JP7733596B2 - 弁装置 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
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Description
先ず、第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に、この実施形態のEGRクーラバイパス装置1を断面図により示す。図2に、図1のEGRクーラバイパス装置1の一部(下流側)を断面図により示す。図3に、図1のEGRクーラバイパス装置1の1点鎖線四角S1で囲った部分を拡大した断面図により示す。図4に、EGRクーラバイパス装置1の一部を図2のA-A線断面図により示す。図5に、EGRクーラバイパス装置1の一部(下流側)を破断して斜視図により示す。図6に、図5に示す破断部分の一部を拡大して斜視図により示す。
このEGRクーラバイパス装置1は、周知のように、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ流すEGR通路(図示略)に設けられる装置であり、EGR通路におけるEGRガスを、EGRクーラ(熱交換器)にて冷却する流れと、EGRクーラを迂回する流れとに振り分けるようになっている。図1~図3に示すように、この装置1は、高温の流体であるEGRガスを流す二つの流路2,3が形成されるハウジング4を備える。二つの流路2,3の一方は、入口2aと出口2bを含み、EGRガスを冷却するための熱交換器5が配置される冷却流路2であり、他方は、入口3aと出口3bを含み、冷却流路2を迂回したバイパス流路3である。熱交換器5は、例えば、エンジンの冷却水を循環させることで冷却流路2を流れるEGRガスを冷却するように構成される。ここでは、その詳しい説明は省略する。
図7には、バイパスガスの流れを図3に準ずる断面図により示す。図7に示すように、弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16及び弁体12との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。すなわち、第1の分散流路21は、図7に太い一点鎖線で示すように、バイパスガスの一部が冷却流路2の出口2bへ向けて流れ、第2の分散流路22は、図7に太い一点鎖線で示すように、バイパスガスの一部が合流流路8へ向けて流れる。なお、図2~図7においては、アクチュエータ19の図示を省略している。
ここで、バイパス流路3の出口3bから第2の分散流路22を通じて合流流路8へ向けて流れる高温のバイパスガスは、リップシール15の近傍を流れる。そこで、この実施形態では、図2~図6に示すように、リップシール15の、少なくともバイパス流路3の出口3bに接近する部分には、バイパスガスの熱からリップシール15を保護するためのシール保護手段が設けられる。この実施形態で、シール保護手段は、バイパスガスが衝突することでリップシール15をバイパスガスから保護する第1の衝立16bを含む。第1の衝立16bは、レバー16の一部を直角に折り返すことでレバー16と一体に形成される。
ここで、レバー16の開口部16aから分散する高温のバイパスガスは、弁軸11へ向けて流れる。そこで、この実施形態では、図2~図6に示すように、弁軸11には、レバー16の開口部16aから分散する高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段が設けられる。この実施形態で、弁軸保護手段は、バイパスガスが衝突する第2の衝立24aと、 弁軸11とレバー16との間に介在するスペーサ24bとを含む。第2の衝立24aとスペーサ24bは、ほぼ直角に折り曲げられた曲げ板24により一体に形成される。この実施形態では、図3に示すように、第2の衝立24aの長さL1は、弁軸11の径方向の長さL2よりも長くなっている。また、図4に示すように、第2の衝立24aの幅W1は、開口部16aの幅W2よりも大きくなっている。
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置の構成によれば、バイパス弁10の弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。従って、バイパスガスの一部が第1の分散流路21により分散し、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスに合流し、その合流したクーラガスとバイパスガスが、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散した他の一部のバイパスガスと合流流路8にて合流する。このため、バイパス弁10の開弁時に冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスとバイパス流路3から流れ出るバイパスガスとのミキシング効果を高めることができる。
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図8には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図2に準ずる断面図により示す。図9には、ハウジング4の導出口7におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を断面図により示す。図8、図9において、ドット密度が最も高い暗色部分は「240℃」前後の温度を示し、ドット密度が最も低い明色部分は「80℃」前後の温度を示す。図8、図9において、ハウジング4等の部材の断面ハッチングは省略した(後で示す他の温度解析結果の断面図についても同様。)。
次に、第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
図10~図14に示すように、この実施形態のレバー16には、開口部16aが設けられていない点で第1実施形態と構成が異なる。
この実施形態では、レバー16に開口部16aが設けられていないので、レバー16を透過した高温のバイパスガスが弁軸11へ向けて流れることはない。そのため、この実施形態では、図10~図14に示すように、高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段については、第2の衝立24aとスペーサ24bを含む曲げ板24は設けられていない。その代わり、弁軸保護手段として、別の構成が設けられる。
