JP2012122425A - 排気ガス循環装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 バルブモジュールは、最終ギヤ16からモータトルクを受けて第1バルブ1の回転軸11と一体回転するカムプレート4と、このカムプレート4からモータトルクを受けて第2バルブ2の回転軸12と一体回転するリンクレバー5と、カムプレート4のカム溝53内に移動自在に挿入されるピボットピン6と、このピボットピン6に支持されるローラ7とを備えている。そして、カムプレート4のカム突出片51、52の開放端部61、62およびカム溝開口部63を、カムプレート4のカム突出片51、52における、中間ギヤ15とオーバーラップするオーバーラップ部のうち、第2バルブ2の開閉動作に不要な部分を削除(除去)することにより、カムプレート4の体格が小さくなる。
【選択図】 図3
Description
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)の燃焼室より排出される排気ガス中に含まれる有害物質(例えば窒素酸化物:NOx)の低減を図るという目的で、排気ガスの一部であるEGRガスを排気通路から吸気通路へ再循環(還流)させる排気ガス還流管(EGRパイプ)を備えた排気ガス循環装置(EGRシステム)が公知である。
このEGRシステムとして、ターボ過給機のタービンよりも上流側の排気通路から排気ガスの一部(EGRガス)を取り出す高圧ループEGRシステムと、ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路からEGRガスを取り出す低圧ループEGRシステムとを併設する構造が用いられるようになってきている。
エンジンの低中負荷領域では、エキゾーストマニホールド内の排気ガス圧力に比べて、インテークマニホールド内の吸入空気圧力(過給圧)が低く、両マニホールド間の差圧が大きいため、高圧ループEGRシステムで比較的に多くのEGRガスを還流させることができる。しかし、エンジンの高負荷領域では、ターボ過給機の過給のためにインテークマニホールド内の吸入空気圧力が上昇して両マニホールド間の差圧が小さくなるため、高圧ループEGRシステムのみではEGRガスを還流し難くなる。
これに対し、低圧ループEGRシステムは、ターボ過給機の過給による吸入空気圧力の上昇の影響を受けないので、高負荷時においても十分なEGRガスの流量を確保することができる。
そこで、低圧ループEGRシステムにおいて、EGRパイプと吸入空気管との合流部よりも上流側の吸気通路に吸気絞り弁を設け、低圧ループEGRシステムを使用して多量のEGRガスを還流させる運転領域では、吸気絞り弁を閉じて排気通路側と吸気通路側との差圧を大きくすることが考えられる。
なお、EGRパイプ中には、EGRガスの流量を開閉動作により調整するEGR制御弁が設置されている。
以上のように、EGR制御弁と吸気絞り弁を備えた低圧ループEGRシステムでは、EGR制御弁を駆動するアクチュエータと、吸気絞り弁を駆動するアクチュエータとが必要になる。すなわち、アクチュエータが2つ必要となるので、コストを上昇させる要因となっていた。
この低圧ループEGRシステムは、1つの電動アクチュエータの駆動軸の中間部にEGR制御弁を支持固定し、その駆動軸の先端にカムプレートを連結し、カムプレートのカム溝内にローラを移動自在に挿入し、そのローラを支持する支持ピンを有するアームを設置し、このアームに従動軸を固定し、従動軸で吸気絞り弁を支持固定することで、カムプレート、ローラ、アームを介して、駆動軸と従動軸とを結合させて連動させている。
これにより、動作パターンの異なるEGR制御弁と吸気絞り弁を1つのアクチュエータで駆動している。
ところが、従来の低圧ループEGRシステムにおいては、アームの支持ピンに支持されたローラのカム溝からの脱落を防止するという目的で、カム溝全周を囲う形状となっており、カムプレートの体格が大きいものとなっている。これにより、カムプレートの搭載スペースを確保するために、装置全体の体格が大型化してしまい、自動車等の車両への搭載性が低下するという問題が生じている。
ここで、図8および図9は、発明者が試作検討した、動作パターンの異なる2つの第1、第2バルブ101、102を1つの電動アクチュエータで駆動するようにした低圧ループEGRシステム(比較例1)を示したものである。
なお、第1バルブ101はEGR制御弁の弁体であり、第2バルブ102は吸気絞り弁の弁体である。
電動アクチュエータは、2つの第1、第2バルブ101、102の各回転軸111、112を駆動する駆動力を発生する電動モータ113、およびこの電動モータ113の回転を2段減速する減速機構(3つのギヤ114〜116)等を有している。ギヤ116は、カムプレート104の外周部に固定されている。
