(57)【要約】【課題】  ＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６の回転中心軸線の方向の動きを拘束することで、バルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との第１摺動部の、振動による摺動摩耗を防止することを課題とする。【解決手段】  ＥＧＲ制御弁２のコイルスプリング１０に、バルブシャフト６の中心軸線方向に付勢する付勢力を持たせることで、コイルスプリング１０を保持するバルブ側ギヤ１９にバルブシャフト６の中心軸線方向に付勢するテンションを持たせることにより、バルブシャフト６の鍔状部５１の対向部を、ブッシング７に押し当てることが可能となる。これによって、エンジン振動がバルブハウジング４のシャフト軸受部４３に伝達されても、ＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６の回転中心軸線の方向の動きを拘束できるので、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向のガタ付きを無くすことができる。【選択図】  図１
2005233023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路と、この排気ガス還流路内を吸気側に還流する排気ガス還流量を調節する排気ガス還流量制御弁とを備えた排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス還流量制御弁は、
（ａ）前記排気ガス還流路の開口面積を変更するバタフライ型バルブと、
（ｂ）このバタフライ型バルブと一体的に回転する軸状のバルブシャフトと、
（ｃ）このバルブシャフトを軸支する軸受けと、
（ｄ）アクチュエータの回転出力を前記バルブシャフトに伝達する動力伝達機構と、
（ｅ）前記軸受けを介して前記バルブシャフトを回転自在に支持するシャフト軸受部とを備え、
前記バルブシャフトは、前記軸受けの軸方向の一端面と対向する対向部を有し、
前記動力伝達機構または前記シャフト軸受部は、前記バルブシャフトの対向部を、前記軸受けに当接する方向に付勢するシャフト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。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バルブシャフトの対向部とは、前記バルブシャフトの外周と前記軸受けの内周との摺動部よりも外径の大きい径大部または鍔状部または段差部であって、
前記径大部または前記鍔状部または前記段差部は、前記バルブシャフトの、前記摺動部よりも前記排気ガス還流路側またはこの排気ガス還流路側に対して逆側に設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バルブシャフトの外周には、バルブシャフトの対向部と前記軸受けの軸方向の一端面との摺接部より発生する摩耗粉を捕捉する周溝部が形成されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記バルブシャフトの端部に固定されて、内周面に永久磁石を配置したロータ、
および前記永久磁石の内周側に所定の間隙を隔てて対向するように非接触式の磁気検出素子を配置したステータを有し、
前記排気ガス還流路内を吸気側に還流する排気ガス還流量、あるいは前記排気ガス還流路の開口面積、あるいは前記バタフライ型バルブの弁開度を検出する排気ガス還流量センサを備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記動力伝達機構は、前記シャフト軸受部の外壁部に一体化されたギヤケース内に収容されて、前記バルブシャフトの端部に一体化されたバルブ側ギヤ、およびこのバルブ側ギヤに噛み合う減速ギヤを有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項６】
請求項５に記載の排気ガス再循環装置において、
前記シャフト付勢手段は、前記ギヤケース内に保持されて、
前記バルブ側ギヤを介して前記バルブシャフトを、前記バルブシャフトの中心軸線方向に付勢するスプリングであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記シャフト付勢手段は、前記シャフト軸受部内に保持されて、
前記バルブシャフトを、前記バルブシャフトの中心軸線方向に付勢するスプリングであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記シャフト軸受部には、前記排気ガス還流路と前記シャフト軸受部の外壁部に一体化されたギヤケースとを連通すると共に、前記バルブシャフトを回転自在に収容するシャフト挿通孔が形成されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の排気ガス再循環装置において、  前記バルブシャフトの先端側は、前記シャフト軸受部から前記排気ガス還流路内に突出しており、
前記バルブシャフトの先端側には、前記バタフライ型バルブを保持固定するバルブ装着部が設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流路と、この排気ガス還流路内を排気通路から吸気通路に還流する排気ガス還流量を調節する排気ガス還流量制御弁とを備えた排気ガス再循環装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、内燃機関の排気管内を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気管内を流れる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）の低減を図るようにした排気ガス再循環装置が知られている。しかし、排気ガスを吸気側に再循環（還流）させると、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、吸気管内へ還流させる排気ガスの流量（排気ガス還流量：ＥＧＲ量）を調節する必要がある。
