JP2007285311A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル６からハウジング側への放熱を抑えることで、アルミニウムダイカストよりなるハウジング５の温度が耐熱許容温度を超えるのを防止することを課題とする。
【解決手段】 ＥＧＲ制御弁のハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に、ステンレス鋼よりなるノズル６のフランジ部４１および嵌合凸部４３を圧入固定することで、ハウジング５の流路壁面が高温ＥＧＲガスに直接晒されないようにしている。そして、２つの第１、第２圧入部５１、５２以外のハウジング５の流路壁面とノズル６の嵌合凹部４４の外径面との間に空気断熱層６５を設けて、ノズル６からハウジング側への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えるようにしている。これによって、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱が、ノズル６からハウジング５に伝わり難くなるので、ハウジング５の温度が耐熱許容温度を超えることはない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばハウジング内部に形成された流体流路を通過する高温流体を制御する流体制御弁に関するもので、特にアルミニウム合金よりなるダイカスト製品であるハウジングを高温流体の熱から保護するハウジング保護部品を備えた流体制御弁に係わる。

［従来の技術］
従来より、流体制御弁の一例として、内燃機関の燃焼室内より流出する排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を内燃機関の吸気系統に再循環させる排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に組み込まれる排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）が公知である（例えば、特許文献１参照）。
これは、図５に示したように、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金よりなるアルミニウムダイカスト製品であるハウジング１０１と、このハウジング１０１の内部に開閉自在に収容されたバタフライバルブ１０２と、このバタフライバルブ１０２と一体的に回転動作するバルブシャフト１０３と、バタフライバルブ１０２を閉弁方向に付勢するコイルスプリング１０４と、バタフライバルブ１０２を駆動するバルブ駆動装置とによって構成されている。

そして、ＥＧＲ制御弁は、バタフライバルブ１０２の外周端面にシールリング１０５を装着している。また、バタフライバルブ１０２は、バルブシャフト１０３の軸線方向に対して所定の傾斜角度だけ傾いた状態で、バルブシャフト１０３の軸線方向の先端部に保持固定されている。また、バルブ駆動装置は、電力の供給を受けると駆動力を発生する電動モータ、およびこの電動モータの駆動力をバルブシャフト１０３に伝達する動力伝達機構（歯車減速機構）等によって構成されている。また、ハウジング１０１は、内部に断面円形状の排気ガス還流路１０６が形成された円管状部（ガス通路部）１０７、およびバルブシャフト１０３を回転自在に軸支するバルブ軸受部１０８を有している。
ここで、排気ガス還流路１０６を４００℃以下の排気ガスが通過する場合には、シールリング１０５の摺動面が摺動接触するバルブ全閉位置近傍の摺動部のみにステンレス鋼よりなる円筒状のノズル１０９をハウジング１０１の流路壁面に圧入固定し、更にハウジング１０１に冷却水通路１１０を設けて冷却水通路１１０内に冷却水を循環供給することで、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないようにしている。

［従来の技術の不具合］
ところが、自動車等の車両に搭載される内燃機関によっては、排気ガス還流路１０６を５００℃以上の排気ガス（高温排気ガス）が通過する可能性がある。この場合には、冷却水通路１１０内に冷却水を循環供給しても、高温排気ガスからの熱伝導によりハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えてしまう。
ここで、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えてしまうと、ハウジング１０１のガス通路部１０７が変形して排気ガス還流路１０６の真円度等の寸法精度が低下したり、また、アルミニウムダイカスト中の巣（素材的な欠陥穴、ブローホール、ピンホール、ひけ巣等）の成長に伴いハウジング１０１の表面に膨れが発生したりする。これらによって、ハウジング１０１の外観を悪くし、ハウジング１０１の品質（剛性や耐久性等）を低下させるという問題が生じる。

また、内燃機関の燃焼室内より流出する排気ガスが５００℃以上の高温排気ガスになると、ハウジング１０１からの熱伝導による熱量も増えるため、ハウジング１０１に内蔵される部品の温度も耐熱許容温度を超えてしまう。
特にバルブ軸受部１０８に、バルブ軸受部１０８を潤滑する潤滑油がバルブ側に流出するのを防止するシールゴム等のオイルシール１１１を設けた場合には、オイルシール１１１が高温排気ガスの熱により劣化する可能性がある。また、バルブ軸受部１０８に内蔵される軸受部品として、金属ブッシュ１１２の代わりに焼結含油軸受を使用した場合には、高温排気ガスの熱により焼結含油軸受内のオイルが滲み出してしまい、潤滑機能が低下する可能性がある。

そこで、ハウジング１０１の材質をアルミニウムダイカストから鋳鉄鋳物に変更し、ハウジング自体の耐熱性を向上させることが考えられるが、ハウジング１０１をアルミニウムダイカスト製品から鋳鉄品に変更した場合、アルミニウムダイカストとは違い寸法精度が悪いため、所定の寸法精度を出すという目的で、殆どの部分を切削加工（例えば内径切削加工や外径切削加工等）する必要があり、大幅にコストアップとなるという問題が生じている。
特開２００４−１６２６６５号公報（第１−１４頁、図１−図２）

本発明の目的は、ハウジングの材質として安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを使用した場合であっても、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えることで、ハウジングの変形を防止し、且つハウジングの外観および品質の悪化を防止することのできる流体制御弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、バルブによって開閉される流体流路を形成するハウジングに、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱に対してハウジングを保護する筒状のハウジング保護部品を圧入固定している。すなわち、ハウジング保護部品をハウジングに圧入嵌合することによって、ハウジング保護部品がハウジングに嵌合保持されて組み付けられる。
そして、ハウジングの材質としてアルミニウムダイカスト（例えばアルミニウムを主体とするアルミニウム合金よりなるダイカスト）を採用している。そして、ハウジングの流路壁面とハウジング保護部品（の外径面）との間に、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための断熱層を設けている。

これによって、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱が、ハウジング保護部品に伝導した場合であっても、ハウジング保護部品からハウジングに伝わり難くなるので、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えることはない。
したがって、ハウジングの材質として安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを使用した場合であっても、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えることができるので、ハウジングの変形を防止することができ、且つハウジングの外観および品質の悪化を防止することができる。また、ハウジングの材質としてアルミニウムダイカストを使用できるので、鋳鉄鋳物（鋳鉄品）と比べて寸法精度が向上し、殆どの部分を切削加工する必要はなく、大幅にコストダウンを図ることができる。また、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないので、流体制御弁（ハウジング）の高温耐熱性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ハウジングの全閉位置近傍の流路壁面を、ハウジング保護部品によって被覆することにより、ハウジングの全閉位置近傍の流路壁面が、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）に直接晒されないので、アルミニウムダイカストよりなるハウジングを、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱に対して保護することが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、ハウジング保護部品の材質として、高温耐熱性に優れるステンレス鋼または耐熱鋼を採用したことにより、アルミニウムダイカストよりなるハウジングを、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱に対して保護することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、ハウジングの嵌合部の内周とハウジング保護部品の嵌合凹部の外周との間に筒状空間または環状空間を形成し、この筒状空間または環状空間を、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための断熱層として使用することにより、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱が、ハウジング保護部品に伝導した場合であっても、ハウジング保護部品からハウジングに伝わり難くなるので、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えることはない。
したがって、請求項１に記載の発明と同様な効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、ハウジング保護部品に設けられた環状のフランジ部が、流体流路管の第１結合端面とハウジングの第２結合端面との間に挟み込まれて保持されている。
これによって、ハウジングの流路壁面とハウジング保護部品との間に断熱層を設けることで、ハウジングとハウジング保護部品との圧入嵌合部の締め代（圧入寸法、圧入長さ）が減少した場合であっても、ハウジングからハウジング保護部品が抜け出すことはない。したがって、ハウジングとハウジング保護部品との圧入嵌合部の締め代が、必要最低限の圧入長さとなるので、流体流路の軸線方向の長さを短縮することができる。これにより、流体制御弁の軽量、小型化を図ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、ハウジング保護部品に設けられた環状のフランジ部の少なくとも一部を、流体流路管およびハウジングの外周面で露出させる、あるいは流体流路管およびハウジングの外周面よりも半径方向の外径側に突出させることにより、流体流路からハウジング保護部品に伝熱された流体の熱を、ハウジング保護部品を介して、流体流路管およびハウジングの周囲を流れる空気中に効果的に放熱することが可能となる。
これによって、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱が、ハウジング保護部品に伝導した場合であっても、ハウジング保護部品からハウジングに更に伝わり難くなるので、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えることはない。また、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないので、流体制御弁（ハウジング）の高温耐熱性を更に向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、ハウジングに対して相対回転して流体流路を開閉する円板状のバタフライバルブを設けている。そして、バタフライバルブの開度を変更することで、流体流路内を流れる流体が制御される。

