(57)【要約】【課題】常閉型の第１弁体駆動部４および常開型の第２弁体駆動部５を備えたＥＧＲバルブ１において、デポジットによるバルブ３１の固着を防止でき、リニアソレノイド２１に起磁力が発生しなくなる故障が発生した場合でも、エンジン始動時に、バルブ３１が全開状態とならず、エンジンの始動性を確保する。【解決手段】エンジン停止時には、第１、第２圧力室５１、５２内に共に大気圧を導入してダイヤフラム９を図示下方に弾性変形させて複数個のバルブ３１を半開状態で開弁することで、デポジットによる、複数個のバルブ３１の、複数個のシート部１１での固着を防止できる。また、エンジン始動時には、第１圧力室５１内に負圧を導入してダイヤフラム９を図示上方に弾性変形させて複数個のバルブ３１を全閉状態とすることで、仮にリニアソレノイド２１に起磁力が発生しなくなる故障が発生した場合でも、エンジンの始動性を確保できる。【選択図】        図１
2004340053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスの一部を内燃機関への吸入空気に混入させて、排気ガス中の有害物質を低減する排気ガス再循環装置に適用されて、
吸入空気に混入させる排気ガスの流量を調整する排気ガス再循環装置用バルブであって、
（ａ）内部を排気ガスが通過する弁孔、およびこの弁孔の周囲に環状のシート部を有するハウジングと、
（ｂ）前記シート部より離座することで前記弁孔を開弁し、且つ前記シート部に着座することで前記弁孔を閉弁する弁体と、
（ｃ）通電されると起磁力を発生する電磁コイルを有し、
内燃機関の運転中に、前記電磁コイルに発生する起磁力に応じて前記弁体を全閉位置から全開位置までの使用範囲内で閉弁または開弁させる常閉型の第１弁体駆動手段と、
（ｄ）内燃機関の運転停止時に、前記弁体を全閉位置と全開位置との間の中間位置にて開弁させ、且つ内燃機関の運転開始時に、前記弁体を全閉位置にて閉弁させる常開型の第２弁体駆動手段と
を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置用バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス再循環装置用バルブにおいて、
前記第１弁体駆動手段は、前記電磁コイルが発生する起磁力によって吸引されて、前記弁体と連動して往復方向に移動する可動体、前記弁体を閉弁方向に付勢する第１弁体付勢手段、およびこの第１弁体付勢手段の付勢力よりも小さく、前記弁体を開弁方向に付勢する第２弁体付勢手段を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置用バルブ。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガス再循環装置用バルブにおいて、
前記第２弁体駆動手段は、前記弁体を開弁方向に付勢する第３弁体付勢手段、および内燃機関の運転停止時に、前記第３弁体付勢手段の付勢力を前記弁体に作用させ、且つ内燃機関の運転開始時に、前記第３弁体付勢手段の付勢力を前記弁体より解除する弁体付勢解除手段を有し、
前記第１弁体付勢手段の付勢力は、前記第２弁体付勢手段の付勢力と前記第３弁体付勢手段の付勢力との合力よりも小さいことを特徴とする排気ガス再循環装置用バルブ。
【請求項４】
請求項３に記載の排気ガス再循環装置用バルブにおいて、
前記弁体付勢解除手段は、前記ハウジング内に形成される内部空間を、２つの第１、第２圧力室に気密的に区画するダイヤフラム、前記第３弁体付勢手段の付勢力が常時作用すると共に、前記ダイヤフラムと一体的に動作する第１可動プレート、およびこの第１可動プレートに接離自在に連結すると共に、前記弁体と一体的に動作する第２可動プレートを有し、
前記第１可動プレートは、前記第１圧力室の内部圧力と前記第２圧力室の内部圧力とが略一致している時に、前記第２可動プレートに接触して前記第２可動プレートを介して前記第３弁体付勢手段の付勢力を前記弁体に作用させ、
前記第１圧力室の内部圧力と前記第２圧力室の内部圧力との圧力差が所定値以上の時に、前記第２可動プレートより離間して第３弁体付勢手段の付勢力を前記弁体より解除することを特徴とする排気ガス再循環装置用バルブ。
【請求項５】
請求項４に記載の排気ガス再循環装置用バルブにおいて、
前記第１圧力室は、前記第２圧力室よりも前記弁体の移動方向の閉弁側に位置すると共に、内燃機関の運転開始時には、大気圧よりも低い空気圧が作用し、内燃機関の運転停止時には、大気圧と同等の空気圧が作用し、
前記第２圧力室は、前記第１圧力室よりも前記弁体の移動方向の開弁側に位置すると共に、内燃機関の運転開始時および内燃機関の運転停止時には、大気圧と同等の空気圧が作用することを特徴とする排気ガス再循環装置用バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気ガスの一部を吸気管内に再循環させるようにした排気ガス再循環装置に適用されて、吸気管内に混入させる排気ガスの流量を調整する排気ガス再循環装置用バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば排気ガス再循環装置とは、内燃機関の排気ガスの一部を吸入空気中に混入させることにより、最高燃焼温度を低下させ、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減を図るシステムである。しかし、内燃機関の排気ガスの一部を吸入空気中に混入させる場合には、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うので、吸気管内に還流させる排気ガスの流量（ＥＧＲ量）を調整する必要がある。
【０００３】
