(57)【要約】【課題】バタフライバルブの軸部とロッドとのガタを発生させない。【解決手段】バタフライバルブ１は、弁体２における回転軸Ｘの位置に設けられた円筒形状の軸部３と、軸部３の内部に配置された円筒形状のスペーサ４と、スペーサ４の内部に配置された円柱形状のロッド５と、軸部３とスペーサ４とロッド５とを径方向に貫通して固定する円柱形状のピン６を備える。軸部３の第一の穴３ａとロッド５の第二の穴５ａとは、軸心及び直径が等しい。スペーサ４の第四の穴４ａは、軸部３の第一の穴３ａ及びロッド５の第二の穴５ａより直径が大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の弁体と、
前記弁体における回転軸の位置に設けられた円筒形状の軸部と、
前記軸部の内部に配置された円筒形状のスペーサと、
前記スペーサの内部に配置された円柱形状のロッドと、
前記軸部と前記スペーサと前記ロッドとを径方向に貫通して固定する円柱形状のピンとを備え、
前記軸部の前記ピンが貫通する穴と前記ロッドの前記ピンが貫通する穴とは、軸心及び直径が等しく、前記スペーサの前記ピンが貫通する穴は、前記軸部の前記ピンが貫通する穴と前記ロッドの前記ピンが貫通する穴とに比べて直径が大きいことを特徴とするバタフライバルブ。
【請求項２】
前記軸部と前記ロッドとは、線膨張係数が同じ材料により構成されていることを特徴とする請求項１記載のバタフライバルブ。
【請求項３】
前記スペーサは、前記軸部及び前記ロッドと線膨張係数が同じ材料により構成されていることを特徴とする請求項２記載のバタフライバルブ。
【請求項４】
排ガス再循環バルブに用いられることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のバタフライバルブ。
【請求項５】
円板状の弁体と、
前記弁体における回転軸の位置に設けられた円筒形状の軸部と、
前記軸部の内部に配置された円筒形状のスペーサと、
前記スペーサの内部に配置された円柱形状のロッドと、
前記軸部と前記スペーサと前記ロッドとを径方向に貫通して固定する円柱形状のピンとを備えるバタフライバルブの製造方法であって、
前記スペーサと同じ円筒形状のダミー部材を前記軸部に圧入し、かつ、前記ダミー部材に前記ロッドを圧入した状態で、前記軸部の外側から径方向に貫通する、前記軸部の第一の穴と前記ロッドの第二の穴と前記ダミー部材の第三の穴とを形成する工程と、
前記軸部と前記ロッドとの間から前記ダミー部材を除去する工程と、
前記第一の穴及び前記第二の穴より直径が大きい第四の穴が径方向に貫通した前記スペーサを、前記軸部と前記ロッドとの間に圧入し、前記第一の穴と前記第二の穴と前記第四の穴に前記ピンを貫通させて前記軸部と前記スペーサと前記ロッドとを固定する工程とを備えるバタフライバルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バタフライバルブ、及びバタフライバルブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排ガス再循環バルブに使用されるバタフライバルブは、回転軸となるロッドに対して、排ガスの流量を調整するための円板状の弁体が固定された構成である。特許文献１に係るバタフライバルブは、ロッドに貫通溝が形成され、この貫通溝に円板状の弁体が挿入されてネジで締結された構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のバタフライバルブにおいて、ネジを締結する穴はロッドと弁体とで個別に形成されるため、ネジを締結する穴の寸法のばらつきにより、締結後に若干のガタが生じるという課題があった。弁体の固定部分にガタがあると、車両等の振動によりネジに負荷がかかり、最悪の場合、ネジが破損する懸念があった。