(57)【要約】【課題】排気ガス再循環バルブの駆動軸と弁軸との軸心を一致させるように連結して、弁体の開閉動作の作動性を向上させる。【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７８と、前記駆動軸７８の下端部に形成されるチャック部９４と、前記チャック部９４の内部に上端部が挿入されるとともに、下端部に弁座３８を開閉する弁体８４が連結される弁軸８０と、前記チャック部９４の外周に螺合され、螺合作用下にチャック部９４を内周側へ押圧して前記弁軸８０を固定する締付ナット９６とを備える。【選択図】図１
2004052648.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と、
前記ハウジング内部に配設され、電気信号により駆動する駆動部と、
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において、
前記連結部を前記ハウジングの内部空間に配設するとともに、前記連結部には、前記駆動軸に対する前記弁軸の半径方向の変位を規制する変位規制手段を備え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、
前記連結部は、前記駆動軸または前記弁軸の端部に徐々に縮径するテーパ状に形成されるテーパ部と、
前記テーパ部に対向する前記駆動軸または前記弁軸の端部に前記テーパ部に対応して内周面がテーパ状に形成される係合孔と、
前記駆動軸と前記弁軸とを軸線方向に連結する連結手段と、
を備え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、前記駆動軸の一端部に形成され、前記弁軸が内部に挿入されるチャック部と、
前記チャック部の外周に螺合されるナットと、
を備え、
前記ナットの螺合作用下に前記チャック部を内周側に押圧し、前記チャック部によって前記弁軸の外周面を把持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、前記駆動軸および前記弁軸の端部に徐々にテーパ状に形成されるテーパ部と、
前記テーパ部に対応して内周面がテーパ状に形成される係合孔が形成される結合部材と、
前記駆動軸と前記弁軸とを軸線方向に連結する連結手段と、
を備え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２または４記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記テーパ部または前記係合孔にはセレーション溝が形成され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、
前記連結部の内部には挿入される前記弁軸との間に軸線方向および／または半径方向にクリアランスが設けられ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、
前記連結部は、内部に挿入された弁軸の外周面を露呈する孔部を有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、駆動源の作用下に変位する駆動軸と、弁座に着座・離間する弁軸とを確実に連結する連結機構を備え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】
図１６に示すように、一般的に、排気ガス再循環バルブ１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のモータ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、およびスプリング１０の一端部が保持されるスプリングホルダ１１を介して一体的に連結されるバルブシャフト１２と、前記バルブシャフト１２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１３を開閉するバルブ１４とからなる。
【０００４】
詳細には、前記モータシャフト８の一端部をジョイント９の連結孔１５ａに挿入して加締めるとともに、前記モータシャフト８の一端部に対峙するバルブシャフト１２の一端部をスプリングホルダ１１の連結孔１５ｂに挿入して加締めている。そして、前記ジョイント９とスプリングホルダ１１とを連結することにより前記モータシャフト８とバルブシャフト１２とを軸線方向に沿って一体的に連結している。また、前記ジョイント９の連結孔１５ａの直径は、モータシャフト８の一端部が挿入可能なように該モータシャフト８の外周径より若干大きく形成されるとともに、前記スプリングホルダ１１の連結孔１５ｂの直径は、バルブシャフト１２の一端部が挿入可能なように該バルブシャフト１２の外周径より若干大きく形成されている。
【０００５】
また、前記バルブシャフト１２はハウジング５の内部に装着されたブッシュ１６ａによって軸線方向に沿って変位自在に支持され、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１６ｂによって軸線方向に沿って変位自在に支持されている。
【０００６】
