JP6189141B2 - Channel open / close valve - Google Patents

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Description

本発明は、流体の流通する流路を開閉することにより該流体の流通状態を切り換える流路開閉弁に関する。   The present invention relates to a flow path opening / closing valve that switches a flow state of a fluid by opening and closing a flow path through which the fluid flows.

従来から、例えば、流体の流通する流路に接続され、該流路の連通状態を切り換えることによって前記流体の流通状態を制御する流路開閉弁が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a channel opening / closing valve that is connected to a fluid flow channel and controls the fluid flow state by switching the communication state of the flow channel is known.

このような流路開閉弁は、例えば、特許文献１に開示されているように、半球面状の着座面を有した弁体と、該弁体を回動させる弁棒とを備え、前記弁棒と前記着座面の曲率中心とが偏心した状態で連結されている。そして、弁体の着座面が弁箱に固定されたインサートのシートリングに着座することで前記弁箱の流入通路、流出通路を通じた流体の流通が遮断される。   Such a channel opening / closing valve includes, for example, a valve body having a hemispherical seating surface and a valve rod for rotating the valve body, as disclosed in Patent Document 1, and the valve The rod and the center of curvature of the seating surface are connected in an eccentric state. Then, the seating surface of the valve body is seated on the seat ring of the insert fixed to the valve box, whereby the fluid flow through the inflow passage and the outflow passage of the valve box is blocked.

特開平１０−３２５４７２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-325472

上述した特許文献１に係る流路開閉弁では、弁体の着座するインサートの着座部によって流通する流体の流量が規制されており、前記弁体が着座部に対して着座・離間を繰り返すことによって前記着座部が摩耗し、着座部の摩耗によって直径が変化してしまうことで前記流量が変化して高精度な流量制御を行うことが困難となる。   In the flow path opening / closing valve according to Patent Document 1 described above, the flow rate of the fluid flowing by the seating portion of the insert on which the valve body is seated is regulated, and the valve body is repeatedly seated and separated from the seating portion. Since the seating portion is worn and the diameter changes due to the wear of the seating portion, it becomes difficult to control the flow rate with high accuracy by changing the flow rate.

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、流通する流体の流量変化を防止し、高精度に維持可能な流路開閉弁を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flow path opening / closing valve that can prevent a change in the flow rate of a circulating fluid and can be maintained with high accuracy.

前記の目的を達成するために、本発明は、流体の流通する流路を有したボディと、一部が球面状でありシャフトが回転することで流体の流通状態を切り換えるバルブと、バルブの着座するシート部及び流体の流通する連通孔を有したバルブシートとを備え、シャフトがバルブの球面中心から偏心して連結された流路開閉弁において、
バルブシートは、流体の流通方向の下流側となる端部にバルブ側に突出した環状突出部を有し、連通孔は、その上流側に形成され流体の流量を規制する流量規定部と、連通孔における下流側に形成され、流量規定部に対して拡径し、且つ、環状突出部の内周側に形成された拡径部とを有すると共に、
端部には環状突出部の外周側に形成された切欠部を有し、切欠部が端部側に向かって縮径するように形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a body having a flow path through which a fluid flows, a valve that is partially spherical and switches a fluid flow state by rotating a shaft, and seating of the valve A flow path opening / closing valve having a seat portion and a valve seat having a communication hole through which fluid flows, wherein the shaft is connected eccentrically from the spherical center of the valve,
The valve seat has an annular projecting portion projecting toward the valve side at an end on the downstream side in the fluid flow direction, and the communication hole communicates with a flow rate defining portion that is formed on the upstream side and regulates the flow rate of the fluid. Formed on the downstream side of the hole, having a diameter enlarged with respect to the flow rate defining part, and having an enlarged diameter part formed on the inner peripheral side of the annular protrusion ,
The end has a notch formed on the outer peripheral side of the annular projection, the notch portion and said Rukoto formed so reduced in diameter toward the end side.

本発明によれば、流路開閉弁において、バルブがシート部に着座するバルブシートには、内部に形成された連通孔を流通する流体の流通方向の下流側となる端部に環状突出部が形成され、環状突出部はバルブ側に突出し、連通孔には、その上流側に形成され流体の流量を規制する流量規定部と、連通孔における下流側に形成され、流量規定部に対して拡径し、且つ、環状突出部の内周側に形成された拡径部とが形成される。そして、バルブが回動して環状突出部に形成されたシート部に着座することで弁閉状態となり、一方、シート部から離間することで弁開状態となる。   According to the present invention, in the flow path opening / closing valve, the valve seat in which the valve is seated on the seat portion has the annular protrusion at the end on the downstream side in the flow direction of the fluid flowing through the communication hole formed therein. The annular protrusion protrudes toward the valve, and the communication hole is formed on the upstream side of the flow regulating part for regulating the flow rate of the fluid, and is formed on the downstream side of the communication hole. And an enlarged diameter portion formed on the inner peripheral side of the annular protrusion. Then, the valve is turned and seated on the seat portion formed on the annular projecting portion, and the valve is closed. On the other hand, when the valve is separated from the seat portion, the valve is opened.