また、ネジの周りの隙間から、ロッドの貫通溝と弁体との隙間を通って排ガスが漏れる懸念があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、弁体とロッドとにガタを発生させないことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るバタフライバルブは、円板状の弁体と、弁体における回転軸の位置に設けられた円筒形状の軸部と、軸部の内部に配置された円筒形状のスペーサと、スペーサの内部に配置された円柱形状のロッドと、軸部とスペーサとロッドとを径方向に貫通して固定する円柱形状のピンとを備え、軸部のピンが貫通する穴とロッドのピンが貫通する穴とは、軸心及び直径が等しく、スペーサのピンが貫通する穴は、軸部のピンが貫通する穴とロッドのピンが貫通する穴とに比べて直径が大きい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、軸部のピンが貫通する穴とロッドのピンが貫通する穴とは、軸心及び直径が等しいので、ピンによって固定された際に弁体の軸部とロッドとにガタが発生しない。また、スペーサのピンが貫通する穴は、軸部のピンが貫通する穴とロッドのピンが貫通する穴とに比べて直径が大きいので、ピンの圧入時、ピンがスペーサに接触しない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るバタフライバルブの構成例を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係るバタフライバルブを図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】実施の形態１の軸部、ロッド及びダミー部材の仮組付け状態を示す斜視図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、実施の形態１に係るバタフライバルブの製造方法を説明する図であり、図３のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るバタフライバルブ１の構成例を示す正面図である。図２は、実施の形態１に係るバタフライバルブ１を図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。実施の形態１に係るバタフライバルブ１は、例えば、排ガスをエンジンへ再循環させる配管に設置され、この配管に流れる排ガスの流量を調節する排ガス再循環バルブとして使用される。バタフライバルブ１のハウジング１０は、上記配管に接続される。ハウジング１０に設けられた排ガス通路１１の内周面には、略環状の段差が形成され、この段差はバルブシート１２，１３となる。また、ハウジング１０における回転軸Ｘ上の２か所に軸受１４，１５が設けられ、軸受１４，１５はロッド５を回転自在に支持する。ロッド５の軸受１４側又は軸受１５側のいずれか一方の端部には図示しないモータが設置され、このモータがロッド５を回転させる。ロッド５には弁体２が固定されており、ロッド５の回転に伴って弁体２が排ガス通路１１を開閉する。なお、軸受１４，１５のいずれか一方の代わりにモータが設置されてもよい。図１の正面図及び図２の断面図は、円板状の弁体２がバルブシート１２，１３に着座した閉弁状態を示す。この弁体２は、ロッド５と一体に回転し、図２に矢印で示される方向に開弁する。
【００１０】
円板状の弁体２における回転軸Ｘの位置には、円筒形状の軸部３が設けられている。軸部３の内部には、軸部３より外径が小さい円筒形状のスペーサ４が配置されている。スペーサ４の内部には、スペーサ４より外径が小さい円柱形状のロッド５が配置されている。軸部３には、回転軸Ｘと直交する径方向に貫通した第一の穴３ａ，３ｂが形成されている。スペーサ４における第一の穴３ａ，３ｂに相当する位置にも、スペーサ４を径方向に貫通した第四の穴４ａ，４ｂ（図示せず）が形成されている。同様に、ロッド５における第一の穴３ａ，３ｂに相当する位置にも、ロッド５を径方向に貫通した第二の穴５ａ，５ｂ（図示せず）が形成されている。ピン６は、軸部３の第一の穴３ａとスペーサ４の第四の穴４ａ（図示せず）とロッド５の第二の穴５ａ（図示せず）とに圧入され、軸部３とスペーサ４とロッド５とを固定する。同様に、ピン７は、軸部３の第一の穴３ｂとスペーサ４の第四の穴４ｂ（図示せず）とロッド５の第二の穴５ｂ（図示せず）とに圧入され、軸部３とスペーサ４とロッド５とを固定する。
