JP4113529B2 - 排気ガス用バルブのシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、排気ガス用バルブのシール構造に関し、一層詳細には、弁基部内を流通する排気ガスの漏出を確実に防止することが可能な排気ガス用バルブのシール構造に関する。

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、排気ガス用バルブが用いられている。この排気ガス用バルブは、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。

例えば、このような排気ガス用バルブは、内燃機関の吸気系と排気系とを連通させる排気ガス通路を有するハウジングと、前記排気ガス通路の連通状態を切り換える調整弁と、圧力流体の供給作用下に前記調整弁を軸線方向に沿って変位動作させるダイヤフラムを含む駆動部とからなり、前記駆動部とハウジングとの間にはシール部材として薄板状のインシュレータが挟持されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２６７５６３号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、ハウジングと駆動部との間に配設されたインシュレータによって前記ハウジング内を流通する排気ガスの気密を保持している。詳細には、前記インシュレータは、前記ハウジングの上面及び駆動部の下面に対して面接触することにより気密を確保する構成としている。

しかしながら、近年では、環境問題等の観点から排気ガスの気密性をより一層向上させ、前記排気ガスの外部への漏出を防止させたいという要請がある。

本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、弁基部内を流通する排気ガスの漏出をより一層確実に防止することが可能な排気ガス用バルブのシール構造を提供することを目的とする。

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該循環通路内に設けられる弁座とを有する弁基部と、
前記弁座に着座・離間することにより前記循環通路を開閉する弁体と、
前記弁基部に連結され、前記弁体を軸線方向に沿って変位させる駆動部と、
前記弁基部と駆動部とを連結する締結部材と、
前記弁基部の内部に設けられ、前記弁体を軸線方向に沿って変位自在に保持するカーボン焼結材料等からなるガイド部材と、
前記弁基部と前記駆動部との間に挟持され、且つ、軸線方向に沿った複数の段差部を有し、前記弁基部内を流通する前記排気ガスの漏出を防止する気密保持部材と、
前記気密保持部材と前記ガイド部材の間に設けられるリング部材と、
を備え、
前記リング部材が、前記気密保持部材と当接することを特徴とする。

本発明によれば、弁基部と駆動部との間に挟持される気密保持部材に、軸線方向に沿った複数の段差部を設けることにより、前記弁基部と駆動部とを締結部材によって連結する際に、前記複数の段差部を介して気密保持部材と弁基部及び駆動部の端面とが複数箇所でそれぞれ線接触した状態となる。

従って、気密保持部材を弁基部及び駆動部の端面に対して面接触させた場合と比較して、前記気密保持部材から前記弁基部及び駆動部の接触部位に付与される圧力を増大させることが可能となる。そのため、弁基部と駆動部との間に設けられる気密保持部材によってシール性を向上させることができ、弁基部の内部を流通する排気ガスの外部への漏出をより一層確実に防止することができる。

また、弁基部と駆動部との間に気密保持部材を挟持することにより、段差部を有する気密保持部材によって前記弁基部と駆動部とを離間させる方向に弾発力が付勢されるため、前記弁基部と駆動部とを連結した際のがたつきを防止することが可能である。

さらに、気密保持部材とガイド部材の間に、リング部材を設け、前記リング部材を前記気密保持部材と当接させることにより、前記弁基部に対して締結部材を介して駆動部を連結する際に、気密保持部材へと付与される押圧力がリング部材を通じてガイド部材に付与される。その際、気密保持部材とリング部材との線接触作用下に付与される押圧力を、前記リング部材とガイド部材とが面接触しているため面圧として略均一に付与することができる。その結果、ガイド部材を、リング部材からの押圧力によって弁基部に対して好適に保持することができ、前記リング部材のがたつき等を防止することができる。

さらにまた、駆動部には、締結部材との間にプレート部材を設け、前記プレート部材を介して前記駆動部と前記弁基部とを連結することにより、前記締結部材からの締付力を前記プレート部材を介して面圧として駆動部との当接面に対して略均一に付与することができる。そのため、前記駆動部と弁基部との間に設けられた気密保持部材に対しても同様に押圧力を略均一に付与することが可能となり、前記気密保持部材による安定したシール力が得られ、弁基部の内部の気密を確実に保持することが可能となる。

