JP7154460B2 - 排気ガス再循環バルブ - Google Patents
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Description
エンジンが排気した排気ガスには、煤等の粉末粒子が含まれる。そのため、排気ガス再循環バルブの耐久性を向上させるためには、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータにまで流入してしまうのを抑制する必要がある。
特許文献1に開示された排気ガス再循環バルブ(以下、「従来の排気ガス再循環バルブ」という。)は、軸シール部が、バルブ閉弁時に第2の軸部の外周をシールすることにより、大きなシール力を確保できる。したがって、従来の排気ガス再循環バルブは、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータにまで流入してしまうのを抑制できる。また、従来の排気ガス再循環バルブは、バルブ開弁時に第1の軸部の外周をシールすることにより、シャフトの移動に対する摺動抵抗を小さくできる。
図1及び図2を参照して、実施の形態1に係る排気ガス再循環バルブ100について説明する。
図1を参照して、実施の形態1に係る排気ガス再循環バルブ100が適用された内燃機関システム1の要部の構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る排気ガス再循環バルブ100が適用された内燃機関システム1の要部の構成の一例を示す構成図である。
実施の形態1に係る内燃機関システム1は、内燃機関10、吸気管20、排気管30、ターボチャージャ40、排気側循環配管50、吸気側循環配管60、及び排気ガス再循環バルブ100を備える。
吸気管20は、内燃機関10に送る外気が流れる流路管である。
排気管30は、内燃機関10から排出される排気ガスが流れる流路管である。
ターボチャージャ40は、排気管30を流れる排気ガスの流れを受けて回転するタービンのトルクを利用し、吸気管20を流れる外気の流量を増加させる過給機である。なお、ターボチャージャ40は、必須の構成ではない。
吸気側循環配管60は、内燃機関10から排出される排気ガスの一部を吸気管20に循環させるための流路管であって、排気ガス再循環バルブ100から吸気管20までの排気ガスの流路となる配管である。
排気ガス再循環バルブ100は、排気ガス再循環機構において、吸気管20に循環させる排気ガスの流入量を調整するポペット式のバルブである。なお、排気ガス再循環機構及び排気ガス再循環技術については周知であるため説明を省略する。
図2Aは、実施の形態1に係る排気ガス再循環バルブ100の要部の構成の一例を示す構成図である。
図2B及び図2Cは、図2Aにおいて破線により示す円の部分を拡大した拡大図である。
排気ガス再循環バルブ100は、アクチュエータ101、ハウジング110、弁軸120、弁体121、弁座122、第1仕切部130、第2仕切部140、及びシール部150を備える。
なお、図2A、図2B、及び図2Cは、排気ガス再循環バルブ100を弁軸120の軸中心を含む平面で切断した際の、排気ガス再循環バルブ100の断面図である。
以下、シール部150とシール部170とを区別するために、シール部150を第1シール部150と記載し、シール部170を第2シール部170と記載する。
アクチュエータ101は、不図示のECU(Electronic Control Unit)が出力する制御信号を受けて、弁軸120の軸方向(以下、単に「軸方向」という。)に弁軸120を直動させる。
弁軸120は、一端がアクチュエータ101の可動部に固定され、他端に弁体121が固定されている。弁軸120は、アクチュエータ101の可動部が移動することにより、軸方向に直動する。
弁体121は、弁軸120の直動に伴って軸方向に移動する。
ハウジング110は、図2に示す矢印Xの方向にて、排気側循環配管50と接続され、図2に示す矢印Yの方向にて、吸気側循環配管60と接続される。ハウジング110は、排気側循環配管50からハウジング110内に流入した排気ガスを吸気側循環配管60に流出させる流路を形成する。
以下の説明において、閉弁された状態から開弁する際に弁軸120が直動する方向を第1方向といい、開弁された状態から閉弁する際に弁軸120が直動する方向を第2方向という。具体的には、例えば、図2に示す排気ガス再循環バルブ100において、第1方向とは、アクチュエータ101から弁体121に向かう方向であり、第2方向とは、弁体121からアクチュエータ101に向かう方向である。
ブラシ180は、弁軸120に付着した排気ガスに含まれる煤等の粉末粒子を、弁軸120から削り落とす。
第2シール部170は、PTFE(フッ化炭素樹脂)等の樹脂素材により構成されている。第2シール部170が弁軸120を径方向に強く締め付け過ぎると、弁軸120の直動を阻害してしまう。したがって、第2シール部170は、弁軸120の直動を阻害しない程度に弁軸120を径方向に締め付けた状態を保ちつつ、排気ガスが、弁軸120の周囲を伝ってアクチュエータ101が配置された方向に流入してしまうのを抑制する。
例えば、第1仕切部130は、弁軸120が挿通される第1孔を有する平板により構成される。具体的には、例えば、第1仕切部130は、第1孔を有する円形の平板により構成される。
なお、第1仕切部130は、平板により構成されたものに限定されるものではない。
例えば、第2仕切部140は、軸受160とは異なる軸受により構成される。第2仕切部140が軸受により構成される場合、第2仕切部140は、弁軸120を軸方向に摺動させる。第2仕切部140を軸受により構成することにより、弁軸120の直動を安定させることができる。
第2仕切部140は、軸受により構成されたものに限定されるものではない。例えば、第2仕切部140は、弁軸120が挿通される第2孔を有する平板により構成されたものであってもよい。具体的には、例えば、第2仕切部140は、第2孔を有する円形の平板により構成されたものであってもよい。
実施の形態1では、第2仕切部140は、軸受により構成されたものとして説明する。
第1シール部150は、例えば、弁軸120に固定されている。
このように構成することにより、第1仕切部130の弁体側の空間に流入した排気ガスを、大気孔111を介して外気に流出させることができる。
