JP2010275941A

JP2010275941A - 排気ガス再循環装置

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Publication number: JP2010275941A
Application number: JP2009129924A
Authority: JP
Inventors: Takaki Inagaki; 貴樹稲垣; Yukiya Kato; 弓記也加藤; Kunio Takagi; 邦雄高木; Ken Kiyonaga; 建清永; Kazuma Nakajima; 一真中島
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】電磁コイルへの配線を簡素化して配線の断線等を確実に防止することができる排気ガス再循環装置を提供すること。
【解決手段】導入口１２と排出口１３とを連通する連通路１４と、連通路１４に設けられたシート１５と、シート１５に当接または離間するバルブ２０が一端に取り付けられたバルブシャフト２０ｓと、モータ３０により進退されるロッド２１と、バルブシャフト２０ｓとロッド２１との間に配置された電磁クラッチ４０と、ロッド２１とバルブシャフト２０ｓとの間に設けられ、バルブ２０をシート１５に当接する方向に付勢する閉弁用スプリング４４とを備えるＥＧＲバルブ１０において、電磁クラッチ４０は、閉弁用スプリング４４の付勢方向とは逆方向に電磁力を発生させる電磁コイル４１と、ロッド側に設けられた磁性体４２と、バルブシャフト側に設けられた磁性体４３とを有し、電磁コイル４１がバルブボディ１６に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータによりバルブを開閉させて、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置に関する。

従来より、エンジンシステムにおいて、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に再循環させることが行われている。そして、吸気系への排気ガスの循環量等を制御するために排気ガス再循環装置が使用されている。このような排気ガス再循環装置では、アクチュエータの雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成された駆動軸の一端にバルブを設け、アクチュエータの駆動を制御することにより、駆動軸の一端に設けられたバルブを上下動させ、その開度を調節して、吸気系に戻す排気ガスの循環量等を制御するようになっている。

ところが、上記したような排気ガス再循環装置では、スロットルバルブが急激に閉じられた場合など、バルブを瞬時に閉じることができないため、排気ガスの再循環量が必要量以上になってしまうという問題があった。そのため、必要に応じてバルブを瞬時に閉じるために、電磁クラッチを用いた排気ガス再循環装置が開発されつつある。

この種の排気ガス再循環装置では、電磁クラッチに備わる電磁コイルを駆動軸に固定し、電磁コイルを駆動軸とともに進退させてバルブの開閉を行い、必要に応じて電磁コイルへの通電をオフすることにより電磁力を消滅させて、閉弁用のスプリングの付勢力によってバルブを瞬時に閉弁するようになっている。しなしながら、この種の排気ガス再循環装置では、バルブの開閉に伴って電磁コイルが移動してしまうため、電磁コイルの配線をうまく行わなければ、配線が断線等するおそれがあった。

そのため、電磁クラッチを用いてバルブを瞬時に閉じる装置において、電磁コイルの配線が断線しないようにする技術が、例えば、特許文献１に記載されている。ここに開示されたモータ安全弁では、電磁コイルが固定されている可動部材と、ケーシングに固定されているブラケットとの間にバネ状の連結線を縮設し、連結線を介して電磁コイルに外部から給電を行うようにして、配線の断線等を防止している。

特開２００６−３２２４９４号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術でも配線の断線等を確実に防止することができないという問題があった。すなわち、この従来技術では、電磁コイルが可動部材に固定され、連結線と電磁コイルとの間を接続する配線が固定されておらず動くため、電磁コイルの移動により、配線に無理な力がかかったり、配線が部品間に挟まったりするなどして、配線が断線等するおそれがあった。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、電磁コイルへの配線を簡素化して配線の断線等を確実に防止することができる排気ガス再循環装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、エンジンから排出される排気ガスを導入する導入口と、排気ガスの一部を吸入空気に混入するためにエンジンの吸気系に排出する排出口と、前記導入口と前記排出口とを連通する連通路と、前記連通路に設けられたシートと、前記シートに当接または離間するバルブが一端に取り付けられたバルブシャフトと、モータにより進退される駆動軸と、前記バルブシャフトと前記駆動軸との間に配置された電磁クラッチとを備える排気ガス再循環装置において、前記電磁クラッチは、前記駆動軸側に設けられた駆動軸側磁性体と、前記バルブシャフト側に設けられたバルブシャフト側磁性体と、前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体との間に前記バルブを前記シートから離間させる方向に電磁力を発生させる電磁コイルとを有し、前記電磁コイルが装置本体に固定されていることを特徴とする。