さらに、前記スプリング１０は、バルブ１４がバルブシート１３に着座して弁閉状態となる方向に付勢してバルブシャフト１２のもどり動作を保証している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る排気ガス再循環バルブ１においては、バルブシャフト１２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１２が軸線方向に沿って変位する際にブッシュ１６ａとバルブシャフト１２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１２を円滑に摺動させることが困難となる。
【０００８】
そのため、バルブシャフト１２を確実に弁閉状態とするためにスプリング１０を設け、前記摺動抵抗に抗するように前記スプリング１０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１２を弁開させる際のモータ７の駆動力を前記スプリング１０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。
【０００９】
さらに、モータシャフト８とバルブシャフト１２とを別体構造とし、モータシャフト８とジョイント９とを連結する際、モータシャフト８の外周面とジョイント９の連結孔１５ａとの間にクリアランスがあるため、モータシャフト８が連結孔１５ａに挿入されジョイント９に加締められた状態において、前記ジョイント９がモータシャフト８の一端部に対して前記クリアランス分だけ半径方向に変位する可能性がある。その結果、モータシャフト８に対するジョイント９の半径方向への変位規制が不十分となる。
【００１０】
また、スプリングホルダ１１とバルブシャフト１２とを連結する際、バルブシャフト１２の外周面とスプリングホルダ１１の連結孔１５ｂとの間にも同様にクリアランスがある。そのため、バルブシャフト１２が連結孔１５ｂに挿入されスプリングホルダ１１に加締められた状態において、前記バルブシャフト１２がスプリングホルダ１１に対して前記クリアランス分だけ半径方向に変位する可能性があるため、ジョイント９に連結されたスプリングホルダ１１に対するバルブシャフト１２の半径方向への変位規制が不十分となる。
【００１１】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、駆動軸の軸心と弁軸の軸心とを一致させる連結部を設けることにより、正確に弁体を弁座に対して着座させ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。
【００１２】
【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と、
前記ハウジング内部に配設され、電気信号により駆動する駆動部と、
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において、
前記連結部を前記ハウジングの内部空間に配設するとともに、前記連結部には、前記駆動軸に対する前記弁軸の半径方向の変位を規制する変位規制手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
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、前記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、前記連結部の変位規制手段によって駆動軸に対して弁軸の半径方向への変位が規制されているため、弁軸の軸心が駆動軸の軸心に対してずれることがない。従って、駆動軸の軸心と弁軸の軸心とが一致した状態になるため駆動軸に対する弁軸の倒れが発生することがなく、前記弁軸と一体的に連結された弁体をより正確に弁座に着座させることができる。その結果、排気ガスの高精度な流量制御を行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、前記連結部に、前記駆動軸または前記弁軸の端部に徐々に縮径するテーパ状に形成されるテーパ部と、前記テーパ部に対向する前記駆動軸または前記弁軸の端部に前記テーパ部に対応して内周面がテーパ状に形成される係合孔と、前記駆動軸と前記弁軸とを軸線方向に連結する連結手段と、を備える。
【００１５】
このため、前記テーパ部を係合孔の内部に挿入することにより、駆動軸と弁軸との軸心を容易に、かつ確実に一致させることができる。
【００１６】
さらに、本発明は、前記連結部に、前記駆動軸の一端部に形成され、前記弁軸が内部に挿入されるチャック部と、前記チャック部の外周に螺合されるナットと、を備える。この場合、前記ナットの螺合作用下に前記チャック部を内周側に押圧し、前記チャック部によって前記弁軸の外周面を把持することにより、連結部によって弁軸が駆動軸に一体的に連結されるとともに、駆動軸に対して弁軸を着脱する際に弁軸の外周径よりチャック部の内周径が大きく形成されているため簡便に弁軸の着脱を行うことができる。
【００１７】
さらにまた、本発明によれば、前記連結部は、前記駆動軸および前記弁軸の端部に徐々にテーパ状に形成されるテーパ部と、前記テーパ部に対応して内周面がテーパ状に形成される係合孔が形成される結合部材と、前記駆動軸と前記弁軸とを軸線方向に連結する連結手段と、を備える。以上の構成において、前記テーパ部を結合部材の係合孔の内部にそれぞれ挿入することにより、結合部材を介して駆動軸と弁軸との軸心を容易に、かつ確実に一致させることができる。
【００１８】
