CN111465792A - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的阀装置包括：本体(10)，划定使流体流过的通道(11)；阀轴(20)，转动自如地支撑在本体；蝶形阀(30)，为了将通道开闭而固定在阀轴；以及驱动单元(60)，对阀轴赋予旋转驱动力，本体具有以从其外壁(10a)突出的方式一体形成的突出部(17)，驱动单元(60)经由突出部(17)而固定在本体(10)。据此，可抑制或防止高温流体的热的影响，并可高精度地进行开闭动作。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种包含将使高温的流体流过的通道开闭的蝶形阀的阀装置，例如涉及一种将如发动机的排气***等使高温的排气流过的通道开闭时应用的阀装置。
背景技术
作为现有的阀装置，已知有如下的阀装置，其包括：划定流体通道的圆筒状的管构件、以横穿管构件的方式插通的阀轴、为了支撑阀轴的两端部而设置在管构件的支撑部、固定在阀轴并将流体通道开闭的圆板状的蝶形阀、以关闭时蝶形阀进行抵接的方式焊接在管构件的内壁的抵接部等(例如，参照专利文献1)。
在所述阀装置中，蝶形阀进行抵接的抵接部焊接在管构件的内壁。因此，为了防止由焊接所引起的变形，必须进行考虑了焊接后的矫正或热变形的零件形状的研究。
另外，若为了抑制由焊接热所引起的变形而使用激光焊接等，则设备费用变高，焊接部的尺寸管理变得严格，导致制造成本的增加。
进而，在利用马达等驱动单元对阀轴进行旋转驱动的情况下，由于在管构件中流动的排气的温度高，因此必须抑制或防止热对于驱动单元的影响。
但是，在所述阀装置中，不包括任何用于安装驱动单元的结构等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-137571号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于所述情况而成，其目的在于提供一种可抑制或防止高温流体的热的影响，并可高精度地进行开闭动作的阀装置。
解决问题的技术手段
本发明的阀装置成为如下的构成，其包括：本体，划定使流体流过的通道；阀轴，转动自如地支撑在本体；蝶形阀，为了将通道开闭而固定在阀轴；以及驱动单元，对阀轴赋予旋转驱动力，本体具有以从其外壁突出的方式一体形成的突出部，驱动单元经由突出部而固定在本体。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：突出部包含在本体的外壁相互分离而突出的多个脚部。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：多个脚部形成为剖面面积从本体的外壁朝向前端侧变小的前端变细形状。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：包括安装在突出部的前端部分的托架，驱动单元经由托架而固定在本体。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：托架包含固定在突出部的板状部、及从板状部弯曲而形成并安装驱动单元的安装部。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：驱动单元包含划定外轮廓的箱体、及从箱体突出的旋转轴，在旋转轴与阀轴之间，设置有传递旋转力的连结机构。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：连结机构包含装卸自如地连结在阀轴的端部的第一连结杆、及连结在第一连结杆并装卸自如地连结驱动单元的旋转轴的第二连结杆。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：第二连结杆具有使旋转轴可脱离地嵌合的嵌合孔。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：第一连结杆及第二连结杆在阀轴的轴线方向上，遍及规定范围可相对移动地卡合，在第一连结杆与第二连结杆之间，配置有在阀轴的轴线方向上赋予所施加的力的施力弹簧。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：本体包含为了蝶形阀在全闭状态下进行抵接而朝通道内突出来形成的密封部。
