双偏心阀的制作方法
【专利摘要】双偏心阀包括：阀座(13)，其在阀孔(16)上包含阀座面(17)；阀芯(14)，其包含密封面(18)；流路(16)，其配置有阀座(13)和阀芯(14)，供流体流动；以及旋转轴(15)，其用于使阀芯(14)转动。旋转轴(15)的主轴线(L1)相对于阀芯(14)和阀孔(16)向流路(11)的方向和与流路(11)正交的方向双重偏心。在使阀芯(14)以主轴线(L1)为中心转动时，密封面(18)在与阀座面(17)接触的全闭位置和离阀座面(17)最远的全开位置之间转动。旋转轴(15)的用于安装阀芯(14)的阀芯安装部(15a)的副轴线(Lp)与主轴线(L1)平行地延伸，并且自主轴线(L1)向旋转轴(15)的径向偏心地配置。
【专利说明】
双偏心阀
技术领域
[0001]本发明涉及一种阀芯的旋转中心(旋转轴)自阀座的阀孔的中心偏心地配置、阀芯的密封面自旋转轴偏心地配置的双偏心阀。
【背景技术】
[0002]以往，作为这种技术，例如公知有下述的专利文献I所记载的球阀型的双偏心阀。该双偏心阀包括:包含阀孔和形成在阀孔的边缘部的环状的阀座面的阀座、呈圆板状且在外周形成有与阀座面相对应的环状的密封面的阀芯以及用于使阀芯转动的旋转轴。在此，旋转轴的轴线与阀芯以及阀孔的径向平行地延伸，并且自阀孔的中心向阀孔的径向偏心地配置，阀芯的密封面自旋转轴的轴线向阀芯的轴线所延伸的方向偏心地配置。为了确保上述的双偏心结构，阀芯包含自其上表面突出且固定在旋转轴上的突部，该突部自阀芯的中心向半径方向偏离地配置。此外，旋转轴的外周配合地利用螺钉固定在该突部上。此外，通过使阀芯以旋转轴的轴线为中心转动，构成为其密封面能够在与阀座的阀座面接触的全闭状态和离阀座面最远的全开状态之间移动。在该双偏心阀中，通过在阀座上设置弹性构件而在全闭时使阀座的阀座面压接于阀芯的密封面，提高了全闭状态下的密封性。此外，在流体压力作用于阀芯时，通过利用弹性构件将阀座按压于阀芯，填补阀芯和阀座之间的间隙。
[0003]此外，作为其他的技术，例如公知有下述专利文献2所记载的蝶阀型的双偏心阀。该双偏心阀的阀芯的密封面和阀座的阀座面均利用堆焊由金属材料形成。在图20?图22中表示该双偏心阀的概略图。阀芯61在其背面侧且是自密封面62双重偏心的位置设有安装于旋转轴63的安装部64，通过该安装部64固定在同轴形状的旋转轴63上，构成双偏心阀。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011 —196464号公报
[0007]专利文献2:日本特开平10 — 299907号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，在专利文献I所述的双偏心阀中，由于利用弹性构件将阀座按压于阀芯，因此，虽然全闭状态下的密封性上升，但是在自全闭状态开阀时阀座和阀芯会互相摩擦，开阀响应性有可能恶化。此外，在该双偏心阀中，从闭阀附近位置的较早阶段开始，阀芯与阀座接触并在此状态下转动到全闭位置，因此，阀座和阀芯互相摩擦而两者磨损，在耐久性的方面存在问题。并且，由于为了构成双偏心阀而使用弹性构件，因此，部件件数相应地增加，结构变复杂。
[0010]此外，在专利文献2所述的双偏心阀中，虽然能够在高温区域中使用，但是在尺寸产生了偏差的情况下，在不能开闭、或者泄漏流量变大时易于产生问题。具体地讲，如图21所示，在阀座65设置在与预定的位置相比距旋转轴63较远的位置的状态下，在旋转轴63上组装有阀芯61的情况下，即便使阀芯61转动，也会在阀芯61和阀座65之间产生间隙。另一方面，如图22所示，在阀座65设置在与预定的位置相比距旋转轴63较近的位置的状态下，在旋转轴63上组装有阀芯61的情况下，在使阀芯61转动时，阀芯61会冲撞于阀座65，无法封闭流路。因而，在任一种情况下泄漏都会变大。因此，在专利文献2所述的双偏心阀的结构中，为了减少泄漏流量，高精度地管理阀芯61、阀座65的位置、尺寸的做法是必不可少的，不能避免制造成本增大。
[0011]本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够利用简单的结构确保全闭状态下的密封性并且提升耐久性的双偏心阀。
[0012]用于解决问题的方案
