(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ体と、
前記バルブ体を往復移動可能に収容するバルブ体収容通路を有するバルブボディと、
前記バルブ体を、前記バルブ体収容通路内で一方向及び前記一方向とは反対方向に往復移動させるバルブアクチュエータと、
を備え、
前記バルブボディは、
エンジンの吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイパス通路の一部を構成し且つ前記吸気通路において前記スロットル弁よりも上流側に接続された流入通路と、前記バルブ体収容通路との接続部分に位置する流入通路入口部と、
前記バイパス通路に接続され且つ排気管内を流れる排気ガスを前記バイパス通路を介して吸気通路に還流させる還流通路と前記バルブ体収容通路との接続部分に位置する還流通路入口部と、
前記バルブ体収容通路内の気体を前記吸気通路に排出するための出口部と、
を有し、
前記バイパス通路の一部を構成するように前記流入通路入口部及び前記出口部をそれぞれ出入口とする第１通路と、前記還流通路入口部及び前記出口部をそれぞれ出入口とする第２通路とを形成し、
前記バルブ体収容通路は、前記バイパス通路の一部を構成し、
前記バルブ体は、
前記バイパス通路を構成している前記バルブ体収容通路に収容され、前記第１通路の流路面積を調整する第１バルブ部と、
前記バイパス通路を構成している前記バルブ体収容通路に収容され、前記第２通路の流路面積を調整する第２バルブ部とを有し、
前記バルブアクチュエータは、前記第１通路の流路面積を調整する第１バルブ部及び前記第２通路の流路面積を調整する第２バルブ部を、前記バルブボディの前記バルブ体収容通路内で移動させる、バルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ装置において、
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内を前記一方向に移動する間に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を増大させる一方、前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を減少させる、バルブ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のバルブ装置において、
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内を前記一方向とは反対方向に移動する間に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を減少させる一方、前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を増大させる、バルブ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のバルブ装置において、
前記バルブ体収容通路内における前記バルブ体の移動範囲は、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を調整する第１移動範囲と、該第１移動範囲とは重ならない移動範囲で前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を調整する第２移動範囲とを含む、バルブ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ装置において、
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内を移動する際に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を調整している間は、前記第２バルブ部が前記第２通路を閉じていて、前記第２バルブ部が前記第２通路の開口面積を調整している間は、前記第１バルブ部が前記第１通路を閉じている、バルブ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載のバルブ装置において、
前記第１通路及び前記第２通路は、前記出口部側の通路部分が共通である、バルブ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバルブ装置において、
前記還流通路入口部は、前記バルブ体収容通路において、前記流入通路入口部よりも前記出口部側に位置し、
前記第１バルブ部と前記第２バルブ部とは、直列に接続されていて、
前記第２バルブ部は、前記バルブ体収容通路において前記出口部側に位置するように、前記バルブ体に設けられている、バルブ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のバルブ装置において、
前記第２バルブ部は、筒状に形成されていて、前記第１バルブ部側の端部には、開口を形成しつつ前記第１バルブ部を接続するためのリブが設けられているとともに、側面には、前記第２バルブ部が前記バルブ体収容通路内で前記第２通路の流路面積を調整する位置に位置付けられた際に前記還流通路入口部と繋がる通気口が設けられている、バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイパス通路の流路面積を変更可能なバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイパス通路の流路面積を変更可能な構成が知られている。例えば特許文献１には、スロットル装置として、吸気通路を画定するスロットルボディと、前記吸気通路を開閉するべく配置されたスロットル弁と、前記スロットル弁を迂回するべく前記スロットルボディに形成されたバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉する弁体と、前記弁体を駆動する駆動機構と、を備えた構成が開示されている。【０００３】
前記特許文献１に開示されているスロットル装置では、スロットル弁と、バイパス通路に設けられた弁体と、該弁体を駆動させるステッピングモータとが、互いに干渉しないように且つコンパクトに配置されている。また、前記スロットル装置では、スロットル弁は、シャフトにより回転自在に支持されている。よって、前記シャフトに連結されたドラムをワイヤー等によって回転させることにより、前記スロットル弁は吸気通路を開閉する。【０００４】
前記吸気通路は、前記ドラムと前記弁体を駆動させるステッピングモータとの間に位置する。したがって、ドラムに連結されるワイヤーがステッピングモータと干渉することを防止できる。【０００５】
以上のように、前記特許文献１に開示されているスロットル装置では、バイパス通路周辺の構成のコンパクト化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、上述の特許文献１に開示されているようなコンパクトなスロットル装置において、機械的に駆動されるスロットル弁等の構成を大きく変更することなく、燃費を向上することが求められている。すなわち、コンパクトなスロットル装置において、スロットル弁周辺の構成を大型化することなく、燃費を向上することが要求されている。【０００８】
