| 【発明の名称】 |
排気ガス還流制御弁及びその排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 康敬
【氏名】布目 博之
【氏名】小林 昌弘
【氏名】鈴木 敏郎
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| 【要約】 |
【課題】バルブのバルブシャフトを吸入空気により冷却することのできる排気ガス還流制御弁及びその排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材を提供する。
【解決手段】バルブボディ１０に形成されたＥＧＲガス流入路１６ａ及びＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃを有するＥＧＲガス通路を、そのバルブボディ１０に設けたアクチュエータ３０により作動するバルブ２１Ａ，２１Ｂで開閉する。ＥＧＲガス流出路１６ｃに対し吸入空気の一部を導入可能とする。バルブ２１Ａ，２１Ｂのバルブシャフト２０が吸入空気により冷却される。バルブシャフト２０の軸受部分にはオイルシール２５を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バルブボディに形成されたＥＧＲガス流入路及びＥＧＲガス流出路を有するＥＧＲガス通路を、そのバルブボディに設けたアクチュエータにより作動するバルブで開閉することによって、内燃機関における排気ガスの一部を吸入空気中に還流するＥＧＲガス量を調節する排気ガス還流制御弁であって、前記ＥＧＲガス流出路に対し前記吸入空気の一部を導入可能としたことを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項２】 請求項１に記載の排気ガス還流制御弁であって、前記ＥＧＲガス通路が１つのＥＧＲガス流入路及び相反する方向に配置される２つのＥＧＲガス流出路を有し、バルブシャフトが前記各ＥＧＲガス流出路にそれぞれ通じる通路部分を開閉する２個のバルブを有していることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項３】 請求項１又は２に記載の排気ガス還流制御弁であって、前記バルブシャフトの軸受部分にオイルシールを設けたことを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の排気ガス還流制御弁であって、前記バルブボディを、吸入空気が流れる吸気通路を形成する吸気通路形成部材に対し取付け可能に形成し、前記ＥＧＲガス流入路は、前記吸気通路形成部材の外部に開口される流入口を有し、前記ＥＧＲガス流出路は、前記吸気通路形成部材の吸気通路に開口される流出口及び吸気導入口を有していることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項５】 請求項４に記載の排気ガス還流制御弁であって、前記バルブボディには、ＥＧＲガス流出路の流出口及び吸気導入口を備える差し込み部が、前記吸気通路形成部材の吸気通路に対して突出可能に形成されていることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項６】 請求項５に記載の排気ガス還流制御弁であって、前記差し込み部において前記吸気通路の上流側に向けられる側壁部の外側面が吸入空気の流れに対して傾斜していることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項７】 請求項４〜６のいずれかに記載の排気ガス還流制御弁であって、前記ＥＧＲガス流出路の流出口が吸入空気の流れに対してほぼ直交するように形成されていることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項８】 請求項４〜７のいずれかに記載の排気ガス還流制御弁であって、前記流出口を複数個有していることを特徴とする排気ガス還流制御弁。
【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の排気ガス還流制御弁を備えたことを特徴とする吸気通形成部材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における排気ガスの一部を吸入空気中に還流させる排気ガス還流装置に用いられ、排気ガス還流量を調節する排気ガス還流制御弁及びその排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材に関する。なお、吸入空気中に還流される排気ガスはＥＧＲガス、排気ガス還流装置はＥＧＲ装置、排気ガス還流量はＥＧＲガス量、排気ガス還流制御弁はＥＧＲバルブともいう。