バルブハウジング103の内部には、EGRガス導入流路121、吸入空気導入流路122、合流部123および連通流路124が形成されている。
リンクレバー105は、カムフレーム132からモータトルクを受けて第2バルブ102の回転軸112と一体回転する。ピボットピン106は、リンクレバー105に固定されている。ローラ107は、ピボットピン106に回転自在に支持されて、カムフレーム132のカム溝133に沿って案内される。
また、EGR制御弁の弁体である第1バルブ101が全閉位置付近にある時、図8に示したように、カムプレート104と電動アクチュエータ(特にギヤ116)とがオーバーラップし、カムプレート104と電動アクチュエータとの干渉を防ぐのに必要な回転軸方向の隙間(空間的な余裕)が非常に狭く、カムプレート104と電動アクチュエータとが干渉する懸念がある。これにより、カムプレート104と電動アクチュエータとの干渉の余裕度を上げるために、低圧ループEGRシステム(装置)全体の体格をより大型化する必要がある。
したがって、低圧ループEGRシステム全体の体格の大型化に伴い、バルブユニットの搭載性をより悪化させる要因となっている。
第1バルブは、第1流路を開閉して第1流路を流れる排気ガスまたは吸入空気(の流量)を制御するように構成されている。
第2バルブは、第2流路を開閉して第2流路を流れる吸入空気または排気ガス(の流量)を制御するように構成されている。
カム部材は、第1バルブを連動可能(例えばカム部材と一体回転可能)となるように連結している。また、カム部材は、このカム部材の回転に連動してリンク部材を駆動するカム溝、およびこのカム溝の形成方向の一端側に形成されて、カム部材外部に向けて開放された開放端部を有している。
リンク部材は、第2バルブを連動可能(例えばリンク部材と一体回転可能)となるように連結している。また、リンク部材は、カム溝に沿って案内されるローラを有している。
これによって、アクチュエータとオーバーラップする部分、および第2バルブの全動作範囲に渡ってローラが侵入しない不要なカム溝部分を有するカム部材を備えた従来の技術と比べて、カム部材の体格を小型化でき、且つカム部材とアクチュエータとの干渉を防止(抑制)できる。
また、カム部材とアクチュエータとの回転軸方向の隙間を拡大することなく、カム部材とアクチュエータとの干渉の余裕度を向上できるので、装置全体の体格を小型化することができる。これにより、例えば車両に対する装置の搭載性を向上することができる。
請求項3に記載の発明によれば、カム突出片は、カムベースと比べて強度が低い低強度部を構成している。そして、カム部材は、カム突出片の自由端部をカムベースに連結するブリッジ状の補強部を有している。これにより、低強度部であるカム突出片が補強されるため、カム部材全体の機械的な強度が向上し、カム部材の動作信頼性や耐久性が高くなる。
請求項4に記載の発明によれば、ローラと干渉しない位置にブリッジ状の補強部を設置しているので、ブリッジ状の補強部とローラとの干渉を防止でき、カム部材とリンク部材の動作信頼性を向上することができる。
また、プレート状の補強部に対して、カム部材のカム溝側面とローラの外周面との間へのダストの侵入を防止(抑制)するダスト侵入防止カバーとしての効果も付与できる。
請求項6に記載の発明によれば、ローラと干渉しない位置にプレート状の補強部を設置しているので、プレート状の補強部とローラとの干渉を防止でき、カム部材とリンク部材の動作信頼性を向上することができる。
請求項8に記載の発明によれば、カム部材のカム溝は、第2バルブの動作パターンに対応した形状のカムプロフィールを備えている。この場合、アクチュエータの動力をカム部材に伝えると、2つの第1、第2バルブが互いに独立して開閉動作する。
請求項9に記載の発明によれば、リンク部材は、ローラを介して、カム部材からアクチュエータの動力を受ける支軸を有している。この支軸は、カム部材のカム溝内に移動可能に挿入されている。
本発明は、カム部材の体格を小型化し、カム部材とアクチュエータ(例えば動力伝達機構の構成部品)との干渉を防止し、装置全体の体格を小型化するという目的を、カム部材(またはカム溝)の開放端部を、カム部材におけるアクチュエータとオーバーラップする部分のうち、第2バルブの全動作範囲(全移動範囲)に渡ってローラが侵入しない不要なカム溝部分を削除(除去)することで実現(構成)した。
図1ないし図5は本発明の実施例1を示したもので、図1は排気ガス循環装置(低圧ループEGRシステム)のバルブモジュールを示した図で、図2および図3は低圧EGR制御弁を全閉し、吸気絞り弁を全開した状態を示した図で、図4および図5は低圧EGR制御弁を全開し、吸気絞り弁を全閉した状態を示した図である。
