KR100688132B1

KR100688132B1 - 유체밸브 장치

Info

Publication number: KR100688132B1
Application number: KR1020040071090A
Authority: KR
Inventors: 아카오요시유키; 마츠오시게루
Original assignee: 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2007-03-02
Also published as: DE102004043644A1; JP4179114B2; KR20050026341A; JP2005083278A; US6997169B2; CN1594854A; CN100351510C; US20050098164A1

Abstract

밸브가동부 주변에 밀봉성의 저하를 초래하기 어려운 밀봉 구조를 채용하여, 보호 대상의 구동 부재에 대하여 장기간에 걸쳐서 이물 침입을 저지할 수 있게 하는 기술로서, 유체가 통과하는 유로(11) 안에 변위 가능하게 배치된 밸브 부재(14a)와, 상기 유로(11) 밖에 배치된 구동장치(13)와, 일단이 상기 밸브 부재(14a)에 연결되어서 타단이 상기 유로(11)의 벽(16)에 형성된 구멍을 관통해서 상기 구동장치(13)에 연결된 연결 부재(14)와, 상기 유로(11)의 벽과 상기 연결 부재(14)에 대하여 기밀ㆍ수밀의 관계를 갖고 설치되어, 상기 구동장치(13)에 의해 상기 밸브 부재(14a)를 구동할 때에 상기 밸브 부재(14a)의 변위를 방해하지 않도록 가요성 재료에 의해 형성된 밀봉부재(21)를 구비하도록 한다.

Description

유체밸브 장치{FLUID VALVE DEVICE}

도1은 본 발명의 일실시형태로서의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)를 나타내는 모식적인 단면도다.

도2는 본 발명의 일실시형태에 관한 EGR시스템을 설명하는 자동차용 엔진의 모식적인 구성도이다.

도3은 본 발명의 일실시형태의 제1변형예로서의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)의 요점부를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도4는 본 발명의 일실시형태의 제2변형예로서의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)의 요점부를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도5는 제1 종래 기술의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)를 나타내는 모식적인 단면도이다.

도6은 제1 종래 기술의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)를 나타내는 모식적인 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1…엔진(내연기관) 2…배기통로 3…흡기통로 4…EGR유로(배기가스 환류로)

5…EGR밸브(배기가스 환류밸브) 6…컨트롤러로서의 ECU(전자제어 유닛)

7…배기 매니폴드 8…흡기 매니폴드 11…배기가스 유로

12…밸브 본체 13…전동 모터 14…축부 14a…밸브부

14b…미끄럼 접촉부 15…축받이 16…케이싱 21…밀봉부재(유체침입 저지부재)

22,23…통형상부재(협지부재) 24,25…플랜지부(협지부재)

27…단차부(협지부재) 28…확경부 29…통형상부재(끼워넣음 부재)

29a…통형상부재(29)의 끝면(협지부재) 31,32…C형 링형상부재(협지부재)

33…연통 구멍

본 발명은 유체의 유량을 조절하기 위한 것 등의 유체밸브 장치로서, 밸브 부재와 밸브 부재를 구동하는 구동장치의 사이에, 밸브 부재가 구비된 유로 내의 유체가 구동장치측에 침입하는 것을 방지하는 밀봉 구조를 구비한 유체밸브 장치에 관한 것이며, 특히, 자동차 등의 내연 기관으로부터 배출되는 배기가스를 흡기측으로 환류하는 배기가스의 재순환 시스템의 밸브 장치에 이용하기에 적합한 유체밸브 장치에 관한 것이다.

유체의 유량을 조절하는 유체밸브 장치에서는, 밸브 부재를 구동하는 구동장치를 구비하지만, 밸브 부재와 밸브 부재를 지지하는 유로의 구멍과의 슬라이딩부를 경계로 해서 유로의 외부에, 밸브 부재를 구동하는 구동장치가 설치된 것이 있고, 이 구동장치를 유체 또는 유체 중의 이물질로부터 보호하고 싶어하는 경우가 있다. 이러한 유체밸브 장치에는 예를 들면, 배기가스 재순환 제어밸브 [이하, EGR(Exhaust Gas Recirculation)밸브로 약칭한다.]가 있다.