そこで、従来より、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路の開度を調節して、吸気管内に還流させる排気ガスの流量（ＥＧＲ量）を調整する排気ガス再循環装置用バルブ（ＥＧＲバルブ）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。このＥＧＲバルブとしては、常閉型の弁体駆動部（アクチュエータ）を備えたノーマリクローズタイプの電磁式流量制御弁が一般的に用いられている。
【０００４】
これは、例えば図３に示したように、排気ガス還流管の上流側の排気ガス還流路と排気ガス還流管の下流側の排気ガス還流路とを連通する複数の弁孔１０１を有するバルブハウジング１０２と、このバルブハウジング１０２内において軸方向に往復移動可能に設けられて、複数の弁孔１０１の開口面積を連続的に可変することが可能な複数個のポペットバルブ（弁体）１０３と、これらのポペットバルブ１０３を一体的に動作させるバルブシャフト１０４と、複数個のポペットバルブ１０３およびバルブシャフト１０４を開弁方向に駆動する常閉型の弁体駆動部（アクチュエータ）１０５と、複数個のポペットバルブ１０３およびバルブシャフト１０４を閉弁方向に付勢するコイルスプリング１０６とを備えている。
【０００５】
なお、弁体駆動部１０５は、通電されると起磁力を発生する電磁コイル（リニアソレノイド）１１１、この電磁コイル１１１が発生する起磁力によって吸引される可動コア１１２、この可動コア１１２と一体的に動作すると共に、バルブシャフト１０４と連動して往復方向に移動するソレノイドシャフト１１３、および複数個のポペットバルブ１０３、バルブシャフト１０４、可動コア１１２、ソレノイドシャフト１１３を開弁方向に付勢するコイルスプリング１１４等から構成されている。
【０００６】
一方、エンジンの運転時、特にアイドル運転時におけるエンジン停止を防ぐフェイルセーフのため、電磁コイルの断線故障や、この電磁コイルに電力を供給するワイヤーハーネスの断線故障等による弁体駆動部の動作不良時においても、弁体を開弁させ所定の流量の吸入空気をエンジンに吸入させることが可能な常開型の弁体駆動部（アクチュエータ）を備えたノーマリオープンタイプの電磁式流量制御弁を使用したアイドルスピードコントロールバルブが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２５０４６８号公報（第１−５頁、図１−図３）
【特許文献２】
特開平１０−４７５２３号公報（第１−８頁、図１−図５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献１に記載の、複数個のポペットバルブ１０３およびバルブシャフト１０４を備えたポペット弁タイプのＥＧＲバルブにおいて、従来のノーマリクローズタイプの電磁式流量制御弁では、高温で軟化し常温で硬化するような粘着性デポジットが複数個のポペットバルブ１０３、あるいはこれらのポペットバルブ１０３が着座する複数のシート部１０７に付着すると、エンジン停止後に、ＥＧＲバルブの温度が常温になった時に、複数個のポペットバルブ１０３の回りでデポジットが固まり強力な固着力が発生する可能性がある。
【０００９】
このデポジットによる複数個のポペットバルブ１０３のシート部１０７での固着に対して、シート部から複数個のポペットバルブ１０３を引き剥がすために大きな駆動力、すなわち、大きな起磁力が必要となり、電磁コイル１１１の巻き数の増大化または電磁コイル１１１の線径の増大化により電磁コイル１１１の外径が大型化して、ＥＧＲバルブの体格、特に常閉型の弁体駆動部１０５の体格が大きくなってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、複数個のポペットバルブ１０３のシート部１０７での固着を防止することを目的として、特許文献１に記載のＥＧＲバルブに、特許文献２に記載の常開型の弁体駆動部の機構を追加して、ＥＧＲバルブを、ノーマリオープンタイプの電磁式流量制御弁とすることが考えられる。このように、ＥＧＲバルブを、ノーマリオープンタイプの電磁式流量制御弁とすることによって、エンジン停止時にバルブが開いた状態でデポジットが硬化するため、複数個のポペットバルブ１０３のシート部１０７での固着を防止することができる。
【００１１】
しかるに、ＥＧＲバルブを、ノーマリオープンタイプの電磁式流量制御弁とすると、常開型の弁体駆動部（アクチュエータ）の駆動力、すなわち、電磁コイルに起磁力が発生しなくなる故障（電磁コイルの断線故障や、電磁弁駆動回路と電磁コイルとを結線するワイヤーハーネスの断線故障等）が発生した場合に、複数個のポペットバルブ１０３が全開状態となってしまい、ＥＧＲガスが多量にエンジンに導入され、エンジン始動が不可能になってしまうという問題が発生する。
【００１２】
【発明の目的】
本発明の目的は、デポジットによる弁体の固着を防止でき、電磁コイルに起磁力が発生しなくなる故障が発生した場合でも、内燃機関の運転開始時に、弁体が全開状態とならず、内燃機関の始動性を確保することのできる排気ガス再循環装置用バルブを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の運転中に、電磁コイルに発生する起磁力に応じて弁体を全閉位置から全開位置までの使用範囲内で閉弁または開弁させる常閉型の第１弁体駆動手段と、内燃機関の運転開始時に、弁体を全閉位置にて閉弁させる常開型の第２弁体駆動手段とを設けたことにより、電磁コイルに起磁力が発生しなくなる故障が発生した場合でも、内燃機関の運転開始時に、弁体が全開状態とならず、内燃機関の始動性を確保することができる。
【００１４】
