JP4994498B2

JP4994498B2 - ドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置

Info

Publication number: JP4994498B2
Application number: JP2010512914A
Authority: JP
Inventors: 拓朗頭井; 晴夫綿貫; 帥男三好
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: WO2009141945A1; DE112009000365T5; KR20100120186A; DE112009000365B4; KR101226322B1; JPWO2009141945A1

Description

この発明は、内燃機関の排気ガス循環路に配置される排気ガス循環バルブの取り付け装置に関するもので、特に、バルブを組み付けたバルブボディの柱状の組み付け部を、取り付け装置の取り付け穴に埋設するドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置に関するものである。

この排気ガス循環バルブを、排気ガス冷却装置の上流側に設置する場合、高温の排気ガスが排気ガス循環バルブに流入する。一方、排気ガス循環バルブの重要な部位には保証耐熱温度（重要な部位を構成する材質が耐える温度）があり、高温の排気ガスが流入する場合でも保証耐熱温度を満足させることが必要である。

そこで、この排気ガス循環バルブの重要な部位を熱から守るため、水冷回路を重要部位近傍に設置することが考えられるが、排気ガス循環バルブを取り付け装置の取り付け穴に嵌め合い埋設させるドロップイン型の排気ガス循環バルブの場合、取り付け装置の内部に嵌め合い埋設される組み付け部に水冷回路を設置することが困難である。
この対策として、特許文献１には、バルブボディに水冷回路を設けたり、エンジン構成部が有する冷却流体通路の近傍にバルブボディを取り付ける取り付け穴を形成することが記載されている。

再公表Ｗ０９９／０５７４２８

しかし、特許文献１に背景技術として記載されたものは、ドロップイン型の排気ガス循環バルブについて明確な記載がない。また、エンジン構成部の排気ガス温度より低い部分に排気ガス循環バルブのバルブボディを埋め込むことが記載されているが、ドロップイン型の排気ガス循環バルブの熱対策について効果的な仕様がなく、有効な対策がない。このため、バルブボディに取り付けたアクチュエータが異常に加熱し、内蔵された電気系が損傷するという課題があった。

この発明に係る排気ガス循環バルブの取り付け装置は、ドロップイン型の排気ガス循環バルブにおいて、バルブボディに取り付けられたアクチュエータが異常加熱することを防止し、アクチュエータに内蔵された電気系の損傷を防止することを目的とする。

この発明に係る排気ガス循環バルブは、エンジンの排気系に連通する入力ポートとエンジンの吸気系に連通する出力ポートおよび両ポート間を連通する排気ガス通路を有するバルブボディと、このバルブボディの内部に設けられたバルブシートと、前記バルブボディに軸方向へ移動可能に取り付けられたバルブシャフトと、このバルブシャフトに連結されて前記バルブボディ内に収容され、前記バルブシャフトの一方向移動時に前記バルブシートに接近・当接し、且つ、前記バルブシャフトの他方向移動時に前記バルブシートから離れて前記排気ガス通路を開閉するバルブと、前記バルブシャフトを駆動制御するアクチュエータと、取り付け装置の取り付け穴に嵌め合い埋設する組み付け部とを備えたドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置において、前記組み付け部を柱状に形成するとともに該組み付け部以外の前記バルブボディに水冷回路を設け、前記取り付け装置の取り付け穴と該穴に嵌め合い埋設する前記組み付け部のいずれか一方または双方の表面を粗面とし、前記表面の面粗度は最大高さで１．５〜１００μｍであることを特徴とする

この発明によれば、取り付け装置の取り付け穴に埋設するバルブボディの組み付け部を柱状としたので、取り付け装置の取り付け穴面との接触面積を大きくすることができ、組み付け部に対する取り付け装置からの冷却効果を高めることができるとともに、その組み付け部以外のバルブボディに水冷回路を設けたので、バルブボディ自体を冷却することができる。この結果、効率よくバルブボディの昇温を抑制することができ、このバルブボディに取り付けたアクチュエータの異常な昇温を防止し、アクチュエータに内蔵された電気系の損傷を防止して耐久性の向上を図ることができる。