【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口面積を調節するための排気ガス再循環装置用の排気ガス還流量制御弁が設けられている。そして、排気ガス還流量制御弁の弁体として、歯車減速機構を介して駆動モータの回転動力が伝達されるバルブシャフトの先端に装着されたバタフライ型バルブを採用したものがある（例えば、特許文献１参照）。このバタフライ型バルブ方式の排気ガス還流量制御弁は、回転中心軸線を有するバルブシャフトがブッシングを介してバルブハウジングのシャフト軸受部に回転自在に軸支されている。そして、駆動モータの回転動力を歯車減速機構を介してバルブシャフトに伝達して、バルブシャフトを回転中心軸線の回りに回転運動させることによって、バタフライ型バルブを開弁方向に駆動してＥＧＲガス還流量を制御している。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
しかしながら、特許文献１に記載のバタフライ型バルブ方式の排気ガス還流量制御弁においては、バルブシャフトに回転中心軸線の方向（軸方向）の動きに対して拘束する部材が存在していないため、内燃機関の振動（エンジン振動）が伝達されることでバルブシャフトが軸方向に動いてしまい、バルブシャフトの外周とブッシングの内周とが摺動摩耗してしまい、バルブシャフトまたはブッシングの耐久性を低下させるという問題が生じている。さらに、排気ガス還流量制御弁のバタフライ型バルブは、燃焼残滓やカーボン等の微粒子が含まれている排気ガスが流れる排気ガス還流路内に収容されており、バルブシャフトは、バルブハウジングのシャフト軸受部に形成されたシャフト挿通孔から排気ガス還流路内に先端部のバルブ装着部が突出するような構造を備えている。そして、バルブシャフトの外周とブッシングの内周との間には、バルブシャフトの外周とブッシングの内周との間の摺動性を向上させるために必要最小限のクリアランスが設けられている。
【０００５】
しかしながら、このクリアランス部より排気ガス中の微粒子が侵入し、バルブシャフトの外周とブッシングの内周との間の摺動部に付着してデポジットを形成したり、その摺動部を通過して歯車減速機構のギヤに付着してデポジットを形成したりする可能性がある。仮にバルブシャフトとブッシングとに跨がってデポジットが堆積すると、バルブシャフトがブッシングに固着してバルブシャフトとブッシングとの摺動部の摺動不良を生起する。また、歯車減速機構の構成要素である減速ギヤ同士に跨がってデポジットが堆積すると、減速ギヤ同士の噛み合い不良を生起する。したがって、駆動モータ等のアクチュエータによって排気ガス還流量制御弁のバタフライ型バルブが円滑に開閉作動しなくなる可能性がある。
【特許文献１】ＷＯ００／０６８８５号公報（第１−１３頁、図１−図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、バルブシャフトの回転中心軸線の方向の動きを拘束することで、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部の、振動による摺動摩耗を防止することのできる排気ガス再循環装置を提供することを目的とする。また、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部への、排気ガス中の微粒子の侵入を防止してデポジットによるバルブシャフトの摺動不良または固着を防止することで、排気ガス還流量制御弁のバタフライ型バルブを円滑に開閉作動させることのできる排気ガス再循環装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、動力伝達機構またはシャフト軸受部に、バルブシャフトの対向部を、軸受けに当接する方向に付勢するシャフト付勢手段を設けたことにより、バルブシャフトの対向部を軸受けに押し当てることが可能となる。これによって、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きを拘束することができるので、内燃機関の振動が伝達されても、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。したがって、バルブシャフトの外周と軸受けの内周とが振動等によって摺動摩耗することはなく、バルブシャフトおよび軸受けの耐久性を向上させることができる。
【０００８】
また、バルブシャフトの対向部（排気ガス還流路側に対して逆側面）が軸受け（の排気ガス還流路側面）に密着するので、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部に、排気ガス中の微粒子が侵入する隙間（クリアランス）を無くすことができる。これによって、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との間の摺動部に、排気ガス中の微粒子が付着してデポジットを形成することはなく、また、バルブシャフトと軸受けとに跨がってデポジットが堆積することはない。したがって、バルブシャフトが軸受けに固着したり、バルブシャフトと軸受けとの摺動部の摺動不良が生じたりすることを防止できるので、アクチュエータによって排気ガス還流量制御弁のバタフライ型バルブを円滑に開閉作動させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、バルブシャフトの対向部として、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部よりも外径の大きい径大部または鍔状部または段差部を設けても良い。また、請求項３に記載の発明によれば、バルブシャフトの外周に、バルブシャフトの対向部と軸受けの軸方向の一端面との摺接部より発生する摩耗粉を捕捉する周溝部を形成することにより、摩耗粉がバルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部に侵入してバルブシャフトが軸受けに固着したり、バルブシャフトと軸受けとの摺動部の摺動不良が生じたりすることを防止できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きを拘束することができるので、内燃機関の振動が伝達されても、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。これによって、バルブシャフトの端部に固定されたロータの内周面に配置された永久磁石と非接触式の磁気検出素子との位置関係が設計通りのものとなるので、排気ガス還流量センサ、特に非接触式の磁気検出素子より出力されるセンサ信号の出力精度の向上を図ることができる。