JP2015110912A - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気装置に関するもので、特に内燃機関(エンジン)の気筒から排出される排出ガス(排気)の一部をEGRガスとして吸気管へ再循環させる排出ガス(排気)循環装置に係わる。 The present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine, and in particular, an exhaust gas (exhaust) circulation device for recirculating a part of exhaust gas (exhaust gas) discharged from a cylinder of the internal combustion engine (engine) to an intake pipe as EGR gas. Related to.
[従来の技術]
従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)においては、エンジンの気筒より排出される排出ガス(排気)中に含まれる窒素酸化物(NOx)を低減する排気循環装置(EGRシステム)が搭載されている。
EGRシステムは、エンジンの気筒から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気管内の吸気通路へ再循環(還流)させ、エアクリーナを通過した吸入空気(新気)に混入させて燃焼温度を下げることによってNOxの発生を抑制している。
[Conventional technology]
Conventionally, in an internal combustion engine (engine) such as a diesel engine, an exhaust gas recirculation device (EGR system) that reduces nitrogen oxide (NOx) contained in exhaust gas (exhaust gas) discharged from a cylinder of the engine is mounted. ing.
The EGR system recirculates (refluxs) part of the exhaust discharged from the engine cylinders as EGR gas to the intake passage in the intake pipe and mixes it with intake air (fresh air) that has passed through the air cleaner to lower the combustion temperature. This suppresses the generation of NOx.
ここで、EGRガスを吸気通路に還流させると、エンジンの気筒内での混合気の着火性が低下して、エンジン出力の低下を招くので、エンジンの気筒へ導入されるEGRガスの流量をエンジンの運転状況に応じて調整する必要がある。
そこで、EGRシステムにおいては、排気管内の排気通路の分岐部と吸気管内の吸気通路とを接続する排気流路管(EGRガスパイプ)の途中にEGRガス流量制御弁(以下EGR制御弁)を設置し、EGR制御弁の弁体であるポペットバルブの開度を調整することで、エンジンの気筒へ導入されるEGRガスの流量を制御している。
Here, when the EGR gas is recirculated to the intake passage, the ignitability of the air-fuel mixture in the cylinder of the engine is lowered and the engine output is reduced. Therefore, the flow rate of the EGR gas introduced into the engine cylinder is reduced. It is necessary to adjust according to the driving situation.
Therefore, in the EGR system, an EGR gas flow rate control valve (hereinafter referred to as EGR control valve) is installed in the middle of an exhaust passage pipe (EGR gas pipe) that connects the branch portion of the exhaust passage in the exhaust pipe and the intake passage in the intake pipe. The flow rate of the EGR gas introduced into the engine cylinder is controlled by adjusting the opening of the poppet valve that is the valve body of the EGR control valve.
EGRシステムには、上述したように、EGRガスパイプ内のEGRガス流路を流れるEGRガスの流量を可変制御するEGR制御弁が設置されている(例えば、特許文献1参照)。
このEGR制御弁は、モータシャフトおよびピニオンギアを有する電動モータと、ピニオンギアと噛み合って回転する中間ギアを有する中間シャフトと、中間ギアと噛み合って回転する出力ギアおよびエキセンを有するエキセンシャフトと、ポペットバルブと、バルブステムと、エキセンが噛み合っている連結リンクとを備えている。
そして、中間シャフトは、エキセンと連結リンクとが電動モータ近傍に配置されるように側方で、エキセンシャフト近傍に配置されている。
As described above, the EGR system is provided with an EGR control valve that variably controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR gas flow path in the EGR gas pipe (see, for example, Patent Document 1).
The EGR control valve includes: an electric motor having a motor shaft and a pinion gear; an intermediate shaft having an intermediate gear that rotates in mesh with the pinion gear; an eccentric shaft having an output gear and eccentric that rotates in mesh with the intermediate gear; A valve, a valve stem, and a connecting link meshing with eccentric are provided.
The intermediate shaft is disposed in the vicinity of the eccentric shaft on the side so that the eccentric and the connecting link are disposed in the vicinity of the electric motor.
[従来の技術の不具合]
ところが、従来のEGR制御弁においては、出力ギアとエキセンとの間にハウジング壁が存在しておらず、エキセンシャフトをその回転方向に摺動可能に支持する軸受(ベアリング)を配置することが困難であった。これにより、エキセンシャフトが軸振れするため、中間ギアと出力ギアとの噛み合いが悪く、電動モータの動力が効率良くエキセンおよびポペットバルブに伝わらないという問題があった。
そこで、エキセンシャフトを支持する軸受の配置を容易とすることで、電動モータの動力を効率良くスコッチヨークおよびポペットバルブに伝達するという目的で、本発明者等が図7に一部示したEGR制御弁(比較例1)を試作した(周知技術ではない)。
[Conventional technical problems]
However, in the conventional EGR control valve, there is no housing wall between the output gear and the eccentric, and it is difficult to arrange a bearing (bearing) that supports the eccentric shaft so as to be slidable in the rotational direction. Met. As a result, the eccentric shaft oscillates, so that the meshing between the intermediate gear and the output gear is poor, and the power of the electric motor is not efficiently transmitted to the eccentric and poppet valves.
Therefore, the EGR control partially shown in FIG. 7 by the present inventors for the purpose of easily transmitting the power of the electric motor to the scotch yoke and the poppet valve by facilitating the arrangement of the bearing that supports the eccentric shaft. A valve (Comparative Example 1) was prototyped (not a well-known technique).
比較例1のEGR制御弁は、電動モータおよび減速機構を有する電動アクチュエータと、減速機構の出力軸である出力シャフトと一体回転可能に連結した出力レバーと、この出力レバーの先端(出力シャフトの回転中心から偏芯した位置)に取り付けられるフォロアと、このフォロアが係合するヨーク溝を有するスコッチヨークと、このスコッチヨークに連結するポペットバルブと、このポペットバルブのバルブヘッド101およびバルブシャフト102を閉弁方向に付勢するリターンスプリング103と、バルブヘッド101、バルブシャフト102、リターンスプリング103、電動アクチュエータおよびスコッチヨークを収容するハウジングとを備えている。
The EGR control valve of Comparative Example 1 includes an electric actuator having an electric motor and a speed reduction mechanism, an output lever coupled to an output shaft that is an output shaft of the speed reduction mechanism, and an end of the output lever (the rotation of the output shaft). A follower mounted at a position eccentric from the center), a scotch yoke having a yoke groove with which the follower is engaged, a poppet valve connected to the scotch yoke, and the
ハウジングには、バルブヘッド101、バルブシャフト102、リターンスプリング103およびスコッチヨーク等を移動可能に収容するバルブボディ104が一体的に設けられている。このEGR制御弁では、バルブボディ104の上流端で開口したインレットポート111から流路孔112を経由して流路孔113に流れ込むように構成されている。また、流路孔113から流路孔114を経由して流路孔115に流れ込むように構成されている。また、流路孔115から、バルブボディ104の下流端で開口したアウトレットポート116を経由して吸気管側へ流出するように構成されている。
また、バルブボディ104は、EGRガス流方向の上流側に位置する流路孔112とEGRガス流方向の下流側に位置する流路孔114、115とを区画する円環状の隔壁(仕切り部)117に円環状のバルブシート118を備えている。このバルブシート118の内部には、流路孔112と流路孔114とを連通する流路孔(EGR制御弁の弁孔)113が形成されている。
The housing is integrally provided with a
Further, the
ここで、ポペットバルブのバルブヘッド101には、バルブシート118の弁座(シートエッジ)に着座可能な円錐台形状(テーパ状)の傾斜面(円錐面)119が一体的に設けられている。また、バルブボディ104には、バルブシャフト102をその軸線方向に往復摺動可能に支持する円筒滑り軸受121の外周を保持する軸受ホルダ122が一体的に形成されている。
ところで、ポペットバルブは、燃焼残滓やカーボン等の排気微粒子(パティキュレート:以下PM)が含まれているEGRガスが流れるバルブボディ104の内部に開閉自在に収容されている。このため、エンジンの運転中に、EGRガス中に含まれるPMが、バルブヘッド101の表面、バルブシャフト102の外周面、バルブボディ104の流路壁面に付着し堆積してデポジットを形成する可能性がある。
Here, the
By the way, the poppet valve is accommodated in an openable and closable manner inside a
そして、比較例1のEGR制御弁においては、バルブボディ104の流路孔114、115の流路壁面で開口し、この開口側から奥側まで真っ直ぐに延びる軸受孔123の開口側に円筒滑り軸受121を配置している。この構成により、軸受孔123が流路孔114の流路壁面で開口して流路孔114と軸受孔123とが連通しているため、流路孔111〜114を流れるECRガス中に含まれる異物(デポジット)が軸受孔123内に侵入する可能性がある。
そこで、比較例1のEGR制御弁では、軸受孔123内に異物が侵入するのを抑制するために、バルブシャフト102の外径面の一部を覆う異物除去パイプ124を設置している。この異物除去パイプ124は、基端部から先端部へ向かってバルブシャフト102の外径面に沿って軸線方向に延びるスリーブを有している。
And in the EGR control valve of the comparative example 1, it opens by the flow-path wall surface of the flow-
Therefore, in the EGR control valve of Comparative Example 1, in order to prevent foreign matter from entering the
また、異物除去パイプ124のスリーブの基端部は、円筒滑り軸受121よりも軸受孔123の開口側に設置されたオイルシール125に保持されている。また、異物除去パイプ124の先端側は、軸受孔123の開口から流路孔115内へ突出し、先端部がバルブシャフト102の外径面に摺接するように構成されている。
ところで、比較例1のEGR制御弁は、図7に示したように、バルブシャフト102の軸線方向の先端部が、軸受孔123の開口から流路孔114、115内へ突出し、且つ流路孔114、115から流路孔113を通り抜けて流路孔112内へ突出するように構成されている。そして、バルブシャフト102の軸線方向の先端外周にバルブヘッド101が固定されている。
Further, the base end portion of the sleeve of the foreign
By the way, in the EGR control valve of Comparative Example 1, as shown in FIG. 7, the axial end portion of the
すなわち、比較例1のEGR制御弁は、バルブヘッド101がバルブシート118に着座して閉弁(全閉)した状態から、電動モータを通電することによりスコッチヨーク、バルブシャフト102を介して電動アクチュエータの動力(開弁力)がバルブヘッド101に加わることにより、バルブヘッド101およびバルブシャフト102が、インレットポート111からEGRガスが流れ込む流路孔112側に外開き(リフト)してEGR制御弁の弁孔である流路孔113を開放する外開き弁方式のポペットバルブが採用されている(図7(a)、(b)参照)。
なお、図7(a)は、ポペットバルブのバルブヘッド101がバルブシート118に着座して流路孔113を閉鎖する閉弁(全閉)状態を示す。また、図7(b)は、ポペットバルブのバルブヘッド101がバルブシート118から所定のバルブリフト量分だけ流路孔112側に外開き(リフト)して流路孔113を開放する開弁状態を示す。
That is, the EGR control valve of Comparative Example 1 is an electric actuator through the scotch yoke and the
FIG. 7A shows a closed (fully closed) state in which the
そして、ポペットバルブのバルブシャフト102の外径面と軸受孔123の開口側の孔壁面(軸受ホルダ122の内径面)との間に異物除去パイプ124を配置している。あるいはバルブボディ104の軸受孔123内への異物の侵入を防止する異物除去機能をバルブボディ104の軸受孔123の開口側近傍に一体的に設ける場合もある。
これにより、比較例1のEGR制御弁においては、バルブシート118のシートエッジとバルブヘッド101の傾斜面119のテーパ角度(バルブ角度)とによって決定される、インレットポート111から流路孔112、バルブヘッド101とバルブシート118との間に形成される円錐台筒状の流路隙間、および流路孔113を通って流路孔114内に流れ込む、バルブシャフト102の外径(シャフト外径)とによって決定されるEGRガスの流れ(図示矢印)が、バルブシャフト102の外径面と衝突する点(EGRガスの流れ衝突点)Aと、異物除去パイプ124のスリーブ先端面126との間に所定の距離(例えば10mm)以上の軸方向距離が形成される構造を備えている。
A foreign
Thereby, in the EGR control valve of Comparative Example 1, the
ところが、比較例1のEGR制御弁においては、図7(b)に示したように、EGRガスの流れ(図示矢印)が、バルブシャフト102の外径面に沿ってバルブシャフト102の軸線方向に流れる。そして、そのEGRガスの流れが、異物除去パイプ124のスリーブ先端面126に当たり、異物除去パイプ124のスリーブ先端面126の内周とバルブシャフト102の外径面との間に形成される環状隙間を通って異物(デポジット)が異物除去パイプ124の内部およびハウジングの軸受孔123の内部に侵入してしまう。これにより、バルブシャフト102の外径面(摺動面)と円筒滑り軸受121の内径面(摺動面)との間の摺動部(摺動クリアランス)に異物が噛み込む可能性がある。
そして、摺動クリアランスに異物が噛み込むと、円筒滑り軸受121に対するバルブシャフト102の軸線方向への往復運動が妨げられて、バルブヘッド101およびバルブシャフト102の動作不能(バルブロック)または動作不良が発生する可能性がある。
However, in the EGR control valve of Comparative Example 1, as shown in FIG. 7B, the flow of EGR gas (shown by the arrow) moves in the axial direction of the
If foreign matter is caught in the sliding clearance, the reciprocating motion of the
本発明の目的は、異物除去パイプ内への異物の侵入を抑制して、バルブヘッドおよびバルブシャフトの動作不能(バルブロック)または動作不良の発生を防止することのできる内燃機関の排気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust system for an internal combustion engine that can prevent foreign matters from entering a foreign matter removing pipe and prevent the valve head and valve shaft from becoming inoperable (bullock) or malfunctioning. There is to do.
