(57)【要約】【課題】弁体と弁座との間における異物の噛み込みを抑制する排気ガス再循環装置を提供すること、を特徴とする。【解決手段】本発明の一態様は、エンジンの排気通路に接続し排気ガスを流入させる流入口１４と、エンジンの吸気通路に接続し排気ガスを流出させる流出口２６と、流入口１４と流出口２６との間にて開閉弁する弁体１８および弁座２０とを有する排気ガス再還流装置１Ａにおいて、開弁時に弁体１８を流入口１４の方に向かって移動させることにより、弁体１８と弁座２０との間の開口部３６にて流入口１４に遠い側の部分４０の面積を流入口１４に近い側の部分３８の面積よりも大きくすること、を特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に接続し排気ガスを流入させる流入口と、前記エンジンの吸気通路に接続し前記排気ガスを流出させる流出口と、前記流入口と前記流出口との間にて開閉弁する弁体および弁座とを有する排気ガス再還流装置において、
開弁時に前記弁体を前記流入口の方に向かって移動させることにより、前記弁体と前記弁座との間に形成される開口部にて前記流入口に遠い側の部分の面積を前記流入口に近い側の部分の面積よりも大きくすること、
を特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載する排気ガス再循環装置において、
前記弁体に接続し前記弁体を移動させる作動軸を有し、
前記作動軸と前記流入口とを前記弁体の径方向に偏心して形成すること、
を特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載する排気ガス再循環装置において、
前記流入口と前記弁座との間に形成される弁室にて前記流入口が設けられた位置よりも重力の作用する方向の位置に設けられ、中心部に谷部が形成され前記谷部の周囲に山部が形成され、前記山部の外周部分の一部に凹み部が形成されたプラグを有すること、
を特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項４】
請求項３に記載する排気ガス再循環装置において、
前記凹み部が前記流入口の直下部分に位置するように前記プラグを配置すること、
を特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載する排気ガス再循環装置において、
前記流入口と前記流出口とは前記弁体に対して同じ側に設けられていること、
を特徴とする排気ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室から排出される排気ガスの一部を吸気通路へ流して燃焼室へ再循環させる排気ガス再循環装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、自動車に搭載されるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等に採用される周知の排気ガス再循環装置がある。この排気ガス再循環装置は、一般に、燃焼室から排気通路に排出される排気ガスの一部を吸気通路へ流して燃焼室へ再循環させることにより、燃焼室における燃料の燃焼温度を下げて排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させるものである。
【０００３】
この排気ガス再循環装置は、燃焼室から排出される排気ガスの一部を排気通路から吸気通路へ流すための排気ガス再循環通路に設けられ、弁体を開閉させることにより、排気ガスの流れを制御する。そして、例えば排気ガス再循環通路の溶接部が剥がれた破片などの異物が、装置内に流入することがある。このとき、一定のサイズより大きな異物であれば装置の底に溜まって開弁時に弁体と弁座との間に形成される開口部に流れ込まないが、一定のサイズより小さな異物の場合には装置の底に溜まらないか、あるいは一旦溜まったとしても排気ガスの流れにより巻き上げられて開口部に流れ込むおそれがある。
【０００４】
そして、開口部に流れ込んだ異物が開口部を通過できないと、弁座または弁体の部分に溜まっていき、弁体を開閉させるときに弁座と弁体との間で異物を噛み込んでしまうおそれがある。
【０００５】
ここで、特許文献１には、作動軸の往復運動時等において閉弁および開弁されるように、隔壁の流通孔がバルブプラグのシート部と同一角度で傾斜している技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１８２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、開弁時において流体は流入口から隔壁の流通孔へ直線的に流れてしまう。そのため、隔壁の流通孔の周囲の弁座（シートリング）や弁体に異物が溜まって、閉弁時に弁座と弁体との間で異物を噛み込むおそれがある。
【０００８】
