JPH10274105A - Ｅｇｒ制御弁およびそれを用いた排気ガス再循環装置 - Google Patents
Ｅｇｒ制御弁およびそれを用いた排気ガス再循環装置Info
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- JPH10274105A JPH10274105A JP9095087A JP9508797A JPH10274105A JP H10274105 A JPH10274105 A JP H10274105A JP 9095087 A JP9095087 A JP 9095087A JP 9508797 A JP9508797 A JP 9508797A JP H10274105 A JPH10274105 A JP H10274105A
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- passage
- valve body
- pressure
- exhaust gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 弁体に作用する排気圧力の影響を小さくし、
アクチュエータの大型化によるコスト上昇を招くことな
く、弁体の径を大きくして、大量ＥＧＲを可能にする。 【解決手段】 バルブシャフト３１の下端側に、排気ガ
スを吸気系に導くガス通路２１を開閉する弁体３２を固
定し、上端側に圧力バランス室７を設ける。圧力バラン
ス室７は連通通路７２にて弁体３２上流のガス通路２１
と連通し、圧力バランス室７の下部壁は、バルブシャフ
ト３１と一体のピストン７１で構成される。弁体３２は
スプリング６３により上方に付勢されている。この時、
弁体３２を上方に付勢する排気圧力はピストン７１を下
方に付勢する圧力バランス室７の圧力でキャンセルさ
れ、ステップモータ４は排気圧力の影響を受けずに弁体
３２を開閉できる。
アクチュエータの大型化によるコスト上昇を招くことな
く、弁体の径を大きくして、大量ＥＧＲを可能にする。 【解決手段】 バルブシャフト３１の下端側に、排気ガ
スを吸気系に導くガス通路２１を開閉する弁体３２を固
定し、上端側に圧力バランス室７を設ける。圧力バラン
ス室７は連通通路７２にて弁体３２上流のガス通路２１
と連通し、圧力バランス室７の下部壁は、バルブシャフ
ト３１と一体のピストン７１で構成される。弁体３２は
スプリング６３により上方に付勢されている。この時、
弁体３２を上方に付勢する排気圧力はピストン７１を下
方に付勢する圧力バランス室７の圧力でキャンセルさ
れ、ステップモータ４は排気圧力の影響を受けずに弁体
３２を開閉できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの一部を
排気系から取り出して、エンジンの運転状態に応じた適
当な流量をエンジンの吸気系へ再循環させることによ
り、排気中のＮＯｘを低減させる排気ガス再循環装置、
特に、排気ガス再循環量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ
制御弁の構造に関する。
排気系から取り出して、エンジンの運転状態に応じた適
当な流量をエンジンの吸気系へ再循環させることによ
り、排気中のＮＯｘを低減させる排気ガス再循環装置、
特に、排気ガス再循環量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ
制御弁の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】この排気ガス再循環装置において使用さ
れるＥＧＲ制御弁としては、従来より、負圧式等、機械
式のＥＧＲ制御弁が知られるが、近年、ＥＧＲ量を正確
に制御するために、排気ガス還流路を開閉する弁体をア
クチュエータにより駆動してその精度を向上させたＥＧ
Ｒ制御弁が提案されている。アクチュエータを用いたＥ
ＧＲ制御弁は、例えば、特開平４−２５４０８３号公
報、特開平１−２０３６４６号公報等に開示されてお
り、一般に、アクチュエータとしてはステップモータや
リニアモータが用いられている。
れるＥＧＲ制御弁としては、従来より、負圧式等、機械
式のＥＧＲ制御弁が知られるが、近年、ＥＧＲ量を正確
に制御するために、排気ガス還流路を開閉する弁体をア
クチュエータにより駆動してその精度を向上させたＥＧ
Ｒ制御弁が提案されている。アクチュエータを用いたＥ
ＧＲ制御弁は、例えば、特開平４−２５４０８３号公
報、特開平１−２０３６４６号公報等に開示されてお
り、一般に、アクチュエータとしてはステップモータや
リニアモータが用いられている。
【０００３】その一例を図５に示すと、ＥＧＲ制御弁１
は、内部に排気ガス通路２ａを形成したハウジング２
と、該通路２ａを開閉するバルブ部３とを有し、該バル
ブ部３はハウジング２の上方に設置したステップモータ
４によって駆動されるようになしてある。このステップ
モータ４とハウジング２とは連結部材５によって結合さ
れている。
は、内部に排気ガス通路２ａを形成したハウジング２
と、該通路２ａを開閉するバルブ部３とを有し、該バル
ブ部３はハウジング２の上方に設置したステップモータ
４によって駆動されるようになしてある。このステップ
モータ４とハウジング２とは連結部材５によって結合さ
れている。
【０００４】上記バルブ部３は、図の上下方向に延びる
バルブシャフト３ａの下端に固定した弁体３ｂを有し、
この弁体３ｂが、上記通路２ａ内に設けた弁座３ｃに当
接して通路２ａを閉鎖するように構成されている。上記
バルブシャフト３ａの上方には、上記ステップモータ４
の駆動軸４ａが同軸上に配してあり、この駆動軸４ａの
下端には、上記バルブシャフト３ａ上端の係止部３ｄに
係合可能な係止部４ｃが設けてある（図は係合した状態
を示している）。これら係止部３ｄ、４ｃ間にはスプリ
ング４ｂが介設され、上記バルブシャフト３ａの係止部
３ｄと連結部材５との間には、弁体３ｂを閉弁方向に付
勢するスプリング３ｅが配設されている。
バルブシャフト３ａの下端に固定した弁体３ｂを有し、
この弁体３ｂが、上記通路２ａ内に設けた弁座３ｃに当
