(57)【要約】  【課題】ＥＧＲバルブ装置を構成する装置的要素の構造的特徴により、過剰なＥＧＲガスの給気側への供給による黒煙の発生やチャタリングの発生を防止することができるＥＧＲバルブ装置の提供。  【解決手段】ＥＧＲ弁３０をシャフト３２の軸方向に移動することにより弁体３１が弁孔２８を開閉し、ＥＧＲ１７通路の排気の還流及び遮断を行うＥＧＲバルブ装置１０である。ＥＧＲバルブ装置１０のハウジング２２は、液体が充填される液体充填室２７を備え、液体充填室２７と連通され、シャフト３２が挿通される容積室３６を案内孔２８内に形成し、液体充填室２７と容積室３６とを結ぶ絞り通路３７が形成され、絞り通路３７の断面積は容積室３６の流路断面積より小さく設定され、シャフト３２の往復動により容積室３６の容積が変動する。  【選択図】  図２
2009264154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のＥＧＲ通路の途中に配置され、ガス通路に配置される弁孔を備えた弁ハウジングと、シャフト及び弁体を備え、前記弁孔を開閉するＥＧＲ弁と、前記シャフトに接続され、前記ＥＧＲ弁を開閉駆動するアクチュエータと、を有するＥＧＲバルブ装置であって、
前記シャフトの一部が挿入されるとともに、内部に液体を有する液体充填室と、前記シャフトと弁ハウジングとにより区画形成され、
前記シャフトと前記弁ハウジングにより形成され、前記容積室と前記液体充填室とを連通するとともに、前記ＥＧＲ弁の移動により流路断面積が変化する絞り通路と、を備え、
少なくとも、前記ＥＧＲ弁の閉弁位置にある状態では、前記絞り通路の流路断面積が小状態となっていることを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
【請求項２】
前記絞り通路の流路断面積は、前記ＥＧＲ弁の閉弁位置から所定の開弁位置の範囲で小状態とし、所定の開弁位置から全開弁位置に至る範囲で大状態とすることを特徴とする請求項１記載のＥＧＲバルブ装置。
【請求項３】
前記容積室が前記シャフトの全周に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＥＧＲバルブ装置。
【請求項４】
前記絞り通路は前記シャフトと前記液体充填室壁面より形成され、前記絞り通路における前記液体充填室壁面はシャフト軸に垂直な方向における前記容積室断面積より縮径された断面積を持つ縮径壁部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のＥＧＲバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のエンジン本体より排気通路に排出された排気ガスの一部を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流し再度燃焼室内に供給するＥＧＲ装置に関わり、より詳しくは、ＥＧＲ通路を開閉制御するＥＧＲバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で発生する窒素酸化物（以後、「ＮＯｘ」と称す。）を低減させる目的から、エンジン本体から排気通路に排出される排気ガスの一部を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に再循環させる排気再循環（以後、「ＥＧＲ」と称す。）装置が設けられていることがある。
なお、再循環されるＥＧＲガスの主成分は不活性ガスであり、過度にＥＧＲガスの供給量を増大させると、それに応じて燃焼室に供給される吸入空気の量が過小となり、酸素不足で黒煙が発生すること等があるため、ディーゼルエンジン運転状態に応じてＥＧＲガスの供給量を調節することが好ましい。
このため、排気通路と吸気通路を連絡するＥＧＲ通路にはＥＧＲガス量を調整するＥＧＲバルブ装置が設置される。
通常、ＥＧＲバルブ装置におけるＥＧＲ弁の開度調整は、バルブの駆動源であるアクチュエータの制御により行われる。
【０００３】
ＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガス量は、ＥＧＲバルブ装置におけるＥＧＲ弁開度と、ＥＧＲ弁の上流側と下流側の差圧により変動する。
ＥＧＲバルブ装置では、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲバルブの目標開度が予め設定されている。
車両に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、ＥＧＲガスが必要か否かの判断を行い、ＥＧＲガスを通す必要があると判断した場合には、ＥＧＲ弁を目標開度で開弁する。
【０００４】
しかしながら、運転状態が短時間で急激に変動すると、ＥＧＲ弁の上流側と下流側における差圧が過大となってから、ＥＧＲ弁が閉弁状態より目標開度まで開弁されることがある。
このとき、ＥＧＲ弁の上流側と下流側の差圧は大きな値となっており、開弁後に差圧が定常状態となるまでＥＧＲガスが過剰に吸気通路に供給され、その結果、排気通路において黒煙が発生する場合がある。
また、ＥＧＲ弁の開度が小さい場合には、排気通路の圧力が脈動により変動すると、チャタリングを発生して、異音発生やＥＧＲ弁の耐久性を損なうという問題がある。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、例えば、特許文献１に開示された内燃機関のＥＧＲ制御装置が知られている。