したがって、排気ガス還流路内を吸気側に還流する排気ガス還流量、あるいは排気ガス還流路の開口面積、あるいはバタフライ型バルブの弁開度の検出精度を向上できるので、検出値を目標値に略一致させるフィードバック制御の制御応答性および制御安定性を向上でき、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減効果も向上できる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、動力伝達機構に、シャフト軸受部の外壁部に一体化されたギヤケース内に収容されて、バルブシャフトの端部に一体化されたバルブ側ギヤ、およびこのバルブ側ギヤに噛み合う減速ギヤを設けている。なお、アクチュエータとして、バルブシャフトを回転駆動する駆動モータを使用し、動力伝達機構として、駆動モータの出力軸の回転速度を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構を使用しても良い。また、動力伝達機構（例えば歯車減速機構）の構成要素の１つであるバルブ側ギヤを樹脂一体成形した場合、この樹脂化されたバルブ側ギヤに上記のロータをインサート成形しても良い。また、そのロータの内周面に上記の永久磁石を接着剤等の固定手段を用いて固定しても良い。この場合でも、請求項１に記載の発明の構成を採用することで、バルブ側ギヤと減速ギヤとの噛み合い部、およびロータとステータとの間に排気ガス中の微粒子の侵入を防止できるので、動力伝達機構の噛み合い不良、および排気ガス還流量センサ、特に非接触式の磁気検出素子より出力されるセンサ信号の出力異常を防止できる。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、シャフト付勢手段として、シャフト軸受部の外壁部に一体化されたギヤケース内に保持されて、バルブ側ギヤを介してバルブシャフトを、バルブシャフトの中心軸線方向に付勢するスプリングを使用しても良い。この場合には、そのスプリングによってバルブ側ギヤを介してバルブシャフトに、バルブシャフトの中心軸線方向のテンションを持たせることができるので、バルブシャフトの対向部を軸受けに押し当てることができる。これによって、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きを拘束することができるので、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明によれば、シャフト付勢手段として、シャフト軸受部内に保持されて、バルブシャフトを、バルブシャフトの中心軸線方向に付勢するスプリング（例えばウェーブワッシャや板ばね等の板状弾性体等）を使用しても良い。この場合には、そのスプリングによって直接バルブシャフトに、バルブシャフトの中心軸線方向のテンションを持たせることができるので、バルブシャフトの対向部を軸受けに押し当てることができる。これによって、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きを拘束することができるので、バルブシャフトの回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明によれば、シャフト軸受部に、排気ガス還流路とシャフト軸受部の外壁部に一体化されたギヤケースとを連通すると共に、バルブシャフトを回転自在に収容するシャフト挿通孔を形成しても良い。この場合でも、請求項１に記載の発明の構成を採用することで、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部、およびギヤケース内に、排気ガス中の微粒子が侵入する隙間（クリアランス）を無くすことができる。また、請求項９に記載の発明によれば、バルブシャフトの先端側は、シャフト軸受部から排気ガス還流路内に突出しており、そのバルブシャフトの先端側に、バタフライ型バルブを保持固定するバルブ装着部を設けている。この場合でも、請求項１に記載の発明の構成を採用することで、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部、およびギヤケース内に、排気ガス中の微粒子が侵入する隙間（クリアランス）を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部の、振動による摺動摩耗を防止するという目的を、バルブシャフトの回転中心軸線の方向の動きを拘束することで実現した。また、排気ガス還流量制御弁のバタフライ型バルブを円滑に開閉作動させるという目的を、バルブシャフトの外周と軸受けの内周との摺動部への、排気ガス中の微粒子の侵入を防止してデポジットによるバルブシャフトの摺動不良または固着を防止することで実現した。
【実施例１】
【００１６】
［実施例１の構成］
図１は本発明の実施例１を示したもので、排気ガス再循環装置の全体構造を示した図である。
【００１７】
本実施例の排気ガス再循環装置は、内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）の排気管に接続されて、排気ガスの一部（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと呼ぶ）を吸気管に再循環させるための排気ガス還流路１と、この排気ガス還流路１内を排気側から吸気側に還流する排気ガス還流量を調節する排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）２とを備えている。そして、本実施例のＥＧＲ制御弁２は、ＥＧＲガスを排気側から吸気側に還流させるための排気ガス還流管の一部を構成するバルブハウジング４、このバルブハウジング４内に開閉自在に収容されたバタフライ型バルブ（ＥＧＲ制御弁２の弁体）５、このバタフライ型バルブ５と一体的に回転方向に動作するバルブシャフト６と、バタフライ型バルブ５を閉弁方向に付勢するコイルスプリング（リターンスプリング）１０と、バタフライ型バルブ５を開弁方向（または閉弁方向）に駆動する動力ユニットと、この動力ユニットを電子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。
【００１８】