接して通路２ａを閉鎖するように構成されている。上記
バルブシャフト３ａの上方には、上記ステップモータ４
の駆動軸４ａが同軸上に配してあり、この駆動軸４ａの
下端には、上記バルブシャフト３ａ上端の係止部３ｄに
係合可能な係止部４ｃが設けてある（図は係合した状態
を示している）。これら係止部３ｄ、４ｃ間にはスプリ
ング４ｂが介設され、上記バルブシャフト３ａの係止部
３ｄと連結部材５との間には、弁体３ｂを閉弁方向に付
勢するスプリング３ｅが配設されている。
【０００５】上記ステップモータ４は、ロータ４ｄの回
転運動を上記駆動軸４ａの上下方向の運動に変換するも
のである。上記係止部３ｄが係止部４ｃに係合した状態
で、上記駆動軸４ａが上方へ移動すると、これに伴って
上記バルブシャフト３ａおよび上記弁体３ｂが上方へ駆
動され、上記通路２ａを開放する。上記係止部３ｄ、４
ｃが係合しない状態では、上記弁体３ｂはスプリング３
ｅのバネ力により下方に付勢されて閉弁している。
転運動を上記駆動軸４ａの上下方向の運動に変換するも
のである。上記係止部３ｄが係止部４ｃに係合した状態
で、上記駆動軸４ａが上方へ移動すると、これに伴って
上記バルブシャフト３ａおよび上記弁体３ｂが上方へ駆
動され、上記通路２ａを開放する。上記係止部３ｄ、４
ｃが係合しない状態では、上記弁体３ｂはスプリング３
ｅのバネ力により下方に付勢されて閉弁している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ディ
ーゼルエンジンの排気ガス規制が強化されており、これ
に伴って、大量ＥＧＲの必要が生じている。上記従来の
ＥＧＲ制御弁１において、ＥＧＲ量を増大させるには、
弁体３ｂの径を大きくする必要があるが、上記弁体３ｂ
は下面に排気圧力を受けており、径を大きくすると排気
圧力によって開弁方向に大きな力を受けることになる。
このため、ＥＧＲを行わない高速高負荷時（弁体３ｂは
閉弁状態にある）に、上記弁体３ｂが排気圧力によって
開弁するのを防ぐために、スプリング３ｅのばね力を大
きくすると、ＥＧＲ時には、このばね力に抗して弁体３
ｂを開弁させるために、強力なステップモータ４が必要
となってコスト上昇を招くという不具合がある。
ーゼルエンジンの排気ガス規制が強化されており、これ
に伴って、大量ＥＧＲの必要が生じている。上記従来の
ＥＧＲ制御弁１において、ＥＧＲ量を増大させるには、
弁体３ｂの径を大きくする必要があるが、上記弁体３ｂ
は下面に排気圧力を受けており、径を大きくすると排気
圧力によって開弁方向に大きな力を受けることになる。
このため、ＥＧＲを行わない高速高負荷時（弁体３ｂは
閉弁状態にある）に、上記弁体３ｂが排気圧力によって
開弁するのを防ぐために、スプリング３ｅのばね力を大
きくすると、ＥＧＲ時には、このばね力に抗して弁体３
ｂを開弁させるために、強力なステップモータ４が必要
となってコスト上昇を招くという不具合がある。
【０００７】しかして、本発明の目的は、弁体に作用す
る排気圧力の影響を小さくし、アクチュエータの大型化
によるコスト上昇を招くことなく、弁体の径を大きくす
ることが可能で、大量ＥＧＲが可能なＥＧＲ制御弁およ
び排気ガス再循環装置を提供することにある。
る排気圧力の影響を小さくし、アクチュエータの大型化
によるコスト上昇を招くことなく、弁体の径を大きくす
ることが可能で、大量ＥＧＲが可能なＥＧＲ制御弁およ
び排気ガス再循環装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明請求項１の構成において、ＥＧＲ制御弁
は、内燃機関の排気ガスを吸気系に導くガス通路と、該
ガス通路の開閉を行う弁体と、この弁体と一体となった
バルブシャフトと、該バルブシャフトを上記弁体の開弁
または閉弁方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段の
付勢力との合成力により上記バルブシャフトを駆動して
上記弁体を開閉するアクチュエータと、上記バルブシャ
フトと一体に移動可能なバランス壁を室壁の一部として
有し、該バランス壁に作用する内部圧力の方向が、上記
弁体に作用する排気圧力の方向と逆方向となるようにし
た圧力バランス室と、上記圧力バランス室と上記弁体上
流側のガス通路とを連通させて両者の内圧差を減少させ
る連通通路とを具備する。
めに、本発明請求項１の構成において、ＥＧＲ制御弁
は、内燃機関の排気ガスを吸気系に導くガス通路と、該
ガス通路の開閉を行う弁体と、この弁体と一体となった
バルブシャフトと、該バルブシャフトを上記弁体の開弁
または閉弁方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段の
付勢力との合成力により上記バルブシャフトを駆動して
上記弁体を開閉するアクチュエータと、上記バルブシャ
フトと一体に移動可能なバランス壁を室壁の一部として
有し、該バランス壁に作用する内部圧力の方向が、上記
弁体に作用する排気圧力の方向と逆方向となるようにし
た圧力バランス室と、上記圧力バランス室と上記弁体上
流側のガス通路とを連通させて両者の内圧差を減少させ
る連通通路とを具備する。
【０００９】上記構成において、上記弁体の上流側の端
面には排気圧力が作用しているが、この排気圧力は、一
方で、上記連通通路を介して上記圧力バランス室に導入
されて、上記バランス壁に上記圧力バランス室の内部圧
力として作用している。ここで、上記バランス壁に作用
する力と上記弁体に作用する力の方向が逆方向となるよ
うにしたので、両者は打ち消し合い、上記弁体の受ける
排気圧力の影響を小さくすることができる。従って、上
記弁体を排気圧力に抗して駆動するために、アクチュエ
ータを大型化する必要がないので、コストを上昇させず
に上記弁体の径を大きくすることが可能で、大量ＥＧＲ
が可能となる。
面には排気圧力が作用しているが、この排気圧力は、一
方で、上記連通通路を介して上記圧力バランス室に導入
されて、上記バランス壁に上記圧力バランス室の内部圧
力として作用している。ここで、上記バランス壁に作用
する力と上記弁体に作用する力の方向が逆方向となるよ
うにしたので、両者は打ち消し合い、上記弁体の受ける