[0013](I)为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是一种双偏心阀，其包括:阀座，其包含阀孔和形成在阀孔的边缘部的环状的阀座面；阀芯，其呈圆板状，在外周形成有与阀座面相对应的环状的密封面;流路，其配置有阀座和阀芯，供流体流动；以及旋转轴，其用于使阀芯转动，旋转轴的轴线横穿流路，而且沿着与流路正交的方向延伸，并且自阀孔的中心向流路的方向和与流路正交的方向偏心地配置，通过使阀芯以旋转轴的轴线为中心旋转，密封面构成为能够在与阀座面接触的全闭位置和离阀座面最远的全开位置之间转动，该双偏心阀的主旨在于，旋转轴包含用于安装阀芯的阀芯安装部，在将旋转轴的轴线设为主轴线、阀芯安装部的轴线设为副轴线时，副轴线相对于主轴线平行地延伸，并且自主轴线向旋转轴的径向偏心地配置。
[0014]采用上述(I)的结构，通过使阀芯以旋转轴的主轴线为中心旋转，阀芯的密封面能够在与阀座的阀座面接触的全闭位置和离阀座面最远的全开位置之间转动。在全闭状态下，由于阀座的阀孔被阀芯堵塞，因此，在阀孔处阻断流体的流动。此外，由于阀芯和阀座之间因密封面和阀座面之间的接触而被密封，因此，不设置将阀座向阀芯方向按压的特别的弹性构件就能够防止流体的泄漏。另一方面，在开阀状态下，阀座的阀孔被打开，在阀孔处容许流体的流动。此外，由于副轴线自主轴线向旋转轴的径向偏心地配置，因此，通过使旋转轴旋转，能够调整阀芯安装部相对于阀座的位置。因此，即使在例如因组装公差等而阀座处于与预定的位置相比距旋转轴侧较远的位置的情况下，通过调整阀芯安装部的位置而将阀芯安装于阀芯安装部，也能够减少流体的泄漏。
[0015](2)为了达到上述目的，优选的是，在上述(I)的结构中，还包括配设有流路的壳体，对于旋转轴而言，将阀芯安装部所处的一侧设为自由端，该旋转轴借助沿着旋转轴互相分开地配置的两个轴承以能够相对于壳体旋转的方式悬臂支承在该壳体上。
[0016]采用上述(2)的结构，除了上述(I)的结构的作用之外，旋转轴借助沿着旋转轴互相分开地配置的两个轴承悬臂支承在壳体上，因此，能够利用两个轴承抑制旋转轴的主轴线的倾斜。
[0017](3)为了达到上述目的，优选的是，在上述(I)或(2)的结构中，阀芯包含自其板面突出的突部，突部接合于阀芯安装部，由此阀芯固定在旋转轴上，突部配置在阀芯的轴线上，包含突部的阀芯以阀芯的轴线为中心呈180度中心对称形状。
[0018]采用上述(3)的结构，除了上述(I)或(2)的结构的作用之外，阀芯通过其突部与自旋转轴的主轴线偏心的阀芯安装部接合而固定在旋转轴上，因此，对于阀芯的转动中心的主轴线的配置，能够确保阀芯自轴线的偏心。此外，由于突部配置在阀芯的轴线上，包含突部的阀芯以阀芯的轴线为中心呈180度中心对称形状，因此，不必使突部相对于阀芯的轴线偏心地形成，阀芯的制造变容易。
[0019](4)为了达到上述目的，优选的是，在上述(I)?(3)中的任一个结构中，阀芯安装部是圆柱形状。在此，做成圆柱形状的阀芯安装部的截面并不限定于正圆，例如也可以是椭圆形状。
[0020]采用上述(4)的结构，除了上述(I)?(3)中的任一个结构的作用之外，由于阀芯安装部是圆柱形状，因此，在安装阀芯时，即使为了调整阀芯安装部的位置而使旋转轴旋转，也不会使阀芯安装部的表面形状较大程度地变化，安装位置的调整变容易。
[0021](5)为了达到上述目的，优选的是，在上述(I)?(4)中的任一个结构中，在旋转轴上形成有切口，该切口用于在阀芯安装部安装于阀芯的状态下避免该旋转轴与阀芯之间的干涉。
[0022]采用上述(5)的结构，除了上述(I)?(4)中的任一个结构的作用之外，由于利用切口避免了旋转轴和阀芯之间的干涉，因此，旋转轴和阀芯靠近与该切口相应的量。
[0023]发明的效果
[0024]采用上述(I)的结构，对于双偏心阀，不设置特别的弹性构件就能够利用简单的结构确保全闭状态下的密封性，并且能够提升耐久性。
[0025]采用上述(2)的结构，除了上述(I)的结构的效果之外，在阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系上能够抑制旋转轴的主轴线的倾斜。
[0026]采用上述(3)的结构，除了上述(I)或(2)的结构的效果之外，能够使双偏心阀的制造容易且廉价。
