JPS62103453A - 電動式排気ガス再循環バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は排気ガス再循環バルブ（以下、ＥＧＲバルブと
いう。）に関し、特にバルブの開閉が電動モータによっ
てなされるＥＧＲバルブに関するものである。

（従来の技術） 自動車エンジン等から排出される未燃焼ガスを含む排気
ガスを吸気系に再循環させＮＯｘ等の有害成分を減少さ
せる排気ガス再循環システム（以下、ＥＧＲシステムと
いう。）において、従来、最も一般的に使用されている
ＥＧＲバルブはスロットルバルブの回動に応じた負圧を
発生するＥＧＲボートに連通ずる信号室と、該信号室の
負圧に応答して作動するダイヤフラムに固設されたシャ
フトと、該シャフトの先端に一体に設けられ前記ダイヤ
フラムにより駆動されて還流通路を制御するバルブから
成っている。

ここで、前記ダイヤフラムは、通常ゴム系素材からなり
、耐熱性の点から十分な高温に耐えられるものが得難い
のが現状である。

ところで、エンジンの排気ガスは極めて高温であるため
、ＥＧＲバルブは排ガスにより高温に加熱され、特にバ
ルブ駆動のための上記ダイヤフラムの熱招が著しく、早
期の交換が迫られることになる。

このダイヤフラムの熱損を回避すべ（開発されたものと
して、例えば実開昭５５−１１２０５７号公報に開示さ
れたＥＧＲバルブがある。第５図は同ＥＧＲバルブを示
し、１はバルブハウジングで、該バルブハウジング１の
排気ガスの入口ポート８と出口ボート９間には通路を開
閉するためのバルブ５′はバルブシャフト４を介してゴ
ム製のダイヤフラム１３により駆動されるようになって
いる。］２は大気室外筺１６に支持された信号室で、エ
ンジンの運転状態に対応して吸気負圧がＥＧＲポート１
７からダイヤフラム１３に伝えられると、ダイヤフラム
１３はスプリング１４に抗してバルブ５′を上昇させて
入口ボート８と出口ポート９を連通させ排気管へ排出さ
れた排気ガスの一部を吸気管へ供給する。また、ダイヤ
フラム１３に対する負圧が小さくなるとスプリング１４
のばね力によりバルブ５′が通路を閉じて入［１ポート
８と１１八ロポート９の連通を遮断する。

図１示例では、ダイヤフラム１３と大気室外筺］６の受
座との重合部間に熱伝導を抑制する断熱リング１５を介
装し、この断熱リング１５をもってバルプノ・ウジング
１からダイヤフラム１３への熱伝導を遮断し」二うとし
ている。

このようにＥＧＲバルブにあっては、ダイヤフラムの熱
損な防止すべく様々な工夫がなされ、それなりに一応の
成果を上げている。

（〜かしながら、上述の如くバルブの駆動にダイヤフラ
ムが使Ｊｆｌされている限り、熱損の点を除外しても、
その構造−トからエンジンの作動状態に応答して精度よ
く確実にＥＧＲ量を制御することは困難であり、作動特
性にバラツキが生じ易いものである。更にＥＧＲポート
から信号室への負圧伝達に時間を要するために、作動が
速かに行われないという不具合がある。

そこで、ダイヤフラムを使わずに電動モータにより直接
バルブを駆動しようとする試みがなされた。

しかるに、電動モータはダイヤフラム以上に耐熱性の点
で問題があり、特に高温になるに従っ−（コイル部分の
抵抗が増し、コイルに流れる電流が小さくなって初期の
特性が損われる結果となる。

従って、ＥＧＲバルブに電動モータを適用することは、
事実上困難とされていたが、近年高温下でのモータ特性
に比較的優利であるステップモータを使用して、かつバ
ルブ部の排ガスに起因する熱をモータ部へ伝わらない工
夫を組み込むことで、ようや＜ＥＧＲバルブにも電動式
のものが適用されつつあるのが現状である。

