(57)【要約】【課題】排気ガス再循環バルブの弁体の開閉動作の作動性を向上させるとともに、構造の簡素化を図る。【解決手段】排気ガスが連通する入口ポート３０と出口ポート３２とが形成された弁基部２２と、前記弁基部２２の上部に連結され、内部に駆動部２６が配設されるハウジング２４と、前記駆動部２６の駆動作用下に回動し、軸線方向に沿って変位する駆動軸６４と、前記駆動軸６４を支持する第１ガイド部材８２と、前記駆動軸６４と連結部６９を介して一体的に嵌合される弁軸６８と、前記弁軸６８の先端部に連結され、排気ガスが連通する弁座３８を開閉する弁体９２とを備える。【選択図】図１
2004052647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの循環通路と前記通路内に設けられる弁座とを有する弁基部と、
前記弁座に離間・着座することにより前記通路を開閉する弁体と、
前記弁体に一端部が連結される弁軸と、
前記弁基部と連結されるハウジング内部の空間部に配設される駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する駆動軸と、
前記弁軸と駆動軸とを一体的に連結する連結部と、
からなる排気ガス再循環バルブであって、
前記駆動部側に前記駆動軸を軸線方向に沿って変位自在に支持するガイド部材を設けるとともに、前記連結部を前記ガイド部材と前記弁座との間の前記空間部に配設することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項２】
請求項１記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記ガイド部材は、前記駆動部の内部に複数設けられ、前記駆動軸の一端部と他端部とをそれぞれ支持することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項３】
請求項１記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記連結部は、前記弁軸と前記駆動軸との半径方向の移動を規制する嵌合部と、
前記駆動軸と前記弁軸との軸線方向の移動を規制する係止フランジ部と、
前記弁軸と前記駆動軸との間に介装され、前記弁軸と前記駆動軸とを離間させる方向に付勢するばね部材と、
を備え、
前記弁体が前記駆動部に向かって変位して弁開状態となる場合、前記ばね部材のばね力を前記駆動部の駆動作用下による前記駆動軸の押圧力より大きく設定することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項４】
請求項３記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記嵌合部は、前記駆動軸の端部に形成される嵌合孔に前記弁軸の端部が嵌合されることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項５】
請求項３記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記係止フランジ部は、前記駆動軸の端部に形成される嵌合孔の内周面の環状溝と前記弁軸の外周面の環状溝との間にわたって挿入される係止部材からなることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項６】
請求項１記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記弁基部と前記ハウジングとを隔離するカバー部材と前記弁軸に形成される拡径部との間にばね部材を介装することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【請求項７】
請求項１記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記弁軸は、前記駆動部の駆動作用下に前記駆動部とは反対の方向に向かって変位して前記弁体が前記弁座に着座することを特徴とする排気ガス再循環バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス再循環バルブに関し、一層詳細には、軸線方向に変位する弁軸を支持する弁軸ガイドを不要とし、弁軸の変位動作の信頼性を向上させた排気ガス再循環バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、内燃機関から排出される有害成分を除去するために、排気ガス再循環バルブが用いられている。この排気ガス再循環バルブは、内燃機関から排出される排気ガスを吸気系に再循環させ、前記排気ガス中に含まれるＮＯｘ等の有害成分を減少させるために、前記内燃機関の吸気系と排気系とを連通させる機能を有する。
【０００３】
一般的に、排気ガス再循環バルブは、内燃機関の吸気系と排気系とを連通させる再循環通路を開閉する弁本体と、コイルに通電しロータに発生する電磁力によって、前記弁本体に連結された弁軸を駆動して変位動作を行う駆動装置とから構成される。前記駆動装置には、ソレノイド式やステップ式モータが採用されている。ソレノイド式は、電流が供給されるコイルに生じる励磁作用下に弁体を変位させ、前記弁体の変位量を検出するための変位検出手段を有している。
【０００４】