[0027]采用上述(4)的结构，除了上述(I)?(3)中的任一个结构的效果之外，能够使阀芯容易地安装于旋转轴。
[0028]采用上述(5)的结构，除了上述(I)?(4)中的任一个结构的效果之外，能够减小旋转轴和阀芯的组装物的体形。
【附图说明】
[0029]图1涉及一个实施方式，是表示具备双偏心阀的电动式的EGR阀的立体图。
[0030]图2涉及一个实施方式，是局部剖切地表示阀芯落座于阀座的全闭状态的阀部的立体图。
[0031]图3涉及一个实施方式，是局部剖切地表示阀芯离阀座最远的全开状态的阀部的立体图。
[0032]图4涉及一个实施方式，是表示全闭状态的EGR阀的俯视剖视图。
[0033]图5涉及一个实施方式，是针对全闭状态的EGR阀表示自阀壳拆下了端框后的状态的后视图。
[0034]图6涉及一个实施方式，是表示端框的内侧的主视图。
[0035]图7涉及一个实施方式，是表示全闭状态的阀座、阀芯以及旋转轴的侧视图。
[0036]图8涉及一个实施方式，是表示全闭状态的阀座、阀芯以及旋转轴的图7的A—A线剖视图。
[0037]图9涉及一个实施方式，是表示全闭状态的阀座和阀芯的剖视图。
[0038]图10涉及一个实施方式，是表示全闭状态的阀座和阀芯的俯视图。
[0039]图11涉及一个实施方式，是放大地表示图8的点划线圆SI的部分的剖视图。
[0040]图12涉及一个实施方式，是放大地表示图8的点划线圆S2的部分的剖视图。
[0041]图13涉及一个实施方式，是表示阀芯的主视图。
[0042]图14涉及一个实施方式，是表示图13的密封面部分的尺寸关系的示意图。
[0043]图15涉及一个实施方式，是表示图13的密封面部分的尺寸关系的示意图。
[0044]图16涉及一个实施方式，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的依据图9的剖视图。
[0045]图17涉及一个实施方式，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的依据图9的剖视图。
[0046]图18涉及一个实施方式，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的依据图9的剖视图。
[0047]图19涉及一个实施方式，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的依据图9的剖视图。
[0048]图20涉及以往的技术，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的剖视图。
[0049]图21涉及以往的技术，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的剖视图。
[0050]图22涉及以往的技术，是表示阀座、阀芯以及旋转轴之间的关系的剖视图。
【具体实施方式】
[0051]以下，参照附图详细说明将本发明的双偏心阀具体化为排气回流阀(EGR阀)的一个实施方式。
[0052]图1中利用立体图表示具备双偏心阀的电动式的EGR阀I。该EGR阀I包括由双偏心阀构成的阀部2、内置有马达32(参照图4)的马达部3以及内置有多个齿轮41?43(参照图4、图5)的减速机构部4 ο阀部2包含管部12，该管部12在其内部具有供作为流体的EGR气体流动的流路11，在流路11中配置有阀座13、阀芯14以及旋转轴15。马达32 (参照图4)的旋转力经由多个齿轮41?43 (参照图4、图5)传递到旋转轴15。
[0053]图2中利用立体图局部剖切地表示阀芯14落座于阀座13的全闭状态(全闭位置)的阀部2。图3中利用立体图局部剖切地表示阀芯14离阀座13最远的全开状态(全开位置)的阀部2。如图2、图3所示，在流路11上形成有台阶部1，通过压入将阀座13固定在该台阶部1上。阀座13呈圆环状，在其中央具有阀孔16。在阀孔16的边缘部形成有环状的阀座面17。阀芯14呈圆板状，在其外周形成有与阀座面17相对应的环状的密封面18。阀芯14固定在旋转轴15上，与旋转轴15—体地转动。在图2、图3中，流路11的比阀芯14靠上的部分表示EGR气体的流动的上游侧，流路11的比阀座13靠下的部分表示EGR气体的流动的下游侧。即，在流路11中，阀芯14在比阀座13靠EGR气体的流动方向上的上游侧的位置固定于旋转轴15。
