JPH11270415A - Ｅｇｒバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの回転力をバルブに伝達する動力伝達
系に所定間隔の遊びを設定して、バルブの完全な閉成を
補償した上、その遊びの間隔を簡易に調整して正確な実
現すること。 【解決手段】 モータケース２内のロータ２１の回転に
よって直線運動するモータシャフト３１と、バルブボデ
ィ１に備えられたバルブシャフト１４とを対向させ、モ
ータケース２においてロータ２１が一方の回転限界位置
に保持され、かつバルブボディ１においてバルブ１１が
閉成されているときに、モータシャフト３１とバルブシ
ャフト１４との間に所定間隔の遊びＳを設定し、さらに
モータシャフト３１を回り止めするためのガイドブッシ
ュ１３をパーティション３に設け、そのパーティション
３をバルブボディ１とモータケース２との間に回動調整
可能に挟持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、排ガスの再循環
系中に備えられるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation
）バルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＥＧＲバルブとしては、
例えば、特開平７−３３２１６８号公報に記載のものが
知られている。

【０００３】かかるＥＧＲバルブは、ＰＭ型などのステ
ッピングモータの回転力によってバルブを開閉するよう
になっており、モータの回転力をバルブの開閉力として
バルブに伝達するための動力伝達機構は、その伝達系中
に遊びがない構成となっている。そのため、バルブの閉
成位置とモータのロータ原点とを一致させるには、ＥＧ
Ｒバルブのボディとモータのケースとの結合部分に種々
の厚さのスペーサを介在させて、それらのボディとケー
スとの結合間隔をいわゆるシム調整する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ＥＧＲバルブにあっては、ＥＧＲバルブのボディとモー
タのケースとの結合間隔をシム調整して、バルブの閉成
位置とモータのロータ原点とを一致させる作業はきわめ
て面倒であった。しかも、バルブやシートなどの摩耗に
よってバルブの閉成位置が経時的に変化した場合には、
バルブの閉成位置とモータのロータ原点とがずれてしま
い、バルブが充分に閉成できなくなったり、バルブの正
確な開閉制御ができなくなるおそれがあった。

【０００５】この発明の目的は、モータの回転力をバル
ブに伝達する動力伝達系に所定間隔の遊びを設定して、
バルブの完全な閉成を補償した上、その遊びの間隔を簡
易に調整して正確な開閉制御を実現することができるＥ
ＧＲバルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、閉弁方向に付勢されかつバルブシャフトの軸線方向
の移動によって開閉可能なバルブを収容するバルブボデ
ィと、モータによって回転駆動される回転体を収容しか
つ前記バルブボディに結合可能なモータケースと、前記
モータケースに備えられて前記回転体の一方の回転方向
の回転限界位置を規制するストッパと、前記モータケー
スに備えられて前記回転体を前記一方の回転方向に付勢
するスプリングと、前記回転体の回転中心部に螺合され
かつ軸線方向において前記バルブシャフトと対向し、前
記バルブが閉弁しかつ前記回転体が前記一方向の回転限
界位置に規制されているときに前記バルブシャフトから
所定間隔だけ離間するモータシャフトと、前記モータシ
ャフトを回り止めしかつ軸線方向に移動を許容し、前記
モータケースに対して前記モータシャフトの軸線を中心
として周方向に位置調整可能に取り付けられるガイド体
とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記回転体は直流モータのロータであることを特徴
とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記バルブボディと前記モータケースとの
間に、前記モータシャフトの軸線を中心とする周方向に
位置調整可能に挟持されるパーティションを備え、前記
パーティションに前記ガイド体を設けたことを特徴とす
る。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかにおいて、前記モータケースに、前記回転体
の回転位置を検出するためのセンサを備えたことを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。

