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JP2012219890A - Valve unit - Google Patents

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JP2012219890A
JP2012219890A JP2011085187A JP2011085187A JP2012219890A JP 2012219890 A JP2012219890 A JP 2012219890A JP 2011085187 A JP2011085187 A JP 2011085187A JP 2011085187 A JP2011085187 A JP 2011085187A JP 2012219890 A JP2012219890 A JP 2012219890A
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JP
Japan
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valve
nozzle
passage
ring
butterfly valve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011085187A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Sano
亮 佐野
Tetsuji Yamanaka
哲爾 山中
Yusuke Niwa
雄祐 丹羽
Akira Furukawa
晃 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve unit that can suppress valve leakage occurring when a butterfly valve 4 is held at a full closing position.SOLUTION: A valve leakage prevention means comprises: a nozzle (first nozzle 16 and second nozzle 17) pressed in and fixed to an inner circumference of a valve passage 2a; two seal rings 19 and 20 which are disposed in a circumferential groove 18 formed in the nozzle; and a backup ring 21 disposed between both seal rings 19 and 20. When the butterfly valve 4 is held at a full closing position, ring inner circumferential surfaces of the two seal rings 19 and 20 are pressed and adhered onto an outer circumferential surface of the butterfly valve 4 with own elastic restoration force of the seal rings acting in a diameter reduction direction. The backup ring 21 shuts off a closed gap formed between both seal rings 19 and 20. Even if the full closing position is varied a little, the outer circumferential surface of the butterfly valve 4 in a radial direction is formed in a spherical surface shape so as not to generate a gap between the seal rings 19 and 20.

Description

本発明は、流体通路を流れる流体の流量をバタフライ弁によって調節するバルブユニットに関し、特に、内燃機関の排気ガス再循環装置に好適に用いることができる。   The present invention relates to a valve unit that adjusts a flow rate of a fluid flowing through a fluid passage by a butterfly valve, and can be suitably used particularly for an exhaust gas recirculation device of an internal combustion engine.

従来、エンジンの排気に含まれるNOx(窒素酸化物)を抑制する手段として、排気の一部をEGRガスとしてエンジンの吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置が公知である。この排気ガス再循環装置は、EGRガスの量を増やすことでNOxの量を減らすことができる反面、EGRガスを過剰に再循環させると、粒子状物質である黒鉛(PM)が発生しやすくなる。このため、エンジンの運転状態に応じてEGRガスの流量を適切に制御する必要があり、EGRガスの流量を調節できるEGRバルブを備えている。
このEGRバルブは、例えば、特許文献1に開示される様に、軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるバルブシャフトと、このバルブシャフトに対し所定の角度だけ傾斜した状態でバルブシャフトの端部に固定されるバタフライ弁とを有し、このバタフライ弁の開度に応じてEGRガスの流量が調節される。
Conventionally, as means for suppressing NOx (nitrogen oxides) contained in engine exhaust, an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust as EGR gas to the intake system of the engine is known. Although this exhaust gas recirculation device can reduce the amount of NOx by increasing the amount of EGR gas, if the EGR gas is excessively recirculated, graphite (PM), which is a particulate matter, is likely to be generated. . For this reason, it is necessary to appropriately control the flow rate of the EGR gas according to the operating state of the engine, and an EGR valve capable of adjusting the flow rate of the EGR gas is provided.
For example, as disclosed in Patent Document 1, the EGR valve includes a valve shaft that is rotatably supported by a housing via a bearing, and an end of the valve shaft that is inclined at a predetermined angle with respect to the valve shaft. A butterfly valve fixed to the section, and the flow rate of the EGR gas is adjusted according to the opening of the butterfly valve.

また、特許文献1では、ハウジングに形成される通路(EGR通路の一部)をバタフライ弁が全閉した時のシール性を確保するための弁漏れ防止手段を備えている。
この弁漏れ防止手段は、図8に示す様に、ハウジング100に形成される通路110の内周面に周溝120が凹設され、この周溝120の内部に配置されるシールリング130と、周溝120の内部でシールリング130の片側(図示左側)に配置される保持リング140と、シールリング130を保持リング140側へ押圧する板ばね150とを備えている。シールリング130は、通路110を開閉するバタフライ弁160が全閉位置に保持されている時に、自己の弾性復元力により、バタフライ弁160の外周縁に押圧されて密着することにより、全閉時のシール性を確保している。
Moreover, in patent document 1, the valve leak prevention means for ensuring the sealing performance when a butterfly valve fully closes the channel | path (a part of EGR channel | path) formed in a housing is provided.
As shown in FIG. 8, the valve leakage prevention means includes a seal ring 130 that is provided with a circumferential groove 120 recessed in the inner circumferential surface of the passage 110 formed in the housing 100, and is disposed inside the circumferential groove 120. A holding ring 140 disposed on one side (the left side in the figure) of the seal ring 130 inside the circumferential groove 120 and a leaf spring 150 that presses the seal ring 130 toward the holding ring 140 are provided. When the butterfly valve 160 that opens and closes the passage 110 is held in the fully closed position, the seal ring 130 is pressed against and closely contacts the outer peripheral edge of the butterfly valve 160 by its own elastic restoring force. Sealing performance is secured.