在所述构成中，也可以采用如下的构成：本体是以包含为了蝶形阀在全开状态下进行抵接而朝通道内突出的全开挡块的方式，通过失蜡法所铸造的铸造物。
发明的效果
根据形成所述构成的阀装置，可抑制或防止高温流体的热的影响，另外，可高精度地进行通道的开闭动作。
附图说明
图1是表示本发明的阀装置的一实施方式的外观立体图。
图2是在图1中所示的阀装置中，从通道的一侧观察的端面图。
图3是在图1中所示的阀装置中，从通道的另一侧观察的端面图。
图4是图3中的E1-E1处的剖面图。
图5是在图1中所示的阀装置中，从阀轴的轴线方向观察的侧面图。
图6是图3中的E2-E2处的剖面图。
图7是表示图1中所示的阀装置中所包含的本体的外观立体图。
图8是表示图1中所示的阀装置中所包含的连结机构的分解立体图。
图9是以剖面表示在图1中所示的阀装置中，蝶形阀位于全开位置的状态的立体剖面图。
图10是以剖面表示在图1中所示的阀装置中，蝶形阀位于全闭位置的状态的立体剖面图。
图11是以剖面表示在图1中所示的阀装置中，蝶形阀位于中间开度位置的状态的立体剖面图。
具体实施方式
以下，一边参照随附附图，一边对本发明的实施方式进行说明。
如图1至图5所示，一实施方式的阀装置M包括：本体10、具有轴线S的阀轴20、蝶形阀30、托架40、连结机构50、驱动单元60。
本体10是使用不锈钢、铁等金属材料，通过失蜡法所铸造的铸造物。
本体10包括：使流体流过的通道11、朝通道11内突出来形成的密封部12、朝通道11内突出来形成的全开挡块13、使阀轴20穿过的两个阀轴孔14、使衬套B嵌入的两个嵌合孔15、使盖子C嵌入的凹部16、用于固定托架40的作为突出部的多个脚部17、第一连结部18、第二连结部19。
通道11作为圆筒通道来形成，所述圆筒通道形成在中心线L上具有中心的规定内径的圆形剖面。
密封部12包含由阀轴孔14的区域分开，并呈半圆弧状地突出来形成的第一密封部12a及第二密封部12b。
第一密封部12a在从阀轴孔14的中心(轴线S)朝中心线L方向的一侧偏倚的位置，以划定蝶形阀30进行抵接的抵接面的方式形成。
第二密封部12b在从阀轴孔14的中心朝中心线L方向的另一侧偏倚的位置，以划定蝶形阀30进行抵接的抵接面的方式形成。
全开挡块13在从阀轴孔14的中心朝中心线L方向的一侧偏倚的位置、且在与第一密封部12a邻接的位置，以划定处于全开状态的蝶形阀30进行抵接的抵接面的方式形成。
两个阀轴孔14在与中心线L垂直地伸长的轴线S上，形成为具有使阀轴20的第一端部21及第二端部22转动自如地嵌入的内径尺寸的圆筒状。
两个嵌合孔15在轴线S方向上且在与阀轴孔14的外侧邻接的位置，形成为具有使轴承B无间隙而牢固地嵌入的内径尺寸的圆筒状。
凹部16形成为形成比嵌合孔15大的内径的沉孔形状，以使盖子C嵌合固定。
作为突出部的多个(此处为四个)脚部17在轴线S方向上，相互分离而从本体10的外壁10a突出，形成为剖面面积从外壁10a朝向前端侧变小的前端变细形状。
各个脚部17包括安装托架40的前端部分17a、从前端部分17a朝外壁10a扩展的翅片部分17b。
前端部分17a以包含使托架40进行抵接的座面、从座面突出并嵌合在托架40的嵌合孔41a中来结合的结合部的方式形成。
此处，前端部分17a通过焊接、铆接处理、或其他方法，而嵌入托架40后被牢固地固定。