従って、バルブシートのシート部に対してバルブが着座・離間する際、摺動によってシート部が摩耗することとなるが、シート部は、バルブシートにおいて流体の流量を規定している流量規定部より拡径した拡径部に設けられているため、シート部が摩耗した場合でも流量規定部の形状が変化してしまうことがなく、流体の流量に影響を及ぼすことが回避される。その結果、流路開閉弁を長期間使用してシート部が摩耗した場合でも、流量規定部を通じて流体を所定の流量で高精度に下流側へと流通させることができる。   Therefore, when the valve is seated and separated from the seat portion of the valve seat, the seat portion is worn by sliding, but the seat portion is more than the flow rate regulating portion that regulates the fluid flow rate in the valve seat. Since it is provided in the expanded diameter portion, the shape of the flow rate regulating portion does not change even when the seat portion is worn, and it is possible to avoid affecting the flow rate of the fluid. As a result, even when the flow path opening / closing valve is used for a long time and the seat portion is worn, the fluid can be circulated to the downstream side with a predetermined flow rate with high accuracy through the flow rate regulating portion.

また、環状突出部の内周面とバルブとの間に空間部を有することにより、弁閉状態からバルブが回動して開き始める際に、環状突出部に形成されたシート部との干渉が低減され、シート部に対するバルブのかじりが抑制されるため、バルブを円滑に回動させることができる。   In addition, by having a space between the inner peripheral surface of the annular protrusion and the valve, when the valve starts to rotate and open from the valve closed state, interference with the seat portion formed in the annular protrusion is prevented. As a result, the valve is prevented from galling with respect to the seat portion, so that the valve can be smoothly rotated.

さらにまた、流量規定部を、上流側から下流側に向かって狭くなるように形成することにより、流量規定部を通過する流体の流速が上流側から下流側に向かって速くなり、それに伴って、流体に含まれる不純物が連通孔の内周面に付着しにくくなる。そのため、連通孔の内周面に対する不純物の付着を防止し、付着に起因した流量の低下を防止することができる。   Furthermore, by forming the flow rate defining portion so as to become narrower from the upstream side toward the downstream side, the flow velocity of the fluid passing through the flow rate defining portion increases from the upstream side toward the downstream side, and accordingly, Impurities contained in the fluid are less likely to adhere to the inner peripheral surface of the communication hole. Therefore, it is possible to prevent adhesion of impurities to the inner peripheral surface of the communication hole, and to prevent a decrease in flow rate due to the adhesion.

またさらに、シャフトは、通電作用下に駆動する駆動源によって駆動され、シャフトには、駆動源からの駆動力が停止された際に、バルブを弁閉方向へと付勢する弾発力が付勢されるため、シャフトの中心とバルブの曲率中心とが偏心した流路開閉弁において、弾発力によってバルブを弁閉状態とする場合に生じるバルブシートの摩耗による流体の流量変化が好適に抑制され、高精度な流量制御を行うことができる。   Furthermore, the shaft is driven by a drive source that is driven under energization, and when the drive force from the drive source is stopped, the shaft is given a resilient force that urges the valve in the valve closing direction. Therefore, in the flow path opening / closing valve in which the center of the shaft and the center of curvature of the valve are eccentric, the flow rate change due to wear of the valve seat that occurs when the valve is closed due to the elastic force is suitably suppressed. Therefore, highly accurate flow rate control can be performed.

本発明によれば、以下の効果が得られる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、流路開閉弁を構成するバルブシートに、流体の流通する連通孔の下流側端部に環状突出部が形成されると共に、連通孔は上流側に形成され流体の流量を規制する流量規定部と、下流側に形成され流量規定部に対して拡径し、且つ、環状突出部の内周側に形成された拡径部とを有し、バルブシートのシート部に対してバルブが着座・離間しシート部が摩耗した場合に、流量規定部より拡径した拡径部が摩耗するため流量規定部を流通する流体の流量に影響を及ぼすことが回避される。その結果、流路開閉弁を長期間使用してシート部が摩耗した場合でも、流量規定部を通じて流体を所定の流量で高精度に下流側へと流通させることが可能となる。   That is, the valve seat that constitutes the flow path opening / closing valve has an annular protrusion formed at the downstream end of the communication hole through which the fluid flows, and the communication hole is formed at the upstream side to regulate the flow rate of the fluid. And a diameter-enlarged portion formed on the inner peripheral side of the annular protrusion, and the valve is seated on the seat portion of the valve seat -When the seat portion is separated and worn, the diameter-expanded portion that is larger than the flow rate defining portion wears out, so that the influence on the flow rate of the fluid flowing through the flow rate defining portion is avoided. As a result, even when the flow path opening / closing valve is used for a long time and the seat portion is worn, the fluid can be circulated to the downstream side with a predetermined flow rate with high accuracy through the flow rate regulating portion.