またさらに、気密保持部材の段差部を、半径内方向に形成され、前記ガイド部材と駆動部との間に配設される第１平面部と、
前記第１平面部より半径外方向に形成され、前記第１平面部に対して前記駆動部側に向かって所定角度傾斜した第１傾斜部と、
前記第１傾斜部より半径外方向に形成され、略水平方向に延在する第２平面部と、
前記第２平面部より半径外方向に延在し、該第２平面部に対して前記駆動部側に向かって所定角度傾斜した第２傾斜部と、
前記第２傾斜部より半径外方向に形成され、略水平方向に延在して前記駆動部と前記弁基部との間に挟持される第３平面部と、
から構成するとよい。

これにより、駆動部を弁基部に対して締結部材で連結する際に、前記締結部材による締付力によって気密保持部材が変形し、該気密保持部材における第１平面部と第１傾斜部との境界部位、第２平面部と第２傾斜部との境界部位をそれぞれ弁基部及びガイド部材に対して複数箇所で線接触させると共に、同様に、前記第１傾斜部と第２平面部との境界部位、第２傾斜部と第３平面部との境界部位を介して同様に前記駆動部に対して複数箇所で線接触させることができる。

そのため、気密保持部材を、弁基部及び駆動部に対して複数箇所で線接触させることにより面接触させる場合と比較して、前記気密保持部材によるシール性を向上させることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、基部と駆動部とを締結部材によって連結する際に、気密保持部材に形成された複数の段差部を弁基部及び駆動部の端面に対して複数箇所で線接触させることができるため、前記気密保持部材を弁基部及び駆動部に対して面接触させた場合と比較して、前記弁基部及び駆動部の各接触部位に付与される圧力を増大させることが可能となる。そのため、前記気密保持部材によるシール性を向上させることができ、弁基部の内部を流通する排気ガスの外部への漏出をより一層確実に防止することができる。

本発明に係る排気ガス用バルブのシール構造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。

図１において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係るシール構造が適用された排気ガス用バルブとして内燃機関の排気系から排出された排気ガスを再び前記内燃機関の吸気系へと循環させる排気ガス再循環バルブを示す。

図１に示されるように、排気ガス再循環バルブ１０は、内燃機関の排気系Ｅｘ（図６参照）から排出された排気ガスを吸気系Ｉｎ（図６参照）に再循環させる通路（循環通路）１２を有する弁基部１４と、前記弁基部１４の上部に連結され、図示しない圧力流体供給源（例えば、真空ポンプ）から圧力流体が供給される駆動部１６と、前記弁基部１４と駆動部１６との間に設けられ、該弁基部１４内の気密を保持する気密保持部材１８と、前記駆動部１６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体２０とからなる。

弁基部１４には、下面の略中央部に内燃機関の排気系Ｅｘと接続される入口ポート（図示せず）が形成されると共に、前記入口ポートより離間した弁基部１４の側部には、内燃機関の吸気系Ｉｎに接続される出口ポート（図示せず）が形成されている。前記入口ポートと出口ポートは、前記入口ポートの上部側に画成された弁室（循環通路）２２及び通路１２によって連通されている。

前記弁室２２には、該弁室２２と対向する端面に弁体２０の弁部（図示せず）が当接する環状の弁座（図示せず）が配設されている。

また、弁基部１４の弁室２２には、その内周面に形成される段部２４を介して金属製材料からなる弁カバー２６が設けられている。

この弁カバー２６は、例えば、薄板材から断面略Ｕ字状に形成され、入口ポートに向かって突出した略中央部には、前記弁体２０の弁軸部２８が挿通される孔部３０が形成されている。

一方、弁基部１４には、弁室２２の上方に向かって開口した開口部に、例えば、カーボン焼結体等の焼結材料から形成されるガイド部材３２が設けられ、前記ガイド部材３２の半径外方向に拡径した拡径部３４が開口部に係合されている。そして、弁カバー２６の半径外方向に延在した端部が、ガイド部材３２の拡径部３４によって弁基部１４の段部２４との間に挟持されている。

ガイド部材３２の略中央部には、軸線方向に沿って貫通したガイド孔３６が形成され、前記ガイド孔３６には弁体２０の弁軸部２８が挿通されている。このガイド孔３６には、弁体２０の弁軸部２８が軸線方向に沿って変位自在に支持される。