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス還流制御弁には、例えば図６に側断面図で示される従来例１、図７に側断面図で示される従来例２が挙げられる。従来例１（図６参照）を述べる。バルブボディ１１０は、１つのＥＧＲガス流入路１１６ａと及び相反する方向に配置される２つのＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃを有するＥＧＲガス通路（符号省略）を形成している。バルブボディ１１０内には、各ＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃにそれぞれ通じる通路部分を開閉する上下２個のバルブシート１１８Ａ，１１８Ｂが配置されている。両バルブシート１１８Ａ，１１８Ｂ内には、バルブシャフト１２０が貫通されている。バルブシャフト１２０には、上下２個のバルブ１２１Ａ，１２１Ｂが固定されている。バルブシャフト１２０をステップモータ１３０で駆動すなわち上下動させることにより、前記各バルブ１２１Ａ，１２１Ｂが各バルブシート１１８Ａ，１１８Ｂを開閉する。また、バルブボディ１１０には、温水通路１１０Ａが設けられている。温水通路１１０Ａに内燃機関の冷却水が流れることにより、バルブボディ１１０が冷却され、ひいてはステップモータ１３０が冷却されるとともに、バルブボディ１１０からステップモータ１３０への伝熱が防止される。
【０００３】前記ＥＧＲガス流入路１１６ａは、両バルブシート１１８Ａ，１１８Ｂの間の空間部に連通されている。そのＥＧＲガス流入路１１６ａには、排気ガス還流配管（ＥＧＲ配管ともいう）の上流側配管１０５ａが接続される。また、前記ＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃは、その上流側が各バルブシート１１８Ａ，１１８Ｂ側の空間部がそれぞれ連通され、その下流側が１つの流出口１１６ｄに合流されている。その流出口１１６ｄには、ＥＧＲ配管の下流側配管１０５ｂが接続される。
【０００４】上記ＥＧＲ配管の上流側配管１０５ａを流れてきた排気ガスは、図６に矢印で示すように、バルブボディ１１０のＥＧＲガス流入路１１６ａからバルブボディ１１０内に流入し、バルブ１２１Ａ，１２１Ｂの開弁により各バルブシート１１８Ａ，１１８Ｂを通じてＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃから下流側配管１０５ｂへ流出される。なお、従来例１に示したような排気ガス還流制御弁は、例えば特開平１１−１８２３５５号公報に開示されている。
【０００５】従来例２（図７参照）を述べる。従来例２は、従来例１と一部が異なるものであるので、その異なる部分についてのみ説明し、同一部位に同一符号を付して重複する説明は省略する。すなわち、各ＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃがそれぞれ流出口１１６ｂ１，１１６ｃ１を有している。各ＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃにそれぞれ連通されるＥＧＲ配管の下流側配管１０５ｂは、それぞれ吸気系、例えばインテークマニホルド１に接続されるか、あるいは、２本を合流させてからインテークマニホルド１に接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例１及び従来例２によると、バルブボディ１１０の温水通路１１０Ａに内燃機関の冷却水が流れることにより、そのバルブボディ１１０が冷却されるものの、ＥＧＲガスにさらされるバルブシャフト１２０については何ら冷却する手段が備わっていなかったため、次のような問題が生じた。例えば、上記従来例１及び従来例２で例示したように、ＥＧＲガス通路が１つのＥＧＲガス流入路１１６ａ及び相反する方向に配置される２つのＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃを有し、バルブシャフト１２０が各ＥＧＲガス流出路１１６ｂ，１１６ｃにそれぞれ通じる通路部分を開閉する２個のバルブ１２１Ａ，１２１Ｂを有しているダブルポペット型の排気ガス還流制御弁にあっては、バルブボディ１１０とバルブシャフト１２０との熱膨張差によって、一方のバルブ１２１Ｂの閉まりが悪化し、閉弁時におけるＥＧＲガスの洩れ量が増大することになった。また、前記バルブシャフト１２０が高温になることから、バルブシャフト１２０の軸受部材１２２を含む軸受部分にオイルシールを設けることが困難で、ＥＧＲガス中に含まれるデポジットが前記軸受部分に侵入することを防止できない。このため、バルブシャフト１２０の軸受部材１２２を含む軸受部分にデポジットが堆積しやすく、バルブシャフトの円滑な作動が損なわれるおそれがあった。
