(57)【要約】      （修正有）【課題】緩衝性能を容易に向上させることができるバルブアセンブリを提供することを課題とする。【解決手段】バルブアセンブリ１は、弁座２３と、弁座２３に対して着座、離座可能な弁体３０と、弁体３０に連なり弁側ねじ部３１１を有する弁軸３１と、を有し、弁軸３１の軸方向に移動可能なポペット弁３と、弁側ねじ部３１１に螺合する駆動側ねじ部４００ａを有し、自身の軸周りに回転することによりポペット弁３に駆動力を伝達可能であって、弁軸３１の軸方向に移動可能な駆動部材４０と、駆動部材４０が弁軸３１の軸方向に移動するのを弾性的に抑制すると共に、変位に応じてばね定数が変化する非線形性を有する緩衝スプリング部５と、を備える。弁体３０が弁座２３に着座しポペット弁３の移動が停止しても、駆動部材４０の回転が停止しない場合、駆動部材４０は、緩衝スプリング部５の付勢力に抗して、弁軸３１の軸方向に移動する。【選択図】図１
2015086947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
該弁座に対して着座、離座可能な弁体と、該弁体に連なり弁側ねじ部を有する弁軸と、を有し、該弁軸の軸方向に移動可能なポペット弁と、
該弁側ねじ部に螺合する駆動側ねじ部を有し、自身の軸周りに回転することにより該ポペット弁に駆動力を伝達可能であって、該弁軸の軸方向に移動可能な駆動部材と、
該駆動部材が該弁軸の軸方向に移動するのを弾性的に抑制すると共に、変位に応じてばね定数が変化する非線形性を有する緩衝スプリング部と、
を備え、
該弁体が該弁座に着座することにより該ポペット弁の移動が停止しても、該駆動部材の回転が停止しない場合、該緩衝スプリング部の付勢力に抗して、該駆動部材が該弁軸の軸方向に移動するバルブアセンブリ。
【請求項２】
前記緩衝スプリング部の前記変位が大きくなるのに従って、前記ばね定数は大きくなる請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項３】
前記緩衝スプリング部は、円錐コイルスプリングである請求項２に記載のバルブアセンブリ。
【請求項４】
前記弁体を閉弁方向に付勢する閉弁スプリング部を備え、
該弁体が前記弁座に着座している閉弁状態において、該閉弁スプリング部の付勢力により、該弁体は該弁座に圧接しており、
前記緩衝スプリング部の付勢力および前記駆動部材の駆動力のうち少なくとも一方は、該閉弁スプリング部の付勢力を助勢している請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
【請求項５】
外輪と、該外輪の径方向内側に配置され該外輪に対して回転可能な内輪と、を有する軸受を備え、
前記駆動部材は、該内輪と共に自身の軸周りに回転可能であり、該内輪に対して前記弁軸の軸方向に移動可能である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
【請求項６】
前記緩衝スプリング部は、前記駆動部材と前記内輪との間に介装されている請求項５に記載のバルブアセンブリ。
【請求項７】
前記弁軸の軸方向における前記ポペット弁の位置を検出するセンサを備える請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路などのガス通路に配置され、ガスの流量を調整可能なバルブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータと、平歯車と、ポペット弁と、弁座と、を備えるバルブアセンブリが開示されている。平歯車の雌ねじと、ポペット弁の雄ねじと、は螺合している。モータの回転力は、平歯車を介して、ポペット弁に伝達される。このため、ポペット弁は、上下方向に往復動可能である。ポペット弁の弁体は、弁座に対して、下側から着座、離座可能である。
【０００３】
閉弁時に弁体が弁座に着座したら、直ちにモータは停止する。しかしながら、モータの駆動軸は、慣性力により回転を継続する。このため、平歯車も、回転を継続する。ところが、弁体は弁座に既に当接している。したがって、平歯車が回転を継続しても、ポペット弁は上側に移動することができない。よって、平歯車やモータに衝撃が加わってしまう。
【０００４】
そこで、平歯車の雌ねじと、ポペット弁の雄ねじと、の間には、ガタ（隙間）が設定されている。慣性力により平歯車が回転を継続しても、当該ガタにより、平歯車の回転を許容することができる。このため、平歯車やモータに衝撃が加わるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
