JP2004052653A

JP2004052653A - Exhaust gas recirculating valve

Info

Publication number: JP2004052653A
Application number: JP2002210651A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Okura; 大倉　一美; Haruo Meguro; 目黒　晴夫
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To further highly accurately perform initialization by simplifying the constitution of an exhaust gas recirculating valve. <P>SOLUTION: This exhaust gas recirculating valve 150 has a valve cover 42 sandwiched between a valve base part 22 and a housing 24 and cutting off flowing exhaust gas, a driving shaft 74 for rotating under the driving action of a driving part 26 and displaced in the axial direction, a valve stem 76 integrally fitted to the driving shaft 74 via a connecting part 78, a leak preventive spring 82 interposed between the valve cover 42 and the valve stem 76, upwardly energizing the valve stem 76 and sealing the exhaust gas leaking out of the valve cover 42 and a backlash removing spring 152 for always energizing the driving shaft 74 in the valve opening direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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、弁体が弁座に着座した後に駆動部がさらに駆動ねじ部のバックラッシュの分だけ駆動することを防止するとともに、排気ガスがハウジングの内部に漏出することを防止することが可能な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。
【０００４】
例えば、図９に示されるように、この排気ガス再循環バルブ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動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の回動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の回動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。
【０００５】
前記モータ７は、電気信号が供給されることにより励磁されるステ―タ１３と、前記ステ―タ１３の励磁作用下に回動する回転体１４とからなり、前記回転体１４の内部に形成された雌ねじ１５にモータシャフト８の外周面に形成された雄ねじ１６が螺合され、前記回転体１４の回動作用下にモータシャフト８が軸線方向に沿って変位する。
【０００６】
例えば、図１０および図１１に示されるように、前記回転体１４とモータシャフト８の関係の如く、雄ねじ１６と雌ねじ１５とが螺合されている場合、一般的に前記雄ねじ１６と雌ねじ１５との間には所定間隔のクリアランスＡ（バックラッシュ）が設けられている。すなわち、雄ねじ１６と雌ねじ１５との間にクリアランスＡを設けることにより、回転体１４がモータシャフト８に対して円滑に回動することができる。
【０００７】
図９に示されるように、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ジョイント９の下側に半径外方向に拡径したスプリングホルダ部１７が形成され、前記スプリングホルダ部１７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１８によって前記バルブ１２がバルブシート１１に着座して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１９ａによって軸線方向に沿って支持されている。なお、前記ブッシュ１９ａによって還流通路４の内部の排気ガスがハウジング５のモータ７側に漏出することを遮断している。
【０００８】
また、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１９ｂによって軸線方向に沿って支持されている。
【０００９】
さらに、２つのブッシュ１９ａ、１９ｂ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に着座させるように構成されている。
【００１０】
ところで、一般的に、モータ７に印加されるパルス数によってバルブ１２の変位位置の検出を行っているが、前記パルス数と変位位置とを対応させるため、あるいは使用条件によって前記モータ７のパルス数とバルブ１２の変位位置との関係にずれが生じるため、一定期間毎に前記モータ７のパルス数とバルブ１２の変位位置との関係を初期化して再設定するイニシャライズを行っている。詳細には、例えば、バルブ１２がバルブシート１１に着座した状態において前記モータ７のパルス数を初期化するようにしている。
【００１１】
その際、バルブ１２がバルブシート１１より離間している弁開状態、およびバルブ１２がバルブシート１１に着座した弁閉状態において、リターンスプリング１８のばね力によってモータシャフト８の雄ねじ１６のねじ山１６ａの下面Ｂが回転体１４の雌ねじ１５のねじ溝１５ａの下面Ｃに当接している状態にある（図１１参照）。すなわち、モータシャフト８が、一体的に連結されたバルブシャフト１０を介してリターンスプリング１８によって下方に押圧されているため、図１１に示されるように、前記雄ねじ１６のねじ山１６ａの上面Ｄと雌ねじ１５のねじ溝１５ａの上面Ｅとの間に所定間隔のクリアランスＡが形成されている状態にある。
【００１２】
【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１２をバルブシート１１に着座させた状態においてモータ７のパルス数を設定するイニシャライズを行う場合、前記バルブ１２がバルブシート１１に着座した後に前記モータ７がさらに駆動される。詳細には、バルブ１２がバルブシート１１に着座してバルブシャフト１０の軸線方向に沿った下方への変位が規制されているため、バルブシャフト１０が変位しないにもかかわらず、バルブ１２がクリアランスＡだけバルブシート１１に着座した時点よりさらにモータ７が余分に回動する。
【００１３】
この場合、モータ７が余分に回動することにより、バルブ１２が軸線方向に変位していないにもかかわらずモータ７の回動作用下にパルス数のみが増加してしまい、バルブ１２の変位位置と、モータ７に印加されるパルス数とが一致しないという不具合が生じる。これは、リターンスプリング１８を常に閉弁する方向に付勢しているためであり、その結果、正確なイニシャライズを行うことができないという問題がある。
【００１４】
また、バルブシャフト１０の外周面には、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、ブッシュ１９ａ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不具合がある。そのため、前記摺動抵抗に打ち勝つためにばね力の大きなリターンスプリング１８が必要となるとともに、それに伴って駆動力を大きくする必要性からモータが大型化する。
【００１５】
さらにブッシュ１９ａ、１９ｂを廃止するとバルブシャフトがガイドされず、かつ排気ガスがモータ側へ漏出するという不具合がある。
【００１６】
本発明は、前記の種々の不具合等を考慮してなされたものであり、駆動軸および弁軸のがたつきを阻止することにより弁軸の変位動作をより一層円滑にするとともに、正確なイニシャライズを行う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。
【００１７】
また、弁軸の軸線方向に沿った摺動抵抗を削減するとともに、排気ガスの漏出を防止する。すなわち、弁軸をガイドする部材、弁軸を閉弁位置に復帰させるリターンスプリングを廃止す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。
【００１８】
【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される駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に駆動ねじ部を介して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、
前記弁軸は、前記連結部によってのみ半径方向への変位が規制され、前記駆動ねじ部を常に開弁する方向に付勢するバックラッシュ除去ばねを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、弁軸は連結部によってのみ半径方向への変位を規制されるため、弁軸をガイドする部材が不要となる。また、弁軸を円滑に動作させることができるとともに、リターンスプリングを廃止することができる。
【００２０】
また、バックラッシュ除去ばねを開弁方向に付勢させるため開弁作動時と閉弁する際の突き当て時においてバックラッシュの方向が逆転することがなく、高精度なイニシャライズを行うことができる。
【００２１】
また、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、
前記弁軸は、前記連結部によってのみ半径方向への変位が規制され、
前記弁基部とハウジングとの間に配設される弁カバーと、
前記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間に配設され、前記通路内を流通する排気ガスの漏出を防止するシール手段としての皿ばね状のリーク防止ばねを設けることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、弁軸をガイドする部材を設けずに前記弁カバーを設けることにより、循環通路を流通する排気ガスおよび排気ガスの熱を遮断することができるとともに、前記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間で平面密着してシールすることにより、従来の弁軸をガイドする部材に設けられていた摺動クリアランスがなく、排気ガスを好適に遮断することができる。従って、弁軸と軸線方向に摺動する駆動軸の摺動抵抗となることがなく弁軸を円滑に変位させることができる。またその際、リーク防止ばねを皿ばね状のばね部材とすることにより低荷重でかつ耐久性にも優れる。
【００２３】
さらに、前記弁基部と前記ハウジングとの間に弁カバーを配設するとともに、記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間に配設され、前記通路内を流通する排気ガスの漏出を防止する金属製材料からなるリーク防止ばねを設けることにより、前記弁カバーによって通路を流通する排気ガスや排気ガスの熱を遮断することができ、且つ前記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間から漏出する排気ガスを好適に遮断することができる。その際、前記リーク防止ばねを金属製材料から形成することにより耐久性が低下することがない。
【００２４】
さらにまた、前記駆動部の軸線方向への駆動力をＦ１とし、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、前記リーク防止ばねのばね力をＦ４とし、前記駆動軸と前記弁軸との間に介装され、前記連結部内で両者を離間するように付勢する連結ばねのばね力をＦ２とし、Ｆ２＞Ｆ１およびＦ２＞Ｆ４の関係を充足するように設定することにより、弁体を弁座に着座させてイニシャライズを行う際、弁軸が連結部に対して軸線方向に変位することや、駆動ねじ部のバックラッシュの方向が逆転することがないため、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００２５】
またさらに、前記弁体が前記駆動部と反対方向に向かって変位して弁開状態となる場合、前記リーク防止ばねのばね力をＦ４とし、前記駆動軸と前記弁軸との間に介装され、前記連結部内で両者を離間するように付勢する連結ばねのばね力をＦ２とし、前記バックラッシュ除去ばねのばね力をＦ３とし、Ｆ２＞Ｆ４およびＦ３＞Ｆ４の関係を充足するように設定することにより、弁体を弁座に着座させてイニシャライズを行う際、弁軸が連結部に対して軸線方向に変位することや、駆動ねじ部のバックラッシュの方向が逆転することがないため、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００２６】
【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。
【００２７】
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。
【００２８】
