JP2008255979A - 流量制御弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スロットル弁装置は、ボア17を形成するスロットルボデー12と、スロットルボデー12に形成された軸受嵌合部18に軸受20を介して回動可能に支持される弁軸部22、ボア17を開閉する弁本体部24を有するスロットルバルブ体14とを備える。軸受嵌合部18と弁軸部22との径方向に対向する周面間でかつ軸受20とスロットルバルブ体14との軸方向に対向する端面20a,32間に環状空間部42が形成される。環状空間部42に、軸受嵌合部18の内周面及び弁軸部22の外周面並びにスロットルバルブ体14の端面をそれぞれシールするシール部55,56,57を備えたシール部材50が設けられる。
【選択図】図3
Description
図23に示すように、流量制御弁100のスロットルチャンバ本体104に、円筒状の吸気通路105が形成されている。吸気通路105を横切るスロットルシャフト103の両端部は、スロットルチャンバ本体104の両側部にそれぞれベアリング107を介して回転可能に支持されている。スロットルシャフト103の中央部には、吸気通路105を開閉する円板状のスロットル弁106が設けられている。また、各ベアリング107の反吸気通路側すなわち外側には、それぞれシール材117が設けられている。スロットルシャフト103の回動によりスロットル弁106がスロットルチャンバ本体104の吸気通路105を開閉することにより、その吸気通路105内を流れる吸気流量が制御される。
すなわち、請求項1に記載された流量制御弁によると、弁体の回動により弁本体部が流路形成部材の流路を開閉することにより、その流路内を流れる流量が制御される。また、流路形成部材の軸受嵌合部と弁体の弁軸部との径方向に対向する周面間でかつ軸受と弁体との軸方向に対向する端面間に形成された環状空間部にシール部材が設けられ、そのシール部材の各シール部が、軸受嵌合部の内周面及び弁軸部の外周面並びに弁体の端面をそれぞれシールする。したがって、単一のシール部材により、軸受嵌合部と弁軸部との間を径方向にシールすると同時に軸受と弁体との間を軸方向にシールすることができる。このため、部品点数及び組付工数の増加を招くことなく、流路外への流体洩れを防止あるいは低減しながらも、全閉時における流路下流への流体洩れを防止あるいは低減することができる。
また、当接部が弁軸部又は軸受嵌合部の周面にめり込む構成のものであれば、シール部材の軸方向及び軸回り方向の位置ずれを効果的に防止あるいは低減することができる。
本発明の実施例1を説明する。本実施例では、流量制御弁として、内燃機関(エンジン)の吸気流量を制御するスロットル弁装置を例示する。なお、図1はスロットル弁装置を示す縦断面図、図2は同じく横断面図である。
図1及び図2に示すように、スロットル弁装置10は、スロットルボデー12とスロットルバルブ体14とを備えている。
スロットルボデー12は、例えば樹脂製で、中空円筒状のボア壁部16を有している。ボア壁部16内の中空部が、吸入空気が流れる吸気通路すなわちボア17となっている。ボア壁部16の上流側(図1において上側)にはエアクリーナ(図示省略)が連通され、その下流側(図1において下側)にはインテークマニホールド(図示省略)が連通される。したがって、エアクリーナから流れてくる吸入空気は、ボア壁部16内のボア17を図1において上から下方へ通ってインテークマニホールドへ流れる(図1中、矢印参照)。なお、スロットルボデー12は、本明細書でいう「流路形成部材」に相当する。また、ボア17は、本明細書でいう「流路」に相当する。また、吸入空気は、本明細書でいう「流体」に相当する。
実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図6はシール構造を示す断面図、図7はシール部材を示す正面図、図8は図7のVIII−VIII線矢視断面図である。
また、シール部材250が、ボア17内に作用する正圧により軸受嵌合部18の内周面38に対する接触圧が高くなる方向へ弾性変形する正圧用リップ264を備えている。したがって、ボア17内に作用する正圧に対するシール性を向上することができる。また、スロットルボデー12の軸受嵌合部18に対するスロットルバルブ体14の軸方向及び/又は径方向に位置ずれを生じても、その位置ずれに正圧用リップ264が追従変形することにより、シール性の低下を防止あるいは低減することができる。
実施例3を説明する。なお、図9はシール構造を示す断面図、図10はシール部材を示す正面図、図11は図10のXI−XI線矢視断面図である。
本実施例は、前記実施例2のシール部材250(図7及び図8参照)における正圧用リップ264の筒状部264bにおける凸部264cを残してそれより前方に位置する筒状部分を切除したものである。なお、リブ部266は、前記正圧用リップ264の外周端面と同一端面をなすように径方向外方へ延出されている。
