JP2011074907A - 開閉弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弁座を有する弁箱と、弁箱内に回転自在に設けられた弁軸18と、弁軸18に支持されて弁座に離着座する弁体と、弁軸18に弾性力を付勢するリターンスプリング21と、弁軸18を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、弁体の離着座時にアクチュエータによって蓄力される緩衝スプリング23をリターンスプリング21とアクチュエータとの間に介設する。緩衝スプリング23は一端をリターンスプリング21が係止され、かつ、アクチュエータが連結されたレバー22に係止し、他端を弁軸18に支持された緩衝レバー24に係止する。
【選択図】図5
Description
例えば、自動車用ディーゼルエンジンの排気ガス再循環装置に利用して有効なものに関する。
このEGR法は、排気ガス再循環バルブ(Exhaust Gas Recirculation Valve。以下、EGRバルブという)をエンジンの排気通路と吸気通路との間のEGR路(以下、EGR管という)に介設し、EGRバルブによってエンジンの排気ガスの一部を吸気系に戻してやり、新しい空気(吸入空気)と混ぜて燃焼室に送り込むことにより、燃焼室内に吸入された空気の過剰な酸素濃度を下げ、かつ、燃焼熱を奪う分だけ燃焼温度を下げてNOxの生成を抑制する方法、である。
(1)弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記弁体の離着座時に前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられていることを特徴とする開閉弁。
(2)前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータが連結されたレバーに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする(1)に記載の開閉弁。
(3)前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータの出力軸に固定されたストッパに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に連結されるとともに前記出力軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする(1)に記載の開閉弁。
(4)弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記弁軸には、前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられており、前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータが連結されたレバーに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする開閉弁。
(5)弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記アクチュエータの出力軸には、前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられており、前記緩衝スプリングの一端は、前記出力軸に固定されたストッパに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に連結されるとともに前記出力軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする開閉弁。
本実施形態において、本発明に係る開閉弁は、大型トラックに搭載されるディーゼルエンジンの排気ガスを再循環させるEGR装置のEGRバルブに使用されている。
弁体16は耐久性を有する材料が使用されて円形平盤形状に形成されている。弁体16の直径は流入路13の内径よりも小さく流出路14の内径よりも大きく設定されており、流入路13側端面縁辺部には弁座15に着座するシール面16aがC面取りされて形成されている。
図4に示されているように、開閉弁の開弁時において、弁体16は格納部17内に納まった状態になり、ストッパ20は格納部17の底面に当接した状態になる。
レバー22は略円板形状に形成されており、弁軸18に直交するように嵌合されて固定されている。レバー22の周縁部には係止部22aが切り欠かれており、係止部22aにはリターンスプリング21の第一端部21aが係止されている。
弁軸18の突出端部におけるレバー22の外側には、ねじりコイルばねからなる緩衝スプリング23が外装されており、弁軸18の突出端部における緩衝スプリング23の外側には緩衝レバー24が支持されている。緩衝スプリング23の第一端部23aは緩衝レバー24の係止爪24aに係止され、緩衝スプリング23の第二端部23bはレバー22の係止爪22bに係止されている。緩衝スプリング23は緩衝レバー24の係止爪24aとレバー22の係止爪22bとを互いに接近させる方向に常時付勢している。
レバー22の係止爪22bの反対側にはピン22cが突設されており、ピン22cには弁軸18を90度往復回動させるアクチュエータが連結されている(図5参照)。
例えば、NOxの生成を抑制する必要がない場合には、EGRバルブとしての開閉弁7は、図3に示されているように全閉される。すなわち、図3において、弁体16は弁座15に当接することにより、流入路13と流出路14との連通を遮断する。
この全閉状態においては、図5(a)に示されているように、リターンスプリング21の第一端部21aはレバー22の係止部22aに弾性力を付勢することにより、弁軸18を介して弁体16を流入側弁座15に押接させている。
この全開状態においては、図5(c)に示されているように、弁軸18、リターンスプリング21、レバー22、緩衝スプリング23および緩衝レバー24は、図5(a)に示された全閉状態から90度回動した状態になっている。