排気ガス再循環バルブ２０は、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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７６の先端部が挿入される。
【００３１】
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、金属製材料からなる弁カバー４２が前記弁孔３４を閉塞するように挟持されている。前記弁カバー４２の略中央部には、前記弁軸７６が挿通される孔部４４が形成され、前記弁カバー４２によって弁基部２２の弁孔３４に連通される排気ガスがハウジング２４の内部に進入することを防止するとともに、高温の排気ガスの熱がハウジング２４の内部へ伝達されることを防止している。なお、前記弁軸７６は、軸心が孔部４４の軸心と一致するように装着され、前記孔部４４の直径は、弁軸７６が軸線方向に変位する際に接触することがないように弁軸７６の外周径より若干大きく形成されている。
【００３２】
また、前記弁カバー４２の外周側には、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。
【００３３】
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。
【００３４】
前記ハウジング２４の上部には、ハウジングカバー５２が図示しないねじ部材を介して装着され、前記ハウジングカバー５２の環状溝に装着されるシール部材５４によってハウジング２４の内部の気密を保持している。
【００３５】
前記ハウジングカバー５２の略中央部には、下方に向かって所定長だけ下方に突出した突出部５６が形成され、前記突出部５６の内部のガイド孔５８には後述する駆動軸７４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６０が装着されている。
【００３６】
前記駆動部２６には、例えば、ステッピングモータ６２が採用され、前記ステッピングモータ６２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６４と、ハウジング２４の内部の上下２箇所に装着された軸受６６ａ、６６ｂ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転する円筒状のロータ６８とからなる。前記ロータ６８の内部に形成される雌ねじ部７０には、後述する駆動軸７４が変位自在に螺合されている。
【００３７】
弁機構部２８は、ハウジング２４の前記駆動部２６の下方に形成される空間部７２に配設され、前記ステッピングモータ６２のロータ６８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７４と、前記駆動軸７４に一体的に連結され、前記駆動軸７４の変位作用下に弁座３８に着座する弁軸７６と、前記駆動軸７４と弁軸７６とを一体的に連結する連結部７８とからなる。また、前記弁軸７６の略中央部には、半径外方向に拡径した拡径部８０が一体的に形成され、前記拡径部８０と弁カバー４２の上面との間に排気ガスの漏出を防止するシール手段としてのリーク防止ばね８２が介装され、前記リーク防止ばね８２は、駆動軸７４を常に開弁方向に付勢するバックラッシュを除去するばね部材としての機能も兼ね備えている。なお、排気ガスの漏出防止およびバックラッシュの除去のいずれの機能も小さなばね力で十分である。
【００３８】
前記リーク防止ばね８２は、金属製材料により薄肉の皿ばね状に形成され、略中央部の孔部８３に弁軸７６が挿通されている。そのため、リーク防止ばね８２は、弁カバー４２の上面と弁軸７６のフランジ部の下面と弾性的に密着するように当接し、弁孔３４に連通する排気ガスが弁カバー４２の孔部４４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。
【００３９】
また、前記リーク防止ばね８２を弁カバー４２の上面と拡径部８０の下面とにそれぞれ当接するように配設することにより、弁軸７６の外周面と接触せずに十分なクリアランスを有するため、弁軸７６が軸線方向に沿って変位する際にリーク防止ばね８２が摺動抵抗となることがない。また、弁カバー４２の上面および拡径部８０の下面という平面上でシールすることができるため、より好適に弁孔３４の内部の気密を保持することが可能となる。
【００４０】
さらに、弁軸７６が排気ガスに晒されて高温になった際においても、リーク防止ばね８２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。なお、前記リーク防止ばね８２は、単一の湾曲する板材に限定されるものではなく、前記リーク防止ばね８２を複数個積み重ねて介装してもよい。
【００４１】
さらにまた、リーク防止ばね８２の一端部を保持する拡径部８０は、弁軸７６との一体形状に限定されるものではなく、図７に示されるように、弁軸７６の上部に縮径した小径部８５を連結部７８に挿入するように形成し、前記小径部８５の外周面に形成されたねじ部に円盤状のプレート部材８７を螺合することにより、弁軸７６と前記プレート部材８７とを一体的に連結して、前記プレート部材８７の下面と弁カバー４２の上面との間にリーク防止ばね８２を介装するようにしてもよい。その際、リーク防止ばね８２を弁軸７６の小径部８５に挿入し、その後、プレート部材８７を小径部８５に螺合することによってリーク防止ばね８２が介装される。
【００４２】
その結果、前記プレート部材８７の下面と弁軸７６の大径部の端面とが当接しているため、前記大径部の端面とプレート部材８７とによって気密が保持され、弁軸７６と拡径部８０とを一体的に形成した場合と略同等のシール機能を営むことができる。
【００４３】
さらにまた、前記リーク防止ばね８２は、薄肉の軸心方向に膨出した皿ばね状とすることにより、弁軸７６を上方へ押圧するばね力を小さく設定することが容易である。
【００４４】
図１に示されるように、ハウジング２４に画成される前記空間部７２は、一側面側に外部と連通する開口部８４を有するとともに、前記開口部８４と対向する反対の側面には、冷却用通路８６が形成され、前記開口部８４と同様に外部に連通している。すなわち、開口部８４および冷却用通路８６を介して空間部７２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７６を冷却することができる。
【００４５】
図６に示されるように、駆動軸７４にはロータ６８の雌ねじ部７０に螺合される雄ねじ部８８が外周面に刻設されている。なお、前記雌ねじ部７０および雄ねじ部８８は、駆動ねじ部８９として機能する。前記ロータ６８の雌ねじ部７０のねじ溝９０と駆動軸７４の雄ねじ部８８のねじ山９２との間には、所定間隔のクリアランスＦ（バックラッシュ）が設けられている。前記クリアランスＦによってロータ６８の回動作用下に駆動軸７４を円滑に軸線方向に変位させることができる。
【００４６】
詳細には、図１に示されるように、リーク防止ばね８２のばね力によって弁軸７６が上方に押圧されることにより、前記弁軸７６と一体的に連結される駆動軸７４も同様に上方に変位する。そのため、図６に示されるように、駆動軸７４の雄ねじ部８８のねじ山９２の上面９２ａが、螺合される雌ねじ部７０のねじ溝９０の上面９０ａと当接している状態となり、前記雄ねじ部８８のねじ山９２の下面９２ｂと雌ねじ部７０のねじ溝９０の下面９０ｂとの間に所定間隔のクリアランスＦが形成される。
【００４７】
また、図１に示されるように、駆動軸７４は、ハウジングカバー５２の略中央部のガイド孔５８に装着される円筒状の第１ガイド部材６０と、ハウジング２４の略中央部の貫通孔９３に装着される円筒状の第２ガイド部材９４とによって軸線方向に変位自在に保持されている。
【００４８】
前記駆動軸７４は、前記第１および第２ガイド部材６０、９４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７４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７４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７４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７４に一体的に連結される弁軸７６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７４は、図示しない回り止め手段によって前記ロータ６８に伴って一体的に回動することが防止されている。
【００４９】
前記駆動軸７４の下方側に形成される連結孔９６には、後述する弁軸７６の上部が嵌合されている。すなわち、弁軸７６は、駆動軸７４に対して半径方向に規制された状態となる。その結果、弁軸７６をガイドする部材（例えば、ブッシュ１９ａ）が不要となり摺動抵抗がなくなるため、大きな荷重が必要とされるリターンスプリング１８を廃止することができる。
【００５０】
さらに、前記弁軸７６の上部の外周には、第１環状溝９８を介して縮径自在に形成されるクリップ１００が装着され、前記クリップ１００が弁軸７６の第１環状溝９８と、連結孔９６の内周面に形成された第２環状溝１０２との間に係合されることにより、前記駆動軸７４と前記弁軸７６とを軸線方向に一体的に連結している。ここで、前記第１および第２環状溝９８、１０２の軸線方向に沿ったそれぞれの高さは、クリップ１００の軸線方向に沿った厚さより大きく形成される。
【００５１】
前記連結孔９６に挿入された弁軸７６の上面と連結孔９６との間のクリアランス１０４には、連結ばね１０６が前記弁軸７６と駆動軸７４とを互いに離間する方向に付勢するように介装されている。そのため、連結孔９６の内部における軸線方向のがたつきがない。また、クリップ１００と第１環状溝９８とがフランジ止めされているため、弁軸７６の弁座３８の上面に対する直角度が高精度に保証される。
【００５２】
また、連結ばね１０６のばね力Ｆ２は、駆動部の軸線方向の駆動力Ｆ１より大きく、かつリーク防止ばね８２のばね力Ｆ４より大きく設定されている（Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ２＞Ｆ４）。なお、前記連結ばね１０６のばね力Ｆ２は通常時には外部に力を及ぼさない。また、リーク防止ばね８２のばね力Ｆ４を十分に小さく設定することができるため、ステッピングモータ６２が大型化することがない。
【００５３】
すなわち、弁体１０８が弁座３８に着座した後、さらに弁体１０８を弁座３８に対して突き当ててイニシャライズする際、ステッピングモータ６２の駆動力Ｆ１が連結ばね１０６のばね力Ｆ２に打ち勝ってずれることが防止される。同様にリーク防止ばね８２のばね力Ｆ４が連結ばね１０６のばね力Ｆ２に打ち勝ってずれることが防止されるため、開弁作動時に、弁体１０８を弁座３８に突き当てた弁閉状態における軸線方向へのずれが生じることがない。そのため、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００５４】
前記弁軸７６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１０８が連結され、前記弁体１０８が着座する前記弁座３８の連通孔４０は、前記弁体１０８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１０８が弁座３８の連通孔４０を閉塞するように着座することによって前記入口ポート３０の開閉を行うことができ、入口ポート３０と出口ポート３２との連通状態を切り換えている。
【００５５】
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。まず、図示しないエンジンを始動する際、ステッピングモータ６２のパルス数と弁体１０８の変位位置との関係を初期化して再設定（イニシャライズ）する際の動作並びに作用効果について説明する。
【００５６】
前記イニシャライズは、図５に示されるように、弁体１０８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６２（図１参照）のパルス数と弁体１０８の変位位置との関係を初期化して再設定することにより行われる。
【００５７】
図４に示されるように、弁体１０８が弁座３８より離間している際、もしくは図５に示されるように、弁体１０８が弁座３８に着座した際、駆動軸７４および弁軸７６がリーク防止ばね８２のばね力によって上方、すなわち開弁方向に押圧されているため、図６に示されるように、駆動軸７４の雄ねじ部８８のねじ山９２の上面９２ａが、ロータ６８の雌ねじ部７０のねじ溝９０の上面９０ａと当接した状態に常に保持されている。そして、弁体１０８が弁座３８に着座した後、さらにステッピングモータ６２を突き当てた状態で駆動させても、前記雄ねじ部８８のねじ山９２の上面９２ａと、前記雌ねじ部７０のねじ溝９０の上面９０ａとが当接している状態に保持されているため、駆動軸７４を下方に変位させる方向に前記ステッピングモータ６２がさらに回動することが防止される。すなわち、リーク防止ばね８２のばね力によって前記雄ねじ部８８のねじ山９２の下面９２ｂと、前記雌ねじ部７０のねじ溝９０の下面９０ｂとが、常に所定間隔離間している状態（クリアランスＦ）に保持されて開弁作動時と弁体１０８を弁座３８に突き当てた弁閉時とでバックラッシュの方向が逆転することがない。
【００５８】
その結果、ステッピングモータ６２が、弁体１０８が着座した時点より回動し過ぎることが防止されるため、弁体１０８が変位しない状態においてステッピングモータ６２の駆動に用いられるパルス数だけが増加することがなく、ステッピングモータ６２のパルス数と弁体１０８の変位位置とがずれてしまうことを阻止することができる。
【００５９】
その結果、常にステッピングモータ６２のパルス数と弁体１０８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が可能となる。
【００６０】