また、内燃機関の運転停止時に、弁体を全閉位置と全開位置との間の中間位置にて開弁させる常開型の第２弁体駆動手段とを設けたことにより、デポジットによる弁体のシート部での固着力が低下するので、シート部から弁体を引き剥がすために大きな駆動力、すなわち、大きな起磁力が必要とならない。それによって、電磁コイルの巻き数の増大化または電磁コイルの線径の増大化により電磁コイルの外径が大型化して、常閉型の第１弁体駆動手段の体格が大きくなってしまう不具合を解消することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、常閉型の第１弁体駆動手段に、電磁コイルが発生する起磁力によって吸引される可動体、弁体を閉弁方向に付勢する第１弁体付勢手段、および弁体を開弁方向に付勢する第２弁体付勢手段を設けている。そして、第２弁体付勢手段の付勢力を第１弁体付勢手段の付勢力よりも小さく設定したことにより、内燃機関の運転中に、電磁コイルに発生する起磁力に応じて弁体を全閉位置から全開位置までの使用範囲内で閉弁または開弁させることができる。すなわち、電磁コイルに発生する起磁力が所定値よりも大きい場合には、第１弁体付勢手段の付勢力に抗して可動体および弁体が往復方向の一方側（開弁方向）に移動してハウジングのシート部より離座することで、ハウジングの弁孔が開放される（開弁する）。また、電磁コイルに発生する起磁力が所定値以下に小さい場合には、第１弁体付勢手段の付勢力によって可動体および弁体が往復方向の他方側（閉弁方向）に移動してハウジングのシート部に着座することで、ハウジングの弁孔が閉塞される（閉弁する）。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、常開型の第２弁体駆動手段に、弁体を開弁方向に付勢する第３弁体付勢手段、および内燃機関の運転停止時に、第３弁体付勢手段の付勢力を弁体に作用させ（付与し）、且つ内燃機関の運転開始時に、第３弁体付勢手段の付勢力を弁体より解除する弁体付勢解除手段を設けている。そして、第１弁体付勢手段の付勢力を、第２弁体付勢手段の付勢力と第３弁体付勢手段の付勢力との合力よりも小さく設定したことにより、内燃機関の運転停止時に、弁体を全閉位置と全開位置との間の中間位置にて確実に開弁させることができる。それによって、内燃機関の運転停止時に、弁体またはシート部にデポジットが付着しても、弁体とシート部との間に強力な固着力が発生することはない。
【００１７】
また、内燃機関の運転開始時に、第３弁体付勢手段の付勢力を弁体より解除する弁体付勢解除手段を設けている。そして、第２弁体付勢手段の付勢力を第１弁体付勢手段の付勢力よりも小さく設定したことにより、電磁コイルに発生する起磁力が所定値以下に小さい場合、すなわち、内燃機関の運転開始時には、第１弁体付勢手段の付勢力によって可動体および弁体が往復方向の他方側（閉弁方向）に移動してハウジングのシート部に着座することで、ハウジングの弁孔が閉塞される（閉弁する）。それによって、電磁コイルに起磁力が発生しなくなる故障が発生した場合でも、内燃機関の運転開始時に、弁体が全開状態とならず、内燃機関の始動性を向上できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、内燃機関の運転停止時、すなわち、第１圧力室の内部圧力と第２圧力室の内部圧力とが略一致している場合には、第２弁体付勢手段によってダイヤフラムが軸方向の一方側に変位することで、第３弁体付勢手段の付勢力が常時作用すると共に、ダイヤフラムと一体的に動作する第１可動プレートが第２可動プレートに接触する。これにより、第２可動プレートを介して第３弁体付勢手段の付勢力が弁体に作用（付与）するので、内燃機関の運転停止時に、弁体を全閉位置と全開位置との間の中間位置にて開弁させることができる。
【００１９】
また、内燃機関の運転開始時、すなわち、第１圧力室の内部圧力と第２圧力室の内部圧力との圧力差が所定値以上の場合には、第１弁体付勢手段の付勢力と第１圧力室の内部圧力と第２圧力室の内部圧力との圧力差とによってダイヤフラムが軸方向の他方側に変位することで、上記の第１可動プレートが第２可動プレートより離間する。これにより、第３弁体付勢手段の付勢力が弁体より解除するので、内燃機関の運転開始時に、第１弁体付勢手段の付勢力によって弁体を閉弁させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、内燃機関の運転開始時には、第２圧力室よりも弁体の移動方向の閉弁側に位置する第１圧力室に大気圧よりも低い空気圧が作用すると共に、第１圧力室よりも弁体の移動方向の開弁側に位置する第２圧力室に大気圧と同等の空気圧が作用するため、第１圧力室の内部圧力と第２圧力室の内部圧力との圧力差が所定値以上となる。これにより、ダイヤフラムが軸方向の他方側、つまり弁体の移動方向の閉弁側に変位することで、ダイヤフラムと一体的に動作する第１可動プレートが第２可動プレートより離間する。
【００２１】
また、内燃機関の運転停止時には、第１圧力室および第２圧力室に大気圧と同等の空気圧が作用するため、第１圧力室の内部圧力と第２圧力室の内部圧力とが略一致する。これにより、ダイヤフラムが軸方向の一方側、つまり弁体の移動方向の開弁側に変位することで、ダイヤフラムと一体的に動作する第１可動プレートが第２可動プレートに接触する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［実施形態の構成］
図１および図２は本発明の実施形態を示したもので、図１はエンジン停止時のＥＧＲバルブを示した図で、図２はエンジン始動時のＥＧＲバルブを示した図である。
【００２３】