【０００７】本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、バルブのバルブシャフトを吸入空気により冷却することのできる排気ガス還流制御弁及びその排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求項１の発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、ＥＧＲガス流出路に対し吸入空気の一部が導入されることにより、バルブのバルブシャフトを吸入空気により冷却することができる。
【０００９】請求項２の発明は、特許請求の範囲の請求項２に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成されたものは、ＥＧＲガス通路が１つのＥＧＲガス流入路及び相反する方向に配置される２つのＥＧＲガス流出路を有し、バルブシャフトが各ＥＧＲガス流出路にそれぞれ通じる通路部分を開閉する２個のバルブを有している排気ガス還流制御弁いわゆるダブルポペット型の排気ガス還流制御弁である。したがって、ダブルポペット型の排気ガス還流制御弁におけるバルブボディとバルブシャフトとの熱膨張差に起因するバルブの閉まりの悪化が防止されることにより、閉弁時におけるＥＧＲガスの洩れ量を低減することができる。
【００１０】請求項３の発明は、特許請求の範囲の請求項３に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、吸入空気により冷却されるバルブシャフトの軸受部分に設けたオイルシールにより、その軸受部分を密封し、軸受部分にＥＧＲガスが通過することを防止することができる。したがって、ＥＧＲガス中に含まれるデポジットが軸受部分に対し侵入することや堆積することを防止し、バルブシャフトの円滑な作動を長期にわたって継続することができる。なお、オイルシールには、ＥＧＲガス流出路内が正圧の時と負圧のときとで軸受部分に対する密封力が変化するオイルシールを採用することが望ましい。すると、例えばターボチャージャーの作動時のようにＥＧＲガス流出路内が正圧の時にはオイルシールが所定の密閉力で軸受部分を密封することにより、軸受部分にＥＧＲガスが通過することを防止し、また、前記ターボチャージャーの作動停止時のようにＥＧＲガス流出路が負圧の時には前記オイルシールの密封力が低下して、前記負圧を利用して軸受部分に外気が通過することにより、その軸受部分を浄化することができる。
【００１１】請求項４の発明は、特許請求の範囲の請求項４に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、吸気通路形成部材に対するバルブボディの取付けにより、ＥＧＲガス流入路の流入口が吸気通路形成部材の外部に開口されるとともに、ＥＧＲガス流出路の流出口及び吸気導入口が吸気通路に開口される。これにより、ＥＧＲガス流入路にＥＧＲ配管を接続するだけでよく、ＥＧＲガス流出路にＥＧＲ配管を接続しなくて済むため、ＥＧＲ配管を簡素化することができる。また、ＥＧＲガス流出路にＥＧＲ配管を接続する機能をもたせる必要がないため、ＥＧＲガス流出路を小型に形成することにより、バルブボディを小型化することができる。したがって、ＥＧＲ配管の簡素化とバルブボディの小型化との相乗効果によって、排気ガス還流制御弁の搭載性を向上することができる。なお、本明細書でいう吸気通路形成部材とは、インテークマニホルドだけでなく、吸入空気が流れる吸気通路を形成する部材を称するものである。
【００１２】請求項５の発明は、特許請求の範囲の請求項５に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。バルブボディにおけるＥＧＲガス流出路の流出口及び吸気導入口を備える差し込み部が吸気通路形成部材の吸気通路に突出される。したがって、差し込み部が吸入空気にさらされることにより、バルブボディの冷却効果が得られ、さらにはアクチュエータの冷却効果が得られる。このため、従来、アクチュエータの冷却のためにバルブボディに設けられていた温水通路を排除してバルブボディを一層小型化することが可能である。
【００１３】請求項６の発明は、特許請求の範囲の請求項６に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、差し込み部において前記吸気通路の上流側に向けられる側壁部に突き当たった吸入空気が、その側壁部の傾斜する外側面によって速やかに下流に流される。これにより、差し込み部による吸気抵抗の増大を防止することができる。また、差し込み部における側壁部の外側面の傾斜は、差し込み部の差し込み方向に関してだけでなく、その差し込み方向に交差する方向に関して傾斜するものが含まれ、その傾斜は斜面あるいは曲面により形成することができる。
