JP2007154666A - バルブ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブ全閉時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性の向上を図ることを課題とする。
【解決手段】 負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の内部に収容されるコイルスプリング７に加えて、バルブ全閉時にバルブ締め切り方向にスプリング荷重を与える第１コイルスプリング８を追加している。このため、バルブ閉弁時のバルブ押さえ荷重は、コイルスプリング７の仕様変更を伴うことなく、第１コイルスプリング８のスプリング荷重分だけ増加する。これにより、バルブ全閉時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性の向上を図ることができる。また、バルブ着座時の衝撃荷重を吸収する第２コイルスプリング９を配設することで、バルブ着座時の衝撃荷重を緩和できるので、ダイヤフラム５の作動耐久性の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの気筒に連通する流路孔の開口周縁部に対して着座、離脱して流路孔を閉鎖、開放するバルブを駆動するアクチュエータを備えたバルブ駆動装置に関するもので、特に負圧作動式アクチュエータのダイヤフラムの変位を利用して切替弁または開閉弁のバルブを駆動するバルブ駆動装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、負圧作動式アクチュエータのダイヤフラムの変位を利用して開閉弁のバルブを駆動するバルブ駆動装置として、例えばエンジンより流出した排気ガスの一部（排気再循環ガス：ＥＧＲガス）をエンジンの吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置に組み込まれる切替弁装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。ところが、この切替弁装置においては、開閉弁のバルブとしてバタフライ型バルブを使用しているので、バタフライ型バルブが排気ガス流路を閉鎖する際に弁洩れが発生するという問題があった。また、バタフライ型バルブのバルブ軸が排気ガス流路中に露出しているため、高温ＥＧＲガスがバルブ軸に直接当たり、バルブ軸上に配置されるゴムシール等のシール部品が熱劣化し易いという問題があった。

［先行の技術］
そこで、本発明者は、バタフライ型バルブが排気ガス流路を閉鎖する際の弁洩れを防止するという目的で、特願２００５−３２７８６９（平成１７年１１月１１日出願：比較例１）を出願し、また、シール部品の熱劣化を防止するという目的で、特願２００５−３２８００４（平成１７年１１月１１日出願：比較例２）を出願した。これは、図７ないし図９に示したように、ＵターンフロータイプのＥＧＲクーラの入口部および出口部に結合される切替弁装置のハウジング２の内部に、ＥＧＲクーラを経由させてエンジンの吸気系にＥＧＲガスを再循環させるクーラ側連通路、およびＥＧＲクーラを迂回させてエンジンの吸気系にＥＧＲガスを再循環させるバイパス側連通路が形成されている。

そして、クーラ側連通路は、ＥＧＲクーラの入口部に連通するクーラ入口側連通路１０１、およびＥＧＲクーラの出口部に連通するクーラ出口側連通路１０２を有している。また、バイパス側連通路は、クーラ入口側連通路１０１とクーラ出口側連通路１０２とを短絡（ショートカット）して連通するバイパス流路１０３を有している。そして、切替弁装置は、第１バルブシート３１に着座してバイパス流路１０３を閉鎖するバイパス全閉位置、および第２バルブシート３２に着座してクーラ入口側連通路１０１を閉鎖するクーラ全閉位置を、２位置にて切り替える２位置３方向切替弁を備えている。この２位置３方向切替弁は、クーラ入口側連通路１０１とバイパス流路１０３とを選択的に開閉する平板形状のフラップ型バルブ３、ハウジング２の内部に形成されたブロック３０によってＥＧＲガスの熱に対して保護されるシャフト５１、およびフラップ型バルブ３とシャフト５１とを連結するバルブレバー５２によって構成されている。

ここで、２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）をバイパス全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動するバルブ駆動装置は、負圧作動式アクチュエータ１０４、および負圧作動式アクチュエータ１０４のロッド１０５と２位置３方向切替弁のシャフト５１との間に介在するリンクプレート１０６によって構成されている。そして、負圧作動式アクチュエータ１０４は、内部にダイヤフラム室を形成するケーシング１１０、およびダイヤフラム室を２つの第１、第２圧力室１１１、１１２に気密的に区画するダイヤフラム１１３を有している。

