JP2022068406A - Fluid control valve and EGR unit - Google Patents

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JP2022068406A JP2020177053A JP2020177053A JP2022068406A JP 2022068406 A JP2022068406 A JP 2022068406A JP 2020177053 A JP2020177053 A JP 2020177053A JP 2020177053 A JP2020177053 A JP 2020177053A JP 2022068406 A JP2022068406 A JP 2022068406A
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衛 吉岡
Mamoru Yoshioka
伸二 河井
Shinji Kawai
海翔 曹
Haixiang Cao
一真 中島
Kazuma Nakajima
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Abstract

To prevent a valve element of a poppet type fluid control valve functioning as an internally opening type valve from being opened carelessly due to high negative pressure applied to a downstream side flow passage when the valve is fully closed.SOLUTION: An EGR valve 14 includes: a housing 41; a valve stem 42 in which a valve element 43 is provided; a stepping motor 44 reciprocating the valve stem 42; and a spring 45 energizing the valve element 43 and the valve stem 42 in the direction separating from the stepping motor 44. The valve element 43 includes a cylindrical outer shaft 52 extending from the valve element 43 along the valve stem 42 to enable contact with a lip seal 51 around the valve stem 42. The EGR valve includes the lip seal 51 sealing a space between the outer shaft 52 and the housing 41 when the outer shaft 52 reciprocates together with the valve element 43 and the valve stem 42. By sealing using the lip seal 51, an inner space 53 is provided in the housing 41. An upper end part of the outer shaft 52 faces the inner space 53, and an atmospheric passage 54 communicating the inner space 53 with the atmosphere is provided in the housing 41.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

この明細書に開示される技術は、流体の流量を制御するポペット式であって内開式の流体制御弁とそれを含むEGRユニットに関する。 The techniques disclosed herein relate to poppet-type, internally open fluid control valves that control fluid flow rates and EGR units that include them.

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載されるポペット式であって内開式のEGR弁が知られている。このEGR弁は、流路を有するハウジングと、流路に設けられた弁座と、弁座に対して着座可能に設けられた弁体と、一端部に弁体が設けられた弁軸と、弁軸を弁体と共に軸線方向へ往復動させるアクチュエータとを備える。流路は、弁座を境として上流側流路と下流側流路に分かれ、弁体は下流側流路にて弁座に着座可能に配置される。アクチュエータは雄ねじを有する駆動軸と、駆動軸を軸線方向へ往復動させるために雄ねじに螺合される雌ねじを有するロータと、ロータを回転させるコイルとを含む。雄ねじと雌ねじとの間には、駆動軸の軸線方向において所定のバックラッシが設けられる。駆動軸には、弁体を弁体を弁座に着座させる方向(閉弁方向)へ付勢する閉弁スプリングが設けられる。弁軸と駆動軸との間には、電磁クラッチが設けられる。 Conventionally, as this kind of technique, for example, a poppet-type and internally open-type EGR valve described in Patent Document 1 below is known. This EGR valve includes a housing having a flow path, a valve seat provided in the flow path, a valve body provided so as to be seated on the valve seat, and a valve shaft provided with a valve body at one end. It is provided with an actuator that reciprocates the valve shaft together with the valve body in the axial direction. The flow path is divided into an upstream side flow path and a downstream side flow path with the valve seat as a boundary, and the valve body is arranged so as to be seatable on the valve seat in the downstream side flow path. The actuator includes a drive shaft having a male screw, a rotor having a female screw screwed into the male screw to reciprocate the drive shaft in the axial direction, and a coil for rotating the rotor. A predetermined backlash is provided between the male and female threads in the axial direction of the drive shaft. The drive shaft is provided with a valve closing spring that urges the valve body in the direction in which the valve body is seated on the valve seat (valve closing direction). An electromagnetic clutch is provided between the valve shaft and the drive shaft.

ここで、内開式のEGR弁は、その開弁時に弁軸も弁座から離れるので、弁体を上流側流路にて弁座に着座可能に配置した外開式のEGR弁に比べ、次のようなメリットがある。すなわち、弁体の外径を等しくした場合、内開式では、EGRガスの最大流量が外開式よりも増加する。そのため、内開式では、所定の最大流量を得るための弁体の外径を外開式よりも小さくすることができ、結果として、低流量域の流量分解能を向上させることができる。このようなメリットが得られることから、内開式のEGR弁の利用について要請が高まっている。 Here, since the valve shaft of the internally open type EGR valve is also separated from the valve seat when the valve is opened, the valve body is arranged so as to be seated on the valve seat in the upstream flow path, as compared with the externally open type EGR valve. It has the following merits. That is, when the outer diameters of the valve bodies are made equal, the maximum flow rate of EGR gas in the inwardly open type is higher than that in the outwardly open type. Therefore, in the inwardly open type, the outer diameter of the valve body for obtaining a predetermined maximum flow rate can be made smaller than in the outwardly open type, and as a result, the flow rate resolution in the low flow rate region can be improved. Since such merits can be obtained, there is an increasing demand for the use of an internally open EGR valve.

特開2010-275941号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-275941

ところが、特許文献1に記載の内開式のEGR弁では、その全閉時には、閉弁スプリングの付勢力により駆動軸が閉弁方向へ押され、雄ねじのねじ山が雌ねじのねじ山に当たった状態で弁体が弁座に着座する。この状態で、雌ねじと雄ねじとの間には、駆動軸が開弁方向へ動き得るバックラッシ(隙間)が存在する。そのため、下流側流路にて弁体に高い吸気負圧が作用すると、弁体と弁軸を介して駆動軸へ開弁方向の力が作用し、バックラッシの分だけ雄ねじが移動し、弁体が微小に開弁してしまう。この結果、EGRガスが下流側流路へ漏れ、不要なEGRガスが吸気通路へ流れてしまうおそれがある。 However, in the internally open type EGR valve described in Patent Document 1, when the valve is fully closed, the drive shaft is pushed in the valve closing direction by the urging force of the valve closing spring, and the thread of the male thread hits the thread of the female thread. The valve body sits on the valve seat in this state. In this state, there is a backlash (gap) between the female screw and the male screw so that the drive shaft can move in the valve opening direction. Therefore, when a high intake negative pressure acts on the valve body in the downstream flow path, a force in the valve opening direction acts on the drive shaft via the valve body and the valve shaft, and the male screw moves by the amount of backlash, and the valve body. Will open the valve slightly. As a result, the EGR gas may leak to the downstream flow path, and unnecessary EGR gas may flow to the intake passage.

上記問題の対応策として、閉弁スプリングの付勢力(張力)を、高い吸気負圧に対抗できる程度に増大させることが考えられる。しかし、この場合は、閉弁スプリングが大型化したり、雄ねじと雌ねじとの間で摩耗が増加したりするおそれがあるので好ましくない。 As a countermeasure to the above problem, it is conceivable to increase the urging force (tension) of the valve closing spring to the extent that it can withstand the high intake negative pressure. However, in this case, the valve closing spring may become large and the wear between the male and female threads may increase, which is not preferable.

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ポペット式であって内開式として機能する流体制御弁において、全閉時に下流側流路に作用する高負圧により弁体が不用意に開弁してしまうことを防止することにある。 This disclosed technique was made in view of the above circumstances, and its purpose is to be a poppet type fluid control valve that functions as an inwardly open type, and has a high negative pressure acting on the downstream flow path when fully closed. This is to prevent the valve body from being inadvertently opened.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の技術は、ハウジングと、ハウジングに設けられ、一端部と他端部を含む弁軸と、弁軸の一端部に設けられる弁体と、弁軸の他端部に対応してハウジングに設けられ、弁軸を弁体と共に軸線方向へ往復動させるためのアクチュエータと、弁体は、軸線方向において先部と基部とを含むことと、弁軸は、弁体の基部からアクチュエータへ向けて伸びることと、弁体を弁軸と共にアクチュエータから遠ざかる方向へ付勢するためのスプリングとを備え、流体の流量を制御する流体制御弁において、弁体の基部又は弁軸に設けられ、弁体を弁軸と共にアクチュエータに近づける方向へ付勢するように弁体の基部の側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段と、作用圧低減手段が弁体及び弁軸と共に往復動するときに作用圧低減手段とハウジングとの間をシールするためのシール部材と、作用圧低減手段とハウジングとの間をシール部材によりシールすることでハウジングの内側に区分される内側空間と、作用圧低減手段は一端部を含み、一端部が内側空間に面して配置されることと、内側空間を大気に連通させるためにハウジングに設けられる大気通路とを備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 1 is a housing, a valve shaft provided in the housing including one end and the other end, a valve body provided at one end of the valve shaft, and a valve. An actuator provided in the housing corresponding to the other end of the shaft for reciprocating the valve shaft together with the valve body in the axial direction, and the valve body including a tip portion and a base portion in the axial direction, and a valve shaft. Is a fluid control valve that controls the flow rate of the fluid by extending from the base of the valve body toward the actuator and urging the valve body together with the valve shaft in a direction away from the actuator. The working pressure reducing means and the working pressure reducing means provided on the base or the valve shaft and for reducing the pressure acting on the side of the base of the valve body so as to urge the valve body together with the valve shaft in the direction closer to the actuator are provided. A sealing member for sealing between the working pressure reducing means and the housing when reciprocating together with the valve body and the valve shaft, and a sealing member for sealing between the working pressure reducing means and the housing inside the housing. The inner space to be separated and the working pressure reducing means include one end, the one end is arranged facing the inner space, and the air passage provided in the housing for communicating the inner space with the atmosphere is provided. The purpose is that.

