JPWO2016067465A1 - 流体制御バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
そして、第1のハウジングを第2のハウジングの材質よりも熱に対する剛性または強度が高い金属材料で形成し、第2のハウジングの冷却通路にエンジンの冷却水を循環させて冷却する。さらに、第1のハウジングと第2のハウジングとの接触面積を極力減らして、その間に空気の断熱層を設けている。
ハウジング保護部品は、排気ガスの熱からハウジングを保護する部品であり、ハウジング保護部品の一部と排気ガス通路の壁面との間には、熱伝導を抑えるための断熱層が形成されている。
アクチュエータ側ハウジングとバルブ側ハウジングとは空間を隔てて連結されており、この空間が空気断熱層として機能する。この空気断熱層によってバルブ側ハウジングからの輻射熱の影響が軽減される。
またアクチュエータ側ハウジングには冷却通路が形成されており、冷却通路の冷却効果によってギア機構およびアクチュエータ部への伝熱を抑制している。
しかしながら、特許文献1,2のバルブを、バルブ径を大きくして大流量用の流体制御バルブにするとアクチュエータ部への伝熱および輻射熱の熱量が大きくなるので、断熱性を十分に確保できない可能性がある。特に、特許文献1のバルブは、アクチュエータ部が第2のハウジングに収容され、かつ第1のハウジングの横側に配置されているため、熱量の大きくなった伝熱および輻射熱の影響を受けやすい。
また、特許文献2に記載のバルブでは、断熱層がハウジング保護部品の一部と排気ガス通路の壁面との間のみに形成されているので、大流量となりトータルの熱量が大きくなった流体用としては耐熱性が不十分である。
例えば、特許文献3に記載のバルブを排気ガス再循環バルブに適用した場合に、車両の運転状態からエンジンが停止されると、高温の排気ガスの循環が停止して排気ガスからの熱の入力は止まるが、冷却通路の冷却水の循環も停止して冷却効果は低下する。
このとき、特許文献3に記載のバルブにおいては、特に流通ガス温度、および雰囲気温度が高い環境下では、バルブ側ハウジングの余熱が下がり難く、その余熱でアクチュエータ側ハウジングの温度が上昇して、ギア機構およびアクチュエータ部の耐熱温度を超えてしまう可能性がある。
この流体制御バルブにおいて、第1のハウジングと第2のハウジングとは、互いの対向面部および当該対向面部の外側端部に接続部をそれぞれ有し、当該接続部を介して互いの対向面部が空間を隔てて接続されており、第1のハウジングの対向面部は、第2のハウジングの対向面部から離れる方向に凹んだ肉盗み部を有する。
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。
例えば、モータ11の出力軸に取り付けられたピニオンギアとバルブ軸32に取り付けたギアとを噛合させて、モータ11の回転駆動力を直接的にバルブ軸32へ伝達する。
アクチュエータ側ハウジング21とバルブ側ハウジング31とは、断熱プレート40を介してボルト22により接続される。なお、以降では、両ハウジング21,31を、断熱プレート40を介して接続した構造について説明するが、本発明は、断熱プレート40を介さずに接続した構造であってもよい。
バルブ側ハウジング31には、アクチュエータ側ハウジング21との対向面部31Aの外側端部に接続部31dが設けられる。また、接続部31dには、ボルト22を締結する雌ねじ穴31eが形成されている。
さらに、接続部31dが対向面部31Aの外側端部にあるので、アクチュエータ側ハウジング21とバルブ側ハウジング31を接続したときに、接続部31dを介した接続部位が延長壁21aに隣接した位置となる。これにより、延長壁21aは、上記接続部位からの熱を効率よく放熱することができる。
断熱プレート40は、図5に示すようなボルト穴40aが形成された板状部材であり、ステンレスなどの熱伝導率の低い金属材料で構成されている。
アクチュエータ側ハウジング21とバルブ側ハウジング31は、接続部21c−1,21c−2と接続部31dとの間に断熱プレート40を配置した状態で、ボルト22で固定される。断熱プレート40を介在させることによって、接続部31dを介した接続部位における熱の伝達抵抗が増加するので、アクチュエータ側ハウジング21への伝熱を抑制できる。
両者の間隔が大きくなるとその分の空気断熱層が形成されて、熱の伝達抵抗が増加するので、バルブ側ハウジング31からの輻射熱の伝熱を減少させることができる。
例えば、肉盗み部31cを接続部31dよりも深く凹めて構成すると、対向面部21Aとの間で十分な空気断熱層が形成されるので効果的である。
