WO2021245812A1 - 排気ガス再循環バルブ - Google Patents

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gas recirculation
shaft
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拓朗 頭井
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三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This disclosure relates to an exhaust gas recirculation valve.
  • An exhaust gas recirculation valve that circulates the exhaust gas exhausted by the engine to the intake flow path of the engine, and is a poppet-type exhaust gas that adjusts the flow rate of the exhaust gas by the actuator directly moving the valve shaft in the axial direction.
  • the exhaust gas exhausted by the engine contains powder particles such as soot. Therefore, in order to improve the durability of the exhaust gas recirculation valve, it is necessary to suppress the exhaust gas flowing into the exhaust gas circulation valve from flowing into the actuator.
  • Patent Document 1 includes a shaft having a first shaft portion having a small shaft diameter and a second shaft portion having a large shaft diameter, and a valve is fixed to the tip end portion of the second shaft portion to form a shaft.
  • a shaft seal portion that seals the gap generated between the housing and the housing is arranged on the outer periphery, and the shaft seal portion is composed of a seal component obtained by molding a PTFE material into a ring shape and a stainless steel leaf spring incorporated in the seal component.
  • a poppet-type exhaust gas recirculation valve is disclosed, which is configured and a lip provided on the inner circumference of a sealing component is pressed against the outer peripheral surface of a shuff by receiving a reaction force of a leaf spring.
  • the shaft seal portion seals the outer periphery of the second shaft portion when the valve is closed.
  • a large sealing force can be secured. Therefore, the conventional exhaust gas recirculation valve can suppress the exhaust gas flowing into the exhaust gas circulation valve from flowing into the actuator. Further, in the conventional exhaust gas recirculation valve, the sliding resistance to the movement of the shaft can be reduced by sealing the outer periphery of the first shaft portion when the valve is opened.
  • the shaft seal portion seals the outer periphery of the second shaft portion when the valve is closed, so that a large sealing force can be secured, while the second shaft portion slides the shaft seal portion.
  • the sliding resistance against the movement of the shaft becomes large when moving.
  • This disclosure is for solving the above-mentioned problems, and when the valve shaft moves linearly, the exhaust gas flowing into the exhaust gas circulation valve reaches the actuator while keeping the sliding resistance of the valve shaft constant. It is intended to provide an exhaust gas recirculation valve that can suppress the inflow.
  • the exhaust gas recirculation valve is a poppet type exhaust gas recirculation valve, and is an actuator in which a valve body is fixed at one end and a valve shaft that moves linearly in the axial direction is projected, and an exhaust gas.
  • a first partition is provided on the inner wall of a housing that forms a flow path and through which a valve shaft is inserted and a housing that faces the side surface of the valve shaft in the radial direction of the valve shaft so as to surround the valve shaft in the circumferential direction of the valve shaft.
  • a first partition portion having a first hole that protrudes from the inner wall toward the valve shaft and has a gap between the inner wall and the valve shaft through which the valve shaft is inserted, and a valve shaft in the radial direction.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a main part of an internal combustion engine system to which the exhaust gas recirculation valve according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2A is a configuration diagram showing an example of the configuration of the main part of the exhaust gas recirculation valve according to the first embodiment.
  • 2B and 2C are enlarged views of the portion of the circle shown by the broken line in FIG. 2A.
  • Embodiment 1 The exhaust gas recirculation valve 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. With reference to FIG. 1, a configuration of a main part of the internal combustion engine system 1 to which the exhaust gas recirculation valve 100 according to the first embodiment is applied will be described.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a main part of an internal combustion engine system 1 to which the exhaust gas recirculation valve 100 according to the first embodiment is applied.
  • the internal combustion engine system 1 according to the first embodiment includes an internal combustion engine 10, an intake pipe 20, an exhaust pipe 30, a turbocharger 40, an exhaust side circulation pipe 50, an intake side circulation pipe 60, and an exhaust gas recirculation valve 100.
  • the internal combustion engine 10 is a prime mover such as a gasoline engine that burns fuel in a cylinder, uses combustion gas directly as a working fluid, and rotates a crankshaft by the heat energy thereof.
  • the intake pipe 20 is a flow path pipe through which outside air sent to the internal combustion engine 10 flows.
  • the exhaust pipe 30 is a flow path pipe through which the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 flows.
