(57)【要約】【課題】要求特性を満たす低圧ＥＧＲ装置の簡素化且つ小型化。【解決手段】シール凸面１０３の球面中心Ｃｖを通る回動軸線Ｌｖまわりに回動可能な弁体１０と、弁体１０を収容する弁室１１０並びにシール凸面１０３と摺接するシール凹面１１３を有する弁ハウジング１１と、ＥＧＲガスを弁室１１０へ流入させるＥＧＲダクト１２と、吸入エアを弁室１１０へ流入させるエアダクト１３と、ＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方が弁室１１０から流出するミクスチャダクト１４とを設ける。シール凹面１１３は、ＥＧＲダクト１２とエアダクト１３の間に設けられる。弁体１０は、ＥＧＲダクト１２を全閉する全閉回動位置Ｐ１から、同ダクト１２を部分開放する中間回動位置までの角度範囲では、エアダクト１３の流入口１３０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とを接続するエア仮想領域内から外れてエアダクト１３を全開する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ過給器（２）を搭載した内燃機関（３）において、排気通路（３２）のうちタービン（２０）よりも下流側の分流部（３２０）から、吸気通路（３１）のうちコンプレッサ（２１）よりも上流側の合流部（３１０）へ、ＥＧＲガスを再循環させて吸入エアと混合させる低圧ＥＧＲ装置（１）であって、
部分球面状のシール凸面（１０３）を有し、前記シール凸面の球面中心（Ｃｖ）を通る回動軸線（Ｌｖ）まわりに回動可能な弁体（１０）と、
前記合流部を形成して前記弁体を収容する弁室（１１０）、及び前記弁室に露出して前記シール凸面と摺接する部分球面状のシール凹面（１１３）を、有する弁ハウジング（１１）と、
前記分流部からの前記ＥＧＲガスを前記弁室へ流入させるＥＧＲダクト（１２，２０１２，４０１２）と、
前記吸気通路のうち前記合流部よりも上流側の通路部（３１１）を形成し、前記吸入エアを前記弁室へ流入させるエアダクト（１３，３０１３，５０１３）と、
前記吸気通路のうち前記合流部よりも下流側の通路部（３１２）を形成し、前記ＥＧＲガス及び前記吸入エアの少なくとも一方を前記弁室から流出させるミクスチャダクト（１４，３０１４）とを、備え、
前記シール凹面は、前記ＥＧＲダクトと前記エアダクトとの間に設けられ、
前記エアダクトにおいて前記弁室へ前記吸入エアを流入させる流入口（１３０）と、前記ミクスチャダクトにおいて前記弁室から前記ＥＧＲガス及び前記吸入エアの少なくとも一方を流出させる流出口（１４０）とを、最短距離で筒状に接続するエア仮想領域（Ａａ）を想定すると、
前記弁体は、前記ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置（Ｐ１）から、前記ＥＧＲダクトを部分開放する所定の中間回動位置（Ｐ３）まで回動する角度範囲（Ｒｃｍ）において、前記エア仮想領域内から外れることにより、前記エアダクトを全開することを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲダクトの中心軸線（Ｌｅ）は、前記弁体の前記回動軸線に対して前記エアダクトとは反対側へオフセットした箇所（Ｓｅ）を、通ることを特徴とする請求項１に記載の低圧ＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記エアダクトの中心軸線（Ｌａ）は、前記弁体の前記回動軸線に対して前記ＥＧＲダクトとは反対側へオフセットした箇所（Ｓａ）を、通ることを特徴とする請求項１又は２に記載の低圧ＥＧＲ装置。
【請求項４】
前記エアダクトの中心軸線（Ｌａ）と前記ミクスチャダクトの中心軸線（Ｌｍ）とは、前記弁体の前記回動軸線に対して同一側へ同一距離をもってオフセットした箇所（Ｓａ，Ｓｍ）を、通ることを特徴とする請求項３に記載の低圧ＥＧＲ装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲダクトの中心軸線（Ｌｅ）と前記エアダクトの中心軸線（Ｌａ）とは、鈍角（θａｂ）を挟むことを特徴とする請求項１に記載の低圧ＥＧＲ装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲダクトにおいて前記弁室へ前記ＥＧＲガスを流入させる流入口（１２０）と、前記ミクスチャダクトにおいて前記弁室から前記ＥＧＲガス及び前記吸入エアの少なくとも一方を流出させる前記流出口とを、最短距離で筒状に接続するＥＧＲ仮想領域（Ａｅ）を想定すると、
前記弁体は、前記エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置（Ｐ５）において、前記ＥＧＲ仮想領域内から外れることにより、前記ＥＧＲダクトを全開することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の低圧ＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ過給器を搭載した内燃機関に適用される低圧ＥＧＲ（排気再循環：Exhaust Gas Recirculation）装置に、関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ターボ過給器搭載の内燃機関では、排気通路にタービンが設けられると共に、吸気通路にコンプレッサが設けられる。ここでタービンは、排気通路に排出された排気ガスの内部エネルギーにより回転することで、コンプレッサを駆動して吸入エアを圧縮する。その結果、圧縮された吸入エアが内燃機関の気筒内へと送り込まれることで、内燃機関の熱効率が高められて単位排気量あたりの出力が上昇する。
【０００３】
近年、ターボ過給器搭載の内燃機関には、低圧ＥＧＲ装置が適用されるようになってきている。この低圧ＥＧＲ装置は、排気通路のうちタービンよりも下流側の分流部から、吸気通路のうちコンプレッサよりも上流側の合流部へ、排気ガスの一部を再循環させて吸入ガスに混合させる装置である。これにより、タービンへと与えるエネルギーを減らさずに吸入ガスと混合させるＥＧＲガスとして、排気ガスの一部を気筒内に送り込むことができる。故に、ターボ効率を高めつつ、ＮＯｘの発生やポンピングロスを抑制することが可能となる。
【０００４】
こうした低圧ＥＧＲ装置の場合、低排気圧の分流部から低吸気負圧の合流部へＥＧＲガスが再循環することから、ＥＧＲガスの再循環流量は、小流量だけに制限されることが懸念される。そこで、特許文献１に開示された低圧ＥＧＲ装置では、ＥＧＲ弁の回動するＥＧＲダクトからＥＧＲガスが流入する合流部に、吸気絞り弁が設けられている。これにより、ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置から、同ダクトを部分開放する所定の中間回動位置まで、ＥＧＲ弁が回動する角度範囲では、吸気絞り弁が吸気通路を全開にする。故に、吸入エアの圧力損失が可及的に低減される状態下、ＥＧＲガスの再循環流量が零流量又は必要小流量に絞られる。一方、ＥＧＲダクトを全開する全開回動位置から、上記部分開放の中間回動位置までＥＧＲ弁が回動する角度範囲では、吸気絞り弁が吸気通路を絞る。故に、吸気負圧が高められて、ＥＧＲガスの再循環流量が増加することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３７３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された低圧ＥＧＲ装置では、ＥＧＲ弁の角度範囲毎に吸気絞り弁の動作が異なるため、それら弁の間がカム機構を介して連繋されている。その結果、部品点数が増加することから、構造が複雑となっているのみならず、体格が大きくなっている。
【０００７】
また、特許文献１に開示された低圧ＥＧＲ装置において吸気絞り弁は、吸気通路を構成する合流部に設けられることで、全開の状態にあっても吸入エアの流通を阻害するために、吸入エアの圧力損失を増加させる。その結果、内燃機関におけるエンジン効率が低下してしまうので、低圧ＥＧＲ装置としての要求特性を満たす上では、改善が必要であった。
【０００８】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、要求特性を満たす低圧ＥＧＲ装置の簡素化且つ小型化にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