【００１４】請求項７の発明は、特許請求の範囲の請求項７に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、吸入空気が順方向に流れる時及び逆方向に吹き返される時のいずれの場合においても、ＥＧＲガス流出路の流出口の付近に負圧が発生する。これにより、開弁時の流出口からＥＧＲガス通路への逆流を防止することができる。また、ＥＧＲガス流出路の流出口の付近に発生する負圧作用によって、ＥＧＲガス流出路に導入された吸入空気をＥＧＲガスとともにＥＧＲガス流出路からよどみなく吸気通路に流出させることができるという効果も得られる。
【００１５】請求項８の発明は、特許請求の範囲の請求項８に記載された構成を要旨とする排気ガス還流制御弁である。このように構成すると、流出口が１個の場合に比べて、各流出口から吸気通路にＥＧＲガスを多方向に流出させることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とを良好に混合させることができる。なお、ＥＧＲガス流出路の流出口が吸入空気の流れに対してほぼ直交するように形成されている場合には、ＥＧＲガス流出路の流出口の付近に発生する負圧作用によって、ＥＧＲガスと吸入空気とを一層良好に混合させることができる。
【００１６】請求項９の発明は、特許請求の範囲の請求項９に記載された構成を要旨とする吸気通路形成部材である。このように構成すると、バルブのバルブシャフトを吸入空気により冷却することのできる排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態１，２を順に説明する。
［実施の形態１］本発明の実施の形態１について図１〜図４を参照して説明する。図１は排気ガス還流制御弁の側断面図、図２は排気ガス還流制御弁をインテークマニホルドに取り付けた状態を示す側断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、本実施の形態ではダブルポペット型の排気ガス還流制御弁を例示する。
【００１８】図１に示すように、排気ガス還流制御弁のバルブボディ１０は、その下半部の差し込み部１１と、その上半部のモータ取付け部１２と、差し込み部１１とモータ取付け部１２との間に形成された取付けフランジ部１３とを備えている。なおバルブボディ１０は、鋳鉄製あるいはアルミダイカスト製である。また、説明の都合上、図１における右側を前側、同じく左側を後側とする。
【００１９】前記差し込み部１１及び前記モータ取付け部１２には、それぞれ内部空間が設けられている。差し込み部１１とモータ取付け部１２との両内部空間は、仕切り壁部１４により仕切られている。モータ取付け部１２は、上方を開口するほぼ中空円筒状に形成されており、その前側部（図１において右側部）に上方へ立ち上がる側壁部１２ａを有している。
【００２０】また、差し込み部１１は、下方を開口するほぼ中空円筒状に形成されている。これにより、差し込み部１１において後側壁部１１Ａの外側面すなわち後側面（符号、１１ａを付す）が、湾曲面で形成されており、吸入空気の流れに対して湾曲面によって傾斜している。なお、差し込み部１１の後側壁部１１Ａが本明細書でいう「差し込み部１１において吸気通路２の上流側に向けられる側壁部」に相当する。
【００２１】前記差し込み部１１の前側部（図１において右側部）には、ほぼ角筒状の流路形成壁部１５が一体形成されている。流路形成壁部１５は、差し込み部１１から図１において右上方に向かって延びる傾斜状をなしており、その上端部が前記取付けフランジ部１３より上方に突出している。また、流路形成壁部１５の中空部には、差し込み部１１の内部空間に連通する１つのＥＧＲガス流入路１６ａが形成されている。ＥＧＲガス流入路１６ａは、流路形成壁部１５の上端面に開口する流入口１６ａ１を有している。
【００２２】前記差し込み部１１の内部空間における内壁面には、それぞれリング状の上側のバルブシート１８Ａ及び下側のバルブシート１８Ｂが設けられている。詳しくは、上側のバルブシート１８Ａは差し込み部１１に一体形成され、また、下側のバルブシート１８Ｂは差し込み部１１に固定されている。両バルブシート１８Ａ，１８Ｂは、前記ＥＧＲガス流入路１６ａの連通側の端面を間にして上下に所定間隔を隔てて配置されている。また下側のバルブシート１８Ｂより下方の内部空間は、下端面を流出口１６ｂ１として開口する下側のＥＧＲガス流出路１６ｂとなっている。
【００２３】また、差し込み部１１の内部空間における上側のバルブシート１８Ａより上方の空間部は、前記下側のＥＧＲガス流出路１６ｂに対し相反する方向に配置される上側のＥＧＲガス流出路１６ｃとなっている。そのＥＧＲガス流出路１６ｃは、図３及び図４に示すように、差し込み部１１の左右の側壁部に対し横長状に開口する左右２個の流出口１６ｃ１を有している。なお、差し込み部１１の２つのＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃを含む内部空間と一つのＥＧＲガス流入路１６ａとによって一連のＥＧＲガス通路（符号省略）が構成されている。