[0054]图4中利用俯视剖视图表示全闭状态的EGR阀I。该EGR阀I除了包括旋转轴15和阀芯14之外还包括EGR阀体31、马达32、减速机构33以及返回机构34作为主要的结构元件。
[0055]在本实施方式中，EGR阀体31包括:包含流路11和管部12的铝制的阀壳35和用于封闭阀壳35的开口端的合成树脂制的端框36。旋转轴15和阀芯14设于阀壳35。即，旋转轴15包含自其顶端突出的圆柱形状的阀芯安装部15a ο对于旋转轴15而言，将阀芯安装部15a所处的顶端侧设为自由端，该旋转轴15的顶端部插入并配置于管部12的流路11。此外，旋转轴15借助其基端侧的沿着旋转轴15互相分开地配置的两个轴承、即第I轴承37和第2轴承38以能够相对于阀壳35旋转的方式悬臂支承在该阀壳35上。第I轴承37由滚珠轴承构成，第2轴承38由滚针轴承构成。阀芯14利用焊接固定在形成于旋转轴15的顶端部的阀芯安装部15a上，并配置在流路11内。
[0056]图5中针对全闭状态的EGR阀I利用后视图表示自阀壳35拆下了端框36后的状态。图6中利用主视图表示端框36的内侧。端框36利用多个夹具(省略图示)固定在阀壳35上。如图4、图6所示，在端框36的内侧设有与旋转轴15的基端相对应地配置且用于检测阀芯14的开度(EGR开度)的EGR开度传感器39。该EGR开度传感器39由霍尔IC等构成，构成为检测旋转轴15的旋转角度作为EGR开度。如图4、图5所示，在旋转轴15的基端部固定有主齿轮41。在主齿轮41和阀壳35之间设有用于对阀芯14向闭合方向施力的复位弹簧40。在主齿轮41的背面侧形成有凹部41a，在该凹部41a中收容有磁体46。该磁体46从其上方被由板簧形成的压板47按压而固定。因而，通过主齿轮41与阀芯14以及旋转轴15—体地旋转，磁体46的磁场发生变化，EGR开度传感器39将该磁场的变化作为EGR开度来检测。图5的主齿轮41的位置表示EGR阀I是全闭状态时的位置。
[0057]在本实施方式中，马达32收容并固定在形成于阀壳35的收容凹部35a中。即，马达32在收容于收容凹部35a的状态下借助设置在其两端的紧固板48和板簧49固定于阀壳35。马达32为了驱动阀芯14使其开闭而借助减速机构33驱动连结于旋转轴15。即，在马达32的输出轴32a上固定有马达齿轮43 ο该马达齿轮43借助中间齿轮42驱动连结于主齿轮41。中间齿轮42是包含大径齿轮42a和小径齿轮42b的双速齿轮，且借助销轴44以能够旋转的方式支承于阀壳35。在大径齿轮42a上连结有马达齿轮43，在小径齿轮42b上连结有主齿轮41。在本实施方式中，作为构成减速机构33的各齿轮41?43，为了轻量化使用由树脂材料形成的树脂齿轮(仅马达齿轮43为金属制。)。
[0058]如图4所示，在阀壳35和端框36之间的接合部分夹设有橡胶制的垫片50。如图6所示，垫片50配置在形成于端框36的开口端面的外周的周槽36a。这样，通过在阀壳35和端框36之间夹设垫片50，马达部3和减速机构部4的内部设置为能够相对于大气密闭。
[0059]因而，如图2所示，自阀芯14的全闭状态，马达32利用通电而工作，输出轴32a如图5中箭头所示左旋转，马达齿轮43旋转，从而该旋转被中间齿轮42减速而传递到主齿轮41 ο由此，旋转轴15和阀芯14克服复位弹簧40的施力而转动，打开流路11。即，阀芯14被开阀。此夕卜，为了将阀芯14保持在某个开度，利用通电使马达32产生旋转力，由此，该旋转力经由马达齿轮43、中间齿轮42以及主齿轮41而作为保持力被传递到旋转轴15和阀芯14。通过该保持力与复位弹簧40的施力均衡，阀芯14能够保持在某个开度。
[0060]图7中利用侧视图表示全闭状态的阀座13、阀芯14以及旋转轴15。图8中利用图7的A—A线剖视图表示全闭状态的阀座13、阀芯14以及旋转轴15。图9中利用剖视图表示全闭状态的阀座13和阀芯14。图10中利用俯视图表示全闭状态的阀座13和阀芯14。如图2、图3、图7?图10所示，在将旋转轴15的轴线设为主轴线LI时，该主轴线LI沿着与流路11正交的方向延伸，并且分别自阀孔16的中心Pl沿着流路11的方向和与流路11正交的方向偏心地配置。此外，通过以旋转轴15的主轴线LI为中心旋转，阀芯14的密封面18构成为能够在与阀座13的阀座面17接触的全闭位置(参照图2)和离阀座面17最远的全开位置(参照图3)之间转动。[0061 ]在本实施方式中，在图8中，在阀芯14开始从全闭位置向开阀方向(图8所示的箭头Fl的方向、即图8中的顺时针方向)转动的同时，阀芯14的密封面18开始远离阀座13的阀座面17，并且开始沿着以旋转轴15的主轴线LI为中心的转动轨迹Tl、T2移动。