本実施形態の内燃機関用排気ガス再循環装置は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）の排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を、吸気管に再循環させるための排気ガス還流管と、この排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路の開口面積（開度）を連続的に可変する排気ガス再循環装置用バルブ（以下ＥＧＲバルブと呼ぶ）１と、このＥＧＲバルブ１に電磁弁駆動電流を印加する電磁弁駆動回路（図示せず）と、リフトセンサ２によって検出された実リフト量とエンジンの運転状態に応じて設定された目標リフト量との偏差に基づく駆動電流値を電磁弁駆動回路を介してＥＧＲバルブ１に印加することで、ＥＧＲガスの排気還流量（ＥＧＲ量）をフィードバック制御するエンジン制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）とを備えている。
【００２４】
本実施形態のＥＧＲバルブ１は、リフトセンサ２を一体的に備えた電磁式流量制御弁であって、図１および図２において図示下部側に設けられた弁本体３、図１および図２において図示上部側に設けられた常閉型の第１弁体駆動部（本発明の第１弁体駆動手段に相当する）４、弁本体３と第１弁体駆動部４との間に設けられた常開型の第２弁体駆動部（本発明の第２弁体駆動手段に相当する）５、および円板型の弁体を閉弁方向に付勢する第１コイルスプリング６等から構成されている。なお、ＥＧＲバルブ１のハウジングは、排気ガス還流管の一部を構成するバルブハウジング３２、およびこのバルブハウジング３２の図示上端面との間に内部空間を形成する略円環形状のボデースペーサ３３等によって構成されている。
【００２５】
弁本体３は、１本のバルブシャフト３０の外周に取り付けられた円板型の弁体としてのダブルポペットバルブ（以下複数個のバルブと言う）３１と、バルブシャフト３０を摺動自在に保持するバルブハウジング３２とを備えている。そのバルブハウジング３２には、内部を排気ガスが通過する複数個の弁孔１０、およびこれらの弁孔１０の周囲に円環状のシート部（弁座）１１が設けられている。複数個の弁孔１０は、バルブハウジング３２内に形成される上流側の排気ガス還流路１２と下流側の排気ガス還流路１３とを連通するように、複数個のシート部１１内に形成されている。
【００２６】
複数個のシート部１１は、排気ガス還流路１２と排気ガス還流路１３とを区画する区画壁に一体的に組み付けられている。また、バルブハウジング３２の図示上部側には、バルブシャフト３０を図示上下方向（往復方向）に摺動自在に支持するための円筒状の軸受１４が装着されている。また、バルブハウジング３２の図示下部には、図示下方側の第２の排気ガス還流路１３に連通する開口部１５が形成されており、その開口部１５は、プラグ１６によって気密的に閉塞されている。
【００２７】
バルブシャフト３０は、複数個のバルブ３１と一体的に動作するもので、外周にＥＧＲガス中のデポジットが、軸受１４の内周とバルブシャフト３０の外周との間に形成される軸受け部に侵入することを抑制するためのカップ状のスリーブ１７が装着されている。なお、バルブハウジング３２の図示上方側の第１の排気ガス還流路１３の天井壁面には、スリーブ１７の内径に入り込みＥＧＲガスがバルブシャフト３０に直接当たることを防止するための円筒状のガイド１８が装着されている。これらのスリーブ１７とガイド１８とによりＥＧＲガス中のデポジットが上記の軸受け部に侵入することを抑制している。
【００２８】
複数個のバルブ３１は、例えばステンレス鋼等の円環状金属体で、バルブシャフト３０の外周に溶接等の手段を用いて取り付けられており、複数個のシート部１１より離座することで複数個の弁孔１０を開弁し、且つ複数個のシート部１１に着座することで複数個の弁孔１０を閉弁する。なお、複数個のバルブ３１のうちの図示上方側の第１のバルブ３１は、図示下方側の第２のバルブ３１と排気ガス還流路１２の直径程度の間隔を隔ててバルブシャフト３０の外周に取り付けられている。
【００２９】
第１弁体駆動部４は、リニアソレノイド（本発明の電磁コイルに相当する）２１、このリニアソレノイド２１が発生する起磁力によって固定鉄心（ステータ）２４に吸引される可動鉄心（プランジャ）である可動コア（本発明の可動体に相当する）２２、ヨーク２３および固定鉄心２４と共に磁気回路を形成するステータ２５、可動コア２２と一体的に動作するソレノイドシャフト２６、および複数個のバルブ３１を開弁方向に付勢する第２コイルスプリング７等から構成されるリニアアクチュエータである。
【００３０】
リニアソレノイド２１は、駆動電流値の増加に伴い、起磁力が連続的に増加するもので、略円筒状のヨーク２３内に保持された略円筒状のコイルボビン２７の外周に、絶縁被膜を施した巻線（導線）を所定の巻き回数だけ巻回されている。このリニアソレノイド２１の両端末線は、円環状のセンサハウジング（樹脂成形品）２８を介してターミナル（外部接続端子）２９に接続されており、電磁弁駆動回路を介してＥＣＵに電気的に接続されている。なお、センサハウジング２８の図示上端面には、複数個のバルブ３１のリフト量を検出するリフトセンサ２が一体的に形成されている。また、センサハウジング２８には、ターミナル２９を保持すると共に、ワイヤハーネス（電源側導電体）を介して電磁弁駆動回路に電気的に接続させるためのコネクタ２０が一体的に形成されている。
【００３１】
可動コア２２は、略円筒形状の磁性材料製で、ソレノイドシャフト２６の外周に圧入する円環状の固定部、およびこの固定部の外周部分より図示上方に延びる円筒状部を有し、第２コイルスプリング７の付勢力によってバルブ開弁方向（図示下方）に付勢している。なお、可動コア２２内には、第２コイルスプリング７を収容する第２スプリング室が形成されている。また、ヨーク２３は、略円筒形状の磁性材料製である。このヨーク２３の図示下端部には、バルブハウジング３２の図示上端部に設けられた複数の締結部３５、ボデースペーサ３３の外周部に設けられた複数の締結部３６にボルト等のスクリュー３４を用いて締め付け固定される締結部３７が形成されている。