上記技術の構成において、流体制御弁は、流路と、流路に設けられた弁座とを有する相手部材に組み付けて使用される。この組み付け状態において、弁体が弁座に着座した全閉状態では、流路は、弁座を境としてアクチュエータから遠い上流側流路とアクチュエータに近い下流側流路に分けられる。この場合、下流側流路にて弁体が弁座に着座可能に配置される。ここで、流体制御弁の全閉状態において、弁体の先部の側には、上流側流路の圧力が作用し、弁体の基部の側には、下流側流路の圧力が作用する。そして、下流側流路に高負圧が作用し、上流側流路に正圧が作用した場合、弁体には、上流側流路の正圧と下流側流路の高負圧との圧力差が、弁体を弁座から離間させる方向に作用し、弁体が不用意に弁座から離間する(開弁する)おそれがある。この不用意な開弁を回避するために、従来は、スプリングの付勢力を増大させたり、全閉状態を保つためにアクチュエータを動作させたりすることが考えられる。この点、上記技術の構成によれば、弁体の基部又は弁軸に、弁体を弁軸と共にアクチュエータに近づける方向へ付勢するように弁体の基部の側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段が設けられる。また、この作用圧低減手段の一端部が、シール部材により下流側流路と区分されるハウジングの内側空間に面して配置される。この内側空間は、大気通路を介して常に大気圧に保たれる。従って、弁体には、弁座に着座する方向(弁体をアクチュエータから遠ざける方向)へ作用圧低減手段を介して大気圧が作用するので、下流側流路にて弁体を弁座から離間させる方向(弁体をアクチュエータに近づける方向)へ高負圧が作用しても、作用圧低減手段に作用する大気圧の分だけ弁体の基部の側に作用する高負圧による付勢力が低減される。 In the configuration of the above technique, the fluid control valve is used by assembling to a mating member having a flow path and a valve seat provided in the flow path. In this assembled state, in the fully closed state in which the valve body is seated on the valve seat, the flow path is divided into an upstream side flow path far from the actuator and a downstream side flow path close to the actuator with the valve seat as a boundary. In this case, the valve body is arranged so as to be seatable on the valve seat in the downstream flow path. Here, in the fully closed state of the fluid control valve, the pressure of the upstream side flow path acts on the tip side of the valve body, and the pressure of the downstream side flow path acts on the base side of the valve body. .. When a high negative pressure acts on the downstream flow path and a positive pressure acts on the upstream side flow path, the pressure between the positive pressure of the upstream side flow path and the high negative pressure of the downstream side flow path acts on the valve body. The difference acts in the direction of separating the valve body from the valve seat, and the valve body may inadvertently separate from the valve seat (open the valve). In order to avoid this careless valve opening, conventionally, it is conceivable to increase the urging force of the spring or to operate the actuator in order to keep the fully closed state. In this regard, according to the configuration of the above technique, in order to reduce the pressure acting on the base of the valve body or the valve shaft on the side of the base of the valve body so as to urge the valve body together with the valve shaft in a direction toward the actuator. A means for reducing the working pressure of the above is provided. Further, one end of the working pressure reducing means is arranged so as to face the inner space of the housing which is separated from the downstream flow path by the sealing member. This inner space is always maintained at atmospheric pressure through the atmospheric passage. Therefore, atmospheric pressure acts on the valve body in the direction of seating on the valve seat (direction in which the valve body is moved away from the actuator) via the acting pressure reducing means, so that the valve body is separated from the valve seat in the downstream flow path. Even if a high negative pressure acts in the direction of making the valve body closer to the actuator, the urging force due to the high negative pressure acting on the base side of the valve body is reduced by the amount of the atmospheric pressure acting on the acting pressure reducing means. Will be done.

上記目的を達成するために、請求項2に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、作用圧低減手段は、弁軸の周囲に設けられ、シール部材に接触可能な外周部を含み、弁体の基部から弁軸に沿って伸びる円筒状の外軸であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 2 is the technique according to claim 1, wherein the acting pressure reducing means is provided around the valve shaft and includes an outer peripheral portion that can come into contact with the seal member. The purpose is that it is a cylindrical outer shaft extending from the base of the valve body along the valve shaft.

上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、弁体には、弁体が弁座に着座する方向へ、外軸を介して内側空間から大気圧が作用するので、下流側流路にて弁体を弁座から離間させる方向へ高負圧が作用しても、外軸に作用する大気圧の分だけ弁体の基部の側に作用する高負圧による付勢力が低減される。また、弁軸と外軸との間のスペースにスプリングの配置が可能になるので、スプリングが下流側流路に露出することがない。 According to the configuration of the above technique, in addition to the action of the technique according to claim 1, atmospheric pressure acts on the valve body from the inner space via the outer shaft in the direction in which the valve body sits on the valve seat. Even if a high negative pressure acts in the direction that separates the valve body from the valve seat in the downstream flow path, the high negative pressure that acts on the base side of the valve body by the amount of the atmospheric pressure acting on the outer shaft is applied. The power is reduced. Further, since the spring can be arranged in the space between the valve shaft and the outer shaft, the spring is not exposed to the downstream flow path.

上記目的を達成するために、請求項3に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、作用圧低減手段は、弁軸上にて弁体から離れて設けられ、シール部材に接触可能な外周部と、弁体の基部に対向する他端部とを含み、内側空間を閉鎖する閉鎖部材であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 3 is the technique according to claim 1, wherein the acting pressure reducing means is provided on the valve shaft away from the valve body and can come into contact with the seal member. It is intended to be a closing member that closes the inner space, including the outer peripheral portion and the other end portion facing the base portion of the valve body.

上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、閉鎖部材の一端部が内側空間に面するので、弁体には、弁体が弁座に着座する方向へ閉鎖部材を介して内側空間から大気圧が作用する。従って、下流側流路にて弁体を弁座から離間させる方向へ高負圧が作用しても、閉鎖部材に作用する大気圧の分だけ弁体の基部の側に作用する高負圧による付勢力が低減される。また、閉鎖部材の他端部が弁体の基部に対向することで下流側流路に面するので、下流側流路に作用する高負圧が、閉鎖部材を介して、弁体が弁座に着座する方向に作用する。従って、閉鎖部材に作用する高負圧の分だけ弁体を弁座から離間させる方向へ作用する高負圧による付勢力が低減される。 According to the configuration of the above technique, in addition to the operation of the technique according to claim 1, since one end of the closing member faces the inner space, the valve body has a closing member in the direction in which the valve body is seated on the valve seat. Atmospheric pressure acts from the inner space through. Therefore, even if a high negative pressure acts in the downstream flow path in the direction of separating the valve body from the valve seat, the high negative pressure acting on the base side of the valve body by the amount of the atmospheric pressure acting on the closing member causes. The urging force is reduced. Further, since the other end of the closing member faces the downstream flow path by facing the base of the valve body, the high negative pressure acting on the downstream flow path causes the valve body to sit on the valve seat via the closing member. It acts in the direction of sitting on. Therefore, the urging force due to the high negative pressure acting in the direction of separating the valve body from the valve seat is reduced by the amount of the high negative pressure acting on the closing member.

上記目的を達成するために、請求項4に記載の技術は、請求項2又は3に記載の技術において、外軸又は閉鎖部材は、外周部に、外径を拡大する拡径部を含み、拡径部の一端部が内側空間に面して配置され、他端部が弁体へ向いて配置されることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 4 is the technique according to claim 2 or 3, wherein the outer shaft or the closing member includes an enlarged diameter portion having an outer diameter on the outer peripheral portion. It is intended that one end of the enlarged diameter portion is arranged facing the inner space and the other end portion is arranged facing the valve body.

上記技術の構成によれば、請求項2又は3に記載の技術の作用に加え、拡径部の他端部が弁体へ向いて配置されることで下流側流路に面するので、下流側流路に作用する高負圧が、拡径部の他端部に作用して弁体が弁座に着座する方向に付勢される。従って、その付勢力の分だけ弁体を弁座から離間させる方向へ作用する高負圧による付勢力が更に低減される。 According to the configuration of the above technique, in addition to the operation of the technique according to claim 2 or 3, the other end of the enlarged diameter portion is arranged toward the valve body so as to face the downstream flow path, so that it is downstream. The high negative pressure acting on the side flow path acts on the other end of the enlarged diameter portion and is urged in the direction in which the valve body is seated on the valve seat. Therefore, the urging force due to the high negative pressure acting in the direction of separating the valve body from the valve seat is further reduced by the amount of the urging force.

上記目的を達成するために、請求項5に記載の技術は、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術において、ハウジングに設けられ、流体が流れる流路と、流路に設けられ、弁体の先部が着座又は離間する弁座とを更に備え、流路は、弁座を境としてアクチュエータから遠い上流側流路とアクチュエータに近い下流側流路に分かれ、下流側流路にて弁体が弁座に着座可能に配置されることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 5 is provided in a housing, a flow path through which a fluid flows, and a valve provided in the flow path in the technique according to any one of claims 1 to 4. The front part of the body is further provided with a valve seat that is seated or separated, and the flow path is divided into an upstream side flow path far from the actuator and a downstream side flow path close to the actuator with the valve seat as a boundary, and a valve is provided in the downstream side flow path. The purpose is that the body is placed so that it can be seated on the valve seat.

上記技術の構成によれば、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術の作用に加え、ハウジングに流路と弁座が一体に設けられるので、流体制御弁を流路と弁座を有する別の相手部材に組み付ける必要がない。 According to the configuration of the above technique, in addition to the operation of the technique according to any one of claims 1 to 4, since the flow path and the valve seat are integrally provided in the housing, the fluid control valve has the flow path and the valve seat. There is no need to assemble it to another mating member.

上記目的を達成するために、請求項6に記載の技術は、請求項1乃至5のいずれかに記載の技術において、流体はEGRガスであり、流体制御弁は、EGRガスの流量を制御するEGR弁であることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 6 is the technique according to any one of claims 1 to 5, wherein the fluid is EGR gas and the fluid control valve controls the flow rate of EGR gas. The purpose is to be an EGR valve.

上記技術の構成によれば、EGR弁の全閉時に、その弁体につき請求項1乃至5のいずれかに記載の技術と同等の作用が得られる。 According to the above-mentioned technique, when the EGR valve is fully closed, the same operation as that of the technique according to any one of claims 1 to 5 can be obtained for the valve body.

上記目的を達成するために、請求項7に記載の技術は、請求項6に記載のEGR弁と、EGRガスを冷却するためのEGRクーラとを備え、EGRクーラは、EGRガスが流入する入口と、EGRガスが流出する出口とを含み、EGR弁は、EGRクーラの出口に対応してEGRクーラと一体に設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, the technique according to claim 7 includes the EGR valve according to claim 6 and an EGR cooler for cooling the EGR gas, and the EGR cooler is an inlet through which the EGR gas flows. It is intended that the EGR valve is provided integrally with the EGR cooler corresponding to the outlet of the EGR cooler, including the outlet from which the EGR gas flows out.

上記技術の構成によれば、請求項6に記載の技術の作用に加え、EGRクーラの出口に対応してEGRクーラと一体に設けられたEGR弁により内開式のポペット弁が構成されるので、開弁時には、下流側流路にて、EGR弁の弁体及び弁軸が、弁座からアクチュエータに近づく方向へ離間することになる。 According to the configuration of the above technique, in addition to the operation of the technique according to claim 6, the inwardly open poppet valve is configured by the EGR valve provided integrally with the EGR cooler corresponding to the outlet of the EGR cooler. At the time of valve opening, the valve body and valve shaft of the EGR valve are separated from the valve seat in the direction approaching the actuator in the downstream flow path.