請求項８に記載の発明によれば、ハウジング保護部品の全閉位置近傍の内径面が、バタフライバルブの閉弁作動時に、バタフライバルブの摺動面が摺動接触する当接面として利用されている。
請求項９に記載の発明によれば、ハウジング保護部品の全閉位置から離れた位置の外径面が、ハウジングの圧入部に締まり嵌めされる圧入面（例えば圧入嵌合等によってハウジングの圧入部に嵌合保持（または保持固定）される圧入面）として利用されている。
したがって、ハウジング保護部品の全閉位置近傍に圧入面が設けられていないので、ハウジング保護部品をハウジングの圧入部に圧入固定しても、ハウジング保護部品の全閉位置近傍の内径面（バタフライバルブの摺動面が摺動接触する当接面）の内径寸法に直接影響を与えない構造となる。すなわち、ハウジング保護部品をハウジングの圧入部に圧入固定した際の、ハウジング保護部品の当接面の変形が小さくなる。

請求項１０に記載の発明によれば、バタフライバルブの外周端面に、バタフライバルブとハウジング保護部品との間の隙間をシールするシールリングを設けている。
そして、ハウジング保護部品の全閉位置近傍の内径面が、バタフライバルブの閉弁作動時に、シールリングの摺動面が摺動接触する当接面として利用されている。
請求項１１に記載の発明によれば、ハウジング保護部品の全閉位置から離れた位置の外径面が、ハウジングの圧入部に締まり嵌めされる圧入面（例えば圧入嵌合等によってハウジングの圧入部に嵌合保持（または保持固定）される圧入面）として利用されている。
したがって、ハウジング保護部品の全閉位置近傍に圧入面が設けられていないので、ハウジング保護部品をハウジングの圧入部に圧入固定しても、ハウジング保護部品の全閉位置近傍の内径面（シールリングの摺動面が摺動接触する当接面）の内径寸法に直接影響を与えない構造となる。すなわち、ハウジング保護部品をハウジングの圧入部に圧入固定した際の、ハウジング保護部品の当接面の変形が小さくなる。

請求項１２に記載の発明によれば、ハウジング保護部品は、内部にバルブを開閉自在に収容する内径側筒体、およびこの内径側筒体よりも半径方向の外径側に配設された外径側筒体よりなる二重管構造を採用している。
請求項１３に記載の発明によれば、ハウジング保護部品を構成する外径側筒体を、ハウジングの圧入部に締まり嵌めすることにより、外径側筒体が流体流路の内部に圧入固定されてハウジングに組み付けられる。
請求項１４に記載の発明によれば、ハウジング保護部品を構成する内径側筒体を、ハウジング保護部品を構成する外径側筒体の圧入部に締まり嵌めすることにより、内径側筒体が流体流路の内部に圧入固定されてハウジングに組み付けられる。

請求項１５に記載の発明によれば、ハウジング保護部品を構成する２つの内径側筒体、外径側筒体間に、内径側筒体から外径側筒体側への流体の熱伝導を抑えるための第１断熱層を設け、更に、ハウジングの流路壁面と外径側筒体との間に、外径側筒体からハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための第２断熱層を設けたことにより、流体流路を通過する流体の熱が、流体流路からハウジングに更に伝わり難くなるので、ハウジングへの熱影響を更に減らすことが可能となる。
したがって、安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカスト製品であるハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないので、ハウジングの高温耐熱性を更に向上させることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、ハウジングの全閉位置近傍の流路壁面が、第１ハウジング保護部品によって被覆され、ハウジングの全閉位置近傍よりも流体流方向の下流側の流路壁面が、第２ハウジング保護部品によって被覆されているので、流体制御弁（ハウジング）の高温耐熱性を更に向上させることができる。
請求項１７に記載の発明によれば、２つの第１、第２ハウジング保護部品の材質として、高温耐熱性に優れるステンレス鋼または耐熱鋼を採用したことにより、溶融点が低く高温耐熱性に劣るが、大量生産に適し、寸法精度や表面の平滑度の高さ、薄肉軽量化、切削加工の削減等の効果を有するアルミニウムダイカストよりなるハウジングを、流体流路を通過する流体（例えば高温流体）の熱に対して保護することが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態は、ハウジングの材質として安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを使用した場合であっても、ハウジングの変形を防止し、且つハウジングの外観および品質の悪化を防止するという目的を、ハウジングの流路壁面とハウジング保護部品（の外径面）との間に、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための断熱層を設けて、ハウジング保護部品からハウジング側への流体の熱伝導を抑えることで実現した。

［実施例１の構成］
図１は本発明の実施例１を示したもので、排気ガス還流量制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した図である。

本実施例の排気ガス再循環装置は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）に使用されるもので、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガス（排気再循環ガス）等の高温流体を、エンジンの吸気系統に再循環させるＥＧＲ装置である。ここで、エンジンは、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。そして、エンジンは、各気筒毎の燃焼室内に吸入空気を供給するためのエンジン吸気管、および各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するためのエンジン排気管を有している。

また、排気ガス再循環装置は、エンジン排気管からエンジン吸気管にＥＧＲガスを導入する２つの排気ガス還流管（流体流路管）と、これらの排気ガス還流管の間に配設された排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）とを備えている。なお、本実施例では、排気ガス還流管４のＥＧＲガス流（空気流）方向の上流端が、エンジン排気管（例えばエキゾーストマニホールド）に気密的に接続されており、また、排気ガス還流管（図示せず）のＥＧＲガス流（空気流）方向の下流端が、エンジン吸気管（例えばインテークマニホールド）に気密的に接続されている。

排気ガス還流管４の内部には、排気ガス還流路（流体流路）１１が形成されている。また、排気ガス還流管の内部には、排気ガス還流路（流体流路：図示せず）が形成されている。そして、ＥＧＲ制御弁の内部には、排気ガス還流路１１と排気ガス還流路とを連通する連通路としての排気ガス還流路（流体流路）１２、１３が形成されている。なお、排気ガス還流路１２、１３間には、ＥＧＲガス流の流れ方向を変更する屈曲部１４が設けられている。なお、屈曲部１４は設けなくても良い。

そして、排気ガス還流管４の軸線方向の下流側開口端には、円環状の第１フランジ部１５が設けられている。この第１フランジ部１５は、ＥＧＲ制御弁の結合端面に対向する対向面が、ＥＧＲ制御弁の結合端面に気密的に結合する結合端面（流体流路管の第１結合端面）１６として利用されている。また、排気ガス還流管の軸線方向の上流側開口端には、円環状の第２フランジ部（図示せず）が設けられている。この第２フランジ部は、ＥＧＲ制御弁の結合端面に対向する対向面が、ＥＧＲ制御弁の結合端面に気密的に結合する結合端面（図示せず）として利用されている。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、本発明の流体制御弁に相当するもので、エンジン吸気管に再循環されるＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を可変制御するバタフライバルブ（ＥＧＲ制御弁の弁体）１と、このバタフライバルブ１と一体的に回転動作するバルブシャフト２と、バタフライバルブ１を閉弁方向または開弁方向に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段）３と、排気ガス還流管４に気密的に結合されたハウジング５と、このハウジング５に嵌合保持された円筒状のハウジング保護部品（円筒体：以下ノズルと言う）６とを備えている。なお、バタフライバルブ１の外周端面には、ノズル６の内径面に密着可能なＣ字状のシールリング１７が装着されている。また、ハウジング５の外壁面には、後述するＥＧＲ量センサを保持固定するセンサカバー１９が装着されている。

