(57)【要約】【課題】安価なシール部材の使用を可能とすることのできる排気ガス切替弁を提供する。【解決手段】ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０は、ＥＧＲガス通路１３が形成された弁ハウジング１２と、弁ハウジング１２に弁軸１５を介して回動可能に設けられ、排気ガスの流れを切替える弁体１７と、弁軸１５と弁ハウジング１２との間の径方向の隙間６５に設けられたシール部材６４とを備える。シール部材６４の過熱を抑制する過熱抑制手段を備える。過熱抑制手段は、弁ハウジング１２のＥＧＲガス通路１３の通路壁８０内に該ＥＧＲガス通路１３を周方向に取り囲むように形成された通路で、その通路内に冷媒が流通する冷却水通路５０で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス通路が形成された弁ハウジングと、
前記弁ハウジングに弁軸を介して回動可能に設けられ、排気ガスの流れを切替える弁体と、
前記弁軸と前記弁ハウジングとの間の径方向の隙間に設けられたシール部材と
を備える排気ガス切替弁であって、
前記シール部材の過熱を抑制する過熱抑制手段を備えていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス切替弁であって、
前記過熱抑制手段は、前記弁ハウジングの排気ガス通路の通路壁内に該排気ガス通路を周方向に取り囲むように形成された通路で、その通路内に冷媒が流通する冷媒通路で構成されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガス切替弁であって、
前記冷媒通路は、前記シール部材が設けられている前記弁ハウジングの孔壁に隣接されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の排気ガス切替弁であって、
前記排気ガス通路に連通するガス連通路が形成された連通部品に対する前記弁ハウジングの接合面に、前記冷媒通路の軸方向の一側部が開口されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
排気ガスを冷却する排気ガスクーラにおける冷媒を流す冷媒通路が設けられているクーラハウジングが前記弁ハウジングに取付けられる際に、クーラハウジングの冷媒通路が弁ハウジングの冷媒通路に連通される構成としたことを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
前記弁ハウジングに設けられかつ前記排気ガス通路に連通するガス連通路が形成された連通部品を締結する締結部に、前記冷媒通路が隣接されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
前記弁ハウジングにおける冷媒通路に隣接する部位に、前記弁軸を駆動するアクチュエータを取付けるためのアクチュエータ取付部が設けられていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
前記過熱抑制手段は、前記シール部材が設けられている前記弁ハウジングの孔壁と、前記弁軸における前記シール部材より内側の軸部分との間に接触状態で介在された良伝熱性の伝熱部材で構成されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項９】
請求項８に記載の排気ガス切替弁であって、
前記伝熱部材は、前記軸部分の外周面に形成された環状溝に嵌装されかつ前記弁ハウジングの孔壁の内周面に弾性的に接触されているピストンリング状の伝熱リングであることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
前記過熱抑制手段は、前記弁軸を中空構造とすることで構成されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の排気ガス切替弁であって、
前記伝熱抑制手段は、前記弁軸における前記シール部材より外側の軸部分を粗面化することで構成されていることを特徴とする排気ガス切替弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス切替弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンなどでは排気中からＮＯｘを低減させるためにＥＧＲ（排気再循環）システムが採用されている。このＥＧＲシステムでは、高温の排気をそのまま吸気側に循環させると、高温で膨張した状態の排気が吸気通路に供給されるため、気筒内で排気の占める割合が増加してしまう。そうすると、気筒内の空気量が減少し、燃焼効率が悪化するとともに、ＮＯｘなどの排気成分も悪化する問題があった。このため、ＥＧＲシステムには、ＥＧＲ通路の一部に冷却水との熱交換によって排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ（熱交換器）を配設し、高温のＥＧＲガスをＥＧＲクーラで冷却した状態で、インテークマニホルドに再循環させるＥＧＲクーラ付きのＥＧＲシステムが開発されている。このようなＥＧＲクーラシステムは、エンジン始動時や寒冷時など冷却水の温度が低い場合、ＥＧＲガスの冷却が過冷却となって、逆に気筒内の燃焼効率や排気成分の悪化を招くため、冷却水温が通常時より低いエンジン始動時や寒冷時などには、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラに流さないようにしている。このＥＧＲクーラの使用時と不使用時の切替えに排気ガス切替弁が使用される。そして、このようなＥＧＲシステムにおいては、排気ガス切替弁がＥＧＲクーラに装着されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０８４８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１における排気ガス切替弁では、排気ガス通路を高温（例えば、約６５０℃）の排気ガスが流れると、それにともない、弁ハウジング、弁軸及び弁体が高温になってしまう。このため、弁軸と弁ハウジングとの間の径方向の隙間に設けられたシール部材には、高温に耐えるに十分な耐熱性が要求される。しかしながら、このような高温に耐えうるシール部材は、高価であって実用的ではない。