如此，多个脚部17形成为剖面面积从本体10的外壁10a朝向前端侧变小的前端变细形状，因此可确保对于弯曲负荷等的机械强度，并抑制从本体10朝向托架40的热传递。
另外，多个脚部17具有翅片部分17b，因此也可以获得从其表面的散热作用，可进一步抑制朝向托架40的热传递。
即，多个脚部17在从本体10的外壁10a分离的位置上牢固地保持驱动单元60，并且发挥使在通道11内流动的高温流体的热散发至外部来抑制朝驱动单元60中的传热的抑制传热及散热的作用。
此处，多个脚部17相对于本体10，由同一材料来一体形成，因此与通过焊接等来随后安装在本体的情况相比，可抑制热应变等的影响，可将本体10形成为所期望的形状及尺寸。
第一连结部18及第二连结部19以在阀装置M位于形成排气通道的排气管的中间的状态下，通过使排气管嵌合结合、或使用其他连结间隔件及紧固螺栓等而与排气管连结的方式形成。
如上所述，本体10是通过失蜡法所铸造的铸造物，因此可使用耐热性高的金属材料，一边确保铸件表面的平滑性一边高精度地成型为复杂的形状。因此，在本体10的规定位置，将通道11、密封部12、全开挡块13、阀轴孔14、嵌合孔15等高精度地形成为规定尺寸。
另一方面，也可以对应于要求规格，通过机械加工来适宜设定通道11的内径尺寸、密封部12的内径及宽度尺寸等。
阀轴20使用高耐蚀不锈钢等金属材料，形成为在轴线S方向上伸长的圆柱形状。
而且，阀轴20包括：圆柱状的第一轴部21及第二轴部22，形成相同的外径尺寸；平坦部23，为了固定蝶形阀30，圆柱形状的一部分被切割成分段状；螺丝孔24，形成在平坦部23的大致中央；以及端部25，与第二轴部22的外侧连续来形成。
第一轴部21及第二轴部22形成为插通在本体10的阀轴孔14中，并且嵌入轴承B中的外径尺寸。
平坦部23以通过使蝶形阀30接合并将螺丝23a拧入螺丝孔24中，而牢固地固定蝶形阀30的方式形成。
端部25以形成嵌合在构成连结机构50的一部分的第一连结杆51的嵌合孔h1中的大致矩形的剖面的方式形成。
两个衬套B使用高耐蚀不锈钢、高耐蚀不锈钢合金钢等金属材料而形成为圆筒状。
而且，两个衬套B分别嵌入本体10的两个嵌合孔15中，作为分别转动自如地支撑阀轴20的一端部21及另一端部22的径向轴承发挥功能。
据此，阀轴20经由安装在本体10的衬套B而转动自如地得到支撑，因此与将阀轴孔14用作轴承孔而由阀轴孔14直接支撑的情况相比，可使阀轴20顺利地转动。
另外，通过将衬套B嵌合在本体10中，可使衬套B与本体10之间及阀轴20与衬套B之间不产生间隙，因此可防止高温的流体朝本体10的外部漏出。
蝶形阀30使用不锈钢等金属材料，形成为将轴线S与中心线L的交点作为中心的圆板状，在其中央包括使螺丝23a穿过的圆孔31，将位于轴线S上的直线作为界线，在一侧包括第一轮廓部32，在另一侧包括第二轮廓部33。
而且，蝶形阀30与阀轴20的平坦部23接合，通过使螺丝23a穿过圆孔3并将其拧入阀轴20的螺丝孔24中，而牢固地固定在阀轴20。
此处，在已将通道11全闭的全闭状态下，蝶形阀30的第一轮廓部32抵接在第一密封部12a、且第二轮廓部33抵接在第二密封部12b。
另一方面，在已将通道11全开的全开状态下，蝶形阀30的第二轮廓部33抵接在全开挡块13。
托架40使用不锈钢等金属材料来形成，包括板状部41、从板状部41弯曲而形成的多个(此处为三个)安装部42。
板状部41形成为大致矩形的平板状，包括用于使本体10的多个脚部17的前端部分17a嵌合的多个(此处为四个)嵌合孔41a、使连结机构50穿过的贯穿孔41b。
各个安装部42从板状部41弯曲成大致L字状来形成，在其前端侧包括接合驱动单元60的凸缘部61a的平坦部42a、形成在平坦部42a的螺丝孔42b。
而且，托架40通过脚部17的前端部分17a与嵌合孔41a结合，而牢固地固定在本体10。此处，作为结合方法，可应用焊接、铆接处理、其他牢固的结合方法。