ここで、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置は、電力の供給を受けて駆動力を発生する電動モータ（図示せず）、およびこの電動モータのモータシャフト（モータ軸）の回転運動をバルブシャフト（バルブ軸）２に伝達するための動力伝達機構（本例では歯車減速機構）等によって構成されている。
電動モータは、ブラシレスＤＣモータやブラシ付きのＤＣモータ等の直流（ＤＣ）モータが採用されている。なお、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。

また、歯車減速機構は、電動モータのモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、電動モータのモータ出力軸トルク（駆動力）をバルブシャフト２に伝達する動力伝達機構を構成する。この歯車減速機構は、電動モータのモータシャフトの外周に固定されたピニオンギヤ（モータギヤ：図示せず）、このモータギヤと噛み合って回転する中間減速ギヤ（図示せず）と、この中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブギヤ２０とを有している。

バルブギヤ２０は、樹脂材料によって円環板形状に形成されている。このバルブギヤ２０の外周面には、中間減速ギヤと噛み合う複数の凸状歯（ギヤ部）２１が設けられている。また、バルブギヤ２０には、オープナ用突出部２２が一体的に形成されている。また、バルブギヤ２０の内周部には、非金属材料（樹脂材料）よりなるロータ２３が一体的に形成されている。また、ロータ２３の内部には、金属材料よりなるバルブギヤプレート２４がインサート成形されている。

本実施例のＥＧＲ制御弁は、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸入空気中に混入させるＥＧＲ量（新規吸入空気量に対するＥＧＲ率）を可変制御する流体流量制御弁である。このＥＧＲ制御弁には、バタフライバルブ１の回転角度（バルブ開度）を電気信号に変換し、エンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）へどれだけバタフライバルブ１が開いているかを出力する非接触式の回転角度検出装置が搭載されている。

この回転角度検出装置は、バルブシャフト２の軸線方向のバルブ側に対して反対側の端部に固定されたロータ２３、このロータ２３に保持された磁界発生源としての永久磁石（マグネット）２５と、このマグネット２５によって磁化される分割型のヨーク２６と、マグネット２５およびヨーク２６と共に磁気回路を形成するＥＧＲ量センサ（バルブ開度検出手段、バルブ開度センサ）２７とによって構成されている。マグネット２５およびヨーク２６は、ロータ２３の内周面に接着剤等を用いて固定されている。

ＥＧＲ量センサ２７は、センサカバー１９の内部に設けられたセンサ保持部に保持固定されている。このＥＧＲ量センサ２７は、マグネット２５およびヨーク２６の内周面に対向して配置されたホールＩＣ等によって構成されており、ＥＧＲガスがエンジン吸気管内を流れる吸入空気にどれだけ混入されているか、つまりエンジン吸気管内へのＥＧＲガスのＥＧＲ量がどれくらいかを検出して、ＥＣＵに出力する。ここで、ホールＩＣとは、ホール素子（非接触式の磁気検出素子）と増幅回路とを一体化したＩＣ（集積回路）のことで、ホールＩＣ自身に鎖交する磁束密度に対応した電圧信号を出力する。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子を使用しても良い。

ここで、バルブ駆動装置、特に電動モータは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。そして、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
そして、ＥＣＵは、ＥＧＲ量センサ２７、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、エアフロメータおよび冷却水温度センサ等の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

また、ＥＣＵは、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、マイクロコンピュータのメモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、ＥＧＲ量センサ２７によって検出されるバルブ開度が、エンジンの運転状態に応じて設定される制御目標値に略一致するように電動モータへの供給電力をフィードバック制御するように構成されている。なお、ＥＣＵは、イグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。また、本実施例では、電動モータへの電力の供給を停止した際にコイルスプリング３の付勢力によってバタフライバルブ１が付勢されるバルブ位置を制御上の全閉ポイント（θ＝０°）としてメモリ内に格納している。なお、制御上の全閉ポイントとは、バタフライバルブ１を全閉した全閉開度の状態（バルブ全閉位置）のことである。

本実施例のバタフライバルブ１は、電動モータや動力伝達機構等のアクチュエータの駆動力を受けて回転動作を行うバルブシャフト２の中心軸線に対して所定の傾斜角度分だけ傾斜させた状態で、溶接手段を用いてバルブシャフト２の中心軸線方向の一端側に保持固定される斜板状のバルブである。バタフライバルブ１は、高温に強い耐熱性材料、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼または耐熱鋼等により略円板形状に形成されて、エンジン吸気管内を流れる吸入空気中に混入させるＥＧＲガスのＥＧＲ量を制御するバタフライ形の回転弁である。このバタフライバルブ１は、エンジン運転時にＥＣＵからの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまでの作動範囲で回転動作されることで、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３の開口面積（排気ガス流通面積）を変更してＥＧＲ量を可変制御する弁体である。

ここで、バルブ全閉位置とは、バタフライバルブ１の外周端面とノズル６の内径面との間の隙間（ＥＧＲガス洩れ量）が最小となる位置で、且つ排気ガス還流路１２、１３の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最小となるバルブ開度のことである。なお、本実施例では、コイルスプリング３のうちのリターンスプリング３１の付勢力（スプリング力）とデフォルトスプリング３２の付勢力（スプリング力）とが釣り合った中立位置がバルブ全閉位置（制御上の全閉ポイント）となる。
また、バルブ全開位置とは、排気ガス還流路１２、１３の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最大となるバルブ開度（θ＝７０〜９０°）のことである。

また、バタフライバルブ１の外周端面全体（全周）には、円環状のシールリング溝（環状溝）が周方向に連続して形成されている。すなわち、シールリング溝は、バタフライバルブ１の外周端面の全体（全周）に周設されている。このシールリング溝の内部には、Ｃ字状のシールリング１７が嵌め込まれている。すなわち、シールリング１７は、外径側端部がバタフライバルブ１の外周端面より突出した状態で、内径側端部がシールリング溝内を半径方向、軸線方向および周方向に移動できるようにシールリング溝内に嵌め込まれて保持されている。

したがって、本実施例のＥＧＲ制御弁は、バタフライバルブ１がバルブ全閉位置で停止している時、すなわち、排気ガス還流路１２、１３の内部を流れるＥＧＲガスの平均的な流れの軸線方向に対して略直交する方向（垂直）にバタフライバルブ１が設定される時（バタフライバルブ１の全閉時）、バタフライバルブ１のシールリング溝に嵌め込まれたシールリング１７の軸線方向に対して直交する半径方向（拡径方向）の張力を利用して、バタフライバルブ１の外周端面とノズル６の内径面との間の隙間を気密化（シール）するように構成されている。

バルブシャフト２は、高温に強い耐熱性材料、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼または耐熱鋼等によって形成されており、ハウジング５の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。このバルブシャフト２は、円形状の断面を有し、一方側から他方側に向けて軸線方向に真っ直ぐに形成された円柱状の金属部材である。そして、バルブシャフト２の軸線方向の一端側は、ハウジング５およびノズル６を貫通して排気ガス還流路１２、１３の内部に突出（露出）している。このバルブシャフト２の軸線方向の一端側には、バタフライバルブ１を溶接手段を用いて保持固定するバルブ装着部２８が設けられている。また、バルブシャフト２の軸線方向の他端部には、バルブギヤ２０の内周部にインサート成形されたバルブギヤプレート２４をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部２９が一体的に形成されている。

コイルスプリング３は、ハウジング５の環状凹部とバルブギヤ２０の環状凹部との間に装着されている。このコイルスプリング３は、リターンスプリング３１とデフォルトスプリング３２とを一体化し、且つリターンスプリング３１の一端部（バルブ側端部）およびデフォルトスプリング３２の他端部（カバー側端部）とを異なる方向に巻き込んだものである。そして、リターンスプリング３１の他端部およびデフォルトスプリング３２の一端部とを結合する結合部には、エンジン停止時に、ハウジング５の外壁部に一体化された全閉ストッパ部材（図示せず）に保持されるＵ字フック部（図示せず）が設けられている。