ターボ過給器（２）を搭載した内燃機関（３）において、排気通路（３２）のうちタービン（２０）よりも下流側の分流部（３２０）から、吸気通路（３１）のうちコンプレッサ（２１）よりも上流側の合流部（３１０）へ、ＥＧＲガスを再循環させて吸入エアと混合させる低圧ＥＧＲ装置（１）であって、
部分球面状のシール凸面（１０３）を有し、シール凸面の球面中心（Ｃｖ）を通る回動軸線（Ｌｖ）まわりに回動可能な弁体（１０）と、
合流部を形成して弁体を収容する弁室（１１０）、及び弁室に露出してシール凸面と摺接する部分球面状のシール凹面（１１３）を、有する弁ハウジング（１１）と、
分流部からのＥＧＲガスを弁室へ流入させるＥＧＲダクト（１２，２０１２，４０１２）と、
吸気通路のうち合流部よりも上流側の通路部（３１１）を形成し、吸入エアを弁室へ流入させるエアダクト（１３，３０１３，５０１３）と、
吸気通路のうち合流部よりも下流側の通路部（３１２）を形成し、ＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を弁室から流出させるミクスチャダクト（１４，３０１４）とを、備え、
シール凹面は、ＥＧＲダクトとエアダクトとの間に設けられ、
エアダクトにおいて弁室へ吸入エアを流入させる流入口（１３０）と、ミクスチャダクトにおいて弁室からＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を流出させる流出口（１４０）とを、最短距離で筒状に接続するエア仮想領域（Ａａ）を想定すると、
弁体は、ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置（Ｐ１）から、ＥＧＲダクトを部分開放する所定の中間回動位置（Ｐ３）まで回動する角度範囲（Ｒｃｍ）において、エア仮想領域内から外れることにより、エアダクトを全開することを特徴とする。
【００１１】
このような第一発明によると、弁体を収容する弁室に露出した部分球面状のシール凹面は、弁ハウジングのうちＥＧＲダクトとエアダクトとの間に設けられて、部分球面状のシール凸面と摺接する。こうしてＥＧＲダクトとエアダクトとに共通化される弁体は、シール凸面の球面中心を通る回動軸線まわりに回動することで、それらのダクトを相異なる状態に同時に制御することができる。具体的に弁体は、ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置から、同ダクトを部分開放する所定の中間回動位置まで、回動する角度範囲においては、エアダクトを開放することができる。このとき特に弁体は、エアダクトの流入口とミクスチャダクトの流出口とを接続するエア仮想領域内から外れることから、吸気通路のうち合流部よりも上流側通路部を形成するエアダクトは、全開の状態に保持されて吸入エアの流通を阻害しない。故に、吸入エアの圧力損失が最大限に低減される状態下、ＥＧＲガスの再循環流量が零流量又は必要小流量に絞られる。また一方で弁体は、ＥＧＲダクトを全開する全開回動位置から、上記中間回動位置の手前まで回動する角度範囲においては、エアダクトを絞ることができる。このとき、吸気通路のうち合流部を形成する弁室へスムーズにＥＧＲガスを流入させるＥＧＲダクトに対して、エアダクトは、当該弁室へ流入させる吸入エアの流量を絞ることになる。故に、吸気負圧が高められて、ＥＧＲガスの再循環流量が増加する。
【００１２】
以上より第一発明は、低圧ＥＧＲ装置としての要求特性を満たすと共に、ＥＧＲダクトとエアダクトとに弁体を共通化して低圧ＥＧＲ装置の簡素化且つ小型化を可能にする。
【００１３】
また、開示された第二発明では、
ＥＧＲダクトにおいて弁室へＥＧＲガスを流入させる流入口（１２０）と、ミクスチャダクトにおいて弁室からＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を流出させる流出口とを、最短距離で筒状に接続するＥＧＲ仮想領域（Ａｅ）を想定すると、
弁体は、エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置（Ｐ５）において、ＥＧＲ仮想領域内から外れることにより、ＥＧＲダクトを全開することを特徴とする。
【００１４】
このような第二発明によると、エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置において弁体は、ＥＧＲダクトの流入口とミクスチャダクトの流出口とを接続するＥＧＲ仮想領域内から外れることで、ＥＧＲダクトを全開する。その結果、ＥＧＲダクトを全開の状態にしてＥＧＲガスの再循環流量を増加させる際には、ＥＧＲガスの流通を阻害しないで、ＥＧＲガスの圧力損失を低減することができる。それと共に、ＥＧＲ仮想領域内から外れた弁体に対しては、水蒸気を含んだ高温のＥＧＲガスが衝突し難くなる。故に、最大絞り回動位置の弁体に対して冷温の吸入エアが衝突する状況下にあっても、ＥＧＲガスが当該弁体に衝突して水蒸気が凝縮するのを抑制することができる。これによれば、吸気通路のうち低圧ＥＧＲ装置よりも下流側のコンプレッサへと凝縮水が到達してエロージョン等の異常を招く事態につき、回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置を、ターボ過給器搭載の車両用内燃機関に適用したシステム構成を示すシステム図である。
【図２】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す断面図であって、図３のII−II線断面図である。
【図３】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す正面図であって、図２のIII−III線矢視図である。
【図４】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す側面図であって、図２のIV−IV線矢視図である。
【図５】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２，３，４に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図６】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２，３，４に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図７】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２，３，４に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図８】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２，３，４に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図９】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２，３，４に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図１０】第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置の特性を示すグラフである。
【図１１】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す断面図であって、図１２のXI−XI線断面図である。
【図１２】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す正面図であって、図１１のXII−XII線矢視図である。
【図１３】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す側面図であって、図１１のXIII−XIII線矢視図である。
【図１４】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１１，１２，１３に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図１５】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１１，１２，１３に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図１６】第二実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１１，１２，１３に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図１７】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す断面図であって、図１８のXVII−XVII線断面図である。