請求項1に記載の発明(内燃機関の排気装置)によれば、シャフトの中間軸部よりも軸線方向の先端側に設けられて、ハウジングの軸受孔の開口から流路内へ突出する突出軸部において、径大軸部と径小軸部との間に設けられた第1傾斜面または第1段差面の仮想延長線が、異物除去パイプのパイプ先端部分と交差または干渉しないように形成したことにより、異物除去パイプ内への異物(デポジット等)の侵入を抑制することができる。これにより、ハウジングの軸受孔内への異物(デポジット等)の侵入を抑制できるので、バルブヘッドおよびバルブシャフトの動作不能(バルブロック)または動作不良の発生を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention (exhaust device for an internal combustion engine), the projecting shaft is provided on the tip end side in the axial direction from the intermediate shaft portion of the shaft and projects into the flow path from the opening of the bearing hole of the housing. The virtual extension line of the first inclined surface or the first step surface provided between the large-diameter shaft portion and the small-diameter shaft portion is formed so as not to intersect or interfere with the pipe tip portion of the foreign substance removal pipe. In this way, entry of foreign matter (such as deposit) into the foreign matter removal pipe can be suppressed. As a result, foreign matter (such as deposits) can be prevented from entering the bearing hole of the housing, so that it is possible to prevent the valve head and the valve shaft from becoming inoperable (valve block) or malfunctioning.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施例1の構成]
図1ないし図5は、本発明を適用したEGRシステムに使用されるEGR制御弁(実施例1)を示したものである。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 5 show an EGR control valve (Embodiment 1) used in an EGR system to which the present invention is applied.
本実施例の内燃機関の排気装置(排気システム)は、例えば自動車等の車両走行用の内燃機関(ディーゼルエンジン:以下エンジン)の排気管から吸気管へ排出ガス(排気)の一部であるEGRガスを還流させる排気循環装置(EGRシステム)を備えている。
EGRシステムは、エキゾーストマニホールドまたは排気管内の排気通路からインテークマニホールドまたは吸気管内の吸気通路へEGRガスを還流させるEGRガスパイプを備えている。このEGRガスパイプ内には、排気通路から吸気通路へEGRガスを流入させるEGRガス流路が形成されている。
EGRガスパイプには、EGRガス流路を流れるEGRガスの流量を可変制御するEGR制御弁が設置されている。
An exhaust system (exhaust system) for an internal combustion engine of the present embodiment is an EGR that is a part of exhaust gas (exhaust gas) from an exhaust pipe to an intake pipe of an internal combustion engine (diesel engine: hereinafter referred to as an engine) for traveling a vehicle such as an automobile. An exhaust gas circulation device (EGR system) that recirculates gas is provided.
The EGR system includes an EGR gas pipe that recirculates EGR gas from an exhaust passage in the exhaust manifold or the exhaust pipe to an intake passage in the intake manifold or the intake pipe. In the EGR gas pipe, an EGR gas flow path is formed through which EGR gas flows from the exhaust passage to the intake passage.
The EGR gas pipe is provided with an EGR control valve that variably controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR gas flow path.
ここで、EGRシステムは、エンジンの運転状況に基づいてEGR制御弁のポペットバルブ(ポペット型EGRバルブ)を開閉制御するEGRバルブ制御装置(内燃機関のEGR制御装置)として使用される。このEGRバルブ制御装置は、ポペットバルブの弁体(バルブヘッド)であるバルブ本体1およびポペットバルブの弁軸(バルブステム)であるバルブシャフト2を、そのバルブシャフト2の軸線方向(軸方向)に往復駆動する電動アクチュエータに組み込まれる電動モータ(直流モータ:以下モータ)Mを他のシステム(例えば吸気システム、過給圧制御システム等)と連動して制御するエンジン制御ユニット(電子制御装置:以下ECU)を備えている。
Here, the EGR system is used as an EGR valve control device (an EGR control device for an internal combustion engine) that controls opening and closing of a poppet valve (poppet type EGR valve) of an EGR control valve based on the operating state of the engine. In this EGR valve control device, a
EGR制御弁は、EGRガス流路を流れるEGRガスの流量を調量するポペットバルブと、このポペットバルブのバルブシャフト2をその往復方向に駆動する電動アクチュエータと、ポペットバルブ、電動アクチュエータ、断面コの字状(または断面矩形状)のスコッチヨーク3およびリターンスプリング4を収容(内蔵)するハウジング5とを備えている。
ここで、バルブ本体1、バルブシャフト2、スコッチヨーク3およびリターンスプリング4は、予め組み立てられてバルブサブアッセンブリの状態で、ハウジング5に組み付けられる。
The EGR control valve includes a poppet valve that regulates the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR gas flow path, an electric actuator that drives the
Here, the
ポペットバルブは、ハウジング5内のEGRガス流路(後述する)を開閉(開口面積を変更)する円環状のバルブ本体1、およびこのバルブ本体1を支持固定するバルブシャフト2を備えている。このバルブシャフト2の軸線方向の基端部には、スコッチヨーク3を介して、電動アクチュエータからモータMの回転動力が伝達される入力部が設けられている。
スコッチヨーク3は、バルブシャフト2の入力部の外周(図示上端外周)にバルブシャフト2と一体移動可能となるように圧入(連結)固定されている。あるいは例えばレーザー溶接等の結合手段を用いてバルブシャフト2と一体移動可能に連結固定されている。
The poppet valve includes an
The
ハウジング5は、EGR開度センサである回転角度センサ6を搭載するセンサカバー7との間に、電動アクチュエータを収容する凹部を備えている。このハウジング5には、ポペットバルブを収容するバルブボディ11、モータMを収容するモータケース12、および減速機構を収容するギアケース13等が一体的に設けられている。
これらのうちバルブボディ11の隔壁14の内周には、バルブ本体1が着座可能な円環状のバルブシート15が圧入固定されている。
The
Of these, an
ここで、バルブ本体1は、ハウジング5のバルブシート15に接離してEGRガス流路(インレットポート21→流路孔22〜25→アウトレットポート26)を閉鎖、開放するバルブヘッド(弁体)である。
バルブシャフト2は、出力部材の回転変位に連動してポペットバルブの中心軸線方向に往復移動するバルブステム(弁軸)である。このバルブシャフト2の軸線方向の基端部には、スコッチヨーク3から電動アクチュエータの動力を受ける入力部が設けられている。
Here, the
The
また、バルブシャフト2の軸線方向の先端部には、ポペットバルブへ電動アクチュエータの動力を出力する出力部が設けられている。
また、バルブシャフト2の軸線方向の中間部分は、メタルベアリング27を介して、ハウジング5のベアリングホルダ28に摺動自在に支持されている。また、バルブシャフト2の中間部分の外周には、バルブシャフト2とメタルベアリング27との摺動部を潤滑する潤滑グリースや潤滑オイル油の流出を防止するためのオイルシール29が装着されている。
Further, an output portion for outputting the power of the electric actuator to the poppet valve is provided at the tip end portion of the
An intermediate portion in the axial direction of the
ところで、ポペットバルブは、燃焼残滓やカーボン等の排気微粒子(PM)が含まれているEGRガスが流れるバルブボディ11の内部に開閉自在に収容されている。このため、エンジンの運転中に、EGRガス中に含まれるPMが、バルブ本体1の表面、バルブシャフト2の外周面、バルブボディ11の流路壁面に付着し堆積してデポジットを形成する可能性がある。
そこで、本実施例のEGR制御弁は、ハウジング5のベアリングホルダ28内に形成される軸受孔31内に保持されて、軸受孔31の開口32から流路孔25内に突出するように配置される異物除去パイプ33を備えることで、EGRガス中に含まれるPMにより形成されるデポジット(異物)が、ハウジング5のベアリングホルダ28内に形成される軸受孔31内へ侵入するのを抑制するように構成されている。
By the way, the poppet valve is housed in an openable and closable manner inside a
Therefore, the EGR control valve of the present embodiment is disposed in the
電動アクチュエータは、回転軸であるモータ軸(以下モータシャフト)34を有するモータMと、このモータMのモータシャフト34の回転を2段減速する減速機構と、この減速機構とスコッチヨーク3とを駆動連結する変換機構(リンク機構)と、減速機構および変換機構の一部を含んで構成されて、モータMの回転動力をヨーク側に出力する出力部材と、この出力部材の回転角度を検出する回転角度検出装置とを備えている。
モータMは、その回転軸方向に延びるモータシャフト34を有するインナロータ(電機子)と、この電機子の周囲を円周方向に取り囲む筒状のステータと、このステータに対して固定されたブラシホルダに収容保持された一対の給電ブラシ(第1、第2ブラシ)とを備えている。
The electric actuator drives a motor M having a motor shaft (hereinafter referred to as a motor shaft) 34 that is a rotating shaft, a reduction mechanism that reduces the rotation of the
The motor M includes an inner rotor (armature) having a
モータMのステータは、電機子のモータシャフト34を回転可能に収容するモータケース(モータヨーク等)、およびこのモータヨークの内周面において円周方向に等間隔で接着剤等により固着された複数の界磁マグネット等を有している。
モータMの電機子は、モータシャフト34と一体回転可能に連結した電機子鉄心(電機子コア)、この電機子コアに巻装される電機子巻線(電機子コイル)、および一対の第1、第2ブラシに押圧接触される整流子(コンミテータ)等を有している。