이 EGR밸브는 자동차 등의 내연 기관에 있어서의 배기가스의 재순환 시스템에 이용되는 것으로, 자동차 등의 주행 상태에 따라, 적량의 배기가스를 흡기측에 환류시키는 것에 의해, 배기가스 중의 유해성분의 발생을 억제하기 위해서 장비된다.

이 EGR밸브는 가솔린 엔진뿐만 아니라, 디젤 엔진에 있어서도 배기가스 중의 NOx(질소 산화물)을 저감하기 위해서 유효하지만, 디젤 엔진의 경우, 배기가스 재순환량 (이하, EGR가스량이라고 한다)을 과잉하게 해버리면, 배기가스 중의 ＰＭ(Particulate matter)의 증대를 초래하고, EGR가스량을 과소하게 해버리면, 배기가스 중의 NOx를 충분히 저감할 수 없다.

이 때문에, EGR가스량의 제어(이하, EGR유량 제어라고 한다)를 정밀도 좋게 행할 필요가 있다. 이 EGR유량 제어는 통상, EGR밸브의 개도조정에 의해 행한다. EGR밸브로서는 뉴머틱 타입의 플러스압 또는 마이너스압을 이용한 압력 차동식의 것이 일반적인데, 최근 제어 정밀도 향상의 관점에서 모터 구동식의 것이 개발되고 있다.

이 모터 구동식 EGR밸브는 제어 정밀도가 높아 EGR유량을 적정으로 제어할 수 있지만, 모터 내부에 배기가스 중의 유황분, 미연 성분, 그을음(soot) 등이 침입하면, 모터가 부식되거나 고착하거나 하는 문제가 발생하고 최악의 경우, 모터가 정지해버릴 우려도 있다.

즉, EGR밸브는 배기가스 유로 중에 배치되므로, EGR밸브를 구성하는 포핏밸브나 버터플라이밸브 등은 배기가스에 노출되게 된다. EGR밸브를 구동하는 모터는 이러한 포핏밸브나 버터플라이밸브 등과 접속되므로, 배기가스가 모터 내부에 침입하기 쉬운 환경에 있다. 특히, EGR가스는 대기압 보다 고압인데다가 온도도 높기 때문에, 이 점에서도 배기가스가 모터 내부에 침입하기 쉽다.

그래서, 배기가스가 모터 내부에 침입하지 않도록 하는 구조가 필요하게 된다.

모터 구동식 EGR밸브에 있어서, 모터측으로의 배기가스 등의 침입을 저지하기 위한 일반적인 구조로서는 예를 들면, 도5에 나타내는 것과 같은 것이 있다.

도5에 나타낸 바와 같이, 이 EGR밸브는 배기가스 환류로의 일부를 이루는 배기가스 유로(11)와, 배기가스 유로(11)의 도중에 끼워 장착된 밸브 부재로서의 밸브 본체(12)와 밸브 본체(12)의 축부(14)를 통해서 밸브 본체(12)를 축방향 구동하는 구동장치로서의 전동 모터(13)와, 밸브 본체(12)의 축부(14)를 지지하는 축받이(15)와, 축받이(15) 및 축부(14)를 수용하는 케이싱(16)을 구비하고, 전동 모터(13)를 회전시키면, 이 회전을 축방향이동으로 변환하는 변환 기구(도시 생략)를 통하여 밸브 본체(12)를 축방향으로 구동하고, 배기가스 유로(11)를 개폐하거나, 개도 조정하거나 할 수 있게 되어 있다.

그리고, 케이싱(16)의 내주면과 축부(14)의 외주면 사이에, 수지제의 밀봉 다이어프램(17)이 끼워 장착되어 있다. 이 밀봉 다이어프램(17)은, 대략 깔때기형의 형상을 하고 있고, 외주 부분을 케이싱(16)의 내주면에 기밀하게 고착되어 내주 부분을 축부(14)의 외주면에 미끄럼 접촉하고 있다. EGR가스의 압력이 대기압보다 높은 조건하에서는, 이 밀봉 다이어프램(17)이 도5에 나타낸 바와 같이, EGR가스 압력에 의해 연과 같이 팽팽해져, 그 내주 부분과 축부(14)의 외주면과의 미끄럼 접촉부의 밀봉성을 향상시키게 되어 있다.