そこで、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り、弁体と弁座との間における異物の噛み込みを抑制する排気ガス再循環装置を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、エンジンの排気通路に接続し排気ガスを流入させる流入口と、前記エンジンの吸気通路に接続し前記排気ガスを流出させる流出口と、前記流入口と前記流出口との間にて開閉弁する弁体および弁座とを有する排気ガス再還流装置において、開弁時に前記弁体を前記流入口の方に向かって移動させることにより、前記弁体と前記弁座との間に形成される開口部にて前記流入口に遠い側の部分の面積を前記流入口に近い側の部分の面積よりも大きくすること、を特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、流入口から排気ガスとともに流入した異物は、流入口から遠く迂回して流入口に遠い側の部分の開口部を経由して流出口から流れ出ることから、弁体や弁座に異物が溜まりにくくなり、弁体と弁座との間における異物の噛む込みを抑制できる。
【００１１】
上記の態様において、前記弁体に接続し前記弁体を移動させる作動軸を有し、前記作動軸と前記流入口とを前記弁体の径方向に偏心して形成すること、が好ましい。
【００１２】
かかる態様によれば、弁体の周囲を旋回するような排気ガスの旋回流が発生するので、異物を旋回させて開口部における流入口に遠い側の部分に誘導することができる。また、異物を排気ガスの旋回流の外側に分離させることができる。そのため、弁体や弁座に異物がさらに溜まりにくくなり、弁体と弁座との間における異物の噛む込みをさらに抑制できる。
【００１３】
上記の態様において、前記流入口と前記弁座との間に形成される弁室にて前記流入口が設けられた位置よりも重力の作用する方向の位置に設けられ、中心部に谷部が形成され前記谷部の周囲に山部が形成され、前記山部の外周部分の一部に凹み部が形成されたプラグを有すること、が好ましい。
【００１４】
かかる態様によれば、異物を凹み部に溜めてとどまらせることができる。
【００１５】
上記の態様において、前記凹み部が前記流入口の直下部分に位置するように前記プラグを配置すること、が好ましい。
【００１６】
かかる態様によれば、流入口の直下部分は排気ガスが淀み易いので、異物を確実に凹み部に溜めてとどまらせることができる。
【００１７】
上記の態様において、前記流入口と前記流出口とは前記弁体に対して同じ側に設けられていること、が好ましい。
【００１８】
かかる態様によれば、流入口から排気ガスとともに流入した異物は、流入口から遠く迂回しやすくなるので、流入口と弁座との間に形成される弁室に溜まりやすくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、弁体と弁座との間における異物の噛み込みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の排気ガス再循環装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】開弁時に弁体が流入口側に移動する様子を示す図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】プラグの上面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】排気ガスの旋回流の様子を示す図である。
【図９】実施例１の変形例の排気ガス再循環装置の断面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】実施例２の排気ガス再循環装置の断面図である。
【図１２】弁体の回動の様子を示す図である。
【図１３】弁体の回動の様子を示す図である。
【図１４】弁体の回動の様子を示す図である。
【図１５】弁体が回動する方向を変えた例を示す図である。
【図１６】実施例２の変形例の排気ガス再循環装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施例１〕
図１は、実施例１の排気ガス再循環装置１Ａの断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施例の排気ガス再循環装置１Ａは、大きく分けて弁本体部１０と駆動部１２とを有する。そして、弁本体部１０は、流入口１４、第１弁室１６、弁体１８、弁座２０、作動軸２２、第２弁室２４、流出口２６、プラグ２８などを備えている。
【００２３】
流入口１４は、排気ガス再循環装置１Ａの外部と第１弁室１６との間を貫通するように形成され、エンジンの排気通路に繋がる排気ガス再循環通路（不図示）に接続し、エンジンの燃焼室から排出される排気ガスの一部が流入する入口である。第１弁室１６は、流入口１４と弁座２０との間に設けられた空間であり、流入口１４が設けられた位置よりも重力の作用する方向の位置にある底部にプラグ２８が設けられている。弁体１８は、作動軸２２の先端部３０に設けられている。弁座２０は、円環状に形成されており、第１弁室１６と第２弁室２４との間に設けられている。
【００２４】
作動軸２２は、ブシュ２９，３１により支持されている。そして、作動軸２２の一方の先端部３０には弁体１８が設けられ、作動軸２２の他方の先端部３２は駆動部１２内に設けられたモータ３４に取り付けられている。本実施例では、作動軸２２は、弁体１８の中心に接続し、弁座２０の中心軸に対して傾斜するように設けられている。
【００２５】
第２弁室２４は、弁座２０と流出口２６との間に設けられた空間であり、第１弁室１６に対して弁座２０を挟んで設けられている。流出口２６は、第２弁室２４と排気ガス再循環装置１Ａの外部との間を貫通するように形成され、エンジンの吸気通路に繋がる排気ガス再循環通路（不図示）に接続し、排気ガスを当該排気ガス再循環通路に流出させる出口である。
