(57)【要約】  ＥＧＲバルブ１におけるバルブシャフト８と駆動シャフト１１を突合せ、かつ両端部の外周面にそれぞれ形成した溝部２１，２２に、内側に突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを備えたコッタ部材２４，２５からなるコッタ２３の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを係合させ、弁体６，７を閉じる方向に付勢力をかけるスプリング２８の付勢力をスプリングホルダ３０を介してコッタ２３にかけて、コッタ２３の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂを溝部２１，２２に押し付けてなる。
2009125526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段と、
前記駆動手段により直動する駆動シャフトと、
バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、
前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記バルブシャフトを支承する軸受と、
を備える排気ガス再循環バルブにおいて、
前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けたことを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項２】
前記スプリングホルダはテーパを有し、前記スプリングからの付勢力により前記テーパが前記締結部材に当接すると共に、前記締結部材は軸方向に分割された複数の部材によって構成されると共にその内径方向に突出部を有し、前記突出部は前記駆動シャフトに設けられた溝部及び前記バルブシャフトに設けられた溝部に当接し、前記スプリングからの付勢力によって前記モータシャフトと前記バルブシャフトとを締結することを特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項３】
前記締結部材の突出部はテーパを有し、前記テーパは前記駆動シャフトの溝部に設けられたテーパ及び前記バルブシャフトの溝部に設けられたテーパに当接することを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項４】
前記締結部材の複数の部材の対向部がラビリンス形状を有することを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項５】
前記締結部材の前記弁体側の端部は前記スプリングホルダの弁体側の端部より前記弁体側に突出していることを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項６】
前記締結部材は焼結により成型されたことを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項７】
前記駆動シャフト又は前記バルブシャフトの少なくとも一方の当接部は曲面形状であることを特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項８】
駆動手段と、
前記駆動手段により直動する駆動シャフトと、
バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、
前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記バルブシャフトを支承する軸受と、
前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けたことを特徴とする排気ガス再循環バルブの製造方法であって、
前記スプリングホルダを前記スプリングの付勢力に抗する方向に押し込んだ状態で前記締結部材の突出部と前記バルブシャフトの溝部とを当接させ前記バルブシャフトと前記締結部材とを締結させる工程と、
前記スプリングホルダを前記締結部材の付勢力に抗して押し込んだ状態で前記締結部材の突出部と前記駆動シャフトの溝部とを当接させ、前記スプリングホルダの押し込みを解除することで前記バルブシャフトと前記締結部材とを締結させる工程とを有する排気ガス再循環バルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの排気ガスの再循環通路に設けられる排気ガス再循環バルブおよび排気ガス再循環バルブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンにおいては、排気ガス中のＮＯｘを低減させる等の目的で排気ガスを吸気側に再循環させる排気ガス再循環通路が設けられる。排気ガス再循環通路には、通路を開閉する排気ガス再循環バルブ（ＥＧＲバルブ）が設けられる。このＥＧＲバルブは、バルブ部とその駆動部（アクチュエータ部）とからなっており、構造上、設計上等の理由からバルブ部におけるバルブシャフトとそれを駆動する駆動部の駆動シャフトとは一体ではなく分離して構成されている。バルブ部における弁の開動作は、駆動部の駆動シャフトがバルブシャフトに当たって押すことによりなされる。弁の閉動作は、弁にかけられているばねの付勢力による。【０００３】
このようなＥＧＲバルブにおいては、エンジン排気ガスに含まれる煤（ディポジット）などがバルブシャフトと軸受との間に入り込んで固着すると、バルブシャフトはばねの付勢力のみでは閉弁位置に戻ることができず開弁位置に固定されてしまうことがある。バルブシャフトと駆動シャフトとを一体化すれば、駆動部の出力でバルブシャフトを強制的に開閉動作させることができる。このような技術は、例えば、特許文献１、２、３に開示されている。【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５１９６３号公報
【特許文献２】特開平９−３２６５４号公報
【特許文献３】特開平８−４９７８５号公報
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のものは、バルブシャフトとモータシャフトとを完全に結合するものではなく、また、特許文献２、３に記載のものは、バルブシャフトとモータシャフトとを結合する構造が極めて複雑となっている。更に、少なくとも一方側の外径を、バルブシャフトの軸受と摺動する部分の外径（軸受の内径）より大きくできないという制約がある。【０００６】