一方、ステップ式モータは、供給される電源のパルス数によって駆動軸の回転数を検出することにより弁体の変位量を把握することができるため、弁軸の変位検出手段が不要となる。そのため、一般的には、ステップ式モータはソレノイド式よりも構成を簡素化することができる。
【０００５】
例えば、特開平第５−２７０２３号公報には、この種の従来技術に係るステップ式モータが採用された電動制御弁装置が開示されている。図９に示すように、この電動制御弁装置１では、入力ポート２と出力ポート３とを連通する還流通路４を有するハウジング５と、前記ハウジング５の上部に連結されるモータハウジング６と、前記モータハウジング６の内部に設けられ、電気信号によって回転駆動するステップ式モータ７と、前記モータ７の内部に螺合され、前記モータ７の回転運動を直線運動に変換するモータシャフト８と、前記モータシャフト８にジョイント９を介して一体的に連結されるバルブシャフト１０と、前記バルブシャフト１０の一端部に設けられ、モータ７の回転作用下に前記還流通路４内に設けられるバルブシート１１を開閉するバルブ１２とからなる。
【０００６】
前記バルブシャフト１０には、モータシャフト８が連結される他端部側にスプリングホルダ１３ａが設けられ、前記スプリングホルダ１３ａとハウジング５との間に介装されるリターンスプリング１４によって前記バルブ１２が閉弁する方向に付勢されている。なお、前記バルブシャフト１０は、ハウジング５の内部に装着されたブッシュ１５ａによって軸線方向に沿って支持されている。
【０００７】
また、前記モータシャフト８の一端部に設けられたスプリングホルダ１３ｂとモータハウジング６との間にはスプリング１６が介装され、モータシャフト８を下方に変位させる方向に付勢している。なお、前記モータシャフト８は、モータハウジング６の内部に装着されたブッシュ１５ｂによって軸線方向に沿って支持されている。
【０００８】
さらに、２つのブッシュ１５ａ、１５ｂによってモータシャフト８とバルブシャフト１０とをそれぞれガイドし、バルブシャフト１０と一体的に連結されるバルブ１２をバルブシート１１に着座するように設けている。前記バルブシャフト１０を支持しているブッシュ１５ａは、排気ガスが連通するハウジング５側に設けられているため、弁開状態において高温の排気ガスに晒される状態におかれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る電動制御弁装置１においては、バルブシャフト１０の外周面に排気ガスによってカーボン等が付着するため、該バルブシャフト１０が軸線方向に沿って変位する際にブッシュ１５ａとバルブシャフト１０との間における摺動抵抗が大きくなり、前記バルブシャフト１０を円滑に摺動させることが困難となる。
【００１０】
そのため、バルブシャフト１０を確実に弁閉状態とするためにリターンスプリング１４を設け、前記摺動抵抗に抗するように前記リターンスプリング１４のばね力を予め大きく設定している。そのため、部品点数が増大して構成が複雑化するとともに、バルブシャフト１０を弁開させる際のモータ７の駆動力を前記リターンスプリング１４のばね力に打ち勝つように大きくする必要があるため、前記モータ７を大型化する必要があるという問題がある。
【００１１】
また、前記ブッシュ１５ａは、該バルブ１２が弁開状態において排気ガスによって高温に晒されるため、摺動性、耐熱性、焼付きが生じにくい材質（例えば、カーボングラファイト焼結材）によって形成する必要があるが、前記材質はコストが高いため電動制御弁装置１の全体のコストが高くなるという問題がある。
【００１２】
さらに、モータシャフト８とバルブシャフト１０とを別体構造とし、前記モータシャフト８とバルブシャフト１０とをジョイント９を介して連結しているが、ジョイント９によるバルブシャフト１０の軸線方向および径方向に対する規制が不充分であるため、図示しないエンジンの振動等の影響下にバルブシャフト１０が軸線方向と略直交する方向にがたつくおそれがあり、バルブシャフト１０に連結されたバルブ１２をバルブシート１１に対して確実に着座させることが困難であるという問題がある。また、長年の使用によって前記がたつきが大きくなることにより耐久性が低下するおそれがある。
【００１３】
本発明は、前記の種々の問題等を考慮してなされたものであり、弁軸を支持する弁軸ガイドをなくし、弁軸の変位動作をより一層円滑にすることにより駆動部の小型化、且つ製造コストの低減を図ることが可能な排気ガス再循環バルブを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、排気ガスの循環通路と前記通路内に設けられる弁座とを有する弁基部と、
前記弁座に離間・着座することにより前記通路を開閉する弁体と、
前記弁体に一端部が連結される弁軸と、
前記弁基部と連結されるハウジング内部の空間部に配設される駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する駆動軸と、
前記弁軸と駆動軸とを一体的に連結する連結部と、
からなる排気ガス再循環バルブであって、
前記駆動部側に前記駆動軸を軸線方向に沿って変位自在に支持するガイド部材を設けるとともに、前記連結部を前記ガイド部材と前記弁座との間の前記空間部に配設することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、駆動部の駆動作用下に軸線方向に沿って変位する駆動軸に連結部を介して弁軸を一体的に連結し、弁軸の一端部に連結された弁体によって循環通路を開閉している。その際、前記連結部によって一体的に連結されている前記駆動軸および弁軸は、駆動部に装着されたガイド部材によって駆動軸のみが軸線方向に沿って支持されている。従って、弁基部側で弁軸がガイドされていないため該弁軸が軸線方向に沿って変位する際の摺動抵抗がなく、弁体をより一層円滑に変位させることができるとともに、弁軸を支持する部材が不要となるため製造コストの低減を図ることができる。
