the valve. A flow control valve characterized in that it is set to a value that does not intersect the surface direction of the seat surface at a right angle.

In the flow control valve according to claim 1 or 2,
The flow rate control characterized in that the seal ring seat surface has an inclined surface or a curved surface whose inner diameter gradually increases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the fluid flowing inside the housing. valve.

In the flow control valve according to any one of claims 1 to 3,
A pair of edge portions in the axial direction of the outer peripheral surface of the seal ring are chamfered.

In the flow control valve according to any one of claims 1 to 4,
The flow rate control valve according to claim 1, wherein the housing has a nozzle having a different diameter with the seal ring seat surface formed on an inner periphery thereof.