このＥＧＲ制御装置では、排気通路と吸気通路とを連通する排気循環通路を通って還流されるＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁を備えたＥＧＲ装置と、ＥＧＲ弁の開度を制御する制御手段が備えられている。
制御手段は、ＥＧＲ弁をその時々の運転状態に応じた目標開度に制御するとともに、ＥＧＲ弁を全閉状態から開弁させるときはＥＧＲ復帰制御を行い、ＥＧＲ復帰制御では、ＥＧＲ弁を目標開度より小さい設定開度に設定時間だけ保持した後、目標開度に復帰させる。
特許文献１におけるＥＧＲ復帰制御とは、ＥＧＲがオフからオンになったとき、ＥＧＲ弁を直ちに目標開度には開かず、目標開度に開くタイミングを、過酷なアクセル操作がなされても排気圧と吸気圧との差圧が定常時の値に十分収束すると見込まれる設定時間の間だけ待機して遅らせる制御としている。
【特許文献１】特開２００４−３６４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたＥＧＲ制御装置は、過剰なＥＧＲガスの給気側への供給による黒煙の発生や、ＥＧＲ弁の開度が小さいときのチャタリングの問題を解消することができるものの、ＥＧＲがオフからオンになったときにＥＧＲ弁を直ちに目標開度に開かせないようにするＥＧＲ復帰制御は、電子制御ユニットを用いたプログラム制御に基づいている。
つまり、従来技術では、過剰なＥＧＲガスの給気側への供給の問題やチャタリングの問題を解決するために、ＥＧＲ弁を目標開度より小さい設定開度に設定時間だけ保持した後、目標開度に復帰させるようにする制御プログラムやプログラムを実行する制御系を必要とする。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ＥＧＲバルブ装置を構成する装置的要素の構造的特徴により、過剰なＥＧＲガスの給気側への供給による黒煙の発生やチャタリングの発生を防止することができるＥＧＲバルブ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明は、内燃機関のＥＧＲ通路の途中に配置され、ガス通路に配置される弁孔を備えた弁ハウジングと、シャフト及び弁体を備え、前記弁孔を開閉するＥＧＲ弁と、前記シャフトに接続され、前記ＥＧＲ弁を開閉駆動するアクチュエータと、を有するＥＧＲバルブ装置であって、前記シャフトの一部が挿入されるとともに、内部に液体を有する液体充填室と、前記シャフトと弁ハウジングとにより区画形成され、前記シャフトと前記弁ハウジングにより形成され、前記容積室と前記液体充填室とを連通するとともに、前記ＥＧＲ弁の移動により流路断面積が変化する絞り通路と、を備え、少なくとも、前記ＥＧＲ弁の閉弁位置にある状態では、前記絞り通路の流路断面積が小状態となっていることを特徴とする。
なお、前記絞り通路は、ＥＧＲ弁の開度によっては前記容積室と同一の流路面積となってもよい。この場合、絞り通路と容積室の区別は無くなる。
【０００９】
本発明によれば、ＥＧＲ弁を閉弁位置から開く場合、絞り通路の流路断面積が小状態となっている為、ＥＧＲ弁の急激な移動は絞り通路を流れる液体の出入りにより制限され、吸気側への過剰なＥＧＲガスの供給が抑制される。
従って、本発明では、ＥＧＲ弁の急激な移動を抑制することができ、黒煙の発生やチャタリングを防止することができる。
【００１０】
また、本発明では、上記のＥＧＲバルブ装置において、前記絞り通路の流路断面積は、前記ＥＧＲ弁の閉弁位置から所定の開弁位置の範囲で小状態とし、所定の開弁位置から全開弁位置に至る範囲で大状態としてもよい。
【００１１】
この場合、ＥＧＲ弁の全リフト範囲のうち、絞り通路の流路断面積が小状態と設定される閉弁位置から全開弁位置に至るリフト範囲では、ＥＧＲ弁の急激な移動は抑制され、絞り通路の流路断面積が大状態と設定される所定の開弁位置から全開弁位置に至るリフト範囲では、アクチュエータの作動に対するＥＧＲ弁の急激な移動が可能となる。
このため、ＥＧＲ弁を閉弁位置から所定の開弁位置まで開く時は、絞り通路を流れる液体の出入りによりＥＧＲ弁の移動を制限する絞り作用により過剰なＥＧＲガスの給気側への供給を抑制することで、黒煙の発生やチャタリングを防止することができ、ＥＧＲ弁を所定の開弁位置から全開位置まで開く時は、弁体を目標開度まで素早く移動させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明では、上記のＥＧＲバルブ装置において、前記容積室が前記シャフトの全周に亘って形成されてもよい。
【００１３】
この場合、容積室がシャフトの全周に亘って形成されているから、シャフトが容積室においてハウジングと摺接することはなく、シャフトにおいて偏摩耗が生じることがない。
【００１４】
また、本発明では、上記のＥＧＲバルブ装置において、前記絞り通路は前記シャフトと前記液体充填室壁面より形成され、前記絞り通路における前記液体充填室壁面はシャフト軸に垂直な方向における前記容積室断面積より縮径された断面積を持つ縮径壁部を備えてもよい。
【００１５】
この場合、絞り通路は、シャフトの充填室側壁面と、案内孔を形成される縮径壁部とにより形成される。
縮径壁部が絞り通路の一部を形成することにより、シャフトに充填室側壁面を設ける上での加工面の制約等の条件が緩和され、絞り通路を設定する上での自由度が高くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＥＧＲバルブ装置を構成する装置的要素の構造的特徴により、過剰なＥＧＲガスの給気側への供給による黒煙の発生やチャタリングの発生を防止することができるＥＧＲバルブ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係るＥＧＲバルブ装置について図１〜図４に基づき説明する。