【００３２】
固定鉄心２４は、略円筒形状の磁性材料製で、円環状の吸引部、この吸引部の外周部分より図示上方に延びる延長部、吸引部の外周部分より図示下方に延びる円筒状部、およびこの円筒状部の外周部分より半径方向に延びる円環状部を有している。なお、延長部は、可動コア２２の側面への磁束漏れを少なくすると同時に、可動コア２２のストローク方向（移動方向、図示下方向）への磁束分配量が多くなるようにテーパ状（略円錐形状）に形成されている。また、固定鉄心２４の吸引部の内周側には、ソレノイドシャフト２６を図示上下方向（往復方向）に摺動自在に支持するための円筒状の軸受３９が装着されている。
【００３３】
ステータ２５は、略円筒形状の磁性材料製で、第２コイルスプリング７のコイル内径側を保持する第１円筒状部、この第１円筒状部の外周側に設けられた第２円筒状部、第１円筒状部と第２円筒状部とを連結する円環状部、および第２円筒状部の外周部分より半径方向に延びる鍔状部（フランジ部）を有している。第１円筒状部の内側には、ソレノイドシャフト２６を図示上下方向（往復方向）に摺動自在に支持するための円筒状の軸受３８が装着されている。また、ソレノイドシャフト２６は、バルブシャフト３０の図示上端部に当接することで、可動コア２２の移動量をバルブシャフト３０を介して複数個のバルブ３１に伝達する伝達手段である。
【００３４】
第２弁体駆動部５は、複数個のバルブ３１を開弁方向に付勢する第３コイルスプリング８、およびエンジン停止時に、第３コイルスプリング８の付勢力をバルブシャフト３０および複数個のバルブ３１に作用させ、且つエンジン始動時およびエンジン運転中に、第３コイルスプリング８の付勢力をバルブシャフト３０および複数個のバルブ３１より解除する弁体付勢解除手段を有するダブルポペットバルブオープナ機構（エンジン停止時弁体開弁機構）である。
【００３５】
本実施形態の弁体付勢解除手段は、バルブハウジング３２の図示上端面とボデースペーサ３３の図示下端面との間に形成される内部空間を、２つの第１、第２圧力室５１、５２に気密的に区画するダイヤフラム９およびガスシール５３、５４、ダイヤフラム９と一体的に軸方向に往復変位する第１可動プレート４１、バルブシャフト３０および複数個のバルブ３１と一体的に軸方向に往復移動する第２可動プレート（リテーナ）４２、および第１コイルスプリング６とガスシール５４を保持するリテーナ４３等から構成されている。
【００３６】
バルブハウジング３２には、第２圧力室５２と大気側とを連通する大気開放孔６２が形成されている。また、ボデースペーサ３３の連通孔６１には、第１圧力室５１と大気圧負圧切替弁（図示せず）とを連通する連通路６３を形成する円管状の連通パイプ６４の一端部が差し込まれている。ここで、大気圧負圧切替弁は、大気圧よりも低い圧力（負圧）を発生する負圧源となるバキュームポンプ（図示せず）から第１圧力室５１内に負圧を導入する負圧導入モードと、図示しない大気開放ポートから大気圧を第１圧力室５１内に導入する大気圧導入モードとを切り替えるもので、エンジン始動時およびエンジン運転中は負圧導入モードに設定され、また、エンジン停止時には大気圧導入モードに設定される。なお、連通パイプ６４の他端部を吸気管に接続して、エンジン始動時およびエンジン運転中に第１圧力室５１内に負圧を導入するようにしても良い。
【００３７】
第１可動プレート４１は、ダイヤフラム９の軸方向の変位位置に応じて第２可動プレート４２に接離自在に連結するものであって、第３コイルスプリング８のコイル外径側を保持する第１円筒状部、この円筒状部の図示下方側の内周に設けられた内周突起、第１円筒状部の図示下方側の外周部分より半径方向に延びる円環状部、この円環状部の外周部分より図示下方に延びる第２円筒状部、この第２円筒状部の図示下方側の外周部分より半径方向に延びる鍔状部（フランジ部）を有している。この第１可動プレート４１の内周突起には、第３コイルスプリング８の付勢力が常時作用している。なお、第１可動プレート４１の第１円筒状部内には、第３コイルスプリング８を収容する第３スプリング室が形成されている。
【００３８】
第２可動プレート４２は、バルブシャフト３０の外周、特にバルブシャフト３０の図示上端側の径小部の外周に摺動自在に保持されて、常時は第１コイルスプリング６の付勢力によってバルブシャフト３０の図示上端側の径大部（鍔状部）に押し付けられる円環状部を有している。なお、第２可動プレート４２の円環状部の内周部をバルブシャフト３０の径小部の外周に固定しても良い。あるいは、第２可動プレート４２の円環状部の内周部をバルブシャフト３０の径小部の外周に一体的に形成しても良い。この第２可動プレート４２の円環状部には、第１コイルスプリング６の付勢力（バルブシャフト３０および複数個のバルブ３１を閉弁方向、図示上方に付勢する付勢力）が常時作用している。
また、リテーナ４３は、バルブハウジング３２の第２圧力室５２の底壁面に圧入される円環状部、この円環状部の外周部分より図示上方に延びる円筒状部、およびバルブシャフト３０の外周との間にガスシール５４を装着するためのシール固定部を有している。
【００３９】
第１コイルスプリング６は、バルブシャフト３０、複数個のバルブ３１、可動コア２２およびソレノイドシャフト２６を閉弁方向、つまり図示上方に付勢する第１弁体付勢手段である。この第１コイルスプリング６は、バルブシャフト３０の外周側に配設されており、一端部（図示上端部）が第２可動プレート４２の円環状部の図示下端面に保持され、且つ他端部（図示下端部）がリテーナ４３の円環状部の図示上端面に保持されている。
【００４０】