  • the turbocharger 40 is a turbocharger that uses the torque of a turbine that rotates in response to the flow of exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 to increase the flow rate of the outside air flowing through the intake pipe 20.
  • the turbocharger 40 is not an essential configuration.
  • the exhaust side circulation pipe 50 is a flow path pipe for circulating a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 to the intake pipe 20, and is a flow path pipe for the exhaust gas from the exhaust pipe 30 to the exhaust gas recirculation valve 100. It is a pipe that serves as a flow path.
  • the intake side circulation pipe 60 is a flow path pipe for circulating a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 to the intake pipe 20, and is a flow path pipe for the exhaust gas from the exhaust gas recirculation valve 100 to the intake pipe 20. It is a pipe that serves as a flow path.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 is a poppet type valve that adjusts the inflow amount of the exhaust gas circulated in the intake pipe 20 in the exhaust gas recirculation mechanism. Since the exhaust gas recirculation mechanism and the exhaust gas recirculation technology are well known, the description thereof will be omitted.
  • FIG. 2A is a configuration diagram showing an example of the configuration of the main part of the exhaust gas recirculation valve 100 according to the first embodiment.
  • 2B and 2C are enlarged views of the portion of the circle shown by the broken line in FIG. 2A.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 includes an actuator 101, a housing 110, a valve shaft 120, a valve body 121, a valve seat 122, a first partition portion 130, a second partition portion 140, and a seal portion 150.
  • 2A, 2B, and 2C are cross-sectional views of the exhaust gas recirculation valve 100 when the exhaust gas recirculation valve 100 is cut in a plane including the axis center of the valve shaft 120.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 may include a bearing 160, a seal portion 170 different from the seal portion 150, and a brush 180.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 will be described as including a bearing 160, a seal portion 170, and a brush 180.
  • the seal portion 150 will be referred to as a first seal portion 150
  • the seal portion 170 will be referred to as a second seal portion 170.
  • the valve shaft 120 is projected from the actuator 101.
  • the actuator 101 receives a control signal output by an ECU (Electronic Control Unit) (not shown) and directly moves the valve shaft 120 in the axial direction of the valve shaft 120 (hereinafter, simply referred to as “axial direction”).
  • ECU Electronic Control Unit
  • One end of the valve shaft 120 is fixed to the movable portion of the actuator 101, and the other end of the valve body 121 is fixed to the valve body 121.
  • the valve shaft 120 moves linearly in the axial direction due to the movement of the movable portion of the actuator 101.
  • the valve body 121 moves in the axial direction with the linear motion of the valve shaft 120.
  • the housing 110 is a housing of the exhaust gas recirculation valve 100 and forms an exhaust gas flow path.
  • a valve shaft 120 is inserted through the housing 110. That is, the housing 110 has a hole on the actuator 101 side through which the valve shaft 120 is inserted.
  • the housing 110 is connected to the exhaust side circulation pipe 50 in the direction of arrow X shown in FIG. 2, and is connected to the intake side circulation pipe 60 in the direction of arrow Y shown in FIG.
  • the housing 110 forms a flow path through which the exhaust gas that has flowed into the housing 110 from the exhaust side circulation pipe 50 flows out to the intake side circulation pipe 60.
  • the valve seat 122 is a member that is fixed to the housing 110 and comes into contact with the valve body 121 when the valve is closed.
  • the valve seat 122 abuts on the valve body 121 when the valve is closed to block the flow path formed in the housing 110, and when the valve is opened, the valve seat 122 is separated from the valve body 121 and is between the valve body 121 and the valve seat 122.
  • a flow path through which exhaust gas passes is formed in the space of.
  • the direction in which the valve shaft 120 moves linearly when the valve is opened from the closed state is referred to as the first direction, and the direction in which the valve shaft 120 directly moves when the valve is closed from the opened state. Is called the second direction.
  • the first direction is the direction from the actuator 101 toward the valve body 121
  • the second direction is the direction from the valve body 121 to the actuator 101. The direction to go.
  • a valve shaft 120 is inserted in the bearing 160, and the valve shaft 120 is slid in the axial direction to stabilize the linear motion of the valve shaft 120.
  • the brush 180 scrapes off powder particles such as soot contained in the exhaust gas adhering to the valve shaft 120 from the valve shaft 120.