この負圧作動式アクチュエータ１０４は、第１圧力室１１１の内部に大気圧よりも低い負圧が導入されると、大気中に連通する第２圧力室１１２と第１圧力室１１１との圧力差を利用して、ダイヤフラム１１３を変位させることで、ダイヤフラム１１３に連動するロッド１０５を軸線方向に移動させ、リンクプレート１０６を介してシャフト５１を駆動するように構成されている。したがって、２位置３方向切替弁は、フラップ型バルブ３が開弁作動方向に駆動されるため、フラップ型バルブ３のバルブシート位置がバイパス全閉位置からクーラ全閉位置に切り替わり、第２バルブシート３２に着座する。

そして、切替弁装置は、２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ３のバイパス全閉位置を、クーラ入口側連通路１０１とクーラ出口側連通路１０２との間に配置することで、フラップ型バルブ３の裏面側のシール面が第１バルブシート３１に着座してバイパス流路１０３を閉鎖している時（バイパス全閉時）に、ＥＧＲクーラの内部を通過するＥＧＲガス流の圧力損失によってフラップ型バルブ３の表面に印加される圧力差（クーラ入口側連通路１０１とクーラ出口側連通路１０２との差圧）が、フラップ型バルブ３の裏面側のシール面をバルブシート３１に押さえ付ける方向に働く。これによって、フラップ型バルブ３のバイパス全閉位置における弁洩れ量を低減し、且つＥＧＲクーラの大型化および搭載性の悪化を防止できる。また、切替弁装置は、ハウジング２の内部に、２位置３方向切替弁のシャフト５１に高温ＥＧＲガスが直接当たらないようにブロック３０を設けることで、高温ＥＧＲガスの熱に対して２位置３方向切替弁のシャフト５１、およびこのシャフト５１に設置されたシール部品を保護できる。

［先行の技術の不具合］
ところが、この比較例１、２のバルブ駆動装置においては、エンジン側から加わる外力（エンジン外力：振動や圧力（脈動））に対して、フラップ型バルブ３が第１バルブシート３１に対し微小なリフトで開閉を繰り返すようなチャタリング現象が発生しないように、負圧作動式アクチュエータ１０４の第１圧力室１１１の内部にコイルスプリング１０７が設置されている。特に、エンジンの排気系では、排気圧力の脈動（脈動圧）が大きいため、フラップ型バルブ３のバイパス全閉時にチャタリング現象が発生しないように、すなわち、フラップ型バルブ３の耐チャタリング性を向上させるという目的で、コイルスプリング１０７のスプリング荷重を大きくする必要がある。

しかし、負圧作動式アクチュエータ１０４の第１圧力室１１１の内部のスプリング収納スペースの確保、およびコイルスプリング１０７のスプリング荷重を受け止めるスプリングガイドプレート１０９の耐久性の問題から、コイルスプリング１０７の仕様変更によってスプリング荷重を大きくするには限界があった。これを解決するためには、ダイヤフラム径を径大化する必要があるが、これでは負圧作動式アクチュエータ１０４の体格が大きくなり、搭載性が悪化するという問題がある。

また、２位置３方向切替弁は、負圧作動式アクチュエータ１０４への負圧供給を停止（負圧導入カット）すると、第１圧力室１１１の内部に設置されたコイルスプリング１０７のスプリング荷重によってダイヤフラム１１３が押し戻されるため、フラップ型バルブ３のバルブシート位置がクーラ全閉位置からバイパス全閉位置に切り替わり、第１バルブシート３１に着座してバイパス流路１０３を閉鎖するように構成されている。そして、フラップ型バルブ３の裏面側のシール面が第１バルブシート３１に着座する際（バルブ着座時）の衝撃荷重がバルブレバー５２→シャフト５１→リンクプレート１０６→ロッド１０５を伝ってダイヤフラム１１３に直接伝わり、ダイヤフラム１１３の作動耐久性が低下するという問題がある。
欧州特許第０９８７４２７号明細書（第２頁−第８頁、図１）

本発明の目的は、アクチュエータを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性の向上を図ることのできるバルブ駆動装置を提供することにある。また、バルブ閉弁作動時にダイヤフラムに伝わる衝撃荷重を緩和することで、アクチュエータのダイヤフラムの作動耐久性の向上を図ることのできるバルブ駆動装置を提供することにある。