本発明の実施の形態に係る流路開閉弁の一部省略断面図である。FIG. 3 is a partially omitted cross-sectional view of the flow path opening / closing valve according to the embodiment of the present invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図２のバルブシートのシート部近傍を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a seat portion of the valve seat of FIG. 2. 変形例に係るバルブシートを有した流路開閉弁の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a channel on-off valve with a valve seat concerning a modification.

本発明に係る流路開閉弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る流路開閉弁を示す。   A preferred embodiment of a flow path opening / closing valve according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a flow path opening / closing valve according to an embodiment of the present invention.

なお、以下の説明では、内燃機関から排出される排気ガス（流体）を吸気系に再循環させる際に、前記排気ガスの流通状態を切り換える排気ガス再循環バルブとして流路開閉弁１０が用いられる場合について説明する。   In the following description, when the exhaust gas (fluid) discharged from the internal combustion engine is recirculated to the intake system, the flow path opening / closing valve 10 is used as an exhaust gas recirculation valve that switches the flow state of the exhaust gas. The case will be described.

この流路開閉弁１０は、図１に示されるように、ボディ本体（ボディ）１２と、該ボディ本体１２の内部に回動自在に設けられるバルブ１４と、前記バルブ１４の外縁部が当接するバルブシート１６と、前記ボディ本体１２の内部及び上部に設けられ、前記バルブ１４に対して回転駆動力を付与する駆動力伝達機構１８とを含む。   As shown in FIG. 1, the flow path opening / closing valve 10 is in contact with a body main body 12, a valve 14 rotatably provided inside the body main body 12, and an outer edge portion of the valve 14. It includes a valve seat 16 and a driving force transmission mechanism 18 that is provided inside and above the body main body 12 and applies a rotational driving force to the valve 14.

このボディ本体１２は、例えば、金属製材料から形成され、その下側には、排気ガスの供給されるガス流入口２０と、その反対側に設けられ前記排気ガスを導出して内燃機関（図示せず）へと循環させるガス流出口２２とが設けられている。なお、ボディ本体１２において、ガス流入口２０とガス流出口２２とは略一直線上に設けられる。また、ボディ本体１２には、ガス流入口２０とガス流出口２２との間に連通室２４が形成され、この連通室２４の内部に略円盤状のバルブ１４が回動自在に配設される。   The body body 12 is made of, for example, a metal material, and a gas inlet 20 to which exhaust gas is supplied is provided on the lower side, and the exhaust gas is led out to the internal combustion engine (see FIG. A gas outlet 22 is provided for circulation to a gas outlet (not shown). In the body main body 12, the gas inlet 20 and the gas outlet 22 are provided on a substantially straight line. Further, a communication chamber 24 is formed in the body main body 12 between the gas inlet 20 and the gas outlet 22, and a substantially disk-shaped valve 14 is rotatably disposed in the communication chamber 24. .

一方、ボディ本体１２の略中央部には、連通室２４から鉛直上方に向かって貫通したシャフト孔２６が形成され、後述する駆動力伝達機構１８のシャフト５８が挿通される。   On the other hand, a shaft hole 26 penetrating vertically upward from the communication chamber 24 is formed in a substantially central portion of the body main body 12, and a shaft 58 of the driving force transmission mechanism 18 described later is inserted therethrough.

また、連通室２４とガス流入口２０との間には、ガス流入口２０に対して縮径した挿入孔２８が形成され、該挿入孔２８には、バルブ１４の外周面に摺接するバルブシート１６が設けられると共に、前記ガス流入口２０と前記連通室２４との境界部には、該ガス流入口２０の軸方向（矢印Ａ方向）と直交した内壁面３０が形成される。なお、内壁面３０は、ガス流入口２０に臨むように形成されている。   An insertion hole 28 having a reduced diameter with respect to the gas inlet 20 is formed between the communication chamber 24 and the gas inlet 20, and a valve seat that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the valve 14 is formed in the insertion hole 28. 16 and an inner wall surface 30 orthogonal to the axial direction of the gas inlet 20 (in the direction of arrow A) is formed at the boundary between the gas inlet 20 and the communication chamber 24. The inner wall surface 30 is formed to face the gas inlet 20.