  • the second seal portion 170 has a hole through which the valve shaft 120 is inserted, and the hole is a side surface of the inserted valve shaft 120 and the valve shaft 120 in the radial direction (hereinafter, simply referred to as “diameter direction”). In the valve shaft 120, the valve shaft 120 is in contact with the entire circumferential direction (hereinafter, simply referred to as “circumferential direction”).
  • the second seal portion 170 suppresses the exhaust gas flowing into the housing 110 from the exhaust side circulation pipe 50 from flowing around the valve shaft 120 in the direction in which the actuator 101 is arranged.
  • the second seal portion 170 is made of a resin material such as PTFE (fluorocarbon resin).
  • the actuator 101 is arranged while the exhaust gas is transmitted around the valve shaft 120 while maintaining the state in which the valve shaft 120 is tightened in the radial direction to the extent that the linear movement of the valve shaft 120 is not hindered. It suppresses the inflow in the direction of the exhaust.
  • the exhaust gas flowing into the housing 110 passes through the gap through the slight gap between the second seal portion 170 and the valve shaft 120.
  • the actuator 101 may flow in the direction in which the actuator 101 is arranged.
  • the first partition portion 130 is a member provided on the inner wall of the housing 110 facing the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction (hereinafter, simply referred to as “inner wall”) so as to surround the valve shaft 120 in the circumferential direction.
  • the first partition portion 130 is a member having a first hole that protrudes from the inner wall toward the valve shaft 120 and has a gap between the inner wall and the valve shaft 120 through which the valve shaft 120 is inserted.
  • the first partition 130 is composed of a flat plate having a first hole through which the valve shaft 120 is inserted.
  • the first partition portion 130 is composed of a circular flat plate having a first hole.
  • the first partition 130 is not limited to the one made of a flat plate.
  • the second partition 140 has a valve shaft 120 in the circumferential direction on the inner wall of the inner wall facing the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction, which is closer to the actuator 101 than the position where the first partition 130 is provided. It is a member provided by surrounding it. Specifically, it is a member that protrudes from the inner wall toward the valve shaft 120 and has a second hole through which the valve shaft 120 is inserted.
  • the second partition portion 140 is composed of a bearing different from the bearing 160. When the second partition 140 is composed of bearings, the second partition 140 slides the valve shaft 120 in the axial direction. By forming the second partition portion 140 with a bearing, the linear motion of the valve shaft 120 can be stabilized.
  • the second partition portion 140 is not limited to the one composed of bearings.
  • the second partition portion 140 may be formed of a flat plate having a second hole through which the valve shaft 120 is inserted.
  • the second partition portion 140 may be formed of a circular flat plate having a second hole.
  • the second partition portion 140 will be described as being configured by a bearing.
  • the seal portion 150 that is, the first seal portion 150 is a member provided on the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction so as to surround the valve shaft 120 in the circumferential direction. Specifically, the first seal portion 150 projects from the side surface toward the inner wall, and when the valve shaft 120 moves linearly in the first direction, the first seal portion 150 comes into contact with the first partition portion 130, and the valve shaft 120 is the first. When it moves straight in the second direction, which is the opposite direction to the first direction, it comes into contact with the second partition portion 140. The first seal portion 150 is fixed to the valve shaft 120, for example.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 can suppress the exhaust gas flowing into the housing 110 from flowing in the direction in which the actuator 101 is arranged.
  • the housing 110 is an air hole in the inner wall near the position where the first partition 130 is provided, and at a position closer to the valve body 121 than the position, to which a pipe communicating with the outside air is joined. You may have 111. With this configuration, the exhaust gas that has flowed into the space on the valve body side of the first partition portion 130 can be discharged to the outside air through the atmosphere hole 111.
  • the first partition 130 is made of a metal material such as stainless steel, a thermoplastic resin, or the like. Since the first partition portion 130 is a member with which the first seal portion 150 repeatedly contacts, it is preferable that the first partition portion 130 is made of a metal material from the viewpoint of durability.
  • first partition portion 130 may be integrally formed with a bush for fixing the second partition portion 140.
  • the strength of the portion of the first partition 130 fixed to the inner wall is increased, and the durability of the first partition 130 is increased. It is possible to improve the sex.