また、この実施形態では、図15、図16に示すように、弁軸11の先端側にて、レバー16にストッパ16eが設けられる。このストッパ16eは、弁軸11に対しレバー16を回り止めするために、レバー16の一部が折り曲げられて弁軸11の端面に係合する。また、このストッパ16eは、図13に示すように、弁軸11へ向けて湾曲するので、レバー16の表面に衝突したバイパスガスが、レバー16における第1の衝立16bの反対側へ流れ易くなる。このため、レバー16に衝突したバイパスガスを、リップシール15から離れる方向へ案内することができる。
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、弁軸11とレバー16との間の少なくと一部に隙間26が設けられるので、弁軸11とレバー16との接触面積が削減され、その分だけレバー16から弁軸11へバイパスガスの熱が伝わり難くなる。このため、レバー16から弁軸11へ伝わるバイパスガスの熱を減らすことができ、弁軸11から伝わる熱によるリップシール15の熱害を更に抑制することができる。
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図17には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図18には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図17のC-C線断面図により示す。図19には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図9に準ずる断面図により示す。
ここで、第2実施形態の変形例に関するバイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。この変形例では、レバー16に第1の衝立16bが設けられない点で第2実施形態と構成が異なる。図20には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図21には、ハウジング4の導出口7におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図9に準ずる断面図により示す。
次に、第3実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図22~図26に示すように、この実施形態では、第2実施形態と同様、レバー16には開口部16aが設けられていない。
この実施形態では、第2実施形態の変形例と同様、第1実施形態で説明した第1の衝立16bは設けられていない。また、この実施形態では、バイパスガスの流れをリップシール15から遠ざけるための、バイパス流路3の出口3bと弁体12の配置のオフセットはなされていない。その代わりに、この実施形態では、図24、図25に示すように、レバー16の表側には、その両脇に長手方向に沿って伸びる突条16fが形成される。これら突条16fにより、バイパス流路3の出口3bから流れ出てレバー16に衝突するバイパスガスが各分散流路21,22へ案内されるようになっている。
この実施形態では、第2実施形態と同様、レバー16に開口部16aが設けられていないので、図22~図26に示すように、高温のバイパスガスの熱から弁軸11を保護するための弁軸保護手段については、第2の衝立16gとスペーサ24bを含む曲げ板24が設けられていない。
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、前記各実施形態と同様、バイパス弁10の弁体12の開弁時には、ハウジング4とレバー16との間で、バイパス流路3の出口3bから流れ出るバイパスガスが、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bと合流流路8へ向けて分散して流れる分散流路21,22が形成される。従って、バイパスガスの一部が第1の分散流路21により分散し、冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスに合流し、その合流したガスが、第2の分散流路22により合流流路8へ向けて分散した他の一部のバイパスガスと合流流路8にて合流する。このため、この実施形態でも、バイパス弁10の開弁時に冷却流路2(熱交換器5)の出口2bから流れ出るクーラガスとバイパス流路3から流れ出るバイパスガスとのミキシング効果を高めることができる。
ここで、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果について説明する。図27には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図8に準ずる断面図により示す。図28には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図18に準ずる断面図により示す。図29には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図19に準ずる断面図により示す。
次に、第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図30に示すように、この実施形態では、合流流路8に対応するハウジング4には、合流流路8を流れるEGRガスの流れの中心へ向かって括れる括れ部8aが設けられる。その他の構成は前記各実施形態のそれぞれと同じとする。
以上説明したこの実施形態のEGRクーラバイパス装置1の構成によれば、前記各実施形態の作用及び効果に加え次のような作用及び効果を得ることができる。すなわち、合流流路8に対応するハウジング4には、括れ部8a設けられるので、合流流路8を流れるクーラガスとバイパスガスがその括れ部8aに当たり、それらガスの流速が抑えられると共に流れの向きが合流流路8の中心へ向けられる。このため、クーラガスとバイパスガスとのミキシング効果を更に高めることができる。特に、合流流路8の下流側でのクーラガスとバイパスガスとのミキシングを改善することができる。
ここで、第4実施形態の第1の変形例につき、図30を参照して説明する。この変形例では、図30に2点鎖線で示すように、括れ部8bの位置を、第4実施形態の括れ部8aよりも合流流路8の下流側へ移動させている。これにより、第2の分散流路22へ流れるバイパスガスの圧損を、第4実施形態のそれよりも低減させることができ、バイパスガスとクーラガスとのミキシングを改善することができる。
次に、第4実施形態の第2の変形例につき、図33~図35を参照して説明する。この変形例では、バイパス弁10の構成の点で第4実施形態と異なる。図33には、バイパス弁10の開弁時におけるバイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図30に準ずる断面図により示す。図34には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図31に準ずる断面図により示す。図35には、バイパスガスとクーラガスの温度解析結果を図32に準ずる断面図により示す。