特表平11−502582号公報(図2)Japanese National Patent Publication No. 11-502582 (FIG. 2)

ところが、特許文献1に開示された従来技術では、バタフライ弁160の全閉時において、図8の右側から左側へ向かう空気の流れをシールすることは出来るが、逆向きの流れに対してはシール性が不十分である。つまり、図8の左側から右側へ向かって空気が流れる場合は、その空気の流れによる圧力によって、シールリング130が板ばね150の付勢力に抗して保持リング140から離れる方向へ押されるため、シールリング130と保持リング140との間に隙間が形成され、その隙間を通じて空気漏れが発生することが考えられる。   However, in the prior art disclosed in Patent Document 1, when the butterfly valve 160 is fully closed, the air flow from the right side to the left side in FIG. 8 can be sealed, but the reverse flow is sealed. Insufficient sex. That is, when air flows from the left side to the right side in FIG. 8, the seal ring 130 is pushed away from the holding ring 140 against the urging force of the leaf spring 150 due to the pressure of the air flow. It is conceivable that a gap is formed between the seal ring 130 and the holding ring 140 and air leakage occurs through the gap.

また、図8に示されるバタフライ弁160は、全閉時にシールリング130に当接する外周端の断面形状が曲率の大きい円弧状(図8から判断すると、バタフライ弁160の板厚の略1/2の寸法を曲率半径とする円弧状)に形成されているため、バタフライ弁160の全閉位置がばらつくと、シールリング130との間に隙間が生じて弁漏れを発生する恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、バタフライ弁が通路を全閉する全閉位置に保持されている時の弁漏れを抑制できるバルブユニットを提供することにある。
Further, the butterfly valve 160 shown in FIG. 8 has an arc shape in which the cross-sectional shape of the outer peripheral end in contact with the seal ring 130 when fully closed is a large curvature (judging from FIG. 8, approximately 1/2 the plate thickness of the butterfly valve 160. Therefore, if the fully closed position of the butterfly valve 160 varies, a gap may be formed between the butterfly valve 160 and the valve may leak.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a valve unit capable of suppressing valve leakage when the butterfly valve is held in a fully closed position where the passage is fully closed. .

(請求項1の発明)
本発明のバルブユニットは、流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるバルブシャフト、および、通路の内部に配置されてバルブシャフトの軸心方向に対し傾斜した状態でバルブシャフトの端部に取り付けられる円板状のバタフライ弁を有し、このバタフライ弁がバルブシャフトと一体に回転することにより、通路を流れる流体の流量を調節する流量制御弁と、バタフライ弁が通路を全閉する全閉位置に保持されている時に、流体の漏れを防止する弁漏れ防止手段とを備える。
弁漏れ防止手段は、通路の内周に圧入固定される円環状のノズルと、このノズルに保持されるリング集合体とを有し、ノズルは、通路を流れる流体の流れ方向に対し、上流側に配置される第1のノズルと下流側に配置される第2のノズルとに分割され、且つ、第1のノズルと第2のノズルとで協働して形成される周溝を有し、この周溝が半径方向の内方に開口して全周に形成されている。
(Invention of Claim 1)
The valve unit of the present invention includes a valve housing that forms a passage through which a fluid flows, a valve shaft that is rotatably supported by the valve housing via a bearing, and an axial direction of the valve shaft that is disposed inside the passage. Flow control valve that has a disk-like butterfly valve that is attached to the end of the valve shaft in an inclined state relative to the valve shaft, and adjusts the flow rate of the fluid that flows through the passage when the butterfly valve rotates integrally with the valve shaft And valve leakage prevention means for preventing fluid leakage when the butterfly valve is held in a fully closed position for fully closing the passage.
The valve leakage prevention means has an annular nozzle that is press-fitted and fixed to the inner periphery of the passage, and a ring assembly that is held by the nozzle, and the nozzle is upstream of the flow direction of the fluid that flows through the passage. The first nozzle disposed on the second nozzle and the second nozzle disposed on the downstream side, and having a circumferential groove formed in cooperation with the first nozzle and the second nozzle, This circumferential groove is formed in the entire circumference by opening inward in the radial direction.

リング集合体は、周溝内に収容されて第1のノズル側に配置される第1のシールリングと、周溝内に収容されて第2のノズル側に配置される第2のシールリングと、周溝内に収容されて第1のシールリングと第2のシールリングとの間に配置されるバックアップリングとを備え、第1、第2のシールリングは、それぞれ、円周方向の一部に合口隙間が形成され、バタフライ弁が全閉位置に保持されている時に、縮径方向に作用する自己の弾性復元力によりバタフライ弁の外周面を押圧して密着することでバタフライ弁との間をシールするシール面を有し、バックアップリングは、円周方向に連続したリング面を形成し、第1のシールリングに形成される合口隙間と第2のシールリングに形成される合口隙間との間をリング面によって遮断していることを特徴とする。   The ring assembly includes a first seal ring that is accommodated in the circumferential groove and disposed on the first nozzle side, and a second seal ring that is accommodated in the circumferential groove and disposed on the second nozzle side. And a backup ring that is accommodated in the circumferential groove and disposed between the first seal ring and the second seal ring, each of the first and second seal rings being part of the circumferential direction. When the butterfly valve is held in the fully closed position, the outer peripheral surface of the butterfly valve is pressed and brought into close contact with the butterfly valve by its own elastic restoring force acting in the diameter reducing direction. The backup ring forms a ring surface that is continuous in the circumferential direction, and includes a joint gap formed in the first seal ring and a joint gap formed in the second seal ring. Block the gap with the ring surface And wherein the Rukoto.

