JPH04244686A

JPH04244686A - 高温ガス制御用バルブ装置

Info

Publication number: JPH04244686A
Application number: JP3027760A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Shida; 志田　敏光
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1992-09-01
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JP2873882B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関の排気
バルブ装置、ターボチャージャ用の安全弁であるウエス
トゲートバルブ装置、排気ガス還流バルブ装置（以下Ｅ
ＧＲバルブという）、又はボイラーにおける蒸気その他
の高温ガスの流通を制御する高温ガス制御用バルブ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のバルブ装置としては、例
えば、実開平２−４３４５１号公報に開示されているよ
うに、内燃機関の排気ガスの一部を吸気系に還流させて
シリンダ内の燃焼温度を低減させ、有害排気ガス、特に
、ＮＯ、ＮＯ２等からなるＮＯｘ（窒素酸化物）の排出
量を低下させるようにしたＥＧＲバルブや、特開昭６１
−８１５０５号公報に開示されているような内燃機関の
排気バルブ装置がある。

【０００３】このような従来のバルブ装置においては、
ポートを流れる排気ガス（高温ガス）が、本体のバルブ
ガイド部における軸孔とその中を挿通する弁軸との間隙
を通って弁駆動手段側に漏出し、弁駆動手段やその他の
部材に悪影響を与えるのを防止するため、上記弁軸と軸
孔との間隙をできるだけ小としていた。

【０００４】例えば、ＥＧＲバルブにおいては、ポート
内の排気ガスが、弁軸と軸孔との間隙より、弁駆動手段
であるアクチュエータ内に流入すると、アクチュエータ
がダイヤフラム式のものである場合は、ダイヤフラムが
早期に劣化し、またアクチュエータがピストン式のもの
である場合は、排気ガス中の成分が摺動面に付着して、
潤滑性が損なわれたり、摩耗が激しくなったり、又はゴ
ムもしくは合成樹脂材料製のシール部材やその他の部材
が早期に劣化し、耐久性が低下する。

【０００５】また、内燃機関の排気バルブ装置において
は、弁駆動装置内に排気ガスが流入すると、ゴムもしく
は合成樹脂材料製のリップシールやその他の部材が早期
に劣化し、耐久性が低下する。

【０００６】そのため、従来は、上述のように、弁軸と
軸孔との間隙をできるだけ小としているが、それには限
度があるとともに、高精度の加工が必要となり、また、
この間隙をあまり小とすると、弁軸と軸孔との熱膨張の
差により、弁軸の運動が不円滑となったり、摩耗が激し
くなる等の問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が有する上記のような問題点に鑑み、弁軸と軸孔との間
隙を小とするという手段によらずに、ポート内の高温ガ
スが上記の間隙を通って弁駆動手段側に漏出するのを防
止することを技術的課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の高温ガス制御用バルブ装置は、高温ガス流通
用のポートを有するとともに、該ポートを開閉する弁体
を収容し、かつ弁体に連設した弁軸が挿通する軸孔を有
する本体と、該本体の外部に設けられ、前記弁軸を駆動
することにより、弁体を開閉させる弁駆動手段とを備え
る高温ガス制御用バルブ装置において、前記本体に、軸
孔の中間部と本体の外部とを連通する逃し孔を設けたこ
とを特徴としている。

【０００９】

【作用】ポート内より、弁軸とその弁軸が挿通している
軸孔との間隙内に流入したポート内の高温ガスは、軸孔
の中間部まで達した後、逃し孔を通って本体外に排出さ
れるので、高温ガスが軸孔を完全に通過して弁駆動手段
側に至ることはほとんどなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は、本発明を、大型ヂィゼルエンジンに使
用されるＥＧＲバルブに適用した第１実施例を示す。

【００１１】ＥＧＲバルブ（１）は、バイパス管（２）
のフランジ（２ａ）上に縦向きとして取り付けられ、そ
のポ−ト出口端は、導入管（３）を介して、両吸気管（
図示せず）を互いに連通させる連通管（図示せず）に連
結されている。

【００１２】次に、ＥＧＲバルブ（１）の詳細を、図１
を参照して説明する。（４）は、排気ガスの入口側を下
向きに、かつ出口側を側方にそれぞれ開口させたエルボ
状のポート（５）を有する鋳造製の本体で、各開口端に
は、フランジ（６）が一体的に形成されている。

【００１３】（７）は、本体（４）に形成された放熱フ
ィンである。本体（４）の上端には、本体（４）側方に
水平に延出することにより、遮熱板及び放熱板として作
用する比較的大円形の取付座（８）が、一体的に形成さ
れ、取付座（８）は、その下面より本体（４）の中間部
に向けて下向きに延出する複数の薄板状のリブ（９）に
より補強されている。