そして、排気ガス再循環装置は、ＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５の弁開度を電気信号に変換し、どれだけＥＧＲガスが吸気管内を流れる吸入空気に混入されているか、つまり吸気管内へのＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）をＥＣＵへ出力するＥＧＲ量センサを備えている。また、本実施例では、ＥＣＵによって指令される指令ＥＧＲ量（目標弁開度）とＥＧＲ量センサによって検出される検出ＥＧＲ量（弁開度）とが略一致するように、駆動モータ３への駆動電流値をフィードバック制御している。なお、駆動モータ３への制御指令値（駆動電流値）の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、指令ＥＧＲ量（指令弁開度）と検出ＥＧＲ量（弁開度）との偏差に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン／オフの割合（通電割合・デューティ比）を調整して、ＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５の弁開度を変化させるデューティ（ＤＵＴＹ）制御を用いている。
【００１９】
ＥＧＲ量センサは、ＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６の図示上端部に固定された略コの字状断面を有する非金属材料（樹脂材料）よりなるロータ１１と、磁界発生源である分割型（略角形状）の永久磁石（マグネット）１２と、このマグネット１２に磁化される分割型（略円弧状）のヨーク（磁性体）１３と、分割型のマグネット１２に対向するようにセンサカバー２３側に一体的に配置された複数個のホール素子１４と、これらのホール素子１４と外部のＥＣＵとを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるターミナル（図示せず）と、ホール素子１４への磁束を集中させる鉄系の金属材料（磁性材料）よりなるステータ１５とから構成されている。
【００２０】
分割型のマグネット１２および分割型のヨーク１３は、動力伝達機構の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ１９と一体的に樹脂成形されたロータ１１の内周面に接着剤等を用いて固定されている。なお、分割型のマグネット１２は、着磁方向が図１に対して左右方向（紙面に対して右側がＮ極、紙面に対して左側がＳ極）の略角形状のマグネット１２が、互いに同じ極が同じ側になるように配置されている。ホール素子１４は、非接触式の磁気検出素子に相当するもので、ヨーク１３の内周側に対向して配置され、感面にＮ極またはＳ極の磁界が発生すると、その磁界に感応して起電力（Ｎ極の磁界が発生すると＋電位が生じ、Ｓ極の磁界が発生すると−電位が生じる）を発生するように設けられている。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホール素子１４の代わりに、ホールＩＣまたは磁気抵抗素子を使用しても良い。
【００２１】
本実施例の動力ユニットは、ＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６を回転方向に駆動する駆動モータ３、およびこの駆動モータ３の回転動力をＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６に伝達するための動力伝達機構（本例では歯車減速機構）を含んで構成されている。駆動モータ３は、バルブハウジング４の外壁部に一体的に形成された凹形状のモータハウジング２１内に収容保持されている。一方、歯車減速機構の各ギヤは、バルブハウジング４の外壁部に一体的に形成された凹形状のギヤケース２２内に回転自在に収容されている。そして、バルブハウジング４の外壁部には、モータハウジング２１の開口側およびギヤケース２２の開口側を閉塞するセンサカバー２３が取り付けられている。このセンサカバー２３は、上記したＥＧＲ量センサの各端子間を電気的に絶縁する樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴ）よりなる。そして、センサカバー２３は、モータハウジング２１の開口側およびギヤケース２２の開口側に設けられた嵌合部（接合端面）に嵌め合わされる被嵌合部（接合端面）を有し、複数個のカバー固定スクリュー（図示せず）等によってモータハウジング２１の開口側およびギヤケース２２の開口側に設けられた嵌合部に気密的に組み付けられている。
【００２２】
駆動モータ３は、センサカバー２３内に埋設されたモータ用通電端子に一体的に接続されて、通電されるとモータシャフト（駆動モータ３の出力軸）１６が回転する直流電動機である。この駆動モータ３は、通電されるとモータシャフト１６を正転方向または逆転方向に回転動作させる電動式のアクチュエータ（駆動源）で、上記の歯車減速機構を介して、ＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５およびバルブシャフト６を開弁方向（または閉弁方向）に回転動作させる。なお、本実施例では、駆動モータ３とモータハウジング２１の底壁部との間に、駆動モータ３の耐振性を向上させるための防振ワッシャ２０が介装されている。
【００２３】
そして、駆動モータ３の前端部（フロント側部）の前端面には、モータシャフト１６の一端部（前端部）を回転自在に支持する軸受け（例えばボールベアリング：図示せず）を保持する円筒状のベアリングホルダ２４が一体的に形成されている。また、駆動モータ３の後端部（リヤ側部）の後端面には、モータシャフト１６の他端部（後端部）を回転自在に支持する軸受け（例えばボールベアリング：図示せず）を保持する円筒状のベアリングホルダ２５が一体的に形成されている。そして、駆動モータ３は、前端部に一体的に設けられた樹脂材料（例えばポリアミド樹脂：ＰＡ）製のモータコネクタ２６から、センサカバー２３内に埋設されたモータ用外部接続端子（ターミナル：図示せず）に電気的にしかも機械的に接続されるモータ用通電端子（ターミナル）２７が突出している。なお、ベアリングホルダ２４は、駆動モータ３のスラスト方向（軸方向）の一端部（フロントフレームの一端面）に設けられる円環状の凸部を構成し、モータ固定プレート２８のモータ嵌合穴内に嵌合保持されている。また、ベアリングホルダ２５は、駆動モータ３のスラスト方向（軸方向）の他端部（リヤフレームの他端面）に設けられる円環状の凸部を構成し、防振ワッシャ２０のモータ嵌合穴およびモータハウジング２１の底壁部のモータ嵌合溝内に嵌合保持されている。なお、モータ固定プレート２８は、モータ固定スクリュー２９を用いてモータハウジング２１に締め付け固定される。
【００２４】