本発明は、スロットル弁周辺の構成の大型化を抑制しつつ燃費を向上可能な構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、特許文献１に開示されているようなコンパクトな構成を有するスロットル装置において、大型化することなく燃費を向上可能な構成について鋭意検討した。本発明者らは、種々の検討を行う中で、燃費向上のために、特許文献１に開示されているような機械的に駆動されるスロットル弁を有するエンジンに、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を適用することを考えた。ＥＧＲとは、エンジンから排出された排気ガスを、エンジンの吸気側に還流させる方法である。【００１０】
エンジンにＥＧＲを搭載するためには、通路に設けられるＥＧＲ用バルブと、該ＥＧＲ用バルブを駆動するためのアクチュエータと、流路を構成するパイプとが必要である。前記パイプは、排気管とＥＧＲ用バルブとを繋ぐ部分と、ＥＧＲ用バルブと吸気通路とを繋ぐ部分とを有する。そのため、エンジンにＥＧＲを搭載する場合には、パイプの配置を工夫しないと、エンジンが大型化する可能性がある。【００１１】
そこで、本発明者らは、エンジンにＥＧＲを搭載しても、エンジンが大型化しないように、種々の検討を行った。本発明者らは、スロットル弁が機械的に駆動されるエンジンの構成を詳細に検討する中で、吸気通路の周辺にＥＧＲ用バルブを配置することを考えた。【００１２】
具体的には、本発明者らは、吸気通路の周辺には、スロットル弁、ワイヤーが接続されたプーリー等の部品があるため、それらの部品との干渉を避けながら、ＥＧＲ用バルブを配置することを検討した。そのような検討の中で、本発明者らは、バイパス通路に設けられたバルブのアクチュエータに着目した。【００１３】
一方、本発明者らは、鋭意検討を進める中で、ＥＧＲ用バルブの制御を行うエンジン運転領域と、バイパス通路のバルブの制御を行うエンジン運転領域とが重複しない点に気づいた。よって、バイパス通路のバルブを駆動するためのアクチュエータを、ＥＧＲ用バルブの駆動に利用できると考えた。このように、バイパス通路のバルブを駆動するためのアクチュエータと、ＥＧＲ用バルブを駆動するためのアクチュエータとを共通化すれば、バルブの周辺にスペースを確保することができる。これにより、スロットル弁が機械的に駆動される構成において、スロットル弁周辺の構成の大型化を抑制しつつ、燃費を向上可能な構成を実現することができた。【００１４】
本発明の一実施形態に係るバルブ装置は、バルブ体と、前記バルブ体を往復移動可能に収容するバルブ体収容通路を有するバルブボディと、前記バルブ体を、前記バルブ体収容通路内で往復移動させるバルブアクチュエータとを備える。前記バルブボディは、エンジンの吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイパス通路の一部を構成し且つ前記吸気通路において前記スロットル弁よりも上流側に接続された流入通路と前記バルブ体収容通路との接続部分に位置する流入通路入口部と、排気管内を流れる排気ガスを前記吸気通路に還流させる還流通路と前記バルブ体収容通路との接続部分に位置する還流通路入口部と、前記バルブ体収容通路内の気体を前記吸気通路に排出するための出口部とを有し、前記バイパス通路の一部を構成するように前記流入通路入口部及び前記出口部をそれぞれ出入口とする第１通路と、前記還流通路入口部及び前記出口部をそれぞれ出入口とする第２通路とを形成する。前記バルブ体は、前記第１通路の流路面積を調整する第１バルブ部と、前記第２通路の流路面積を調整する第２バルブ部とを有する。前記バルブアクチュエータは、前記第１通路の流路面積を調整する第１バルブ部及び前記第２通路の流路面積を調整する第２バルブ部を、前記バルブボディの前記バルブ体収容通路内で移動させる。【００１５】
上述の構成により、スロットル弁をバイパスするバイパス通路の一部を構成する第１通路の流路面積と、排気ガスを吸気通路に還流させる還流通路に繋がる第２通路の流路面積とを、バルブアクチュエータによって駆動されるバルブ体によって調整することができる。これにより、バルブ装置の部品数を削減することができる。したがって、バルブ装置をコンパクトな構成にすることができる。【００１６】
よって、スロットル弁が機械的に駆動される構成においても、排気ガスをバイパス通路に還流させるＥＧＲをコンパクトな構成によって実現することができる。すなわち、スロットル弁の周りの構成の大型化を抑制しつつ、燃費向上を図れる。【００１７】
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内を一方向に移動する間に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を増大させる一方、前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を減少させてもよい。【００１８】
これにより、バルブ体収容通路内でのバルブ体の移動に応じて、第１通路及び第２通路のそれぞれの流路面積を変えることができる。【００１９】
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内を前記一方向とは反対方向に移動する間に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を減少させる一方、前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を増大させてもよい。【００２０】
これにより、バルブ体収容通路内でのバルブ体の移動に応じて、第１通路及び第２通路のそれぞれの流路面積を変えることができる。【００２１】
前記バルブ体収容通路内における前記バルブ体の移動範囲は、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を調整する第１移動範囲と、該第１移動範囲とは重ならない移動範囲で前記第２バルブ部が前記第２通路の流路面積を調整する第２移動範囲とを含んでもよい。【００２２】
これにより、第１バルブ部による第１通路の流路面積の調整と、第２バルブ部による第２通路の流路面積の調整とを、独立して行うことができる。したがって、吸気通路においてスロットル弁をバイパスする空気の流量と、吸気通路に還流される排気ガスの流量とを、それぞれ精度良く制御することができる。
【００２３】
前記バルブ体は、前記バルブ体収容通路内で移動する際に、前記第１バルブ部が前記第１通路の流路面積を調整している間は、前記第２バルブ部が前記第２通路を閉じていて、前記第２バルブ部が前記第２通路の開口面積を調整している間は、前記第１バルブ部が前記第１通路を閉じていてもよい。【００２４】
これにより、第１バルブ部による第１通路の流路面積の調整と、第２バルブ部による第２通路の流路面積の調整とを、より確実に独立で行うことができる。
【００２５】
前記第１通路及び前記第２通路は、前記出口部側の通路部分が共通であってもよい。【００２６】
このように、第１通路及び第２通路の一部を共通化することにより、バルブ装置の小型化を図れる。【００２７】
前記還流通路入口部は、前記バルブ体収容通路において、前記流入通路入口部よりも前記出口部側に位置してもよい。前記第１バルブ部と前記第２バルブ部とが直列に接続されていてもよい。前記第２バルブ部は、前記バルブ体収容通路において前記出口部側に位置するように、前記バルブ体に設けられていてもよい。【００２８】
これにより、バルブ体収容通路において排気ガスが流れる範囲を短くすることができる。よって、バルブ体収容通路の壁面に排気ガス中の粒子状物質等が付着することを抑制することができる。したがって、バルブ体収容通路内を気体が効率良く流れることができる。【００２９】
前記第２バルブ部は、筒状に形成されていて、前記第１バルブ部側の端部には、開口を形成しつつ前記第１バルブ部を接続するためのリブが設けられているとともに、側面には、前記第２バルブ部が前記通路内で前記第２通路の流路面積を調整する位置に位置付けられた際に前記還流通路入口部と繋がる通気口が設けられていてもよい。【００３０】
