JP2001515267A - 優れた空間利用効率を有する電磁作動式排気ガス再循環弁 - Google Patents

優れた空間利用効率を有する電磁作動式排気ガス再循環弁

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Abstract

(57)【要約】 内燃機関用の電気式排気ガス再循環弁。この弁は、本体構造と、再循環されるエンジン排気ガスが本体構造に流入する入口と、入口に流入したエンジン排気ガスを運ぶための本体構造を貫通する流路と、流路を通過したエンジン排気ガスが本体構造から出る出口と、本体構造内のヘッド及び弁棒より成る弁部材並びに弁機構を作動させるために弁棒と単一荷重作動連結部で係合するアーマチャーを備えた弁機構とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、自動車用排出物質コントロール弁に関し、さらに詳細に は、自動車の内燃機関用排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁に関する。
【０００２】
【発明の背景】
エンジンの排気ガスを制御した態様で再循環させる技術は、内燃機関から大気 中へ排出される燃焼生成物中の窒素酸化物を減少させるために常用されている。
公知のＥＧＲシステムは、エンジンに流入する吸入燃料―空気流中へ再循環され
て燃焼されるエンジン排気ガスの量を調節することにより、燃焼温度を制限し、
それにより窒素酸化物の発生を減少させるように、エンジンの種々の運転条件に
従って回路により制御されるＥＧＲ弁を備えている。
【０００３】 ＥＧＲ弁は、エンジンに取付けられると、広い範囲で変化する温度及び振動を 含む過酷な動作環境に曝される。排気ガスの排出規制は、かかる弁の制御性に厳
しい要求を課している。電気式アクチュエータの使用はかかる制御性向上のため
の一手段であるが、商業的成功を収めるための条件として、かかるアクチュエー
タはこのような極端な環境中で長期間適正に動作する能力を備える必要がある。
加えて、大量生産される自動車向けの用途では、これらの部品のコスト及びサイ
ズが重要な問題となる。ＥＧＲ弁が高い精度と迅速な応答性をもつことができれ
ば、ＥＧＲシステムを備えた内燃機関を有する車両にとって、排気管からの排出
物質の浄化能力の向上、運転性能の改善及び／または燃費の向上が得られるため
有利であろう。サイズがよりコンパクトとなった弁は、自動車エンジンコンパー
トメントには利用可能な空間に制約があるため有利である。
【０００４】
【発明の概要】
１またはそれ以上の上記目的を達成するため、本発明は、１つの側面で見ると 、本体構造と、再循環されるエンジン排気ガスが本体構造に流入する入口と、入
口に流入したエンジン排気ガスを運ぶための本体構造を貫通する流路と、流路を
通過したエンジン排気ガスが本体構造から出る出口と、本体構造内のヘッド及び
弁棒より成る弁部材を備えた、流路を介する流れを制御するための弁機構と、弁
棒と単一荷重作動連結部で係合するアーマチャーより成り、本体構造内にあって
弁機構を作動させるための電磁アクチュエータとより成り、アクチュエータはさ
らにアーマチャーを含む磁気回路の磁路を提供する固定子構造を含み、固定子構
造は電磁コイルが配設されたボビンの対向する軸方向端部に位置する極片を含み
、極片を含むアクチュエータ極片間の軸方向総寸法はほぼ８０ｍｍ未満である、
内燃機関用電気式排気ガス再循環弁（ＥＥＧＲ）に関する。
【０００５】 上記１または２以上の目的を達成するため、本発明は、別の側面で見ると、本 体構造と、再循環されるエンジン排気ガスが本体構造に流入する入口と、入口に
流入したエンジン排気ガスを運ぶための本体構造を貫通する流路と、流路を通過
したエンジン排気ガスが本体構造から出る出口と、本体構造内にあって流路を介
する流れを制御するための弁機構と、本体構造内にあって弁機構を作動させるた
めの電磁アクチュエータとより成り、アクチュエータはさらにアーマチャーを含
む磁気回路の磁路を提供する固定子構造を含み、弁機構はヘッドから電磁アクチ
ュエータの極片を貫通してアーマチャーとの単一荷重作動連結部へ延びる弁棒を