同文献のバルブアセンブリによると、ガタを大きくすることで、平歯車やモータに対する緩衝性能を向上させることができる。しかしながら、ガタを大きくすると、モータからポペット弁に駆動力を伝達する際のタイムラグが大きくなってしまう。すなわち、ポペット弁の応答性が悪くなってしまう。このように、同文献のバルブアセンブリの場合、緩衝性能を向上させることは困難である。そこで、本発明は、緩衝性能を容易に向上させることができるバルブアセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明のバルブアセンブリは、弁座と、該弁座に対して着座、離座可能な弁体と、該弁体に連なり弁側ねじ部を有する弁軸と、を有し、該弁軸の軸方向に移動可能なポペット弁と、該弁側ねじ部に螺合する駆動側ねじ部を有し、自身の軸周りに回転することにより該ポペット弁に駆動力を伝達可能であって、該弁軸の軸方向に移動可能な駆動部材と、該駆動部材が該弁軸の軸方向に移動するのを弾性的に抑制すると共に、変位に応じてばね定数が変化する非線形性を有する緩衝スプリング部と、を備え、該弁体が該弁座に着座することにより該ポペット弁の移動が停止しても、該駆動部材の回転が停止しない場合、該緩衝スプリング部の付勢力に抗して、該駆動部材が該弁軸の軸方向に移動することを特徴とする。ここで、「変位」とは、無荷重状態（自然長状態）に対する弾性的な撓みをいう。
【０００８】
ポペット弁は、弁軸の軸方向に往復動可能である。弁体が弁座に着座すると、ポペット弁の移動は停止する。しかしながら、駆動部材は、例えば慣性力などにより、回転を継続する場合がある。この場合、本発明のバルブアセンブリによると、移動できないポペット弁の代わりに、駆動部材が、緩衝スプリング部の付勢力に抗して、弁軸の軸方向に移動する。このため、駆動部材に衝撃が加わるのを抑制することができる。また、緩衝スプリング部の形状、寸法などを適宜調整することにより、緩衝性能を容易に向上させることができる。
【０００９】
また、緩衝スプリング部は、非線形性を有している。すなわち、緩衝スプリング部が弾性的に変位する場合、言い換えると駆動部材が弁軸の軸方向に移動する場合、ばね定数は一定ではない。このため、緩衝性能を容易に調整することができる。
【００１０】
また、本発明のバルブアセンブリによると、緩衝性能を向上させるために、弁側ねじ部と駆動側ねじ部との間に、意図的にガタを設定する必要がない。このため、ポペット弁の応答性が良好である。
【００１１】
（２）上記（１）の構成において、前記緩衝スプリング部の前記変位が大きくなるのに従って、前記ばね定数は大きくなる構成とする方がよい。本構成の緩衝スプリング部のばね定数は、緩衝スプリング部の変位が大きくなるのに従って大きくなる。このため、ばね定数が変位によらず一定である場合と比較して（緩衝スプリング部が線形性を有する場合と比較して）、所定の荷重が加わる際の緩衝スプリング部の変位量、つまり軸長を、小さくすることができる。すなわち、緩衝スプリング部を小型化することができる。また、本構成によると、小変位領域（例えば、弁体が弁座に着座した瞬間）のばね定数を小さくすることができる。このため、小変位領域において、駆動部材に大きな衝撃が加わるのを抑制することができる。
【００１２】
（３）上記（２）の構成において、前記緩衝スプリング部は、円錐コイルスプリングである構成とする方がよい。本構成によると、小変位領域から大変位領域（例えば、弁体が弁座に着座した後）に亘ってばね定数が徐々に大きくなるように、容易に緩衝性能を調整することができる。
【００１３】
（４）上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記弁体を閉弁方向に付勢する閉弁スプリング部を備え、該弁体が前記弁座に着座している閉弁状態において、該閉弁スプリング部の付勢力により、該弁体は該弁座に圧接しており、前記緩衝スプリング部の付勢力および前記駆動部材の駆動力のうち少なくとも一方は、該閉弁スプリング部の付勢力を助勢している構成とする方がよい。ここで、「閉弁方向」とは、弁体が弁座に近づく方向をいう。
【００１４】
本構成によると、閉弁状態において、主として閉弁スプリング部の付勢力により、従として緩衝スプリング部の付勢力および駆動部材の駆動力のうち少なくとも一方により、弁体を弁座に圧接させることができる。このため、弁体と弁座との間から流体が漏れにくい。したがって、本構成のバルブアセンブリによると、閉弁状態におけるシール性が高くなる。
【００１５】
（５）上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、外輪と、該外輪の径方向内側に配置され該外輪に対して回転可能な内輪と、を有する軸受を備え、前記駆動部材は、該内輪と共に自身の軸周りに回転可能であり、該内輪に対して前記弁軸の軸方向に移動可能である構成とする方がよい。本構成によると、軸受により、駆動部材の回転を確保することができる。
【００１６】
（６）上記（５）の構成において、前記緩衝スプリング部は、前記駆動部材と前記内輪との間に介装されている構成とする方がよい。駆動部材が弁軸の軸方向に移動すると、駆動部材と内輪との間隔が変化する。この点、本構成の緩衝スプリング部は、駆動部材と内輪との間に介装されている。このため、緩衝スプリング部は、駆動部材に衝撃が加わるのを抑制することができる。