このようにしてイニシャライズが設定された第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２０は、図１に示されるように、弁体１０８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とする。
【００６１】
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６２に電流が供給される。
【００６２】
前記電流がステータ６４に供給されることにより前記ステータ６４が励磁され、その励磁作用下にロータ６８が所定方向に回転する。そして、前記ロータ６８の中心に螺合された駆動軸７４が該ロータ６８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６８の回動運動が駆動軸７４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７４は、第１および第２ガイド部材６０、９４によって前記駆動軸７４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７４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が高精度に保持されているため、第１および第２ガイド部材６０、９４のガイド作用下に軸線方向に沿って高精度に変位することができる。
【００６３】
そして、前記駆動軸７４の連結孔９６に連結ばね１０６および係止部となる第１環状溝９８とクリップ１００を介して弁軸７６が一体的に連結されているため、弁軸７６の直角度および軸線方向の位置が高精度に保持され、駆動軸７４とともに弁軸７６が一体的に上方に変位し、前記弁軸７６の弁体１０８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。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。
【００６４】
その際、リーク防止ばね８２のシール作用下に弁孔３４に流入した排気ガスが弁カバー４２の孔部４４を介して空間部７２の内部に漏出することが防止される。また、前記リーク防止ばね８２は、金属製材料から形成されているため、排気ガスの高温作用下にも劣化することがない。
【００６５】
また、弁軸７６は、金属製材料から形成されているため、弁孔３４を流通する高温の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７２の開口部８４および冷却用通路８６から流入する外気によって弁軸７６の上部が冷却されるため、該弁軸７６の温度を好適に低下させることができる。
【００６６】
次に、前記ステッピングモータ６２に供給される電流の極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６８が回転し、駆動軸７４がリーク防止ばね８２のばね力に抗して前記回動作用下に下方に変位する。その結果、弁軸７６も前記駆動軸７４と一体的に下方に変位するため弁体１０８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なる。なお、前記弁軸７６は駆動軸７４の連結孔９６に嵌合されることにより駆動軸７４と弁軸７６との同芯度と、該弁軸７６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７６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。
【００６７】
以上により第１の実施の形態では、駆動軸７４がリーク防止ばね８２のばね力によって常に上方に、すなわち開弁方向に押圧されているため、ロータ６８の雌ねじ部７０と駆動軸７４の雄ねじ部８８との間に設けられるクリアランスＦ（バックラッシュ）の内部で駆動軸７４の軸線方向へのがたつきを防止することができるため、正確に作動する。
【００６８】
また、閉弁後、さらに突き当て駆動してもバックラッシュが逆転することがないため、ステッピングモータ６２のパルス数と弁体１０８の変位位置との関係を、より一層高精度に初期化して再設定するイニシャライズを行うことができる。すなわち、バックラッシュを除去する際に要するばね力を、従来のリターンスプリング１８のばね力と比較して小さく設定することができる。
【００６９】
さらに、弁軸７６の拡径部８０と弁カバー４２との間にリーク防止ばね８２を介装することにより、弁カバー４２の孔部４４を介して弁孔３４から空間部７２に排気ガスが漏出することを好適に遮断している。なお、前記リーク防止ばね８２は、金属製材料によって形成されているため、高温の排気ガスに晒された際においても耐久性が低下することなく好適にシールすることができる。
【００７０】
すなわち、シール手段としてのリーク防止ばね８２は、弁軸７６との摺動部分がないため摺動抵抗等による作動不良を生じることがない。また、リーク防止ばね８２は、平面に対して弾性的に密着するため排気ガスが漏出することを阻止することができる。
【００７１】
さらにまた、ハウジング２４の側面に弁軸７６が配設される空間部７２と連通する開口部８４と冷却用通路８６とを形成することにより、排気ガスによって高温に晒される弁軸７６を、外部から流入する外気によって弁軸７６の温度を好適に低下させることができる。すなわち、第１の実施の形態によれば、弁軸をガイドするブッシュ１９ａおよびリターンスプリング１８を廃止することができる。
【００７２】
次に、第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０を図２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。
【００７３】
この第２の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１５０では、図２に示されるように、駆動軸７４の連結部７８の下端面と弁カバー４２の上面との間にバックラッシュ除去ばね１５２を介装して、駆動軸７４および弁軸７６を上方、すなわち開弁方向に変位させるように付勢している点で第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。なお、それ以外の点に関しては図１に示される第１の実施の形態と同様である。
【００７４】
従って、連結ばね１０６のばね力Ｆ２は、駆動部の軸線方向の駆動力Ｆ１より大きく、かつリーク防止ばね８２のばね力Ｆ４より大きく設定される（Ｆ２＞Ｆ１、Ｆ２＞Ｆ４）。そのため、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００７５】
すなわち、このように構成することにより、バックラッシュ除去ばね１５２のばね力によって駆動軸７４が常に上方、すなわち開弁方向に押圧されているため、ロータ６８の雌ねじ部７０と駆動軸７４の雄ねじ部８８との間に設けられるクリアランスＦ（バックラッシュ）内で駆動軸７４の軸線方向へのがたつきを防止することができ、かつ開弁方向と弁体１０８を弁座３８に突き当てた弁閉時とにおいてバックラッシュの方向が逆転することがない。
【００７６】
その結果、ステッピングモータ６２のパルス数と弁体１０８の変位位置との関係をより一層高精度に初期化して再設定するイニシャライズを行うことができる。なお、バックラッシュ除去ばね１５２のばね力Ｆ３は、従来のリターンスプリング１８と異なりバックラッシュのみを除去すればよいため小さく設定することができる。
【００７７】
また、弁軸７６の拡径部８０と弁カバー４２との間に介装されたリーク防止ばね８２によって弁カバー４２の孔部４４を介して弁孔３４から空間部７２に排気ガスが漏出することを好適に遮断している。この場合、前記リーク防止ばね８２が拡径部８０を介して弁軸７６を常時上方に押圧しているため、弁カバー４２の孔部４４から漏出する排気ガスの空間部７２への進入が遮断される。
【００７８】
なお、第２の実施の形態では、バックラッシュ除去ばね１５２をリーク防止ばね８２とは別個に設けているため、前記弁カバー４２の孔部４４と弁軸７６の外周面との間から漏出する排気ガスを遮断する手段は、拡径部８０と弁カバー４２の間に介装されるリーク防止ばね８２に限定されるものではなく、図８に示されるように、リーク防止ばね８２の代わりに弁カバー４２の上面に係合する支持部材１１０を設け、前記支持部材１１０の内部の貫通孔１１２に弁軸７６を挿通させるとともに、前記貫通孔１１２の内部の環状溝に環状のパッキン１１４を設けるようにしてもよい。
【００７９】
その結果、前記パッキン１１４が弁軸７６の外周面に当接することにより弁カバー４２の孔部４４と弁軸７６の外周面との間から漏出する排気ガスを遮断することができる。その際、前記支持部材１１０は金属製材料から形成されるとともに、前記パッキン１１４は耐熱性を有する材料によって形成されているため、高温の排気ガスに晒されることによって耐久性が低下することがなく、好適に弁孔３４の気密を保持することができる。
【００８０】
次に、第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２００を図３に示す。
【００８１】
この第３の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ２００では、図３に示されるように、弁軸７６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、および連結部７８の下方に半径外方向に拡径したフランジ部２０４を設け、弁体２０２を弁座３８から離間する方向、すなわち、駆動軸７４を開弁方向に付勢するバックラッシュ除去ばね（第３ばね部材）２０６を前記フランジ部２０４とハウジング２４の下面との間に介装している点で第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。
【００８２】
また、この場合、連結ばね１０６のばね力Ｆ２が、リーク防止ばね８２のばね力Ｆ４より大きく（Ｆ２＞Ｆ４）設定される点では第１および第２の実施の形態と同様であるが、図３に示されるように、第３の実施の形態では、さらに、バックラッシュ除去ばね２０６のばね力Ｆ３が、リーク防止ばね８２のばね力Ｆ４より大きく設定されている（Ｆ３＞Ｆ４）。
【００８３】
ここで、Ｆ３＞Ｆ４と設定するのは、リーク防止ばね８２およびバックラッシュ除去ばね２０６の付勢する方向が反対方向であるからである。すなわち、第１および第２の実施の形態に対して開弁方向が逆方向となっていることによる。この場合、閉弁方向からさらに上方に突き当て駆動した際においても、連結部７８の内部における弁軸７６の軸線方向のずれが発生しないため、駆動軸７４のバックラッシュによるずれのみを防止するようにすればよい。
【００８４】
従って、図３に示されるバックラッシュの方向は、図６に示されるバックラッシュの方向と反対方向となるが、開弁作動時および閉弁突き当て時において、バックラッシュの方向が逆転することがないため、正確なイニシャライズを行うことができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、連結部７８が連結ばね１０６を介して連結されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、直接フランジ結合するもの、テーパで密着させるもの、コレットによって結合されるものであってもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００８７】
すなわち、従来設けられていたリターンスプリングおよび弁軸をガイドする部材が不要となるため、構成を簡素化するとともに、駆動部を小型化することができる。従って、弁軸に対する摺動抵抗がなくなるため該弁軸を円滑に変位させることができる。
【００８８】
また、ステッピングモータによるねじ駆動の場合においても、バックラッシュ除去ばねにより正確なイニシャライズを行うことができる。
【００８９】
さらに、皿ばね状のリーク防止ばねによって弁軸と該リーク防止ばねとを摺動させることなく排気ガスの漏出を防止することができるとともに、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要部縦断面図である。
【図２】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要部縦断面図である。
【図３】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要部縦断面図である。
【図４】図１に示す排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【図５】図１に示す排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【図６】駆動軸の雄ねじ部とロータの雌ねじ部との螺合部分の拡大断面図である。
【図７】図１において弁軸の拡径部の代わりにプレート部材を連結した際の一部省略縦断面図である。
【図８】図２において第１ばね部材の代わりに支持部材を設けた際の一部省略縦断面図である。
【図９】従来技術に係る排気ガス再循環バルブの縦断面図である。
【図１０】図９に示す排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【図１１】図９に示す排気ガス再循環バルブの動作説明図である。
【符号の説明】
２０、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
３４…弁孔　　　　　　　　　　　　３８…弁座
４２…弁カバー　　　　　　　　　　４４…孔部
６２…ステッピングモータ　　　　　６８…ロータ
７２…空間部　　　　　　　　　　　７４…駆動軸
７６…弁軸　　　　　　　　　　　　７８…連結部
８０…拡径部　　　　　　　　　　　８２…リーク防止ばね
８６…冷却用通路　　　　　　　　　８８…雄ねじ部
９０…ねじ溝　　　　　　　　　　　９２…ねじ山
９４…第２ガイド部材　　　　　　　９６…連結孔
１００…クリップ　　　　　　　　　１０８、２０２…弁体