請求項1に記載の技術によれば、ポペット式であって内開式として機能する流体制御弁において、その全閉時に下流側流路に作用する高負圧により弁体が不用意に開弁することを防止することができる。 According to the technique according to claim 1, in a fluid control valve that is a poppet type and functions as an inwardly open type, the valve body carelessly opens due to a high negative pressure acting on the downstream flow path when the valve is fully closed. Can be prevented from doing so.

請求項2に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術の効果に加え、弁体の周囲を簡素化することができ、下流側流路における流体の圧損を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the technique according to the first aspect, the circumference of the valve body can be simplified and the pressure loss of the fluid in the downstream flow path can be reduced.

請求項3に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術の効果に加え、流体制御弁の全閉時に、下流側流路に作用する高負圧により弁体が不用意に開弁することをより確実に防止することができる。 According to the technique according to claim 3, in addition to the effect of the technique according to claim 1, when the fluid control valve is fully closed, the valve body carelessly opens due to the high negative pressure acting on the downstream flow path. It is possible to prevent this from happening more reliably.

請求項4に記載の技術によれば、請求項2又は3に記載の技術の効果に加え、流体制御弁の全閉時に、下流側流路に作用する高い吸気負圧により弁体が不用意に開弁することをより確実に防止することができる。 According to the technique according to claim 4, in addition to the effect of the technique according to claim 2 or 3, the valve body is not prepared due to the high intake negative pressure acting on the downstream flow path when the fluid control valve is fully closed. It is possible to more reliably prevent the valve from opening.

請求項5に記載の技術によれば、請求項1乃至4のいずれかに記載の技術の効果に加え、流体制御弁それのみを流体の通路の任意の位置に接続するだけで、流体の流量制御も使用できるようになる。 According to the technique according to claim 5, in addition to the effect of the technique according to any one of claims 1 to 4, the fluid flow rate is only required to connect the fluid control valve itself to an arbitrary position in the fluid passage. Control will also be available.

請求項6に記載の技術によれば、EGR弁の全閉時に、その弁体につき請求項1乃至5のいずれかに記載の技術と同等の効果を得ることができる。 According to the technique according to claim 6, when the EGR valve is fully closed, the same effect as that of the technique according to claim 1 to 5 can be obtained for the valve body.

請求項7に記載の技術によれば、請求項6に記載の技術の効果に加え、EGRクーラの出口におけるEGRガスの圧損を低減することができ、EGRガスをEGRクーラからEGR弁へ流れ易くすることができる。 According to the technique according to claim 7, in addition to the effect of the technique according to claim 6, the pressure loss of the EGR gas at the outlet of the EGR cooler can be reduced, and the EGR gas can easily flow from the EGR cooler to the EGR valve. can do.

第1実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。A schematic configuration diagram showing an engine system according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、EGRユニットの具体例を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a specific example of the EGR unit according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、図2の一点鎖線四角で囲った部分であって全閉に動作したEGR弁を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an EGR valve which is a portion surrounded by a alternate long and short dash line square in FIG. 2 and operates in a fully closed state according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、全閉に動作したEGR弁のみを示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing only the EGR valve operated in the fully closed state according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、図2の一点鎖線四角で囲った部分であって全開に動作したEGR弁を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an EGR valve which is a portion surrounded by a alternate long and short dash line square in FIG. 2 and operates fully open according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、全開に動作したEGR弁のみを示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing only the EGR valve operated at full throttle according to the first embodiment. 第1実施形態に係り、図3に示す全閉に動作したEGR弁を簡略化して示す断面図。FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing the EGR valve operated in the fully closed state shown in FIG. 3 according to the first embodiment. 第2実施形態に係り、全閉に動作したEGR弁を示す図7に準ずる簡略化した断面図。FIG. 7 is a simplified cross-sectional view according to FIG. 7, showing an EGR valve operated in a fully closed state according to a second embodiment. 第3実施形態に係り、全閉に動作したEGR弁を示す図7に準ずる簡略化した断面図。FIG. 7 is a simplified cross-sectional view according to FIG. 7, showing an EGR valve operated in a fully closed state according to a third embodiment. 第4実施形態に係り、全閉に動作したEGR弁を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an EGR valve operated in a fully closed state according to a fourth embodiment.

以下、流体制御弁及びEGRユニットをガソリンエンジンシステムに具体化したいくつかの実施形態について説明する。 Hereinafter, some embodiments in which the fluid control valve and the EGR unit are embodied in a gasoline engine system will be described.

<第1実施形態>
先ず、第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
First, the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

[エンジンシステムについて]
図1に、この実施形態のガソリンエンジンシステム(以下、単に「エンジンシステム」と言う。)を概略構成図により示す。自動車に搭載されたエンジンシステムは、複数の気筒を有するエンジン1を備える。このエンジン1は、4気筒、4サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン1には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路2と、エンジン1の各気筒から排気を導出するための排気通路3が設けられる。
[About the engine system]
FIG. 1 shows a gasoline engine system of this embodiment (hereinafter, simply referred to as “engine system”) by a schematic configuration diagram. The engine system mounted on the automobile includes an engine 1 having a plurality of cylinders. The engine 1 is a 4-cylinder, 4-cycle reciprocating engine and includes well-known configurations such as a piston and a crankshaft. The engine 1 is provided with an intake passage 2 for introducing intake air into each cylinder and an exhaust passage 3 for deriving exhaust gas from each cylinder of the engine 1.

吸気通路2には、スロットル装置4及び吸気マニホールド5が設けられる。吸気マニホールド5は、吸気通路2の一部を構成する。排気通路3には、その上流側から順に排気マニホールド6及び触媒7が設けられる。触媒7には、排気を浄化するために、例えば、三元触媒が内蔵される。加えて、排気通路3と吸気通路2との間には、高圧ループタイプの排気還流装置(EGR装置)11が設けられる。 The intake passage 2 is provided with a throttle device 4 and an intake manifold 5. The intake manifold 5 constitutes a part of the intake passage 2. The exhaust manifold 6 and the catalyst 7 are provided in the exhaust passage 3 in order from the upstream side thereof. The catalyst 7 contains, for example, a three-way catalyst in order to purify the exhaust gas. In addition, a high-pressure loop type exhaust gas recirculation device (EGR device) 11 is provided between the exhaust passage 3 and the intake passage 2.

スロットル装置4は、吸気マニホールド5より上流の吸気通路2に配置され、運転者のアクセル操作に応じてバタフライ式のスロットル弁4aを開度可変に開閉駆動させることで、吸気通路2を流れる吸気量を調節するようになっている。吸気マニホールド5は、主として樹脂材より構成され、エンジン1の直上流にて吸気通路2に配置される。吸気マニホールド5は、吸気が導入される一つのサージタンク5aと、サージタンク5aに導入される吸気をエンジン1の各気筒へ分配するためにサージタンク5aから分岐した複数(4つ)の分岐管5bとを含む。 The throttle device 4 is arranged in the intake passage 2 upstream of the intake manifold 5, and by driving the butterfly type throttle valve 4a to open and close with a variable opening according to the accelerator operation of the driver, the amount of intake air flowing through the intake passage 2 Is designed to be adjusted. The intake manifold 5 is mainly composed of a resin material and is arranged in the intake passage 2 directly upstream of the engine 1. The intake manifold 5 includes one surge tank 5a into which intake air is introduced, and a plurality (four) branch pipes branched from the surge tank 5a in order to distribute the intake air introduced into the surge tank 5a to each cylinder of the engine 1. Includes 5b.

エンジン1には、各気筒に対応して燃料を噴射するための燃料噴射装置(図示略)が設けられる。燃料噴射装置は、燃料供給装置(図示略)から供給される燃料をエンジン1の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、燃料噴射装置から噴射される燃料と吸気マニホールド5から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。 The engine 1 is provided with a fuel injection device (not shown) for injecting fuel corresponding to each cylinder. The fuel injection device is configured to inject fuel supplied from a fuel supply device (not shown) into each cylinder of the engine 1. In each cylinder, a combustible air-fuel mixture is formed by the fuel injected from the fuel injection device and the intake air introduced from the intake manifold 5.

また、エンジン1には、各気筒に対応して点火装置(図示略)が設けられる。点火装置は、各気筒で可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホールド6及び触媒7を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストン(図示略)が上下運動し、クランクシャフト(図示略)が回転することにより、エンジン1に動力が得られる。 Further, the engine 1 is provided with an ignition device (not shown) corresponding to each cylinder. The igniter is configured to ignite the combustible mixture in each cylinder. The combustible air-fuel mixture in each cylinder explodes and burns due to the ignition operation of the ignition device, and the exhaust gas after combustion is discharged from each cylinder to the outside via the exhaust manifold 6 and the catalyst 7. At this time, the piston (not shown) moves up and down in each cylinder, and the crankshaft (not shown) rotates to obtain power to the engine 1.

[EGR装置について]
この実施形態のEGR装置11は、エンジン1の各気筒から排気通路3へ排出される排気の一部を排気還流ガス(EGRガス)として吸気通路2へ流してエンジン1の各気筒へ還流させるように構成される。すなわち、EGR装置11は、排気還流通路(EGR通路)12と、EGR通路12を流れるEGRガスを冷却するための排気還流クーラ(EGRクーラ)13と、EGR通路12を流れるEGRガスの流量を制御(調節)するための排気還流弁(EGR弁)14と、EGR通路12を流れるEGRガスをエンジン1の各気筒へ分配するために、吸気マニホールド5の各分岐管5bへEGRガスを分配するための排気還流ガス分配器(EGRガス分配器)15とを備える。EGR通路12は、入口12aと出口12bを含む。その入口12aは触媒7より上流の排気通路3に接続され、その出口12bはEGRガス分配器15に接続される。EGRガス分配器15は、EGR通路12の終段を構成する。EGR通路12において、EGR弁14は、EGRクーラ13より下流に設けられ、EGRガス分配器15は、EGR弁14より下流に設けられる。この実施形態で、EGRクーラ13は、EGRガスが流入する入口23(図2参照)と、EGRガスが流出する出口24(図2参照)とを有する。EGR弁14は、EGRクーラ13の出口24に対応してEGRクーラ13と一体に設けられる。EGRクーラ13とEGR弁14とによりEGRユニット17が構成される。この実施形態で、EGR弁14は、この開示技術の流体制御弁の一例に相当し、EGRガスはEGR弁14が流量を制御する流体の一例に相当する。
[About EGR equipment]
The EGR device 11 of this embodiment causes a part of the exhaust gas discharged from each cylinder of the engine 1 to the exhaust passage 3 to flow as an exhaust gas recirculation gas (EGR gas) to the intake passage 2 and return to each cylinder of the engine 1. It is composed of. That is, the EGR device 11 controls the exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 12, the exhaust gas recirculation cooler (EGR cooler) 13 for cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 12, and the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 12. To distribute the EGR gas to each branch pipe 5b of the intake manifold 5 in order to distribute the exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 14 for (adjustment) and the EGR gas flowing through the EGR passage 12 to each cylinder of the engine 1. The exhaust gas recirculation gas distributor (EGR gas distributor) 15 is provided. The EGR passage 12 includes an inlet 12a and an outlet 12b. The inlet 12a is connected to the exhaust passage 3 upstream of the catalyst 7, and the outlet 12b is connected to the EGR gas distributor 15. The EGR gas distributor 15 constitutes the final stage of the EGR passage 12. In the EGR passage 12, the EGR valve 14 is provided downstream from the EGR cooler 13, and the EGR gas distributor 15 is provided downstream from the EGR valve 14. In this embodiment, the EGR cooler 13 has an inlet 23 into which the EGR gas flows in (see FIG. 2) and an outlet 24 into which the EGR gas flows out (see FIG. 2). The EGR valve 14 is provided integrally with the EGR cooler 13 corresponding to the outlet 24 of the EGR cooler 13. The EGR unit 17 is composed of the EGR cooler 13 and the EGR valve 14. In this embodiment, the EGR valve 14 corresponds to an example of a fluid control valve of the disclosed technique, and the EGR gas corresponds to an example of a fluid in which the EGR valve 14 controls the flow rate.