この実施形態では、内燃機関としてのディーゼルエンジンにおけるＥＧＲ（排気再循環）装置が備えるＥＧＲバルブ装置について説明する。
図１は本発明の実施形態に係るＥＧＲバルブ装置及びその周辺を示す概略図であり、図２はＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図であり、ＥＧＲ弁が閉弁時の状態を示し、図３は図２に示すＥＧＲバルブ装置の要部を拡大して示す拡大縦断面図であり、図４はＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図であり、ＥＧＲ弁が開弁時の状態を示す。
図１に示す内燃機関としてのエンジン１１は、往復動するピストン（図示せず）が挿入されたシリンダボア（図示せず）を備えている。
エンジン１１には、エンジン１１の各部を冷却する冷却水を通す冷却水通路１２が形成されている。
【００１８】
エンジン１１は、吸気通路１３を構成する吸気管１４と、排気通路１５を構成する排気管１６を有する。
吸気通路１３は、吸気管１４の更に上流側において、スロットルバルブ（図示せず）を有する。
吸入空気ＦＡは、吸気通路１３を経由して燃焼室内に供給され、燃焼室内で燃料噴射弁から噴射された燃料とともに燃焼され、燃焼後の排気ガスＥＧは排気管１６を通じて外部へ排出される。
【００１９】
エンジン１１は、排気通路１５と吸気通路１３を連絡するＥＧＲ通路１７を有する。
ＥＧＲ通路１７は燃焼室から排出された排気ガスＥＧの一部をＥＧＲガスＲＧとして排気通路１５から吸気管１４へ還流させるための通路である。
ＥＧＲ通路１７を通過したＥＧＲガスＲＧは、吸気通路１３における吸入空気ＦＡに混合され、混合ガスＭＧとして燃焼室に供給される。
ＥＧＲ通路１７の途中には、ＥＧＲクーラ１８とＥＧＲバルブ装置２０が設置されている。
ＥＧＲクーラ１８は、ＥＧＲ通路１７を通過するＥＧＲガスＲＧを適切な温度になるように冷却するためのものである。
ＥＧＲクーラ１８は、ＥＧＲバルブ装置２０よりも上流側に配置されており、ＥＧＲクーラ１８の冷却媒体はエンジン冷却水である。
【００２０】
ＥＧＲバルブ装置２０は、ＥＧＲ通路１７を通るＥＧＲガス量を調整するためのバルブ装置である。
図１に示すように、ＥＧＲバルブ装置２０は、ＥＧＲ通路１７の途中に配置されている弁ハウジング２２を備えている。
弁ハウジング２２の上部にはアクチュエータ２１（本実施形態では負圧で作動するダイヤフラム）が備えられている。
弁ハウジング２２の内部にはアクチュエータ２１により作動されるＥＧＲ弁３０が備えられている。
この実施形態に係るアクチュエータ２１はダイヤフラム機構（図示せず）を備えている。
弁ハウジング２２は、ＥＧＲ通路１７の途中に配置されるほか、冷却水通路１２と接続された冷却水循環通路１９の途中に配置されている。
【００２１】
図２に示すように、弁ハウジング２２の内部には、２つの空間部が上下に形成されている。
下部の空間部は、ＥＧＲガスを通すガス通路２３を形成する。
ガス通路２３の上流端は、図１に示すように、ＥＧＲクーラ１８及び排気通路１５と連通する上流側のＥＧＲ通路１７Ａと接続されている。
ガス通路２３の下流端は、吸気管１４と接続される下流側のＥＧＲ通路１７Ｂに接続されている。
ガス通路２３の途中には、弁孔２５及び座面２６を有する弁座２４が備えられている。
この実施形態では、弁孔２５が上下を臨むように、弁座２４が弁ハウジング２２に水平状態で装着されている。
【００２２】
弁ハウジング２２内の上部の空間部は、液体充填室としての冷却水充填室２７であり、冷却水充填室２７には液体としての冷却水が充填される。
冷却水充填室２７は、図２に示すように、導入通路２７ａと導出通路２７ｂを有し、導入通路２７ａは冷却水循環通路１９の上流側と接続されている。
導出通路２７ｂは冷却水循環通路１９の下流側と接続されている。
冷却水充填室２７は、導入通路２７ａから冷却水循環通路１９を通る冷却水の供給を受け、冷却水循環通路１９に使用した冷却水が導出通路２７ｂから導出される構成となっている。
【００２３】
ガス通路２３と冷却水充填室２７との間には、貫通孔が形成されており、この貫通孔はＥＧＲ弁３０を案内する第１案内孔２８である。
第１案内孔２８を形成する弁ハウジング２２の孔壁は、冷却水充填室２７側で縮径孔２８ａを有する縮径壁部２２ａを有する。
縮径壁部２２ａが形成する縮径孔２８ａは、第１案内孔２８の孔径よりも縮径された孔径を有する。
縮径壁部２２ａは、第１案内孔２８を臨み、径方向に形成される環状壁面２２ｂを備えている。
弁ハウジング２２における冷却水充填室２７の上部には、別の貫通孔が形成されており、この貫通孔はＥＧＲ弁３０を案内する第２案内孔２９である。
この実施形態では、ガス通路２３の弁孔２５と、第１案内孔２８と、第２案内孔２９の中心は互い一致する。
【００２４】
ここでＥＧＲ弁３０について説明する。
ＥＧＲ弁３０は、弁座２４と離着座する弁体３１と、弁体３１を端部に備えるシャフト３２から構成されている。
弁体３１は、シャフト３２の下端からシャフト３２の径方向へ鍔状に拡がる形状を有する。
弁体３１の外周面３１ａは下方へ向けて縮径されており、外周面３１ａは弁体３１が弁座２４に着座したときに座面２６と面接触する。
シャフト３２は、第１案内孔２８及び第２案内孔２９に挿通され、ガス通路２３と冷却水充填室２７を貫通する。
シャフト３２の上端はアクチュエータ２１と接続されている。
【００２５】
シャフト３２は、第１案内孔２８と摺動する摺動軸部３３と、摺動軸部３３から軸径が縮径されて形成される中間軸部３４と、中間軸部３４から軸径が拡径されて形成される拡径軸部３５とを備えている。