１５２、２０６…バックラッシュ除去ばね[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas recirculation valve, and more particularly, to prevent a drive unit from being further driven by a backlash of a drive screw unit after a valve body is seated on a valve seat, and exhaust gas to a housing. The present invention relates to an exhaust gas recirculation valve capable of preventing leakage into the inside of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an exhaust gas recirculation valve has been used to remove harmful components emitted from an internal combustion engine. The exhaust gas recirculation valve recirculates exhaust gas discharged from the internal combustion engine to an intake system, and reduces exhaust gas and harmful components such as NOx contained in the exhaust gas. It has the function of communicating with the system.
[0003]
Generally, an exhaust gas recirculation valve is connected to the valve body by opening and closing a recirculation passage for communicating an intake system and an exhaust system of an internal combustion engine, and an electromagnetic force generated in a rotor by energizing a coil. And a driving device that performs a displacement operation by driving the selected valve shaft. The driving device employs a solenoid type or step type motor.
[0004]
For example, as shown in FIG. 9, in the exhaust gas recirculation valve 1, a housing 5 having a recirculation passage 4 communicating an input port 2 and an output port 3, and a motor housing connected to an upper part of the housing 5 6, a step-type motor 7 provided inside the motor housing 6 and driven to rotate by an electric signal, and a motor screwed into the motor 7 to convert the rotary motion of the motor 7 into a linear motion A shaft 8, a valve shaft 10 integrally connected to the motor shaft 8 via a joint 9, and a valve shaft 10 provided at one end of the valve shaft 10. And a valve 12 for opening and closing a valve seat 11 provided.
[0005]
The motor 7 includes a stator 13 that is excited when an electric signal is supplied thereto, and a rotating body 14 that rotates under the action of the stator 13 and is formed inside the rotating body 14. A male screw 16 formed on the outer peripheral surface of the motor shaft 8 is screwed into the female screw 15 thus formed, and the motor shaft 8 is displaced along the axial direction by the rotation of the rotating body 14.
[0006]
For example, as shown in FIGS. 10 and 11, when the male screw 16 and the female screw 15 are screwed together as in the relationship between the rotating body 14 and the motor shaft 8, generally, the male screw 16 and the female screw 15 A clearance A (backlash) at a predetermined interval is provided therebetween. That is, by providing the clearance A between the male screw 16 and the female screw 15, the rotating body 14 can rotate smoothly with respect to the motor shaft 8.
[0007]
As shown in FIG. 9, the valve shaft 10 is provided with a spring holder portion 17 having a radially outwardly enlarged portion below the joint 9 on the other end side to which the motor shaft 8 is connected. The valve 12 is urged by a return spring 18 interposed between the holder portion 17 and the housing 5 in a direction in which the valve 12 sits on the valve seat 11 and closes. The valve shaft 10 is supported in the axial direction by a bush 19a mounted inside the housing 5. The bush 19a prevents the exhaust gas inside the recirculation passage 4 from leaking to the motor 7 side of the housing 5.
[0008]
The motor shaft 8 is supported in the axial direction by a bush 19b mounted inside the motor housing 6.
[0009]
Further, the motor shaft 8 and the valve shaft 10 are respectively guided by the two bushes 19a and 19b, and the valve 12 integrally connected to the valve shaft 10 is seated on the valve seat 11.
[0010]
By the way, generally, the displacement position of the valve 12 is detected by the number of pulses applied to the motor 7. However, the number of pulses of the motor 7 is changed in order to make the number of pulses correspond to the displacement position, or depending on use conditions. In this case, the relationship between the number of pulses of the motor 7 and the displacement position of the valve 12 is initialized and reset at predetermined intervals. Specifically, for example, the number of pulses of the motor 7 is initialized when the valve 12 is seated on the valve seat 11.
[0011]
At this time, in a valve open state in which the valve 12 is separated from the valve seat 11 and a valve closed state in which the valve 12 is seated on the valve seat 11, the thread 16a of the external thread 16 of the motor shaft 8 is generated by the spring force of the return spring 18. Is in contact with the lower surface C of the thread groove 15a of the female screw 15 of the rotating body 14 (see FIG. 11). That is, since the motor shaft 8 is pressed downward by the return spring 18 via the valve shaft 10 which is integrally connected, as shown in FIG. The clearance A at a predetermined interval is formed between the female screw 15 and the upper surface E of the thread groove 15a.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the exhaust gas recirculation valve 1 according to the related art, when performing initialization for setting the number of pulses of the motor 7 in a state where the valve 12 is seated on the valve seat 11, the valve 12 is seated on the valve seat 11. Later, the motor 7 is further driven. More specifically, since the valve 12 is seated on the valve seat 11 and the downward displacement of the valve shaft 10 along the axial direction is regulated, the valve 12 is kept in the clearance A even though the valve shaft 10 is not displaced. The motor 7 further rotates extra than when the seat 7 is seated on the valve seat 11.
[0013]
In this case, the extra rotation of the motor 7 causes only the number of pulses to increase under the operation of rotation of the motor 7 even though the valve 12 is not displaced in the axial direction. And the number of pulses applied to the motor 7 does not match. This is because the return spring 18 is constantly urged in the direction to close the valve, and as a result, there is a problem that accurate initialization cannot be performed.