[0062]图11中利用剖视图放大地表示图8的点划线圆SI的部分。图12中利用剖视图放大地表示图8的点划线圆S2的部分。如图9、图10所示，阀芯14以假想面Vl为边界被二分为第I侧部21(在图9、图10中标注网点来表示的部分。)和第2侧部22(在图9、图10中未标注网点的部分。)，该假想面Vl自旋转轴15的主轴线LI与阀孔16的中心轴线L3所延伸的方向平行地延伸。如图11、图12所示，阀芯14的密封面18包含位于靠近阀座13的阀座面17的外周的位置的最外边缘18a、18b和位于靠近阀座面17的内周的位置的最内边缘18c、18d。而且，构成为在阀芯14从图9所示的全闭位置向箭头Fl所示的开阀方向转动时，第I侧部21朝向阀孔16中转动，第2侧部22朝向阀孔16外转动。与此同时，阀芯14的密封面18的最外边缘18a、18b和最内边缘18c、18d分别沿着以旋转轴15的主轴线LI为中心的转动轨迹Tla、T2a、Tlb、T2b转动。在此，“Tla”表示第I侧部21的最外边缘18a的转动轨迹，“T2a”表示第2侧部22的最外边缘18b的转动轨迹，“Tib”表示第I侧部21的最内边缘18c的转动轨迹，“T2b”表示第2侧部22的最内边缘18d的转动轨迹。
[0063]在此，说明阀座13、阀芯14以及旋转轴15之间的关系。如图8、图9所示，在将阀芯安装部15a的轴线设为副轴线Lp时，副轴线Lp与主轴线LI平行地延伸，并且自主轴线LI向旋转轴15的径向偏心地配置。此外，如图9所示，在阀芯14配置在全闭位置的状态下，将由上述最外边缘18a、18b形成的平面设为第I平面PL1、包含主轴线LI和副轴线Lp的平面设为第2平面PL2时，以第2平面PL2与第I平面PLl平行的方式配置。
[0064]在此，如图2、图3所示，阀座13的阀座面17和阀芯14的密封面18分别形成为在整周的范围内呈相同形状。即，阀座面17的宽度、截面形状和密封面18的宽度、截面形状都分别在阀孔16和阀芯14的整周范围内形成为相同。即，阀座面17和密封面18是直圆锥的侧面形状。
[0065]如图7?图1O所示，阀芯14包含自其板面14a突出且固定在旋转轴15上的、呈圆锥台形状的突部14b。该突部14b在自旋转轴15的主轴线LI向旋转轴15的径向偏离的位置借助自旋转轴15的顶端突出的阀芯安装部15a固定在旋转轴15上。此外，在旋转轴15的顶端部形成有切口 15b，该切口 15b用于在阀芯安装部15a接合于突部14b的状态下避免该旋转轴15与阀芯14之间的干涉。并且，如图8?图1O所示，突部14b配置在阀芯14的轴线L2上，形成为包含突部14b的阀芯14以阀芯14的轴线L2为中心呈180度中心对称形状。
[0066]图13中利用主视图表示阀芯14。图14和图15中利用示意图表示图13的密封面18的部分的尺寸关系。在图13中，阀芯14的密封面18以阀芯14的轴线L2为基准具有各向同性，在将阀芯14的密封面18所形成的最佳的张角角度设为“γ”时，该最佳的张角角度γ能够如下地设定。首先，说明作为最佳的张角角度γ的最大值的第I张角角度γ S。如图14所示，第I张角角度γ S是由通过第I侧部21中的密封面18的最外边缘18a并与从旋转轴15的主轴线LI到第I侧部21中的密封面18的最外边缘18a的线段正交的直线限定的角度。在将从旋转轴15的主轴线LI到第I侧部21中的密封面18的最外边缘18a的最短距离所形成的第I线段的长度设为CS、旋转轴15自阀孔16的中心轴线L3向阀孔16的径向偏心的偏心量设为a、密封面18的最大外径设为D时，第I张角角度γ S用下式(I)表示。
[0067]γ S = 2 * arccos( (D/2—a)/CS) [rad]...(1)
[0068]在图14中，将从旋转轴15的主轴线LI到第I侧部21中的密封面18的最外边缘18a的中央的第I线段与包含密封面18的最外边缘18a、18b的平面所形成的角度设为第I角度aS时，根据该第I角度aS的两倍的角度与第I张角角度YS相当这样的关系，该式(I)成立。