本発明は、このような技術的状況にかんがみてなされたもので、構造を簡素化し、しかも、バルブシャフトを支持する軸受の内径より外径の大きい部分が軸受を境として両側にあってもバルブシャフトと駆動シャフトを一体化できるようにすることを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】
この発明は、直動する駆動シャフトを有する駆動手段と、バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、前記バルブシャフトを支承する軸受とを備える排気ガス再循環バルブにおいて、前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けてなる排気ガス再循環バルブである。
【０００８】
この発明に係るＥＧＲバルブによれば、スプリングの付勢力をスプリングホルダを介して締結部材に半径方向内側にかけることによりバルブシャフトと駆動シャフトとを締結するので構造が極めて簡素化される。また、バルブシャフトの直動を支持する軸受の内径よりも大きい部材が軸受の両側にあっても駆動シャフトとバルブシャフトとを一体化することができる。更に、バルブシャフトと駆動シャフトとが軸方向に一体となるので、弁体、バルブシャフトがスティックするような状態となっても、駆動手段の駆動力によりバルブシャフトを引き上げることができる。締結部材は、圧入や溶接などを用いるものではないので、組立性、量産性がよく、分解、再組立も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブにおけるバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部の拡大断面図である。
【図３】図２におけるバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部の更なる拡大図である。
【図４】コッタの平面図である。
【図５】コッタの側面図である。
【図６−１】（Ａ）−（Ｂ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図６−２】（Ｃ）−（Ｄ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図６−３】（Ｅ）−（Ｆ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図７】開弁位置を設定する際のコッタとプラグの当接状態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るＥＧＲバルブの実施の形態２の部分断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を、図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態１は、本発明を、弁体（バルブボデー）と弁座（バルブシート）とを二対有するダブルバルブのＥＧＲバルブに適用したものである。図１は、ＥＧＲバルブの断面図であり、図２は、そのバルブシャフトと駆動シャフトの締結部分の拡大図、図３は、更にその拡大図である。勿論、本発明は、弁体と弁座が一対あるシングルバルブにも同様に適用できる。【００１１】
ＥＧＲバルブ１のバルブハウジング２には、排気ガスを通す排気ガス通路３が形成され、この排気ガス通路３につなげて入口通路３ａが形成され、排気ガス通路３の上下（図１に示す状態で上下方向）両側につなげて出口通路３ｂ，３ｃが形成されている。排気ガス通路３と出口通路３ｂ，３ｃとの間においてバルブハウジング２に弁座４，５が形成されている。これらの弁座４，５に対し着座し、またはそこから離れるように弁体６，７が設けられる。弁体６，７は、バルブシャフト８に圧入等により取り付けられている。バルブシャフト８は、上側の出口通路３ｂより上側においてバルブハウジング２に組み付けられた軸受９により軸方向に摺動可能に支承されている。【００１２】
バルブシャフト８の上端（後端）は、バルブハウジング２に設けられた駆動部であるアクチュエータ１０の駆動シャフト１１の先端と対向している。アクチュエータ１０は、図示しない電子制御装置からの指令により駆動制御される。アクチュエータ１０の上部には弁位置読み取りセンサ１２が設けられている。この弁位置読み取りセンサ１２は、駆動シャフト１１の位置より弁体６，７の開閉状態を検出する。【００１３】
バルブシャフト８の上部周面には環状のバルブシャフト側溝部２１が形成されている。このバルブシャフト側溝部２１の両壁はテーパ面２１ａ，２１ｂとなっており、バルブシャフト側溝部２１の断面形状は台形状となっている。駆動シャフト１１の下部周面にも環状の駆動シャフト側溝部２２が形成されている。この駆動シャフト側溝部２２も、その両壁はテーパ面２２ａ，２２ｂとなっており、駆動シャフト側溝部２２の断面形状は台形状となっている。これらのバルブシャフト側溝部２１、駆動シャフト側溝部２２に締結部材としてのコッタ２３を係合させることによりバルブシャフト８と駆動シャフト１１は一体に締結される。【００１４】
コッタ２３は、図３〜図５に示すように、２つのコッタ部材２４，２５とからなる。コッタ部材２４，２５は、それぞれ半円筒状をなし、その内側面の上下には、内径方向に突出する突出部２６ａ，２６ｂ及び２７ａ，２７ｂが形成されている。突出部２６ａの上下両側の壁はテーパ面２６ｃ，２６ｄとなっており、突出部２６ｂの上下両側の壁はテーパ面２６ｅ，２６ｆとなっている。同様に突出部２７ａの上下両側の壁はテーパ面２７ｃ，２７ｄとなっており、突出部２７ｂの上下両側の壁はテーパ面２７ｅ，２７ｆとなっている。コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂがバルブシャフト８の溝部２１に係合され、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａが駆動シャフト１１の溝部２２に係合される。コッタ２３は、上下の突出部２６ａ，２６ｂ及び２７ａ，２７ｂが溝部２１，２２に係合した状態で、図３に示すように、外周面が、駆動シャフト１１側からバルブシャフト８にかけて縮小するテーパ面となるように形成されている。このコッタ２３は、例えば燒結により成型される。また、コッタ２３は、２つのコッタ部材２４，２５に限らず、３つ以上のコッタ部材からなっていてもよい。【００１５】