[0014]
Further, since carbon or the like adheres to the outer peripheral surface of the valve shaft 10 due to exhaust gas, when the valve shaft 10 is displaced along the axial direction, the sliding resistance between the bush 19a and the valve shaft 10 increases. There is a problem that it is difficult to slide the valve shaft 10 smoothly. Therefore, a return spring 18 having a large spring force is required to overcome the sliding resistance, and the motor becomes large due to the necessity of increasing the driving force.
[0015]
Furthermore, if the bushes 19a and 19b are abolished, there is a problem that the valve shaft is not guided and exhaust gas leaks to the motor side.
[0016]
The present invention has been made in consideration of the above-described various problems and the like. By preventing rattling of the drive shaft and the valve shaft, the displacement operation of the valve shaft is further smoothed, and accurate initialization is performed. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation valve capable of performing the following.
[0017]
In addition, sliding resistance along the axial direction of the valve shaft is reduced, and leakage of exhaust gas is prevented. That is, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation valve capable of eliminating a member for guiding a valve shaft and a return spring for returning the valve shaft to a closed position.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a valve base having an exhaust gas circulation passage and a valve seat provided in the passage,
A valve body that opens and closes the passage by separating and sitting on the valve seat;
A valve shaft having one end connected to the valve body,
A housing connected to the valve base;
A drive unit disposed inside the housing and driven by an electric signal;
A driving shaft that is displaced along the axial direction via a driving screw portion under the driving action of the driving portion,
A connecting portion that integrally connects the valve shaft and the drive shaft,
An exhaust gas recirculation valve comprising:
The valve shaft is characterized in that a displacement in the radial direction is restricted only by the connecting portion, and the valve shaft includes a backlash removing spring that urges the driving screw portion in a direction to always open the valve.
[0019]
According to the present invention, since the displacement of the valve shaft in the radial direction is restricted only by the connecting portion, a member for guiding the valve shaft is not required. Further, the valve shaft can be operated smoothly, and the return spring can be eliminated.
[0020]
Further, since the backlash removing spring is urged in the valve opening direction, the direction of the backlash does not reverse at the time of the valve opening operation and at the time of the abutment at the time of closing, so that highly accurate initialization can be performed.
[0021]
Further, the present invention provides a valve base having an exhaust gas circulation passage and a valve seat provided in the passage,
A valve body that opens and closes the passage by separating and sitting on the valve seat;
A valve shaft having one end connected to the valve body,
A housing connected to the valve base;
A drive unit disposed inside the housing and driven by an electric signal;
A drive shaft that is displaced along the axial direction under the drive action of the drive unit,
A connecting portion that integrally connects the valve shaft and the drive shaft,
An exhaust gas recirculation valve comprising:
The valve shaft is restricted from being displaced in the radial direction only by the connecting portion,
A valve cover disposed between the valve base and the housing,
A disc spring-shaped leak prevention spring is provided between the valve cover and the flange portion of the valve shaft and serves as sealing means for preventing leakage of exhaust gas flowing through the passage.
[0022]
According to the present invention, by providing the valve cover without providing a member for guiding the valve shaft, it is possible to shut off the heat of the exhaust gas flowing through the circulation passage and the exhaust gas, and to provide the valve cover with the valve. By sealing in close contact with the flange portion of the shaft in a plane, there is no sliding clearance provided in the conventional member for guiding the valve shaft, and the exhaust gas can be suitably shut off. Therefore, the valve shaft can be smoothly displaced without causing a sliding resistance of the drive shaft sliding in the axial direction with the valve shaft. In this case, by using a disc spring-like spring member as the leak prevention spring, the load is low and the durability is excellent.
[0023]
Further, a valve cover is disposed between the valve base and the housing, and is disposed between the valve cover and the flange of the valve shaft to prevent leakage of exhaust gas flowing through the passage. By providing a leak prevention spring made of a metal material, the exhaust gas flowing through the passage and the heat of the exhaust gas can be shut off by the valve cover, and the gap between the valve cover and the flange portion of the valve shaft can be prevented. Exhaust gas leaking from the air can be suitably blocked. At this time, the durability is not reduced by forming the leak prevention spring from a metal material.
[0024]
Further, the driving force in the axial direction of the driving unit is F1, and when the valve body is displaced toward the driving unit to be in a valve open state, the spring force of the leak prevention spring is F4, and the driving force is F4. The spring force of the connection spring interposed between the shaft and the valve shaft and biasing the connection spring apart in the connection portion is set to F2, and is set so as to satisfy the relationship of F2> F1 and F2> F4. By doing so, when the valve body is seated on the valve seat and the initialization is performed, the valve shaft is not displaced in the axial direction with respect to the connection portion, and the direction of the backlash of the drive screw portion does not reverse, so that Accurate initialization can be performed.
[0025]
Further, when the valve element is displaced in a direction opposite to the drive section to be in a valve-open state, the spring force of the leak prevention spring is set to F4, and an interposition is provided between the drive shaft and the valve shaft. The spring force of the connecting spring for urging them apart in the connecting portion is F2, the spring force of the backlash removing spring is F3, and the relationship of F2> F4 and F3> F4 is satisfied. By setting, when the valve body is seated on the valve seat and the initialization is performed, the valve shaft does not displace in the axial direction with respect to the connecting portion and the backlash direction of the drive screw portion does not reverse. , Accurate initialization can be performed.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the exhaust gas recirculation valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
In FIG. 1, reference numeral 20 indicates an exhaust gas recirculation valve according to the first embodiment of the present invention.
[0028]
The exhaust gas recirculation valve 20 includes a valve base 22 having a passage formed therein for recirculating exhaust gas discharged from an internal combustion engine (not shown) to an intake system, and a cylindrical housing 24 connected to an upper portion of the valve base 22. And a drive mechanism 26 provided inside the housing 24, and a valve mechanism 28 for switching the communication state of the exhaust gas mutually under the driving action of the drive part 26.
[0029]
The valve base 22 has an inlet port (circulation passage) 30 connected to an exhaust system of an internal combustion engine (not shown) formed at a substantially central portion of a lower surface thereof. An outlet port (circulation passage) 32 to be connected is formed. The inlet port 30 and the outlet port 32 are formed in an arc shape toward the center above the outlet port 32 and a valve hole (circulation passage) 34 defined above the inlet port 30. It is communicated with a recirculation passage (circulation passage) 36.
[0030]
An annular valve seat 38 is provided at the inlet port 30, and a distal end portion of a valve shaft 76, which will be described later, is inserted into the communication hole 40 substantially at the center of the valve seat 38, through the valve hole 34 and the inlet port 30. Inserted.
[0031]
A valve cover 42 made of a metal material is sandwiched between substantially the center of the joint surface between the valve base 22 and the housing 24 so as to close the valve hole 34. A hole 44 through which the valve shaft 76 is inserted is formed at a substantially central portion of the valve cover 42, and exhaust gas communicated with the valve hole 34 of the valve base 22 by the valve cover 42 is formed inside the housing 24. In addition to preventing the gas from entering, the heat of the high-temperature exhaust gas is prevented from being transmitted to the inside of the housing 24. The valve shaft 76 is mounted so that its axis coincides with the axis of the hole 44, and the diameter of the hole 44 is such that the valve shaft 76 does not come into contact when displaced in the axial direction. Is formed slightly larger than the outer diameter of the valve shaft 76.
[0032]
Further, an annular gasket 46 is sandwiched between the valve base 22 and the housing 24 on the outer peripheral side of the valve cover 42 to maintain the airtightness between the inside of the valve base 22 and the inside of the housing 24. I have. The valve base 22 and the housing 24 are integrally connected via a plurality of screw members 48.
[0033]
On a side surface of the housing 24 connected to the upper portion of the valve base 22, a connector connection portion 50 is formed, to which a connector (not shown) for supplying a current from a power source (not shown) to the driving portion 26 is connected.
[0034]
A housing cover 52 is mounted on an upper portion of the housing 24 via a screw member (not shown), and the inside of the housing 24 is kept airtight by a seal member 54 mounted in an annular groove of the housing cover 52.
[0035]
At a substantially central portion of the housing cover 52, a projecting portion 56 projecting downward by a predetermined length downward is formed, and one end of a driving shaft 74 described later is inserted into a guide hole 58 inside the projecting portion 56. A cylindrical first guide member 60 that is supported in the axial direction is mounted.
[0036]
For example, a stepping motor 62 is employed as the driving unit 26. The stepping motor 62 includes a stator 64 which is energized and deactivated by a current supplied from a power supply (not shown), and two upper and lower portions inside the housing 24. And a cylindrical rotor 68 that is rotatably supported by bearings 66a and 66b mounted on the rotor and rotates in a predetermined direction under the action of a current supplied from a power supply (not shown). A drive shaft 74 to be described later is displaceably screwed into the female screw portion 70 formed inside the rotor 68.
[0037]
The valve mechanism section 28 is disposed in a space 72 formed below the driving section 26 of the housing 24, is screwed to the rotor 68 of the stepping motor 62, and is provided so as to be displaceable along the axial direction. A shaft 74, a valve shaft 76 that is integrally connected to the drive shaft 74, and is seated on the valve seat 38 under the action of displacement of the drive shaft 74, and integrally connects the drive shaft 74 and the valve shaft 76. And a connecting portion 78. At a substantially central portion of the valve shaft 76, an enlarged diameter portion 80 which is enlarged in a radially outward direction is integrally formed, and leakage of exhaust gas between the enlarged diameter portion 80 and the upper surface of the valve cover 42 is performed. A leak prevention spring 82 is interposed as a sealing means for preventing the backlash, and the leak prevention spring 82 also has a function as a spring member for removing a backlash that constantly urges the drive shaft 74 in the valve opening direction. It should be noted that a small spring force is sufficient for both the functions of preventing leakage of exhaust gas and removing backlash.