The stator of the motor M includes a motor case (such as a motor yoke) that rotatably accommodates the
The armature of the motor M includes an armature core (armature core) coupled to the
減速機構は、モータMのモータシャフト34の先端外周に固定されたピニオンギア(入力ギア、モータギア)35、このピニオンギア35と噛み合って回転する中間ギア36、およびこの中間ギア36と噛み合って回転する出力ギア(バルブギア)37、モータシャフト34と並列配置された中間シャフト38、モータシャフト34と中間シャフト38に並列配置された出力シャフト39等によって構成されている。
出力部材は、モータMの回転動力をバルブシャフト2を介してバルブ本体1に伝えるものである。この出力部材は、モータMの回転動力を受けて回転する出力ギア37と、この出力ギア37の回転中心軸上に設置されて、出力ギア37と一体回転可能に連結した出力シャフト39とを備えている。
これらの出力ギア37および出力シャフト39は、減速機構の一部を構成し、また、出力シャフト39は、減速機構の出力軸を構成している。
The reduction mechanism is engaged with the pinion gear (input gear, motor gear) 35 fixed to the outer periphery of the tip of the
The output member transmits the rotational power of the motor M to the
The
出力部材は、出力シャフト39と一体回転可能に連結した出力レバー41と、この出力レバー41の突出端部に保持される偏芯ピン(以下ピボットピン)42と、このピボットピン42の外周に回転自在に支持されるボールベアリング(以下フォロア)43とを備えている。これらの出力レバー41、ピボットピン42およびフォロア43は、変換機構の一部を構成している。
また、出力部材は、出力シャフト39をその回転方向に摺動可能に支持する2連ボールベアリング44、45と、これらの2連ボールベアリング44、45の外周に圧入固定される円筒カラー46とを備えている。
The output member includes an
The output member includes a
出力部材を構成する出力ギア37、出力シャフト39、出力レバー41、ピボットピン42、フォロア43、2連ボールベアリング44、45および円筒カラー46は、予め組み立てられて出力ギアサブアッセンブリの状態で、ハウジング5に組み付けられる。このとき、ピボットピン42およびフォロア43は、スコッチヨーク3のヨーク溝47内に組み込まれる。
ここで、変換機構は、スコッチヨーク3、出力レバー41、ピボットピン42およびフォロア43等を有している。
The
Here, the conversion mechanism includes the
EGR制御弁は、バルブシャフト2に対して、ポペットバルブを閉じる側(バルブ全閉側)に付勢するリターンスプリング4を備えている。このリターンスプリング4は、バルブシャフト2に対して、ポペットバルブを閉弁(全閉)方向に付勢する弾性力を発生するコイル状のコンプレッションスプリングである。
リターンスプリング4は、バルブシャフト2の図示上端側の周囲、およびベアリングホルダ28の周囲を渦巻き状(螺旋状)に取り囲むように設置されている。このリターンスプリング4は、バルブシャフト2の上端側の段差(円環状の段差)に係止される円環状のスプリングシート48のスプリング座部とハウジング5の底部(ベアリングホルダ28の外周側の円筒凹溝49の底部)のスプリング座部との間に渦巻き状に巻装されたコイル部を有している。なお、ベアリングホルダ28の外周部は、リターンスプリング4のコイル内径をガイド(保持)するスプリング内周ガイドとしての機能を有している。
The EGR control valve includes a
The
ハウジング5には、ポペットバルブ(バルブ本体1、バルブシャフト2)、スコッチヨーク3およびリターンスプリング4等を移動可能に収容するバルブボディ11が一体的に形成されている。
バルブボディ11の図示下端側(バルブシート15側)には、結合フランジ51が設けられている。この結合フランジ51は、EGR制御弁の取付部材(固定部材)に取り付けられる結合端面を有し、ボルト等の締結具を用いて固定部材の取付面に締結固定される。これにより、EGR制御弁がエンジン側(車両側)の固定部材に固定される。
The
A
ハウジング5には、モータMを収容保持する有底円筒状のモータケース12が一体的に形成されている。このモータケース12は、モータMのモータヨークの周囲を円周方向に取り囲む円筒状の側壁部、およびこの側壁部の一端側で開口し、組み付け時にモータMをモータ収容室内に挿入するための開口部(モータ挿入口)を有している。このモータ挿入口は、モータMのフロントブラケット52により塞がれている。このフロントブラケット52は、モータケース12のモータ挿入口の開口周縁にボルト等を用いて締結固定されている。これにより、モータMがモータ収容室内に収容保持される。
The
ハウジング5には、減速機構を収容するギアケース13が形成されている。このギアケース13には、組み付け時に電動アクチュエータをギア収容室内に挿入するための開口部を有している。この開口部は、合成樹脂製のセンサカバー7により塞がれている。
センサカバー7には、モータMのフロントブラケット52より突出する一対の第1、第2ブラシターミナル53と一対の第1、第2モータターミナル(図示せず)との電気接続を行う内部接続用コネクタと、一対の第1、第2モータターミナルおよび回転角度センサ6の複数のセンサターミナルと外部回路(ECUやバッテリ)との電気接続を行う外部接続用コネクタが設けられている。
The
The
ギアケース13には、2連ボールベアリング44、45および円筒カラー46の外環部を保持するベアリングホルダ54が一体的に形成されている。このベアリングホルダ54は、2連ボールベアリング44、45および円筒カラー46の周囲を円周方向に取り囲むように配置されている。
ベアリングホルダ54は、円筒カラー46の外環部を保持する円筒状の第1軸受ホルダである。このベアリングホルダ54の内部には、出力シャフト39が回転可能に嵌挿される軸受孔55が設けられている。この軸受孔55は、円筒カラー46の外環部が圧入固定される圧入孔を有している。
The
The bearing
2連ボールベアリング44、45は、ベアリングホルダ54の軸受収容孔内に収容されて、出力部材の出力シャフト39をその回転方向に摺動可能に支持する第1軸受(ころがり軸受)である。
2連ボールベアリング44、45は、出力シャフト39の中間軸部の外周に圧入固定される内輪、円筒カラー46の内周に圧入固定される外輪、および内輪と外輪との2つの軌道輪の間に滑動自在に収容される複数の鋼球を備えている。また、2連ボールベアリング44、45は、2つの軌道輪の間で、且つ鋼球よりも回転軸方向の両端側にそれぞれ装着された2つのリップシール(シール材)、および複数の鋼球の脱落を防止するための2つのリテーナを備えている。
The
The
本実施例の円筒カラー46は、金属または合成樹脂によって一体的に形成されている。この円筒カラー46は、2連ボールベアリング44、45の各外輪の外周とギアケース13のベアリングホルダ54の内周との間に圧入固定される。
円筒カラー46は、2連ボールベアリング44、45の各外輪の外周とギアケース13のベアリングホルダ54の内周との間に圧入されている。
円筒カラー46の内部には、出力シャフト39の周囲を円周方向に取り囲む軸受孔が形成されている。円筒カラー46の内周には、ベアリングホルダ54の軸受孔55と同一軸芯上に形成された2つの第1、第2圧入孔を有している。これらの第1、第2圧入孔には、2連ボールベアリング44、45の外環部である各外輪が圧入固定される。
The
The
A bearing hole that surrounds the periphery of the
電動アクチュエータは、電力の供給を受けるとポペットバルブを往復駆動する回転動力(トルク)を発生するモータMと、このモータMのモータシャフト34の回転を2段減速して出力シャフト39に伝達する減速機構と、この減速機構の出力ギア37の回転往復(回動)運動をポペットバルブの直線往復運動(ポペットバルブの軸線方向の往復運動)に変換する変換機構と、出力シャフト39の回転角度を検出する回転角度検出装置とを備えている。
When the electric actuator is supplied with electric power, the motor M that generates rotational power (torque) for reciprocatingly driving the poppet valve, and the deceleration that transmits the rotation of the
減速機構は、上述したように、ピニオンギア35、中間ギア36、出力ギア37、中間シャフト38および出力シャフト39を備えている。
また、3つの減速ギアは、ギアケース13の凹部とセンサカバー7の凹部との間に形成される内部空間であるギア収容室内に回転自在に収容されている。
ピニオンギア35は、モータシャフト34の先端外周に圧入嵌合等により固定される円筒部を有している。この円筒部の外周には、中間ギア36と噛み合うピニオンギア歯61が形成されている。
As described above, the speed reduction mechanism includes the
The three reduction gears are rotatably accommodated in a gear accommodation chamber that is an internal space formed between the recess of the
The
中間ギア36は、中間シャフト38の外周に相対回転可能に嵌め合わされている。この中間ギア36は、中間シャフト38の外周に回転自在に嵌め合わされて、中間シャフト38の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。この円筒部の軸線方向の一端部には、ピニオンギア歯61と噛み合う大径ギア(中間ギア歯)62が形成されている。また、円筒部の軸線方向の他端部には、出力ギア37と噛み合う小径ギア(中間ギア歯)63が形成されている。
The
出力ギア37の内周部には、円筒状の円筒ボス64が一体的に形成されている。また、出力ギア37は、円筒ボス64よりも半径方向の外側に部分円筒状(扇状)の歯形成部を有している。この歯形成部の外周には、中間ギア歯63と噛み合う出力ギア歯65が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
出力ギア37には、円筒ボス64の一端側(バルブ側)の開口部を塞ぐようにシャフト結合部66が一体的に設けられている。このシャフト結合部66の中央部には、2面幅(出力シャフト39の空回りを防ぐ構造、回り止め構造)を有する嵌合部67が貫通形成されている。この嵌合部67には、出力シャフト39の入力部(出力シャフト39の第1突出軸部)が回り止めされた状態で嵌合固定されている。
A cylindrical
The
中間シャフト38は、金属または合成樹脂によって一体的に形成されている。この中間シャフト38の軸線方向の一端は、ハウジング5のギアケース13の嵌合凹部に圧入嵌合(固定)されている。また、中間シャフト38の軸線方向の他端は、センサカバー7の嵌合凹部に嵌め込まれている。
出力シャフト39は、円筒カラー46および2連ボールベアリング44、45を介して、ハウジング5のギアケース13のベアリングホルダ54の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。
The
The
出力シャフト39は、その回転軸方向の両側に第1、第2突出軸部(径小軸部)をそれぞれ備えている。また、第1、第2突出軸部間には、ギアケース13のベアリングホルダ54の軸受収容孔内に配置される中間軸部(軸方向部、第1、第2突出軸部よりも外径が大きい径大軸部)が設けられている。
第1突出軸部は、出力シャフト39の軸線方向(回転軸方向)の基端側(入力部)に設けられて、2面幅を有している。なお、第1突出軸部が四角形状の断面を有しても良い。 第2突出軸部は、出力シャフト39の軸線方向の先端側(出力部)に設けられて、円形の断面を有している。なお、第2突出軸部に2面幅を設けても良い。
出力シャフト39の中間軸部の外周には、2連ボールベアリング44、45の各内輪が圧入嵌合によって嵌合保持されている。
The
The first protruding shaft portion is provided on the base end side (input portion) in the axial direction (rotating shaft direction) of the
The inner rings of the
変換機構は、上述したように、スコッチヨーク3、出力レバー41、ピボットピン42およびフォロア43等を有している。
スコッチヨーク3は、フォロア43を介してピボットピン42からモータMの回転動力を受けてバルブシャフト2の軸線方向に往復移動する。このスコッチヨーク3は、バルブシャフト2と一体移動可能に連結している。
スコッチヨーク3は、フォロア43を介して出力部材の動力を受ける断面コの字状の入力部、およびバルブシャフト2へ出力部材の動力を伝える出力部を有している。
スコッチヨーク3の入力部は、組み付け時にピボットピン42およびフォロア43が挿入される挿入方向に対向する2面の他に、少なくとも4面の第1〜第4側面を有する多面体形状(断面コの字状または断面角環状)を呈している。
