JPH10274105A - Egr control valve and exhaust gas recirculation device using the valve - Google Patents
Egr control valve and exhaust gas recirculation device using the valveInfo
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- JPH10274105A JPH10274105A JP9095087A JP9508797A JPH10274105A JP H10274105 A JPH10274105 A JP H10274105A JP 9095087 A JP9095087 A JP 9095087A JP 9508797 A JP9508797 A JP 9508797A JP H10274105 A JPH10274105 A JP H10274105A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの一部を
排気系から取り出して、エンジンの運転状態に応じた適
当な流量をエンジンの吸気系へ再循環させることによ
り、排気中のＮＯｘを低減させる排気ガス再循環装置、
特に、排気ガス再循環量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ
制御弁の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing NOx in exhaust gas by extracting a part of exhaust gas from an exhaust system and recirculating an appropriate flow rate according to an operating state of the engine to an intake system of the engine. Exhaust gas recirculation device to reduce,
In particular, EGR for controlling the exhaust gas recirculation amount (EGR amount)
It relates to the structure of a control valve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この排気ガス再循環装置において使用さ
れるＥＧＲ制御弁としては、従来より、負圧式等、機械
式のＥＧＲ制御弁が知られるが、近年、ＥＧＲ量を正確
に制御するために、排気ガス還流路を開閉する弁体をア
クチュエータにより駆動してその精度を向上させたＥＧ
Ｒ制御弁が提案されている。アクチュエータを用いたＥ
ＧＲ制御弁は、例えば、特開平４−２５４０８３号公
報、特開平１−２０３６４６号公報等に開示されてお
り、一般に、アクチュエータとしてはステップモータや
リニアモータが用いられている。2. Description of the Related Art As an EGR control valve used in this exhaust gas recirculation system, a mechanical EGR control valve such as a negative pressure type is conventionally known. An EG in which the valve body for opening and closing the exhaust gas recirculation path is driven by an actuator to improve its accuracy
R control valves have been proposed. E using actuator
The GR control valve is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-254083 and 1-203646, and generally a step motor or a linear motor is used as an actuator.
【０００３】その一例を図５に示すと、ＥＧＲ制御弁１
は、内部に排気ガス通路２ａを形成したハウジング２
と、該通路２ａを開閉するバルブ部３とを有し、該バル
ブ部３はハウジング２の上方に設置したステップモータ
４によって駆動されるようになしてある。このステップ
モータ４とハウジング２とは連結部材５によって結合さ
れている。[0003] One example is shown in FIG.
Is a housing 2 having an exhaust gas passage 2a formed therein.
And a valve section 3 for opening and closing the passage 2a. The valve section 3 is driven by a step motor 4 installed above the housing 2. The step motor 4 and the housing 2 are connected by a connecting member 5.
【０００４】上記バルブ部３は、図の上下方向に延びる
バルブシャフト３ａの下端に固定した弁体３ｂを有し、
この弁体３ｂが、上記通路２ａ内に設けた弁座３ｃに当
接して通路２ａを閉鎖するように構成されている。上記
バルブシャフト３ａの上方には、上記ステップモータ４
の駆動軸４ａが同軸上に配してあり、この駆動軸４ａの
下端には、上記バルブシャフト３ａ上端の係止部３ｄに
係合可能な係止部４ｃが設けてある（図は係合した状態
を示している）。これら係止部３ｄ、４ｃ間にはスプリ
ング４ｂが介設され、上記バルブシャフト３ａの係止部
３ｄと連結部材５との間には、弁体３ｂを閉弁方向に付
勢するスプリング３ｅが配設されている。The valve section 3 has a valve body 3b fixed to a lower end of a valve shaft 3a extending in the vertical direction in the figure,
The valve 3b is configured to abut a valve seat 3c provided in the passage 2a to close the passage 2a. Above the valve shaft 3a, the step motor 4
The driving shaft 4a is coaxially arranged, and a lower end of the driving shaft 4a is provided with a locking portion 4c which can be engaged with the locking portion 3d at the upper end of the valve shaft 3a (the drawing shows the engagement Is shown). A spring 4b is interposed between the locking portions 3d and 4c, and a spring 3e for urging the valve body 3b in the valve closing direction is provided between the locking portion 3d of the valve shaft 3a and the connecting member 5. It is arranged.