バルブ１４は、例えば、略半球面状の着座面３２を有した略円盤状に形成され、前記軸方向（矢印Ａ方向）に沿ってバルブ厚さ方向に貫通したボルト孔３４が形成されると共に、その一端部側（矢印Ａ１方向）に形成された着座面３２がバルブシート１６のシート部３６に対して着座自在に形成される。そして、バルブ１４の他端部が、後述するシャフト５８の凹部に挿入された状態でボルト孔３４に挿通された固定ボルト３８をシャフト５８に螺合させることで、前記バルブ１４がシャフト５８に対して固定される。   The valve 14 is formed, for example, in a substantially disk shape having a substantially hemispherical seating surface 32, and a bolt hole 34 penetrating in the valve thickness direction along the axial direction (arrow A direction) is formed. The seating surface 32 formed on one end side (in the direction of the arrow A1) is formed so as to be seated on the seat portion 36 of the valve seat 16. Then, the valve 14 is attached to the shaft 58 by screwing the fixing bolt 38 inserted through the bolt hole 34 into the shaft 58 in a state where the other end portion of the valve 14 is inserted into a concave portion of the shaft 58 described later. Fixed.

バルブシート１６は、図１〜図３に示されるように、例えば、金属製材料から形成され、円筒状に形成された本体部４０と、該本体部４０の一端部に形成され半径外方向に拡径した略円盤状のフランジ部４２とを含み、前記本体部４０及びフランジ部４２の中心を貫通するように連通孔４４が軸方向（矢印Ａ方向）に沿って貫通している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the valve seat 16 is formed of, for example, a metal material, and is formed into a cylindrical body portion 40 and one end portion of the body portion 40, and radially outward. The communication hole 44 penetrates along the axial direction (arrow A direction) so that the center part of the said main-body part 40 and the flange part 42 may be penetrated.

そして、バルブシート１６は、本体部４０が挿入孔２８に挿入され、フランジ部４２がガス流入口２０に収納された状態でボディ本体１２に固定される。   The valve seat 16 is fixed to the body main body 12 with the main body portion 40 being inserted into the insertion hole 28 and the flange portion 42 being accommodated in the gas inlet 20.

本体部４０は、その他端部が連通室２４側（矢印Ａ２方向）となるように設けられ、外周面が先端に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成された突出部４６を有する。この突出部４６は、環状に形成され、その内周面には連通孔４４に対して拡径した直径で形成された拡径部４８を有する。また、本体部４０の他端部には、連通孔４４と拡径部４８との間を接続するように内周径の徐々に変化した傾斜部５０を有する。   The main body 40 has a protruding portion 46 that is provided so that the other end is on the communication chamber 24 side (in the direction of the arrow A2), and is tapered so that the outer peripheral surface gradually decreases in diameter toward the tip. . The protruding portion 46 is formed in an annular shape, and has an enlarged diameter portion 48 formed on the inner peripheral surface thereof with a diameter larger than that of the communication hole 44. Further, the other end portion of the main body portion 40 has an inclined portion 50 whose inner peripheral diameter gradually changes so as to connect between the communication hole 44 and the enlarged diameter portion 48.

すなわち、本体部４０の内部には、軸方向（矢印Ａ方向）に沿って連通孔４４、傾斜部５０及び拡径部４８が貫通するように形成され、前記連通孔４４に対して徐々に拡径する傾斜部５０と、該傾斜部５０の端部に形成され該連通孔４４より拡径した拡径部４８とを有する。   That is, the communication hole 44, the inclined part 50, and the enlarged diameter part 48 are formed in the main body 40 so as to penetrate along the axial direction (the direction of arrow A) and gradually expand with respect to the communication hole 44. The inclined portion 50 has a diameter and an enlarged diameter portion 48 that is formed at the end of the inclined portion 50 and has a diameter larger than that of the communication hole 44.

突出部４６の先端には、バルブ１４の着座するシート部３６が形成され、該シート部３６は、連通孔４４の端部から徐々に拡径する略半球面状若しくは断面略テーパ状に形成される。そして、バルブシート１６の連通孔４４を通じてガス流入口２０と連通室２４とが連通し、一方、シート部３６に対してバルブ１４が当接することによって連通孔４４を通じたガス流入口２０と連通室２４との連通が遮断された弁閉状態となる（図１及び図２参照）。   A seat portion 36 on which the valve 14 is seated is formed at the tip of the projecting portion 46, and the seat portion 36 is formed in a substantially hemispherical shape or a substantially tapered cross section that gradually increases in diameter from the end portion of the communication hole 44. The The gas inlet 20 and the communication chamber 24 communicate with each other through the communication hole 44 of the valve seat 16. On the other hand, when the valve 14 abuts against the seat portion 36, the gas inlet 20 and the communication chamber through the communication hole 44 are communicated. The valve is in a closed state in which communication with 24 is blocked (see FIGS. 1 and 2).