【００１６】
また、前記ガイド部材を前記駆動部の内部に複数設け、前記駆動軸の一端部と他端部とをそれぞれ支持することにより、複数のガイド部材によって前記駆動軸がより一層確実にガイドされるため、駆動軸の倒れを抑制することができ、前記駆動軸と一体的に変位する弁体を正確に弁座に対して着座させることができる。
【００１７】
さらに、前記連結部に前記弁軸と前記駆動軸との半径方向の移動を規制する嵌合部と、前記駆動軸と前記弁軸との軸線方向の移動を規制する係止フランジ部と、前記弁軸と前記駆動軸との間に介装され、前記弁軸と前記駆動軸とを離間させる方向に付勢するばね部材と、を備え、前記弁体が前記駆動部に向かって変位して弁開状態となる場合、前記ばね部材のばね力を前記駆動部の駆動作用下による前記駆動軸の押圧力より大きく設定することにより、嵌合部、係止フランジ部、および弁軸と駆動軸とを離間させる方向にばね力を付与するため、ばね部材によって連結部における弁軸および駆動軸との間に生じるがたつきが抑制され、駆動軸に対する弁軸の同芯度および直角度を高精度に保持することができる。この結果、弁軸に連結される弁体を弁座に正確に着座させることができる。
【００１８】
また、前記嵌合部の前記駆動軸の端部に形成される嵌合孔に前記弁軸の端部が嵌合する構成を採用する。このため、駆動軸に対して弁軸が半径方向へ変位することを規制することができる。
【００１９】
さらにまた、前記係止フランジ部を、前記駆動軸の端部に形成される嵌合孔の内周面の環状溝と前記弁軸の外周面の環状溝との間にわたって挿入される係止部材とすることにより、簡便に前記駆動軸と前記弁軸とを一体的に連結することができる。
【００２０】
またさらに、前記弁基部と前記ハウジングとを隔離するカバー部材と前記弁軸に形成される拡径部との間にばね部材を介装することにより、前記カバー部材を介してハウジングの内部へ排気ガスが漏出することを好適に防止することができる。
【００２１】
しかも、前記弁軸が前記駆動部の駆動作用下に前記駆動部とは反対の方向に向かって変位して前記弁体を前記弁座に着座させることにより、前記駆動軸に対して弁軸を一体的に組み付けた後にハウジングに弁基部を載置することが可能であるため、組み付け作業を簡便に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る排気ガス再循環バルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２３】
図１において、参照符号２０は、本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す。
【００２４】
排気ガス再循環バルブ２０は、図１に示されるように、図示しない内燃機関から排出された排気ガスを吸気系に再循環させる通路が形成される弁基部２２と、前記弁基部２２の上部に連結される円筒状のハウジング２４と、前記ハウジング２４の内部に設けられる駆動部２６と、前記駆動部２６の駆動作用下に排気ガスの連通状態を相互に切り換える弁機構部２８とからなる。
【００２５】
前記弁基部２２は、下面の略中央部に図示しない内燃機関の排気系と接続される入口ポート（循環通路）３０が形成され、また、前記入口ポート３０より離間して図示しない内燃機関の吸気系に接続される出口ポート（循環通路）３２が形成されている。なお、前記入口ポート３０と出口ポート３２は、前記入口ポート３０の上部側に画成された弁孔（循環通路）３４と、出口ポート３２の上方に中央部に向かって円弧状に形成された再循環通路（循環通路）３６とによって連通される。
【００２６】
前記入口ポート３０には、環状の弁座３８が配設され、前記弁座３８の略中央の連通孔４０には、弁孔３４および入口ポート３０を挿通する後述する弁軸６８の先端部が挿入される。
【００２７】
前記弁基部２２とハウジング２４との接合面の略中央部には、前記弁軸６８が挿通される孔部４１を有する弁カバー４２が前記弁孔３４を閉塞するように挟持されている。なお、弁カバー４２は金属製材料からなり、前記弁軸６８と孔部４１との軸心は一致するように装着されている。
【００２８】
また、前記弁カバー４２より外周側には、環状のガスケット４４が前記弁基部２２とハウジング２４との間に挟持され、前記弁基部２２の内部と前記ハウジング２４の内部との気密を保持している。なお、前記弁基部２２と前記ハウジング２４とは、複数のねじ部材４６を介して一体的に連結されている。
【００２９】
前記弁基部２２の上部に連結されるハウジング２４の側面には、図示しない電源から駆動部２６に電流を供給するための図示しないコネクタが接続されるコネクタ接続部４８が形成されている。
【００３０】
また、前記ハウジング２４の上部には、ハウジングカバー５０が図示しない固定手段を介して装着され、前記ハウジングカバー５０の環状溝に装着されるシール部材５１によってハウジング２４の内部の気密を保持している。
【００３１】