【０００５】上記ステップモータ４は、ロータ４ｄの回
転運動を上記駆動軸４ａの上下方向の運動に変換するも
のである。上記係止部３ｄが係止部４ｃに係合した状態
で、上記駆動軸４ａが上方へ移動すると、これに伴って
上記バルブシャフト３ａおよび上記弁体３ｂが上方へ駆
動され、上記通路２ａを開放する。上記係止部３ｄ、４
ｃが係合しない状態では、上記弁体３ｂはスプリング３
ｅのバネ力により下方に付勢されて閉弁している。The step motor 4 converts the rotational movement of the rotor 4d into the vertical movement of the drive shaft 4a. When the drive shaft 4a moves upward in a state where the locking portion 3d is engaged with the locking portion 4c, the valve shaft 3a and the valve body 3b are driven upward accordingly, and the passage 2a is closed. Open. The locking portions 3d, 4
In the state in which c is not engaged, the valve 3b is
The valve is closed by being urged downward by the spring force of e.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ディ
ーゼルエンジンの排気ガス規制が強化されており、これ
に伴って、大量ＥＧＲの必要が生じている。上記従来の
ＥＧＲ制御弁１において、ＥＧＲ量を増大させるには、
弁体３ｂの径を大きくする必要があるが、上記弁体３ｂ
は下面に排気圧力を受けており、径を大きくすると排気
圧力によって開弁方向に大きな力を受けることになる。
このため、ＥＧＲを行わない高速高負荷時（弁体３ｂは
閉弁状態にある）に、上記弁体３ｂが排気圧力によって
開弁するのを防ぐために、スプリング３ｅのばね力を大
きくすると、ＥＧＲ時には、このばね力に抗して弁体３
ｂを開弁させるために、強力なステップモータ４が必要
となってコスト上昇を招くという不具合がある。By the way, in recent years, exhaust gas regulations for diesel engines have been tightened, and accordingly, a large amount of EGR has been required. In the conventional EGR control valve 1 described above, in order to increase the EGR amount,
Although it is necessary to increase the diameter of the valve body 3b,
Has an exhaust pressure on the lower surface, and when the diameter is increased, a large force is applied in the valve opening direction by the exhaust pressure.
For this reason, if the spring force of the spring 3e is increased in order to prevent the valve body 3b from being opened by the exhaust pressure at the time of high speed and high load without performing EGR (the valve body 3b is in the closed state), Sometimes, the valve body 3
There is a disadvantage that a strong step motor 4 is required to open the valve b, resulting in an increase in cost.
【０００７】しかして、本発明の目的は、弁体に作用す
る排気圧力の影響を小さくし、アクチュエータの大型化
によるコスト上昇を招くことなく、弁体の径を大きくす
ることが可能で、大量ＥＧＲが可能なＥＧＲ制御弁およ
び排気ガス再循環装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the influence of exhaust pressure acting on a valve body and to increase the diameter of the valve body without increasing the cost due to an increase in the size of the actuator. An object of the present invention is to provide an EGR control valve capable of performing EGR and an exhaust gas recirculation device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明請求項１の構成において、ＥＧＲ制御弁
は、内燃機関の排気ガスを吸気系に導くガス通路と、該
ガス通路の開閉を行う弁体と、この弁体と一体となった
バルブシャフトと、該バルブシャフトを上記弁体の開弁
または閉弁方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段の
付勢力との合成力により上記バルブシャフトを駆動して
上記弁体を開閉するアクチュエータと、上記バルブシャ
フトと一体に移動可能なバランス壁を室壁の一部として
有し、該バランス壁に作用する内部圧力の方向が、上記
弁体に作用する排気圧力の方向と逆方向となるようにし
た圧力バランス室と、上記圧力バランス室と上記弁体上
流側のガス通路とを連通させて両者の内圧差を減少させ
る連通通路とを具備する。According to a first aspect of the present invention, an EGR control valve includes a gas passage for guiding exhaust gas from an internal combustion engine to an intake system, and a gas passage for the gas passage. A valve body for opening and closing, a valve shaft integrated with the valve body, a biasing means for biasing the valve shaft in a valve opening or valve closing direction of the valve body, and a biasing force of the biasing means. An actuator for driving the valve shaft by the combined force of the valve shaft to open and close the valve body, and a balance wall movable integrally with the valve shaft as a part of the chamber wall, and an internal pressure acting on the balance wall. The pressure balance chamber, the direction of which is opposite to the direction of the exhaust pressure acting on the valve body, communicates the pressure balance chamber with the gas passage upstream of the valve body to reduce the internal pressure difference between the two. And a communication passage for That.
【０００９】上記構成において、上記弁体の上流側の端
面には排気圧力が作用しているが、この排気圧力は、一
方で、上記連通通路を介して上記圧力バランス室に導入
されて、上記バランス壁に上記圧力バランス室の内部圧
力として作用している。ここで、上記バランス壁に作用
する力と上記弁体に作用する力の方向が逆方向となるよ
うにしたので、両者は打ち消し合い、上記弁体の受ける
排気圧力の影響を小さくすることができる。従って、上
記弁体を排気圧力に抗して駆動するために、アクチュエ
ータを大型化する必要がないので、コストを上昇させず
に上記弁体の径を大きくすることが可能で、大量ＥＧＲ
が可能となる。In the above structure, the exhaust pressure acts on the upstream end face of the valve element. On the other hand, the exhaust pressure is introduced into the pressure balance chamber through the communication passage, and The balance wall acts as an internal pressure of the pressure balance chamber. Here, since the direction of the force acting on the balance wall and the direction of the force acting on the valve body are opposite to each other, the two cancel each other out, and the influence of the exhaust pressure on the valve body can be reduced. . Therefore, since it is not necessary to increase the size of the actuator in order to drive the valve body against the exhaust pressure, it is possible to increase the diameter of the valve body without increasing the cost.
Becomes possible.
【００１０】具体的には、上記バルブシャフトの一端側
に上記弁体を連結し、他端側に密閉室を形成して上記圧
力バランス室とする。この圧力バランス室の、上記弁体
と対向する室壁の少なくとも一部を可動として上記バル
ブシャフトに連結することで上記バランス壁が構成され
る（請求項２）。Specifically, the valve body is connected to one end of the valve shaft, and a sealed chamber is formed at the other end to form the pressure balance chamber. The balance wall is constituted by connecting at least a part of the chamber wall of the pressure balance chamber facing the valve body to the valve shaft so as to be movable (claim 2).