フランジ部４２には、その外周面から半径内方向に向かって切り欠かれた複数の溝部５２が形成され、前記溝部５２に挿通された締結ボルト５４をボディ本体１２に形成されたねじ穴５６に螺合させることで、前記フランジ部４２を介してバルブシート１６がボディ本体１２の内部に固定される。   The flange portion 42 is formed with a plurality of groove portions 52 that are notched radially outward from the outer peripheral surface thereof, and fastening bolts 54 inserted through the groove portions 52 are inserted into screw holes 56 formed in the body main body 12. By screwing, the valve seat 16 is fixed inside the body main body 12 via the flange portion 42.

駆動力伝達機構１８は、図１に示されるように、バルブ１４の連結されるシャフト５８と、前記シャフト５８の上端部に連結されるバルブギア６０と、ボディ本体１２の上部に連結され前記バルブギア６０を介して前記シャフト５８を回転駆動させる駆動源（図示せず）と、前記バルブギア６０を所定方向に付勢するリターンスプリング６２とを含む。なお、駆動源は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータ、ロータリーアクチュエータ、若しくは、ＤＣモータからなる。また、リターンスプリング６２は、例えば、コイルスプリングからなり、その一端部がボディ本体１２に、他端部がバルブギア６０に係合され、該バルブギア６０に対して回転方向の弾発力を付勢する。   As shown in FIG. 1, the driving force transmission mechanism 18 includes a shaft 58 connected to the valve 14, a valve gear 60 connected to the upper end of the shaft 58, and an upper part of the body main body 12 to connect the valve gear 60. A drive source (not shown) for rotating the shaft 58 via a shaft, and a return spring 62 for urging the valve gear 60 in a predetermined direction. The drive source is composed of, for example, a stepping motor, a rotary actuator, or a DC motor that is driven to rotate under energization. The return spring 62 is formed of, for example, a coil spring. One end of the return spring 62 is engaged with the body main body 12 and the other end is engaged with the valve gear 60, and the elastic force in the rotational direction is urged against the valve gear 60. .

シャフト５８は、その上端部がバルブギア６０の略中央部に挿通されてナット（図示せず）を締め付けることによって固定されると共に、ボディ本体１２においてバルブ１４の上方及び下方にそれぞれ装着された軸受６４ａ、６４ｂによって回転自在に支持されている。そして、シャフト５８には、連通室２４に臨む位置に軸線と直交方向に窪んだ凹部を有し、前記凹部にバルブ１４の他端部が挿入された状態で固定ボルト３８によって固定される。これにより、バルブ１４がシャフト５８と共に一体的に回動することとなる。   The shaft 58 is fixed by inserting an upper end of the shaft 58 into a substantially central portion of the valve gear 60 and tightening a nut (not shown), and is mounted on the body main body 12 above and below the valve 14, respectively. , 64b are rotatably supported. The shaft 58 has a recess recessed in a direction orthogonal to the axis at a position facing the communication chamber 24, and is fixed by the fixing bolt 38 with the other end of the valve 14 being inserted into the recess. As a result, the valve 14 rotates together with the shaft 58.

また、シャフト５８は、図２に示されるように、その軸線Ｂ１がバルブ１４における着座面３２の曲率中心を通る軸線Ｂ２に対して偏心した位置となるように連結されている。すなわち、シャフト５８の軸線Ｂ１は、バルブ１４の軸線Ｂ２に対して所定距離だけ離間して平行となるように設定されている。このため、バルブ１４は、軸線Ｂ２から偏心した位置に設定された軸線Ｂ１を中心として回動（揺動）するように連通室２４内に設置されている。   Further, as shown in FIG. 2, the shaft 58 is connected such that its axis B <b> 1 is eccentric with respect to the axis B <b> 2 passing through the center of curvature of the seating surface 32 in the valve 14. That is, the axis B1 of the shaft 58 is set to be parallel to the axis B2 of the valve 14 with a predetermined distance. For this reason, the valve 14 is installed in the communication chamber 24 so as to rotate (swing) about the axis B1 set at a position eccentric from the axis B2.

そして、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、駆動源が回動することで、その回転駆動力がバルブギア６０を介してシャフト５８へと伝達され、前記シャフト５８に連結されたバルブ１４が軸線Ｂ１を中心として回動動作することで、バルブシート１６に対して離間した弁開状態とする。   Then, based on a control signal from a controller (not shown), the drive source rotates, so that the rotational driving force is transmitted to the shaft 58 via the valve gear 60, and the valve 14 connected to the shaft 58 is connected to the axis B1. , The valve is opened with a distance from the valve seat 16.