【図１８】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す正面図であって、図１７のXVIII−XVIII線矢視図である。
【図１９】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す側面図であって、図１７のXIX−XIX線矢視図である。
【図２０】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１７，１８，１９に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２１】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１７，１８，１９に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２２】第三実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図１７，１８，１９に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２３】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す断面図であって、図２４のXXIII−XXIII線断面図である。
【図２４】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す正面図であって、図２３のXXIV−XXIV線矢視図である。
【図２５】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す側面図であって、図２３のXXV−XXV線矢視図である。
【図２６】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２３，２４，２５に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２７】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２３，２４，２５に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２８】第四実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２３，２４，２５に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図２９】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す断面図であって、図２８のXXIX−XXIX線断面図である。
【図３０】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す正面図であって、図２９のXXX−XXX線矢視図である。
【図３１】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置を示す側面図であって、図３０のXXXI−XXXI線矢視図である。
【図３２】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２９，３０，３１に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図３３】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２９，３０，３１に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図３４】第五実施形態による低圧ＥＧＲ装置の一作動状態を示す模式図であって、それぞれ図２９，３０，３１に対応する分図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図３５】図１７の変形例を示す断面図である。
【図３６】図１１，１７の変形例を示す断面図である。
【図３７】図２３，２９の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００１７】
（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態による低圧ＥＧＲ装置１は、ターボ過給器２を搭載した車両用内燃機関３に、適用される。
【００１８】
内燃機関３は、本実施形態ではディーゼルエンジンであり、燃料としての軽油を気筒３０内において燃焼させる。内燃機関３は、低圧ＥＧＲ装置１により必要に応じてＥＧＲガスと混合される吸入エアを気筒３０内へ供給するために、吸気通路３１を有している。また、内燃機関３は、気筒３０内での燃焼により発生した排気ガスを外部へ排出するために、排気通路３２を有している。さらに内燃機関３は、排気通路３２に排出された排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気通路３１へ還流させるために、ＥＧＲ通路３３を有している。
【００１９】
吸気通路３１には、エアクリーナ３４、インタークーラ３５及びスロットル弁３６等が設けられている。エアクリーナ３４は、外部から取り込まれる吸入エア中の異物を、捕集する。インタークーラ３５は、ターボ過給器２のコンプレッサ２１により圧縮されて温度上昇した吸入エアを、膨張させることで冷却する。スロットル弁３６は、気筒３０内へと供給する吸入エアの吸入流量を、弁開度の調整により制御する。
【００２０】
排気通路３２には、排気処理装置３７等が設けられている。排気処理装置３７は、排気通路３２に排出された排気ガスを浄化する。ここで、排気ガス中の粒子状物質を捕集するための排気処理装置３７としては、例えばＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等を採用してもよい。また、排気ガス中のＮＯｘを還元するための排気処理装置３７としては、例えばＳＣＲ（Selectve Catalytic Reduction）、ＬＮＴ（Lean NOx Trap）、ＮＳＲ（NOx Storage Reduction）等を採用してもよい。
【００２１】
ＥＧＲ通路３３は、排気通路３２と吸気通路３１との間を連通している。具体的にＥＧＲ通路３３は、ターボ過給器２のタービン２０及び排気処理装置３７よりも下流側において排気通路３２に形成された分流部３２０に、連通している。また、ＥＧＲ通路３３は、エアクリーナ３４よりも下流側且つターボ過給器２のコンプレッサ２１よりも上流側において吸気通路３１に形成された合流部３１０に、連通している。こうした連通形態によりＥＧＲ通路３３は、排出ガスの一部であるＥＧＲガスを、低排気圧の分流部３２０から低吸気負圧の合流部３１０へと再循環させて吸入エアに混合させる。
【００２２】
ＥＧＲ通路３３には、ＥＧＲクーラ３８等が設けられている。ＥＧＲクーラ３８は、吸気通路３１への再循環により気筒３０内へと吸入されることになるＥＧＲガスを冷却することで、ＮＯｘの発生を抑制する。
【００２３】
ターボ過給器２は、タービン２０及びコンプレッサ２１を少なくとも一組有している。タービン２０は、排気通路３２のうち排気処理装置３７及び分流部３２０よりも上流側に、設けられている。コンプレッサ２１は、吸気通路３１のうち合流部３１０よりも下流側且つスロットル弁３６及びインタークーラ３５よりも上流側に、設けられている。こうした構成下、タービン２０は、排気通路３２に排出された排気ガスの内部エネルギーにより回転することで、同軸上に連結されたコンプレッサ２１を駆動する。その結果、吸入エアは、圧縮されて気筒３０内へと過給される。ここでターボ過給器２としては、図１に示す如きシングル式の他、例えばツインスクロール式、可変容量式、パラレルツイン式、シーケンシャル式、電動アシスト式等を採用してもよい。
【００２４】
低圧ＥＧＲ装置１は、吸気通路３１のうち合流部３１０及びその両側の通路部３１１，３１２と、ＥＧＲ通路３３のうち合流部３１０に向かう通路部３３０とに跨って、設けられている。図２〜４に示すように低圧ＥＧＲ装置１は、弁体１０、弁ハウジング１１、ＥＧＲダクト１２、エアダクト１３、ミクスチャダクト１４及び電動アクチュエータ１５を、備えている。尚、説明の理解を容易にするために、図２〜４及び後に詳述する図５〜９においては、直交座標系でのＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向が規定されている。