【００１１】上記バランス壁は、例えば、上記圧力バラ
ンス室内を摺動可能に設けた可動板、あるいは上記圧力
室内に張設されたダイヤフラムによって構成することが
できる（請求項３）。また、上記付勢手段は、通常、上
記バルブシャフトを上記弁体の閉弁方向に付勢するよう
に構成される（請求項４）。The balance wall may be constituted by, for example, a movable plate slidably provided in the pressure balance chamber or a diaphragm stretched in the pressure chamber. The urging means is normally configured to urge the valve shaft in the valve closing direction of the valve body.
【００１２】好ましくは、上記バランス壁に作用する内
部圧力と上記弁体に作用する排気圧力が等しくなるよう
に上記バランス壁および上記弁体の径を設定する（請求
項５）。この時、上記バルブシャフトに作用する排気圧
力がほぼ０となり、弁体を開閉する際の排気圧力の影響
をなくすことができる。Preferably, the diameters of the balance wall and the valve body are set so that the internal pressure acting on the balance wall and the exhaust pressure acting on the valve body are equal (claim 5). At this time, the exhaust pressure acting on the valve shaft becomes substantially zero, and the influence of the exhaust pressure when opening and closing the valve body can be eliminated.
【００１３】上記連通通路は、例えば、上記バルブシャ
フト内に形成することができる（請求項６）。これによ
り、簡易な構成で、上記圧力バランス室と上記ガス通路
とを連通することができ、製作も容易である。上記アク
チュエータとしては、例えばステップモータが好適に用
いられる（請求項７）。[0013] The communication passage can be formed, for example, in the valve shaft. Thus, the pressure balance chamber and the gas passage can be communicated with a simple configuration, and the manufacture is easy. As the actuator, for example, a step motor is preferably used (claim 7).
【００１４】上記した構成のＥＧＲ制御弁を、内燃機関
の排気ガス再循環装置に適用する場合には、排気通路内
の排気ガスを吸気通路に還流させる還流路を設け、該還
流路の途中に、上記ＥＧＲ制御弁を配設する。そして、
上記ＥＧＲ制御弁の上記ガス通路の一端を上記還流路の
上記排気通路側に、他端を上記吸気通路側に連通せしめ
る（請求項８）。When the EGR control valve having the above-described configuration is applied to an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine, a recirculation path for recirculating exhaust gas in an exhaust path to an intake path is provided. , The EGR control valve is provided. And
One end of the gas passage of the EGR control valve is connected to the exhaust passage of the recirculation passage, and the other end is connected to the intake passage of the EGR control valve.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１、図２に基づいて説明する。図１において、１は
ＥＧＲ制御弁であり、エンジンの排気通路と吸気通路と
をつなぐ排気ガス還流路の途中に設けられて、ＥＧＲ量
を制御する。ＥＧＲ制御弁１は、内部を排気ガスが流通
するガス通路２１とするハウジング２と、該ガス通路２
１を開閉するバルブ部３と、このバルブ部３を駆動する
アクチュエータとしてのステップモータ４と、このステ
ップモータ４とハウジング２とを連結する連結部材５と
から構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an EGR control valve which is provided in the middle of an exhaust gas recirculation passage connecting an exhaust passage and an intake passage of an engine, and controls an EGR amount. The EGR control valve 1 includes a housing 2 serving as a gas passage 21 through which exhaust gas flows,
1, a valve unit 3 for opening and closing the valve unit 1, a step motor 4 as an actuator for driving the valve unit 3, and a connecting member 5 for connecting the step motor 4 and the housing 2.
【００１６】上記ハウジング２は筒状で、下端開口を排
気ガスの導入口２２となすとともに、上部側壁に排気ガ
スの導出口２３を設けて、その内部に逆Ｌ字形のガス通
路２１を形成している。上記導入口２２はエンジンの排
気通路に連通し、導出口２３はエンジンの吸気通路に連
通する。The housing 2 is cylindrical and has a lower end opening serving as an exhaust gas inlet 22 and an exhaust gas outlet 23 provided in an upper side wall to form an inverted L-shaped gas passage 21 therein. ing. The inlet 22 communicates with the exhaust passage of the engine, and the outlet 23 communicates with the intake passage of the engine.
【００１７】上記バルブ部３は、上記ガス通路２１内に
挿通配置されて図の上下方向に延びるバルブシャフト３
１と、該バルブシャフト３１の下端部に固定した弁体３
２を備えている。この弁体３２は、下半部が下方に向け
て拡径するテーパ状に形成され、該テーパ部が、上記ガ
ス通路２１内壁を突出して設けた弁座３３に当接するこ
とにより、上記ガス通路２１を遮断するようになしてあ
る。The valve portion 3 is inserted into the gas passage 21 and extends vertically in the drawing.
1 and a valve body 3 fixed to the lower end of the valve shaft 31
2 is provided. The valve body 32 is formed in a tapered shape in which the lower half part expands in a downward direction, and the tapered part comes into contact with a valve seat 33 protruding from an inner wall of the gas passage 21, whereby the gas passage is formed. 21 is cut off.