本実施例によっても、前記実施例2とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、スロットルボデー12の軸受嵌合部18の内周面38に対する正圧用リップ264の接触面積(軸受嵌合部18の内周面38に対する接触面積)が削減されるので、軸受嵌合部18の内周面38に対する正圧用リップ264の摺動トルクを軽減することができる。
実施例4を説明する。なお、図12はシール構造を示す断面図、図13は図12のXIII−XIII線矢視断面図、図14はシール部材を示す正面図、図15は図14のXV−XV線矢視断面図、図16はシール部材を示す側面図である。
本実施例は、前記実施例1におけるシール部材50(図4及び図5参照)を変更したものである。すなわち、図14〜図16に示すように、本実施例のシール部材(符号、350を付す。)は、ゴム状弾性部材のみにより形成されたものである。
また、シール部材350がスロットルボデー12の軸受嵌合部18に固定されている。これにより、シール部材350を精度良く配置することができる。したがって、スロットルバルブ体14の回動するときは、シール部材50の正圧用リップ352及び負圧用リップ353に対して弁軸部22の外周面が摺動接触するとともに、前側のシール部354に対してスロットルバルブ体14の端面32が摺動接触する。
実施例5を説明する。なお、図17はシール部材を示す正面図、図18は図17のXVIII−XVIII線矢視断面図、図19はシール部材の一部を示す側面図である。
本実施例は、図17に示すように、前記実施例4のシール部材350(図14〜図16参照)におけるリブ部356を周方向に45°間隔で8個形成したものである。また、外側のシール部351の前端部351aが前方(図18において左方)へ延出されており、その前端部351aがリブ部356の張出部356aに連続している(図18及び図19参照)。
本実施例によっても、前記実施例4とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、シール部材350のリブ部356及び張出部356aの増加により、外側のシール部351、正圧用リップ352及び前側のシール部354の弾性変形を抑制することができる。
実施例6を説明する。なお、図20はシール部材を示す正面図、図21は図20のXXI−XXI線矢視断面図である。
本実施例は、図20及び図21に示すように、前記実施例4におけるシール部材350(図14〜図16参照)において、外側のシール部351における前半部すなわち正圧用リップ352より前方の部分を切除したものである。なお、リブ部356は、軸方向に延出されることにより、外側のシール部351に連設されている。
本実施例によっても、前記実施例4とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、外側のシール部351の軸方向の長さが短縮されることにより、スロットルボデー12の軸受嵌合部18に対するシール部材350の組付性を向上することができる。
実施例7を説明する。なお、図22はシール構造を示す断面図である。
本実施例は、図22に示すように、前記実施例4(図12参照)におけるスロットルバルブ体14の端面32と、その端面32に弾性的に接触するシール部材350の外側のシール部351との間に、該スロットルバルブ体14の端面32に摺動接触する円環板状の摺動部材360を設けたものである。摺動部材360は、シール部材350の外側のシール部351の前端面に対して接着、焼付け等により一体化されている。また、摺動部材360は、例えば高密度ニトリルブタジエンゴム(H−NBR)、フロロシリコンゴム等の摺動性に優れた材料により形成されている。また、摺動部材360は、金属製の基板材の少なくとも摺動面に、四フッ化エチレン樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト等のコーティングによる潤滑膜を設けたものでもよい。なお、本実施例では、前記実施例4(図12参照)における前側のシール部354が省略されている。
また、スロットルバルブ体14の端面32とその端面32に弾性的に接触するシール部材350の外側のシール部351との間に、該スロットルバルブ体14の端面32に摺動接触する摺動部材360が設けられている。これにより、スロットルバルブ体14の端面32に対する摺動接触によるシール部材350の外側のシール部351の摩耗等の損傷を防止あるいは低減することができる。
また、摺動部材360がシール部材350に一体化されている。これにより、シール部材350に摺動部材360を位置決めすることができる。
実施例8を説明する。なお、図24はシール構造を示す断面図、図25はシール部材を示す側断面図である。