このEGR装置11では、EGR弁14が開弁することにより、排気通路3を流れる排気の一部がEGRガスとしてEGR通路12を流れ、EGRクーラ13で冷却され、更にEGR弁14で流量が制御され、EGRガス分配器15を介して吸気マニホールド5の各分岐管5bへ分配され、更にエンジン1の各気筒へ分配されて還流される。 In this EGR device 11, when the EGR valve 14 is opened, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 3 flows through the EGR passage 12 as EGR gas, is cooled by the EGR cooler 13, and the flow rate is further controlled by the EGR valve 14. Then, it is distributed to each branch pipe 5b of the intake manifold 5 via the EGR gas distributor 15, and further distributed to each cylinder of the engine 1 to be circulated.

[EGRユニットについて]
図2に、EGRユニット17の具体例を断面図により示す。図2において、EGRクーラ13は、ケーシング21と、ケーシング21の中に設けられる熱交換器22と、ケーシング21にEGRガスを導入するための入口23と、ケーシング21からEGRガスを導出するための出口24とを含む。この実施形態において、EGRクーラ13は、EGR通路12において、出口24が入口23よりも垂直方向において高い位置に配置されるように斜めに配置される。従って、このEGRクーラ13では、EGRガスが入口23から出口24へ向けて斜め上方へ向けて流れる。
[About EGR unit]
FIG. 2 shows a specific example of the EGR unit 17 with a cross-sectional view. In FIG. 2, the EGR cooler 13 has a casing 21, a heat exchanger 22 provided in the casing 21, an inlet 23 for introducing EGR gas into the casing 21, and an EGR gas for deriving from the casing 21. Includes exit 24. In this embodiment, the EGR cooler 13 is arranged obliquely in the EGR passage 12 so that the outlet 24 is located higher in the vertical direction than the inlet 23. Therefore, in this EGR cooler 13, EGR gas flows diagonally upward from the inlet 23 toward the outlet 24.

ケーシング21は、熱交換器22が設けられる本体部21aと、本体部21aから入口23までの間の導入部21bと、本体部21aから出口24までの間の導出部21cと、導出部21cより下流にてEGR弁14が組み付けられる組付部21dとを含む。導入部21bは、その内部に導入空間25を有する。導出部21cは、その内部に導出空間26を有する。熱交換器22は、冷却水が流れる水通路31と、水通路31の中に配置され、EGRガスが流れるガス通路32とを含む。水通路31は、扁平形状をなし互いに平行に配置された複数の小水通路31aを含む。ガス通路32は、小水通路31aの間にて扁平形状をなし互いに平行に配置された複数の小ガス通路32aを含む。各小水通路31aの外壁には、多数のフィン33が設けられる。各小水通路31aの軸方向両端は封鎖される。本体部21aには、水通路31に冷却水を取り入れるための取入口34と、水通路31から冷却水を取り出すための取出口35が設けられる。取入口34から取り入れられた冷却水は、各小水通路31aを流れて取出口35から取り出される。各小ガス通路32aの軸方向両端は開口しており、それぞれ導入空間25及び導出空間26に連通する。従って、この入口23から導入空間25に導入されたEGRガスは、各小ガス通路32aを通過して導出空間26へ流れる。各小ガス通路32aを通過するEGRガスは、小水通路31aとの間で熱交換が行われ、冷却される。 The casing 21 is provided from the main body 21a in which the heat exchanger 22 is provided, the introduction portion 21b between the main body 21a and the inlet 23, the lead-out portion 21c between the main body 21a and the outlet 24, and the lead-out portion 21c. Includes an assembly portion 21d to which the EGR valve 14 is assembled downstream. The introduction unit 21b has an introduction space 25 inside thereof. The derivation unit 21c has a derivation space 26 inside thereof. The heat exchanger 22 includes a water passage 31 through which cooling water flows and a gas passage 32 arranged in the water passage 31 through which EGR gas flows. The water passage 31 includes a plurality of small water passages 31a having a flat shape and arranged in parallel with each other. The gas passage 32 includes a plurality of small gas passages 32a having a flat shape and arranged in parallel with each other between the small water passages 31a. A large number of fins 33 are provided on the outer wall of each small water passage 31a. Both ends of each small water passage 31a in the axial direction are closed. The main body 21a is provided with an intake port 34 for taking in the cooling water into the water passage 31 and an outlet 35 for taking out the cooling water from the water passage 31. The cooling water taken in from the intake port 34 flows through each small water passage 31a and is taken out from the intake port 35. Both ends of each small gas passage 32a in the axial direction are open and communicate with the introduction space 25 and the lead-out space 26, respectively. Therefore, the EGR gas introduced into the introduction space 25 from the inlet 23 passes through each small gas passage 32a and flows to the lead-out space 26. The EGR gas passing through each small gas passage 32a undergoes heat exchange with the small water passage 31a and is cooled.

ケーシング21の組付部21dには、EGRクーラ13の出口24に連通する組付孔28と流路29が設けられる。流路29の一端には出口29aが設けられる。組付孔28には、EGR弁14が組み付けられ、出口24には、組み付けられたEGR弁14の弁体43が着座(閉弁)又は離間(開弁)する弁座30が設けられる。この実施形態では、組付部21dにEGR弁14が組み付けられた状態で、ポペット式であって内開式のEGR弁が構成される。そして、EGR弁14の弁体43が弁座30から離間することで、EGRガスがEGRクーラ13の出口24から流路29へ流れ、出口29aから導出される。 The assembly portion 21d of the casing 21 is provided with an assembly hole 28 and a flow path 29 that communicate with the outlet 24 of the EGR cooler 13. An outlet 29a is provided at one end of the flow path 29. The EGR valve 14 is assembled in the assembly hole 28, and the outlet 24 is provided with a valve seat 30 in which the valve body 43 of the assembled EGR valve 14 is seated (closed) or separated (opened). In this embodiment, a poppet-type and internally open-type EGR valve is configured with the EGR valve 14 assembled to the assembly portion 21d. Then, when the valve body 43 of the EGR valve 14 is separated from the valve seat 30, the EGR gas flows from the outlet 24 of the EGR cooler 13 to the flow path 29 and is led out from the outlet 29a.

[EGR弁の構成について]
次に、EGR弁14の構成について説明する。図3に、図2の一点鎖線四角S1で囲った部分であって全閉に動作したEGR弁14を断面図により示す。図4に、全閉に動作したEGR弁14のみを断面図により示す。図5に、図2の一点鎖線四角S1で囲った部分であって全開に動作したEGR弁14を断面図により示す。図6に、全開に動作したEGR弁14のみを断面図により示す。図7に、図3に示す全閉に動作したEGR弁14を簡略化した断面図により示す。
[About the configuration of the EGR valve]
Next, the configuration of the EGR valve 14 will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an EGR valve 14 which is a portion surrounded by the alternate long and short dash line square S1 in FIG. 2 and operated to be fully closed. FIG. 4 shows a cross-sectional view of only the EGR valve 14 that has been fully closed. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an EGR valve 14 which is a portion surrounded by the alternate long and short dash line square S1 in FIG. 2 and operates fully open. FIG. 6 shows a cross-sectional view of only the EGR valve 14 that has been fully opened. FIG. 7 shows a simplified cross-sectional view of the fully closed EGR valve 14 shown in FIG.

図3~図6に示すように、EGR弁14は、ハウジング41と、ハウジング41に設けられ、下端部(一端部)と上端部(他端部)を含む弁軸42と、弁軸42の下端部に設けられる弁体43と、弁軸42の上端部に対応してハウジング41に設けられ、弁軸42を弁体43と共に軸線方向へ往復動させるためのステップモータ44と、弁体43を弁軸42と共にステップモータ44から遠ざかる方向へ付勢するためのスプリング45とを含む。弁軸42は、ハウジング41の中心を貫通して配置され、上端部に雄ねじ46が設けられる。ステップモータ44は、この開示技術のアクチュエータの一例に相当する。 As shown in FIGS. 3 to 6, the EGR valve 14 is provided on the housing 41, the valve shaft 42 including the lower end portion (one end portion) and the upper end portion (the other end portion), and the valve shaft 42. A valve body 43 provided at the lower end portion, a step motor 44 provided in the housing 41 corresponding to the upper end portion of the valve shaft 42, and a step motor 44 for reciprocating the valve shaft 42 together with the valve body 43 in the axial direction, and a valve body 43. Includes a spring 45 for urging the valve shaft 42 in a direction away from the step motor 44. The valve shaft 42 is arranged so as to penetrate the center of the housing 41, and a male screw 46 is provided at the upper end portion. The step motor 44 corresponds to an example of the actuator of this disclosed technique.