バルブハウジング２とバルブシャフト８との間にはスプリング２８が設けられている。スプリング２８の下端は、バルブハウジング２におけるスプリング受け部２９に支持されている。スプリング２８の上端は、スプリングホルダ３０に当接される。【００１６】
スプリングホルダ３０は、金属などの弾性部材により凹状に形成され、最外部の上部はスプリング２８の上端を受けるつば部３１となっている。つば部３１の内側には円筒状のガイド部３２、環状板部３３が続いており、環状板部３３の内側にテーパのついた筒状のコッタ押圧部３４が形成されている。このコッタ押圧部３４がコッタ２３のテーパ状の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５を合わせる如く半径方向内側に押す。コッタ部材２４，２５が弾力的に半径方向内側に押されることにより、それらの内側の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂがバルブシャフト８の溝部２１及び駆動シャフト１１の溝部２２に押し付けられ、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａのテーパ面２６ｄ，２７ｄが溝部２２のテーパ面２２ｂに当接し、下側の突出部２６ｂ，２７ｂのテーパ面２６ｅ，２７ｅが溝部２１のテーパ面２１ａに当接し、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とは軸方向に一体に締結される。このとき、バルブシャフト８の上端面８ａと駆動シャフト１１の下端面１１ａとは当接する。【００１７】
図３に示すように、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とを締結した状態で、コッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂの頂面（図３に表れている台形状の頂面）と溝部２１，２２の底面との間及びコッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ間の底面及び突出部２７ａ，２７ｂ間の底面とこれらの溝部２１，２２間のバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の端部の外周面との間には隙間４１，４２，４３ができるようにしてある。従って、スプリングホルダ３０のコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５を半径方向内側に押すことにより、コッタ部材２４，２５のテーパ面２６ｄ，２６ｅ，２７ｄ，２７ｅが確実に溝部２１，２２のテーパ面２１ａ，２２ｂに当たる。また、バルブシャフト８、駆動シャフト１１、コッタ部材２４，２５の互いに接触する当接面８ａ，１１ａ，２６ｄ，２６ｅ，２７ｄ，２７ｅ，２１ａ，２２ｂが少々磨耗しても、くさび効果により締結状態は維持される。【００１８】
コッタ２３の下端面２３ａは、スプリングホルダ３０のコッタ押圧部３４の下端面３４ａより下方に突出する。一方、軸受９の上側には、コッタ２３の下端面２３ａが当接し得るプラグ４４が設けられている。【００１９】
コッタ２３を構成するコッタ部材２４，２５の合わせ面（対向部）は上下方向にストレートであってもよいが、排気ガス中の煤等が侵入するのを防止するため、図５に示すように、合わせ面を屈曲させたいわゆるラビリンス構造４５としてもよい。図５に示すラビリンス構造においては、屈曲させた面４５ａが煤等を捕捉することになる。ラビリンス構造としては、屈曲部が複数あるものでもよい。【００２０】
図６には、このＥＧＲバルブにおけるバルブシャフト８と駆動シャフト１１との締結手順を示す。
軸受９、プラグ４４が組み付けられたバルブハウジング２に、弁体６，７が取り付けられたバルブシャフト８が組み付けられる。バルブシャフト８は、その上端部が軸受９、プラグ４４に通され、プラグ４４の上側に突出される。この後、図６−１（Ａ）に示すように、スプリング２８がセットされ、次いでスプリングホルダ３０がセットされる。つまり、スプリング２８の下端がバルブハウジング２のスプリング受け部２９に置かれ、スプリング２８の上端にスプリングホルダ３０のつば部３１が載せられる。この状態では、図６−１（Ａ）に示すように、スプリング２８は伸びた状態にあるのでスプリングホルダ３０は、バルブシャフト８の上方に位置する。【００２１】
次に、図６−１（Ｂ）に示すように、スプリングホルダ３０を、そのコッタ押圧部３４がバルブシャフト８の上部に入り込むまで押し込み、コッタ押圧部３４の内側に、コッタ２３を構成する２つのコッタ部材２４，２５をセットする。つまり、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂが、バルブシャフト８の上部の溝部２１に嵌合される。【００２２】
次に、図６−２（Ｃ）に示すように、スプリングホルダ３０を押し下げていた力を解放する。スプリングホルダ３０はスプリング２８の付勢力により押し戻される。スプリングホルダ３０が押し戻されることによりコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５をバルブシャフト８側に押す。コッタ部材２４，２５が内側に押されることにより、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂとバルブシャフト８の上部の溝部２１との係合状態が保たれる。【００２３】
次に、図６−２（Ｄ）に示すように、スプリングホルダ３０を再度押し込む。スプリングホルダ３０を押し込むことにより、コッタ部材２４，２５が開かれる。【００２４】
次に、図６−３（Ｅ）に示すように、駆動シャフト１１を下降させて、バルブシャフト８の上端面８ａと駆動シャフト１１の下端面１１ａとを当接させる。【００２５】
