JPWO2011004428A1 - 排気ガス循環バルブ - Google Patents

Abstract

バルブシート２の中心線Ｏ１に対して、シャフト３の回転軸Ｏ２がＸ方向およびＹ方向に二軸偏心して取り付けられている。バルブ１の外周面には、バルブ１とバルブシート２とが線接触するように傾斜加工を施し、バルブの外周面は軸中心からずれた２箇所で傾斜角度の正負を切り替える。また、この２箇所をつなぐ区間には傾斜角度が一定の区間をそれぞれ設け、その他の区間は滑らかにつなぐ。

Description

この発明は、排気ガス循環バルブ（ＥＲＧ−Ｖａｌｖｅ）の、バルブとバルブシートの形状に関するものである。

排気ガス循環バルブにおいて、循環排気ガスの流量を調整する弁体は、排気ガス通路を開閉するバルブと、このバルブを動作させる回転軸とで構成される。この回転軸は、バルブ本体のハウジングに設けられた軸受け部に回転可能に支持する。一方、バルブシートは排気ガス通路を構成するハウジングに設けられ、バルブを回転軸と一体に回転させてバルブシートに当接させることによって排気ガス通路を閉塞する。

従来の排気ガス循環バルブは、バルブとバルブシートのシール面付近に排気ガスに含まれるデポジット等の異物が堆積した場合、異物の噛み込みによってバルブとバルブシートが固着して、弁体の開閉に支障をきたすという課題があった。
このような課題を解消するために、特許文献１には、排気ガス循環バルブとして用いるバタフライバルブが開示されている。このバタフライバルブは、円形のバルブの外周面が傾斜面に形成され、バルブシートは２部品で構成されて環状の段差が設けられており、バルブ外周面をバルブシートの環状段差で広範囲に線シールして排気ガス通路を閉塞する。
しかし、この構成では広範囲で線シールが確保されているものの、バルブ閉弁状態において、バルブの回転軸には排気ガス通路を流れるガスの高圧が作用して、回転軸付近のシール部には大きな負担がかかり、シールがない場合にはその部分からの漏れが増加してしまう。また、バルブシートが２部品から構成されるため、構成が複雑になるという欠点があった。
このような欠点を補うために、特許文献２には、バルブの回転軸を、バルブの厚み方向に偏心させた断面が真円で多重偏心構造のバタフライバルブが提案されている。

特開２００４−２６３７２３号公報 特開２００４−２２５７８３号公報

しかし、上記特許文献２の排気ガス循環バルブは、多重偏心構造にすることによって特許文献１の問題点は改善できるが、弁体開閉時にはバルブ外周面がバルブシートとのシール面が一部摺り潰すように摺動するため、シート面には弾性を持たせる必要があり、また、弾性のある別部材のシールを選定する必要があり、高価になりやすいという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、バルブシートのエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させると共に、バルブシート形状を簡素化することで排気ガス循環バルブを安価に製造することを目的とする。

この発明の排気ガス循環バルブは、バルブの中心を通る一方の直交線上の左右外周面が軸中心からずれた２箇所で傾斜角度の正負が切り替わるように滑らかに傾斜するように形成され、他方の直交線に沿った断面側面形状が台形形状に形成され、
前記シャフトは、その回転中心軸を前記バルブの中心から前記台形形状の長底辺側へ偏心させた１軸偏心位置に取り付けたものである。

この発明によれば、バルブは、バルブの中心を通る他方の直交線に沿った断面側面形状が台形形状に形成され、シャフトは、その回転中心軸をバルブの中心から台形形状の長底辺側へ偏心させた１軸偏心位置に取り付けたので、バルブをバルブシートのエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させると共に、バルブシートの形状を簡素化することで安価に製造することができる。

この発明の実施の形態１に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１のバルブの形状を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）〜（ｄ）はＡ’Ａ’線，Ｂ’Ｂ’線，Ｃ’Ｃ’線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１に係る排気ガス循環バルブを図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面斜視図であり、図３（ａ）はバルブ開弁状態、図３（ｂ）はバルブ閉弁状態を示す。 この発明の実施の形態２に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥＥ線に沿って切断した断面図、図4（ｃ）は図４（ａ）の中心線Ｏ１に沿って切断した断面図である。 この発明の実施の形態３に係る排気ガス循環バルブの構成を示す平面図である。