なお、スコッチヨーク3の入力部をフォロア43の周囲を円周方向に取り囲むように断面円環状に形成しても良い。
As described above, the conversion mechanism includes the
The
The
The input portion of the
The input portion of the
ヨーク溝47は、スコッチヨーク3に対する出力部材、特にフォロア43の組み付け時に、出力部材を直線移動させながらヨーク溝47内にフォロア43を挿入するための開口部71を有している。この開口部71は、バルブシャフト2の軸線方向に対して直交する垂直方向、特に組み付け時にピボットピン42およびフォロア43が挿入される挿入方向に対して反対方向に向かって開放されている。
スコッチヨーク3の出力部には、有底円(または角)筒状の嵌合部72が一体的に設けられている。この嵌合部72の内部には、バルブシャフト2の軸線方向の基端部(入力部)が圧入嵌合される圧入溝73が形成されている。
The
A bottomed circular (or square) cylindrical
出力レバー41は、出力シャフト39の半径方向外側に突出するように設けられている。この出力レバー41は、出力シャフト39とピボットピン42およびフォロア43とを駆動連結して、モータMの回転動力をピボットピン42とフォロア43に伝達するリンクレバーである。
また、出力レバー41の基端部には、出力シャフト39の第2突出軸部がその軸線方向に貫通するように圧入嵌合する第1嵌合孔がそれぞれ設けられている。これにより、出力レバー41が出力シャフト39と一体回転可能に連結される。
また、出力レバー41の先端部には、ピボットピン42がその軸線方向に貫通するように圧入嵌合する第2嵌合孔がそれぞれ設けられている。これにより、ピボットピン42が出力レバー41と一体回転可能に連結される。第2嵌合孔は、出力シャフト39の第2突出軸部の回転中心軸から所定の距離だけ偏芯した位置に設けられている。
The
The base end portion of the
In addition, the distal end portion of the
ピボットピン42は、出力レバー41の第2嵌合孔に打ち込まれて出力レバー41の出力部に圧入固定されている。このピボットピン42は、フォロア43を回転自在に支持している。このピボットピン42は、フォロア43と共に、スコッチヨーク3のヨーク溝47内に挿入される。
フォロア43は、ピボットピン42の外周に圧入固定される内輪、スコッチヨーク3のヨーク溝47の溝側面に摺動接触する外輪、および内輪と外輪との2つの軌道輪の間に滑動自在に収容される複数の鋼球を備えたボールベアリングである。
フォロア43は、ピボットピン42の外周に回転自在に支持されて、スコッチヨーク3のヨーク溝47内に摺動(転動)可能に挿入されている。このフォロア43は、出力シャフト39の第2突出軸部の回転中心軸から所定の距離だけ偏芯した位置に設けられている。また、フォロア43は、出力レバー41およびピボットピン42を介して、出力シャフト39と一体回転可能に連結されている。
The
The
The
ここで、電動アクチュエータの動力源であるモータMは、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、外部電源(バッテリ)に電気的に接続されている。
ECUには、CPU、メモリ(ROM、RAMおよびEEPROM等)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)、電源回路、タイマー回路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。
ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、マイクロコンピュータのメモリに格納された制御プログラムに基づいて、EGR制御弁のモータMを通電制御するように構成されている。
Here, the motor M which is a power source of the electric actuator is electrically connected to an external power source (battery) via a motor drive circuit electronically controlled by the ECU.
The ECU includes a microcomputer having a known structure including functions of a CPU, a memory (ROM, RAM, EEPROM, etc.), an input circuit (input unit), an output circuit (output unit), a power supply circuit, and a timer circuit. Is provided.
The ECU is configured to control the energization of the motor M of the EGR control valve based on a control program stored in the memory of the microcomputer when the ignition switch is turned on (IG / ON).
そして、センサカバー7のセンサ搭載部に設置された回転角度センサ6からのセンサ出力信号(アナログ電圧信号)や、各種センサからのセンサ出力信号(電気信号)は、A/D変換回路によってA/D変換された後に、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。
ここで、マイクロコンピュータの入力部には、回転角度センサ6だけでなく、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、吸気温センサ、水温センサおよび空燃比センサや酸素濃度センサ等の排出ガス(排気)センサ等が接続されている。
The sensor output signal (analog voltage signal) from the
Here, not only the
回転角度検出装置は、出力ギア37の円筒ボス64に一体回転可能に設けられた円筒状の磁気回路部と、この磁気回路部の回転角度を測定してEGR制御弁のバルブ開度を検出する回転角度センサ6とを備え、磁気回路部と回転角度センサ6との相対回転角度の変化を回転角度センサ6に磁気回路部から与えられる磁気変化によって検出する。
回転角度センサ6は、半導体ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応したセンサ出力信号(アナログ電圧信号)をECUへ向けて出力するホールICを主体として構成されている。なお、ホールICの代わりに、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の非接触式の磁気検出素子を使用しても良い。
The rotation angle detection device detects the valve opening degree of the EGR control valve by measuring the rotation angle of the cylindrical magnetic circuit portion provided so as to rotate integrally with the
The
磁気回路部は、円筒ボス64の内周に接着剤等により固定されている。なお、円筒ボス64が合成樹脂の場合には、磁気回路部が円筒ボス64にインサート成形されていても構わない。
この磁気回路部は、円筒ボス64の直径方向に2分割された一対の部分円筒状ヨーク74と、このヨーク74の分割部(対向部)に同一方向に磁極が向いて配置された一対のマグネット(永久磁石)75とを備えている。
The magnetic circuit portion is fixed to the inner periphery of the
The magnetic circuit section includes a pair of partial
次に、本実施例のハウジング5のバルブボディ11およびバルブシート15の詳細を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
バルブボディ11の内部には、EGRガス流路の一部を構成するインレットポート21→流路孔22〜25→アウトレットポート26が形成されている。このバルブボディ11には、EGRガス流路を、バルブシート15よりも排気の流れ方向の上流側に位置する第1流路(入口側流路:インレットポート21、流路孔22)と、バルブシート15よりも排気の流れ方向の下流側に位置する第2流路(出口側流路:流路孔24、25、アウトレットポート26)とに区画する円環状(円筒状)の隔壁(仕切り部)14が形成されている。
Next, details of the
In the
第1流路(インレットポート21、流路孔22)は、インレットポート21から流路孔23へ向かって第1流路の中心を通る、第1流路の中心軸線が真っ直ぐに延びる直線流路である。
インレットポート21は、ハウジング5のバルブボディ11の上流側端面で開口し、排気管内の排気通路から排気の一部であるEGRガスを取り込むための流路入口を構成している。
流路孔22は、バルブシート15よりも排気の流れ方向の上流側に設けられて、インレットポート21からEGRガスが流れ込む入口側EGRガス流路である。
流路孔23は、バルブシート15の中央部を貫通するように設けられて、第1流路(流路孔22)と第2流路(流路孔24)とを連通するEGR制御弁の弁孔(連通孔)である。
The first flow path (
The
The flow path hole 22 is an inlet side EGR gas flow path that is provided upstream of the
The flow path hole 23 is provided so as to penetrate the central portion of the
第2流路(流路孔24、25、アウトレットポート26)は、流路孔23からアウトレットポート26へ向かって第2流路の中心を通る、第2流路の中心軸線(EGRガスの流れ方向)が略直角に変化する曲がり流路である。
流路孔24、25は、バルブシート15よりも排気の流れ方向の下流側に設けられて、流路孔23から流れ込んだEGRガスをアウトレットポート26へ導く出口側EGRガス流路である。
アウトレットポート26は、ハウジング5のバルブボディ11の下流側端面で開口し、吸気管内の吸気通路へEGRガスを排出させるための流路出口を構成している。
The second channel (channel holes 24 and 25, outlet port 26) passes through the center of the second channel from the
The flow path holes 24 and 25 are outlet side EGR gas flow paths that are provided on the downstream side of the
The
バルブボディ11の隔壁14の内周部分には、バルブシート15の周囲を円周方向に取り囲むように円環状の周方向溝76が形成されている。この周方向溝76の底面(周壁)には、断面矩形状のバルブシート15の外周が圧入固定されている。このバルブシート15のシートエッジには、ポペットバルブが着座可能な円環状の弁座が設けられている。また、バルブシート15の内部には、第1流路(インレットポート21、流路孔22)と第2流路(流路孔24、25、アウトレットポート26)とを連通し、且つEGRガスが通り抜ける流路孔(EGR制御弁の弁孔、連通孔)22が形成されている。
バルブボディ11には、メタルベアリング27の外周を保持する円筒状のベアリングホルダ28が一体的に形成されている。このベアリングホルダ28は、メタルベアリング27の周囲を円周方向に取り囲むように配置されている。
An annular
The
メタルベアリング27は、焼結材で形成され、内部に多数の気孔を有し、その内部気孔に潤滑油が含浸された円筒状の焼結含油軸受(第2軸受、円筒滑り軸受、メタルブッシュ)であって、その摺動孔の孔壁面(内径面)に多数の内部気孔の開口(表面気孔)が形成されている。
このメタルベアリング27は、その摺動孔内に嵌挿されるバルブシャフト2の往方向(開弁方向)または復方向(閉弁方向)の直線運動による負圧によって、その内部気孔に浸透している潤滑油がバルブシャフト2との摺動面(内径面)の開口から滲み出すことで、メタルベアリング27の内径面とバルブシャフト2の外径面との摺動部分の油膜を形成し、この油膜によってバルブシャフト2が往復移動可能に支持される。
The
The
メタルベアリング27は、バルブシャフト2をその移動方向に摺動可能に支持している。このメタルベアリング27の内部には、バルブシャフト2の外周面をその移動方向に摺動可能に支持する摺動孔が貫通形成されている。また、バルブシャフト2の外周面とメタルベアリング27の内周面との間には、バルブシャフト2の円滑な往復移動のための摺動クリアランスが設けられている。
メタルベアリング27は、ベアリングホルダ28の軸受圧入孔の壁面に圧入固定される円筒状の外環部を有している。この外環部の外周部分は、ベアリングホルダ28の軸受圧入孔に気密的に圧入固定される圧入固定部として使用される。また、外環部は、ベアリングホルダ28の第1段差に当接することによってメタルベアリング27の圧入固定位置が規制される。
The
The
ベアリングホルダ28は、メタルベアリング27の外環部を保持する円筒状の第2軸受ホルダである。このベアリングホルダ28の内部には、流路孔23、24の流路壁面で開口し、この開口側から奥側までバルブシャフト2の軸線方向に真っ直ぐに延びる軸受孔31が形成されている。
