JP6062129B2 - 流体制御バルブ - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献2のバルブは、スラストスプリングの荷重によってバルブを軸受けブッシュ側に付勢することにより、軸受けブッシュとバルブを圧接させているため、スラストスプリングの荷重をバルブに伝える複雑な機構が必要である。
また、バルブの付勢に使用されるスプリングの追加とこれを収容するスペースも必要であり、部品点数の増加とバルブの大型化が懸念される。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る流体制御バルブを示す図であり、実施の形態1に係る流体制御バルブを、エンジン排気ガスを吸気通路に循環させる排気ガス再循環バルブ(以下、EGRバルブと記載する)に具体化した場合を示している。図1に示すEGRバルブは、バタフライ式と呼ばれるバルブであって、バルブ33がバルブ軸32と一体に回転して排気ガス通路34を開閉する。その構成として、アクチュエータ部10、駆動力伝達部20およびバルブ部30を備える。
なお、アクチュエータ側ハウジング21は、ボルト22によってバルブ部30のバルブ側ハウジング31に連結される。
また、バルブ側ハウジング31には、ハウジング外部と排気ガス通路34とを連通する貫通穴31aが設けられており、貫通穴31aにバルブ軸32が挿入される。
また、本発明におけるフィルタ13は、押圧力に対して元に戻ろうとする反力を生じる弾性を有したフィルタ部材であり、例えば図3に示すようにステンレスなどの細い金属製のワイヤでスポンジ状に形成された環状のフィルタが用いられる。
なお、シール部材14は、高温、例えば、温度250度以上で使用可能な部材、ステンレス鋼などの耐熱鋼で構成される。また、シール部材14とバルブ軸32との熱膨張係数の差をなくすために、シール部材14とバルブ軸32とを同一材料で構成してもよい。
そこで、本発明では、EGRバルブの使用環境を考慮してしまりが発生しないクリアランスのうち、最小のクリアランスを採用する。これにより、バルブ動作に支障を与えずに最小のクリアランスの通気抵抗で、排気ガス通路34からのガス漏れを抑制できる。
そこで、図2に示すように、シール部材14の鍔部14bと穴部31cの内壁との間にクリアランスCが形成されるように鍔部14bの径方向の寸法を設定する。これにより、シール部材14は、軸方向には鍔部14bがプラグ15に押し付けられているが、軸方向に直交する面においては、クリアランスCだけバルブ軸32に追従して動くことができ、上記不具合の発生を抑制できる。
円筒部14aがフィルタ13の側にある場合、図2および図3で示したように、軸受けブッシュ12があると、これ以上は円筒部14aを軸方向に延ばすことができない。
これに対し、軸方向でプラグ15側の近くに配置される部品がなければ、円筒部14aを軸方向により延ばしたシール部材14を採用することができる。これにより、通気抵抗がさらに増加してシール性能が向上する。
このように、実施の形態1に係る流体制御バルブのシール構造は、簡易な構成のシール部材14で実現可能である。
また、シール部材14は、鍔部14bがプラグ15に圧接した部位および円筒部14aにおける通気抵抗によって流体の漏れを抑えることができる。従って、シール性能を確保するためにシール部材を弾性変形させる必要がなく、高温の流体でも使用可能である。
さらに、シール部材14は軸方向に鍔部14bの厚さ分のスペースで支持されており、鍔部14bを薄くすることで、支持部位の省スペース化を図ることができる。
図4は、この発明の実施の形態2に係る流体制御バルブにおけるシール構造を示す断面拡大図であり、図1で示したA部分に相当する部分を軸方向に切ったものである。また、図5は、実施の形態2のシール構造の分解斜視図であって、図4のシール構造を構成する各部材を示している。図4に示すように、バルブ側ハウジング31には、貫通穴31aと連通する穴部31b,31c,31dが形成されている。
また、穴部31cには、フィルタ13およびシール部材14,16が装着される。
シール部材14は、本発明における第1のシール部材を具体化したものであり、円筒部14aがフィルタ13の内径側に配置される。
また、シール部材16は、円筒部16aがプラグ15の内径側に配置され、鍔部16bがシール部材14の鍔部14b上に配置される。
バルブ軸32は、円筒部14aの貫通穴14cと円筒部16aの貫通穴16cとに挿入される。
なお、フィルタ13は、プラグ15を配置する前では鍔部16bの端面を穴部31d側に突出させる軸方向の寸法を有している。すなわち、プラグ15を穴部31dに圧入するると、鍔部16b,14bを介してフィルタ13が押圧され、鍔部14bには、プラグ15からの押圧に対して元に戻ろうとするフィルタ13の反力が印加される。
この反力によって、鍔部14bと鍔部16bとは、鍔部16bがプラグ15に圧接した状態でフィルタ13とプラグ15との間に支持される。
