(57)【要約】【課題】弁体の制御性を向上させることが可能な流量制御弁を提供する。【解決手段】流体が流通する流体通路１１が形成されたハウジング１０と、前記流体通路１１の中途部に設けられた弁座２０と、前記弁座２０に対して近接及び離間可能な弁体３０と、前記流体通路１１における前記弁体３０の上流側に配置され、前記ハウジング１０に対して固定される整流部材５０と、を具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する流体通路が形成されたハウジングと、
前記流体通路の中途部に設けられた弁座と、
前記弁座に対して近接及び離間可能な弁体と、
前記流体通路における前記弁体の上流側に配置され、前記ハウジングに対して固定される整流部材と、
を具備する流量制御弁。
【請求項２】
前記整流部材は、
前記ハウジングと別部材により構成される、
請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記整流部材は、
流体の流通方向において前記弁体と対向するように形成された整流部と、
前記整流部を前記ハウジングに対して支持する支持部と、
を具備する、
請求項２に記載の流量制御弁。
【請求項４】
前記整流部は、
流体の流通方向から見て前記弁体全体と重複するように形成されている、
請求項３に記載の流量制御弁。
【請求項５】
前記整流部は、
流体の流通方向上流側に向かって膨出するように形成されている、
請求項３又は請求項４に記載の流量制御弁。
【請求項６】
前記支持部は、
前記ハウジングに固定される固定部と、
前記整流部と前記固定部とを連結する連結部と、
を具備する、
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の流量制御弁。
【請求項７】
前記固定部は、
前記流体通路の壁面に沿う環状に形成され、
前記連結部は、
前記固定部から前記整流部に亘って延びる棒状に形成される、
請求項６に記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を調節する流量制御弁の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流量を調節する流量制御弁の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、流体通路を開閉可能な弁体を有する弁（流量制御弁）が記載されている。当該弁体の一側面（流体の流通方向上流側の側面）には、環状の溝が形成されている。このような構成において、弁体が流体通路を閉じた際に、流体からの圧力が溝に加わることによって当該弁体が円周方向に膨張し、シール性を向上させることができる。
【０００４】
さらに特許文献１に記載の技術では、弁体の一側面に整流体が固定されている。当該整流体は、弁体に形成された溝を覆うように配置されている。このように、整流体によって溝を覆うことで、流体の流れが当該溝によって乱されるのを抑制し、ひいては、弁体の不安定振動の発生を抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、流通する流体による圧力（動圧）が整流体を介して弁体に加わるため、当該弁体の制御性の悪化が懸念される。さらに特許文献１に記載の技術では、弁体に整流体の重量が加わってしまうことからも、当該弁体の制御性の悪化が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−６０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、弁体の制御性を向上させることが可能な流量制御弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、流体が流通する流体通路が形成されたハウジングと、前記流体通路の中途部に設けられた弁座と、前記弁座に対して近接及び離間可能な弁体と、前記流体通路における前記弁体の上流側に配置され、前記ハウジングに対して固定される整流部材と、を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記整流部材は、前記ハウジングと別部材により構成されるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記整流部材は、流体の流通方向において前記弁体と対向するように形成された整流部と、前記整流部を前記ハウジングに対して支持する支持部と、を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、前記整流部は、流体の流通方向から見て前記弁体全体と重複するように形成されているものである。