備えた弁部材を含み、さらに極片の近くで弁棒の一部が極片より前に通過する空
気循環用空間を画定する開口付き壁と、空気循環用空間を通過する弁棒の一部を
取り囲んで空気循環用空間内の空気が弁棒に到達するのを阻止する隔壁を形成す
る偏向部材とより成る電気式排気ガス再循環弁（ＥＥＧＲ）に関する。
【０００６】 １また２以上の上記目的を達成するために、本発明は、別の側面で見ると、第 １のポートと第２のポートとの間に設けられた主要流路を内部に有する本体と、
流路の横断面を取り囲む弁座と、流れを阻止する弁のヘッドを備えた弁部材と、
磁気回路の磁路を形成し、弁部材を作動して弁のヘッドを弁座に選択的に着座さ
せまた弁座から離脱させるアーマチャーを有する電磁アクチュエータとより成り
、アーマチャーは対向する端部を有する強磁性部材により構成され、強磁性部材
は対向する端部からそれぞれ内部に延びる孔と、これらの孔の間に位置する横方
向壁部とを有し、該横方向壁部は互いに反対向きの表面を有し、さらに、センサ
ーのシャフトが一方の孔内に延びて横方向壁部の互いに反対向きの表面の一方に
押し付けられるセンサーを含み、弁部材はもう一方の孔内に延びて横方向壁部の
互いに反対向きの表面のもう一方に押し付けられる弁棒と、該横方向壁部を貫通
し該孔の両方に対して開口して両方の孔の間で流体を運ぶ流体通路とを含み、弁
棒は自由末端部と、該自由末端部に結合された位置決め部材を有し、該位置決め
部材は横方向壁部の互いに反対向きの表面の他方と単一荷重作動連結部で係合し
、該磁路は弁棒が貫通する極片を含む固定子構造を含み、該極片は弁棒が貫通す
る中央ハブと、中央ハブを取り囲むリムとより成り、さらに本体内に配設されて
通し孔を有する軸受け部材を含み、弁棒は弁のヘッドから延び、通し孔との密着
すべりばめ関係により該通し孔を実質的に閉じる、電気式排気ガス再循環弁（Ｅ
ＥＧＲ）に関する。
【０００７】 本発明の上記及び他の目的は、以下の説明及び請求の範囲を図面とともに参照 すれば、種々の利点と共に、明らかになるであろう。本明細書の一部を形成する
添付図面は、この時点において本発明の最良の実施態様と考えられる本発明の好
ましい実施例を示すものである。
【０００８】
【好ましい実施例の説明】
図１は、本発明の原理を具体化した電気式ＥＧＲ弁（ＥＥＧＲ弁）１０の外観 を示す。ＥＥＧＲ弁１０は、金属製の基部１２と、該基部１２の上方に配置され
たほぼ円筒状の金属製外殻部１４と、外殻部１４の開頂部を閉じる蓋を形成する
非金属製キャップ１６とにより構成された弁本体構造を有する。
【０００９】 弁１０の内部構造を図２―５で示す。図２において、軸を想像線ＡＸで示す。 基部１２は、軸線ＡＸと同軸の入口または入口ポート２０と、入口２０から半径
方向に離隔した位置にある出口または出口ポート２２とを有する排気ガス主要流
路１８を内部に備えている。好ましくは軸線ＡＸがほぼ垂直になるように弁が取
付けられている場合、入口２０と出口２２はともにエンジンのそれぞれの流路と
連通するため、入口はエンジンの排気ガスと、また出口はエンジンの吸入系と連
通している。しかしながら、本発明の弁の種々の特徴は種々の取付け態様に適用
可能なことである。
【００１０】 弁座２４は、入口２０と同軸の流路１８内の定位置に固定されている。弁座２ ４は、弁座表面２４ａが通し孔の内側境界部を取り囲む円錐台形のテイパーを有
する環状構成である。流れを遮断する単片弁部材２６は軸線ＡＸと同軸であり、
流れを遮断するヘッド２８、及び該ヘッド２８と同軸で延びる弁棒または弁軸３
０より成る。ヘッド２８は、外周部の円錐台形テイパー付き表面２８ａが、弁が
図2で示す閉位置にある時、弁座表面２４ａと円周方向において完全に接触する 、弁座２４と協働するための形状を有する。弁棒３０は、ヘッド２８から延びる
第１の円筒部３２と、円筒部３２から延びる第２の円筒部３４と、円筒部３４か
ら延びる第３の円筒部３６とより成る。円筒部３４は円筒部３２、３４のいずれ
よりも大きな直径を有することがわかるであろう。弁部材２６は、同質の材料か
ら形成した単片構造体として図示してある。従って、図示の弁部材２６は単一体
構造である。別の方法として、弁部材２６を２またはそれ以上の個々の部品を一