【００１１】
次に、バタフライバルブ１の製造方法を説明する。
図３は、実施の形態１の軸部３、ロッド５及びダミー部材８の仮組付け状態を示す斜視図である。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、実施の形態１に係るバタフライバルブ１の製造方法を説明する図であり、図３のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。軸部３、スペーサ４、及びロッド５は、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示される３つの工程で固定される。その際、スペーサ４と同じ円筒形状のダミー部材８が使用される。
【００１２】
まず、図４Ａに示される第一の工程において、軸部３とダミー部材８とロッド５とが仮組付けされて、図３の状態にされる。図３に示されるように、軸部３の内部にダミー部材８が圧入され、ダミー部材８の内部にロッド５が圧入された状態で、ピン６を圧入するための貫通穴が、径方向に切削加工される。この切削加工により、軸部３に第一の穴３ａが、ロッド５に第二の穴５ａが、ダミー部材８に第三の穴８ａが、それぞれ形成される。軸部３の第一の穴３ａとロッド５の第二の穴５ａとは、同時に加工されるため、軸心及び直径が完全に一致する。図示は省略するが、ピン６を圧入するための第一の穴３ａ、第二の穴５ａ、及び第三の穴８ａと同様に、ピン７を圧入するための第一の穴３ｂ、第二の穴５ｂ、及び第三の穴８ｂが形成される。
【００１３】
図４Ｂに示される第二の工程において、軸部３とダミー部材８とロッド５とを、一旦完全に分解し、ダミー部材８を除去する。樹脂製のダミー部材８を破壊することにより、軸部３からロッド５を取り外しやすくなる。上記第一の工程の切削加工によって、軸部３及びロッド５にバリ９及び削りかすが発生するが、第二の工程においてこれらを分解することによりバリ９及び削りかすの除去が容易となり、バリ９及び削りかすの除去時間を短縮できる。また、バリ９及び削りかすを完全に除去可能となるため、バタフライバルブ１の品質が向上する。
【００１４】
なお、ダミー部材８は、軸部３及びロッド５の仮組付け及び分解を容易にするため、並びにダミー部材８の単価を低く抑えるために、樹脂によって構成される。このダミー部材８は、分解時に破壊される、使い捨ての補助部材である。軸部３及びロッド５は、アルミニウム若しくはステンレス等の金属、又は樹脂によって構成される。スペーサ４は、アルミニウム若しくはステンレス等の金属、又は樹脂によって構成される。
【００１５】
図４Ｃに示される第三の工程において、軸部３にスペーサ４が圧入され、スペーサ４にロッド５が圧入され、最後に第一の穴３ａ、第四の穴４ａ、及び第二の穴５ａにピン６が圧入される。図示は省略するが、第一の穴３ｂ、第四の穴４ｂ、及び第二の穴５ｂには、ピン７が圧入される。なお、スペーサ４には、軸部３の第一の穴３ａ及びロッド５の第二の穴５ａと同じ位置に、第一の穴３ａ及び第二の穴５ａより直径が大きい第四の穴４ａが、第三の工程の前に予め形成されている。スペーサ４の第四の穴４ａは、第一の穴３ａ及び第二の穴５ａより直径が大きいため、ピン６が圧入されるときに、ピン６がスペーサ４に接触しない。図示は省略するが、第四の穴４ａと同様に、スペーサ４における軸部３の第一の穴３ｂ及びロッド５の第二の穴５ｂと同じ位置には、第一の穴３ｂ及び第二の穴５ｂより直径が大きい第四の穴４ｂが、予め形成されている。
【００１６】