【００２６】
駆動部１２は、作動軸２２の駆動源であるモータ３４を備えている。モータ３４は不図示の制御部に接続されており、当該制御部によりモータ３４の駆動が制御される。
【００２７】
以上のような構成を有する本実施例の排気ガス再循環装置１Ａは、図１に示すように、閉弁状態から制御部によりモータ３４を駆動させて、作動軸２２の先端部３０に設けられた弁体１８を第１弁室１６内にて流入口１４の方に向かって移動させる。すると、弁体１８は弁座２０から離間して、開弁状態になる。また、開弁状態から制御部によりモータ３４を駆動させて、作動軸２２の先端部３０に設けられた弁体１８を弁座２０に向かって移動させる。すると、弁体１８は弁座２０に当接して閉弁状態になる。
【００２８】
本実施例では、作動軸２２は、先端部３０が流入口１４に向かうように弁座２０の中心軸に対して傾斜させて設けられている。そのため、開弁動作時に弁体１８を流入口１４の方に向かって移動させることになり、図３に示すように、開弁時に弁体１８が弁座２０の中心軸よりも流入口１４側に位置することになる。したがって、弁体１８と弁座２０との間に形成される開口部３６の面積は、流入口１４から近い側と遠い側で不均等になる。具体的には、開口部３６は、流入口１４に近い部分３８の面積よりも流入口１４に遠い部分４０の面積のほうが大きくなる。
【００２９】
これにより、流入口１４から流れ込んだ排気ガスは、第１弁室１６内で弁体１８を回り込んで流入口１４から遠く迂回して、開口部３６における流入口１４に遠い部分４０に流れ込み易くなる。そのため、排気ガスとともに第１弁室１６内に流れ込んだ異物は、弁体１８を回り込んで流入口１４から遠く迂回するときに第１弁室１６の底へ溜まるか、あるいは、流入口１４に遠い部分４０から流れ出る。
【００３０】
なお、図示しないが、流入口１４と流出口２６とを弁体１８に対して同じ側に設けてもよい。これにより、流入口１４から排気ガスとともに流入した異物は、流入口１４から遠く迂回しやすくなるので、異物を第１弁室１６内に溜めやすくなる。
【００３１】
また、図２に示すように、作動軸２２と流入口１４とを弁体１８の径方向に偏心して形成している。そのため、図１のＢ−Ｂ断面図である図４に示すように、第１弁室１６において、弁体１８の周囲を旋回するような排気ガスの旋回流（渦巻流）が生じる。したがって、第１弁室１６に排気ガスとともに流れ込んだ異物は、排気ガスの旋回流によって第１弁室１６の内部を旋回する。これにより、第１弁室１６において排気ガスの滞留期間が延長され、異物が排気ガスの旋回流の外側へ分離されることを促進できる。
【００３２】
そして、前記のように、開弁状態において、開口部３６は、流入口１４に近い部分３８の面積よりも流入口１４に遠い部分４０の面積のほうを大きくしている。そのため、異物は、第１弁室１６内で弁体１８を回り込んで流入口１４から遠く迂回して、開口部３６における流入口１４に遠い部分４０に流れ込み易くなる。
【００３３】
このように、第１弁室１６における排気ガスの旋回流により旋回する異物は、開口部３６において、流入口１４に近い部分３８に溜まらず、常に、流入口１４に遠い部分４０に誘導される。そのため、開口部３６を通過させることが可能な異物の大きさを引き上げることができる。本実施例における評価結果によれば、例えば、開口部３６を通過できる異物の最大径を０．８ｍｍから２倍の１．６ｍｍに引き上げることができた。
【００３４】
以上のように、開口部３６を通過することが可能な異物の大きさを引き上げることができるので、弁体１８と弁座２０との間における異物の噛み込みを抑制することができる。そのため、排気ガス再循環装置１Ａにおいて、開弁動作および閉弁動作を良好に維持することができる。
【００３５】
次に、プラグ２８について説明する。図５はプラグ２８の上面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ断面図であり、図７は図５のＤ−Ｄ断面図である。図５〜図７に示すように、プラグ２８は円形状に形成され、中心部分に谷部４４が設けられ、谷部４４の周囲に山部４６が形成されている。また、図５と図６に示すように、山部４６の外周部４８の一部に凹み部５４が形成されている。これにより、プラグ２８を第１弁室１６に取り付けたときに、図１に示すように山部４６の外周部４８と第１弁室１６の内壁面５０との間に大きな隙間であるポケット部５６が形成される。本実施例では、図１に示すように、凹み部５４が流入口１４の直下部分に位置するようにプラグ２８を配置することにより、流入口１４の直下部分にポケット部５６を形成している。
【００３６】
このようなプラグ２８を使用することにより、以下のような作用効果を得ることができる。前記のようにプラグ２８は、中心部分に設けられた谷部４４の周囲に山部４６が形成されていることから、図８に示すように、排気ガスの旋回流の径Ｄは、弁座２０側からプラグ２８側に向かって徐々に小さくなっていく。そして、図８に示す境界線αの内側では旋回流が強いが外側では旋回流が弱いので、境界線αの内側と外側で排気ガスの流速に差が生じる。特に、流入口１４の直下部分に形成されたポケット部５６において、旋回流が最も弱いので排気ガスの流速が最も小さくなる。そのため、排気ガスとともに旋回する異物は、ポケット部５６に誘導される。したがって、異物をポケット部５６に溜めて、弁体１８に近づけないようにすることができる。