前記駆動部２６には、例えば、ステッピングモータ５２が採用され、前記ステッピングモータ５２は、図示しない電源から供給される電流によって付勢・滅勢されるステータ５４と、ハウジング２４の内部の上下２箇所に装着された軸受５６ａ、５６ｂによって回動自在に支持され、図示しない電源から供給される電流の作用下に所定方向に回動する円筒状のロータ５８とからなる。前記ロータ５８の内部に形成されるねじ部６０には、後述する駆動軸６４が軸線方向に沿って変位自在に螺合されている。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０では、駆動部２６として電流によって回転駆動するステッピングモータ５２について説明しているが、前記ステッピングモータ５２に限定されるものではなく、前記ステッピングモータ５２の代わりに電流をコイルに供給することにより生じる励磁作用下に弁軸６８を軸線方向に沿って直線的に変位させるソレノイドを採用してもよい。
【００３３】
弁機構部２８は、図１および図２に示されるように、ハウジング２４の駆動部２６の下方に形成される空間部６２に配設され、前記ステッピングモータ５２のロータ５８に螺合されて軸線方向に沿って変位自在に設けられる駆動軸６４と、前記駆動軸６４に一体的に連結され、前記駆動軸６４の変位作用下に弁座３８に着座する弁軸６８と、前記駆動軸６４と弁軸６８とを一体的に連結する連結部６９と、前記駆動軸６４の下端部の外周に装着され、第１ばね部材７０の一端部を保持するばね受部材７２とからなる。なお、前記第１ばね部材７０は、前記ばね受部材７２と空間部６２の上面との間に介装され、駆動軸６４を開弁方向に付勢しているがこの逆でもよく、いずれか一方へ付勢することにより前記ロータ５８と前記駆動軸６４との間で生じるバックラッシュ（ガタ）を防止する。
【００３４】
また、前記ばね受部材７２は、縦断面略Ｃ字状に形成され、駆動軸６４の軸線に直交する横方向から該駆動軸６４の外周に形成される第１環状溝７４に装着されている。
【００３５】
さらに、前記ばね受部材７２の外周部は直交上方向に突出して形成されているため、第１ばね部材７０がばね受部材７２の上面より脱落することがなく、第１ばね部材７０の一端部を確実に保持することができるとともに、第１ばね部材７０のばね力によってばね受部材７２が下方に押圧されるため、前記ばね受部材７２が第１環状溝７４から脱抜することがない。なお、前記ばね受部材７２の代わりに駆動軸６４の外周を拡径したばね座を設け、第１ばね部材７０の一端部を保持するようにしてもよい。
【００３６】
また、ハウジング２４に画成される前記空間部６２は、一側面側に外部と連通する開口部７６を有するとともに、前記開口部７６と対向する反対の側面には、冷却用通路７８が形成され、前記開口部７６と同様に外部を連通している。すなわち、開口部７６および冷却用通路７８を介して空間部６２に常に外気が流入するため、排気ガスに晒されて高温となる弁軸６８を冷却することができる。
【００３７】
駆動軸６４は、ロータ５８のねじ部６０に螺合されるとともに、ハウジング２４の略中央部の貫通孔８０に装着される円筒状の第１ガイド部材８２によって軸線方向に変位自在に保持されている。前記駆動軸６４は前記第１ガイド部材８２によって支持されているため、前記駆動軸６４の軸心と弁座３８の連通孔４０の軸心との軸線と直交する方向へのずれから定義される同芯度と、該駆動軸６４の軸心と弁座３８の上面に対する直交状態から定義される直角度とを高精度に保持することができる。そして、駆動軸６４の前記同芯度および直角度を高精度に保持することにより、該駆動軸６４に一体的に連結される弁軸６８を弁座３８に対して直交させて正確に着座させることができる。なお、前記駆動軸６４は、図示しない回り止め手段によって前記ロータ５８に伴って一体的に回動することが防止されている。
【００３８】
また、後述する第１ガイド部材８２の空間部６２側に設けられる端部には、拡径した保持部６５が形成され、この保持部６５の外周近傍に第１ばね部材７０の他端部側が係合されている。そのため、第１ばね部材７０の他端部がハウジング２４の上面に好適に規制される。
【００３９】
そして、図２に示されるように、前記駆動軸６４の下方側に形成される連結孔（嵌合孔）６６には、弁軸６８の上部が嵌合されている。すなわち、弁軸６８は、駆動軸６４に対して径方向に規制された状態となる。
【００４０】
さらに、前記弁軸６８の上部の外周には、第２環状溝８４を介して縮径自在に形成されるクリップ（係止部材）８６が装着され、前記クリップ８６は、弁軸６８の第２環状溝８４と、連結孔６６の内周面に形成された第３環状溝８８との間に係合されることにより、前記駆動軸６４と前記弁軸６８とを軸線方向に一体的に連結している。ここで、前記第２および第３環状溝８４、８８の軸線方向に沿ったそれぞれの高さは、クリップ８６の軸線方向に沿った厚さより大きく形成される。すなわち、前記クリップ８６は、第２および第３環状溝８４、８８の間で軸線方向に所定距離だけ変位することができるように装着されている。
【００４１】
前記クリップ８６を前記第２および第３環状溝８４、８８に装着するには、まず弁軸６８の第２環状溝８４に予めクリップ８６を装着し、その状態で弁軸６８の一端部を連結孔６６に挿入する。その際、前記クリップ８６は、径方向に縮径自在に形成されているため、連結孔６６の内周面によって押圧され、クリップ８６が第２環状溝８４の内部に収納される。前記クリップ８６が連結孔６６の第３環状溝８８に対向する位置まで挿入されると、前記クリップ８６が半径外方向に拡径して元の形状に復帰する。そして、拡径した前記クリップ８６が連結孔６６の第３環状溝８８の内部に挿入されることにより、弁軸６８と駆動軸６４とが一体的に係合される。