【００１７】
（７）上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記弁軸の軸方向における前記ポペット弁の位置を検出するセンサを備える構成とする方がよい。本構成によると、センサにより、ポペット弁の位置、つまり開度を確認することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、緩衝性能を容易に向上させることができるバルブアセンブリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のバルブアセンブリの一実施形態となるバルブアセンブリの開弁状態における上下方向断面図である。
【図２】同バルブアセンブリの閉弁状態における上下方向断面図である。
【図３】図１の枠ＩＩＩ内の拡大図である。
【図４】図２の枠ＩＶ内の拡大図である。
【図５】第二位置における駆動部材付近の拡大図である。
【図６】円錐コイルスプリングの変位−荷重特性を示すグラフである。
【図７】その他の実施形態のバルブアセンブリの第一位置における駆動部材付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のバルブアセンブリをＥＧＲ用のバルブアセンブリとして具現化した実施の形態について説明する。
【００２１】
＜バルブアセンブリの構成＞
まず、本実施形態のバルブアセンブリの構成について説明する。図１に、本実施形態のバルブアセンブリの開弁状態における上下方向断面図を示す。図２に、同バルブアセンブリの閉弁状態における上下方向断面図を示す。図３に、図１の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。図４に、図２の枠ＩＶ内の拡大図を示す。
【００２２】
なお、閉弁状態においては、後述するように、駆動部材４０を、第一位置と、第一位置よりも下側の第二位置と、の間の領域で、上下方向に移動させることができる。図２、図４に示す駆動部材４０は、第一位置に配置されている。
【００２３】
図１〜図４に示すように、バルブアセンブリ１は、ハウジング２と、ポペット弁３と、動力伝達部４と、円錐コイルスプリング５と、シール部材６０と、回り止め部材６１と、モータ９０と、センサ９２と、制御装置９３と、コイルスプリング９４と、を備えている。コイルスプリング９４は、本発明の「閉弁スプリング部」の概念に含まれる。
【００２４】
［ハウジング２、シール部材６０、回り止め部材６１、モータ９０、センサ９２］
ハウジング２は、通路ハウジング２０と、隔壁２１と、モータハウジング２２と、弁座２３と、を備えている。通路ハウジング２０は、ＥＧＲ通路２００と、凹部２０１と、ボス部２０２と、を備えている。ＥＧＲ通路２００は、下側（上流側）から右側（下流側）に向かうＬ字状を呈している。図１に示す開弁状態において、ＥＧＲ通路２００には排気ガスが流れている。ＥＧＲ通路２００の下端（上流端）には、リング状の弁座取付部２００ａが形成されている。弁座２３は、弁座取付部２００ａに固定されている。弁座２３は、リング状を呈している。
【００２５】
凹部２０１は、ＥＧＲ通路２００の上側に配置されている。凹部２０１は、上側に開口している。凹部２０１の底壁には、リング状の軸受収容部２０１ａが形成されている。後述するように、凹部２０１には、動力伝達部４、モータ９０の駆動軸９００、駆動ギア９０１が収容されている。
【００２６】
ボス部２０２は、軸受収容部２０１ａの下側に配置されている。ボス部２０２は、短軸円筒状を呈している。ボス部２０２の底壁には、断面真円状の弁軸挿通孔２０２ａが形成されている。弁軸挿通孔２０２ａは、底壁を上下方向に貫通している。ボス部２０２の内周面の上縁には、リング状のシール部材収容部２０２ｂが形成されている。
【００２７】
シール部材６０は、リング状を呈している。シール部材６０は、シール部材収容部２０２ｂに収容されている。後述するように、シール部材６０の径方向内側には、ポペット弁３の弁軸３１が挿通されている。シール部材６０は、ボス部２０２の内部と、凹部２０１と、を気密的に封止している。シール部材６０は、弁軸挿通孔２０２ａを介してＥＧＲ通路２００からボス部２０２に進入した排気ガスが、凹部２０１に漏出するのを抑制している。
【００２８】
隔壁２１は、凹部２０１を上側から覆っている。隔壁２１の上面には、リング状のスプリング座２１０が形成されている。隔壁２１の下面には、リング状の軸受収容部２１１が形成されている。隔壁２１には、断面真円状の弁軸挿通孔２１３が形成されている。弁軸挿通孔２１３は、隔壁２１を上下方向に貫通している。隔壁２１には、断面真円状のモータ挿通孔２１２が形成されている。モータ挿通孔２１２は、隔壁２１を上下方向に貫通している。モータ挿通孔２１２は、弁軸挿通孔２１３の右側に並んでいる。