本発明が解決しようとする課題は、安価なシール部材の使用を可能とすることのできる排気ガス切替弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする排気ガス切替弁により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された排気ガス切替弁によると、シール部材の過熱を抑制する過熱抑制手段を備えている。したがって、過熱抑制手段によりシール部材の過熱が抑制されることによって、安価なシール部材の使用を可能とすることができる。このことは、弁ハウジングの排気ガス通路を高温（例えば、約６５０℃）の排気ガスが流れる排気ガス切替弁として有効である。
【０００６】
また、特許請求の範囲の請求項２に記載された排気ガス切替弁によると、過熱抑制手段が、弁ハウジングの排気ガス通路の通路壁内に排気ガス通路を周方向に取り囲むように形成された通路で、その通路内に冷媒が流通する冷媒通路で構成されている。したがって、冷媒通路を流れる冷媒と弁ハウジングとの間で熱交換が効率良く行われることにより、弁ハウジングを冷却することができる。このことは、排気ガス通路を高温（例えば、約６５０℃）の排気ガスが流れる弁ハウジングとして、アルミニウム合金材からなる弁ハウジングの使用を可能とし、弁ハウジングの軽量化及び低コスト化の実現に有効である。
【０００７】
また、特許請求の範囲の請求項３に記載された排気ガス切替弁によると、冷媒通路は、シール部材が設けられている弁ハウジングの孔壁に隣接されている。したがって、冷媒通路を流れる冷媒により、シール部材が設けられている弁ハウジングの孔壁を冷却することができる。
【０００８】
また、特許請求の範囲の請求項４に記載された排気ガス切替弁によると、排気ガス通路に連通するガス連通路が形成された連通部品に対する弁ハウジングの接合面に、冷媒通路の軸方向の一側部が開口されている。したがって、弁ハウジングに連通部品が連通された際に弁ハウジングの接合面に開口された冷媒通路の開口面を連通部品により塞ぐことが可能となる。このため、冷媒通路の開口面を塞ぐための別部品を省略することができる。また、弁ハウジングを鋳造する場合には、金型の型抜きにより、排気ガス通路及び冷媒通路を全体的に形成することができる。
【０００９】
また、特許請求の範囲の請求項５に記載された排気ガス切替弁によると、排気ガスを冷却する排気ガスクーラにおける冷媒を流す冷媒通路が設けられているクーラハウジングが弁ハウジングに取付けられる際に、クーラハウジングの冷媒通路が弁ハウジングの冷媒通路に連通される構成としたものである。したがって、クーラハウジングの冷媒通路と弁ハウジングの冷媒通路に冷媒を連続的に全量を流すことが可能となる。これにより、クーラハウジングの冷媒通路及び弁ハウジングの冷媒通路に冷媒を分流して流す場合に比べ、クーラハウジング及び弁ハウジングを効率良く冷却することができる。
【００１０】
また、特許請求の範囲の請求項６に記載された排気ガス切替弁によると、弁ハウジングに設けられかつ排気ガス通路に連通するガス連通路が形成された連通部品を締結する締結部に、冷媒通路が隣接されている。したがって、冷媒通路を流れる冷媒により弁ハウジングの締結部を冷却することができる。このことは、締結部の高温化によるネジ部品の緩みを防止することができる。なお、ネジ部品には、ボルト、ナット、スクリュ、ビス等が相当する。
【００１１】
また、特許請求の範囲の請求項７に記載された排気ガス切替弁によると、弁ハウジングにおける冷媒通路に隣接する部位に、弁軸を駆動するアクチュエータを取付けるためのアクチュエータ取付部が設けられている。したがって、弁ハウジングのアクチュエータ取付部を冷媒通路を流れる冷媒により冷却することができる。これにより、高温を嫌うアクチュエータを弁ハウジングに取付けることが可能となる。高温を嫌うアクチュエータとしては、ＤＣモータ等の電動式アクチュエータが相当する。また、電動式アクチュエータとしてＤＣモータを採用することにより、弁体の緻密な開閉制御を行うことが可能である。また、電動式アクチュエータとして電磁ソレノイドを採用することもできる。
【００１２】
また、特許請求の範囲の請求項８に記載された排気ガス切替弁によると、過熱抑制手段は、シール部材が設けられている弁ハウジングの孔壁と、弁軸におけるシール部材より内側の軸部分との間に接触状態で介在された良伝熱性の伝熱部材で構成されている。したがって、伝熱部材により弁軸の熱を弁ハウジングに伝熱することにより、弁軸からシール部材への伝熱を抑制することができる。また、伝熱部材により弁軸と弁ハウジングの孔壁との間を通る排気ガスを遮断することにより、シール部材が排気ガスに曝されることを防止することができる。
【００１３】
また、特許請求の範囲の請求項９に記載された排気ガス切替弁によると、伝熱部材は、軸部分の外周面に形成された環状溝に嵌装されかつ弁ハウジングの孔壁の内周面に弾性的に接触されているピストンリング状の伝熱リングである。したがって、ピストンリング状の伝熱リングが、排気ガスの圧力で弁軸の環状溝の外側の溝壁面に押し付けられることにより、弁軸の熱を弁ハウジングに効率良く伝熱することができる。
【００１４】
また、特許請求の範囲の請求項１０に記載された排気ガス切替弁によると、過熱抑制手段は、弁軸を中空構造とすることで構成されている。したがって、中実軸からなる弁軸に比べ、弁軸の実質断面積が減少されることにより、弁軸の弁板側からシール部材側への伝熱を抑制することができる。
【００１５】