另外，在已将托架40固定在本体10的状态下，安装部42在相对于本体10，从板状部41在轴线S方向上进一步分离的位置上固定驱动单元60。
如此，驱动单元60经由托架40而固定在本体10。因此，当存在箱体的形状或型号等规格不同的各种驱动单元60时，通过采用与各个驱动单元60对应的各种托架40，可使用同样的本体10，并提供对应于要求的各种阀装置M。
另外，由于托架40形成包括板状部41、分别从板状部41分离而弯曲形成的多个安装部42的形态，因此也可以获得使传递至托架40的热从其表面散发的散热作用，可抑制朝向驱动单元60的热传递。
进而，由于托架40包括板状部41，因此可通过板状部41来遮蔽从本体10的外壁10a放射的辐射热，可减少热对于驱动单元60的影响。
连结机构50是将阀轴20的端部25与驱动单元60的旋转轴62连结并传递旋转力，如图8所示，包含第一连结杆51、第二连结杆52、施力弹簧53。
第一连结杆51使用薄板状的不锈钢板等，弯曲成大致コ字状来形成，包括连结部51a、一对卡合片51b、一对限制片51c。
连结部51a形成为大致平板状，在其中央包括可使阀轴20的端部25插脱自如地嵌合的大致矩形的嵌合孔h1。
一对卡合片51b卡合在第二连结杆52，从连结部51a弯曲成曲柄状来形成，以发挥限制施力弹簧53的偏离的作用，并且可穿过第二连结杆52的狭缝52c而卡合在卡合孔52d中的方式形成。
一对限制片51c限制施力弹簧53的偏离，在环绕轴线S与一对卡合片51b偏离大致90度相位的位置上，分别从连结部51a弯曲成L字状来形成。
第二连结杆52使用薄板状的不锈钢等，弯曲成大致コ字状来形成，包括连结部52a、一对臂部52b、一对狭缝52c、一对卡合孔52d。
连结部52a连结驱动单元60的旋转轴62，形成为大致平板状，在其中央包括可使驱动单元60的旋转轴62插脱自如地嵌合的大致矩形的嵌合孔h2。
一对臂部52b分别从连结部52a弯曲成大致L字状来形成，限制配置在其内侧的施力弹簧53的偏离。
各个狭缝52c形成在对应的臂部52b，形成为当以使第一连结杆51卡合在第二连结杆52的方式组装时，卡合片51b可穿过的尺寸。
各个卡合孔52d在对应的臂部52b与狭缝52c连续来形成，形成为第一连结杆50的卡合片51b无法环绕轴线S进行移动、且可在轴线S方向上移动规定量的尺寸。
施力弹簧53是压缩型的螺旋弹簧，在第一连结杆51与第二连结杆52以相互卡合的方式组装并已安装在阀装置M的状态下，为了防止两者的晃动而赋予使两者在轴线S方向上扩张的所施加的力。
形成所述构成的连结机构50以如下方式组装。
首先，第一连结杆51及第二连结杆52以在嵌合孔h1及嵌合孔h2并列的直线的方向上，使コ字形状的开放侧相互面对的方式配置，并以夹入施力弹簧53的方式保持。
接下来，使第一连结杆51与第二连结杆52环绕直线相对地旋转，第一连结杆51的卡合片51b穿过第二连结杆52的狭缝52c而***卡合孔52d中。
而且，若第一连结杆51与第二连结杆52相互在直线方向上由施力弹簧53施力，则通过所施加的力，卡合片51b从狭缝52c偏离而维持卡合状态。
由此，第一连结杆51与第二连结杆52在直线方向上遍及规定范围可相对移动地卡合，以不偏离的方式保持施力弹簧53，变成以两者的卡合不脱落的方式组装的模块产品。
在所述模块产品中，第一连结杆51及第二连结杆52变成在直线方向上遍及规定范围可相对移动地卡合、且以环绕直线一体地旋转的方式组装的状态。
而且，作为模块产品的连结机构50以使阀轴20的端部25嵌合在嵌合孔h1中、且使驱动单元60的旋转轴62嵌合在嵌合孔h2中的方式组装，由此可获得在旋转轴62与阀轴20之间传递旋转力的连结状态。
即，第一连结杆51及第二连结杆52变成在阀轴20的轴线S方向上遍及规定范围可相对移动地卡合、且以环绕轴线S一体地旋转的方式组装的状态。