実施の形態に係るドロップイン型の排気ガス循環バルブの一部を切り欠いた正面図である。ドロップイン型の排気ガス循環バルブのバルブを組み付けた柱状組み付け部を埋設する取り付け穴を有する取り付け装置の縦断面図である。取り付け装置にドロップイン型の排気ガス循環バルブのバルブを組み付けた状態を示す縦断面図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るドロップイン型の排気ガス循環バルブの一部を切り欠いた正面図、図２はドロップイン型の排気ガス循環バルブの柱状の組み付け部を埋設する取り付け穴を有する取り付け装置の縦断面図、図３は取り付け装置にドロップイン型の排気ガス循環バルブを組み付けた状態を示す縦断面図である。

図１〜図３において、バルブボディ（ハウジング）１は底面にエンジンの排気系（図示せず）に連通する入力ポート２と、側面にエンジンの吸気系（図示せず）に連通する出力ポート３と、内部にこの入力ポート２と出力ポート３を結ぶ排気ガス通路４とを有する。特に入力ポート２は弁座２ａを兼ねている。また、バルブボディ１の上端面中央には穴１ａが形成されており、この穴底中央には軸受け１４を収納固定する小径穴１ｂが形成され、この小径穴１ｂの上端面が筒状１ｃに突出して形成されている。

そして、小径穴１ｂに収納固定された軸受け１４によって弁軸５が軸線方向に移動可能に支持され、この弁軸５の先端に取り付けられた弁６が弁軸５の軸線方向の移動によって弁座２ａに接離する。弁軸５の他端には底の浅いカップ型のばね受け部材７が取り付けられており、このばね受け部材７の周壁の上端部は外側に折り返されて鍔状部７ａが形成されている。この鍔状部７ａと穴１ａの穴底との間に常時、弁６を閉じ方向に付勢するコイルバネ８が介在されている。この場合、コイルバネ８の一端部はばね受け部材７の周壁の外側に嵌り、他端部は穴底中央の筒状１ｃの外側に嵌り、位置ずれしないように組みつけられる。アクチュエータ９は、アクチュエータ軸９ａの軸心が弁軸５の軸線と一致するように、バルブボディ１に取り付けねじ１０で取り付けられている。

上記バルブボディ１の下半部は小径の柱状となっており、取り付け装置２１の取り付け穴２２に埋設する組み付け部１１を形成している。そして、取り付け装置２１の上面に位置するバルブボディ１の上半部である大径の鍔部１２には冷却水路１３が形成されている。

エンジン構成部の一部をなす取り付け装置２１は図２に示すように、中央部にバルブボディ１の組み付け部１１を埋設する取り付け穴２２を有し、この取り付け穴２２の下方にはエンジンの排気系（図示せず）に連通する連通路２３、取り付け穴２２の側面にはエンジンの吸気系（図示せず）に連通する連通路２４が形成されている。そして、これ等を囲むように、取り付け装置２１には冷却水路２５，２６，２７が設けられ、図示しない水冷回路と接続されて冷却流体が流される。

バルブボディ１は図１に示すように、上面にアクチュエータ９を位置決めし、そのアクチュエータ９の鍔部９ｂの穴に通した取り付けねじ１０をバルブボディ１の上面のねじ穴（図示せず）にねじ込んで取り付け固定する。組み付け固定した後、バルブボディ１の組み付け部１１を図２に示すように取り付け装置２１の取り付け穴２２に挿入し、図３に示すように上下に形成された取り付け部（図示せず）を取り付けねじ（図示せず）で取り付け装置２１に取り付け固定する。

次に動作について説明する。アクチュエータ９を作動させ、アクチュエータ軸９ａを軸線方向に移動させて、その先端により弁軸５を押し動かし、コイルバネ８を圧縮させながら弁６を開くことにより、エンジンの排気系（図示せず）から連通路２３に入った高温の排気ガスは、入力ポート２と出力ポート３間の排気ガス通路４から連通路２４を通ってエンジンの吸気系に送られる。

この高温の排気ガスの移動によって、バルブボディ１が加熱されて、このバルブボディ１を介してアクチュエータ９が加熱されることになる。そこで、冷却水路１３に冷水を流してバルブボディ１の上半部である大径の鍔部１２を冷却することにより、アクチュエータ９が異常に加熱されることを抑制することができる。