【００２４】また、図１及び図４に示すように、差し込み部１１の後側壁部１１Ａには、ＥＧＲガス流出路１６ｃ内外を連通する１個の吸気導入口１７が開口されている。
【００２５】図１及び図３において、前記仕切り壁部１４の軸心部には、バルブシャフト２０が軸受部材２２を介して軸方向（図１において上下方向）に関し移動可能に支持されている。バルブシャフト２０の下半部は、差し込み部１１の内部空間に延びている。バルブシャフト２０の下半部には、差し込み部１１の内部空間の上下に位置する上側のバルブ２１Ａ及び下側のバルブ２１Ｂが設けられている。詳しくは、上側のバルブ２１Ａはバルブシャフト２０に一体形成され、また、下側のバルブ２１Ｂはバルブシャフト２０に固定されている。両バルブ２１Ａ，２１Ｂは、バルブシャフト２０の下動によって前記各バルブシート１８Ａ，１８Ｂから離れて開弁され、バルブシャフト２０の上動によって前記各バルブシート１８Ａ，１８Ｂに着座して閉弁することにより、前記ＥＧＲガス通路における各ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃにそれぞれ通じる通路部分を開閉する。なお、バルブシャフト２０は例えばアルミニウム製である。
【００２６】また、前記バルブシャフト２０の軸受部材２２を含む軸受部分が前記ＥＧＲガス通路のＥＧＲガス流出路１６ｃと連通している。その軸受部分には、オイルシール２５が前記仕切り壁部１４の軸心部に対し前記軸受部材２２の上面に載せた状態で組込まれている。このオイルシール２５には、ＥＧＲガス流出路１６ｃ内が正圧の時と負圧のときとで前記軸受部分に対する密封力が変化するオイルシールが採用されている。すなわちオイルシール２５は、ターボチャージャーが十分作用しているときには吸気通路２内が正圧になり所定の密閉力で軸受部分を密封し、また、前記ターボチャージャーが十分に作用していないときには吸気通路２内が負圧になり前記密封力が低下する。
【００２７】前記バルブシャフト２０の上端部は、前記モータ取付け部１２の内部空間に延びている。そのバルブシャフト２０の上端部には、ほぼ円板状をなすスプリングサポート２３が結合されている。スプリングサポート２３と前記仕切り壁部１４との間には、コイルスプリングからなるスプリング２４が介在されている。スプリング２４は、前記両バルブ２１Ａ，２１Ｂを常には閉方向（図１において上方）に付勢している。
【００２８】前記モータ取付け部１２上には、アクチュエータとしてのステップモータ３０が組付けられている。ステップモータ３０の前側面（図１において右側面）は、モータ取付け部１２の前記側壁部１２ａによって覆われている。ステップモータ３０は、ハウジング３１とステータ３２とロータ３３とを備えており、ステータ３２のコイル３２ａへの通電制御時における入力パルスの信号数に基づいてロータ３３がステップ的に回転されるものである。なお、ステップモータ３０は、周知の構成のものとほとんど同一であるから、その詳細な説明は省略する。
【００２９】しかして、前記ステップモータ３０のロータ３３の軸心部には、作動ロッド３４がねじ合わされている。このため、ロータ３３の前記ステップ的な回転に基づいて、作動ロッド３４がステップ的に上下動される。さらに、作動ロッド３４が上下動すると、バルブシャフト２０を介して両バルブ２１Ａ，２１Ｂが開閉される。すなわち、作動ロッド３４の下動によりバルブシャフト２０が押し下げられたときには、両バルブ２１Ａ，２１Ｂがそれぞれバルブシート１８Ａ，１８Ｂから離れて開弁される。続いて、作動ロッド３４が上動されたときには、バルブシャフト２０がスプリング２４の弾性復元力により押し上げられるので、両バルブ２１Ａ，２１Ｂがそれぞれバルブシート１８Ａ，１８Ｂに着座して閉弁する。
【００３０】しかして、上記した排気ガス還流制御弁は、図２及び図３に示すように、インテークマニホルド１に対し、次のようにして取り付けられる。インテークマニホルド１は、吸入空気が流れる吸気通路２を形成している。なお、吸入空気いわゆる新気は、吸気通路２を図２において左側から右方へ流れる。
【００３１】図２及び図３において、前記インテークマニホルド１の側壁（各図において上壁）には取付け孔１ａが開口されている。そして、バルブボディ１０の差し込み部１１をインテークマニホルド１の取付け孔１ａに差し込みいわゆるプラグインした後、取付けフランジ部１３をインテークマニホルド１に対しねじ締め等の固定手段（図示省略）により締付けることによって、排気ガス還流制御弁がインテークマニホルド１に取り付けられる。