一方、上述したコントローラからの制御信号が滅勢された場合には、駆動源からの駆動力がなくなるため、リターンスプリング６２の弾発力によってバルブギア６０が押圧され、該バルブギア６０と共にシャフト５８が回動することでバルブ１４が閉動作してバルブシート１６に着座した弁閉状態となる。すなわち、リターンスプリング６２は、バルブ１４がバルブシート１６に着座する方向に付勢する付勢手段として機能する。   On the other hand, when the control signal from the controller is de-energized, the driving force from the driving source is lost, so that the valve gear 60 is pressed by the elastic force of the return spring 62 and the shaft 58 rotates together with the valve gear 60. By moving, the valve 14 is closed and the valve seat 16 is seated on the valve seat 16. That is, the return spring 62 functions as a biasing unit that biases the valve 14 in the direction in which the valve 14 is seated on the valve seat 16.

本発明の実施の形態に係る流路開閉弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、図１及び図２に示されるように、バルブ１４の着座面３２がガス流入口２０に臨むように配置され、バルブシート１６のシート部３６に着座することで前記ガス流入口２０とガス流出口２２との連通が遮断された弁閉状態を初期位置として説明する。   The flow path opening / closing valve 10 according to the embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described. Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the seating surface 32 of the valve 14 is disposed so as to face the gas inlet 20, and is seated on the seat portion 36 of the valve seat 16, so that the gas inlet A valve closed state in which communication between the gas outlet 20 and the gas outlet 22 is blocked will be described as an initial position.

このような弁閉状態にある初期位置から、駆動力伝達機構１８の駆動源が駆動することで、該駆動源の回転駆動力がバルブギア６０を介してシャフト５８へと伝達され、図２に示される前記シャフト５８に連結されたバルブ１４が軸線Ｂ２から偏心した位置に設定された軸線Ｂ１を中心として所定角度だけ反時計回りに回転する。これにより、バルブ１４はバルブシート１６から徐々に離間する方向に変位する。   When the driving source of the driving force transmission mechanism 18 is driven from such an initial position in the valve closed state, the rotational driving force of the driving source is transmitted to the shaft 58 via the valve gear 60, as shown in FIG. The valve 14 connected to the shaft 58 rotates counterclockwise by a predetermined angle about the axis B1 set at a position eccentric from the axis B2. Thereby, the valve 14 is displaced in a direction gradually separating from the valve seat 16.

そして、バルブ１４の着座面３２が、バルブシート１６のシート部３６から離間することによって、弁開状態となり該着座面３２と前記シート部３６との間の間隙を通じてガス流入口２０に供給された排気ガスが連通室２４内へと導入される。駆動源の駆動作用下にさらにバルブ１４を回転させることにより、該バルブ１４がシート部３６から徐々に離間し、前記バルブ１４が初期位置から、例えば、約９０°回転した状態で完全な弁開状態となる。このような弁開状態において、ガス流入口２０に供給された排気ガスが、バルブシート１６の連通孔４４、連通室２４を通じてガス流出口２２へと流通し、図示しない内燃機関へと供給される。   Then, when the seating surface 32 of the valve 14 is separated from the seat portion 36 of the valve seat 16, the valve is opened, and is supplied to the gas inlet 20 through the gap between the seating surface 32 and the seat portion 36. Exhaust gas is introduced into the communication chamber 24. By further rotating the valve 14 under the driving action of the driving source, the valve 14 is gradually separated from the seat portion 36, and the valve 14 is completely opened with the valve 14 rotated, for example, about 90 ° from the initial position. It becomes a state. In such a valve open state, the exhaust gas supplied to the gas inlet 20 flows to the gas outlet 22 through the communication hole 44 and the communication chamber 24 of the valve seat 16 and is supplied to an internal combustion engine (not shown). .

このように、バルブ１４が回動し、バルブシート１６のシート部３６に対して着座・離間する際、両者の摺動によって前記シート部３６が摩耗することとなるが、該シート部３６は、バルブシート１６において排気ガスの流量を規定している連通孔（流量規定部）４４より拡径した拡径部４８近傍に設けられているため、前記シート部３６が摩耗した場合でも前記連通孔４４の形状が変化してしまうことがなく、排気ガスの流量に影響を及ぼすことが回避される。換言すれば、シート部３６の摩耗によって拡径部４８を有した突出部４６のみが変形することとなる。そのため、流路開閉弁１０を長期間使用してシート部３６が摩耗した場合でも、排気ガスを所定の流量で安定的且つ高精度に下流側（矢印Ａ２方向）へと流通させることができる。   As described above, when the valve 14 rotates and is seated and separated from the seat portion 36 of the valve seat 16, the seat portion 36 is worn by sliding of the both. Since the valve seat 16 is provided in the vicinity of the enlarged diameter portion 48 that is larger than the communication hole (flow rate defining portion) 44 that regulates the flow rate of the exhaust gas, even if the seat portion 36 is worn, the communication hole 44. The shape of the gas does not change, and the influence on the flow rate of the exhaust gas is avoided. In other words, only the protrusion 46 having the enlarged diameter portion 48 is deformed due to wear of the seat portion 36. Therefore, even when the flow path opening / closing valve 10 is used for a long period of time and the seat portion 36 is worn, the exhaust gas can be circulated downstream (in the direction of arrow A2) at a predetermined flow rate stably and with high accuracy.