排気圧力の影響を小さくすることができる。従って、上
記弁体を排気圧力に抗して駆動するために、アクチュエ
ータを大型化する必要がないので、コストを上昇させず
に上記弁体の径を大きくすることが可能で、大量ＥＧＲ
が可能となる。
【００１０】具体的には、上記バルブシャフトの一端側
に上記弁体を連結し、他端側に密閉室を形成して上記圧
力バランス室とする。この圧力バランス室の、上記弁体
と対向する室壁の少なくとも一部を可動として上記バル
ブシャフトに連結することで上記バランス壁が構成され
る（請求項２）。
に上記弁体を連結し、他端側に密閉室を形成して上記圧
力バランス室とする。この圧力バランス室の、上記弁体
と対向する室壁の少なくとも一部を可動として上記バル
ブシャフトに連結することで上記バランス壁が構成され
る（請求項２）。
【００１１】上記バランス壁は、例えば、上記圧力バラ
ンス室内を摺動可能に設けた可動板、あるいは上記圧力
室内に張設されたダイヤフラムによって構成することが
できる（請求項３）。また、上記付勢手段は、通常、上
記バルブシャフトを上記弁体の閉弁方向に付勢するよう
に構成される（請求項４）。
ンス室内を摺動可能に設けた可動板、あるいは上記圧力
室内に張設されたダイヤフラムによって構成することが
できる（請求項３）。また、上記付勢手段は、通常、上
記バルブシャフトを上記弁体の閉弁方向に付勢するよう
に構成される（請求項４）。
【００１２】好ましくは、上記バランス壁に作用する内
部圧力と上記弁体に作用する排気圧力が等しくなるよう
に上記バランス壁および上記弁体の径を設定する（請求
項５）。この時、上記バルブシャフトに作用する排気圧
力がほぼ０となり、弁体を開閉する際の排気圧力の影響
をなくすことができる。
部圧力と上記弁体に作用する排気圧力が等しくなるよう
に上記バランス壁および上記弁体の径を設定する（請求
項５）。この時、上記バルブシャフトに作用する排気圧
力がほぼ０となり、弁体を開閉する際の排気圧力の影響
をなくすことができる。
【００１３】上記連通通路は、例えば、上記バルブシャ
フト内に形成することができる（請求項６）。これによ
り、簡易な構成で、上記圧力バランス室と上記ガス通路
とを連通することができ、製作も容易である。上記アク
チュエータとしては、例えばステップモータが好適に用
いられる（請求項７）。
フト内に形成することができる（請求項６）。これによ
り、簡易な構成で、上記圧力バランス室と上記ガス通路
とを連通することができ、製作も容易である。上記アク
チュエータとしては、例えばステップモータが好適に用
いられる（請求項７）。
【００１４】上記した構成のＥＧＲ制御弁を、内燃機関
の排気ガス再循環装置に適用する場合には、排気通路内
の排気ガスを吸気通路に還流させる還流路を設け、該還
流路の途中に、上記ＥＧＲ制御弁を配設する。そして、
上記ＥＧＲ制御弁の上記ガス通路の一端を上記還流路の
上記排気通路側に、他端を上記吸気通路側に連通せしめ
る（請求項８）。
の排気ガス再循環装置に適用する場合には、排気通路内
の排気ガスを吸気通路に還流させる還流路を設け、該還
流路の途中に、上記ＥＧＲ制御弁を配設する。そして、
上記ＥＧＲ制御弁の上記ガス通路の一端を上記還流路の
上記排気通路側に、他端を上記吸気通路側に連通せしめ
る（請求項８）。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１、図２に基づいて説明する。図１において、１は
ＥＧＲ制御弁であり、エンジンの排気通路と吸気通路と
をつなぐ排気ガス還流路の途中に設けられて、ＥＧＲ量
を制御する。ＥＧＲ制御弁１は、内部を排気ガスが流通
するガス通路２１とするハウジング２と、該ガス通路２
１を開閉するバルブ部３と、このバルブ部３を駆動する
アクチュエータとしてのステップモータ４と、このステ
ップモータ４とハウジング２とを連結する連結部材５と
から構成されている。
を図１、図２に基づいて説明する。図１において、１は
ＥＧＲ制御弁であり、エンジンの排気通路と吸気通路と
をつなぐ排気ガス還流路の途中に設けられて、ＥＧＲ量
を制御する。ＥＧＲ制御弁１は、内部を排気ガスが流通
するガス通路２１とするハウジング２と、該ガス通路２
１を開閉するバルブ部３と、このバルブ部３を駆動する
アクチュエータとしてのステップモータ４と、このステ
ップモータ４とハウジング２とを連結する連結部材５と
から構成されている。
【００１６】上記ハウジング２は筒状で、下端開口を排
気ガスの導入口２２となすとともに、上部側壁に排気ガ
スの導出口２３を設けて、その内部に逆Ｌ字形のガス通
路２１を形成している。上記導入口２２はエンジンの排
気通路に連通し、導出口２３はエンジンの吸気通路に連
通する。
気ガスの導入口２２となすとともに、上部側壁に排気ガ
スの導出口２３を設けて、その内部に逆Ｌ字形のガス通
路２１を形成している。上記導入口２２はエンジンの排
気通路に連通し、導出口２３はエンジンの吸気通路に連
通する。
【００１７】上記バルブ部３は、上記ガス通路２１内に
挿通配置されて図の上下方向に延びるバルブシャフト３
１と、該バルブシャフト３１の下端部に固定した弁体３
２を備えている。この弁体３２は、下半部が下方に向け
て拡径するテーパ状に形成され、該テーパ部が、上記ガ
ス通路２１内壁を突出して設けた弁座３３に当接するこ
とにより、上記ガス通路２１を遮断するようになしてあ
る。
挿通配置されて図の上下方向に延びるバルブシャフト３
１と、該バルブシャフト３１の下端部に固定した弁体３
２を備えている。この弁体３２は、下半部が下方に向け
て拡径するテーパ状に形成され、該テーパ部が、上記ガ
ス通路２１内壁を突出して設けた弁座３３に当接するこ
とにより、上記ガス通路２１を遮断するようになしてあ
る。
【００１８】上記ハウジング２の上方には、上記連結部
材５を介して上記ステップモータ４が設置されている。
上記ステップモータ４は、ケース４１内に、永久磁石４
２と一体となったロータ４３と、ロータ４３を回転駆動
するステータ４４と、上記ロータ４３の内周に嵌合固定
されたスリーブ４５と、該スリーブ４５内に保持され、
上記バルブシャフト３１と同軸上に配置される駆動軸４