【００２５】
弁体１０は、金属により形成されたボール弁である。弁体１０は、シート部１００、アーム部１０１及び弁軸部１０２を有している。シート部１００は、部分球殻状を呈している。これによりシート部１００の外面は、シール凸面１０３を部分球面状に形成している。シート部１００は、シール凸面１０３の球面中心Ｃｖを通ってＺ方向へと延伸する回動軸線Ｌｖまわりに、回動可能に設けられている。
【００２６】
アーム部１０１は、シート部１００と一体回動可能に、一対設けられている。各アーム部１０１は、回動軸線Ｌｖに対して実質直交することで、互いに実質平行な扇形平板状を呈している。各アーム部１０１は、シート部１００のうち回動軸線Ｌｖに沿うＺ方向の両縁から、当該回動軸線Ｌｖ側へ向かって延伸している。これにより、両アーム部１０１の間からシート部１００の内周側へと跨る空間部１０５が、弁体１０に形成されている。
【００２７】
弁軸部１０２は、シート部１００及び各アーム部１０１と一体回動可能に、設けられている。ここで本実施形態では、シート部１００及び各アーム部１０１を構築する金属部材に対して、弁軸部１０２を構築する別の金属部材が一体回動可能に固定されている。弁軸部１０２は、回動軸線Ｌｖ上においてストレートに延伸する円柱状を、呈している。弁軸部１０２は、一方のアーム部１０１から他方のアーム部１０１とは反対側へ向かって、延伸している。
【００２８】
弁ハウジング１１は、金属により球殻状に形成されている。弁ハウジング１１は、球形空間状の弁室１１０を内部に有している。弁室１１０は、吸気通路３１のうち合流部３１０を形成している。弁室１１０は、弁体１０のうちシート部１００及び各アーム部１０１を、回動可能に収容している。弁ハウジング１１の内面は、Ｚ方向において弁体１０を挟む両側にそれぞれ支持平面１１１を形成している。弁室１１０に露出する各支持平面１１１は、回動軸線Ｌｖに対して実質直交することで、互いに実質平行に対向している。弁体１０の回動時に各支持平面１１１は、それぞれ対応するアーム部１０１を摺接支持する。
【００２９】
こうして弁体１０をＺ方向に挟持する両支持平面１１１の間において弁ハウジング１１の内面は、シール凹面１１３を部分球面状に形成している。シール凹面１１３は、ＥＧＲダクト１２とエアダクト１３との間、ＥＧＲダクト１２とミクスチャダクト１４との間、並びにエアダクト１３とのミクスチャダクト１４との間に跨って設けられている。弁室１１０に露出するシール凹面１１３の球面中心Ｃｈは、シール凸面１０３の球面中心Ｃｖと実質同一位置に設定されている。これにより、弁体１０の回動時にシール凹面１１３は、シール凸面１０３と摺接する。
【００３０】
弁ハウジング１１は、一方の支持平面１１１を形成する壁部により、軸受部１１２を構築している。軸受部１１２には、弁軸部１０２が気密に且つ回動可能に貫通している。これにより軸受部１１２は、弁室１１０内のアーム部１０１から弁ハウジング１１の外部へと延伸する弁軸部１０２を、回動可能に軸受している。
【００３１】
ＥＧＲダクト１２は、金属により円筒状に形成されている。ＥＧＲダクト１２は、合流部３１０に向かう通路部３３０を、内部に形成している。ＥＧＲダクト１２は、回動軸線Ｌｖに対して実質直交するＸ方向において、弁ハウジング１１から当該回動軸線Ｌｖとは反対側へ向かって延伸している。ＥＧＲダクト１２の中心軸線Ｌｅは、球面中心Ｃｖ，Ｃｈを通ると共に、回動軸線Ｌｖに対して実質直交している。ＥＧＲダクト１２の中心軸線Ｌｅからの内周面半径は、シール凹面１１３の球面中心Ｃｈからの球面半径よりも小さく設定されている。
【００３２】
ＥＧＲダクト１２は、通路部３３０の最下流端を形成する流入口１２０を、有している。この流入口１２０の内周面は、シール凹面１１３に全周に亘って接続されることで、通路部３３０を合流部３１０に連通させている。これにより流入口１２０は、図６〜９に示す弁体１０の回動位置Ｐ２〜５において開放されることで、分流部３２０（図１を参照）からのＥＧＲガスを弁室１１０に流入させる。一方、図５に示す弁体１０の回動位置Ｐ１においては、流入口１２０が全閉されることで、弁室１１０へのＥＧＲガスの流入が遮断される。
【００３３】
ここで、図２，４に示すように弁ハウジング１１には、ＥＧＲダクト１２の内周面とシール凹面１１３との接続部分に沿って、円環状のゴム製シール部材１１３ａが固定されている。これにより、弁体１０がＥＧＲダクト１２の流入口１２０を全閉する全閉回動位置Ｐ１においては、シール凸面１０３とシール凹面１１３との間がシール部材１１３ａを介して気密にシールされる。
【００３４】
図２〜４に示すようにエアダクト１３は、金属により円筒状に形成されている。エアダクト１３は、合流部３１０よりも上流側の通路部３１１を、内部に形成している。エアダクト１３は、回動軸線Ｌｖ及び中心軸線Ｌｅに対して実質直交するＹ方向において、弁ハウジング１１からそれら軸線Ｌｖ，Ｌｅとは反対側へ向かって延伸している。エアダクト１３の中心軸線Ｌａは、球面中心Ｃｖ，Ｃｈを通ると共に、回動軸線Ｌｖに対して実質直交している。図２に示すようにエアダクト１３の中心軸線Ｌａは、ＥＧＲダクト１２の中心軸線Ｌｅとの間に直角θａｒを挟んでいる。エアダクト１３の中心軸線Ｌａからの内周面半径は、シール凹面１１３の球面半径よりも小さく設定されている。
【００３５】
図２〜４に示すようにエアダクト１３は、通路部３１１の最下流端を形成する流入口１３０を、有している。この流入口１３０の内周面は、シール凹面１１３に全周に亘って接続されることで、通路部３１１を合流部３１０に連通させている。これにより流入口１３０は、図５〜８に示す回動位置Ｐ１〜Ｐ４において開放されることで、吸入エアを弁室１１０に流入させる。一方、図９に示す回動位置Ｐ５においては、流入口１３０が最大限に絞られることで、弁室１１０への吸入エアの流入流量が最大限に絞られる。
【００３６】
図２，３に示すようにミクスチャダクト１４は、金属により円筒状に形成されている。ミクスチャダクト１４は、合流部３１０よりも下流側の通路部３１２を、内部に形成している。ミクスチャダクト１４は、Ｙ方向において弁ハウジング１１から、エアダクト１３及び軸線Ｌｖ，Ｌｅとは反対側へ向かって延伸している。ミクスチャダクト１４の中心軸線Ｌｍは、球面中心Ｃｖ，Ｃｈを通ると共に、回動軸線Ｌｖに対して実質直交している。図２に示すようにミクスチャダクト１４の中心軸線Ｌｍは、ＥＧＲダクト１２の中心軸線Ｌｅとの間に直角θｍｒを挟んでいる。これらにより、ミクスチャダクト１４の中心軸線Ｌｍとエアダクト１３の中心軸線Ｌａとは、回動軸線Ｌｖ及び球面中心Ｃｖ，Ｃｈに対してオフセットすることなく、互いに実質重なっている。ミクスチャダクト１４の中心軸線Ｌｍからの内周面半径は、シール凹面１１３の球面半径よりも小さく、且つ特に本実施形態では、エアダクト１３の内周面半径と実質同一に設定されている。
【００３７】
ミクスチャダクト１４は、通路部３１２の最上流端を形成する流出口１４０を、有している。この流出口１４０の内周面は、シール凹面１１３に全周に亘って接続されることで、通路部３１２を合流部３１０に連通させている。これにより流出口１４０は、ＥＧＲガス及び吸入エアのうち弁体１０の回動位置に応じた少なくとも一方を、弁室１１０から流出させる。具体的には、図５に示す弁体１０の全閉回動位置Ｐ１において、流入口１３０の開放されたエアダクト１３から弁室１１０へと流入する吸入ガスは、流出口１４０の常に開放されたミクスチャダクト１４へと当該弁室１１０から流出する。一方、図６〜９に示す弁体１０の回動位置Ｐ２〜Ｐ５においては、流入口１２０の開放されたＥＧＲダクト１２からのＥＧＲガスと、流入口１３０の開放されたエアダクト１３からの吸入ガスとが、弁室１１０において混合してから、流出口１４０の常に開放されたミクスチャダクト１４へと当該弁室１１０から流出する。
【００３８】