【００２９】
回り止め部材６１は、リング状を呈している。回り止め部材６１は、弁軸挿通孔２１３に固定されている。回り止め部材６１には、断面方形状の回り止め孔６１０が形成されている。回り止め孔６１０は、回り止め部材６１を上下方向に貫通している。
【００３０】
モータハウジング２２は、隔壁２１の上側に配置されている。モータハウジング２２には、モータ９０が収容されている。モータ９０は、駆動軸９００と、駆動ギア９０１と、を備えている。駆動軸９００は、自身の軸周りに回転可能である。駆動ギア９０１は、駆動軸９００の下端に固定されている。駆動軸９００、駆動ギア９０１は、モータ挿通孔２１２を介して、凹部２０１に進入している。モータハウジング２２には、センサ９２の下部が収容されている。センサ９２は、接触部９２０を備えている。接触部９２０は、後述する回り止め部３１２の上下方向位置を検出可能である。
【００３１】
制御装置９３は、モータ９０、センサ９２と、電気的に接続されている。回り止め部３１２の上下方向位置は、センサ９２から制御装置９３に伝送される。制御装置９３は、回り止め部３１２の上下方向位置を基に、後述するポペット弁３の開度を判別する。制御装置９３は、当該開度を基に、モータ９０に駆動指示を出す。
【００３２】
［動力伝達部４、円錐コイルスプリング５］
動力伝達部４は、駆動部材４０と、上下一対の軸受４１と、変速部材４２と、を備えている。動力伝達部４は、凹部２０１に収容されている。変速部材４２は、凹部２０１の底壁と隔壁２１とにより、自身の軸周りに回転可能に支持されている。変速部材４２は、大径ギア４２０と、小径ギア４２１と、を備えている。大径ギア４２０は、モータ９０の駆動ギア９０１に噛合している。小径ギア４２１は、大径ギア４２０の上側に配置されている。小径ギア４２１は、大径ギア４２０と同軸上に配置されている。
【００３３】
上下一対の軸受４１は、いわゆるころがり軸受である。上側の軸受４１は、隔壁２１の軸受収容部２１１に配置されている。軸受４１は、外輪４１０と、内輪４１１と、多数のボール４１２と、を備えている。外輪４１０は、軸受収容部２１１に固定されている。内輪４１１は、外輪４１０の径方向内側に配置されている。多数のボール４１２は、内輪４１１と外輪４１０との間に介装されている。内輪４１１は、外輪４１０に対して回転可能である。下側の軸受４１は、凹部２０１の軸受収容部２０１ａに配置されている。外輪４１０は、軸受収容部２０１ａに固定されている。
【００３４】
駆動部材４０は、円筒部４００と、フランジ部４０１と、を備えている。円筒部４００は、上下方向に延在している。後述するように、円筒部４００の径方向内側には、ポペット弁３の弁軸３１が挿通されている。円筒部４００の内周面は、断面真円状を呈している。円筒部４００の内周面には、駆動側ねじ部４００ａが形成されている。円筒部４００の外周面の上端付近には、上側の軸受４１の内輪４１１が環装されている。円筒部４００の外周面の下端付近には、下側の軸受４１の内輪４１１が環装されている。円筒部４００つまり駆動部材４０は、上下一対の内輪４１１と共に、上下一対の外輪４１０に対して、自身の軸周りに回転可能である。また、円筒部４００つまり駆動部材４０は、上下一対の内輪４１１に対して、上下方向に摺動可能である。すなわち、円筒部４００と、上下一対の内輪４１１と、の間には、相対的な回転を規制し、相対的な上下方向移動を許容する機構（例えば、所定のクリアランスや、上下方向に延在する凹凸部（セレーションなど）など）が配置されている。
【００３５】
フランジ部４０１は、円筒部４００の外周面から径方向外側に張り出している。フランジ部４０１の外縁には、ギア部４０１ａが形成されている。ギア部４０１ａは、変速部材４２の小径ギア４２１に噛合している。後述するように、駆動部材４０は、第一位置から第二位置まで、上下方向に移動可能である。ギア部４０１ａ、小径ギア４２１の上下方向長さは、駆動部材４０が移動しても噛合状態を確保できるように、設定されている。フランジ部４０１の下面には、リング状のスプリング座４０１ｂが形成されている。図４に示すように、第一位置において、フランジ部４０１の上面は、上側の軸受４１の内輪４１１に、当接している。
【００３６】
円錐コイルスプリング５は、変位に応じてばね定数が変化する、非線形性を有している。円錐コイルスプリング５は、上側から下側に向かって尖るテーパ状を呈している。円錐コイルスプリング５は、フランジ部４０１のスプリング座４０１ｂと、下側の軸受４１の内輪４１１と、の間に介装されている。円錐コイルスプリング５は、内輪４１１に対して、フランジ部４０１つまり駆動部材４０を、上側に付勢している。
【００３７】
［ポペット弁３、コイルスプリング９４］
ポペット弁３は、弁体３０と、弁軸３１と、を備えている。弁体３０は、円板状を呈している。弁体３０の外径は、弁座２３の内径よりも、大きい。弁体３０は、弁座２３に、下側から着座、離座可能である。