６とを備えている。上記ステップモータ４は、上記連結
部材５上面のマウント部５１上に載置され、ケース４１
の下端部側壁に突出形成したフランジ４１ａにボルト４
７を挿通することにより、上記連結部材５および上記ハ
ウジング２に固定される。
材５を介して上記ステップモータ４が設置されている。
上記ステップモータ４は、ケース４１内に、永久磁石４
２と一体となったロータ４３と、ロータ４３を回転駆動
するステータ４４と、上記ロータ４３の内周に嵌合固定
されたスリーブ４５と、該スリーブ４５内に保持され、
上記バルブシャフト３１と同軸上に配置される駆動軸４
６とを備えている。上記ステップモータ４は、上記連結
部材５上面のマウント部５１上に載置され、ケース４１
の下端部側壁に突出形成したフランジ４１ａにボルト４
７を挿通することにより、上記連結部材５および上記ハ
ウジング２に固定される。
【００１９】上記スリーブ４５の内周にはメネジが形成
され、一方、上記駆動軸４６の外周には、このメネジに
螺合するオネジが形成してある。また、上記駆動軸４６
は、上記マウント部５１との間に配設したブッシュ５２
によって回転が規制されている。しかして、上記ロータ
４３の回転運動が直線運動に変換され、ロータ４３の
正、逆回転により上記駆動軸４６は上方向または下方向
に駆動される。
され、一方、上記駆動軸４６の外周には、このメネジに
螺合するオネジが形成してある。また、上記駆動軸４６
は、上記マウント部５１との間に配設したブッシュ５２
によって回転が規制されている。しかして、上記ロータ
４３の回転運動が直線運動に変換され、ロータ４３の
正、逆回転により上記駆動軸４６は上方向または下方向
に駆動される。
【００２０】上記ハウジング２の上端開口には、上端閉
鎖の円筒部材６が嵌着固定してある。上記バルブシャフ
ト３１の上端部は、この円筒部材６を貫通して上記連結
部材５内に突出位置している。上記円筒部材６の上端面
には上記バルブシャフト３１を摺動自在に保持する摺動
穴６ａが形成されている。上記バルブシャフト３１の上
端面は、図の開弁状態では、上記駆動軸４６の下端面に
密接して該駆動軸４６によって下方に押し下げされてい
る。閉弁時には、後述するように、上記バルブシャフト
３１と上記駆動軸４６とは離れる。
鎖の円筒部材６が嵌着固定してある。上記バルブシャフ
ト３１の上端部は、この円筒部材６を貫通して上記連結
部材５内に突出位置している。上記円筒部材６の上端面
には上記バルブシャフト３１を摺動自在に保持する摺動
穴６ａが形成されている。上記バルブシャフト３１の上
端面は、図の開弁状態では、上記駆動軸４６の下端面に
密接して該駆動軸４６によって下方に押し下げされてい
る。閉弁時には、後述するように、上記バルブシャフト
３１と上記駆動軸４６とは離れる。
【００２１】上記円筒部材６の内周には、シリンダボア
６１が形成されており、上記バルブシャフト３１の外周
に一体に設けたバランス壁となるピストン７１が、上下
方向に摺動自在に配置されている。このピストン７１
と、上記円筒部材６とで囲まれる密閉空間が圧力バラン
ス室７となり、該圧力バランス室７は上記弁体３２下方
の上流側通路２１ａと、上記バルブシャフト３１内に形
成した連通通路７２にて連通している。これにより、圧
力バランス室７内は、上流側通路２１ａとほぼ同じ圧力
となっており、上記ピストン７１の上面に加わる排気圧
力で、上記弁体３２に加わる排気圧力をキャンセルする
ことが可能となる。この時、上記ピストン７１の径ｄ2
は、排気圧力を受ける上記弁体３２の有効径ｄ1 （上記
弁座３３の内径）と等しくするのがよい。
６１が形成されており、上記バルブシャフト３１の外周
に一体に設けたバランス壁となるピストン７１が、上下
方向に摺動自在に配置されている。このピストン７１
と、上記円筒部材６とで囲まれる密閉空間が圧力バラン
ス室７となり、該圧力バランス室７は上記弁体３２下方
の上流側通路２１ａと、上記バルブシャフト３１内に形
成した連通通路７２にて連通している。これにより、圧
力バランス室７内は、上流側通路２１ａとほぼ同じ圧力
となっており、上記ピストン７１の上面に加わる排気圧
力で、上記弁体３２に加わる排気圧力をキャンセルする
ことが可能となる。この時、上記ピストン７１の径ｄ2
は、排気圧力を受ける上記弁体３２の有効径ｄ1 （上記
弁座３３の内径）と等しくするのがよい。
【００２２】上記ピストン７１の下方には、スプリング
室６２が形成されており、上記弁体３２を閉弁方向（上
方）に付勢するためのスプリング６３が配設されてい
る。なお、このスプリング室６２は、通路６４によって
大気圧となっている。また、バルブシャフト３１は、ス
プリング室６２の底面となるスペーサ６５との間に設け
たシール部材６６に摺動自在に保持されてあり、シール
部材６６の下方には、デポジットの侵入を防止するため
のホルダ６７が設けてある。ホルダ６７の上端縁は、上
記シール部材６６とスペーサ６５間に挟み込まれる形で
固定されている。
室６２が形成されており、上記弁体３２を閉弁方向（上
方）に付勢するためのスプリング６３が配設されてい
る。なお、このスプリング室６２は、通路６４によって
大気圧となっている。また、バルブシャフト３１は、ス
プリング室６２の底面となるスペーサ６５との間に設け
たシール部材６６に摺動自在に保持されてあり、シール
部材６６の下方には、デポジットの侵入を防止するため
のホルダ６７が設けてある。ホルダ６７の上端縁は、上
記シール部材６６とスペーサ６５間に挟み込まれる形で
固定されている。
【００２３】以下、上記構成のＥＧＲ制御弁１の作動に
ついて説明する。ロータ４３の回転により駆動軸４６が
下方に移動すると、上記駆動軸４６がその下方のバルブ
シャフト３１をスプリング６３のバネ力に抗して押し下
げる。これにより上記バルブシャフト３１と一体の弁体
３２が、弁座３３から離れて開弁し、ガス通路２１を開
放する。この時、上記弁体３２は、下面に排気圧力を受
けるが、この力は、連通通路７２を介してピストン７１
の上面に導入される排気圧力と釣り合っており、排気圧
力の影響を受けることなく、開弁することができる。す
なわち、上記圧力バランス室７と上流側通路２１ａの圧
力はほぼ等しく、上記弁体３２に作用する上方向の力