上述の構成により、第１通路及び第２通路の流路面積の調整を、直列に接続された第１バルブ部及び第２バルブ部を有するバルブ体によって行うことが可能になる。【００３１】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。【００３２】
本明細書で使用される「及び／または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。【００３３】
本明細書において、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/または、それらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。【００３４】
本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び/または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。【００３５】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。【００３６】
一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。【００３７】
本発明の説明においては、いくつもの技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の１つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。【００３８】
したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。【００３９】
本明細書では、本発明に係るバルブ装置の実施形態について説明する。【００４０】
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。【００４１】
よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の一実施形態に係るバルブ装置によれば、スロットル弁周辺の構成の大型化を抑制しつつ燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、バルブ装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、バルブ体の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、第１バルブ部の小径部における軸線方向の長さを示す図２相当図である。
【図５】図５は、バルブ装置において排気通路全開時のバルブ体の位置を示す図２相当図である。
【図６】図６は、バルブ装置において排気ガスの流量制御時におけるバルブ体の位置を示す図２相当図である。
【図７】図７は、バルブ装置において排気通路及び空気通路がともに全閉時のバルブ体の位置を示す図２相当図である。
【図８】図８は、バルブ装置においてバイパスする空気の流量制御時におけるバルブ体の位置を示す図２相当図である。
【図９】図９は、バルブ装置において空気通路全開時のバルブ体の位置を示す図２相当図である。
【図１０】図１０は、その他の実施形態に係る図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００４５】
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係るバルブ装置２を備えたエンジンユニット１の構成を示す概略図である。エンジンユニット１は、例えば車両の動力源として用いられる。エンジンユニット１は、単気筒を有していてもよいし、複数の気筒を有していてもよい。なお、以下では、エンジンユニット１が複数の気筒を有する構成について説明する。また、図１では、エンジンユニット１の各構成要素を簡略化して示す。
【００４６】
図１に示すように、エンジンユニット１は、エンジン１０と、吸気通路２０の一部を構成する吸気管２１と、排気通路３０の一部を構成する排気管３１と、スロットル装置４０と、バイパス通路５１を構成するバイパス回路５０と、排気ガス還流通路６１（還流通路）を構成する排気ガス還流管６０とを備える。
【００４７】
エンジン１０は、公知の種々のエンジンを適用可能であるため、エンジン１０の各構成要素の詳細な説明は省略する。エンジン１０は、ピストン１１と、シリンダ１２ａと、シリンダヘッド１２ｂと、クランクケース１３と、クランク軸１４と、コンロッド１５と、吸気弁１６と、排気弁１７と、燃料噴射装置１８と、点火プラグ１９とを備える。
【００４８】
ピストン１１は、シリンダ１２ａ内に、往復移動可能に配置されている。クランク軸１４は、クランクケース１３内に、回転可能に配置されている。ピストン１１とクランク軸１４とは、コンロッド１５によって連結されている。ピストン１１の往復移動は、コンロッド１５を介してクランク軸１４に伝達される。これにより、クランク軸１４が回転する。
【００４９】
エンジン１０には、シリンダ１２ａと、シリンダヘッド１２ｂと、ピストン１１とによって、燃焼室９０が形成される。燃焼室９０には、吸気ポート９１および排気ポート９２が設けられている。シリンダヘッド１２ｂには、吸気ポート９１に接続される吸気側シリンダヘッド内通路９３及び排気ポート９２に接続される排気側シリンダヘッド内通路９４が形成されている。本実施形態では、吸気側シリンダヘッド内通路９３によって、吸気管２１の内部と燃焼室９０とが接続されている。また、排気側シリンダヘッド内通路９４によって、排気通路３０と燃焼室９０とが接続されている。
【００５０】
吸気弁１６は、吸気ポート９１を開閉する。排気弁１７は、排気ポート９２を開閉する。吸気弁１６は、図示しない公知の動弁機構によって駆動される。同様に、排気弁１７は、図示しない公知の動弁機構によって駆動される。燃料噴射装置１８は、吸気通路２０内に燃料を噴射する。吸気通路２０内に供給された燃料は、空気とともに、混合気として燃焼室９０へ送られる。点火プラグ１９は、燃焼室９０内の混合気に点火する。
【００５１】
なお、エンジン１０では、従来の構成と同様、シリンダ１２ａ内をピストン１１が一往復する間（１サイクルの間）に、吸入行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気行程が行われる。エンジン１０の各行程は、従来のエンジンと同様なので、詳しい説明を省略する。
【００５２】
吸気通路２０は、吸気管２１の内部と、シリンダヘッド１２ｂに設けられた吸気側シリンダヘッド内通路９３とを含む。吸気通路２０は、図示しないエアクリーナから、吸気管２１及び吸気側シリンダヘッド内通路９３を介して燃焼室９０の吸気ポート９１に空気を流す。
【００５３】
吸気通路２０には、スロットル装置４０が設けられている。特に図示しないが、複数気筒を有するエンジンユニット１では、吸気通路２０は、スロットル装置４０よりも吸気ポート９１側（以下、吸気通路２０の下流側）が、各エンジン１０の吸気側シリンダヘッド内通路９３にそれぞれ繋がるように複数に分岐している。すなわち、スロットル装置４０は、吸気通路２０において、各エンジン１０の吸気側シリンダヘッド内通路９３に繋がるように複数に分岐している部分よりも上流側に配置されている。
【００５４】
スロットル装置４０は、図示しないアクセルペダル等に機械的に接続されたスロットル弁４１を有する。すなわち、スロットル弁４１は、吸気通路２０を開閉可能なように、アクセルペダル等に接続されたワイヤー等に対して機械的に接続されている。これにより、運転者がアクセルペダル等を操作することにより、スロットル弁４１が開閉する。