本発明によれば、第1のシールリングと第2のシールリングとの間にバックアップリングを配置したことにより、バタフライ弁が通路を全閉する全閉位置に保持されている時に、第1、第2のシールリングに形成される合口隙間からの流体漏れを低減できる。
また、バックアップリングのリング面によって第1のシールリングに形成される合口隙間と第2のシールリングに形成される合口隙間との間が遮断されるので、通路を流れる流体の流れ方向に係わらず、全閉時の弁漏れを抑制できる。
さらには、バタフライ弁の外周を第1のシールリングと第2のシールリングとでシールできる、つまり、多段シール構造にできるので、全閉時の弁漏れを低減できる効果が増大する。
According to the present invention, by arranging the backup ring between the first seal ring and the second seal ring, when the butterfly valve is held in the fully closed position for fully closing the passage, Fluid leakage from the joint gap formed in the second seal ring can be reduced.
Further, since the gap between the abutment gap formed in the first seal ring and the abutment gap formed in the second seal ring is blocked by the ring surface of the backup ring, regardless of the flow direction of the fluid flowing through the passage. , Valve leakage when fully closed can be suppressed.
Furthermore, since the outer periphery of the butterfly valve can be sealed with the first seal ring and the second seal ring, that is, a multistage seal structure can be achieved, the effect of reducing valve leakage when fully closed is increased.

(請求項2の発明)
請求項1に記載したバルブユニットにおいて、バタフライ弁は、径方向の外周面が球面状に形成されていることを特徴とする。
この場合、バタフライ弁の傾き等によって全閉位置が多少ばらついた場合でも、バタフライ弁の外周面が球面状であるため、弁漏れを防止できる。つまり、バタフライ弁の外周面が球面状であれば、全閉位置のばらつきに対して流量不感帯を作ることができる。よって、バタフライ弁の全閉位置が多少ばらついても、第1、第2のシールリングの各シール面とバタフライ弁の外周面との間に隙間が生じることはないので、シール性を確保でき、弁漏れを防止できる。
(Invention of Claim 2)
The valve unit according to claim 1, wherein the butterfly valve has a radially outer peripheral surface formed in a spherical shape.
In this case, even if the fully closed position varies somewhat due to the inclination of the butterfly valve or the like, the outer peripheral surface of the butterfly valve is spherical, so that valve leakage can be prevented. That is, if the outer peripheral surface of the butterfly valve is spherical, a flow rate dead zone can be created for variations in the fully closed position. Therefore, even if the fully closed position of the butterfly valve varies somewhat, there is no gap between the seal surfaces of the first and second seal rings and the outer peripheral surface of the butterfly valve, so that sealing performance can be ensured, Valve leakage can be prevented.

(請求項3の発明)
請求項1または2に記載したバルブユニットは、内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置に使用され、バルブハウジングに形成される通路は、EGRガスを吸気通路に還流させるEGR通路の一部であり、流量制御弁は、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調節するEGR制御弁であることを特徴とする。
本発明によれば、EGR制御弁のバタフライ弁がEGR通路を全閉する全閉位置に保持されている時に、弁漏れを低減できるので、吸気通路に還流するEGRガスの流量を、内燃機関の運転状態に応じて適切に制御することが可能である。
(Invention of Claim 3)
The valve unit according to claim 1 or 2 is used in an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an intake passage as EGR gas. The EGR passage is a part of the EGR passage that recirculates the EGR gas to the intake passage, and the flow rate control valve is an EGR control valve that adjusts the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage.
According to the present invention, since the valve leakage can be reduced when the butterfly valve of the EGR control valve is held at the fully closed position where the EGR passage is fully closed, the flow rate of the EGR gas recirculated to the intake passage can be reduced. It is possible to control appropriately according to the driving state.

EGR制御弁と弁漏れ防止手段の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an EGR control valve and a valve leak prevention means. バルブユニットの断面図である。It is sectional drawing of a valve unit. バルブユニットの側面図である。It is a side view of a valve unit. (a)第1のノズルの断面図、(b)同ノズルの平面図である。(A) It is sectional drawing of a 1st nozzle, (b) It is a top view of the nozzle. (a)第2のノズルの断面図、(b)同ノズルの平面図である。(A) It is sectional drawing of a 2nd nozzle, (b) It is a top view of the same nozzle. (a)シールリングの断面図、(b)同リングの平面図である。(A) It is sectional drawing of a seal ring, (b) It is a top view of the ring. (a)バックアップリングの断面図、(b)同リングの平面図である。(A) Sectional view of backup ring, (b) Plan view of the ring. 従来技術に係る弁漏れ防止手段の断面図である。It is sectional drawing of the valve leak prevention means based on a prior art.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