と、上記ピストン７１に作用する下方向の力はほぼ等し
くなるので、両者は打ち消し合う。よって、ステップモ
ータ４を大型化する必要がなく、コスト上昇を招くこと
なく弁体３２の径を大きくして、大量ＥＧＲを行うこと
が可能となる。
ついて説明する。ロータ４３の回転により駆動軸４６が
下方に移動すると、上記駆動軸４６がその下方のバルブ
シャフト３１をスプリング６３のバネ力に抗して押し下
げる。これにより上記バルブシャフト３１と一体の弁体
３２が、弁座３３から離れて開弁し、ガス通路２１を開
放する。この時、上記弁体３２は、下面に排気圧力を受
けるが、この力は、連通通路７２を介してピストン７１
の上面に導入される排気圧力と釣り合っており、排気圧
力の影響を受けることなく、開弁することができる。す
なわち、上記圧力バランス室７と上流側通路２１ａの圧
力はほぼ等しく、上記弁体３２に作用する上方向の力
と、上記ピストン７１に作用する下方向の力はほぼ等し
くなるので、両者は打ち消し合う。よって、ステップモ
ータ４を大型化する必要がなく、コスト上昇を招くこと
なく弁体３２の径を大きくして、大量ＥＧＲを行うこと
が可能となる。
【００２４】一方、閉弁時には、上記駆動軸４６が上方
に移動し、これに伴って、上記バルブシャフト３１が上
記スプリング６３のバネ力により上方に移動する。ここ
で、上記ステップモータ４の駆動軸４６は、ステップ的
に動くため、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６を一
体とした構成では、各部の熱膨張を考慮すると、常に、
弁体３２を完全に閉弁させることは難しい。そこで、本
実施の形態では、図２に示すように、上記駆動軸４６と
上記バルブシャフト３１を別部材で構成し、閉弁時に
は、両者が離れるようにした。上記駆動軸４６が離れる
と、上記弁体３２はスプリング６３のばね力で完全に閉
弁する。この時、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６
の間隔Ｌは、通常、約０．１mm〜０．５mmとすることが
好ましい。
に移動し、これに伴って、上記バルブシャフト３１が上
記スプリング６３のバネ力により上方に移動する。ここ
で、上記ステップモータ４の駆動軸４６は、ステップ的
に動くため、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６を一
体とした構成では、各部の熱膨張を考慮すると、常に、
弁体３２を完全に閉弁させることは難しい。そこで、本
実施の形態では、図２に示すように、上記駆動軸４６と
上記バルブシャフト３１を別部材で構成し、閉弁時に
は、両者が離れるようにした。上記駆動軸４６が離れる
と、上記弁体３２はスプリング６３のばね力で完全に閉
弁する。この時、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６
の間隔Ｌは、通常、約０．１mm〜０．５mmとすることが
好ましい。
【００２５】図３に本発明の第２の実施の形態を示す。
上記第１の実施の形態では、バランス壁を、圧力バラン
ス室７内を摺動するピストン７１で構成したが、本実施
の形態では、バランス壁を、外周縁を円筒部材６とスペ
ーサ６５との間に挟持せしめたダイヤフラム７３で構成
している。該ダイヤフラム７３は、バルブシャフト３１
の上端部外周に突設したフランジ３１ａと、スプリング
６３の上端部を保持するスプリングホルダ６３ａの間に
挟持されており、上記バルブシャフト３１と一体に上下
動可能である。また、第１の実施の形態では、上記円筒
部材６の摺動穴６ａに上記バルブシャフト３１を嵌装す
る構成としたが、本実施の形態では、上記円筒部材６の
上端面に開口６ｂを設けて上記バルブシャフト３１の上
端を挿通し、該開口６ｂを、上記バルブシャフト３１の
外周に固定したダイヤフラム７４で閉鎖する構成として
ある。ダイヤフラム７４の外周部は上記円筒部材６上面
に接合固定される。他の構成は上記第１の実施の形態と
同じである。
上記第１の実施の形態では、バランス壁を、圧力バラン
ス室７内を摺動するピストン７１で構成したが、本実施
の形態では、バランス壁を、外周縁を円筒部材６とスペ
ーサ６５との間に挟持せしめたダイヤフラム７３で構成
している。該ダイヤフラム７３は、バルブシャフト３１
の上端部外周に突設したフランジ３１ａと、スプリング
６３の上端部を保持するスプリングホルダ６３ａの間に
挟持されており、上記バルブシャフト３１と一体に上下
動可能である。また、第１の実施の形態では、上記円筒
部材６の摺動穴６ａに上記バルブシャフト３１を嵌装す
る構成としたが、本実施の形態では、上記円筒部材６の
上端面に開口６ｂを設けて上記バルブシャフト３１の上
端を挿通し、該開口６ｂを、上記バルブシャフト３１の
外周に固定したダイヤフラム７４で閉鎖する構成として
ある。ダイヤフラム７４の外周部は上記円筒部材６上面
に接合固定される。他の構成は上記第１の実施の形態と
同じである。
【００２６】上記構成によればより簡易な構成で、同様
の効果が得られる。すなわち、上記第１の実施の形態で
は、上記ピストン７１の摺動性やシール性等から各部材
に高い寸法精度が要求されるが、本実施の形態では、摺
動部を設けていないので、製作が容易で、シール性も良
好である。なお、上記構成において、上記バルブシャフ
ト３１に加わる排気圧力をキャンセルするためには、上
記圧力バランス室７の圧力によってバルブシャフト３１
を上方に付勢する有効径をφｄ4 、下方に付勢する有効
径をφｄ3 とし、 （π・ｄ1 2 ）／４・・・（１） （π・ｄ3 2 ）／４−（π・ｄ4 2 ）／４・・・（２） とした時に、上記（１）と（２）の値とがほぼ等しくな
るように、ｄ3 、ｄ4 を設定することが望ましい。
の効果が得られる。すなわち、上記第１の実施の形態で
は、上記ピストン７１の摺動性やシール性等から各部材
に高い寸法精度が要求されるが、本実施の形態では、摺
動部を設けていないので、製作が容易で、シール性も良
好である。なお、上記構成において、上記バルブシャフ
ト３１に加わる排気圧力をキャンセルするためには、上