【００４２】
さらに、前記連結孔６６に挿入された弁軸６８の上面と連結孔６６との間のクリアランス８９には、第２ばね部材（ばね部材）９０が前記弁軸６８を駆動軸６４から離間する方向に付勢するように介装されている。なお、前記第２ばね部材９０のばね力Ａは、ステッピングモータ５２の駆動作用下に下方に変位する際の駆動軸６４の押圧力Ｂより大きく（Ａ＞Ｂ）設定されている（図４Ａ〜図４Ｃ参照）。すなわち、前記第２ばね部材９０のばね力によって駆動軸６４と弁軸６８とが離間する方向に付勢され、且つ前記ばね力が駆動軸６４の下方への押圧力より大きく設定されているため、図４Ａ〜図４Ｃに示されるように、弁体９２が弁座３８に着座する前、弁体９２が弁座３８に着座した時、弁体９２が着座した後に駆動軸６４がさらに回動した際のいずれの場合においても、駆動軸６４と弁軸６８との離間距離、すなわちクリアランス８９（図２、図３参照）が常に一定間隔に保持される。
【００４３】
また、エンジン等の振動に伴って弁軸６８が振動した際においても、前記弁軸６８に対する第２ばね部材９０の押圧力、および弁軸６８の一端部の連結孔６６への嵌合によって駆動軸６４に対する弁軸６８のがたつきが防止され、弁体９２を弁座３８に対して押圧して確実に着座させることができる。
【００４４】
図１に示されるように、前記弁軸６８の入口ポート３０側の下部には、該入口ポート３０の方向に向かって徐々に縮径するテーパ状の弁体９２が連結され、前記弁体９２が着座する前記弁座３８の連通孔４０は、前記弁体９２とは反対に入口ポート３０に向かって徐々に拡径するように形成されている。すなわち、前記弁体９２が弁座３８の連通孔４０に着座することによって前記入口ポート３０を閉塞することができる。なお、駆動軸６４の外周面に装着され、第１ばね部材７０の一端部を保持するばね受部材７２の代わりに、駆動軸６４の外周面から半径外方向に突出したフランジ部を設け、前記第１ばね部材７０の一端部を保持するようにしてもよい。
【００４５】
また、図３に示されるように、駆動軸６４ａの弁軸６８ａ側の端面に半径外方向に拡径して形成されるフランジ部９４ａと、弁軸６８ａの駆動軸６４ａと対向する端部に同様に形成されるフランジ部９４ｂとを半円状の一組の結合部材９６ａ、９６ｂによって軸線方向と略直交する方向から挟持し、複数のボルト９８ａ、９８ｂによって一体的に連結することによって、駆動軸６４ａと弁軸６８ａとを一体的に連結するようにしてもよい。その際、駆動軸６４ａのフランジ部９４ａと弁軸６８ａのフランジ部９４ｂとの間に第２ばね部材９０を介装することにより、駆動軸６４ａと弁軸６８ａとが常に所定間隔離間した状態に保持される。
【００４６】
本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４７】
図１は、弁体９２が弁座３８の連通孔４０に着座して、入口ポート３０と出口ポート３２との連通が遮断された弁閉状態を示している。
【００４８】
このような弁閉状態において、ハウジング２４のコネクタ接続部４８に接続された図示しないコネクタを介して図示しない電源よりステッピングモータ５２に電流が供給される。
【００４９】
前記電流がステータ５４に供給されることにより前記ステータ５４が励磁され、その励磁作用下にロータ５８が所定方向に回動する。そして、前記ロータ５８の中心に螺合された駆動軸６４が該ロータ５８の回動作用下にばね受部材７２と空間部６２の上面との間に介装された第１ばね部材７０のばね力に抗して軸線方向に沿って上方に変位する。すなわち、ロータ５８の回転運動が駆動軸６４の軸線に沿った直線運動に変換される。その際、前記駆動軸６４は、第１ガイド部材８２のガイド作用下に軸線方向に沿って変位し、第１ガイド部材８２によって弁座３８に対して駆動軸６４の軸心と弁座３８の連通孔４０の軸心とのズレ状態で定義される同芯度と、該駆動軸６４の軸心と弁座３８の上面に対する直交状態で定義される直角度とが高精度に保持されているため、軸線方向に沿って高精度に変位することができる。
【００５０】
そして、前記駆動軸６４の連結孔６６にクリップ８６を介して弁軸６８が挿入されているため、駆動軸６４が上方に変位する際、該弁軸６８も一体的に軸線方向に沿って上方に変位し、前記弁軸６８の弁体９２が上方に変位して弁座３８から離間することにより、入口ポート３０と出口ポート３２とが連通孔４０を介して連通した弁開状態となる。
【００５１】
その結果、入口ポート３０から流入する排気ガスが弁孔３４、再循環通路３６を介して出口ポート３２から排出される。
【００５２】
その際、高温の排気ガスが連通する弁孔３４に設けられている弁軸６８は、金属製材料から形成されているため、排気ガスの作用下に高温となるが、前記ハウジング２４の空間部６２の開口部７６および冷却用通路７８から流入する外気によって弁軸６８の上部が冷却されるため、該弁軸６８の温度を好適に低下させることができる。
【００５３】
次に、前記ステッピングモータ５２に供給される電流の極性を前記とは逆にすることにより、弁開する際とは反対方向に前記ロータ５８を回動させると、駆動軸６４が前記回動作用下に下方に変位する。その結果、弁軸６８も一体的に下方に変位するため弁体９２が弁座３８に着座し、連通孔４０を閉塞することにより入口ポート３０と出口ポート３２との連通状態が遮断された弁閉状態となる。なお、前記弁軸６８は駆動軸６４の連結孔６６に嵌合されることにより駆動軸６４と弁軸６８との同芯度と、第２ばね部材９０を介したクリップ８６と第２および第３環状溝８４、８８との係止により該弁軸６８の弁座３８の上面に対する直角度とが高精度に保持されているため、弁軸６８を弁座３８の連通孔４０に対して直交した状態で正確に着座させることができる。