また、取り付け装置２１の取り付け穴２２に埋設するバルブボディ１の組み付け部１１は柱状に形成されているので、取り付け装置２１と近接する面積が大きくなり、高温の排気ガスより低温の取り付け装置２１から得られる冷却によって昇温が抑制される。
この場合、バルブボディ１の組み付け部１１の表面を粗くすることにより、取り付け穴２２に対する組み付け性が良くなり、且つ取り付け装置２１からバルブボディ１に対する冷却効果伝搬性を良好に保つことができる。

この組み付け部１１の面粗度は最大高さ（Ｒｙ）で１．５〜１００μｍが適正である。１．５μｍ以下になると、取り付け装置２１からバルブボディ１に対する冷却効果伝搬性は良好となるが、取り付け穴２２に対する組み付け性が悪化する。また、１００μｍ以上になると、取り付け穴２２に対する組み付け性は問題ないが、取り付け装置２１からバルブボディ１に対する冷却効果伝搬性が悪化する。

バルブボディ１に冷却水路１３を設けるとともに、図示例のようにバルブボディ１の組み付け部１１を囲んで取り付け装置２１にも冷却水路２５，２６，２７を設けることにより、バルブボディ１の組み付け部１１をより冷却することができる。この結果、バルブボディ１に取り付けたアクチュエータ９の温度上昇をより効率よく抑制することができる。

また、取り付け装置２１の取り付け穴２２に嵌め合い埋設するバルブボディ１の組み付け部１１は、熱膨張を該取り付け穴２２の熱膨張より大きくする。これを実現するために、取り付け装置を材質を鉄製とした場合は、バルブボディ１の組み付け部１１は鉄の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の例えばアルミニューム製とする。

このような構成とすることにより、実際の運転状況下では、バルブボディ１の組み付け部１１の熱膨張は取り付け装置２１の取り付け穴２２の熱膨張より大きくなり、図３に示す嵌め合いの隙間３１は小さくなる。この結果、取り付け装置２１からバルブボディ１の組み付け部１１に伝播する冷却効果はより向上し、且つ嵌め合いの隙間３１から矢印方向に漏れ出る排気ガスも低減できる効果がある。

以上のように、この発明によれば、取り付け装置２１の取り付け穴２２にバルブボディ１の組み付け部１１を埋設するドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置において、その組み付け部１１を柱状としたので、取り付け穴２２面との接触面積を大きくすることができ、組み付け部１１に対する取り付け装置２１から伝播する冷却効果が高まる。また、その組み付け部１１以外のバルブボディ１に水冷回路１３を設けたので、バルブボディ１自体を冷却することができる。この結果、効率よくバルブボディ１の昇温を抑制することができ、このバルブボディ１に取り付けたアクチュエータ９の異常な昇温を防止し、アクチュエータ９に内蔵された電気系の損傷を防止して耐久性の向上を図ることはできる。

Claims

エンジンの排気系に連通する入力ポートとエンジンの吸気系に連通する出力ポートおよび両ポート間を連通する排気ガス通路を有するバルブボディと、このバルブボディの内部に設けられたバルブシートと、前記バルブボディに軸方向へ移動可能に取り付けられたバルブシャフトと、このバルブシャフトに連結されて前記バルブボディ内に収容され、前記バルブシャフトの一方向移動時に前記バルブシートに接近・当接し、且つ、前記バルブシャフトの他方向移動時に前記バルブシートから離れて前記排気ガス通路を開閉するバルブと、前記バルブシャフトを駆動制御するアクチュエータと、取り付け装置の取り付け穴に嵌め合い埋設する組み付け部とを備えたドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置において、前記組み付け部を柱状に形成するとともに該組み付け部以外の前記バルブボディに水冷回路を設け、
前記取り付け装置の取り付け穴と該穴に嵌め合い埋設する前記組み付け部のいずれか一方または双方の表面を粗面とし、
前記表面の面粗度は最大高さで１．５〜１００μｍであることを特徴とするドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置。
バルブボディの組み付け部を埋設する取り付け穴に対応して取り付け装置に水冷回路を設けたことを特徴とする請求項１記載のドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置。
取り付け穴に嵌め合い埋設するバルブボディの組み付け部の熱膨張を該取り付け穴の熱膨張より大きくしたことを特徴とする請求項１記載のドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置。
取り付け装置の材質の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材質を、バルブボディの組み付け部に適用したことを特徴とする請求項１記載のドロップイン型の排気ガス循環バルブの取り付け装置。