この軸受孔31の内部には、バルブシャフト2がその軸線方向に往復移動可能に嵌挿されている。また、軸受孔31の軸線方向の一端側(流路孔側、開口側)には、流路孔25の流路壁面で開口した開口(第1ポート)32が形成されている。また、軸受孔31の軸線方向の一端側(流路孔側に対して反対側、奥側)には、ギア収容室の壁面で開口した開口(第2ポート)が形成されている。
The bearing
The
ベアリングホルダ28は、メタルベアリング27の周囲を円周方向に取り囲むように円筒状の形成されている。このベアリングホルダ28には、メタルベアリング27の圧入固定位置を規制する第1規制部としての機能を有する円環状の第1段差、およびオイルシール29の圧入固定位置を規制する第2規制部としての機能を有する円環状の第2段差が設けられている。
なお、軸受孔31には、メタルベアリング27の外環部を圧入嵌合する軸受圧入孔、オイルシール29の外環部を圧入嵌合するシール圧入孔、および異物除去パイプ33の外周を保持する円筒状の収容孔が設けられている。
The bearing
The bearing
次に、本実施例のオイルシール29および異物除去パイプ33の詳細を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
オイルシール29は、例えばL字状の金属補強環によって補強された密閉シールであって、バルブシャフト2のラジアル方向およびスラスト方向に弾性変形が可能な合成ゴム製のシールゴム(弾性変形部)を備えている。
このオイルシール29は、バルブシャフト2の周囲を円周方向に取り囲むように、メタルベアリング27よりも軸受孔31の開口側であるシール圧入孔内に収容されて、ハウジング5のベアリングホルダ28の軸受孔31の孔壁面とバルブシャフト2の外径面との間を液密的に密閉するシール部材である。
Next, details of the
The
The
金属補強環は、ベアリングホルダ28の軸受孔31のシール圧入孔の壁面に圧入固定される円筒状の外環部を有している。この外環部の外周部分は、軸受孔31のシール圧入孔に液密的に圧入固定される圧入固定部として使用される。また、外環部は、ベアリングホルダ28の第2段差に当接することによってオイルシール29の圧入固定位置が規制される。
シールゴムは、バルブシャフト2の外周面(摺動面)に摺動接触するシールリップを有し、ベアリングホルダ28の内周とバルブシャフト2の外周との間を液密的および気密的に密閉シールするダストシール機能を有している。このシールゴムは、バルブシャフト2の周囲を円周方向に取り囲むように、ベアリングホルダ28の内部に設置されている。
The metal reinforcing ring has a cylindrical outer ring portion that is press-fitted and fixed to the wall surface of the seal press-fitting hole of the bearing
The seal rubber has a seal lip that is in sliding contact with the outer peripheral surface (sliding surface) of the
異物除去パイプ33は、バルブシャフト2の中間部分の外径面とベアリングホルダ28の内径面(軸受孔31の孔壁面)との間に設置されている。この異物除去パイプ33は、メタルベアリング27よりも軸受孔31の開口(第1ポート)32側に保持されて、軸受孔31内から軸受孔31の開口32を通って第2流路(流路孔24、25)内へ突出するように設置されて、バルブシャフト2の外径面を覆うと共に、バルブシャフト2の外径面に沿って軸線方向に延びる円筒形状または角筒形状のスリーブを有している。
異物除去パイプ33のスリーブは、ベアリングホルダ28の軸受孔31内に保持されるスリーブ基端部81、および軸受孔31の開口32から第2流路(流路孔24、25)内へ突出するスリーブ突出部82を有している。
The foreign
The sleeve of the foreign
スリーブ基端部81は、オイルシール29の金属補強環の内周とシールゴムの外周との間に保持されている。
スリーブ突出部82は、スリーブ基端部81から異物除去パイプ33の軸線方向の先端側へ向かって外径が徐々に縮径する筒状のスリーブ縮径部83、およびこのスリーブ縮径部83の中で最も先端側に位置するように、しかもスリーブ縮径部83の中で最も内径が小さくなるように設けられて、バルブシャフト2の第1突出軸部の径大軸部(後述する)の外径面に摺接する円環状のスリーブ先端84を有している。このスリーブ先端84は、異物除去パイプ33のパイプ先端部分(パイプ先端面)を構成する。
The sleeve
The
次に、本実施例のEGR制御弁に使用されるポペットバルブ(バルブ本体1、バルブシャフト2)の詳細を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
本実施例のEGR制御弁は、図5に示したように、バルブ本体1がバルブシート15の弁座(シートエッジ)に着座して弁孔である流路孔23を閉鎖した全閉(閉弁)状態から、モータMを通電することによりスコッチヨーク3、バルブシャフト2を介して電動アクチュエータの動力(開弁力)がバルブ本体1に加わることによって、ポペットバルブ(バルブ本体1、バルブシャフト2)が、インレットポート21からEGRガスが流れ込む入口側流路である流路孔22側、つまりEGRガス(排気)の流れ方向の上流側へ向かって所定のバルブリフト量分だけ外開き(リフト)して流路孔23を開放する外開き弁方式のポペットバルブを採用している。
なお、図5(a)は、ポペットバルブのバルブ本体1がバルブシート15に着座して流路孔23を閉鎖する閉弁(全閉)状態を示す。また、図5(b)は、ポペットバルブのバルブ本体1がバルブシート15から所定のバルブリフト量分だけ流路孔22側に外開き(リフト)して流路孔23を開放する開弁状態を示す。
Next, the details of the poppet valves (
As shown in FIG. 5, the EGR control valve of the present embodiment is fully closed (closed) in which the
FIG. 5A shows a closed (fully closed) state in which the
ポペットバルブは、上述したように、バルブシート15のシートエッジに接離して流路孔23を閉鎖、開放するバルブ本体1、およびハウジング5の軸受孔31の奥側に位置する基端側から流路孔22〜25内へ突出する先端側へ向かって軸線方向に真っ直ぐに延びるバルブシャフト2を備えている。
バルブ本体1の中央部には、バルブシャフト2の軸線方向の先端外周に嵌合する嵌合孔が一体的に設けられている。この嵌合孔は、バルブ本体1の中央部をその板厚方向に貫通形成されている。
バルブ本体1の外周部には、バルブシート15のシートエッジに着座可能な円錐状のバルブシール面(バルブフェース)85が一体的に設けられている。このバルブバルブシール面85は、インレットポート21、流路孔22〜25、アウトレットポート26を流れる排気の流れ方向の上流側から下流側へ向かって外径が徐々に減少するように所定の傾斜角度分だけ傾斜した傾斜面(円錐面)である。
なお、バルブシール面85の仮想延長線の傾斜角度であるバルブ角度(θ1)は、例えば45〜90°程度の範囲内で、例えば自動車等の車両の車種やエンジンの機種に応じて種々変更できる。
As described above, the poppet valve flows from the
In the central portion of the
A conical valve seal surface (valve face) 85 that can be seated on the seat edge of the
Note that the valve angle (θ1), which is the inclination angle of the virtual extension line of the
バルブシャフト2は、バルブ本体1およびスコッチヨーク3と一体移動可能に連結されて、スコッチヨーク側(基端側)からEGRバルブ側(先端側)へ向かってポペットバルブの中心軸線方向に真っ直ぐに延伸されている。このバルブシャフト2は、ハウジング5のバルブボディ11の内部に往復移動方向に摺動可能に収容されている。
また、バルブシャフト2の基端側の外周には、スコッチヨーク3を含む変換機構が一体移動可能に結合されている。また、バルブシャフト2の先端側の外周には、バルブ本体1が一体移動可能に結合されている。
また、バルブシャフト2は、モータシャフト34、中間シャフト38および出力シャフト39に対して垂直な直交方向に延びるように設置されている。
なお、バルブ本体1とバルブシャフト2とを一体部品で構成したポペットバルブを使用しても良い。
The
A conversion mechanism including a
The
In addition, you may use the poppet valve which comprised the
バルブシャフト2は、その軸線方向の両側に第1、第2突出軸部91、92をそれぞれ備えている。
第1、第2突出軸部91、92間には、バルブボディ11のベアリングホルダ28の軸受孔31内に配置される中間軸部93が設けられている。
バルブシャフト2の軸線方向の先端部(出力部)、つまり第1突出軸部91は、バルブシャフト2の軸線方向の一端側(先端側)に設けられて、軸受孔31の開口32から第2流路(流路孔24、25)内へ突出し、且つ第2流路(流路孔24、25)から流路孔23を通り抜けて第1流路(流路孔22)内へ突出するように構成されている。
The
Between the first and second projecting
The tip end portion (output portion) in the axial direction of the
第1突出軸部91は、中間軸部93と略同一の外径を有する径大軸部94、この径大軸部94よりも外径は小さい径小軸部95、径大軸部94と径小軸部95との間に設けられた円錐台形状の第1傾斜面96、および径小軸部95よりも軸線方向の先端側に設けられて、バルブ本体1と一体移動可能に連結する結合軸部97を有している。
径大軸部94は、断面円形状を呈する。この径大軸部94の外径面には、異物除去パイプ33のスリーブ先端84が摺接する摺接面が形成されている。
The first
The large
径小軸部95は、断面円形状を呈し、径大軸部94よりも小さい外径を有している。この径小軸部95の先端側、つまりバルブシャフト2の出力部の外周(先端外周)には、例えばレーザー溶接等の接合手段を用いて環状のバルブ本体1を溶接により結合固定する結合軸部97が設けられている。この結合軸部97は、径小軸部95と略同一の外径を有している。
第1傾斜面96は、バルブシャフト2の軸線方向の基端側から先端側へ向かって外径が徐々に減少するように傾斜している。この第1傾斜面96の仮想延長線は、異物除去パイプ33のスリーブ先端84と交差または干渉しないように形成されている。
なお、第1傾斜面96の仮想延長線の傾斜角度(θ2)は、例えば30〜80°程度の範囲内で、例えば自動車等の車両の車種やエンジンの機種に応じて種々変更できる。
The small
The first
The inclination angle (θ2) of the virtual extension line of the first
バルブシャフト2の軸線方向の基端部(入力部)、つまり第2突出軸部92は、バルブシャフト2の軸線方向の他端側(基端側)に設けられて、ベアリングホルダ28の摺動孔の開口および軸受孔31の開口からギア収容室内に突出している。この第2突出軸部92は、その基端部が、スプリングシート48の中央部を貫通する貫通孔を通り抜けた後に、スコッチヨーク3の嵌合部72の圧入溝73内に圧入嵌合されている。
なお、バルブシャフト2の第2突出軸部92の基端部をスコッチヨーク3の嵌合部72にかしめまたは溶接等の手段を用いて固定しても良い。また、バルブシャフト2とスコッチヨーク3を一体部品で構成しても良い。
The base end portion (input portion) in the axial direction of the
Note that the base end portion of the second protruding
ここで、本実施例のEGR制御弁は、図1および図5に示したように、バルブ本体1の中心を通り、且つポペットバルブの往復移動方向に延びる中心軸線を、バルブ本体1の中心軸線とし、また、第1、第2流路(バルブボディ11のインレットポート21、流路孔22、24)および弁孔(バルブシート15の流路孔23)の中心を通り、且つポペットバルブの往復移動方向に延びる中心軸線を、第1、第2流路および弁孔の中心軸線としたとき、バルブ本体1の中心軸線と第1、第2流路および弁孔の中心軸線とが同軸であり、しかも流路孔22から流路孔23を通って流路孔24へ流れ込むEGRガスの流れ(図示矢印)が、バルブシャフト2の径小軸部95の外径面と衝突する点(EGRガスの流れ衝突点)Aと、異物除去パイプ33のスリーブ先端84との間に所定の距離(例えば10mm)以上の軸方向距離が形成される構造を採用している。
Here, as shown in FIGS. 1 and 5, the EGR control valve of the present embodiment has a central axis that passes through the center of the
[実施例1の作用]