【００１８】上記ハウジング２の上方には、上記連結部
材５を介して上記ステップモータ４が設置されている。
上記ステップモータ４は、ケース４１内に、永久磁石４
２と一体となったロータ４３と、ロータ４３を回転駆動
するステータ４４と、上記ロータ４３の内周に嵌合固定
されたスリーブ４５と、該スリーブ４５内に保持され、
上記バルブシャフト３１と同軸上に配置される駆動軸４
６とを備えている。上記ステップモータ４は、上記連結
部材５上面のマウント部５１上に載置され、ケース４１
の下端部側壁に突出形成したフランジ４１ａにボルト４
７を挿通することにより、上記連結部材５および上記ハ
ウジング２に固定される。The step motor 4 is installed above the housing 2 via the connecting member 5.
The step motor 4 includes a permanent magnet 4 inside a case 41.
2, a stator 44 for rotating and driving the rotor 43, a sleeve 45 fitted and fixed to the inner periphery of the rotor 43, and held in the sleeve 45;
Drive shaft 4 arranged coaxially with the valve shaft 31
6 is provided. The step motor 4 is mounted on a mount portion 51 on the upper surface of the connecting member 5,
Bolt 4
7 is fixed to the connecting member 5 and the housing 2 by inserting the same.
【００１９】上記スリーブ４５の内周にはメネジが形成
され、一方、上記駆動軸４６の外周には、このメネジに
螺合するオネジが形成してある。また、上記駆動軸４６
は、上記マウント部５１との間に配設したブッシュ５２
によって回転が規制されている。しかして、上記ロータ
４３の回転運動が直線運動に変換され、ロータ４３の
正、逆回転により上記駆動軸４６は上方向または下方向
に駆動される。A female screw is formed on the inner periphery of the sleeve 45, while a male screw is formed on the outer periphery of the drive shaft 46 to be screwed to the female screw. The drive shaft 46
Is a bush 52 disposed between the mounting portion 51 and
The rotation is regulated by. Thus, the rotational motion of the rotor 43 is converted into a linear motion, and the forward and reverse rotations of the rotor 43 drive the drive shaft 46 upward or downward.
【００２０】上記ハウジング２の上端開口には、上端閉
鎖の円筒部材６が嵌着固定してある。上記バルブシャフ
ト３１の上端部は、この円筒部材６を貫通して上記連結
部材５内に突出位置している。上記円筒部材６の上端面
には上記バルブシャフト３１を摺動自在に保持する摺動
穴６ａが形成されている。上記バルブシャフト３１の上
端面は、図の開弁状態では、上記駆動軸４６の下端面に
密接して該駆動軸４６によって下方に押し下げされてい
る。閉弁時には、後述するように、上記バルブシャフト
３１と上記駆動軸４６とは離れる。A cylindrical member 6 whose upper end is closed is fitted and fixed to the upper end opening of the housing 2. The upper end of the valve shaft 31 penetrates the cylindrical member 6 and protrudes into the connecting member 5. A sliding hole 6a for slidably holding the valve shaft 31 is formed in the upper end surface of the cylindrical member 6. The upper end surface of the valve shaft 31 is in close contact with the lower end surface of the drive shaft 46 and is pushed down by the drive shaft 46 in the valve open state in the figure. When the valve is closed, the valve shaft 31 and the drive shaft 46 separate as described later.
【００２１】上記円筒部材６の内周には、シリンダボア
６１が形成されており、上記バルブシャフト３１の外周
に一体に設けたバランス壁となるピストン７１が、上下
方向に摺動自在に配置されている。このピストン７１
と、上記円筒部材６とで囲まれる密閉空間が圧力バラン
ス室７となり、該圧力バランス室７は上記弁体３２下方
の上流側通路２１ａと、上記バルブシャフト３１内に形
成した連通通路７２にて連通している。これにより、圧
力バランス室７内は、上流側通路２１ａとほぼ同じ圧力
となっており、上記ピストン７１の上面に加わる排気圧
力で、上記弁体３２に加わる排気圧力をキャンセルする
ことが可能となる。この時、上記ピストン７１の径ｄ2
は、排気圧力を受ける上記弁体３２の有効径ｄ1 （上記
弁座３３の内径）と等しくするのがよい。A cylinder bore 61 is formed on the inner periphery of the cylindrical member 6, and a piston 71 serving as a balance wall integrally provided on the outer periphery of the valve shaft 31 is slidably arranged in a vertical direction. I have. This piston 71
And the closed space surrounded by the cylindrical member 6 becomes a pressure balance chamber 7. The pressure balance chamber 7 is formed by an upstream passage 21 a below the valve body 32 and a communication passage 72 formed in the valve shaft 31. Communicating. As a result, the pressure in the pressure balance chamber 7 is substantially the same as that of the upstream passage 21a, and the exhaust pressure applied to the valve body 32 can be canceled by the exhaust pressure applied to the upper surface of the piston 71. . At this time, the diameter d2 of the piston 71
Is preferably equal to the effective diameter d1 of the valve body 32 which receives the exhaust pressure (the inner diameter of the valve seat 33).