【００５５】
吸気通路２０には、吸気通路２０におけるスロットル弁４１の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路５１を備えたバイパス回路５０が設けられている。バイパス回路５０は、バイパス通路５１の流路面積を変更することによってバイパス通路５１内を流れる空気量を調整するバルブ装置２を有する。すなわち、このバルブ装置２は、エンジンユニット１のアイドリング時における回転数を制御するように、バイパス通路５１の流路面積を調整する。バルブ装置２は、図示しないエンジン制御装置から出力される制御信号に応じて駆動が制御される。バイパス通路５１及びバルブ装置２の詳しい構成は、後述する。
【００５６】
バイパス通路５１には、後述する排気ガス還流通路６１の一方側（出口側）が接続されている。詳しくは後述するように、この排気ガス還流通路６１は、排気通路３０内を流れる排気ガスを、バイパス通路５１を介して吸気通路２０内に流すように設けられている。排気ガス還流通路６１は、上述のバルブ装置２を介して、バイパス通路５１に接続されている。排気ガス還流通路６１内を流れる排気ガスの流量調整は、バルブ装置２によって排気ガスの流路の面積を調整することにより行われる。すなわち、バルブ装置２は、バイパス通路５１を流れる空気の流量を調整するとともに、排気ガス還流通路６１内を流れる排気ガスの流量を調整する。排気ガス還流通路６１の詳しい構成は、後述する。
【００５７】
排気通路３０には、触媒３２が設けられている。すなわち、触媒３２は、エンジン１０から排出される排気の流れ方向において、排気ポート９２よりも下流側に設けられている。これにより、触媒３２は、エンジン１０から排出される排気ガスの浄化を行う。
【００５８】
排気通路３０において、触媒３２の下流側には、排気ガス還流通路６１の他方側（入口側）が接続されている。これにより、排気ガス還流通路６１を介して、触媒３２よりも下流の排気ガスをバイパス通路５１及び吸気通路２０に流すことが可能になる。このように、エンジン１０から排出された排気ガスをエンジン１０の吸気側に還流させることにより、エンジン１０の燃焼室９０内での燃料の燃焼速度を低下させることができる。これにより、エンジン１０から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを低減することができる。
【００５９】
上述のように、エンジン１０から排出された排気ガスをエンジン１０の吸気側に還流させる方法を、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）という。このＥＧＲは、一般的には、エンジン１０の運転領域が高負荷の領域で実行される。
【００６０】
既述のとおり、排気ガス還流通路６１内に流れる排気ガスの流量は、バルブ装置２によって制御される。すなわち、ＥＧＲを実行する場合には、排気ガス還流通路６１から吸気通路２０に排気ガスが流れるように、バルブ装置２を制御する。バルブ装置２の詳しい構成は、後述する。
【００６１】
排気ガス還流通路６１には、排気ガスを冷却するための排気ガス冷却器６２が設けられている。すなわち、本実施形態に係るエンジン１０では、排気ガスを冷却してエンジン１０の吸気側に循環させる、いわゆるクールドＥＧＲが行われる。このように、排気ガス冷却器６２によって冷却された排気ガスを、エンジン１０の吸気側に還流させることにより、エンジン１０の燃焼室９０内での燃料の燃焼温度を低下させることができる。
【００６２】
上述のように燃焼室９０内での燃料の燃焼速度をより低下させることにより、エンジン１０から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘをより低減することができる。しかも、上述のように冷却された排気ガスをエンジン１０の吸気側に還流させることにより、排気ガスの温度を低下させることができる。これにより、触媒３２の劣化を抑制することができる。
【００６３】
（バルブ装置）
次に、図２及び図３を用いて、バルブ装置２の詳しい構成を説明する。図２は、バルブ装置２の概略構成を示す断面図である。図３は、バルブ装置２のバルブ体１００の概略構成を示す斜視図である。なお、図２及び図３では、説明のために、バルブ装置２の構成を簡略化して示している。
【００６４】
図２に示すように、バルブ装置２は、バルブボディ５２と、バルブ体１００と、バルブアクチュエータ５３とを備える。バルブアクチュエータ５３は、例えばステッピングモータなどの駆動装置である。このバルブアクチュエータ５３には、図示しないエンジン制御装置から、バルブ装置２に対して開度等の制御信号が入力される。
【００６５】
バルブボディ５２には、バルブボディ５２を貫通するように一方向に延びる貫通穴５２ａと、該一方向と直交する直交方向に伸びて貫通穴５２ａに繋がる第１接続穴５２ｂと、前記直交方向に延びて貫通穴５２ａに繋がる第２接続穴５２ｃとが形成されている。これにより、バルブボディ５２の内部には、貫通穴５２ａ及び接続穴５２ｂ，５２ｃによって構成される空間５４が形成されている。
【００６６】
詳しくは、空間５４は、貫通穴５２ａによって形成されるメイン通路５５（バルブ体収容通路）と、第１接続穴５２ｂによって形成される空気通路５６と、第２接続穴５２ｃによって形成される排気ガス通路５７とを含む。すなわち、メイン通路５５は、バルブボディ５２を貫通するように前記一方向に延びている。空気通路５６及び排気ガス通路５７は、メイン通路５５に対して、その延伸方向の２箇所でそれぞれ接続されている。
【００６７】
メイン通路５５がバルブボディ５２を貫通することにより、バルブボディ５２には一対の開口部５５ａ，５５ｂが形成されている。メイン通路５５内には、バルブ体１００が往復移動可能に配置されている。バルブボディ５２におけるメイン通路５５の一方側の開口部５５ａには、開口部５５ａを覆うように、バルブ体１００を往復移動させるためのバルブアクチュエータ５３が配置されている。メイン通路５５の他方側の開口部５５ｂ（出口部）は、後述するようにメイン通路５５内を流れる空気または排気ガス（気体）を、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に流すように、バルブボディ５２に設けられている。
【００６８】
メイン通路５５における延伸方向の中央部分において、メイン通路５５を構成する貫通穴５２ａの内壁には、メイン通路５５の内方に向かって突出した仕切壁５２ｄが設けられている。仕切壁５２ｄは、メイン通路５５の通路面積を縮小するように、前記一方向（メイン通路５５の前記延伸方向）から見て円環状に設けられている。すなわち、仕切壁５２ｄは、メイン通路５５を構成する貫通穴５２ａの内壁の全周に設けられている。仕切壁５２ｄの突出方向（以下、仕切壁５２ｄの内方という）には、メイン通路５５の一部である断面円形状の接続空間５５ｅが形成される。
【００６９】
なお、仕切壁５２ｄは、メイン通路５５を構成する内壁の一部のみに設けられていてもよい。この場合には、小径部１０３の断面形状が、貫通穴５２ａのうち、仕切壁５２ｄが設けられている部分の断面形状に合うように、小径部１０３を構成すればよい。
【００７０】
メイン通路５５は、前記延伸方向において、仕切壁５２ｄの両側に２つの空間を有する。これらの２つの空間は、バルブ体１００の後述する第１バルブ部１０１の一部が配置される第１空間５５ｃ、及び、バルブ体１００の後述する第２バルブ部１１０が配置される第２空間５５ｄである。第１空間５５ｃと第２空間５５ｄとは、メイン通路５５のうち仕切壁５２ｄの内方に位置する接続空間５５ｅを介して接続されている。
【００７１】
