CN102536521A - 流体通道阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体通道阀(10)，其配置有：阀本体(14)，该阀本体被设置为能够通过第一轴(32)和第二轴(34)旋转；可动阀座(16)，该可动阀座其中具有连通孔(17)；以及弹性构件(18)，其朝向与阀本体(14)相反的一侧推动可动阀座(16)。第一轴(32)和第二轴(34)被组装并安装到阀本体(14)上，使得第一轴(32)和第二轴(34)的轴线(A1)被设置在从阀本体(14)的球形表面部分(30)的曲率中心偏离的位置。通过将球形表面部分(30)抵靠安置表面(48)并且关闭连通孔(17)，流体通道阀(10)被置于阀关闭状态；通过将阀本体(14)从可动阀座(16)分离并且由此开启连通孔(17)，流体通道阀(10)被置于开启状态。

Description

流体通道阀

技术领域

本发明涉及一种流体通道阀，该流体通道阀用于通过开启和关闭流体流经的流体通道来切换流体的流动状态。

背景技术

迄今为止，流体通道阀是已知的，所述流体通道阀例如被连接到流体流经的流体通道，用于通过切换流体通道的连通状态来控制流体的流动状态。

在这类流体通道阀中，球阀被设置在阀主体的内部，并且通过旋转被连接到球阀的上部的轴，球阀的通孔促使形成于阀主体中的一对通道(气体流入口和气体流出口)形成彼此连通。此外，在球阀的气体流入口侧和气体流出口侧上，固定阀座和可动阀座设置成将球阀夹在其间，且球阀借由弹簧构件保持在固定阀座和可动阀座之间，所述弹簧构件推动可动阀座朝向球阀侧。由于该结构，因为球阀总是保持与固定阀座和可动阀座接触，因此可确保球阀的密封特征(例如，参考日本特开专利公布第57-114068号)。

发明内容

采用前述常规技术，由于球阀和可动阀座在确定范围内接触，因此只有超过确定范围才能够将阀开启为连通。换句话说，由于球阀在轴旋转之后开启，在轴的旋转与阀的开启之间出现相位差。采用这种结构，难以得到与轴的旋转成比例的流速特性。

本发明是针对这种情况而作出的。本发明的主要目的在于提供一种流体通道阀，在所述流体通道阀中，阀本体和阀座之间的分离可平滑地执行，可以实现与轴旋转成比例的流速控制，且其中可确保合适的流速特性。

此外，采用前述常规技术，由于球阀总是接触可动阀座和固定阀座并且在可动阀座和固定阀座之间以滑动接触的方式移动，因此在结构元件之间通常产生摩擦，且因此存在与这种结构元件的磨损和耐用性相关的问题。此外，由于弹簧构件挤压球阀，该挤压负载独立地产生对于抗振性的影响。

为了解决这种问题，考虑提供去除固定阀座的结构，且其中球阀仅在阀关闭时被安置在可动阀座上。此外，在这种结构中，由于确保了可动阀座和球阀之间的密封性，提供这样的结构：其中使可动阀座在与轴线方向垂直的方向上移动，且其中可动阀座具有对准功能。

另一方面，在流体通道阀(例如，EGR阀)的情形中，流体通道阀开启和关闭流体通道，在其中包括异物(不需要的物质，例如，燃烧产物)的气体流过所述流体通道，这种异物沉积在可动阀座的滑动部分附近，且不利地影响(恶化)可动阀座的滑动属性。结果是，可动阀座的前述对准功能进一步恶化，从而不能确保可动阀座的密封特性。

因此，本发明的目的在于提供一种流体通道阀，其中可降低由阀本体与阀座之间的摩擦引起的磨损、改善抗振性以及可有效地确保阀本体与阀座之间的密封性。

为了实现上述目的，根据本发明的流体通道阀的特征在于：主体，所述主体包括阀本体和阀腔，所述阀本体被设置为可通过轴来旋转，在所述阀腔中容纳阀本体；可动阀座，所述可动阀座具有安置表面，阀本体可安置到所述安置表面上；以及弹性构件，用于朝向关于可动阀座而与阀本体相反的一侧推动可动阀座。阀本体包括形成为球形表面的球形表面部分作为阀本体的至少一部分；轴被安装到阀本体上，使得轴的轴线设置在从球形表面部分的曲率中心偏离的位置；可动阀座中包括连通孔，可动阀座的轴线大致垂直于轴的轴线；阀本体的球形表面部分抵靠安置表面，藉此通过封闭连通孔来产生阀关闭状态；以及通过将阀本体从可动阀座分离并且开启连通孔来产生阀开启状态。