またさらに、本発明によれば、前記テーパ部または前記係合孔にセレーション溝を形成することにより、セレーション溝が形成されたテーパ部を係合孔に挿入した際、または、テーパ部をセレーション溝が形成された係合孔に挿入した際においてセレーション溝とテーパ面とが嵌合するため、駆動軸と弁軸との接触面積を減らし、弁軸からの伝熱面積を小さくすることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記連結部と内部に挿入される前記弁軸との間に軸線方向および／または半径方向にクリアランスを設けることにより、排気ガスの作用下に弁軸が高温になった際、前記クリアランスによって弁軸の熱が連結部に伝達することを防止することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明によれば、前記連結部に、内部に挿入された弁軸の外周面を露呈する孔部を有することにより、ハウジングの内部に流通する外気が孔部を介して弁軸の外周面に触れ、排気ガスによって高温になった弁軸が好適に冷却される。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１において、参照符号２０は、本発明の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す。
【００２３】
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。
【００２４】
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、前記入口ポート３０より離間し、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。
【００２５】
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を挿通する弁軸８０（後述する）の先端部が挿入される。
【００２６】
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８０が挿通される孔部４２を有する弁カバー４４が前記弁孔３４を閉塞するように挟持されている。なお、前記弁カバー４４は金属製材料からなり、また、前記弁軸８０と孔部４２の軸心がそれぞれ一致するように装着されている。
【００２７】
また、前記弁カバー４４より外周側には、環状のガスケット４６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４８を介して一体的に連結されている。
【００２８】
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５０が形成されている。
【００２９】
また、ハウジング２４に画成される空間部５２は、一側面側に外部と連通する開口部５４を有するとともに、前記開口部５４と対向する反対の側面には、冷却用通路５６が形成され、前記開口部５４と同様に外部と連通している。すなわち、開口部５４および冷却用通路５６を介して空間部５２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８０を冷却することができる。
【００３０】
さらに、前記ハウジング２４の上部には、ハウジングカバー５８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５８の環状溝に装着されるシール部材６０によってハウジング２４の内部の気密を保持している。
【００３１】
前記ハウジングカバー５８の略中央部には、下方に向かって所定長だけ突出して突出部６２が形成され、前記突出部６２の内部のガイド孔６４には後述する駆動軸７８の一端部を軸線方向に支持する円筒状の第１ガイド部材６６が装着されている。
【００３２】
前記駆動部２６には、例えば、ステッピングモータ６８が採用され、前記ステッピングモータ６８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７０と、ハウジング２４の内部の上下２箇所に装着された軸受７２ａ、７２ｂ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７４とからなる。前記ロータ７４の内部に形成されるねじ部７６には、前記駆動軸７８が軸線方向に沿って変位自在に螺合されている。
【００３３】
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６８について説明しているが、前記ステッピングモータ６８に限定されるものではなく、前記ステッピングモータ６８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８０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。
【００３４】
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５２に配設され、前記ステッピングモータ６８のロータ７４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７８と、前記駆動軸７８に一体的に連結され、前記駆動軸７８の変位作用下に弁座３８に着座・離間する弁軸８０と、前記駆動軸７８と弁軸８０とを一体的に連結する連結部８２と、前記弁軸８０の下端部に連結され、弁座３８に着座・離間することにより連通孔４０を開閉する弁体８４とからなる。また、前記弁軸８０の略中央部には半径外方向に拡径した拡径部８６が形成され、前記拡径部８６と弁カバー４４の上面との間に弁軸８０を弁座３８から離間させる方向に付勢するばね部材８８が介装されている。