ここで、エンジンとして、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。
エンジンの各気筒毎の燃焼室には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ連通している。また、エンジンの各気筒には、インテークマニホールドおよびエキゾーストマニホールドが接続されている。また、エンジンの各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射供給するインジェクタが搭載されている。
エキゾーストマニホールドに接続される排気管には、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置が設置されている。また、エキゾーストマニホールドおよび排気管の内部には、エンジンの排気ポートに連通する排気通路が形成されている。
ここで、低圧ループEGRシステムには、吸気管の途中、つまりEGRガスパイプとの接続部にバルブモジュールが組み込まれている。このバルブモジュールは、第1制御弁(排気ガス制御弁)の弁体である第1バルブ1と第2制御弁(吸気絞り弁)の弁体である第2バルブ2とを1つのバルブハウジング3に搭載したEGRバルブモジュールである。
バルブハウジング3には、2つの第1、第2導入流路21、22、合流部23および1つの連通流路24が形成されている。このバルブハウジング3には、内部に第1軸受け孔が形成された円筒状の第1軸受け保持部(ベアリングホルダ)25、および内部に第2軸受け孔が形成された円筒状の第2軸受け保持部(ベアリングホルダ)26が一体的に設けられている。
第1バルブ1は、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属により形成されている。この第1バルブ1は、第1導入流路21の内部に回転自在に収容される円板状の第1バルブ本体である。また、第1バルブ1は、全閉位置から全開位置に至るまでの動作可能範囲で回転動作(開閉動作)されることで、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する吸入空気の全流量に対するEGRガス量の比率であるEGR率を可変制御する機能を有している。
なお、第1バルブ1は、回転軸11のバルブ保持部に溶接固定されている。
第1バルブ1の回転軸11は、第1バルブ1と同様に耐熱性金属により形成されている。この回転軸11は、第1バルブ1を支持固定する第1シャフトである。また、回転軸11は、第1軸受け部材(オイルシール31、ブッシュ32、ベアリング33等)を介して、バルブハウジング3の第1軸受け孔に回転自在に支持されている。この回転軸11の中心軸線は、第1バルブ1の回転中心を構成し、且つカムプレート4の回転中心を構成している。
第2バルブ2は、第1バルブ1と同様な耐熱性金属または耐熱性合成樹脂により形成されている。この第2バルブ2は、第2導入流路22および合流部23の内部に回転自在に収容される円板状の第2バルブ本体である。また、第2バルブ2は、全開位置から全閉位置に至るまでの動作可能範囲で回転動作(開閉動作)されることで、合流部23に所定の負圧を発生させる機能を有している。
なお、第2バルブ2は、回転軸12のバルブ保持部に形成されたバルブ挿入孔内に差し込まれた状態で、回転軸12のバルブ保持部に締結ネジにより締結固定されている。
第1導入流路21は、内部をEGRガスが流れるEGRガス導入流路(第1流路)である。この第1導入流路21は、EGRガスパイプ内に形成されるEGRガス流路を介して、ターボチャージャのタービンまたは排気浄化装置よりも下流側の排気通路に連通している。バルブハウジング3の上流端、つまり第1導入流路21の排気流方向の上流端には、EGRガスパイプからバルブハウジング3内にEGRガスを導入するためのEGRガス(排気)導入ポート(第1ポート)が形成されている。
連通流路24は、内部を吸入空気とEGRガスとの混合ガスあるいは吸入空気が流れる混合ガス導出流路(第3流路)である。この連通流路24は、エンジン側の吸気管内に形成される吸気通路を介して、ターボチャージャのコンプレッサに連通している。バルブハウジング3の下流端、つまり連通流路24の吸気流方向の下流端には、バルブハウジング3からエンジン側の吸気管内に混合ガスまたは吸入空気を導出するための混合ガス導出ポート(第3ポート)が形成されている。
第2軸受け保持部26は、オイルシール34、ブッシュ35、ベアリング36の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。この第2軸受け保持部26の内部には、吸気絞り弁の回転軸方向に延びる第2軸受け孔が形成されている。