次に、本実施例のEGR制御弁の作動を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the EGR control valve of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
本実施例のポペットバルブのバルブ本体1およびバルブシャフト2を往復駆動するモータMは、ECUによって通電制御されるように構成されている。
ここで、モータMへの電力供給が成されない場合には、リターンスプリング4の付勢力(スプリング荷重)によって、バルブシャフト2の軸線方向の出力部(先端外周)に溶接固定されたバルブ本体1のバルブシール面85がバルブシート15のシートエッジに着座することにより、バルブシート15の流路孔23を閉鎖する閉弁(全閉)状態となる(図5(a)参照)。
したがって、バルブシート15の中央部に貫通形成される連通孔(EGR制御弁の弁孔)である流路孔23が閉鎖されることで、バルブボディ11内に形成されるEGRガス流路(インレットポート21→流路孔22〜25→アウトレットポート26)が閉鎖される。これにより、EGRガスが、エアクリーナを通過した清浄な吸気(新気)に混入しない(EGRカット)。
The motor M that reciprocally drives the valve
Here, when electric power is not supplied to the motor M, the valve
Therefore, the EGR gas flow path (inlet) formed in the
次に、EGR制御弁を開弁させるような運転状況(エンジンの運転状況)になると、ポペットバルブが運転状況に対応した所定のバルブ開度(バルブリフト量またはストローク量)に開弁するように開弁作動させる。
そして、モータMに電力を供給し、モータMのモータシャフト34を開弁作動方向に回転させる。これにより、モータMの回転動力(トルク)が、ピニオンギア35、中間ギア36および出力ギア37に伝達される。
そして、出力ギア37からトルクが伝達された出力シャフト39が、出力ギア37の回転に伴って所定の回転角度だけ開弁作動方向に回転する。
そして、出力シャフト39からトルクが伝達された出力レバー41が、出力シャフト39の回転に伴って所定の回転角度(出力ギア37の作動角度と等しい回転角度)だけ開弁作動方向に回転する。
Next, when the operation state (engine operation state) is such that the EGR control valve is opened, the poppet valve is opened to a predetermined valve opening (valve lift amount or stroke amount) corresponding to the operation state. Open the valve.
Then, electric power is supplied to the motor M, and the
Then, the
Then, the
ここで、出力レバー41の突出端部、つまり出力シャフト39の回転中心軸から所定の距離だけ偏芯した位置にピボットピン42が取り付けられている。そして、ピボットピン42に支持されたフォロア43は、出力シャフト39および出力レバー41が回転すると、フォロア43の外周部(外輪)がスコッチヨーク3のヨーク溝47の溝側面と摺動接触することにより、回転運動が直線運動に変換される。
そして、リターンスプリング4の付勢力に抗して、バルブシャフト2およびスコッチヨーク3が移動方向に移動する。このとき、ハウジング5のメタルベアリング27によってバルブシャフト2がその移動方向に案内(ガイド)されているので、バルブシャフト2がその軸線方向のバルブ開側へ直線移動する。
そして、バルブシャフト2の直線移動に伴って、バルブシャフト2に固定されたバルブ本体1が、バルブシート15のシートエッジより離脱して、エンジンの運転状況に対応した所定のバルブリフト量またはストローク量分だけ流路孔22側へ向かって外開き(リフト)することにより、バルブシート15の流路孔23を開放する開弁状態となる(図5(a)参照)。
Here, the
Then, the
Then, as the
以上のように、エンジンの運転状況に対応して、モータMへの供給電力(駆動電流値または印加電圧値)を可変制御することで、EGR制御弁のバルブ開度を変化させることにより、エアクリーナを通過した清浄な吸気(新気)に対する、EGRガスの導入量(混入量)が調節される。すなわち、ポペットバルブは、制御目標値に相当するバルブ開度に開弁制御される。つまりバルブシート15の流路孔23が開放されることで、EGRガス流路(インレットポート21→流路孔22〜25→アウトレットポート26)が開放される。
したがって、エンジンの各気筒より流出した排気の一部であるEGRガスが、排気管内に形成される排気通路の分岐部から、EGRガス流路を経由して、吸気管内に形成される吸気通路の合流部へ再循環される。これにより、エンジンの各気筒に供給される吸気にEGRガスが混入される。
これによって、排気中に含まれる有害物質(例えばNOx等)が低減される。
As described above, the air cleaner is controlled by changing the valve opening degree of the EGR control valve by variably controlling the power (drive current value or applied voltage value) supplied to the motor M in accordance with the operating state of the engine. The amount of EGR gas introduced (mixed amount) with respect to clean intake air (fresh air) that has passed through is adjusted. That is, the poppet valve is controlled to open to a valve opening corresponding to the control target value. That is, when the flow path hole 23 of the
Therefore, EGR gas that is a part of the exhaust gas flowing out from each cylinder of the engine passes through the EGR gas flow path from the branch portion of the exhaust passage formed in the exhaust pipe, and passes through the intake passage formed in the intake pipe. Recirculated to the junction. Thereby, EGR gas is mixed in the intake air supplied to each cylinder of the engine.
Thereby, harmful substances (for example, NOx) contained in the exhaust gas are reduced.
ところで、本実施例のEGR制御弁においては、図1および図5に示したように、バルブ本体1の中心軸線と第1、第2流路(インレットポート21、流路孔22、24)および弁孔(流路孔23)の中心軸線とが同軸であり、しかも流路孔22から流路孔23を通って流路孔24へ流れ込むEGRガスの流れ(図示矢印)が、バルブシャフト2の径小軸部95の外径面と衝突する点(EGRガスの流れ衝突点)Aと、異物除去パイプ33のスリーブ先端84との間に所定の距離(例えば10mm)以上の軸方向距離が形成される構造を備えている。
これにより、インレットポート21から流路孔22内に流入したEGRガスは、図5(b)に示したように、バルブ本体1の周方向全体(全周)と流路孔22の周囲を円周方向に取り囲む円筒状(または角筒状)の第1流路壁(バルブボディ11の内壁)との間に形成される円筒状の隙間流路に流れ込む。
By the way, in the EGR control valve of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the central axis of the
As a result, the EGR gas that has flowed into the flow path hole 22 from the
そして、バルブ本体1の周方向全体(全周)と第1流路壁との間に形成される円筒状の隙間流路に流れ込んだEGRガスは、バルブシール面85の傾斜角度に沿って、バルブ本体1の全周のバルブシール面85と流路孔23の周囲を円周方向に取り囲む円筒状(または角筒状)の流路壁(バルブシート15の内壁)との間に形成される円筒状の隙間流路へ向かって逆円錐台筒(漏斗)形状に集束するように均等に流れ込み、バルブシャフト2の径小軸部95の外径面に衝突する。
そして、径小軸部95の外径面に衝突したEGRガスは、径小軸部95の外径面に沿って流れ、径大軸部94と径小軸部95との間の第1傾斜面96に沿って円錐台筒形状に拡がるように、しかも均等に径大軸部94の周り(周囲)へ流れていく。
したがって、バルブシャフト2の外形形状に沿うように流路孔24から流路孔25内へ流れ込むEGRガスの流れが、異物除去パイプ33のスリーブ先端84に当たることはなく、異物除去パイプ33のスリーブ先端84の内周とバルブシャフト2の径大軸部94の外径面との間の円環状隙間を通って異物(デポジット)が異物除去パイプ33の内部へ侵入し難くなる。
And the EGR gas that has flowed into the cylindrical clearance channel formed between the entire circumferential direction (the entire circumference) of the
The EGR gas that has collided with the outer diameter surface of the small-
Therefore, the flow of EGR gas flowing from the flow path hole 24 into the flow path hole 25 along the outer shape of the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のEGR制御弁においては、バルブ本体1の嵌合孔内にバルブシャフト2の結合軸部97を嵌合した後に、バルブ本体1と結合軸部97とを溶接固定している。
また、ハウジング5の軸受孔31内に嵌挿される中間軸部93よりも軸線方向の先端側には、ハウジング5の軸受孔31の開口32から第2流路(流路孔24、25)内へ突出し、且つ第2流路(流路孔24、25)から流路孔23を通り抜けて第1流路(流路孔22)内へ突出する第1突出軸部91が設けられている。
[Effect of Example 1]
As described above, in the EGR control valve according to the present embodiment, after the
Further, on the distal end side in the axial direction from the
第1突出軸部91には、中間軸部93と同一の外径を有する径大軸部94、およびこの径大軸部94よりも小さい外径を有する径小軸部95が設けられている。
また、バルブシャフト2の径大軸部94の外径面には、異物(デポジット等)がハウジング5の軸受孔31内へ侵入するのを抑制するために、バルブシャフト2の中間軸部93、径大軸部94の周囲を覆う異物除去パイプ33のスリーブ先端84が摺接する摺接面が形成されている。
The first
Further, in order to prevent foreign matter (such as deposit) from entering the bearing
そして、径大軸部94と径小軸部95との間に設けられた円錐台形状の第1傾斜面96の仮想延長線が、異物除去パイプ33のスリーブ先端84と交差または干渉しないように形成し、且つバルブ本体1の外周に設けられた円錐台形状のバルブシール面85の仮想延長線が、異物除去パイプ33のスリーブ先端84と交差または干渉しないように形成したことにより、バルブシャフト2の外形形状に沿うように流路孔24から流路孔25内へ流れ込むEGRガスの流れが、異物除去パイプ33のスリーブ先端84に当たることがなくなり、異物除去パイプ33のスリーブ(81〜84)内への異物(デポジット等)の侵入を抑制することができる。これにより、ハウジング5の軸受孔31内への異物(デポジット等)の侵入を抑制できるので、ポペットバルブ(バルブ本体1、バルブシャフト2)の動作不能(バルブロック)または動作不良の発生を防止することができる。
The virtual extension line of the first
[実施例2の構成]
図6は、本発明を適用したEGRシステムに使用されるEGR制御弁(実施例2)を示したものである。
ここで、実施例1と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
[Configuration of Example 2]
FIG. 6 shows an EGR control valve (Embodiment 2) used in an EGR system to which the present invention is applied.