【００１３】
請求項５においては、前記整流部は、流体の流通方向上流側に向かって膨出するように形成されているものである。
【００１４】
請求項６においては、前記支持部は、前記ハウジングに固定される固定部と、前記整流部と前記固定部とを連結する連結部と、を具備するものである。
【００１５】
請求項７においては、前記固定部は、前記流体通路の壁面に沿う環状に形成され、前記連結部は、前記固定部から前記整流部に亘って延びる棒状に形成されるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、弁体の制御性を向上させることができる。
【００１８】
請求項２においては、組み付け性を向上させることができる。
【００１９】
請求項３においては、簡素な構成で弁体に加わる動圧を低減させることができる。
【００２０】
請求項４においては、弁体に加わる動圧を効果的に低減させることができる。
【００２１】
請求項５においては、流体を滑らかに案内することができ、当該流体の流れを阻害し難くすることができる。
【００２２】
請求項６においては、支持部を簡素な構成とすることができる。
【００２３】
請求項７においては、整流部、固定部及び連結部の間に、流体が流通する隙間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第一実施形態に係る流量制御弁の正面断面図。
【図２】（ａ）整流部材の平面図。（ｂ）Ａ−Ａ断面図。
【図３】流体が流通する様子を示した流量制御弁の正面断面図。
【図４】（ａ）第二実施形態に係る整流部材の平面図。（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図。（ｃ）Ｃ−Ｃ断面拡大図。
【図５】第三実施形態に係る整流部材を具備した流量制御弁の正面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
【００２６】
まず、図１及び図２を用いて、第一実施形態に係る流量制御弁１の構成について説明する。
【００２７】
流量制御弁１は、流体が流通する経路（流体通路）を開閉することによって、流体の流量を調節するものである。流量制御弁１は、例えば排気ガス再循環用の流体通路に適用することで、エンジンに還流させる排気ガス量を調節することができる。流量制御弁１は、主としてハウジング１０、弁座２０、弁体３０、弁軸４０及び整流部材５０を具備する。
【００２８】
図１に示すハウジング１０は、流量制御弁１を構成する種々の部材が設けられる箱状の部材である。ハウジング１０には、流体通路１１が形成される。
【００２９】
流体通路１１は、流体が流通するための通路である。流体通路１１は、主として第一通路１１ａ及び第二通路１１ｂを具備する。
【００３０】
第一通路１１ａは、ハウジング１０の下面（底面）から鉛直上方に向かって所定の長さだけ延びるように形成される。第一通路１１ａは、平面断面視円形状に形成される。
【００３１】
第二通路１１ｂは、第一通路１１ａの上端部から右方に向かって延びるように形成される。第二通路１１ｂの端部（右端部）は、ハウジング１０の右側面に開口される。
【００３２】
このように形成された第一通路１１ａ及び第二通路１１ｂによって、流体通路１１は正面断面視略Ｌ字状に形成される。流体は、第一通路１１ａの下端から第二通路１１ｂの右端へと向かって流通する。
【００３３】
弁座２０は、後述する弁体３０と当接可能な部材である。弁座２０は、平面視円環状に形成される。弁座２０は、流体通路１１の中途部（第一通路１１ａの上端部近傍）に設けられる。弁座２０は、流体通路１１（第一通路１１ａ）の壁面（内側面）に嵌め合わされて固定される。
【００３４】
弁体３０は、ハウジング１０の流体通路１１を開閉することによって、当該流体通路１１を流通する流体の流量を調節するものである。弁体３０は、底面を下方に向けた略円錐状に形成される。弁体３０は、平面視において弁座２０の内径よりも大きな径を有するように形成される。弁体３０は、弁座２０のすぐ下方に配置される。
【００３５】