この排気ガス再循環装置では、モータ及び電磁クラッチの駆動を制御することにより、バルブを可動させてシートに当接または離間させ、連通路を遮断または開放する。これにより、導入口から導入される排気ガスが排出口から吸気系に排出される。このとき、アクチュエータの動作を制御することにより、バルブの開閉時期や開度を制御して排気ガス還流制御が行われる。そして、電磁クラッチの電磁コイルへの通電をオフして電磁力（吸引力あるいは反撥力）を消滅させることにより、バルブを瞬時に閉弁することができる。

ここで、この排気ガス再循環装置では、電磁クラッチに備わる電磁コイルが装置本体に固定されているため、電磁コイルへの配線が簡素化され、配線に無理な力がかかったり、配線が部品間に挟まったりすること等がないので、配線の断線等を確実に防止することができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置においては、前記電磁クラッチは、前記電磁コイルへ通電することにより、前記バルブを前記シートに当接させる方向に付勢する閉弁用スプリングの付勢力に抗して前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体とが吸着するように電磁力を発生させるようにすればよい。

電磁クラッチをこのように構成することにより、内開弁式の排気ガス再循環装置を実現することができる。

そして、この場合には、前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体は、前記電磁コイルの内側に配置されており、両磁性体の移動範囲が、前記電磁コイルからの磁束が両磁性体に流れる範囲内に制限されていることが望ましい。

このように駆動軸側磁性体とバルブシャフト側磁性体の移動範囲が制限されるよう両磁性体を配置することにより、電磁コイルからの磁束が両磁性体に確実に流れるため、両磁性体が対極に磁化される結果、電磁コイルからの漏洩磁束を低減することができる。従って、電磁コイルの小型化、ひいては排気ガス再循環装置の小型化を図ることができる。

また、電磁クラッチを介して駆動軸とバルブシャフトが連結されるため、モータの駆動制御によって駆動軸の進退量を調整することにより、バルブの開度調整を行うことができる。これにより、排気ガス再循環装置での流量調整が可能となる。

あるいは、本発明に係る排気ガス再循環装置においては、前記電磁クラッチは、前記電磁コイルへ通電することにより、前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体との間に作用する吸引力に抗して前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体とが反撥するように電磁力を発生させるようにしてもよい。

電磁クラッチをこのように構成することにより、外開弁式の排気ガス再循環装置を実現することができる。

そして、この場合には、前記バルブシャフト側磁性体は永久磁石を備えていることが望ましい。

これにより、電磁コイルへ通電した際に、駆動軸側磁性体とバルブシャフト側磁性体との間に発生する電磁力（反撥力）を強めて安定させることができる。その結果、駆動軸側磁性体とバルブシャフト側磁性体との距離を安定して一定に保つことができる。一方、電磁コイルへの通電を停止した際に、駆動軸側磁性体にバルブシャフト側磁性体を引き寄せて確実に吸着させることができる。これらのことにより、バルブの開閉を精度良く行うとともにバルブ遮断時の応答性も確保することができる。また、永久磁石をバルブシャフト側磁性体に内蔵することにより、磁石の損傷を確実に防止することができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置のいずれかにおいては、前記駆動軸と前記駆動軸側磁性体との間に調芯機構が設けられていることが望ましい。

このような調芯機構により、駆動軸が軸ずれしたり傾いた場合であっても、バルブシャフトに軸ずれや傾きが発生することを確実に防止することができる。従って、バルブシャフトの摺動性を向上させることができるため、バルブがスムーズに開閉するので流量精度を向上させることができる。また、閉弁時にはバルブがシートに隙間なく当接するので、閉弁時の漏れ量をなくすことができる。

また、本発明に係る排気ガス再循環装置のいずれかにおいては、前記モータのコイルと前記電磁コイルとが直列に配置されていることが望ましい。

このような構成にすることにより、モータのコイルへ通電する際には、電磁コイルを介してモータ側へ通電されるため、電磁クラッチ用の制御回路を不要にすることができる。つまり、モータと電磁クラッチとの駆動を制御するための制御回路を簡素化することができる。また、電磁クラッチの制御がモータへの通電に連動させて行うことができるため、電磁クラッチの制御を簡素化することができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、上記した通り、電磁クラッチに備わる電磁コイルが装置本体に固定されているため、配線に無理な力がかかったり、配線が部品間に挟まったりすること等がないので、配線の断線等を確実に防止することができる。