Here, the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration or function, and the description thereof is omitted.
本実施例のEGR制御弁においては、バルブ本体1の嵌合孔内にバルブシャフト2の結合軸部97を嵌合した後に、バルブ本体1と結合軸部97とを溶接固定している。
また、ハウジング5の軸受孔31内に嵌挿される中間軸部93よりも軸線方向の先端側には、ハウジング5の軸受孔31の開口32から第2流路(流路孔24、25)内へ突出し、且つ第2流路(流路孔24、25)から流路孔23を通り抜けて第1流路(流路孔22)内へ突出する第1突出軸部91が設けられている。
In the EGR control valve of this embodiment, after fitting the
Further, on the distal end side in the axial direction from the
第1突出軸部91には、中間軸部93と同一の外径を有する径大軸部94、この径大軸部94よりも小さい外径を有する径小軸部95、この径小軸部95よりも大きい外径を有する結合軸部97が設けられている。
径大軸部94と径小軸部95との間には、径大軸部94と径小軸部95とを繋ぐ円錐台形状の第1傾斜面96が形成されている。また、径小軸部95と結合軸部97との間には、径小軸部95と結合軸部97とを繋ぐ円錐台形状の第2傾斜面98が形成されている。この第2傾斜面98の仮想延長線の傾斜角度(θ3)は、例えば20〜70°程度の範囲内で、例えば自動車等の車両の車種やエンジンの機種に応じて種々変更できる。
The first projecting
Between the large-
また、径大軸部94と径小軸部95との間に設けられた円錐台形状の第1傾斜面96の仮想延長線が、異物除去パイプ33のスリーブ先端84と交差または干渉しないように形成し、且つバルブ本体1の外周に設けられた円錐台形状のバルブシール面85の仮想延長線が、異物除去パイプ33のスリーブ先端84と交差または干渉しないように形成している。
In addition, the virtual extension line of the first
さらに、径小軸部95と結合軸部97との間に設けられた円錐台形状の第2傾斜面98の仮想延長線が、バルブ本体1のバルブシール面85の仮想延長線により囲まれた円錐状領域(α)内に位置するように形成したことにより、バルブシャフト2の外形形状に沿うように流路孔24から流路孔25内へ流れ込むEGRガスの流れが、異物除去パイプ33のスリーブ先端84に当たることがなくなり、異物除去パイプ33のスリーブ(81〜84)内への異物(デポジット等)の侵入を抑制することができる。これにより、ハウジング5の軸受孔31内への異物(デポジット等)の侵入を抑制できるので、ポペットバルブ(バルブ本体1、バルブシャフト2)の動作不能(バルブロック)または動作不良の発生を防止することができる。
Further, a virtual extension line of the second
また、ポペットバルブのバルブシャフト2における、バルブ本体1との結合軸部97の外径を実施例1よりも拡大することができるので、バルブ本体1とバルブシャフト2の第1突出軸部91の軸線方向の先端側とを溶接固定する場合でも、バルブ本体1と結合軸部97との溶接結合部におけるシャフト径を十分に維持することができる。これにより、バルブ本体1と結合軸部97との溶接結合部の円周方向の、バルブ本体1との接触面積を増加できるので、バルブ本体1とバルブシャフト2との溶接強度を十分に確保することができる。
以上のように、本実施例のEGR制御弁においては、実施例1と同様な効果を奏する。
Further, since the outer diameter of the
As described above, the EGR control valve of this embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
[変形例]
本実施例では、本発明の排気装置に使用される排気制御弁を、内燃機関の排気循環装置(EGRシステム)に使用されるEGR制御弁に適用しているが、本発明の排気装置に使用される排気制御弁を、内燃機関の排気装置に組み込まれるウェイストゲート弁、スクロール切替弁、排気流量制御弁、排気圧力制御弁、排気切替弁または排気絞り弁等に適用しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the exhaust control valve used in the exhaust device of the present invention is applied to the EGR control valve used in the exhaust circulation device (EGR system) of the internal combustion engine, but is used in the exhaust device of the present invention. The exhaust control valve to be used may be applied to a waste gate valve, a scroll switching valve, an exhaust flow control valve, an exhaust pressure control valve, an exhaust switching valve, an exhaust throttle valve, or the like incorporated in an exhaust device of an internal combustion engine.
また、EGR制御弁や排気制御弁の弁体として、ポペットバルブ(ポペット型EGRバルブ)を採用しているが、バルブとシャフトとの間に変換機構を介することにより、バタフライバルブ、フラップバルブ、プレートバルブ、ロータリバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。また、ダブルポペットバルブを採用しても良い。
また、シャフト(弁軸)としてバルブシャフト2の代わりに、軸線方向に延びる作動ロッドを用いても良い。
In addition, poppet valves (poppet type EGR valves) are used as valve bodies for EGR control valves and exhaust control valves, but a butterfly valve, flap valve, and plate are connected via a conversion mechanism between the valve and the shaft. A rotary valve such as a valve or a rotary valve may be employed. A double poppet valve may be employed.
Moreover, you may use the operating rod extended in an axial direction instead of the
また、出力シャフト39の第2突出軸部(出力部)に出力レバー41を組み付ける前に、予め出力レバー41、ピボットピン42およびフォロア43を組み立てて、これらをユニット(サブアッシー)化したフォロアサブアッセンブリを構成し、フォロアサブアッセンブリを出力シャフト39の第2突出軸部(出力部)に組み付けるようにしても良い。
また、ボールベアリングよりなるフォロア43の代わりに、ピボットピン(支軸)22の外周に回転自在に支持されるフォロアローラを使用しても良い。
Further, before assembling the
Further, a follower roller supported rotatably on the outer periphery of the pivot pin (support shaft) 22 may be used instead of the
また、内燃機関(エンジン)として、多気筒ディーゼルエンジンの代わりに、多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、単気筒エンジンに適用しても良い。
本実施例では、EGRバルブ(バルブヘッド)1の外周に、バルブシート15のシートエッジ(弁座)に着座可能な円錐台形状のバルブシール面85を設けたが、EGRバルブ(バルブヘッド)1の外周に、バルブシート15のシートエッジ(弁座)に着座可能な角錐台形状のバルブシール面85を設けても良い。
Further, as the internal combustion engine (engine), a multi-cylinder gasoline engine may be used instead of the multi-cylinder diesel engine. Moreover, you may apply to a single cylinder engine.
In the present embodiment, the frustoconical
本実施例では、バルブシャフト2の第1突出軸部91の径大軸部94と径小軸部95との間に円錐台形状の第1傾斜面96を設けたが、バルブシャフト2の第1突出軸部91の径大軸部94と径小軸部95との間に角錐台形状の第1傾斜面を設けても良い。また、第1傾斜面96の代わりに、径大軸部94と径小軸部95との間に円環形状または角環形状の第1段差面を設けても良い。
その第1段差面は、バルブシャフト2の軸線方向(弁軸方向)に対して直交する垂直方向に延伸されている。なお、第1段差面を2段以上の多段にしても良い。
In the present embodiment, the truncated cone-shaped first inclined
The first step surface is extended in a vertical direction orthogonal to the axial direction (valve axis direction) of the
本実施例では、バルブシャフト2の第1突出軸部91の径小軸部95と結合軸部97との間に円錐台形状の第2傾斜面98を設けたが、バルブシャフト2の第1突出軸部91の径小軸部95と結合軸部97との間に角錐台形状の第2傾斜面を設けても良い。また、第1傾斜面96の代わりに、径小軸部95と結合軸部97との間に円環形状または角環形状の第2段差面を設けても良い。
その第2段差面は、バルブシャフト2の軸線方向(弁軸方向)に対して直交する垂直方向に延伸されている。なお、第2段差面を2段以上の多段にしても良い。
In this embodiment, the truncated cone-shaped second inclined
The second step surface is extended in a vertical direction orthogonal to the axial direction (valve axis direction) of the
本実施例では、EGR(排気)制御弁のポペットバルブとして、バルブ(弁体、弁部)1がバルブシート15のシートエッジ(弁座)に着座している閉弁(全閉)状態から、バルブ1がバルブシート15よりも排気の流れ方向の上流側に形成される流路孔(第1流路)22側へ向かって(所定のバルブリフト量またはストローク量分だけ)外開き(リフト)する外開き弁方式のポペットバルブを採用しているが、EGR(排気)制御弁のポペットバルブとして、バルブがシート(弁座)に着座している閉弁(全閉)状態から、バルブがシートよりも排気の流れ方向の下流側に形成される流路孔(第2流路)24、25側へ向かって(所定のバルブリフト量またはストローク量分だけ)内開き(リフト)する内開き弁方式のポペットバルブを採用しても良い。
すなわち、外開き弁方式のEGR(排気)制御弁の代わりに、内開き弁方式のEGR(排気)制御弁に本発明の構造を適用しても良い。
In the present embodiment, as a poppet valve of the EGR (exhaust) control valve, the valve (valve body, valve portion) 1 is in a closed (full closed) state where the
That is, the structure of the present invention may be applied to an EGR (exhaust) control valve of an inner opening valve type instead of an EGR (exhaust) control valve of an outer opening valve type.