【００３８】
弁軸３１は、弁体３０の上面の径方向中心から、上側に突設されている。弁軸３１は、上下方向に延在している。弁軸３１は、軸本体３１０と、弁側ねじ部３１１と、回り止め部３１２と、フランジ部３１３と、を備えている。軸本体３１０は、断面真円状を呈している。軸本体３１０は、弁体３０に連なっている。軸本体３１０は、下側から上側に向かって、弁軸挿通孔２０２ａ、シール部材６０を貫通している。軸本体３１０の上部分は、円筒部４００に挿入されている。弁側ねじ部３１１は、軸本体３１０の上部分の外周面に形成されている。弁側ねじ部３１１と、駆動側ねじ部４００ａと、は螺合している。回り止め部３１２は、軸本体３１０の上側に配置されている。回り止め部３１２は、断面方形状を呈している。回り止め部３１２は、回り止め孔６１０に挿通されている。当該挿通により、弁軸３１が自身の軸周りに回転するのを抑制することができる。回り止め部３１２の上端は、センサ９２の接触部９２０に当接している。フランジ部３１３は、回り止め部３１２の上側に配置されている。フランジ部３１３は、上側に開口するカップ状を呈している。図２に示す閉弁状態において、センサ９２の下部分は、フランジ部３１３に収容されている。フランジ部３１３の上縁には、リング状のスプリング座３１３ａが形成されている。フランジ部３１３のスプリング座３１３ａと、隔壁２１のスプリング座２１０と、は上下方向に対向している。
【００３９】
コイルスプリング９４は、フランジ部３１３のスプリング座３１３ａと、隔壁２１のスプリング座２１０と、の間に介装されている。コイルスプリング９４のコイル径は、軸方向全長に亘って、一定である。コイルスプリング９４は、隔壁２１に対して、フランジ部３１３つまりポペット弁３を、上側（閉弁方向）に付勢している。
【００４０】
＜バルブアセンブリの動き＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリの動きについて説明する。図５に、第二位置における駆動部材付近の拡大図を示す。なお、図５は、図３、図４に対応している。また、図５においては、図４に示す第一位置の駆動部材４０、円錐コイルスプリング５を、一点鎖線で示す。
【００４１】
まず、バルブアセンブリ１を、図１に示す開弁状態から、図２に示す閉弁状態（第一位置）に、切り換える場合について説明する。制御装置９３は、モータ９０を駆動する。モータ９０の駆動軸９００の駆動力（回転力）は、駆動ギア９０１、大径ギア４２０、小径ギア４２１、ギア部４０１ａを介して、フランジ部４０１つまり駆動部材４０に伝達される。このため、駆動部材４０つまり円筒部４００は、上下一対の軸受４１に支持された状態で、自身の軸周りに回転する。ここで、駆動側ねじ部４００ａと、弁側ねじ部３１１と、は螺合している。このため、円筒部４００が回転すると、弁軸３１つまりポペット弁３は、上側に移動する。また、コイルスプリング９４から加わる上向きの付勢力によっても、ポペット弁３は、上側に移動する。弁体３０が弁座２３に下側から着座することにより、ＥＧＲ通路２００が遮断される。このようにして、図１に示す開弁状態から図２に示す閉弁状態に切り換えられる。
【００４２】
次に、閉弁状態において、駆動部材４０を、図２、図４に示す第一位置から、図５に示す第二位置に、切り換える場合について説明する。図２、図４に示すように、弁体３０が弁座２３に着座した瞬間に、制御装置９３はモータ９０を停止する。すなわち、制御装置９３は、モータ９０への通電を遮断する。しかしながら、駆動軸９００は、慣性力により回転を継続する。このため、駆動部材４０も、回転を継続する。ところが、弁体３０は弁座２３に既に当接している。したがって、駆動部材４０が回転を継続しても、ポペット弁３は上側に移動することができない。そこで、図５に示すように、ポペット弁３が上側に移動する代わりに、駆動部材４０が下側に移動する。駆動部材４０が下側に移動すると、円錐コイルスプリング５は、軸方向（上下方向）から弾性的に圧縮される。当該弾性変形により、円錐コイルスプリング５は、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに加わる衝撃を緩衝することができる。
【００４３】
モータ９０停止に伴う慣性力の大きさに応じて、駆動部材４０は、図４に示す第一位置から図５に示す第二位置までの間のいずれかの位置で、停止する。第二位置において、円筒部４００の下面は、シール部材６０（図２参照）に当接している。
【００４４】
慣性力による駆動軸９００の回転が停止しても、コイルスプリング９４には、付勢力が蓄積されている。このため、弁体３０を弁座２３に圧接させることができる。また、円錐コイルスプリング５には、上記圧縮による付勢力が蓄積されている。このため、円錐コイルスプリング５は、駆動部材４０を上側に付勢している。したがって、弁体３０を弁座２３に圧接させることができる。このように、閉弁状態においては、主としてコイルスプリング９４の付勢力により、従として円錐コイルスプリング５の付勢力により、弁体３０を弁座２３に圧接させることができる。