電動アクチュエータは、図3および図5に示したように、動力源である電動モータ13と、この電動モータ13の回転を2段減速する減速機構と、2つの第1、第2バルブ1、2を閉弁方向、開弁方向に付勢するコイルスプリング18、19とを備えている。
電動モータ13は、電力の供給を受けてトルクを発生する。この電動モータ13は、モータハウジング37のモータ収容空間内に収容保持されている。そして、電動モータ13は、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
中間ギヤ15は、中間ギヤシャフト17の外周に回転自在に嵌め合わされている。この中間ギヤ15は、中間ギヤシャフト17の周囲を円周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部の外周には、円環状の最大外径部(径大部)が一体的に形成されている。
中間ギヤ15の径大部の外周には、ピニオンギヤ14の凸状歯39と噛み合う複数の凸状歯(大径ギヤ部)41が円周方向全体に形成されている。また、円筒部(径小部)の外周には、最終ギヤ16と噛み合う複数の凸状歯(小径ギヤ部)42が円周方向全体に形成されている。
中間ギヤシャフト17は、モータハウジング37の嵌合孔に打ち込まれてモータハウジング37の嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト17の中心軸線は、中間ギヤ15の回転中心を構成している。
コイルスプリング19は、バルブハウジング3の第2軸受け保持部(円筒部)26の外周およびリンクレバー5に一体形成された円筒部46の外周に螺旋状に巻装されている。
カムプレート4は、上述した最終ギヤ16と、この最終ギヤ16からモータトルクを受けて第1バルブ1の回転軸11と一体回転するカムベース47、およびモータトルクをリンクレバー5へ伝えるカムフレーム48を有している。
また、カムベース47の第1出力部には、第1バルブ1の回転軸11が嵌合する嵌合孔49が形成されている。これにより、第1バルブ1の回転軸11が、カムプレート4の第1出力部に一体回転可能に連結される。
カム突出片51、52は、カムベース47よりも半径方向外側で、且つカム溝53の形成方向に湾曲しながら延長されている。カム突出片51は、カムベース47の外周部から外部へ突出している。カム突出片52は、カムベース47の外周部からカム溝53の形成方向の第2バルブ全閉側へ向かって延長されている。
カム溝53は、互いに曲率半径と曲率中心とが異なる複数(2つ)の円弧溝54、55を組み合わせることで、カムプレート4の回転に対応して第1バルブ1と異なる動作パターンで第2バルブ2の回転軸12を回転駆動可能となるように形成されている。このカム溝53の溝幅方向の両側面には、第1バルブ1と異なる第2バルブ2の動作パターンに対応した形状のカムプロフィールが設けられている。
カム溝53の円弧溝54は、カムプレート4の回転中心を曲率中心とし、所定の曲率半径を有している。また、カム溝53の円弧溝55は、カムプレート4の回転中心と異なる部位を曲率中心とし、円弧溝54よりも小さい曲率半径を有している。
円弧溝55は、カムプレート4の回転角度が、中間値(例えば50°)から最大値(例えば90°)まで変化する間、第1バルブ1の開弁動作に対して第2バルブ2を閉弁動作させるように、2つの第1、第2バルブ1、2を連動させる連動区間(カム溝53における連動区間)を表す。なお、円弧溝55の溝側面は、カム突出片51の外側面に形成されている。また、円弧溝54、55の溝側面は、カム突出片52の内側面に形成されている。
そして、カム溝53の円弧溝55の形成方向の第2バルブ全閉側(一端側)端には、カムプレート4の外部に向けて開放された開放端部(カムプレート4のカム突出片51、52の開放端部)61、62が設けられている。なお、カムプレート4のカム突出片51、52には、カムプレート4の端面(開放端部61、62)で開口したカム溝開口部63が形成されている。
また、カムプレート4のカム溝53における、ローラ7の移動範囲の一方側の限界位置(第2バルブ2の全閉位置)から開放端部61、62の端面(カム溝開口部63)までの距離は、ローラ7のカム溝53からの脱落を回避可能な余裕代を考慮したものとなっている。つまりカム溝53の形成方向のサイズは、ローラ7の全移動範囲(第1バルブ1の全閉位置で、且つ第2バルブ2の全開位置から第1バルブ1の全開位置で、且つ第2バルブ2の全閉位置までの円弧溝54、55の中心軸線距離)に余裕代を加えたものとなっている。
リンクレバー5の入力部には、ピボットピン6が嵌合する嵌合孔71が形成されている。