記圧力バランス室７の圧力によってバルブシャフト３１
を上方に付勢する有効径をφｄ4 、下方に付勢する有効
径をφｄ3 とし、 （π・ｄ1 2 ）／４・・・（１） （π・ｄ3 2 ）／４−（π・ｄ4 2 ）／４・・・（２） とした時に、上記（１）と（２）の値とがほぼ等しくな
るように、ｄ3 、ｄ4 を設定することが望ましい。
【００２７】図４に本発明の第３の実施の形態を示す。
本実施の形態は、バルブシャフト３１を吸気によって冷
却する、いわゆる吸気冷却式ＥＧＲ制御弁１´に本発明
を適用した例である。図中、Ｐは、図示しないエアフィ
ルタからインテークマニホールド（図略）へ至る途中の
吸気管の一部を示したものであり、内部を吸気通路Ｐ１
となしてある。上記吸気管Ｐは、下部壁に、排気ガスを
導入するための開口Ｐ２を有している。この開口Ｐ２の
下方には、内部を排気ガスが流通するガス通路２１とす
る筒状部材２４が配置してあり、該筒状部材２４は上端
縁に設けたフランジ部２５において、上記吸気管Ｐ下部
壁にネジ２６で固定される。
本実施の形態は、バルブシャフト３１を吸気によって冷
却する、いわゆる吸気冷却式ＥＧＲ制御弁１´に本発明
を適用した例である。図中、Ｐは、図示しないエアフィ
ルタからインテークマニホールド（図略）へ至る途中の
吸気管の一部を示したものであり、内部を吸気通路Ｐ１
となしてある。上記吸気管Ｐは、下部壁に、排気ガスを
導入するための開口Ｐ２を有している。この開口Ｐ２の
下方には、内部を排気ガスが流通するガス通路２１とす
る筒状部材２４が配置してあり、該筒状部材２４は上端
縁に設けたフランジ部２５において、上記吸気管Ｐ下部
壁にネジ２６で固定される。
【００２８】上記開口Ｐ２内には、バルブ部３を構成す
る筒状部材３４が嵌着固定してある。この筒状部材３４
は、下半部内周径を上記筒状部材２４上端部の内周径よ
りやや小さく形成して弁座３５となしてあり、該弁座３
５に弁体３２が当接することにより上記ガス通路２１を
閉鎖するように構成されている。上記弁体３２にはバル
ブシャフト３１の下端部が固定してあり、該バルブシャ
フト３１の上端部は、上記吸気管Ｐの上部壁を貫通し
て、その上方に形成した圧力バランス室７内に延びてい
る。
る筒状部材３４が嵌着固定してある。この筒状部材３４
は、下半部内周径を上記筒状部材２４上端部の内周径よ
りやや小さく形成して弁座３５となしてあり、該弁座３
５に弁体３２が当接することにより上記ガス通路２１を
閉鎖するように構成されている。上記弁体３２にはバル
ブシャフト３１の下端部が固定してあり、該バルブシャ
フト３１の上端部は、上記吸気管Ｐの上部壁を貫通し
て、その上方に形成した圧力バランス室７内に延びてい
る。
【００２９】上記圧力バランス室７は、上端閉鎖の円筒
部材６を、下端部外周に突設したフランジ部６ｃにて上
記吸気管Ｐの上部壁にネジ固定することにより形成され
る。上記圧力バランス室７の下部壁は、上記第２の実施
の形態同様、バランス壁となるダイヤフラム７３で構成
され、該ダイヤフラム７３は、上記バルブシャフト３１
外周のフランジ３１ａとスプリングホルダ６３ａ間に挟
持され、ネジ固定されている。上記ダイヤフラム７３の
外周縁は、上記円筒部材６と上記吸気管Ｐ上部壁との間
に挟み込む形で保持されている。
部材６を、下端部外周に突設したフランジ部６ｃにて上
記吸気管Ｐの上部壁にネジ固定することにより形成され
る。上記圧力バランス室７の下部壁は、上記第２の実施
の形態同様、バランス壁となるダイヤフラム７３で構成
され、該ダイヤフラム７３は、上記バルブシャフト３１
外周のフランジ３１ａとスプリングホルダ６３ａ間に挟
持され、ネジ固定されている。上記ダイヤフラム７３の
外周縁は、上記円筒部材６と上記吸気管Ｐ上部壁との間
に挟み込む形で保持されている。
【００３０】上記ダイヤフラム７３の下方には、上記吸
気管Ｐの上部壁を一部凹陥させることによりスプリング
室６２が形成され、該スプリング室６２内のスプリング
６３によって、上記バルブシャフト３１および弁体３２
は上方（閉弁方向）に付勢されている。上記スプリング
室６２は通路６４によって上記吸気管Ｐ内に連通してい
る。また、上記バルブシャフト３１の上端部と上記圧力
バランス室７の上端面との間には、シール部材６８およ
びホルダ６９が配設されて、上記バルブシャフト３１を
上下動自在に支持している。その他の構成は、上記各実
施の形態と同じである。
気管Ｐの上部壁を一部凹陥させることによりスプリング
室６２が形成され、該スプリング室６２内のスプリング
６３によって、上記バルブシャフト３１および弁体３２
は上方（閉弁方向）に付勢されている。上記スプリング
室６２は通路６４によって上記吸気管Ｐ内に連通してい
る。また、上記バルブシャフト３１の上端部と上記圧力
バランス室７の上端面との間には、シール部材６８およ
びホルダ６９が配設されて、上記バルブシャフト３１を
上下動自在に支持している。その他の構成は、上記各実
施の形態と同じである。
【００３１】上記実施の形態によっても、バルブシャフ
ト３１内に設けた連通通路７２によって、圧力バランス
室７の圧力と弁体３２下方のガス通路２１内の圧力とを
等しくする、同様の効果が得られる。また、上記バルブ
シャフト３１が、吸気通路Ｐ１内を横切って設けられて
いることで、バルブシャフト３１を吸気によって冷却す
ることができ、バルブシャフト３１を通じて伝達される
排気の熱で、ダイヤフラム７３が劣化することを防止で
きる。
ト３１内に設けた連通通路７２によって、圧力バランス
室７の圧力と弁体３２下方のガス通路２１内の圧力とを
等しくする、同様の効果が得られる。また、上記バルブ
シャフト３１が、吸気通路Ｐ１内を横切って設けられて
いることで、バルブシャフト３１を吸気によって冷却す
ることができ、バルブシャフト３１を通じて伝達される
排気の熱で、ダイヤフラム７３が劣化することを防止で
きる。
【００３２】上記各実施の形態では、上記連通通路７２
をバルブシャフト３１内に設けたが、必ずしもこれに限
らず、圧力バランス室７と弁体３２上流側のガス通路２
１を連通する通路が形成されていれば、同様の効果が得
られる。また、バルブシャフト３１および弁体３２を駆
動するアクチュエータとして、ステップモータ４以外