根据上述配置，阀本体绕以偏离方式设置的旋转轴线旋转(摆动或摇动)，藉此通过将阀本体安置在可动阀座上产生阀关闭状态，且通过使阀本体从可动阀座分离产生阀开启状态。采用该结构，当处于阀关闭状态的阀本体在与可动阀座分离的方向摆动时，弹性构件在与阀本体相反的方向上的偏压力强劲地减弱可动阀座朝向阀本体的随动运动。具体地，当阀本体从可动阀座分离时，由于阀本体在未被可动阀座跟随的情况下被分离，紧接在旋转轴之后，连通孔可大体上开启而不存在任何相位差，因此实现与轴旋转成比例的流速控制同时确保合适的流速特性。此外，常规技术的固定阀座是不必要的，且仅在阀本体安置在可动阀座上的阀关闭状态期间发生阀本体与可动阀座的接触。因此，由于阀本体与可动阀座不是彼此持续地接触，因此可以减少阀本体与可动阀座之间的摩擦，且可防止旋转扭矩增加。此外，可由可动阀座直接承接复位弹簧的弹簧负载，且不需要提供附加定位止挡件来确定完全关闭位置，从而可降低成本。此外，由于在阀本体从可动阀座分离期间可动阀座的振动未被传递，因此可最小化对于抗振性的影响。

在上述流体通道阀中，如果可动阀座的轴线与安置表面之间的角度被限定为安置角度，那么在与轴的轴线垂直且包含阀本体的曲率中心的平面内在剖视图中看时，在阀关闭状态下，在关于与可动阀座轴线垂直并且经过阀本体的球形表面部分的曲率中心的直线而与可动阀座相反一侧的区域内，阀本体的旋转轴线可优选地设置在围绕曲率中心相对于该直线以安置角度的角度限定的区域内。

当以前述方式设置阀本体的旋转中心的位置时，由于阀本体的旋转迹线不经过可动阀座的内部，所以可动阀座未压在阀本体上，且可防止阀本体和可动阀座之间的“凿挖(gouging)”(磨蚀)。因此，由于能够平滑地进行阀本体和可动阀座之间的分离，可有效地减弱可动阀座朝向阀本体的随动运动，且可确保合适的流速。

在流体通道阀中，可在可动阀座和主体上的面对可动阀座的阀座面对部分之中的至少一个上设置环形侧凸起部，该环形侧凸起部沿轴向突出并且抵靠(接触)可动阀座和阀座面对部分之中的另一个，并且可动阀座和阀座面对部分之间的滑动界面(sliding interface)可优选地布置成比阀本体和安置表面之间的接触区域更靠外。

根据前述结构，由于阀本体和可动阀座不总是彼此接触，因此可减少阀本体与可动阀座之间的摩擦，同时减弱这种摩擦对于抗振性的影响。此外，可动阀座和阀座面对部分在环形侧凸起部的端面处滑动接触，且由于滑动运动面积小，当在与可动阀座的轴线垂直的方向上出现移动时在滑动界面处的滑动阻力可减小，且可有利地展现可动阀座的对准功能。因此，可有效地防止泄漏的产生。另外，由于在阀关闭状态下可动阀座和阀座面对部分之间的滑动界面布置成比阀本体和安置表面之间的接触区域更靠外，可动阀座由阀座面对部分稳定地支承，使得当阀本体被安置在可动阀座上时，可动阀座不倾斜或斜靠，且可有效地防止产生泄漏。

此外，在流体通道阀中，可优选地在阀座面对部分和可动阀座之中的一个上设置环形壁，并且该环形壁被定位成比环形侧凸起部更靠内，该环形壁沿轴线方向突出并且与阀座面对部分和可动阀座之中的另一个紧密接近。

根据该结构，由于环形壁用作屏障，因此通过气体流入口被引入的气体难以到达前述的滑动界面。因此，包含在气体中的异物不容易沉积在可动阀座和阀座面对部分之间的滑动界面的内周侧上，且因此可更合适地确保滑动界面的滑动性。

在上述流体通道阀中，可优选地在可动阀座的外周部分上设置环形外周凸起部，该环形外周凸起部向外突出并且与阀腔的内周表面紧密接近。

根据该结构，由于环形外周凸起部还用作屏障，来自于阀本体侧的气体难以到达前述滑动界面的外周侧。因此，包含在气体中的异物不容易沉积在可动阀座和阀座面对部分之间的滑动界面的外周侧上，且因此可更合适地确保滑动界面的滑动性。

结合附图，通过以下描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优势将更加显而易见，在附图中，以例示性实施例的方式示出了本发明的优选实施方式。

附图说明

图1是以局部剖视的形式示出的根据本发明实施方式的流体通道阀的立体图；

图2是在图1的流体通道阀中沿线II-II剖的剖视图，并且示出了球阀的阀开启状态；

图3是示例性视图，针对在阀座和阀之间的完全关闭位置关系示出了基于安置角度来调节(设定)的存在“凿挖”区域和不存在“凿挖”区域；以及

图4是局部省略的放大剖视图，示出了可动阀座和阀座面对部分的第一修改例。

具体实施方式

在下文将参考附图来对根据本发明的流体通道阀的优选实施方式进行阐述。

图1是以局部剖视的形式示出的根据本发明实施方式的流体通道阀10的立体图。流体通道阀10包括：主体12；阀本体14，该阀本体可旋转地设置在主体12的内部；可动阀座16，该可动阀座抵靠阀本体14；弹性构件18，该弹性构件偏压或推动可动阀座16；以及驱动力传递机构20，该驱动力传递机构设置在主体12的上部中，用于对阀本体14施加旋转驱动力。