次に、図６−３（Ｆ）に示すように、スプリング２８を押し下げていた力を解放する。スプリング２８の付勢力によりスプリングホルダ３０は押し戻される。スプリングホルダ３０が押し戻されることによりコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５をその半径方向内側、つまりバルブシャフト８側に押す。コッタ部材２４，２５が内側に押されることにより、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａが駆動シャフト１１の溝部２２に入り込む。つまり、図３に示すように、コッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝部２１，２２に係合し、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とが軸方向に一体に締結された状態となる。より詳しくは、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂのテーパ面２６ｅ，２７ｅが溝部２１のテーパ面２１ａに当たり、上側の突出部２６ａ，２７ａのテーパ面２６ｄ，２７ｄが溝部２２のテーパ面２２ｂに当たった状態となる。【００２６】
以上のように、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とがコッタ２３により締結された後、図７に示すように、アクチュエータ１０を駆動して駆動シャフト１１を伸ばし、コッタ２３の下端面２３ａをプラグ４４に当接させる。この位置を弁の全開位置の基準位置とし、弁位置読み取りセンサ１２の基準位置として設定する。軸受９より上側にあるコッタ２３側には、排気ガスの煤等が付きにくいので、基準位置の設定として好ましい。【００２７】
このＥＧＲバルブ１では、コッタ２３により駆動シャフト１１とバルブシャフト８とが軸方向に一体に締結されているので、アクチュエータ１０の駆動により駆動シャフト１１及びバルブシャフト８が直動して押し出されることにより弁体６，７が弁座４，５に対し移動され、開弁される。閉弁時には、スプリング２８によりバルブシャフト８、駆動シャフト１１は戻されるが、バルブシャフト８等がスティックしたとしても、コッタ２３により駆動シャフト１１とバルブシャフト８とが軸方向に一体に締結されているので、アクチュエータ１０の駆動力によりバルブシャフト８は確実に戻され、確実に閉弁される。【００２８】
この実施の形態１に係るＥＧＲバルブによれば、締結部材であるコッタ２３に、スプリング２８の付勢力をスプリングホルダ３０を介してかけることによりバルブシャフト８と駆動シャフト１１とを締結するようにしたので、構造は極めて簡素なものとなる。締結部材であるコッタ２３の外径は、バルブシャフト８や駆動シャフト１１より径が大きいが、バルブシャフト８を軸受９に通した後にセットするので、バルブシャフト８における軸受９を挟んで両側に軸受９の内径より大きい部材があってもバルブシャフト８と駆動シャフト１１とを一体化できる。また、コッタ２３とバルブシャフト８及び駆動シャフト１１とは、コッタ２３側の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂとバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の溝部２１，２２とをテーパ面を介して当接させるようにしているので、くさび効果によりガタを低減することができ、しっかりした位置決めができ、ガタつきも生じない。コッタ２３の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂとバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の溝部２１，２２及びバルブシャフト８、駆動シャフト１１の当接面８ａ，１１ａが少々磨耗しても締結状態は変わらず、寿命の延長も図れる。【００２９】
また、このＥＧＲバルブによれば、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とが軸方向に一体となるので、弁体６，７、バルブシャフト８がスティックするような状態となっても、駆動手段であるアクチュエータ１０の駆動力によりバルブシャフト８を引き上げることができる。締結部材であるコッタ２３は、圧入や溶接などを用いるものではないので、組立性、量産性がよく、分解、再組立も容易となる。【００３０】
更に、この実施の形態１によれば、排気ガスの煤等が付着しにくい場所である、コッタ２３の下端面２３ａとバルブハウジング２側のプラグ４４との当接位置を開弁位置の基準位置としたので、基準位置が正確に出しやすくなる。また、コッタ２３を構成する２つのコッタ部材２４，２５の合わせ面をラビリンス構造４５としたので、排ガスに含まれている煤等の侵入を防ぐこができる。【００３１】
この実施の形態１では、コッタ２３を燒結成型しているので、外周面、突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂのテーパ面の角度出しを精密に行うことができるので、コッタ２３で締結した場合にガタ付などは生じない。【００３２】
更に、図６に示したコッタ２３によるバルブシャフト８と駆動シャフト１１の締結方法によれば、上記新規な構成のＥＧＲバルブを極めて簡単な工程で製作することができる。【００３３】
実施の形態２．
図８には実施の形態２に係るＥＧＲバルブのバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部分を示す。この実施の形態は、駆動シャフト１１の下端部を球状部５１とし、それと当接するバルブシャフト８の上端を凹状の曲面５２としたものである。その他の構造は、実施の形態１のものと同じである。【００３４】
このようにバルブシャフト８と駆動シャフト１１との当接部を曲面にすることによって、バルブシャフト８と駆動シャフト１１の軸のずれを吸収することができる。従って、バルブシャフト８と駆動シャフト１１との組立誤差を吸収することができる。なお、バルブシャフト８の上端部を球状部とし、駆動シャフト１１の下端を曲面としてもよく、その作用効果は同じである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、この発明に係る排気ガス再循環バルブは、スプリングによってスプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより駆動シャフトの端部とバルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けるように構成したので、構造を簡素化し、しかも、バルブシャフトを支持する軸受の内径より外径の大きい部分が軸受を境として両側にあってもバルブシャフトと駆動シャフトを一体化することができ、エンジンの排気ガスの再循環通路に設けられる排気ガス再循環バルブに用いるのに適している。