リターンスプリング３１は、バタフライバルブ１を開弁作動方向に開弁した開弁位置からバルブ全閉位置に戻す方向（バタフライバルブ１の閉弁作動方向）に付勢する第１スプリングである。このリターンスプリング３１の一端部は、ハウジング５の環状凹部に設けられたスプリングフック（図示せず）に保持されている。
デフォルトスプリング３２は、バタフライバルブ１をバルブ全閉位置を通り越した閉弁位置からバルブ全閉位置に戻す方向（バタフライバルブ１の開弁作動方向）に付勢する第２スプリングである。このデフォルトスプリング３２の他端部は、バルブギヤ２０のオープナ用突出部２２に設けられたスプリングフック（図示せず）に保持されている。

本実施例のハウジング５は、例えばアルミニウムを主体とするアルミニウム合金（Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金）よりなるダイカスト製品（アルミニウムダイカスト製品：例えばＪＩＳ規格ＡＤＣ１２、耐熱アルミニウム合金ＡＣ５Ａ、ＡＣ８Ａ，８Ｂ）であって、このアルミニウムダイカストにより所定の形状に形成されており、排気ガス還流路１２、１３の内部にバタフライバルブ１をバルブ全閉位置からバルブ全開位置に至るまで回転方向に回転自在（開閉自在）に保持する装置であり、排気ガス還流管４（またはエンジン排気管）および排気ガス還流管（またはエンジン吸気管）にボルト等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。

そして、ハウジング５には、バルブシャフト２を回転方向に摺動自在に軸支するバルブ軸受部３３、およびエンジン冷却水が循環供給される冷却水循環路３４が設けられている。なお、冷却水循環路３４は、少なくともバルブ軸受部３３の周囲を環状に巡るように設けられている。そして、ハウジング５のバルブ軸受部３３の内部には、断面円形状のシャフト収容孔３５が設けられている。また、バルブ軸受部３３のノズル側には、シャフト収容孔３５の内部に侵入した排気ガス中に含まれる不純物（例えば燃焼残滓やカーボン等の微粒子）を、例えば吸気管負圧を利用して排気ガス還流管内の排気ガス還流路に送り込むための連通路３６が形成されている。この連通路３６は、排気ガス還流管の第２フランジ部の結合端面に対向配置されたＥＧＲ制御弁の結合端面で、排気ガス還流路に気密的に接続している。

ここで、バルブシャフト２のシャフト外径部（バルブ装着部２８とかしめ固定部２９との間の中間部）の外周とハウジング５のバルブ軸受部３３の内周との間には、圧入嵌合等によってハウジング内蔵部品（ブッシング３７、オイルシール３８およびボールベアリング３９等）が嵌合保持されている。
ブッシング３７は、例えば銅や鉄等の金属材料を焼結した焼結部品（軸受部品）または焼結含油軸受（軸受部品）であって、円筒形状に形成されている。ここで、ブッシング３７は、ハウジング５のバルブ軸受部３３の内周に圧入固定されている。なお、ブッシング３７の内部には、バルブシャフト２のシャフト外径面を回転方向に摺動自在に軸支する摺動孔が形成されている。バルブシャフト２のシャフト外径面とブッシング３７の摺動孔の孔壁面（内周面）との間には、バルブシャフト２をブッシング３７の内部で円滑に回転させるために、円筒状隙間（クリアランス）が形成されている。

オイルシール３８は、例えばゴムシールであって、円環形状に形成されている。
ボールベアリング３９は、外輪の内周面と内輪の外周面に環状溝を設け、この軌道面をころがるボール（転動体）のころがり摩擦により作動する軸受部品であって、円筒形状に形成されている。
ここで、オイルシール３８およびボールベアリング３９は、バルブシャフト２のシャフト外径面の外周およびハウジング５のバルブ軸受部３３の内周に圧入固定されている。

そして、ハウジング５の軸線方向の上流側開口端には、ノズル６のフランジ部４１を嵌合保持する円筒状のフランジ嵌合部４２が設けられている。また、ハウジング５には、ノズル６の円筒部（嵌合凸部４３および嵌合凹部４４）を嵌合保持する円筒状のノズル嵌合部４５が設けられている。
ハウジング５のフランジ嵌合部４２は、ノズル嵌合部４５よりも肉厚が薄く、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の結合端面１６に対向配置された結合端面（ハウジング５の第２結合端面）４７よりも軸線方向の上流側に突出している。このフランジ嵌合部４２の内部には、断面円形状のフランジ嵌合穴が設けられている。また、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内部には、断面円形状のノズル嵌合穴が設けられている。

そして、ハウジング５のフランジ嵌合部４２の内周面には、ノズル６を圧入固定するための第１圧入部（ハウジング５の圧入部）５１が設けられている。また、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内周面（ハウジング５の流路壁面）には、ノズル６を圧入固定するための第２圧入部（ハウジング５の圧入部）５２、およびノズル６との間に筒状空間（筒状隙間）を形成する非圧入部が設けられている。これらの第１、第２圧入部５１、５２および非圧入部は、ノズル６の周囲を周方向に取り囲むように円筒状に配設されている。なお、２つの第１、第２圧入部５１、５２のうちいずれか一方の圧入部が設けられていれば良い。

本実施例のノズル６は、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温排気ガス（例えば５００℃以上の高温ＥＧＲガス）の熱に対してハウジング５の流路壁面を保護するための円筒状のハウジング保護部品であって、高温に強い耐熱性材料、例えばステンレス鋼または耐熱鋼等により円筒形状に形成されている。このノズル６は、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を所定の軸線方向長さに渡って、しかもフランジ嵌合部４２およびノズル嵌合部４５の内周面全体（全周）に渡って被覆している。ここで、本実施例では、排気ガス還流路１２がハウジング５のノズル嵌合部４５の内部に設けられており、ノズル６が排気ガス還流路１２を通過する高温流体の熱に対してハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を保護するためのものであることから、ノズル６の内部に排気ガス還流路１２が形成されている。

また、ノズル６は、内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容する円筒部品であって、圧入嵌合等によってハウジング５のフランジ嵌合部４２の内周に嵌合保持される円環状のフランジ部（鍔状部）４１、および圧入嵌合等によってハウジング５のノズル嵌合部４５の内周に嵌合保持される円筒状のスリーブ部（以下円筒部と言う）を有している。
ノズル６のフランジ部４１は、円筒部の軸線方向の上流側開口端より半径方向の外径側に延ばされている。このフランジ部４１は、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の結合端面１６とハウジング５の結合端面４７との間に挟み込まれた状態で、排気ガス還流管４およびハウジング５にボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。そして、フランジ部４１は、ハウジング５のフランジ嵌合部４２の内周に締まり嵌めされている。

ノズル６の円筒部は、内部に排気ガス還流路１２が形成された円筒状のガス通路部を構成し、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内周面（第２圧入部５２）に締まり嵌めされる円筒状の嵌合凸部４３、およびハウジング５のノズル嵌合部４５の内周面（非圧入部）に隙間嵌めされる円筒状の嵌合凹部４４を有している。
嵌合凸部４３は、ノズル６の円筒部のうちで、嵌合凹部４４よりもフランジ部側（排気ガス還流管側、ＥＧＲガス流方向の上流側）、つまりバルブ全閉位置から離れた位置に配設されて、嵌合凹部４４よりも外径が大きい径大部である。
また、嵌合凹部４４は、ノズル６の円筒部のうちで、嵌合凸部４３よりもシャフト側（ＥＧＲガス流方向の下流側）に配設されて、嵌合凸部４３よりも外径が小さい径小部である。なお、これらの嵌合凸部４３および嵌合凹部４４の形状を、多角筒形状等の非円筒形状としても良く、また、ノズル６の円筒部の周方向または軸線方向に凹凸が繰り返される（歯車）形状としても良い。

そして、ノズル６のフランジ部４１は、バルブ全閉位置から最も離れた位置の外径面が、フランジ嵌合部４２の第１圧入部５１に圧入固定される第１被圧入部（第１圧入面）として利用されている。また、ノズル６の円筒部は、バルブ全閉位置から離れた位置に設けられる嵌合凸部４３の外径面が、ノズル嵌合部４５の第２圧入部５２に圧入固定される第２被圧入部（第２圧入面）として利用されている。したがって、本実施例のノズル６は、フランジ部４１の第１圧入面および嵌合凸部４３の第２圧入面が、圧入嵌合等によってハウジング５のノズル嵌合部４５の第１圧入部５１およびフランジ嵌合部４２の第２圧入部５２に嵌合保持または保持固定されている。

そして、ノズル６の円筒部は、バルブ全閉位置近傍の内径面（ハウジング５の流路壁面）が、バタフライバルブ１を全閉作動させるバルブ全閉時に、バタフライバルブ１のシールリング溝に嵌め込まれたシールリング１７のシールリング摺動面が摺動接触するシールリングシート面（ノズル６の当接面）６１として利用されている。なお、ノズル６の円筒部の軸線方向の下流側開口端には、バルブシャフト２が挿通するスリット（またはシャフト貫通孔）６２が設けられている。

また、ノズル６の円筒部は、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内周面（ハウジング５の流路壁面）、特に非圧入部と嵌合凹部４４との間に、ノズル６からハウジング側への放熱（高温ＥＧＲガスの熱伝導）を抑えるための円筒状の空気断熱層（円筒状空間）６５を有している。この空気断熱層６５は、シールリング１７のシールリング摺動面とノズル６の円筒部のシールリングシート面６１とが摺動接触する摺動部近傍に配設されている。
なお、空気断熱層６５は、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内径をφＡｍｍとし、ノズル６の嵌合凹部４４の外径をφＢｍｍとしたとき、φＡ−φＢ＝Ｃｍｍとなる。このＣは、例えば０．８〜３．０ｍｍが良く、また、１．０〜２．０ｍｍが望ましく、また、１．６ｍｍ程度が最も望ましい。

ここで、本実施例の排気ガス再循環装置は、バタフライバルブ１のシールリング溝内に、自身の拡径方向の張力を利用してノズル６の円筒部のシールリングシート面６１に対するシール機能を持つＣ字状のシールリング１７を嵌め合わしたＥＧＲ制御弁を使用している。
このようなＥＧＲ制御弁においては、シールリング自身の拡径方向の張力による伸びにより、バルブ全閉位置近傍にＥＧＲガス洩れ量（流体洩れ量）の変化（増加）しない範囲（ＥＧＲガス洩れ量不感帯）がある。これは、シールリング１７が、自身の張力により拡径方向に拡径するため、バタフライバルブ１のバルブ開度がバルブ全閉位置より外れても、自身の張力による拡径方向への変位が限界となるまでは、シールリング１７のシールリング摺動面がノズル６の円筒部のシールリングシート面６１に密着し続けるからである。このため、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、空気断熱層６５を、摺動部近傍で、且つＥＧＲガス洩れ量不感帯よりも大きい範囲内に設けている。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１に基づいて簡単に説明する。

ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、エンジン冷間始動時を除き、ＥＧＲ量センサ２７によって検出されるバルブ開度（実ＥＧＲ量、実開度）が、エンジンの運転状態に対応して設定される制御目標値（目標ＥＧＲ量、目標開度）と略一致するように、電動モータへの供給電力をフィードバック制御する。
そして、電動モータに電力が供給されると、電動モータのモータシャフトが回転する。これにより、電動モータの駆動力（モータ出力軸トルク）が、ピニオンギヤ、中間減速ギヤおよびバルブギヤ２０に伝達される。そして、バルブギヤ２０の回転に伴ってバルブシャフト２が所定の回転角度だけ回転し、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１がバルブ全閉位置から開弁作動方向に開弁駆動される。

したがって、バタフライバルブ１は、リターンスプリング３１の付勢力に抗して、制御目標値に相当するバルブ開度に開弁制御される。これにより、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部（例えば５００℃以上の高温ＥＧＲガス）が、エンジン排気管内に形成される排気通路から、排気ガス還流管４内に形成される排気ガス還流路１１、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３、排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路を経てエンジン吸気管内に形成される吸気通路に再循環される。

一方、バタフライバルブ１を全閉作動させる場合には、電動モータへの電力の供給を停止する、あるいは電動モータへの電力の供給を制限する。したがって、バタフライバルブ１が、リターンスプリング３１の付勢力とデフォルトスプリング３２の付勢力とが釣り合う中立位置であるバルブ全閉位置に戻される。
これにより、バタフライバルブ１の外周に装着されたシールリング１７のシールリング摺動面が、シールリング自体の拡径方向の張力によってノズル６のシールリングシート面６１に張り付くため、シールリング１７のシールリング摺動面がノズル６の円筒部のシールリングシート面６１に密着する。
したがって、バタフライバルブ１の外周端面とノズル６のシールリングシート面６１との間の隙間が完全にシールされる。これにより、バルブ全閉位置でバタフライバルブ１が保持される時（バルブ全閉時）に、ＥＧＲガスの洩れが確実に抑止されるため、ＥＧＲガスが吸入空気に混入しなくなる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の排気ガス再循環装置に使用されるＥＧＲ制御弁においては、バタフライバルブ１によって開閉される排気ガス還流路１２、１３を形成するハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱に対してハウジング５を保護するノズル６のフランジ部４１の第１圧入面および嵌合凸部４３の第２圧入面を圧入固定している。すなわち、ノズル６のフランジ部４１および円筒部を、ハウジング５のフランジ嵌合穴およびノズル嵌合穴の内部に挿入して、ハウジング５のフランジ嵌合部４２の内周およびノズル嵌合部４５の内周に圧入嵌合することによって、ノズル６がハウジング５に嵌合保持されて組み付けられている。

そして、ハウジング５の材質として安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを採用し、また、ノズル６の材質として高温耐熱性に優れるステンレス鋼または耐熱鋼を採用し、更に、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を、ノズル６の円筒部によって被覆することで、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面が、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２を通過する高温ＥＧＲガスに直接晒されることはない。これによって、溶融点が低く高温耐熱性に劣るが、大量生産に適し、寸法精度や表面の平滑度の高さ、薄肉軽量化、切削加工の削減等の効果を有するアルミニウムダイカストよりなるハウジング５を、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱に対して保護することが可能となる。これによって、ＥＧＲ制御弁、特にハウジング５の高温耐熱性を向上させることができる。

また、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、２つの第１、第２圧入部５１、５２以外のハウジング５の流路壁面とノズル６の外径面との間に、ノズル６からハウジング側への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えるための空気断熱層６５を設けている。すなわち、ハウジング５のノズル嵌合部４５の非圧入部の内周面とノズル６の嵌合凹部４４の外径面との間に円筒状空間を形成し、この円筒状空間を空気断熱層６５として使用している。
これによって、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱が、ノズル６に伝導した場合であっても、ノズル６からハウジング５に伝わり難くなるので、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えることはない。

したがって、ハウジング５の材質として安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを使用した場合であっても、ノズル６からハウジング側への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えることができる。これにより、ハウジング５の変形を防止できるので、排気ガス還流路１２の真円度等の寸法精度が低下することはない。また、アルミニウムダイカスト中の巣の成長を抑えることができるので、ハウジング５の外観および品質の悪化を防止することができる。
また、ハウジング５の材質としてアルミニウムダイカストを使用できるので、鋳鉄鋳物（鋳鉄品）と比べて寸法精度が向上し、殆どの部分を切削加工する必要はなく、大幅にコストダウンを図ることができる。また、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないので、ＥＧＲ制御弁、特にハウジング５の高温耐熱性を更に向上させることができる。

また、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱が、ノズル６からハウジング５に伝わり難くなるので、ハウジング５のバルブ軸受部３３への熱影響を抑えることができる。したがって、ハウジング５のバルブ軸受部３３に、例えばボールベアリング３９を潤滑する潤滑油がバルブ側（排気ガス還流路側）に流出するのを防止するシールゴム等のオイルシール３８を設けている場合であっても、オイルシール３８が高温ＥＧＲガスの熱により劣化してオイルシール３８のシール機能が低下することはない。また、ハウジング５のバルブ軸受部３３に内蔵される軸受部品として、ブッシング３７の代わりに焼結含油軸受を使用した場合であっても、高温ＥＧＲガスの熱により焼結含油軸受内のオイルが滲み出すことはない。したがって、焼結含油軸受の潤滑機能が低下することはない。

また、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、シールリング１７のシールリング摺動面とノズル６の円筒部のシールリングシート面６１とが摺動接触する摺動部近傍（の半径方向の外径側）に空気断熱層６５を配設している。そして、ＥＧＲガス洩れ量不感帯よりも大きい範囲内（における半径方向の外径側）に空気断熱層６５を配設している。
これによって、仮にＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱によりハウジング５が変形した場合でも、このハウジング５の変形が、シールリング１７のシールリング摺動面とノズル６の円筒部のシールリングシート面６１とが摺動接触する摺動部の寸法（バルブ全閉位置近傍のシールリングシート面６１の内径寸法）に直接影響を与えない構造となる。

また、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、ノズル６の円筒部のバルブ全閉位置から離れた位置の外径面が、ハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に締まり嵌めされる第１、第２圧入面（圧入嵌合等によってハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に嵌合保持または保持固定される第１、第２圧入面）として利用されている。これによって、ノズル６の円筒部のバルブ全閉位置近傍に第１、第２圧入面が設けられていないので、ノズル６のフランジ部４１および嵌合凸部４３をハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に圧入固定しても、ノズル６の円筒部のバルブ全閉位置近傍のシールリングシート面６１の内径寸法に直接影響を与えない構造となる。すなわち、ノズル６のフランジ部４１および円筒部をハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に圧入固定した際の、ノズル６の円筒部のシールリングシート面６１の変形量が極めて小さくなる。

したがって、ノズル６のフランジ部４１および円筒部をハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に圧入固定した場合であっても、バタフライバルブ１の外周端面とノズル６の円筒部のシールリングシート面６１との間の隙間寸法が変化することはなく、バタフライバルブ１を全閉した際にＥＧＲガス洩れ量が増加することはない。また、バタフライバルブ１を全閉作動させる際に、バタフライバルブ１がバルブ全閉位置に到達する前にバタフライバルブ１の外周端面とノズル６の円筒部のシールリングシート面６１とが接触または干渉することはなく、バタフライバルブ１の動作不良やバルブロック（バルブスティック）等の発生を防止することができる。

また、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、ノズル６のフランジ部４１が、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の結合端面１６とハウジング５の結合端面４７との間に挟み込まれた状態で、排気ガス還流管４およびハウジング５にボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。
これによって、２つの第１、第２圧入部５１、５２以外のハウジング５の流路壁面とノズル６の外径面との間に、ノズル６からハウジング側への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えるための空気断熱層６５を設けることで、ハウジング５の第１、第２圧入部５１、５２とノズル６の第１、第２圧入面との圧入嵌合部の締め代（圧入寸法、圧入長さ）が減少した場合であっても、ハウジング５からノズル６が抜け出す（脱落する）ことはない。
したがって、ハウジング５の第１、第２圧入部５１、５２とノズル６の第１、第２圧入面との圧入嵌合部の締め代が、必要最低限の圧入長さとなるので、ノズル６の円筒部の軸線方向の長さ（排気ガス還流路１２の軸線方向の長さ）を短縮することができる。これにより、ＥＧＲ制御弁の軽量、小型化を図ることができる。

図２は本発明の実施例２を示したもので、ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した図である。

本実施例のＥＧＲ制御弁においては、実施例１のハウジング５のフランジ嵌合部４２を廃止し、実施例１のノズル６のフランジ部４１を半径方向の外径側に延長して、フランジ部４１よりも外径が大きい円環状のフランジ部４８を設けている。このノズル６のフランジ部４８の外周端縁部（円環状の外周部）には、排気ガス還流管４およびハウジング５の外部を流れる外気（空気）に対して放熱可能に突出した放熱部４９が設けられている。この放熱部４９は、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２からノズル６に伝熱された高温ＥＧＲガスの熱を、排気ガス還流管４およびハウジング５の外周面（外表面）に沿って流れる空気（例えば走行風等の外気）中に放熱可能となるように、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５およびハウジング５のノズル嵌合部４５の外周面（外表面）よりも半径方向の外径側に突出させた放熱用フィンを構成している。すなわち、放熱部４９は、排気ガス還流管４およびハウジング５の周囲を流れる空気に晒されるように設けられている。

これによって、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２からノズル６に伝熱された高温ＥＧＲガスの熱を、ノズル６の放熱部４９を介して、排気ガス還流管４およびハウジング５の周囲を流れる空気中に効果的に放熱することが可能となる。したがって、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱が、ノズル６に伝導した場合であっても、ノズル６からハウジング５に更に伝わり難くなるので、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えることはない。また、ハウジング自体の温度が耐熱許容温度を超えないので、ＥＧＲ制御弁、特にハウジング５の高温耐熱性を更に向上させることができる。

なお、ノズル６のフランジ部４８の外周端縁部を、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の外周面およびハウジング５のノズル嵌合部４５の外周面で露出するようにしても良い。また、ノズル６のフランジ部４８の外周端縁部を、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の外周面およびハウジング５のノズル嵌合部４５の外周面より突出した部分と、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の外周面およびハウジング５のノズル嵌合部４５の外周面以下に引っ込んだ部分とが所定の間隔で繰り返すようにしても良い。これは、ノズル６のフランジ部４８の外周端縁部の外形形状を、歯車形状とすることで形成できる。

図３は本発明の実施例３を示したもので、ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した図である。

本実施例のＥＧＲ制御弁においては、ハウジング５に設けられる３つの第１〜第３圧入部５１〜５３に圧入固定されて、ＥＧＲ制御弁内の排気ガス還流路１２、１３を通過する高温ＥＧＲガスの熱に対してハウジング５を保護するための２つの第１、第２ハウジング保護部品を有している。ここで、ハウジング５は、バルブ全閉位置近傍の流路壁面が第１ハウジング保護部品によって被覆されており、また、バルブ全閉位置近傍よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面が第２ハウジング保護部品によって被覆されている。そして、ハウジング５は、実施例１と同様に、安価で寸法精度の高いアルミニウムダイカストを使用している。また、ハウジング５には、ノズル６のフランジ部４１を嵌合保持するフランジ嵌合部４２、第１ハウジング保護部品の円筒部を嵌合保持するノズル嵌合部４５、および第２ハウジング保護部品の円筒部を嵌合保持するノズル嵌合部４６が設けられている。そして、第１圧入部５１は、フランジ嵌合部４２の内周面に設けられ、また、第２圧入部５２は、ノズル嵌合部４５の内周面に設けられ、また、第３圧入部５３は、ノズル嵌合部４６の内周面に設けられている。なお、ノズル嵌合部４６の内部には、断面円形状のノズル嵌合穴が設けられている。

第１ハウジング保護部品は、バタフライバルブ１によって開閉される排気ガス還流路１２を形成する内径側筒体（内径側円筒体：以下内径側第１ノズルと言う）７、およびハウジング５の２つの第１、第２圧入部５１、５２に圧入固定される外径側筒体（外径側円筒体：以下外径側第１ノズルと言う）８よりなる二重管構造を備えている。そして、第１ハウジング保護部品は、バルブシャフト２よりもＥＧＲガス流方向の上流側の流路壁面、つまりハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を被覆するように配設されている。これにより、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面が高温ＥＧＲガスに直接晒されることはない。

内径側第１ノズル７は、例えばステンレス鋼または耐熱鋼よりなり、外径側第１ノズル８よりも半径方向の内径側に配設されて、内部にバタフライバルブ１を開閉自在に収容する円筒部を有している。この内径側第１ノズル７の円筒部は、バルブ全閉位置近傍の内径面（ハウジング５の流路壁面）が、実施例１と同様に、バタフライバルブ１の外周端面に装着されたシールリング１７のシールリング摺動面が摺動接触するシールリングシート面６１として利用されている。なお、内径側第１ノズル７の円筒部の軸線方向の下流側開口端には、実施例１と同様にスリット（またはシャフト貫通孔）６２が設けられている。

そして、内径側第１ノズル７の円筒部は、円筒状のガス通路部を構成し、外径側第１ノズル８の内径面に隙間嵌めされる円筒状の嵌合凹部７１、外径側第１ノズル８の内径面に締まり嵌めされる円筒状の嵌合凸部７２、および外径側第１ノズル８の内径面に隙間嵌めされる円筒状の嵌合凹部７３を有している。
嵌合凹部７１は、内径側第１ノズル７の円筒部のうちで、嵌合凸部７２よりもフランジ部側（排気ガス還流管側、ＥＧＲガス流方向の上流側）に配設されて、嵌合凸部７２よりも外径が小さい径小部である。また、嵌合凸部７２は、２つの嵌合凹部７１、７３間、つまりバルブ全閉位置から離れた位置に配設されて、２つの嵌合凹部７１、７３よりも外径が大きい径大部である。また、嵌合凹部７３は、内径側第１ノズル７の円筒部のうちで、嵌合凸部７２よりもシャフト側（ＥＧＲガス流方向の下流側）に配設されて、嵌合凸部７２よりも外径が小さい径小部である。
なお、２つの嵌合凹部７１、７３の外径を同一径としても、また、異なる径としても構わない。また、これらの嵌合凹部７１、嵌合凸部７２および嵌合凹部７３の形状を、多角筒形状等の非円筒形状としても良く、また、内径側第１ノズル７の円筒部の周方向または軸線方向に凹凸が繰り返される（歯車）形状としても良い。

そして、内径側第１ノズル７の円筒部は、バルブ全閉位置から離れた位置に設けられる嵌合凸部７２の外径面が、外径側第１ノズル８の内径面に圧入固定される被圧入部（圧入面）として利用されている。したがって、内径側第１ノズル７は、嵌合凸部７２の圧入面が、圧入嵌合等によって外径側第１ノズル８の内径面に嵌合保持または保持固定されている。また、内径側第１ノズル７の円筒部は、外径側第１ノズル８の円筒部の内径面（ハウジング５の流路壁面）との間に、内径側第１ノズル７からハウジング側（外径側第１ノズル側）への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えるための円筒状の空気断熱層（円筒状空間）６３、６４を有している。空気断熱層６３は、内径側第１ノズル７の円筒部の軸線方向の上流側開口端側に配設されている。また、空気断熱層６４は、シールリング１７のシールリング摺動面と内径側第１ノズル７の円筒部のシールリングシート面６１とが摺動接触する摺動部近傍に配設されている。

外径側第１ノズル８は、例えばステンレス鋼または耐熱鋼よりなり、内径側第１ノズル７よりも半径方向の外径側に配設されて、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を所定の軸線方向長さに渡って、しかもハウジング５のフランジ嵌合部４２およびノズル嵌合部４５の内周面を全体（全周）に渡って被覆している。これにより、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面が高温ＥＧＲガスに直接晒されることはない。
また、外径側第１ノズル８は、実施例１のノズル６と同様に、排気ガス還流管４の第１フランジ部１５の結合端面１６とハウジング５の結合端面４７との間に挟み込まれた状態で、排気ガス還流管４およびハウジング５にボルト等の締結具を用いて締め付け固定されたフランジ部４１、および内部に排気ガス還流路１２が形成された円筒部を有している。外径側第１ノズル８の円筒部は、実施例１のノズル６の円筒部と同様に、バルブ全閉位置から離れた位置に配設された嵌合凸部４３、およびこの嵌合凸部４３よりも外径が小さい嵌合凹部４４を有している。

そして、外径側第１ノズル８のフランジ部４１は、バルブ全閉位置から最も離れた位置の外径面が、ハウジング５のフランジ嵌合部４２の第１圧入部５１に圧入固定される第１被圧入部（第１圧入面）として利用されている。また、外径側第１ノズル８の円筒部は、バルブ全閉位置から離れた位置に設けられる嵌合凸部４３の外径面が、ハウジング５のノズル嵌合部４５の第２圧入部５２に圧入固定される第２被圧入部（第２圧入面）として利用されている。
また、外径側第１ノズル８の円筒部の内径面には、内径側第１ノズル７の嵌合凸部７２を圧入固定するための圧入部（外径側第１ノズル８の圧入部）５４が設けられている。この圧入部５４は、内径側第１ノズル７の嵌合凸部７２の周囲を周方向に取り囲むように円筒状に配設されている。

したがって、本実施例の内径側第１ノズル７は、嵌合凸部７２の圧入面が、圧入嵌合等によって外径側第１ノズル８の円筒部の圧入部５４に嵌合保持または保持固定されている。また、外径側第１ノズル８は、フランジ部４１の第１圧入面および嵌合凸部４３の第２圧入面が、圧入嵌合等によってハウジング５のフランジ嵌合部４２の第１圧入部５１およびノズル嵌合部４５の第２圧入部５２に嵌合保持または保持固定されている。
また、外径側第１ノズル８の円筒部は、実施例１のノズル６の円筒部と同様に、ハウジング５のノズル嵌合部４５の内周面（ハウジング５の流路壁面）との間に、外径側第１ノズル８からハウジング側への高温ＥＧＲガスの熱伝導を抑えるための円筒状の空気断熱層６５を有している。この空気断熱層６５は、シールリング１７のシールリング摺動面と内径側第１ノズル７の円筒部のシールリングシート面６１とが摺動接触する摺動部近傍（の半径方向の外径側）に配設されている。

第２ハウジング保護部品は、バルブシャフト２よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面、つまりハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面を被覆するように配設されている。この第２ハウジング保護部品は、円筒体（以下第２ノズルと言う）９によって構成されている。
第２ノズル９は、例えばステンレス鋼または耐熱鋼よりなり、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面を所定の軸線方向長さに渡って、しかもハウジング５のノズル嵌合部４６の内周面を全体（全周）に渡って被覆している。これにより、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面が高温ＥＧＲガスに直接晒されることはない。
そして、第２ノズル９は、内部に排気ガス還流路１３が形成された円筒部を有している。この第２ノズル９は、円筒部の外径面が、ハウジング５のノズル嵌合部４６の第３圧入部５３に圧入固定される第３被圧入部（第３圧入面）として利用されている。

以上のように、本実施例の排気ガス再循環装置に使用されるＥＧＲ制御弁においては、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面を二重管構造の第１ハウジング保護部品（内径側、外径側第１ノズル７、８）によって被覆し、更に、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりもＥＧＲガス流方向の下流側の流路壁面を第２ハウジング保護部品（第２ノズル９）によって被覆しているので、ＥＧＲ制御弁、特にハウジング５の高温耐熱性を更に向上させることができる。

図４は本発明の実施例４を示したもので、ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した図である。

本実施例のＥＧＲ制御弁においては、実施例３のハウジング５のフランジ嵌合部４２を廃止し、実施例３の外径側第１ノズル８のフランジ部４１を半径方向の外径側に延長して、フランジ部４１よりも外径が大きい円環状のフランジ部４８を設け、このフランジ部４８の外周端縁部（円環状の外周部）に、排気ガス還流管４およびハウジング５の外部を流れる外気（空気）に対して放熱可能に突出した放熱部４９を設けている。これによって、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、実施例２のＥＧＲ制御弁と同様な作用効果を達成することができる。

［変形例］
本実施例では、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電動モータと例えば歯車減速機構等の動力伝達機構とを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流体制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。なお、バタフライバルブ１の外周端面にシールリング溝（環状溝）を設けなくても良い。また、バタフライバルブ１の外周端面にシールリング１７を装着しなくても良い。この場合には、シールリング１７は不要となり、部品点数や組付工数を減少できる。また、ＥＧＲ制御弁のバタフライバルブ１を閉弁方向または開弁方向に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段）３を設置しなくても良い。この場合には、コイルスプリング３は不要となり、部品点数や組付工数を減少できる。

また、流体流量制御弁として、本実施例のＥＧＲ制御弁の代わりに、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブ等の吸気制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁等に適用しても良い。流体制御弁として、本実施例の流体流量制御弁の代わりに、流体流路開閉弁、流体流路切替弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、タンブル流制御弁やスワール流制御弁等の吸気流制御弁、吸気通路の通路長や通路断面積を変更する吸気可変弁等に適用しても良い。また、エンジンとして、ガソリンエンジンを用いても良い。