根据本实施方式的流体通道阀10构造为排气再循环阀(EGR阀)10A，其中气体流入口22被设置在主体12的下部上，而气体流出口24被设置在经由阀本体14而与气体流入口22相反的一侧上，其中包括汽态燃料的排气通过所述气体流入口22被供应，排气被引入到所述气体流出口24并且循环到内燃机(未示出)中。

气体流入口22和气体流出口24在主体12中大致沿直线设置。在主体12中，阀腔26形成在气体流入口22和气体流出口24之间，且球形阀本体14可旋转地设置在阀腔26的内部。在阀本体14的上部和下部上形成平坦形状，而除了阀本体上部和下部以外的外周表面被构造为球形表面部分30。阀本体14在球形表面部分30的一部分(密封表面)处抵靠可动阀座16。

如果阀本体14上的抵靠可动阀座16的部分(密封表面)形成为球形表面的形状，那么不需要整个阀本体14是球形。例如，在阀本体14上，阀本体的与面对可动阀座16的侧面相反的侧面可采用切出平面形状的形式；或另选地，抵靠可动阀座16的密封表面可构成为盘状阀本体，所述盘状阀本体具有在其外周上的密封表面。

第一轴32的上端连接并固定到阀本体14的下部上；而第二轴34的下端连接并固定到阀本体14的上部上。第一轴32由轴承36绕轴线A1可旋转地支承，所述轴承36被安装并固定到主体12的下部上。第二轴34由轴承38绕轴线A1可旋转地支承，所述轴承38被安装并固定到主体12的上部上。更具体地，第一轴32和第二轴34绕共同的轴线A1旋转。此外，轴线A1平行于与可动阀座16的轴线C相垂直的一条直线。

在图1中，可动阀座16的轴线C由这样的直线限定，所述直线穿过气体流入口22和气体流出口24的各自的中心。此外，箭头X的方向是沿着轴线C的方向，而箭头Z的方向是垂直于X方向并且沿着第一轴32和第二轴34的轴线A1设置(即，图1中的竖直方向)的方向。箭头Y的方向是与X方向以及Z方向垂直的方向。

第一轴32和第二轴34的轴线A1的位置被设置在从轴线A2偏离的位置，轴线A2平行于轴线A1并且穿过球形表面部分30的曲率中心(在具有大致球面形状的阀本体14的情形中，为阀本体14的中心)。更具体地，轴线A1被设置成与阀本体14的轴线A2以预定距离分离。由此，阀本体14被安装在阀腔26内，以便可绕被设置在从轴线A2偏离的位置的轴线A1旋转(摆动)。

驱动力传递机构20包括前述第二轴34、驱动源42以及连接到第二轴34上端的可旋转轭40，所述驱动源42被连接到主体12的上部，用于经由可旋转轭40可旋转地驱动第二轴34。

第二轴34的上端通过被插入穿过可旋转轭40的大致中心部分并且用螺母44紧固而被固定。驱动源42例如由步进电机或旋转致动器构成，其通过被通电(electricallyenergized)而可旋转地驱动。驱动源42的旋转驱动力经由可旋转轭40被传递到第二轴34，藉此连接到第二轴34的阀本体14进行操作以绕轴线A1旋转。在该情形中，连接到阀本体14的下部的第一轴32在被轴承36支承的同时与阀本体14一体地旋转。

图2是在图1的流体通道阀10中沿线II-II剖的剖视图，并且示出了阀本体14的阀开启状态。在阀本体14和气体流入口22之间形成有阀座容纳区段(section)46，所述阀座容纳区段46构成阀腔26的一部分，并且环形可动阀座16被设置在阀座容纳区段46中。用于支承弹性构件18的止挡件56被设置在可动阀座16的X1方向侧，而在其上安装有可动阀座16的阀座面对部分58被设置在可动阀座16的X2方向侧。阀座容纳区段46沿着可动阀座16的外周的形状形成为截面呈环状。

可动阀座16能够在由轴线C的方向所调节的范围内移动，并且被弹性构件18朝向与阀本体14相反的一侧(即，沿X2方向)偏压。在可动阀座16的最外周部分和阀座容纳区段46的内周表面之间设有间隙47。结果是，可动阀座16被设置在主体12的内部并且能够在与轴线C的方向垂直的方向上移动。更具体地，可动阀座16可在Y-Z平面内移动。借由可动阀座16的这种移动功能，展现出(产生)对准功能，这将在下文中描述。

连通孔17形成于可动阀座16中，所述连通孔17沿轴线C的方向穿过可动阀座16的中心，安置表面48形成于连通孔17的X1方向侧，阀本体14被安置在安置表面48上。安置表面48是圆锥形表面，可动阀座16的轴线C沿中心延伸通过所述圆锥形表面，且所述安置表面48形成相对于轴线C以预定角度(在图3中示出为角度θ)倾斜的表面。更具体地，安置表面48形成为使得其内径在朝向X1方向侧前进时线性地增大。