ここで、図５〜９に示すように本実施形態では、弁ハウジング１１のうち弁室１１０内にエア仮想領域Ａａが想定される。具体的にエア仮想領域Ａａは、エアダクト１３の流入口１３０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とについて、図５〜９の各分図（ａ）に示すように、内周縁の輪郭同士を最短距離で接続させる円筒状の領域として想定される。かかる想定下、図５の全閉回動位置Ｐ１から、ＥＧＲダクト１２の流入口１２０を部分開放する図７の中間回動位置Ｐ３まで、回動する角度範囲Ｒｃｍ（図１０を参照）において弁体１０は、空間部１０５の存在によりエア仮想領域Ａａ内から完全に外れる。その結果として流入口１３０は、角度範囲Ｒｃｍの間は、弁体１０により全開した状態にて保持される。一方で弁体１０は、流入口１３０を最大限に絞る図９の最大絞り回動位置Ｐ５から、図８の中間回動位置Ｐ４を経て、上記中間回動位置Ｐ３の同位置Ｐ４側の手前（図１０の回動位置Ｐ６を参照）まで回動する角度範囲Ｒｓｍ（図１０を参照）では、エア仮想領域Ａａ内と重なる。但し、最大絞り回動位置Ｐ５では、弁体１０の全体がエア仮想領域Ａａ内と重なるものの、図９の分図（ａ）に示すように、シール凸面１０３とシール凹面１１３との間に隙間が形成される。これらの結果として流入口１３０は、角度範囲Ｒｓｍの間は、弁体１０により部分開放且つ部分閉塞された状態となる。
【００３９】
また、図９に示すように本実施形態では、弁ハウジング１１のうち弁室１１０内にＥＧＲ仮想領域Ａｅが想定される。具体的にＥＧＲ仮想領域Ａｅは、ＥＧＲダクト１２の流入口１２０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とについて、図５〜９の各分図（ａ）に示すように、内周縁の輪郭同士を最短距離で接続させる円筒状の領域として想定される。かかる想定下、図９に示す最大絞り回動位置Ｐ５から、同位置Ｐ５の手前（図１０の回動位置Ｐ７を参照）まで回動する角度範囲Ｒｓｓにおいて弁体１０は、空間部１０５の存在によりＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れる。その結果として流入口１２０は、最大絞り回動位置Ｐ５を含む角度範囲Ｒｓｓでは、弁体１０により全開した状態にて保持される。一方、図５〜８に示すように弁体１０は、角度範囲Ｒｓｓ以外では、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内と重なる。その結果として流入口１２０は、弁体１０により部分開放且つ部分閉塞された状態、又は弁体１０により全閉された状態となる。
【００４０】
さらに本実施形態では、弁ハウジング１１及びダクト１２〜１４のそれぞれ半分ずつを構築する金属部材に対して、弁ハウジング１１及びダクト１２〜１４のそれぞれ残りの半分ずつを構築する別の金属部材が、弁体１０をＺ方向に挟んで互いに固定されている。尚、図３，４及び図５〜９の各分図（ｂ），（ｃ）において、それら二つの金属部材が互いに固定されてなる境界面の図示は、省略されている。
【００４１】
図３，４に示すように電動アクチュエータ１５は、例えば電動モータに減速機構を組み合わせる等して、構成されている。電動アクチュエータ１５は、弁ハウジング１１の外部において弁軸部１０２と同軸上に連結される出力軸部（図示しない）を、有している。電動アクチュエータ１５は、内燃機関３を制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から、当該内燃機関３の運転状況に応じた制御指令を受ける。かかる制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、出力軸部から回転トルクを出力することで、弁軸部１０２を回動させる。
【００４２】
（全体作動）
以下、低圧ＥＧＲ装置１の全体作動を説明する。尚、図１０では、吸入エアについて最大流量Ｆａｍａｘを１００％としたときの流量と、ＥＧＲガスについて最大流量Ｆｅｍａｘを１００％としたときの流量とを、共通の縦軸にて示している。
【００４３】
内燃機関３が高負荷運転される場合等には、エンジンＥＣＵからの制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、図５，１０の全閉回動位置Ｐ１まで弁体１０を回動させる。これにより、ＥＧＲダクト１２が全閉すると共に、エアダクト１３が全開する。このとき、エアダクト１３から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出する吸入エアの流量は、図１０の最大流量Ｆａｍａｘとなる。一方、ＥＧＲダクト１２から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４には、ＥＧＲガスが流出しないので、当該ＥＧＲガスの流出流量は、図１０の零流量（０）となる。これらの結果、吸入エアに対するＥＧＲガスの混合比率であるＥＧＲ率は、零値に調整される。
【００４４】
内燃機関３がＥＧＲ率を低率に確保して運転される場合等には、エンジンＥＣＵからの制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、図６，１０の中間回動位置Ｐ２まで弁体１０を回動させる。これにより、エアダクト１３が全開状態に維持されると共に、ＥＧＲダクト１２が開き始める。このとき、エアダクト１３から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出する吸入エアの流量は、図１０の最大流量Ｆａｍａｘとなる。一方、ＥＧＲダクト１２から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出するＥＧＲガスの流量は、図１０の最小流量Ｆｅｍｉｎに絞られる。これらの結果としてＥＧＲ率は、零値に近い低率に抑えられる。
【００４５】
内燃機関３がＥＧＲ率を上記低率よりも高くして運転される場合等には、エンジンＥＣＵからの制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、図７，１０の中間回動位置Ｐ３まで弁体１０を回動させる。これにより、エアダクト１３が全開状態に維持されると共に、ＥＧＲダクト１２が中間回動位置Ｐ２よりも広い開度をもって部分開放される。このとき、エアダクト１３から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出する吸入エアの流量は、図１０の最大流量Ｆａｍａｘとなる。一方、ＥＧＲダクト１２から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出するＥＧＲガスの流量は、図１０の如く最小流量Ｆｅｍｉｎを上回る範囲での小流量Ｆｅｌに絞られる。これらの結果としてＥＧＲ率は、最大率に対しては抑えられた範囲に調整される。
【００４６】
排気圧が充足している状況下において内燃機関３が高いＥＧＲ率で運転される場合等には、エンジンＥＣＵからの制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、図８，１０の中間回動位置Ｐ４まで弁体１０を回動させる。これにより、エアダクト１３が閉じ始めると共に、ＥＧＲダクト１２が中間回動位置Ｐ３よりも広い開度をもって部分開放される。このとき、エアダクト１３から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出する吸入エアの流量は、図１０の如く最大流量Ｆａｍａｘを下回る流量Ｆａｌに絞られる。一方、ＥＧＲダクト１２から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出するＥＧＲガスの流量は、図１０の如く最小流量Ｆｅｍｉｎを大きく上回った流量Ｆｅｕとなる。これらの結果としてＥＧＲ率は、最大率を下回る範囲で増加する。
【００４７】
排気圧が不足している状況下において内燃機関３が高いＥＧＲ率で運転される場合等には、エンジンＥＣＵからの制御指令に従って電動アクチュエータ１５は、図９，１０の最大絞り回動位置Ｐ５まで弁体１０を回動させる。これにより、エアダクト１３が最大限に絞られると共に、ＥＧＲダクト１２が全開する。このとき、エアダクト１３から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出する吸入エアの流量は、図１０の最小流量Ｆａｍｉｎに絞られる。一方、ＥＧＲダクト１２から弁室１１０を通じてミクスチャダクト１４に流出するＥＧＲガスの流量は、図１０の最大流量Ｆｅｍａｘにまで増加する。その結果としてＥＧＲ率は、最大率に調整される。
【００４８】
（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
【００４９】