【００１４】本体（４）の取付座（８）の平坦な上面に
は、弁駆動手段であるダイヤフラム式アクチュエ−タ（
Ａ）のケ−ス体（１０）が、その下部の低壁（１０ａ）
よりさらに上下に若干離間するようにして連設されたフ
ランジ（１０ｂ）と取付座（８）とを、熱伝導率の小さ
いパッキン（１１）を介してボルト止めすることにより
、固着されている。

【００１５】（１２）は、弁体（１２ａ）と弁軸（１２
ｂ）とからなるポペット弁で、弁軸（１２ｂ）の上端部
は、ケ−ス体（１０）内に位置し、弁軸（１２ｂ）の上
端に形成した雄ねじ（１２ｃ）には、ゴム系のダイヤフ
ラム（１３）と保持プレ−ト（１４）と有頂円筒系のス
プリングリテ−ナ（１５）とが、ダイヤフラム（１３）
を上下より挟持するようにして嵌合され、ナット（１６
）をもって止着されている。

【００１６】ケ−ス体（１０）の内底面とスプリングリ
テ−ナ（１５）の上部下端面との間には、リタ−ンスプ
リング（１９）が縮設され、これにより、ポペット弁（
１２）は常時上向きに付勢され、通常時において、弁体
（１２ａ）がポート（５）の下端開口部に嵌着したバル
ブシ−ト（２０）と密着することにより、ポート（５）
は閉じられている。

【００１７】ケ−ス体（１０）の上端には、カバ−体（
１７）の周縁部が、間にダイヤフラム（１３）の周縁を
挾むようにしてボルト（１８）をもって締着され、ダイ
ヤフラム（１３）により仕切られた上部側は、高圧室（
２１）となり、また下部側は低圧室（２２）となり、高
圧室（２１）内には、カバ−体（１７）の上面に固着し
たパイプ（２３）により、圧縮空気が供給されるように
なっている。

【００１８】ケ−ス体（１０）における底壁（１０ａ）
の中央部には、低圧室（２２）と外気とを連通させるた
めの複数個の空気孔（２４）が穿設されている。

【００１９】本体（４）の上部中央に穿設された上下方
向を向く軸孔（２６）内には、上下１対の案内筒（２５
ａ）（２５ｂ）が、軸孔（２６）の中間部において互い
に上下に離間し、空隙部（２５ｃ）を形成するようにし
て嵌合されており、弁軸（１２ｂ）は、この軸孔（２６
）内の案内筒（２５ａ）（２５ｂ）内を上下方向に摺動
自在に貫通している。

【００２０】案内筒（２５ａ）（２５ｂ）は、同一材料
製としてもよいが、上部の案内筒（２５ａ）は、例えば
、銅合金、銅−鉛合金、アルミ合金、ホワイトメタル、
及びそれ等の焼結合金又は鋳物等のように、耐摩耗性に
優れかつ自己潤滑性を有する材料製とし、また下部の案
内筒（２５ｂ）は、例えば、ステンレス鋼、耐熱鋼、鋳
鉄、及び鉄系焼結合金等のように、耐熱性及び耐食性に
優れた材料製とするのがよい。

【００２１】本体（４）には、一端が空隙部（２５ｃ）
に面する軸孔（２６）の中間部の内面に開口し、かつ他
端が本体（４）の外側面に開口するようにした逃し孔（
２７）を穿設してある。

【００２２】この逃し孔（２７）を設けたことにより、
ポート内（５）より、弁軸（１２ｂ）とその弁軸（１２
ｂ）が挿通している下方の案内筒（２５ｂ）との間隙内
に流入したポート（５）内の排気ガスは、軸孔（２６）
の中間部まで達した後、逃し孔（２７）を通って本体（
４）外に排出されるので、排気ガスが軸孔（２６）を完
全に通過して、すなわち、弁軸（１２ｂ）と上方の案内
筒（２５ａ）との間隙を通って、弁駆動手段であるアク
チュエータ（Ａ）側に至ることはほとんどなくなる。

【００２３】したがって、排気ガスが、アクチュエータ
（Ａ）内に侵入して、ダイヤフラム（１３）に接触し、
ダイヤフラム（１３）を腐蝕させたり、劣化させたりす
るのを防止することができる。