[0069]接着，说明作为最佳的张角角度γ的最小值的第2张角角度YL。此外，如图15所示，在将从旋转轴15的主轴线LI到第2侧部22中的密封面18的最外边缘18b的最长距离的长度设为CL、旋转轴15自阀孔16的中心Pl向阀芯14的轴线L2的方向偏心的偏心量设为b、密封面18的轴向的厚度设为t时，利用下式(2)和(3)的关系表示第2张角角度yL。
[0070]γ L = arcsin( (f/2+t)/(CL/2))
[0071]+arctan(f/(D/2+a))[rad]...(2)
[0072]f = b-t/2...(3)
[0073]该式(2)和(3)是由以下关系而成立的:在图15中，将从主轴线LI到第2侧部22中的密封面18的最外边缘18b的线段与包含密封面18的最外边缘18a、18b的平面所形成的角度设为第2角度aLl，描画分别与最外边缘18b和主轴线LI连接且以长度CL为直径的假想圆，将通过最内边缘18c、18d的直线和该假想圆的交点设为假想最内边缘18dl，此时，根据通过求出从该假想圆的中心点O到假想最内边缘ISdl的直线与包含密封面18的最外边缘18b和假想最内边缘ISdl的平面所形成的第3角度aL2而能够求出第2张角角度yL。另外，第2张角角度γ L是由通过第2侧部22中的密封面18的最外边缘18b和假想最内边缘18dl的直线限定的角度，该直线与从旋转轴15的主轴线LI到假想最内边缘ISdl的线段正交。
[0074]而且，在本实施方式中，设定为密封面18的最佳的张角角度γ满足下式(4)的条件。
[0075]γ L< γ < γ S...(4)
[0076]接着，说明阀芯14相对于旋转轴15的固定方法。图16、图17、图18以及图19利用依据图8的剖视图表示阀座13、阀芯14以及旋转轴15之间的关系。在本实施方式中，如图16?图19所示，在使阀芯14水平地落座于阀座13的状态下，利用焊接将旋转轴15的阀芯安装部15a接合于阀芯14的突部14b。在突部14b的上端形成有用于接受阀芯安装部15a的弯曲凹部14c。图16表示在没有误差的基准位置阀芯14组装于旋转轴15的状态。在此，以连结主轴线LI和副轴线Lp的线段kl与阀芯14的轴线L2成直角，即连结主轴线LI和副轴线Lp的线段kl与阀座13的上端面13a平行的方式配置旋转轴15。
[0077]接着，图17表示旋转轴15和阀座13之间的距离因加工精度的偏差、组装误差等而稍稍脱离图16的状态的情况下的状态。在以连结主轴线LI和副轴线Lp的线段kl与阀座13的上端面13a平行的方式配置旋转轴的情况下，在阀芯安装部15a和弯曲凹部14c之间存在间隙gl。在这种情况下，在此状态下将阀芯14组装于旋转轴15的情况下，成为阀芯14相对于阀座13被抬起的状态，因此，在阀座13和阀芯14之间产生间隙，会发生泄漏。但是，在本实施方式中，由于阀芯安装部15a设置在相对于旋转轴15的主轴线LI偏心的位置，因此，通过使旋转轴15旋转，能够调整阀芯安装部15a的位置。具体地讲，通过像图18那样使旋转轴15逆时针旋转，能够在填补了间隙gl的状态下将阀芯14组装于旋转轴15。在这种情况下，能够在阀座13和阀芯14之间不产生间隙，防止泄漏的增大。
[0078]相反，图19表示在旋转轴15和阀座13之间的距离因组装误差等而稍稍接近图16的状态的情况下将阀芯14组装于旋转轴15的状态。在这种情况下，通过与图18的情况相反地使旋转轴15顺时针旋转，在将阀芯安装部15a的位置向远离阀座的方向调整了的状态下，将阀芯14组装于旋转轴15。在这种情况下，也是能够在阀座13和阀芯14之间不产生间隙，防止泄漏的增大。
[0079]在本实施方式中，由于连结主轴线LI和副轴线Lp的线段kl以与阀座13的上端面13a平行的位置为基准，因此，在自基准位置旋转了微小角度之后，与阀芯14的轴线L2方向上的移动量相比，能够将与主轴线LI以及阀芯14的轴线L2正交的方向上的移动抑制得最小。通过将阀芯安装部15a的形状设为圆柱状，即便使旋转轴旋转，阀芯安装部15a的外形也不变化，因此，阀芯安装部15a相对于突部14b的弯曲凹部14c的组装性不发生变化，接合面的可靠性也能够恒定，因此较为理想。此外，通过将弯曲凹部14c的内径形成得稍稍大于阀芯安装部15a的外径，能够在校正了阀芯安装部15a和阀芯14的在与主轴线LI以及阀芯14的轴线L2正交的方向上的相对的错位的状态下将阀芯14组装于旋转轴15。