【００２２】上記ピストン７１の下方には、スプリング
室６２が形成されており、上記弁体３２を閉弁方向（上
方）に付勢するためのスプリング６３が配設されてい
る。なお、このスプリング室６２は、通路６４によって
大気圧となっている。また、バルブシャフト３１は、ス
プリング室６２の底面となるスペーサ６５との間に設け
たシール部材６６に摺動自在に保持されてあり、シール
部材６６の下方には、デポジットの侵入を防止するため
のホルダ６７が設けてある。ホルダ６７の上端縁は、上
記シール部材６６とスペーサ６５間に挟み込まれる形で
固定されている。A spring chamber 62 is formed below the piston 71, and a spring 63 for urging the valve body 32 in a valve closing direction (upward) is provided. The spring chamber 62 is kept at atmospheric pressure by a passage 64. Further, the valve shaft 31 is slidably held by a seal member 66 provided between the valve shaft 31 and a spacer 65 serving as a bottom surface of the spring chamber 62. In order to prevent entry of a deposit below the seal member 66. Is provided. The upper edge of the holder 67 is fixed so as to be sandwiched between the seal member 66 and the spacer 65.
【００２３】以下、上記構成のＥＧＲ制御弁１の作動に
ついて説明する。ロータ４３の回転により駆動軸４６が
下方に移動すると、上記駆動軸４６がその下方のバルブ
シャフト３１をスプリング６３のバネ力に抗して押し下
げる。これにより上記バルブシャフト３１と一体の弁体
３２が、弁座３３から離れて開弁し、ガス通路２１を開
放する。この時、上記弁体３２は、下面に排気圧力を受
けるが、この力は、連通通路７２を介してピストン７１
の上面に導入される排気圧力と釣り合っており、排気圧
力の影響を受けることなく、開弁することができる。す
なわち、上記圧力バランス室７と上流側通路２１ａの圧
力はほぼ等しく、上記弁体３２に作用する上方向の力
と、上記ピストン７１に作用する下方向の力はほぼ等し
くなるので、両者は打ち消し合う。よって、ステップモ
ータ４を大型化する必要がなく、コスト上昇を招くこと
なく弁体３２の径を大きくして、大量ＥＧＲを行うこと
が可能となる。The operation of the EGR control valve 1 having the above configuration will be described below. When the drive shaft 46 moves downward due to the rotation of the rotor 43, the drive shaft 46 pushes down the valve shaft 31 thereunder against the spring force of the spring 63. As a result, the valve body 32 integrated with the valve shaft 31 is opened apart from the valve seat 33, and the gas passage 21 is opened. At this time, the valve body 32 receives the exhaust pressure on the lower surface, and this force is applied to the piston 71 through the communication passage 72.
The valve can be opened without being affected by the exhaust pressure. That is, the pressure in the pressure balance chamber 7 and the pressure in the upstream passage 21a are substantially equal, and the upward force acting on the valve body 32 and the downward force acting on the piston 71 are almost equal, so that both are canceled. Fit. Therefore, it is not necessary to increase the size of the step motor 4, and it is possible to perform a large amount of EGR by increasing the diameter of the valve body 32 without increasing the cost.
【００２４】一方、閉弁時には、上記駆動軸４６が上方
に移動し、これに伴って、上記バルブシャフト３１が上
記スプリング６３のバネ力により上方に移動する。ここ
で、上記ステップモータ４の駆動軸４６は、ステップ的
に動くため、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６を一
体とした構成では、各部の熱膨張を考慮すると、常に、
弁体３２を完全に閉弁させることは難しい。そこで、本
実施の形態では、図２に示すように、上記駆動軸４６と
上記バルブシャフト３１を別部材で構成し、閉弁時に
は、両者が離れるようにした。上記駆動軸４６が離れる
と、上記弁体３２はスプリング６３のばね力で完全に閉
弁する。この時、上記バルブシャフト３１と駆動軸４６
の間隔Ｌは、通常、約０．１mm〜０．５mmとすることが
好ましい。On the other hand, when the valve is closed, the drive shaft 46 moves upward, and accordingly, the valve shaft 31 moves upward by the spring force of the spring 63. Here, since the drive shaft 46 of the step motor 4 moves in a stepwise manner, in a configuration in which the valve shaft 31 and the drive shaft 46 are integrated, the thermal expansion of each part is always taken into consideration.
It is difficult to completely close the valve body 32. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the drive shaft 46 and the valve shaft 31 are formed as separate members, and are separated when the valve is closed. When the drive shaft 46 separates, the valve 32 is completely closed by the spring force of the spring 63. At this time, the valve shaft 31 and the drive shaft 46
Is usually preferably about 0.1 mm to 0.5 mm.
【００２５】図３に本発明の第２の実施の形態を示す。
上記第１の実施の形態では、バランス壁を、圧力バラン
ス室７内を摺動するピストン７１で構成したが、本実施
の形態では、バランス壁を、外周縁を円筒部材６とスペ
ーサ６５との間に挟持せしめたダイヤフラム７３で構成
している。該ダイヤフラム７３は、バルブシャフト３１
の上端部外周に突設したフランジ３１ａと、スプリング
６３の上端部を保持するスプリングホルダ６３ａの間に
挟持されており、上記バルブシャフト３１と一体に上下
動可能である。また、第１の実施の形態では、上記円筒
部材６の摺動穴６ａに上記バルブシャフト３１を嵌装す
る構成としたが、本実施の形態では、上記円筒部材６の
上端面に開口６ｂを設けて上記バルブシャフト３１の上
端を挿通し、該開口６ｂを、上記バルブシャフト３１の
外周に固定したダイヤフラム７４で閉鎖する構成として
ある。ダイヤフラム７４の外周部は上記円筒部材６上面
に接合固定される。他の構成は上記第１の実施の形態と
同じである。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the balance wall is constituted by the piston 71 that slides in the pressure balance chamber 7. However, in the present embodiment, the balance wall is formed by the outer peripheral edge of the cylindrical member 6 and the spacer 65. It is composed of a diaphragm 73 sandwiched between them. The diaphragm 73 is connected to the valve shaft 31.