歯車減速機構は、駆動モータ３のモータシャフト１６の回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータ３のモータシャフト１６の外周に固定されたモータ側ギヤ１７と、このモータ側ギヤ１７と噛み合って回転する中間減速ギヤ１８と、この中間減速ギヤ１８と噛み合って回転するバルブ側ギヤ１９とを有し、ＥＧＲ制御弁２のバルブシャフト６を回転駆動するバルブ駆動手段である。そして、モータ側ギヤ１７は、金属材料により所定の形状に一体的に形成され、駆動モータ３のモータシャフト１６と一体的に回転するピニオンギヤである。また、中間減速ギヤ１８は、樹脂材料により所定の形状に一体成形され、回転中心を成す中間シャフト３１の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、中間減速ギヤ１８には、モータ側ギヤ１７に噛み合う大径ギヤ３２、およびバルブ側ギヤ１９に噛み合う小径ギヤ３３が設けられている。
【００２５】
ここで、モータ側ギヤ１７および中間減速ギヤ１８は、駆動モータ３のモータシャフト１６のモータ出力軸トルクをバルブ側ギヤ１９に伝達するトルク伝達手段である。また、中間シャフト３１の軸方向の一端部（図示上端部）は、センサカバー２３の内壁面に形成された凹状部に嵌め込まれ、他端部（図示下端部）は、バルブハウジング４の外壁部に一体的に形成されたギヤケース２２の底壁面に形成された凹状部に圧入固定されている。そして、バルブ側ギヤ１９は、樹脂材料（例えばポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴ）により所定の略円環形状に一体成形され、そのバルブ側ギヤ１９の外周面には、中間減速ギヤ１８の小径ギヤ３３と噛み合うギヤ部３４が一体的に形成されている。なお、バルブ側ギヤ１９の内径側には、非金属材料（樹脂材料）よりなるロータ１１が一体的に成形されている。
【００２６】
本実施例のＥＧＲ制御弁２のバルブハウジング４は、円管形状のノズル４１内に形成される排気ガス還流路１内にバタフライ型バルブ５をバルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまで回転方向に回転自在に保持する装置であり、排気ガス還流管またはエンジンの吸気管にボルト等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。このバルブハウジング４には、バタフライ型バルブ５を開閉自在に収容する円管形状のノズル４１を嵌合保持する円筒形状のノズル嵌合部４２が一体的に形成されている。そして、ノズル４１およびノズル嵌合部４２には、バルブシャフト６をブッシング（軸受け）７、８およびオイルシール（シール材）９を介して回転自在に支持するシャフト軸受部４３が一体的に形成されている。ここで、バルブハウジング４は、アルミニウム合金のダイカストにより形成されている。一方、バルブハウジング４のノズル嵌合部４２内に嵌合保持されるノズル４１は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により円管形状に形成されている。  
【００２７】
そして、ノズル嵌合部４２およびシャフト軸受部４３の図示上側の外壁部には、動力ユニットのうちの駆動モータ３を収容する凹形状のモータハウジング２１が一体的に形成されている。また、ノズル嵌合部４２およびシャフト軸受部４３の図示上側の外壁部には、動力ユニットのうちの歯車減速機構の各ギヤを回転自在に収容する凹形状のギヤケース２２が一体的に形成されている。また、シャフト軸受部４３には、ノズル４１に形成されたシャフト挿通孔４４、およびノズル嵌合部４２に形成されたシャフト挿通孔４５を介して、排気ガス還流路１とギヤケース２２とを連通すると共に、バルブシャフト６を回転自在に収容するシャフト挿通孔４６が形成されている。
【００２８】
なお、シャフト挿通孔４６の図示下端側（排気ガス還流路１側）には、排気ガス還流路１からシャフト挿通孔４４、４５を経てシャフト挿通孔４６内に侵入した、排気ガス中に含まれる微粒子を、ＥＧＲ制御弁２よりも排気ガスの流れ方向の下流側に位置する排気ガス還流管内に、例えば吸気管負圧を用いて排出するための長円形状の連通穴４７が形成されている。また、バルブハウジング４には、例えば排気ガス還流路１の周囲またはバルブ全閉位置近傍またはノズル４１の周囲のノズル嵌合部４２に形成される温水循環経路４８に所定の温度範囲内（例えば７５〜８０℃）のエンジン冷却水（温水）を流入させるための冷却水配管（図示せず）、および温水循環経路内から温水を流出させるための冷却水配管（図示せず）が接続されている。
【００２９】
バタフライ型バルブ５は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されて、ノズル４１内に形成される排気ガス還流路１の開口面積を調節することで、吸気管内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を制御するための略円板形状のバタフライ形の回転弁（バタフライ弁）で、バルブシャフト６の先端側に保持固定されている。そして、バタフライ型バルブ５は、バルブ全閉時に、シールリング４９の半径方向の弾性変形力を利用してシールリング４９のシール接触面をノズル４１のシート接触面に密着させることで、ノズル４１の内周壁面とバタフライ型バルブ５の外周面とを気密化（シール）するように構成されている。
【００３０】
バルブシャフト６は、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、シャフト軸受部４３に回転自在または摺動自在に支持されている。そして、バルブシャフト６の図示上端部には、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ１９、およびＥＧＲ量センサの構成要素の１つであるロータ１１内にインサート成形されたバルブギヤプレート５０をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部が一体的に形成されている。なお、バルブギヤプレート５０もバルブシャフト６と同様に、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼等により略円環形状に形成されている。そして、バルブシャフト６の先端側（図示下端側）は、シャフト軸受部４３からシャフト挿通孔４４、４５を貫通して排気ガス還流路１内に突出しており、このバルブシャフト６の先端側には、バタフライ型バルブ５を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ装着部（図示せず）が設けられている。
【００３１】