또한, 일본 특허공개 평 5-187328호 공보에는, 모터 구동식이 아닌 압력 차동식이 것이 있는데, EGR밸브에 이물 침입저지 장치를 설치하는 기술이 개시되어 있다.

이 EGR밸브는 도6에 나타낸 바와 같이, 배기가스 유로(101)와, 배기가스 유로(101)의 도중에 끼워 장착된 밸브 본체(102)와, 밸브 본체(102)가 접속된 다이어프램(103)과, 다이어프램(103)과 함께 밸브 본체(102)를 구동하는 부압실(104)을 구비하고, 부압실(104)을 감압함으로써, 밸브 본체(102)가 도6 중, 윗쪽으로 이동하여 밸브시트(105)로부터 격리되고, 배기가스 유로(101)가 개통하여, 부압실(104)을 감압 해제함으로써, 리턴 스프링(106)에 의해 밸브 본체(102)가 도6 중, 아래쪽으로 이동해서 밸브시트(105)에 밀착하고, 배기가스 유로(101)가 폐쇄된다.

가동 부재인 밸브 본체(102)의 축부(107)에는 차폐판(108)을 설치하고, 이 축부(107)와 슬라이딩부인 가이드 부재(109)의 사이에 이물저지부재(110)를 끼워 배치하고 있다.

차폐판(108)은, 가이드 부재(109)에 대향해서 축부(107)의 대략 중앙에 고착되어 있다. 이 차폐판(108)은 외경이 중공 구멍(111)의 내경보다 대략 소경으로 형성되어 있고, 배기가스 유로(101)를 통과하는 배기가스가 가이드 부재(109)측에 유입되는 것을 저지함과 아울러 배기가스의 열방사도 저감 가능하게 되어 있다.

이물저지부재(110)는 단면 대략 U자형이며, 신축성이 풍부하고, 또한 휘어짐변형하기 쉽도록 내외표면이 파도 형상으로 성형되어 있다. 이 이물저지부재(110)로서는, 내열성 및 가요성이 뛰어나고, 내마모성을 갖는 가요성의 불소수지가 이용되고 있다. 또한, 이 이물저지부재(110)는, 상단의 둘레 가장자리에 플랜지부(110a)를 일체 형성하고, 하단부(110b)에는 개구부(110c)를 설치하고 있다. 이 이물저지부재(110)는, 플랜지부(110b)를 중공 구멍(111)의 끼워맞춤 홈(111a)에 끼워 넣어서 상면을 가이드 부재(109)에 밀착시키는 한편, 하단부(110b)를 차폐판(108)에 근접해서 개구부(110c)를 축부(107)의 둘레면에 고착하고 있다.

이렇게, 이물저지부재(110)는 가이드 부재(109)와 차폐판(108)의 사이에 개재하고, 밸브 본체(102)의 밸브 폐쇄 시에 있어서도, 축 구멍(109a)과 축부(107)의 슬라이딩면을 포함하는 가이드 부재(109)를 덮고, 즉 차폐 상태로 덮어 기밀성을 유지하고, 배기가스 중의 카본 등이 가이드 부재(109)측에 침입하는 것을 저지한다.

그러나, 상술의 종래 기술에서는 다음과 같은 과제가 있다.

도5에 나타내는 제1의 종래 기술의 경우, 밀봉 다이어프램(17)의 내주 부분과 축부(14)의 외주면의 사이에 미끄럼 접촉부가 존재하기 때문에, 이 미끄럼 접촉부에 있어서, 사용해 가는 동안에 밀봉 다이어프램(17)이 마모해버려, 밀봉성이 저하되어 간다.

이것에 의해, 축부(14)의 축받이(15)와의 미끄럼 접촉부로부터 침입한 배기가스(화살표A1,A2참조)는 밀봉 다이어프램(17)의 내주 부분과 축부(14)의 외주면의 사이의 미끄럼 접촉부에서 전동 모터(13)측에 침입해 버린다(화살표A3참조). 사용 시간이 증대하면 밀봉 다이어프램(17)의 마모량도 증대하고, 최종적으로는 밀봉성이 없어져서 모터(13)의 손상을 초래할 우려가 있다. 밀봉 다이어프램(17)에 예를 들면, 테프론(등록상표)이라고 불려지는 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 마모되기 어려운 재료를 적용해도, 밀봉성의 저하를 억제하는 것은 곤란하다.