体的に組立てることにより単片構造とすることもできる。
【００１１】 弁１０はさらに、軸方向両端部の間の円形フランジ４２を除いて基本的に円筒 状部材である軸受け部材４０を有する。基部１２には、このフランジ４２を受容
するように寸法設定された平底部４４が形成されている。この平底部は、流路１
８と交差するためその周囲に一部欠けた部分がある。この平底部の下端部には肩
部がある。偏向部材４６の上方リムフランジは、フランジ４２と平底部の肩部と
の間で軸方向に拘束されている。偏向部材４６は、フランジ４２の下方において
軸受け部材４０の一部を、また円筒部３４から延びる弁棒の一部３２を部分的に
取り囲む形状の金属部品である。偏向部材４６は、流路１８を流れる排気ガスの
流れを制限しないように、しかしながら弁棒３０及び軸受け部材４０から排気ガ
スが少なくともある程度それるように、弁のヘッド２８から離れた所で終端する
。
【００１２】 軸受け部材４０はさらに中央の円形通し孔４８を有し、この通し孔４８と弁棒 の一部３４とは密着すべりばめ関係にある。軸受け部材４０は、軸線ＡＸに沿っ
て弁部材２６を低摩擦で案内するため、ある程度の潤滑性を有する材料で形成さ
れている。
【００１３】 外殻部１４は、軸線ＡＸと同軸の電磁アクチュエータ、すなわちソレノイド５ ０を収納している。アクチュエータ５０は、電磁コイル５２及び高分子材料製の
ボビン５４を有する。ボビン５４は、中央管状コア５４ｃと、コア５４ｃの両端
のフランジ５４ａ、５４ｂとより成る。コイル５２は、フランジ５４ａと５４ｂ
の間のコア５４ｃにマグネットワイヤを巻回したものである。マグネットワイヤ
の各端部は、フランジ５４ａに取付けた電気端子５６、５８に接続されている。
アクチュエータ５０は、磁気回路の磁路の一部であるコイル５２に付随する固定
子構造を備えている。この固定子構造は、アクチュエータの一方の端部において
軸線ＡＸと同軸となるように設けた上方の極片６０と、アクチュエータの他方の
端部において軸線ＡＸと同軸となるように設けた下方の極片６２とより成る。極
片６０と６２の間を延びる外殻部１４の壁部分は、コイルとボビンの外部におい
て固定子構造を完成させる。
【００１４】 外殻部１４の内部の、基部１２とアクチュエータ５０の間には、軸方向に、環 状の空気循環用空間６６が設けられている。この空気循環用空間は、外殻部１４
を貫通するいくつかの空気循環用開口または通し孔６８を介して外部に開口して
いる。外殻部１４は、軸線ＡＸとほぼ同軸の側壁７０と、基部１２に取付ける端
壁７２とを有する。各孔６８の下方端縁部は、各孔の円周方向で中央に位置し端
壁７２まで延びる一体的なドレイン６２が含まれる点を別にすると、端壁７２か
ら離隔している。これにより、空間６６内の端壁７２上に溜まる液体を重力によ
りこの空間外へ排出することが可能となり、このため側壁７０と端壁７２との間
の実質的な一体性が維持される。端壁７２と基部１２との間に断熱材７３を設け
るのが望ましい。
【００１５】 側壁７０は、基部１２の方向に狭くなるわずかなテイパーを含んでいる。空間 ６６に接する外殻部の側壁部分には、円周方向に離隔したいくつかのタブ７４が
側壁から内側に折り曲げられた形で形成され、下方の極片６２を載せる表面７６
を提供する。外殻部の側壁はその開いた頂端部近くに同様なタブ７８を具備する
が、これらのタブは上方の極片６０を載せる表面８０を提供する。キャップ１６
は外殻部１４の開いた上端部を閉じるものであり、外端部８２がクリンチリング
８６により外殻部側壁の端部のリム８４上に保持固定される。円形のシール８８
がキャップと外殻部の間に配置され、これらの間に密封接合部を形成する。キャ
ップ１６の内側表面には、上方の極片６０と係合してこの極片を載置表面８０上
に保持する突出部９０が形成されている。キャップ１６は第１の対の電気端子９
２、９４を具備するが、これらは端子５６、５８にそれぞれ嵌合する。端子９２
、９４はキャップ材料の周囲部９６により画定される所を延び、アクチュエータ
を電気制御回路に接続するためのワイヤハーネスコネクタ（図示せず）と嵌合す
る構成のコネクタを形成する。