第１空間５５ｃは、メイン通路５５において、仕切壁５２ｄよりも前記一方側に位置する。第１空間５５ｃは、メイン通路５５の開口部５５ａを含む。第２空間５５ｄは、メイン通路５５において、仕切壁５２ｄよりも前記他方側に位置する。第２空間５５ｄは、メイン通路５５の開口部５５ｂを含む。第１空間５５ｃ及び第２空間５５ｄは、それぞれ、メイン通路５５の前記延伸方向に直交する断面が円形状の空間である。第１空間５５ｃ及び第２空間５５ｄは、前記断面の直径が同等である。なお、第１空間５５ｃの前記断面の直径と第２空間５５ｄの前記断面の直径とは異なっていてもよい。
【００７２】
第１空間５５ｃには、空気通路５６の一側が接続されている。すなわち、空気通路５６は、メイン通路５５に対して、仕切壁５２ｄよりも前記一方側に接続されている。バルブボディ５２には、第１空間５５ｃと空気通路５６とを接続する流入通路入口部５６ａが形成されている。流入通路入口部５６ａは、仕切壁５２ｄに対して前記一方側に隣接するように形成されている。
【００７３】
これにより、メイン通路５５には、流入通路入口部５６ａ及び前記他方側の開口部５５ｂを出入口とする第１通路５８が形成される。すなわち、第１通路５８は、流入通路入口部５６ａ、第１空間５５ｃ、接続空間５５ｅ、第２空間５５ｄ及び前記他方側の開口部５５ｂを含む。
【００７４】
第２空間５５ｄには、排気ガス通路５７の一側が接続されている。排気ガス通路５７は、メイン通路５５に対して、仕切壁５２ｄよりも前記他方側、すなわち空気通路５６よりも前記他方側の開口部５５ｂに近い位置（開口部５５ｂ側）に接続されている。バルブボディ５２には、第２空間５５ｄと排気ガス通路５７とを接続する還流通路入口部５７ａが形成されている。還流通路入口部５７ａは、仕切壁５２ｄよりも前記他方側、すなわち流入通路入口部５６ａよりも前記他方側の開口部５５ｂに近い位置（開口部５５ｂ側）に形成されている。
【００７５】
これにより、メイン通路５５内を排気ガスが流れる範囲を短くすることができる。よって、メイン通路５５を構成する貫通穴５２ａの壁面に排気ガス中の粒子状物質等が付着することを抑制することができる。したがって、メイン通路５５内を気体が効率良く流れることができる。
【００７６】
メイン通路５５には、還流通路入口部５７ａ及び前記他方側の開口部５５ｂを出入口とする第２通路５９が形成される。すなわち、第２通路５９は、還流通路入口部５７ａ、第２空間５５ｄ及び前記他方側の開口部５５ｂを含む。
【００７７】
以上のように、第１通路５８及び第２通路５９は、メイン通路５５の少なくとも一部を含む。メイン通路５５の第２空間５５ｄは、第１通路５８及び第２通路５９のそれぞれ一部を構成する。すなわち、第１通路５８及び第２通路５９は、開口部５５ｂ側の通路部分が共通である。このように、第１通路５８及び第２通路５９のそれぞれ一部を、共通の通路によって構成することにより、それぞれの通路のすべてを別々に設ける場合に比べて、バルブ装置２の小型化を図れる。
【００７８】
空気通路５６の他側は、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも上流側に、直接または他の通路を介して、接続されている。よって、空気通路５６には、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも上流側の空気が流れる。これにより、第１通路５８には、前記空気が流れる。空気通路５６及びメイン通路５５は、バイパス通路５１の少なくとも一部を構成する。空気通路５６は、流入通路の少なくとも一部を構成する。
【００７９】
排気ガス通路５７の他側は、排気ガス還流管６０に接続されている。よって、排気ガス通路５７には、排気通路３０から分岐して排気ガス還流管６０内を流れた排気ガスが流れる。これにより、第２通路５９には、前記排気ガスが流れる。排気ガス通路５７は、排気ガス還流通路６１の一部を構成する。
【００８０】
後述するように、第１通路５８における前記空気の流れと、第２通路５９における前記排気ガスの流れとは、メイン通路５５に配置されたバルブ体１００の往復移動によって、切り替えられる。
【００８１】
本実施形態では、メイン通路５５、空気通路５６及び排気ガス通路５７は、それぞれ、通路の断面が円形状である。メイン通路５５における通路の断面の直径と、排気ガス通路５７における通路の断面の直径とは、同等である。メイン通路５５における通路の断面の直径は、空気通路５６における通路の断面の直径よりも大きい。
【００８２】
なお、メイン通路５５、空気通路５６及び排気ガス通路５７の少なくとも一部は、通路の断面形状が円形以外であってもよい。メイン通路５５における通路の断面の直径は、排気ガス通路５７における通路の断面の直径よりも大きくてもよい。
【００８３】
バルブ体１００は、図２及び図３に示すように、第１バルブ部１０１と、第２バルブ部１１０と、第１バルブ部１０１と第２バルブ部１１０とを接続する円柱状の接続部１２０とを有する。バルブ体１００は、バルブボディ５２のメイン通路５５内に往復移動可能に配置されている。
【００８４】
第１バルブ部１０１は、大径部１０２と、該大径部１０２よりも径が小さい小径部１０３とを有する。第１バルブ部１０１は、大径部１０２と小径部１０３との間に段差部１０１ａを有する。すなわち、第１バルブ部１０１は、軸線方向に延びるとともに段状に直径が変化する円柱状に形成されている。小径部１０３における大径部１０２とは反対側には、小径部１０３から先端に向かうほど径が小さくなる縮径部１０４が設けられている。縮径部１０４は、接続部１２０の一方の端部に接続されている。
【００８５】
小径部１０３は、仕切壁５２ｄの内方に形成される断面円形状の接続空間５５ｅの直径と同等の直径を有する。よって、小径部１０３は、仕切壁５２ｄの内面に当接する。すなわち、小径部１０３は、バルブ体１００が往復移動する際に、仕切壁５２ｄの前記内面に対して摺動する。
【００８６】
段差部１０１ａは、図２に示すように、バルブ体１００がメイン通路５５の開口部５５ｂ側に位置付けられた際に、前記軸線方向における仕切壁５２ｄの側面のうち第１空間５５ｃ側の側面（以下、仕切壁５２ｄにおける第１空間５５ｃ側の側面）に当接する。これにより、バルブ体１００がメイン通路５５の所定位置（図２に示す位置）よりも、さらに開口部５５ｂ側へ移動することを防止できる。
【００８７】
図４に示すように、小径部１０３における前記軸線方向の長さＹは、バルブ体１００が、前記所定位置（図４に実線で示す位置）から、第２バルブ部１１０の後述する開口部１１０ａが還流通路入口部５７ａと接続されなくなる位置（図４に一点鎖線で示す位置）までの移動距離Ｘよりも長い。すなわち、小径部１０３の長さＹは、後述するように還流通路入口部５７ａが全開状態から閉状態になるようにバルブ体１００が移動する際の移動距離Ｘよりも大きい。これにより、小径部１０３が仕切壁５２ｄの前記内面に対して摺動している間に、還流通路入口部５７ａを第２バルブ部１１０によって塞ぐことができる。したがって、詳しくは後述するが、バルブ体１００の移動によって、バルブボディ５２内の第１通路５８及び第２通路５９の一方のみに気体を流すことが可能になる。
【００８８】
ここで、還流通路入口部５７ａが全開状態（バルブ体１００が図４における実線の位置に位置付けられた状態）と閉状態（バルブ体１００が図４における一点鎖線の位置に位置付けられた状態）との間で変化するようにバルブ体１００が移動する範囲Ｘが、第２移動範囲である。この移動範囲は、第１バルブ部１０１の小径部１０３によって接続空間５５ｅを塞ぎつつ、第２バルブ部１１０によって、還流通路入口部５７ａと開口部１１０ａとが繋がっている部分の面積（流路面積）を調整可能な範囲である。
【００８９】