(実施例1)
実施例1では、本発明のバルブユニットを内燃機関の排気ガス再循環装置に用いた一例を説明する。
排気ガス再循環装置は、例えば、自動車に搭載される内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路を有し、このEGR通路を通じて内燃機関から排出された排気ガスの一部(EGRガスと呼ぶ)を吸気通路に再循環させる装置である。なお、内燃機関は、例えば、燃料に軽油を使用するディーゼルエンジン、あるいは、ガソリンを使用するガソリンエンジンである。
バルブユニット1は、図2に示す様に、EGR通路の一部を形成するバルブハウジング2と、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調節するEGR制御弁と、このEGR制御弁を駆動するための駆動力を発生する電動アクチュエータ(図示せず)と、この電動アクチュエータの駆動力をEGR制御弁に伝達する動力伝達装置と、EGR制御弁の回転角度を検出して、内燃機関の運転状態を制御するための電子制御装置であるECU(図示せず)へ出力する回転角検出手段等より構成される。
Example 1
In Example 1, an example in which the valve unit of the present invention is used in an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine will be described.
The exhaust gas recirculation device has, for example, an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an internal combustion engine mounted on an automobile, and a part of the exhaust gas (EGR gas) discharged from the internal combustion engine through the EGR passage. This is a device that recirculates the air in the intake passage. The internal combustion engine is, for example, a diesel engine that uses light oil as a fuel or a gasoline engine that uses gasoline.
As shown in FIG. 2, the valve unit 1 includes a valve housing 2 that forms a part of the EGR passage, an EGR control valve that adjusts the flow rate of EGR gas that flows through the EGR passage, and a drive for driving the EGR control valve. An electric actuator (not shown) that generates a driving force, a power transmission device that transmits the driving force of the electric actuator to the EGR control valve, and a rotation angle of the EGR control valve are detected to control the operating state of the internal combustion engine. It is comprised from the rotation angle detection means etc. which are output to ECU (not shown) which is an electronic controller for performing.

バルブハウジング2は、熱的に厳しい環境で使用されることから、高温に強い耐熱性材料、例えばアルミニウム合金を使用してダイカスト製造される。なお、以下の説明では、バルブハウジング2に形成される通路(EGR通路の一部)をバルブ通路2aと呼ぶ。
EGR制御弁は、動力伝達装置を介して電動アクチュエータの駆動力が伝達されるバルブシャフト3と、このバルブシャフト3の端部に溶接等によって固定される円板状のバタフライ弁4とで構成される。
バルブ通路2aには、図1に示す様に、バタフライ弁4がバルブ通路2aを全閉する全閉位置に保持されている時に、EGRガスが吸気側へ漏れることを防止する弁漏れ防止手段(後述する)が配設される。
Since the valve housing 2 is used in a thermally severe environment, the valve housing 2 is die-cast using a heat resistant material resistant to high temperatures, such as an aluminum alloy. In the following description, a passage formed in the valve housing 2 (a part of the EGR passage) is referred to as a valve passage 2a.
The EGR control valve includes a valve shaft 3 to which the driving force of the electric actuator is transmitted via a power transmission device, and a disc-shaped butterfly valve 4 fixed to the end of the valve shaft 3 by welding or the like. The
In the valve passage 2a, as shown in FIG. 1, when the butterfly valve 4 is held in a fully closed position where the valve passage 2a is fully closed, valve leakage prevention means for preventing EGR gas from leaking to the intake side ( (Described later) is provided.

バルブシャフト3は、メタル軸受5とボールベアリング6を介してバルブハウジング2に回転自在に支持され、電動アクチュエータの駆動力が伝達される一方の軸端部と反対側である他方の軸端部がバルブ通路2aの内部に突き出ている。なお、メタル軸受5とボールベアリング6との間には、オイルシール7が配設されている。
バタフライ弁4は、図2に示す様に、バルブ通路2aの内部に配置されて、バルブシャフト3の軸心方向に対し所定の角度だけ傾斜した状態でバルブシャフト3の軸端部に取り付けられ、バルブシャフト3と一体に回転することによって、EGR通路を流れるEGRガスの流量を調節する。このバタフライ弁4及びバルブシャフト3は、高温に強い耐熱性材料、例えばSUS304等のステンレス鋼によって形成されている。また、バタフライ弁4の径方向の外周面は、球面状に形成されている(図1参照)。
The valve shaft 3 is rotatably supported by the valve housing 2 via a metal bearing 5 and a ball bearing 6, and has the other shaft end portion opposite to one shaft end portion to which the driving force of the electric actuator is transmitted. It protrudes into the valve passage 2a. An oil seal 7 is disposed between the metal bearing 5 and the ball bearing 6.
As shown in FIG. 2, the butterfly valve 4 is disposed inside the valve passage 2 a and is attached to the shaft end of the valve shaft 3 in a state inclined by a predetermined angle with respect to the axial direction of the valve shaft 3. By rotating integrally with the valve shaft 3, the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage is adjusted. The butterfly valve 4 and the valve shaft 3 are made of a heat resistant material resistant to high temperatures, for example, stainless steel such as SUS304. Moreover, the outer peripheral surface of the radial direction of the butterfly valve 4 is formed in the spherical shape (refer FIG. 1).