第1仕切部130が、第2仕切部140を固定するブッシュと一体に形成されることにより、第1仕切部130における内壁に固定された部位の強度が増大し、第1仕切部130の耐久性を向上させることができる。
第1仕切部130における弁体121側の面が、図2に示すように傾斜していることより、第1仕切部130は、第1仕切部130における弁体121側に向かって流れる排気ガスを内壁に向かって導くことができる。結果として、第1仕切部130における弁体121側の面が、図2に示すように傾斜していることより、排気ガス再循環バルブ100は、ハウジング110内に流入した排気ガスが、アクチュエータ101が配置された方向に流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
第1シール部150におけるアクチュエータ101側の面が、図2に示すように傾斜していることより、第1シール部150は、弁軸120が第2方向に直動する際に、第1シール部150におけるアクチュエータ101側の面に当たる排気ガスを内壁に向かって導くことができる。結果として、第1シール部150におけるアクチュエータ101側の面が、図2に示すように傾斜していることより、排気ガス再循環バルブ100は、ハウジング110内に流入した排気ガスが、アクチュエータ101が配置された方向に流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
具体的には、例えば、第1シール部150は、弁軸120が挿通されるシール孔を有し、且つ、第1仕切部130又は第2仕切部140に当接した状態において、当該状態を保ちつつ、弁軸120に対して軸方向に摺動する。
第1シール部150が弁軸120に対して軸方向に摺動するものである場合、第1シール部150は、例えば、PTFEにより構成されることが好適である。
また、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する距離に対して、第1仕切部130と第2仕切部140との間隔を短くすることができるため、第1シール部150が第1仕切部130と当接した状態における第1シール部150と第2仕切部140との間隔、及び、第1シール部150が第2仕切部140と当接した状態における第1シール部150と第1仕切部130との間隔を小さくすることができる。結果として、このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、排気ガス再循環バルブ100は、ハウジング110内に流入した排気ガスが、アクチュエータ101が配置された方向に流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを抑制しつつ、第1仕切部130の耐久性を向上させることができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
また、このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、部材ごとの加工誤差又は組立誤差があったとしても、ハウジング110内に流入した排気ガスが、アクチュエータ101が配置された方向に流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
また、このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを効率よく抑制することができる。
このように構成することにより、排気ガス再循環バルブ100は、弁軸120が直動する際に、弁軸120の摺動抵抗を一定にしつつ、排気ガス循環バルブに流入した排気ガスが、アクチュエータ101にまで流入してしまうのを抑制しつつ、弁軸120の直動を安定させることができる。
Claims (5)
- ポペット式の排気ガス再循環バルブであって、
一端に弁体が固定された軸方向に直動する弁軸が突設されたアクチュエータと、
排気ガスの流路を形成し、前記弁軸が挿通されるハウジングと、
前記弁軸の径方向の前記弁軸の側面に対向する前記ハウジングの内壁に、前記弁軸の周方向に前記弁軸を囲んで設けられた第1仕切部であって、当該内壁から前記弁軸に向かって突出し、且つ、前記弁体側の面が、前記弁軸に近い部位ほど前記弁体側に向かって傾斜し、且つ、前記弁軸との間に隙間を有して前記弁軸が挿通される第1孔を有する前記第1仕切部と、
前記径方向の前記弁軸の前記側面に対向する前記ハウジングの前記内壁のうちの、前記第1仕切部が設けられた位置より前記アクチュエータに近い位置の前記内壁に、前記周方向に前記弁軸を囲んで設けられた第2仕切部であって、当該内壁から前記弁軸に向かって突出し、且つ、前記弁軸が挿通される第2孔を有する前記第2仕切部と、
前記径方向の前記弁軸の前記側面に、前記周方向に前記弁軸を囲んで設けられたシール部であって、当該側面から前記ハウジングの前記内壁に向かって突出し、且つ、前記弁軸が第1方向に直動した際に前記第1仕切部に当接し、前記弁軸が前記第1方向とは逆方向である第2方向に直動した際に前記第2仕切部に当接する前記シール部と、
を備えたこと
を特徴とする排気ガス再循環バルブ。 - 前記第1仕切部は、前記第2仕切部を固定するブッシュと一体に形成されたものであること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環バルブ。 - 前記シール部は、前記アクチュエータ側の面が、前記径方向の前記弁軸の前記側面に対向する前記ハウジングの前記内壁に近い部位ほど前記弁体側に向かって傾斜していること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環バルブ。 - 前記シール部は、前記弁軸が挿通されるシール孔を有し、且つ、前記第1仕切部又は前記第2仕切部に当接した状態において、当該状態を保ちつつ、前記弁軸に対して前記軸方向に摺動すること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環バルブ。 - 前記第2仕切部は、前記弁軸を前記軸方向に摺動させる軸受であること
を特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環バルブ。
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