また、還流通路入口部５７ａが閉状態になるバルブ体１００の位置（図４における一点鎖線の位置）と、第２バルブ部１１０が仕切壁５２ｄにおける第１空間５５ｃ側の側面に当たる位置（後述の図９に示す位置）との間で、バルブ体１００が移動する範囲Ｚが、第１移動範囲である。この第１移動範囲は、後述の図８及び図９に示すように、第２バルブ部１１０によって還流通路入口部５７ａを閉状態にしつつ、第１バルブ部１０１によって仕切壁５２ｄと小径部１０３及び接続部１２０との間に形成される隙間（流路面積）の大きさを調整可能な範囲である。
【００９０】
これらの範囲Ｘ，Ｚは、メイン通路５５内をバルブ体１００が移動する範囲（図５から図９に示すようにバルブ体１００が移動する場合のバルブ体１００の移動範囲）において重なっていない。したがって、バルブ体１００の移動によって、第２バルブ部１１０による還流通路入口部５７ａの開口面積の調整と、第１バルブ部１０１によって仕切壁５２ｄと小径部１０３及び接続部１２０との間に形成される隙間（流路面積）の大きさの調整とを、別々に行うことができる。
【００９１】
縮径部１０４及び接続部１２０における前記軸線方向の長さの和は、仕切壁５２ｄにおける前記軸線方向の寸法よりも大きい。これにより、後述の図９に示すように、第２バルブ部１１０が仕切壁５２ｄにおける第２空間５５ｄ側の側面に当接した場合に、仕切壁５２ｄと縮径部１０４及び接続部１２０との間に、空気通路５６から流入する空気を流すための隙間を形成することができる。
【００９２】
図２に示すように、大径部１０２は、メイン通路５５の第１空間５５ｃ内に配置されている。大径部１０２は、第１空間５５ｃの直径と同等の直径を有する。よって、大径部１０２は、貫通穴５２ａのうち第１空間５５ｃを形成する部分の内面に当接する。すなわち、大径部１０２は、バルブ体１００が往復移動する際に、前記内面に対して摺動する。
【００９３】
大径部１０２は、前記軸線方向の長さが、流入通路入口部５６ａの直径、すなわち第１接続穴５２ｂの直径よりも大きい。これにより、図２に示すように、バルブ体１００がメイン通路の前記所定位置に位置付けられた状態でも、大径部１０２によって流入通路入口部５６ａを塞ぐことができる。したがって、バルブ体１００がメイン通路５５の前記所定位置に位置付けられた状態で、空気通路５６から第１空間５５ｃ内に、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも上流側の空気が流入することを防止できる。
【００９４】
大径部１０２において、小径部１０３とは反対側は、バルブアクチュエータ５３によって回転する回転軸５３ａに接続されている。特に図示しないが、第１バルブ部１０１の内部には、大径部１０２における小径部１０３とは反対側で開口するようにネジ穴が形成されている。回転軸５３ａの外周面には、図示しないネジ部が設けられている。回転軸５３ａが第１バルブ部１０１に対して回転することにより、回転軸５３ａのネジ部に対する第１バルブ部１０１の軸方向位置が変化する。これにより、バルブボディ５２のメイン通路５５内における第１バルブ部１０１の位置を変化させることができる。
【００９５】
第２バルブ部１１０は、バルブ体１００がバルブボディ５２のメイン通路５５内に配置された状態で、第２空間５５ｄ内に往復移動可能に配置される。第２バルブ部１１０は、軸線方向に延びる円筒状に形成されている。第２バルブ部１１０は、前記軸線方向の両端部分が開口している。
【００９６】
第２バルブ部１１０は、バルブボディ５２に設けられた貫通穴５２ａのうち、第２空間５５ｄを形成する部分の直径と同等の外径を有する。これにより、第２バルブ部１１０の外表面は、貫通穴５２ａのうち第２空間５５ｄを形成する部分の内面に当接する。したがって、第２バルブ部１１０は、バルブ体１００が往復移動する際に、前記内面に対して摺動する。
【００９７】
第２バルブ部１１０における前記一方側の端部には、接続部１２０を介して第１バルブ部１０１が接続されている。詳しくは、図３に示すように、第２バルブ部１１０における前記一方側の端部には、径方向に延びるリブ１１０ｂが設けられている。接続部１２０の他方の端部は、第２バルブ部１１０における前記一方側の端部に設けられたリブ１１０ｂに接続されている。このように、第２バルブ部１１０における前記一方側の端部に、リブ１１０ｂを設けることにより、前記端部に気体が通過可能な開口１１０ｃが形成される。これにより、第２バルブ部１１０と接続部１２０とを接続しつつ、第２バルブ部１１０内を気体が通過することができる。
【００９８】
第２バルブ部１１０は、側面の前記一方側に、該軸線方向に直交する方向から見て円形状の開口部１１０ａ（通気口）が設けられている。すなわち、第２バルブ部１１０の内部は、開口部１１０ａによって、第２バルブ部１１０の外方と接続されている。
【００９９】
第２バルブ部１１０は、第２空間５５ｄ内に、前記軸線方向に移動した際に開口部１１０ａが還流通路入口部５７ａと接続可能な位置に配置されている。
【０１００】
第２バルブ部１１０の開口部１１０ａは、軸線に直交する方向から見た場合の開口面積が、還流通路入口部５７ａをメイン通路５５側から見た場合の開口面積と同等以上になるように形成されている。
【０１０１】
第２バルブ部１１０は、前記軸線方向の長さが、開口部１１０ａ及び還流通路入口部５７ａにおける前記軸線方向の長さの和よりも大きい。これにより、第２バルブ部１１０の前記軸線方向への移動によって、還流通路入口部５７ａを覆った状態と開口させた状態とをそれぞれ実現することができる。
【０１０２】
（バルブ装置の動作）
バルブ装置２は、バイパス通路５１を通って、スロットル弁４１をバイパスする空気量を調整するとともに、排気ガス還流通路６１から、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に供給される排気ガス量を調整する。すなわち、本実施形態のバルブ装置２は、スロットル弁４１をバイパスする空気量を調整する弁と、ＥＧＲを制御する弁とを兼ねている。
【０１０３】
以下で、バルブ装置２の動作、すなわち上述のような構成を有するバルブ体１００がバルブボディ５２のメイン通路５５内を往復移動する際のバルブ体１００の動きを、図５から図９を用いて説明する。
【０１０４】
（ＥＧＲ全開状態）
図５に示すように、第１バルブ部１０１の段差部１０１ａが、メイン通路５５内に突出した仕切壁５２ｄにおける第１空間５５ｃ側の側面に接触している状態では、第２バルブ部１１０は、開口部１１０ａが還流通路入口部５７ａと接続される位置に位置付けられる。すなわち、還流通路入口部５７ａを第２空間５５ｄから見て、第２バルブ部１１０の開口部１１０ａは、還流通路入口部５７ａに対して全体が重なっている。
【０１０５】
これにより、排気ガス通路５７を介して、排気ガス還流通路６１内の排気ガスが第２バルブ部１１０の内方（第２空間５５ｄ内）に供給される。第１バルブ部１０１の段差部１０１ａが仕切壁５２ｄに接触しているため、排気ガスは、仕切壁５２ｄの内方に形成された接続空間５５ｅ内には流れない。よって、第２バルブ部１１０内に流入した排気ガスは、開口部５５ｂ側に流れる。これにより、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に、排気ガスが供給される。
【０１０６】
また、上述のように、仕切壁５２ｄに第１バルブ部１０１の段差部１０１ａが当たっているため、メイン通路５５の接続空間５５ｅは、第１バルブ部１０１によって塞がれている。そのため、空気通路５６から第１空間５５ｃ内には、空気が流入しない。なお、空気通路５６も、第１バルブ部１０１の大径部１０２によって塞がれているため、第１空間５５ｃ内には空気が流入しない。
【０１０７】
なお、上述の図５に示す位置にバルブ体１００が位置付けられている場合には、排気ガス還流通路６１から最も多くの流量の排気ガスが第２空間５５ｄ内に流入する。この状態が、ＥＧＲ全開状態である。