また、バルブシャフト６の外周には、バルブシャフト６の回転中心軸線方向（軸方向、スラスト方向）の前後の径小部よりも外径の大きい鍔状部（径大部）５１が形成されている。なお、鍔状部５１の図示上端面は、ブッシング７の図示下端面と対向する対向部を構成すると共に、ブッシング７の図示下端面と摺接する。これにより、鍔状部５１の図示上端面とブッシング７の図示下端面との間に第１摺接部を構成している。また、鍔状部５１の図示下端面は、ブッシング８の図示上端面と対向する対向部を構成すると共に、ブッシング８の図示上端面と摺接する。これにより、鍔状部５１の図示下端面とブッシング８の図示上端面との間に第２摺接部を構成している。
【００３２】
なお、バルブシャフト６の外周面は、ブッシング７の内周面に回転自在および摺動自在に軸支されており、バルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との間に第１摺動部を構成している。また、バルブシャフト６の外周面は、ブッシング８の内周面に回転自在および摺動自在に軸支されており、バルブシャフト６の外周面とブッシング８の内周面との間に第２摺動部を構成している。また、鍔状部５１よりも図示下端側（排気ガス還流路１側）の、バルブシャフト６の外周面には、鍔状部５１の図示上端面とブッシング７の図示下端面とが摺接することで発生する摩耗粉を捕捉するための摩耗粉トラップ用の周溝部５２が形成されている。これにより、第２摺動部に摩耗粉が侵入することによる、バルブシャフト６の外周面とブッシング８の内周面との間の摺動不良を防止できる。
【００３３】
本実施例の２つのブッシング７、８は、例えば銅や鉄等の金属材料を焼結した焼結部品であって、略円筒形状に一体的に形成されている。２つのブッシング７、８のうちの一方のブッシング７は、鍔状部５１よりも図示上方側のバルブシャフト６の外周面とシャフト軸受部４３の内周面（シャフト挿通孔４６の孔壁面）との間に装着されて、シャフト軸受部４３の内周面に固定されている。このブッシング７は、バルブシャフト６を回転自在または摺動自在に軸支する第１軸受けを構成する。２つのブッシング７、８のうちの他方のブッシング８は、鍔状部５１よりも図示下方側のバルブシャフト６の外周面とシャフト軸受部４３の内周面（シャフト挿通孔４６の孔壁面）との間に装着されて、シャフト軸受部４３の内周面に固定されている。このブッシング８は、バルブシャフト６を回転自在または摺動自在に軸支する第２軸受けを構成する。
【００３４】
本実施例のコイルスプリング１０は、一端部がバルブハウジング４の外壁部に一体化されたギヤケース２２に形成された円環状凹部（ハウジング側係止部）に係止され、また、他端部がバルブシャフト６の図示上端部に一体化されたバルブ側ギヤ１９に形成された円環状凹部（ギヤ側係止部）に係止され、更に、ギヤケース２２の円環状凹部の内周側に設けられた略円筒状スプリング内周ガイドの外周側、およびバルブ側ギヤ１９の円環状凹部の内周側に設けられた略円筒状スプリング内周ガイドの外周側に嵌め合わされた状態で、ギヤケース２２とセンサカバー２３との間に形成されるギヤ室内に収容保持されている。そして、コイルスプリング１０は、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示上方側に付勢する付勢力を有し、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示上端面（対向部）を、２つのブッシング７、８のうちの一方のブッシング７の図示下端面に当接する方向に付勢するシャフト付勢手段として機能する。これにより、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きが拘束される。
【００３５】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１に基づいて簡単に説明する。
例えばディーゼルエンジンまたはガソリンエンジン等のエンジンが始動することにより、エンジンのシリンダーヘッドの吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナで濾過された吸入空気が、吸気管、スロットルボディを通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジンの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、シリンダー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。このとき、ＥＣＵによってＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５が所定の開度となるように駆動モータ３が通電されると、駆動モータ３のモータシャフト１６が回転する。
【００３６】
そして、モータシャフト１６が回転することによりモータ側ギヤ１７が回転して中間減速ギヤ１８の大径ギヤ３２にモータ出力軸トルクが伝達される。そして、大径ギヤ３２の回転に伴って小径ギヤ３３が中間シャフト３１を中心にして回転すると、小径ギヤ３３に噛み合うギヤ部３４を有するバルブ側ギヤ１９が回転する。これにより、バルブ側ギヤ１９がバルブシャフト６を中心にして回転するので、バルブシャフト６が所定の回転角度だけ回転し、ＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５がバルブ全閉位置よりバルブ全開位置側へ開く方向（開方向）に回転駆動される。すると、エンジンの排気ガスの一部が、ＥＧＲガスとして、排気ガス還流管を経てバルブハウジング４およびノズル４１の排気ガス還流路１内に流入する。そして、排気ガス還流路１内に流入したＥＧＲガスは、吸気管の吸気通路内に流入して、エアクリーナからの吸入空気と混合される。
【００３７】
なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸入空気量センサ（エアフロメータ）と吸気温センサとＥＧＲ量センサとからの検出信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御している。したがって、エンジンの各気筒内に吸い込まれて吸気管内を通過する吸入空気は、エミッションを低減するために、エンジンの運転状態毎に設定されたＥＧＲ量になるようにＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５の弁開度がリニアに制御され、排気管から排気ガス還流路１を経て吸気管内に還流したＥＧＲガスとミキシングすることになる。