【００３５】
さらに、前記ばね部材８８は、金属製材料から円盤状に形成され、略中央部の孔部に弁軸８０が挿通されている。そのため、ばね部材８８は、弁軸８０の外周面とは摺接することがなく、弁カバー４４の上面と、弁軸８０の拡径部８６の下面とに当接することにより、弁孔３４に連通する排気ガスが弁カバー４４の孔部４２を介して漏出することを防止するシール機能を有している。なお、弁軸８０が排気ガスに晒されて高温になった際においても、ばね部材８８が金属製材料により形成されているため、耐久性が低下することがない。
【００３６】
駆動軸７８は、ロータ７４のねじ部７６に螺合されるとともに、ハウジングカバー５８に装着された第１ガイド部材６６と、ハウジング２４の略中央部の貫通孔９０に装着される円筒状の第２ガイド部材９２とによって軸線方向に変位自在に支持されている。前記駆動軸７８は、前記第１および第２ガイド部材６６、９２によって外周面を２箇所で支持されているため、前記駆動軸７８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７８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７８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７８に一体的に連結される弁軸８０を弁座３８に対して正確に着座させることができる。なお、前記駆動軸７８は、図示しない回り止め手段によって回転方向に規制されているため、駆動部２６の駆動作用下にロータ７４に伴って駆動軸７８が回動することが防止される。
【００３７】
また、前記駆動軸７８の下端部と弁軸８０の上端部とを一体的に連結する連結部８２は、前記駆動軸７８の下端部に形成され、内部に弁軸８０の上端部が挿入されるチャック部９４と、前記チャック部９４の内部に弁軸８０が挿入された状態においてチャック部９４の外周に螺合される締付ナット（ナット）９６とからなる。
【００３８】
チャック部９４の外周径は、図２および図３に示されるように、前記駆動軸７８の直径より若干拡径して形成されるとともに、前記チャック部９４の内部には弁軸８０が挿入される挿入孔９８が形成されている。
【００３９】
チャック部９４の外周面の下方には、締付ナット９６が螺合されるねじ部１００が刻設され、前記ねじ部１００から下端部に向かう外周面は、徐々に縮径するテーパ面１０２が形成されている。すなわち、チャック部９４の内部に弁軸８０を挿入し、該チャック部９４の外周に下方から締付ナット９６を螺合する際、テーパ面１０２によって締付ナット９６をチャック部９４の外周に容易に挿入することができる。
【００４０】
また、チャック部９４の下端部には、周方向に沿って所定角度離間して形成された複数のスリット１０４によって離間された複数の係止部１０６が形成され、前記係止部１０６の内周面は、前記弁軸８０の外周面と略同一の直径で形成されているため、弁軸８０がチャック部９４の内部に挿入された際に弁軸８０の外周面を保持することができる。前記複数のスリット１０４は、チャック部９４の外周面に形成された前記スリット１０４より幅広な長孔状の複数の冷却用窓（孔部）１０５とそれぞれつながるように設けられている。
【００４１】
図２に示されるように、前記挿入孔９８の内周径Ａは、挿入される弁軸８０の外周径Ｂより若干大きく形成されているため（Ａ＞Ｂ）、弁軸８０を挿入孔９８に挿入した際、弁軸８０の外周面と挿入孔９８の内周面との間には所定間隔のクリアランス１０８が形成される。前記挿入孔９８の上部には、内周面の直径が弁軸８０と略同一の直径に縮径されて所定長だけ窪んだ係止溝１１０と、前記係止溝１１０よりさらに縮径されて所定長だけ窪んだ凹溝１１２とが形成される。
【００４２】
すなわち、係止溝１１０の内周面を弁軸８０の外周面と同一の直径とすることにより、前記係止溝１１０に挿入されて弁軸８０の半径方向への変位が規制される変位規制手段となる。前記弁軸８０の上面が係止溝１１０の頂部に当接して係止されることにより、弁軸８０の軸線方向への変位が規制される。また、前記係止部１０６の直径より凹溝１１２の直径を小さくすることにより、弁軸８０の上端部をチャック部９４に挿入した際に該弁軸８０が凹溝１１２の内部に進入することが防止される。
【００４３】
また、円筒状に形成される締付ナット９６の内部には、前記チャック部９４のねじ部１００に螺合される雌ねじ部１１４が上方に形成されるとともに、前記締付ナット９６の下方は、挿通される弁軸８０の外周径と略同一の直径に縮径されているため、弁軸８０が挿通された際に該弁軸８０の外周面を保持することができる。
【００４４】
さらに、締付ナット９６の雌ねじ部１１４が形成される部位の内周径を、チャック部９４のねじ部１００が形成される部位の外周径より若干小さく形成することにより、チャック部９４に締付ナット９６を螺合した際、該締付ナット９６によってチャック部９４が内周側に押圧される。
【００４５】
さらにまた、図１に示されるように、前記連結部８２を介して駆動軸７８に一体的に連結される弁軸８０は、下端部に弁座３８を開閉する弁体８４が一体的に連結され、前記弁体８４は、弁基部２２の入口ポート３０の方向に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成されている。それに対して弁体８４が着座する弁座３８の連通孔４０は、前記弁体８４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８４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。