【０１０８】
（ＥＧＲ制御状態）
バルブアクチュエータ５３によって回転軸５３ａが回転することにより、バルブ体１００は、第１バルブ部１０１の段差部１０１ａが仕切壁５２ｄから離間するように移動する。これにより、バルブ体１００は、バルブボディ５２のメイン通路５５内で図６に示す位置に位置付けられる。この状態では、図６に示すように、還流通路入口部５７ａを第２空間５５ｄから見て、第２バルブ部１１０の開口部１１０ａは、還流通路入口部５７ａに対して一部が重なっている。
【０１０９】
図６に示す状態では、還流通路入口部５７ａに対する第２バルブ部１１０の開口部１１０ａの位置を調整することにより、排気ガスが流れる流路の面積を調整することができる。これにより、排気ガス通路５７から開口部１１０ａを介して第２バルブ部１１０の内方（第２空間５５ｄ内）に流入する排気ガスの流量を調整することができる。
【０１１０】
バルブアクチュエータ５３によってメイン通路５５内でバルブ体１００を移動させると、第１バルブ部１０１の小径部１０３は、仕切壁５２ｄの内面に対して摺動する。そのため、メイン通路５５の第２空間５５ｄは、仕切壁５２ｄ及び第１バルブ部１０１によって、第１空間５５ｃと分断されている。よって、排気ガス通路５７から第２バルブ部１１０内に流入した排気ガスは、開口部５５ｂを介して、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に流れる。
【０１１１】
上述のように、第１バルブ部１０１の小径部１０３が仕切壁５２ｄの内面に対して摺動することにより、第１空間５５ｃは、第２空間５５ｄとは区画され且つ閉ざされた空間となる。よって、空気通路５６から第２空間５５ｄ内に空気は流入しない。
【０１１２】
このように、還流通路入口部５７ａから第２空間５５ｄ内に流れ込んで第２通路５９内を流れる流量を制御可能な位置に、第２バルブ部１１０（バルブ体１００）が位置付けられている状態を、ＥＧＲ制御状態という。
【０１１３】
（閉状態）
バルブアクチュエータ５３によって回転軸５３ａがさらに回転することにより、バルブ体１００が、メイン通路５５内の図７に示す位置に位置付けられる。バルブ体１００が図７に示す位置に位置付けられている場合、第１バルブ部１０１の小径部１０３が仕切壁５２ｄの内面に対して接している。そのため、図５及び図６の場合と同様、空気通路５６から第１空間５５ｃ内に空気は流入しない。
【０１１４】
また、バルブ体１００が図７に示す位置に位置付けられている場合、第２バルブ部１１０の開口部１１０ａは、還流通路入口部５７ａを第２空間５５ｄから見て、還流通路入口部５７ａと重なっていない。そのため、排気ガス通路５７から第２空間５５ｄ内に排気ガスは流入しない。
【０１１５】
以上のように、バルブ体１００がメイン通路５５内で図７に示す位置に位置付けられている場合、空気通路５６及び排気ガス通路５７の両方からメイン通路５５内に空気及び排気ガスが流入しない。よって、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側には、空気及び排気ガスが供給されない。このように、空気通路５６及び排気ガス通路５７の両方からメイン通路５５内に空気及び排気ガスが流入しないような位置に、バルブ体１００が位置付けられている状態を、閉状態という。
【０１１６】
（バイパス空気量制御状態）
バルブアクチュエータ５３によって回転軸５３ａがさらに回転することにより、バルブ体１００が、メイン通路５５内の図８に示す位置に位置付けられる。バルブ体１００が図８に示す位置に位置付けられている場合、仕切壁５２ｄによって形成される接続空間５５ｅ内には第１バルブ部１０１の縮径部１０４が位置付けられる。よって、第１バルブ部１０１の縮径部１０４と仕切壁５２ｄとの間には、隙間が形成される。これにより、第１空間５５ｃが第２空間５５ｄと繋がる。したがって、空気通路５６から第１空間５５ｃ内に空気が流れる。第１空間５５ｃ内に流れ込んだ空気は、仕切壁５２ｄと第１バルブ部１０１との間を流れて、第２空間５５ｄ内に流れ込む。既述のように第２空間５５ｄ内に配置された第２バルブ部１１０は、開口１１０ｃを有する円筒状であるため、空気は、第２バルブ部１１０内を通って、開口部５５ｂから、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に流れる。
【０１１７】
バルブアクチュエータ５３によってメイン通路５５内におけるバルブ体１００の位置を制御することにより、仕切壁５２ｄと第１バルブ部１０１との隙間（接続空間５５ｅの一部）に形成される流路の面積を調整することができる。これにより、空気通路５６から第１空間５５ｃ内へ流れる空気の流量を調整することができる。したがって、バイパス通路５１を介して吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に供給される空気の量を調整することができる。
【０１１８】
このように、吸気通路２０内の空気が第１空間５５ｃを通って第２空間５５ｄ内に流入する量を制御可能な位置に、第１バルブ部１０１（バルブ体１００）が位置付けられている状態を、バイパス空気量制御状態という。
【０１１９】
（バイパス空気量全開状態）
バルブアクチュエータ５３によって回転軸５３ａがさらに回転することにより、バルブ体１００が、メイン通路５５内の図９に示す位置に位置付けられる。バルブ体１００が図９に示す位置に位置付けられている場合、第２バルブ部１１０は、仕切壁５２ｄの第２空間５５ｄ側の側面に当たる。このとき、仕切壁５２ｄによって形成された接続空間５５ｅ内には、少なくとも接続部１２０の一部が位置付けられる。
【０１２０】
これにより、仕切壁５２ｄの内面と接続部１２０との間には、図８に示す仕切壁５２ｄの内面と縮径部１０４との隙間よりも大きな隙間が形成される。すなわち、第１空間５５ｃから第２空間５５ｄへ流れる空気の流路面積が増大する。よって、空気通路５６からメイン通路５５の第１空間５５ｃ内へ流れ込む空気の量は、図８に示す状態よりも多い。第１空間５５ｃ内に流入した空気は、前記隙間を通って第２空間５５ｄ内に流れ込む。第２空間５５ｄ内に流れ込んだ空気は、第２バルブ部１１０の内部を通過した後、メイン通路５５の開口部５５ｂを介して、空気通路５６におけるスロットル弁４１よりも下流側に流れる。
【０１２１】
なお、バルブ体１００が図９に示す位置に位置付けられている場合、還流通路入口部５７ａは、第２バルブ部１１０の側面によって塞がれている。よって、第２空間５５ｄ内に排気ガスは流れない。
【０１２２】
本実施形態によれば、スロットル弁４１をバイパスするバイパス通路５１の一部を構成する第１通路５８の流路面積と、排気ガスを吸気通路２０に還流させる排気ガス還流通路６１に繋がる第２通路５９の流路面積とを、バルブアクチュエータ５３によって駆動されるバルブ体１００によって調整することができる。これにより、バルブ装置２の部品数を削減することができる。したがって、バルブ装置２をコンパクトな構成にすることができる。
【０１２３】
よって、スロットル弁４１が機械的に駆動される構成においても、排気ガスをバイパス通路５１に還流させるＥＧＲをコンパクトな構成によって実現することができる。すなわち、スロットル弁４１の周りの構成の大型化を抑制しつつ、燃費向上を図れる。
【０１２４】
本実施形態によれば、バルブ体１００は、メイン通路５５内を一方向に移動する間に、第１バルブ部１０１が第１通路５８の流路面積を増大させる一方、第２バルブ部１１０が第２通路５９の流路面積を減少させる。これにより、メイン通路５５内でのバルブ体１００の移動に応じて、第１通路５８及び第２通路５９のそれぞれの流路面積を変えることができる。
【０１２５】