リンクレバー5の出力部には、回転軸12が嵌合する嵌合孔72が形成されている。これにより、第2バルブ2の回転軸12が、リンクレバー5の出力部に一体回転可能に連結される。
ピボットピン6は、金属によって所定の形状に形成されており、リンクレバー5の嵌合孔71に打ち込まれてリンクレバー5の入力部に圧入固定されている。このピボットピン6の中心軸線は、ローラ7の回転中心を構成している。
ローラ7は、金属によって円筒形状に形成されており、ピボットピン6の外周に回転自在に嵌め合わされている。このローラ7は、ピボットピン6の周囲を円周方向に取り囲むように円筒部を有している。
次に、本実施例の低圧ループEGRシステムに組み込まれるバルブモジュールの作動を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
ここで、電動モータ13への電力供給が成されていない場合には、コイルスプリング18の付勢力(スプリング力)によって第1導入流路21を全閉する全閉姿勢となるように第1バルブ1の開度が設定される。つまり第1バルブ1が全閉状態となっており、第1導入流路21が閉鎖される。
このとき、コイルスプリング19の付勢力(スプリング力)によって第2導入流路22および合流部23を全開する全開姿勢となるように第2バルブ2の開度が設定される。つまり第2バルブ2が全開状態となっており、第2導入流路22および合流部23が開放される。
これにより、EGRガスが新気(エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気)に混入しない。
これによって、電動モータ13のモータシャフトが全開方向に回転する。これにより、電動モータ13のトルク(モータトルク)が、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15および最終ギヤ16に伝達される。そして、最終ギヤ16からモータトルクが伝達されたカムプレート4が、最終ギヤ16の回転に伴って所定の回転角度(最終ギヤ16の作動角度と等しい回転角度)だけ開弁方向に回転する。
これによって、カムプレート4の回転角度が最小値から中間値までの範囲内の所定値(所定の回転角度)に変更され、リンクレバー5の回転角度は第2バルブ2の全開状態を維持する角度に止まるため、第1バルブ1がエンジンの運転状況に対応した開度分だけ開き、第2バルブ2は全開状態を継続する。これにより、2つの第1、第2導入流路21、22は開放される。
一方、エアクリーナで濾過された吸入空気は、バルブハウジング3の吸入空気導入ポートから流入し、バルブハウジング3の第2導入流路22を通ってバルブハウジング3の合流部23に導入される。
そして、合流部23および連通流路24内でEGRガスと吸入空気とが混合されて混合ガスとなり、エンジン側の吸気管およびインテークマニホールド内に形成される吸気通路を通って、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに流入し、各吸気ポートからエンジンの各気筒毎の燃焼室に導入される。
これによって、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質(例えばNOx)の低減が図られる。
これによって、電動モータ13のモータシャフトがさらに全開方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15および最終ギヤ16に伝達される。そして、最終ギヤ16からモータトルクが伝達されたカムプレート4が、最終ギヤ16の回転に伴って所定の回転角度だけさらに開弁方向に回転する。
すると、カムプレート4および回転軸11の回転に伴って第1バルブ1が回転軸11を中心にして全開方向に回転するのとは逆に、回転軸12の回転に伴って第2バルブ2が回転軸12を中心にして閉弁方向に回転する。
したがって、低圧ループEGRシステムを使用して多量のEGRガスを還流させる運転領域では、第1バルブ1を開き、第2バルブ2を閉じて、排気通路側と吸気通路側との差圧を大きくすることができるので、低圧ループEGRシステムを使用して多量のEGRガスをエンジンの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室へ還流することができる。
以上のように、本実施例の低圧ループEGRシステムに使用されるバルブモジュールは、カムプレート4の体格を小型化(コンパクト化)して、リンクレバー5に固定されたピボットピン6に支持されるローラ7を案内するカム溝53を有するカムプレート4と、電動モータ13および減速機構(3つの減速ギヤ14〜16)を備えた電動アクチュエータ(特に中間ギヤ15)との干渉を防止するという目的で、低圧EGR制御弁の弁体である第1バルブ1と、吸気絞り弁の弁体である第2バルブ2と、2つの第1、第2バルブ1、2を搭載したバルブハウジング3と、最終ギヤ16からモータトルクを受けて第1バルブ1の回転軸11と一体回転するカムプレート4と、このカムプレート4からモータトルクを受けて第2バルブ2の回転軸12と一体回転するリンクレバー5と、カムプレート4のカム溝53内に移動自在に挿入されるピボットピン6と、このピボットピン6に支持されるローラ7とを備えている。