また、特許請求の範囲の請求項１１に記載された排気ガス切替弁によると、伝熱抑制手段は、弁軸におけるシール部材より外側の軸部分を粗面化することで構成されている。したがって、弁軸の粗面化により放熱面積が増大されることにより、弁軸からシール部材への伝熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係るＥＧＲクーラバイパスバルブを示す正断面図である。
【図２】図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】図１のIII−III線矢視断面図である。
【図４】ＥＧＲクーラバイパスバルブを示す上面図である。
【図５】ＥＧＲクーラバイパスバルブを示す下面図である。
【図６】クーラユニットを示す斜視図である。
【図７】クーラユニットを示す右側面図である。
【図８】クーラユニットを示す側断面図である。
【図９】クーラハウジングを示す上面図である。
【図１０】弁ハウジングを示す斜視図である。
【図１１】弁ハウジングを示す正面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線矢視断面図である。
【図１３】図１１のXIII−XIII線矢視断面図である。
【図１４】図１１のXIV−XIV線矢視断面図である。
【図１５】弁ハウジング用の成形型の型開き状態を示す断面図である。
【図１６】実施例２に係るＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
【図１７】実施例３に係るＥＧＲクーラバイパスバルブを示す上面図である。
【図１８】実施例４に係るＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
【図１９】実施例５に係るＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
［実施例１］
本発明の実施例１を説明する。本実施例では、排気ガス切替弁として、エンジン（例えばディーゼルエンジン）におけるＥＧＲクーラ付きのＥＧＲシステムに用いられるＥＧＲクーラバイパスバルブを説明する。なお、図１はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す正断面図、図２は図１のII−II線矢視断面図、図３は図１のIII−III線矢視断面図、図４はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す上面図、図５は同じく下面図である。
図２に示すように、ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０は、ＥＧＲガス通路１３が形成された弁ハウジング１２と、弁ハウジング１２に回動可能に支持された弁軸１５と、ＥＧＲガス通路１３の排気ガスの流れを切替える板状の弁体１７とを備えている。ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０は、後述するアクチュエータ１９（図６参照）により弁軸１５とともに弁体１７が回動いわゆる揺動されることにより、ＥＧＲガス通路１３を流れるＥＧＲガスの流れを切替える。以下、順に説明する。なお、説明の都合上、図２に示す状態における左右方向を前後方向として説明を行う。
【００１９】
弁ハウジング１２を説明する。弁ハウジング１２は、アルミニウム合金材をダイカスト成形することによりブロック状に形成されている。弁ハウジング１２には、上面に開口する流入路２１、及び、下面に開口する第１の通路２２と第２の通路２３が形成されている。流入路２１と第１の通路２２は第１の仕切壁２５を介して隣接している。第１の仕切壁２５には、流入路２１と第１の通路２２とを連通する第１の連通孔２６が形成されている。また、流入路２１と第２の通路２３は、第２の仕切壁２８を介して隣接している。第２の仕切壁２８には、流入路２１と第２の通路２３とを連通する第２の連通孔２９が形成されている。また、第１の通路２２は後側（図２において右側）に形成され、また、第２の通路２３は前側（図２において左側）に形成されており、両通路２２，２３は第３の仕切壁３１により仕切られている。第２の通路２３の前側壁には、第２の通路２３内外を連通する孔状の流出路３３が形成されている。流出路３３には、吸気通路に連通する配管部材（図示しない）が締結により接続可能となっている。また、第１の仕切壁２５、第２の仕切壁２８及び第３の仕切壁３１は、相互に断面Ｙ字状をなすように連設されている。なお、流入路２１、第１の通路２２、第２の通路２３、第１の連通孔２６、第２の連通孔２９及び流出路３３により、前記ＥＧＲガス通路１３が構成されている。なお、ＥＧＲガス通路１３は本明細書でいう「排気ガス通路」に相当する。また、車両に対するＥＧＲクーラバイパスバルブ１０の搭載状態では、例えば、弁ハウジング１２の後側（図２において右側）が天側、前側（図２において左側）が地側に指向するように配置される。
【００２０】
前記ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０にＥＧＲクーラ５２（後述する）がユニット化されることによりクーラユニット３５が構成される。なお、図６はクーラユニットを示す斜視図、図７は同じく右側面図、図８は同じく側断面図である。
また、図８に示すように、ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０の弁ハウジング１２の上面は、その上流側に連通される継手管３７に接合される接合面となっている。継手管３７は下面を開口する半球状に形成されており、管内が拡張室３８となっている。拡張室３８の開口端面は、弁ハウジング１２の接合面に対応している。また、継手管３７には、拡張室３８の上端部を上面に開口する導入口３９が形成されている。また、継手管３７の上端部には外周に張り出す接続フランジ４３が形成されている。また、継手管３７の下端部には外周に張り出す接続フランジ４４が形成されている。