形成所述构成的连结机构50包含弯曲形成薄板状的构件的第一连结杆51及第二连结杆52，因此与采用实心构件等的情况相比，可减小热传递的通道面积，并增大表面积。
由此，可抑制从阀轴20经由连结机构50而朝旋转轴62中的热传递，另外，也可以获得连结机构50处的散热作用。
驱动单元60对阀轴20赋予旋转驱动力，包括划定外轮廓的箱体61，从箱体61突出的旋转轴62，配置在箱体62内的驱动源，介于驱动源与旋转轴62之间的减速齿轮。
箱体61包括与托架40的安装部42接合的凸缘部61a、形成在凸缘部61a并使紧固螺栓b1穿过的圆孔61b。
旋转轴62在其前端区域，包括插脱自如地嵌合在第二连结杆52的嵌合孔h2中的大致矩形的剖面部分。
驱动源是包含励磁用的线圈、永磁铁、通过电磁力来旋转的转子等的直流(DirectCurrent，DC)马达、扭矩马达等。
继而，对形成所述构成的阀装置M的组装进行说明。
准备所述本体10、衬套B、盖子C、阀轴20、螺丝23a、蝶形阀30、托架40、连结机构50、驱动单元60、紧固螺栓b1。
接下来，将衬套B嵌合在本体10的嵌合孔15中来固定。
接下来，使阀轴20穿过阀轴孔14并相对于本体10的衬套B转动自如地嵌合，在此状态下，使用螺丝23a将蝶形阀20紧固在阀轴20的平坦部23。
接下来，将盖子C嵌合在本体10的凹部16中来固定。
继而，将托架40固定在本体10的脚部17。
接下来，以使阀轴20的端部25嵌合在嵌合孔h1中的方式装入连结机构50。
其后，使旋转轴62嵌合在嵌合孔h2中，并与托架60的安装部42接合，使紧固螺栓b1穿过圆孔61b并将其拧入螺丝孔42b中，由此将驱动单元60固定在托架40。
由此，可获得驱动单元60经由托架40及多个脚部17而固定在本体10的阀装置M。
另外，所述组装方法是一例，可通过其他程序来进行组装。
继而，对将阀装置M应用于装载在汽车的发动机的排气***时的运行进行说明。
此处，根据与汽车的行驶状态及发动机的运转状态相关的各种信息，基于由控制单元发出的控制信号来适宜控制驱动单元60的驱动。
例如，在将排气通道设为全开的情况下，通过驱动单元60来使阀轴20朝一方向旋转，如图9所示，蝶形阀30抵接在全开挡块13。由此，使通道11变成全开状态。
另一方面，在将排气通道设为全闭的情况下，通过驱动单元60来使阀轴20朝另一方向旋转，如图10所示，蝶形阀30抵接在密封部12。由此，使通道11变成全闭状态。
另外，当将在排气通道中流动的排气控制成规定量时，通过驱动单元60来使阀轴20朝一方向或另一方向适宜旋转，如图11所示，将蝶形阀30调整成所期望的开度，而调整在通道11中流动的废气的流量。
如此，蝶形阀30通过驱动单元60的旋转驱动力，不仅是全开状态及全闭状态，也被高精度地开闭控制成集中在规定的开度的中间开度状态，因此可将排气的流量高精度地控制成所期望的流量，可进行基于此的各种运转控制。
尤其，在所述阀装置M中，针对驱动单元60，采用抑制或防止由高温排气所产生的热的影响的结构，因此可确保所期望的耐久性，并高精度地进行通道11的开闭动作。
在所述实施方式中，表示了采用划定圆筒状的通道11的本体10作为本体、及采用圆形的蝶形阀30作为蝶形阀的形态，但并不限定于此。例如，也可以采用作为通道的划定椭圆通道的本体、及作为蝶形阀的椭圆形的蝶形阀。
在所述实施方式中，表示了采用四个脚部17作为从本体10突出的突出部的形态，但并不限定于此，也可以采用四个以外的个数的脚部。另外，作为脚部，表示了剖面面积朝向前端侧变小的前端变细形状的脚部17，但并不限定于此，也可以采用形成其以外的形态的脚部。
在所述实施方式中，表示了将驱动单元60经由托架40而固定在本体10的突出部的形态，但并不限定于此，也可以采用将驱动单元直接固定在突出部的形态。