  • the surface of the first partition portion 130 on the valve body 121 side is inclined toward the valve body 121 side as the portion closer to the valve shaft 120. Is preferable. Since the surface of the first partition 130 on the valve body 121 side is inclined as shown in FIG. 2, the first partition 130 has exhaust gas flowing toward the valve body 121 side of the first partition 130. Can be guided toward the inner wall. As a result, since the surface of the first partition 130 on the valve body 121 side is inclined as shown in FIG. 2, in the exhaust gas recirculation valve 100, the exhaust gas flowing into the housing 110 is the actuator 101. Can be efficiently suppressed from flowing in the direction in which the gas is arranged.
  • the first seal portion 150 is preferably made of PTFE, a thermoplastic resin, an elastic resin, silicone, or the like. Since the first seal portion 150 is made of a thermoplastic resin, an elastic resin, silicone, or the like, the exhaust gas flowing into the housing 110 is prevented from flowing in the direction in which the actuator 101 is arranged. It can be suppressed efficiently.
  • the surface on the actuator 101 side is inclined toward the valve body 121 side as the portion closer to the inner wall facing the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction. Is preferable. Since the surface of the first seal portion 150 on the actuator 101 side is inclined as shown in FIG. 2, the first seal portion 150 has a first seal when the valve shaft 120 moves linearly in the second direction. Exhaust gas that hits the surface of the unit 150 on the actuator 101 side can be guided toward the inner wall. As a result, since the surface of the first seal portion 150 on the actuator 101 side is inclined as shown in FIG. 2, the exhaust gas recirculation valve 100 has the exhaust gas flowing into the housing 110, and the actuator 101 has the exhaust gas flowing into the housing 110. It is possible to efficiently suppress the inflow in the arranged direction.
  • the first seal portion 150 may not be fixed to the valve shaft 120 in the axial direction.
  • the first seal portion 150 has a seal hole through which the valve shaft 120 is inserted, and the state is in contact with the first partition portion 130 or the second partition portion 140. While maintaining, it slides in the axial direction with respect to the valve shaft 120.
  • the first seal portion 150 is made of, for example, PTFE.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 can shorten the distance between the first partition portion 130 and the second partition portion 140 with respect to the distance that the valve shaft 120 directly moves. Even if there is a processing error or an assembly error for each member, it is possible to efficiently suppress the exhaust gas flowing into the housing 110 from flowing in the direction in which the actuator 101 is arranged. Further, in the exhaust gas recirculation valve 100, the distance between the first partition portion 130 and the second partition portion 140 can be shortened with respect to the distance that the valve shaft 120 directly moves, so that the first seal portion 150 can be used.
  • the distance between the and the first partition 130 can be reduced.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 causes the exhaust gas that has flowed into the housing 110 to flow in the direction in which the actuator 101 is arranged. Can be efficiently suppressed.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 is a poppet type exhaust gas recirculation valve 100, and is an actuator in which a valve shaft 120 having a valve body 121 fixed at one end and directly moving in the axial direction is provided.
  • the circumferential direction of the valve shaft 120 is formed on the inner wall of the housing 110 which forms the flow path of the exhaust gas and is inserted into the valve shaft 120 and the housing 110 which faces the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction of the valve shaft 120.
  • a first partition 130 provided around the valve shaft 120, which protrudes from the inner wall toward the valve shaft 120 and has a gap between the valve shaft 120 and the valve shaft 120.
  • the second partition portion 140 is provided so as to surround the valve shaft 120 in the circumferential direction, and has a second hole that protrudes from the inner wall toward the valve shaft 120 and has a second hole through which the valve shaft 120 is inserted.
  • a seal portion 150 provided on the side surface of the partition portion 140 and the valve shaft 120 in the radial direction so as to surround the valve shaft 120 in the circumferential direction, and protrudes from the side surface toward the inner wall of the housing 110 and the valve shaft.
  • the first partition portion 130 is configured by a flat plate having a first hole.
  • the first partition portion 130 is configured by a circular flat plate having a first hole.
  • the first partition portion 130 is integrally formed with the bush for fixing the second partition portion 140.
  • the first partition portion 130 is configured such that the surface on the valve body 121 side is inclined toward the valve body 121 side as the portion closer to the valve shaft 120. ..
  • the portion where the surface on the actuator 101 side is closer to the inner wall of the housing 110 facing the side surface of the valve shaft 120 in the radial direction is closer to the valve body 121 side. It was configured to incline toward.