この場合、好ましくはガイド部材３２にカーボン焼結体等の焼結材料を採用することにより、弁体２０がガイド孔３６のガイド作用下に軸線方向に沿って変位する際に良好な摺動性が得られる。

前記ガイド部材３２の一端部は、断面略Ｕ字状の弁カバー２６の内部に挿入されると共に、他端部が駆動部１６の第１ケーシング３８の凸部４０に係合するように膨出形成されている。そして、ガイド部材３２の他端部には、環状のシール部材４２が前記ガイド孔３６と同軸上となるように装着されている。このシール部材４２は、ゴム等の弾性材料から形成され、その略中央部には弁体２０の弁軸部２８が挿通されている。

一方、ガイド部材３２の拡径部３４と駆動部１６における第１ケーシング３８（後述する）との間には、金属製材料からプレート状に形成される気密保持部材１８（例えば、ガスケット）が挟持されている。

この気密保持部材１８は、図２及び図４に示されるように、略中央部に形成され、ガイド部材３２の上部が挿通される孔部４４と、前記孔部４４より半径外方向に形成される第１平面部４６と、前記第１平面部４６より半径外方向に延在し、且つ、駆動部１６側に向かって所定角度傾斜した第１ビード部（第１傾斜部）４８と、前記第１ビード部４８より半径外方向に略水平に延在する第２平面部５０と、前記第２平面部５０より半径外方向に延在し、且つ、駆動部１６側に向かって所定角度傾斜した第２ビード部（第２傾斜部）５２と、前記第２ビード部５２より半径外方向に略水平に延在し、駆動部１６と弁基部１４との間に挟持される挟持部（第３平面部）５４とを含む。

すなわち、第１平面部４６、第２平面部５０及び挟持部５４は、互いに略平行となるように形成されると共に、第１ビード部４８と第２ビード部５２は半径方向に所定間隔離間して形成され、前記第１平面部４６、第２平面部５０、挟持部５４の順番で駆動部１６側に向かって段状に形成されている（図４参照）。

また、挟持部５４には、図２に示されるように、周方向に沿って所定間隔離間して半径外方向に膨出した複数の膨出部５６が形成され、前記膨出部５６の略中央部にはそれぞれ貫通孔５８が形成されている。前記貫通孔５８には、駆動部１６における第１ケーシング３８と弁基部１４とを連結する際にボルト（締結部材）７０が挿通され、前記気密保持部材１８が前記第１ケーシング３８と弁基部１４との間に挟持される（図３参照）。

このように、図３及び図４に示されるように、気密保持部材１８を設けることにより弁基部１４内を流通する排気ガスが、ガイド部材３２の拡径部３４と弁基部１４との間から外部へと漏出することを阻止でき、前記弁基部１４の弁室２２及び通路１２内の気密を保持することができる。

一方、前記気密保持部材１８とガイド部の拡径部３４との間には、環状のリング部材６０が設けられている。前記リング部材６０は、金属製材料から薄板状に形成され、図４に示されるように、前記気密保持部材１８における第１平面部４６と第１ビード部４８の下部側となる位置に配設されている。

駆動部１６は、図１に示されるように、弁基部１４及びガイド部材３２の上部に設けられ、有底状に形成される第１ケーシング３８と、前記第１ケーシング３８の上部に装着される第２ケーシング６２と、前記第２ケーシング６２の側部に設けられ、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が供給されるパイロットポート６４と、前記第１ケーシング３８と第２ケーシング６２との間に設けられ、前記圧力流体によって変位動作する図示しないダイヤフラムとからなる。

第１ケーシング３８には、略中央部に形成される凸部４０にガイド部材３２の他端部が係合されている。また、前記凸部４０から半径外方向には、周方向に沿って所定間隔離間したボルト孔６６が形成され、前記ボルト孔６６及び該ボルト孔６６の上部に配設される環状のプレート部材６８を介して複数のボルト７０が挿通されている。そして、前記ボルト７０が弁基部１４のねじ孔７２に螺合されることにより、前記第１ケーシング３８が弁基部１４に対して固定されている。すなわち、第１ケーシング３８が、プレート部材６８と弁基部１４との間に挟持されている状態となる（図３参照）。