【図１】
2009125526.tif 000003
【図２】
2009125526.tif 000004
【図３】
2009125526.tif 000005
【図４】
2009125526.tif 000006
【図５】
2009125526.tif 000007
【図６−１】
2009125526.tif 000008
【図６−２】
2009125526.tif 000009
【図６−３】
2009125526.tif 000010
【図７】
2009125526.tif 000011
【図８】
2009125526.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月29日(2011.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの排気ガスの再循環通路に設けられる排気ガス再循環バルブおよび排気ガス再循環バルブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンにおいては、排気ガス中のＮＯｘを低減させる等の目的で排気ガスを吸気側に再循環させる排気ガス再循環通路が設けられる。排気ガス再循環通路には、通路を開閉する排気ガス再循環バルブ（ＥＧＲバルブ）が設けられる。このＥＧＲバルブは、バルブ部とその駆動部（アクチュエータ部）とからなっており、構造上、設計上等の理由からバルブ部におけるバルブシャフトとそれを駆動する駆動部の駆動シャフトとは一体ではなく分離して構成されている。バルブ部における弁の開動作は、駆動部の駆動シャフトがバルブシャフトに当たって押すことによりなされる。弁の閉動作は、弁にかけられているばねの付勢力による。
【０００３】
このようなＥＧＲバルブにおいては、エンジン排気ガスに含まれる煤（ディポジット）などがバルブシャフトと軸受との間に入り込んで固着すると、バルブシャフトはばねの付勢力のみでは閉弁位置に戻ることができず開弁位置に固定されてしまうことがある。バルブシャフトと駆動シャフトとを一体化すれば、駆動部の出力でバルブシャフトを強制的に開閉動作させることができる。このような技術は、例えば、特許文献１、２、３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５１９６３号公報
【特許文献２】特開平９−３２６５４号公報
【特許文献３】特開平８−４９７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のものは、バルブシャフトとモータシャフトとを完全に結合するものではなく、また、特許文献２、３に記載のものは、バルブシャフトとモータシャフトとを結合する構造が極めて複雑となっている。更に、少なくとも一方側の外径を、バルブシャフトの軸受と摺動する部分の外径（軸受の内径）より大きくできないという制約がある。
【０００６】
本発明は、このような技術的状況にかんがみてなされたもので、構造を簡素化し、しかも、バルブシャフトを支持する軸受の内径より外径の大きい部分が軸受を境として両側にあってもバルブシャフトと駆動シャフトを一体化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、直動する駆動シャフトを有する駆動手段と、バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、前記バルブシャフトを支承する軸受とを備える排気ガス再循環バルブにおいて、前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けてなる排気ガス再循環バルブである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るＥＧＲバルブによれば、スプリングの付勢力をスプリングホルダを介して締結部材に半径方向内側にかけることによりバルブシャフトと駆動シャフトとを締結するので構造が極めて簡素化される。また、バルブシャフトの直動を支持する軸受の内径よりも大きい部材が軸受の両側にあっても駆動シャフトとバルブシャフトとを一体化することができる。更に、バルブシャフトと駆動シャフトとが軸方向に一体となるので、弁体、バルブシャフトがスティックするような状態となっても、駆動手段の駆動力によりバルブシャフトを引き上げることができる。締結部材は、圧入や溶接などを用いるものではないので、組立性、量産性がよく、分解、再組立も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＥＧＲバルブにおけるバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部の拡大断面図である。
【図３】図２におけるバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部の更なる拡大図である。
【図４】コッタの平面図である。
【図５】コッタの側面図である。
【図６−１】（Ａ）−（Ｂ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図６−２】（Ｃ）−（Ｄ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図６−３】（Ｅ）−（Ｆ）はコッタによるバルブシャフトと駆動シャフトとの組立工程の説明図である。
【図７】開弁位置を設定する際のコッタとプラグの当接状態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るＥＧＲバルブの実施の形態２の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を、図面を参照しながら詳細に説明する。実施の形態１は、本発明を、弁体（バルブボデー）と弁座（バルブシート）とを二対有するダブルバルブのＥＧＲバルブに適用したものである。図１は、ＥＧＲバルブの断面図であり、図２は、そのバルブシャフトと駆動シャフトの締結部分の拡大図、図３は、更にその拡大図である。勿論、本発明は、弁体と弁座が一対あるシングルバルブにも同様に適用できる。
【００１１】