  • the exhaust gas recirculation valve 100 when the valve shaft 120 moves linearly, the exhaust gas flowing into the exhaust gas circulation valve is actuated while keeping the sliding resistance of the valve shaft 120 constant. It is possible to efficiently suppress the inflow to 101.
  • the seal portion 150 has a seal hole through which the valve shaft 120 is inserted, and is in contact with the first partition portion 130 or the second partition portion 140. In the state, it was configured to slide in the axial direction with respect to the valve shaft 120 while maintaining the state. Further, with this configuration, the exhaust gas recirculation valve 100 has the exhaust gas flowing into the housing 110 in the direction in which the actuator 101 is arranged, even if there is a processing error or an assembly error for each member. It is possible to efficiently suppress the inflow.
  • the second partition portion 140 is configured by a bearing that slides the valve shaft 120 in the axial direction.
  • the exhaust gas recirculation valve according to this disclosure can be applied to an internal combustion engine system.

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Abstract

排気ガス再循環バルブ（１００）は、弁軸（１２０）の側面に対向するハウジング（１１０）の内壁に、弁軸（１２０）の周方向に弁軸（１２０）を囲んで設けられた第１仕切部（１３０）であって、弁軸（１２０）が挿通される第１仕切部（１３０）と、弁軸（１２０）の側面に対向するハウジング（１１０）の内壁のうちの、第１仕切部（１３０）が設けられた位置よりアクチュエータ（１０１）に近い位置の内壁に、周方向に弁軸（１２０）を囲んで設けられた第２仕切部（１４０）であって、弁軸（１２０）が挿通される第２仕切部（１４０）と、弁軸（１２０）の側面に、周方向に弁軸（１２０）を囲んで設けられたシール部（１５０）であって、弁軸（１２０）が第１方向に直動した際に第１仕切部（１３０）に当接し、弁軸（１２０）が第１方向とは逆方向である第２方向に直動した際に第２仕切部（１４０）に当接するシール部（１５０）と、を備えた。

Description

排気ガス再循環バルブ
　この開示は、排気ガス再循環バルブに関するものである。
　エンジンが排気した排気ガスをエンジンの吸気流路へ循環させる排気ガス再循環バルブであって、アクチュエータが弁軸を軸方向に直動させることにより、排気ガスの流量を調整するポペット式の排気ガス循環バルブがある。
　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。
　例えば、特許文献１には、軸径が小さい第１の軸部と軸径が大きい第２の軸部とを有するシャフトを備え、第２の軸部の先端部にバルブが固定され、シャフトの外周には、ハウジングとの間に生じる隙間をシールする軸シール部が配置され、軸シール部は、ＰＴＦＥ材をリング状に成形したシール部品と、シール部品に組み込まれるステンレス製の板バネとにより構成され、シール部品の内周に設けられるリップが板バネの反力を受けてシャフの外周面に押圧されるポペット式の排気ガス再循環バルブが開示されている。
　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。
特開２０１９－１９０３９７号公報
　従来の排気ガス再循環バルブは、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一方、第２の軸部が軸シール部を摺動する際に、シャフトの移動に対する摺動抵抗が大きくなってしまうという問題点があった。
　この開示は、上述の問題点を解決するためのもので、弁軸が直動する際に、弁軸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、アクチュエータにまで流入してしまうのを抑制可能にする排気ガス再循環バルブを提供することを目的としている。
　この開示に係る排気ガス再循環バルブは、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、弁軸が挿通されるハウジングと、弁軸の径方向の弁軸の側面に対向するハウジングの内壁に、弁軸の周方向に弁軸を囲んで設けられた第１仕切部であって、当該内壁から弁軸に向かって突出し、且つ、弁軸との間に隙間を有して弁軸が挿通される第１孔を有する第１仕切部と、径方向の弁軸の側面に対向するハウジングの内壁のうちの、第１仕切部が設けられた位置よりアクチュエータに近い位置の内壁に、周方向に弁軸を囲んで設けられた第２仕切部であって、当該内壁から弁軸に向かって突出し、且つ、弁軸が挿通される第２孔を有する第２仕切部と、径方向の弁軸の側面に、周方向に弁軸を囲んで設けられたたシール部であって、当該側面からハウジングの内壁に向かって突出し、且つ、弁軸が第１方向に直動した際に第１仕切部に当接し、弁軸が第１方向とは逆方向である第２方向に直動した際に第２仕切部に当接するシール部と、を備えたものである。
　この開示によれば、弁軸が直動する際に、弁軸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、アクチュエータにまで流入してしまうのを抑制することができる。
図１は、実施の形態１に係る排気ガス再循環バルブが適用された内燃機関システムの要部の構成の一例を示す構成図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る排気ガス再循環バルブ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。