このプレート部材６８は、その内周径が第１ケーシング３８の凸部４０の外周径と略同等に形成され、前記プレート部材６８の外周径は、第１ケーシング３８が連結される弁基部１４の外周径と略同等となるように形成されている。これにより、ボルト７０の締付作用下にその締付力が略平面状に形成されたプレート部材６８を介して該プレート部材６８と当接する第１ケーシング３８の内壁面に対して略均一な面圧として付与される。

また、第１ケーシング３８の側面には、その周方向に沿って所定間隔離間した複数の空気窓７４が形成され、前記空気窓７４を介して前記第１ケーシング３８の内部と外部とが連通している。そのため、第１ケーシング３８の内部の温度が弁基部１４を流通する排気ガスの影響によって上昇した際、空気窓７４を介して放熱することができ、前記第１ケーシング３８の内部が好適に冷却される。

さらに、第１ケーシング３８の下部には、その周面に沿って複数のドレン孔７６が形成されている。このドレン孔７６によって、例えば、第１ケーシング３８の内部に水分が浸入した際においても、前記水分が第１ケーシング３８の下部に溜まることなくドレン孔７６より外部へと排出される。

第２ケーシング６２は、第１ケーシング３８の上部に設けられ、前記第１ケーシング３８に加締められることにより一体的に連結されている。

パイロットポート６４は、第２ケーシング６２に圧入され、図示しない圧力流体供給源（例えば、真空ポンプ）に接続された配管が接続される。そして、前記圧力流体供給源からの圧力流体（例えば、負圧流体）が、前記パイロットポート６４を通じて第２ケーシング６２の内部へと供給される。

第１ケーシング３８と第２ケーシング６２の間には、可撓性を有するダイヤフラム（図示せず）が挟持され、前記ダイヤフラムと第２ケーシング６２との間には、図示しないスプリングが介装されている。このスプリングの弾発力は、前記ダイヤフラムを第１ケーシング３８側（矢印Ｂ方向）に押圧するように付勢している。

弁体２０は、金属製材料から形成されて弁基部１４の弁室２２に配設され、ガイド部材３２によって支持される長尺な弁軸部２８と、前記弁軸部２８の下端部に形成され、弁座に着座可能な弁部（図示せず）とからなる。そして、弁軸部２８の端部が、図示しないダイヤフラムの略中央部に連結されている。

本発明の第１の実施の形態に係るシール構造が適用される排気ガス再循環バルブ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、気密保持部材１８を駆動部１６における第１ケーシング３８と弁基部１４との間に組み付ける場合について説明する。

先ず、図４に示されるように、弁基部１４の開口部にガイド部材３２が装着された状態で、前記ガイド部材３２の拡径部３４の上面にリング部材６０を装着する。その際、リング部材６０の上面と弁基部１４の上面とが略同一平面となる。

次に、前記弁基部１４とリング部材６０の上面に気密保持部材１８を配置し、該気密保持部材１８の貫通孔５８を弁基部１４のねじ孔７２と同軸上となるようにする。なお、気密保持部材１８は、第１平面部４６が軸線方向に沿った弁基部１４側、挟持部５４が第１ケーシング３８側となるように配置する。これにより、前記第１平面部４６が、リング部材６０及び弁基部１４の上面に当接すると共に、挟持部５４が第１ケーシング３８の下面に当接した状態となる。換言すると、気密保持部材１８における第１平面部４６と、リング部材６０及び弁基部１４の上面とが面接触していると共に、挟持部５４と第１ケーシング３８の下面が同様に面接触している。

そして、第１ケーシング３８の内壁面側に配置されたプレート部材６８を介してボルト７０が挿通され、前記ボルト７０が弁基部１４のねじ孔７２に螺合されることにより、前記ボルト７０の締付作用下に、第１ケーシング３８及びプレート部材６８が弁基部１４側（矢印Ｂ方向）に向かって変位する。これにより、第１ケーシング３８の下面によって気密保持部材１８が弁基部１４及びリング部材６０側に向かって押圧されて略平面状となるように変形する（図３参照）。

この際、気密保持部材１８には、複数の第１及び第２ビード部４８、５２からなる複数の段差が設けられているため、図５に示されるように、該気密保持部材１８の下面における第１平面部４６と第１ビード部４８との第１境界部Ｄ１がリング部材６０に対して線接触した状態となり、第２平面部５０と第２ビード部５２との第２境界部Ｄ２が弁基部１４に対して線接触した状態となる。同様に、気密保持部材１８の上面における第１ビード部４８と第２平面部５０との第３境界部Ｄ３が第１ケーシング３８の下面に対して線接触した状態となり、第２ビード部５２と挟持部５４との第４境界部Ｄ４も同様に、前記第１ケーシング３８の下面に対して線接触した状態となる。

このように、気密保持部材１８を、第１〜第４境界部Ｄ１〜Ｄ４を介してリング部材６０、弁基部１４及び第１ケーシング３８に対して複数箇所で線接触させることにより、前記気密保持部材１８を面接触させる場合と比較して、該気密保持部材１８から前記リング部材６０、弁基部１４及び第１ケーシング３８の接触部位に付与される圧力を増大させることが可能となる。換言すると、気密保持部材１８を面接触させる場合に比べてその接触面積が小さくなるため、ボルト７０による同一の締付力で気密保持部材１８を押圧した際に、第１〜第４境界部Ｄ１〜Ｄ４によって付与される圧力が高くなる。その結果、気密保持部材１８によってシール性を向上させることができ、弁基部１４の内部を流通する排気ガスの外部への漏出をより一層確実に防止することができる。

また、気密保持部材１８の下部には、金属製材料からなるリング部材６０が設けられているため、前記気密保持部材１８に付与される押圧力がリング部材６０を介してガイド部材３２の拡径部３４に対して付与される。すなわち、気密保持部材１８におけるリング部材６０に線接触した接触部位から付与される押圧力が、前記リング部材６０から該リング部材６０と面接触するガイド部材３２の拡径部３４に対して面圧として略均一に付与される。そのため、ガイド部材３２が、リング部材６０からの押圧力によって拡径部３４を介して弁基部１４に対して好適に保持される。

さらに、第１ケーシング３８と弁基部１４及びガイド部材３２との間に気密保持部材１８を挟持することにより、段差状に形成される気密保持部材１８によって前記第１ケーシング３８と弁基部１４とを離間させる方向に弾発力が付勢されるため、前記第１ケーシング３８と弁基部１４とを連結した際のがたつきを防止することが可能である。

さらにまた、第１ケーシング３８を締結するボルト７０と前記第１ケーシング３８との間にプレート部材６８を設けることにより、前記ボルト７０からの締付力を面圧として前記第１ケーシング３８との当接面に対して略均一分布させて付与することができる。その結果、前記第１ケーシング３８の下部に設けられた気密保持部材１８に対しても同様に押圧力を略均一に付与することが可能となるため、前記気密保持部材１８を略均一な押圧力で第１ケーシング３８と弁基部１４との間に挟持することができる。これにより、気密保持部材１８による安定したシール力が得られ、弁基部１４内の気密性を確実に保持することができる。

次に、このように気密保持部材１８が駆動部１６と弁基部１４との間に配設された排気ガス再循環バルブ１０の動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示される弁体２０の弁部（図示せず）が弁座に着座し、図示しない入口ポートと出口ポートの間の連通状態が遮断された弁閉状態を初期位置として説明する。

このような弁閉状態において、図示しない圧力流体供給源となる真空ポンプから配管を通じて駆動部１６のパイロットポート６４へと負圧流体が供給される。この負圧流体が第２ケーシング６２の内部に導入されることにより、前記負圧流体の負圧作用下にダイヤフラム（図示せず）が湾曲しながらスプリングの弾発力に抗して第２ケーシング６２側（矢印Ａ方向）へと吸引されて変位する。

そのため、前記ダイヤフラムの変位に伴って弁体２０がガイド部材３２のガイド孔３６によるガイド作用下に軸線方向に沿って上方（矢印Ａ方向）へと変位する。

これにより、弁体２０が弁座（図示せず）より離間し、図示しない入口ポートと出口ポートとが弁室２２及び通路１２を通じて連通した弁開状態となる。その結果、前記入口ポートから流入する排気ガスが、弁室２２、通路１２を通じて前記出口ポートから排出される。