环形外周凸起部50沿径向向外方向突出并且沿周向延伸，所述环形外周凸起部50被设置在可动阀座16的外周上。环形外周凸起部50的外径被设置成小于阀座容纳区段46的内径，使得因此形成前述间隙47。此外，由可动阀座16、阀座面对部分58和阀座容纳区段46围绕的外部环形空间49形成在环形外周凸起部50的X2方向侧上。

形成于环形外周凸起部50和阀座容纳区段46之间的间隙47形成环形地延伸的空隙。间隙47可被设置为小空隙，以便在能够确保用于展现可动阀座16的对准功能的移动性的范围内，尽可能地抑制气体从阀本体14一侧侵入到外部环形空间49中。

在可动阀座16的侧表面上，在与设置有安置表面48的那一侧相反的一侧(即，在X2方向侧)上设置有第一环形侧凸起部(环形侧凸起部)52，所述第一环形侧凸起部52沿周向延伸并且沿轴线C的方向突出。第一环形侧凸起部52的内径D2大于连通孔17的内径，而第一环形侧凸起部52的外径小于环形外周凸起部50的外径。第一环形侧凸起部52的端面形成了相对于轴线C的垂直平面。

在所述例示性实施例中，止挡件56是环形构件，所述止挡件56被牢固地安装到止挡件安装区段57上，所述止挡件安装区段57形成于阀座容纳区段46的X1方向侧上。通过将止挡件56在其X2侧上的端面抵靠弹性构件18的在X1方向侧上的端部，调节(限制)弹性构件18沿着轴线C方向的移动。止挡件56不局限于具有环形形状，其还可由多个止挡件部分构造而成，所述止挡件部分在止挡件安装区段57的周向上以一定间隔设置。

弹性构件18在X1方向侧上的端部抵靠止挡件56在X2方向侧上的侧表面，且弹性构件18在X2方向侧的端部抵靠可动阀座16的环形外周凸起部50在X1方向侧上的侧表面。弹性构件18朝向X2方向侧弹性地推动可动阀座16。根据如图1所示的结构实施例，弹性构件18被构造为波形垫圈。这种波形垫圈是环形元件，所述波形垫圈形成为使得该波形垫圈形状的相位根据波形垫圈在周向上的位置而不同并且用作弹簧。然而，弹性构件18不局限于波形垫圈，而可以是诸如螺旋弹簧等的其他类型的弹簧构件或另选地可以由橡胶弹性构件构成，所述橡胶弹性构件能够朝向与阀本体14相反的一侧推动可动阀座16。

阀座面对部分58被安装并固定到阀座安装区段60，所述阀座安装区段60形成在阀座容纳区段46的X2方向侧上。根据一个结构实施例的阀座面对部分58是环形，且包括连通孔62，所述连通孔62沿轴向穿过阀座面对部分58的中心。连通孔62与可动阀座16的连通孔17连通并且与连通孔17一起构成气体流动通道。在所述例示性实施例中，连通孔62的内径被设置成与可动阀座16的连通孔17的内径大致相同的直径。

在阀座面对部分58的位于可动阀座16侧(X1方向侧)的侧部分上设置有第二环形侧凸起部(环形侧凸起部)64，所述第二环形侧凸起部64沿周向延伸并且轴向地突出。第二环形侧凸起部64的内径D3大于连通孔62的内径，且在所述例示性实施例中，D3与第一环形侧凸起部52的内径D2大致相同。第二环形侧凸起部64的端面形成一个平面，所述平面与轴线C垂直。

如图2所示，由于可动阀座16被弹性构件18朝向阀座面对部分58侧推动，第一环形侧凸起部52的端面抵靠第二环形侧凸起部64的端面。如上所述，由于在可动阀座16的外周(环形外周凸起部50)和阀座容纳区段46之间形成有间隙47，可动阀座16能够移动同时在垂直于轴线C的Y-Z平面内相对于阀座面对部分58的第二环形侧凸起部64滑动。

此外，如上所述，第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64形成为共同沿周向延伸的环形形状，且第一环形侧凸起部52的端面与第二环形侧凸起部64的端面一样均由与轴线C垂直的平面形成。由此，上述端面沿周向围绕整个圆周相互地形成不漏流体的状态，藉此在可动阀座16和阀座面对部分58之间建立密封。

如图2所示，第一环形侧凸起部52的内径D2和第二环形侧凸起部64的内径D3被设置成大于在阀关闭状态下阀本体14和可动阀座16之间的接触区域51所描绘的圆(接触曲线)的内径D1。因此，相比于在阀关闭状态下阀本体14和可动阀座16之间的接触区域51，在可动阀座16和阀座面对部分58之间的滑动界面70被定位成更靠外(朝向径向外侧)。