도6에 나타내는 제2의 종래 기술의 경우, 이물저지부재(110)의 내주, 외주 모두 미끄럼 접촉부는 없지만, 이물저지부재(110)의 내주에 대해서, 그 하단부(110b)의 개구부(110c)를 축부(107)의 둘레면에 고착하고 있는 것 뿐이므로, 고압이며 고온의 EGR가스에 의해, 이물저지부재(110)의 내주가 축부(107)의 둘레면으로부터 박리될 우려가 있고, 이러한 박리가 생기면 밀봉성이 없어져서 모터의 손상을 초래할 우려가 있다.

이러한 과제는 EGR밸브에 한정되는 것이 아니고, 각종 밸브류로서, 가동부재의 근방에, 유체 또는 유체 내의 이물 등으로부터 보호해야 할 구동 부재(EGR밸브 구동용 모터에 상당하는 부재)가 존재하는 것에는 어느 것에나 발생할 수 있다.

본 발명은 상술의 과제를 감안하여 창안된 것으로, 가동부재 주변에 밀봉성의 저하를 초래하기 어려운 밀봉 구조를 채용하고, 보호 대상의 구동 부재에 대하여 장기간에 걸쳐서 이물 침입을 저지할 수 있도록 한 유체밸브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구범위 제1항에 기재된 발명은 유체가 통과하는 유로 안에 변위 가능하게 배치된 밸브 부재;

상기 유로 밖에 배치된 구동장치;

일단이 상기 밸브 부재에 연결되고, 타단이 상기 유로의 벽에 형성된 구멍을 관통해서 상기 구동장치에 연결된 연결 부재; 및

상기 유로의 벽과 상기 연결 부재에 대하여 설치되고, 상기 구동장치에 의해 상기 밸브 부재를 구동할 때에 상기 밸브 부재의 변위를 방해하지 않도록 가요성 재료에 의해 형성된 밀봉부재로서, 상기 밀봉부재는, 그 외주끝 가장자리부를 상기 벽의 내주에 결합된 협지부재에 의해 액밀 또는 기밀하게 협지되고, 그 내주끝 가장자리부를 상기 연결부재의 외주에 결합된 협지부재에 의해 액밀 또는 기밀하게 협지되고 있는 것; 및 상기 밀봉 부재에 면한 상기 유로의 내부와, 상기 유로의 외부를 연결하는 연통 구멍을 구비한 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치이다.

이것에 따르면, 구동장치로 구동된 밸브부재의 변위에 따라 연결부재도 변위할 때, 연결부재의 일단측에(밸브부재측)에서 타단측(구동장치측)으로 유체 및 유체 중의 이물이 누출하는 경우가 있는데, 이들 이물 등은 유로의 벽과 연결부재에 대하여 기밀ㆍ수밀의 관계를 가지고 설치되고 가요성 재료에 의해 형성된 밀봉 부재에 의해 구동장치측으로의 침입이 저지된다. 이 때문에, 구동장치를 유체 및 유체 중의 이물로부터 보호할 수 있다.

삭제

청구범위 제3항에 기재된 발명은 제1항에 있어서, 상기 연통 구멍은 상기 연결 부재를 축지지하는 축받이부와 상기 밀봉부재 사이의 상기 유로의 벽에 형성된 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.

청구범위 제4항에 기재된 발명은 제1항에 있어서, 상기 유로는 내연 기관의 배기가스를 흡기측으로 환류시키는 배기가스 환류로이며, 상기 밸브 부재는 상기 배기가스 환류로 내의 배기가스 유량을 조정 가능한 배기가스 환류 밸브이며, 상기 구동장치는 배기가스 환류 밸브를 변위시키는 전동 모터인 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치이다.

청구범위 제5항에 기재된 발명은 제1항에 있어서, 상기 밀봉부재는 상기 유로 내주에 형성된 확경부의 단차부와, 상기 확경부에 끼워 넣어지는 끼워넣기 부재의 끝면에 의해 협지되는 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치이다.