また、バルブ１４がバルブシート１６のシート部３６に着座した弁閉時において、突出部４６の内周面に形成された拡径部４８とバルブ１４の表面との間に空間を有しているため、前記バルブ１４が回動して開き始める際に、シート部３６との干渉が低減され、該シート部３６に対するバルブ１４のかじりが抑制されることで、前記バルブ１４を円滑に回動させることができる。   Further, when the valve 14 is closed when the valve 14 is seated on the seat portion 36 of the valve seat 16, there is a space between the enlarged diameter portion 48 formed on the inner peripheral surface of the protruding portion 46 and the surface of the valve 14. Therefore, when the valve 14 starts to rotate and opens, interference with the seat portion 36 is reduced, and the valve 14 is smoothly rotated by suppressing the galling of the valve 14 with respect to the seat portion 36. be able to.

さらに、バルブシート１６の他端部には、その外周面が先端に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成された突出部４６を有しており、シート部３６にバルブ１４が着座した弁閉時において、該バルブ１４における着座面３２の一部が露呈するように設けられているため、前記バルブ１４が回動して開き始める際に、シート部３６に対する摺動抵抗が低減され、該シート部３６に対するバルブ１４のかじりが抑制されることで、前記バルブ１４を円滑に回動させることができる。   Further, the other end portion of the valve seat 16 has a protruding portion 46 formed in a tapered shape so that the outer peripheral surface thereof gradually decreases in diameter toward the tip, and the valve 14 is seated on the seat portion 36. When the valve is closed, a part of the seating surface 32 of the valve 14 is exposed so that the sliding resistance against the seat portion 36 is reduced when the valve 14 starts rotating and opening. The valve 14 can be smoothly rotated by suppressing the galling of the valve 14 with respect to the seat portion 36.

さらにまた、シャフト５８の中心とバルブ１４における着座面３２の曲率中心とが偏心した流路開閉弁１０では、一般的に、リターンスプリング６２の弾発力によってバルブ１４を回動させバルブシート１６に着座した弁閉状態とする場合、前記バルブ１４の摺動によって前記バルブシート１６の摩耗量が大きくなるが、シート部３６を突出部４６に設けることで、該バルブシート１６の摩耗に起因した排気ガスの流量変化を好適に抑制し、高精度な流量制御を行うことができる。   Furthermore, in the flow path opening / closing valve 10 in which the center of the shaft 58 and the center of curvature of the seating surface 32 of the valve 14 are eccentric, generally, the valve 14 is rotated by the elastic force of the return spring 62 so that the valve seat 16 is rotated. When the seated valve is closed, the amount of wear of the valve seat 16 increases due to the sliding of the valve 14, but the exhaust caused by the wear of the valve seat 16 is provided by providing the seat portion 36 on the protruding portion 46. A change in gas flow rate is suitably suppressed, and highly accurate flow rate control can be performed.

また、上述したバルブシート１６のように、その内部に形成される連通孔４４が、本体部４０の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って一定径で延在する場合に限定されるものではなく、例えば、図４に示される流路開閉弁１００のように、バルブシート１０２の一端部側から他端部側（矢印Ａ２方向）に向けて連通孔１０４が徐々に縮径するように形成してもよい。換言すれば、連通孔１０４を、排気ガスの流通方向における上流側から下流側（矢印Ａ２方向）に向けて徐々に縮径させるようにしてもよい。   Further, like the above-described valve seat 16, the communication hole 44 formed therein is limited to a case where the communication hole 44 extends with a constant diameter along the axial direction of the main body 40 (directions of arrows A1 and A2). Instead, for example, like the flow path opening / closing valve 100 shown in FIG. 4, the communication hole 104 is gradually reduced in diameter from the one end side of the valve seat 102 toward the other end side (the direction of the arrow A <b> 2). It may be formed. In other words, the communication hole 104 may be gradually reduced in diameter from the upstream side to the downstream side (arrow A2 direction) in the exhaust gas flow direction.