【００２１】
前記弁ハウジング１２の上端部における四隅部には、外周に張り出す締結ボス部４１が形成されている（図４参照）。弁ハウジング１２の締結ボス部４１には、継手管３７の下側すなわち下流側の接続フランジ４４（図８参照）がボルト（図示省略）により締結可能となっている。また、継手管３７の上流側の接続フランジ４３（図８参照）には、図示しないエンジンの排気系に設けられた触媒装置がボルト（図示省略）により締結可能となっている。したがって、触媒装置を通じて継手管３７の導入口３９に導入されたＥＧＲガスは、拡張室３８において拡張されてから弁ハウジング１２の流入路２１へスムーズに流れ込むことができる。また、弁ハウジング１２と継手管３７との接合面間にはガスケット（図示省略）が介装される。なお、継手管３７は本明細書でいう「連通部品」に相当する。また、締結ボス部４１は本明細書でいう「締結部」に相当する。
【００２２】
図１に示すように、前記弁ハウジング１２の左右両側部には、左右一対の軸受ボス部４８が形成されている。軸受ボス部４８内には、前記流入路２１の下端部を左右方向に横切る弁軸１５を挿通する軸挿通孔４９が形成されている。軸挿通孔４９は、流入路２１側から外側に向かって孔径を大きくする多段の段付孔となっている。また、弁ハウジング１２には、エンジン冷却水（以下、「冷却水」という。）を流通する冷却水通路５０（後述する）が設けられている（図２参照）。
【００２３】
前記弁ハウジング１２の下面は、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５２（図６〜図８参照）に接合される接合面となっている（図５参照）。図６に示すように、弁ハウジング１２の下端部には、外周に張り出す取付フランジ５３が形成されている。取付フランジ５３の四隅部には、ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の取付フランジ５５がボルト５６により締結可能となっている。また、弁ハウジング１２とクーラハウジング５４との接合面間にはガスケット（図示省略）が介装される。また、ＥＧＲクーラ５２は、図示しないが、ＥＧＲガスが流通するＥＧＲ通路、及び、冷却水が流通するクーラ冷却水通路を有しており、ＥＧＲガスを冷却水との熱交換によって冷却するものである。なお、図９はクーラハウジングを示す上面図である。
【００２４】
図９に示すように、前記ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の上面（すなわち、弁ハウジング１２に対するクーラハウジング５４の接合面）には、ＥＧＲ通路のガス入口５７、ガス出口５８、及び、クーラ冷却水通路の冷却水入口５９が開口されている。ガス入口５７は弁ハウジング１２の第１の通路２２に連通されるとともに、ガス出口５８は弁ハウジング１２の第２の通路２３に連通される（図８参照）。また、冷却水入口５９は、弁ハウジング１２の冷却水通路５０に連通される（図５参照）。また、図５に示すように、冷却水入口５９は弁ハウジング１２の冷却水通路５０の開口面における左端部内に対応しており、その残りの開口面はクーラハウジング５４の接合面によって閉塞される構成となっている。また、図６に示すように、クーラハウジング５４の下端部には、クーラ冷却水通路の冷却水出口を形成する出口管６０が設けられている。なお、出口管６０には、エンジンの冷却水回路の下流側通路に連通する配管部材（図示しない）が接続される。なお、ＥＧＲクーラ５２は本明細書でいう「排気ガスクーラ」に相当する。また、クーラハウジング５４は本明細書でいう「連通部品」に相当する。また、取付フランジ５３の四隅部は本明細書でいう「締結部」に相当する。また、ＥＧＲ通路は本明細書でいう「ガス連通路」に相当する。
【００２５】
次に、弁軸１５を説明する。図１に示すように、弁軸１５は、中実軸からなり、前記ＥＧＲガス通路１３における流入路２１の下端部を左右方向に横切る状態で、両軸受ボス部４８の軸挿通孔４９内に挿通されている。各軸受ボス部４８の軸挿通孔４９の外端寄りの孔部内には、ブッシュ型の軸受６２がそれぞれ圧入によって設けられている。両軸受６２により弁軸１５が回転可能に支持されている。また、弁軸１５の一端部（右端部）は、当該軸受ボス部４８から外方へ突出されている。弁軸１５は、弁ハウジング１２の材質よりも硬い材質、例えばステンレス鋼等の金属材からなる。
【００２６】
前記各軸受ボス部４８の軸挿通孔４９における軸受６２の内側に隣接する孔部内には、ゴム状弾性材からなるシール部材６４が設けられている。図３に示すように、シール部材６４は、軸受ボス部４８の孔部内に圧入される円環状のリング部６４ａと、リング部６４ａの内周面に沿って突出されかつ弁軸１５に外周面に弾性的に接触するリップ部６４ｂとを有している。また、シール部材６４は、例えば、四フッ化エチレン樹脂等の合成樹脂材により形成されている。また、シール部材６４は、弁軸１５と弁ハウジング１２の軸受ボス部４８との間の径方向の隙間６５を通じての排気ガスの外部への洩れを防止する。なお、軸受ボス部４８において軸挿通孔４９を形成する内周壁を「孔壁」という。
【００２７】
前記弁軸１５におけるシール部材６４より内側（弁板側）の軸部分の外周面には、環状溝６７が形成されている。環状溝６７には、伝熱リング６８が嵌装されている。伝熱リング６８は、例えば銅、アルミニウム合金等の良伝熱性の金属材料により、ピストンリング状すなわちＣリング状に形成されている。そして、伝熱リング６８の外周面は、前記弁ハウジング１２の両軸受ボス部４８の孔壁の内周面に対して弾性的にかつ摺動可能に接触されている。また、環状溝６７の溝幅６７Ｗは、伝熱リング６８の板厚６８ｔよりも大きく設定されている。したがって、環状溝６７内に伝熱リング６８が軸方向に移動可能に設けられている。また、伝熱リング６８は、環状溝６７内において排気ガスの圧力で軸方向（主にシール部材６４側）に移動される。したがって、伝熱リング６８の内周部は、排気ガスの圧力により弁軸１５の環状溝６７の外側（図３において右側）の溝壁面に押し付けられる。また、伝熱リング６８の内周部は、弁軸１５の環状溝６７の外側の溝壁面に対して周方向に摺動可能に当接する。なお、伝熱リング６８は本明細書でいう「伝熱部材」に相当する。