なお、この開示技術は前記各実施形態等に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して次のように実施することもできる。
2 冷却流路
2a 入口
2b 出口
3 バイパス流路
3a 入口
3b 出口
4 ハウジング
5 熱交換器
8 合流流路
8a 括れ部
8b 括れ部
10 バイパス弁
11 弁軸
12 弁体
13 軸受
14 軸受ケース(ハウジング)
14aa 挿入孔
15 リップシール(シール部材)
16 レバー
16a 開口部
16b 第1の衝立(シール保護手段)
16g 第2の衝立(弁軸保護手段)
21 第1の分流流路
22 第2の分流流路
24a 第2の衝立(弁軸保護手段)
24b スペーサ(弁軸保護手段)
26 隙間(弁軸保護手段)
27 隙間(弁軸保護手段)
Claims (9)
- 高温の流体を流す流路が形成されるハウジングを含み、
前記流路は、
入口と出口を含み、流体を冷却するための熱交換器が配置される冷却流路と、
入口と出口を含み、前記冷却流路を迂回したバイパス流路と、
前記冷却流路の前記出口から流れ出るクーラ流体と前記バイパス流路の前記出口から流れ出るバイパス流体とが合流して流れる合流流路と、を含み、
前記バイパス流路を開閉するためのバイパス弁が設けられ、
前記バイパス弁は、前記冷却流路及び前記バイパス流路より下流に配置され、弁軸を中心に揺動する弁体を含み、
前記弁体が前記バイパス流路の前記出口を弁座として着座可能に設けられる弁装置において、
前記弁体は、前記弁軸に対しレバーを介して支持され、
前記弁体の開弁時に、前記ハウジングと前記レバーとの間で、前記バイパス流路の前記出口から流れ出る前記バイパス流体が、前記冷却流路の前記出口と前記合流流路へ向けて分散して流れる分散流路が形成され、
前記レバーには、前記冷却流路の前記出口へ向けて分散する前記バイパス流体の一部を更に前記弁軸へ向けて分散させるための開口部が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項1に記載の弁装置において、
前記ハウジングには、前記弁軸を挿入するための挿入孔が形成され、
前記挿入孔には、前記ハウジングと前記弁軸との間をシールするためのシール部材が設けられ、
前記シール部材の、少なくとも前記バイパス流路の前記出口に接近する部分には、バイパス流体の熱から前記シール部材を保護するためのシール保護手段が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項2に記載の弁装置において、
前記シール保護手段は、前記バイパス流体が衝突する第1の衝立を含む
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項2に記載の弁装置において、
前記シール保護手段は、前記分散流路により前記合流流路へ向けて分散する前記バイパス流体の流れを前記シール部材から遠ざける方向へオフセットさせる構成を含む
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の弁装置において、
前記弁軸には、前記レバーの前記開口部から分散する前記バイパス流体の熱から前記弁軸を保護するための弁軸保護手段が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項5に記載の弁装置において、
前記弁軸保護手段は、前記バイパス流体が衝突する第2の衝立を含む
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項5又は6に記載の弁装置において、
前記弁軸保護手段は、前記弁軸と前記レバーとの間に介在するスペーサを含む
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の弁装置において、
前記弁軸と前記レバーとの間の少なくとも一部には、前記弁軸と前記レバーとの接触面積を削減するための隙間が設けられる
ことを特徴とする弁装置。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の弁装置において、
前記合流流路に対応する前記ハウジングには、前記合流流路を流れる前記流体の流れの中心へ向かって括れる括れ部が設けられる
ことを特徴とする弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A JP7733596B2 (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A JP7733596B2 (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023136497A JP2023136497A (ja) | 2023-09-29 |
| JP7733596B2 true JP7733596B2 (ja) | 2025-09-03 |
Family
ID=88145780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022042213A Active JP7733596B2 (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7733596B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022023773A (ja) | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 愛三工業株式会社 | Egrシステム |
-
2022
- 2022-03-17 JP JP2022042213A patent/JP7733596B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022023773A (ja) | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 愛三工業株式会社 | Egrシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023136497A (ja) | 2023-09-29 |
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