弁軸４０は、弁体３０を移動可能に支持するものである。弁軸４０は、略円柱状に形成される。弁軸４０は、軸線を上下方向に向けた状態で配置される。弁軸４０の下部は、流体通路１１内に配置され、弁体３０に固定される。弁軸４０の中途部は、ハウジング１０に対して上下に摺動可能となるように挿通される。この際、弁軸４０は、第一通路１１ａと同軸上に配置される。弁軸４０の上部は、図示せぬアクチュエータに連結される。当該アクチュエータを適宜作動させることで、弁軸４０を上下に摺動させることができ、ひいては弁体３０を弁座２０に対して近接又は離間させることができる。
【００３６】
図１及び図２に示す整流部材５０は、流体通路１１を流通する流体の流れを整えるものである。整流部材５０は、主として整流部５１及び支持部５２を具備する。
【００３７】
整流部５１は、流体の流れを整えるための部分である。整流部５１は、板面を上下方向に向けた略円形板状に形成される。整流部５１の径は、弁体３０（より詳細には、当該弁体３０の底面）の径と同一となるように形成される。整流部５１は、後述する支持部５２を介してハウジング１０に支持される。整流部５１は、弁体３０のすぐ下方に配置される。整流部５１は、弁体３０と同軸上に配置される。このようにして、整流部５１は、下方（流体の流通方向）から見て弁体３０全体と重複することになる。
【００３８】
整流部５１には、膨出部５１ａが形成される。膨出部５１ａは、整流部５１の底面に形成される。膨出部５１ａは、整流部５１の外周端から中心に向かって徐々に下方に突出するような曲面状に形成される。このように膨出部５１ａが形成されることにより、整流部５１の底面には角部（角張った部分）が形成されることがなくなる。一方、整流部５１の上面には膨出部５１ａのような曲面状の部分が形成されないため、当該整流部５１の上面の外周端部には角部（角張った部分）が形成されることになる。
【００３９】
支持部５２は、整流部５１をハウジング１０に対して支持するための部分である。支持部４１は、主として固定部５２ａ及び連結部５２ｂを具備する。なお、図１（及び、後述する図３）では、説明の便宜上、連結部５２ｂの図示を省略している。
【００４０】
固定部５２ａは、ハウジング１０に対して固定される部分である。固定部５２ａは、平面視円環状に形成される。固定部５２ａの外径は、第一通路１１ａの下端部の内径と略同一となるように形成される。固定部５２ａは、第一通路１１ａの下端部に圧入されることにより、ハウジング１０に固定される。
【００４１】
連結部５２ｂは、整流部５１と固定部５２ａとを連結する部分である。支持部５２は、３つの連結部５２ｂを有している。連結部５２ｂは、直線状に延びる棒状となるように形成される。連結部５２ｂは、一端が整流部５１に連結され、他端が固定部５２ａに連結される。３つの連結部５２ｂは、平面視において整流部５１を中心とする放射状に延びるように形成される。３つの連結部５２ｂは、平面視において整流部５１を中心とする周方向に等間隔に形成される。
【００４２】
この際、１つの連結部５２ｂ（図２において右側に配置された連結部５２ｂ）は、左右方向に平行に延びるように配置される。すなわち、当該連結部５２ｂは、第二通路１１ｂと平行に延びるように配置される。また、残り２つの連結部５２ｂは平面視において前後対象に配置されることになる。なお、図２には、整流部材５０と併せて、流体通路１１を想像線（二点鎖線）で示している。
【００４３】
このように構成された支持部５２によって、ハウジング１０に対して整流部５１が支持されることになる。また整流部５１と支持部５２（固定部５２ａ及び連結部５２ｂ）との間には隙間が形成され、流体は当該隙間を流通することができる。
【００４４】
このように構成された流量制御弁１において、図示せぬ前記アクチュエータを適宜作動させることで、弁体３０を上下に移動させることができる。例えば、弁体３０を上方に移動させ、当該弁体３０を弁座２０に当接させることで、流体通路１１を閉塞することができる。これによって、流体通路１１における流体の流通を遮断することができる。また弁体３０を下方に移動させ、当該弁体３０を弁座２０から離間させることで、流体通路１１を開放することができる。これによって、流体通路１１内において流体を流通させることができる。
【００４５】
以下では、図３を用いて、整流部材５０の作用について説明する。
【００４６】
図３に示すように、弁体３０が弁座２０から離間すると、流体は下方から第一通路１１ａへと流入し、当該第一通路１１ａ、弁座２０、第二通路１１ｂを順に流通して当該第二通路１１ｂの右端から流出する。
【００４７】