【００４６】
本発明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。先ず、駆動軸７８と弁軸８０とが連結された連結部８２の組み付けについて説明する。
【００４７】
図２および図３に示されるように、予め弁軸８０に締付ナット９６の雌ねじ部１１４が上方となるように該締付ナット９６を挿通させた状態で、弁軸８０の上端部をチャック部９４の挿入孔９８に挿入する。その際、チャック部９４の下端部がスリット１０４によって挿入孔９８より開口している状態にあるため、弁軸８０を容易に挿入することができる。そして、挿入された弁軸８０が係止溝１１０に挿入され、その上面に当接して係止される。前記弁軸８０の外周面と挿入孔９８の内周面との間には所定間隔のクリアランス１０８（図２参照）が形成されるともに、弁軸８０の上面と凹溝１１２との間には同様にクリアランス１１６（図２参照）が形成されている。
【００４８】
次に、弁軸８０に挿通された締付ナット９６をチャック部９４の外周まで変位させ、チャック部９４のねじ部１００に締付ナット９６を螺合する。その際、締付ナット９６を螺回することによりチャック部９４の係止部１０６が半径内方向に押圧されるため、前記係止部１０６の内周面によって弁軸８０の外周面が押圧され、弁軸８０がチャック部９４の内部で固定された状態となる。
【００４９】
すなわち、前記チャック部９４に挿入された弁軸８０は、係止溝１１０に係止されることにより、該弁軸８０の軸線方向に対する変位が確実に規制される。また、前記弁軸８０の上端部が、該弁軸８０の外周径と同一直径に内周径が形成された係止溝１１０に挿入されるとともに、締付ナット９６による締付作用下に弁軸８０の外周面が係止部１０６の内周面によって押圧されて把持されるため、該弁軸８０の半径方向に対する変位が確実に規制される。すなわち、前記係止部１０６および締付ナット９６は、弁軸８０の半径方向への変位を規制する変位規制手段として機能する。その結果、駆動軸７８の軸心に対して弁軸８０の軸心を一致させた状態で強固に連結することができる。
【００５０】
次に、上記のように連結された連結部８２を有する排気ガス再循環バルブ２０の動作並びに作用効果について説明する。
【００５１】
図１は、弁体８４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。
【００５２】
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５０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６８に電流が供給される。
【００５３】
前記電流がステータ７０に供給されることにより前記ステータ７０が励磁され、その励磁作用下にロータ７４が所定方向に回動する。そして、前記ロータ７４の中心に螺合された駆動軸７８が該ロータ７４の回動作用下に軸線方向に沿って上方に変位する。すなわち、ロータ７４の回転運動が駆動軸７８の軸線に沿った直線運動に変換される。なお、その際、前記駆動軸７８は、第１および第２ガイド部材６６、９２のガイド作用下に軸線方向に沿って変位し、前記第１および第２ガイド部材６６、９２によって弁座３８に対して前記駆動軸７８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７８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。
【００５４】
そして、前記駆動軸７８に連結部８２を介して一体的に連結された弁軸８０も一体的に軸線方向に沿って上方に変位し、前記弁軸８０の弁体８４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。
【００５５】
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。
【００５６】
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８０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５２の開口部５４および冷却用通路５６から流入する外気によって弁軸８０の上部が冷却されるため、該弁軸８０の温度を好適に低下させることができる。
【００５７】
次に、前記ステッピングモータ６８に供給される電流の特性を前記とは逆転させることにより、弁開する際とは反対方向に前記ロータ７４が回動し、駆動軸７８が前記回動作用下に下方に変位し、連結部８２を介して前記駆動軸７８に連結された弁軸８０がばね部材８８のばね力に抗して下方に変位する。その結果、弁軸８０と一体的に連結された弁体８４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８０は、駆動軸７８のチャック部９４に挿入され締付ナット９６によって該駆動軸７８と一体的に連結されているため、駆動軸７８に対する弁軸８０との同芯度と、該弁軸８０の弁座３８の上面に対する直角度とが高精度に保持され、弁軸８０を弁座３８の連通孔４０に対して正確に着座させることができる。
【００５８】