本実施例は、前記実施例1におけるシール部材50(図4及び図5参照)の環状部材52の形状を変更したものである。すなわち、図25に示すように、本実施例のシール部材(符号、450を付す。)は、環状部材52の主筒部52aの軸受側(図24において右側)の端部を、先端に向って口径を小さくするテーパ状に形成したものである。その主筒部52aの軸受側の先端部は、ゴム状弾性部材54の内周面に露出する当接部52cとなっている。
また、環状部材52が、シール部材450を固定する弁軸部22の第1の軸部34の外周面に弾性的に当接する当接部52cを備えている。したがって、環状部材52の当接部52cが弁軸部22の第1の軸部34の外周面に弾性的に当接することにより、その外周面に対してシール部材450を軸方向及び軸回り方向に位置決めすることができる。また、シール部材450を軸方向に位置決めすることは、シール部材450の取付時において発生するスプリングバック(すなわち、ゴム状弾性部材54の内側のシール部55の弾性によってシール部材450が反嵌合方向(図24において右方)へ戻ろうとする現象)を防止するうえで有効である。
実施例9を説明する。なお、図27はシール構造を示す断面図、図28はシール部材を示す側断面図である。
本実施例は、前記実施例1におけるシール部材50(図4及び図5参照)の環状部材52及びゴム状弾性部材54の形状を変更したものである。すなわち、図28に示すように、本実施例のシール部材(符号、550を付す。)は、ゴム状弾性部材(符号、554を付す。)の内周側半部を省略することにより、環状部材52の主筒部52aをゴム状弾性部材554の内周側に露出させている。また、環状部材52の主筒部52aの内径を、前記弁軸部22の第1の軸部34に圧入可能な寸法に設定している。なお、本実施例における圧入部材52は、本明細書でいう「圧入部材」に相当する。
本実施例によっても、前記実施例1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
実施例10を説明する。なお、図30はシール構造を示す断面図、図31はシール部材を示す側断面図である。
本実施例は、前記実施例9におけるシール部材550(図27及び図28参照)の環状部材52の形状を変更したものである。すなわち、図31に示すように、本実施例のシール部材(符号、650を付す。)は、環状部材52の主筒部52aの軸受側(図30において右側)の端部を、先端に向って口径を小さくするテーパ状に形成したものである。その主筒部52aの軸受側の先端部は、当接部52cとなっている。
また、環状部材52が、シール部材650を固定する弁軸部22の第1の軸部34の外周面に弾性的に当接する当接部52cを備えている。したがって、環状部材52の当接部52cが弁軸部22の第1の軸部34の外周面に弾性的に当接することにより、その外周面に対してシール部材650を軸方向及び軸回り方向に位置決めすることができる。また、シール部材650を軸方向に位置決めすることは、シール部材650の取付時において発生するスプリングバック(すなわち、ゴム状弾性部材54の内側のシール部55(図3参照)の弾性によってシール部材650が反嵌合方向(図30において右方)へ戻ろうとする現象)を防止するうえで有効である。
実施例11を説明する。なお、図33はシール構造を示す断面図である。
本実施例は、前記実施例10におけるシール構造を変更したものである。すなわち、図31に示すように、前記環状空間部42内に、前記シール部材650の軸受側(図31において右側)において軸受嵌合部18の内周面38及び弁軸部22の第1の軸部34の外周面をそれぞれシールするシール部55,57を備えたもう1つのシール部材750が設けられている。なお、説明の都合上、シール部材650を第1のシール部材650といい、シール部材750を第2のシール部材650という。
また、環状空間部42に、第1のシール部材650の軸受側において軸受嵌合部18の内周面38及び弁軸部22の第1の軸部34の外周面をそれぞれシールするシール部55,57を備えた第2のシール部材750が設けられている。これにより、第2のシール部材750により、軸受嵌合部18と弁軸部22の第1の軸部34との間を径方向にシールすることができ、ボア17外への吸気洩れ及び全閉時におけるボア17下流への吸気洩れの防止効果を向上することができる。なお、第2のシール部材750の前側のシール部56は、本実施例では表裏反転により前側のシール部(符号、56Aを付す。)となる。このシール部56Aは、図33では、軸受20の内端面20aに対して離れているが、その内端面20aに当接させることもできる。
12 スロットルボデー(ボア形成部材)
14 スロットルバルブ体(弁体)
17 ボア(流路)
18 軸受嵌合部
20 軸受
20a 端面
22 弁軸部
24 弁本体部
32 端面
