(57)【要約】【課題】ＥＧＲバルブのハウジングの流路を流れるＥＧＲガス最大流量を容易に増加させること。【解決手段】ＥＧＲバルブ１は、流路２を含む金属製のハウジング３と、流路２に設けられた弁座４と、弁座５に着座可能に設けられ、弁座２との間で計量部を形成する弁体５と、弁体５を駆動するアクチュエータ７とを備える。アクチュエータ７より弁体５を弁座４に対して移動させて計量部の開口面積を変化させることにより、流路２でのＥＧＲガス流量が調節される。ハウジング３は、ハウジング３とは別に製造された管状の流路部材８を備える。流路部材８がハウジング３に鋳ぐるまれることにより流路２が構成される。流路部材８は、ＥＧＲガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気還流ガスの流路を含み、金属材料により鋳造されたハウジングと、
前記流路に設けられた弁座と、
前記弁座に着座可能に設けられ、前記弁座との間で前記排気還流ガスの計量部を形成する弁体と
を備え、前記弁体を前記弁座に対して移動させて前記計量部の開口面積を変化させることにより前記流路における前記排気還流ガスの流量を調節する排気還流バルブにおいて、
前記ハウジングとは別に製造された管状の流路部材を備え、前記流路部材が前記ハウジングに鋳ぐるまれることにより前記流路が構成され、前記流路部材は前記排気還流ガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有することを特徴とする排気還流バルブ。
【請求項２】
前記流路部材は、前記弁座として機能する弁座部を含むことを特徴とする請求項１に記載の排気還流バルブ。
【請求項３】
前記流路部材は、前記流路の入口と出口に対応する入口部と出口部を含み、前記入口部は前記弁座部より上流側にて前記入口へ向けてラッパ形状に広がることを特徴とする請求項２に記載の排気還流バルブ。
【請求項４】
前記流路部材は、前記入口部が円形状又は多角形状をなすことを特徴とする請求項３に記載の排気還流バルブ。
【請求項５】
前記流路部材は、前記入口部及び前記出口部が円形状又は多角形状をなすことを特徴とする請求項３に記載の排気還流バルブ。
【請求項６】
前記入口部は、前記ラッパ状に広がる部分より更に上流側にて前記入口へ向けて円筒状に延びることを特徴とする請求項４又は５に記載の排気還流バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）の排気還流通路に設けられる排気還流バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、図４に示すようなポペット弁構造の排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）３１が知られている。従来のＥＧＲバルブ３１は、ＥＧＲガスの流路３２を含むハウジング３３と、流路３２に組み付けられた弁座３４と、弁座３４に着座可能に設けられ、弁座３４との間でＥＧＲガスの計量部を形成する弁体３５と、弁体３５を弁座３４に対して移動させるために弁体３５が一端部に設けられた弁軸３６と、弁体３５と共に弁軸３６を軸方向へストローク運動させるためのモータ等よりなるアクチュエータ３７とを備える。そして、アクチュエータ３７により弁軸３６を弁体３５と共にストローク運動させることにより、計量部の開口面積を調節し、流路３２におけるＥＧＲガスの流量を調節するようになっている。下記の特許文献１には、この種のＥＧＲバルブの一例が記載されている。図４は、従来のＥＧＲバルブ３１の全閉状態を断面図により示す。
【０００３】
ここで、ハウジング３３は金属材料により金型成形される。図５に、図４の鎖線四角Ｓ２で囲った部分につき、ハウジング３３の流路３２の成形方法の一部を拡大断面図により示す。図５に示すように、金型によりハウジング３３の流路３２を成形するために、角柱状の二つの入れ子４１，４２が使用され、それらが直角に接するように配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来のＥＧＲバルブ３１は、上記したようにハウジング３３の流路３２が入れ子４１，４２を使用して成形されることから、図６に示すように、入れ子４１，４２との合わせ面Ｐ１１〜Ｐ１３の部分が弁座３４に対して不連続な平坦面となったり、コーナＲ１１，Ｒ１２の部分がピン角となったりしていた。このため、流路３２の内面に段差や不連続な面ができてしまい、ＥＧＲガスにとって圧力損失の要因となっていた。このためＥＧＲガスの最大流量を増やすことができなかった。特に、近時のＥＧＲ装置には、大量ＥＧＲの要求があることから、ＥＧＲバルブを大型化することなくＥＧＲガスの最大流量を増やすことが望まれている。ここで、流路３２におけるＥＧＲガスの圧力損失を低減するために、流路３２の内面が滑らかに連続するように加工する必要がある。しかしながら、金型成形後に切削加工等を行うことは、手間を要し難しい作業となってしまう。