しかし、本実施形態においては、緩衝スプリング23がレバー22の係止爪22bと緩衝レバー24の係止爪24aとの間に介設されているので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
すなわち、ストッパ20が格納部17の底面に衝突すると、弁軸18は図5(a)に示された全閉位置から90度回動した図5(b)に示された位置において停止するが、レバー22は弁軸18との間にリターンスプリング21が介設されているので、リターンスプリング21を絞る方向(蓄力する方向)にねじって、例えば、図5(b)に示されているように、15度だけ回動し続ける。このとき、緩衝スプリング23は第一端部23aが緩衝レバー24の係止爪24aに係止され、第二端部23bがレバー22の係止爪22bに係止されているので、緩衝レバー24の回動により、緩衝スプリング23は絞る方向(蓄力する方向)にねじり込まれる。この緩衝スプリング23の絞り込みによる蓄力により、アクチュエータの駆動力による衝撃を吸収することができるので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
緩衝スプリング23の絞り込みによる蓄力がリターンスプリング21の蓄力よりも勝ると、緩衝スプリング23はレバー22を図5(c)に示された全開位置に押し戻す。
しかし、本実施形態においては、緩衝スプリング23がレバー22の係止爪22bと緩衝レバー24の係止爪24aとの間に介設されているので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
すなわち、弁体16が弁座15に衝突すると、弁軸18は図5(d)に示された全開位置から90度回動した図5(e)に示された位置において停止するが、レバー22は弁軸18との間にリターンスプリング21が介設されているので、リターンスプリング21を解く方向(蓄力を解除する方向)にねじって、例えば、図5(e)に示されているように、15度だけ回動し続ける。このとき、緩衝スプリング23は第一端部23aが緩衝レバー24の係止爪24aに係止され、第二端部23bがレバー22の係止爪22bに係止されているので、緩衝レバー24の回動により、緩衝スプリング23は絞る方向(蓄力する方向)にねじり込まれる。この緩衝スプリング23の絞り込みによる蓄力により、アクチュエータの駆動力による衝撃を吸収することができるので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
緩衝スプリング23の絞り込みによる蓄力がリターンスプリング21の蓄力よりも勝ると、緩衝スプリング23はレバー22を図5(f)に示された全閉位置に押し戻す。
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、開閉弁である。
本実施形態に係る開閉弁7Aの弁箱10Aにおける流入口11Aに連続した流入路13Aと、流出口12Aに連続した流出路14Aとは同一口径の円形孔形状にそれぞれ形成されており、流入路13Aの中心線と流出路14Aの中心線とは一致している。流入路13Aと流出路14Aとには弁座15Aが形成されており、弁箱10の弁座15A付近には、円形平板形状の弁体16Aを支持した弁軸18Aが回転自在に支持されている。
弁体16Aの直径は流入路13Aおよび流出路14Aの内径よりも大きく設定されており、外周には弁座15Aに着座するシール面16aが形成されている。
レバー22の係止部22aの反対側にはピン22cが突設されており、ピン22cにはコネクティングロッド25の一端部が回転自在に連結されている。
出力軸34の突出端部における緩衝レバー35の内側部分外周には、鍔付き円柱形状に形成されたストッパ36が固定されている。ストッパ36の外側端面には保持溝37が没設されており、保持溝37は緩衝レバー35を所定角度(図示例では、20度)の範囲内で許容するように保持している。
ストッパ36にはねじりコイルばねからなる緩衝スプリング38が外装されている。緩衝スプリング38の第一端部38aはストッパ36の係止部36aに係止され、緩衝スプリング38の第二端部38bは緩衝レバー35の係止部35bに係止されている。緩衝スプリング38は緩衝レバー35の係止部35aとストッパ36の係止部36bとを互いに接近させる方向に常時付勢している。
例えば、NOxの生成を抑制する必要がない場合には、EGRバルブとしての開閉弁7Aは図6に示されているように全閉される。すなわち、図6において、弁体16Aは弁座15Aに当接することにより、流入路13と流出路14との連通を遮断する。
この全閉状態においては、図6に示されているように、リターンスプリング21の第一端部21aはレバー22の係止部22aに弾性力を付勢することにより、弁軸18を介して弁体16を弁座15Aに押接させている。
すなわち、弁体16Aが弁座15Aに衝突すると、コネクティングロッド25により緩衝レバー35の回動は止まるが、出力軸34に固定されたストッパ36はアクチュエータ30によりそのまま回動を続けようとする。例えば、図9(b)に示されているように、アクチュエータ30は20度以内の範囲でストッパ36を回動し続ける。このときストッパ36との間に介設された緩衝スプリング38は絞り込み方向にねじられる。この緩衝スプリング38の絞り込みによる蓄力により、アクチュエータ30の駆動力による衝撃を吸収することができるので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
本実施形態が前記第二実施形態と異なる点は、前記第二実施形態の緩衝レバー35、ストッパ36、緩衝スプリング38に代わって、出力軸34に緩衝レバー39、ストッパ41、緩衝スプリング40を適用した点である。
出力軸34の一端部はギヤボックス31の外部に突出されており、出力軸34の突出端部には矩形平板形状の緩衝レバー39が出力軸34に直交するように嵌合されている。緩衝レバー39の一端部にはコネクティングロッド25の他端部がピン39cによって回転自在に連結されている。出力軸34の突出端部における緩衝レバー39の外側には、ねじりコイルばねからなる緩衝スプリング40が外装されている。