このようなバルブシート１０２を用いることにより、排気ガスの流通する連通孔１０４が上流側から下流側（矢印Ａ２方向）に向かって徐々に狭くなるため、最も狭い下流側（矢印Ａ２方向）において最大流量となるように予め設定しておくことにより、下流側における流速が速くなり、それに伴って、前記排気ガスに含まれる燃焼生成物（不純物）が前記連通孔１０４の内周面に付着しにくくなる。そのため、バルブシート１０２において連通孔１０４の内周面に対する燃焼生成物等の不要物の付着を防止し、該付着に起因した流量の低下を防止することができる。   By using such a valve seat 102, the communication hole 104 through which the exhaust gas flows gradually narrows from the upstream side toward the downstream side (in the direction of arrow A2). By setting the flow rate in advance, the flow velocity on the downstream side is increased, and accordingly, the combustion products (impurities) contained in the exhaust gas are less likely to adhere to the inner peripheral surface of the communication hole 104. Become. Therefore, in the valve seat 102, it is possible to prevent adhesion of unnecessary substances such as combustion products to the inner peripheral surface of the communication hole 104, and it is possible to prevent a decrease in flow rate due to the adhesion.

なお、本発明に係る流路開閉弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   In addition, the flow path on-off valve according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

１０、１００…流路開閉弁 １２…ボディ本体
１４…バルブ １６、１０２…バルブシート
１８…駆動力伝達機構 ２４…連通室
３２…着座面 ３６…シート部
４０…本体部 ４４、１０４…連通孔
４６…突出部 ４８…拡径部
５０…傾斜部 ５２…溝部
５８…シャフト ６０…バルブギア
６２…リターンスプリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ... Flow path on-off valve 12 ... Body main body 14 ... Valve 16, 102 ... Valve seat 18 ... Driving force transmission mechanism 24 ... Communication chamber 32 ... Seating surface 36 ... Seat part 40 ... Main part 44, 104 ... Communication hole 46 ... Projection 48 ... Expanded diameter part 50 ... Inclined part 52 ... Groove part 58 ... Shaft 60 ... Valve gear 62 ... Return spring

Claims (4)

流体の流通する流路を有したボディと、一部が球面状でありシャフトが回転することで前記流体の流通状態を切り換えるバルブと、前記バルブの着座するシート部及び前記流体の流通する連通孔を有したバルブシートとを備え、前記シャフトが前記バルブの球面中心から偏心して連結された流路開閉弁において、
前記バルブシートは、前記流体の流通方向の下流側となる端部に前記バルブ側に突出した環状突出部を有し、前記連通孔は、その上流側に形成され前記流体の流量を規制する流量規定部と、前記連通孔における下流側に形成され、該流量規定部に対して拡径し、且つ、前記環状突出部の内周側に形成された拡径部とを有すると共に、
前記端部には前記環状突出部の外周側に形成された切欠部を有し、前記切欠部が前記端部側に向かって縮径するように形成されることを特徴とする流路開閉弁。 A body having a flow path through which fluid flows, a valve that is partially spherical and switches the flow state of the fluid by rotating a shaft, a seat portion on which the valve is seated, and a communication hole through which the fluid flows A flow path opening and closing valve in which the shaft is connected eccentrically from the spherical center of the valve,
The valve seat has an annular projecting portion projecting toward the valve side at an end portion on the downstream side in the fluid flow direction, and the communication hole is formed on the upstream side and regulates the flow rate of the fluid. And having a defining portion and a diameter-enlarging portion formed on the downstream side of the communication hole, having a diameter larger than the flow regulating portion, and formed on the inner peripheral side of the annular protrusion ,
The said end portion has a notch formed on the outer peripheral side of the annular projection, the notch is a flow passage opening and closing valve, characterized in Rukoto formed so reduced in diameter toward the end portion side . 請求項１記載の流路開閉弁において、
前記環状突出部の内周面と前記バルブとの間には空間部を有することを特徴とする流路開閉弁。 The flow path opening / closing valve according to claim 1,
A flow path opening / closing valve having a space between an inner peripheral surface of the annular protrusion and the valve. 請求項１又は２記載の流路開閉弁において、
前記流量規定部は、上流側から下流側に向かって狭くなるように形成されることを特徴とする流路開閉弁。 In the flow path on-off valve according to claim 1 or 2 ,
The flow rate opening / closing valve, wherein the flow rate defining portion is formed to become narrower from the upstream side toward the downstream side. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流路開閉弁において、
前記シャフトは、通電作用下に駆動する駆動源によって駆動され、該シャフトには、前記駆動源からの駆動力が停止された際に、前記バルブを弁閉方向へと付勢する弾発力が付勢されることを特徴とする流路開閉弁。 In the flow path on-off valve according to any one of claims 1 to 3 ,
The shaft is driven by a drive source that is driven under energization, and the shaft has a resilient force that urges the valve in the valve closing direction when the drive force from the drive source is stopped. A flow path opening / closing valve that is biased.
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