청구범위 제6항에 기재된 발명은 제1항에 있어서, 상기 밀봉부재는 상기 유로내주에 형성된 환상홈 안에 끼워 맞추는 링크형상 부재에 의해 협지되는 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.

이하, 도면에 따라, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하면, 도1∼도4는 본 발명의 일실시형태로서의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)를 나타내는 것으로, 도1은 그 모식적인 단면도, 도2는 그 EGR시스템을 설명하는 자동차용 엔진의 모식적인 구성도, 도3, 도4는 그 변형예에 관한 모식적인 요점부 단면도이다.

본 실시형태에서는 EGR밸브 장치를 예로 들어 유체밸브 장치를 설명한다.

예를 들면, 자동차용 엔진 등에는 도2에 나타낸 바와 같이, 배기가스 재순환 제어 시스템 [이하, EGR(Exhaust Gas Recirculation)시스템으로 약칭한다.]이 있다. 이 EGR은 엔진(내연 기관)(1)의 배기통로(2)와 흡기통로(3)의 사이에 형성된EGR유로(배기가스 환류로)(4)와, EGR유로(4)의 도중에 끼워 장착된 EGR밸브(배기가스 환류밸브)(5)와, EGR밸브(5)의 개도를 조정하는 콘트롤러로서의 ECU(전자제어 유닛)(6)을 구비하여 구성된다. 이것에 의해, 엔진(1)의 각 연소실에서 연소된 배기가스는 배기 매니폴드(7)로부터 배기통로(2)로 배출되고, 그 일부는 EGR밸브(5)의 개도에 따라 EGR유로(4)를 통하여 흡기통로(3)에 환류되어, 흡기 매니폴드(8)로부터 다시 각 연소실로 보내진다. EGR밸브(5)에는 제어정밀도 향상의 관점에서 모터 구동식의 것이 사용되고 있다.

EGR밸브(5)는 도1에 나타낸 바와 같이, 배기가스 환류로(4)의 일부를 이루는 배기가스 유로(11)와, 배기가스 유로(11)의 도중에 끼워 장착된 밸브부(밸브 부재) (14a)와 축부(14)로 이루어진 밸브 본체(12)와, 밸브 본체(12)의 축부(14)에 접속되어서 밸브 본체(12)를 축방향 구동하는 구동장치로서의 전동 모터(13)와, 밸브본체(12)의 축부(14)를 지지하는 축받이(15)와, 축받이(15) 및 축부(14)를 수용하는 케이싱(16)을 구비하고 있다. 또한, 축부(14)는 밸브체(밸브 부재)(12a)와 전동 모터(13)를 연결하는 연결 부재에 상당하고, 축받이(15)의 구멍(축 구멍)(15a)을 관통해서 구비된다.

배기가스 유로(11)는 밸브 본체(12)에 의해 개폐되는 개폐부(11c)를 사이에 두고 상류부(11a)와 하류부(11b)로 구성되어 있다.

밸브 본체(12)는 축부(14)의 일단(도1 중, 하단)에 작용부로서의 버섯형의 밸브부(14a)를 구비하고, 축부(14)의 중간부를 축받이(15)로 지지되어 축받이(15)에 대하여 미끄럼 접촉하는 미끄럼 접촉부(14b)로서 구성되고, 축부(14)의 타단(도1 중, 상단)에 전동 모터(13)가 접속되어 있다.

전동 모터(13)는 공지의 것이며, 모터 케이스(13a) 내에, 외주부에 코일(13b)이 배치되고, 내주부에 회전자로서의 코마(13c)가 배치되어 있다. 코마(13c)의 중심부에는 암나사가 가공되고, 축부(14)의 타단부 또는 이 타단부에 동축으로연결된 축부재에는 숫나사가 가공되어, 코마(13c)측의 암나사와 축부(14)측의 숫 나사가 나사결합하고 있어, 코마(13c)가 회전하면 축부(14)가 축방향으로 이동하는 변환 기구로 되어 있다. 따라서, 코일(13b)에 소정의 통전을 행함으로써, 코마(13c)가 소정방향으로 소정량만큼 회전하여, 축부(14)를 소정의 축방향 위치로 조정할 수 있게 되어 있다.