【００２８】
次に、弁体１７を説明する。図２に示すように、弁体１７は、スイングバルブとも呼ばれるもので、前記弁軸１５における流入路２１内の軸部分に対してスクリュ７０により片持ち状に固定されている。弁軸１５に回動により弁体１７が流入路２１内を揺動する。弁体１７が前記第１の仕切壁２５又は前記第２の仕切壁２８の流入路２１側に壁面に選択的に面接触することにより、当該仕切壁２５，２８の連通孔２６，２９が選択的に開閉される。すなわち、弁体１７（図２中、実線１７参照）により第１の連通孔２６が閉鎖されるときは第２の連通孔２９が開放され、また、弁体１７（図２中、二点鎖線１７参照）により第２の連通孔２９が閉鎖されるときは第１の連通孔２６が開放される。また、弁体１７は、弁ハウジング１２の材質よりも硬い材質、例えばステンレス鋼等の金属材からなる。
【００２９】
次に、前記弁軸１５を駆動すなわち回動させるアクチュエータ１９を説明する。図６に示すように、本実施例では、アクチュエータ１９としてダイアフラム式のアクチュエータが用いられている。アクチュエータ１９のハウジング（「アクチュエータハウジング」という）７１に設けられたブラケット７２は、前記ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の取付フランジ５５の右端部の下側に固着されたステー７３の右側に、スクリュ７４により締結されている（図７参照）。アクチュエータ１９は、図示しないが、アクチュエータハウジング７１内にダイアフラムを設けたダイアフラム室を有し、当該ダイアフラム室に負圧管７５を通じて負圧が付与される構成になっている。
【００３０】
図７に示すように、前記アクチュエータ１９のダイアフラムに連動して軸方向に進退移動する出力軸７６の先端部（上端部）には、レバー７７の一端部がピン７８で回動可能に連結されている。レバー７７の他端部は、前記弁軸１５の突出端部に、回り止め状態に嵌着されている。したがって、アクチュエータ１９に負圧が付与されると、出力軸７６が後退され、また、負圧がパージされると出力軸７６が進出される。これにより、弁軸１５が駆動すなわち回動され、弁ハウジング１２の第１の連通孔２６と第２の連通孔２９が選択的に開閉される。
【００３１】
次に、前記弁ハウジング１２の冷却水通路５０を説明する。なお、図１０は弁ハウジングを示す斜視図、図１１は同じく正面図、図１２は図１１のXII−XII線矢視断面図、図１３は図１１のXIII−XIII線矢視断面図、図１４は図１１のXIV−XIV線矢視断面図である。
図１２に示すように、冷却水通路５０は、弁ハウジング１２のＥＧＲガス通路１３の通路壁８０内に、該ＥＧＲガス通路１３を周方向に取り囲むように形成されている（図１３参照）。本実施例では、冷却水通路５０は、とくにＥＧＲガス通路１３のうちの排気ガスの高温を受けやすい流入路２１及び第１の通路２２の右側及び後側並びに左側を取り囲む通路壁８０内に、平面視でＵ字状に形成されかつ軸方向（上下方向）に延びる半筒状に形成されている（図１２及び図１３参照）。
【００３２】
また、冷却水通路５０の周方向の右端部は、弁ハウジング１２の右側の軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の後側部に隣接されている（図１３及び図１４参照）。また、冷却水通路５０の周方向の左端部は、弁ハウジング１２の左側の軸受ボス部４８における孔壁の後側部に隣接されている（図１３参照）。また、冷却水通路５０の周方向の左端部の下側部には、弁ハウジング１２の左側の軸受ボス部４８の下側に潜り込む形で前方へ延びる張出通路部５０ａが形成されている（図１３及び図１４参照）。張出通路部５０ａは、弁ハウジング１２の左側の軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の下側部に隣接されている。また、張出通路部５０ａの前端部は、弁ハウジング１２の取付フランジ５３の左前隅角部に隣接されている。
【００３３】
前記冷却水通路５０の軸方向の一側部すなわち下側部は、弁ハウジング１２の下面すなわち接合面に開口されている（図５、図１２及び図１４参照）。前にも述べたように、冷却水通路５０の下面開口は、クーラハウジング５４の接合面（図９参照）によって閉塞されるとともに、クーラハウジング５４の冷却水入口５９と連通される構成となっている。クーラハウジング５４の冷却水入口５９は、冷却水通路５０の張出通路部５０ａ内の中央部に対応している。
【００３４】
図１４に示すように、前記弁ハウジング１２の右側の軸受ボス部４８の上端部には、冷却水通路５０の周方向の右端部を前方に開口する接続孔８２が穴加工により形成されている。接続孔８２には、冷却水入口５９を形成する入口管８３が接続されている。また、接続孔８２は、弁ハウジング１２の右側の軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の上側部に隣接されている。なお、入口管８３にはエンジンの冷却水回路の上流側通路に連通する配管部材（図示しない）が接続される。また、冷却水通路５０の軸方向の上端部における左後部及び右後部は、弁ハウジング１２の上端側における左後部及び右後部の締結ボス部４１に隣接されている。また、冷却水通路５０の軸方向の下端部における左後部及び右後部は、弁ハウジング１２の取付フランジ５３における左後隅角部及び右後隅角部に隣接されている。なお、冷却水通路５０は本明細書でいう「冷媒通路」、「過熱抑制手段」に相当する。また、冷却水は本明細書でいう「冷媒」に相当する。
【００３５】
次に、ＥＧＲガス通路１３及び冷却水通路５０を備えた弁ハウジング１２の成形方法を説明する。なお、図１５は弁ハウジング用の成形型の型開き状態を示す側断面図である。