　以下、この開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　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。
　内燃機関１０は、燃料をシリンダー内で燃焼させ、燃焼ガスを直接作動流体として用いて、その熱エネルギーによってクランクシャフトを回転させるガソリンエンジン等の原動機である。
　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。
　排気側循環配管５０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、排気管３０から排気ガス再循環バルブ１００までの排気ガスの流路となる配管である。
　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の要部の構成について説明する。
　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。
　排気ガス再循環バルブ１００は、軸受１６０、シール部１５０とは異なるシール部１７０、及びブラシ１８０を備えるものであってもよい。実施の形態１では、排気ガス再循環バルブ１００は、軸受１６０、シール部１７０、及びブラシ１８０を備えるものとして説明する。
　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、弁軸１２０が突設されている。
　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、排気ガス再循環バルブ１００の筐体であって、排気ガスの流路を形成する。ハウジング１１０は、弁軸１２０が挿通される。すなわち、ハウジング１１０は、アクチュエータ１０１側に弁軸１２０が挿通される孔を有している。
　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。
　弁座１２２は、ハウジング１１０に固定され、閉弁時において弁体１２１と当接する部材である。弁座１２２は、閉弁時において弁体１２１と当接して、ハウジング１１０内に形成された流路を塞ぎ、開弁時において弁体１２１と離れて、弁体１２１と弁座１２２との間の空間に排気ガスが通る流路を形成する。
　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。
　軸受１６０は、弁軸１２０が挿通されており、弁軸１２０を軸方向に摺動させることにより、弁軸１２０の直動を安定させる。
　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、弁軸１２０が挿通される孔を有し、当該孔は、挿通された弁軸１２０と、弁軸１２０の径方向（以下、単に「径方向」という。）の側面において弁軸１２０の周方向（以下、単に「周方向」という。）全体に亘って当接している。第２シール部１７０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。
　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。
　排気ガス再循環バルブ１００が第２シール部１７０を備えるものであっても、第２シール部１７０と弁軸１２０との僅かな隙間から、ハウジング１１０内に流入した排気ガスが、当該隙間を通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場合がある。
　第１仕切部１３０は、径方向の弁軸１２０の側面に対向するハウジング１１０の内壁（以下、単に「内壁」という。）に、周方向に弁軸１２０を囲んで設けられた部材である。具体的には、第１仕切部１３０は、当該内壁から弁軸１２０に向かって突出し、且つ、弁軸１２０との間に隙間を有して弁軸１２０が挿通される第１孔を有する部材である。
　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。
　第２仕切部１４０は、径方向の弁軸１２０の側面に対向する内壁のうちの、第１仕切部１３０が設けられた位置よりアクチュエータ１０１に近い位置の内壁に、周方向に弁軸１２０を囲んで設けられた部材である。具体的には、当該内壁から弁軸１２０に向かって突出し、且つ、弁軸１２０が挿通される第２孔を有する部材である。
　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。
　シール部１５０、すなわち、第１シール部１５０は、径方向の弁軸１２０の側面に、周方向に弁軸１２０を囲んで設けられた部材である。具体的には、第１シール部１５０は、当該側面から内壁に向かって突出し、且つ、弁軸１２０が第１方向に直動した際に第１仕切部１３０に当接し、弁軸１２０が第１方向とは逆方向である第２方向に直動した際に第２仕切部１４０に当接する。
　第１シール部１５０は、例えば、弁軸１２０に固定されている。
　以上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、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抑制することができる。
　ハウジング１１０は、図２に示すように、内壁における第１仕切部１３０が設けられた位置の近傍であって、当該位置より弁体１２１に近い位置に、外気に通じる配管が接合される大気孔１１１を有していてもよい。
　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は、ステンレス等の金属素材、又は熱可塑性樹脂等により構成される。第１仕切部１３０は、第１シール部１５０が繰り返し当接する部材であるため、耐久性の観点から、金属素材により構成されることが好適である。
　また、第１仕切部１３０は、第２仕切部１４０を固定するブッシュと一体に形成されたものであってもよい。
　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。
　また、第１仕切部１３０は、図２に示すように、第１仕切部１３０は、弁体１２１側の面が、弁軸１２０に近い部位ほど弁体１２１側に向かって傾斜していることが好適である。
　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は、ＰＴＦＥ、熱可塑性樹脂、又は、弾性を有する樹脂若しくはシリコーン等により構成されることが好適である。第１シール部１５０が、熱可塑性樹脂、弾性を有する樹脂、又はシリコーン等により構成されることにより、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、第１シール部１５０は、図２に示すように、アクチュエータ１０１側の面が、径方向の弁軸１２０の側面に対向する内壁に近い部位ほど弁体１２１側に向かって傾斜していることが好適である。