例えば、第４図に示すものは本出願人によって開発され
た電動式ＥＧＲバルブであり（特願昭５９−２０１０４
９号）、１はバルブハウジング、２はステップモータ、
３はケーシングであり、ケーシング３の内部空間は外気
と連通ずる冷却空気層３ａを構成している。４はポペッ
トバルブ５のバルブシャフトで、その図示右方端部には
スプリングリテーナ６′が固定され、該リテーナ６′に
支持されるスプリング７によりバルブ５が常時入口ポー
ト８と出口ポート９の連通路シートに当接する方向、即
ち閉位置に付勢されている。前記シャフト４は軸受１０
を介して軸方向に摺動可能にされている。１１はモータ
シャフトであり、このモータシャフト１１の軸端は前記
バルブシャフト４のリテーナ６′側端部と同軸」−の一
点で当接している。

ステップモータ２はコンピュータからの電気信号を受け
てステップ的な回転角で正転・逆転が制御でき、この回
転運動を内部スクリュにより直線運動に変換することが
できる。即ち、ステップモータ２を所定のパルス制御に
より回転制御することにより、モータシャフト１１は軸
方向に移動し、バルブシャフト４を介してバルブ５を開
閉駆動する。このとき、スプリング７の取付荷重はステ
ップモータ２の駆動力に比して小さく設定される。

なお、図中１−１はバルブハウジング１とケーシング３
間に介装したインシュレータでアリ、バルブハウジング
１からの高温をケーシング３に伝わらないようにしてい
る。

このように、本出願人に３１って先に開発さ］Ｉだ電動
式をＥＧＲバルブは、バルブシャフト４とモータシャフ
ト１１をセパレート構造とし、すｙにはインシュレータ
１−１、冷却空気層３ａを介在させたため、モータ部を
排気ガスの高温から保瞭することに一応の成功を収めて
はいるものの、未だ十分なものとはいえないものであっ
た。

即ち、インシュレータ１−１を介装しているとは（・え
、セ［ガスの高温はケーシング３に伝わり、ケーシング
３も相当な高温となる。このケーシング３からの放射熱
が冷却中、気層３ａを通ってモータ部に放射されること
になり、そのためのモータ部における影響も無視できな
いものであった。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来のダイヤフラム式のＥＧＲバル
ブにあっては、ダイヤフラムのｉｉｌ熱性及びその構造
上からくる制御性の悪さ、作動の応答性の不確実さ等の
問題点があり、これらを解決すべくなされた電動式ＥＧ
Ｒバルブにあっても、ケーシングからの放射熱の影響が
残り、モータ部を高温から十分に保護し切れないという
問題点があった。

本発明は、特に電動式ＥＧＲバルブの上記問題点を解決
すべくなされたもので、モータ部が排ガスの高温により
全く影響されないＥＧＲバルブを提供しようとするもの
である。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するだめの手段） このため、本発明は入口ポートと出口ポートを有スるバ
ルブハウジングと、該ハウジングの軸中心に軸方向に摺
動可能に配設されるバルブシャフトを有するポペットバ
ルブとから成るバルブ部、及び回転運動を直線運動に変
換する機構を有するステップモータと、該モータの駆動
力を前記バルブ部に伝達するモータシャフトとから成る
モータ部より構成され、前記バルブ部と前記モータ部と
の結合部にインシュレータを配設すると共に冷却空気層
を形成し、前記バルブシャフトと前記モータシャフトと
をセパレート構造とする電動式ＥＧＲバルブにおいて、
前記冷却空気層内に前記バルブハウジングからの放射熱
を遮蔽する熱遮蔽部材を設けることを構成として、これ
を上記問題点の解決手段とするものである。