ハウジング41は、EGR弁14の外側を覆う外ハウジング61と、外ハウジング61の内側に配置される内ハウジング62と、内ハウジング62の下部内側に配置される軸受ハウジング63とを含む。内ハウジング62の上部は、ステップモータ44のステータ71を構成し、その外周にはコイル72が設けられる。軸受ハウジング63は、その中心部に弁軸42をスラスト方向へ往復動可能に支持するスラスト軸受部63aを含み、スラスト軸受部63aの周囲は中空となっている。ステータ71の内側には、ステップモータ44を構成するロータ73が配置される。外ハウジング61には、上方へ突出するコネクタ61aが形成される。コネクタ61aには、コイル72に接続される端子74が設けられる。外ハウジング61の下部には、フランジ61bが形成される。EGRクーラ13の組付部21dには、フランジ21daが形成される。EGR弁14は、これらフランジ61b,21daを介してボルト等(図示略)によりEGRクーラ13に固定される。 The housing 41 includes an outer housing 61 that covers the outside of the EGR valve 14, an inner housing 62 that is arranged inside the outer housing 61, and a bearing housing 63 that is arranged inside the lower part of the inner housing 62. The upper part of the inner housing 62 constitutes the stator 71 of the step motor 44, and the coil 72 is provided on the outer periphery thereof. The bearing housing 63 includes a thrust bearing portion 63a that reciprocates and supports the valve shaft 42 in the thrust direction at the center thereof, and the periphery of the thrust bearing portion 63a is hollow. Inside the stator 71, a rotor 73 constituting the step motor 44 is arranged. The outer housing 61 is formed with a connector 61a projecting upward. The connector 61a is provided with a terminal 74 connected to the coil 72. A flange 61b is formed on the lower portion of the outer housing 61. A flange 21da is formed on the assembly portion 21d of the EGR cooler 13. The EGR valve 14 is fixed to the EGR cooler 13 by bolts or the like (not shown) via the flanges 61b and 21da.

ロータ73は、ロータ本体73aと、ロータ本体73aの外周に設けられるマグネット73bとを含む。ロータ本体73aの下端には、下方へ伸びるスリーブ75が設けられ、スリーブ75の外周と内ハウジング62との間には、ラジアル軸受76が設けられる。ロータ73は、ラジアル軸受76によりステータ71の内側にて回転可能に支持される。ロータ本体73aの中心には、弁軸42の雄ねじ46に螺合される雌ねじ47が設けられる。雄ねじ46と雌ねじ47との間には、弁軸42の軸線方向において所定のバックラッシが設けられる。 The rotor 73 includes a rotor main body 73a and a magnet 73b provided on the outer periphery of the rotor main body 73a. A sleeve 75 extending downward is provided at the lower end of the rotor main body 73a, and a radial bearing 76 is provided between the outer periphery of the sleeve 75 and the inner housing 62. The rotor 73 is rotatably supported inside the stator 71 by a radial bearing 76. At the center of the rotor body 73a, a female screw 47 screwed into the male screw 46 of the valve shaft 42 is provided. A predetermined backlash is provided between the male screw 46 and the female screw 47 in the axial direction of the valve shaft 42.

図3、図5は、EGR弁14の内ハウジング62の下部がEGRクーラ13の組付部21dの組付孔28に組み付けられた状態を示す。この組み付け状態において、EGRクーラ13の出口24と組付部21dの流路29とは、EGRクーラ13からEGRガスが流れる一連の流路48(二点鎖線で概形を示す。)を構成する。この一連の流路48は、出口24に設けられた弁座30を境として、弁座30より下側のステップモータ44から遠い上流側流路48aと、弁座30より上側のステップモータ44に近い下流側流路48bに分かれる。弁体43は、下流側流路48bにて弁座30に着座可能に配置される。 3 and 5 show a state in which the lower portion of the inner housing 62 of the EGR valve 14 is assembled in the assembly hole 28 of the assembly portion 21d of the EGR cooler 13. In this assembled state, the outlet 24 of the EGR cooler 13 and the flow path 29 of the assembly portion 21d form a series of flow paths 48 (the outline is shown by a two-dot chain line) through which EGR gas flows from the EGR cooler 13. .. This series of flow paths 48 is connected to the upstream flow path 48a far from the step motor 44 below the valve seat 30 and the step motor 44 above the valve seat 30 with the valve seat 30 provided at the outlet 24 as a boundary. It is divided into the near downstream flow path 48b. The valve body 43 is arranged so as to be seatable on the valve seat 30 in the downstream flow path 48b.

図3~図6に示すように、弁体43は、その軸線方向において下側の先部43aと上側の基部43bを含む。弁体43は、その先部43aが弁座30を貫通すると共に着座するようになっている。そして、弁軸42は、弁体43の基部43bからステップモータ44へ向けて伸びている。弁体43は、先端である下方へ収束する略円錐台形状をなしている。この実施形態において、弁体43の基部43bには、弁体43を弁軸42と共に弁座30から離間する方向(ステップモータ44に近づける方向)へ付勢するように弁体43の基部43bの側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段50が設けられる。軸受ハウジング63の内側には、作用圧低減手段50が弁体43及び弁軸42と共に往復動するときに作用圧低減手段50と軸受ハウジング63との間をシールするためのリップシール51が設けられる。リップシール51は、この開示技術のシール部材の一例に相当する。この実施形態で、作用圧低減手段50は、一例として、弁軸42の周囲に設けられ、リップシール51に接触可能な外周部52cを含み、弁体43の基部43bから弁軸42に沿って伸びる円筒状の外軸52により構成される。この実施形態で、図7に示すように、外軸52の外周部52cの外径D1は、弁体43の最大外径D2と同じに設定される。また、外軸52の外周部52cの外径D1は、弁座30の内径D3よりも大きく設定される。 As shown in FIGS. 3 to 6, the valve body 43 includes a lower tip portion 43a and an upper base portion 43b in the axial direction thereof. The valve body 43 has a tip portion 43a that penetrates and sits on the valve seat 30. The valve shaft 42 extends from the base 43b of the valve body 43 toward the step motor 44. The valve body 43 has a substantially truncated cone shape that converges downward at the tip. In this embodiment, the base 43b of the valve body 43 has a base 43b of the valve body 43 so as to urge the valve body 43 together with the valve shaft 42 in a direction away from the valve seat 30 (a direction closer to the step motor 44). The working pressure reducing means 50 for reducing the pressure acting on the side is provided. Inside the bearing housing 63, a lip seal 51 for sealing between the working pressure reducing means 50 and the bearing housing 63 when the working pressure reducing means 50 reciprocates together with the valve body 43 and the valve shaft 42 is provided. .. The lip seal 51 corresponds to an example of a seal member of this disclosed technique. In this embodiment, the working pressure reducing means 50 is provided around the valve shaft 42 as an example, includes an outer peripheral portion 52c that can contact the lip seal 51, and is provided along the valve shaft 42 from the base portion 43b of the valve body 43. It is composed of an extending cylindrical outer shaft 52. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the outer diameter D1 of the outer peripheral portion 52c of the outer shaft 52 is set to be the same as the maximum outer diameter D2 of the valve body 43. Further, the outer diameter D1 of the outer peripheral portion 52c of the outer shaft 52 is set to be larger than the inner diameter D3 of the valve seat 30.

EGR弁14には、外軸52と軸受ハウジング63との間をリップシール51によりシールすることでハウジング41の内側に区分される内側空間53が設けられる。外軸52の上端部52a(一端部)は、この内側空間53に面して配置される。そして、この内側空間53を大気に連通させるために、ハウジング41(外ハウジング61、内ハウジング62及び軸受ハウジング63)には、大気通路54(二点鎖線で概形を示す。)が設けられる。 The EGR valve 14 is provided with an inner space 53 that is divided inside the housing 41 by sealing between the outer shaft 52 and the bearing housing 63 with a lip seal 51. The upper end portion 52a (one end portion) of the outer shaft 52 is arranged so as to face the inner space 53. Then, in order to communicate the inner space 53 with the atmosphere, the housing 41 (outer housing 61, inner housing 62, and bearing housing 63) is provided with an atmospheric passage 54 (the outline is shown by a two-dot chain line).

上記のように構成したEGR弁14は、ステップモータ44を駆動させてロータ73を回転させることにより、その回転運動を雄ねじ46と雌ねじ47を介して弁軸42と弁体43のストローク運動に変換し、弁座30に対する弁体43の開度を調節するようになっている。すなわち、EGR弁14は、図3に示すように、弁体43が弁座30に着座した全閉状態から、ロータ73を一方向へ回転させることにより、雄ねじ46と雌ねじ47の螺合関係により、スプリング45の付勢力に抗して、弁軸42が弁体43と共にスラスト方向である図3の上方向へストローク運動する。これにより、弁体43が弁座30から流路29の側へ離間(開弁)し、更に、図5に示す全開状態となる。 The EGR valve 14 configured as described above converts the rotational movement into the stroke movement of the valve shaft 42 and the valve body 43 via the male screw 46 and the female screw 47 by driving the step motor 44 to rotate the rotor 73. However, the opening degree of the valve body 43 with respect to the valve seat 30 is adjusted. That is, as shown in FIG. 3, the EGR valve 14 has a screw relationship between the male screw 46 and the female screw 47 by rotating the rotor 73 in one direction from the fully closed state in which the valve body 43 is seated on the valve seat 30. Against the urging force of the spring 45, the valve shaft 42 makes a stroke movement in the upward direction of FIG. 3, which is the thrust direction, together with the valve body 43. As a result, the valve body 43 is separated (opened) from the valve seat 30 toward the flow path 29, and is further fully opened as shown in FIG.

一方、EGR弁14は、図5に示すように、弁体43が弁座30から最も離間した全開状態から、ロータ73を反対方向へ回転させることにより、雄ねじ46と雌ねじ47の螺合関係により、スプリング45の付勢力との協働により、弁軸42が弁体43と共にスラスト方向である図5の下方向へストローク運動する。これにより、弁体43が弁座30に着座し、図3に示す全閉状態となる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the EGR valve 14 has a screw relationship between the male screw 46 and the female screw 47 by rotating the rotor 73 in the opposite direction from the fully open state where the valve body 43 is most distant from the valve seat 30. In cooperation with the urging force of the spring 45, the valve shaft 42 and the valve body 43 make a stroke movement in the downward direction of FIG. 5, which is the thrust direction. As a result, the valve body 43 is seated on the valve seat 30 and is in the fully closed state shown in FIG.

[EGR弁及びEGRユニットの作用及び効果について]
以上説明したこの実施形態のEGR弁14の構成によれば、EGR弁14(流体制御弁)は、流路29と、出口24に設けられた弁座30とを有する相手部材としてのEGRクーラ13の組付部21dに組み付けて使用される。この組み付け状態において、EGR弁14の弁体43が弁座30に着座した全閉状態では、一連の流路48は、弁座30を境としてステップモータ44(アクチュエータ)から遠い、EGRクーラ13の出口24(上流側流路48a)とステップモータ44に近い流路29(下流側流路48b)に分けられる。この場合、流路29(下流側流路48b)にて弁体43が弁座30に着座可能に配置される。
[About the action and effect of EGR valve and EGR unit]
According to the configuration of the EGR valve 14 of this embodiment described above, the EGR valve 14 (fluid control valve) is an EGR cooler 13 as a mating member having a flow path 29 and a valve seat 30 provided at the outlet 24. It is used by assembling it to the assembly portion 21d of. In this assembled state, in the fully closed state in which the valve body 43 of the EGR valve 14 is seated on the valve seat 30, the series of flow paths 48 is far from the step motor 44 (actuator) with the valve seat 30 as a boundary, and the EGR cooler 13 It is divided into an outlet 24 (upstream side flow path 48a) and a flow path 29 (downstream side flow path 48b) close to the step motor 44. In this case, the valve body 43 is arranged so as to be seatable on the valve seat 30 in the flow path 29 (downstream side flow path 48b).