【００５４】
また、第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０においては、図示しないエンジンを始動する際、弁体９２を弁座３８に突き当てた弁閉状態において、ステッピングモータ５２のパルス数と弁体９２の変位位置との関係を初期化して再設定している。そのため、弁軸６８または連結部６９の寸法誤差をキャンセルし、または脱調して本来のパルス数と弁体９２の変位位置との関係が変化した際においても、エンジンを始動する毎にステッピングモータ５２のパルス数と弁体９２の変位位置の関係とを初期化して再設定することによって前記パルス数と弁体９２の変位位置との関係の変化を修正することができる。
【００５５】
例えば、図５に示されるように、ステッピングモータ５２の駆動作用下に下方に変位する駆動軸６４の押圧力Ｃより第２ばね部材９０ａのばね力Ｄを小さく設定した際（Ｃ＞Ｄ）、図４Ｂに示されるように、弁体９２が弁座３８に着座すると、ステッピングモータ５２の駆動作用下に駆動軸６４が前記第２ばね部材９０ａのばね力Ｄに抗してさらに下方に変位する（図５参照）。その結果、図５に示されるように、前記駆動軸６４は、弁体９２が着座した時点よりさらに回動するため、その際の弁体９２が着座した変位位置と、本来、弁体９２が着座した際の変位位置との間に軸線方向にＥだけずれが生じるため、弁体９２の変位位置とステッピングモータ５２のパルス数によって規定される移動量とが一致しないという不具合がある。
【００５６】
しかしながら、第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０では、ステッピングモータ５２の駆動作用下に弁体９２が弁座３８に着座した後、さらにステッピングモータ５２によって駆動軸６４が下方に変位しようとした際においても、前記駆動軸６４の下方への押圧力Ｂより前記駆動軸６４と弁軸６８との間に介装された第２ばね部材９０のばね力Ａの方が大きく（Ａ＞Ｂ）設定されているため（図４Ａ〜図４Ｃ参照）、弁体９２が弁座３８に着座している際に駆動軸６４がさらに下方に変位することがない。その結果、常にステッピングモータ５２のパルス数と弁体９２の変位量とを確実に一致させることができるため、正確なイニシャライズを行うことが可能となる。
【００５７】
以上により第１の実施の形態では、駆動軸６４のみを第１ガイド部材８２で軸線方向に沿って変位自在に支持するとともに、前記弁軸６８を連結部６９を介して駆動軸６４と一体的に連結することにより、前記弁軸６８を軸線方向に沿って変位するようにしている。そのため、弁軸６８を支持する部材が不要となり、排気ガスが流通することによって付着するカーボン等が弁軸６８と前記支持する部材との間に進入して弁軸６８の摺動抵抗となることを防止することができる。その結果、弁軸６８が変位する際に摺動抵抗が生じないため該弁軸６８をより一層円滑に変位させることができる。また、弁軸６８を支持する部材が不要となるとともに、弁軸６８に採用される材質に摺動性を考慮する必要がなくなるため、より安価な材質を採用することができ、部品点数および製造コストの低減を図ることができる。
【００５８】
また、弁軸６８と駆動軸６４とを一体的に連結する際、第１ガイド部材８２によって支持されている駆動軸６４の連結孔６６に弁軸６８を嵌合することにより、前記駆動軸６４に対する弁軸６８の径方向の変位が規制される。また、第２ばね部材９０と第２および第３環状溝８４、８８とクリップ８６とを介して駆動軸６４と弁軸６８とを軸線方向に係合することにより、前記駆動軸６４に対する弁軸６８の軸線方向の変位が規制されるため、駆動軸６４に対して弁軸６８のがたつきが抑制され、弁軸６８の同芯度および直角度が高精度に保持される。なお、クリップ８６と第２および第３環状溝８４、８８は、フランジ部および係止部として機能している。その結果、弁軸６８を支持する部材を設けることなく、弁体９２が弁座３８に対して直交状態に保持され、弁体９２を弁座３８に対して正確に着座させることができるとともに、がたつきによる耐久性の低下を抑制することができる。なお、駆動軸６４は、ハウジング２４の弁軸６８との連結部６９の近傍でガイドされているため、弁軸６８の同芯度および直角度がより高精度に保持される。
【００５９】
さらに、軸線方向に変位する駆動軸６４および弁軸６８をハウジング２４の内部に配設された第１ガイド部材８２のみで支持しているため、弁軸６８を支持する部材による摺動抵抗がなく、弁軸６８の弁座３８からの離間方向へのもどり動作を保証するリターンスプリング１４（図９参照）が不要となる。そのため、弁機構部２８の構造を簡素化でき、排気ガス再循環バルブ２０の全体を小型化できるとともに、製造コストを削減することができる。
【００６０】
さらにまた、ステッピングモータ５２の回動作用下に弁軸６８を介して弁体９２を開閉動作させる際、前記弁軸６８を前記リターンスプリング１４のばね力に抗して変位、または保持させる必要がない。そのため、ステッピングモータ５２への駆動負荷を低減させて駆動力を小さくすることが可能となり、結局、ステッピングモータ５２の小型化を図ることができる。
【００６１】
さらにまた、弁軸６８を支持する部材が不要となるため、高温の排気ガスに晒される弁軸６８が前記支持する部材との間で焼付くことがない。そのため、摺動性、焼付きが生じにくい等の性質を有する高強度材を弁軸６８に採用する必要がなく、弁軸６８の製造コストを低減することができる。