電動アクチュエータは、例えば、直流モータであり、回転角検出手段によって検出されるEGR制御弁の回転角度、つまり、バタフライ弁4の開度が、内燃機関の運転状態に応じて設定される制御目標値に一致するように、ECUによって直流モータに供給される電力がフィードバック制御される。
動力伝達装置は、直流モータの回転速度を減速してバルブシャフト3に伝達する歯車列によって構成される。この歯車列は、直流モータの出力軸(電機子軸)に取り付けられるピニオンギヤ(図示せず)と、このピニオンギヤに噛み合う中間減速ギヤ(図示せず)と、この中間減速ギヤと共通の中心軸に支持されて中間減速ギヤと一体に回転する小径ギヤ(図示せず)と、この小径ギヤに噛み合うバルブギヤ8(図2参照)とで構成され、このバルブギヤ8がバルブシャフト3の一方の軸端部に連結されている。
The electric actuator is, for example, a DC motor, and a control target value in which the rotation angle of the EGR control valve detected by the rotation angle detection means, that is, the opening degree of the butterfly valve 4 is set according to the operating state of the internal combustion engine. The electric power supplied to the DC motor by the ECU is feedback-controlled so as to match the above.
The power transmission device is constituted by a gear train that reduces the rotational speed of the DC motor and transmits it to the valve shaft 3. This gear train has a pinion gear (not shown) attached to the output shaft (armature shaft) of the DC motor, an intermediate reduction gear (not shown) meshing with the pinion gear, and a central axis common to the intermediate reduction gear. A small-diameter gear (not shown) that is supported and rotates integrally with the intermediate reduction gear, and a valve gear 8 (see FIG. 2) that meshes with the small-diameter gear, this valve gear 8 is one shaft end of the valve shaft 3. It is connected to.

回転角検出手段は、図2に示す様に、バルブシャフト3の一方の軸端部に固定されるロータ9と、このロータ9に保持される2個の磁石10と、この2個の磁石10を挟んで円環状に磁気回路を形成するヨーク(図示せず)と、2個の磁石10が発生する磁界の磁束密度に応じて電気信号を発生するホールIC11と、このホールIC11へ磁束を集束させるためのステータ12等より構成される。
ホールIC11は、磁束密度に応じた電圧(ホール電圧)を出力するホール素子と、このホール素子の出力電圧を増幅する増幅回路等を半導体チップに集積化したIC回路であり、センサカバー13に組み付けられている。
センサカバー13は、図3に示す様に、バルブハウジング2の図示上端面に装着され、スクリュ14によってバルブハウジング2に固定されている。また、センサカバー13には、ECUとの間をケーブル(図示せず)によって接続するための接続用コネクタ15が設けられている。
As shown in FIG. 2, the rotation angle detection means includes a rotor 9 fixed to one end of the valve shaft 3, two magnets 10 held by the rotor 9, and the two magnets 10. A yoke (not shown) that forms a magnetic circuit in an annular shape with a pin in between, a Hall IC 11 that generates an electrical signal according to the magnetic flux density of the magnetic field generated by the two magnets 10, and a magnetic flux focused on the Hall IC 11 For example, a stator 12 for causing the
The Hall IC 11 is an IC circuit in which a Hall element that outputs a voltage (Hall voltage) according to the magnetic flux density and an amplifier circuit that amplifies the output voltage of the Hall element are integrated on a semiconductor chip. It has been.
As shown in FIG. 3, the sensor cover 13 is attached to the upper end surface of the valve housing 2 and is fixed to the valve housing 2 by a screw 14. Further, the sensor cover 13 is provided with a connector 15 for connection with the ECU by a cable (not shown).

続いて、上記の弁漏れ防止手段について説明する。
弁漏れ防止手段は、バルブ通路2aの内周に圧入固定されるノズルと、このノズルに保持されるリング集合体とで構成される。
ノズルは、図1に示す様に、バルブ通路2aを排気側から吸気側へ向かって流れるEGRガスの流れ方向に対し、上流側(排気側)に配置される第1のノズル16と、下流側(吸気側)に配置される第2のノズル17とに分割され、且つ、第1のノズル16と第2のノズル17とで協働して形成される周溝18を有し、この周溝18が半径方向の内方に開口してノズルの全周に形成されている。
Subsequently, the valve leakage prevention means will be described.
The valve leakage prevention means includes a nozzle that is press-fitted and fixed to the inner periphery of the valve passage 2a and a ring assembly that is held by the nozzle.
As shown in FIG. 1, the nozzle includes a first nozzle 16 disposed on the upstream side (exhaust side) with respect to the flow direction of EGR gas flowing from the exhaust side to the intake side through the valve passage 2a, and a downstream side. It has a circumferential groove 18 that is divided into the second nozzle 17 arranged on the (intake side) and that is formed in cooperation with the first nozzle 16 and the second nozzle 17. 18 is formed on the entire circumference of the nozzle by opening inward in the radial direction.