また、カムプレート4と中間ギヤ15との回転軸方向の隙間を拡大することなく、カムプレート4と電動アクチュエータとの干渉の余裕度を向上できるので、バルブモジュール全体の体格を小型化することができる。これにより、例えば自動車等の車両のエンジンルームに対するバルブモジュールの搭載性を向上することができる。
そして、電動アクチュエータの電動モータ13は、ECUによって通電制御されるように構成されている。
そこで、上記の不具合を解消するという目的で、カムプレート4のカム突出片51、52の自由端部同士を連結してカム突出片52の自由端部をカムベース47側のカム突出片51に連結するブリッジ状の補強部である補強ステー8を設けている。
また、カムプレート4に対する補強ステー8の固定方法としては、図6に示したように、カムプレート4とは別体の補強ステー8を金属によって製作し、この金属製の補強ステー8を金属製のカムプレート4のカム突出片51、52の自由端部に溶接固定する方法が採用されている。なお、補強ステー8をカムプレート4に一体的に形成し、ピボットピン6およびローラ7と干渉しないようにするため、カム溝53よりも外部に位置するように補強ステー8を段差プレス加工しても良い。
また、ピボットピン6およびローラ7と干渉しない位置に補強ステー8を設置しているので、ピボットピン6およびローラ7と補強ステー8との干渉を確実に防止することができる。これにより、カムプレート4とリンクレバー5の動作信頼性を向上することができる。
そして、電動アクチュエータの電動モータ13は、ECUによって通電制御されるように構成されている。
また、カムプレート4に対する補強プレート9の固定方法としては、実施例2と同様に、カムプレート4とは別体の補強プレート9を金属によって製作し、この金属製の補強プレート9を金属製のカムプレート4のカムベース47の外周部およびカム突出片51、52に溶接固定する方法が採用されている。なお、補強プレート9をカムプレート4に一体的に形成し、ピボットピン6およびローラ7と干渉しないようにするため、カム溝53よりも外部に位置するように補強プレート9を段差プレス加工しても良い。
また、ピボットピン6およびローラ7と干渉しない位置に補強プレート9を設置しているので、ピボットピン6およびローラ7と補強プレート9との干渉を確実に防止することができる。これにより、カムプレート4とリンクレバー5の動作信頼性を向上することができる。また、カム溝53の溝面全体を覆う補強プレート9に対して、カムプレート4のカム溝53の溝側面とローラ7の外周面との間へのダスト(例えばギヤ摩耗粉等)の侵入を防止(抑制)するダスト侵入防止カバーとしての効果も付与できる。
本実施例では、本発明の排気ガス循環装置を、低圧ループEGRシステムのバルブモジュール(低圧EGR制御弁と吸気絞り弁とのバルブユニットを含む)に適用しているが、本発明の排気ガス循環装置を、高圧ループEGRシステムのバルブモジュール(高圧EGR制御弁とスロットル弁とのバルブユニットを含む)に適用しても良い。
また、自動車等の車両に搭載される内燃機関(例えば走行用エンジン)として、ディーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンを用いても良い。また、内燃機関(エンジン)として、多気筒エンジンだけでなく、単気筒エンジンを用いても良い。
本実施例では、第1導入流路(第1流路)21の内部を排気ガス(EGRガス)が流通し、第2導入流路(第2流路)22の内部を吸入空気が流通するように構成しているが、第1導入流路(第1流路)21の内部を吸入空気が流通し、第2導入流路(第2流路)22の内部を排気ガスが流通するように構成しても良い。この場合、第1流路を流れる吸入空気(の流量)を開閉動作により制御する第1バルブが吸気絞り弁の弁体となり、また、第2流路を流れる排気ガス(の流量)を開閉動作により制御する第2バルブが低圧EGR制御弁の弁体となる。
また、カムプレート4のカム溝53からのローラ7の脱落を確実に防止するという目的で、カムプレート4または最終ギヤ16の第2バルブ全閉側(または第2バルブ全開側)への回転動作を規制するストッパをモータハウジング37またはカバー38に設けても良い。
2 第2バルブ
3 バルブハウジング
4 カムプレート(カム部材)