ここで、EGR弁14の全閉状態において、弁体43の先部43aの側には、EGRクーラ13の出口24(上流側流路48a)におけるEGRガスの圧力が作用し、弁体43の基部43bの側には、流路29(下流側流路48b)におけるEGRガス又は吸気の圧力が作用する。そして、エンジン1の減速運転時等には、流路29(下流側流路48b)に吸気通路2から高い吸気負圧が作用し、EGRクーラ13の出口24(上流側流路48a)にほぼ大気圧(非常に低い正圧)が作用することがある。この場合、弁体43には、出口24(上流側流路48a)の大気圧と流路29(下流側流路48b)の高い吸気負圧との圧力差が、弁体43を弁座30から離間させる方向に作用し、弁体43が不用意に弁座30から離間(開弁)するおそれがある。この不用意な開弁を回避するために、従来は、スプリング45の付勢力を増大させたり、全閉状態を保つためにステップモータ44を動作させたりすることが考えられた。 Here, in the fully closed state of the EGR valve 14, the pressure of the EGR gas at the outlet 24 (upstream side flow path 48a) of the EGR cooler 13 acts on the side of the tip portion 43a of the valve body 43, and the valve body 43. The EGR gas or intake pressure in the flow path 29 (downstream side flow path 48b) acts on the side of the base portion 43b. Then, during deceleration operation of the engine 1, a high intake negative pressure acts on the flow path 29 (downstream side flow path 48b) from the intake passage 2, and substantially the outlet 24 (upstream side flow path 48a) of the EGR cooler 13. Atmospheric pressure (very low positive pressure) may act. In this case, the pressure difference between the atmospheric pressure at the outlet 24 (upstream side flow path 48a) and the high intake negative pressure at the flow path 29 (downstream side flow path 48b) causes the valve body 43 to have the valve seat 30. The valve body 43 may inadvertently separate (open) from the valve seat 30 due to the action in the direction of separating from the valve seat 30. In order to avoid this careless valve opening, conventionally, it has been considered to increase the urging force of the spring 45 or to operate the step motor 44 in order to keep the fully closed state.

この点、この実施形態のEGR弁14の構成によれば、弁体43の基部43bには、弁体43を弁軸42と共にステップモータ44に近づける方向へ付勢するように弁体43の基部43bの側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段50が設けられる。また、この作用圧低減手段50の上端部52a(一端部)が、リップシール51(シール部材)により流路29(下流側流路48b)と区分されるハウジング41の内側空間53に面して配置される。この内側空間53は、大気通路54を介して常に大気圧に保たれる。従って、弁体43には、弁座30に着座する方向(弁体43をステップモータ44から遠ざける方向)へ作用圧低減手段50を介して大気圧が作用するので、流路29(下流側流路48b)にて弁体43を弁座30から離間させる方向(弁体43をステップモータ44に近づける方向)へ高い吸気負圧が作用しても、作用圧低減手段50に作用する大気圧の分だけ弁体43の基部43bの側に作用する高い吸気負圧による付勢力が低減される。この実施形態では、作用圧低減手段50が外軸52により構成され、その外軸52の外周部52cの外径D1が弁座30の内径D3よりも大きく設定されるので、エンジン1の減速運転時に、EGRクーラ13の出口24から弁体43の先部43aの側に作用する大気圧による付勢力よりも、スプリング45の付勢力に加えて、内側空間53から外軸52を介して弁体43の基部43bの側に作用する大気圧による付勢力の方が大きくなり、弁体43が弁座30に着座する方向へ付勢される。このため、ポペット式であって内開式として機能するEGR弁14において、その全閉時に流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧により弁体43が不用意に開弁してしまうことを防止することができる。この場合、弁体43を全閉状態に保つためにステップモータ44の要求駆動トルクを増大させる必要がなく、ステップモータ44の小型化を図ることができる。 In this respect, according to the configuration of the EGR valve 14 of this embodiment, the base portion 43b of the valve body 43 is urged so as to urge the valve body 43 together with the valve shaft 42 toward the step motor 44. The working pressure reducing means 50 for reducing the pressure acting on the side of 43b is provided. Further, the upper end portion 52a (one end portion) of the working pressure reducing means 50 faces the inner space 53 of the housing 41 which is separated from the flow path 29 (downstream side flow path 48b) by the lip seal 51 (seal member). Be placed. The inner space 53 is always maintained at atmospheric pressure via the atmospheric passage 54. Therefore, since the atmospheric pressure acts on the valve body 43 in the direction of seating on the valve seat 30 (the direction in which the valve body 43 is moved away from the step motor 44) via the acting pressure reducing means 50, the flow path 29 (downstream side flow). Even if a high intake negative pressure acts in the direction of separating the valve body 43 from the valve seat 30 (the direction in which the valve body 43 approaches the step motor 44) in the path 48b), the atmospheric pressure acting on the acting pressure reducing means 50 The urging force due to the high intake negative pressure acting on the side of the base portion 43b of the valve body 43 is reduced by the amount. In this embodiment, the working pressure reducing means 50 is composed of the outer shaft 52, and the outer diameter D1 of the outer peripheral portion 52c of the outer shaft 52 is set to be larger than the inner diameter D3 of the valve seat 30, so that the deceleration operation of the engine 1 is performed. Occasionally, in addition to the urging force of the spring 45, the valve body from the inner space 53 via the outer shaft 52, rather than the urging force due to the atmospheric pressure acting from the outlet 24 of the EGR cooler 13 to the side of the tip portion 43a of the valve body 43. The urging force due to the atmospheric pressure acting on the side of the base portion 43b of the 43 becomes larger, and the valve body 43 is urged in the direction of being seated on the valve seat 30. Therefore, in the EGR valve 14 which is a poppet type and functions as an inwardly open type, the valve body 43 carelessly opens due to the high intake negative pressure acting on the flow path 29 (downstream side flow path 48b) when the valve 14 is fully closed. It is possible to prevent this from happening. In this case, it is not necessary to increase the required drive torque of the step motor 44 in order to keep the valve body 43 in the fully closed state, and the step motor 44 can be downsized.

この実施形態の構成によれば、作用圧低減手段50が、弁軸42の周囲にてリップシール51に接触可能な外周部52cを含み、弁体43の基部43bから弁軸42に沿って伸びる円筒状の外軸52により構成される。従って、弁体43には、弁体43が弁座30に着座する方向へ、外軸52を介して内側空間53から大気圧が作用するので、流路29(下流側流路48b)にて弁体43を弁座30から離間させる方向へ高い吸気負圧が作用しても、外軸52に作用する大気圧の分だけ弁体43の基部43bの側に作用する高い吸気負圧による付勢力が低減される。特に、この実施形態では、外軸52の外周部52cの外径D1が、弁体43の最大外径D2と同じに設定されるので、弁体43の基部43bが流路29(下流側流路48b)に露出せず、その基部43bに、弁体43を弁座30から離間させる方向に、高い吸気負圧が作用することがない。このため、EGR弁14の全閉時に、流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧により弁体43が不用意に開弁することを確実に防止することができる。また、弁軸42と外軸52との間のスペースにスプリング45の配置が可能になるので、スプリング45が流路29(下流側流路48b)に露出することがない。このため、弁体43の周囲を簡素化することができ、ハウジング41の小型化が可能となると共に、流路29(下流側流路48b)におけるEGRガスの圧損を低減することができる。 According to the configuration of this embodiment, the working pressure reducing means 50 includes an outer peripheral portion 52c that can contact the lip seal 51 around the valve shaft 42, and extends from the base portion 43b of the valve body 43 along the valve shaft 42. It is composed of a cylindrical outer shaft 52. Therefore, since the atmospheric pressure acts on the valve body 43 from the inner space 53 via the outer shaft 52 in the direction in which the valve body 43 is seated on the valve seat 30, at the flow path 29 (downstream side flow path 48b). Even if a high intake negative pressure acts in the direction that separates the valve body 43 from the valve seat 30, the high intake negative pressure that acts on the base 43b side of the valve body 43 by the amount of the atmospheric pressure acting on the outer shaft 52 is applied. The power is reduced. In particular, in this embodiment, the outer diameter D1 of the outer peripheral portion 52c of the outer shaft 52 is set to be the same as the maximum outer diameter D2 of the valve body 43, so that the base portion 43b of the valve body 43 is the flow path 29 (downstream side flow). It is not exposed to the road 48b), and a high intake negative pressure does not act on the base 43b in the direction of separating the valve body 43 from the valve seat 30. Therefore, when the EGR valve 14 is fully closed, it is possible to reliably prevent the valve body 43 from being inadvertently opened due to the high intake negative pressure acting on the flow path 29 (downstream side flow path 48b). Further, since the spring 45 can be arranged in the space between the valve shaft 42 and the outer shaft 52, the spring 45 is not exposed to the flow path 29 (downstream side flow path 48b). Therefore, the circumference of the valve body 43 can be simplified, the housing 41 can be miniaturized, and the pressure loss of the EGR gas in the flow path 29 (downstream side flow path 48b) can be reduced.