第1のノズル16と第2のノズル17は、図4、図5に示す様に、内周に丸孔16a、17aが開口する円環状に設けられ、丸孔16a、17aの直径、つまり、第1のノズル16と第2のノズル17の内径が、それぞれ、バタフライ弁4の外径より若干大きい寸法に設定されている。
第1のノズル16は、図4(a)に示す様に、板厚方向(図示左右方向)の両側面、つまり、吸気側の側面と排気側の側面とが平行に形成され、且つ、吸気側の側面と排気側の側面との間で内径(丸孔16aの直径)が一定である。
第2のノズル17は、図5(a)に示す様に、板厚方向の排気側(図示左側)に内径を拡大して形成された拡大内径部を有している。この拡大内径部は、第2のノズル17の排気側に開口する円筒内周面17bと、この円筒内周面17bと直交する径方向側面17cとで形成され、第1のノズル16の吸気側の側面との間に上記の周溝18を形成している。つまり、周溝18は、第1のノズル16の吸気側の側面〔図4(a)に示す右側の側面〕と第2のノズル17の径方向側面17cとで溝幅方向の両側面が形成され、第2のノズル17の円筒内周面17bによって周溝18の底面が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the first nozzle 16 and the second nozzle 17 are provided in an annular shape in which round holes 16 a and 17 a are opened on the inner periphery, and the diameters of the round holes 16 a and 17 a, that is, The inner diameters of the first nozzle 16 and the second nozzle 17 are set to be slightly larger than the outer diameter of the butterfly valve 4.
As shown in FIG. 4A, the first nozzle 16 has both side surfaces in the plate thickness direction (the left-right direction in the figure), that is, the intake side surface and the exhaust side surface are formed in parallel, and the intake side. The inner diameter (diameter of the round hole 16a) is constant between the side surface on the side and the side surface on the exhaust side.
As shown in FIG. 5A, the second nozzle 17 has an enlarged inner diameter portion formed by enlarging the inner diameter on the exhaust side (the left side in the drawing) in the plate thickness direction. The enlarged inner diameter portion is formed by a cylindrical inner peripheral surface 17b that opens to the exhaust side of the second nozzle 17, and a radial side surface 17c that is orthogonal to the cylindrical inner peripheral surface 17b. The above-mentioned circumferential groove 18 is formed between the side surfaces of the two. That is, the circumferential groove 18 is formed on both side surfaces in the groove width direction by the intake side surface of the first nozzle 16 (the right side surface shown in FIG. 4A) and the radial side surface 17c of the second nozzle 17. In addition, the bottom surface of the circumferential groove 18 is formed by the cylindrical inner circumferential surface 17 b of the second nozzle 17.

リング集合体は、2個のシールリング19、20と1個のバックアップリング21から成る。2個のシールリング19、20は、図1に示す様に、ノズルに形成された周溝18の内部で第1のノズル16側に配置される第1のシールリング19と、周溝18の内部で第2のノズル17側に配置される第2のシールリング20である。
2個のシールリング19、20は、それぞれ、図6(b)に示す様に、円周方向の一部に合口隙間19a、20aを有するC字状に形成されている。この2個のシールリング19、20は、リング内径がバタフライ弁4の外径より若干小さく形成され、バタフライ弁4が図1に示す全閉位置に保持されている時に、縮径方向に作用する自己の弾性復元力により、リング内周面がバタフライ弁4の外周面に押圧されて密着している。つまり、図6(a)に示すリング内周面は、バタフライ弁4との間を全周シールするシール面19b、20bを形成している。
The ring assembly consists of two seal rings 19 and 20 and one backup ring 21. As shown in FIG. 1, the two seal rings 19 and 20 include a first seal ring 19 disposed on the first nozzle 16 side inside the circumferential groove 18 formed in the nozzle, and the circumferential groove 18. It is the 2nd seal ring 20 arrange | positioned inside the 2nd nozzle 17 side inside.
As shown in FIG. 6B, the two seal rings 19 and 20 are each formed in a C shape having joint gaps 19a and 20a in a part of the circumferential direction. The two seal rings 19 and 20 are formed so that the inner diameter of the ring is slightly smaller than the outer diameter of the butterfly valve 4, and when the butterfly valve 4 is held in the fully closed position shown in FIG. The inner peripheral surface of the ring is pressed against and closely contacts the outer peripheral surface of the butterfly valve 4 by its own elastic restoring force. That is, the inner peripheral surface of the ring shown in FIG. 6A forms seal surfaces 19b and 20b that seal the entire periphery with the butterfly valve 4.

バックアップリング21は、図1に示す様に、周溝18の内部で第1のシールリング19と第2のシールリング20との間に配置される。このバックアップリング21は、図7(b)に示す様に、合口隙間の無い完全なリング体であり、円周方向に連続したリング面21aを形成している。
このバックアップリング21は、リング内径がバタフライ弁4の外径と干渉しない程度に若干小さく形成され、第1のシールリング19と第2のシールリング20との間に配置されることで、両シールリング19、20に形成される合口隙間19a、20aの間をリング面21aによって遮断している。
As shown in FIG. 1, the backup ring 21 is disposed between the first seal ring 19 and the second seal ring 20 inside the circumferential groove 18. As shown in FIG. 7B, the backup ring 21 is a complete ring body having no joint gap, and forms a ring surface 21a continuous in the circumferential direction.
The backup ring 21 is formed slightly small so that the inner diameter of the ring does not interfere with the outer diameter of the butterfly valve 4, and is disposed between the first seal ring 19 and the second seal ring 20, so that both seals The gaps 19a and 20a formed in the rings 19 and 20 are blocked by the ring surface 21a.