各軸部３３、３４、３５の軸方向と垂直方向の断面は円形である。
まず、摺動軸部３３について説明すると、摺動軸部３３は弁体３１側に最も近い軸部である。
摺動軸部３３の軸径は、摺動軸部３３と第１案内孔２８が互いに摺接するように設定されている。
摺動軸部３３には、軸方向において第１案内孔２８内に挿入される摺動部位（図２におけるＲ１の範囲で設定される部位）が設定されている。
【００２６】
次に、中間軸部３４について説明する。
中間軸部３４は摺動軸部３３から連続して形成されている軸部である。
中間軸部３４の軸径は、第１案内孔２８の孔径及び摺動軸部３３の軸径より小径となるように設定されている。
摺動軸部３３の外径面と中間軸部３４の外径面を繋ぐ径方向の面は、通路側壁面３３ａである。
ＥＧＲ弁３０の閉弁時に中間軸部３４の全てが第１案内孔２８に挿入されるとともに、ＥＧＲ弁３０の全開弁時（１００％開弁時）には中間軸部３４の上半分程度が第１案内孔２８から冷却水充填室２７へ離脱するように、中間軸部３４の軸方向の長さが設定されている。
【００２７】
次に、拡径軸部３５について説明すると、拡径軸部３５は中間軸部３４から連続して形成されている軸部である。
拡径軸部３５の軸径は、中間軸部３４の軸径より拡径され、かつ、縮径壁部２２ａにより形成される縮径孔２８ａの内径よりも小さく設定されている。
中間軸部３４の外径面と拡径軸部３５の外径面を繋ぐ径方向に延びる面は、充填室側壁面３５ｂである。
拡径軸部３５の下部は主に冷却水充填室２７に位置し、上部は主に第２案内孔２９内に嵌挿される。
拡径軸部３５の上端はアクチュエータ２１と接続されている。
拡径軸部３５の下部の一部は、ＥＧＲ弁３０の閉弁時に第１案内孔２８に挿入される部位３５ａ（説明の便宜上、「挿入可能部位３５ａ」と表記する。図２におけるＲ２の範囲で設定される部位）となっている。
【００２８】
摺動軸部３３の軸径よりも中間軸部３４の軸径が小さいことから、第１案内孔２８内に容積室としての筒状容積室３６が形成される。
筒状容積室３６は、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８に挿入されている状態では、図２及び図３に示すように、弁ハウジング２２により形成される外側面と、中間軸部３４により形成される内側面と、通路側壁面３３ａにより形成されるガス通路２３側の端面と、充填室側壁面３５ｂ及び環状壁面２２ｂにより形成される冷却水充填室２７側の端面と、を備えている。
従って、筒状容積室３６は、主にシャフト３６の中間軸部３４の全周に亘って形成されている。
筒状容積室３６には冷却水充填室２７から冷却水が導入される。
通路側壁面３３ａ及び環状壁面２２ｂにおいて、径方向に設定される領域Ｓは、軸方向から見て互いにオーバーラップする領域であるとともに、シャフト３２の往復動により互いに離接近する領域である。
つまり、筒状容積室３６における冷却水充填室２７側の端面と、ガス通路２３側の端面は、シャフト３２の往復動により互いに離接近するオーバーラップ領域を有する。
オーバーラップ領域が存在することから、シャフト３２の往復動により筒状容積室３６の容積は変動する。
筒状容積室３６の容積は、ＥＧＲ弁３０の閉弁時には最大容積となり、ＥＧＲ弁３０の１００％開弁時には最小容積となる。
【００２９】
挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８に挿入されている状態では、充填室側壁面３５ｂ及び環状壁面２２ｂの面積を加算した面積は、通路側壁面３３ａの面積よりも小さく設定されている。
このため、縮径壁部２２ａと、シャフト３２の挿入可能部位３５ａ又は中間軸部３４との間に間隙が形成される。
この間隙は、冷却水充填室２７と筒状容積室３６との間の絞り通路３７を構成する。
挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８へ挿入されている状態では、絞り通路３７の流路断面積は小さく形成され、小状態とされる、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８へ挿入されていない状態では、絞り通路３７の流路断面積は大きく形成され、大状態とされる。
この実施形態では、挿入可能部位３５ａの軸方向の長さは縮径壁部２２ａとの軸方向の長さよりも小さく設定されている。
【００３０】
絞り通路３７の流路断面積が小状態とされる範囲は、ＥＧＲ弁３０のリフト範囲に対応している。
絞り通路３７の流路断面積が小状態とされる範囲は、挿入可能部位３５ａの第１案内孔２８への挿入が最大となる閉弁位置から挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から離脱される開弁位置に至るまでのＥＧＲ弁３０のリフト範囲に相当する。
ＥＧＲ弁３０の全リフト範囲のうち、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から離脱される開弁位置から全開弁位置までのリフト範囲では、挿入可能部位３５ａは冷却水充填室２７に位置する。
つまり、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から離脱するＥＧＲ弁３０のリフト範囲は、絞り通路３７の流路断面積が大状態とされている範囲に相当する。
図４に示すように、絞り通路３７の流路断面積が大状態とされる範囲では、縮径壁部２２ａと中間軸部３４との間の流路断面積は、筒状容積室３６のオーバーラップ領域の面積より大きくなり、この時の絞り通路３７は絞り作用が機能しない。
【００３１】