【００１１】図１において１は、排気ガスの再循環系中
に介在する排ガス通路が内部に形成されたバルブボディ
であり、バルブ１１が図のように上動してシート１２に
接することによって排気ガス通路が閉じられ、バルブ１
１が下動してシート１２から離れることによって排気ガ
ス通路が開かれる。２は、直流モータ２０を収容するモ
ータケース、３は、モータケース２の下側開口部に合致
するパーティションである。バルブボディ１、モータケ
ース２、およびパーティション３の結合構造については
後述する。モータ２０において、２１はコイル２２が巻
回されたロータ（回転体）、２３はマグネット２４を備
えたヨークであり、ロータ２１の中央には、上下のシャ
フト部２５Ａ、２５Ｂを結合したロータシャフト２５が
構成されている。上側のシャフト部２５Ａは、ベアリン
グ２６によってモータケース２に回転自在に支持され、
下側のシャフト部２５Ｂは、ベアリング２７によってパ
ーティション３に回転自在に支持されている。ロータ２
１の上端にはコミュテータ２８が取り付けられ、このコ
ミュテータ２８に対して、モータケース２側に備えられ
たモータブラシ２９がブラシスプリング３０によって押
し付けられている。

【００１２】４０は、ロータ２１の回転位置を検出する
ためのポジションセンサであり、本例の場合は、ロータ
２１の回転位置に応じて抵抗値が変化する形式となって
いる。すなわち、抵抗体層が形成されてモータケース２
側に取り付けられるセンサ基板４１と、ブラシ４２を備
えてロータシャフト２５に取り付けられるブラシプレー
ト４３とを有し、ロータ２１の回転位置に応じて、ブラ
シ４２がセンサ基板４１の抵抗体層の上を摺接するよう
になっている。このポジションセンサ４０とモータブラ
シ２９は、コネクター端子４によって図示しない制御装
置に接続される。４４はカバー、４５はパッキンであ
る。

【００１３】ロータシャフト２５の内部にはモータシャ
フト３１が螺合されており、そのモータシャフト３１
は、パーティション３側のガイドブッシュ（ガイド体）
１３によって回り止めされかつ軸方向の移動が許容され
ている。したがって、ロータ２１の回転量に応じてモー
タシャフト３１が上下動することになる。本例の場合、
ガイドブッシュ１３には、図３のように断面略Ｄ字状の
ガイド穴１３Ａが形成されており、そのガイド穴１３Ａ
内に、断面略Ｄ字状に形成されたモータシャフト３１の
下側部分を上下動自在にガイドする構成となっている。
また、ロータシャフト２５にはストッパプレート３３が
取り付けられており、そのストッパプレート３３の外周
部と、モータケース２の内周面に形成されたストッパ２
Ａとの当接によって、ロータ２１の一方向の回転限界位
置が規制されるようになっている。３２は渦巻きばねで
あり、その内側端部３２Ａはストッパプレート３３に取
り付けられ、その外側端部３２Ｂはモータケース２の内
側に取り付けられている。この渦巻きばね３２はロータ
２１を一方の回転方向に付勢し、モータ２０が駆動され
ていないときは、ストッパプレート３３とストッパ２Ａ
とによって規制される一方向の回転限界位置にロータ２
１を保持する。ロータ２１が一方向の回転限界位置にあ
るときは、モータシャフト３１が図１のような上方限位
置まで移動する。ロータ２１が他方向に回転駆動された
ときは、モータシャフト３１が下方に移動することにな
る。

【００１４】モータシャフト３１の下端は、下端にバル
ブ１１が取り付けられたバルブシャフト１４の上端と対
向する。そのバルブシャフト１４の中間部は、ガイドシ
ール１５とガイドプレート１６によってバルブボディ１
に上下動自在にガイドされている。１７はガイドシール
カバーである。バルブシャフト１４の上端に取り付けら
れたスプリングシート１８とバルブボディ１との間に
は、シャフト１４を上方つまりバルブ１１の閉動方向に
付勢するためのコイルスプリング１９が介在されてい
る。

【００１５】バルブボディ１、モータケース２、および
パーティション３の結合部分には、それぞれ平面略四角
形のフランジ部１Ａ、２Ｂ、および３Ａが形成されてお
り、これらが計４本のボルト５１によって結合されてい
る。すなわち、フランジ部２Ｂには、カラー５２がはめ
合わされる円形のボルト挿通孔２Ｃが形成され、フラン
ジ部３Ａには、モータシャフト３１の軸線を中心として
周方向に約３０°の範囲に渡って延在する長穴３Ｂが形
成され、またフランジ部１Ａには、ボルト５１にねじ合
うねじ穴１Ｂが形成されており、ボルト５１がカラー５
２および長穴３Ｂ内を通ってねじ穴１Ｂにねじ付けられ
ることによって、それぞれのフランジ部２Ｂ、３Ａ、お
よび１Ａが結合される。長穴３Ｂは、その内部において
ボルト５１のスライドを許容する。したがって、その長
穴３Ｂの形成範囲において、パーティション３が周方向
に位置調整可能となる。