【００３２】これにより、バルブボディ１０における差し込み部１１が、インテークマニホルド１の吸気通路２に突出される（図２及び図３参照）。これとともに、ＥＧＲガス流入路１６ａの流入口１６ａ１は、インテークマニホルド１の外部に開口される（図２参照）。また、各ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１は、インテークマニホルド１の吸気通路２に開口される（図３参照）。詳しくは、下側のＥＧＲガス流出路１６ｂの流出口１６ｂ１は、下方に開口されることにより、吸入空気の流れ（図２において左から右方への流れ）に対してほぼ直交する方向に開口される。また、上側のＥＧＲガス流出路１６ｃの流出口１６ｃ１は、左右方向（図３において左右方向）に開口されることにより、吸入空気の流れ（図３において紙面裏から表方への流れ）に対してほぼ直交する方向に開口される。
【００３３】また図２に示すように、バルブボディ１０の差し込み部１１における吸気導入口１７は、吸気通路２の上流側（図２において左側）に配置される。これにより、インテークマニホルド１の吸気通路２を流れる吸入空気の一部は、吸気導入口１７を通じて上側のＥＧＲガス流出路１６ｃに導入され、流出口１６ｃ１から前記吸気通路２へ流出される。
【００３４】また図２に示すように、バルブボディ１０の差し込み部１１の後側壁部１１Ａは、吸気通路２の上流側（図２において左側）に配置される。これとともに、その後側壁部１１Ａの湾曲した後側面１１ａ（図４参照）は、吸入空気の流れに対し（図２において左から右方）に対し傾斜する斜面を形成する。
【００３５】また、ＥＧＲガス流入路１６ａには、ＥＧＲ配管５（図２参照）が接続される。このため、ＥＧＲ配管５を流れてきた排気ガスは、バルブボディ１０のＥＧＲガス流入路１６ａから差し込み部１１の内部空間に流入する。
【００３６】そして、ステップモータ３０の駆動によって両バルブ２１Ａ，２１Ｂが開弁されたときには、ＥＧＲガス流入路１６ａのＥＧＲガスが各バルブシート１８Ａ，１８Ｂ内を通じて各ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃからインテークマニホルド１の吸気通路２へ流出される。続いて、両バルブ２１Ａ，２１Ｂが閉弁されたときには、ＥＧＲガスの流出が停止される。なお、両バルブ２１Ａ，２１Ｂの開度がステップモータ３０の基準位置に対するステップ数制御により調節されることに基づいて、ＥＧＲガス量の調節がなされる。
【００３７】上記した排気ガス還流制御弁によると、ＥＧＲガス流出路１６ｃに対し吸入空気の一部が導入されることにより、バルブシャフト２０を吸入空気により冷却することができる。また、吸入空気の一部が導入されるガス流出路１６ｃにバルブシャフト２０が露出しているので、バルブシャフト２０を吸入空気により直接的に冷却することができる。また、ＥＧＲガス流出路１６ｃに対し吸入空気の一部が導入されることによって、ＥＧＲガスと吸入空気とが良好に混合されるとともに、ＥＧＲガス流出路１６ｃのＥＧＲガスがよどみなく吸気通路２２へ流出されるという効果も得られる。
【００３８】また、ＥＧＲガス通路が１つのＥＧＲガス流入路１６ａ及び相反する方向に配置される２つのＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃを有し、バルブシャフト２０が各ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃにそれぞれ通じる通路部分を開閉する２個のバルブ２１Ａ，２１Ｂを有している排気ガス還流制御弁いわゆるダブルポペット型の排気ガス還流制御弁である。したがって、ダブルポペット型の排気ガス還流制御弁におけるバルブボディ１０とバルブシャフト２０との熱膨張差に起因するバルブ２１Ａ，２１Ｂの閉まりの悪化が防止されることにより、閉弁時におけるＥＧＲガスの洩れ量を低減することができる。このことは、ダブルポペット型の排気ガス還流制御弁の性能及び信頼性の向上に有効である。
【００３９】なお、過給機付きの内燃機関に排気ガス還流制御弁を設けるような場合には、インテークマニホルド側の圧力が負圧から正圧まで広い範囲で変化するためバルブ差圧が大きくなるので、閉弁時にＥＧＲガス圧力でバルブが開いたりすることがなく、バルブ差圧の影響を受けずに小さな力で開弁又は変弁できる応答性の良いダブルポペット型の排気ガス還流制御弁が適している。すなわち、ダブルポペット型の排気ガス還流制御弁は、バルブシャフトに１個のバルブを取付けたシングルポペット型の排気ガス還流制御弁と比べ、（１）各バルブ２１Ａ，２１Ｂ毎に対応する通路開口面積が半減されること。
（２）閉弁時にＥＧＲガス圧力で開かれようとするバルブが一方のバルブ２１Ｂだけであるため、そのＥＧＲガス圧力によりバルブが不要に開くことを防止できたり、開弁時のモータ負荷を軽減できること。
（３）前記（１）よりバルブシャフト２０のストロークを小さくして大きな通路開口面積が得られること。