図６は、図４の鎖線四角２で囲った部分を拡大断面図により示す。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ハウジングの流路を流れる排気還流ガスの最大流量を容易に増加させることを可能とした排気還流バルブを提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、排気還流ガスの流路を含み、金属材料により鋳造されたハウジングと、流路に設けられた弁座と、弁座に着座可能に設けられ、弁座との間で排気還流ガスの計量部を形成する弁体とを備え、弁体を弁座に対して移動させて計量部の開口面積を変化させることにより流路における排気還流ガスの流量を調節する排気還流バルブにおいて、ハウジングとは別に製造された管状の流路部材を備え、流路部材がハウジングに鋳ぐるまれることにより流路が構成され、流路部材は排気還流ガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有することを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、ハウジングとは別に製造された管状の流路部材が、ハウジングに鋳ぐるまれることにより流路が構成されるので、流路部材の形状を設定することにより流路の形状の自由度が向上し、その流路がハウジングに容易に形成される。また、流路部材は排気還流ガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有するので、排気還流ガスの流れに渦や乱流の発生が少なくなる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、流路部材は、弁座として機能する弁座部を含むことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、流路部材が弁座として機能する弁座部を含むので、弁座を別部材で組み付ける必要がない。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、流路部材は、流路の入口と出口に対応する入口部と出口部を含み、入口部は弁座部より上流側にて入口へ向けてラッパ形状に広がることを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、流路部材は、入口部が弁座部より上流側にて入口へ向けてラッパ形状に広がるので、入口部から弁座部へ向けて排気還流ガスが円滑に流れる。また、ラッパ状に広がる部分で鋳造用の型抜きが容易となる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、流路部材は、入口部が円形状又は多角形状をなすことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、流路部材の入口部が円形状又は多角形状をなすので、入口部の中心を決定することが容易となる。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、流路部材は、入口部及び出口部が円形状又は多角形状をなすことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、流路部材の入口部又は出口部が円形状又は多角形状をなすので、流路部材がハウジングに鋳ぐるまれたときのハウジングに対する流路部材の位置決めが容易となる。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、入口部は、ラッパ状に広がる部分より更に上流側にて入口へ向けて円筒状に延びることを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項４又は５に記載の発明の作用に加え、入口部が、ラッパ状に広がる部分より更に上流側にて入口へ向けて円筒状に延びるので、その円筒状に延びる部分により流路部材のハウジングに対する位置決めが更に容易となる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、ハウジングの流路を流れる排気還流ガスの最大流量を容易に増加させることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、排気還流バルブを構成する部品点数を弁座の分だけ少なくすることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、排気還流ガスの最大流量を更に増加させることができ、ハウジングの鋳造を容易化することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、入口部に対する弁軸の軸合わせを容易なものにすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、弁座に対する弁体の軸合わせ精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４又は５に記載の発明の効果に加え、弁座に対する弁体の軸合わせ精度を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係り、全閉状態のＥＧＲバルブを示す正断面図。