円柱形状のピン６，７は、軸部３とロッド５とを、回転軸Ｘの方向のガタがないように固定することを目的とする。スペーサ４は、軸部３とロッド５との間の隙間をなくし、軸部３とロッド５とを径方向のガタがないように固定することを目的とする。図４Ｃに示されるように、軸部３とスペーサ４とロッド５とが固定されたことにより、実環境使用において負荷が加わる軸部３とロッド５とがガタなく組付いた状態となる。そのため、振動及び流体圧力による負荷がこれらの部品に局所的にかかることを防止でき、バタフライバルブ１の耐久性が向上する。よって、バタフライバルブ１の性能及び寿命が向上する。また、ピン６，７の周りに隙間が生じないため、排ガスの漏れを低減できる。さらに、ピン６，７を用いた固定は、部品を変形させるような加工が不要であり、かつ、溶接も不要であるため、材料の物性変化が起こらず、十分な固定強度を確保することができる。
【００１７】
以上のように、実施の形態１に係るバタフライバルブ１は、円板状の弁体２と、弁体２における回転軸Ｘの位置に設けられた円筒形状の軸部３と、軸部３の内部に配置された円筒形状のスペーサ４と、スペーサ４の内部に配置された円柱形状のロッド５と、軸部３とスペーサ４とロッド５とを径方向に貫通して固定する円柱形状のピン６，７を備える。軸部３の第一の穴３ａ，３ｂとロッド５の第二の穴５ａ，５ｂとは、軸心及び直径が等しいので、ピン６，７によって固定された際に軸部３とロッド５とにガタが発生しない。そのため、バタフライバルブ１の耐久性が向上すると共に、排ガスの漏れが低減できる。また、スペーサ４の第四の穴４ａ，４ｂは、軸部３の第一の穴３ａ，３ｂとロッド５の第二の穴５ａ，５ｂとに比べて直径が大きいので、ピン６，７の圧入時、ピン６，７がスペーサ４に接触しない。
【００１８】
また、実施の形態１によれば、軸部３とスペーサ４とロッド５とは、同じ金属又は同じ樹脂により構成されることが好ましい。もしくは、軸部３とスペーサ４とロッド５とは、同じ線膨張係数の材料により構成さることが望ましい。これにより、各部品の線膨張が同じになるため、例えば７５０度の排ガス環境に曝されたとしても、部品間の隙間が発生せず、固定強度を確保することができる。なお、軸部３とロッド５とが同じ金属により構成され、スペーサ４が樹脂により構成されてもよい。スペーサ４が樹脂製である場合、上記第三の工程において軸部３に対してスペーサ４及びロッド５を容易に圧入できる。
【００１９】
また、実施の形態１に係るバタフライバルブ１の製造方法は、３つの工程を備える。第一の工程では、スペーサ４と同じ円筒形状のダミー部材８を軸部３に圧入し、かつ、ダミー部材８にロッド５を圧入した状態で、軸部３の外側から径方向に貫通する、軸部３の第一の穴３ａ，３ｂとロッド５の第二の穴５ａ，５ｂとダミー部材８の第三の穴８ａ，８ｂとを形成する。第二の工程では、軸部３とロッド５との間からダミー部材８を除去する。第三の工程では、第一の穴３ａ，３ｂ及び第二の穴５ａ，５ｂより直径が大きい第四の穴４ａ，４ｂが径方向に貫通したスペーサ４を、軸部３とロッド５との間に圧入し、第一の穴３ａ，３ｂと第二の穴５ａ，５ｂと第四の穴４ａ，４ｂにピン６，７を貫通させて軸部３とスペーサ４とロッド５とを固定する。第二の工程において、バリ９及び削りかすを容易に除去できるため、バタフライバルブ１の製造が容易となる。
【００２０】
なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、又は実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。例えば、上記例では２つのピン６，７によって軸部３とスペーサ４とロッド５とを固定したが、ピンの数は任意でよい。
【符号の説明】
【００２１】
１  バタフライバルブ、２  弁体、３  軸部、３ａ，３ｂ  第一の穴、４  スペーサ、４ａ，４ｂ  第四の穴、５  ロッド、５ａ，５ｂ  第二の穴、６，７  ピン、８  ダミー部材、８ａ，８ｂ  第三の穴、９  バリ、１０  ハウジング、１１  排ガス通路、１２，１３  バルブシート、１４，１５  軸受、Ｘ  回転軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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