【００４５】
なお、バルブアセンブリ１を図２に示す閉弁状態から図１に示す開弁状態に切り換える場合は、開弁状態から閉弁状態に切り換える場合と逆方向に、制御装置９３がモータ９０を駆動する。
【００４６】
＜円錐コイルスプリング５の特性＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリの円錐コイルスプリングの特性について説明する。図６に、円錐コイルスプリングの変位−荷重特性を示す。図６に曲線αで示すように、円錐コイルスプリング５のばね定数は、一定ではない。円錐コイルスプリング５は、非線形性を有している。変位が大きくなる（荷重が大きくなる）のに従って、ばね定数は大きくなる。すなわち、曲線αを変位で一階微分した値、曲線αを変位で二階微分した値は、いずれも正になる。
【００４７】
これに対して、図６に直線βで示すように、円筒コイルスプリング（等線径（ばね材の線径が一定）、等ピッチ（軸方向に隣り合うばね材間のピッチが一定）の円筒コイルスプリング）のばね定数は、一定である。円筒コイルスプリングは、線形性を有している。
【００４８】
所定の荷重Ｆ１（例えば、駆動軸９００が慣性力により回転を継続した場合に、駆動部材４０に加わる荷重の最大値）が駆動部材４０に加わる場合、円筒コイルスプリングは、変位量δ０だけ圧縮される。これに対して、円錐コイルスプリング５は、変位量δ１（＜δ０）だけ圧縮される。このように、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などの緩衝用として円錐コイルスプリング５を用いると、円筒コイルスプリングを用いる場合と比較して、変位量、つまり軸長（上下方向長さ）を小さくすることができる。
【００４９】
また、図６に示すように、小変位領域（０＜変位量≦変位量δ２の領域）においては、円錐コイルスプリング５の方が、円筒コイルスプリングよりも、ばね定数が小さい。このため、図４に示す第一位置（弁体３０が弁座２３に着座した瞬間）のばね定数を小さくすることができる。したがって、第一位置において、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに大きな衝撃が加わるのを抑制することができる。
【００５０】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のバルブアセンブリの作用効果について説明する。図１、図２に示すように、ポペット弁３は、上下方向（弁軸３１の軸方向）に往復動可能である。弁体３０が弁座２３に着座すると、ポペット弁３の上側への移動は停止する。また、モータ９０の回転も停止する。しかしながら、駆動部材４０は、慣性力により回転を継続する。この場合、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図５に示すように、上側に移動できないポペット弁３の代わりに、駆動部材４０が、円錐コイルスプリング５の付勢力に抗して、下側に移動する。このため、駆動部材４０が下側に移動できない場合、言い換えると駆動部材４０が急停止する場合と比較して、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに衝撃が加わるのを抑制することができる。また、円錐コイルスプリング５を形成するばね材の線径、軸方向に隣り合うばね材間のピッチ、円錐コイルスプリング５の軸長、コイル径、軸方向に対するコイルのテーパの傾斜角度などを適宜調整することにより、緩衝性能を容易に向上させることができる。
【００５１】
また、図３〜図５に示すように、円錐コイルスプリング５と駆動部材４０との接触箇所は、スプリング座４０１ｂと、下側の軸受４１の内輪４１１付近と、の二箇所だけである。このため、円錐コイルスプリング５と円筒部４００との間に、充分なクリアランスを確保することができる。したがって、円錐コイルスプリング５と、円筒部４００と、が互いに干渉しにくい。
【００５２】
また、図６に示すように、円錐コイルスプリング５は、非線形性を有している。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、図６に示す曲線αの形状を調整することにより、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに対する緩衝性能を、容易に調整することができる。
【００５３】
また、図６に示すように、円錐コイルスプリング５の変位が大きくなるのに従って、円錐コイルスプリング５のばね定数は大きくなる。このため、所定の荷重Ｆ１が駆動部材４０に加わる場合の変位量を小さくすることができる。したがって、円錐コイルスプリング５の軸長を小さくすることができる。