このように鍔部16bとプラグ15とが圧接している部位が、排気ガス漏れを抑制するシール部位の一つとなる。また、シール部材14,16は、フィルタ13とプラグ15との間に鍔部14b,16bで支持されているので、鍔部14b,16bの少なくとも一方を薄くすることで支持部位の省スペース化を図ることができる。
貫通穴14c,16cとバルブ軸32の間にはバルブ軸32のしまりが発生しない最小のクリアランスを設けているが、円筒部14a,16aは、鍔部14b,16bの厚さとは関係なく、軸方向に長くすることができる。これにより円筒部14a,16aにおいて十分な通気抵抗が得られ、高いシール性能を確保することができる。
また、軸方向でプラグ15側の近くに配置される部品がない場合、図5に示すように、円筒部14aより軸方向に長い円筒部16aを有したシール部材16を採用してもよい。このようにすることで、円筒部14a,16aにおける通気抵抗がさらに増加してシール性能が向上する。
そこで、図4に示すように、鍔部14b,16bと穴部31cの内壁との間にクリアランスDが形成されるように鍔部14b,16bの径方向の寸法を設定する。
これにより、シール部材14は、軸方向には鍔部14bが鍔部16bに押し付けられているが、軸方向に直交する面においてはクリアランスDだけバルブ軸32に追従して動くことができる。シール部材16も同様に、軸方向には鍔部16bがプラグ15に押し付けられているが、軸方向に直交する面においては、クリアランスDだけバルブ軸32に追従して動くことができる。これにより、上記不具合の発生を抑制できる。
シール部材14は、円筒部14aがフィルタ13の側にあり、シール部材16は、円筒部16aがプラグ15の側にある。鍔部14bと鍔部16bは、鍔部16bがプラグ15に圧接した状態でフィルタ13とプラグ15との間に支持される。
このように、実施の形態2に係る流体制御バルブのシール構造は、簡易な構成のシール部材14,16で実現可能である。
また、シール部材14,16は、鍔部16bがプラグ15に圧接した部位および円筒部14a,16aにおける通気抵抗によって流体の漏れを抑えることができる。
従って、シール性能を確保するためにシール部材を弾性変形させる必要がなく、高温の流体でも使用可能である。
さらに、シール部材14,16は、軸方向に鍔部14b,16bの厚さ分のスペースで支持されており、鍔部14bおよび鍔部16bの少なくとも一方を薄くすることで、支持部位の省スペース化を図ることができる。
図6は、この発明の実施の形態3に係る流体制御バルブにおけるシール構造を示す断面拡大図であり、図1で示したA部分に相当する部分を軸方向に切ったものである。また、図7は、図6のシール部材を示す斜視図である。図6に示すように、バルブ側ハウジング31には、貫通穴31aと連通する穴部31b,31c,31dが形成されている。
また、穴部31cには、フィルタ13およびシール部材14Aが装着される。
シール部材14Aは、図7に示すように、円筒部14A−1、円筒部14A−1の一方の端面の径方向外側に延びる鍔部14A−3および円筒部14A−1の端面から軸方向に延びる円筒部14A−2を有しており、円筒部14A−1,14A−2には貫通穴14A−4が形成されている。
なお、シール部材14Aは、実施の形態2で示したシール部材14とシール部材16を一体に形成したものに相当する。
なお、フィルタ13は、プラグ15を配置する前では鍔部14A−3を穴部31d側に突出させる軸方向の寸法を有している。すなわちプラグ15を穴部31dに圧入すると、鍔部14A−3を介してフィルタ13が押圧され、鍔部14A−3には、プラグ15からの押圧に対して元に戻ろうとするフィルタ13の反力が印加される。この反力によって、鍔部14A−3は、プラグ15に圧接した状態でフィルタ13とプラグ15との間に支持される。このように鍔部14A−3とプラグ15とが圧接している部位が、排気ガス漏れを抑制するシール部位の一つとなっている。また、シール部材14Aは、鍔部14A−3のみで支持されているので、鍔部14A−3を薄くすることで支持部位の省スペース化を図ることができる。
貫通穴14A−4とバルブ軸32との間にはバルブ軸32のしまりが発生しない最小のクリアランスを設けているが、円筒部14A−1,14A−2は、鍔部14A−3の厚さとは関係なく、軸方向に長くすることができる。これにより、円筒部14A−1,14A−2において十分な通気抵抗が得られ、高いシール性能を確保することができる。
また、軸方向でプラグ15側の近くに配置される部品がない場合は、円筒部14A−1より軸方向に長い円筒部14A−2を有したシール部材14Aを採用してもよい。
このようにすることで、円筒部14A−1,14A−2における通気抵抗がさらに増加してシール性能が向上する。