【図２】一実施形態に係り、図１の鎖線四角で囲った部分を示す拡大断面図。
【図３】一実施形態に係り、流路部材を示す斜視図。
【図４】従来例に係り、従来のＥＧＲバルブの全閉状態を示す断面図。
【図５】従来例に係り、図４の鎖線四角で囲った部分につき、流路の成形方法の一部を示す拡大断面図。
【図６】従来例に係り、図４の鎖線四角で囲った部分を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１に、全閉状態のＥＧＲバルブ１を正断面図により示す。図２に、図１の鎖線四角Ｓ１で囲った部分を拡大断面図により示す。ＥＧＲバルブ１は、エンジンから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ戻すＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス流量を調節するために使用される。
【００２８】
図１、図２に示すように、ＥＧＲバルブ１は、ポペット弁構造をなし、ＥＧＲガスの流路２を含み、金属材料により製造されたハウジング３と、流路２の中間に設けられた弁座４と、弁座４に着座可能に設けられ、弁座４との間でＥＧＲガスの計量部を形成する弁体５と、弁体５を弁座４に対して移動させるために弁体５が一端部に設けられた弁軸６と、弁軸６を弁体５と共に駆動するためのアクチュエータ７とを備える。アクチュエータ７は、ＤＣモータより構成され、弁軸６を弁体５と共に軸方向へ往復運動（ストローク運動）させるように構成される。このＥＧＲバルブ１は、アクチュエータ７により弁体５を弁座４に対して移動させて計量部の開口面積を変化させることにより、流路２におけるＥＧＲガス流量を調節するように構成される。この実施形態では、アクチュエータ７の構成の詳しい説明は省略する。流路２の両端は、ＥＧＲガスが導入される入口２ａと、ＥＧＲガスが導出される出口２ｂとなっている。
【００２９】
この実施形態において、ハウジング３はアルミニウム等の金属材料により鋳造される。ハウジング３は、ハウジング３とは別に金属材料により製造された管状の流路部材８を備える。この流路部材８がハウジング３に鋳ぐるまれることにより流路２が構成される。また、図１、図２に示すように、流路部材８は、ＥＧＲガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有する。図３に、この流路部材８を斜視図により示す。流路部材８は、全体が略鉤形に屈曲しており、そのコーナの部分は滑らかに湾曲するように形成される。流路２は、この流路部材８の中空部により構成される。図１、図２に示すように、流路部材８は、弁座４として機能する弁座部８ａを含む。図１〜図３に示すように、流路部材８は、流路２の入口２ａと出口２ｂに対応する筒状の入口部８ｂと出口部８ｃと、弁座部８ａより上流側にて入口２ａへ向けてラッパ形状に広がる拡口部８ｄと、拡口部８ｄより更に上流側にて入口２ａへ向けて円筒状に延びる円筒部８ｅとを備える。流路部材８は、弁座部４より下流側の部分の概形が四角筒状をなしている。よって、出口部８ｃは四角形状をなし、入口部８ｂは円形状をなしている。
【００３０】
流路部材８は、例えば、ステンレス等の金属材料により製造される。例えば、金属板材をプレス成形することで流路部材８の概形をつくることができる。その後、細部を仕上げ加工することで最終形状とすることができる。最後に、流路部材８の外面にショットブラストをかけてハウジング３との鋳ぐるみの合性を向上させることができる。
【００３１】
この他、この実施形態のＥＧＲバルブ１では、図５、図７に示す従来のＥＧＲバルブ３１と比較して、流路２の内面形状が次のように異なる。すなわち、図１、図２に示すように、弁座４の直下流から順に、流路３の第１部位Ｐ１が下流側へ向けて傾斜し、第２部位Ｐ２が湾曲しており、第３部位Ｐ３が下流側へ向けて拡がるように傾斜している。
【００３２】
弁軸６は、アクチュエータ７と弁体５との間に設けられ、図１において、ハウジング３と流路部材８を垂直に貫通して配置される。弁体５は、略円錐形状をなし、弁軸６の下端部に設けられる。ハウジング３と弁軸６との間には、弁軸６をストローク運動可能に支持するために直列に配置された第１スラスト軸受１１と第２スラスト軸受１２が設けられる。各スラスト軸受１１，１２は、略筒形をなし、ハウジング３の中心に形成された組付孔３ａに嵌合されて固定される。
【００３３】