밸브부(14a) 및 축부(14)의 미끄럼 접촉부(14b)보다 일단측은 배기가스 유로(11)에 면하고 있어, 배기가스 유로(11) 내의 배기가스는 대기압보다 고압으로 되기 때문에, 축부(14)의 미끄럼 접촉부(14b)에서는 화살표(a1,a2)로 나타낸 바와 같이, 축부(14)의 일단측 (배기가스 유로(11)측)으로부터 타단측(전동 모터(13)측)으로 배기가스가 누출하는 일이 있지만, 케이싱(유로(11)의 벽부)(16) 안의 축받이(15)와 전동 모터(13)의 사이에는, 가요성이며 대략 원판형상의 밀봉부재(유체침입 저지부재로서 기능한다)(21)가 구비되어, 미끄럼 접촉부(14b)를 누출해서 침입된 배기가스의 전동 모터(13)에의 침입을 저지하게 되어 있다.

이 밀봉부재(21)는 가요성이며 중심부에 축부(14)를 관통하는 구멍이 형성된 대략 원판형상(원형 시트형상)으로 형성되어 있고, 그 외주끝 가장자리부(21a)가 케이싱(16)의 내주에 결합되고, 그 내주끝 가장자리부(2lb)가 축부(14)의 외주에 결합되어 있다. 특히, 이들의 각 결합부에서는 모두 협지부재(22,23,24,25)에 의해, 밀봉부재(21)가 양면에서 액밀 또는 기밀하게 협지되어 있다.

즉, 축부(14)의 외주에는 소정의 두께를 갖는 2개의 통형상부재(협지부재) (22,23)가 외측으로 끼워지고, 밀봉부재(21)의 내주끝 가장자리부(2lb)는 이들의 2개의 통형상부재(22,23)에 샌드위치(협지)되어서 액밀 또는 기밀하게 결합되어 있다. 또한, 케이싱(16)의 내주에는, 협지부재로서의 제1플랜지부(24)가 안쪽으로 향해서 돌출 설치되고, 제1플랜지부(22)보다 윗쪽의 내경의 확경된 부위에는, 협지부재로서의 제2플랜지부(25)가 안쪽으로 향해서 돌출 설치된 통형상부재(26)가 내측으로 끼워지고, 밀봉부재(21)의 외주끝 가장자리부(21a)는 이들의 2개의 플랜지부(24,25)에 샌드위치(협지) 되어서 액밀 또는 기밀하게 결합되어 있다.

또한, 도3에 나타낸 바와 같이, 상기의 제1, 제2플랜지부(24,25)를 생략하고, 케이싱(16)의 내주에 단차부(27)를 끼워서 확경부(28)를 형성하고, 이 단차부(협지부재)(27)와, 확경부(28)에 끼워 넣어지는 플랜지부 없는 통형상부재(끼워 넣음부재)(29)의 끝면(협지부재)(29a)에 의해, 밀봉부재(21)의 외주끝 가장자리부(21a)를 액밀 또는 기밀하게 샌드위치(협지)하도록 구성해도 좋다.

혹은, 도4에 나타낸 바와 같이, 케이싱(16)의 내주에 환상홈(30)을 형성하고, 이 환상홈(30) 안에, 탄성변형에 의해 축경 가능한 2장의 C형 링형상부재(협지부재)(31,32)를, 밀봉부재(21)의 외주끝 가장자리부(21a)를 샌드위치(협지)한 뒤 에, 끼워 넣도록 하고 액밀성 또는 기밀성을 확보하도록 해도 좋다.

또한, 도1, 도3, 도4에 나타낸 바와 같이, 케이싱(16) 안의 축받이(15)와 밀봉부재(21)의 사이의 부분에는 케이싱(16)의 내외를 연통하는 연통 구멍(33)이 형성되어 있다. 따라서, 축부(14)의 축받이(15)와의 미끄럼 접촉부(14b)로부터 케이싱(16) 안의 축받이(15)와 밀봉부재(21)의 사이의 공간(34)에 배기가스가 침입해서 이 공간(34)의 내압이 향상되면, 공간(34) 안의 배기가스는 이 연통 구멍(33)으로부터 외부로 자동배출되어, 공간(34) 안에 배기가스가 체류해서 고압이 되는 것이 회피되도록 되어 있다.