絞り通路３７の流路断面積が小状態とされる範囲は、従来のＥＧＲバルブ装置においてチャタリングが発生する可能性が高いＥＧＲ弁のリフト範囲に対応している。
ＥＧＲバルブ装置２０では、この範囲で絞り通路３７の流路断面積を小状態とすることにより、ＥＧＲ弁３０の開度が比較的小さい状態のとき、ＥＧＲ弁３０の微少範囲での往復動を繰り返すチャタリングを絞り作用により抑制する。
一方、絞り通路３７の流路断面積が大状態とされる範囲では、絞り作用が機能しないようにして冷却水充填室２７と筒状容積室３６との冷却水の通過を円滑に行い、アクチュエータ２１の作動に基づくＥＧＲ弁３０の応答性を損なわないようにする。
例えば、図４を参照に示すように、絞り通路３７の流路断面積が大状態では、筒状容積室３６の冷却水充填室２７側の端面は、縮径壁部２２ａにおける環状壁面２２ｂのみにより形成される。
【００３２】
なお、第１案内孔２８のガス通路２３を臨む位置には、環状シール部材３８が弁ハウジング２２に装着されている。
筒状容積室３６の下方に存在する摺動軸部３３は、第１案内孔２８からガス通路２３への冷却水の浸入を妨げるが、環状シール部材３８は冷却水のガス通路２３への浸入をより確実に防止する。
第２案内孔２９の冷却水充填室２７を臨む位置には、環状シール部材３９が弁ハウジング２２に装着されており、環状シール部材３９は第２案内孔２９を通じた冷却水のアクチュエータ２１側への浸入を防止する。
【００３３】
次に、この実施形態のＥＧＲバルブ装置２０の作用について説明する。
エンジン１１が所定の運転状態にあるとき、エンジン１１の排気ガスＥＧの一部はＥＧＲクーラ１８及びＥＧＲバルブ装置２０を通って吸気通路１３に再循環される。
ＥＧＲ弁３０の開度はエンジン１１の運転状態により調整され、排気ガスＥＧの吸気通路１３への還流量は弁体３１の開度に応じて決定される。
ＥＧＲ弁３０の開閉度は、上流側のＥＧＲ通路１７Ａと下流側のＥＧＲ通路１７Ｂの差圧が定常的な差圧であるという前提にて設定されている。
つまり、定常的な差圧に基づくＥＧＲ弁３０の目標開度が設定されており、アクチュエータ２１はエンジン１１の運転状態に応じてＥＧＲ弁３０を目標開度に達するように作動する。
【００３４】
ＥＧＲ弁３０のシャフト３２に形成される拡径軸部３５は、ＥＧＲ弁３０の開閉度に応じて第１案内孔２８に挿脱される。
図２及び図３に示すように、拡径軸部３５が第１案内孔２８に挿入されているとき、縮径壁部２２ａと拡径軸部３５の挿入可能部位３５ａが相対し、筒状容積室３６の冷却水充填室２７側の端面は、充填室側壁面３５ｂ及び環状壁面２２ｂにより形成される。
従って、第１案内孔２８における筒状容積室３６と冷却水充填室２７との間に絞り通路３７の流路断面積が小さく形成される。
絞り通路３７の流路断面積が小状態とされることにより、筒状容積室３６と冷却水充填室２７との間の冷却水の出入りは絞り作用を受けて絞られる。
例えば、拡径軸部３５が第１案内孔２８に挿入されている状態でシャフト３２が上昇（往動）すると、通路側壁面３３ａが環状壁面２２ｂに接近して、筒状容積室３６の容積が減少する。
このとき、絞り通路３７の絞り作用を受けて筒状容積室３６の圧力が上昇し、ＥＧＲ弁３０の急激な開弁動作が抑制される。
なお、拡径軸部３５が第１案内孔２８に挿入されている状態でシャフト３２が下降する場合には、筒状容積室３６の容積が増大するが、絞り作用を受けて筒状容積室３６の圧力が低下し、ＥＧＲ弁３０の急激な閉弁動作が抑制される。
このため、拡径軸部３５が第１案内孔２８に挿入されているとき、ＥＧＲ弁３０の急激な移動は絞り通路３７の絞りの作用により抑制され、ＥＧＲ弁３０の移動は緩やかとなる。
なお、絞り通路３７の流路断面積が小状態では、シャフト３２の往復動による筒状容積室３６の容積変動の程度に応じて筒状容積室３６内の圧力が変動する。
【００３５】
図４に示すように、ＥＧＲ弁３０が所定以上の開弁状態にあると、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から離脱して、筒状容積室３６の冷却水充填室２７側の端面は、環状壁面２２ｂのみにより形成される。
従って、筒状容積室３６と冷却水充填室２７との間に絞り通路３７の流路断面積は大きく形成される。
このとき、筒状容積室３６と冷却水充填室２７との間の冷却水の出入りは絞り作用が弱いので、筒状容積室３６の冷却水と冷却水充填室２７との間の冷却水の出入りは円滑に行われる。
従って、急激なＥＧＲ弁３０の移動は可能である。
逆に、ＥＧＲ弁３０が全開弁位置から閉弁位置まで移動する場合においては、挿入可能部位３５ａが冷却水充填室２７から第１案内孔２８へ挿入するとき、絞り通路３７の流路断面積が小さく形成される。
シャフト３２の下降（復動）により、ＥＧＲ弁３０が全開弁位置から閉弁位置まで移動する場合においては、通路側壁面３３ａが環状壁面２２ｂから離隔する。
このため、挿入可能部位３５ａの第１案内孔２８への挿入のタイミングから閉弁に至るまでのＥＧＲ弁３０のリフト範囲では、絞り作用により筒状容積室３６の容積増大が緩やかとなり、ＥＧＲ弁３０の急激な移動は抑制される。
【００３６】
具体的な運転状況下について説明すると、例えば、一般的に、急加速時等の高負荷時は、ＥＧＲ弁３０が閉弁するように制御される。この場合、ＥＧＲ弁３０が閉弁されている間にエンジン１１の回転数が上昇し、ＥＧＲバルブ装置２０の上流側のＥＧＲ通路１７Ａと下流側のＥＧＲ通路１７Ｂとの差圧が過大となる。
その後、中低負荷になりＥＧＲバルブを開くタイミングでは、過大な差圧の影響を受けてＥＧＲ弁３０が閉弁状態から全開弁状態へ急激に開弁しようとする。