本実施形態によれば、バルブ体１００は、メイン通路５５内を前記一方向とは反対方向に移動する間に、第１バルブ部１０１が第１通路５８の流路面積を減少させる一方、第２バルブ部１１０が第２通路５９の流路面積を増大させる。これにより、メイン通路５５内でのバルブ体１００の移動に応じて、第１通路５８及び第２通路５９のそれぞれの流路面積を変えることができる。
【０１２６】
本実施形態によれば、メイン通路５５におけるバルブ体１００の移動範囲は、第１バルブ部１０１が第１通路５８の流路面積を調整する第１移動範囲Ｚと、該第１移動範囲とは重ならない移動範囲で第２バルブ部１１０が第２通路５９の流路面積を調整する第２移動範囲Ｘとを含む。
【０１２７】
これにより、第１バルブ部１０１による第１通路５８の流路面積の調整と、第２バルブ部１１０による第２通路５９の流路面積の調整とを、独立して行うことができる。したがって、吸気通路２０においてスロットル弁４１をバイパスする空気の流量と、吸気通路２０に還流される排気ガスの流量とを、それぞれ精度良く制御することができる。
【０１２８】
本実施形態によれば、バルブ体１００は、メイン通路５５内で移動する際に、第１バルブ部１０１が第１通路５８の流路面積を調整している間は、第２バルブ部１１０が第２通路５９を閉じていて、第２バルブ部１１０が第２通路５９の開口面積を調整している間は、第１バルブ部１０１が第１通路５８を閉じている。
【０１２９】
これにより、第１バルブ部１０１による第１通路５８の流路面積の調整と、第２バルブ部１１０による第２通路５９の流路面積の調整とを、より確実に独立で行うことができる。
【０１３０】
本実施形態によれば、第１通路５８及び第２通路５９は、それらの出口側（開口部５５ｂ側）に共通の通路を有するように接続されている。このように、第１通路５８及び第２通路５９の一部を共通化することにより、バルブ装置２の小型化を図れる。
【０１３１】
本実施形態によれば、還流通路入口部５７ａは、メイン通路５５において、流入通路入口部５６ａよりも通路出口側（開口部５５ｂ側）に設けられている。バルブ体１００は、第１バルブ部１０１と第２バルブ部１１０とが直列に接続されている。第２バルブ部１１０は、バルブ体１００における開口部５５ｂ側に配置されている。
【０１３２】
これにより、メイン通路５５内を排気ガスが流れる範囲を短くすることができる。よって、メイン通路５５を構成する貫通穴５２ａの壁面に排気ガス中の粒子状物質等が付着することを抑制することができる。したがって、メイン通路５５内を気体が効率良く流れることができる。
【０１３３】
本実施形態によれば、第２バルブ部１１０は、筒状に形成されていて、第１バルブ部１０１側の端部には、開口１１０ｃを形成しつつ第１バルブ部１０１を接続するためのリブ１１０ｂが設けられているとともに、側面には、第２バルブ部１１０がメイン通路５５内で第２通路５９の流路面積を調整する位置に位置付けられた際に還流通路入口部５７ａと繋がる開口部１１０ａが設けられている。
【０１３４】
第１バルブ部１０１は、円筒状の第２バルブ部１１０の端部に設けられたリブ１１０ｂに接続されるため、第１バルブ部１０１と第２バルブ部１１０とを直列に接続する構成を実現しつつ、メイン通路５５内の空気の流れが妨げられることを防止できる。すなわち、第１バルブ部１０１を通過してメイン通路５５内を流れる空気は、第２バルブ部１１０の開口１１０ｃから第２バルブ部１１０内に流入する。前記空気は、第２バルブ部１１０内を通過した後、メイン通路５５の開口部５５ｂを通過して、吸気通路２０におけるスロットル弁４１よりも下流側に流れる。これにより、第１バルブ部１０１を通過した空気の流れが、第２バルブ部１１０によって妨げられることを防止できる。
【０１３５】
また、第２バルブ部１１０の側面には開口部１１０ａが設けられているため、第２バルブ部１１０がメイン通路５５内で第２通路５９の流路面積を調整する位置に位置付けられた際に、還流通路入口部５７ａから第２バルブ部１１０内に排気ガスが流入する。
【０１３６】
したがって、上述の構成により、第１通路５８及び第２通路５９の流路面積の調整を、直列に接続された第１バルブ部１０１及び第２バルブ部１１０を有するバルブ体１００によって行うことが可能になる。
【０１３７】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【０１３８】
前記実施形態では、ＥＧＲの一例としてクールドＥＧＲについて説明したが、エンジンユニット１は、エンジンから排出された排気ガスを冷却しないＥＧＲを実行可能であってもよい。
【０１３９】
本実施形態では、バルブボディ５２の第１空間５５ｃに対して空気通路５６が接続されているとともに、第２空間５５ｄに対して排気ガス通路５７が接続されている。しかしながら、第１空間５５ｃに対して排気ガス通路５７を接続するとともに、第２空間５５ｄに対して空気通路５６を接続してもよい。
【０１４０】
前記実施形態では、メイン通路５５において、第２バルブ部１１０が配置される第２空間５５ｄは、仕切壁５２ｄよりも一方側に位置し、第１バルブ部１０１が配置される第１空間５５ｃは、仕切壁５２ｄよりも他方側に位置する。しかしながら、メイン通路５５において、第２空間５５ｄが仕切壁５２ｄよりも他方側に位置し、第１空間５５ｃが仕切壁５２ｄよりも一方側に位置してもよい。
【０１４１】
前記実施形態では、第１空間５５ｃ及び第２空間５５ｄは、断面円形状の空間である。しかしながら、第１空間５５ｃ及び第２空間５５ｄは、断面四角形状など、他の断面形状であってもよい。また、第１空間５５ｃ及び第２空間５５ｄは、異なる直径を有していてもよい。
【０１４２】
前記実施形態では、バルブ装置２の動作の説明において、図５から図９に示すようにバルブ体１００の位置が変化した場合を説明した。しかしながら、メイン通路５５内でのバルブ体１００の位置は、エンジン１０の運転状態に応じて変化するため、図５から図９に示す順番には限定されない。
【０１４３】
前記実施形態では、バルブ体１００の第１バルブ部１０１及び第２バルブ部１１０は、バルブボディ５２のメイン通路５５内を往復移動する。しかしながら、図１０に示すように、第２バルブ部２１０は、メイン通路５５の第２空間５５ｄ内で回転可能に構成されていてもよい。すなわち、第２バルブ部２１０は、回転軸５３ａと回転可能に接続されている。第２バルブ部２１０は、回転軸５３ａの回転によって第１バルブ部２０１の段差部２０１ａが仕切壁５２ｄに接触した状態で、回転軸５３ａとともに回転する。
【０１４４】
以上の構成により、第２バルブ部２１０は、第１バルブ部２０１によって第１空間５５ｃと第２空間５５ｄとの間の接続空間５５ｅを塞いだ状態で、第２空間５５ｄ内で回転する。第２バルブ部２１０の回転によって、第２バルブ部２１０に設けられた開口部２１０ａが還流通路入口部５７ａに対して第２バルブ部２１０の周方向に相対的に移動する。これにより、第２バルブ部２１０の開口部２１０ａと還流通路入口部５７ａとが繋がる部分の面積が変化する。したがって、第２バルブ部２１０の回転によって、排気ガス通路５７から開口部２１０ａを介して第２バルブ部２１０の内方に流入する排気ガスの流量を調整することができる。
【図１】
0006788009.tif 000002
【図２】
0006788009.tif 000003
【図３】
0006788009.tif 000004
【図４】
0006788009.tif 000005
【図５】
0006788009.tif 000006
【図６】
0006788009.tif 000007
【図７】
0006788009.tif 000008
【図８】
0006788009.tif 000009
【図９】
0006788009.tif 000010
【図１０】
0006788009.tif 000011