It is sandwiched between a flange 31a protruding from the outer periphery of the upper end of the spring 63 and a spring holder 63a for holding the upper end of the spring 63, and can move up and down integrally with the valve shaft 31. In the first embodiment, the valve shaft 31 is fitted in the sliding hole 6a of the cylindrical member 6. In the present embodiment, an opening 6b is formed in the upper end surface of the cylindrical member 6. The opening 6b is closed by a diaphragm 74 fixed to the outer periphery of the valve shaft 31. The outer peripheral portion of the diaphragm 74 is fixedly joined to the upper surface of the cylindrical member 6. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
【００２６】上記構成によればより簡易な構成で、同様
の効果が得られる。すなわち、上記第１の実施の形態で
は、上記ピストン７１の摺動性やシール性等から各部材
に高い寸法精度が要求されるが、本実施の形態では、摺
動部を設けていないので、製作が容易で、シール性も良
好である。なお、上記構成において、上記バルブシャフ
ト３１に加わる排気圧力をキャンセルするためには、上
記圧力バランス室７の圧力によってバルブシャフト３１
を上方に付勢する有効径をφｄ4 、下方に付勢する有効
径をφｄ3 とし、 （π・ｄ1 2 ）／４・・・（１） （π・ｄ3 2 ）／４−（π・ｄ4 2 ）／４・・・（２） とした時に、上記（１）と（２）の値とがほぼ等しくな
るように、ｄ3 、ｄ4 を設定することが望ましい。According to the above configuration, similar effects can be obtained with a simpler configuration. That is, in the first embodiment, high dimensional accuracy is required for each member due to the sliding property and the sealing property of the piston 71, but in the present embodiment, no sliding portion is provided. It is easy to manufacture and has good sealing properties. In the above configuration, in order to cancel the exhaust pressure applied to the valve shaft 31, the pressure in the pressure balance chamber 7 is used to cancel the valve shaft 31.
The effective diameter for urging the upward .PHI.D4, and φd3 the effective diameter of the biased downward, (π · d1 2) / 4 ··· (1) (π · d3 2) / 4- (π · d4 2 ) / 4 (2), it is desirable to set d3 and d4 such that the values of (1) and (2) are substantially equal.
【００２７】図４に本発明の第３の実施の形態を示す。
本実施の形態は、バルブシャフト３１を吸気によって冷
却する、いわゆる吸気冷却式ＥＧＲ制御弁１´に本発明
を適用した例である。図中、Ｐは、図示しないエアフィ
ルタからインテークマニホールド（図略）へ至る途中の
吸気管の一部を示したものであり、内部を吸気通路Ｐ１
となしてある。上記吸気管Ｐは、下部壁に、排気ガスを
導入するための開口Ｐ２を有している。この開口Ｐ２の
下方には、内部を排気ガスが流通するガス通路２１とす
る筒状部材２４が配置してあり、該筒状部材２４は上端
縁に設けたフランジ部２５において、上記吸気管Ｐ下部
壁にネジ２６で固定される。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
This embodiment is an example in which the present invention is applied to a so-called intake air cooling type EGR control valve 1 'that cools a valve shaft 31 by intake air. In the drawing, P indicates a part of an intake pipe on the way from an air filter (not shown) to an intake manifold (not shown), and the inside thereof is an intake passage P1.
It has been done. The intake pipe P has an opening P2 in the lower wall for introducing exhaust gas. Below the opening P2, there is disposed a tubular member 24 which serves as a gas passage 21 through which the exhaust gas flows. The tubular member 24 has a flange portion 25 provided at an upper end edge of the intake pipe P. It is fixed to the lower wall with screws 26.
【００２８】上記開口Ｐ２内には、バルブ部３を構成す
る筒状部材３４が嵌着固定してある。この筒状部材３４
は、下半部内周径を上記筒状部材２４上端部の内周径よ
りやや小さく形成して弁座３５となしてあり、該弁座３
５に弁体３２が当接することにより上記ガス通路２１を
閉鎖するように構成されている。上記弁体３２にはバル
ブシャフト３１の下端部が固定してあり、該バルブシャ
フト３１の上端部は、上記吸気管Ｐの上部壁を貫通し
て、その上方に形成した圧力バランス室７内に延びてい
る。A cylindrical member 34 constituting the valve section 3 is fitted and fixed in the opening P2. This tubular member 34
Is formed so that the inner peripheral diameter of the lower half is slightly smaller than the inner peripheral diameter of the upper end of the cylindrical member 24 to form a valve seat 35.
The gas passage 21 is closed by contact of the valve body 32 with the valve body 5. A lower end portion of a valve shaft 31 is fixed to the valve body 32. An upper end portion of the valve shaft 31 penetrates an upper wall of the intake pipe P and enters a pressure balance chamber 7 formed above the intake pipe P. Extending.