以上により本実施の形態では、前記弁軸８０の上端部を駆動軸７８の下端部に設けられたチャック部９４の係止溝１１０に挿入するとともに、チャック部９４の係止部１０６によって弁軸８０の外周面を押圧して把持することにより、駆動軸７８に対する弁軸８０の半径方向の変位が確実に規制される。そのため、駆動軸７８に対する弁軸８０のがたつきが阻止され、弁軸８０の同芯度および直角度が高精度に保持される。その結果、弁座３８に対して弁軸８０および弁体８４がそれに伴って直交状態に保持され、弁体８４を弁座３８に対して正確に着座させることができるため、高精度な流量制御をすることができる。
【００５９】
また、弁軸８０を挿入する際、チャック部９４の挿入孔９８がスリット１０４によって開口している状態であるため弁軸８０を簡便に挿入することができる。
【００６０】
さらに、弁軸８０がチャック部９４に挿入された際、弁軸８０の外周面とチャック部９４との間に所定間隔のクリアランス１０８が設けられるとともに、弁軸８０の上面と凹溝１１２との間にも所定間隔のクリアランス１１６が設けられているため、弁軸８０が排気ガスによって高温となった際、前記駆動軸７８と弁軸８０との間に設けられた前記クリアランス１０８、１１６によって弁軸８０から駆動軸７８に熱が伝達されることを防止することができる。
【００６１】
さらにまた、弁軸８０が配設される空間部５２に連通する開口部５４および冷却用通路５６をハウジング２４の側面に形成することにより、排気ガスによって高温となった弁軸８０の温度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。その際、連結部８２の冷却用窓１０５を介して弁軸８０が表面に露呈しているため、前記冷却用窓１０５を介して弁軸８０の熱が外部に放熱されるとともに、前記冷却用窓１０５を介して弁軸８０の外周面が外気に触れることにより、好適に弁軸８０が冷却される。
【００６２】
さらにまた、弁軸８０の拡径部８６と弁カバー４４との間にばね部材８８を介装することにより、弁カバー４４の孔部４２と弁軸８０の外周面との間から漏出した排気ガスが空間部５２に進入することを防止することができる。
【００６３】
次に、本発明の他の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１２０を図５に示す。なお、以下の説明において、本発明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】
この本発明の他の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１２０では、図５に示されるように、弁軸８０の先端部に連結される弁体１２２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本発明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、ステッピングモータ６８の回転作用下に駆動軸７８と弁軸８０とが一体的に上方に変位した際、弁体１２２が弁座３８に着座して弁閉状態となり、反対に駆動軸７８と弁軸８０とがばね部材８８のばね力に抗して一体的に下方に変位した際、弁体１２２が弁座３８から離間して弁開状態となる。そのため、駆動部２６による駆動力が作用していない際、ばね部材８８のばね力によって弁体１２２が常に弁閉状態に保持されている。
【００６６】
次に、本実施の形態に適用される連結部の変形例について説明する。
【００６７】
図６および図７に示されるように、第１変形例に係る連結部１５０は、駆動軸７８ａの下端部に縮径した第１小径部１５２が形成されるとともに、前記対向する弁軸８０ａの上端部に前記第１小径部１５２と略同一直径に縮径された第２小径部１５４が形成される。前記第１小径部１５２と第２小径部１５４とを一体的に外周から囲繞するように連結部材１５６を巻き付け、前記連結部材１５６の両端部を締付ねじ１５８で締付けることにより、駆動軸７８ａの下端部と弁軸８０ａの上端部とを一体的に連結している。
【００６８】
前記連結部材１５６は、板状材により略均一な厚さに形成され、前記連結部材１５６の第１小径部１５２と第２小径部１５４を囲繞する外周面には、外周面から内周面へと貫通する冷却用窓（孔部）１０５ａ（図７参照）が周方向に沿って所定角度離間して複数形成されている。なお、前記駆動軸７８ａの下面と弁軸８０ａの上面との間には、駆動軸７８ａと弁軸８０ａとが連結された状態において所定間隔のクリアランス１６０が設けられている。
【００６９】
このような構成とすることにより、前記駆動軸７８ａの第１小径部１５２と、弁軸８０ａの第２小径部１５４とに連結部材１５６を巻き付けて、前記連結部材１５６の両端部を締付ねじ１５８で締付けることにより、連結部材１５６の内周面によって第１および第２小径部１５２、１５４の外周面が押圧されるため、この押圧作用下に駆動軸７８ａと弁軸８０ａとを一体的に強固に連結することができる。
【００７０】
また、前記駆動軸７８ａに対して弁軸８０ａの第２小径部１５４の段部が連結部材１５６の下面によって軸線方向に係合されているため、駆動軸７８ａに対する弁軸８０ａの軸線方向に沿った変位が確実に規制される。なお、第１小径部１５２と前記第２小径部１５４とが連結部材１５６によってそれぞれの外周面を内周方向に押圧されているため、第１小径部１５２と第２小径部１５４とが一体的に連結され、駆動軸７８ａに対する弁軸８０ａの半径方向への変位が確実に規制される。その結果、前記駆動軸７８ａに対する弁軸８０ａの軸線方向および半径方向へのがたつきが阻止され、駆動軸７８ａの軸心と弁軸８０ａの軸心とを一致させることができるため、駆動軸７８ａに対する弁軸８０ａの同芯度および直角度が高精度に保持される。これにより、弁座３８に対して弁軸８０ａおよび弁体８４を直交状態に保持することができるため、弁体８４を弁座３８に対して正確に着座させることができ、より高精度な流量制御をすることができる。