図１５に示すように、弁ハウジング１２は、成形型８５内にアルミニウム合金材の溶湯を鋳込むことによるダイカスト成形法により成形される。成形型８５は、弁ハウジング１２を成形するキャビティを形成する上型としての第１の金型８６、下方としての第２の金型８７、及び、側面型としての複数（図１５では左右２個を示す）の第３の金型８８を備えている。第１の金型８６は、図１５において下方に向かって型閉めされるもので、弁ハウジング１２の主に流入路２１を含む上面部を成形するものである。第１の金型８６の型面には、両連通孔２６，２９を成形する孔成形部８６ａ，８６ｂが形成されている。また、第２の金型８７は、図１５において上方に向かって型閉めされるもので、弁ハウジング１２の主に両通路２２，２３及び冷却水通路５０を含む下面部を成形するものである。また、複数の第３の金型８８は、図１５において弁ハウジング１２の側面に向かって型閉めされるもので、弁ハウジング１２の流出路３３、各軸受ボス部４８（図１３参照）を含む側面部を成形するものである。なお、図示しないが、いずれかの金型にはキャビティに連通する湯口が設けられている。
【００３６】
前記第１〜第３の金型８６，８７，８８を型締め装置（図示しない）により型締めし、それらの金型により形成されるキャビティ内に溶湯が湯口（図示しない）から注湯されることにより、弁ハウジング１２が成形される。そして、弁ハウジング１２の硬化後において、第１〜第３の金型８６，８７，８８を型締め装置（図示しない）型開きすることにより弁ハウジング１２が取出される。上記のように製造された弁ハウジング１２に弁軸１５、弁体１７、入口管８３等を組付けることにより、ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０が完成する。
【００３７】
また、両連通孔２６，２９を含む流入路２１は、弁ハウジング１２の軸方向（図１５において上下方向）に平行をなすように設定されており、第１の金型８６の型抜きによって形成されている。また、両通路２２，２３及び冷却水通路５０は、弁ハウジング１２の軸方向（図１５において上下方向）に平行をなすように設定されており、第２の金型８７の型抜きによって形成されている。これにより、弁ハウジング１２に、両連通孔２６，２９を含む流入路２１及び両通路２２，２３とともに、冷却水通路５０を金型の型抜きにより容易に成形することができる。
【００３８】
前記したＥＧＲクーラバイパスバルブ１０において、弁ハウジング１２の上流側には継手管３７が配置され、弁ハウジング１２の締結ボス部４１と継手管３７の接続フランジ４４とがボルト（図示省略）により締結される。これにより、弁ハウジング１２の流入路２１に継手管３７の拡張室３８が連通される（図８参照）。また、弁ハウジング１２の下流側にはＥＧＲクーラ５２が配置され、弁ハウジング１２の取付フランジ５３とクーラハウジング５４の取付フランジ５５とがボルト５６により締結される。これにより、弁ハウジング１２の第１の通路２２にクーラハウジング５４のＥＧＲ通路のガス入口５７が連通されるとともに、弁ハウジング１２の第２の通路２３にクーラハウジング５４のＥＧＲ通路のガス出口５８が連通される（図８参照）。また、弁ハウジング１２の冷却水通路５０の開口面にクーラハウジング５４の冷却水通路５０の冷却水入口５９が連通されるとともに、その残りの開口面がクーラハウジング５４の接合面（図９参照）によって閉塞される。また、前に述べたように、ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の取付フランジ５５のステー７３には、アクチュエータ１９のアクチュエータハウジング７１のブラケット７２がスクリュ７４により締結される（図６及び図７参照）。また、弁軸１５の突出端部にレバー７７が回り止め状態で連結されるとともに、そのレバー７７とアクチュエータ１９の出力軸７６とがピン７８で回動可能に連結される（図７参照）。
【００３９】
前記したように、ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０にＥＧＲクーラ５２がクーラユニット３５としてユニット化されるとともにＥＧＲ継手管３７が接続される。このクーラユニット３５は、エンジンの排気系における触媒装置（図示省略）と吸気通路との間に設置される。すなわち、継手管３７と触媒装置（図示省略）とが締結により接続され、また、弁ハウジング１２の流出路３３と吸気通路に連通する配管部材（図示しない）とが締結により接続される。また、ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の出口管６０（図６参照）には、エンジンの冷却水回路の下流側通路に連通する配管部材（図示しない）が接続される。上記のようにして、ＥＧＲクーラ付きのＥＧＲシステムが構成される。
【００４０】
前記ＥＧＲクーラバイパスバルブ１０の動作について説明する。まず、エンジンの冷却水温が所定温度以下のとき（始動時等の冷間時）には、アクチュエータ１９の負圧の付与による作動（出力軸７６の後退）により、弁体１７が第１の連通孔２６を閉鎖するとともに第２の連通孔２９を開放する（図８中、実線１７参照）。これにより、流入路２１が、第１の通路２２に連通する第１の連通孔２６に対して遮断されるとともに、第２の連通孔２９を介して第２の通路２３と連通される。したがって、継手管３７を通じて流入路２１に流れ込んだＥＧＲガスは、第２の連通孔２９、第２の通路２３、流出路３３を通り、配管部材を介して吸気通路へ流出される。
【００４１】
また、エンジンの冷却水温が所定温度以上のとき（暖気後）には、アクチュエータ１９の負圧のパージによる作動（出力軸７６の進出）により、弁体１７が第１の連通孔２６を開放するとともに第２の連通孔２９を閉鎖する（図８中、二点鎖線１７参照）。これにより、流入路２１が、第２の通路２３に連通する第２の連通孔２９に対して遮断されるとともに、第１の連通孔２６を介して第１の通路２２と連通される。したがって、継手管３７を通じて流入路２１に流れ込んだＥＧＲガスは、第１の連通孔２６、第１の通路２２を通り、ＥＧＲクーラ５２のガス入口５７からＥＧＲ通路へ導入される。そして、ＥＧＲクーラ５２のＥＧＲ通路を流通することにより冷却されたＥＧＲガスは、ガス出口５８から第２の通路２３、流出路３３を通った後、配管部材を介して吸気通路へ流出される。