【００２９】上記圧力バランス室７は、上端閉鎖の円筒
部材６を、下端部外周に突設したフランジ部６ｃにて上
記吸気管Ｐの上部壁にネジ固定することにより形成され
る。上記圧力バランス室７の下部壁は、上記第２の実施
の形態同様、バランス壁となるダイヤフラム７３で構成
され、該ダイヤフラム７３は、上記バルブシャフト３１
外周のフランジ３１ａとスプリングホルダ６３ａ間に挟
持され、ネジ固定されている。上記ダイヤフラム７３の
外周縁は、上記円筒部材６と上記吸気管Ｐ上部壁との間
に挟み込む形で保持されている。The pressure balance chamber 7 is formed by screwing the upper end closed cylindrical member 6 to the upper wall of the intake pipe P with a flange 6c protruding from the lower end periphery. As in the second embodiment, the lower wall of the pressure balance chamber 7 is constituted by a diaphragm 73 serving as a balance wall, and the diaphragm 73 is formed by the valve shaft 31.
It is clamped between the outer peripheral flange 31a and the spring holder 63a and is fixed by screws. The outer peripheral edge of the diaphragm 73 is held so as to be sandwiched between the cylindrical member 6 and the upper wall of the intake pipe P.
【００３０】上記ダイヤフラム７３の下方には、上記吸
気管Ｐの上部壁を一部凹陥させることによりスプリング
室６２が形成され、該スプリング室６２内のスプリング
６３によって、上記バルブシャフト３１および弁体３２
は上方（閉弁方向）に付勢されている。上記スプリング
室６２は通路６４によって上記吸気管Ｐ内に連通してい
る。また、上記バルブシャフト３１の上端部と上記圧力
バランス室７の上端面との間には、シール部材６８およ
びホルダ６９が配設されて、上記バルブシャフト３１を
上下動自在に支持している。その他の構成は、上記各実
施の形態と同じである。A spring chamber 62 is formed below the diaphragm 73 by partially recessing the upper wall of the intake pipe P, and the valve shaft 31 and the valve body 32 are formed by a spring 63 in the spring chamber 62.
Are urged upward (to close the valve). The spring chamber 62 communicates with the inside of the intake pipe P through a passage 64. A seal member 68 and a holder 69 are provided between the upper end of the valve shaft 31 and the upper end surface of the pressure balance chamber 7, and support the valve shaft 31 so as to be vertically movable. Other configurations are the same as those of the above embodiments.
【００３１】上記実施の形態によっても、バルブシャフ
ト３１内に設けた連通通路７２によって、圧力バランス
室７の圧力と弁体３２下方のガス通路２１内の圧力とを
等しくする、同様の効果が得られる。また、上記バルブ
シャフト３１が、吸気通路Ｐ１内を横切って設けられて
いることで、バルブシャフト３１を吸気によって冷却す
ることができ、バルブシャフト３１を通じて伝達される
排気の熱で、ダイヤフラム７３が劣化することを防止で
きる。According to the above-described embodiment, the same effect that the pressure in the pressure balance chamber 7 and the pressure in the gas passage 21 below the valve body 32 are made equal by the communication passage 72 provided in the valve shaft 31 can be obtained. Can be Further, since the valve shaft 31 is provided across the inside of the intake passage P1, the valve shaft 31 can be cooled by the intake air, and the heat of the exhaust gas transmitted through the valve shaft 31 deteriorates the diaphragm 73. Can be prevented.
【００３２】上記各実施の形態では、上記連通通路７２
をバルブシャフト３１内に設けたが、必ずしもこれに限
らず、圧力バランス室７と弁体３２上流側のガス通路２
１を連通する通路が形成されていれば、同様の効果が得
られる。また、バルブシャフト３１および弁体３２を駆
動するアクチュエータとして、ステップモータ４以外
に、例えばリニアモータ等を用いることもできる。In each of the above embodiments, the communication passage 72
Is provided in the valve shaft 31, but is not limited to this. The pressure balance chamber 7 and the gas passage 2 on the upstream side of the valve body 32 are provided.
The same effect can be obtained as long as a passage communicating with 1 is formed. Further, as an actuator for driving the valve shaft 31 and the valve element 32, for example, a linear motor or the like can be used instead of the step motor 4.
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図で、弁体が開弁した状態を示す図で
ある。FIG. 1 is an EGR showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an overall cross-sectional view of the control valve, showing a state where a valve body is opened.
【図２】図２は第１の実施の形態のＥＧＲ制御弁におい
て、弁体が閉弁した状態を示す全体断面図である。FIG. 2 is an overall cross-sectional view showing a state in which a valve element is closed in the EGR control valve according to the first embodiment.
【図３】図３は本発明の第２の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図である。FIG. 3 is an EGR showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall sectional view of a control valve.
【図４】図４は本発明の第３の実施の形態を示すＥＧＲ
制御弁の全体断面図である。FIG. 4 is an EGR showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall sectional view of a control valve.
【図５】図５は従来のＥＧＲ制御弁の全体断面図であ
る。FIG. 5 is an overall sectional view of a conventional EGR control valve.
