(57)【要約】【課題】「圧力損失の低減」と「バルブ通路２３の短縮化」の両立を図る。【解決手段】吸気絞り弁２は、全閉時に弁体２６がバルブ通路２３の流線方向に対して傾斜する。燃費向上のために入口ダクト２１の内径寸法Ｄａが、バルブ通路２３の内径寸法Ｄｈより大きく設けられる。バルブ通路２３の上流端の内側に、段差Ｘによる圧力損失を抑えるべく、吸気上流側に向かって拡径するテーパ面Ｂを設けるが、全閉時にバルブ上流端αが締め切る上流端締切範囲βにはテーパ面Ｂを設けない。上流端締切範囲βにテーパ面Ｂを設けないため、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮しても全閉時の締め切りを確保することができる。また、上流端締切範囲βを除く他の範囲にテーパ面Ｂを設けるため、段差Ａによる圧力損失の増加を抑えることができる。即ち、「テーパ面Ｂによる圧力損失の低減」と「バルブ通路２３の短縮化」の両立を達成できる。【選択図】  図１
2015206323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体上流側の入口ダクト（２１）と、流体下流側の出口ダクト（２２）との間に配置され、前記入口ダクト（２１）と前記出口ダクト（２２）の間の開度調整を行うバルブ装置において、
このバルブ装置は、前記入口ダクト（２１）から前記出口ダクト（２２）に至るバルブ通路（２３）が形成されるハウジング（２４）と、このハウジング（２４）に対して回動自在に支持されるシャフト（２５）と、このシャフト（２５）と一体に回動して前記バルブ通路（２３）の開度調整を行う弁体（２６）とを具備し、
全閉時に前記弁体（２６）が前記バルブ通路（２３）の流線方向に対して傾斜するとともに、前記入口ダクト（２１）の内径寸法（Ｄａ）が前記バルブ通路（２３）の内径寸法（Ｄｈ）より大きく設けられ、
前記弁体（２６）における流体上流側の端をバルブ上流端（α）とするとともに、前記ハウジング（２４）を流体上流側から見て、全閉時に前記バルブ上流端（α）が締め切る通路範囲を上流端締切範囲（β）とした場合、
前記バルブ通路（２３）の流体上流端の内側には、前記上流端締切範囲（β）を除いて、流体上流側に向かって拡径するテーパ面（Ｂ）が設けられることを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ装置において、
このバルブ装置は、吸気が導かれる前記バルブ通路（２３）と、このバルブ通路（２３）にＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路（１１）との合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁（２）であることを特徴とするバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全閉時に弁体がバルブ通路の流線方向（流体の流れ方向に沿うバルブ通路の中心線）に対して傾斜するバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
全閉時に弁体がバルブ通路の流線方向に対して傾斜するバルブ装置の具体例を、図３を参照して説明する。なお、以下では、後述する実施例と同一機能物に同一符合を付すものである。
図３に示すバルブ装置は、低圧ＥＧＲ調整弁１２（低圧ＥＧＲバルブ）と組み合わされる吸気絞り弁２であり、図３（ａ）に示すように、全閉時に弁体２６がバルブ通路２３の流線方向に対して傾斜する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
（背景技術１）
燃費の向上を行う目的でエンジンに吸い込まれる吸気の圧力損失を低減を図るべく、吸気ダクトの内径を大きく設ける場合がある。即ち、入口ダクト２１の下流端の内径寸法Ｄａを、バルブ通路２３の流体上流端の内径寸法Ｄｈより大きく設ける場合がある。すると、入口ダクト２１とバルブ通路２３との接続箇所に径差による段差Ａが生じてしまい、段差Ａによって圧力損失が大きくなってしまう。
そこで、段差Ａによる圧力損失を回避する目的で、バルブ通路２３の流体上流端の内側に全周に亘るテーパ面Ｂ（符号、図１参照）を設けることが考えられる。
【０００４】
（背景技術２）
一方、吸気絞り弁２には、車両搭載上の制約等から小型化の要求がある。具体的には、バルブ通路２３の長さ寸法Ｌの短縮要求があり、図３（ａ）に示すように、全閉時における弁体２６のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮することが望まれる。
しかし、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮してテーパ面Ｂを設けると、バルブ上流端αのシール範囲とテーパ面Ｂが重複し、全閉時の締め切りが成立しなくなってしまう。即ち、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮すると、圧力損失の低減を図るためのテーパ面Ｂを設けることができなくなってしまう。
【０００５】
（問題点）
このように、圧力損失の低減のためにテーパ面Ｂを設けるとバルブ通路２３の短縮化が困難になってしまい、バルブ通路２３の短縮化のために全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮するとテーパ面Ｂを設けることができなくなるという二律背反が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０３２９２９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、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、「圧力損失の低減のためにテーパ面を設ける」ことと、「バルブ通路（２３）の短縮化を図りつつ全閉時の締め切りを確保する」ことの両立が可能なバルブ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
バルブ装置は、全閉時に弁体（２６）がバルブ通路（２３）の流線方向に対して傾斜する。また、入口ダクト（２１）の内径寸法（Ｄａ）が、バルブ通路（２３）の内径寸法（Ｄｈ）より大きく設けられる。
そして、本発明は、バルブ通路（２３）の流体上流端の内側に、流体上流側に向かって拡径するテーパ面（Ｂ）を設ける。ただし、本発明は、バルブ通路（２３）の流体上流端の内側であっても、全閉時にバルブ上流端（α）が締め切る上流端締切範囲（β）にはテーパ面（Ｂ）を設けないことを特徴としている。
【０００９】
バルブ通路（２３）の流体上流端のうち、上流端締切範囲（β）にはテーパ面（Ｂ）を設けないため、全閉時のバルブ上流端（α）までバルブ通路（２３）を短縮しても全閉時の締め切りを確保することができる。
また、バルブ通路（２３）の流体上流端のうち、上流端締切範囲（β）を除く他の範囲にテーパ面（Ｂ）を設けるため、段差（Ａ）による圧力損失の増加をテーパ面（Ｂ）によって抑えることができる。
このように、本発明を採用することにより、「圧力損失の低減のためにテーパ面（Ｂ）を設ける」ことと、「バルブ通路（２３）の短縮化を図りつつ全閉時の締め切りを確保する」ことの両立を図ることができる。即ち、本発明のバルブ装置は、「テーパ面（Ｂ）による圧力損失の低減」と「バルブ通路（２３）の短縮化」の両立を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）シャフトの軸方向から見た低圧ＥＧＲバルブユニットの概略断面図、（ｂ）バルブ通路の流線方向から見た低圧ＥＧＲバルブユニットの外観図である（実施例１）。
【図２】エンジン吸排気システムの概略説明図である（実施例１）。
【図３】（ａ）シャフトの軸方向から見た低圧ＥＧＲバルブユニットの概略断面図、（ｂ）バルブ通路の流線方向から見た低圧ＥＧＲバルブユニットの外観図である（背景技術）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明を実施するための形態を以下の実施例において説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明を低圧ＥＧＲ装置の吸気絞り弁に適用した具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００１３】
［実施例１］
図１、図２を参照して実施例１を説明する。
この実施例１は、本発明をエンジン吸排気システムにおける低圧ＥＧＲ装置１の吸気絞り弁２に適用したものであり、エンジン吸排気システムには、低圧ＥＧＲ装置１とは別に、高圧ＥＧＲ装置３が設けられる。
【００１４】
高圧ＥＧＲ装置３は、高排気圧範囲（ＤＰＦや触媒による排気抵抗部４の排気上流側など、高い排気圧が発生する範囲）の排気通路５の内部と、高吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ６の吸気下流側など、高い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路７の内部とを接続して、多量のＥＧＲガスをエンジン８へ戻すことを得意とする排気ガス再循環装置である。