この際、第一通路１１ａへと流入する流体は、整流部５１によって整流される。具体的には、流体は、整流部５１の膨出部５１ａに沿って第一通路１１ａの中心側から外周側へ向かって流通する。これによって流体は、第一通路１１ａの中心ではなく外周端部近傍を流通するように整流される。このようにして、整流部５１の背後（流体の流通方向下流側）に配置された弁体３０には、第一通路１１ａを流通する流体の動圧が加わり難くなる。
【００４８】
このように、本実施形態に係る流量制御弁１においては、弁体３０に流体の動圧が加わりにくいため、当該弁体３０が流体によって上方（流体通路１１を閉塞する方向）に押されるのを抑制することができる。これによって、弁体３０が流体から受ける力を低減することができるため、当該弁体３０の制御性を向上させることができる。
【００４９】
さらに、上述の如く整流部５１によって流体を整流することで、整流部５１の背後（整流部５１と弁体３０との間）における負圧の発生が期待できる。整流部５１の背後に負圧が発生した場合、第一通路１１ａ（整流部５１や弁体３０の周囲）を流通する流体の圧力をＰ１、第二通路１１ｂを流通する流体の圧力をＰ２、整流部５１の背後の流体の圧力をＰ３とすると、以下の数１の関係が成立する。
｜Ｐ１−Ｐ２｜  ＞  ｜Ｐ３−Ｐ２｜  ・・・  （数１）
【００５０】
すなわち、整流部材５０がない場合に比べて、弁体３０の前後（上流側と下流側）の差圧（｜Ｐ３−Ｐ２｜）を小さくすることができる。このため、当該弁体３０の制御性を向上させることができる。
【００５１】
以上の如く、本実施形態に係る流量制御弁１は、
流体が流通する流体通路１１が形成されたハウジング１０と、
前記流体通路１１の中途部に設けられた弁座２０と、
前記弁座２０に対して近接及び離間可能な弁体３０と、
前記流体通路１１における前記弁体３０の上流側に配置され、前記ハウジング１０に対して固定される整流部材５０と、
を具備するものである。
このように構成することにより、弁体３０の制御性を向上させることができる。すなわち、弁体３０の上流側に整流部材５０を配置することで、当該弁体３０に加わる動圧を低減することができる。このため、当該弁体３０を精度良く制御することが可能となる。
【００５２】
また、前記整流部材５０は、
前記ハウジング１０と別部材により構成されるものである。
このように構成することにより、組み付け性を向上させることができる。すなわち、ハウジング１０と整流部材５０とを別部材で構成することで、整流部材５０をハウジング１０に固定する前に弁座２０や弁体３０等を組み付けるなど、組み付けの自由度が向上し、ひいては組み付け性を向上させることができる。
【００５３】
また、前記整流部材５０は、
流体の流通方向において前記弁体３０と対向するように形成された整流部５１と、
前記整流部５１を前記ハウジング１０に対して支持する支持部５２と、
を具備するものである。
このように構成することにより、簡素な構成で弁体３０に加わる動圧を低減させることができる。
【００５４】
また、前記整流部５１は、
流体の流通方向から見て前記弁体３０全体と重複するように形成されているものである。
このように構成することにより、弁体３０に加わる動圧を効果的に低減させることができる。
【００５５】
また、前記整流部５１は、
流体の流通方向上流側に向かって膨出するように形成されているものである。
このように構成することにより、流体を滑らかに案内することができ、当該流体の流れを阻害し難くすることができる。
【００５６】
また、前記支持部５２は、
前記ハウジング１０に固定される固定部５２ａと、
前記整流部５１と前記固定部５２ａとを連結する連結部５２ｂと、
を具備するものである。
このように構成することにより、支持部５２を簡素な構成とすることができる。
【００５７】
また、前記固定部５２ａは、
前記流体通路１１の壁面に沿う環状に形成され、
前記連結部５２ｂは、
前記固定部５２ａから前記整流部５１に亘って延びる棒状に形成されるものである。
このように構成することにより、整流部５１、固定部５２ａ及び連結部５２ｂの間に、流体が流通する隙間を確保することができる。
【００５８】
また、整流部５１の上面（流体の流通方向下流側の面）の外周端部には、角部（角張った部分）が形成される。
このように構成することにより、整流部５１の周囲を流通した流体が、整流部５１の背後（流通方向下流側）に回り込んでくるのを抑制することができる。これによって、弁体３０に加わる動圧を効果的に低減することができる。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６０】