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（ａ）は、この発明の実施の形態１に係る排気ガス循環バルブの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面図である。図２（ａ）は、バルブ１の形状を示す平面図であり、図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）にＡ’Ａ’線，Ｂ’Ｂ’線，Ｃ’Ｃ’線に沿って切断した断面図を示す。図３（ａ）は、図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した、開弁状態の断面斜視図であり、図３（ｂ）は閉弁状態の断面斜視図である。

排気ガス循環バルブは、略円形状のバルブ１と、真円形状の開口部が形成されたバルブシート２と、バルブ１を回転させるシャフト３と、バルブ１とシャフト３との間に介在させたプレート４とを備える。真円形状のバルブシート２の中心を通る直線を中心線Ｏ１とし、シャフト３がバルブ１を回転させるときの回転中心軸を回転軸Ｏ２とする。

本実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは二軸偏心バルブであり、バルブシート２の中心線Ｏ１に対して、シャフト３の回転軸（回転中心軸）Ｏ２をＸ方向（断面側面形状が台形形状の長底辺側）にオフセットさせて一軸偏心させ、さらにＹ方向（バルブ１の径方向）にオフセットさせて二軸偏心させたものである。シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、閉弁状態において、シャフト３が排気ガスに直接暴露される状態を減少させることができる。これにより、シャフト３に排気ガスの高圧が作用してバルブ１とシャフト３の取り付け部分周辺に大きな負担がかかることがない。

また、バルブ１とシャフト３とを直接固着させず、間にプレート４を介して固定することで、バルブ１とプレート４、プレート４とシャフト３の接地面積を調整してバルブ１とシャフト３の固定強度を向上させることができる。また、プレート４の厚さを変更して、一軸偏心量も調整することができる。

二軸偏心構造に対応させるように、バルブ１とバルブシート２とを線接触させることができるように、バルブ１の外周面には図２に示すような傾斜加工が施されている。バルブ１の外周面は、開弁時に手前側に移動する区間Ａを−４５度傾斜させ（図２（ｂ））、シャフト３の回転軸Ｏ２付近にくる上下のＢ部では＋１５度傾斜させ（図２（ｃ））、開弁時に奥側に移動する区間Ｃでは＋４５度傾斜させる（図２（ｄ））。その他の区間は、区間Ａ、Ｂ部、区間Ｃの傾斜角度を保持するように滑らかにつないだ傾斜加工とする。このとき、シャフト３の回転軸Ｏ２からずれた位置をシール部切替ポイント１ａとし、傾斜角度を±０度にして、シール部切替ポイント１ａに隣接する区間の傾斜角度の正負を切り替える。

このように傾斜加工すると、バルブ１が、区間Ａでは外周面の手前寄りでバルブシート２の手前側の内周エッジ２ａ（図３）に当接し、シール部切替ポイント１ａで当接位置をバルブシート２の手前側の内周エッジ２ａから奥側の内周エッジ２ｂ（図３）に切り替えて、Ｂ部および区間Ｃでは外周面の奥側寄りでバルブシート２の奥側の内周エッジ２ｂに当接する。そのため、閉弁したときにバルブ１とバルブシート２とが当接するシール部５は、線接触の線シールにすることができる。線シールであればバルブ１とバルブシート２の接触面積が小さいので、排気ガス通路に設置された場合に排気ガスに含まれるデポジット等の異物を噛み込む可能性が減少して、シール部５の固着が低減され、よって、開閉動作に支障をきたすトルクも減少する。

また、シール部切替ポイント１ａをシャフト３の回転軸Ｏ２からずれた位置に設けるため、シャフト３の回転軸Ｏ２付近のバルブ１がバルブシート２の真円形開口部と干渉せず、全周線シールが可能となる。従って、機密性を向上させることができ、理論上の洩隙間は０となる。