例えば、図4に示すように、切り欠き部21e−1,21e−2を設けることにより、接続部21c−1,21c−2は、接続部31dまたは断熱プレート40との接触面積が狭くなり、熱の伝達抵抗が増加する。これにより、アクチュエータ側ハウジング21への伝熱を抑制できる。
例えば、図5に示すように、切り欠き部40bを設けることで、断熱プレート40は、接続部21c−1,21c−2および接続部31dとの接触面積が狭くなり、熱の伝達抵抗を増加させることができる。
一方、実際のEGRバルブの使用環境では、上記接続部位にある部品の熱膨張係数の差などに起因してボルト締結力が低下する場合があり、上記接続部位での保持力を十分に確保しておく必要がある。
そこで、本発明は、EGRバルブの使用環境を考慮したときに必要な保持面積で最小の面積となるように接続部21c−1,21c−2または断熱プレート40を切り欠く。
これにより、接続部31dを介した接続部位での保持力を確保しつつ、熱の伝達抵抗を増加させることができる。
アクチュエータ側ハウジング21は、バルブ側ハウジング31との間に空間Bを隔てて連結されているので、対向面部31Aからの輻射熱は、空間Bの空気断熱層により伝熱が減少している。対向面部31Aからの熱放射、空間Bの空気および接続部31dを介した伝熱によって、アクチュエータ側ハウジング21の対向面部21A側の部分が加熱されても、冷却通路23を循環する冷却水によって冷却される。
一方、エンジンを停止した直後は、高温排気ガスに加熱されたバルブ側ハウジング31の余熱があり、対向面部31Aからの輻射熱および接続部31dを介した伝熱は継続する。このため、アクチュエータ側ハウジング21の対向面部21A側の部分は加熱されるが、冷却通路23の冷却効果が低下しているので、特に流通ガス温度、および雰囲気温度が高い環境下では、アクチュエータ側ハウジング21においてギア機構およびアクチュエータ部10の耐熱温度を超える可能性がある。
また、アクチュエータ側ハウジング21の接続部21c−1,21c−2および断熱プレート40のうちの少なくとも一方の一部を切り欠いて形成することでも、熱の伝達抵抗を増加させることができる。
なお、断熱プレート40の介在と上記切り欠きの形成とを組み合わせた構成にすることで、接続部31dを介した接続部位における熱の伝達抵抗はさらに増加する。
肉盗み部31cによって、アクチュエータ側ハウジング21との間における熱の伝達抵抗が増加し、アクチュエータ側ハウジング21へ伝わる熱量自体を低減できる。これにより、バルブ側ハウジング31の余熱に対する耐性が向上する。
この流体制御バルブにおいて、第1のハウジングと第2のハウジングとは、互いの対向面部と当該対向面部の外側端部とに接続部をそれぞれ有して、当該接続部と断熱部材とを介在させて互いの対向面部が空間を隔てて接続されており、第1のハウジングの対向面部は、第2のハウジングの対向面部から離れる方向に凹んだ肉盗み部を有し、断熱部材は、接続部と接触する一部が凹状である。
Claims (5)
- 流体通路を有する第1のハウジングと、前記第1の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、前記バルブを開閉させる駆動力を発生するアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部が取り付けられ、冷却用流体が循環される冷却通路を有する第2のハウジングとを備えた流体制御バルブにおいて、
前記第1のハウジングと前記第2のハウジングとは、互いの対向面部および当該対向面部の外側端部に接続部をそれぞれ有し、当該接続部を介して互いの前記対向面部が空間を隔てて接続されており、
前記第1のハウジングの前記対向面部は、前記第2のハウジングの前記対向面部から離れる方向に凹んだ肉盗み部を有することを特徴とする流体制御バルブ。 - 前記接続部は、断熱部材を介在させて接続されていることを特徴とする請求項1記載の流体制御バルブ。
- 前記第2のハウジングは、
前記第1のハウジングとの対向面部の外周縁部から延設されて前記第1のハウジングの上端部を覆う延長壁を備えることを特徴とする請求項1記載の流体制御バルブ。 - 前記第2のハウジングの前記接続部は、一部が切り欠かれていることを特徴とする請求項1記載の流体制御バルブ。
- 前記断熱部材は、前記接続部との接触する一部が切り欠かれていることを特徴とする請求項2記載の流体制御バルブ。
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