[0038]
The leak prevention spring 82 is formed in a thin disc spring shape from a metal material, and a valve shaft 76 is inserted through a substantially central hole portion 83. Therefore, the leak prevention spring 82 abuts the upper surface of the valve cover 42 and the lower surface of the flange portion of the valve shaft 76 so as to elastically contact with each other, and the exhaust gas communicating with the valve hole 34 passes through the hole 44 of the valve cover 42. It has a sealing function to prevent leakage through
[0039]
In addition, since the leak prevention spring 82 is disposed so as to contact the upper surface of the valve cover 42 and the lower surface of the enlarged diameter portion 80, a sufficient clearance is provided without contacting the outer peripheral surface of the valve shaft 76. When the valve shaft 76 is displaced along the axial direction, the leak prevention spring 82 does not cause sliding resistance. In addition, since sealing can be performed on a flat surface such as the upper surface of the valve cover 42 and the lower surface of the enlarged diameter portion 80, it is possible to more suitably maintain airtightness inside the valve hole 34.
[0040]
Further, even when the valve shaft 76 is exposed to exhaust gas and becomes hot, the durability is not reduced because the leak prevention spring 82 is formed of a metal material. Note that the leak prevention spring 82 is not limited to a single curved plate material, and a plurality of the leak prevention springs 82 may be stacked and interposed.
[0041]
Furthermore, the enlarged diameter portion 80 that holds one end of the leak prevention spring 82 is not limited to an integral shape with the valve shaft 76, and the diameter thereof is reduced at the upper portion of the valve shaft 76 as shown in FIG. The small-diameter portion 85 is formed so as to be inserted into the connecting portion 78, and a disk-shaped plate member 87 is screwed into a screw portion formed on the outer peripheral surface of the small-diameter portion 85. 87 may be integrally connected, and a leak prevention spring 82 may be interposed between the lower surface of the plate member 87 and the upper surface of the valve cover 42. At this time, the leak prevention spring 82 is inserted into the small-diameter portion 85 of the valve shaft 76, and then the plate member 87 is screwed into the small-diameter portion 85, whereby the leak prevention spring 82 is interposed.
[0042]
As a result, since the lower surface of the plate member 87 and the end surface of the large diameter portion of the valve shaft 76 are in contact with each other, airtightness is maintained by the end surface of the large diameter portion and the plate member 87, and the valve shaft 76 and the enlarged diameter are enlarged. It is possible to perform a sealing function substantially equivalent to the case where the portion 80 is integrally formed.
[0043]
Further, since the leak prevention spring 82 is formed in the shape of a thin disk spring protruding in the axial direction, it is easy to set a small spring force for pressing the valve shaft 76 upward.
[0044]
As shown in FIG. 1, the space 72 defined in the housing 24 has an opening 84 communicating with the outside on one side, and a cooling side on the opposite side facing the opening 84. A passage 86 is formed and communicates with the outside like the opening 84. That is, since the outside air always flows into the space 72 through the opening 84 and the cooling passage 86, the valve shaft 76 which is exposed to the exhaust gas and has a high temperature can be cooled.
[0045]
As shown in FIG. 6, a male screw portion 88 screwed to the female screw portion 70 of the rotor 68 is formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 74. The female screw portion 70 and the male screw portion 88 function as a drive screw portion 89. A clearance F (backlash) is provided at a predetermined interval between the screw groove 90 of the female screw portion 70 of the rotor 68 and the screw thread 92 of the male screw portion 88 of the drive shaft 74. The clearance F allows the drive shaft 74 to be smoothly displaced in the axial direction while the rotor 68 rotates.
[0046]
More specifically, as shown in FIG. 1, when the valve shaft 76 is pressed upward by the spring force of the leak prevention spring 82, the drive shaft 74 integrally connected to the valve shaft 76 similarly moves upward. Is displaced. Therefore, as shown in FIG. 6, the upper surface 92a of the thread 92 of the male screw portion 88 of the drive shaft 74 is in contact with the upper surface 90a of the screw groove 90 of the female screw portion 70 to be screwed. A clearance F at a predetermined interval is formed between the lower surface 92b of the thread 92 of the portion 88 and the lower surface 90b of the thread groove 90 of the female screw portion 70.
[0047]
As shown in FIG. 1, the drive shaft 74 includes a cylindrical first guide member 60 mounted in the guide hole 58 substantially in the center of the housing cover 52, and a through-hole 93 formed substantially in the center of the housing 24. Is held so as to be displaceable in the axial direction by a cylindrical second guide member 94 mounted on the second guide member 94.
[0048]
Since the outer peripheral surface of the drive shaft 74 is supported at two places by the first and second guide members 60 and 94, the axis of the drive shaft 74 and the axis of the communication hole 40 of the valve seat 38 are in contact with each other. The concentricity defined by the shift in the direction orthogonal to the axis and the squareness defined by the orthogonal state of the axis of the drive shaft 74 and the upper surface of the valve seat 38 can be maintained with high accuracy. By maintaining the concentricity and the squareness of the drive shaft 74 with high precision, the valve shaft 76 integrally connected to the drive shaft 74 is accurately seated perpendicular to the valve seat 38. be able to. The drive shaft 74 is prevented from rotating integrally with the rotor 68 by a rotation preventing means (not shown).
[0049]
An upper portion of a valve shaft 76 described later is fitted into a connection hole 96 formed below the drive shaft 74. That is, the valve shaft 76 is restricted in the radial direction with respect to the drive shaft 74. As a result, a member (for example, the bush 19a) for guiding the valve shaft 76 is not required and sliding resistance is eliminated, so that the return spring 18 requiring a large load can be eliminated.
[0050]
Further, a clip 100 formed to be able to be reduced in diameter through a first annular groove 98 is mounted on an outer periphery of an upper portion of the valve shaft 76, and the clip 100 is connected to the first annular groove 98 of the valve shaft 76. The drive shaft 74 and the valve shaft 76 are integrally connected in the axial direction by being engaged between the second annular groove 102 formed on the inner peripheral surface of the hole 96. Here, the height of each of the first and second annular grooves 98 and 102 in the axial direction is larger than the thickness of the clip 100 in the axial direction.
[0051]
A clearance 104 between the upper surface of the valve shaft 76 inserted into the connection hole 96 and the connection hole 96 is provided so that a connection spring 106 urges the valve shaft 76 and the drive shaft 74 in a direction away from each other. It is interposed. Therefore, there is no backlash in the axial direction inside the connection hole 96. Further, since the clip 100 and the first annular groove 98 are flanged, the perpendicularity of the valve shaft 76 to the upper surface of the valve seat 38 is guaranteed with high accuracy.
[0052]
Further, the spring force F2 of the connecting spring 106 is set to be larger than the driving force F1 of the drive unit in the axial direction and larger than the spring force F4 of the leak prevention spring 82 (F2> F1, F2> F4). Note that the spring force F2 of the connection spring 106 does not exert an external force at normal times. Further, since the spring force F4 of the leak prevention spring 82 can be set sufficiently small, the size of the stepping motor 62 does not increase.
[0053]
That is, after the valve element 108 is seated on the valve seat 38, when the valve element 108 is further abutted against the valve seat 38 for initialization, the driving force F1 of the stepping motor 62 overcomes the spring force F2 of the connection spring 106. Deviation is prevented. Similarly, since the spring force F4 of the leak prevention spring 82 is prevented from deviating from the spring force F2 of the connecting spring 106, the valve body 108 abuts against the valve seat 38 at the time of the valve opening operation, so that the axial line in the valve closed state. There is no deviation in the direction. Therefore, accurate initialization can be performed.
[0054]
The lower portion of the valve shaft 76 on the side of the inlet port 30 is connected to a tapered valve body 108 whose diameter gradually decreases in the direction of the inlet port 30, and the valve seat 38 on which the valve body 108 is seated. The communication hole 40 is formed so as to gradually increase in diameter toward the inlet port 30 opposite to the valve element 108. That is, the inlet port 30 can be opened and closed by seating the valve body 108 so as to close the communication hole 40 of the valve seat 38, and the communication state between the inlet port 30 and the outlet port 32 is switched. .
[0055]
The exhaust gas recirculation valve 20 according to the first embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation and the function and effect thereof will be described. First, the operation and the effect of initializing and resetting (initializing) the relationship between the number of pulses of the stepping motor 62 and the displacement position of the valve element 108 when starting an engine (not shown) will be described.
[0056]
In the initialization, as shown in FIG. 5, the relationship between the number of pulses of the stepping motor 62 (see FIG. 1) and the displacement position of the valve element 108 is initially set in a valve closed state where the valve element 108 abuts against the valve seat 38. This is done by re-setting.