なお、図２に示す傾斜加工は一例であり、シャフト３の回転軸Ｏ２の偏心量、バルブ１の厚さ等の条件に応じて、傾斜角度、傾斜区間、シール部切替ポイントの位置等を適宜設計すればよい。また、バルブシート２の開口部内周は真円形状なので、バルブシート２の真円形の開口部形成は旋盤加工で対応できるため、加工コストを低減することができる。

以上より、実施の形態１によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブシート２の中心線Ｏ１から台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置からさらに径方向へ偏心させた二軸偏心位置に取り付け、バルブ１の外周面は、軸中心からずれた２箇所のシール部切替ポイント１ａで、傾斜角度の正負が切り替わるように滑らかに傾斜させ、シール部切替ポイント１ａをつなぐ区間に、傾斜角度が一定の区間Ａ，Ｃを設けるように構成した。このため、バルブ１をバルブシート２の真円形開口部のエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させることができ、かつ、全周線シールが可能となるので機密性を向上させて理論上の洩隙間を０にできる。また、バルブシート２の開口部の形状を真円形に簡素化でき、安価に製造することができる。さらに、シャフト３は、プレート４を間に挟んでバルブ１に取り付けるように構成したので、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥＥ線に沿って切断した断面図、図4（ｃ）は図４（ａ）の中心線Ｏ１に沿って切断した断面図である。上記実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは二軸偏心構造としたが、本実施の形態２では一軸偏心構造にする。即ち、バルブシート２の中心線Ｏ１に対して、シャフト３の回転軸Ｏ２をバルブの中心から台形形状の長底辺側へ一軸偏心させる。このバルブ１はシャフト３の回転軸Ｏ２に対して、閉弁状態において左右対称であるため、閉弁状態のときにバルブ１にかかる排気ガスの左右の圧力差がない。従って圧力差による開弁力をキャンセルすることができる。

本実施の形態２のバルブ１も、上記実施の形態１の図２に示すように、その外周面に傾斜加工が施されている。ただし、シャフト３の回転軸Ｏ２の近傍において、シャフト３が回転する際にバルブ１がバルブシート２に干渉するため、干渉する部分に微小な隙間６をそれぞれ設ける必要がある。隙間６を設けるため、バルブ１とバルブシート２とは全周線シールは不可能となり、各隙間６からごくわずかに洩れが発生する可能性がある。なお、図４では、バルブ１の両極を変形して隙間６を形成することとし、バルブシート２の開口部は変形せずに真円形状のままにする。そのため、バルブシート２の加工は簡単である。

以上により、実施の形態２によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブシート２の中心線Ｏ１から台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置に取り付けるように構成した。このため、バルブ１の表面積がシャフト３の回転軸Ｏ２に対して、閉弁時において左右対称となり、閉弁時に左右差圧が生じてもその開弁力をキャンセルすることができる。

なお、本実施の形態２に示す一軸偏心構造の排気ガス循環バルブも、上記実施の形態１と同様に、シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、取り付け部分周辺に高圧な排気ガスによる負担がかかることがない。また、バルブ１の外周面を傾斜加工したので、バルブ１とバルブシート２を線接触させて線シールすることができ、耐噛み込み性を向上できる。さらに、バルブシート２の開口部の形状を真円形に簡素化でき、安価に製造することができる。また、プレート４を用いることにより、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る排気ガス循環バルブの構成を示す平面図である。
上記実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは、二軸偏心構造にするためにバルブシート２の中心線Ｏ１に対してシャフト３の回転軸Ｏ２をＹ方向にオフセットさせていた。そのため、バルブ１はシャフト３の回転軸Ｏ２に対してわずかに左右表面に発生するトルクが異なり、閉弁状態のときにバルブ１にかかる排気ガスの左右の圧力差が大きいと、開弁力が発生する場合がある。そこで、本実施の形態３では図５に示すように、二軸偏心構造に加えて、バランスバルブ構造に構成する。