この排気ガス再循環バルブ１０をディーゼル機関に採用した場合には、排気ガスが正圧で入口ポートから供給されているため、前記排気ガスがその圧力作用下に弁室２２から弁体２０の弁軸部２８とガイド孔３６との間、前記弁室２２から弁基部１４とガイド部材３２の拡径部３４との間へと流れる。特に、ガイド部材３２が焼結材である場合、前記拡径部３４側へと滲入する可能性がある。

その際、ガイド部材３２の拡径部３４と弁基部１４との間へと滲入した排気ガスは、前記弁基部１４と第１ケーシング３８との間に挟持された気密保持部材１８によって該弁基部１４と第１ケーシング３８との間から外部へと漏出することが確実に阻止される。

このように、第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１０を、例えば、ディーゼル機関に採用した場合においては、弁室２２を流通する排気ガスが弁基部１４とガイド部材３２との間に進入した排気ガスを気密保持部材１８によって遮断し、前記気密保持部材１８とガイド部材３２との間から第１ケーシング３８側に流通する排気ガスをシール部材４２によって遮断している。

すなわち、排気ガス再循環バルブ１０では、ガイド部材３２に弁体２０及び第１ケーシング３８の凸部４０と当接可能なシール部材４２を設けると共に、弁基部１４と第１ケーシング３８との間に気密保持部材１８を挟持することにより、前記シール部材４２と気密保持部材１８によって弁体２０、弁基部１４及びガイド部材３２の隙間へと滲入する排気ガスの流通を遮断し、第１ケーシング３８の空気窓７４を通じた前記排気ガスの外部への漏出を確実に阻止することができる。

この際、気密保持部材１８は、第１〜第４境界部Ｄ１〜Ｄ４を介して弁基部１４及び第１ケーシング３８に対して複数の部位で線接触するため、前記気密保持部材１８を面接触させる場合と比較して、該気密保持部材１８による気密性をより一層向上させることができる。

次に、駆動部１６に供給されている負圧流体の供給を停止することにより、図示しないスプリングの弾発力によってダイヤフラムが弁基部１４側（矢印Ｂ方向）へと押圧され、前記ダイヤフラムが下方に向かって変位するのに伴って、弁体２０がガイド部材３２のガイド作用下に一体的に下方へと変位する。なお、その際、第１ケーシング３８内の空気が、空気窓７４を通じて外部へと排出される。

これにより、弁体２０が弁座（図示せず）に着座し、該弁体２０によって弁座を閉塞することにより入口ポートと出口ポートとの連通状態が遮断された弁閉状態となる。

次に、第２の実施の形態に係るシール構造が適用される排気ガス用バルブとして排気ガス冷却バイパスバルブ１５０を例示し、図７を参照しながら以下に説明する。なお、上述した第１の実施の形態に係るシール構造が適用される排気ガス再循環バルブ１０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。

この第２の実施の形態に係る排気ガス冷却バイパスバルブ１５０は、図６に示されるように、内燃機関の排気系Ｅｘから排出された排気ガスを、下流側に設けられた排気ガス再循環バルブ１０にバイパス通路１５２を通じて直接導出させる、若しくは、冷却通路１５４を通じて冷却部１５６側に導出させるように切り換えるものである。

この排気ガス冷却バイパスバルブ１５０は、弁基部１５８に排気ガスが導入される入口ポート１６０が設けられ、前記弁基部１５８には弁室２２と連通する第１及び第２出口ポート（図示せず）が形成される点、前記第１出口ポートと入口ポート１６０との連通を遮断する第１弁部１６２と、前記第２出口ポートと入口ポート１６０との連通を遮断する第２弁部（図示せず）とを備える弁体１６４が前記弁基部１５８の内部に変位自在に設けられている点で、第１の実施の形態に係る排気ガス再循環バルブ１０と相違している。

弁基部１５８には、側方に開口した入口ポート１６０が形成されると共に、前記弁基部１５８の内部には前記入口ポート１６０と連通する弁室２２が形成されている。前記弁室２２には、図示しない第１出口ポートと連通する第１弁座（図示せず）が設けられ、前記第１弁座に弁体１６４の第１弁部１６２が着座することにより、前記弁室２２と第１出口ポートとの連通が遮断される。