[0080]采用以上说明的本实施方式的EGR阀I的双偏心阀，通过使阀芯14以旋转轴15的主轴线LI为中心转动，阀芯14的密封面18在与阀座13的阀座面17接触的全闭位置和离阀座面17最远的全开位置之间移动。而且，在阀芯14配置在全闭位置的状态、即双偏心阀的全闭状态下，阀座13的阀孔16被阀芯14堵塞，因此，在阀孔16处阻断EGR气体的流动。此外，阀芯14和阀座13之间因密封面18和阀座面17之间的接触而被密封。此外，由于旋转轴15中的、阀芯14的安装部设置在相对于旋转轴15的主轴线LI偏心的位置，因此，能够以在全闭位置成为阀芯14落座于阀座13的状态的方式将阀芯14固定于旋转轴15。因而，S卩使在阀座13上不设置弹性构件而仅由作为βIJ性体的金属构成阀座13和阀芯14的情况下，也能够防止EGR气体的泄漏。即，在以往技术中，很难填补阀芯和阀座之间的间隙、或者通过利用弹性构件将阀座按压于阀芯来填补阀芯和阀座之间的间隙。相对于此，在本实施方式中，不特别设置弹性构件，而仅利用阀座13的阀座面17和阀芯14的密封面18的结构就能够确保利用双偏心阀实现的全闭状态下的密封性。
[0081]在阀芯14配置在全闭位置的状态下，以包含旋转轴15的主轴线LI和阀芯安装部15a的副轴线Lp的第2平面PL2与由密封面18的最外边缘18a、18b形成的第I平面PLl平行的位置为基准。因而，能够使由旋转轴15的微小旋转引起的、阀芯安装部15a沿阀芯14的轴线L2的方向的移动量最大化，全闭位置的可调整范围能够最大化。
[0082]在本实施方式中，由于旋转轴15借助沿着旋转轴15互相分开地配置的两个轴承37、38悬臂支承在阀壳35上，因此，能够利用两个轴承37、38抑制旋转轴15的主轴线LI的倾斜。因此，在阀座13、阀芯14以及旋转轴15之间的关系上，能够确保第2平面PL2相对于第I平面PLl的平行性。
[0083]在本实施方式中，由于只要将阀座13的阀座面17和阀芯14的密封面18分别在整周的范围内形成为相同形状即可，因此，阀座13和阀芯14的加工容易。因此，能够使双偏心阀的制造容易且廉价。
[0084]在本实施方式中，由于能够利用切口15b避免旋转轴15和阀芯14之间的干涉，因此，旋转轴15和阀芯14靠近与该切口 15b相应的量。因此，能够减小旋转轴15和阀芯14的组装物的体形。另外，也可以在旋转轴15上不设置切口，而在阀芯14侧设置切口、或者在旋转轴15和阀芯14这两者上设置切口。
[0085]在本实施方式中，由于阀芯14通过其突部14b与自旋转轴15的主轴线LI偏心的阀芯安装部15a接合而固定于旋转轴15，因此，对于阀芯14的转动中心的主轴线LI的配置，能够确保阀芯14自主轴线LI的偏心。此外，由于在阀芯14的轴线L2上配置有突部14b，包含突部14b的阀芯14以阀芯14的轴线L2为中心呈180度中心对称形状，因此，不必使突部14b相对于阀芯14的轴线L2偏心地形成，由此，阀芯14的制造变容易。此外，在旋转轴15上组装阀芯14时不必确认组装方向。在这种意义上，也能够使双偏心阀的制造容易且廉价。
[0086]在本实施方式中，在配置有阀座13和阀芯14的流路11上，阀芯14配置在比阀座13靠EGR气体流动的上游侧的位置，因此，在阀芯14配置在全闭位置的状态下，EGR气体的压力向将阀芯14按压于阀座13的方向作用。因此，能够提升阀座13和阀芯14之间、即阀座面17和密封面18之间的密封性。
[0087]在本实施方式中，通过将阀芯14的密封面18的最佳张角角度γ设定为第2张角角度γ L和第I张角角度γ S之间的最佳角度，能够使阀芯14的密封面18和阀座13的阀座面17之间的摩擦量微小。在这种意义上，对于双偏心阀，能够更可靠地提升开阀响应性和耐久性。
[0088]另外，本发明并不限定于所述实施方式，能够在不脱离发明主旨的范围内适当地变更结构的一部分进行实施。