この場合、摺動軸部３３が第１案内孔２８にさらに挿入され、筒状容積室３６の容積を急激に減少させようとするが、絞り通路３７の流路断面積が小さく形成されているＥＧＲ弁３０のリフト範囲では、絞り作用により筒状容積室３６の急激な減少が妨げられ、筒状容積室３６の容積は絞り通路３７を通る流量に応じた緩やかな減少となる。
【００３７】
このため、ＥＧＲ弁３０は緩やかな移動により開弁されるが、挿入可能部位３５ａが縮径壁部２２ａと対向する範囲では、絞り作用を受けてＥＧＲ弁３０の緩やかな移動が維持される。
そして、挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から冷却水充填室２７へ離脱すると、図３に示すように、絞り通路３７の流路断面積は大きく形成されるので、筒状容積室３６の容積は急激な減少が許容され、アクチュエータ２１の作動によりＥＧＲ弁３０は目標開度まで速やかに開弁される。
ＥＧＲバルブ装置２０では、ＥＧＲ弁３０を開弁初期の段階では緩やかに移動させ、所定の開度を越えた時点で速やかな移動を許容することで、排気において黒煙を発生させない一方で、ＮＯｘの低減効果を維持される。
【００３８】
さらに、別の運転状況の場合について説明する。
ＥＧＲ弁３０が所定開度未満の開弁位置にあると、吸気通路１３と排気通路１５との間での差圧変動によりＥＧＲ弁３０がチャタリングを発生させようとする場合がある。
ＥＧＲ弁３０が所定開度未満の開弁位置にある場合、拡径軸部３５における挿入可能部位３５ａが縮径壁部２２ａとともに、冷却水充填室２７と筒状容積室３６との間において、絞り通路３７の流路断面積が小さく形成されている。
従って、絞り通路３７による絞り作用により、筒状容積室３６の容積が減少する際にＥＧＲ弁３０は緩やかな移動となることから、ＥＧＲ弁３０の微少範囲での小刻みな往復動を繰り返すチャタリングは防止される。
【００３９】
この実施形態では以下の効果を奏する。
（１）拡径軸部３５の挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８に挿入されているとき、充填室側壁面３５ｂは第１案内孔２８内に存在し、絞り通路３７の流路断面積が小さく形成されるから、ＥＧＲ弁３０の急激な移動は絞り通路３７の絞りの作用により抑制され、緩やかなＥＧＲ弁３０の移動となる。挿入可能部位３５ａが第１案内孔２８から離脱して、筒状容積室３６と冷却水充填室２７との間に絞り通路３７の流路断面積が大きく形成されるときは、絞り通路３７の流路断面積が小さく形成される場合と比べて、絞り作用が弱いのでＥＧＲ弁３０の急激な移動は可能となる。従って、ＥＧＲ弁３０を目標開度より小さい設定開度に設定時間だけ保持した後、目標開度に復帰させるようにすることができるほか、チャタリングを防止することができる。このように、この実施形態では、ＥＧＲバルブ装置２０の一部を構成する弁ハウジング２２及びシャフト３２の構造的特徴にのみ基づき、ＥＧＲ弁３０の急激な開弁やチャタリングを防止することができる。
【００４０】
（２）絞り通路３７の流路断面積が小さく設定される所定の開弁位置から全開弁位置に至るリフト範囲では、シャフト３２が往復動して筒状容積室３６の容積が変動する際、ＥＧＲ弁３０の急激な移動は抑制され、絞り通路３７の流路断面積が大きく設定される所定の開弁位置から全開弁位置に至るリフト範囲では、アクチュエータ２１の作動に対するＥＧＲ弁３０の急激な移動が可能となる。このため、過剰なＥＧＲガスＲＧの給気側への供給による黒煙を発生させない一方で、ＮＯｘの低減効果を維持することができるほか、チャタリングを防止することができる。
（３）絞り通路３７の流路断面積を小さく設定する時は、挿入可能部位３５ａと縮径壁部２２ａとにより形成されるが、縮径壁部２２ａが絞り通路３７の一部を形成する要素であることから、シャフト３２に拡径軸部３５を設ける上での加工面の制約等の条件が緩和され、絞り通路３７を設定する上での流路断面積や通路長さの設定に対する自由度が高くなる。
【００４１】
（４）冷却水が第１案内孔２８における筒状容積室３６に導入されることから、ＥＧＲ弁３０のシャフト３２が広い範囲で冷却され、ＥＧＲ弁３０の過熱を抑制することができ、これにより従来よりも高温の排気ガスＥＧをＥＧＲガスＲＧとして使用することができる。
（５）筒状容積室３６が主に中間軸部３４の全周に亘って形成されているから、中間軸部３４は筒状容積室３６において弁ハウジング２２と摺接することはなく、中間軸部３４において偏摩耗が生じることがない。
【００４２】
（別例１）
次に、上記の実施形態の別例に係るＥＧＲバルブ装置について説明する。
別例１に係るＥＧＲバルブ装置を図５に示す。
この別例１に係るＥＧＲバルブ装置４０は、先の実施形態で説明した縮径壁部２２ａが設けられていない例である。
説明の便宜上、共通又は類似する構成要素については先の実施形態と符号を共通して用い、説明を援用する。
この例では、ＥＧＲ弁５０は弁体５１とシャフト５２を備えており、シャフト５２は摺動軸部５３、中間軸部５４及び拡径軸部５５を有する。
中間軸部５４の外径面から拡径軸部５５の外径面を繋ぐ径方向の面は、充填室側壁面５５ｂである。
なお、この例では摺動軸部５３及び中間軸部５４は同じ軸径に設定されている。
【００４３】
この例では、弁ハウジング４２により第１案内孔４３が形成されているが、第１案内孔４３は、摺動軸部５３が嵌挿される摺動孔部４４と、摺動孔部４４の冷却水充填室２７側に形成され、摺動孔部４４の孔径よりも大きく設定された孔径を有する拡径孔部４５を備えている。
摺動孔部４４の内周面と拡径孔部４５の内周面を繋ぐ径方向の面は、通路側壁面４６である。
図５では、拡径孔部４５に、主に中間軸部５４が挿通されているが、拡径孔部４５は摺動軸部５３の一部と、拡径軸部５５の一部が挿通される。