実施例１、２では、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面（排気ガス還流路１２の流路壁面）をノズル（ハウジング保護部品）６によって被覆し、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりも下流側の流路壁面（排気ガス還流路１３の流路壁面）をハウジング保護部品によって被覆していないが、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍の流路壁面（排気ガス還流路１２の流路壁面）をノズル（ハウジング保護部品）６によって被覆し、ハウジング５のバルブ全閉位置近傍よりも下流側の流路壁面（排気ガス還流路１３の流路壁面）をハウジング保護部品（実施例３、４参照）によって被覆しても良い。

ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した断面図である（実施例１）。 ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した断面図である（実施例２）。 ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した断面図である（実施例３）。 ＥＧＲ制御弁を備えた排気ガス再循環装置を示した断面図である（実施例４）。 ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（従来の技術）。

符号の説明

１ バタフライバルブ（弁体）
２ バルブシャフト（バルブ軸）
３ コイルスプリング（バルブ付勢手段）
４ 排気ガス還流管
５ ハウジング
６ ノズル（ハウジング保護部品）
７ 内径側第１ノズル（内径側筒体、第１ハウジング保護部品）
８ 外径側第１ノズル（外径側筒体、第１ハウジング保護部品）
９ 第２ノズル（第２ハウジング保護部品）
１１ 排気ガス還流路
１２ 排気ガス還流路（流体流路）
１３ 排気ガス還流路（流体流路）
１６ 排気ガス還流管の結合端面（第１結合端面）
１７ シールリング
４２ ハウジングのフランジ嵌合部
４３ ノズル、外径側第１ノズルの嵌合凸部
４４ ノズル、外径側第１ノズルの嵌合凹部
４５ ハウジングのノズル嵌合部
４６ ハウジングのノズル嵌合部
４７ ハウジングの結合端面（第２結合端面）
４８ ノズル、外径側第１ノズルのフランジ部
５１ ハウジングの第１圧入部
５２ ハウジングの第２圧入部
５３ ハウジングの第３圧入部
５４ 外径側第１ノズルの圧入部
６３ 空気断熱層（筒状空間、環状空間、第１断熱層）
６４ 空気断熱層（筒状空間、環状空間、第１断熱層）
６５ 空気断熱層（筒状空間、環状空間、第２断熱層）
７１ 内径側第１ノズルの嵌合凹部
７２ 内径側第１ノズルの嵌合凸部
７３ 内径側第１ノズルの嵌合凹部

Claims (17)

1. （ａ）流体を制御するバルブと、
   （ｂ）このバルブによって開閉される流体流路を形成するハウジングと、
   （ｃ）このハウジングに圧入固定されて、前記流体流路を通過する流体の熱に対して前記ハウジングを保護する筒状のハウジング保護部品と
   を備えた流体制御弁において、
   前記ハウジングは、アルミニウムダイカストによって形成されており、
   前記ハウジング保護部品は、前記ハウジングの流路壁面との間に、前記ハウジング保護部品から前記ハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための断熱層を有していることを特徴とする流体制御弁。
2. 請求項１に記載の流体制御弁において、
   前記バルブと前記ハウジングとの間の隙間が最小となるバルブ位置を全閉位置としたとき、
   前記ハウジングは、前記全閉位置近傍の流路壁面が、前記ハウジング保護部品によって被覆されていることを特徴とする流体制御弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の流体制御弁において、
   前記ハウジング保護部品は、ステンレス鋼または耐熱鋼によって形成されていることを特徴とする流体制御弁。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングは、内部に前記ハウジング保護部品が嵌め込まれる嵌合部を有し、
   前記ハウジング保護部品は、前記嵌合部の内周に締まり嵌めされる嵌合凸部、および前記嵌合部の内周に隙間嵌めされて、前記嵌合凸部よりも外径が小さい嵌合凹部を有し、
   前記断熱層は、前記嵌合部の内周と前記嵌合凹部の外周との間に形成された筒状空間または環状空間であることを特徴とする流体制御弁。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングは、前記ハウジング保護部品を圧入する圧入部、および流体流路管の第１結合端面に対向配置された第２結合端面を有し、
   前記ハウジング保護部品は、前記ハウジングの第２結合端面で露出する、あるいは前記ハウジングの第２結合端面より前記流体流路管の第１結合端面側に突出する環状のフランジ部を有し、
   前記フランジ部は、前記流体流路管の第１結合端面と前記ハウジングの第２結合端面との間に挟み込まれて保持されていることを特徴とする流体制御弁。
6. 請求項５に記載の流体制御弁において、
   前記フランジ部の少なくとも一部は、前記流体流路管および前記ハウジングの外周面で露出している、あるいは前記流体流路管および前記ハウジングの外周面よりも半径方向の外径側に突出していることを特徴とする流体制御弁。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記バルブは、前記ハウジングに対して相対回転して前記流体流路を開閉する円板状のバタフライバルブであることを特徴とする流体制御弁。
8. 請求項７に記載の流体制御弁において、
   前記バタフライバルブと前記ハウジング保護部品との間の隙間が最小となるバルブ位置を全閉位置としたとき、
   前記ハウジング保護部品は、前記全閉位置近傍の内径面が、前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記バタフライバルブの摺動面が摺動接触する当接面として利用されていることを特徴とする流体制御弁。
9. 請求項８に記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングは、前記ハウジング保護部品を圧入する圧入部を有し、
   前記ハウジング保護部品は、前記全閉位置から離れた位置の外径面が、前記圧入部に締まり嵌めされる圧入面として利用されていることを特徴とする流体制御弁。
10. 請求項７に記載の流体制御弁において、
    前記バタフライバルブの外周端面に装着されて、前記バタフライバルブと前記ハウジング保護部品との間の隙間をシールするシールリングを備え、
    前記バタフライバルブと前記ハウジング保護部品との間の隙間が最小となるバルブ位置を全閉位置としたとき、
    前記ハウジング保護部品は、前記全閉位置近傍の内径面が、前記バタフライバルブの閉弁作動時に、前記シールリングの摺動面が摺動接触する当接面として利用されていることを特徴とする流体制御弁。
11. 請求項１０に記載の流体制御弁において、
    前記ハウジングは、前記ハウジング保護部品を圧入する圧入部を有し、
    前記ハウジング保護部品は、前記全閉位置から離れた位置の外径面が、前記圧入部に締まり嵌めされる圧入面として利用されていることを特徴とする流体制御弁。
12. 請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記ハウジング保護部品は、内部に前記バルブを開閉自在に収容する内径側筒体、およびこの内径側筒体よりも半径方向の外径側に配設された外径側筒体よりなることを特徴とする流体制御弁。
13. 請求項１２に記載の流体制御弁において、
    前記ハウジングは、前記外径側筒体を圧入する圧入部を有し、
    前記外径側筒体は、前記ハウジングの圧入部に締まり嵌めされていることを特徴とする流体制御弁。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の流体制御弁において、
    前記外径側筒体は、前記内径側筒体を圧入する圧入部を有し、
    前記内径側筒体は、前記外径側筒体の圧入部に締まり嵌めされていることを特徴とする流体制御弁。
15. 請求項１２ないし請求項１４のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記断熱層は、前記内径側筒体と前記外径側筒体との間に、前記内径側筒体から前記外径側筒体側への流体の熱伝導を抑えるための第１断熱層、および前記ハウジングの流路壁面と前記外径側筒体との間に、前記外径側筒体から前記ハウジング側への流体の熱伝導を抑えるための第２断熱層を有していることを特徴とする流体制御弁。
16. 請求項１ないし請求項１５のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記ハウジング保護部品は、２つの第１、第２ハウジング保護部品よりなり、
    前記バルブと前記ハウジングとの間の隙間が最小となるバルブ位置を全閉位置としたとき、
    前記ハウジングは、前記全閉位置近傍の流路壁面が、前記第１ハウジング保護部品によって被覆されており、前記全閉位置近傍よりも流体流方向の下流側の流路壁面が、前記第２ハウジング保護部品によって被覆されていることを特徴とする流体制御弁。
17. 請求項１６に記載の流体制御弁において、
    前記２つの第１、第２ハウジング保護部品は、ステンレス鋼または耐熱鋼によって形成されていることを特徴とする流体制御弁。
    

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