【００２４】図２は、本発明を、内燃機関の排気バルブ
装置（１’）に適用した第２実施例を示す。なお、第２
実施例において、第１実施例におけるのと同一の部材に
は、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００２５】（３８）は、排気用のポート（５）を備え
るシリンダヘッドである。エンジンバルブであるポペッ
ト弁（１２）の弁軸（１２ｂ）は、シリンダヘッド（３
８）に穿設した軸孔（２６）内に上下に離間して設けた
上下１対の案内筒（２５ａ）（２５ｂ）を通って上方に
延出している。

【００２６】シリンダヘッド（３８）の軸孔（２６）の
内面には、上下の案内筒（２５ａ）（２５ｂ）間に形成
された空隙部（２５ｃ）に面するように、凹所（２８）
が形成され、この凹所（２８）に逃し孔（２７）の一端
が開口するようにしてある。逃し孔（２７）の他端は、
シリンダヘッド（３８）の上面に開口するようにしてあ
る。

【００２７】弁軸（１２ｂ）の上端部には、スプリング
リテ−ナ（３１）が、弁軸（１２ｂ）の上端部外周面に
形成した環状溝（３２）に係合させたコッタ（３０）に
より係止され、このスプリングリテ−ナ（３１）と、シ
リンダヘッド（３８）に形成した空所（３３）の底部と
の間に縮設したリタ−ンスプリング（１９）により、ポ
ペット弁（１２）は常時上方に向けて付勢されている。

【００２８】弁軸（１２ｂ）の上端には、タペット（２
９）の下面が当接しており、またタペット（２９）の上
面には、カムシャフト（３４）と一体のカム（３５）が
摺接している。このカム（３５）が、カムシャフト（３
４）と一体となって回転することにより、タペット（２
９）を介して、弁軸（１２ｂ）がリタ−ンスプリング（
１９）の付勢力に抗して押し下げられ、それによって弁
体（１２ａ）が開かれるようになっている。

【００２９】（３６）は、上方の案内筒（２５ａ）の上
端部に止着され、弁軸（１２ｂ）の外周面に沿うオイル
下がりを防止するリップシールである。

【００３０】第２実施例においては、第１実施例の場合
と同様に、凹所（２８）と逃し孔（２７）とを設けたこ
とにより、ポート内（５）より、弁軸（１２ｂ）とその
弁軸（１２ｂ）が挿通している下方の案内筒（２５ｂ）
との間隙内に流入したポート（５）内の排気ガスは、軸
孔（２６）の中間部まで達した後、凹所（２８）と逃し
孔（２７）とを通ってシリンダヘッド（３８）外に排出
されるので、排気ガスが軸孔（２６）を完全に通過して
、すなわち、弁軸（１２ｂ）と上方の案内筒（２５ａ）
との間隙を通って、弁駆動手段である動弁機構（Ｂ）側
に至ることはほとんどなくなる。

【００３１】したがって、排気ガスが、リップシール（
３６）を腐蝕させたり、劣化させたりするのを防止する
ことができる。

【００３２】図３は、本発明の第３実施例を示す。第３
実施例においては、第１実施例におけるのと同様の本体
（４）の軸孔（２６）内に、弁軸（１２ｂ）を直接摺動
自在に嵌合し、かつ弁軸（１２ｂ）の外周面に、軸孔（
２６）の内面に開口する逃し孔（２７）に常時連通する
ようにした環状溝（３７）を設けてある。

【００３３】図４は、本発明の第４実施例を示す。第４
実施例においては、第１実施例におけるのと同様の本体
（４）の軸孔（２６）内に、一連の案内筒（３９）を嵌
着し、かつ案内筒（３９）の内面に環状溝（４０）を設
けるとともに、案内筒（３９）の適所に、環状溝（４０
）と、軸孔（２６）の内面に開口する逃し孔（２７）と
を連通する連通孔（４１）を設けてある。

【００３４】図５は、本発明の第５実施例を示す。第５
実施例においては、第１実施例におけるのと同様の本体
（４）の軸孔（２６）内に、弁軸（１２ｂ）を直接摺動
自在に嵌合し、かつ弁軸（１２ｂ）の外周面に、軸孔（
２６）の内面に開口する逃し孔（２７）に常時連通する
ようにした螺旋溝（４２）を設けてある。