38 内周面
42 環状空間部
50 シール部材
51 第1のシール部(シール部)
52 環状部材
52c 当接部
56 第2のシール部(シール部)
57 負圧用リップ(シール部)
57a 正圧用リップ(シール部)
250 シール部材
252 環状部材
264 正圧用リップ(シール部)
350 シール部材
352 正圧用リップ(シール部)
353 負圧用リップ(シール部)
360 摺動部材
450 シール部材
550 シール部材
650 シール部材
Claims (12)
- 流路を形成する流路形成部材と、
前記流路形成部材に形成された軸受嵌合部に軸受を介して回動可能に支持される弁軸部、及び、その弁軸部と一体で回動することにより前記流路を開閉する弁本体部を有する弁体と
を備える流量制御弁であって、
前記流路形成部材の軸受嵌合部と前記弁体の弁軸部との径方向に対向する周面間でかつ前記軸受と前記弁体との軸方向に対向する端面間に環状空間部が形成されており、
前記環状空間部に、前記軸受嵌合部の内周面及び前記弁軸部の外周面並びに前記弁体の端面をそれぞれシールするシール部を備えたシール部材が設けられている
ことを特徴とする流量制御弁。 - 請求項1に記載された流量制御弁であって、
前記シール部材が、前記弁体の弁軸部に固定されていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項1に記載された流量制御弁であって、
前記シール部材が、前記流路形成部材の軸受嵌合部に固定されていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項2又は3に記載された流量制御弁であって、
前記シール部材を固定する前記弁軸部又は前記軸受嵌合部に弾性的に嵌合されるシール部に、そのシール部の径方向の弾性変形を制限する環状部材が設けられていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項4に記載された流量制御弁であって、
前記環状部材が、前記シール部材を固定する前記弁軸部又は前記軸受嵌合部の周面に弾性的に当接する当接部を備えていることを特徴とする流量制御弁。 - 流路を形成する流路形成部材と、
前記流路形成部材に形成された軸受嵌合部に軸受を介して回動可能に支持される弁軸部、及び、その弁軸部と一体で回動することにより前記流路を開閉する弁本体部を有する弁体と
を備える流量制御弁であって、
前記流路形成部材の軸受嵌合部と前記弁体の弁軸部との径方向に対向する周面間でかつ前記軸受と前記弁体との軸方向に対向する端面間に環状空間部が形成されており、
前記環状空間部に、前記軸受嵌合部の内周面と前記弁軸部の外周面とのいずれか一方の周面に圧入される圧入部材と、該圧入部材と一体的に形成されかつ他方の周面及び前記弁体の端面をそれぞれシールするシール部を有するゴム状弾性部材とを備えたシール部材が設けられている
ことを特徴とする流量制御弁。 - 請求項6に記載された流量制御弁であって、
前記圧入部材が、前記一方の周面に弾性的に当接する当接部を備えていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載された流量制御弁であって、
前記シール部材が、前記流路内に作用する正圧により接触圧が高くなる方向へ弾性変形する正圧用リップと、前記流路内に作用する負圧により接触圧が高くなる方向へ弾性変形する負圧用リップとのうち、少なくとも一方のリップを備えていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載された流量制御弁であって、
前記環状空間部に、前記シール部材の軸受側において前記軸受嵌合部の内周面及び前記弁軸部の外周面をそれぞれシールするシール部を備えたもう1つのシール部材が設けられていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項9に記載された流量制御弁であって、
前記もう1つのシール部材が、前記流路内に作用する正圧により接触圧が高くなる方向へ弾性変形する正圧用リップと、前記流路内に作用する負圧により接触圧が高くなる方向へ弾性変形する負圧用リップとのうち、少なくとも一方のリップを備えていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項1〜10のいずれか1つに記載された流量制御弁であって、
前記弁体の端面とその端面をシールするシール部材のシール部との間に、該弁体の端面に摺動接触する摺動部材が設けられていることを特徴とする流量制御弁。 - 請求項11に記載された流量制御弁であって、
前記シール部材に前記摺動部材が一体化されていることを特徴とする流量制御弁。
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