第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブの概略構成を示す断面図であり、バルブ全閉時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。電磁クラッチに備わる各磁性体のバルブ全閉時における位置を示す図である。電磁クラッチに備わる各磁性体のバルブ全開時における位置を示す図である。ＥＧＲバルブの制御回路の回路図である。ＥＧＲバルブに備わるコネクタ端子の配置図である。バルブ全開時におけるＥＧＲバルブの状態を示す図である。電磁コイルへの通電をオフしてバルブが閉じられたＥＧＲバルブの状態を示す図である。第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブの概略構成を示す断面図であり、バルブ全閉時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。バルブ全開時におけるＥＧＲバルブの状態を示す図である。電磁コイルへの通電をオフしてバルブが閉じられたＥＧＲバルブの状態を示す図である。

以下、本発明の排気ガス再循環装置を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明をＥＧＲガスをエンジンの吸気系に戻すためのＥＧＲバルブに適用したものである。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブについて、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブの概略構成を示す断面図である。図２は、電磁クラッチに備わる各磁性体のバルブ全閉時における位置を示す図である。図３は、電磁クラッチに備わる各磁性体のバルブ全開時における位置を示す図である。

図１に示すように、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブ１０は、内開弁タイプのＥＧＲバルブであり、ハウジング１１と、ハウジング１１内に移動可能に設けられたバルブ２０と、バルブ２０を進退（上下動）させるためのパルスモータ３０及び電磁クラッチ４０とを備えている。これらパルスモータ３０及び電磁クラッチ４０は、ハウジング１１の上方に配置されたバルブボディ１６内に収容されている。

ハウジング１１には、ＥＧＲガスが導入される導入口１２と、ＥＧＲガスが排出される排出口１３と、導入口１２と排出口１３とを連通する連通路１４とが形成されている。そして、連通路１４の途中に、バルブ２０が当接または離間するシート１５が形成されている。なお、バルブ２０が当接するシート１５のシート面は、連通路１４側に形成されている。

バルブ２０は、電磁クラッチ４０側（上方）に延設されたバルブシャフト２０ｓを有している。このバルブシャフト２０ｓは、電磁クラッチ４０を介してパルスモータ３０により進退させられるロッド２１と接続されている。このロッド２１が、本発明の駆動軸に相当する。ロッド２１の下側には、雄ねじ部２２が形成されている。また、ロッド２１の途中（雄ねじ部２２の上端付近）には、スプリング受け２３が形成されている。このスプリング受け２３は、上面がスプリング２４の受け面になっている。そして、スプリング受け２３とバルブボディ１６との間に、スプリング２４が縮設されており、ロッド２１は、このスプリング２４によって電磁クラッチ４０側（下方）に付勢されている。これにより、ロッド２１が進退する際に、雄ねじ部２２におけるバックラッシュをなくして、ロッド２１の移動量（バルブ開度に相当する）を精度良く制御するようになっている。また、ロッド２１の上側は、断面が小判状（二面幅形状）に形成されており、この部分に二面幅のブッシュ２５が嵌め込まれている。これにより、ロッド２１が進退する際に回転しないようにされている。

バルブ２０は逆円錐形状をなしており、この円錐面がシート１５のシート面に当接または離間するようになっている。このようなバルブ２０は、基本的にはパルスモータ３０によりロッド２１を駆動（上下動）させることで、シート１５に対して当接または離間して連通路１４が遮断または開放されるようになっている。

パルスモータ３０には、コイル３１及びマグネットロータ３２が備わっている。これにより、パルスモータ３０では、コイル３１に通電されると、マグネットロータ３２を所定ステップ数だけ回転するようになっている。マグネットロータ３２には、ロッド２１の雄ねじ部２２に螺合する雌ねじ部３３が形成されている。これにより、雌ねじ部３３とロッド２１の雄ねじ部２２とが螺合した状態において、マグネットロータ３２の回転運動がロッド２１のストローク運動に変換されるようになっている。このようにして、パルスモータ３０の回転を制御することにより、ロッド２１の移動量を制御することができる。

電磁クラッチ４０は、ロッド２１とバルブシャフト２０ｓとの間に配置されており、電磁コイル４１と、ロッド２１に接続する磁性体４２と、バルブシャフト２０ｓに接続する磁性体４３と、磁性体４２，４３間に縮設された閉弁用スプリング４４とを備えている。これにより、電磁クラッチ４０では、電磁コイル４１に通電されると、磁性体４２と磁性体４３とが吸引する方向に電磁力が発生して磁性体４２と磁性体４３とを吸着させる。この状態で、ロッド２１を移動させることにより、バルブ２０をシート１５に対して当接または離間させることができる。一方、電磁コイル４１への通電がオフされると、閉弁用スプリング４４が磁性体４２と磁性体４３とを離間させようとする。このとき、バルブ２０が開かれていると、閉弁用スプリング４４の付勢力により磁性体４３を介してバルブ２０が下方へ移動してシート１５に当接し、バルブ２０が瞬時に閉じられるようになっている。

電磁コイル４１は、バルブボディ１６に固定され、磁性体４２，４３は移動可能に電磁コイル４１の内側に配設されている。これら磁性体４２，４３の移動範囲は、電磁コイル４１からの磁束が両磁性体４２，４３に流れる範囲内に制限されている。具体的には、磁性体４２，４３は、バルブ全閉時には図２に示す位置に存在し、バルブ全開時には図３に示す位置に存在する。つまり、両磁性体４２，４３はバルブ２０の開閉に伴って、図２に示す下限位置から図３に示す上限位置の範囲内を移動する。そして、図２に示す下限位置あるいは図３に示す上限位置のいずれにおいても、図中矢印で示すように、電磁コイル４１から磁束が両磁性体４２，４３に流れるようになっている。従って、バルブ２０の開閉制御中において、電磁コイル４１から磁束が両磁性体４２，４３に流れている。

このように電磁コイル４１がバルブボディ１６に固定されているため、電磁コイル４１への配線４６をバルブボディ１６内に固定することができる。これにより、電磁コイル４１への配線４６を簡素化することができるとともに、配線４６に無理な力がかかったり、配線４６が部品間に挟まったりすること等がないので、配線４６の断線等を確実に防止することができる。

また、磁性体４２，４３の移動範囲が上記のように制限されているので、電磁コイル４１からの磁束が両磁性体４２，４３に確実に流れ、両磁性体４２，４３が確実に対極に磁化されるので、電磁コイル４１からの漏洩磁束を低減することができる。従って、電磁コイル４１の小型化、ひいてはＥＧＲバルブ１０の小型化を図ることができる。

そして、電磁クラッチ４０を介してロッド２１とバルブシャフト２０ｓが連結されるため、パルスモータ３０の駆動制御によってロッド２１の移動量を調整することにより、バルブ２０の開度調整を行うことができる。このため、ＥＧＲバルブ１０では、ＥＧＲガスの流量調整が可能となっている。

図１に戻って、磁性体４２の上面（ロッド２１側）には凹部４７が形成されており、この凹部４７にロッド２１の先端部が配置されている。つまり、ロッド２１の先端面と磁性体４２の凹部４７の底面とが当接しており、ロッド２１に対して磁性体４２は固定されていない。すなわち、磁性体４２とロッド２１とは別体となっている。これにより、ロッド２１の軸ずれや傾きが、磁性体４２ひいてはバルブシャフト２０ｓに伝わらないようになっている。つまり、このような構成が、バルブシャフト２０ｓの調芯機構として作用している。なお、磁性体４２に凹部４７を設けなくても、バルブシャフト２０ｓの調芯を行うことはできるが、磁性体４２に凹部４７を設けることにより、ロッド２１の軸ずれの発生を防止することができる。

ここで、パルスモータ３０及び電磁クラッチ４０の制御系について、図４及び図５を参照しながら簡単に説明する。図４は、ＥＧＲバルブの制御回路の回路図である。図５は、ＥＧＲバルブに備わるコネクタ端子の配置図である。

ＥＧＲバルブ１０では、図４に示すように、電磁クラッチ４０に備わる電磁コイル４１をパルスモータ３０と直列に接続している。具体的には、パルスモータ３０の電源供給配線（＋Ｂ配線）途中に電磁コイル４１を設けている。これにより、電磁コイル４１への通電は、パルスモータ３０のコイル３１への通電に連動して行われるため、電磁コイル４１への通電を制御するためのトランジスタを不要にすることができる。従って、ＥＧＲバルブ１０の制御回路にはパルスモータ３０の駆動を制御する（モータ各相への通電制御を行う）ための４つのトランジスタＴ１〜Ｔ４を設ければよい。よって、ＥＧＲバルブ１０の制御回路の構成を簡素化することができる。

そして、ＥＧＲバルブ１０と制御回路及び電源との電気的接続は、バルブボディ１６に設けられたコネクタ１７を介して行われる。このコネクタ１７には、図５に示すように、６本の端子が配置されている。具体的には、図中左上にトランジスタＴ２に接続する端子Ｓ２、図中左下にトランジスタＴ３に接続する端子Ｓ３、図中中央上下に電源に接続する端子＋Ｂ、図中右上にトランジスタＴ４に接続する端子Ｓ４、図中右下にトランジスタＴ１に接続する端子Ｓ１が配置されている。そして、上記したようにＥＧＲバルブ１０の制御回路では、電磁コイル４１への通電を制御するためのトランジスタをなくしたので、コネクタ１７の端子数も削減されている。このこともＥＧＲバルブ１０の小型化に貢献する。

続いて、上記した構成を有するＥＧＲバルブ１０の動作について、図１、図６及び図７を参照しながら説明する。図１は、バルブ全閉時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。図６は、バルブ全開時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。図７は、電磁コイルへの通電をオフしてバルブが閉じられたＥＧＲバルブの状態を示している。

まず、エンジンから排出された排気ガスの一部がＥＧＲガスとして導入口１２に導入される。そして、ＥＧＲガスをエンジンの吸気系に還流させる場合には、パルスモータ３０のコイル３１に通電され、トランジスタＴ１〜Ｔ４のスイッチング制御によってマグネットロータ３２が時計回りに回転する。そうすると、図６に示すように、マグネットロータ３２の雌ねじ部３３に螺合している雄ねじ部２２を介してロッド２１が上方へ移動する。なお、ロッド２１は、その形状（断面小判形状）とブッシュ２５の働きによって回転しない。このとき、電磁コイル４１にも通電されているため、磁性体４２と磁性体４３とが吸着している。そのため、ロッド２１の移動に伴ってバルブ２０が上方へ移動してシート１５から離間する。つまり、ＥＧＲバルブ１０は、バルブ２０が装置内側に向かって引き込まれて開く内開弁として作動する。これにより、連通路１４が開放されて導入口１２と排出口１３とが連通するので、ＥＧＲガスがＥＧＲバルブ１０から排出されてエンジンの吸気系に還流される。なお、エンジンの吸気系に還流させるＥＧＲガスの流量は、ロッド２１のストローク量を変化させることにより、バルブ２０とシート１５との距離（バルブ開度）を制御して調整する。

その後、エンジンの吸気系へのＥＧＲガスの還流を停止する場合には、トランジスタＴ１〜Ｔ４のスイッチング制御によってマグネットロータ３２が反時計回りに回転する。そうすると、図１に示すように、マグネットロータ３２の雌ねじ部３３に螺合している雄ねじ部２２を介してロッド２１がスプリング２４の付勢力によって、ロッド２１が下方へ移動する。このときも、磁性体４２と磁性体４３とが吸着しているため、ロッド２１の移動に伴ってバルブ２０が下方へ移動してシート１５に当接する。これにより、連通路１４が遮断されて導入口１２と排出口１３とが連通しなくなるので、ＥＧＲガスがＥＧＲバルブ１０から排出されなくなってエンジンの吸気系への還流が停止する。

ここで、ロッド２１は送りネジ機構により進退するため傾くおそれがあるが、磁性体４２とロッド２１とが別体となっているため、ロッド２１が傾いたとしても、磁性体４２及びバルブシャフト２０ｓが傾くことがない。このため、バルブシャフト２０ｓの摺動性をよくすることができるのでバルブ２０ｓがスムーズに開閉することができ、ＥＧＲガスの流量制御の精度を向上させることができる。また、閉弁時にはバルブ２０ｓがシート１５に隙間なく当接するので、閉弁時の漏れ量をなくすことができる。

そして、スロットルバルブが急激に閉じられた場合など、バルブ２０を瞬時に閉じる必要がある場合には、電磁コイル４１への通電をオフする。そうすると、電磁クラッチ４０において磁性体４２と磁性体４３とが吸引する電磁力が消滅するため、図７に示すように、閉弁用スプリング４４の付勢力によって磁性体４３が下方へ瞬時に移動する。この磁性体４３はバルブシャフト２０ｓに固定されているため、磁性体４３の移動に伴ってバルブ２０が下方へ瞬時に移動してシート１５に当接する。このように電磁コイル４１への通電をオフすることにより、バルブ２０を瞬時に閉じることができる。

以上、詳細に説明した通り、第１の実施の形態に係るＥＧＲバルブ１０によれば、電磁クラッチ４０に備わる電磁コイル４１をバルブボディ１６に固定しているため、電磁コイル４１への配線４６をバルブボディ１６内に固定することができる。従って、電磁コイル４１への配線４６が簡素化されるとともに配線４６の断線等を確実に防止することができる。

また、磁性体４２とロッド２１とを別体で構成しているため、ロッド２１が傾いたとしても、磁性体４２及びバルブシャフト２０ｓが傾くことがない。従って、バルブシャフト２０ｓの摺動性が向上するので、バルブ２０がスムーズに開閉するため、ＥＧＲガスの流量制御の精度を向上させることができる。また、閉弁時にはバルブ２０がシート１５に隙間なく当接するので、閉弁時の漏れ量をなくすことができる。

さらに、電磁クラッチ４０に備わる電磁コイル４１をパルスモータ３０と直列に接続しているため、電磁コイル４１への通電を制御するためのトランジスタを不要にすることができる。従って、ＥＧＲバルブ１０の制御回路の構成を簡素化することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブは、外開弁タイプのものである。そこで、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブについて、相違点を中心に図８〜図１０を参照しながら説明する。図８は、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブの概略構成を示す断面図であり、バルブ全閉時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。図９は、バルブ全開時におけるＥＧＲバルブの状態を示している。図１０は、電磁コイルへの通電をオフしてバルブが閉じられたＥＧＲバルブの状態を示している。なお、第１の実施の形態との共通点については図面に同一符号を付しその説明を適宜省略する。

図８に示すように、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブ１０ａでは、第１の実施の形態と比較して、バルブ、シート及びロッドの形状、電磁クラッチの構成が異なっている。
すなわち、バルブ２０ａは円錐形状をなしている。そして、バルブ２０ａが当接するシート１５ａは、シート面が導入口１２側に形成されている。また、ロッド２１ａは、上側に雄ねじ部２２が形成され、ロッド２１ａの途中（雄ねじ部２２の下端付近）に、スプリング受け２３が形成されている。このスプリング受け２３は、下面がスプリング２４の受け面になっている。そして、スプリング受け２３とバルブボディ１６との間に、スプリング２４が縮設されており、ロッド２１ａは、このスプリング２４によってパルスモータ３０側（上方）に付勢されている。このロッド２１ａの下側にはブッシュ２５が嵌め込まれており、第１の実施の形態と同様にしてロッドが回転しないようにされている。

また、電磁クラッチ４０ａは、電磁コイル４１と、ロッド２１ａに接続する磁性体４２ａと、バルブシャフト２０ｓに接続する磁性体４３ａと、磁性体４２ａから下方へ延設された断面形状が略逆Ｙ字状の非磁性体４５と、非磁性体４５とハウジング１１との間に縮設された当接用スプリング４９とを備えている。この当接用スプリング４９は、磁性体４２ａをロッド２１ａに当接させるためのものである。そして、磁性体４３ａには、永久磁石４８が設けられている。非磁性体４５は、磁性体４３ａが鉛直方向へ移動するようにガイド機能も担っている。

このような電磁クラッチ４０ａでは、電磁コイル４１に通電されると、磁性体４２ａと磁性体４３ａとが反撥する方向に電磁力が発生して磁性体４２ａと磁性体４３ａとを離間させる。具体的には、非磁性体４５のＹ字状先端部内側に当接するまで磁性体４３ａが下方へ移動して、磁性体４２ａと磁性体４３ａとが離間した状態となる。この状態で、ロッド２１ａを移動させることにより、バルブ２０ａをシート１５ａに対して当接または離間させることができる。一方、電磁コイル４１への通電がオフされると、永久磁石４８の磁力により、磁性体４３ａが上方へ移動して磁性体４２ａに吸着する。このとき、バルブ２０ａが開かれていると、磁性体４３ａの移動に伴ってバルブ２０ａが上方へ移動してシート１５に当接し、バルブ２０ａが瞬時に閉じられるようになっている。

ここで、電磁コイル４１は、バルブボディ１６に固定され、磁性体４２ａ，４３ａは移動可能に配置されている。本実施の形態では、磁性体４２ａは電磁コイル４１の内側に配設されているが、磁性体４３ａは電磁コイル４１の外側（下方）に配置されている。これにより、磁性体４３ａには、電磁コイル４１からの磁束が流れないようになっている。また、永久磁石４８を磁性体４３ａに内蔵しているため、永久磁石４８が損傷すること等を確実に防止することができる。

このように本実施の形態でも、電磁コイル４１がバルブボディ１６に固定されているため、電磁コイル４１への配線４６をバルブボディ１６内に固定することができる。これにより、電磁コイル４１への配線４６が簡素化され配線４６の断線等を確実に防止することができる。

また、磁性体４２ａとロッド２１ａとが別体となっている。これにより、ロッド２１ａの軸ずれや傾きが、磁性体４２ａひいてはバルブシャフト２０ｓに伝わらないようになっている。なお、パルスモータ３０及び電磁クラッチ４０ａの制御系は、第１の実施の形態と同様であるから、ＥＧＲバルブ１０ａの制御回路においても構成の簡素化が図られている。

そして、ＥＧＲバルブ１０ａにおいて、ＥＧＲガスをエンジンの吸気系に還流させる場合には、パルスモータ３０のコイル３１に通電され、トランジスタＴ１〜Ｔ４のスイッチング制御によってマグネットロータ３２が反時計回りに回転する。そうすると、図９に示すように、マグネットロータ３２の雌ねじ部３３に螺合している雄ねじ部２２を介してロッド２１ａが下方へ移動する。このとき、電磁コイル４１にも通電されているため、磁性体４２ａと磁性体４３ａとが反撥して両磁性体４２ａ，４３ａが所定の間隔で離間している。この状態で、ロッド２１ａが移動すると、電磁クラッチ４０ａを介してバルブ２０ａも下方へ移動してシート１５ａから離間する。つまり、ＥＧＲバルブ１０ａは、バルブ２０ａが装置外側に向かって押し出されて開く外開弁として作動する。これにより、連通路１４が開放されて導入口１２と排出口１３とが連通するので、ＥＧＲガスがＥＧＲバルブ１０ａから排出されてエンジンの吸気系に還流される。

このとき、エンジンの吸気系に還流させるＥＧＲガスの流量は、ロッド２１ａのストローク量を変化させることにより、バルブ２０ａとシート１５ａとの距離（バルブ開度）を制御して調整する。そして、本実施の形態では、磁性体４３ａに永久磁石４８を組み込んでいるため、両磁性体４２ａ，４３ａ間に生じる反撥力（電磁力）を強めて安定させることができる。そのため、電磁コイル４１へ通電が行われている間、両磁性体４２ａ，４３ａ間の距離を安定して一定に保つことができる。これにより、ＥＧＲバルブ１０ａにおいてＥＧＲガスの流量調整を精度良く行うことができる。

その後、エンジンの吸気系へのＥＧＲガスの還流を停止する場合には、トランジスタＴ１〜Ｔ４のスイッチング制御によってマグネットロータ３２が時計回りに回転する。そうすると、図８に示すように、マグネットロータ３２の雌ねじ部３３に螺合している雄ねじ部２２を介してスプリング２４の付勢力によって、ロッド２１ａが上方へ移動する。このときも、磁性体４２ａと磁性体４３ａとが反撥し合っているため、ロッド２１ａの移動に伴ってバルブ２０ａが上方へ移動してシート１５ａに当接する。これにより、連通路１４が遮断されて導入口１２と排出口１３とが連通しなくなるので、ＥＧＲガスがＥＧＲバルブ１０ａから排出されなくなってエンジンの吸気系への還流が停止する。