【００３５】上記第３実施例から第５実施例のいずれに
おいても、第１実施例のものと同様の作用及び効果を奏
することができる。

【００３６】なお、螺旋溝（３７）を、軸孔（２６）の
内面又は案内筒（３９）の内面に設けてもよい。また、
本発明は、上記の実施例の他に、例えば、ウエストゲー
トバルブ装置や、ボイラーにおける蒸気その他の高温ガ
スの流通を制御する高温ガス制御用バルブ装置にも適用
することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、次の効果を奏する。（ａ）本
体に、軸孔の中間部と本体の外部とを連通する逃し孔を
設けたことにより、ポート内より、弁軸とその弁軸が挿
通している軸孔との間隙内に流入したポート内の高温ガ
スは、軸孔の中間部まで達した後、逃し孔を通って本体
外に排出されるので、高温ガスが軸孔を完全に通過して
弁駆動手段側に至ることはほとんどなくなり、高温ガス
が弁駆動手段側に流入して、弁駆動手段やその他の部材
を早期に劣化させたり、潤滑性を損なわしたり、又は摩
耗を助長したりするのを防止することができる。（ｂ）
従来のように、弁軸と軸孔との間隙をでき限り小とする
必要がないので、高精度の加工が必要なくなり、また弁
軸と軸孔との熱膨張の差により、弁軸の運動が不円滑と
なったり、摩耗が激しくなる等の問題点を解決すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を、ＥＧＲバルブに適用した第１実施例
の中央縦断正面図である。

【図２】本発明を、内燃機関の排気バルブ装置に適用し
た第２実施例の中央縦断正面図である。

【図３】本発明の第３実施例の要部の縦断正面図である
。

【図４】本発明の第４実施例の要部の縦断正面図である
。

【図５】本発明の第５実施例の要部の縦断正面図である
。

【符号の説明】

（１）ＥＧＲバルブ（高温ガス制御用バルブ装置）（１
’）内燃機関の排気バルブ装置（高温ガス制御用バルブ
装置）（２）バイパス管　　　　　　　　　　　　　　（２ａ
）フランジ（３）導入管　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（４）本体（５）ポート　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（６）フランジ（７）放熱フィン　　
　　　　　　　　　　　　（８）取付座（９）リブ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１０）ケ−ス
体（１０ａ）底壁　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（１０ｂ）フランジ（１１）パッキン　　　　　　
　　　　　　　　　　（１２）ポペット弁（１２ａ）弁
体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１２ｂ）
弁軸（１２ｃ）雄ねじ　　　　　　　　　　　　　　　
　　（１３）ダイヤフラム（１４）保持プレ−ト　　　
　　　　　　　　　（１５）スプリングリテ−ナ（１６
）ナット　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１７
）カバ−体（１８）ボルト　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（１９）リタ−ンスプリング（２０）バルブ
シ−ト　　　　　　　　　　　　（２１）高圧室（２２
）低圧室　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２３
）パイプ（２４）空気孔　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（２５ａ）（２５ｂ）案内筒（２５ｃ）空隙部
　　　　　　　　　　　　　　　　　（２６）軸孔（２
７）逃し孔　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２
８）凹所（２９）タペット　　　　　　　　　　　　　
　　　（３０）コッタ（３１）スプリングリテーナ　　
　　　　（３２）環状溝（３３）空所　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（３４）カムシャフト（３５
）カム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３
６）リップシール（３７）環状溝　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（３８）シリンダヘッド（３９）案内
筒　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４０）環状
溝（４１）連通孔　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（４２）螺旋溝（Ａ）アクチュエータ（弁駆動手段）（Ｂ）動弁機構（弁駆動手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　高温ガス流通用のポートを有するとと
もに、該ポートを開閉する弁体を収容し、かつ弁体に連
設した弁軸が挿通する軸孔を有する本体と、該本体の外
部に設けられ、前記弁軸を駆動することにより、弁体を
開閉させる弁駆動手段とを備える高温ガス制御用バルブ
装置において、前記本体に、軸孔の中間部と本体の外部
とを連通する逃し孔を設けたことを特徴とする高温ガス
制御用バルブ装置。
【請求項２】　　軸孔内に、弁軸を案内する２個の案内
筒を、軸孔の中間部において互いに離間するようにして
設けるとともに、逃し孔が、両案内筒間の空隙部に開口
するように設けたことを特徴とする請求項１記載の高温
ガス制御用バルブ装置。
【請求項３】　　弁軸の外周面と、それに対向する本体
の軸孔の内面、もしくは軸孔内に設けた案内筒の内面と
のいずれかに、逃し孔に常時連通する環状溝を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の高温ガス制御用バ
ルブ装置。
【請求項４】　　弁軸の外周面と、それに対向する本体
の軸孔の内面、もしくは軸孔内に設けた案内筒の内面と
のいずれかに、逃し孔に常時連通する螺旋溝を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の高温ガス制御用バ
ルブ装置。