【００６２】
さらにまた、ハウジング２４の側面に弁軸６８が配設される空間部６２に連通する開口部７６および冷却用通路７８を形成することにより、排気ガスによって高温になって弁軸６８を外部から流入する外気によって好適に低下させることができる。
【００６３】
次に、第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１００を図６に示す。なお、以下に示す第２および第３の実施の形態において、上述した第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
この第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１００では、図６に示されるように、ハウジング２４の上部に装着されるハウジングカバー１０２の略中央部に所定長だけ下方に突出した突出部１０４を設け、前記突出部１０４に形成されるガイド孔１０６に円筒状の第２ガイド部材１０８を装着して駆動軸６４の上部を支持している点、また、弁軸６８の略中央部に径方向に突出した拡径部１１２と弁カバー４２との間に円盤状の第３ばね部材１１０を設けている点で第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０と相違している。
【００６５】
すなわち、ハウジング２４の貫通孔８０に装着される第１ガイド部材８２と、ガイド孔１０６に装着される第２ガイド部材１０８とによって前記駆動軸６４を上部と下部の２点で支持することにより、駆動軸６４の軸心が傾斜する倒れを防止することができるため、駆動軸６４および一体的に連結される弁軸６８の同芯度および直角度をより一層向上させることができる。その結果、駆動軸６４と一体的に連結された弁軸６８の弁体９２をより正確に弁座３８に着座させることができる。
【００６６】
また、第３ばね部材１１０を設け、拡径部１１２を介して弁体９２を弁座３８から離間する方向に付勢するとともに、弁カバー４２の孔部４１と弁軸６８の外周面との間から空間部６２に流入する排気ガスをシールすることにより、好適に弁孔３４の気密を保持している。なお、前記第３ばね部材１１０は、高温の排気ガスに対する耐久性を考慮して金属製材料より形成されている。
【００６７】
次に、第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０を図７に示す。
【００６８】
この第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０では、図７に示されるように、駆動軸６４の端部に半径外方向に拡径した第１接合部１５２と、前記第１接合部１５２と対向する弁軸６８の端部に半径外方向に拡径した第２接合部１５４とを形成するとともに、前記第２接合部１５４の略中央部に駆動軸６４側に向かって突出した凸部（嵌合部）１５６と、連結用ねじ１５８とを設け、駆動軸６４の前記凸部１５６と対向する位置に形成される凹部（嵌合部）１６０と、該凹部１６０の内部に前記連結用ねじ１５８が螺合されるねじ部１６２とを形成している点、また、弁軸６８の略中央部に径方向に突出した拡径部１１２と弁カバー４２との間に第３ばね部材１１０を設けている点、さらに、ハウジング２４の上部に装着されるハウジングカバー１０２の略中央部に所定長だけ下方に突出した突出部１０４を設け、前記突出部１０４に形成されるガイド孔１０６に第２ガイド部材１０８を装着して駆動軸６４の上部を支持している点で第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０と相違している。
【００６９】
すなわち、第２接合部１５４に形成された凸部１５６を第１接合部１５２の凹部１６０に嵌合するとともに、前記連結用ねじ１５８を凹部１６０に形成されるねじ部１６２に螺合することにより、第１接合部１５２の端面と第２接合部１５４の端面とが当接するように駆動軸６４と弁軸６８とが一体的に連結される。また、前記凸部１５６と凹部１６０とを嵌合することにより、駆動軸６４と弁軸６８の軸心同士を一致させた状態で容易に連結することができる。その結果、駆動軸６４に対して弁軸６８の軸心を一致させることにより、弁軸６８の軸線方向に沿った変位を高精度に保持することができるため、弁軸６８に連結された弁体９２を弁座３８により一層正確に着座させることができる。
【００７０】
また、駆動軸６４と弁軸６８とを連結用ねじ１５８を介して連結するとともに、拡径した第１および第２接合部１５２、１５４を介して連結されているため、駆動軸６４と弁軸６８とをより一層強固に連結することができる。
【００７１】
さらに、拡径した第１および第２接合部１５２、１５４によって互いに接触面積が大きくなるため駆動軸６４に対して弁軸６８が傾斜することが抑制され、該駆動軸６４と弁軸６８のそれぞれの同芯度および直角度を高精度に保持することができる。その結果、駆動軸６４と一体的に連結された弁軸６８をより正確に弁座３８に着座させることができる。
【００７２】