【００１６】 キャップ１６はまた、位置センサー１００用の内部空間を提供する塔頂部９８ を有する。センサー１００はＴで総括表示する複数の電気端子を具備するが、こ
れらの端子はセンサー１００の本体１０２から周囲部９６内を延びてセンサーを
回路に接続する。センサー１００はさらに、軸線ＡＸと同軸の、バネにより付勢
されたセンサーシャフトまたはプランジャ１０４を有する。
【００１７】 弁１０の構成は、流路１８と空気循環用空間６６との間に漏洩が生じないよう になっている。軸受け部材の通し孔４８は流路１８に対して開口しているが、弁
棒部分３４は軸受け内において充分な密着すべりばめ関係にあるため、その通し
孔が実質的に閉じた状態で、流路１８と空気循環用空間６６との間の漏洩が阻止
されると共に、弁棒が低摩擦で案内され出口２２の圧力が弁棒部分３４の横断面
領域に作用できる。空間６６内において、偏向部材１０５はこの空間を延びる弁
棒部分を取り囲んでいる。偏向部材１０５は円筒状の薄壁部材であり、末広がり
の軸方向両端部が下方の極片６２及び外殻部の端壁７２とそれぞれ係合するため
空気循環用空間内の空気が弁棒に到達できないようにする隔壁を形成するものと
して図示してある。偏向部材１０５の下端部は、下方の極片６２へは届かない軸
受け部材４０の上端部と円周方向に密着する状態で図示してあるが、偏向部材が
ない場合は弁棒が空間６６に進入するであろう異物、例えば泥水に直接さらされ
るであろう。
【００１８】 上方の極片６０は、中央の円筒状壁を形成する軸方向のハブ６０ａと、このハ ブ６０ａの端部にある半径方向のフランジ６０ｂとより成る単片部品である。フ
ランジ６０ｂには、端子５６、５８が延びることができる開口がある。ハブ６０
ａはボビンのコア５４ｃの通し孔の上端部内に同軸配置され、ボビンのフランジ
５４ａはフランジ６０ｂと接している。これにより、ボビンと上方の極片とは軸
方向にも半径方向にも関連配置されるようになる。
【００１９】 下方の極片６２は、中央のハブ６２ａと、リム６０ｂとが接合されて単一体を 形成する２部品構成である。環状の波形バネ１０６がハブ６２ａの周りでリム６
２ｂとボビンのフランジ５４ｂの間に設けられており、このバネによりフランジ
６０ｂに対してボビンのフランジ５４ａが接触関係に保持される。従って、この
２つの極片と、ボビンに装着したコイルの間の寸法関係が制御し維持されるが、
この関係は温度変化のような外部からの影響に反応しない。
【００２０】 アクチュエータ５０はさらに、固定子構造と協働してアクチュエータの磁気回 路の磁路を完成させるアーマチャ１１０を有する。アーマチャのさらに詳細な構
成は図３及び４に示す。アーマチャ１１０は強磁性材料製の一体的な円筒状部材
であり、ボビンのコアの通し孔の内部で極片６０と６２のハブ間を延びる非磁性
材料製の円筒状薄壁スリーブ１１２内を案内される。スリーブ１１２の上端部は
、キャップ１６と極片６０の間に拘束されてスリーブを定位置に固定するフラン
ジ１１３を有する。アーマチャ１１０は、軸線ＡＸから直角方向に延びる軸方向
対向端面を有する。円形孔の内壁１１４、１１６はそれぞれの端面からアーマチ
ャ内に軸線ＡＸと同軸的に延びている。このアーマチャの内部において、これら
の孔１１４、１１６の内側端部はアーマチャの横方向壁部１１８により分離され
ている。アーマチャの軸線を中心にして１２０度の間隔で形成された一連の円形
孔１２０がこの２つの孔１１４と１１６の間の壁部１１８を貫通する。
【００２１】 弁棒部分３６は、円周方向に延びる鋸歯状部または顎部１２１のある領域を含 む自由末端部を有する。位置決め部材１２２は、弁棒部分３６のこの自由末端部
上に配置され、それに固定されている。位置決め部材１２２は、一方の軸方向端
部に半球状のドーム部１２６を、また他方の端部にリム付きフランジ１２８を有
する円筒状側壁１２４より成る。この位置決め部材は、側壁１２４を顎部１２１
上に対して局部的に変形させることによりこの弁棒に固定される。ドーム部１２
６は、孔１１６内において壁部１１８に押し付けられるように配置されている。
リム付きフランジ１２８はこの孔１１６の外部にあって、弁棒部分３６の周りの
螺旋状コイルバネ１３０の一方の軸方向端部のための座部を提供する。このバネ
１３０の反対端部はハブ６２ａの端壁１３２の表面に着座する。