一方、バルブ全閉時には、先ず駆動モータ３の回転動力またはコイルスプリング１０の付勢力を利用して、バルブシャフト６が初期位置に戻されるため、バタフライ型バルブ５がバルブ全開側よりバルブ全閉位置側へ閉じる方向（閉方向）に回転駆動される。これにより、バタフライ型バルブ５の外周面の周方向溝内に保持されたシールリング４９のシール接触面が、シールリング４９自身の半径方向の弾性変形力によってノズル４１のシート接触面に押し付けられるので、シールリング４９のシール接触面がノズル４１のシート接触面に密着する。したがって、ノズル４１の内周壁面とバタフライ型バルブ５の外周面とが気密化（シール）されるので、ＥＧＲガスが吸気管の吸気通路内に混入しなくなる。
【００３８】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の排気ガス再循環装置においては、バルブハウジング４の外壁部に一体化されたギヤケース２２内に保持された、本来はリターンスプリングとして機能するコイルスプリング１０に、バルブシャフト６を、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示上方側に付勢する付勢力を持たせている。これにより、コイルスプリング１０によってバルブシャフト６の図示上端部に一体化されたバルブ側ギヤ１９を介してバルブシャフト６に、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示上方側へのテンションを持たせることができるので、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示上端面（対向部）を、ブッシング７の図示下端面に押し当てることが可能となる。これによって、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向（スラスト方向）の動きを拘束することができるので、エンジン振動がバルブハウジング４のシャフト軸受部４３に伝達されても、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。したがって、バルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との第１摺動部が振動等によって摺動摩耗することはなく、バルブシャフト６およびブッシング７の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示上端面（排気ガス還流路１側に対して逆側面）がブッシング７の図示下端面（排気ガス還流路１側面）に密着するので、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示上端面とブッシング７の図示下端面との間の第１摺接部が気密化（シール）される。このため、上記の第１摺接部から、バルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との間の第１摺動部に排気ガス中の微粒子が侵入する隙間（クリアランス）を無くすことができる。あるいは限りなく狭くなる。これによって、上記の第１摺動部に、排気ガス中の微粒子が付着してデポジットを形成することはなく、また、バルブシャフト６とブッシング７とに跨がってデポジットが堆積することもない。したがって、バルブシャフト６がブッシング７に固着したり、バルブシャフト６の摺動不良が生じたりすることを防止できるので、駆動モータ３および歯車減速機構を含んで構成される動力ユニットによってＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５（およびバルブシャフト６）を円滑に開閉作動させることができる。
【００４０】
また、排気ガス還流路１からバルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との第１摺動部を経てギヤケース２２内に、排気ガス中の微粒子が侵入するのを完全に防止できる。これによって、歯車減速機構の中間減速ギヤ１８とバルブ側ギヤ１９との噛み合い部、およびＥＧＲ量センサのロータ１１とステータ１５との間に排気ガス中の微粒子の侵入を完全に防止できるので、歯車減速機構の噛み合い不良、およびＥＧＲ量センサ、特にホール素子（非接触式の磁気検出素子）１４より出力されるセンサ信号の出力異常を防止できる。
【００４１】
また、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。これによって、バルブシャフト６の図示上端部に一体的に組み付けられたバルブ側ギヤ１９に一体化されたロータ１１の内周面に配置されたマグネット１２と、センサカバー２３の内壁面に一体的に組み付けられたホール素子１４との位置関係が設計通りのものとなる。すなわち、マグネット１２とホール素子１４との間のエアギャップ（磁気検出ギャップ）を容易に確保でき、マグネット１２とホール素子１４との位置関係のスラスト方向のズレを防止できるので、ＥＧＲ量センサ、特にホール素子１４より出力されるセンサ信号の出力精度の向上を図ることができる。したがって、ＥＧＲ制御弁２のバタフライ型バルブ５の弁開度の検出精度、すなわち、排気側から吸気側に向かうＥＧＲ量の検出精度を高精度化できるので、ＥＧＲ量センサの検出ＥＧＲ量（弁開度：検出値）をエンジンの運転状態に対応して設定される指令ＥＧＲ量（指令弁開度：目標値）とに略一致させるフィードバック制御の制御応答性および制御安定性を向上でき、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物）の低減効果も向上できる。
【００４２】
なお、シャフト付勢手段として、コイルスプリング１０の代わりに別のスプリング（例えばウェーブワッシャや板ばね等の板状弾性体）を設置しても良い。この場合には、スプリングを、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示下端面に接触するようにシャフト挿通孔４６内に配置して、スプリングに、バルブシャフト６を、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示上方側に付勢する付勢力を持たせれば、バルブシャフト６に、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示上方側へのテンションを持たせることができるので、上記のコイルスプリング１０と同様な効果を得ることができる。
【００４３】