なお、第1のノズル16、第2のノズル17、2個のシールリング19、20、および、バックアップリング21は、それぞれ、高温に強い耐熱性材料、例えばSUS304等のステンレス鋼によって形成されている。
また、2個のシールリング19、20とバックアップリング21の各板厚を合計したリング集合体の幅寸法は、ノズルに形成される周溝18の幅寸法より若干小さく設定されている。一方、バタフライ弁4は、全閉位置に保持されている時に、球面状に形成された外周面が、2個のシールリング19、20の各シール面19b、20bに密着できるだけの板厚寸法を有している。つまり、図1に示す様に、バタフライ弁4の板厚寸法tは、リング集合体の幅寸法より大きく形成されている。
The first nozzle 16, the second nozzle 17, the two seal rings 19, 20 and the backup ring 21 are each formed of a heat resistant material resistant to high temperatures, for example, stainless steel such as SUS304. .
Further, the width dimension of the ring aggregate obtained by adding the plate thicknesses of the two seal rings 19 and 20 and the backup ring 21 is set slightly smaller than the width dimension of the circumferential groove 18 formed in the nozzle. On the other hand, when the butterfly valve 4 is held in the fully closed position, the outer peripheral surface formed in a spherical shape has a plate thickness dimension that allows the seal surfaces 19b and 20b of the two seal rings 19 and 20 to be in close contact with each other. Have. That is, as shown in FIG. 1, the plate thickness dimension t of the butterfly valve 4 is formed larger than the width dimension of the ring assembly.

(実施例1の効果)
実施例1に示すバルブユニット1は、ノズルに形成される周溝18の内部に2個のシールリング19、20を配置しているので、バタフライ弁4がバルブ通路2aを全閉する全閉位置に保持されている時に、バタフライ弁4の外周を第1のシールリング19と第2のシールリング20とでシールできる、つまり、多段シール構造にできるので、バルブ全閉時にEGRガスの漏れを防止できる効果が大きく、EGRガスが吸入空気に混入することを防止できる。
(Effect of Example 1)
In the valve unit 1 shown in the first embodiment, since the two seal rings 19 and 20 are arranged inside the circumferential groove 18 formed in the nozzle, the butterfly valve 4 is in a fully closed position where the valve passage 2a is fully closed. The outer periphery of the butterfly valve 4 can be sealed with the first seal ring 19 and the second seal ring 20, that is, a multi-stage seal structure can be used, thereby preventing EGR gas leakage when the valve is fully closed. The effect that can be achieved is great, and EGR gas can be prevented from being mixed into the intake air.

また、第1のシールリング19と第2のシールリング20との間にバックアップリング21を配置しているので、第1のシールリング19に形成される合口隙間19aと第2のシールリング20に形成される合口隙間20aとの間をバックアップリング21のリング面21aによって遮断できる。これにより、バタフライ弁4が全閉位置に保持されている時に、内燃機関に吸入される吸入空気がバタフライ弁4の排気側へ漏れることを防止できると共に、EGRガスがバタフライ弁4の吸気側へ漏れることも防止できる。すなわち、バルブ通路2を排気側から吸気側へ流れる順方向の流れと、吸気側から排気側へ逆流する逆方向の流れの両方でバルブ全閉時の弁漏れを抑制できる。   Further, since the backup ring 21 is disposed between the first seal ring 19 and the second seal ring 20, the abutment gap 19 a formed in the first seal ring 19 and the second seal ring 20 are provided. The gap surface 20a formed can be blocked by the ring surface 21a of the backup ring 21. Thereby, when the butterfly valve 4 is held in the fully closed position, the intake air sucked into the internal combustion engine can be prevented from leaking to the exhaust side of the butterfly valve 4, and the EGR gas can be moved to the intake side of the butterfly valve 4. Leakage can also be prevented. That is, valve leakage when the valve is fully closed can be suppressed by both the forward flow that flows through the valve passage 2 from the exhaust side to the intake side and the reverse flow that flows back from the intake side to the exhaust side.

さらに、バタフライ弁4の外周面が球面状に形成されているので、バタフライ弁4の傾き等によって全閉位置が多少ばらついた場合でも、バルブ全閉時の弁漏れを防止できる。つまり、バタフライ弁4の外周面が球面状であれば、全閉位置のばらつきに対して流量不感帯を作ることができる。これにより、バタフライ弁4の全閉位置が多少ばらついても2個のシールリング19、20の各シール面19b、20b(リング内周面)とバタフライ弁4の外周面との間に隙間が生じることはなく、2個のシールリング19、20によるシール性を確保できるので、弁漏れを防止できる。   Further, since the outer peripheral surface of the butterfly valve 4 is formed in a spherical shape, even when the fully closed position varies somewhat due to the inclination of the butterfly valve 4 or the like, valve leakage when the valve is fully closed can be prevented. That is, if the outer peripheral surface of the butterfly valve 4 is spherical, a flow rate dead zone can be created for variations in the fully closed position. Thereby, even if the fully closed position of the butterfly valve 4 varies somewhat, a gap is generated between the seal surfaces 19b and 20b (ring inner peripheral surface) of the two seal rings 19 and 20 and the outer peripheral surface of the butterfly valve 4. The sealing performance by the two seal rings 19 and 20 can be ensured, and valve leakage can be prevented.

(変形例)
実施例1では、本発明に係るバルブユニット1の流量制御弁を、排気ガス再循環装置のEGR制御弁として使用する一例を説明したが、例えば、内燃機関に吸入される吸入空気量を調節するスロットルバルブ、あるいは、吸気通路に吸気負圧を発生させるための吸気絞りバルブ等に適用することも可能である。
(Modification)
In the first embodiment, an example in which the flow control valve of the valve unit 1 according to the present invention is used as the EGR control valve of the exhaust gas recirculation device has been described. For example, the amount of intake air taken into the internal combustion engine is adjusted. The present invention can also be applied to a throttle valve or an intake throttle valve for generating intake negative pressure in the intake passage.