5 リンクレバー(リンク部材)
6 ピボットピン(リンク部材の支軸)
7 ローラ
8 補強ステー(ブリッジ状の補強部)
9 補強プレート(プレート状の補強部)
11 第1バルブの回転軸
12 第2バルブの回転軸
13 電動モータ
14 ピニオンギヤ(動力伝達機構(減速機構)の構成部品)
15 中間ギヤ(動力伝達機構(減速機構)の構成部品)
16 最終ギヤ(動力伝達機構(減速機構)の構成部品)
21 第1導入流路(第1流路)
22 第2導入流路(第2流路)
23 合流部
24 連通流路
47 カムベース
48 カムフレーム
51 カム突出片
52 カム突出片
53 カムプレートのカム溝
54 カム溝の円弧溝
55 カム溝の円弧溝
61 カム突出片(カム溝)の開放端部(自由端部)
62 カム突出片(カム溝)の開放端部(自由端部)
63 カム溝開口部
Claims (9)
- 内燃機関の排気ガスを吸入空気と混入して前記内燃機関へ還流させる排気ガス循環装置において、
(a)2つの第1、第2流路を1つの流路に合流させる合流部を有するハウジングと、 (b)このハウジングの内部に回転自在に収容されて、前記2つの第1、第2流路をそれぞれ開閉する2つの第1、第2バルブと、
(c)これら2つの第1、第2バルブを開閉動作させるアクチュエータと、
(d)前記2つの第1、第2バルブのうちの一方の第1バルブを連動可能となるように連結し、前記アクチュエータの動力を受けて回転するカム部材と、
(e)前記2つの第1、第2バルブのうちの他方の第2バルブを連動可能となるように連結し、前記カム部材を介して前記アクチュエータの動力を受けて回転するリンク部材とを備え、
前記カム部材は、このカム部材の回転に連動して前記リンク部材を駆動するカム溝、およびこのカム溝の形成方向の一端側に形成されて、前記カム部材外部に向けて開放された開放端部を有し、
前記リンク部材は、前記カム溝に沿って案内されるローラを有し、
前記開放端部は、前記カム部材における前記アクチュエータとオーバーラップするオーバーラップ部のうち、前記第2バルブの動作に不要な部分を削除することで形成されることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項1に記載の排気ガス循環装置において、
前記カム部材は、その回転中心部を含むカムベース、およびこのカムベースよりも径方向外側で前記カム溝の形成方向に延びるカム突出片を有していることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項2に記載の排気ガス循環装置において、
前記カム突出片は、前記カムベースと比べて強度が低い低強度部を構成しており、
前記カム部材は、前記カム突出片の自由端部を前記カムベースに連結するブリッジ状の補強部を有していることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項3に記載の排気ガス循環装置において、
前記補強部は、前記ローラと干渉しない位置に設置されていることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項2に記載の排気ガス循環装置において、
前記カム突出片は、前記カムベースと比べて強度が低い低強度部を構成しており、
前記カム部材は、前記カム溝の溝面全体を覆うプレート状の補強部を有していることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項5に記載の排気ガス循環装置において、
前記補強部は、前記ローラと干渉しない位置に設置されていることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の排気ガス循環装置において、
前記カム溝は、曲率半径と曲率中心が異なる複数の円弧溝を組み合わせることで、前記カム部材の回転に対応して前記第1バルブと異なる動作パターンで前記第2バルブを回転駆動可能となるように形成されていることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の排気ガス循環装置において、
前記カム溝は、前記第2バルブの動作パターンに対応した形状のカムプロフィールを有していることを特徴とする排気ガス循環装置。 - 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の排気ガス循環装置において、
前記リンク部材は、前記カム溝内に移動可能に挿入されて、前記ローラを介して前記カム部材から前記アクチュエータの動力を受ける支軸を有していることを特徴とする排気ガス循環装置。
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