第一実施形態によると、弁体１０を収容する弁室１１０に露出した部分球面状のシール凹面１１３は、弁ハウジング１１のうちＥＧＲダクト１２とエアダクト１３との間に設けられて、部分球面状のシール凸面１０３と摺接する。こうしてＥＧＲダクト１２とエアダクト１３とに共通化される弁体１０は、シール凸面１０３の球面中心Ｃｖを通る回動軸線Ｌｖまわりに回動することで、それらのダクト１２，１３を相異なる状態に同時に制御することができる。具体的に弁体１０は、ＥＧＲダクト１２を全閉する全閉回動位置Ｐ１から、同ダクト１２を部分開放する所定の中間回動位置Ｐ３まで、回動する角度範囲Ｒｃｍにおいては、エアダクト１３を開放することができる。このとき特に弁体１０は、エアダクト１３の流入口１３０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とを接続するエア仮想領域Ａａ内から外れることから、吸気通路３１のうち合流部３１０よりも上流側通路部３１１を形成するエアダクト１３は、全開の状態に保持されて吸入エアの流通を阻害しない。故に、吸入エアの圧力損失が最大限に低減される状態下、ＥＧＲガスの再循環流量が零流量又は必要小流量に絞られる。また一方で弁体１０は、ＥＧＲダクト１２を全開する全開回動位置としての回動位置Ｐ５から、上記中間回動位置Ｐ３の手前まで回動する角度範囲Ｒｓｍにおいては、エアダクト１３を絞ることができる。このとき、吸気通路３１のうち合流部３１０を形成する弁室１１０へスムーズにＥＧＲガスを流入させるＥＧＲダクト１２に対して、エアダクト１３は、当該弁室１１０へ流入させる吸入エアの流量を絞ることになる。故に、吸気負圧が高められて、ＥＧＲガスの再循環流量が増加する。
【００５０】
以上より第一実施形態は、低圧ＥＧＲ装置１としての要求特性を満たすと共に、ＥＧＲダクト１２とエアダクト１３とに弁体１０を共通化して低圧ＥＧＲ装置１の簡素化且つ小型化を可能にする。
【００５１】
しかも第一実施形態によると、エアダクト１３を最大限に絞る最大絞り回動位置Ｐ５において弁体１０は、ＥＧＲダクト１２の流入口１２０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とを接続するＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から外れることで、ＥＧＲダクト１２を全開する。その結果、ＥＧＲダクト１２を全開の状態にしてＥＧＲガスの再循環流量を増加させる際には、ＥＧＲガスの流通を阻害しないで、ＥＧＲガスの圧力損失を低減することができる。それと共に、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から外れた弁体１０に対しては、水蒸気を含んだ高温のＥＧＲガスが衝突し難くなる。故に、最大絞り回動位置Ｐ５の弁体１０に対して冷温の吸入エアが衝突する状況下にあっても、ＥＧＲガスが当該弁体１０に衝突して水蒸気が凝縮するのを抑制することができる。これによれば、吸気通路３１のうち低圧ＥＧＲ装置１よりも下流側のコンプレッサ２１へと凝縮水が到達してエロージョン等の異常を招く事態につき、回避することが可能となる。
【００５２】
（第二実施形態）
図１１〜１３に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態によるＥＧＲダクト２０１２において中心軸線Ｌｅは、弁体１０の回動軸線Ｌｖ及び球面中心Ｃｖ，Ｃｈに対して、Ｙ方向のうちエアダクト１３とは反対側へオフセットした箇所Ｓｅを通るように、設定されている。尚、これ以外の点でＥＧＲダクト２０１２の構成は、第一実施形態によるＥＧＲダクト１２の構成と実質同一である。
【００５３】
このような第二実施形態にあっても、図１４の全閉回動位置Ｐ１から、図１５の中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいて弁体１０は、エア仮想領域Ａａ内から完全に外れることで、エアダクト１３を全開状態に保持する。それと共に第二実施形態にあっても、図１６の最大絞り回動位置Ｐ５から、その手前までの角度範囲Ｒｓｓにおいて弁体１０は、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れることで、ＥＧＲダクト２０１２を全開状態に保持する。
【００５４】
以上説明した第二実施形態によると、弁体１０の回動軸線Ｌｖに対してエアダクト１３とは反対側へオフセットした箇所Ｓｅを中心軸線Ｌｅが通るＥＧＲダクト２０１２は、当該エアダクト１３に対して可及的に離間する。その結果、全閉回動位置Ｐ１から中間回動位置Ｐ３まで弁体１０が回動する角度範囲Ｒｃｍは、大きく確保され得る。故に、吸入エアの圧力損失を低減するという要求特性を、確実に満たすことが可能である。
【００５５】
（第三実施形態）
図１７〜１９に示すように本発明の第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。第三実施形態によるエアダクト３０１３において中心軸線Ｌａは、弁体１０の回動軸線Ｌｖ及び球面中心Ｃｖ，Ｃｈに対して、Ｘ方向のうちＥＧＲダクト１２とは反対側へオフセットした箇所Ｓａを通るように、設定されている。また、第三実施形態によるミクスチャダクト３０１４において中心軸線Ｌｍは、弁体１０の回動軸線Ｌｖ及び球面中心Ｃｖ，Ｃｈに対して、Ｘ方向のうちＥＧＲダクト１２とは反対側へオフセットした箇所Ｓｍを通るように、設定されている。ここで、ミクスチャダクト３０１４の中心軸線Ｌｍに関するオフセット箇所Ｓｍと、エアダクト３０１３の中心軸線Ｌａに関するオフセット箇所Ｓａとは、回動軸線Ｌｖ及び球面中心Ｃｖ，Ｃｈに対して同一側に同一距離をもってオフセットしている。こうした構成により、ミクスチャダクト３０１４の中心軸線Ｌｍとエアダクト３０１３の中心軸線Ｌａとは、互いに実質重なっている。尚、以上以外の点でエアダクト３０１３及びミクスチャダクト３０１４の構成は、それぞれ第一実施形態によるエアダクト１３及びミクスチャダクト１４の構成と実質同一である。
【００５６】
このような第三実施形態にあっても、図２０の全閉回動位置Ｐ１から、図２１の中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいて弁体１０は、エア仮想領域Ａａ内から完全に外れることで、エアダクト３０１３を全開状態に保持する。それと共に第三実施形態にあっても、図２２の最大絞り回動位置Ｐ５から、その手前までの角度範囲Ｒｓｓにおいて弁体１０は、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れることで、ＥＧＲダクト１２を全開状態に保持する。
【００５７】
以上説明した第三実施形態によると、弁体１０の回動軸線Ｌｖに対してＥＧＲダクト１２とは反対側へオフセットした箇所Ｓａを中心軸線Ｌａが通るエアダクト３０１３は、当該ＥＧＲダクト１２に対して可及的に離間する。その結果、全閉回動位置Ｐ１から中間回動位置Ｐ３まで弁体１０が回動する角度範囲Ｒｃｍは、大きく確保され得る。故に、吸入エアの圧力損失を低減するという要求特性を、確実に満たすことが可能である。
【００５８】
さらに第三実施形態によると、エアダクト３０１３の中心軸線Ｌａが通る箇所Ｓａと、ミクスチャダクト３０１４の中心軸線Ｌｍが通る箇所Ｓｍは、弁体１０の回動軸線Ｌｖに対して同一側へ同一距離をもってオフセットしている。これにより吸気通路３１では、エアダクト３０１３から弁室１１０に流入してミクスチャダクト３０１４へと流出する吸入エアの圧力損失につき、特に全閉回動位置Ｐ１から中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいて、低減することができる。故に、吸入エアの圧力損失を低減するという要求特性を満たす上において、特に有効となる。
【００５９】
（第四実施形態）
図２３〜２５に示すように本発明の第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。第四実施形態によるＥＧＲダクト４０１２において、球面中心Ｃｖ，Ｃｈを通り且つ弁体１０の回動軸線Ｌｖに対して実質直交する中心軸線Ｌｅは、エアダクト１３の中心軸線Ｌａとの間に鈍角θａｂを挟んでいる。これにより、ＥＧＲダクト４０１２の中心軸線Ｌｅは、ミクスチャダクト１４の中心軸線Ｌｍとの間には鋭角θｍｓを挟んでいる。尚、以上以外の点でＥＧＲダクト４０１２の構成は、第一実施形態によるＥＧＲダクト１２の構成と実質同一である。
【００６０】
このような第四実施形態にあっても、図２６の全閉回動位置Ｐ１から、図２７の中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいて弁体１０は、エア仮想領域Ａａ内から完全に外れることで、エアダクト１３を全開状態に保持する。それと共に第四実施形態にあっても、図２８の最大絞り回動位置Ｐ５から、その手前までの角度範囲Ｒｓｓにおいて弁体１０は、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れることで、ＥＧＲダクト４０１２を全開状態に保持する。