【００４４】
この別例１では、拡径軸部５５の軸径は先の実施形態よりも大きく設定されている。
拡径軸部５５には拡径孔部４５に挿入される挿入可能部位５５ａが形成されている。
挿入可能部位５５ａが拡径孔部４５に挿入された状態では、挿入可能部位５５ａは孔壁とともに十分な絞り作用を機能する絞り通路５７を形成する。
従って、拡径孔部４５において中間軸部５４の全周に亘って形成される容積室としての筒状容積室５６と、冷却水充填室２７と、の間に絞り通路５７が形成される。
絞り通路５７の流路断面積は、筒状容積室５６の断面積よりも小さく設定されている。
筒状容積室５６は、弁ハウジング４２により形成される外側面と、中間軸部５４により形成される内側面と、通路側壁面４６により形成されるガス通路２３側の端面と、充填室側壁面５５ｂにより形成される冷却水充填室２７側の端面と、を備えている。
従って、筒状容積室５６は、主にシャフト５２の中間軸部５４の全周に亘って形成されている。
【００４５】
通路側壁面４６及び充填室側壁面５５ｂにおいて、径方向に設定される領域Ｓは、軸方向から見て互いにオーバーラップする領域であるとともに、シャフト３２の往復動により互いに離接近する領域である。
つまり、筒状容積室５６における冷却水充填室２７側の端面と、ガス通路２３側の端面とは、シャフト５２の往復動により互いに離接近するオーバーラップ領域を有する。
オーバーラップ領域が存在することから、筒状容積室５６はシャフト５２の往復動によりその容積が変動し、絞り通路５７の流路断面積が小さく形成される状態では、容積変動の程度に応じて筒状容積室５６内の圧力が変動する。
筒状容積室５６の容積は、ＥＧＲ弁５０の閉弁時には最小容積となり、ＥＧＲ弁５０の１００％開弁時には最大容積となる。
絞り通路５７が形成されることから、充填室側壁面５５ｂの面積は、通路側壁面４６の面積よりも小さい。
この別例では、シャフト５２の上昇（往動）により、ＥＧＲ弁５０が閉弁位置から全閉弁位置まで移動する場合においては、充填室側壁面５５ｂが通路側壁面４６から離隔し、シャフト５２の下降（復動）では、充填室側壁面５５ｂが通路側壁面４６と接近する。
【００４６】
なお、挿入可能部位５５ａが第１案内孔４３に挿入されない状態では、絞り通路５７と筒状容積室５６は区別されない。
このとき、筒状容積室５６において、冷却水充填室２７側の端面は形成されない。
この別例１によれば、第１案内孔４３における拡径孔部４５が一定の孔径により形成されているので、弁ハウジング４２に縮径壁部を形成する必要がなくなる。
【００４７】
（別例２）
次に、別例２に係るＥＧＲバルブ装置について図６に基づき説明する。
図６に示す別例２に係るＥＧＲバルブ装置６０は、先の実施形態で説明した縮径壁部２２ａが設けられていない他の別例である。
説明の便宜上、共通又は類似する構成要素については先の実施形態と符号を共通して用い、説明を援用する。
この例では、ＥＧＲ弁７０は弁体７１とシャフト７２を備えており、シャフト７２は摺動軸部７３、中間軸部７４により形成されている。
従って、シャフト７２には、先の実施形態及び別例１における拡径軸部３５、４５が形成されていない。
なお、この例では摺動軸部７３及び中間軸部７４は同じ軸径に設定され、両軸部７３、７４は別例１と同一である。
【００４８】
この例では、弁ハウジング６２により形成される第１案内孔６３が形成されているが、第１案内孔６３は、摺動軸部７３が嵌挿される摺動孔部６４と、摺動孔部６４の冷却水充填室２７側に形成され、摺動孔部６４の孔径よりも大きく設定された孔径を有する拡径孔部６５を備えている。
摺動孔部６４の内周面と拡径孔部６５の内周面を繋ぐ径方向の面は、通路側壁面６６である。
拡径孔部６５には、中間軸部７４が挿通されている。
【００４９】
中間軸部７４には別部材である円板体７５が固定されている。
円板体７５は中間軸部７４が嵌挿される軸孔７６を備え、軸孔７６の周囲には多数の通孔７７が形成されている。
円板体７５において通路側壁面６６と対向する面は、充填室側壁面７８である。
円板体７５はＥＧＲ弁７０の閉弁位置で第１案内孔６３に挿入され、この状態では、円板体７５の外周面は第１案内孔６３と僅かな間隙を保って対向する。
従って、拡径孔部６５において中間軸部５４の全周に亘って容積室としての筒状容積室７９が形成される。
筒状容積室７９は、弁ハウジング６２により形成される外側面と、中間軸部７４により形成される内側面と、通路側壁面６６により形成されるガス通路２３側の端面と、充填室側壁面７８により形成される冷却水充填室２７側の端面と、を備えている。
【００５０】
通路側壁面６６において充填室側壁面７８が投影される領域は、軸方向において互いにオーバーラップする領域であるとともに、シャフト７２の往復動により互いに離接近する領域である。
つまり、筒状容積室７９における冷却水充填室２７側の端面と、ガス通路２３側の端面とは、シャフト７２の往復動により互いに離接近するオーバーラップ領域を有する。
オーバーラップ領域が存在することから、筒状容積室７９はシャフト７２の往復動によりその容積が変動する。
この別例では、シャフト７２の上昇（往動）により、ＥＧＲ弁７０が閉弁位置から全閉弁位置まで移動する場合においては、充填室側壁面７８が通路側壁面６６から離隔し、シャフト７２の下降（復動）では、充填室側壁面７８が通路側壁面６６と接近する。
【００５１】
円板体７５に通孔７７が形成されることから、充填室側壁面７８の面積は、通路側壁面６６の面積よりも小さい。
筒状容積室７９はシャフト７２の往復動によりその容積が変動し、筒状容積室７９の容積は、ＥＧＲ弁７０の閉弁時には最小容積となり、ＥＧＲ弁７０の１００％開弁時には最大容積となる。