【００２２】 図５に表示する下方の極片のハブ６２ａは、端壁１３２に加えて軸方向に延び る側壁１３４を有する機械加工部品である。側壁１３４は、半径方向外側の表面
が、図５に示すように一方の端部から他方の端部にかけて次々に、円錐台形のテ
イパー部１３６、円筒部１３８、軸方向に向いた肩部１４０及び円筒部１３８よ
りも小さい直径の円筒部１４２を有するような輪郭を備えている。側壁１３４の
半径方向内側の表面は、一方の端部から他方の端部にかけて次々に、円筒部１４
４、軸方向に向いた肩部１４６、円筒部１４４よりも小さい直径の円筒部１４８
、面取り部１５０、軸方向に向いた肩部１５２、及び円筒部１４８よりも小さい
直径の円筒部１５４を有するような輪郭を備えている。
【００２３】 中央のハブ６２ａは、軸線ＡＸと一致する中心軸の周りで対称的である。その 内側及び外側の輪郭は回転表面である。この部品の軸方向上端部は、軸方向下端
部から離れる方向で狭くなるテイパー部分を構成する。このテイパー部分は、ハ
ブの中心軸と平行でないテイパー部１３６と、ハブの中心軸と平行な円筒部１４
４とを有する。肩部１４６はテイパー部分の円筒部１４４と接している。面取り
部１５０は円筒部１４８が介在するため肩部１４６と軸方向離隔関係にあり、肩
部１５２と接して、それとともに下方の極片上におけるバネ１３０の下端部の位
置決めを行う。
【００２４】 下方の極片のリム６２ｂは、内周部及び外周部が円形で、均一な厚さを有する 打ち抜き加工により形成した金属リングまたは環状部材より成る。この部材の内
径及び厚さはハブ６２ａの下端部と同一平面で嵌合できるように選択され、リン
グの内周部は表面１４２と密着嵌合し、その内周部を取り囲む端部は肩部１４０
に押し付けられている。従って、表面１４２を有するハブの軸方向部分は肩部１
４６から延びる首部を形成する。リングの軸方向寸法は、同一平面で嵌合できる
ように円筒部１４２の軸方向寸法とほぼ同一であるのが好ましい。これら２つの
部品は、リングの内周部をハブの円筒部１４２に、好ましくは圧力ばめによりこ
の場所で接合されるが、かしめにより補強してもよい。リブ６２ｂの外周部を、
接合済みのハブ及びリムを回転させることによって寸法を合わせしてもよい。リ
ムは金属条片材から打ち抜き加工により製造する。下方の極片については、単片
構成よりも２部品で構成すると、単一の原材料片から極片を機械加工により製造
する場合よりもスクラップが減少する。上方の極片も２つの別個の部品から同様
な方法で製造できる。
【００２５】 図２は、バネ１３０に予荷重を与えて弁のヘッドの表面２８ａが弁座表面２４ ａ上に強制的に押し付けられるようにした閉位置にある弁１０を示す。したがっ
て、ポート２０と２２の間の流路１８を介する流れは阻止される。バネ１３０の
作用により、位置決め部材１２２のドーム部１２６がアーマチャー１１０の横方
向壁部１１８と直接に表面接触するように付勢される。したがって、アーマチャ
ー１１０と位置決め部材１２２の間には、単一荷重作動連結関係が形成される。
かかる連結関係により、２つの部品間において一方から他方へ伝達される力が本
質的に軸方向の力だけであるような相対的な枢動運動が可能となる。位置センサ
ー１００により与えられるバネの偏倚により、センサーのシャフト１０４が壁部
１１８の位置決め部材のドーム部１２６が接触する表面とは反対の表面と直接に
表面接触するように付勢される。
【００２６】 コイル５２を流れる電流が増加し始めると、磁気回路はアーマチャー１１０を 図２で見て下方に移動させる力を増加させる。この力がバネ１３０の予荷重によ
る付勢力を克服するほど十分に大きな値になると、アーマチャー１１０が下方へ
の移動を開始し、壁部１１８が位置決め部材１２２に作用するため、弁部材２６
も同様に移動する。このため、弁のヘッド２８が弁座２４から離脱して弁を開き
、ポート２０と２２の間の流路１８を介する流れを可能にする。センサーのシャ
フト１０４は、壁部１１８との接触関係を維持してその動きに追従する。弁の開
度は、コイル５２を流れる電流により制御されるが、センサー１００はこの弁の
運動を追跡して弁の位置、したがって弁の開度を表わすフードバック信号を与え