図５において、斜線で示す面積だけバルブ１とバルブシート２とをそれぞれ縮小させ、シャフト３の回転軸Ｏ２を中心とするバルブ１の左右表面に発生するトルクを同一にすることにより、バルブ１にかかる圧力が左右均等に分散する構造となっている。この構造により、一軸偏心構造の場合と同様に、バルブ１の左右で生じる圧力差による開弁力をキャンセルすることができる。

以上より、実施の形態３によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブシート２の中心線Ｏ１台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置からさらに径方向へ偏心させた二軸偏心位置に取り付け、さらに、バルブ１は、シャフト３の回転軸Ｏ２に対して左右表面に発生するトルクが同じとなるように構成した。このため、閉弁時に左右差圧が生じてもその開弁力をキャンセルすることができる。

なお、本実施の形態３に示す二軸偏心構造の排気ガス循環バルブも、上記実施の形態１と同様に、シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、閉弁時において取り付け部分周辺に高圧な排気ガスによる負担がかかることがない。また、バルブ１をバルブシート２の円形開口部のエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させることができ、かつ、全周線シールが可能となるので機密性を向上させて理論上の洩隙間を０にできる。また、プレートを間に挟んでバルブ１とシャフト３を固定することにより、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

以上のように、この発明に係る排気ガス循環バルブは、偏心構造のバルブの外周面に傾斜加工を施してバルブシートに対し線シールできるようにしたので、デポジットの堆積が起こる排気ガス循環バルブなどに用いるのに適している。

この発明は、排気ガス循環バルブ（ＥＲＧ−Ｖａｌｖｅ）の、バルブとバルブシートの形状に関するものである。

排気ガス循環バルブにおいて、循環排気ガスの流量を調整する弁体は、排気ガス通路を開閉するバルブと、このバルブを動作させる回転軸とで構成される。この回転軸は、バルブ本体のハウジングに設けられた軸受け部に回転可能に支持する。一方、バルブシートは排気ガス通路を構成するハウジングに設けられ、バルブを回転軸と一体に回転させてバルブシートに当接させることによって排気ガス通路を閉塞する。

従来の排気ガス循環バルブは、バルブとバルブシートのシール面付近に排気ガスに含まれるデポジット等の異物が堆積した場合、異物の噛み込みによってバルブとバルブシートが固着して、弁体の開閉に支障をきたすという課題があった。
このような課題を解消するために、特許文献１には、排気ガス循環バルブとして用いるバタフライバルブが開示されている。このバタフライバルブは、円形のバルブの外周面が傾斜面に形成され、バルブシートは２部品で構成されて環状の段差が設けられており、バルブ外周面をバルブシートの環状段差で広範囲に線シールして排気ガス通路を閉塞する。
しかし、この構成では広範囲で線シールが確保されているものの、バルブ閉弁状態において、バルブの回転軸には排気ガス通路を流れるガスの高圧が作用して、回転軸付近のシール部には大きな負担がかかり、シールがない場合にはその部分からの漏れが増加してしまう。また、バルブシートが２部品から構成されるため、構成が複雑になるという欠点があった。
このような欠点を補うために、特許文献２には、バルブの回転軸を、バルブの厚み方向に偏心させた断面が真円で多重偏心構造のバタフライバルブが提案されている。

特開２００４−２６３７２３号公報 特開２００４−２２５７８３号公報

しかし、上記特許文献２の排気ガス循環バルブは、多重偏心構造にすることによって特許文献１の問題点は改善できるが、弁体開閉時にはバルブ外周面がバルブシートとのシール面が一部摺り潰すように摺動するため、シート面には弾性を持たせる必要があり、また、弾性のある別部材のシールを選定する必要があり、高価になりやすいという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、バルブシートのエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させると共に、バルブシート形状を簡素化することで排気ガス循環バルブを安価に製造することを目的とする。

この発明の排気ガス循環バルブは、バルブが、当該バルブ平面視においてシャフトの回転中心軸に相当する軸中心からずれた２箇所でバルブ外周面の傾斜角度の正負が切り替わるように滑らかに傾斜するように形成され、当該軸中心に沿った断面側面形状が台形形状に形成され、シャフトが、その回転中心軸をバルブの中心から台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置に取り付けられたものである。