ＥＧＲバルブ１のバルブハウジング２には、排気ガスを通す排気ガス通路３が形成され、この排気ガス通路３につなげて入口通路３ａが形成され、排気ガス通路３の上下（図１に示す状態で上下方向）両側につなげて出口通路３ｂ，３ｃが形成されている。排気ガス通路３と出口通路３ｂ，３ｃとの間においてバルブハウジング２に弁座４，５が形成されている。これらの弁座４，５に対し着座し、またはそこから離れるように弁体６，７が設けられる。弁体６，７は、バルブシャフト８に圧入等により取り付けられている。バルブシャフト８は、上側の出口通路３ｂより上側においてバルブハウジング２に組み付けられた軸受９により軸方向に摺動可能に支承されている。
【００１２】
バルブシャフト８の上端（後端）は、バルブハウジング２に設けられた駆動部であるアクチュエータ１０の駆動シャフト１１の先端と対向している。アクチュエータ１０は、図示しない電子制御装置からの指令により駆動制御される。アクチュエータ１０の上部には弁位置読み取りセンサ１２が設けられている。この弁位置読み取りセンサ１２は、駆動シャフト１１の位置より弁体６，７の開閉状態を検出する。
【００１３】
バルブシャフト８の上部周面には環状のバルブシャフト側溝部２１が形成されている。このバルブシャフト側溝部２１の両壁はテーパ面２１ａ，２１ｂとなっており、バルブシャフト側溝部２１の断面形状は台形状となっている。駆動シャフト１１の下部周面にも環状の駆動シャフト側溝部２２が形成されている。この駆動シャフト側溝部２２も、その両壁はテーパ面２２ａ，２２ｂとなっており、駆動シャフト側溝部２２の断面形状は台形状となっている。これらのバルブシャフト側溝部２１、駆動シャフト側溝部２２に締結部材としてのコッタ２３を係合させることによりバルブシャフト８と駆動シャフト１１は一体に締結される。
【００１４】
コッタ２３は、図３〜図５に示すように、２つのコッタ部材２４，２５とからなる。コッタ部材２４，２５は、それぞれ半円筒状をなし、その内側面の上下には、内径方向に突出する突出部２６ａ，２６ｂ及び２７ａ，２７ｂが形成されている。突出部２６ａの上下両側の壁はテーパ面２６ｃ，２６ｄとなっており、突出部２６ｂの上下両側の壁はテーパ面２６ｅ，２６ｆとなっている。同様に突出部２７ａの上下両側の壁はテーパ面２７ｃ，２７ｄとなっており、突出部２７ｂの上下両側の壁はテーパ面２７ｅ，２７ｆとなっている。コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂがバルブシャフト８の溝部２１に係合され、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａが駆動シャフト１１の溝部２２に係合される。コッタ２３は、上下の突出部２６ａ，２６ｂ及び２７ａ，２７ｂが溝部２１，２２に係合した状態で、図３に示すように、外周面が、駆動シャフト１１側からバルブシャフト８にかけて縮小するテーパ面となるように形成されている。このコッタ２３は、例えば燒結により成型される。また、コッタ２３は、２つのコッタ部材２４，２５に限らず、３つ以上のコッタ部材からなっていてもよい。
【００１５】
バルブハウジング２とバルブシャフト８との間にはスプリング２８が設けられている。スプリング２８の下端は、バルブハウジング２におけるスプリング受け部２９に支持されている。スプリング２８の上端は、スプリングホルダ３０に当接される。
【００１６】
スプリングホルダ３０は、金属などの弾性部材により凹状に形成され、最外部の上部はスプリング２８の上端を受けるつば部３１となっている。つば部３１の内側には円筒状のガイド部３２、環状板部３３が続いており、環状板部３３の内側にテーパのついた筒状のコッタ押圧部３４が形成されている。このコッタ押圧部３４がコッタ２３のテーパ状の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５を合わせる如く半径方向内側に押す。コッタ部材２４，２５が弾力的に半径方向内側に押されることにより、それらの内側の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂがバルブシャフト８の溝部２１及び駆動シャフト１１の溝部２２に押し付けられ、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａのテーパ面２６ｄ，２７ｄが溝部２２のテーパ面２２ｂに当接し、下側の突出部２６ｂ，２７ｂのテーパ面２６ｅ，２７ｅが溝部２１のテーパ面２１ａに当接し、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とは軸方向に一体に締結される。このとき、バルブシャフト８の上端面８ａと駆動シャフト１１の下端面１１ａとは当接する。
【００１７】
図３に示すように、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とを締結した状態で、コッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂの頂面（図３に表れている台形状の頂面）と溝部２１，２２の底面との間及びコッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ間の底面及び突出部２７ａ，２７ｂ間の底面とこれらの溝部２１，２２間のバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の端部の外周面との間には隙間４１，４２，４３ができるようにしてある。従って、スプリングホルダ３０のコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５を半径方向内側に押すことにより、コッタ部材２４，２５のテーパ面２６ｄ，２６ｅ，２７ｄ，２７ｅが確実に溝部２１，２２のテーパ面２１ａ，２２ｂに当たる。また、バルブシャフト８、駆動シャフト１１、コッタ部材２４，２５の互いに接触する当接面８ａ，１１ａ，２６ｄ，２６ｅ，２７ｄ，２７ｅ，２１ａ，２２ｂが少々磨耗しても、くさび効果により締結状態は維持される。
【００１８】
コッタ２３の下端面２３ａは、スプリングホルダ３０のコッタ押圧部３４の下端面３４ａより下方に突出する。一方、軸受９の上側には、コッタ２３の下端面２３ａが当接し得るプラグ４４が設けられている。
【００１９】
コッタ２３を構成するコッタ部材２４，２５の合わせ面（対向部）は上下方向にストレートであってもよいが、排気ガス中の煤等が侵入するのを防止するため、図５に示すように、合わせ面を屈曲させたいわゆるラビリンス構造４５としてもよい。図５に示すラビリンス構造においては、屈曲させた面４５ａが煤等を捕捉することになる。ラビリンス構造としては、屈曲部が複数あるものでもよい。