（４）前記（１）よりバルブ２１Ａ，２１Ｂが小径になること。等の理由により、応答性が良いものが得られるため、排気ガス還流制御弁に適しているといえる。
【００４０】また、吸入空気により冷却されるバルブシャフト２０の軸受部分に、ＥＧＲガス流出路１６ｃ内が正圧の時と負圧のときとで前記軸受部分に対する密封力が変化するオイルシール２５を設けている。したがって、ターボチャージャーの作動時のようにＥＧＲガス流出路１６ｃ内が正圧の時には、オイルシール２５が所定の密閉力で軸受部分を密封することにより、軸受部分にＥＧＲガスが通過することを防止することができる。このため、ＥＧＲガス中に含まれるデポジットが軸受部分に対し侵入することや堆積することを防止し、バルブシャフト２０の円滑な作動を長期にわたって継続することができる。また、前記ターボチャージャーの作動停止時のようにＥＧＲガス流出路１６ｃが負圧の時には、前記オイルシール２５の密封力が低下して、前記負圧を利用して軸受部分に外気が通過することにより、その軸受部分を浄化することができる。
【００４１】また、インテークマニホルド１に対するバルブボディ１０の取付けにより、ＥＧＲガス流入路１６ａの流入口１６ａ１がインテークマニホルド１の外部に開口されるとともに、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１及び吸気導入口１７が吸気通路２に開口される。これにより、ＥＧＲガス流入路１６ａにＥＧＲ配管５を接続するだけでよく、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃにＥＧＲ配管５を接続しなくて済むため、ＥＧＲ配管５を簡素化することができる。また、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃにＥＧＲ配管５を接続する機能をもたせる必要がないため、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃを小型に形成することにより、バルブボディ１０を小型化することができる。したがって、ＥＧＲ配管５の簡素化とバルブボディ１０の小型化との相乗効果によって、排気ガス還流制御弁の搭載性を向上することができる。
【００４２】また、バルブボディ１０におけるＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１及び吸気導入口１７を備える差し込み部１１がインテークマニホルド１の吸気通路２に突出される。したがって、差し込み部１１が吸入空気にさらされることにより、バルブボディ１０の冷却効果が得られ、さらにはステップモータ３０の冷却効果が得られる。このため、従来、ステップモータ３０の冷却のためにバルブボディ１０に設けられていた温水通路を排除してバルブボディ１０を一層小型化することが可能である。
【００４３】また、差し込み部１１において前記吸気通路２の上流側に向けられる後側壁部１１Ａに突き当たった吸入空気が、その後側壁部１１Ａの湾曲状に傾斜する後側面１１ａによって速やかに下流に流される。これにより、差し込み部１１による吸気抵抗の増大を防止することができる。
【００４４】また、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの各流出口１６ｂ１，１６ｃ１が吸入空気の流れに対してほぼ直交するように形成されている。これにより、吸入空気が順方向（図２において左から右方）に流れる時及び逆方向（図２において右から左方）に吹き返される時のいずれの場合においても、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの各流出口１６ｂ１，１６ｃ１の付近に負圧が発生する。これにより、開弁時の各流出口１６ｂ１，１６ｃ１からＥＧＲガス通路への逆流を防止することができる。また、ＥＧＲガス流出路１６ｃの流出口１６ｃ１の付近に発生する負圧作用によって、ＥＧＲガス流出路１６ｃに導入された吸入空気をＥＧＲガスとともにＥＧＲガス流出路１６ｃからよどみなく吸気通路２に流出させることができるという効果も得られる。
【００４５】また、下側のＥＧＲガス流出路１６ｂの１個の流出口１６ｂ１と、上側のＥＧＲガス流出路１６ｃの２個の流出口１６ｃ１の計３個の流出口１６ｂ１、１６ｃ１を有している。これにより、流出口が１個の場合に比べて、各流出口１６ｂ１、１６ｃ１から吸気通路２にＥＧＲガスを多方向（本実施の形態では３方向）に流出させることにより、ＥＧＲガスと吸入空気とを良好に混合させることができる。なお本実施の形態では、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１が吸入空気の流れに対してほぼ直交するように形成されているので、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１の付近に発生する負圧作用によって、ＥＧＲガスと吸入空気とを一層良好に混合させることができる。