[0089 ] 例如，在所述实施方式中，如图11、图12所示，将阀芯14的密封面18、阀座13的阀座面17形成为在一周的整个范围内具有相同倾斜的直圆锥的侧面形状，但也可以形成为使顶点自阀芯的中心轴线偏离的斜圆锥的侧面形状。或者，也可以是密封面和阀座面都形成为球面状。另外，有时也将把阀芯的密封面设为斜圆锥的侧面形状的双偏心阀称作三偏心阀，本发明的双偏心阀包含该三偏心阀。
[0090]在所述实施方式中，利用压入将阀座13固定在形成于流路11的台阶部10上，但阀座13的形成方法并不限定于此，既可以利用焊接来固定，也可以与阀壳一体地形成。
[0091]在所述实施方式中，旋转轴15悬臂支承在阀壳35上，在旋转轴15的顶端设有阀芯14用的阀芯安装部15a，但也可以是这样的结构:横穿流路地配置旋转轴，相对于配置在流路内的阀芯安装部而言，旋转轴的两侧支承在阀壳上。
[0092]在所述实施方式中，使设置在旋转轴15上的阀芯安装部15a自旋转轴15的主轴线LI偏心，将与阀芯安装部15a接合的突部14b配置在阀芯14的轴线L2上，但只要旋转轴的阀芯安装部自主轴线偏心即可，也可以是阀芯侧的安装于旋转轴的安装部自阀芯的轴线偏离。
[0093]在所述实施方式中，旋转轴15的阀芯安装部15a以沿着设置在阀芯14的突部14b上的弯曲凹部14c的方式配置，将阀芯安装部15a和突部14b接合，但也可以在突部设置插入孔，将旋转轴的阀芯安装部插入到该插入孔中并接合。
[0094]在所述实施方式中，将阀芯安装部15a设为圆柱形状，但阀芯安装部的形状并不限定于此，例如既可以是四棱柱等棱柱形状，也可以是其他的形状。
[0095]产业上的可利用性
[0096]本发明能够应用于以EGR阀和电子节气装置为首的控制流体流量的流量控制阀。
[0097]附图标记说明
[0098]1、EGR阀;11、流路；13、阀座;14、阀芯；14a、板面；14b、突部；15、旋转轴；15a、阀芯安装部；15b、切口； 16、阀孔；17、阀座面；18、密封面；18a、最外边缘；18b、最外边缘；18c、最内边缘;18d、最内边缘;35、阀壳;37、第I轴承;38、第2轴承;L1、主轴线(旋转轴的轴线)；L2、阀芯的轴线；L3、阀孔的中心轴线;Lp、副轴线(阀芯安装部的轴线)；P1、阀芯的中心;T1、旋转轨迹;T Ia、旋转轨迹;T Ib、旋转轨迹;T2、旋转轨迹;T2a、旋转轨迹;T2b、旋转轨迹;PLl、第I平面;PL2、第2平面。
【主权项】
1.一种双偏心阀，其包括: 阀座，其包含阀孔和形成在所述阀孔的边缘部的环状的阀座面； 阀芯，其呈圆板状，在外周形成有与所述阀座面相对应的环状的密封面； 流路，其配置有所述阀座和所述阀芯，供流体流动；以及 旋转轴，其用于使所述阀芯转动， 所述旋转轴的轴线横穿所述流路，而且沿着与所述流路正交的方向延伸，并且自所述阀孔的中心向所述流路的方向和与所述流路正交的方向偏心地配置，通过使所述阀芯以所述旋转轴的轴线为中心旋转，所述密封面构成为能够在与所述阀座面接触的全闭位置和离所述阀座面最远的全开位置之间转动，该双偏心阀的特征在于， 所述旋转轴包含用于安装所述阀芯的阀芯安装部，在将所述旋转轴的轴线设为主轴线、所述阀芯安装部的轴线设为副轴线时，所述副轴线相对于所述主轴线平行地延伸，并且自所述主轴线向所述旋转轴的径向偏心地配置。2.根据权利要求1所述的双偏心阀，其特征在于， 该双偏心阀还包括配设有所述流路的壳体， 对于所述旋转轴而言，将所述阀芯安装部所处的一侧设为自由端，该旋转轴借助沿着所述旋转轴互相分开地配置的两个轴承以能够相对于所述壳体旋转的方式悬臂支承在该壳体上。3.根据权利要求1或2所述的双偏心阀，其特征在于， 所述阀芯包含自其板面突出的突部，所述突部接合于所述阀芯安装部，由此所述阀芯固定在所述旋转轴上， 所述突部配置在所述阀芯的轴线上，包含所述突部的所述阀芯以所述阀芯的轴线为中心呈180度中心对称形状。4.根据权利要求1?3中任一项所述的双偏心阀，其特征在于， 所述阀芯安装部是圆柱形状。5.根据权利要求1?4中任一项所述的双偏心阀，其特征在于， 在所述旋转轴上形成有切口，该切口用于在所述阀芯安装部安装于所述阀芯的状态下避免该旋转轴与所述阀芯之间的干涉。
【文档编号】F02M26/66GK105849446SQ201480070920
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月24日
【发明人】浅沼博, 北村直, 三隅洋志
【申请人】爱三工业株式会社