本実施例では、ハウジングの軸受孔として、バルブシート15よりも排気の流れ方向の下流側(例えば内燃機関(エンジン)の吸気管内の吸気通路側)に位置する第2流路(流路孔24または流路孔25)の壁面で開口し、且つこの開口側から奥側へ延びる軸受孔31を採用しているが、ハウジングの軸受孔として、バルブシート15よりも排気の流れ方向の上流側(例えば内燃機関(エンジン)の排気管内の排気通路側)に位置する第1流路(流路孔22)の壁面で開口し、且つこの開口側から奥側へ延びる軸受孔を採用しても良い。
この場合、バルブシャフトの突出軸部は、軸受孔の開口から第1流路(流路孔22)内へ突出し、且つ第1流路(流路孔22)から弁孔(流路孔23)を通り抜けて第2流路(流路孔24または流路孔25)内へ突出するように構成される。
In the present embodiment, a second flow path (flow path hole 24) located on the downstream side of the exhaust flow direction from the valve seat 15 (for example, the intake passage side in the intake pipe of the internal combustion engine (engine)) as the bearing hole of the housing. Alternatively, a bearing
In this case, the protruding shaft portion of the valve shaft protrudes from the opening of the bearing hole into the first flow path (flow path hole 22) and from the first flow path (flow path hole 22) to the valve hole (flow path hole 23). And is configured to protrude into the second flow path (flow path hole 24 or flow path hole 25).
1 バルブ本体(EGR制御弁の弁体、弁部、バルブヘッド、EGRバルブ)
2 バルブシャフト(EGR制御弁の弁軸)
5 ハウジング
15 バルブシート
27 メタルベアリング(軸受)
28 ベアリングホルダ(軸受ホルダ)
29 オイルシール
31 ハウジングの軸受孔
32 軸受孔の開口
33 異物除去パイプ
1 Valve body (valve body, valve part, valve head, EGR valve of EGR control valve)
2 Valve shaft (valve shaft of EGR control valve)
5
28 Bearing holder (bearing holder)
29
Claims (13)
(b)このハウジング(5、11)の内部に往復移動可能に配置されて、前記シート(15)に接離して前記弁孔(23)を閉鎖、開放するバルブ(1)と、
(c)このバルブ(1)と一体移動可能に配置されて、前記軸受孔(31)の奥側に位置する基端側から前記流路(21、22、24〜26)内へ突出する先端側へ向かって軸線方向に延びるシャフト(2)と、
(d)前記軸受孔(31)の奥側に収容されて、前記シャフト(2)をその軸線方向に往復摺動可能に支持する軸受(27)と、
(e)この軸受(27)よりも前記軸受孔(31)の開口側に保持されて、前記軸受孔(31)の開口(32)から前記第2流路(24〜26)内へ突出するように設置されて、前記シャフト(2)の外径面を覆う筒状の異物除去パイプ(33)と
を備えた内燃機関の排気装置において、
前記シャフト(2)は、前記軸受孔(31)内に嵌挿される中間軸部(93)、およびこの中間軸部(93)よりも軸線方向の先端側に設けられて、前記軸受孔(31)の開口(32)から前記流路(22〜25)内へ突出する突出軸部(91)を有し、
前記突出軸部(91)は、前記異物除去パイプ(33)のパイプ先端部分(84)が摺接する径大軸部(94)、この径大軸部(94)よりも軸線方向の先端側に設けられて、前記径大軸部(94)よりも外径が小さい径小軸部(95)、および前記径大軸部(94)と前記径小軸部(95)との間に設けられた円錐台形状または角錐台形状の第1傾斜面(96)、あるいは円環形状または角環形状の第1段差面を有し、
前記第1傾斜面(96)、あるいは前記第1段差面の仮想延長線は、前記異物除去パイプ(33)のパイプ先端部分(84)と交差または干渉しないように形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 (A) The flow path (21, 22, 24-26) through which the exhaust discharged from the internal combustion engine flows, the valve hole (23) communicating with the flow path (21, 22, 24-26), and the valve hole (23 ) Through which the annular sheet (15) and the flow path (21, 22, 24-26) are positioned upstream of the sheet (15) in the exhaust flow direction (21) 22) and the second flow path (24 to 26) positioned downstream of the seat (15) in the exhaust flow direction, and the annular partition (14) and the flow paths (21, 22). , 24-26) and a housing (5, 11, 28) having a bearing hole (31) extending from the opening side to the back side,
(B) a valve (1) which is disposed in the housing (5, 11) so as to be reciprocally movable and closes and opens the valve hole (23) by contacting and separating from the seat (15);
(C) A tip that is arranged so as to be able to move integrally with the valve (1) and protrudes into the flow path (21, 22, 24-26) from the base end side located on the back side of the bearing hole (31). A shaft (2) extending axially toward the side;
(D) a bearing (27) housed in the back side of the bearing hole (31) and supporting the shaft (2) so as to be reciprocally slidable in its axial direction;
(E) The bearing (27) is held on the opening side of the bearing hole (31) and protrudes from the opening (32) of the bearing hole (31) into the second flow path (24 to 26). In the exhaust system for an internal combustion engine provided with a cylindrical foreign matter removing pipe (33) that covers the outer diameter surface of the shaft (2),
The shaft (2) is provided in an intermediate shaft portion (93) to be inserted into the bearing hole (31), and on the tip end side in the axial direction with respect to the intermediate shaft portion (93). ) Having a protruding shaft portion (91) protruding into the flow path (22-25) from the opening (32) of
The protruding shaft portion (91) has a large-diameter shaft portion (94) in which the pipe tip portion (84) of the foreign matter removing pipe (33) is in sliding contact, and is closer to the distal end side in the axial direction than the large-diameter shaft portion (94). A small-diameter shaft portion (95) having an outer diameter smaller than that of the large-diameter shaft portion (94), and between the large-diameter shaft portion (94) and the small-diameter shaft portion (95). The first inclined surface (96) having a truncated cone shape or a truncated pyramid shape, or a first step surface having an annular shape or an annular shape,
The first inclined surface (96) or the virtual extension line of the first step surface is formed so as not to intersect or interfere with the pipe tip portion (84) of the foreign matter removing pipe (33). An exhaust device for an internal combustion engine.
前記突出軸部(91)は、前記径小軸部(95)よりも軸線方向の先端側に設けられて、前記バルブ(1)と一体移動可能に連結する結合軸部(97)を有し、
前記結合軸部(97)は、前記径小軸部(95)と略同一の外径を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1,
The protruding shaft portion (91) has a coupling shaft portion (97) that is provided on the tip end side in the axial direction with respect to the small-diameter shaft portion (95) and is connected to the valve (1) so as to be movable together. ,
The exhaust device for an internal combustion engine, wherein the coupling shaft portion (97) has substantially the same outer diameter as the small-diameter shaft portion (95).
前記突出軸部(91)は、前記軸受孔(31)の開口(32)から前記第2流路(24、25)内へ突出し、且つ前記第2流路(24、25)から前記弁孔(23)を通り抜けて前記第1流路(22)内へ突出するように構成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The protruding shaft portion (91) protrudes from the opening (32) of the bearing hole (31) into the second flow path (24, 25) and from the second flow path (24, 25) to the valve hole. An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that it passes through (23) and protrudes into the first flow path (22).
前記バルブ(1)は、前記突出軸部(91)の軸線方向の先端側に溶接固定されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust device for an internal combustion engine, wherein the valve (1) is welded and fixed to the tip end side in the axial direction of the protruding shaft portion (91).
前記バルブ(1)は、前記流路(22〜24)を流れる排気の流れ方向の上流側から下流側へ向かって外径が徐々に減少するように傾斜した円錐台形状または角錐台形状のバルブシール面(85)を有し、
前記バルブシール面(85)の仮想延長線は、前記異物除去パイプ(33)のパイプ先端部分と交差または干渉しないように形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The valve (1) is a truncated cone-shaped or truncated pyramid-shaped valve inclined so that the outer diameter gradually decreases from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the exhaust gas flowing through the flow paths (22-24). Having a sealing surface (85);
An exhaust system for an internal combustion engine, wherein a virtual extension line of the valve seal surface (85) is formed so as not to intersect or interfere with a pipe tip portion of the foreign matter removal pipe (33).
前記突出軸部(91)は、前記径小軸部(95)よりも軸線方向の先端側に設けられて、前記径小軸部(95)よりも外径が大きく、且つ前記バルブ(1)を一体移動可能に結合する結合軸部(97)、および前記径小軸部(95)と前記結合軸部(97)との間に設けられた円錐台形状あるいは角錐台形状の第2傾斜面(98)、あるいは円環形状または角環形状の第2段差面を有し、
前記第2傾斜面(98)、あるいは前記第2段差面の仮想延長線は、前記バルブシール面(85)の仮想延長線により囲まれた領域内に位置するように形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 5,
The protruding shaft portion (91) is provided on the distal end side in the axial direction with respect to the small diameter shaft portion (95), has an outer diameter larger than that of the small diameter shaft portion (95), and the valve (1). And a second inclined surface having a truncated cone shape or a truncated pyramid shape provided between the small diameter shaft portion (95) and the coupling shaft portion (97). (98), or having a second step surface having an annular shape or an annular shape,
The second inclined surface (98) or the virtual extension line of the second step surface is formed so as to be located in a region surrounded by the virtual extension line of the valve seal surface (85). An exhaust system for an internal combustion engine.
前記異物除去パイプは、前記シャフト(2)の外径面に沿って軸線方向に延びる筒状のスリーブ(33)を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6,
The exhaust system for an internal combustion engine, wherein the foreign matter removing pipe has a cylindrical sleeve (33) extending in an axial direction along an outer diameter surface of the shaft (2).
前記スリーブ(33)は、前記軸受孔(31)内に保持されるスリーブ基端部(81)、および前記軸受孔(31)の開口(32)から前記第2流路(24〜26)内へ突出するスリーブ突出部(82)を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 7,
The sleeve (33) extends from the sleeve base end (81) held in the bearing hole (31) and the opening (32) of the bearing hole (31) into the second flow path (24 to 26). An exhaust system for an internal combustion engine, comprising a sleeve projecting portion (82) projecting toward the inner surface.
前記スリーブ突出部(82)は、前記スリーブ基端部(81)から前記異物除去パイプ(33)の軸線方向の先端側へ向かって外径が徐々に縮径する筒状のスリーブ縮径部(83)を有していることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 8,
The sleeve projecting portion (82) is a cylindrical sleeve reduced diameter portion (outer diameter gradually decreasing from the sleeve base end portion (81) toward the distal end side in the axial direction of the foreign matter removing pipe (33) ( 83). An exhaust system for an internal combustion engine,
前記パイプ先端部分とは、前記スリーブ縮径部(83)の中で最も先端側に位置するように、しかも前記スリーブ縮径部(83)の中で最も内径が小さくなるように設けられて、前記径大軸部(94)の外径面に摺接する環状のスリーブ先端(84)のことであることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 9,
The pipe tip portion is provided so as to be positioned on the most distal side in the sleeve diameter-reduced portion (83), and so that the inner diameter is the smallest in the sleeve diameter-reduced portion (83), An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that it is an annular sleeve tip (84) that is in sliding contact with the outer diameter surface of the large-diameter shaft portion (94).
前記異物除去パイプ(33)は、その基端部が、前記シール部材(29)に保持されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 11,
An exhaust system for an internal combustion engine, wherein a base end portion of the foreign matter removing pipe (33) is held by the seal member (29).
前記シール部材(29)は、前記軸受(27)よりも前記軸受孔(31)の開口側に収容されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 11 or 12,
The exhaust device for an internal combustion engine, wherein the seal member (29) is accommodated closer to the opening side of the bearing hole (31) than the bearing (27).
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