【００３７】
以上のように、異物を弁体１８に近づけないようにすることができるので、異物が弁体１８や弁座２０に溜まらない。そのため、弁体１８と弁座２０との間における異物の噛み込みを抑制することができる。したがって、排気ガス再循環装置１Ａにおいて、開弁動作および閉弁動作をさらに良好に維持することができる。
【００３８】
また、変形例として、図９と図１０に示すようなプラグ５８を用いる排気ガス再循環装置１Ｂも考えられる。図１０は、図９のＥ−Ｅ断面図である。この変形例においても、作動軸２２は先端部３０が流入口１４に向かうように弁座２０の中心軸に対して傾斜させて設けられ、また作動軸２２と流入口１４とを弁体１８の径方向に偏心して形成している。そのため、第１弁室１６における排気ガスの旋回流の影響を受けた異物は、開口部３６において、流入口１４に近い部分３８に溜まらず、常に、流入口１４に遠い部分４０に誘導される。したがって、開口部３６を通過させることが可能な異物の大きさを引き上げて、弁体１８と弁座２０との間における異物の噛み込みを抑制することができる。
【００３９】
〔実施例２〕
図１１は、実施例２の排気ガス再循環装置２Ａの断面図である。
図１１に示すように、本実施例の排気ガス再循環装置２Ａは、実施例１と異なる点として、作動軸６０が垂直方向に作動する。
【００４０】
また、図１２〜図１４に示すように、閉弁状態から開弁状態になるときに、弁体６２が回動する。図１２〜図１４は、弁体６２の周辺部分の断面図である。なお、図１２〜図１４において、図面の右側に流入口１４が位置している。具体的には、図１２に示すように閉弁状態において第１弁室１６の底部側に面する弁体６２の面６４が、開弁状態において、図１３と図１４に示すように流入口１４側に向くように、弁体６２を回動させる。まず、図１２に示すように、閉弁状態において弁体６２の面６４は第１弁室１６の底部側に面する。そして、作動軸６０を第１弁室１６の底部側に移動させると、図１３に示すように、弁体６２はバネ６６の付勢力により弁座２０との接点を支点にして回動して、弁体６２が流入口１４側に向かって移動する。そして、作動軸６０がさらに第１弁室１６の底部側に移動して弁体６２が弁座２０から離れると、弁図１４に示すように、弁体６２の面６４は流入口１４側に向く。これにより、開口部７２の面積は、流入口１４に近い部分６８よりも流入口１４に遠い部分７０のほうが大きくなる。
【００４１】
これにより、流入口１４から流れ込んだ排気ガスは、第１弁室１６内で弁体６２を回り込んで流入口１４から遠く迂回して、開口部７２における流入口１４に遠い部分７０に流れ込み易くなる。
そして、前記のように第１弁室１６における排気ガスの旋回流の影響を受けた異物は、流入口１４に近い部分６８に溜まらず、常に、開口部７２における流入口１４に遠い部分７０に誘導される。そのため、開口部７２を通過させることが可能な異物の大きさを引き上げて、弁体６２と弁座２０との間における異物の噛み込みを抑制することができる。
【００４２】
なお、弁体６２の回動する方向を、流入口１４に向かう方向であって、図１５に示すように流入口１４における排気ガスの流入方向に対して垂直な方向にした排気ガス再循環装置２Ｂも考えられる。
【００４３】
また、変形例として、図１６に示すようなプラグ５８を用いる排気ガス再循環装置２Ｃも考えられる。この変形例においても、第１弁室１６における排気ガスの旋回流の影響を受けた異物は、開口部７２において、流入口１４に近い部分６８に溜まらず、常に、流入口１４に遠い部分７０に誘導される。そのため、開口部７２を通過させることが可能な異物の大きさを引き上げて、弁体６２と弁座２０との間における異物の噛み込みを抑制することができる。
【００４４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４５】
１Ａ，１Ｂ  排気ガス再循環装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  排気ガス再循環装置
１０  弁本体部
１２  駆動部
１４  流入口
１６  第１弁室
１８  弁体
２０  弁座
２２  作動軸
２４  第２弁室
２６  流出口
２８  プラグ
３０  先端部
３６  開口部
３８  流入口に近い部分
４０  流入口に遠い部分
４４  谷部
４６  山部
４８  外周部
５４  凹み部
５６  ポケット部
６０  作動軸
６２  弁体
６４  面
６６  バネ
６８  流入口に近い部分
７０  流入口に遠い部分
７２  開口部
Ｄ    旋回流の径
α    境界線
【図１】
2011231638.tif 000003
【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】
2011231638.tif 000014
【図１３】
2011231638.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011231638.tif 000017
【図１６】
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