例えば、整流部５１の形状や大きさ等は本実施形態に限定するものではなく、弁体３０に加わる動圧を低減することができるものであればよい。但し、当該動圧を低減する観点から、整流部５１は、流体の流通方向から見て弁体３０と同じ大きさか、当該弁体３０よりも大きくなるように形成されることが望ましい。
【００６１】
また、支持部５２の形状は本実施形態に限定するものではなく、整流部５１をハウジング１０に対して支持できるものであればよい。但し、流体の流通を極力阻害しないように、流体が流通可能な隙間（本実施形態の例では、整流部５１、固定部５２ａ及び連結部５２ｂの隙間）を十分に広く確保することが望ましい。
【００６２】
また、本実施形態においては、固定部５２ａはハウジング１０（第一通路１１ａ）に圧入されるものとしたが、当該固定部５２ａの固定方法はこれに限るものではない。例えば、ハウジング１０と他の取り付け部材とによって当該固定部５２ａを挟み込んで固定する等、種々の方法で固定することが可能である。
【００６３】
また、本実施形態においては、連結部５２ｂは棒状に形成されるものとしたが、整流部５１と固定部５２ａとを連結することができるものであれば、その形状を限定するものではない。また、連結部５２ｂの個数は、本実施形態（３つ）に限定するものではない。
【００６４】
また、整流部５１の膨出部５１ａの形状は本実施形態（曲面状）に限定するものではない。例えば、膨出部５１ａは、円錐状、円錐台状、角錐状等、流体の流通を阻害し難い形状であればよい。また、整流部５１に膨出部５１ａを形成せず、当該整流部５１を平板状に形成することも可能である。
【００６５】
また、流体通路１１（第一通路１１ａ及び第二通路１１ｂ）の形状は本実施形態に限定するものではなく、任意の形状（任意の大きさ、長さ、向き等）に形成することが可能である。
【００６６】
また、流量制御弁１は、排気ガス再循環用の流体通路に適用する（いわゆる、ＥＧＲバルブとして用いる）だけでなく、その他の種々の用途に用いることが可能である。
【００６７】
以下では、本発明の別実施形態（第二実施形態及び第三実施形態）について説明する。
【００６８】
図４に示す第二実施形態に係る整流部材５０Ａが、第一実施形態に係る整流部材５０（図２等参照）と異なる点は、支持部５２の形状である。以下、具体的に説明する。
【００６９】
図４（ｂ）に示すように、第二実施形態に係る支持部５２の固定部５２ａには、曲面部５２ｃが形成されている。曲面部５２ｃは、固定部５２ａの内周下端部に形成される。曲面部５２ｃは、断面視において、固定部５２ａの内周下端部の角を取ったＲ形状（曲面状）に形成される。
【００７０】
図４（ｃ）に示すように第二実施形態に係る支持部５２の連結部５２ｂには、曲面部５２ｄが形成される。曲面部５２ｄは、断面視（図４（ｃ））において、連結部５２ｂの底面の両端部から中心部に向かって徐々に下方に突出するような曲面状に形成される。
【００７１】
このように、固定部５２ａ及び連結部５２ｂの下部に曲面部５２ｃ及び曲面部５２ｄを形成することで、流体を滑らかに案内することができ、当該流体の流れを阻害し難くすることができる。
【００７２】
図５に示す第三実施形態に係る整流部材５０Ｂが、第一実施形態に係る整流部材５０（図２等参照）と異なる点は、整流部５１の形状である。以下、具体的に説明する。
【００７３】
第三実施形態に係る整流部５１には、立設部５１ｂが形成される。立設部５１ｂは、整流部５１の上面の外周部から上方に向かって立ち上がるように形成される。立設部５１ｂは、平面視において、弁体３０よりも一回り大きい略円環状に形成される。
【００７４】
このように、立設部５１ｂを形成することで、整流部５１と弁体３０との間に流体が流入するのを抑制することができる。これによって、弁体３０に流体の動圧が加わるのをより効果的に防止することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１      流量制御弁
１０    ハウジング
１１    流体通路
２０    弁座
３０    弁体
４０    弁軸
５０    整流部材
５１    整流部
５２    支持部
５２ａ  膨出部
５２ａ  固定部
５２ｂ  連結部
【図１】
2018071626.tif 000003
【図２】
2018071626.tif 000004
【図３】
2018071626.tif 000005
【図４】
2018071626.tif 000006
【図５】
2018071626.tif 000007