ここで、ロッド２１ａも送りネジ機構により進退するため傾くおそれがあるが、磁性体４２ａとロッド２１ａとが別体となっているため、ロッド２１ａに軸ずれや傾きが発生したとしても、磁性体４２ａ及びバルブシャフト２０ｓが傾くことがない。このため、バルブシャフト２０ｓの摺動性が向上するのでバルブ２０ａがスムーズに開閉するため、ＥＧＲガスの流量制御の精度を向上させることができる。また、閉弁時にはバルブ２０ａがシート１５ａに隙間なく当接するので、閉弁時の漏れ量をなくすことができる。

そして、スロットルバルブが急激に閉じられた場合など、バルブ２０ａを瞬時に閉じる必要がある場合には、電磁コイル４１への通電をオフする。そうすると、電磁クラッチ４０ａにおいて磁性体４２ａと磁性体４３ａとを反撥させる電磁力が消滅するため、図１０に示すように、永久磁石４８の磁力によって、磁性体４３ａが上方へ瞬時に移動して磁性体４２ａに吸着する。この磁性体４３ａはバルブシャフト２０ｓに固定されているため、磁性体４３ａの移動に伴ってバルブ２０ａが上方へ瞬時に移動してシート１５ａに当接する。このように電磁コイル４１への通電をオフすることにより、バルブ２０ａを瞬時に閉じることができる。

以上、詳細に説明した通り、第２の実施の形態に係るＥＧＲバルブ１０ａによれば、電磁コイル４１への配線４６が簡素化されるとともに配線４６の断線等を確実に防止することができる外開弁タイプのＥＧＲバルブを構成することができる。そして、このＥＧＲバルブ１０ａにおいても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、導入口１２から排出口１３へＥＧＲガスが流れるようにしているが、これとは逆に排出口１３から導入口１２へＥＧＲガスを流すこともできる。
また、上記した実施の形態では、マグネットローラ３２の回転方向は、時計回りで説明しているが、もちろんこれとは逆方向つまり反時計回りであってもよい。

１０ＥＧＲバルブ
１５シート
１６バルブボディ
２０バルブ
２０ｓバルブシャフト
２１ロッド
２２雄ねじ部
３０パルスモータ
３１コイル
３３雌ねじ部
４０電磁クラッチ
４１電磁コイル
４２磁性体
４３磁性体
４４閉弁用スプリング
４６配線

Claims

エンジンから排出される排気ガスを導入する導入口と、排気ガスの一部を吸入空気に混入するためにエンジンの吸気系に排出する排出口と、前記導入口と前記排出口とを連通する連通路と、前記連通路に設けられたシートと、前記シートに当接または離間するバルブが一端に取り付けられたバルブシャフトと、モータにより進退される駆動軸と、前記バルブシャフトと前記駆動軸との間に配置された電磁クラッチとを備える排気ガス再循環装置において、
前記電磁クラッチは、前記駆動軸側に設けられた駆動軸側磁性体と、前記バルブシャフト側に設けられたバルブシャフト側磁性体と、前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体との間に前記バルブを前記シートから離間させる方向に電磁力を発生させる電磁コイルとを有し、
前記電磁コイルが装置本体に固定されている
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項１に記載する排気ガス再循環装置において、
前記電磁クラッチは、前記電磁コイルへ通電することにより、前記バルブを前記シートに当接させる方向に付勢する閉弁用スプリングの付勢力に抗して前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体とが吸着するように電磁力を発生させる
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項２に記載する排気ガス再循環装置において、
前記前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体は、前記電磁コイルの内側に配置されており、両磁性体の移動範囲が、前記電磁コイルからの磁束が両磁性体に流れる範囲内に制限されている
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項１に記載する排気ガス再循環装置において、
前記電磁クラッチは、前記電磁コイルへ通電することにより、前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体との間に作用する吸引力に抗して前記駆動軸側磁性体と前記バルブシャフト側磁性体とが反撥するように電磁力を発生させる
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項４に記載する排気ガス再循環装置において、
前記バルブシャフト側磁性体は永久磁石を備えている
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項１から請求項５に記載するいずれか１つの排気ガス再循環装置において、
前記駆動軸と前記駆動軸側磁性体との間に調芯機構が設けられている
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。
請求項１から請求項６に記載するいずれか１つの排気ガス再循環装置において、
前記モータのコイルと前記電磁コイルとが直列に配置されている
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。