【００１５】
一方、低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲（排気抵抗部４の排気下流側など、低い排気圧が発生する範囲）の排気通路５の内部と、低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ６の吸気上流側で、低い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路７の内部とを接続して、少量のＥＧＲガスをエンジン８に戻すことを得意とする排気ガス再循環装置である。
【００１６】
低圧ＥＧＲ装置１は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路７の吸気上流側に戻す低圧ＥＧＲ流路１１を備えている。この低圧ＥＧＲ流路１１には、低圧ＥＧＲ流路１１の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁１２の他に、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう低圧ＥＧＲクーラ１３が設けられている。
また、低圧ＥＧＲ装置１は、吸気通路７（具体的には、後述するバルブ通路２３）と低圧ＥＧＲ流路１１の合流部に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁２を設けている。
【００１７】
低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲のＥＧＲガスを、低吸気負圧発生範囲に戻すものであるため、少量のＥＧＲガスをエンジン８に戻すことを得意とする。しかるに、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジン８へ戻したい運転領域が存在しても、低吸気負圧発生範囲にＥＧＲガスを戻す構造の低圧ＥＧＲ装置１では多量のＥＧＲガスをエンジン８へ戻すことが困難である。
そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、吸気通路７のうち、ＥＧＲガスを戻す箇所（吸気通路７と低圧ＥＧＲ流路１１の合流箇所）に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁２を設けており、低圧ＥＧＲ装置１において大きなＥＧＲ量を得たい運転領域では、吸気絞り弁２を閉じる方向（吸気負圧が発生する方向）に開度制御することで、低圧ＥＧＲ装置１において多量のＥＧＲガスを吸気通路７へ導くことを可能にしている。
【００１８】
低圧ＥＧＲ装置１は、低圧ＥＧＲ調整弁１２と吸気絞り弁２を組み合わせた低圧ＥＧＲバルブユニットＵを備える。
この低圧ＥＧＲバルブユニットＵには、低圧ＥＧＲ調整弁１２を駆動する１つの電動アクチュエータ１４と、この電動アクチュエータ１４の出力特性を変化させて吸気絞り弁２を駆動するリンク装置１５とを備え、リンク装置１５を介して伝達された電動アクチュエータ１４の出力によって吸気絞り弁２を駆動するように設けられている。
【００１９】
電動アクチュエータ１４は、通電により回転出力を発生する電動モータ（例えば、ＤＣモータ）と、この電動モータの回転を減速して出力トルクを増大させる歯車減速装置とを組み合わせたものである。
リンク装置１５には、電動アクチュエータ１４の出力特性を変化させて吸気絞り弁２へ伝達する特性変換部（カム溝等）が設けられており、低圧ＥＧＲ調整弁１２が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁１２の開度アップに連動させて吸気絞り弁２の開度を小さくするように設けられている。
【００２０】
吸気絞り弁２（バルブ装置の一例）は、吸気通路７をなす吸気ダクトの途中に配置される。
即ち、図１（ａ）に示すように、吸気絞り弁２は、吸気絞り弁２に吸気を導く入口ダクト２１（吸気上流側の相手ダクト）と、吸気絞り弁２を通過した吸気が流れる出口ダクト２２（吸気下流側の相手ダクト）との間に配置される。そして、吸気絞り弁２は、吸気絞り弁２内において吸気が導かれるバルブ通路２３の開度を絞ることによって、「バルブ通路２３（吸気通路７の一部）」と、このバルブ通路２３にＥＧＲガスを導く「低圧ＥＧＲ流路１１」との合流部に吸気負圧を発生させる。
【００２１】
低圧ＥＧＲバルブユニットＵには、低圧ＥＧＲ調整弁１２を全閉位置へ戻し、吸気絞り弁２を全開位置へ戻すリターンスプリングが設けられるとともに、吸気絞り弁２を最大開度で停止させるストッパ手段が設けられている。