ハウジング３には、ハウジング３と弁軸６との間をシールするための略円筒状をなすリップシール１３が、第２スラスト軸受１２に隣接して設けられる。リップシール１３は組付孔３ａに直接圧入される。
【００３４】
前述したように、流路部材８は、ハウジング３を鋳造する際に、ハウジング３と一体的に鋳ぐるまれる。この段階で、流路部材８には、弁軸６を貫通させる孔８ｆ（図１、図２参照）はない。この孔８ｆは、ハウジング３に流路部材８が鋳ぐるまれてから、別工程で開けられる。
【００３５】
以上説明したこの実施形態のＥＧＲバルブ１によれば、ハウジング３とは別に製造された管状の流路部材８が、ハウジング３に鋳ぐるまれることにより流路２が構成される。従って、流路部材８の形状を任意に設定することにより、流路２の形状の自由度が向上し、その流路２がハウジング３に容易に形成される。また、流路部材８はＥＧＲガスが流れる方向において連続的に滑らかに変化する内面形状を有するので、ＥＧＲガスの流れに渦や乱流の発生が少なくなる。このため、ハウジング３の流路２を流れるＥＧＲガスについて圧力損失を容易に低減することができ、そのＥＧＲガスの最大流量を容易に増加させることができる。この結果、ハウジング３を大型化させることなくＥＧＲガスの最大流量を１０％〜３０％程度増加させることができ、大量ＥＧＲの要求にも対応することができる。
【００３６】
また、この実施形態では、流路部材８が弁座４として機能する弁座部８ａを含むので、弁座４を別部材として製造しそれを組み付ける必要がない。このため、ＥＧＲバルブ１を構成する部品点数を弁座４の分だけ少なくすることができる。
【００３７】
この実施形態で、流路部材８は、弁座部８ａより上流側にて入口２ａへ向けてラッパ形状に広がる拡口部８ｄを含む。従って、入口部８ｂから弁座部８ａへ向けてＥＧＲガスが円滑に流れ、また、拡口部８ｄの部分で鋳造用の型抜きが容易となる。このため、ＥＧＲガスの最大流量を更に増加させることができ、ハウジング３の鋳造を容易化することができる。
【００３８】
この実施形態では、流路部材８の入口部８ｂが円形状をなすので、入口部８ｂの中心を決定することが容易となる。このため、入口部８ｂに対する弁軸６の軸合わせを容易なものにすることができる。
【００３９】
この実施形態では、流路部材８の入口部８ｂ（円筒部８ｅ）が円形状をなし、出口部８ｃが四角形状をなすので、流路部材８がハウジング３に鋳ぐるまれるときのハウジング３に対する流路部材８の位置決めが容易となる。このため、弁座４に対する弁体５の軸合わせ精度を向上させることができる。
【００４０】
この実施形態では、入口部８ｂは、拡口部８ｄより更に上流側にて入口２ａへ向けて延びる円筒部８ｅを含む。従って、流路部材８のハウジング３に対する位置決めが、円筒部８ｅにより更に容易となる。その結果、弁座４に対する弁体５の軸合わせ精度を更に向上させることができる。
【００４１】
更に、この実施形態では、流路２の内面形状につき、第１部位Ｐ１が下流側へ向けて傾斜し、第２部位Ｐ２が湾曲しており、第３部位Ｐ３が下流側へ向けて拡がるように傾斜している。従って、これら流路２の内面形状によっても、弁座４から流れ出たＥＧＲガスを流路３の下流側へ円滑に流すことができ、ＥＧＲガスの流速を維持又は増加させることができ、ＥＧＲガスの最大流量を更に増加させることができる。
【００４２】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００４３】
例えば、前記実施形態では、アクチュエータ７をモータにより構成したが、ダイアフラム式アクチュエータを使用することもできる。
【００４４】
また、前記実施形態では、ＥＧＲ弁１をポペット弁構造に構成したが、ポペット弁構造以外の構造についても、流路を含むハウジングについては、前記実施形態と同様に実施することができる。
【００４５】
更に、前記実施形態では、流路部材８の出口部８ｃを四角形状とし、入口部８ｂを円形状に構成したが、出口部を円形状とし、入口部を多角形状に構成することもできる。あるいは、出口部と入口部の両方を円形状に構成したり、多角形状に構成したりすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに設けられるＥＧＲ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  ＥＧＲバルブ
２  流路
２ａ  入口
２ｂ  出口
３  ハウジング
３ａ  組付け孔
４  弁座
５  弁体
６  弁軸
８  流路部材
８ａ  弁座部
８ｂ  入口部
８ｃ  出口部
８ｄ  拡口部
８ｅ  円筒部
【図１】
2015094275.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015094275.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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