　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。
　第１シール部１５０は、軸方向において弁軸１２０に固定されていないものであってもよい。
　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。
　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、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、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。
　以上のように、排気ガス再循環バルブ１００は、ポペット式の排気ガス再循環バルブ１００であって、一端に弁体１２１が固定された軸方向に直動する弁軸１２０が突設されたアクチュエータ１０１と、排気ガスの流路を形成し、弁軸１２０が挿通されるハウジング１１０と、弁軸１２０の径方向の弁軸１２０の側面に対向するハウジング１１０の内壁に、弁軸１２０の周方向に弁軸１２０を囲んで設けられた第１仕切部１３０であって、当該内壁から弁軸１２０に向かって突出し、且つ、弁軸１２０との間に隙間を有して弁軸１２０が挿通される第１孔を有する第１仕切部１３０と、径方向の弁軸１２０の側面に対向するハウジング１１０の内壁のうちの、第１仕切部１３０が設けられた位置よりアクチュエータ１０１に近い位置の内壁に、周方向に弁軸１２０を囲んで設けられた第２仕切部１４０であって、当該内壁から弁軸１２０に向かって突出し、且つ、弁軸１２０が挿通される第２孔を有する第２仕切部１４０と、径方向の弁軸１２０の側面に、周方向に弁軸１２０を囲んで設けられたシール部１５０であって、当該側面からハウジング１１０の内壁に向かって突出し、且つ、弁軸１２０が第１方向に直動した際に第１仕切部１３０に当接し、弁軸１２０が第１方向とは逆方向である第２方向に直動した際に第２仕切部１４０に当接するシール部１５０と、を備えた。
　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抑制することができる。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、第１仕切部１３０を、第１孔を有する平板により構成した。
　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抑制することができる。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、第１仕切部１３０を、第１孔を有する円形の平板により構成した。
　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抑制することができる。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、第１仕切部１３０を、第２仕切部１４０を固定するブッシュと一体に形成した。
　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。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、第１仕切部１３０は、弁体１２１側の面が、弁軸１２０に近い部位ほど弁体１２１側に向かって傾斜するように構成した。
　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。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、シール部１５０は、アクチュエータ１０１側の面が、径方向の弁軸１２０の側面に対向するハウジング１１０の内壁に近い部位ほど弁体１２１側に向かって傾斜するように構成した。
　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。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、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ように構成した。
　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。
　また、排気ガス再循環バルブ１００は、上述の構成において、第２仕切部１４０を、弁軸１２０を軸方向に摺動させる軸受により構成した。
　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抑制しつつ、弁軸１２０の直動を安定させることができる。
　なお、この開示は、その開示の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、又は、実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この開示に係る排気ガス再循環バルブは、内燃機関システムに適用することができる。
　１　内燃機関システム、１０　内燃機関、２０　吸気管、３０　排気管、４０　ターボチャージャ、５０　排気側循環配管、６０　吸気側循環配管、１００　排気ガス再循環バルブ、１０１　アクチュエータ、１１０　ハウジング、１１１　大気孔、１２０　弁軸、１２１　弁体、１２２　弁座、１３０　第１仕切部、１４０　第２仕切部、１５０　シール部（第１シール部）、１６０　軸受、１７０　シール部（第２シール部）、１８０　ブラシ。

Claims (8)

  1. 　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。
  2. 　前記第１仕切部は、前記第１孔を有する平板であること
    　を特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環バルブ。
  3. 　前記第１仕切部は、前記第１孔を有する円形の前記平板であること
    　を特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
  4. 　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。
  5. 　前記第１仕切部は、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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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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