[0057]
As shown in FIG. 4, when the valve element 108 is separated from the valve seat 38, or when the valve element 108 is seated on the valve seat 38 as shown in FIG. Is pressed upward by the spring force of the leak prevention spring 82, that is, in the valve opening direction. As shown in FIG. 6, the upper surface 92 a of the thread 92 of the male screw portion 88 of the drive shaft 74 is It is always kept in contact with the upper surface 90a of the thread groove 90 of the part 70. After the valve element 108 is seated on the valve seat 38, even if the stepping motor 62 is further driven while being abutted, the upper surface 92 a of the screw thread 92 of the male screw part 88 and the screw groove 90 of the female screw part 70 are formed. The stepping motor 62 is prevented from further rotating in the direction of displacing the drive shaft 74 downward since the upper surface 90a is held in contact with the upper surface 90a. That is, the lower surface 92b of the thread 92 of the male screw portion 88 and the lower surface 90b of the screw groove 90 of the female screw portion 70 are always separated by a predetermined distance (clearance F) by the spring force of the leak prevention spring 82. The direction of the backlash does not reverse between when the valve is held and the valve is opened and when the valve is closed with the valve body abutted against the valve seat.
[0058]
As a result, since the stepping motor 62 is prevented from rotating too much from the time when the valve element 108 is seated, only the number of pulses used for driving the stepping motor 62 in a state where the valve element 108 is not displaced is increased. Therefore, it is possible to prevent the number of pulses of the stepping motor 62 from being shifted from the displacement position of the valve element 108.
[0059]
As a result, the number of pulses of the stepping motor 62 and the amount of displacement of the valve element 108 can always be reliably matched, so that accurate initialization can be performed.
[0060]
As shown in FIG. 1, the exhaust gas recirculation valve 20 according to the first embodiment, in which the initialization is set, has the valve body 108 seated in the communication hole 40 of the valve seat 38 and the inlet The valve is in a closed state in which communication between the port 30 and the outlet port 32 is interrupted.
[0061]
In such a valve closed state, a current is supplied to the stepping motor 62 from a power supply (not shown) via a connector (not shown) connected to the connector connection portion 50 of the housing 24.
[0062]
When the current is supplied to the stator 64, the stator 64 is excited, and the rotor 68 rotates in a predetermined direction under the exciting action. Then, the drive shaft 74 screwed to the center of the rotor 68 is displaced upward along the axial direction by the rotation of the rotor 68. That is, the rotational movement of the rotor 68 is converted into a linear movement along the axis of the drive shaft 74. At this time, the drive shaft 74 is defined by the first and second guide members 60 and 94 in terms of a deviation in a direction orthogonal to the axis of the drive shaft 74 and the axis of the communication hole 40 of the valve seat 38. The concentricity and the perpendicularity defined from the orthogonal state of the drive shaft 74 with respect to the upper surface of the valve seat 38 are maintained with high precision, so that the first and second guide members 60, 94 Can be displaced with high accuracy along the axial direction under the guide action of
[0063]
Since the valve shaft 76 is integrally connected to the connection hole 96 of the drive shaft 74 via the connection spring 106 and the first annular groove 98 serving as a locking portion and the clip 100, the squareness of the valve shaft 76 is And the axial position is held with high precision, the valve shaft 76 is displaced upward together with the drive shaft 74, and the valve body 108 of the valve shaft 76 is displaced upward and separated from the valve seat 38. Then, the valve is in an open state in which the inlet port 30 and the outlet port 32 communicate with each other through the communication hole 40. As a result, exhaust gas flowing from the inlet port 30 is discharged from the outlet port 32 through the valve hole 34 and the recirculation passage 36.
[0064]
At this time, the exhaust gas flowing into the valve hole 34 under the sealing action of the leak prevention spring 82 is prevented from leaking into the space 72 through the hole 44 of the valve cover 42. Further, since the leak prevention spring 82 is formed of a metal material, it does not deteriorate even under the high temperature action of the exhaust gas.
[0065]
Further, since the valve shaft 76 is formed of a metal material, the temperature of the valve shaft 76 becomes high under the action of the high-temperature exhaust gas flowing through the valve hole 34. Since the upper portion of the valve shaft 76 is cooled by the outside air flowing from the passage 86, the temperature of the valve shaft 76 can be appropriately reduced.
[0066]
Next, by reversing the polarity of the current supplied to the stepping motor 62 from the above, the rotor 68 rotates in the direction opposite to the direction when the valve is opened, and the drive shaft 74 applies the spring force of the leak prevention spring 82. And displaces downward under the above-mentioned rotation action. As a result, since the valve shaft 76 is also displaced downward integrally with the drive shaft 74, the valve body 108 is seated on the valve seat 38, and the communication hole 40 is closed, so that the communication between the inlet port 30 and the outlet port 32 is established. Is shut off and the valve is closed. The valve shaft 76 is fitted into the connection hole 96 of the drive shaft 74 so that the concentricity between the drive shaft 74 and the valve shaft 76 and the perpendicularity of the valve shaft 76 to the upper surface of the valve seat 38 are adjusted. Since the valve shaft 76 is held with high accuracy, the valve shaft 76 can be accurately seated perpendicular to the communication hole 40 of the valve seat 38.
[0067]
As described above, in the first embodiment, since the drive shaft 74 is constantly pressed upward, that is, in the valve opening direction, by the spring force of the leak prevention spring 82, the female screw portion 70 of the rotor 68 and the male screw portion of the drive shaft 74 are formed. Since the backlash in the axial direction of the drive shaft 74 can be prevented inside the clearance F (backlash) provided between the drive shaft and the drive shaft 88, the operation is accurate.
[0068]
Further, after the valve is closed, the backlash does not reverse even if the abutting drive is further performed. Therefore, the relationship between the number of pulses of the stepping motor 62 and the displacement position of the valve element 108 is initialized with higher accuracy and re-started. Initialization to be set can be performed. That is, the spring force required to remove the backlash can be set smaller than the spring force of the conventional return spring 18.
[0069]
Furthermore, by interposing a leak prevention spring 82 between the enlarged diameter portion 80 of the valve shaft 76 and the valve cover 42, exhaust gas is discharged from the valve hole 34 to the space 72 through the hole 44 of the valve cover 42. Leakage is suitably blocked. Since the leak prevention spring 82 is formed of a metal material, it can be suitably sealed without being deteriorated in durability even when exposed to high-temperature exhaust gas.
[0070]
That is, since the leak prevention spring 82 as the sealing means does not have a sliding portion with the valve shaft 76, no malfunction occurs due to sliding resistance or the like. Further, the leak prevention spring 82 elastically adheres to a flat surface, so that it is possible to prevent the exhaust gas from leaking.
[0071]
Furthermore, by forming an opening 84 communicating with the space 72 in which the valve shaft 76 is provided on the side surface of the housing 24 and a cooling passage 86, the valve shaft 76 exposed to high temperature by the exhaust gas can be externally mounted. The temperature of the valve shaft 76 can be appropriately reduced by the outside air flowing from the outside. That is, according to the first embodiment, the bush 19a for guiding the valve shaft and the return spring 18 can be eliminated.
[0072]
Next, an exhaust gas recirculation valve 150 according to a second embodiment is shown in FIG. In the second and third embodiments described below, the same components as those of the exhaust gas recirculation valve 20 according to the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and details thereof will be described. Detailed description is omitted.
[0073]
In the exhaust gas recirculation valve 150 according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, the backlash removing spring 152 is provided between the lower end surface of the connecting portion 78 of the drive shaft 74 and the upper surface of the valve cover 42. The exhaust gas recirculation valve 20 according to the first embodiment differs from the exhaust gas recirculation valve 20 according to the first embodiment in that the drive shaft 74 and the valve shaft 76 are biased upward, that is, displaced in the valve opening direction. I have. The other points are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0074]
Therefore, the spring force F2 of the connecting spring 106 is set to be larger than the driving force F1 in the axial direction of the drive unit and larger than the spring force F4 of the leak prevention spring 82 (F2> F1, F2> F4). Therefore, accurate initialization can be performed.
[0075]
That is, with this configuration, the drive shaft 74 is constantly pressed upward, that is, in the valve opening direction, by the spring force of the backlash removing spring 152, so that the female screw portion 70 of the rotor 68 and the male screw portion of the drive shaft 74 are formed. A backlash in the axial direction of the drive shaft 74 can be prevented within a clearance F (backlash) provided between the valve shaft 88 and the valve opening direction and the valve element 108 against the valve seat 38. The direction of the backlash does not reverse between the time of closing and the time of closing.
[0076]
As a result, it is possible to initialize the relationship between the number of pulses of the stepping motor 62 and the displacement position of the valve element 108 with higher accuracy, and to perform an initialization for resetting. It should be noted that the spring force F3 of the backlash removing spring 152 can be set small because unlike the conventional return spring 18, only the backlash needs to be removed.
[0077]
Further, the exhaust gas leaks from the valve hole 34 to the space 72 through the hole 44 of the valve cover 42 by the leak prevention spring 82 interposed between the enlarged diameter portion 80 of the valve shaft 76 and the valve cover 42. This is preferably shut off. In this case, since the leak prevention spring 82 constantly presses the valve shaft 76 upward through the enlarged diameter portion 80, the exhaust gas leaking from the hole 44 of the valve cover 42 is prevented from entering the space 72. Is done.