【００７１】
さらに、弁軸８０ａが排気ガスに晒されて高温となった際、前記駆動軸７８ａと弁軸８０ａとの間に設けられたクリアランス１６０によって弁軸８０ａから駆動軸７８ａに熱が伝達されることを防止することができる。
【００７２】
さらにまた、連結部材１５６の冷却用窓１０５ａを介して弁軸８０ａの外周面が外部に露呈しているため、前記冷却用窓１０５ａを介して弁軸８０ａの熱が外部に放熱されるとともに、排気ガスに晒されて高温となった弁軸８０ａを空間部５２（図１参照）に流入する外気によって好適に冷却することができる。
【００７３】
図８および図９に示されるように、第２の変形例に係る連結部２００は、駆動軸７８ｂの下端部に下方に向かって徐々に縮径するテーパ状の第１テーパ部２０２が形成されるとともに、前記第１テーパ部２０２に対向する弁軸８０ｂの上端部に前記第１テーパ部２０２に向かって徐々に縮径するテーパ状の第２テーパ部２０４が形成されるように構成してもよい。この場合、前記弁軸８０ｂの上面には、連結用ねじ２０６が突出して設けられ、前記駆動軸７８ｂの下面の前記連結用ねじ２０６に対峙する位置には、ねじ孔２０８が形成されている。
【００７４】
また、前記第１および第２テーパ部２０２、２０４を一体的に連結する結合部材２１４は、内部に周方向に沿って所定角度毎にセレーション溝２１０が形成された係合孔２１２を有する。前記係合孔２１２の内周径は、駆動軸７８ｂおよび弁軸８０ｂの外周径より若干小さく形成される。なお、前記セレーション溝２１０は、転造加工、または切削加工等により形成されるが、特にこれらの加工方法に限定されるものではない。
【００７５】
さらに、前記結合部材２１４の外周面には、所定角度離間して貫通した複数の冷却用窓（孔部）１０５ｂが形成されている。
【００７６】
このような構成とすることにより、第１テーパ部２０２を結合部材２１４の一端部側の係合孔２１２に軽く圧入すると、第１テーパ部２０２がセレーション溝２１０に嵌合され、駆動軸７８ｂと結合部材２１４が相互に嵌合される。そのため、駆動軸７８ｂと弁軸８０ｂとの接触面積、すなわち伝熱面積が小さくなり、熱伝達が阻止される。
【００７７】
また、結合部材２１４の他端部側の係合孔２１２に弁軸８０ｂを回転させながら挿入することにより、弁軸８０ｂの上面の連結用ねじ２０６が駆動軸７８ｂのねじ孔２０８に螺合される。前記弁軸８０ｂが駆動軸７８ｂに螺合されることにより、駆動軸７８ｂと弁軸８０ｂとが互いに引張されている状態になるため、駆動軸７８ｂと弁軸８０ｂとが結合部材２１４を介して軸線方向に規制された状態となる。
【００７８】
その結果、結合部材２１４のセレーション溝２１０に嵌合された駆動軸７８ｂに対して、連結用ねじ２０６を介して弁軸８０ｂを一体的に連結させることにより該弁軸８０ｂの軸線方向への変位が規制されるとともに、半径方向への変位も規制されているため、簡便に弁軸８０ｂの駆動軸７８ｂに対する同芯度および弁座３８に対する直角度を高精度に維持することができる。
【００７９】
また、駆動軸７８ｂと弁軸８０ｂとが連結用ねじ２０６で連結された際、該駆動軸７８ｂの下面と該弁軸８０ｂの上面とに所定間隔離間したクリアランス２１６が形成されているため、排気ガスによって高温となった弁軸８０ｂから駆動軸７８ｂに熱が伝達されることを防止することができる。
【００８０】
さらに、結合部材２１４の冷却用窓１０５ｂを介して弁軸８０ｂの外周面が外部に露呈しているため、前記冷却用窓１０５ｂを介して弁軸８０ｂの熱が外部に放熱されるとともに、排気ガスに晒されて高温となった弁軸８０ｂを空間部５２（図１参照）に流入する外気によって好適に冷却することができる。
【００８１】
なお、図１０および図１１に示されるように、第１および第２テーパ部２０２、２０４に対応して結合部材２１４ａの内周面を略中央部に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成するとともに、前記第１および第２テーパ部２０２、２０４の外周面にそれぞれ周方向に沿って所定角度毎にセレーション溝２１０ａを形成して、駆動軸７８ｂを結合部材２１４ａに軽く圧入するとともに、弁軸８０ｂに設けられた連結用ねじ２０６を前記駆動軸７８ｂのねじ孔２０８に螺合することによって駆動軸７８ｂと弁軸８０ｂとを一体的に連結するようにしてもよい。
【００８２】
図１２および図１３に示されるように、第３の変形例に係る連結部２５０は、駆動軸７８ｃの下端部に下方に向かって徐々に拡径する結合部２５２の内部に嵌合孔（係合孔）２５４が形成され、前記嵌合孔２５４には、弁軸８０ｃの上方に向かって徐々に縮径するテーパ状の第３テーパ部２５６が挿入される。前記第３テーパ部２５６の外周面には、周方向に沿って所定角度毎にセレーション溝２５８が形成されている。また、前記弁軸８０ｃの上面には、連結用ねじ２６０が突出して設けられ、前記駆動軸７８ｃの嵌合孔２５４の下面の前記連結用ねじ２６０に対峙する位置には、ねじ孔２６２が形成されている。
【００８３】
また、前記結合部２５２の外周面には、所定角度離間して貫通した複数の冷却用窓（孔部）１０５ｃが形成されている。
【００８４】