る。弁を実際に制御する方法は、電子エンジン制御により実現されるエンジン制
御方法全体の一部として決定される。孔１１４と１１６の間の壁部１１８を貫通
する通し孔１２０は、アーマチャーの軸方向両端部間の空気圧を均等化する。
【００２７】 位置決め部材１２２と弁棒３６を接合する前に、弁棒の自由末端部上における 位置決め部材の位置を調整可能にすることによって、弁１０を効果的に較正でき
る。この較正は、極片に関するアーマチャーの相対的位置、例えば下方の極片の
ハブのテイパー付き端部とアーマチャーのオーバーラップ度を設定するために、
あるいは弁が閉位置にあるときバネ１３０が圧縮される程度、すなわちバネの予
荷重を設定するために、実行可能である。この較正は、コイル５２、ボビン５４
及び上方の極片６０を組立てる前の製造段階で実行する。その際、位置決め部材
１２２を弁棒の自由末端部上に配置してその較正位置へ位置決めする。位置決め
部材が弁棒上の較正された軸方向位置に来ると、位置決め部材の側壁１２４を例
えばクリンピングのような方法で弁棒上に固定する。その後、ソレノイドの残り
の部分を組立てる。
【００２８】 弁が閉位置にある場合、ポート２２における作動流体の圧力（正または負）は 弁のヘッド２８に作用して一つの方向の力を印加し、それと同時に同じ圧力が弁
棒部分３４に作用して反対方向の力を及ぼす。したがって、弁棒部分３４の断面
積と、弁のヘッド表面２８ａが弁座表面２４ａと接触する部分により取り囲まれ
る面積とが、弁が閉位置にあるときポート２２の圧力によって弁部材２６に作用
する正味の力の方向及び大きさを決定する。したがって、それぞれが本発明の弁
組立体に使用可能な種々の配置構成が存在する。
【００２９】 まず第１に、弁棒部分３４の断面積を弁のヘッド表面２８ａと弁座表面２４ａ との接触部分により取り囲まれる面積よりも小さくすると、正味の力が、圧力が
正のときは弁を開く方向に、また圧力が負のときは弁を閉じる方向に作用する実
施例が得られる。
【００３０】 第２の例として、これらの断面積を実質的に等しくすると、力がほぼ完全に平 衡した、すなわちポート２２の圧力に実質的に反応しない別の実施例が得られる
。換言すれば、１９９５年５月９日に発行され、同一譲受人に譲渡された米国特
許５、４１３、０８２号と同様に、弁のヘッド表面２８ａと弁座表面２４ａが接
触する部分により取り囲まれる面積を弁棒部分３４の断面積にほぼ等しくすると
、力を完全に平衡させる効果が得られ、弁が正または負の種々の吸入系圧力に実
質的に反応しなくなる。
【００３１】 第３の例として、弁棒部分３４の断面積を弁のヘッド表面２８ａと弁座表面２ ４ａの接触部分により取り囲まれる面積よりも大きくすると、正味の力が、圧力
が正のときは弁を閉じる方向に、圧力が負のときは弁を開く方向に作用する別の
実施例が得られる。
【００３２】 これらの実施例の任意のものにつき、弁のヘッド２８が弁座２４から離脱して も、弁部材２６は依然として弁のヘッド２８及び弁棒部分３４に作用する圧力に
よる影響を受ける。しかしながら、正味の作用力はいくつかの要因により異なる
。１つの要因として弁の開度がある。第２の要因として、開度が増加するにつれ
て（図２の図示の弁において）弁のヘッドが弁座及び出口ポートの両方からます
ます離れるように構成されているか否か、弁の開度が増加するにつれて弁のヘッ
ドが弁座からますます離れるが出口の方へ移動するように構成されているか否か
の問題がある。
【００３３】 図２の実施例では、弁座表面２４ａとの接触部分で弁のヘッド表面２８ａの直 径部分により画定される面積は、上述した第１の例において弁棒部分３４の直径
により決まる断面積よりもいくぶん大きい。例えば、弁のヘッド表面２８ａの直
径は１０ｍｍ、弁棒部分３４の直径は８ｍｍである。ポート２２における圧力が
負の場合、この差により弁を閉じる方向に正味の力が発生する。この特徴は、弁
の開放過程で弁を制御する上において、特に直径間の差が小さい場合と比べて電
磁アクチュエータにより指令される量以上に弁が開くのを阻止する点において有
利である。
【００３４】 そのいくつかの特徴により、弁１０はコンパクトに製造可能であり、しかも関 連の性能条件を満足する。このコンパクト性という利点を説明する本発明の弁の