第２コイルスプリング７は、バルブシャフト３０、複数個のバルブ３１、可動コア２２およびソレノイドシャフト２６を開弁方向、つまり図示下方に付勢する第２弁体付勢手段である。この第２コイルスプリング７は、可動コア２２の円筒状部の内周とステータ２５の第１円筒状部の外周との間に形成される円筒状空間内に配設されており、一端部（図示上端部）がステータ２５の円環状部の図示下端面に保持され、且つ他端部（図示下端部）が可動コア２２の固定部の図示上端面に保持されている。
【００４１】
第３コイルスプリング８は、バルブシャフト３０、複数個のバルブ３１を開弁方向、つまり図示下方に付勢する第３弁体付勢手段である。この第３コイルスプリング８は、ソレノイドシャフト２６の外周と第１可動プレート４１の第１円筒状部の内周との間に形成される円筒状空間内に配設されており、一端部（図示上端部）が固定鉄心２４の吸引部の図示下端面に保持され、且つ他端部（図示下端部）が第１可動プレート４１の内周凸部の図示上端面に保持されている。
【００４２】
ここで、本実施形態では、第１コイルスプリング６の付勢力（バルブシャフト３０および複数個のバルブ３１を閉弁方向、図示上方に付勢する付勢力）を、第２コイルスプリング７の付勢力（バルブシャフト３０および複数個のバルブ３１を開弁方向、図示下方に付勢する付勢力）よりも大きくなるように設定している。また、本実施形態では、第１コイルスプリング６の付勢力を、第２コイルスプリング７の付勢力と第３コイルスプリング８の付勢力との合力よりも小さくなるように設定している。
【００４３】
ダイヤフラム９は、略円環形状で、薄膜状のゴム系弾性体であって、内周部が第１可動プレート４１のフランジ部の図示上端面に気密的に固着され、且つ外周部がバルブハウジング３２の図示上端面とボデースペーサ３３の図示下端面との間に形成される周方向の溝部内に気密的に挟み込まれて固着されている。第１圧力室５１は、可動コア２２と複数個のバルブ３１との間で、且つ第２圧力室５２よりも複数個のバルブ３１の移動方向の閉弁側に位置するように設けられている。
【００４４】
また、第２圧力室５２は、可動コア２２と複数個のバルブ３１との間で、且つ第１圧力室５１よりも複数個のバルブ３１の移動方向の開弁側に位置するように設けられている。なお、第２圧力室５２には、第１コイルスプリング６を収容する第１スプリング室が形成されている。そして、ガスシール５３は、第１可動プレート４１の円筒状部の外周と固定鉄心２４の円筒状部の内周との間に装着されている。また、ガスシール５４は、バルブシャフト３０の外周とリテーナ４３の内周との間に装着されている。
【００４５】
したがって、エンジン始動時には、大気圧よりも低い空気圧である負圧が第１圧力室５１内に導入され、大気圧が第２圧力室５２内に導入されることで、第１圧力室５１の内部圧力と第２圧力室５２の内部圧力との圧力差が所定値以上、すなわち、第１圧力室５１の内部圧力よりも第２圧力室５２の内部圧力の方が大気圧と負圧との圧力差分だけ所定値以上大きくなる。これにより、ダイヤフラム９は、第１、第２圧力室５１、５２間の圧力差によって図示上方に弾性変形して、第１可動プレート４１を第２可動プレート４２から離間させることが可能となる（エンジン始動時第３コイルスプリング付勢解除モード）。
【００４６】
また、エンジン停止時には、大気圧が第１、第２圧力室５１、５２内に共に導入されることで、第１圧力室５１の内部圧力と第２圧力室５２の内部圧力とが略一致する。これにより、ダイヤフラム９は、第２コイルスプリング７と第３コイルスプリング８の付勢力によって図示下方に弾性変形して、第１可動プレート４１を第２可動プレート４２に接触させることが可能となる（エンジン停止時ノーマリハーフオープンモード）。
【００４７】
［実施形態の作用］
次に、本実施形態のＥＧＲバルブ１の作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。
【００４８】
イ）エンジン停止時
エンジン停止時には、大気圧負圧切替弁が大気圧導入モードに設定される。これにより、大気圧が大気圧負圧切替弁に設けた大気開放ポートから連通パイプ６４内に形成された連通路６３を経て第１圧力室５１内に導入される。一方、第２圧力室５２内には、バルブハウジング３２に形成された大気開放孔６２から大気圧が常時導入されている。
【００４９】
したがって、本実施形態の常開型の第２弁体駆動部５のダイヤフラム９およびガスシール５３、５４によって気密的に区画された第１、第２圧力室５１、５２内には、共に大気圧が導入されるため、第１圧力室５１の内部圧力と第２圧力室５２の内部圧力とが略一致することになる。これにより、第２、第３コイルスプリング７、８の付勢力によってダイヤフラム９が軸方向の図示下方側に弾性変形するため、ダイヤフラム９と一体的に動作する第１可動プレート４１も軸方向の図示下方側に移動する。それによって、第１可動プレート４１の円環状部の図示下端面が第２可動プレート４２の円環状部の図示上端面に接触することで、第３コイルスプリング８の付勢力がバルブシャフト３０および複数個のバルブ３１に作用する。
【００５０】
このとき、第１コイルスプリング６の付勢力は、第２コイルスプリング７の付勢力と第３コイルスプリング８の付勢力との合力よりも小さくなるように設定されている。これにより、第１、第２可動プレート４１、４２を介してバルブシャフト３０に作用する第３コイルスプリング８の付勢力によってバルブシャフト３０が軸方向の図示下方側に所定のストローク量だけストロークするため、バルブシャフト３０と一体的に動作する複数個のバルブ３１が、複数個のシート部１１より所定のリフト量だけ離座することで、複数個の弁孔１０が開放される（エンジン停止時ノーマリハーフオープンモード：図１参照）。
【００５１】