【００２０】
図６には、このＥＧＲバルブにおけるバルブシャフト８と駆動シャフト１１との締結手順を示す。
軸受９、プラグ４４が組み付けられたバルブハウジング２に、弁体６，７が取り付けられたバルブシャフト８が組み付けられる。バルブシャフト８は、その上端部が軸受９、プラグ４４に通され、プラグ４４の上側に突出される。この後、図６−１（Ａ）に示すように、スプリング２８がセットされ、次いでスプリングホルダ３０がセットされる。つまり、スプリング２８の下端がバルブハウジング２のスプリング受け部２９に置かれ、スプリング２８の上端にスプリングホルダ３０のつば部３１が載せられる。この状態では、図６−１（Ａ）に示すように、スプリング２８は伸びた状態にあるのでスプリングホルダ３０は、バルブシャフト８の上方に位置する。
【００２１】
次に、図６−１（Ｂ）に示すように、スプリングホルダ３０を、そのコッタ押圧部３４がバルブシャフト８の上部に入り込むまで押し込み、コッタ押圧部３４の内側に、コッタ２３を構成する２つのコッタ部材２４，２５をセットする。つまり、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂが、バルブシャフト８の上部の溝部２１に嵌合される。
【００２２】
次に、図６−２（Ｃ）に示すように、スプリングホルダ３０を押し下げていた力を解放する。スプリングホルダ３０はスプリング２８の付勢力により押し戻される。スプリングホルダ３０が押し戻されることによりコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５をバルブシャフト８側に押す。コッタ部材２４，２５が内側に押されることにより、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂとバルブシャフト８の上部の溝部２１との係合状態が保たれる。
【００２３】
次に、図６−２（Ｄ）に示すように、スプリングホルダ３０を再度押し込む。スプリングホルダ３０を押し込むことにより、コッタ部材２４，２５が開かれる。
【００２４】
次に、図６−３（Ｅ）に示すように、駆動シャフト１１を下降させて、バルブシャフト８の上端面８ａと駆動シャフト１１の下端面１１ａとを当接させる。
【００２５】
次に、図６−３（Ｆ）に示すように、スプリング２８を押し下げていた力を解放する。スプリング２８の付勢力によりスプリングホルダ３０は押し戻される。スプリングホルダ３０が押し戻されることによりコッタ押圧部３４がコッタ部材２４，２５の外周面に当たり、コッタ部材２４，２５をその半径方向内側、つまりバルブシャフト８側に押す。コッタ部材２４，２５が内側に押されることにより、コッタ部材２４，２５の上側の突出部２６ａ，２７ａが駆動シャフト１１の溝部２２に入り込む。つまり、図３に示すように、コッタ部材２４，２５の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝部２１，２２に係合し、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とが軸方向に一体に締結された状態となる。より詳しくは、コッタ部材２４，２５の下側の突出部２６ｂ，２７ｂのテーパ面２６ｅ，２７ｅが溝部２１のテーパ面２１ａに当たり、上側の突出部２６ａ，２７ａのテーパ面２６ｄ，２７ｄが溝部２２のテーパ面２２ｂに当たった状態となる。
【００２６】
以上のように、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とがコッタ２３により締結された後、図７に示すように、アクチュエータ１０を駆動して駆動シャフト１１を伸ばし、コッタ２３の下端面２３ａをプラグ４４に当接させる。この位置を弁の全開位置の基準位置とし、弁位置読み取りセンサ１２の基準位置として設定する。軸受９より上側にあるコッタ２３側には、排気ガスの煤等が付きにくいので、基準位置の設定として好ましい。
【００２７】
このＥＧＲバルブ１では、コッタ２３により駆動シャフト１１とバルブシャフト８とが軸方向に一体に締結されているので、アクチュエータ１０の駆動により駆動シャフト１１及びバルブシャフト８が直動して押し出されることにより弁体６，７が弁座４，５に対し移動され、開弁される。閉弁時には、スプリング２８によりバルブシャフト８、駆動シャフト１１は戻されるが、バルブシャフト８等がスティックしたとしても、コッタ２３により駆動シャフト１１とバルブシャフト８とが軸方向に一体に締結されているので、アクチュエータ１０の駆動力によりバルブシャフト８は確実に戻され、確実に閉弁される。
【００２８】
この実施の形態１に係るＥＧＲバルブによれば、締結部材であるコッタ２３に、スプリング２８の付勢力をスプリングホルダ３０を介してかけることによりバルブシャフト８と駆動シャフト１１とを締結するようにしたので、構造は極めて簡素なものとなる。締結部材であるコッタ２３の外径は、バルブシャフト８や駆動シャフト１１より径が大きいが、バルブシャフト８を軸受９に通した後にセットするので、バルブシャフト８における軸受９を挟んで両側に軸受９の内径より大きい部材があってもバルブシャフト８と駆動シャフト１１とを一体化できる。また、コッタ２３とバルブシャフト８及び駆動シャフト１１とは、コッタ２３側の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂとバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の溝部２１，２２とをテーパ面を介して当接させるようにしているので、くさび効果によりガタを低減することができ、しっかりした位置決めができ、ガタつきも生じない。コッタ２３の突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂとバルブシャフト８及び駆動シャフト１１の溝部２１，２２及びバルブシャフト８、駆動シャフト１１の当接面８ａ，１１ａが少々磨耗しても締結状態は変わらず、寿命の延長も図れる。
【００２９】