在阀座面对部分58上还在比第二环形侧凸起部64更径向向内的位置处设置有环形壁66，所述环形壁66朝向可动阀座16侧突出并且沿周向延伸，且此外，在第二环形侧凸起部64和环形壁66之间形成了内部环形空间67。环形壁66的内径与连通孔62的内径相同。环形壁66的外径被设置成小于第一环形侧凸起部52的内径D2和第二环形侧凸起部64的内径D3。

环形壁66的长度被设置成：使得在环形壁66的端部处的位置被定位成比第二环形侧凸起部64更加朝向可动阀座16侧(X1方向侧)，并且使得在环形壁66的端部和可动阀座16之间形成环形间隙68。

间隙68形成以环形形状延伸的空隙，且在所述例示性实施例中，所述间隙68被定位成比在第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64之间的滑动界面(接触的部分)70更加朝向阀本体14侧。间隙68可被极小地设置，其程度使得尽可能地抑制气体侵入内部环形空间67。

在所述例示性实施例中，示出了阀座面对部分58和主体12为独立元件的结构。然而，对应于阀座面对部分58的成形部分还可整体地形成在主体12的内部部分处作为主体的一部分。

根据本实施方式的流体通道阀10基本上按照上述来构造。接下来将阐述流体通道阀10的操作和优点。将针对被认为是初始位置的如图1所示的阀关闭位置进行阐述，在该位置，气体流入口22和气体流出口24之间的流体通道被阀本体14阻塞。

如图1所示，在初始位置中，在阀本体14的侧表面上的球形表面部分30抵靠被设置在可动阀座16上的安置表面48。更具体地，阀本体14被安置在可动阀座16上，且可动阀座16的连通孔17被置于阀关闭状态。如上所述，由于可动阀座16能够在与轴线C的方向垂直的方向上移动，当阀本体14被安置在可动阀座16上时，即使在阀本体14和可动阀座16之间由于制造或组装误差而出现滑移时，可动阀座16的位置也能够自动调节。更具体地，可动阀座16自动对准，且在球形表面部分30和安置表面48之间的整个圆周被紧密地沿周向密封，从而可确保它们之间的密封性。

此外，由于可动阀座16被弹性构件18朝向阀座面对部分58侧推动，在可动阀座16和阀座面对部分58之间实现了密封。由此，通过在阀本体14和可动阀座16之间以及在可动阀座16和阀座面对部分58之间实现密封，阻塞了气体流入口22和气体流出口24之间的流体通道。因此，虽然未示出的气体被供应给气体流入口22，但是气体不会经过可动阀座16流动到下游。

在前述阀关闭状态下，当如图1所示的驱动源42被通电时，来自于驱动源42的旋转驱动力经由可旋转轭40传递到第二轴34，且连接到第二轴34的阀本体14绕被设置在从轴线A2偏离的位置的轴线A1旋转，以藉此达到如图2所示的状态。由此，在阀本体14绕偏离轴线A1旋转的情形中，阀本体14相对于可动阀座16(即，背离)沿向后方向(X1方向)移动。

在该情形中，由于可动阀座16被弹性构件18朝向阀座面对部分58侧推动，可动阀座16朝向阀本体14的随动被减弱，且阀本体14从可动阀座16分离并且朝向X1方向侧移动。结果是，在可动阀座16和阀本体14之间形成空隙，且建立了阀开启状态。在这种阀开启状态下，被供应到气体流入口22的未示出的气体流过在可动阀座16和阀本体14之间形成的空隙，并且从气体流出口24流出以及被引导到未示出的内燃机中。

如上所述，依照根据本实施方式的流体通道阀10(EGR阀10A)，阀本体14绕偏离旋转轴线旋转(摆动)，以通过将阀本体14安置在可动阀座16上来达到阀关闭状态，且由于阀本体14从可动阀座16分离而出现阀开启状态。采用这种结构，常规技术的固定阀座是不必要的，且仅在阀本体14被安置在可动阀座16上的阀关闭状态期间出现阀本体14与可动阀座16的接触。此外，由于阀本体14不与可动阀座16持续地接触，可减少阀本体14和可动阀座16的摩擦磨损，且可防止旋转扭矩的增加。

此外，当处于阀关闭状态的阀本体14沿着从可动阀座16分离的方向摆动时，弹性元件18在与阀本体14的运动相反的方向上的偏压力使可动阀座16朝向阀本体14的随动强劲地减弱。具体地，在阀本体14从可动阀座16分离的情形中，阀本体14从可动阀座16分离而不会被可动阀座16跟随，且因此可减少阀本体14和可动阀座16之间的摩擦磨损，且由于紧接在轴旋转之后气体流动通道开启，可容易地实现对于与轴的旋转成比例的气体流速的控制，且可保证合适的流速特性。此外，由于在阀本体14从可动阀座16分离的时间段期间，可动阀座16的振动不会传递给阀本体14，因此可减轻可动阀座16对于抗振性的影响。