この発明によれば、バルブは、バルブの軸中心に沿った断面側面形状が台形形状に形成され、シャフトは、その回転中心軸をバルブの中心から台形形状の長底辺側へ偏心させた１軸偏心位置に取り付けたので、バルブをバルブシートのエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させると共に、バルブシートの形状を簡素化することで安価に製造することができる。

この発明の実施の形態１に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１のバルブの形状を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）〜（ｄ）はＡ’Ａ’線，Ｂ’Ｂ’線，Ｃ’Ｃ’線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１に係る排気ガス循環バルブを図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面斜視図であり、図３（ａ）はバルブ開弁状態、図３（ｂ）はバルブ閉弁状態を示す。 この発明の実施の形態２に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥＥ線に沿って切断した断面図、図4（ｃ）は図４（ａ）の中心線Ｏ１に沿って切断した断面図である。 この発明の実施の形態３に係る排気ガス循環バルブの構成を示す平面図である。

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（ａ）は、この発明の実施の形態１に係る排気ガス循環バルブの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した断面図である。図２（ａ）は、バルブ１の形状を示す平面図であり、図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）にＡ’Ａ’線，Ｂ’Ｂ’線，Ｃ’Ｃ’線に沿って切断した断面図を示す。図３（ａ）は、図１（ａ）のＤＤ線に沿って切断した、開弁状態の断面斜視図であり、図３（ｂ）は閉弁状態の断面斜視図である。

排気ガス循環バルブは、略円形状のバルブ１と、真円形状の開口部が形成されたバルブシート２と、バルブ１を回転させるシャフト３と、バルブ１とシャフト３との間に介在させたプレート４とを備える。真円形状のバルブシート２の中心を通る直線を中心線Ｏ１とし、シャフト３がバルブ１を回転させるときの回転中心軸を回転軸Ｏ２とする。

本実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは二軸偏心バルブであり、バルブシート２の中心線Ｏ１に対して、シャフト３の回転軸（回転中心軸）Ｏ２をＸ方向（断面側面形状が台形形状の長底辺側）にオフセットさせて一軸偏心させ、さらにＹ方向（バルブ１の径方向）にオフセットさせて二軸偏心させたものである。シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、閉弁状態において、シャフト３が排気ガスに直接暴露される状態を減少させることができる。これにより、シャフト３に排気ガスの高圧が作用してバルブ１とシャフト３の取り付け部分周辺に大きな負担がかかることがない。

また、バルブ１とシャフト３とを直接固着させず、間にプレート４を介して固定することで、バルブ１とプレート４、プレート４とシャフト３の接地面積を調整してバルブ１とシャフト３の固定強度を向上させることができる。また、プレート４の厚さを変更して、一軸偏心量も調整することができる。

二軸偏心構造に対応させるように、バルブ１とバルブシート２とを線接触させることができるように、バルブ１の外周面には図２に示すような傾斜加工が施されている。バルブ１の外周面は、開弁時に手前側に移動する区間Ａを−４５度傾斜させ（図２（ｂ））、シャフト３の回転軸Ｏ２付近にくる上下のＢ部では＋１５度傾斜させ（図２（ｃ））、開弁時に奥側に移動する区間Ｃでは＋４５度傾斜させる（図２（ｄ））。その他の区間は、区間Ａ、Ｂ部、区間Ｃの傾斜角度を保持するように滑らかにつないだ傾斜加工とする。このとき、シャフト３の回転軸Ｏ２からずれた位置をシール部切替ポイント１ａとし、傾斜角度を±０度にして、シール部切替ポイント１ａに隣接する区間の傾斜角度の正負を切り替える。