一例では、全体寸法（図２の寸法２００）を上方の極片６０から下方の極片６２
まで軸方向に測定するとほぼ３５ｍｍであり、その最大直径はほぼ５１ｍｍであ
る。これは、ほぼ同じ流量容量を有する従来技術の弁の寸法がそれぞれほぼ４０
ｍｍ及びほぼ６０ｍｍであるのと対照的である。
【００３５】 本発明の現在において好ましい実施例を図示説明したが、本発明の原理は頭書 した請求範囲内に含まれる他の実施例にも適用可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理を具体化する電気式ＥＧＲ弁（ＥＥＧＲ弁）の前立面図である。
【図２】 図１のＥＥＧＲ弁の主として横断面を示す拡大図である。
【図３】 ＥＥＧＲ弁の１つの部品、即ちアーマチャーを拡大して示す頂面図である。
【図４】 図３の矢印４―４の方向に沿う横断面図である。
【図５】 ＥＥＧＲ弁の別の部品、即ち下方の極片をやや拡大して示す拡大横断面図であ る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１日（２０００．３．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G062 EA12 GA21 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB22 DC02 DC17 EE20 EE34 GA08 GA15 KK19 5E048 AB01 AD03

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本体構造と、再循環されるエンジン排気ガスが本体構造に流
    入する入口と、入口に流入したエンジン排気ガスを運ぶための本体構造を貫通す
    る流路と、流路を通過したエンジン排気ガスが本体構造から出る出口と、本体構
    造内のヘッド及び弁棒より成る弁部材を備えた、流路を介する流れを制御するた
    めの弁機構と、弁棒と単一荷重作動連結部で係合するアーマチャーより成り、本
    体構造内にあって弁機構を作動させるための電磁アクチュエータとより成り、ア
    クチュエータはさらにアーマチャーを含む磁気回路の磁路を提供する固定子構造
    を含み、固定子構造は電磁コイルが配設されたボビンの対向する軸方向端部に位
    置する極片を含み、極片を含むアクチュエータ極片間の軸方向総寸法はほぼ８０
    ｍｍ未満である、内燃機関用電気式排気ガス再循環弁。
  2. 【請求項２】 本体構造はさらにコイルとボビンを円周方向に取り囲んで極
    片間を延びる外殻部を含み、外殻部を含むその横方向全体の最大寸法は約５１ｍ
    ｍ未満である請求項１の電気式排気ガス再循環弁。
  3. 【請求項３】 固定子構造は極片間の外殻部の一部を含む請求項１の電気式
    排気ガス再循環弁。
  4. 【請求項４】 弁棒は自由末端部を含み、さらに弁棒の自由末端部に結合さ
    れアーマチャーと単一荷重作動連結部で係合する位置決め部材を備えた請求項１
    の電気式排気ガス再循環弁。
  5. 【請求項５】 位置決め部材は、弁棒の自由末端部に嵌合する側壁と、アー
    マチャーと単一荷重作動連結部で係合するドーム状端壁とより成る請求項４の電
    気式排気ガス再循環弁。
  6. 【請求項６】 位置決め部材の側壁は弁棒の自由末端部の外表面上の鋸歯状
    領域の周りに配設される請求項５の電気式排気ガス再循環弁。
  7. 【請求項７】 アーマチャーはその内部に延びる孔を有し、その孔はアーマ
    チャーの横方向壁部で終端し、該横方向壁部は位置決め部材と単一荷重作動連結
    部で係合する請求項４の電気式排気ガス再循環弁。
  8. 【請求項８】 位置決め部材は、単一荷重作動連続部で横方向壁部と係合す
    るドーム状端壁より成る請求項７の電気式排気ガス再循環弁。
  9. 【請求項９】 位置決め部材は、弁のヘッドが流路を閉じているとき、アー
    マチャーと一方の極片との間の寸法関係を設定するために弁棒の自由末端部上で
    位置決めされる請求項４の電気式排気ガス再循環弁。