본 발명의 일실시형태로서의 이물침입 방지 구조부착 EGR밸브 장치(유체밸브 장치)는, 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 엔진(1)의 작동시에는 EGR밸브(5)가 적당한 개도가 조정되면서, EGR유량이 조정되어서 배기가스 정화가 행하여진다.

이 때, 미끄럼 접촉부(14b)로부터 케이싱(16)안의 축받이(15)와 밀봉부재(21)의 사이의 공간(34)에 배기가스가 침입하는 경우가 있는데, 이 공간(34)은 밀봉부재(21)에 의해 전동 모터(13)측의 공간(35)에 대하여 밀봉되어 있으므로, 전동 모터(13)측에 배기가스가 침입할 일은 없다.

특히, 밀봉부재(21)는 그 외주끝 가장자리부(21a) 및 내주끝 가장자리부(2lb)를 케이싱(16)의 내주 또는 축부(14)의 외주에 통형상부재를 통해서 샌드위치(협지)되어서 액밀 또는 기밀하게 결합되어 있으므로, 밀봉부재(21)에 있어서의 슬라이딩부가 없고, 또한, 간단한 고착에 의한 결합과 같이 박리의 우려도 없기 때문, 장기간에 걸쳐 결합부의 밀봉성(액밀성 또는 기밀성)을 확보하기 쉽다. 따라 서, 도1에 나타낸 바와 같이, 축부(14)의 미끄럼 접촉부(14b)로부터 공간(34) 안에 배기가스가 침입해도 (화살표(a1,a2)참조), 이 배기가스는 밀봉부재(21)에 저지되어서, 보호 대상부재인 전동 모터(13)를 배기가스 및 배기가스 중의 이물로부터 확실하게 보호할 수 있다.

또한, 밀봉부재(21)에는, 밸브 본체(12)의 축부(14)의 축방향 이동에 추종해서 탄성변형하는 것이 요구되지만, 밀봉부재(21)에는 슬라이딩부가 없어서, 마모의 우려가 없기 때문에, 마모에 강한 고급의 슬라이딩부재(예를 들면, 테프론 등)를 사용할 필요는 없고, 어느 정도의 내열성과 내유성을 구비한 재료로서, 축부(14)의 움직임에 저항을 끼치지 않는 유연성을 갖는 재료이면 좋고, 예를 들면 뉴머틱 타입의 EGR밸브에 이용되는 다이어프램재와 같은 일반적인 고무(예를 들면, 플로로실리콘)등을 이용할 수도 있다.

또한, 케이싱(16) 안의 축받이(15)와 밀봉부재(21)의 사이에, 케이싱(16)의 내외를 연통하는 연통 구멍(33)이 형성되어 있으므로, 미끄럼 접촉부(14b)로부터 케이싱(16) 안의 축받이(15)와 밀봉부재(21)의 사이의 공간(34)에 배기가스가 침입해도, 이 공간(34)의 내압의 고조와 아울러, 공간(34) 안의 배기가스는 이 연통 구멍(33)으로부터 외부로 자동적으로 배출되므로, 공간(34) 안에 배기가스가 체류해서 고압이 되는 일이 없다.

따라서, 케이싱(16)안에 있어서, 밀봉부재(21)를 끼워, 미끄럼 접촉부(14b)측의 공간(34)이 전동 모터(13)측의 공간(35)에 대하여 대폭적으로 고압이 되는 일은 없고, 밀봉부재(21)의 외주끝 가장자리부(21a) 및 내주끝 가장자리부(2lb)의 밀 착부 등으로부터, 압력차에 의해 공간(34)으로부터 공간(35)으로 배기가스가 침입하는 일도 없다. 이 점에서도 전동 모터(13)를 배기가스 및 배기가스 중의 이물로부터 확실하게 보호할 수 있다.