また、弁基部１５８の下部には、接続部１６６が連結され、前記接続部１６６に形成される第２出口ポートを介して冷却通路１５４と弁室２２とが連通している。

さらに、弁室２２には、図示しない第２出口ポートと連通する第２弁座１６８が設けられ、前記第２弁座１６８に弁体１６４の第２弁部（図示せず）が着座することにより、前記弁室２２と第２出口ポートとの連通が遮断される。

そして、弁基部１５８の上部には、図示しないダイヤフラムを含む駆動部１７０が図示しないボルトを介して連結され、前記ダイヤフラムが駆動部１７０に供給される負圧流体によって変位することにより、前記ダイヤフラムに連結された弁体１６４がガイド部材３２のガイド作用下に軸線方向に沿って変位する。

前記駆動部１７０と弁基部１５８との間には、薄板状の気密保持部材１８が挟持されている。この気密保持部材１８は、図２に示されるように、略中央部に形成された孔部４４から半径外方向に形成される第１及び第２平面部４６、５０と、前記第１平面部４６と第２平面部５０との間に駆動部１７０側に向かって所定角度傾斜して形成される第１ビード部４８と、駆動部１７０と弁基部１５８の上面との間に挟持される挟持部５４と前記第２平面部５０との間に形成される第２ビード部５２とから形成されている。

そして、前記気密保持部材１８が、前記駆動部１７０と弁基部１５８及びガイド部材３２の拡径部３４との間に挟持されることにより、前記気密保持部材１８が、弁基部１５８及び第１ケーシング３８に対して複数箇所で線接触するため、前記気密保持部材１８を面接触させる場合と比較して、該気密保持部材１８から前記リング部材６０、弁基部１５８及び第１ケーシング３８の接触部位に付与される圧力を増大させることが可能となる。その結果、気密保持部材１８によって気密性をより一層向上させることができる。

このように構成される排気ガス冷却バイパスバルブ１５０は、弁体１６４の第２弁部がスプリングの弾発力によって第２弁座１６８に着座し、第１弁部１６２が第１弁座（図示せず）より離間して入口ポート１６０と第１出口ポートとが連通する。そのため、内燃機関の排気系Ｅｘから排気ガスが入口ポート１６０へと流通し、該入口ポート１６０から弁室２２へと導入され、前記弁室２２の内部に導入された排気ガスは、該弁室２２から第１弁座を通じて第１出口ポートへと導出され、図６に示されるようにバイパス通路１５２を介して排気ガス再循環バルブ１０を経て内燃機関の吸気系Ｉｎへと供給される。

次に、入口ポート１６０と第１出口ポート（図示せず）との連通を遮断し、前記入口ポート１６０と第２出口ポートとを連通させることにより、排気ガスが冷却部１５６を介して内燃機関の吸気系Ｉｎへと流通する。この場合は、図示しない圧力流体供給源となる真空ポンプから駆動部１７０のパイロットポート６４へと負圧流体が供給される。この負圧流体によってダイヤフラムが湾曲しながらスプリングの弾発力に抗して第２ケーシング６２側（矢印Ａ方向）へと吸引されて変位し、前記ダイヤフラムに連結された弁体１６４がガイド部材３２のガイド作用下に軸線方向に沿って上方（矢印Ａ方向）へと変位する。

これにより、弁体１６４の第２弁部が第２弁座１６８より離間すると共に、前記弁体１６４の第１弁部１６２が第１弁座に着座し、入口ポート１６０から弁室２２へと流入した排気ガスが、前記弁室２２から第２出口ポートへと導出される。そして、図７に示されるように冷却通路１５４から冷却部１５６を経て排気ガスが所定温度に冷却された後に、内燃機関の吸気系Ｉｎへと供給される。

この際、排気ガス冷却バイパスバルブ１５０では、弁基部１５８と第１ケーシング３８との間に気密保持部材１８を挟持することにより、前記気密保持部材１８が第１〜第４境界部Ｄ１〜Ｄ４（図５参照）を介して弁基部１５８及び第１ケーシング３８に対して複数箇所で線接触するため、前記気密保持部材１８を面接触させる場合と比較して、該気密保持部材１８による気密性を向上させることができる。その結果、前記気密保持部材１８によって弁体１６４、弁基部１５８及びガイド部材３２の隙間へと滲入する排気ガスの流通を遮断し、第１ケーシング３８の空気窓７４を通じて前記排気ガスが外部への漏出することを確実に阻止できる。