【００４２】
また、暖機後において、エンジンの冷却水回路からの冷却水は、弁ハウジング１２の入口管８３から冷却水通路５０内に流入し、冷却水通路５０を周方向すなわち平面視で左回り方向に流通されることにより、弁ハウジング１２のＥＧＲガス通路１３のうちの排気ガスの高温（例えば、６５０℃）を受けやすい流入路２１及び第１の通路２２の右側及び後側並びに左側を取り囲む通路壁８０が冷却される。これとともに、冷却水通路５０（張出通路部５０ａ、接続孔８２を含む）が隣接する両軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の後側部、右側の軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の下側部、右前部の締結ボス部４１、右側の軸受ボス部４８におけるシール部材６４及び軸受６２の周りの孔壁の上側部、上端側における左後部及び右後部の締結ボス部４１、取付フランジ５３における左後部及び右後部も局所的に冷却される。なお、冷却水通路５０と、それに隣接する部位との間の最短距離は３０ｍｍ以下に設定することが望ましい。
【００４３】
また、冷却水通路５０の左端部に流通した冷却水の全量は、ＥＧＲクーラ５２のクーラハウジング５４の冷却水入口５９（図９参照）からクーラー冷却水通路を流通した後、出口管６０（図６参照）からエンジンの冷却水回路へ戻る。また、冷間時には、弁ハウジング１２の冷却水通路５０内への冷却水の供給が停止されることにより、暖機効率が向上されるようになっている。
【００４４】
上記したＥＧＲクーラバイパスバルブ１０によると、シール部材６４の過熱を抑制する過熱抑制手段（弁ハウジング１２の冷却水通路５０、伝熱リング６８）を備えている。したがって、過熱抑制手段によりシール部材６４の過熱が抑制されることによって、安価なシール部材６４の使用を可能とすることができる。このことは、弁ハウジング１２のＥＧＲガス通路１３を高温（例えば、約６５０℃）の排気ガスが流れるＥＧＲガス切替弁として有効である。
【００４５】
また、過熱抑制手段が、弁ハウジング１２のＥＧＲガス通路１３の通路壁８０内にＥＧＲガス通路１３を周方向に取り囲むように形成された通路で、その通路内に冷却水が流通する冷却水通路５０で構成されている。したがって、冷却水通路５０を流れる冷却水と弁ハウジング１２との間で熱交換が効率良く行われることにより、弁ハウジング１２を冷却することができる。このことは、ＥＧＲガス通路１３を高温（例えば、約６５０℃）の排気ガスが流れる弁ハウジング１２として、アルミニウム合金材からなる弁ハウジング１２の使用を可能とし、弁ハウジング１２の軽量化及び低コスト化の実現に有効である。
【００４６】
また、冷却水通路５０は、シール部材６４が設けられている弁ハウジング１２の孔壁に隣接されている。したがって、冷却水通路５０を流れる冷却水により、シール部材６４が設けられている弁ハウジング１２の孔壁を冷却することができる。
【００４７】
また、ＥＧＲガス通路１３に連通するＥＧＲ通路が形成されたクーラハウジング５４に対する弁ハウジング１２の接合面に、冷却水通路５０の軸方向の一側部（下側部）が開口されている。したがって、弁ハウジング１２にクーラハウジング５４が連通された際に弁ハウジング１２の接合面に開口された冷却水通路５０の開口面をクーラハウジング５４により塞ぐことが可能となる。このため、冷却水通路５０の開口面を塞ぐための別部品を省略することができる。また、弁ハウジング１２を鋳造（ダイカスト成形）する場合には、金型の型抜きにより、ＥＧＲガス通路１３及び冷却水通路５０を全体的に形成することができる。このことは、弁ハウジング１２に対する穴加工数を削減することにより低コスト化の実現に有効である。
【００４８】
また、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２における冷却水を流すクーラ冷却水通路が設けられているクーラハウジング５４が弁ハウジング１２に取付けられる際に、クーラハウジング５４のクーラ冷却水通路が弁ハウジング１２の冷却水通路５０に連通される構成としたものである。したがって、クーラハウジング５４のクーラ冷却水通路と弁ハウジング１２の冷却水通路５０に冷却水を連続的に全量を流すことが可能となる。これにより、クーラハウジング５４のクーラ冷却水通路及び弁ハウジング１２の冷却水通路５０に冷却水を分流して流す場合に比べ、クーラハウジング５４及び弁ハウジング１２を効率良く冷却することができる。
【００４９】
また、弁ハウジング１２に設けられかつＥＧＲガス通路１３に連通するＥＧＲ通路が形成されたクーラハウジング５４を締結する取付フランジ５３の右前隅角部、左後隅角部、右後隅角部に、冷却水通路５０が隣接されている。したがって、冷却水通路５０を流れる冷却水により弁ハウジング１２の取付フランジ５３の右前隅角部、左後隅角部、右後隅角部を冷却することができる。このことは、取付フランジ５３の右前隅角部、左後隅角部、右後隅角部の高温化によるネジ部品の緩みを防止することができる。なお、ネジ部品には、ボルトの他、ナット、スクリュ、ビス等も相当する。
【００５０】
また、過熱抑制手段は、シール部材６４が設けられている弁ハウジング１２の孔壁と、弁軸１５におけるシール部材６４より内側の軸部分との間に接触状態で介在された良伝熱性の伝熱リング６８で構成されている（図３参照）。したがって、伝熱リング６８により弁軸１５の熱を弁ハウジング１２に伝熱することにより、弁軸１５からシール部材６４への伝熱を抑制することができる。また、伝熱リング６８により弁軸１５と弁ハウジング１２の孔壁との間を通るＥＧＲガスを遮断することにより、シール部材６４がＥＧＲガスに曝されることを防止することができる。