この実施形態の構成によれば、EGRクーラ13の出口24に対応してEGRクーラ13に一体に設けられたEGR弁14により内開式のポペット弁が構成される。従って、EGR弁14の開弁時には、弁体43及び弁軸42が、流路29(下流側流路48b)にて弁座30からステップモータ44に近づく方向へ離間し、出口24(上流側流路48a)にてステップモータ44から遠ざかる方向へ離間することがない。このため、EGRクーラ13の出口24(上流側流路48a)におけるEGRガスの圧損を低減することができ、EGRガスをEGRクーラ13からEGR弁14へ流れ易くすることができる。 According to the configuration of this embodiment, the inwardly open poppet valve is configured by the EGR valve 14 integrally provided in the EGR cooler 13 corresponding to the outlet 24 of the EGR cooler 13. Therefore, when the EGR valve 14 is opened, the valve body 43 and the valve shaft 42 are separated from the valve seat 30 in the flow path 29 (downstream side flow path 48b) in the direction approaching the step motor 44, and the outlet 24 (upstream side). The flow path 48a) does not separate from the step motor 44 in the direction away from it. Therefore, the pressure loss of the EGR gas at the outlet 24 (upstream side flow path 48a) of the EGR cooler 13 can be reduced, and the EGR gas can be easily flowed from the EGR cooler 13 to the EGR valve 14.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

[EGR弁の構成について]
この実施形態のEGR弁14は、外軸52の構成の点で第1実施形態と異なる。図8に、全閉に動作したEGR弁14を図7に準ずる簡略化した断面図により示す。この実施形態のEGR弁14の外軸52は、外周部52cに、弁体43の最大外径D2より大きく、リップシール51に接触可能な外径D4を有する拡径部52bが設けられる。この拡径部52bの上端部52ba(一端部)は、内側空間53に面して配置され、反対側の下端部52bb(他端部)は、弁体43へ向いて配置されることで流路29(下流側流路48b)に面して配置される。
[About the configuration of the EGR valve]
The EGR valve 14 of this embodiment is different from the first embodiment in that the outer shaft 52 is configured. FIG. 8 shows a simplified cross-sectional view of the EGR valve 14 operated in a fully closed manner according to FIG. 7. The outer shaft 52 of the EGR valve 14 of this embodiment is provided with an enlarged diameter portion 52b having an outer diameter D4 that is larger than the maximum outer diameter D2 of the valve body 43 and can be contacted with the lip seal 51 on the outer peripheral portion 52c. The upper end portion 52ba (one end portion) of the enlarged diameter portion 52b is arranged so as to face the inner space 53, and the lower end portion 52bb (the other end portion) on the opposite side is arranged so as to face the valve body 43. It is arranged facing the road 29 (downstream side flow path 48b).

この実施形態のEGR弁14の構成によれば、第1実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果を有する。すなわち、拡径部52bの下端部52bb(他端部)が弁体43へ向いて配置されることで流路29(下流側流路48b)に面するので、流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧が、拡径部52bの下端部52bbに作用し、外軸52を介して弁体43が弁座30に着座する方向に付勢される。従って、その付勢力の分だけ弁体43を弁座30から離間させる方向へ作用する高い吸気負圧による付勢力が更に低減される。この場合、弁体43の前後差圧により弁体43が弁座30に押し付けられることになる。このため、EGR弁14の全閉時に、流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧により弁体43が不用意に開弁することをより確実に防止することができる。 According to the configuration of the EGR valve 14 of this embodiment, it has the following actions and effects in addition to the actions and effects of the first embodiment. That is, since the lower end portion 52bb (the other end portion) of the enlarged diameter portion 52b faces the flow path 29 (downstream side flow path 48b) by being arranged toward the valve body 43, the flow path 29 (downstream side flow path) The high intake negative pressure acting on 48b) acts on the lower end portion 52bb of the enlarged diameter portion 52b, and the valve body 43 is urged in the direction of being seated on the valve seat 30 via the outer shaft 52. Therefore, the urging force due to the high intake negative pressure acting in the direction of separating the valve body 43 from the valve seat 30 by the amount of the urging force is further reduced. In this case, the valve body 43 is pressed against the valve seat 30 by the front-rear differential pressure of the valve body 43. Therefore, when the EGR valve 14 is fully closed, it is possible to more reliably prevent the valve body 43 from being inadvertently opened due to the high intake negative pressure acting on the flow path 29 (downstream side flow path 48b).

<第3実施形態>
次に、第3実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Third Embodiment>
Next, the third embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

[EGR弁の構成について]
この実施形態のEGR弁14は、作用圧低減手段50の構成の点で前記各実施形態と異なる。図9に、全閉に動作したEGR弁14を図7に準ずる簡略化した断面図により示す。この実施形態の作用圧低減手段50は、弁軸42上にて弁体43から離れて設けられ、リップシール51に接触可能な外周部56cと、弁体43の基部43bに対向することで流路29(下流側流路48b)に面する下面56aa(他端部)とを含み、内側空間53を閉鎖する閉鎖部材56により構成される。この実施形態の閉鎖部材56は、有底な短円筒形状をなし、弁軸42が貫通する底壁56aと、リップシール51に接触可能な外周部56cを含む周壁56bとを含む。この実施形態で、周壁56bは、弁体43の最大外径D2より大きい外径D5を有する。周壁56bの上端部56ba(一端部)は、内側空間53に面して配置され、底壁56aの下面56aa(他端部)は、流路29(下流側流路48b)に面して配置される。
[About the configuration of the EGR valve]
The EGR valve 14 of this embodiment is different from each of the above-described embodiments in the configuration of the working pressure reducing means 50. FIG. 9 shows a simplified cross-sectional view of the EGR valve 14 operated in a fully closed manner according to FIG. 7. The working pressure reducing means 50 of this embodiment is provided on the valve shaft 42 away from the valve body 43, and flows by facing the outer peripheral portion 56c that can contact the lip seal 51 and the base portion 43b of the valve body 43. It includes a lower surface 56aa (the other end) facing the road 29 (downstream side flow path 48b), and is composed of a closing member 56 that closes the inner space 53. The closing member 56 of this embodiment has a bottomed short cylindrical shape and includes a bottom wall 56a through which the valve shaft 42 penetrates and a peripheral wall 56b including an outer peripheral portion 56c that can contact the lip seal 51. In this embodiment, the peripheral wall 56b has an outer diameter D5 larger than the maximum outer diameter D2 of the valve body 43. The upper end portion 56ba (one end portion) of the peripheral wall 56b is arranged so as to face the inner space 53, and the lower surface 56aa (the other end portion) of the bottom wall 56a is arranged so as to face the flow path 29 (downstream side flow path 48b). Will be done.

この実施形態のEGR弁14の構成によれば、前記各実施形態の作用及び効果と異なり次のような作用及び効果を有する。すなわち、閉鎖部材56の上端部56ba(一端部)が内側空間53に面するので、弁体43には、弁体43が弁座30に着座する方向へ閉鎖部材56を介して内側空間53から大気圧が作用する。従って、流路29(下流側流路48b)にて弁体43を弁座30から離間させる方向へ高い吸気負圧が作用しても、閉鎖部材56に作用する大気圧の分だけ弁体43の基部43bの側に作用する高い吸気負圧による付勢力が低減される。また、閉鎖部材56の下面56aa(他端部)が弁体43の基部43bに対向することで流路29(下流側流路48b)に面するので、流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧が、閉鎖部材56を介して、弁体43が弁座30に着座する方向に作用する。従って、閉鎖部材56に作用する高い吸気負圧の分だけ弁体43を弁座30から離間させる方向へ作用する高い吸気負圧による付勢力が低減される。この場合、弁体43の前後差圧により弁体43が弁座30に押し付けられる。このため、EGR弁14の全閉時に、流路29(下流側流路48b)に作用する高い吸気負圧により弁体43が不用意に開弁することをより確実に防止することができる。 According to the configuration of the EGR valve 14 of this embodiment, it has the following actions and effects unlike the actions and effects of each of the above-described embodiments. That is, since the upper end portion 56ba (one end portion) of the closing member 56 faces the inner space 53, the valve body 43 is provided with the valve body 43 from the inner space 53 via the closing member 56 in the direction in which the valve body 43 is seated on the valve seat 30. Atmospheric pressure acts. Therefore, even if a high intake negative pressure acts in the flow path 29 (downstream side flow path 48b) in the direction of separating the valve body 43 from the valve seat 30, the valve body 43 acts on the closing member 56 by the amount of atmospheric pressure. The urging force due to the high intake negative pressure acting on the side of the base 43b is reduced. Further, since the lower surface 56aa (the other end) of the closing member 56 faces the flow path 29 (downstream side flow path 48b) by facing the base portion 43b of the valve body 43, the flow path 29 (downstream side flow path 48b). The high intake negative pressure acting on the valve body 43 acts in the direction in which the valve body 43 is seated on the valve seat 30 via the closing member 56. Therefore, the urging force due to the high intake negative pressure acting in the direction of separating the valve body 43 from the valve seat 30 is reduced by the amount of the high intake negative pressure acting on the closing member 56. In this case, the valve body 43 is pressed against the valve seat 30 by the front-rear differential pressure of the valve body 43. Therefore, when the EGR valve 14 is fully closed, it is possible to more reliably prevent the valve body 43 from being inadvertently opened due to the high intake negative pressure acting on the flow path 29 (downstream side flow path 48b).

<第4実施形態>
次に、第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Fourth Embodiment>
Next, the fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

[EGR弁の構成について]
この実施形態は、EGR弁の構成の点で前記各実施形態と異なる。図10に、全閉に動作したEGR弁19を断面図により示す。この実施形態のEGR弁19は、ハウジング41が、外ハウジング61、内ハウジング62及び軸受ハウジング63の他に、EGRガスが流れる流路66を有する流路ハウジング67を更に備える。流路ハウジング67は、流路66の入口68と出口69を有する。流路66には、弁体43の先部43aが着座又は離間する弁座30が設けられる。流路66は、弁座30を境としてステップモータ44から遠い下側の上流側流路66aとステップモータ44に近い上側の下流側流路66bに分かれる。弁体43は、下流側流路66bにて弁座30に着座可能に配置される。流路ハウジング67の入口68の外周には、EGR通路の上流側(図示略)に接続される入口フランジ67aが形成され、出口69の外周には、EGR通路の下流側(図示略)に接続される出口フランジ67bが形成される。その他の構成は、第1実施形態で説明したEGR弁14のそれと同じである。
[About the configuration of the EGR valve]
This embodiment differs from each of the above embodiments in the configuration of the EGR valve. FIG. 10 shows a cross-sectional view of the EGR valve 19 operated in a fully closed state. In the EGR valve 19 of this embodiment, the housing 41 further includes a flow path housing 67 having a flow path 66 through which EGR gas flows, in addition to the outer housing 61, the inner housing 62, and the bearing housing 63. The flow path housing 67 has an inlet 68 and an outlet 69 of the flow path 66. The flow path 66 is provided with a valve seat 30 in which the tip portion 43a of the valve body 43 is seated or separated. The flow path 66 is divided into a lower upstream flow path 66a far from the step motor 44 and an upper downstream flow path 66b close to the step motor 44 with the valve seat 30 as a boundary. The valve body 43 is arranged so as to be seatable on the valve seat 30 in the downstream flow path 66b. An inlet flange 67a connected to the upstream side (not shown) of the EGR passage is formed on the outer periphery of the inlet 68 of the flow path housing 67, and is connected to the downstream side (not shown) of the EGR passage on the outer periphery of the outlet 69. The outlet flange 67b to be formed is formed. Other configurations are the same as those of the EGR valve 14 described in the first embodiment.