このように傾斜加工すると、バルブ１が、区間Ａでは外周面の手前寄りでバルブシート２の手前側の内周エッジ２ａ（図３）に当接し、シール部切替ポイント１ａで当接位置をバルブシート２の手前側の内周エッジ２ａから奥側の内周エッジ２ｂ（図３）に切り替えて、Ｂ部および区間Ｃでは外周面の奥側寄りでバルブシート２の奥側の内周エッジ２ｂに当接する。そのため、閉弁したときにバルブ１とバルブシート２とが当接するシール部５は、線接触の線シールにすることができる。線シールであればバルブ１とバルブシート２の接触面積が小さいので、排気ガス通路に設置された場合に排気ガスに含まれるデポジット等の異物を噛み込む可能性が減少して、シール部５の固着が低減され、よって、開閉動作に支障をきたすトルクも減少する。

また、シール部切替ポイント１ａをシャフト３の回転軸Ｏ２からずれた位置に設けるため、シャフト３の回転軸Ｏ２付近のバルブ１がバルブシート２の真円形開口部と干渉せず、全周線シールが可能となる。従って、気密性を向上させることができ、理論上の洩隙間は０となる。

なお、図２に示す傾斜加工は一例であり、シャフト３の回転軸Ｏ２の偏心量、バルブ１の厚さ等の条件に応じて、傾斜角度、傾斜区間、シール部切替ポイントの位置等を適宜設計すればよい。また、バルブシート２の開口部内周は真円形状なので、バルブシート２の真円形の開口部形成は旋盤加工で対応できるため、加工コストを低減することができる。

以上より、実施の形態１によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブシート２の中心線Ｏ１から台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置からさらに径方向へ偏心させた二軸偏心位置に取り付け、バルブ１の外周面は、軸中心からずれた２箇所のシール部切替ポイント１ａで、傾斜角度の正負が切り替わるように滑らかに傾斜させ、シール部切替ポイント１ａをつなぐ区間に、傾斜角度が一定の区間Ａ，Ｃを設けるように構成した。このため、バルブ１をバルブシート２の真円形開口部のエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させることができ、かつ、全周線シールが可能となるので気密性を向上させて理論上の洩隙間を０にできる。また、バルブシート２の開口部の形状を真円形に簡素化でき、安価に製造することができる。さらに、シャフト３は、プレート４を間に挟んでバルブ１に取り付けるように構成したので、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る排気ガス循環バルブの構成を示し、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥＥ線に沿って切断した断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の中心線Ｏ１に沿って切断した断面図である。上記実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは二軸偏心構造としたが、本実施の形態２では一軸偏心構造にする。即ち、バルブシート２の中心線Ｏ１に対して、シャフト３の回転軸Ｏ２をバルブの中心から台形形状の長底辺側へ一軸偏心させる。このバルブ１はシャフト３の回転軸Ｏ２に対して、閉弁状態において左右対称であるため、閉弁状態のときにバルブ１にかかる排気ガスの左右の圧力差がない。従って圧力差による開弁力をキャンセルすることができる。

本実施の形態２のバルブ１も、上記実施の形態１の図２に示すように、その外周面に傾斜加工が施されている。ただし、シャフト３の回転軸Ｏ２の近傍において、シャフト３が回転する際にバルブ１がバルブシート２に干渉するため、干渉する部分に微小な隙間６をそれぞれ設ける必要がある。隙間６を設けるため、バルブ１とバルブシート２とは全周線シールは不可能となり、各隙間６からごくわずかに洩れが発生する可能性がある。なお、図４では、バルブ１の両極を変形して隙間６を形成することとし、バルブシート２の開口部は変形せずに真円形状のままにする。そのため、バルブシート２の加工は簡単である。

以上により、実施の形態２によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブシート２の中心線Ｏ１から台形形状の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置に取り付けるように構成した。このため、バルブ１の表面積がシャフト３の回転軸Ｏ２に対して、閉弁時において左右対称となり、閉弁時に左右差圧が生じてもその開弁力をキャンセルすることができる。