これにより、電動アクチュエータ１４の通電停止時（電動モータの通電停止時）に、低圧ＥＧＲ調整弁１２が全閉位置に戻されるとともに、吸気絞り弁２が全開位置に戻される。
【００２２】
吸気絞り弁２は、
・内面形状が円筒形状のバルブ通路２３が形成されるハウジング２４と、
・このハウジング２４に対して回動自在に支持されるシャフト２５と、
・このシャフト２５に設けられてバルブ通路２３のの開閉および開度調整を行う弁体２６と、
を備えて構成される。
【００２３】
弁体２６は、バルブ通路２３内においてシャフト２５にネジ、カシメ、溶接等で固定されて、シャフト２５と一体に回動するバタフライバルブである。具体的に、弁体２６は、外径形状が楕円形状を呈するものであり、図１（ａ）に示すように、全閉時に弁体２６がバルブ通路２３の流線方向に対して傾斜するものである。
なお、以下では、弁体２６における流体上流側（吸気上流側）の端をバルブ上流端αと称する。また、図１（ｂ）に示すように、ハウジング２４を流体上流側から見て、全閉時にバルブ上流端αが締め切る通路範囲を上流端締切範囲βと称する。
【００２４】
この実施例１では、燃費向上を図る目的で吸気の圧力損失を低減すべく、吸気ダクトの内径が大きく設けられている。即ち、この実施例１では、入口ダクト２１の下流端の内径寸法Ｄａが、バルブ通路２３の流体上流端の内径寸法Ｄｈより大きく設けられる（Ｄａ＞Ｄｈ）。
すると、入口ダクト２１とバルブ通路２３との接続箇所に内径差による段差Ａが生じてしまい、段差Ａによって圧力損失が大きくなってしまう。
そこで、この実施例１では、段差Ａによる圧力損失を回避するべく、バルブ通路２３の流体上流端の内側に、流体上流側に向かって拡径するテーパ面Ｂを設けている。
【００２５】
しかし、テーパ面Ｂを全周に亘って設けると、ハウジング２４のバルブ通路２３の長さ寸法Ｌの短縮が制限されてしまう。具体的には、吸気絞り弁２の小型化要求により、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮することが望まれるが、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮した状態でテーパ面Ｂを設けると、シール範囲とテーパ面Ｂが重複してしまい、全閉時の締め切りが成立しなくなってしまう。
【００２６】
そこで、この実施例１の吸気絞り弁２は、テーパ面Ｂを全周ではなく、上流端締切範囲βを除く範囲に設けている。即ち、この実施例１では、図１（ｂ）に示すように、バルブ通路２３の流体上流端の内側のうち、上流端締切範囲βを除いた他の範囲にテーパ面Ｂを設けている。
なお、テーパ面Ｂは、切削加工による面取りで実施しても良いし、アルミ製のハウジング２４を成形するダイカストの型で作成しても良い。
また、テーパ面Ｂは、傾斜面が円錐状のストレートテーパであっても良いし、傾斜面が曲面状のラウンドテーパであっても良い。
【００２７】
（実施例１の効果１）
この実施例１の吸気絞り弁２は、図１（ｂ）に示すように、バルブ通路２３の流体上流端の内側のうち、上流端締切範囲βにはテーパ面Ｂを設けないため、図１（ａ）に示すように、全閉時のバルブ上流端αまでバルブ通路２３を短縮しても全閉時の締め切りを確保することができる。
また、図１（ｂ）に示すように、バルブ通路２３の流体上流端のうち、上流端締切範囲βを除く他の範囲にテーパ面Ｂを設けるため、段差Ａ（入口ダクト２１とバルブ通路２３の内径差）による圧力損失の増加をテーパ面Ｂによって抑えることができる。
【００２８】
このように、この実施例１の吸気絞り弁２は、「圧力損失の低減のためにテーパ面Ｂを設ける」ことと、「バルブ通路２３の短縮化を図りつつ全閉時の締め切りを確保する」ことの両立を図ることができる。即ち、この実施例１の吸気絞り弁２は、「テーパ面Ｂによる圧力損失の低減」と「バルブ通路２３の短縮化」の両方を達成できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上記の実施例では、吸気絞り弁２に本発明を適用する例を示したが、本発明は吸気絞り弁２に限定されるものではなく、全閉時に弁体２６がバルブ通路２３の流線方向に対して傾斜するタイプのバルブ装置に本発明を適用可能なものである。
【符号の説明】
【００３０】
２  吸気絞り弁（バルブ装置）
２１  入口ダクト
２２  出口ダクト
２３  バルブ通路
２４  ハウジング
２５  シャフト
２６  弁体
α  バルブ上流端
β  上流端締切範囲
Ｂ  テーパ面
【図１】
2015206323.tif 000003
【図２】
2015206323.tif 000004
【図３】
2015206323.tif 000005