ここで、可動コア２２およびソレノイドシャフト２６は、第２コイルスプリング７の付勢力によってバルブシャフト３０側に付勢されているので、可動コア２２およびソレノイドシャフト２６もバルブシャフト３０および複数個のバルブ３１と一緒に軸方向の図示下方側に所定のストローク量だけストロークする。なお、バルブシャフト３０のストローク量および複数個のバルブ３１のリフト量は、第１コイルスプリング６の付勢力と、第２コイルスプリング７の付勢力と第３コイルスプリング８の付勢力との合力とによって決まる。本実施形態では、複数個のバルブ３１を、エンジン停止時に、全閉位置と全開位置との間の中間位置（例えば半開位置）にて開弁（半開：ハーフオープン）させることができる。
【００５２】
ところで、従来より、ブローバイガス中には、大量のエンジンオイル（潤滑油）が含まれているので、ブローバイガスを吸気管に吸い込ませるブローバイガス還流装置がディーゼルエンジン等のエンジンに取り付けられている。これにより、吸気管内に形成される吸気通路や、この吸気通路に連通する排気ガス還流管の排気ガス還流路１２、１３内には、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイルが霧状（ミスト状）に漂っている。このため、エンジン停止後に、吸気管、排気ガス還流管やＥＧＲバルブ１の温度が低下することにより、吸気管や排気ガス還流管の通路壁面に付着した霧状のエンジンオイルが凝縮液化してオイルミストとなり、そのオイルミストが重力によって吸気管や排気ガス還流管の通路壁面を伝って図示下方側（天地方向の地方向側）に流れていく。
【００５３】
このとき、オイルミストが天地方向の地方向側に位置するシート部１１に集まる可能性があるが、エンジン停止時にバルブ３１が開いた状態でオイルミストが硬化してデポジット化するため、複数個のバルブ３１の、複数個のシート部１１での固着を防止することができる。
【００５４】
ロ）エンジン始動時
エンジン始動時には、大気圧負圧切替弁が負圧導入モードに設定される。これにより、負圧がバキュームポンプから連通パイプ６４内に形成された連通路６３を経て第１圧力室５１内に導入される。一方、第２圧力室５２内には、バルブハウジング３２に形成された大気開放孔６２から大気圧が常時導入されている。
【００５５】
したがって、第１圧力室５１内に負圧が導入され、第２圧力室５２内に大気圧が導入されるため、第１圧力室５１の内部圧力と第２圧力室５２の内部圧力との圧力差が所定値以上、すなわち、第１圧力室５１の内部圧力よりも第２圧力室５２の内部圧力の方が大気圧と負圧との圧力差分だけ所定値以上大きくなる。これにより、第１、第２圧力室５１、５２間の圧力差（ダイヤフラム９の弾性変形力）および第３コイルスプリング８の付勢力によってダイヤフラム９が軸方向の図示上方側に弾性変形するため、ダイヤフラム９と一体的に動作する第１可動プレート４１も軸方向の図示上方側に移動する。それによって、第１可動プレート４１の円環状部の図示下端面が第２可動プレート４２の円環状部の図示上端面から離間することで、第３コイルスプリング８による、複数個のバルブ３１の開弁方向の付勢が解除される。すなわち、第３コイルスプリング８の付勢力がキャンセルされる。
【００５６】
これにより、第１、第２可動プレート４１、４２を介してバルブシャフト３０に第３コイルスプリング８の付勢力が作用しなくなる。このとき、第１コイルスプリング６の付勢力は、第２コイルスプリング７の付勢力よりも大きくなるように設定されている。このため、第１コイルスプリング６の付勢力によって可動コア２２、ソレノイドシャフト２６およびバルブシャフト３０が軸方向の図示上方側に所定のストローク量だけストロークするため、バルブシャフト３０と一体的に動作する複数個のバルブ３１が、複数個のシート部１１に着座することで、複数個の弁孔１０が閉塞される（エンジン始動時第３コイルスプリング付勢解除モード：図２参照）。
【００５７】
したがって、仮に常開型の第１弁体駆動部４の駆動力、すなわち、リニアソレノイド２１に起磁力が発生しなくなる故障（リニアソレノイド２１の断線故障や、電磁弁駆動回路とリニアソレノイド２１とを結線するワイヤーハーネスの断線故障等）が発生した場合でも、エンジン始動時には複数個のバルブ３１が全閉状態となるため、排気還流ガス（ＥＧＲガス）が多量にエンジンに導入されず、エンジン始動が不可能になる可能性はない。
【００５８】
ハ）エンジン運転時
エンジンの運転が開始されると、シリンダヘッドの吸気ポートに設置された吸気バルブが開かれ、エアクリーナで濾過された空気が、スロットルボデーを通って吸気管で各気筒のインテークマニホールドに分配され、各気筒内に吸入される。そして、エンジンでは、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこに燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、各気筒内で燃えた燃焼ガスは、シリンダヘッドの排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、排気管を経て排出される。
【００５９】
このとき、ターミナル２９を介してリニアソレノイド２１が通電されると、可動コア２２、ヨーク２３、固定鉄心２４、ステータ２５が磁化される。これにより、リニアソレノイド２１に発生する起磁力に応じて、可動コア２２が固定鉄心２４の吸引部に吸引されるので、可動コア２２が所定のストローク量だけ図示下方にストロークする。
【００６０】
したがって、可動コア２２およびこの可動コア２２と一体的に動作するソレノイドシャフト２６が第１コイルスプリング６の付勢力に抗して、また、第２コイルスプリング７の付勢力の助けを受けて所定のストローク量だけ図示下方にストロークすることで、バルブシャフト３０が軸方向の図示下方側に所定のストローク量だけストロークする。このため、バルブシャフト３０と一体的に動作する複数個のバルブ３１が、複数個のシート部１１より所定のリフト量だけ離座することで、複数個の弁孔１０が開放される。