【００５４】
また、図６に示すように、小変位領域における円錐コイルスプリング５のばね定数は小さい。このため、弁体３０が弁座２３に着座した瞬間に、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに大きな衝撃が加わるのを抑制することができる。
【００５５】
また、図５に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、閉弁状態において、コイルスプリング９４の付勢力、および円錐コイルスプリング５の付勢力により、弁体３０は弁座２３に圧接している。このため、閉弁状態において、弁体３０と弁座２３との間から排気ガスが漏れにくい。すなわち、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、閉弁状態におけるシール性が高くなる。また、図３〜図５に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、上下一対の軸受４１により、駆動部材４０の回転を確保することができる。
【００５６】
また、図５に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、円錐コイルスプリング５は、駆動部材４０と、下側の軸受４１の内輪４１１と、の間に介装されている。このため、円錐コイルスプリング５は、自身が縮むことにより、駆動部材４０が下側に移動するのを、抑制することができる。
【００５７】
また、駆動部材４０と内輪４１１とは同期して回転する。このため、円錐コイルスプリング５に、駆動部材４０と内輪４１１とが周方向にずれることに伴う、捩れ荷重が作用するおそれが小さい。
【００５８】
また、図１、図２に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１は、センサ９２を備えている。このため、制御装置９３は、ポペット弁３の上下方向位置、つまり開度を確認することができる。また、制御装置９３は、図１に示す開弁状態から図２に示す閉弁状態に亘る開閉領域において、ポペット弁３の開度、つまり排気ガスの流量を、制御することができる。
【００５９】
また、図３〜図５に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、緩衝性能を向上させるために、弁側ねじ部３１１と、駆動側ねじ部４００ａと、の間に、意図的にガタ（隙間）を設定する必要がない。このため、モータ９０の動作に対するポペット弁３の応答性が良好である。
【００６０】
また、図５に示すように、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、閉弁時のモータ９０停止に伴い駆動軸９００に加わる慣性力が大きい場合であっても、言い換えると閉弁時のポペット弁３の移動速度が大きい場合であっても、円錐コイルスプリング５により、駆動部材４０、変速部材４２、モータ９０などに加わる衝撃を緩衝することができる。このため、閉弁時におけるポペット弁３の移動速度を大きくすることができる。したがって、迅速にＥＧＲ通路２００を遮断することができる。
【００６１】
また、図２に示す閉弁状態において、センサ９２の下部分は、フランジ部３１３に収容されている。このため、コイルスプリング９４の軸長（上下方向長さ）を確保しながら、バルブアセンブリ１を小型化することができる。
【００６２】
＜その他＞
以上、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００６３】
緩衝スプリング部におけるスプリングの配置数は特に限定しない。図７に、その他の実施形態のバルブアセンブリの第一位置における駆動部材付近の拡大図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００６４】
図７に示すように、フランジ部４０１の下面には、小径スプリング座４０１ｃと、大径スプリング座４０１ｄと、が形成されている。また、円筒部４００の外周面には、フランジ部材９５が環装されている。フランジ部材９５は、下側の軸受４１の内輪４１１に当接している。円筒部４００の外周面は、フランジ部材９５の内周面に摺接している。フランジ部材９５の上面には、小径スプリング座９５０と、大径スプリング座９５１と、が形成されている。緩衝スプリング部５ａは、円筒状の小径コイルスプリング５０と、円筒状の大径コイルスプリング５１と、を備えている。小径コイルスプリング５０は、小径スプリング座４０１ｃと、小径スプリング座９５０と、の間に介装されている。大径コイルスプリング５１は、大径スプリング座４０１ｄと、大径スプリング座９５１と、の間に介装されている。
【００６５】