또한, 밀봉부재(유체침입 저지부재)(21)를 대략 원판형상(원형 시트형상)으로 평면적이며 극히 단순한 형상으로 하고 있으므로, 밀봉부재(21)의 제조나 조립이나 관리를 용이하게 행할 수 있는 이점도 있다.

이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변형해서 실시할 수 있다.

예를 들면, 밀봉부재(유체침입 저지부재)(21)의 형상은, 상기 실시형태의 형상에 한정되는 것이 아니고, 축부(14)의 움직임에 더욱 용이하게 추종할 수 있게 주름상자 형상부분을 설치하는 등, 보다 입체적인 형상으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시예에서는, 밀봉부재(유체침입 저지부재)(21)의 외주끝 가장자리부(21a) 및 내주끝 가장자리부(2lb)를 모두 협지부재로 협지하는 구성(제1의 구성)과 공간(34) 안의 배기가스를 배출하는 연통 구멍(33)을 형성하는 구성(제2의 구성)을 함께 갖추고 있지만, 이들 중 어느 하나를 구비하도록 해도 일정의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 EGR밸브를 예로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 기체용이나 액체용의 각종 밸브류로서, 가동부재의 근방에 유체 또는 유체 내의 이물 등으로 보호해야 할 구동 부재(EGR밸브 구동용 모터에 상당하는 부재)가 존재하는 유체밸브 장치에 적용함으로써, 상기 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.

EGR밸브를 비롯한 유체용 밸브류로서, 밸브의 근방에 유체 또는 유체 내의 이물 등으로 보호해야 할 구동 부재(EGR밸브 구동용 모터에 상당하는 부재)가 존재하는 것에 널리 적용할 수 있고, 구동 부재를 유체 또는 유체 내의 이물 등으로부터 확실하게 보호할 수 있다.

Claims

유체가 통과하는 유로(11) 안에 변위 가능하게 배치된 밸브 부재(14a);

상기 유로(11) 밖에 배치된 구동장치(13);

일단이 상기 밸브 부재(14a)에 연결되고, 타단이 상기 유로(11)의 벽(16)에 형성된 구멍을 관통해서 상기 구동장치(13)에 연결된 연결 부재(14);

상기 유로(11)의 벽(16)과 상기 연결 부재(14)에 대하여 설치되고, 상기 구동장치(13)에 의해 상기 밸브 부재(14a)를 구동할 때에 상기 밸브 부재(14a)의 변위를 방해하지 않도록 가요성 재료에 의해 형성된 밀봉부재(21)로서, 상기 밀봉부재(21)는, 그 외주끝 가장자리부(21a)를 상기 벽(16)의 내주에 결합된 협지부재(24, 25, 27, 29a, 31, 32)에 의해 액밀 또는 기밀하게 협지되고, 그 내주끝 가장자리부(21b)를 상기 연결부재(14)의 외주에 결합된 협지부재(22, 23)에 의해 액밀 또는 기밀하게 협지되고 있는 것; 및

상기 밀봉 부재(21)에 면한 상기 유로(11)의 내부와, 상기 유로(11)의 외부를 연결하는 연통 구멍(33)을 구비한 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 연통 구멍(33)은, 상기 연결 부재(14)를 축지지하는 축받이부(15)와 상기 밀봉부재(21) 사이의 상기 유로(11)의 벽(16)에 형성된 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.
제1항에 있어서, 상기 유로(11)는 내연 기관의 배기가스를 흡기측으로 환류시키는 배기가스 환류로이며, 상기 밸브 부재(14a)는 상기 배기가스 환류로 내의 배기가스 유량을 조정 가능한 배기가스 환류 밸브이며, 상기 구동장치(13)는 배기가스 환류 밸브를 변위시키는 전동 모터인 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.
제1항에 있어서, 상기 밀봉부재(21)는 상기 유로(11)내주에 형성된 확경부(28)의 단차부(27)와, 상기 확경부에 끼워 넣어지는 끼워넣기 부재(29)의 끝면(29a)에 의해 협지되는 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.
제1항에 있어서, 상기 밀봉부재(21)는 상기 유로(11)내주에 형성된 환상홈 (30) 안에 끼워 맞추는 링크형상 부재(31,32)에 의해 협지되는 것을 특징으로 하는 유체밸브 장치.