また、２つのブッシング７、８のうちの他方のブッシング８を廃止しても良い。この場合には、鍔状部５１および第１摺接部よりも図示上端側の、バルブシャフト６の外周面に、鍔状部５１の図示上端面とブッシング７の図示下端面とが摺接することで発生する摩耗粉を捕捉するための摩耗粉トラップ用の周溝部を形成する。これにより、第１摺動部に摩耗粉が侵入することによる、バルブシャフト６の外周面とブッシング７の内周面との間の摺動不良を防止できる。
【実施例２】
【００４４】
図２は本発明の実施例２を示したもので、排気ガス再循環装置の全体構造を示した図である。
【００４５】
本実施例では、２つのブッシング７、８のうちの一方のブッシング７を廃止している。また、バルブハウジング４の外壁部に一体化されたギヤケース２２内に保持された、本来はリターンスプリングとして機能するコイルスプリング１０に、バルブシャフト６を、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示下方側に付勢する付勢力を持たせている。これにより、コイルスプリング１０によってバルブシャフト６に、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示下方側へのテンションを持たせることができるので、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示下端面（対向部）を、ブッシング８の図示上端面に押し当てることが可能となる。これによって、バルブシャフト６の回転中心軸線の方向（スラスト方向）のガタ付きを無くすことができる。また、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示下端面とブッシング８の図示上端面との間の第２摺接部が気密化（シール）される。このため、上記の第２摺接部から、バルブシャフト６の外周面とブッシング８の内周面との間の第２摺動部に排気ガス中の微粒子が侵入する隙間（クリアランス）を無くすことができる。あるいは限りなく狭くなる。
【００４６】
なお、シャフト付勢手段として、コイルスプリング１０の代わりに別のスプリング（例えばウェーブワッシャや板ばね等の板状弾性体）を設置しても良い。この場合には、スプリングを、バルブシャフト６の鍔状部５１の図示上端面に接触するようにシャフト挿通孔４６内に配置して、スプリングに、バルブシャフト６を、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示下方側に付勢する付勢力を持たせれば、バルブシャフト６に、バルブシャフト６の中心軸線方向（スラスト方向、軸方向）の図示下方側へのテンションを持たせることができるので、上記のコイルスプリング１０と同様な効果を得ることができる。
【００４７】
［変形例］
本実施例では、エンジンの運転状態に対応してＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を連続的または段階的に調節する流量制御弁（排気ガス還流量制御弁、ＥＧＲ制御弁２）のバタフライ型バルブ５を、バルブシャフト６のバルブ装着部に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定しているが、そのバタフライ型バルブ５を、バルブシャフト６のバルブ装着部に締結用ネジや固定用ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定しても良い。また、本実施例では、バルブハウジング４のノズル嵌合部４２の内周にノズル４１を嵌合保持し、更にノズル４１内にバタフライ型バルブ５を開閉自在に収容しているが、バルブハウジング４の略円管形状のバルブ収容部内に直接バタフライ型バルブ５を開閉自在に収容しても良い。この場合には、ノズル４１は不要となり、部品点数や組付工数を減少できる。また、ブッシング７、８の代わりに、外輪と内輪との間に複数の転動体を有するボールベアリング等の軸受けを使用しても良い。この場合には、シャフト付勢手段によってバルブシャフト６の対向部を外輪または内輪に押し付ける。
【００４８】
本実施例では、バルブシャフト６の対向部として鍔状部５１を設けたが、バルブシャフト６の対向部として段差部を設けても良い。ここで、鍔状部は、上記の第１摺動部（例えばブッシング７等の第１軸受けに軸支されるバルブシャフト６の被軸支部（径小部））、あるいは上記の第２摺動部（例えばブッシング８等の第２軸受けに軸支されるバルブシャフト６の被軸支部（径小部））よりも外径が大きく、放射状に複数の突起部を有する部分環状部であっても良い。また、段差部は、例えば上記の第１摺動部（例えばブッシング７等の第１軸受けに軸支されるバルブシャフト６の被軸支部（径小部））、あるいは上記の第２摺動部（例えばブッシング８等の第２軸受けに軸支されるバルブシャフト６の被軸支部（径小部））よりも外径の大きい径大部を設け、径小部と径大部との繋ぎ目にできる段差部であっても良い。なお、バルブシャフトの対向部（径大部または鍔状部または段差部）は、上記の第１、第２摺動部よりも排気ガス還流路１側またはこの排気ガス還流路１側に対して逆側（ギヤケース２２側）に設けられていてもどちらでも良いが、上記の第１、第２摺動部よりも排気ガス還流路１側に設けられていることが、排気ガス中の微粒子の摺動部への侵入を防止する上で最も望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】排気ガス再循環装置の全体構造を示した断面図である（実施例１）。
【図２】排気ガス再循環装置の全体構造を示した断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００５０】
１  排気ガス還流路
２  ＥＧＲ制御弁（排気ガス還流量制御弁）
３  駆動モータ（アクチュエータ）
４  バルブハウジング（ハウジング）
５  バタフライ型バルブ（ＥＧＲ制御弁の弁体）
６  バルブシャフト
７  ブッシング（軸受け）
８  ブッシング（軸受け）
９  オイルシール
１０  コイルスプリング（シャフト付勢手段）
１７  動力伝達機構（歯車減速機構）の構成要素の１つであるモータ側ギヤ
１８  動力伝達機構（歯車減速機構）の構成要素の１つである中間減速ギヤ
１９  動力伝達機構（歯車減速機構）の構成要素の１つであるバルブ側ギヤ
２２  ギヤケース
４３  シャフト軸受部
４４  シャフト挿通孔
４５  シャフト挿通孔
４６  シャフト挿通孔
５１  バルブシャフトの鍔状部（対向部）
５２  周溝部
【図１】
2005233023.tif 000003
【図２】
2005233023.tif 000004