【００６１】
すると、エンジンの排気ガスの一部が、排気還流ガス（ＥＧＲガス）となって、排気ガス還流管の複数個の弁孔１０よりも上流側の排気ガス還流路１２、複数個の弁孔１０、複数個の弁孔１０よりも下流側の排気ガス還流路１３を通って吸気管内に形成される吸気通路内に流入する。そして、ＥＧＲガスは、エアクリーナからの吸入空気と混合される。以上のように、エンジンの排気ガスの一部を吸入空気中に混入させることにより、最高燃焼温度を低下させ、且つ排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減を図ることができる。
【００６２】
なお、本実施形態の常閉型の第１弁体駆動部４は、ターミナル２９を介してリニアソレノイド２１に印加する駆動電流値が大きい程、リニアソレノイド２１に発生する起磁力が大きくなり、可動コア２２、ソレノイドシャフト２６、バルブシャフト３０のストローク量（軸方向の移動距離）および複数個のバルブ３１のリフト量（軸方向の移動距離）を大きくすることができるので、ＥＧＲガスの量は駆動電流値を調整することで調節することができる。したがって、エンジン運転中には、エンジンの運転状態に応じてリニアソレノイド２１に発生する起磁力を増減することで、複数個のバルブ３１を全閉位置から全開位置までの使用範囲内で閉弁または開弁させることができる。
【００６３】
［実施形態の効果］
以上のように、本実施形態のＥＧＲバルブ１は、リニアソレノイド２１に発生する起磁力に応じて複数個のバルブ３１を全閉位置から全開位置までの使用範囲内で閉弁または開弁させるための常閉型の第１弁体駆動部４と、リニアソレノイド２１の非通電時に複数個のバルブ３１を半開状態に開弁させるための常開型の第２弁体駆動部５を備えている。
【００６４】
したがって、リニアソレノイド２１の非通電時（エンジン停止時）に、複数個のバルブ３１を半開状態で開弁することで、オイルミストが複数個のシート部１１で硬化してデポジット化しても、複数個のバルブ３１の、複数個のシート部１１での固着を防止することができる。また、エンジン始動時には、複数個のバルブ３１を全閉状態とすることで、仮に常開型の第１弁体駆動部４の駆動力、すなわち、リニアソレノイド２１に起磁力が発生しなくなる故障（リニアソレノイド２１の断線故障や、電磁弁駆動回路とリニアソレノイド２１とを結線するワイヤーハーネスの断線故障等）が発生した場合でも、ＥＧＲガスが多量にエンジンに導入されず、エンジンの始動性を向上することができる。
【００６５】
また、エンジン始動時およびエンジン運転中に第１圧力室５１内に負圧を導入して常開型の第２弁体駆動部５をキャンセルした状態（第１可動プレート４１と第２可動プレート４２とを離間させた状態）、すなわち、第３コイルスプリング８による複数個のバルブ３１の開弁方向の付勢をキャンセルした状態では、ダブルポペットバルブオープナ機構を構成する第３コイルスプリング８、ダイヤフラム９、第１可動プレート４１およびガスシール５３、５４は、弁本体３の可動部分である可動コア２２およびソレノイドシャフト２６と、常閉型の第１弁体駆動部４の可動部分であるバルブシャフト３０および複数個のバルブ３１から完全に切り離されることになる。
【００６６】
これにより、本実施形態のダブルポペットバルブオープナ機構を構成する第３コイルスプリング８、ダイヤフラム９、第１可動プレート４１およびガスシール５３、５４による作動性阻害の影響は全くない。したがって、ＥＧＲバルブ１の作動中には、リニアソレノイド２１に発生する起磁力を増減することで、複数個のバルブ３１を全閉位置から全開位置までの使用範囲内でダブルポペットバルブオープナ機構の影響を受けることなくスムーズに閉弁または開弁させることができる。
【００６７】
［他の実施形態］
本実施形態では、エンジンの排気管と吸気管とを連通する排気ガス還流管の途中にＥＧＲバルブ１を設置したが、排気ガス還流管と排気管またはエキゾーストマニホールドとの結合部にＥＧＲバルブ１を設置しても良い。また、排気ガス還流管と吸気管またはインテークマニホールドとの結合部にＥＧＲバルブ１を設置しても良い。さらに、本実施形態では、弁体としてダブルポペットバルブ３１を使用しているが、弁体として１個または３個以上のポペットバルブを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン停止時のＥＧＲバルブを示した断面図である（実施形態）。
【図２】エンジン始動時のＥＧＲバルブを示した断面図である（実施形態）。
【図３】排気ガス再循環装置用バルブを示した断面図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１  ＥＧＲバルブ（排気ガス再循環装置用バルブ）
３  弁本体
４  第１弁体駆動部（第１弁体駆動手段）
５  第２弁体駆動部（第２弁体駆動手段）
６  第１コイルスプリング（第１弁体付勢手段）
７  第２コイルスプリング（第２弁体付勢手段）
８  第３コイルスプリング（第３弁体付勢手段）
９  ダイヤフラム
１０  弁孔
１１  シート部
１２  排気ガス還流路
１３  排気ガス還流路
２１  リニアソレノイド（電磁コイル）
２２  可動コア（可動体）
２６  ソレノイドシャフト
３０  バルブシャフト
３１  ダブルポペットバルブ（弁体）
３２  バルブハウジング（ハウジング）
３３  ボデースペーサ（ハウジング）
４１  第１可動プレート
４２  第２可動プレート
５１  第１圧力室
５２  第２圧力室
【図１】
2004340053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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