１、１´ ＥＧＲ制御弁 ２ ハウジング ２１ ガス通路 ２１ａ 上流側通路 ２２ 導入口 ２３ 導出口 ３ バルブ部 ３１ バルブシャフト ３２ 弁体 ３３ 弁座 ４ ステップモータ（アクチュエータ） ４１ ケース ４２ 永久磁石 ４３ ロータ ４４ ステータ ４５ スリーブ ４６ 駆動軸 ５ 連結部材 ５１ マウント部 ６ 円筒部材 ６１ シリンダボア ６２ スプリング室 ６３ スプリング ６４ 通路 ６５ スペーサ ６６ シール部材 ６７ ホルダ ７ 圧力バランス室 ７１ ピストン（バランス壁） ７２ 連通通路 ７３ ダイヤフラム（バランス壁） ７４ ダイヤフラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'EGR control valve 2 Housing 21 Gas passage 21a Upstream passage 22 Inlet 23 Outlet 3 Valve part 31 Valve shaft 32 Valve body 33 Valve seat 4 Step motor (actuator) 41 Case 42 Permanent magnet 43 Rotor 44 Stator 45 Sleeve 46 Drive shaft 5 Connecting member 51 Mounting part 6 Cylindrical member 61 Cylinder bore 62 Spring chamber 63 Spring 64 Passage 65 Spacer 66 Seal member 67 Holder 7 Pressure balance chamber 71 Piston (balance wall) 72 Communication passage 73 Diaphragm (balance wall) 74 Diaphragm
フロントページの続き (72)発明者 竹内 幸彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内Continued on the front page (72) Inventor Yukihiko Takeuchi 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside DENSO Corporation
Claims (8)
通路と、該ガス通路の開閉を行う弁体と、この弁体と一
体となったバルブシャフトと、該バルブシャフトを上記
弁体の開弁または閉弁方向に付勢する付勢手段と、この
付勢手段の付勢力との合成力により上記バルブシャフト
を駆動して上記弁体を開閉するアクチュエータと、上記
バルブシャフトと一体に移動可能なバランス壁を室壁の
一部として有し、該バランス壁に作用する内部圧力の方
向が、上記弁体に作用する排気圧力の方向と逆方向とな
るようにした圧力バランス室と、上記圧力バランス室と
上記弁体上流側のガス通路とを連通させて両者の内圧差
を減少させる連通通路とを具備することを特徴とするＥ
ＧＲ制御弁。1. A gas passage for guiding exhaust gas from an internal combustion engine to an intake system, a valve body for opening and closing the gas passage, a valve shaft integrated with the valve body, and a valve shaft integrated with the valve body. Urging means for urging in the valve opening or closing direction, an actuator for driving the valve shaft by a combined force of the urging force of the urging means to open and close the valve body, and moving integrally with the valve shaft A pressure balance chamber having a possible balance wall as part of the chamber wall, wherein the direction of the internal pressure acting on the balance wall is opposite to the direction of the exhaust pressure acting on the valve body; E comprising a communication passage for communicating the pressure balance chamber with the gas passage on the upstream side of the valve body to reduce the internal pressure difference therebetween.
GR control valve.
を連結し、他端側に密閉室を形成して上記圧力バランス
室となすとともに、上記圧力バランス室の、上記弁体と
対向する室壁の少なくとも一部を可動として上記バルブ
シャフトに連結し上記バランス壁となした請求項１記載
のＥＧＲ制御弁。2. The valve body is connected to one end of the valve shaft, and a sealed chamber is formed at the other end to form the pressure balance chamber, and a chamber of the pressure balance chamber opposed to the valve body. 2. The EGR control valve according to claim 1, wherein at least a part of the wall is movable and connected to the valve shaft to form the balance wall.
内を摺動可能に設けた可動板あるいは上記圧力バランス
室内に張設されたダイヤフラムによって構成する請求項
１または２記載のＥＧＲ制御弁。3. The EGR control valve according to claim 1, wherein the balance wall is constituted by a movable plate slidably provided in the pressure balance chamber or a diaphragm stretched in the pressure balance chamber.
記弁体の閉弁方向に付勢する請求項１ないし３のいずれ
か記載のＥＧＲ制御弁。4. The EGR control valve according to claim 1, wherein said urging means urges said valve shaft in a valve closing direction of said valve body.
記弁体に作用する排気圧力が同等となるように上記バラ
ンス壁および上記弁体の径を設定した請求項１ないし４
のいずれか記載のＥＧＲ制御弁。5. The diameter of the balance wall and the valve body is set so that the internal pressure acting on the balance wall and the exhaust pressure acting on the valve body are equal.
The EGR control valve according to any one of the above.
形成した請求項１ないし５のいずれか記載のＥＧＲ制御
弁。6. The EGR control valve according to claim 1, wherein said communication passage is formed in said valve shaft.
タを用いた請求項１ないし６のいずれか記載のＥＧＲ制
御弁。7. The EGR control valve according to claim 1, wherein a step motor is used as said actuator.
通路に還流させる還流路を設け、該還流路の途中に、上
記請求項１ないし７のいずれか記載のＥＧＲ制御弁を配
設して、上記ガス通路の一端を上記還流路の上記排気通
路側に他端を上記吸気通路側に連通せしめてなる排気ガ
ス再循環装置。8. A recirculation passage for recirculating exhaust gas in an exhaust passage of an internal combustion engine to an intake passage is provided, and the EGR control valve according to claim 1 is provided in the middle of the recirculation passage. An exhaust gas recirculation device having one end of the gas passage communicating with the exhaust passage on the recirculation passage and the other end communicating with the intake passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095087A JPH10274105A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Egr control valve and exhaust gas recirculation device using the valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9095087A JPH10274105A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Egr control valve and exhaust gas recirculation device using the valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274105A true JPH10274105A (en) | 1998-10-13 |
Family
ID=14128158
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9095087A Withdrawn JPH10274105A (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Egr control valve and exhaust gas recirculation device using the valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH10274105A (en) |
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