【００５１】
また、伝熱リング６８は、軸部分の外周面に形成された環状溝６７に嵌装されかつ弁ハウジング１２の孔壁の内周面に弾性的に接触されているピストンリング状の伝熱リング６８である。したがって、ピストンリング状の伝熱リング６８が、ＥＧＲガスの圧力で弁軸１５の環状溝６７の外側の溝壁面に押し付けられることにより、弁軸１５の熱を弁ハウジング１２に効率良く伝熱することができる。
【００５２】
［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図１６はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
本実施例は、図１６に示すように、前記実施例１における伝熱リング６８（図３参照）を、径方向に弾性変形可能な内板部及び外板部を有する断面Ｕ字状をなす円環状の伝熱リング９２に変更したものである。これにともない、弁軸１５の環状溝６７（図３参照）が省略されている。伝熱リング９２の内板部は、弁軸１５の外周面に弾性的に面接触している。また、伝熱リング９２の外板部は、弁ハウジング１２の軸受ボス部４８の孔壁の内周面に弾性的に面接触している。伝熱リング９２の内板部の内周面に対して弁軸１５の外周面が摺動回転する。なお、伝熱リング９２は本明細書でいう「伝熱部材」に相当する。
【００５３】
［実施例３］
本発明の実施例３を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものである。なお、図１７はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す上面図である。
本実施例は、図１７に示すように、前記実施例１におけるダイアフラム式のアクチュエータ１９（図６参照）を、電動式アクチュエータとしての電動モータ（例えば、ＤＣモータ）９４に変更し、弁ハウジング１２に装着したものである。すなわち、弁ハウジング１２における冷却水通路５０に隣接する部位である後側面には、モータ取付部９６が形成されている。モータ取付部９６には、正逆回転可能な電動モータ９４のモータハウジング９５の取付片９５ａがボルト９７により締結されている。電動モータ９４の出力軸９８は、前記弁軸１５と平行をなしている。電動モータ９４の出力軸９８と弁軸１５の突出端部とは、ギヤ機構９９を介して動力伝達可能に連繋されている。したがって、電動モータ９４の正逆回転によって弁軸１５が回動させられる。この構成によると、弁ハウジング１２のモータ取付部９６を冷却水通路５０を流れる冷却水により冷却することができる。これにより、高温を嫌う電動モータ９４を弁ハウジング１２に取付けることが可能となる。また、電動式モータとしてＤＣモータを採用することにより、弁体１７の緻密な開閉制御を行うことが可能である。なお、モータ取付部９６は本明細書でいう「アクチュエータ取付部」に相当する。
【００５４】
［実施例４］
本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものである。なお、図１８はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
本実施例は、図１８に示すように、前記実施例１における弁軸１５（図３参照）を中空構造としたものである。すなわち、弁軸（符号、１００を付す）は、中空軸からなり、軸方向に貫通する中空部１０１を有している。したがって、中実軸からなる弁軸１５に比べ、中空軸からなる弁軸１００の実質断面積が減少されることにより、弁軸１００の弁板側からシール部材６４側への伝熱を抑制することができる。なお、弁軸１００を中空構造とすることは本明細書でいう「過熱抑制手段」に相当する。
【００５５】
［実施例５］
本発明の実施例５を説明する。本実施例は、前記実施例１に変更を加えたものである。なお、図１９はＥＧＲクーラバイパスバルブを示す要部断面図である。
本実施例は、図１９に示すように、前記実施例１の弁軸１５（図３参照）におけるシール部材６４より外側の軸部分すなわちシール部材６４と軸受６２との間の軸部分を、ネジ軸部１０３に形成することにより粗面化したものである。したがって、弁軸１５のネジ軸部１０３により放熱面積が増大されることにより、弁軸１５からシール部材６４への伝熱を抑制することができる。なお、弁軸１５を粗面化することは本明細書でいう「過熱抑制手段」に相当する。
【００５６】
本発明は上記した実施例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、前記実施例では、弁ハウジング１２をアルミニウム合金材で形成したが、弁ハウジング１２は鋳鉄材、合成樹脂材等により形成することもできる。また、継手管３７の上流側には、触媒装置（図示省略）に限らず、排気管、ＥＧＲパイプ等が接続されてもよい。また、前記実施例で説明した技術的要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ＥＧＲクーラバイパスバルブ（排気ガス切替弁）
１２…弁ハウジング
１３…ＥＧＲガス通路（排気ガス通路）
１５…弁軸（中実軸）
１７…弁体
１９…アクチュエータ
３７…継手管（連通部品）
４１…締結ボス部（締結部）
５０…冷却水通路（冷媒通路、過熱抑制手段）
５２…ＥＧＲクーラ（排気ガスクーラ）
５３…取付フランジ
５４…クーラハウジング（連通部品）
６４…シール部材
６５…隙間
６７…環状溝
６８…伝熱リング（伝熱部材）
８０…通路壁
９２…伝熱リング（伝熱部材）
９４…電動モータ（アクチュエータ）
９６…モータ取付部（アクチュエータ取付部）
１００…弁軸（中空軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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