に、例えばリニアモータ等を用いることもできる。
をバルブシャフト３１内に設けたが、必ずしもこれに限
らず、圧力バランス室７と弁体３２上流側のガス通路２
１を連通する通路が形成されていれば、同様の効果が得
られる。また、バルブシャフト３１および弁体３２を駆
動するアクチュエータとして、ステップモータ４以外
に、例えばリニアモータ等を用いることもできる。
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図で、弁体が開弁した状態を示す図で
ある。
制御弁の全体断面図で、弁体が開弁した状態を示す図で
ある。
【図２】図２は第１の実施の形態のＥＧＲ制御弁におい
て、弁体が閉弁した状態を示す全体断面図である。
て、弁体が閉弁した状態を示す全体断面図である。
【図３】図３は本発明の第２の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図である。
制御弁の全体断面図である。
【図４】図４は本発明の第３の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図である。
制御弁の全体断面図である。
【図５】図５は従来のＥＧＲ制御弁の全体断面図であ
る。
る。
１、１´ ＥＧＲ制御弁 ２ ハウジング ２１ ガス通路 ２１ａ 上流側通路 ２２ 導入口 ２３ 導出口 ３ バルブ部 ３１ バルブシャフト ３２ 弁体 ３３ 弁座 ４ ステップモータ（アクチュエータ） ４１ ケース ４２ 永久磁石 ４３ ロータ ４４ ステータ ４５ スリーブ ４６ 駆動軸 ５ 連結部材 ５１ マウント部 ６ 円筒部材 ６１ シリンダボア ６２ スプリング室 ６３ スプリング ６４ 通路 ６５ スペーサ ６６ シール部材 ６７ ホルダ ７ 圧力バランス室 ７１ ピストン（バランス壁） ７２ 連通通路 ７３ ダイヤフラム（バランス壁） ７４ ダイヤフラム
フロントページの続き (72)発明者 竹内 幸彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関の排気ガスを吸気系に導くガス
通路と、該ガス通路の開閉を行う弁体と、この弁体と一
体となったバルブシャフトと、該バルブシャフトを上記
弁体の開弁または閉弁方向に付勢する付勢手段と、この
付勢手段の付勢力との合成力により上記バルブシャフト
を駆動して上記弁体を開閉するアクチュエータと、上記
バルブシャフトと一体に移動可能なバランス壁を室壁の
一部として有し、該バランス壁に作用する内部圧力の方
向が、上記弁体に作用する排気圧力の方向と逆方向とな
るようにした圧力バランス室と、上記圧力バランス室と
上記弁体上流側のガス通路とを連通させて両者の内圧差
を減少させる連通通路とを具備することを特徴とするＥ
ＧＲ制御弁。 - 【請求項２】 上記バルブシャフトの一端側に上記弁体
を連結し、他端側に密閉室を形成して上記圧力バランス
室となすとともに、上記圧力バランス室の、上記弁体と
対向する室壁の少なくとも一部を可動として上記バルブ
シャフトに連結し上記バランス壁となした請求項１記載
のＥＧＲ制御弁。 - 【請求項３】 上記バランス壁を、上記圧力バランス室
内を摺動可能に設けた可動板あるいは上記圧力バランス
室内に張設されたダイヤフラムによって構成する請求項
１または２記載のＥＧＲ制御弁。 - 【請求項４】 上記付勢手段が上記バルブシャフトを上
記弁体の閉弁方向に付勢する請求項１ないし３のいずれ
か記載のＥＧＲ制御弁。 - 【請求項５】 上記バランス壁に作用する内部圧力と上
記弁体に作用する排気圧力が同等となるように上記バラ
ンス壁および上記弁体の径を設定した請求項１ないし４
のいずれか記載のＥＧＲ制御弁。 - 【請求項６】 上記連通通路を上記バルブシャフト内に
形成した請求項１ないし５のいずれか記載のＥＧＲ制御
弁。 - 【請求項７】 上記アクチュエータとしてステップモー
タを用いた請求項１ないし６のいずれか記載のＥＧＲ制
御弁。 - 【請求項８】 内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気
通路に還流させる還流路を設け、該還流路の途中に、上
記請求項１ないし７のいずれか記載のＥＧＲ制御弁を配
設して、上記ガス通路の一端を上記還流路の上記排気通
路側に他端を上記吸気通路側に連通せしめてなる排気ガ
ス再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095087A JPH10274105A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｅｇｒ制御弁およびそれを用いた排気ガス再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095087A JPH10274105A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｅｇｒ制御弁およびそれを用いた排気ガス再循環装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274105A true JPH10274105A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=14128158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9095087A Withdrawn JPH10274105A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｅｇｒ制御弁およびそれを用いた排気ガス再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10274105A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001061225A1 (fr) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Hitachi, Ltd. | Soupape de limitation de debit, du type a moteur, et procede de fabrication associe |