この実施形態のEGR弁19の構成によれば、第1実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果を有する。すなわち、ハウジング41を構成する流路ハウジング67に流路66と弁座30が一体に設けられるので、EGR弁19を流路と弁座を有する別の相手部材に組み付ける必要がない。このため、EGR弁19それのみをEGRガスが流れるEGR通路の任意の位置に接続するだけで、EGRガスの流量制御に使用できるようになる。 According to the configuration of the EGR valve 19 of this embodiment, it has the following actions and effects in addition to the actions and effects of the first embodiment. That is, since the flow path 66 and the valve seat 30 are integrally provided in the flow path housing 67 constituting the housing 41, it is not necessary to assemble the EGR valve 19 to another mating member having the flow path and the valve seat. Therefore, the EGR valve 19 alone can be used for controlling the flow rate of the EGR gas only by connecting it to an arbitrary position in the EGR passage through which the EGR gas flows.

なお、この開示技術は前記実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。 The disclosed technique is not limited to the above-described embodiment, and a part of the configuration may be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the disclosed technique.

(1)前記第2実施形態では、外軸52の外周部52cに拡径部52bを設けたが、前記第3実施形態の閉鎖部材56の外周部46cにも拡径部を設けることができる。 (1) In the second embodiment, the enlarged diameter portion 52b is provided on the outer peripheral portion 52c of the outer shaft 52, but the enlarged diameter portion can also be provided on the outer peripheral portion 46c of the closing member 56 of the third embodiment. ..

(2)前記各実施形態では、EGRクーラ13へ流れるEGRガスをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路を開閉するバイパス弁を設けていないが、これらバイパス通路とバイパス弁を設けてもよい。 (2) In each of the above embodiments, the bypass passage for bypassing the EGR gas flowing to the EGR cooler 13 and the bypass valve for opening and closing the bypass passage are not provided, but these bypass passages and the bypass valve may be provided.

(3)前記第4実施形態において、内ハウジング62と流路ハウジング67を一体に成形することもできる。 (3) In the fourth embodiment, the inner housing 62 and the flow path housing 67 can be integrally molded.

(4)前記各実施形態では、流体制御弁をEGRガスの流量を制御するEGR弁14,19に具体化したが、EGRガス以外の流体(例えば、吸気)を制御する弁装置(例えば、アイドル・スピード・コントロール・バルブ(ISCV))に具体化することもできる。 (4) In each of the above embodiments, the fluid control valve is embodied as EGR valves 14 and 19 for controlling the flow rate of EGR gas, but a valve device (for example, idle) for controlling a fluid other than EGR gas (for example, intake). -It can also be embodied in a speed control valve (ISCV).

この開示技術は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに装備するEGR装置に適用できる。 This disclosed technique can be applied to, for example, an EGR device installed in a gasoline engine or a diesel engine.

13 EGRクーラ
14 EGR弁(流体制御弁)
19 EGR弁(流体制御弁)
23 入口
24 出口
29 流路
30 弁座
41 ハウジング
42 弁軸
43 弁体
43a 先部
43b 基部
44 ステップモータ(アクチュエータ)
45 スプリング
48 一連の流路
48a 上流側流路
48b 下流側流路
50 作用圧低減手段
51 リップシール(シール部材)
52 外軸(作用圧低減手段)
52a 上端部(一端部)
52b 拡径部
52ba 上端部(一端部)
52bb 下端部(他端部)
52c 外周部
53 内側空間
54 大気通路
56 閉鎖部材(作用圧低減手段)
56aa 下面(他端部)
56c 外周部
56ba 上端部(一端部)
66 流路
66a 上流側流路
66b 下流側流路
13 EGR cooler 14 EGR valve (fluid control valve)
19 EGR valve (fluid control valve)
23 Inlet 24 Outlet 29 Flow path 30 Valve seat 41 Housing 42 Valve shaft 43 Valve body 43a Tip 43b Base 44 Step motor (actuator)
45 Spring 48 Series of flow paths 48a Upstream side flow path 48b Downstream side flow path 50 Working pressure reducing means 51 Lip seal (seal member)
52 Outer shaft (means for reducing working pressure)
52a Upper end (one end)
52b Enlarged diameter 52ba Upper end (one end)
52bb Lower end (the other end)
52c Outer peripheral 53 Inner space 54 Atmospheric passage 56 Closing member (acting pressure reducing means)
56aa Bottom surface (other end)
56c Outer peripheral part 56ba Upper end part (one end part)
66 Flow path 66a Upstream side flow path 66b Downstream side flow path

Claims (7)

ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、一端部と他端部を含む弁軸と、
前記弁軸の前記一端部に設けられる弁体と、
前記弁軸の前記他端部に対応して前記ハウジングに設けられ、前記弁軸を前記弁体と共に軸線方向へ往復動させるためのアクチュエータと、
前記弁体は、前記軸線方向において先部と基部とを含むことと、
前記弁軸は、前記弁体の前記基部から前記アクチュエータへ向けて伸びることと、
前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータから遠ざかる方向へ付勢するためのスプリングと
を備え、流体の流量を制御する流体制御弁において、
前記弁体の前記基部又は前記弁軸に設けられ、前記弁体を前記弁軸と共に前記アクチュエータに近づける方向へ付勢するように前記弁体の前記基部の側に作用する圧力を低減させるための作用圧低減手段と、
前記作用圧低減手段が前記弁体及び前記弁軸と共に往復動するときに前記作用圧低減手段と前記ハウジングとの間をシールするためのシール部材と、
前記作用圧低減手段と前記ハウジングとの間を前記シール部材によりシールすることで前記ハウジングの内側に区分される内側空間と、
前記作用圧低減手段は一端部を含み、前記一端部が前記内側空間に面して配置されることと、
前記内側空間を大気に連通させるために前記ハウジングに設けられる大気通路と
を備えたことを特徴とする流体制御弁。
With the housing
A valve shaft provided in the housing and including one end and the other end,
A valve body provided at the one end of the valve shaft and
An actuator provided in the housing corresponding to the other end of the valve shaft and for reciprocating the valve shaft together with the valve body in the axial direction.
The valve body includes a tip portion and a base portion in the axial direction.
The valve shaft extends from the base of the valve body toward the actuator, and
In a fluid control valve that controls the flow rate of a fluid, the valve body is provided with a spring for urging the valve body together with the valve shaft in a direction away from the actuator.
To reduce the pressure applied to the base of the valve body or the valve shaft so as to urge the valve body together with the valve shaft in a direction toward the actuator. Actuating pressure reducing means and
A sealing member for sealing between the working pressure reducing means and the housing when the working pressure reducing means reciprocates together with the valve body and the valve shaft.
An inner space defined inside the housing by sealing between the working pressure reducing means and the housing with the sealing member.
The working pressure reducing means includes one end portion, and the one end portion is arranged so as to face the inner space.
A fluid control valve including an air passage provided in the housing for communicating the inner space with the atmosphere.
請求項1に記載の流体制御弁において、
前記作用圧低減手段は、前記弁軸の周囲に設けられ、前記シール部材に接触可能な外周部を含み、前記弁体の前記基部から前記弁軸に沿って伸びる円筒状の外軸である
ことを特徴とする流体制御弁。
In the fluid control valve according to claim 1,
The working pressure reducing means is a cylindrical outer shaft provided around the valve shaft, including an outer peripheral portion that can come into contact with the seal member, and extends from the base portion of the valve body along the valve shaft. A fluid control valve characterized by.
請求項1に記載の流体制御弁において、
前記作用圧低減手段は、前記弁軸上にて前記弁体から離れて設けられ、前記シール部材に接触可能な外周部と、前記弁体の前記基部に対向する他端部とを含み、前記内側空間を閉鎖する閉鎖部材である
ことを特徴とする流体制御弁。
In the fluid control valve according to claim 1,
The working pressure reducing means includes an outer peripheral portion provided on the valve shaft away from the valve body and capable of contacting the seal member, and the other end portion of the valve body facing the base portion. A fluid control valve characterized by being a closing member that closes the inner space.
請求項2又は3に記載の流体制御弁において、
前記外軸又は前記閉鎖部材は、前記外周部に、外径を拡大する拡径部を含み、前記拡径部の一端部が前記内側空間に面して配置され、他端部が前記弁体へ向いて配置される
ことを特徴とする流体制御弁。
In the fluid control valve according to claim 2 or 3.
The outer shaft or the closing member includes a diameter-expanding portion that expands the outer diameter in the outer peripheral portion, one end portion of the diameter-expanding portion is arranged facing the inner space, and the other end portion is the valve body. A fluid control valve characterized by being placed facing towards.
請求項1乃至4のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記ハウジングに設けられ、前記流体が流れる流路と、
前記流路に設けられ、前記弁体の前記先部が着座又は離間する弁座と
を更に備え、
前記流路は、前記弁座を境として前記アクチュエータから遠い上流側流路と前記アクチュエータに近い下流側流路に分かれ、前記下流側流路にて前記弁体が前記弁座に着座可能に配置される
ことを特徴とする流体制御弁。
In the fluid control valve according to any one of claims 1 to 4.
A flow path provided in the housing through which the fluid flows,
Further provided with a valve seat provided in the flow path and where the tip of the valve body is seated or separated.
The flow path is divided into an upstream side flow path far from the actuator and a downstream side flow path close to the actuator with the valve seat as a boundary, and the valve body is arranged so as to be able to sit on the valve seat in the downstream side flow path. A fluid control valve characterized by being
請求項1乃至5のいずれかに記載の流体制御弁において、
前記流体はEGRガスであり、前記流体制御弁は、前記EGRガスの流量を制御するEGR弁である
ことを特徴とする流体制御弁。
In the fluid control valve according to any one of claims 1 to 5.
The fluid is an EGR gas, and the fluid control valve is an EGR valve that controls the flow rate of the EGR gas.
請求項6に記載のEGR弁と、
前記EGRガスを冷却するためのEGRクーラと
を備え、
前記EGRクーラは、前記EGRガスが流入する入口と、前記EGRガスが流出する出口とを含み、
前記EGR弁は、前記EGRクーラの前記出口に対応して前記EGRクーラと一体に設けられる
ことを特徴とするEGRユニット。
The EGR valve according to claim 6 and
It is equipped with an EGR cooler for cooling the EGR gas.
The EGR cooler includes an inlet into which the EGR gas flows in and an outlet in which the EGR gas flows out.
The EGR valve is an EGR unit provided integrally with the EGR cooler corresponding to the outlet of the EGR cooler.
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