另外，由于可动阀座16被设置成在与轴线C的方向垂直的方向上可移动，当阀本体14被安置在可动阀座16上时，即使在阀本体14和可动阀座16之间由于制造或组装误差而出现滑移，因为可动阀座16能够在与轴线垂直的方向上移动，并跟随阀本体14的表面(球形表面部分30)，所以可动阀座16的位置能够自动调节。更具体地，球形表面部分30紧密地周向接触安置表面48，从而可确保它们之间的密封性。换句话说，由于可动阀座16展现出对准功能，上述误差(公差)是可容许的。由此，在阀关闭状态期间，阀本体14和可动阀座16能够被可靠且紧密地密封，且可确保有利的密封状态。

在本实施方式中，由于阀本体14是大致球形形状，与阀本体14在其旋转范围内的旋转状态无关，当从上游侧通过连通孔17观看阀本体14时，通常仅阀本体14的球形表面部分30可见。更具体地，当横跨可动阀座16来观看阀本体14时，即使阀本体14处于阀关闭状态(见图1)、处于阀开启状态(见图2)、或处于阀开启状态至阀关闭状态的中途状态，通常仅球形表面部分30可见。

因此，与阀本体14的旋转状态无关，阀本体14的球形表面部分30面向且面对可动阀座16的连通孔17。因此，穿过可动阀座16的连通孔17的气体通常沿着阀本体14的球形表面部分30流动并且进入到位于下游侧的阀腔26。结果是，气体流速与阀本体14的旋转角度大致成比例，且可确保线性气体流速特性。

此外，为了确保线性气体流速特性，不必要使得阀本体14的大致全部都由球形表面部分30构成，且球形表面部分30形成在阀本体14上的范围能被设置成使得，当通过可动阀座16的连通孔17从阀本体14的上游侧看时通常仅球形表面部分30可见，与阀本体14在其旋转范围内的旋转状态无关。因此，例如如图2所示，对于阀本体14可提供平坦部分15(用假想线表示)，且阀本体14可形成为通过以平面形状切掉球体的一侧得到的形状。

在提供这种平坦部分15的情形中，在如图1所示的阀关闭状态下，如从上游侧横跨可动阀座16所看到的，通常可见球形表面部分30，而同样在如图2所示的阀开启状态下，如从上游侧越过可动阀座16所看到的，通常可见球形表面部分30。此外，虽然未示出，但是在阀开启状态和阀关闭状态之间的中途位置中，同样以类似的方式通常可看到球形表面部分30。因此，即使在平坦部分15被设置在阀本体上的情形中，气体流速与旋转角度大致成比例，且可确保线性气体流速特性。

顺便提及，采用前述配置，根据阀本体14的旋转中心的位置，或换句话说根据轴线A1，可存在这样的情形：其中，所谓的“凿挖”(磨蚀)出现在阀本体14和可动阀座16相互之间。这类“凿挖”促使(导致)可动阀座16相对于阀本体14随动且不利地影响有利的流速特性和耐用性，且因此期望的是防止或减少“凿挖”。在下文将阐述关于旨在防止或减少这种“凿挖”的结构。

参考图3，将阐述关于存在“凿挖”区域K2和不存在“凿挖”区域K1。在图3中，示例出大致球形阀本体14的情形。然而，下述阐述对于平坦部分15(见图2)被设置在阀本体14上的情形等同地有效。

如图3所示，在从与第一轴32和第二轴34的轴线垂直且包含阀本体14的曲率中心的平面中的剖视图所看到的，可动阀座16的轴线C和安置表面48之间的角度被限定为安置角度θ。此外，当在阀关闭状态下阀本体14的球形表面部分30用作球体(虚拟球体)S的一部分时，点P1示出球体S的中心(即，球形表面部分30的曲率中心)，而点P2示出阀本体14和可动阀座16的安置表面48之间的接触区域。如果阀本体14的形状是大致球形，如在图1和图2中所示的阀本体14的情形的那样，球体S的中心与阀本体14的中心相匹配。

在这种状况下，在关于直线B与可动阀座16相反一侧的范围内，围绕球体S的中心相对于直线B以安置角度θ的角度限定的区域形成不存在“凿挖”区域K1，当处于阀关闭状态时所述直线B垂直于可动阀座16的轴线C并且穿过球体S的中心；而超过安置角度θ的区域形成存在“凿挖”区域K2。在不存在“凿挖”区域K1内包括边界线L，所述边界线L相对于直线B以角度θ倾斜。

在图3中，由于当阀本体14开启时，假定阀本体14的旋转方向是逆时针，那么相对于直线B以安置角度θ限定的区域位于轴线C的下侧。然而，在图3中在开启阀本体14时阀本体14的旋转方向是顺时针的情况下，那么相对于直线B以安置角度θ限定的区域位于轴线C的上侧。