  10. 【請求項１０】 弁機構は位置決め部材に付随するバネを有し、該バネが弁
    棒の自由末端部上の位置決め部材の位置に対応する量だけ圧縮される請求項４の
    電気式排気ガス再循環弁。
  11. 【請求項１１】 一方の極片は弁棒が貫通する通し孔を有する請求項１の電
    気式排気ガス再循環弁。
  12. 【請求項１２】 一方の極片は、弁棒が貫通する中央ハブと、中央ハブを取
    り囲んで該中央ハブに接合されるリムとより成る請求項１１の電気式排気ガス再
    循環弁。
  13. 【請求項１３】 さらに、一方の極片にほぼ隣接する空気循環用空間に隣接
    し、弁棒が該一方の極片より前に通過する開口を有する壁を含み、さらに空気循
    環用空間を延びる弁棒部分を取り囲んで空気循環用空間内の空気が弁棒に到達す
    るのを阻止する隔壁を形成する偏向部材を含む請求項１１の電気式排気ガス再循
    環弁
  14. 【請求項１４】 本体構造と、再循環されるエンジン排気ガスが本体構造に
    流入する入口と、入口に流入したエンジン排気ガスを運ぶための本体構造を貫通
    する流路と、流路を通過したエンジン排気ガスが本体構造から出る出口と、本体
    構造内にあって流路を介する流れを制御するための弁機構と、本体構造内にあっ
    て弁機構を作動させるための電磁アクチュエータとより成り、アクチュエータは
    さらにアーマチャーを含む磁気回路の磁路を提供する固定子構造を含み、弁機構
    はヘッドから電磁アクチュエータの極片を貫通してアーマチャーとの単一荷重作
    動連結部へ延びる弁棒を備えた弁部材を含み、さらに極片の近くで弁棒の一部が
    極片より前に通過する空気循環用空間を画定する開口付き壁と、空気循環用空間
    を通過する弁棒の一部を取り囲んで空気循環用空間内の空気が弁棒に到達するの
    を阻止する隔壁を形成する偏向部材とより成る電気式排気ガス再循環弁。
  15. 【請求項１５】 第１のポートと第２のポートとの間に設けられた主要流路
    を内部に有する本体と、流路の横断面を取り囲む弁座と、流れを阻止する弁のヘ
    ッドを備えた弁部材と、磁気回路の磁路を形成し、弁部材を作動して弁のヘッド
    を弁座に選択的に着座させまた弁座から離脱させるアーマチャーを有する電磁ア
    クチュエータとより成り、アーマチャーは対向する端部を有する強磁性部材によ
    り構成され、強磁性部材は対向する端部からそれぞれ内部に延びる孔と、これら
    の孔の間に位置する横方向壁部とを有し、該横方向壁部は互いに反対向きの表面
    を有し、さらに、センサーのシャフトが一方の孔内に延びて横方向壁部の互いに
    反対向きの表面の一方に押し付けられるセンサーを含み、弁部材はもう一方の孔
    内に延びて横方向壁部の互いに反対向きの表面のもう一方に押し付けられる弁棒
    と、該横方向壁部を貫通し該孔の両方に対して開口して両方の孔の間で流体を運
    ぶ流体通路とを含み、弁棒は自由末端部と、該自由末端部に結合された位置決め
    部材を有し、該位置決め部材は横方向壁部の互いに反対向きの表面の他方と単一
    荷重作動連結部で係合し、該磁路は弁棒が貫通する極片を含む固定子構造を含み
    、該極片は弁棒が貫通する中央ハブと、中央ハブを取り囲むリムとより成り、さ
    らに本体内に配設されて通し孔を有する軸受け部材を含み、弁棒は弁のヘッドか
    ら延び、通し孔との密着すべりばめ関係により該通し孔を実質的に閉じる、電気
    式排気ガス再循環弁。
  16. 【請求項１６】 軸受け部材は極片から離隔した端部を有し、弁棒は軸受け
    部材から出て該極片内に延び、さらに軸受け部材と極片の間で弁棒を取り囲む偏
    向部材を備え、該本体は極片の近くに空気循環用空間を有し、該空気循環用空間
    により取り囲まれる偏向部材が空気循環用空間内の空気が弁棒に到達するのを阻
    止する隔壁を形成する請求項１５の電気式排気ガス再循環弁。
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