[0078]
In the second embodiment, since the backlash removing spring 152 is provided separately from the leak prevention spring 82, the spring 152 leaks from between the hole 44 of the valve cover 42 and the outer peripheral surface of the valve shaft 76. The means for shutting off the exhaust gas is not limited to the leak prevention spring 82 interposed between the enlarged diameter portion 80 and the valve cover 42. As shown in FIG. A support member 110 that engages with the upper surface of the valve cover 42 is provided. The valve shaft 76 is inserted into the through hole 112 inside the support member 110, and an annular packing 114 is provided in an annular groove inside the through hole 112. You may do so.
[0079]
As a result, the exhaust gas leaking from between the hole 44 of the valve cover 42 and the outer peripheral surface of the valve shaft 76 can be blocked by the packing 114 abutting on the outer peripheral surface of the valve shaft 76. At this time, the support member 110 is formed of a metal material, and the packing 114 is formed of a heat-resistant material, so that the durability is not reduced by exposure to high-temperature exhaust gas. The airtightness of the valve hole 34 can be suitably maintained.
[0080]
Next, an exhaust gas recirculation valve 200 according to a third embodiment is shown in FIG.
[0081]
In the exhaust gas recirculation valve 200 according to the third embodiment, as shown in FIG. 3, the diameter of the valve body 202 connected to the distal end of the valve shaft 76 gradually increases toward the inlet port 30. A point formed in a tapered shape, and a flange portion 204 whose diameter is increased in a radially outer direction below the connecting portion 78 are provided, and the valve body 202 is separated from the valve seat 38, that is, the drive shaft 74 is opened in the valve opening direction. The exhaust gas recirculation valve 20 according to the first embodiment differs in that a backlash removing spring (third spring member) 206 biasing the exhaust gas is interposed between the flange portion 204 and the lower surface of the housing 24. Is different.
[0082]
In this case, the spring force F2 of the connecting spring 106 is set to be larger than the spring force F4 of the leak prevention spring 82 (F2> F4), which is the same as in the first and second embodiments. As shown in FIG. 3, in the third embodiment, the spring force F3 of the backlash removing spring 206 is set to be larger than the spring force F4 of the leak prevention spring 82 (F3> F4).
[0083]
Here, F3> F4 is set because the directions in which the leak prevention spring 82 and the backlash removing spring 206 are urged are opposite to each other. That is, the valve opening direction is opposite to that of the first and second embodiments. In this case, even when the valve shaft 76 is pushed further upward from the valve closing direction, the axial displacement of the valve shaft 76 inside the connecting portion 78 does not occur, so that only the displacement due to the backlash of the drive shaft 74 is prevented. What should I do?
[0084]
Therefore, the direction of the backlash shown in FIG. 3 is opposite to the direction of the backlash shown in FIG. 6, but the direction of the backlash may be reversed at the time of the valve opening operation and at the time of closing the valve. Therefore, accurate initialization can be performed.
[0085]
In this embodiment, the case where the connecting portion 78 is connected via the connecting spring 106 has been described. However, the present invention is not limited to this. May be combined.
[0086]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0087]
That is, since the members provided for guiding the return spring and the valve shaft, which are conventionally provided, are not required, the configuration can be simplified and the drive unit can be downsized. Therefore, since there is no sliding resistance to the valve shaft, the valve shaft can be smoothly displaced.
[0088]
Also, even in the case of screw driving by a stepping motor, accurate initialization can be performed by the backlash removing spring.
[0089]
Furthermore, leakage of exhaust gas can be prevented without sliding the valve shaft and the leak prevention spring by a disc spring-shaped leak prevention spring, and durability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a main part of an exhaust gas recirculation valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional view showing a main part of an exhaust gas recirculation valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a main part of an exhaust gas recirculation valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory view of the exhaust gas recirculation valve shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an operation explanatory view of the exhaust gas recirculation valve shown in FIG. 1;
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a threaded portion of a male screw part of a drive shaft and a female screw part of a rotor.
FIG. 7 is a partially omitted longitudinal sectional view when a plate member is connected in place of the enlarged diameter portion of the valve shaft in FIG.
FIG. 8 is a partially omitted longitudinal sectional view when a supporting member is provided instead of the first spring member in FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an exhaust gas recirculation valve according to the related art.
FIG. 10 is an operation explanatory view of the exhaust gas recirculation valve shown in FIG. 9;
FIG. 11 is an operation explanatory view of the exhaust gas recirculation valve shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
20, 150, 200 ... exhaust gas recirculation valve
22: Valve base 24: Housing
26: drive unit 28: valve mechanism unit
34 ... valve hole 38 ... valve seat
42: Valve cover 44: Hole
62: Stepping motor 68: Rotor
72: space 74: drive shaft
76: valve shaft 78: connecting part
80: Diameter expansion part 82: Leak prevention spring
86 ... cooling passage 88 ... male thread
90 ... thread groove 92 ... thread
94: second guide member 96: connecting hole
100: clip 108, 202: valve body
152, 206: Backlash removal spring

Claims

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される駆動部と、
前記駆動部の駆動作用下に駆動ねじ部を介して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、
前記弁軸は、前記連結部によってのみ半径方向への変位が規制され、前記駆動ねじ部を常に開弁する方向に付勢するバックラッシュ除去ばねを備えることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。A valve base having an exhaust gas circulation passage and a valve seat provided in the passage,
A valve body that opens and closes the passage by separating and sitting on the valve seat;
A valve shaft having one end connected to the valve body,
A housing connected to the valve base;
A drive unit disposed inside the housing and driven by an electric signal;
A driving shaft that is displaced along the axial direction via a driving screw portion under the driving action of the driving portion,
A connecting portion that integrally connects the valve shaft and the drive shaft,
An exhaust gas recirculation valve comprising:
An exhaust gas recirculation valve, wherein the valve shaft is provided with a backlash removing spring whose displacement in the radial direction is restricted only by the connecting portion and which urges the drive screw portion in a direction to always open the valve.

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、
前記弁軸は、前記連結部によってのみ半径方向への変位が規制され、
前記弁基部とハウジングとの間に配設される弁カバーと、
前記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間に配設され、前記通路内を流通する排気ガスの漏出を防止するシール手段としての皿ばね状のリーク防止ばねを設けることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。A valve base having an exhaust gas circulation passage and a valve seat provided in the passage,
A valve body that opens and closes the passage by separating and sitting on the valve seat;
A valve shaft having one end connected to the valve body,
A housing connected to the valve base;
A drive unit disposed inside the housing and driven by an electric signal;
A drive shaft that is displaced along the axial direction under the drive action of the drive unit,
A connecting portion that integrally connects the valve shaft and the drive shaft,
An exhaust gas recirculation valve comprising:
The valve shaft is restricted from being displaced in the radial direction only by the connecting portion,
A valve cover disposed between the valve base and the housing,
The exhaust system according to claim 1, further comprising a disc spring-like leak prevention spring disposed between the valve cover and the flange portion of the valve shaft, and serving as a sealing means for preventing leakage of exhaust gas flowing through the passage. Gas recirculation valve.

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の間に弁カバーを配設するとともに、前記弁カバーと前記弁軸のフランジ部との間に配設され、前記通路内を流通する排気ガスの漏出を防止する金属製材料からなるリーク防止ばねを設けることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。The exhaust gas recirculation valve according to claim 1,
A valve cover disposed between the valve base and the housing, and a metal disposed between the valve cover and a flange of the valve shaft to prevent leakage of exhaust gas flowing through the passage. An exhaust gas recirculation valve provided with a leak prevention spring made of a material.

請求項１または３記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記駆動部の軸線方向への駆動力をＦ１とし、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、前記リーク防止ばねのばね力をＦ４とし、前記駆動軸と前記弁軸との間に介装され、前記連結部内で両者を離間するように付勢する連結ばねのばね力をＦ２とし、Ｆ２＞Ｆ１およびＦ２＞Ｆ４の関係を充足するように設定されることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。The exhaust gas recirculation valve according to claim 1 or 3,
The driving force in the axial direction of the driving unit is F1, and when the valve body is displaced toward the driving unit and is in a valve open state, the spring force of the leak prevention spring is F4, and the driving shaft and the driving shaft are connected to each other. The spring force of a connection spring interposed between the valve shaft and biasing the connection springs apart from each other in the connection portion is defined as F2, and is set so as to satisfy the relationship of F2> F1 and F2> F4. An exhaust gas recirculation valve characterized by the following.

請求項１または３記載の排気ガス再循環バルブにおいて、
前記弁体が前記駆動部と反対方向に向かって変位して弁開状態となる場合、前記リーク防止ばねのばね力をＦ４とし、前記駆動軸と前記弁軸との間に介装され、前記連結部内で両者を離間するように付勢する連結ばねのばね力をＦ２とし、前記バックラッシュ除去ばねのばね力をＦ３とし、Ｆ２＞Ｆ４およびＦ３＞Ｆ４の関係を充足するように設定されることを特徴とする排気ガス再循環バルブ。The exhaust gas recirculation valve according to claim 1 or 3,
When the valve body is displaced in a direction opposite to the drive unit to be in a valve open state, the spring force of the leak prevention spring is set to F4, and the spring force is interposed between the drive shaft and the valve shaft. The spring force of the connecting spring for urging the two apart from each other in the connecting portion is F2, the spring force of the backlash removing spring is F3, and the relations of F2> F4 and F3> F4 are satisfied. An exhaust gas recirculation valve characterized by the above-mentioned.