また、このＥＧＲバルブによれば、バルブシャフト８と駆動シャフト１１とが軸方向に一体となるので、弁体６，７、バルブシャフト８がスティックするような状態となっても、駆動手段であるアクチュエータ１０の駆動力によりバルブシャフト８を引き上げることができる。締結部材であるコッタ２３は、圧入や溶接などを用いるものではないので、組立性、量産性がよく、分解、再組立も容易となる。
【００３０】
更に、この実施の形態１によれば、排気ガスの煤等が付着しにくい場所である、コッタ２３の下端面２３ａとバルブハウジング２側のプラグ４４との当接位置を開弁位置の基準位置としたので、基準位置が正確に出しやすくなる。また、コッタ２３を構成する２つのコッタ部材２４，２５の合わせ面をラビリンス構造４５としたので、排ガスに含まれている煤等の侵入を防ぐこができる。
【００３１】
この実施の形態１では、コッタ２３を燒結成型しているので、外周面、突出部２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂのテーパ面の角度出しを精密に行うことができるので、コッタ２３で締結した場合にガタ付などは生じない。
【００３２】
更に、図６に示したコッタ２３によるバルブシャフト８と駆動シャフト１１の締結方法によれば、上記新規な構成のＥＧＲバルブを極めて簡単な工程で製作することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図８には実施の形態２に係るＥＧＲバルブのバルブシャフトと駆動シャフトとの締結部分を示す。この実施の形態は、駆動シャフト１１の下端部を球状部５１とし、それと当接するバルブシャフト８の上端を凹状の曲面５２としたものである。その他の構造は、実施の形態１のものと同じである。
【００３４】
このようにバルブシャフト８と駆動シャフト１１との当接部を曲面にすることによって、バルブシャフト８と駆動シャフト１１の軸のずれを吸収することができる。従って、バルブシャフト８と駆動シャフト１１との組立誤差を吸収することができる。なお、バルブシャフト８の上端部を球状部とし、駆動シャフト１１の下端を曲面としてもよく、その作用効果は同じである。
【００３５】
以上のように、この発明に係る排気ガス再循環バルブは、スプリングによってスプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより駆動シャフトの端部とバルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けるように構成したので、構造を簡素化し、しかも、バルブシャフトを支持する軸受の内径より外径の大きい部分が軸受を境として両側にあってもバルブシャフトと駆動シャフトを一体化することができ、エンジンの排気ガスの再循環通路に設けられる排気ガス再循環バルブに用いるのに適している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段と、
前記駆動手段により直動する駆動シャフトと、
バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、
前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記バルブシャフトを支承する軸受と、
を備える排気ガス再循環バルブにおいて、
前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けたことを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項２】
前記スプリングホルダはテーパを有し、前記スプリングからの付勢力により前記テーパが前記締結部材に当接すると共に、前記締結部材は軸方向に分割された複数の部材によって構成されると共にその内径方向に突出部を有し、前記突出部は前記駆動シャフトに設けられた溝部及び前記バルブシャフトに設けられた溝部に当接し、前記スプリングからの付勢力によって前記駆動シャフトと前記バルブシャフトとを締結することを特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項３】
前記締結部材の突出部はテーパを有し、前記テーパは前記駆動シャフトの溝部に設けられたテーパ及び前記バルブシャフトの溝部に設けられたテーパに当接することを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項４】
前記締結部材の複数の部材の対向部がラビリンス形状を有することを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項５】
前記締結部材の前記弁体側の端部は前記スプリングホルダの弁体側の端部より前記弁体側に突出していることを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項６】
前記締結部材は焼結により成型されたことを特徴とする請求項２記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項７】
前記駆動シャフト又は前記バルブシャフトの少なくとも一方の当接部は曲面形状であることを特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環バルブ。
【請求項８】
駆動手段と、
前記駆動手段により直動する駆動シャフトと、
バルブハウジングに設けられた弁座に対し開閉動される弁体を有し前記駆動シャフトの直動力により軸方向に直動するバルブシャフトと、
前記バルブシャフト及び前記駆動シャフトをスプリングホルダを介して閉弁方向に付勢するスプリングと、
前記バルブシャフトを支承する軸受と、
前記スプリングによって前記スプリングホルダを介して径方向に付勢されることにより前記駆動シャフトの端部と前記バルブシャフトの端部とを締結する締結部材を設けたことを特徴とする排気ガス再循環バルブの製造方法であって、
前記スプリングホルダを前記スプリングの付勢力に抗する方向に押し込んだ状態で前記締結部材の突出部と前記バルブシャフトの溝部とを当接させ前記バルブシャフトと前記締結部材とを締結させる工程と、
前記スプリングホルダを前記締結部材の付勢力に抗して押し込んだ状態で前記締結部材の突出部と前記駆動シャフトの溝部とを当接させ、前記スプリングホルダの押し込みを解除することで前記バルブシャフトと前記締結部材とを締結させる工程とを有する排気ガス再循環バルブの製造方法。
【国際調査報告】
2009125526.tif 000013
2009125526.tif 000014