| EP1072784A3 (de) * | 1999-07-28 | 2001-10-10 | Delphi Technologies, Inc. | Steuerventil zur Abgasrückführung |
| JP2008520929A (ja) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | パーカー ルシフェル ソシエテ アノニム | 自己制御ソレノイドバルブ装置 |
| JP2009030696A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Fuji Koki Corp | 流量調整弁 |
| US8051812B2 (en) | 2007-04-16 | 2011-11-08 | Scuderi Group, Llc | Variable valve actuator with a pneumatic booster |
| JP2013007266A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Aisan Industry Co Ltd | Ｅｇｒバルブ |
| US8360019B2 (en) | 2007-08-13 | 2013-01-29 | Scuderi Group, Llc | Pressure balanced engine valves |
| US8714121B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-05-06 | Scuderi Group, Inc. | Split-cycle air hybrid V-engine |
| US8763571B2 (en) | 2009-05-07 | 2014-07-01 | Scuderi Group, Inc. | Air supply for components of a split-cycle engine |
| US8813695B2 (en) | 2010-06-18 | 2014-08-26 | Scuderi Group, Llc | Split-cycle engine with crossover passage combustion |
| US8833315B2 (en) | 2010-09-29 | 2014-09-16 | Scuderi Group, Inc. | Crossover passage sizing for split-cycle engine |
| US9046008B2 (en) | 2011-01-27 | 2015-06-02 | Scuderi Group, Llc | Lost-motion variable valve actuation system with valve deactivation |
| US9109468B2 (en) | 2012-01-06 | 2015-08-18 | Scuderi Group, Llc | Lost-motion variable valve actuation system |
| US9181821B2 (en) | 2011-01-27 | 2015-11-10 | Scuderi Group, Llc | Lost-motion variable valve actuation system with cam phaser |
| CN105298544A (zh) * | 2014-11-01 | 2016-02-03 | 熵零股份有限公司 | 同源流体控制*** |
| US9297295B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-03-29 | Scuderi Group, Inc. | Split-cycle engines with direct injection |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9095087A patent/JPH10274105A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8051812B2 (en) | 2007-04-16 | 2011-11-08 | Scuderi Group, Llc | Variable valve actuator with a pneumatic booster |
| US8146547B2 (en) | 2007-04-16 | 2012-04-03 | Scuderi Group, Llc | Variable valve actuator with a pneumatic booster |
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| US9181821B2 (en) | 2011-01-27 | 2015-11-10 | Scuderi Group, Llc | Lost-motion variable valve actuation system with cam phaser |
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| US9109468B2 (en) | 2012-01-06 | 2015-08-18 | Scuderi Group, Llc | Lost-motion variable valve actuation system |
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| CN105298544A (zh) * | 2014-11-01 | 2016-02-03 | 熵零股份有限公司 | 同源流体控制*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |