JP2013057259A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気絞り弁の軸方向寸法の短縮化を図り、ハウジングに形成される吸気通路の機械加工を容易にする。
【解決手段】吸気絞軸受部１４は、ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７の３つからなり、軸方向寸法の短縮化が困難である。そこで、ハウジング１１とは別体に設けたカップ部材１５の内部に吸気絞軸受部１４を組付け、カップ部材１５を吸気通路２内に突出した状態で、カップ部材１５をハウジング１１に固定する。これにより、吸気絞軸受部１４の組付位置を吸気通路２側にズラすことができ、吸気絞バルブ１２の軸方向寸法を短縮することができる。吸気通路２の内部に「ハウジング１１の一部による凸部」を形成する必要がないため、吸気通路２の機械加工を容易に実施でき、ハウジング１１の製造コストを抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体通路の開閉あるいは開度調整の少なくとも一方を行うバルブ装置に関する。

流体通路内に配置したバルブをシャフトを介して回動支持するバルブ装置が広く用いられている。
バルブ装置の中には、バルブ装置の搭載上の制約等から、バルブ装置の外形寸法のうち、軸方向寸法（シャフトの軸方向）の短縮が要求される場合がある。
バルブ装置の短縮化を図る技術として、ハウジングに対してシャフトを回動自在に支持する軸受部の収容部位（ハウジングの一部）を、流体通路の内側に突出（膨出）させることが考えられる。

この具体例を、後述する実施例に対応した図７を参照して説明する。
なお、背景技術に用いる符号のうち、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

図７に示す吸気絞り弁５（バルブ装置の一例）は、
・吸気通路２（流体通路の一例）が形成されるハウジング１１と、
・吸気通路２の開度調整を行う吸気絞バルブ１２（バルブの一例）と、
・吸気絞バルブ１２と一体に回動する吸気絞シャフト１３（シャフトの一例）と、
・ハウジング１１に対して吸気絞シャフト１３を回動自在に支持する吸気絞軸受部１４（軸受部の一例）と、
を具備する。

具体的に、図７に示す吸気絞り弁５は、吸気絞シャフト１３がハウジング１１に対して片持ち支持されるものであり、
図７に示す吸気絞軸受部１４は、
・吸気絞シャフト１３のフラツキを防止する２つのベアリング（ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６）と、
・ハウジング１１と吸気絞シャフト１３の間の隙間を塞ぐ１つのシール部材５７と、
で構成されている。

車両搭載上の制約から、吸気絞り弁５の軸方向の外形寸法を短縮させる場合、図７に示すように、ハウジング１１に対して吸気絞シャフト１３を回動自在に支持する吸気絞軸受部１４の収容部位（ハウジング１１の一部）を、吸気通路２の内側に突出させることが考えられる。
即ち、吸気通路２内に突出する凸部１００をハウジング１１に設け、その凸部１００の内部に吸気絞軸受部１４を配置すること、即ち、凸部１００によって吸気絞軸受部１４の配置位置を吸気通路２側へズラすことが考えられる。

このように、軸方向の短縮化の目的で、吸気通路２内に凸部１００を形成しようとすると、吸気通路２を機械加工によって仕上げることが難しくなり、
・コストアップの要因になるとともに、
・吸気絞バルブ１２と吸気通路２の隙間精度（具体的には、吸気絞バルブ１２と凸部１００の隙間精度）の悪化を招き、漏れ流量のバラツキが大きくなる不具合がある。

なお、上記では、バルブ装置の一例として吸気絞り弁５を例に問題点を説明した。しかるに、上記の問題点は吸気絞り弁５のみに生じる問題点ではなく、シャフトを回動自在に支持する全てのバルブ装置において共通の問題点であり、本発明は吸気絞り弁５に限定されるものではない。

特開２００８−１５０９５５号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸方向寸法の短縮化を図るバルブ装置において、ハウジングに形成される流体通路の機械加工を容易にするとともに、漏れ流量のバラツキを抑えることにある。

［請求項１の手段］
請求項１のバルブ装置は、ハウジングとは別体に設けられたカップ部材の内部に軸受部を組付け、カップ部材を流体通路内に突出した状態でハウジングに固定する構造を採用する。
カップ部材を流体通路内に突出させることにより、軸受部の組付位置を流体通路側にズラすことができるため、バルブ装置の軸方向寸法の短縮化を図ることができるとともに、流体通路の内部にハウジングの一部によって凸部を形成する必要がない。
このため、軸方向寸法の短縮化を図るバルブ装置において、ハウジングに形成される流体通路の機械加工を容易にでき、製造コストを抑えることが可能になる。

また、カップ部材は、ハウジングの一部によって流体通路の内部で形成される凸部とは異なり、ハウジングとは別体で設けられるため、カップ部材の加工精度を高くできる。このため、バルブとカップ部材の隙間精度を向上することができ、漏れ流量のバラツキを小さく抑えることができ、結果的にバルブ装置の信頼性を高めることができる。

さらに、カップ部材の内部に軸受部を組付ける構造であるため、ハウジングの仕様が変更されても、カップ部材と軸受部の構造を共通して用いることができる。このため、ハウジングの仕様が変更されても、軸受部の組付設備を変更する必要がなく、ハウジングの仕様が変更された際のコストを抑えることができる。

［請求項２の手段］
請求項２のバルブ装置は、カップ部材がハウジングに圧入固定されるものである。
このように圧入技術を用いることにより、ハウジングに対するカップ部材の固定効果に加え、ハウジングとカップ部材との隙間を圧入によって塞ぐことができる。

［請求項３の手段］
請求項３のバルブ装置は、ハウジングの組付穴に形成されたハウジング側段差と、カップ部材に形成されたカップ側段差とが、カップ部材の圧入方向において当接するものである。
ハウジング側段差とカップ側段差の当接により、ハウジングに対するカップ部材の組付精度を高めることができるとともに、ハウジングとカップ部材の間のシール性を高めることができる。

［請求項４の手段］
請求項４のカップ部材は、ハウジングより熱伝達率の低い材料によって設けられるものである。
これにより、軸受がハウジングに直接支持されていた従来技術に比較して、軸受部の被熱を小さくすることができ、軸受部における比熱の影響を小さくすることができる。

［請求項５の手段］
請求項５のシャフトは、ハウジングに対して片持ち支持される。
そして、カップ部材の内部には、
カップ部材に対してシャフトを回動自在に支持する２つのベアリングと、
シャフトとカップ部材との間をシールするシール部材と、
が配置される。
このように、軸受部が軸方向に長いもの（２つのベアリング＋シール部材）であっても、カップ部材を流体通路の内側に突出配置することで、バルブ装置の軸方向寸法を短く設けることが可能になる。

［請求項６の手段］
請求項６のバルブ装置は、吸気が通過する吸気通路と、この吸気通路にＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路との合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁である。
これにより、吸気絞り弁の軸方向寸法の短縮化が図られても、ハウジングに形成される吸気通路の機械加工が容易で、且つ漏れ流量のバラツキを抑えることができる。

吸気絞り弁の断面図である（実施例１）。 エンジンの吸排気システムの概略図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲ調整弁の回転角度に応じたＥＧＲ流量と吸気流量との関係を示すグラフである（実施例１）。 高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムにおけるＥＧＲ制御の説明図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲバルブユニットにおける低圧ＥＧＲ調整弁および吸気絞り弁の断面図である（実施例１）。 低圧ＥＧＲバルブユニットにおける駆動部の概略図である（実施例１）。 吸気絞り弁の断面図である（背景技術）。

図面を参照して［発明を実施するための形態（実施形態）］を説明する。
低圧ＥＧＲ装置１は、
・低吸気負圧発生範囲の吸気通路２にＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路３の開度調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁４と、
・吸気通路２を絞ることで、吸気通路２と低圧ＥＧＲ流路３の合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁５（バルブ装置の一例）と、
・低圧ＥＧＲ調整弁４と吸気絞り弁５を駆動する駆動装置（電動アクチュエータ６＋リンク装置７）と、
を備える。

吸気絞り弁５は、本発明が適用されるものであり、
・吸気通路２（流体通路の一例）が形成されるハウジング１１と、
・吸気通路２の開度調整を行う吸気絞バルブ１２（バルブの一例）と、
・吸気絞バルブ１２と一体に回動する吸気絞シャフト１３（シャフトの一例）と、
・ハウジング１１に対して吸気絞シャフト１３を回動自在に支持する吸気絞軸受部１４（軸受部の一例）と、
を具備する。

吸気絞軸受部１４は、ハウジング１１とは別体に設けられた略カップ形状を呈するカップ部材１５の内部に組付けられる。
そして、吸気絞り弁５の軸方向寸法を短縮する目的（吸気絞軸受部１４を吸気通路２側にズラして配置する目的）で、カップ部材１５の一部が吸気通路２内に突出した状態で、カップ部材１５がハウジング１１に固定される。

本発明を低圧ＥＧＲ装置１の吸気絞り弁５に適用した具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。以下の実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

先ず、エンジン吸排気システムを説明する。
エンジン吸排気システムには、高圧ＥＧＲ装置２１と低圧ＥＧＲ装置１が設けられている。

高圧ＥＧＲ装置２１は、高排気圧範囲｛ＤＰＦ２２（あるいは触媒）の排気上流側で、高い排気圧が発生する範囲｝の排気通路２３の内部と、高吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２４の吸気下流側で、高い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路２の内部とを接続して、多量のＥＧＲガスをエンジンへ戻すことが可能な排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２の吸気下流側へ戻す高圧ＥＧＲ流路２５を備えている。
具体的な一例として、図２の高圧ＥＧＲ流路２５は、排気通路２３側がエキゾーストマニホールドに接続され、吸気通路２側がインテークマニホールド（図２はインテークマニホールドのサージタンク２６）に接続されている。

図２に示す高圧ＥＧＲ装置２１には、高圧ＥＧＲ流路２５の途中に、高圧ＥＧＲ流路２５の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう高圧ＥＧＲ調整弁２７と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう高圧ＥＧＲクーラ２８と、吸気側に戻されるＥＧＲガスを高圧ＥＧＲクーラ２８から迂回させる高圧クーラバイパス２９と、高圧ＥＧＲクーラ２８と高圧クーラバイパス２９の切り替えを行なう高圧ＥＧＲクーラ切替弁３０とが設けられている。
なお、図２は具体例であり、高圧ＥＧＲクーラ２８、高圧クーラバイパス２９および高圧ＥＧＲクーラ切替弁３０を搭載しないものであっても良い。

低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲｛ＤＰＦ２２（あるいは触媒）の排気下流側で、低い排気圧が発生する範囲｝の排気通路２３の内部と、低吸気負圧発生範囲（スロットルバルブ２４の吸気上流側で、低い吸気負圧が発生する範囲）の吸気通路２の内部とを接続して、少量のＥＧＲガスをエンジンに戻すことが可能な排気ガス再循環装置であり、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２の吸気上流側に戻す低圧ＥＧＲ流路３を備えている。
具体的な一例として、図２の低圧ＥＧＲ流路３は、排気通路２３側がＤＰＦ２２（あるいは触媒）より排気下流側の排気管に接続され、吸気通路２側がターボチャージャのコンプレッサ３１より吸気上流側の吸気管に接続されている。

低圧ＥＧＲ装置１には、低圧ＥＧＲ流路３の途中に、低圧ＥＧＲ流路３の開度を調整することでＥＧＲガスの流量調整を行なう低圧ＥＧＲ調整弁４と、吸気側に戻されるＥＧＲガスの冷却を行なう低圧ＥＧＲクーラ３２とが設けられている。
また、低圧ＥＧＲ装置１は、吸気通路２と低圧ＥＧＲ流路３の合流部に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁５を設けている。

この吸気絞り弁５は、吸気通路２を最大に絞った状態であっても、吸気通路２の一部を開放するように設けられるものである。具体的には、吸気絞り弁５が吸気通路２を最大に絞った状態であっても、吸気通路２の例えば１０％ほどを開放するように設けられるものである（図３の実線５’の最小流量参照）。

次に、高圧ＥＧＲ装置２１および低圧ＥＧＲ装置１の制御を行なうＥＣＵを説明する。ＥＣＵは、高圧ＥＧＲ装置２１および低圧ＥＧＲ装置１の運転制御を行なうＥＧＲ制御プログラムが搭載されている。
このＥＧＲ制御プログラムは、
・エンジンの暖気状態（例えば、エンジン冷却水の温度）に基づいて高圧ＥＧＲクーラ切替弁３０の切り替えを行なう高圧ＥＧＲクーラ切替プログラムと、
・エンジン回転数とエンジン負荷（エンジン負荷トルク）に応じて高圧ＥＧＲ調整弁２７、低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５の開度制御を行なう高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムとを備えている。

高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムの概略を、図４を参照して説明する。
高圧／低圧ＥＧＲ量制御プログラムは、
・図４に示す実線ｉ以下における運転領域（エンジン回転数とエンジン負荷トルクの関係によるエンジン運転領域）の時に、低圧ＥＧＲ装置１を停止させ、高圧ＥＧＲ装置２１の高圧ＥＧＲ調整弁２７の開度制御のみによってＥＧＲ制御を行ない（具体的には、低圧ＥＧＲ流路３を低圧ＥＧＲ調整弁４によって閉塞させ、高圧ＥＧＲ調整弁２７をエンジン回転数とエンジン負荷トルクの関係に応じた開度に制御する）、
・図４に示す実線ｉと実線ｉｉの間の運転領域の時に、高圧ＥＧＲ装置２１の高圧ＥＧＲ調整弁２７の開度制御と、低圧ＥＧＲ装置１の低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５の開度制御の両方によってＥＧＲ制御を行ない（具体的には、高圧ＥＧＲ調整弁２７をエンジン回転数とエンジン負荷トルクの関係に応じた開度に制御するとともに、低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５をエンジン回転数とエンジン負荷トルクの関係に応じた開度に制御する）、
・図４に示す実線ｉｉ以上における運転領域の時に、高圧ＥＧＲ装置２１を停止させ、低圧ＥＧＲ装置１の低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５の開度制御のみによってＥＧＲ制御を行なう（具体的には、高圧ＥＧＲ流路２５を高圧ＥＧＲ調整弁２７によって閉塞させ、低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５をエンジン回転数とエンジン負荷トルクの関係に応じた開度に制御する）制御プログラムである。

低圧ＥＧＲ装置１は、低排気圧範囲のＥＧＲガスを、低吸気負圧発生範囲に戻すものであるため、少量のＥＧＲガスをエンジンに戻すことができる。しかるに、低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジンへ戻したい運転領域が存在しても、低吸気負圧発生範囲にＥＧＲガスを戻す構造の低圧ＥＧＲ装置１では多量のＥＧＲガスをエンジンへ戻すことが困難である。
そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、ＥＧＲガスを戻す吸気通路２内に積極的に吸気負圧を発生させるための吸気絞り弁５を設け、低圧ＥＧＲ装置１において大きなＥＧＲ量を得たい運転領域では、吸気絞り弁５を閉じる方向（吸気負圧が発生する方向）に開度制御し、低圧ＥＧＲ装置１において多量のＥＧＲガスをコントロールすることを可能にしている。

しかし、
・低圧ＥＧＲ装置１を用いて少量のＥＧＲガスをエンジンへ戻す「低濃度制御状態」の時は、吸気絞り弁５が負圧を発生させないように最大開度（全開開度）で固定されて、低圧ＥＧＲ調整弁４のみを開度制御する必要があり、
・低圧ＥＧＲ装置１を用いて多量のＥＧＲガスをエンジンへ戻す「高濃度制御状態」の時は、低圧ＥＧＲ調整弁４の開度を増加するとともに、負圧を増加させるべく吸気絞り弁５の開度を小さくする必要がある。

このように、「低濃度制御状態」では吸気絞り弁５が全開に固定されて低圧ＥＧＲ調整弁４のみが開度制御され、「高濃度制御状態」では低圧ＥＧＲ調整弁４の開度に対応して吸気絞り弁５の開度も変化するものである。
このため、低圧ＥＧＲ調整弁４を駆動するための専用のアクチュエータと、吸気絞り弁５を駆動するための専用のアクチュエータとが要求されるが、それぞれに専用のアクチュエータを搭載すると、コストアップ、体格アップ、重量アップの要因になってしまう。

そこで、低圧ＥＧＲ装置１は、低圧ＥＧＲ調整弁４を駆動する１つの電動アクチュエータ６と、この電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁５を駆動するリンク装置７とを備え、リンク装置７を介して伝達された電動アクチュエータ６の出力によって吸気絞り弁５を駆動するように設けられている。

リンク装置７には、電動アクチュエータ６の出力特性を変化させて吸気絞り弁５へ伝達する特性変換部が設けられており、低圧ＥＧＲ調整弁４が所定開度より大きくなってから低圧ＥＧＲ調整弁４の開度アップに連動させて吸気絞り弁５の開度を小さくするように設けられている（図３参照）。
なお、図３の実線４’は低圧ＥＧＲ調整弁４の回転角度に対するＥＧＲ流量の変化を示し、図３の実線５’は低圧ＥＧＲ調整弁４の回転角度に対する吸気絞り弁５による吸気流量の変化を示すものである。

〔低圧ＥＧＲバルブユニット４０の説明〕
低圧ＥＧＲ調整弁４と吸気絞り弁５は、電動アクチュエータ６とリンク装置７よりなる駆動装置によって駆動されるものであり、この駆動装置は、低圧ＥＧＲ調整弁４および吸気絞り弁５とともに、低圧ＥＧＲバルブユニット４０に搭載される。

この低圧ＥＧＲバルブユニット４０は、低圧ＥＧＲ流路３と吸気通路２の合流部を備えるハウジング１１に、上述した低圧ＥＧＲ調整弁４、吸気絞り弁５、駆動装置（電動アクチュエータ６＋リンク装置７）を搭載するものである。
以下において、低圧ＥＧＲバルブユニット４０に搭載される低圧ＥＧＲ調整弁４、吸気絞り弁５、駆動装置を成す電動アクチュエータ６およびリンク装置７を順次説明する。

低圧ＥＧＲ調整弁４は、
・低圧ＥＧＲ流路３が形成される部位のハウジング１１と、
・このハウジング１１に対して回動自在に支持される低圧ＥＧＲシャフト４１と、
・この低圧ＥＧＲシャフト４１に設けられて低圧ＥＧＲ流路３の開度調整を行う低圧ＥＧＲバルブ４２と、
・低圧ＥＧＲシャフト４１を片持ち支持する低圧ＥＧＲシャフト軸受部４３と、
を備えて構成される。
低圧ＥＧＲバルブ４２は、低圧ＥＧＲ流路３内において低圧ＥＧＲシャフト４１に溶接（あるいはネジやカシメ等の締結手段）で固定されるバタフライバルブであり、低圧ＥＧＲシャフト４１と一体に回動するものである。

吸気絞り弁５（バルブ装置の一例）は、
・吸気通路２が形成される部位のハウジング１１と、
・低圧ＥＧＲシャフト４１に対して平行配置され、ハウジング１１に対して回動自在に支持される吸気絞シャフト１３（バルブ装置におけるシャフトの一例）と、
・この吸気絞シャフト１３に設けられて吸気通路２の絞り開度調整を行う吸気絞バルブ１２（バルブ装置におけるバルブの一例）と、
・吸気絞シャフト１３を片持ち支持する吸気絞軸受部１４（バルブ装置における軸受部の一例）と、
を備えて構成される。
吸気絞バルブ１２は、吸気通路２内において吸気絞シャフト１３にネジやカシメ等の締結手段１３ａ（あるいは溶接）で固定されるバタフライバルブであり、吸気絞シャフト１３と一体に回動するものでる。

また、低圧ＥＧＲバルブユニット４０には、低圧ＥＧＲバルブ４２（低圧ＥＧＲ調整弁４）を全閉位置へ戻すリターンスプリング４４と、吸気絞バルブ１２（吸気絞り弁５）を全開位置へ戻すリターンスプリング４５と、吸気絞バルブ１２を最大開度で停止させるストッパ部材（図示しない）とが設けられている。
これにより、電動アクチュエータ６の通電停止時（後述する電動モータ６ａの通電停止時）では、低圧ＥＧＲ調整弁４が全閉位置に戻されるとともに、吸気絞り弁５が全開位置に戻される。

電動アクチュエータ６は、通電により回転出力を発生する電動モータ６ａ（例えば、ＤＣモータ）と、この電動モータ６ａの回転出力を減速して出力トルクを増大させる歯車減速装置６ｂとを組み合わせたものであり、ハウジング１１と、このハウジング１１にネジ等で締結されるカバー４６ａとの間に形成される駆動部収容室４６の内部に配置される。この駆動部収容室４６は、電動アクチュエータ６およびリンク装置７が組付けられる収容空間である。

歯車減速装置６ｂは、電動モータ６ａの出力軸に固定されたピニオン４７、電動モータ６ａと吸気絞シャフト１３との間で回転自在に支持される中間ギヤ４８、吸気絞シャフト１３に結合される最終ギヤ４９とから構成される。
中間ギヤ４８は、電動モータ６ａのピニオン４７に噛合する大径ギヤ４８ａと、最終ギヤ４９に噛合する小径ギヤ４８ｂとを一体に設けたものである。
そして、歯車減速装置６ｂの出力（最終ギヤ４９の回動）により、低圧ＥＧＲ調整弁４を駆動するとともに、リンク装置７を介して吸気絞り弁５を駆動するものである。

リンク装置７は、電動アクチュエータ６と同様、駆動部収容室４６内に配置されて、電動アクチュエータ６の出力特性（回動特性）を変換して吸気絞り弁５を駆動するものであり、低圧ＥＧＲ調整弁４と一体に回転するカムプレート５１と、吸気絞り弁５と一体に回転する従動アーム５２とを備える。

カムプレート５１は、板形状を呈したものであり、低圧ＥＧＲシャフト４１に対して直角に固定配置されている。
従動アーム５２も、板形状を呈したものであり、従動アーム５２の回動端側がカムプレート５１に対して所定の隙間を隔てて重なるように、吸気絞シャフト１３に対して直角に結合配置されるものである。

リンク装置７において電動アクチュエータ６の出力特性を変換する特性変換部は、カムプレート５１の回転中心から離れた位置に設けられたカム溝５３と、従動アーム５２の回転中心から離れた位置に設けられてカム溝５３に嵌まり合うカム溝係合部５２ａとによって構成される。
カム溝係合部５２ａは、カム溝５３内に嵌まり合う円筒状のローラ（回転差吸収体）と、従動アーム５２の回動端側に設けられた軸部とによって構成される。

カム溝５３のカムプロフィールは、「開度キープ用カム溝５３ａ」と「吸気絞用カム溝５３ｂ」を繋ぎ合わせて設けられている。
「開度キープ用カム溝５３ａ」は、「カムプレート５１の回転中心と同一中心の円弧溝」であり、低圧ＥＧＲ調整弁４が低圧ＥＧＲ流路３を最大に絞る全閉開度θ０（図３のＥＧＲバルブ開度＝０°）から所定中間開度θ１に至る回動範囲（開度θ０〜開度θ１）において、吸気絞り弁５の開度を最大開度に保つように設けられている。

「吸気絞用カム溝５３ｂ」は、上述した「開度キープ用カム溝５３ａ」の一方の端部に連続するように連なって形成されており、「カムプレート５１の回転中心と同一中心の円弧溝」に対して「所定の角度で変化する角度形状」を呈し、低圧ＥＧＲ調整弁４が所定中間開度（θ１）から最大開度（θ２：図３のＥＧＲバルブ開度＝９０°）に至る回動範囲（開度θ１〜開度θ２）において従動アーム５２を回動させて、吸気絞り弁５の開度を最大開度から吸気通路２を閉じる方向に回動させるように設けられている。

また、低圧ＥＧＲバルブユニット４０には、低圧ＥＧＲバルブ４２の回転角度を検出する回転角センサ５４が設けられている。
この回転角センサ５４は、低圧ＥＧＲシャフト４１の回転角度を検出することで低圧ＥＧＲバルブ４２の開度を検出するものであり、低圧ＥＧＲシャフト４１の角度（低圧ＥＧＲバルブ４２の開度）に応じた開度信号をＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）に出力する。

具体的に、回転角センサ５４は、２つの部材の相対回転を非接触で検出する磁気型センサであり、最終ギヤ４９にインサートされて低圧ＥＧＲシャフト４１と一体に回転する略筒状を呈する磁気回路部５４ａと、駆動部収容室４６を閉塞するカバー４６ａに取り付けられて磁気回路部５４ａに対して非接触に配置される磁気検出部５４ｂ（ホールＩＣ等）とで構成され、この磁気検出部５４ｂの発生する電圧信号がＥＣＵに与えられる。

なお、ＥＣＵは、マイクロコンピュータを搭載した周知の電子制御装置であり、回転角センサ５４によって検出される実際の低圧ＥＧＲバルブ４２の開度が、車両の運転状態に応じた目標開度となるように電動モータ６ａをフィードバック制御するように設けられている。

（実施例の特徴技術）
低圧ＥＧＲバルブユニット４０は、車両搭載上の制約から吸気絞り弁５の軸方向寸法を短縮する要求がある。
そこで、この実施例の吸気絞り弁５は、本発明にかかる軸方向の短縮技術を用いて吸気絞り弁５の軸方向寸法の短縮化を図っている。
以下では、吸気絞り弁５が採用する軸方向の短縮技術を説明する。

この実施例は、ハウジング１１に対して吸気絞シャフト１３を片持ち支持する吸気絞軸受部１４を、吸気通路２側にズラして組付けることで、吸気絞り弁５の軸方向寸法の短縮化を図るものであり、吸気絞軸受部１４を吸気通路２側にズラして組付ける手段として、ハウジング１１と別体に設けられたカップ部材１５を用いるものである。

先ず、吸気絞シャフト１３を片持ち支持する吸気絞軸受部１４（カップ部材１５の内部に組付けられる軸受部）を説明する。
この実施例の吸気絞軸受部１４は、
・吸気絞シャフト１３の傾斜を抑えための２つのベアリング（ボールベアリング５５とメタルブッシュ５６）と、
・吸気絞シャフト１３とカップ部材１５との間をシールするシール部材５７と、
から構成され、ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７の３つが軸方向に並んで配置される。

ボールベアリング５５は、駆動部収容室４６に近い側に配置される。このボールベアリング５５は、アウターレース（外輪）とインナーレース（内輪）との間（環状隙間）に多数のボールを圧入配置した周知のものであり、ボールの圧入によりアウターレースとインナーレースの径方向のガタツキが抑えられ、アウターレースとインナーレースが多数のボールによって相対回転自在に設けられている。
アウターレース、インナーレース、ボールは耐摩耗性に優れた金属材料（例えば軸受鋼など）によって設けられる。そして、アウターレースの外周面はカップ部材１５の内部（具体的には、後述するカップ筒部１５ｂの内周面）に圧入固定される。一方、インナーレースの内周面には吸気絞シャフト１３が挿入され、インナーレースの内周面に吸気絞シャフト１３の外周面が軽圧入される。

メタルブッシュ５６は、ボールベアリング５５とシール部材５７との間に配置される金属製の円筒体であり、メタルブッシュ５６の外周面がカップ部材１５の内部（具体的には、後述するカップ筒部１５ｂの内周面）に圧入固定される。一方、メタルブッシュ５６の内周面には吸気絞シャフト１３が挿入配置され、メタルブッシュ５６の内周面と吸気絞シャフト１３の外周面との間に微細な摺動クリアランスが設けられる。

シール部材５７は、吸気通路２に近い側に配置される。このシール部材５７は、内部に環状金属をモールドしたゴム製のリップシールであり、シール部材５７の外縁に設けられる筒部がカップ部材１５の内部に軽圧入されてカップ部材１５に固定される。そして、シール部材５７の内周縁（リップ部）が吸気絞シャフト１３の外周面に軽く圧迫した状態で、吸気絞シャフト１３と摺接するものである。

カップ部材１５は、アルミニウム（アルミニウム合金であっても良い）によって設けられるハウジング１１とは別体に設けられた金属製の部品であり、この実施例では、ハウジング１１より熱伝達率の低い金属材料（鉄、ステンレス等）によって設けられる。また、カップ部材１５は、ハウジング１１に固定されるものであり、この実施例では固定技術の一例として圧入技術を用いるものである。

このカップ部材１５は、
・外面（図１下面）が吸気通路２内に露出配置されるカップ底部１５ａと、
・内周面に吸気絞軸受部１４（上述したボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７）が組付けられるとともに、外周面がハウジング１１に圧入されるカップ筒部１５ｂと、
からなる１部品である。

カップ底部１５ａは、その中心部に吸気絞シャフト１３が挿通配置されるシャフト挿通穴が形成されるものであり、シャフト挿通穴の内径寸法は吸気絞シャフト１３と非接触となるように、吸気絞シャフト１３の外形寸法より僅かに大径に設けられている。

カップ筒部１５ｂは、略円筒形状を呈し、その内周面に吸気絞軸受部１４（上述したボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７）が組付けられるものである。
このカップ筒部１５ｂの外周面は、ハウジング１１に形成した組付穴５８の内周面に圧入固定されるものである。

組付穴５８は、吸気通路２と駆動部収容室４６を貫通する穴であり、この組付穴５８の内周面には周方向に伸びる環状のハウジング側段差５９ａ（組付穴５８の内径が駆動部収容室４６で大径になる部位の段差）が設けられている。
一方、組付穴５８内に配置される部位のカップ筒部１５ｂの外周面には、周方向に伸びる環状のカップ側段差５９ｂ（カップ筒部１５ｂの外形がカップ底側で小径となる部位の段差）が設けられている。

カップ筒部１５ｂの外径寸法は、少なくとも一部において組付穴５８の内径寸法より僅かに大径に設けられている。
圧入工程時は、駆動部収容室４６側から組付穴５８の内部にカップ部材１５を強く押し入れる。そして、ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂとが圧入方向において当接することで圧入が完了するものである。

ここで、ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂとが圧入方向において当接した状態において、カップ部材１５の一部（カップ部材１５におけるカップ底部１５ａ＋カップ筒部１５ｂの一部）が吸気通路２の内部に所定量だけ突出するように、ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂの位置関係が設定されている。
このため、圧入完了時には、図１に示すように、カップ部材１５の一部が吸気通路２内に所定量だけ突出して配置される。

（実施例の効果１）
この実施例の吸気絞シャフト１３は、ハウジング１１に対して片持ち支持されるものであり、カップ部材１５の内部に吸気絞軸受部１４としてボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７の３つが配置されるものである。
このため、吸気絞軸受部１４の軸方向長が長くなってしまうため、既存の技術では吸気絞り弁５の軸方向寸法の短縮化が困難になる。

これに対し、この実施例の吸気絞り弁５は、ハウジング１１とは別体に設けられたカップ部材１５の内部に吸気絞軸受部１４（ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７）を組付け、カップ部材１５を吸気通路２内に突出した状態でハウジング１１に固定する技術を採用する。
このように、カップ部材１５を吸気通路２内に突出配置することにより、吸気絞軸受部１４の組付位置を吸気通路２側にズラすことができるため、吸気絞軸受部１４の軸方向寸法が長くても、吸気絞バルブ１２の軸方向寸法を短縮することができる。
また、吸気通路２内に対するカップ部材１５の突出量を変更することで、吸気絞り弁５の軸方向寸法を容易に変更することができるため、仕様変更等に容易に対応することが可能になる。

（実施例の効果２）
この実施例の吸気絞り弁５は、ハウジング１１とは別体に設けられたカップ部材１５を吸気通路２内に突出配置することで吸気絞軸受部１４の組付位置を吸気通路２側にズラすものであるため、吸気通路２の内部にハウジング１１の一部によって凸部１００（符号、図７参照）を形成する必要がない。このため、ハウジング１１における吸気通路２の機械加工を容易にでき、ハウジング１１の製造コストを抑えることが可能になる。

（実施例の効果３）
カップ部材１５は、ハウジング１１の一部によって形成される凸部１００（符号、図７参照）とは異なり、ハウジング１１とは別体で設けられる。即ち、カップ部材１５は、単品として形成される。このため、吸気通路２内で加工を受ける凸部１００に比較して、カップ部材１５の加工精度を高くできる。
これによって、吸気絞バルブ１２とカップ部材１５の隙間精度を向上することができ、漏れ流量のバラツキを小さく抑えることができる。

（実施例の効果４）
この実施例の吸気絞り弁５は、カップ部材１５の内部に吸気絞軸受部１４を組付ける構造であるため、ハウジング１１の仕様が変更されても、カップ部材１５と吸気絞軸受部１４の構造を共通して用いることができる。このため、ハウジング１１の仕様が変更されても、吸気絞軸受部１４の組付設備を変更する必要がなく、ハウジング１１の仕様が変更された際のコストを抑えることができる。

（実施例の効果５）
この実施例の吸気絞り弁５は、カップ部材１５がハウジング１１に圧入固定されるものである。
カップ部材１５をハウジング１１に圧入固定することにより、カップ部材１５をハウジング１１に固定する効果に加え、ハウジング１１とカップ部材１５との隙間を圧入によって塞ぐことができ、ハウジング１１とカップ部材１５の間の気密漏れを圧入によって防ぐことができる。

（実施例の効果６）
この実施例の吸気絞り弁５は、ハウジング１１の組付穴５８に形成されたハウジング側段差５９ａと、カップ部材１５に形成されたカップ側段差５９ｂとを、カップ部材１５の圧入方向において当接させたものである。
ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂの当接により、ハウジング１１に対するカップ部材１５の組付精度を高めることができる。

また、圧入時には、ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂが当接するまでカップ部材１５をハウジング１１に圧入すれば済むため、圧入量を容易に一定にでき、圧入コスト（カップ部材１５の組付けコスト）を抑えることができる。
さらに、ハウジング側段差５９ａとカップ側段差５９ｂの当接により、ハウジング１１とカップ部材１５の間のシールをより確実にできる。

（実施例の効果７）
この実施例のカップ部材１５は、ハウジング１１より熱伝達率の低い材料によって設けられる。
これにより、軸受がハウジング１１に直接支持されていた従来技術に比較して、吸気絞軸受部１４（ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７）の被熱を小さくすることができ、吸気絞軸受部１４における比熱の影響を小さくすることができる。

上記の実施例では、吸気絞り弁５に本発明を適用する例を示したが、本発明を適用可能なバルブ装置は吸気絞り弁５に限定されるものではなく、シャフトによってバルブを回動駆動する全てのバルブ装置に本発明を適用可能なものである。

上記の実施例では、シャフトを片持ち支持する吸気絞軸受部１４に本発明を適用する例を示したが、シャフトを両側（流体通路の径方向の両側）で回動自在に支持する「両持ち支持タイプ」のバルブ装置に本発明を適用しても良い。

上記の実施例では、吸気絞軸受部１４の内部に３つの部品（ボールベアリング５５、メタルブッシュ５６、シール部材５７）を組付ける例を示したが、限定されるものではなく、吸気絞軸受部１４の内部に１つ以上の部品（１つのベアリング部品等）を配置するものであっても良い。

上記の実施例では、ハウジング１１とカップ部材１５の固定技術として圧入技術を例示したが、圧入技術に限定されるものではなく、溶着、接着、ネジ締結、モールドなど、他の固定技術を用いても良い。

上記の実施例では、ハウジング１１とカップ部材１５の両方を金属材料で設ける例を示したが、ハウジング１１とカップ部材１５のいずれか一方を樹脂材料で設けたり、あるいはハウジング１１とカップ部材１５の両方を樹脂材料で設けても良い。

１ 低圧ＥＧＲ装置
２ 吸気通路（流体通路）
３ 低圧ＥＧＲ流路
５ 吸気絞り弁（バルブ装置）
１１ ハウジング
１２ 吸気絞バルブ（バルブ）
１３ 吸気絞シャフト（シャフト）
１４ 吸気絞軸受部
１５ カップ部材
５５ ボールベアリング（２つのベアリングの一方）
５６ メタルブッシュ（２つのベアリングの他方）
５７ シール部材
５８ 組付穴
５９ａ ハウジング側段差
５９ｂ カップ側段差

Claims (6)

1. 流体が通過可能な流体通路（２）が形成されるハウジング（１１）と、
   前記流体通路（２）の開閉あるいは開度調整を行うバルブ（１２）と、
   このバルブ（１２）と一体に回動するシャフト（１３）と、
   前記ハウジング（１１）に対して前記シャフト（１３）を回動自在に支持する軸受部（１４）と、
   を具備するバルブ装置（５）において、
   前記軸受部（１４）は、前記ハウジング（１１）とは別体に設けられたカップ形状を呈するカップ部材（１５）の内部に組付けられ、
   前記カップ部材（１５）は、当該カップ部材（１５）の一部が前記流体通路（２）内に突出した状態で前記ハウジング（１１）に固定配置されることを特徴とするバルブ装置。
2. 請求項１に記載のバルブ装置（５）において、
   前記カップ部材（１５）は、前記ハウジング（１１）に圧入固定されることを特徴とするバルブ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のバルブ装置（５）において、
   前記ハウジング（１１）は、前記カップ部材（１５）を挿入配置する組付穴（５８）を備え、
   この組付穴（５８）の内周面に環状形成されたハウジング側段差（５９ａ）と、前記カップ部材（１５）の外周面に環状形成されたカップ側段差（５９ｂ）とが、前記カップ部材（１５）の圧入方向において当接することを特徴とするバルブ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバルブ装置（５）において、
   前記カップ部材（１５）は、前記ハウジング（１１）より熱伝達率の低い材料によって設けられることを特徴とするバルブ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のバルブ装置（５）において、
   前記シャフト（１３）は、前記ハウジング（１１）に対して片持ち支持されるものであり、
   前記カップ部材（１５）の内部には、
   前記カップ部材（１５）に対して前記シャフト（１３）を回動自在に支持する２つのベアリング（５５、５６）と、
   前記シャフト（１３）と前記カップ部材（１５）との間をシールするシール部材（５７）と、
   が配置されることを特徴とするバルブ装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のバルブ装置（５）において、
   このバルブ装置（５）は、吸気が通過する吸気通路（２）と、この吸気通路（２）にＥＧＲガスを導く低圧ＥＧＲ流路（３）との合流部に吸気負圧を発生させる吸気絞り弁（５）であることを特徴とするバルブ装置。

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