ストッパ41は略円板形状に形成されており、弁軸18の出力軸34に直交するように嵌合されて固定されている。緩衝スプリング40の第一端部40aは緩衝レバー39の係止爪39aに係止され、緩衝スプリング40の第二端部40bはストッパ41の係止爪41aに係止されている。緩衝スプリング40は緩衝レバー39の係止爪39aとストッパ41の係止爪41a とを互いに接近させる方向に常時付勢している
開閉弁7A(図8、図9参照)の弁体16Aが全開にされる際には、アクチュエータ30は、出力軸34を介してストッパ41および緩衝レバー39を図11(a)の位置に回動する。緩衝レバー39が回動されると、ピン39cによって緩衝レバー39に連結されたコネクティングロッド25によって、開閉弁7Aの弁体16Aが全開となる。
開閉弁7Aの弁体16Aがアクチュエータ30によって全閉される際には、出力軸34を介してストッパ41および緩衝レバー39が図11(b)の位置に回動する。緩衝レバー39が回動されると、ピン39cによって緩衝レバー39に連結されたコネクティングロッド25によって、開閉弁7Aの弁体16Aが全閉となる。出力軸34が70度回動した位置において、アクチュエータ30に大きな衝撃力が発生するのは、前述した第二実施形態の場合と同じである。
すなわち、開閉弁7Aの弁体16Aが全閉となり弁座に衝突すると、コネクティングロッド25により緩衝レバー39の回動は止まるが、出力軸34に固定されたストッパ41はアクチュエータ30によりそのまま回動を続けようとする。
つまり、弁体16Aが弁座15Aに衝突すると、緩衝レバー39は図11(b)に示された位置において停止するが、ストッパ41は図11(c)に示されているように、さらに回動し続けようとする。このとき、緩衝スプリング40は第一端部40aが緩衝レバー39の係止爪39aに係止され、第二端部40bがストッパ41の係止爪41aに係止されているので、ストッパ41の回動により、緩衝スプリング40は絞る方向(蓄力する方向)にねじり込まれる。この緩衝スプリング40の絞り込みによる蓄力により、アクチュエータ30の駆動力による衝撃を吸収することができるので、大きな衝撃力が発生するのを防止することができる。
また、大型トラックの他、全ての車両に適用することができる。
10…弁箱、11…流入口、12…流出口、13…流入路、14…流出路、15…弁座、16…弁体、17…格納部、18…弁軸、19…アーム、20…ストッパ、21…リターンスプリング、21a…第一端部、22…レバー、22a…係止部、22b…係止爪、22c…ピン、23…緩衝スプリング、23a…第一端部、23b…第二端部、24…緩衝レバー、24a…係止爪、
7A…開閉弁、10A…弁箱、11 A…流入口、12A…流出口、13A…流入路、14A…流出路、15A…弁座、16A…弁体、18A…弁軸、
25…コネクティングロッド、
30…アクチュエータ、31…ギヤボックス、32…歯車減速装置、33…駆動軸、34…出力軸、35…緩衝レバー、36…ストッパ、37…保持溝、38…緩衝スプリング、39…緩衝レバー、39a…係止爪、40…緩衝スプリング、40a…第一端部、40b…第二端部、41…ストッパ、41a…係止爪。
Claims (5)
- 弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記弁体の離着座時に前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられていることを特徴とする開閉弁。 - 前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータが連結されたレバーに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉弁。
- 前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータの出力軸に固定されたストッパに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に連結されるとともに前記出力軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする請求項1に記載の開閉弁。
- 弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記弁軸には、前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられており、前記緩衝スプリングの一端は、前記アクチュエータが連結されたレバーに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする開閉弁。 - 弁座を有する弁箱と、該弁箱内に回転自在に設けられた弁軸と、該弁軸に支持されて前記弁座に離着座する弁体と、前記弁軸を回動させるアクチュエータと、を備えた開閉弁において、
前記アクチュエータの出力軸には、前記アクチュエータによって蓄力される緩衝スプリングが設けられており、前記緩衝スプリングの一端は、前記出力軸に固定されたストッパに係止されており、前記緩衝スプリングの他端は、前記弁軸に連結されるとともに前記出力軸に支持された緩衝レバーに係止されていることを特徴とする開閉弁。
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JPS6175024A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-17 | Nippon Denso Co Ltd | 車両用スロツトル制御装置 |
JPH03267531A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Aisan Ind Co Ltd | エンジンのスロットル制御装置 |
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