（作　用） バルブハウジングとモータ部の間のケーシング内の冷却
空気層中に板状の熱遮蔽部材を介装させて、前記ハウジ
ング、ケーシングと伝えられた排ガスによる熱の放射を
前記熱遮蔽部材で受けて、モータ部に熱が伝播しないよ
うにする。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の第１の実施例である電動式ＥＧＲバル
ブを示し、１は入口ポート８と出口ボート９を有するバ
ルブハウジングで、ステップモータ２とインシュレータ
、ケーシング３を介して一体に結合されている。４は先
端にポペットバルブ５を有し、他端部にはスプリングリ
テーナが固設されたバルブシャフトで、前記リテーナ６
に支持されるスプリング７によりバルブ５が常時入口ポ
ート８と出口ポート９の連通路シートに当接するように
付勢されている。１ｏは前記バルブシャフト４を摺動案
内する軸受である。バルブシャフト４の前記スプリング
リテーナ側端面にはステップモータ２のモータシャフト
１１の端面が衝接している。

以上は本出願人によって先に開発された第４図に示した
電動式ＥＧＲバルブと同様であるが、本実施例では−り
記スプリングリテーナを従来のものより大径に形成し、
該リテーナに熱遮蔽部材６をも兼ねさせるものである。

第２図及び第３図は本発明の他の実施例を示すもので、
ケーシング３以外は第４図に示した従来の電動式ＥＧＲ
バルブと同様である。

本実施例では、ケーシング３の胴部周面に複数個の通風
面を形成するにあたって、従来のように単に周面の一部
を打ち抜くことをせずに、ケーシング３の母線に沿って
２本の切込みと該切込みの１端部を結んで切り込み、即
ち３辺を切り込んで残る一辺に沿ってケーシング３の内
側に底面と平行になるよう折り込むものである。この折
込み部が熱遮蔽部材６−１．６−２となり、図示例では
該熱遮蔽部材６−１，６−２をケーシング３の底面側と
頂面側とに交互に形成している。

このように、ケーシング３内の冷却空気層内に熱遮蔽部
材６．６−１，６−２を設けることにより、バルブハウ
ジング１からケーシング３の底面を介して冷却空気層内
に放射される熱は前記熱遮蔽部材６．６−１．６−２の
存在によって遮られ、モータ部が加熱されることがなく
なる。

〔発明の効果〕

以上、詳しく説明した如く本発明によると、バルブハウ
ジングとモータ部の間に板状の熱遮蔽部材を介装するこ
とにより、バルブハウジングが排ガスによって高温とな
っても、モータ部に対する放射熱が届かず、モータ一部
が加熱される・ことを完全に防ぐことができ、高温によ
るステップモータの特性を劣化させることがなく、かつ
その寿命を一段と永くすることが可能となる。

なお、ケーシングの胴周面の一部を熱遮蔽部材として構
成する場合は、その製作が容易な上に、従来打ち抜いて
捨てていた部分をそのまま利用できて低コストにも繋が
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す電動式ＥＧＲバル
ブの主要部断面図、第２図は同じく他の実施例を示す電
動式ＥＧＲバルブの主要部断面図、第３図は第２図にお
ける熱遮蔽部材の正面図、第４図は本出願人により先に
開発された電動式ＥＧＲバルブの側断面図、第５図は従
来のダイヤフラム式ＥＧＲバルブの側断面である。 図の主要部分の説明 １・・・バルブハウジング　　２・・・（ステラフ）モ
ータ　　３・・・ケーシング　　４・・・バルブシャフ
ト　　５・・・ポペットバルブ ６．６−１．６−２・・・熱遮蔽部材 １１・・・モータシャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入口ポートと出口ポートを有するバルブハウジングと、
   該ハウジングの軸中心に軸方向に摺動可能に配設される
   バルブシャフトを有するポペットバルブとから成るバル
   ブ部、及び回転運動を直線運動に変換する機構を有する
   ステップモータと、該モータの、駆動力を前記バルブ部
   に伝達するモータシャフトとから成るモータ部より構成
   され、前記バルブ部と前記モータ部との結合部にインシ
   ュレータを配設すると共に冷却空気層を形成し、前記バ
   ルブシャフトと前記モータシャフトとをセパレート構造
   とする電動式排気ガス再循環バルブにおいて、前記冷却
   空気層内に前記バルブハウジングからの放射熱を遮蔽す
   る熱遮蔽部材を設けることを特徴とする電動式排気ガス
   再循環バルブ。