このような構成とすることにより、弁軸８０ｃの第３テーパ部２５６を嵌合孔２５４に回転させながら挿入することにより、前記第３テーパ部２５６のテーパ面と、嵌合孔２５４の内部のセレーション溝２５８とが嵌合されて伝熱面積が小さくなり、熱伝達が阻止される。
【００８５】
また、弁軸８０ｃの上面の連結用ねじ２６０が駆動軸７８ｃのねじ孔２６２に螺合されるため軸線方向に一体的に連結され、駆動軸７８ｃに対して弁軸８０ｃの軸線方向の変位が阻止される。その結果、結合部２５２のセレーション溝２５８に嵌合された弁軸８０ｃに対して、連結用ねじ２６０を介して弁軸８０ｃを一体的に連結させることにより、該弁軸８０ｃの軸線方向への変位が規制されるとともに、半径方向への変位も規制されているため、簡便に弁軸８０ｃの駆動軸７８ｃに対する同芯度および弁座３８に対する直角度を高精度に維持することができる。
【００８６】
また、嵌合孔２５４に弁軸８０ｃが連結用ねじ２６０で連結された際、該嵌合孔２５４と該弁軸８０ｃの上面との間に所定間隔離間したクリアランス２６４が形成されているため、排気ガスによって高温となった弁軸８０ｃから駆動軸７８ｃに熱が伝達されることを防止することができる。
【００８７】
さらに、結合部２５２の冷却用窓１０５ｃを介して弁軸８０ｃの外周面が外部に露呈しているため、前記冷却用窓１０５ｃを介して弁軸８０ｃの熱が外部に放熱されるとともに、排気ガスに晒されて高温となった弁軸８０ｃを空間部５２（図１参照）に流入する外気によって好適に冷却することができる。
【００８８】
なお、図１４および図１５に示されるように、駆動軸７８ｃの結合部２５２ａの嵌合孔２５４の内周面に周方向に沿って所定角度毎にセレーション溝２５８ａを形成して、弁軸８０ｃの上方に向かって徐々に縮径するテーパ状の第３テーパ部２５６を回転させながら挿入し、前記弁軸８０ｃの上面に突出して設けられる連結用ねじ２６０を駆動軸７８ｃの嵌合孔２５４の下面のねじ孔２６２に螺合して、駆動軸７８ｃと弁軸８０ｃとを一体的に連結するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００９０】
すなわち、前記連結部の変位規制手段によって駆動軸に対する弁軸の半径方向への変位が規制されるため、実質的に弁軸が駆動軸に対して半径方向に変位することがない。弁軸が駆動軸に対して軸線方向および半径方向に密着把持されるため駆動軸と弁軸の軸心とを一致させることができ、この結果、前記弁軸と連結された弁体をより正確に弁座に着座させることができるため、高精度に排気ガスの流量制御を行うことができる。
【００９１】
また、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。
【００９２】
さらに、弁体を弁座より離間させて弁開状態とする際、前記弁体を着座方向に付勢するスプリングによる駆動負荷がないため、ステッピングモータを小型化することができる。
【００９３】
さらにまた、前記連結部と、内部に挿入される前記弁軸との間に軸線方向および／または半径方向にクリアランス（部分的非接触部）を設けることにより、排気ガスの作用下に弁軸が高温になった際、前記クリアランスによって弁軸から連結部への熱伝達を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す要部縦断面図である。
【図２】図１における連結部の拡大断面図である。
【図３】図１における連結部の分解斜視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブを示す要部縦断面図である。
【図６】第１変形例に係る連結部の縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面図である。
【図８】第２変形例に係る連結部の縦断面図である。
【図９】第２変形例に係る連結部の分解斜視図である。
【図１０】図８において駆動軸および弁軸にセレーション溝を形成した際の連結部の縦断面図である。
【図１１】図９において駆動軸および弁軸にセレーション溝を形成した際の連結部の分解斜視図である。
【図１２】第３変形例に係る連結部の縦断面図である。
【図１３】第３変形例に係る連結部の分解斜視図である。
【図１４】図１２において嵌合孔の内部にセレーション溝を形成した際の連結部の縦断面図である。
【図１５】図１３において嵌合孔の内部にセレーション溝を形成した際の連結部の分解斜視図である。
【図１６】従来技術に係る排気ガス再循環バルブを示す縦断面図である。
【符号の説明】
２０、１２０…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　　　　　　　　　　　　３４…弁孔
３８…弁座　　　　　　　　　　　　　　４０…連通孔
４２…孔部　　　　　　　　　　　　　　４４…弁カバー
５８…ハウジングカバー　　　　　　　　６６…第１ガイド部材
６８…ステッピングモータ　　　　　　　７４…ロータ
７８、７８ａ〜７８ｃ…駆動軸　　　　　８０、８０ａ〜８０ｃ…弁軸
８２、１５０、２００、２５０…連結部　８４、１２２…弁体
８６…拡径部　　　　　　　　　　　　　８８…ばね部材
９２…第２ガイド部材　　　　　　　　　９４…チャック部
９６…締付ナット　　　　　　　　　　　９８…挿入孔
１０６…係止部　　　　　　　　　　　　１１０…係止溝
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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