【００６１】
以上説明した第四実施形態によると、中心軸線Ｌｅ，Ｌａ同士が鈍角θａｂを挟むＥＧＲダクト４０１２とエアダクト１３との間は、可及的に離間する。その結果、全閉回動位置Ｐ１から中間回動位置Ｐ３まで弁体１０が回動する角度範囲Ｒｃｍは、大きく確保され得る。故に、吸入エアの圧力損失を低減するという要求特性を、確実に満たすことが可能である。
【００６２】
（第五実施形態）
図２９〜３１に示すように本発明の第五実施形態は、第一実施形態の変形例であって、第四実施形態の変形例であるともいえる。第五実施形態によるエアダクト５０１３において、球面中心Ｃｖ，Ｃｈを通り且つ弁体１０の回動軸線Ｌｖに対して実質直交する中心軸線Ｌａは、ＥＧＲダクト１２の中心軸線Ｌｅとの間に鈍角θａｂを挟んでいる。尚、これ以外の点でエアダクト５０１３の構成は、第一実施形態によるエアダクト１３の構成と実質同一である。
【００６３】
このような第五実施形態にあっても、図３２に示す全閉回動位置Ｐ１から、図３３に示す部分開放の中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいては、エアダクト５０１３が全開される。このとき弁体１０は、エア仮想領域Ａａ内から完全に外れることで、同ダクト５０１３の全開状態を維持する。それと共に第五実施形態にあっても、図３４の最大絞り回動位置Ｐ５においては、ＥＧＲダクト１２が全開される。このとき弁体１０は、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れることで、最大絞り回動位置Ｐ５に限った同ダクト１２の全開状態を実現する。
【００６４】
このような第五実施形態にあっても、図３２の全閉回動位置Ｐ１から、図３３の中間回動位置Ｐ３までの角度範囲Ｒｃｍにおいて弁体１０は、エア仮想領域Ａａ内から完全に外れることで、エアダクト５０１３を全開状態に保持する。それと共に第五実施形態にあっても、図３４の最大絞り回動位置Ｐ５から、その手前までの角度範囲Ｒｓｓにおいて弁体１０は、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から完全に外れることで、ＥＧＲダクト１２を全開状態に保持する。
【００６５】
以上説明した第五実施形態によると、中心軸線Ｌｅ，Ｌａ同士が鈍角θａｂを挟むＥＧＲダクト１２とエアダクト５０１３との間は、可及的に離間する。その結果、全閉回動位置Ｐ１から中間回動位置Ｐ３まで弁体１０が回動する角度範囲Ｒｃｍは、大きく確保され得る。故に、吸入エアの圧力損失を低減するという要求特性を、確実に満たすことが可能である。
【００６６】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００６７】
具体的に変形例１では、第三実施形態において図３５に示すように、第一実施形態のミクスチャダクト１４を採用してもよい。変形例２では、図３６に示すように、第二実施形態のＥＧＲダクト２０１２と、第三実施形態のエアダクト３０１３とを組み合わせてもよい。ここで変形例２の場合には、図３６に示すように、第三実施形態のミクスチャダクト３０１４を採用してもよいし、図示はしないが、変形例１に準じて第一実施形態のミクスチャダクト１４を採用してもよい。
【００６８】
変形例３では、図３７に示すように、第四実施形態のＥＧＲダクト４０１２と、第五実施形態のエアダクト５０１３とを組み合わせてもよい。変形例４では、各支持平面１１１の形成壁部がそれぞれ構築する軸受部１１２により、各アーム部１０１からそれぞれ相反側へと突出する弁軸部１０２を、個別に軸受させてもよい。
【００６９】
変形例５では、第一〜第五実施形態の角度範囲Ｒｓｓのうち最大絞り回動位置Ｐ５以外において、弁体１０をＥＧＲ仮想領域Ａｅ内と重ねることで、ＥＧＲダクト１２，２０１２，４０１２を部分閉塞させてもよい。変形例６では、第一〜第五実施形態の角度範囲Ｒｓｓのうち最大絞り回動位置Ｐ５を含む全域において、弁体１０をＥＧＲ仮想領域Ａｅ内と重ねることで、ＥＧＲダクト１２，２０１２，４０１２を部分閉塞させてもよい。
【００７０】
以上の他に変形例７では、気筒３０内において燃焼させる燃料としてガソリンが使用されるガソリンエンジンを、本発明を適用する内燃機関３として採用してもよい。ここで変形例７の場合に、内燃機関３の具体的構成は、第一実施形態において説明した構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１  低圧ＥＧＲ装置、２  ターボ過給器、３  内燃機関、１０  弁体、１１  弁ハウジング、１２，２０１２，４０１２  ＥＧＲダクト、１３，３０１３，５０１３  エアダクト、１４，３０１４  ミクスチャダクト、２０  タービン、２１  コンプレッサ、３０  気筒、３１  吸気通路、３２  排気通路、３３  ＥＧＲ通路、１０３  シール凸面、１１０
弁室、１１３  シール凹面、１２０，１３０  流入口、１４０  流出口、３１０  合流部、３１１，３１２，３３０  通路部、３２０  分流部、Ａａ  エア仮想領域、Ａｅ  ＥＧＲ仮想領域、Ｃｈ，Ｃｖ  球面中心、Ｌａ，Ｌｅ，Ｌｍ  中心軸線、Ｌｖ  回動軸線、Ｐ１  全閉回動位置、Ｐ３  中間回動位置、Ｐ５  最大絞り回動位置、Ｒｃｍ，Ｒｓｍ角度範囲、Ｓａ，Ｓｅ，Ｓｍ  箇所、θａｂ  鈍角
【図１】
2018141466.tif 000003
【図２】
2018141466.tif 000004
【図３】
2018141466.tif 000005
【図４】
2018141466.tif 000006
【図５】
2018141466.tif 000007
【図６】
2018141466.tif 000008
【図７】
2018141466.tif 000009
【図８】
2018141466.tif 000010
【図９】
2018141466.tif 000011
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2018141466.tif 000034
【図３３】
2018141466.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月19日(2018.7.19)
【手続補正１】
【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】
ターボ過給器（２）を搭載した内燃機関（３）において、排気通路（３２）のうちタービン（２０）よりも下流側の分流部（３２０）から、吸気通路（３１）のうちコンプレッサ（２１）よりも上流側の合流部（３１０）へ、ＥＧＲガスを再循環させて吸入エアと混合させる低圧ＥＧＲ装置（１）であって、
回動軸線（Ｌｖ）から離れた位置に設けられたシート部（１００）を有し、前記回動軸線まわりに回動可能な弁体（１０）と、
前記合流部を形成して前記弁体を収容する弁室（１１０）を有する弁ハウジング（１１）と、
前記分流部からの前記ＥＧＲガスを前記弁室へ流入させるＥＧＲダクト（１２，２０１２，４０１２）と、
前記吸気通路のうち前記合流部よりも上流側の通路部（３１１）を形成し、前記吸入エアを前記弁室へ流入させるエアダクト（１３，３０１３，５０１３）と、
前記吸気通路のうち前記合流部よりも下流側の通路部（３１２）を形成し、前記ＥＧＲガス及び前記吸入エアの少なくとも一方を前記弁室から流出させるミクスチャダクト（１４，３０１４）とを、備え、
前記弁ハウジングの内周面は、
前記ＥＧＲダクトと前記エアダクトとの間に設けられたシール凹面（１１３）を有しており、
前記シート部は、
前記シート部における前記回動軸線とは反対側の面であり、前記弁体の回動に伴って前記シール凹面に沿って移動するシール凸面（１０３）を有しており、
前記弁体が前記ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置（Ｐ１）にある場合に、前記シール凸面は、前記ＥＧＲダクトにおいて前記弁室へ前記ＥＧＲガスを流入させる流入口（１２０）を前記弁室側から覆い、
前記弁体が前記エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置（Ｐ５）にある場合に、前記シール凸面は、前記エアダクトにおいて前記弁室へ前記吸入エアを流入させる流入口（１３０）を前記弁室側から覆い、