在所述实施方式中，作为连结机构，表示了包含第一连结杆51、第二连结杆52、施力弹簧53的连结机构50，但并不限定于此，只要是介于驱动单元的旋转轴与阀轴之间并可传递旋转力，则也可以采用形成其他形态的连结机构。
在所述实施方式中，表示了将驱动单元60固定在托架40的形态，但也可以采用在托架40与驱动单元60的箱体61的间隙部分配置有遮热构件的构成。
据此，可防止驱动单元60暴露在从本体10的外壁10a或托架40的表面放射的辐射热中，可进一步抑制热的影响。
如上所述，本发明的阀装置可抑制或防止高温流体的热的影响，另外，可高精度地进行通道的开闭动作，因此当然可应用于汽车等的排气***，在其他车辆等、或其他处理高温流体的领域中也有用。
符号的说明
M：阀装置
10：本体
10a：外壁
11：通道
L：中心线
12：密封部
13：全开挡块
17：多个脚部(突出部)
17a：前端部分
20：阀轴
S：轴线
25：端部
30：蝶形阀
40：托架
41：板状部
42：安装部
50：连结机构
51：第一连结杆
52：第二连结杆
h1、h2：嵌合孔
53：施力弹簧
60：驱动单元
61：箱体
62：旋转轴。

Claims (11)

1.一种阀装置，包括：
本体，划定使流体流过的通道；
阀轴，转动自如地支撑在所述本体；
蝶形阀，为了将所述通道开闭而固定在所述阀轴；以及
驱动单元，对所述阀轴赋予旋转驱动力，
所述本体具有以从其外壁突出的方式一体形成的突出部，
所述驱动单元经由所述突出部而固定在所述本体。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，
所述突出部包含在所述本体的外壁相互分离而突出的多个脚部。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，
所述多个脚部形成为剖面面积从所述本体的外壁朝向前端侧变小的前端变细形状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀装置，其特征在于，
包括安装在所述突出部的前端部分的托架，
所述驱动单元经由所述托架而固定在所述本体。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，
所述托架包含固定在所述突出部的板状部、及从所述板状部弯曲而形成并安装所述驱动单元的安装部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置，其特征在于，
所述驱动单元包含划定外轮廓的箱体、及从所述箱体突出的旋转轴，
在所述旋转轴与所述阀轴之间，设置有传递旋转力的连结机构。
7.根据权利要求6所述的阀装置，其特征在于，
所述连结机构包含装卸自如地连结在所述阀轴的端部的第一连结杆、及连结在所述第一连结杆并装卸自如地连结所述旋转轴的第二连结杆。
8.根据权利要求7所述的阀装置，其特征在于，
所述第二连结杆具有使所述旋转轴能够脱离地嵌合的嵌合孔。
9.根据权利要求7或8所述的阀装置，其特征在于，
所述第一连结杆及第二连结杆在所述阀轴的轴线方向上，遍及规定范围能够相对移动地卡合，
在所述第一连结杆与第二连结杆之间，配置有在所述阀轴的轴线方向上赋予所施加的力的施力弹簧。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的阀装置，其特征在于，
所述本体包含密封部，所述密封部为了所述蝶形阀在全闭状态下进行抵接而朝所述通道内突出来形成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的阀装置，其特征在于，
所述本体是以包含为了所述蝶形阀在全开状态下进行抵接而朝所述通道内突出的全开挡块的方式，通过失蜡法所铸造的铸造物。
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