図７に示すように、弁体が弁座に着座した瞬間においては、小径コイルスプリング５０は、小径スプリング座４０１ｃと、小径スプリング座９５０と、に当接している。一方、大径コイルスプリング５１は、大径スプリング座９５１だけに当接している。閉弁時のモータ停止に伴い駆動軸に慣性力が加わると、駆動部材４０は、小径コイルスプリング５０の付勢力に抗して、下側に移動する。駆動部材４０が下側に移動すると、大径コイルスプリング５１が、大径スプリング座４０１ｄに当接する。この当接以降、駆動部材４０は、小径コイルスプリング５０、大径コイルスプリング５１の付勢力に抗して、下側に移動する。このように、図７のバルブアセンブリの場合、小径コイルスプリング５０、大径コイルスプリング５１により、緩衝スプリング部５ａの非線形性を確保している。なお、図６に折れ線γで示すように、小径コイルスプリング５０単独で駆動部材４０を支持しているときよりも、小径コイルスプリング５０および大径コイルスプリング５１の双方で駆動部材４０を支持しているときの方が、緩衝スプリング部５ａのばね定数は大きくなる。このように、緩衝スプリング部５ａに、複数のスプリングを配置してもよい。また、複数のスプリングは、直列に配置しても、並列に配置してもよい。
【００６６】
また、緩衝スプリング部５ａ用のスプリングとして、不等ピッチ（軸方向に隣り合うばね材間のピッチが一定でない）のコイルスプリング、線材の径がテーパ状に変化するコイルスプリングを用いてもよい。こうすると、単一のコイルスプリングにより、緩衝スプリング部５ａの非線形性を確保することができる。また、コイルスプリングは、圧縮力ではなく引張力により、駆動部材４０を付勢してもよい。
【００６７】
また、上記実施形態においては、図５に示すように、閉弁状態において、円錐コイルスプリング５の付勢力により、弁体３０を弁座２３に圧接させた。しかしながら、モータ９０の駆動力により、弁体３０を弁座２３に圧接させてもよい。具体的には、図５に示す第二位置において、円筒部４００がシール部材６０に圧接する方向にモータ９０を駆動することにより、弁体３０を弁座２３に圧接させてもよい。また、図３に示す開弁状態から、図４に示す閉弁状態の第一位置を介して、図５に示す閉弁状態の第二位置に至るまで、継続的にモータ９０を駆動してもよい。この場合、モータ９０停止に伴う慣性力ではなく、モータ９０の駆動力により、駆動部材４０は、第一位置から第二位置まで移動することになる。また、円錐コイルスプリング５の付勢力、およびモータ９０の駆動力により、弁体３０を弁座２３に圧接させてもよい。
【００６８】
また、図３〜図５に示す軸受４１は、滑り軸受であってもよい。また、図１、図２に示す変速部材４２は配置しなくてもよい。すなわち、駆動ギア９０１と、ギア部４０１ａと、を直接噛合させてもよい。また、変速部材４２の代わりに、リンク機構、チェーン−スプロケット機構、ベルト−プーリ機構などの動力伝達機構を用いて、駆動ギア９０１からギア部４０１ａに、駆動力を伝達してもよい。
【００６９】
また、制御装置９３は、センサ９２の代わりに、モータ９０のエンコーダを用いて、ポペット弁３の上下方向位置を確認してもよい。また、バルブアセンブリ１の配置方向は特に限定しない。例えば、図１における上側が、下側、左側、右側、前側、後側などであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１：バルブアセンブリ。
２：ハウジング、２０：通路ハウジング、２００：通路、２００ａ：弁座取付部、２０１：凹部、２０１ａ：軸受収容部、２０２：ボス部、２０２ａ：弁軸挿通孔、２０２ｂ：シール部材収容部、２１：隔壁、２１０：スプリング座、２１１：軸受収容部、２１２：モータ挿通孔、２１３：弁軸挿通孔、２２：モータハウジング、２３：弁座。
３：ポペット弁、３０：弁体、３１：弁軸、３１０：軸本体、３１１：弁側ねじ部、３１２：回り止め部、３１３：フランジ部、３１３ａ：スプリング座。
４：動力伝達部、４０：駆動部材、４００：円筒部、４００ａ：駆動側ねじ部、４０１：フランジ部、４０１ａ：ギア部、４０１ｂ：スプリング座、４０１ｃ：小径スプリング座、４０１ｄ：大径スプリング座、４１：軸受、４１０：外輪、４１１：内輪、４１２：ボール、４２：変速部材、４２０：大径ギア、４２１：小径ギア。
５：円錐コイルスプリング、５ａ：緩衝スプリング部、５０：小径コイルスプリング、５１：大径コイルスプリング。
６０：シール部材、６１：回り止め部材、６１０：回り止め孔。
９０：モータ、９００：駆動軸、９０１：駆動ギア、９２：センサ、９２０：接触部、９３：制御装置、９４：コイルスプリング（閉弁スプリング部）、９５：フランジ部材、９５０：小径スプリング座、９５１：大径スプリング座。
【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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