【００４６】また、上記排気ガス還流制御弁を備えたインテークマニホルド１によると、バルブシャフト２０を吸入空気により冷却することのできる排気ガス還流制御弁を備えたインテークマニホルド１が提供される。
【００４７】［実施の形態２］本発明の実施の形態２について図５を参照して説明する。実施の形態２は、実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、実施の形態１と同一もしくは実質的に同一構成と考えられる部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。図５は排気ガス還流制御弁の側断面図である。
【００４８】実施の形態２は、図５に示すように、バルブシャフト２０に１個のバルブ２１Ａを設けたシングルポペット型の排気ガス還流制御弁を例示する。すなわち、実施の形態１におけるバルブシャフト２０の下側のバルブ２１Ｂを含む周辺部分（図１参照）が切除されている。一方、バルブボディ１０の差し込み部１１には下側のバルブシート１８Ｂに代えて蓋板２８が取り付けられており、実施の形態１（図１参照）における下側のＥＧＲガス流出路１６ｂが封止されている。このように構成すると、シングルポペット型の排気ガス還流制御弁でありながら、実施の形態１とほぼ同等の作用効果が得られる。
【００４９】本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明の排気ガス還流制御弁は、インテークマニホルド１に限らず、吸入空気が流れる吸気通路２を形成する部材であれば設置することができる。また、上記実施の形態では、ダブルポペット型及びシングルポペット型の排気ガス還流制御弁を例示したが、その他の形式の制御弁を排気ガス還流制御弁に流用してもよい。また、アクチュエータとしては、ステップモータ３０に代え、リニアソレノイドを用いることができる。また、従来例１，２のように、バルブボディ１０とインテークマニホルド１とがＥＧＲ配管で連通されるような場合でも、インテークマニホルド１の吸気通路２と吸気導入口とを配管によって連通させることにより、ＥＧＲガス流出路に対し吸入空気の一部を導入することができる。また、上記実施の形態では、バルブシャフト２０が露出するＥＧＲガス流出路１６ｃに対し吸入空気の一部を導入させたが、バルブシャフト２０が例えばカバー等により覆われているＥＧＲガス流出路１６ｃに対し吸入空気の一部を導入させることによっても、バルブシャフト２０を間接的に冷却することが可能である。
【００５０】また、ＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃの流出口１６ｂ１，１６ｃ１は、吸入空気の流れに対してほぼ直交するものに限定されるものではない。また、ＥＧＲガス流入路１６ａ及びＥＧＲガス流出路１６ｂ，１６ｃを含むＥＧＲガス通路の形状や、流入口１６ａ１及び流出口１６ｂ１，１６ｃ１の形状、流出口１６ｃ１の個数は適宜選定することができる。また、吸気導入口１７の形状や個数は適宜選定することができる。また、バルブボディ１０は、吸気通路２に突出する差し込み部１１を排除し、ＥＧＲガス流出路の流出口及び吸気導入口をインテークマニホルド１の吸気通路２に開口させるように構成することも考えられる。また、オイルシール２５には、ＥＧＲガス流出路１６ｃ内が正圧の時と負圧のときとで軸受部分に対する密封力が変化するオイルシールを採用したが、前記密閉力がほとんど変化しないオイルシールを採用しても良い。
【００５１】
【発明の効果】本発明の排気ガス還流制御弁及びその排気ガス還流制御弁を備えた吸気通路形成部材によれば、ＥＧＲガス流出路に対し吸入空気の一部が導入されることにより、バルブのバルブシャフトを吸入空気により冷却することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１６５７４
【氏名又は名称】愛三工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月１２日（２０００．６．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４３４４
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 英彦 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３５５５１８（Ｐ２００１−３５５５１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７５７０２（Ｐ２０００−１７５７０２） |
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