さらにまた、ハウジング２４の貫通孔８０に装着される第１ガイド部材８２とガイド孔１０６に装着される第２ガイド部材１０８とによって、前記駆動軸６４を上部と下部の２点で支持することができるため、より一層駆動軸６４の同芯度および直角度を向上させることができる。その結果、駆動軸６４と一体的に連結された弁軸６８をより正確に弁座３８に着座させることができる。なお、駆動軸６４をガイドするために、第１および第２ガイド部材８２、１０８と２箇所設けているが、これに限定されるものではなく、第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０のようにハウジング２４に設けられた第１ガイド部材８２のみで支持するようにしてもよい。
【００７３】
次に、第４の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２００を図８に示す。なお、上述した第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
この第４の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２００では、図８に示されるように、弁軸６８の先端部に連結される弁体２０２を入口ポート３０に向かって徐々に拡径するテーパ状に形成している点で第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０と相違している。
【００７５】
すなわち、ステッピングモータ５２の回転作用下に駆動軸６４と弁軸６８とが一体的に上方に変位した際、弁体２０２が弁座３８に着座して弁閉状態となり、反対に駆動軸６４と弁軸６８とが第３ばね部材１１０のばね力に抗して一体的に下方に変位した際、弁体２０２が弁座３８から離間して弁開状態となる。この際、第３ばね部材１１０は、弁軸６８を上方に変位させる方向に付勢しているため、第２および第３の実施の形態と同様に排気ガスをシールする機能とともに、駆動軸６４を常時、一方向に付勢し、ロータ５８と駆動軸６４との間に生じるバックラッシュ（ガタ）を防止する。なお、この際、第３ばね部材１１０のばね力が小さくてよいため、ステッピングモータ５２が大型化することがない。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７７】
すなわち、駆動軸と弁軸とを連結部を介して一体的に連結するとともに、前記駆動軸を支持するガイド部材を駆動軸側にのみ設けて支持することにより、弁軸が軸線方向に沿って変位する際の弁軸の弁基部側での摺動抵抗がなく、弁体をより一層円滑に変位させることができるとともに、弁軸を支持する部材が不要となるため構成が簡素化し、製造コストの低減を図ることができる。
【００７８】
また、嵌合部、係止フランジ部、および弁軸と駆動軸とを離間させる方向にばね力を付勢しているためばね部材によって連結部における弁軸および駆動軸との間に生じるがたつきが抑制される。このため、弁軸に連結される弁体を弁座に正確に着座させることができる。
【００７９】
さらに、前記連結部における弁軸および駆動軸との間に生じるがたつきが抑制されるため、排気ガス再循環バルブの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す概略縦断面図である。
【図２】図１における弁機構部の拡大断面図である。
【図３】図１における連結部の拡大断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す概略縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す概略縦断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す概略縦断面図である。
【図９】従来技術に係る電動制御弁装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
２０、１００、１５０、２００…排気ガス再循環バルブ
２２…弁基部　　　　　　　　　　　２４…ハウジング
２６…駆動部　　　　　　　　　　　２８…弁機構部
３０…入口ポート　　　　　　　　　３２…出口ポート
３６…再循環通路　　　　　　　　　３８…弁座
４０…連通孔　　　　　　　　　　　４２…弁カバー
５０、１０２…ハウジングカバー　　５２…ステッピングモータ
６２…空間部　　　　　　　　　　　６４、６４ａ…駆動軸
６６…連結孔　　　　　　　　　　　６８、６８ａ…弁軸
６９…連結部　　　　　　　　　　　７０…第１ばね部材
７２…ばね受部材　　　　　　　　　７４…第１環状溝
７８…冷却用通路　　　　　　　　　８２…第１ガイド部材
８４…第２環状溝　　　　　　　　　８６…クリップ
８８…第３環状溝　　　　　　　　　９０、９０ａ…第２ばね部材
９２、２０２…弁体　　　　　　　　１０４…突出部
１０６…ガイド孔　　　　　　　　　１０８…第２ガイド部材
１１０…第３ばね部材　　　　　　　１１２…拡径部
１５２…第１接合部　　　　　　　　１５４…第２接合部
１５６…凸部　　　　　　　　　　　１５８…連結用ねじ
１６０…凹部　　　　　　　　　　　１６２…ねじ部
【図１】
2004052647.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004052647.tif 000006
【図５】
2004052647.tif 000007
【図６】
2004052647.tif 000008
【図７】
2004052647.tif 000009
【図８】
2004052647.tif 000010
【図９】
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