そこで、図6に示すように、鍔部14A−3と穴部31cの内壁の間にクリアランスEが形成されるように鍔部14A−3の径方向の寸法を設定する。このようにすることで、シール部材14Aは、軸方向には鍔部14A−3がプラグ15に押し付けられているが、軸方向に直交する面においては、クリアランスEだけバルブ軸32に追従して動くことができ、上記不具合の発生を抑制できる。
このように実施の形態3に係る流体制御バルブのシール構造は、簡易な構成なシール部材14Aで実現でき、上記実施の形態2に比べて部品点数を削減できる。
また、シール部材14Aは、鍔部14A−3がプラグ15に圧接した部位および円筒部14A−1,14A−2における通気抵抗によって流体の漏れを抑えることができる。
従って、シール性能を確保するためにシール部材を弾性変形させる必要がなく、高温下でも使用可能である。
さらに、シール部材14Aは、軸方向に鍔部14A−3の厚さ分のスペースで支持されており、鍔部14A−3を薄くすることで支持部位の省スペース化を図ることができる。
図8は、この発明の実施の形態4に係る流体制御バルブにおけるシール構造を示す断面拡大図であり、図1で示したA部分に相当する部分を軸方向に切ったものである。また、図9は、実施の形態4のシール構造の分解斜視図であって、図8のシール構造を構成する各部材を示している。図8に示すシール構造は、実施の形態2の構成にカバー17を追加したものである。
なお、図8および図9は、カバー17が2つの内径の円筒部材である場合を示したが、小径部17aから内径を徐々に大きくした円筒部材であってもよい。
カバー17で円筒部16aの端部を完全に覆うためには、大径部17bの外周壁を円筒部16a側に延ばす必要がある。このとき、実施の形態1〜3で示したプラグ15では、大径部17bの外周壁と干渉する可能性がある。
これに対して、プラグ15Aでは、円筒部16a側に延ばした大径部17bの外周壁の一部が凹部15A−1に収容されるので、大径部17bの外周壁との干渉を回避できる。
Claims (6)
- 流体通路を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記流体通路を開閉するバルブと、前記バルブを支持するバルブ軸と、前記バルブ軸の周りに設けられ、前記流体通路からの流体を濾過するフィルタ部材と、前記フィルタ部材と軸方向に対向して設けられたプラグ部材とを備えた流体制御バルブにおいて、
円筒部および前記円筒部の一方の端面の径方向外側に延びる鍔部を有し、前記円筒部に前記バルブ軸が挿入され、前記鍔部が前記プラグ部材に圧接した状態で前記フィルタ部材と前記プラグ部材との間に支持されるシール部材を備えたことを特徴とする流体制御バルブ。 - 前記シール部材は、前記円筒部が前記フィルタ部材の側にあることを特徴とする請求項1記載の流体制御バルブ。
- 前記シール部材は、前記円筒部が前記プラグ部材の側にあることを特徴とする請求項1記載の流体制御バルブ。
- 流体通路を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記流体通路を開閉するバルブと、前記バルブを支持するバルブ軸と、前記バルブ軸の周りに設けられ、前記流体通路からの流体を濾過するフィルタ部材と、前記フィルタ部材と軸方向に対向して設けられたプラグ部材とを備えた流体制御バルブにおいて、
円筒部および前記円筒部の一方の端面の径方向外側に延びる鍔部を有し、前記円筒部に前記バルブ軸が挿入される第1のシール部材および第2のシール部材を備え、
前記第1のシール部材は、前記円筒部が前記フィルタ部材の側にあり、
前記第2のシール部材は、前記円筒部が前記プラグ部材の側にあり、
前記第1のシール部材の前記鍔部と前記第2のシール部材の前記鍔部とは、前記第2のシール部材の前記鍔部が前記プラグ部材に圧接した状態で前記フィルタ部材と前記プラグ部材との間に支持されることを特徴とする流体制御バルブ。 - 流体通路を有するハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記流体通路を開閉するバルブと、前記バルブを支持するバルブ軸と、前記バルブ軸の周りに設けられ、前記流体通路からの流体を濾過するフィルタ部材と、前記フィルタ部材と軸方向に対向して設けられたプラグ部材とを備えた流体制御バルブにおいて、
第1の円筒部、前記第1の円筒部の一方の端面の径方向外側に延びる鍔部および前記第1の円筒部の前記端面から軸方向に延びる第2の円筒部を有し、前記第1の円筒部および前記第2の円筒部に前記バルブ軸が挿入され、前記鍔部が前記プラグ部材に圧接した状態で前記フィルタ部材と前記プラグ部材との間に支持されるシール部材を備えたことを特徴とする流体制御バルブ。 - 前記バルブ軸に設けられ、前記鍔部から前記プラグ部材の側に延びる前記円筒部の端部を覆うカバー部材を備えたことを特徴とする請求項4記載の流体制御バルブ。
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