通过设置阀本体14的旋转中心，也就是说第一轴32和第二轴34的中心位置(轴线A1)的位置，在不存在“凿挖”区域K1内部，阀本体14的旋转迹线不穿过可动阀座16的内侧部分，且因此阀本体14不压入到可动阀座16中，且可防止阀本体14和可动阀座16的“凿挖”(之间的磨蚀)。因此，由于阀本体14和可动阀座16之间的分离能够平滑地进行，可减弱可动阀座16的随动，且可保证正确的流速。

顺便提及，燃烧产物(例如，碳颗粒)被包括在排气中，所述排气在EGR阀10A中流动。如果这种燃烧产物沉积并聚集在可动阀座16和阀座面对部分58之间的滑动界面70(见图2)上，那么滑动性会降低，且因此存在可动阀座16的前述对准功能将恶化的问题，且难以保证密封性。

因此在本实施方式中，通过在可动阀座16和阀座面对部分58之间的滑动界面70的内周侧和外周侧上分别设置迂回结构，抑制了气体朝向滑动界面70侧的侵入。由此，可防止或可抑制燃烧产物在滑动界面70附近的沉积。

更具体地，内部环形空间67被设置在滑动界面70的内周侧上，环形壁66还被设置在内部环形空间67的内侧上，藉此在内侧上构成迂回结构。因此，通过气体流入口流入的气体沉积在环形壁66的内周表面上，而环形壁66防止或抑制气体侵入到内部环形空间67侧，并且气体难以到达前述滑动界面70的内周侧。

此外，外部环形空间49形成在滑动界面70的外周侧上，且环形外周凸起部50还被设置在外部环形空间49和位于阀本体14侧的空间之间，藉此在外侧上构造迂回结构。因此，来自于阀本体14侧的气体沉积在环形外周凸起部50的X1侧上的侧表面上，而环形外周凸起部50防止或抑制气体侵入到外部环形空间49中，并且气体难以到达前述滑动界面70的外周侧。

由此，由于气体难以到达滑动界面70的内周侧和外周侧，燃烧产物等虽然被包括在气体内但难以沉积在滑动界面70的内周侧和外周侧上。由此，可确保滑动界面70的滑动性，且可平滑且合适地展现可动阀座16的对准功能。

由于可动阀座16和阀座面对部分58不是在整个表面上相互滑动接触，而是在第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64的相应端面处滑动接触，因此在可动阀座16和阀座面对部分58之间的接触面积保持是小的。由此，当可动阀座16在与轴线C(见图2)垂直的方向上移动时，在滑动界面70处的滑动阻力可降低，且更合适地展现可动阀座16的对准功能。

此外，在本实施方式的情况下，由于形成于可动阀座16和环形壁66之间的间隙68被定位成比滑动界面70更加位于气流方向的下游侧(阀本体14侧)上，即使一些气体流动经过间隙68并进入到内部环形空间67中时，只有气流方向反转，气体才会流动到滑动界面70侧。因此，气体仍然难以到达滑动界面70侧，且可有效地抑制燃烧产物的沉积。

如上所述，第一环形侧凸起部52被设置在可动阀座16上，而第二环形侧凸起部64被设置在阀座面对部分58上。因此，即使燃烧产物沉积在第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64的外周侧和内周侧上，由于第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64之间的相互滑动以及可动阀座16的移动，可剪掉(shear off)燃烧产物。因此，可有效地防止燃烧产物粘附到第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64，且因此，更有利地展现可动阀座16的对准功能。

当设置了第一环形侧凸起部52和第二环形侧凸起部64时，根据可动阀座16和阀座面对部分58的定位，当阀本体14被安置在可动阀座16上时，存在可动阀座16总体上会倾斜的问题，藉此不能容易且可靠地保证在阀关闭状态下的密封性。因此如图2所示，在本实施方式中，相比于在阀关闭状态中阀本体14和可动阀座16之间的接触区域51，可动阀座16和阀座面对部分58之间的滑动界面70被定位成更靠外(在径向外侧上)。

借由该结构，可动阀座16被阀座面对部分58稳定地支承，使得当阀本体14被安置在可动阀座16上时，保持可动阀座16接触阀座面对部分58的状态，且可动阀座16不经受倾斜。因此，可合适地确保阀本体14和可动阀座16之间的密封性，且可有效地防止发生泄漏。

如图4中所示的第一修改例中的那样，在流体通道阀10中，可采用可动阀座16a和阀座面对部分58a来替代可动阀座16和阀座面对部分58。可动阀座16a包括这样的结构：其中使用环形侧凸起部52a来替代前述第一环形侧凸起部52，并且环形侧凸起部52a在轴向上比第一环形侧凸起部52更长。阀座面对部分58a构造成不具有被设置在阀座面对部分58上的第二环形侧凸起部64。

当采用如图4所示的结构时，虽然未获得类似于如图2所示的流体通道阀10等的对于燃烧产物的剪切效应，但可获得防止或抑制燃烧产物在滑动界面70附近沉积的功能。此外，同样采用如图4所示的结构，滑动界面70的位置可定位成比接触区域51更径向向外，且因此当阀本体14被安置在可动阀座16a上时，可动阀座16a不倾斜，且可有效地防止发生泄漏。