【００１６】５３はばね座金、５４は平座金、５５は、
ボディ１とパーティション３との間に介在されるスペー
サである。また、５６はＯリング、５７はウェーブワッ
シャである。

【００１７】次に、作用について説明する。

【００１８】以上のように構成されたＥＧＲバルブは、
いわゆるトルクバランス方式により駆動される。

【００１９】すなわち、コイルスプリング１９によって
バルブ１１の閉動方向に所定のリターントルクを付与
し、かつ直流モータ２０の一方向の通電によってバルブ
１１の開動方向に可変のモータトルクを付与し、それら
のトルクバランスによりバルブ１１が開閉制御される。
モータトルクは、ロータ２１の回転量に応じて上下動す
るモータシャフト３１がバルブシャフト１４を下方に押
すことによって、バルブ１１に伝達される。このように
モータトルクをバルブ１１に伝達する動力伝達系におい
ては、図１のようなバルブ１１の閉成時に、バルブシャ
フト１４とモータシャフト３１との間に所定の間隔の遊
びＳが形成される。すなわち、図１のように、コイルス
プリング１９によってバルブ１１が閉成位置に保持さ
れ、かつ渦巻きばね３２によって、ロータ２１が一方の
回転限界位置にまで回転されてモータシャフト３１が上
方限位置に保持されているときに、それらのシャフト１
１、３１の対向面間に遊びＳが形成される。

【００２０】このようなトルクバランスの駆動方式の場
合は、直流モータ２０の発生トルクを連続的に制御し
て、バルブ１１の調整開度の分解能を理論上無限に小さ
くすることができる。また直流モータ２０は、ステッピ
ングモータのような脱調現象による制御誤差が発生せ
ず、その分、ステッピングモータを用いた場合に比して
応答性を上げることができて、信頼性も向上する。さら
に、動力伝達系中のバルブシャフト１４とモータシャフ
ト３１との間に、所定の間隔の遊びＳを形成したとこと
により、バルブ１１およびシート１２などに磨耗が生じ
たとしてもバルブ１１の完全な閉成が補償されることに
なる。遊びＳの間隔は、それらの磨耗を考慮して例えば
０．２ｍｍ程度に設定する。

【００２１】ＥＧＲバルブの開閉制御に際しては、例え
ば、ロータ２１の回転位置に対応するポジションセンサ
４０のセンサ出力値（電圧）をフィードバックしつつ、
直流モータ２０の駆動デューティーを制御することがで
きる。以下においては、ロータ２１が一方の回転限界位
置にあるときのモータシャフト３１の位置を「ロータ原
点」といい、またモータシャフト３１をロータ原点から
遊びＳ分だけ下動させたとき、つまりバルブ１１が開き
始めるときのモータシャフト３１の位置を「バルブ原
点」という。ＥＧＲバルブを開閉制御する上において
は、遊びＳを一定の間隔に設定して、ロータ原点とバル
ブ原点とを一定の関係とすることが有利である。

【００２２】遊びＳの間隔は、長穴３Ｂの形成範囲内に
おいてパーティション３を回動させることにより調整で
きる。すなわち、ロータ２１が一方の回転限界位置に保
持されかつボルト５１が緩められているときに、パーテ
ィション３を回動させることにより、ブッシュ１３と共
に、そのブッシュ１３に回り止めされているモータシャ
フト３１が回動し、その回動方向に応じて、ロータシャ
フト２５に対するモータシャフト３１のねじ合い位置が
上下にずれる。この結果、ロータ原点におけるモータシ
ャフト３１の位置が上下に変化し、遊びＳの間隔が調整
できることになる。図２、図３におけるパーティション
３は、ボルト５１が長穴３Ｂの中間位置に位置する回動
位置に調整され、また図４、図５におけるパーティショ
ン３は、ボルト５１が長穴３Ｂの一端側に位置する回動
位置に調整されている。