1 バルブユニット
2 バルブハウジング
2a バルブ通路
3 バルブシャフト(流量制御弁)
4 バタフライ弁(流量制御弁)
5 メタル軸受(軸受)
6 ボールベアリング(軸受)
16 第1のノズル
17 第2のノズル
18 周溝
19 第1のシールリング
19a シールリングに形成される合口隙間
20 第2のシールリング
20a シールリングのシール面
21 バックアップリング
21a バックアップリングのリング面
1 Valve unit 2 Valve housing 2a Valve passage 3 Valve shaft (flow control valve)
4 Butterfly valve (flow control valve)
5 Metal bearing (bearing)
6 Ball bearing
16 First nozzle 17 Second nozzle 18 Circumferential groove 19 First seal ring 19a Joint gap formed in seal ring 20 Second seal ring 20a Seal ring sealing surface 21 Backup ring 21a Backup ring ring surface

Claims (3)

流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、
このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるバルブシャフト、および、前記通路の内部に配置されて前記バルブシャフトの軸心方向に対し傾斜した状態で前記バルブシャフトの端部に取り付けられる円板状のバタフライ弁を有し、このバタフライ弁が前記バルブシャフトと一体に回転することにより、前記通路を流れる流体の流量を調節する流量制御弁と、
前記バタフライ弁が前記通路を全閉する全閉位置に保持されている時に、流体の漏れを防止する弁漏れ防止手段とを備えるバルブユニットであって、
前記弁漏れ防止手段は、
前記通路の内周に圧入固定される円環状のノズルと、
このノズルに保持されるリング集合体とを有し、
前記ノズルは、前記通路を流れる流体の流れ方向に対し、上流側に配置される第1のノズルと下流側に配置される第2のノズルとに分割され、且つ、前記第1のノズルと前記第2のノズルとで協働して形成される周溝を有し、この周溝が半径方向の内方に開口して全周に形成され、
前記リング集合体は、
前記周溝内に収容されて前記第1のノズル側に配置される第1のシールリングと、
前記周溝内に収容されて前記第2のノズル側に配置される第2のシールリングと、
前記周溝内に収容されて前記第1のシールリングと前記第2のシールリングとの間に配置されるバックアップリングとを備え、
前記第1、第2のシールリングは、それぞれ、円周方向の一部に合口隙間が形成され、前記バタフライ弁が全閉位置に保持されている時に、縮径方向に作用する自己の弾性復元力により前記バタフライ弁の外周面を押圧して密着することで前記バタフライ弁との間をシールするシール面を有し、
前記バックアップリングは、円周方向に連続したリング面を形成し、前記第1のシールリングに形成される合口隙間と前記第2のシールリングに形成される合口隙間との間を前記リング面によって遮断していることを特徴とするバルブユニット。
A valve housing forming a passage through which fluid flows;
A valve shaft that is rotatably supported by the valve housing via a bearing, and a circle that is disposed inside the passage and is attached to the end of the valve shaft in an inclined state with respect to the axial direction of the valve shaft. A flow control valve that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the passage by rotating the butterfly valve integrally with the valve shaft;
A valve leakage prevention means for preventing fluid leakage when the butterfly valve is held in a fully closed position for fully closing the passage;
The valve leakage prevention means includes
An annular nozzle press-fitted and fixed to the inner periphery of the passage;
A ring assembly held by this nozzle,
The nozzle is divided into a first nozzle disposed on the upstream side and a second nozzle disposed on the downstream side with respect to the flow direction of the fluid flowing through the passage, and the first nozzle and the A circumferential groove formed in cooperation with the second nozzle, the circumferential groove is formed in the entire circumference by opening inward in the radial direction;
The ring assembly is
A first seal ring housed in the circumferential groove and disposed on the first nozzle side;
A second seal ring housed in the circumferential groove and disposed on the second nozzle side;
A backup ring housed in the circumferential groove and disposed between the first seal ring and the second seal ring;
Each of the first and second seal rings has an abutment gap formed in a part in the circumferential direction, and when the butterfly valve is held in a fully closed position, the first and second seal rings are self-elastically restored and act in the diameter reducing direction. Having a sealing surface that seals between the butterfly valve by pressing and pressing the outer peripheral surface of the butterfly valve with force,
The backup ring forms a ring surface that is continuous in the circumferential direction, and the ring surface provides a gap between the joint gap formed in the first seal ring and the joint gap formed in the second seal ring. A valve unit characterized by blocking.
請求項1に記載したバルブユニットにおいて、
前記バタフライ弁は、径方向の外周面が球面状に形成されていることを特徴とするバルブユニット。
In the valve unit according to claim 1,
The butterfly valve has a radially outer peripheral surface formed in a spherical shape.
請求項1または2に記載したバルブユニットは、
内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置に使用され、
前記バルブハウジングに形成される前記通路は、EGRガスを前記吸気通路に還流させるEGR通路の一部であり、
前記流量制御弁は、前記EGR通路を流れるEGRガスの流量を調節するEGR制御弁であることを特徴とするバルブユニット。
The valve unit according to claim 1 or 2,
Used in an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine as EGR gas to the intake passage,
The passage formed in the valve housing is a part of an EGR passage that recirculates EGR gas to the intake passage,
The valve unit, wherein the flow rate control valve is an EGR control valve that adjusts a flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage.
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