此外，作为流体通道阀10的第二修改例，可从如图2所示的可动阀座16去除第一环形侧凸起部52，且可提供这样的结构：其中阀座面对部分58的第二环形侧凸起部64沿轴线方向延伸并且抵靠可动阀座16的侧表面。在第二修改例的情形中，虽然未获得类似于如图2所示的流体通道阀10的对于燃烧产物的剪切效应，但可获得防止或抑制燃烧产物在滑动界面70附近沉积的功能。此外，同样在第二修改例中，滑动界面70的位置被定位成比接触区域51更径向向外，且因此当阀本体14被安置在可动阀座16上时，可动阀座16不倾斜，且可有效地防止发生泄漏。

此外，作为另一修改例，在流体通道阀10中，环形壁66可设置在可动阀座16的远离阀座面对部分58侧的侧面上，或另选地，可提供完全不具有环形壁66的结构。

本发明不局限于EGR阀，而是可适用于其他类型的流体通道阀，所述流体通道阀开启和关闭流体通道，其中包含诸如燃烧产物等的异物的气体流过所述流体通道。

虽然已经详细地示出并描述了本发明的一些优选实施方式，但是本发明不局限于这些实施方式，而应当理解的是，在不偏离在所附权利要求中阐明的本发明范围的情况下可作出各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种流体通道阀(10)，该流体通道阀包括：

主体(12)，所述主体包括阀本体(14)和阀腔(26)，所述阀本体被设置为能够通过轴(32，34)而旋转，在所述阀腔中容纳有所述阀本体(14)；

可动阀座(16，16a)，所述可动阀座具有安置表面(48)，所述阀本体(14)能够安置到所述安置表面上；以及

弹性构件(18)，所述弹性构件用于朝向关于所述可动阀座(16，16a)而与所述阀本体(14)相反的一侧推动所述可动阀座(16，16a)；

其中：

所述阀本体(14)包括形成为球形表面的球形表面部分(30)作为所述阀本体的至少一部分；

所述轴(32，34)被安装到所述阀本体(14)上，使得所述轴(32，34)的轴线(A1)被设置在从所述球形表面部分(30)的曲率中心偏离的位置处；

所述可动阀座(16，16a)中包括连通孔(17)，所述可动阀座的轴线(C)大致垂直于所述轴(32，34)的所述轴线(A1)；

所述阀本体(14)的所述球形表面部分(30)抵靠所述安置表面(48)，藉此通过封闭所述连通孔(17)来产生阀关闭状态；并且

通过将所述阀本体(14)从所述可动阀座(16，16a)分离并且开启所述连通孔(17)来产生阀开启状态。

2.根据权利要求1所述的流体通道阀(10)，其中，如果将所述可动阀座(16，16a)的所述轴线(C)和所述安置表面(48)之间的角度限定为安置角度，

则在与所述轴(32，34)的所述轴线(A1)垂直且包含所述阀本体(14)的曲率中心的平面内在剖视图中看时，

在所述阀关闭状态下在关于一直线(B)而与所述可动阀座(16，16a)相反的一侧的范围内，所述阀本体(14)的旋转轴线被设定在围绕所述曲率中心(P1)相对于所述直线(B)以所述安置角度的角度限定的区域内，所述直线(B)垂直于所述可动阀座(16，16a)的所述轴线(C)并且经过所述阀本体(14)的所述球形表面部分(30)的所述曲率中心(P1)。

3.根据权利要求1所述的流体通道阀(10)，其中，在所述可动阀座(16，16a)和所述主体(12)上的面对所述可动阀座(16，16a)的阀座面对部分(58，58a)之中的至少一个上设置有环形侧凸起部(52)，所述环形侧凸起部(52)沿所述轴线方向(C)突出并且抵靠所述可动阀座(16，16a)和所述阀座面对部分(58，58a)之中的另一个；并且

位于所述可动阀座(16，16a)和所述阀座面对部分(58，58a)之间的滑动界面(70)被定位成比所述阀本体(14)和所述安置表面(48)的接触区域(51)更靠外。

4.根据权利要求3所述的流体通道阀(10)，其中，在所述阀座面对部分(58，58a)和所述可动阀座(16，16a)之中的一个上设置有环形壁(66)，并且所述环形壁被定位成比所述环形侧凸起部(52)更靠内，所述环形壁(66)沿所述轴线方向(C)突出并且紧密地接近所述阀座面对部分(58，58a)和所述可动阀座(16，16a)之中的另一个。

5.根据权利要求3所述的流体通道阀(10)，其中，在所述可动阀座(16，16a)的外周部分上设置有环形外周凸起部(50)，所述环形外周凸起部向外突出并且紧密地接近所述阀腔(26)的内周表面。

6.根据权利要求4所述的流体通道阀(10)，其中，在所述可动阀座(16，16a)的外周部分上设置有环形外周凸起部(50)，所述环形外周凸起部向外突出并且紧密地接近所述阀腔(26)的内周表面。

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