この別例では円板体７５の通孔７７が絞り通路として機能しており、これらの通孔７７の横断面積を全て加算すると、先の実施形態及び別例１における絞り通路３７、５７の流路横断面積と等しくなる。
連孔７７の総断面積は、筒状容積室７９の断面積よりも小さく設定されている。
【００５２】
従って、円板体７５が拡径孔部６５に挿入されていると、通孔７７が筒状容積室７９と冷却水充填室２７との間に絞り通路として機能する。
通孔７７が絞り通路として機能する状態では、筒状容積室７９の容積変動の程度に応じて筒状容積室７９内の圧力が変動する。
なお、円板体７５が拡径孔部６５に挿入されない状態では、筒状容積室７９と絞り通路とは区別されない。
このとき、筒状容積室７９において、冷却水充填室２７側の端面は形成されない。
ＥＧＲ弁７０のリフト範囲において、通孔７７が絞り通路として機能する範囲および機能しない範囲は、いずれも先の実施形態におけるＥＧＲ弁３０のリフト範囲において設定されている範囲と同じある。
この別例２によれば、弁ハウジング６２に縮径壁部を形成する必要がないという別例１の作用効果に加えて、シャフト７２に拡径軸部を形成する必要がないから、シャフトに拡径軸部を形成する場合と比較してシャフト７２の形成が容易となる。
【００５３】
なお、上記の実施形態（別例１、２を含む）に係るＥＧＲバルブ装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記３の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００５４】
○  上記の実施形態（別例１、２を含む）では、内燃機関がディーゼルエンジンである場合について説明したが、内燃機関は、例えば、ガソリンエンジンでもあってもよく、内燃機関の種類は特に限定されない。
○  上記の実施形態（別例１、２を含む）では、弁ハウジングに液体充填室を設けたが、弁ハウジングはＥＧＲ弁を支持する部材であり、ガス通路側構造と液体充填室側構造は、別部材で形成されていてもよい。
○  上記の実施形態（別例１、２を含む）では、液体充填室に充填する液体を冷却水としたが、油冷エンジンでは液体として、潤滑油を用いてもよい。
○  上記の実施形態（別例１、２を含む）では、液体充填室としての冷却水充填室は冷却水循環通路と接続されて冷却水の供給を受けたが、液体充填室は液体を充填した閉空間であってもよく、この場合、バルブの移動により変動する閉空間内の容積を吸収する工夫が必要であり、例えば、液体充填室に十分な液体を充填した上で、容積変動分を吸収するように気体を液体充填室に封入してもよい。
○  上記の実施形態では、第１案内孔の孔径が縮径壁部を除き、軸方向において同一径に設定されていたが、第１案内孔に形成される筒状容積室に対応する軸方向の範囲について、第１案内孔の孔径を拡大してもよい。この場合、形成される筒状容積室のガス通路側の端面と液体充填室側の端面が、シャフトの往復動により互いに離接近するオーバーラップ領域を備え、容積が変更されればよい。
○  上記の実施形態では、案内孔内に形成される容積室は筒状としたが、容積室は筒状に限定されず、例えば、シャフトの周囲に複数の容積室が案内孔に形成されてよく、容積室を形成する孔壁の断面形状も円形以外の多角形、楕円等、任意の形状としてもよい。
○  上記の実施形態では、弁ハウジング内に容積室および液体充填室を設けたが、容積室及び液体充填室はシャフトに接する範囲に設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＧＲバルブ装置及びその周辺を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図であり、絞り通路が形成されるＥＧＲ弁の閉弁時の状態を示す。
【図３】図２に示すＥＧＲバルブ装置の要部を拡大して示す拡大縦断面図である。
【図４】ＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図であり、絞り通路が形成されないＥＧＲ弁の開弁時の状態を示す。
【図５】別例１に係るＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図である。
【図６】別例２に係るＥＧＲバルブ装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１７（１７Ａ、１７Ｂ）  ＥＧＲガス通路
２０、４０、６０  ＥＧＲバルブ装置
２１  アクチュエータ
２２、４２、６２  弁ハウジング
２２ａ  縮径壁部
２３  ガス通路
２４  弁座
２７  冷却水充填室（液体充填室としての）
２８、４３、６３  第１案内孔
２８ａ  縮径孔
２９  第２案内孔
３０、５０、７０  ＥＧＲ弁
３１、５１、７１  弁体
３２、５２、７２  シャフト
３３、５３、７３  摺動軸部
３３ａ、４６、６６  通路側壁面
３４、５４、７４  中間軸部
３５、５５  拡径軸部
３５ｂ、５５ｂ、７８  充填室側壁面
３５ａ  挿入可能部位
３６、５６、７９  筒状容積室
３７、５７  絞り通路
４４、６４  摺動孔部
４５、６５  拡径孔部
７５  円板体
７７  通孔
ＲＧ  ＥＧＲガス
【図１】
2009264154.tif 000003
【図２】
2009264154.tif 000004
【図３】
2009264154.tif 000005
【図４】
2009264154.tif 000006
【図５】
2009264154.tif 000007
【図６】
2009264154.tif 000008