このように、弁体１６４を軸線方向に沿って変位させることにより、入口ポート１６０から弁室２２に導入される排気ガスを第１出口ポート又は第２出口ポートに流通するように切り換えている。

なお、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１０、第２の実施の形態に係る排気ガス冷却バイパスバルブ１５０では、負圧によってダイヤフラム９２を介して弁体２０、１６４を軸線方向に沿って変位させる負圧駆動方式の排気ガス用バルブについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、コイルを含むソレノイド部を有し、前記ソレノイド部に電流を供給することにより生じる励磁作用下に前記弁体を変位させる電磁駆動方式の排気ガス再循環バルブに気密保持部材１８を設けるようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る排気ガス用バルブを示す一部断面側面図である。 図１における気密保持部材の単体斜視図である。 排気ガス用バルブに設けられた気密保持部材近傍を示す部分拡大縦断面図である。 図３の排気ガス用バルブにおいて気密保持部材が挟持される組み付け前の状態を示す部分拡大縦断面図である。 図３における気密保持部材近傍をさらに拡大した拡大縦断面図である。 排気ガス用バルブが適用された内燃機関における排気ガス再循環システムの概略構成ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る排気ガス用バルブを示す一部断面側面図である。

符号の説明

１０…排気ガス再循環バルブ １４、１５８…弁基部
１６、１７０…駆動部 １８…気密保持部材
２０、１６４…弁体 ２２…弁室
２６…弁カバー ３２…ガイド部材
３８…第１ケーシング ４２…シール部材
４６…第１平面部 ４８…第１ビード部
５０…第２平面部 ５２…第２ビード部
５４…挟持部 ５６…膨出部
６０…リング部材 ６２…第２ケーシング
６４…パイロットポート ６８…プレート部材
７４…空気窓 ７６…ドレン孔
１５０…排気ガス冷却バイパスバルブ １５２…バイパス通路
１５４…冷却通路 １５６…冷却部
１６０…入口ポート １６６…接続部

Claims (3)

1. 排気ガスの循環通路と該循環通路内に設けられる弁座とを有する弁基部と、
   前記弁座に着座・離間することにより前記循環通路を開閉する弁体と、
   前記弁基部に連結され、前記弁体を軸線方向に沿って変位させる駆動部と、
   前記弁基部と駆動部とを連結する締結部材と、
   前記弁基部の内部に設けられ、前記弁体を軸線方向に沿って変位自在に保持するカーボン焼結材料等からなるガイド部材と、
   前記弁基部と前記駆動部との間に挟持され、且つ、軸線方向に沿った複数の段差部を有し、前記弁基部内を流通する前記排気ガスの漏出を防止する気密保持部材と、
   前記気密保持部材と前記ガイド部材の間に設けられるリング部材と、
   を備え、
   前記リング部材が、前記気密保持部材と当接することを特徴とする排気ガス用バルブのシール構造。
2. 請求項１記載のシール構造において、
   前記駆動部には、前記締結部材との間にプレート部材が設けられ、前記プレート部材を介して前記駆動部と前記弁基部とが連結されることを排気ガス用バルブのシール構造。
3. 請求項１記載のシール構造において、
   前記気密保持部材の段差部は、半径内方向に形成され、前記ガイド部材と駆動部との間に配設される第１平面部と、
   前記第１平面部より半径外方向に形成され、前記第１平面部に対して前記駆動部側に向かって所定角度傾斜した第１傾斜部と、
   前記第１傾斜部より半径外方向に形成され、略水平方向に延在する第２平面部と、
   前記第２平面部より半径外方向に延在し、該第２平面部に対して前記駆動部側に向かって所定角度傾斜した第２傾斜部と、
   前記第２傾斜部より半径外方向に形成され、略水平方向に延在して前記駆動部と前記弁基部との間に挟持される第３平面部と、
   から構成されることを特徴とする排気ガス用バルブのシール構造。

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