なお、本実施の形態２に示す一軸偏心構造の排気ガス循環バルブも、上記実施の形態１と同様に、シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、取り付け部分周辺に高圧な排気ガスによる負担がかかることがない。また、バルブ１の外周面を傾斜加工したので、バルブ１とバルブシート２を線接触させて線シールすることができ、耐噛み込み性を向上できる。さらに、バルブシート２の開口部の形状を真円形に簡素化でき、安価に製造することができる。また、プレート４を用いることにより、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る排気ガス循環バルブの構成を示す平面図である。
上記実施の形態１に示す排気ガス循環バルブは、二軸偏心構造にするためにバルブシート２の中心線Ｏ１に対してシャフト３の回転軸Ｏ２をＹ方向にオフセットさせていた。そのため、バルブ１はシャフト３の回転軸Ｏ２に対してわずかに左右表面に発生するトルクが異なり、閉弁状態のときにバルブ１にかかる排気ガスの左右の圧力差が大きいと、開弁力が発生する場合がある。そこで、本実施の形態３では図５に示すように、二軸偏心構造に加えて、バランスバルブ構造に構成する。

図５において、斜線で示す面積だけバルブ１とバルブシート２とをそれぞれ縮小させ、シャフト３の回転軸Ｏ２を中心とするバルブ１の左右表面に発生するトルクを同一にすることにより、バルブ１にかかる圧力が左右均等に分散する構造となっている。この構造により、一軸偏心構造の場合と同様に、バルブ１の左右で生じる圧力差による開弁力をキャンセルすることができる。

以上より、実施の形態３によれば、シャフト３は、その回転軸Ｏ２を、バルブ１の台形形状断面の長底辺側へ偏心させた一軸偏心位置からさらに径方向へ偏心させた二軸偏心位置に取り付け、さらに、バルブ１は、シャフト３の回転軸Ｏ２に対して左右表面に発生するトルクが同じとなるように構成した。このため、閉弁時に左右差圧が生じてもその開弁力をキャンセルすることができる。

なお、本実施の形態３に示す二軸偏心構造の排気ガス循環バルブも、上記実施の形態１と同様に、シャフト３のバルブ１に対する取り付け面がガス下流側になるように一軸偏心させれば、閉弁時において取り付け部分周辺に高圧な排気ガスによる負担がかかることがない。また、バルブ１をバルブシート２の円形開口部のエッジで線シールすることで耐噛み込み性を向上させることができ、かつ、全周線シールが可能となるので気密性を向上させて理論上の洩隙間を０にできる。また、プレートを間に挟んでバルブ１とシャフト３を固定することにより、バルブ１とシャフト３の固定強度を向上させると共に、一軸偏心量を調整することができる。

以上のように、この発明に係る排気ガス循環バルブは、偏心構造のバルブの外周面に傾斜加工を施してバルブシートに対し線シールできるようにしたので、デポジットの堆積が起こる排気ガス循環バルブなどに用いるのに適している。

Claims (6)

1. 円形状のバルブと、前記バルブの外周面に当接する円形開口部が形成されたバルブシートと、前記バルブと一体に回転して前記円形開口部を開閉するシャフトとを備える排気ガス循環バルブにおいて、
   前記バルブは、中心を通る一方の直交線上の左右外周面が軸中心からずれた２箇所で傾斜角度の正負が切り替わるように滑らかに傾斜するように形成され、他方の直交線に沿った断面側面形状が台形形状に形成され、
   前記シャフトは、その回転中心軸を前記バルブの中心から前記台形形状の長底辺側へ偏心させた１軸偏心位置に取り付けたことを特徴とする排気ガス循環バルブ。
2. シャフトは、その回転中心軸を、一軸偏心位置からさらに前記バルブの径方向へ偏心させた二軸偏心位置に取り付けることを特徴とする請求項１記載の排気ガス循環バルブ。
3. バルブシートの円形開口部は、真円形状であることを特徴とする請求項１記載の排気ガス循環バルブ。
4. バルブは、シャフトの回転中心軸に対して左右表面に発生するトルクが同じであることを特徴とする請求項２記載の排気ガス循環バルブ。
5. バルブの外周面は、傾斜角度の正負が切り替わる２箇所をつなぐ区間に、傾斜角度が一定の区間を設けたことを特徴とする請求項１記載の排気ガス循環バルブ。
6. シャフトは、プレートを間に挟んでバルブに取り付けることを特徴とする請求項１記載の排気ガス循環バルブ。

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