【００２３】遊びＳの間隔調整に際しては、例えば、ボ
ルト５１を緩く締めてバルブボディ１、モータケース
２、およびパーティション３を仮組みした後、バルブ１
１の閉成時におけるバルブシャフト１５の上端の高さを
測定し、その高さに遊びＳの間隔分だけ加えた位置にモ
ータシャフト３１の下端を合わせるように、パーティシ
ョン３を回動調整してから、ボルト５１を強く締め付け
て組み上げる。あるいは、ボルト５１を緩く締めてバル
ブボディ１、モータケース２、およびパーティション３
を仮組みした後、直流モータ２０の制御と、ポジション
センサ４０のセンサ出力値の読み取りを伴いながら、パ
ーティション３を回動調整する。例えば、センサ出力値
が所定の値となるまで直流モータ２０を作動させ、その
時点において、モータシャフト３１の下端をバルブシャ
フト１４に接触させるようにパーティション３を回動調
整して、モータシャフト３１をバルブ原点に合わせる。
そして、このようにパーティション３を回動調整した
後、ボルト５１を強く締め付けて組み上げる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明は、モータケースに収容される回転体の回転によっ
て直線運動するモータシャフトと、ボディに備えられた
バルブシャフトとを対向させ、モータケースにおいて回
転体が一方の回転限界位置に保持され、かつバルブボデ
ィにおいてバルブが閉成されているときに、モータシャ
フトとバルブシャフトとの間に所定の隙間を設定し、さ
らにモータシャフトを回り止めするためのガイド体を回
動可能に備えることにより、モータの回転力をバルブに
伝達する動力伝達系に所定間隔の遊びを設定して、バル
ブの完全な閉成を補償した上、その遊びの間隔をガイド
体の回動により簡易に調整して正確な開閉制御を実現す
ることができる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、回転体を直流モ
ータのロータとすることにより、バルブの開度を高い分
解能をもって高精度に制御することができる。

【００２６】請求項３に記載の発明は、ガイド体が設け
られたパーティションをバルブボディとモータケースと
の間に位置調整可能に挟持することにより、構成の簡素
化を図ることができる。

【００２７】請求項４に記載の発明は、回転体の回転位
置を検出するためのセンサをモータケースに備えること
により、そのセンサの検出信号に基づいてバルブの開度
を高精度に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】パーティションを回動調整したときの図２と同
様の図である。

【図５】パーティションを回動調整したときの図３と同
様の図である。

【符号の説明】

１ バルブボディ １Ａ フランジ部 １Ｂ ねじ穴 ２ モータケース ２Ａ ストッパ ２Ｂ フランジ部 ２Ｃ ボルト挿通孔 ３ パーティション ３Ａ フランジ部 ３Ｂ 長穴 １１ バルブ １２ シート １３ ガイドブッシュ（ガイド体） １４ バルブシャフト ２０ 直流モータ ２１ ロータ（回転体） ３１ モータシャフト ４０ ポジションセンサ（センサ） ５１ ボルト Ｓ 遊び

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉弁方向に付勢されかつバルブシャフト
   の軸線方向の移動によって開閉可能なバルブを収容する
   バルブボディと、 モータによって回転駆動される回転体を収容しかつ前記
   バルブボディに結合可能なモータケースと、 前記モータケースに備えられて前記回転体の一方の回転
   方向の回転限界位置を規制するストッパと、 前記モータケースに備えられて前記回転体を前記一方の
   回転方向に付勢するスプリングと、 前記回転体の回転中心部に螺合されかつ軸線方向におい
   て前記バルブシャフトと対向し、前記バルブが閉弁しか
   つ前記回転体が前記一方向の回転限界位置に規制されて
   いるときに前記バルブシャフトから所定間隔だけ離間す
   るモータシャフトと、 前記モータシャフトを回り止めしかつ軸線方向に移動を
   許容し、前記モータケースに対して前記モータシャフト
   の軸線を中心として周方向に位置調整可能に取り付けら
   れるガイド体とを備えたことを特徴とするＥＧＲバル
   ブ。
2. 【請求項２】 前記回転体は直流モータのロータである
   ことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲバルブ。
3. 【請求項３】 前記バルブボディと前記モータケースと
   の間に、前記モータシャフトの軸線を中心とする周方向
   に位置調整可能に挟持されるパーティションを備え、 前記パーティションに前記ガイド体を設けたことを特徴
   とする請求項１または２に記載のＥＧＲバルブ。
4. 【請求項４】 前記モータケースに、前記回転体の回転
   位置を検出するためのセンサを備えたことを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載のＥＧＲバルブ。