前記弁体が前記ＥＧＲダクトを部分開放し且つ前記エアダクトを部分開放する中間回動位置（Ｐ４）にある場合に、前記シール凸面は、前記弁体の回動方向において前記シール凹面から前記ＥＧＲダクト側及び前記エアダクト側の両方にはみ出して、前記ＥＧＲダクトの前記流入口及び前記エアダクトの前記流入口のそれぞれの一部を前記弁室側から覆う、ことを特徴とする低圧ＥＧＲ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述の課題を解決するために開示された発明は、
ターボ過給器（２）を搭載した内燃機関（３）において、排気通路（３２）のうちタービン（２０）よりも下流側の分流部（３２０）から、吸気通路（３１）のうちコンプレッサ（２１）よりも上流側の合流部（３１０）へ、ＥＧＲガスを再循環させて吸入エアと混合させる低圧ＥＧＲ装置（１）であって、
回動軸線（Ｌｖ）から離れた位置に設けられたシート部（１００）を有し、回動軸線まわりに回動可能な弁体（１０）と、
合流部を形成して弁体を収容する弁室（１１０）を有する弁ハウジング（１１）と、
分流部からのＥＧＲガスを弁室へ流入させるＥＧＲダクト（１２，２０１２，４０１２）と、
吸気通路のうち合流部よりも上流側の通路部（３１１）を形成し、吸入エアを弁室へ流入させるエアダクト（１３，３０１３，５０１３）と、
吸気通路のうち合流部よりも下流側の通路部（３１２）を形成し、ＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を弁室から流出させるミクスチャダクト（１４，３０１４）とを、備え、
弁ハウジングの内周面は、
ＥＧＲダクトとエアダクトとの間に設けられたシール凹面（１１３）を有しており、
シート部は、
シート部における回動軸線とは反対側の面であり、弁体の回動に伴ってシール凹面に沿って移動するシール凸面（１０３）を有しており、
弁体がＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置（Ｐ１）にある場合に、シール凸面は、ＥＧＲダクトにおいて弁室へＥＧＲガスを流入させる流入口（１２０）を弁室側から覆い、
弁体がエアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置（Ｐ５）にある場合に、シール凸面は、エアダクトにおいて弁室へ吸入エアを流入させる流入口（１３０）を弁室側から覆い、
弁体がＥＧＲダクトを部分開放し且つエアダクトを部分開放する中間回動位置（Ｐ４）にある場合に、シール凸面は、弁体の回動方向においてシール凹面からＥＧＲダクト側及びエアダクト側の両方にはみ出して、ＥＧＲダクトの流入口及びエアダクトの流入口のそれぞれの一部を弁室側から覆う、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この構成によれば、低圧ＥＧＲ装置としての要求特性を満たすと共に、ＥＧＲダクトとエアダクトとに弁体を共通化して低圧ＥＧＲ装置の簡素化且つ小型化を可能にする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
しかも第一実施形態によると、エアダクト１３を最大限に絞る最大絞り回動位置Ｐ５において弁体１０は、ＥＧＲダクト１２の流入口１２０とミクスチャダクト１４の流出口１４０とを接続するＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から外れることで、ＥＧＲダクト１２を全開する。その結果、ＥＧＲダクト１２を全開の状態にしてＥＧＲガスの再循環流量を増加させる際には、ＥＧＲガスの流通を阻害しないで、ＥＧＲガスの圧力損失を低減することができる。それと共に、ＥＧＲ仮想領域Ａｅ内から外れた弁体１０に対しては、水蒸気を含んだ高温のＥＧＲガスが衝突し難くなる。故に、最大絞り回動位置Ｐ５の弁体１０に対して冷温の吸入エアが衝突する状況下にあっても、ＥＧＲガスが当該弁体１０に衝突して水蒸気が凝縮するのを抑制することができる。これによれば、吸気通路３１のうち低圧ＥＧＲ装置１よりも下流側のコンプレッサ２１へと凝縮水が到達してエロージョン等の異常を招く事態につき、回避することが可能となる。
開示された第一態様は、
ターボ過給器（２）を搭載した内燃機関（３）において、排気通路（３２）のうちター
ビン（２０）よりも下流側の分流部（３２０）から、吸気通路（３１）のうちコンプレッ
サ（２１）よりも上流側の合流部（３１０）へ、ＥＧＲガスを再循環させて吸入エアと混
合させる低圧ＥＧＲ装置（１）であって、
部分球面状のシール凸面（１０３）を有し、シール凸面の球面中心（Ｃｖ）を通る回動
軸線（Ｌｖ）まわりに回動可能な弁体（１０）と、
合流部を形成して弁体を収容する弁室（１１０）、及び弁室に露出してシール凸面と摺
接する部分球面状のシール凹面（１１３）を、有する弁ハウジング（１１）と、
分流部からのＥＧＲガスを弁室へ流入させるＥＧＲダクト（１２，２０１２，４０１２
）と、
吸気通路のうち合流部よりも上流側の通路部（３１１）を形成し、吸入エアを弁室へ流
入させるエアダクト（１３，３０１３，５０１３）と、
吸気通路のうち合流部よりも下流側の通路部（３１２）を形成し、ＥＧＲガス及び吸入
エアの少なくとも一方を弁室から流出させるミクスチャダクト（１４，３０１４）とを、
備え、
シール凹面は、ＥＧＲダクトとエアダクトとの間に設けられ、
エアダクトにおいて弁室へ吸入エアを流入させる流入口（１３０）と、ミクスチャダク
トにおいて弁室からＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を流出させる流出口（１４
０）とを、最短距離で筒状に接続するエア仮想領域（Ａａ）を想定すると、
弁体は、ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位置（Ｐ１）から、ＥＧＲダクトを部分開放
する所定の中間回動位置（Ｐ３）まで回動する角度範囲（Ｒｃｍ）において、エア仮想領
域内から外れることにより、エアダクトを全開することを特徴とする。
このような第一発明によると、弁体を収容する弁室に露出した部分球面状のシール凹面
は、弁ハウジングのうちＥＧＲダクトとエアダクトとの間に設けられて、部分球面状のシ
ール凸面と摺接する。こうしてＥＧＲダクトとエアダクトとに共通化される弁体は、シー
ル凸面の球面中心を通る回動軸線まわりに回動することで、それらのダクトを相異なる状
態に同時に制御することができる。具体的に弁体は、ＥＧＲダクトを全閉する全閉回動位
置から、同ダクトを部分開放する所定の中間回動位置まで、回動する角度範囲においては
、エアダクトを開放することができる。このとき特に弁体は、エアダクトの流入口とミク
スチャダクトの流出口とを接続するエア仮想領域内から外れることから、吸気通路のうち
合流部よりも上流側通路部を形成するエアダクトは、全開の状態に保持されて吸入エアの
流通を阻害しない。故に、吸入エアの圧力損失が最大限に低減される状態下、ＥＧＲガス
の再循環流量が零流量又は必要小流量に絞られる。また一方で弁体は、ＥＧＲダクトを全
開する全開回動位置から、上記中間回動位置の手前まで回動する角度範囲においては、エ
アダクトを絞ることができる。このとき、吸気通路のうち合流部を形成する弁室へスムー
ズにＥＧＲガスを流入させるＥＧＲダクトに対して、エアダクトは、当該弁室へ流入させ
る吸入エアの流量を絞ることになる。故に、吸気負圧が高められて、ＥＧＲガスの再循環
流量が増加する。
また、開示された第二態様では、
ＥＧＲダクトにおいて弁室へＥＧＲガスを流入させる流入口（１２０）と、ミクスチャ
ダクトにおいて弁室からＥＧＲガス及び吸入エアの少なくとも一方を流出させる流出口と
を、最短距離で筒状に接続するＥＧＲ仮想領域（Ａｅ）を想定すると、
弁体は、エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置（Ｐ５）において、ＥＧＲ仮想領
域内から外れることにより、ＥＧＲダクトを全開することを特徴とする。
このような第二発明によると、エアダクトを最大限に絞る最大絞り回動位置において弁
体は、ＥＧＲダクトの流入口とミクスチャダクトの流出口とを接続するＥＧＲ仮想領域内
から外れることで、ＥＧＲダクトを全開する。その結果、ＥＧＲダクトを全開の状態にし
てＥＧＲガスの再循環流量を増加させる際には、ＥＧＲガスの流通を阻害しないで、ＥＧ
Ｒガスの圧力損失を低減することができる。それと共に、ＥＧＲ仮想領域内から外れた弁
体に対しては、水蒸気を含んだ高温のＥＧＲガスが衝突し難くなる。故に、最大絞り回動
位置の弁体に対して冷温の吸入エアが衝突する状況下にあっても、ＥＧＲガスが当該弁体
に衝突して水蒸気が凝縮するのを抑制することができる。これによれば、吸気通路のうち
低圧ＥＧＲ装置よりも下流側のコンプレッサへと凝縮水が到達してエロージョン等の異常
を招く事態につき、回避することが可能となる。