請求項１ないし請求項３に記載の発明によれば、エンジンの気筒に連通する流路孔の開口周縁部に対して着座、離脱して流路孔を閉鎖、開放するバルブを駆動するアクチュエータに、ダイヤフラムの変位を利用して、バルブを開弁作動方向に駆動（開弁駆動）する分割ロッドを備えている。この分割ロッドは、ケーシングの内部からケーシングの外部に突出するように軸線方向に延びる２つの第１、第２ロッドに分割されている。そして、第１ロッドは、ダイヤフラム側に配設されて、ダイヤフラムの変位を受けて軸線方向に移動するように構成されている。また、第２ロッドは、バルブ側に配設されて、第１ロッドの変位を受けて軸線方向に移動するように構成されている。

ここで、請求項１に記載のアクチュエータは、ダイヤフラムに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与えるスプリング（ダイヤフラムスプリング）に加えて、第２ロッドに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設している。
これによって、バルブを流路孔の開口周縁部に着座させて流路孔を閉鎖している時（バルブ閉弁時）に、スプリングの荷重だけでなく、荷重付与手段の荷重も、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に加わる。このため、バルブ閉弁時の（流路孔の開口周縁部に対する）バルブ押さえ荷重は、スプリングの仕様変更を伴うことなく、また、ダイヤフラム径を径大化することなく、荷重付与手段の荷重分だけ増加する。
したがって、請求項１に記載のアクチュエータにおいては、アクチュエータのケーシングを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性および搭載性の向上を図ることができる。

また、請求項２に記載のアクチュエータは、第２ロッドに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える第１荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設している。
これによって、バルブを流路孔の開口周縁部に着座させて流路孔を閉鎖している時（バルブ閉弁時）に、第１荷重付与手段の荷重が、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に加わる。このため、アクチュエータのケーシングの大型化を伴うことなく、第１荷重付与手段の荷重を請求項１に記載のスプリングよりも増加できるので、請求項１に記載のスプリングを廃止することができる。この場合には、アクチュエータのケーシングの内部にスプリング収納スペースを設ける必要がないので、アクチュエータのケーシングの体格を小型化できる。また、仮にアクチュエータのケーシングの内部にスプリングを収容した場合でも、スプリングの荷重を増加する必要がないので、スプリング収納スペースやスプリングの荷重を受け止めるスプリングガイドプレートの耐久性を考慮しなくても、耐チャタリング性に対する余裕度を向上することができる。
したがって、請求項２に記載のアクチュエータにおいても、請求項１に記載のアクチュエータと同様に、アクチュエータのケーシングを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性および搭載性の向上を図ることができる。

また、請求項２に記載のアクチュエータは、上記の第１荷重付与手段に加えて、第１ロッドおよび第２ロッドに対して、第１ロッドと第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設している。
これによって、第１荷重付与手段の荷重によってバルブを流路孔の開口周縁部に着座させる時（バルブ着座時）に、バルブから分割ロッドに伝わる衝撃荷重が、２つの第１、第２ロッドの間隔を縮小化するように加わる。すると、第２荷重付与手段の荷重が２つの第１、第２ロッドの間隔を拡げる方向に作用しているため、バルブから分割ロッドに伝わる衝撃荷重を第２荷重付与手段で吸収または減衰することができる。
したがって、請求項２に記載のアクチュエータにおいては、バルブ着座時に、バルブから分割ロッドを経由してアクチュエータのダイヤフラムに伝わる衝撃荷重を第２荷重付与手段（の弾性変形）によって緩和できるので、アクチュエータのダイヤフラムの作動耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項３に記載のアクチュエータは、ダイヤフラムに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与えるスプリング（ダイヤフラムスプリング）に加えて、第２ロッドに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える第１荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設している。
これによって、バルブを流路孔の開口周縁部に着座させて流路孔を閉鎖している時（バルブ閉弁時）に、スプリングの荷重だけでなく、第１荷重付与手段の荷重も、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に加わる。このため、バルブ閉弁時の（流路孔の開口周縁部に対する）バルブ押さえ荷重は、スプリングの仕様変更を伴うことなく、また、ダイヤフラム径を径大化することなく、第１荷重付与手段の荷重分だけ増加する。
したがって、請求項３に記載のアクチュエータにおいても、請求項１に記載のアクチュエータと同様に、アクチュエータのケーシングを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性および搭載性の向上を図ることができる。

また、請求項３に記載のアクチュエータは、上記のスプリング（ダイヤフラムスプリング）、および上記の第１荷重付与手段に加えて、第１ロッドおよび第２ロッドに対して、第１ロッドと第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設している。
これによって、第１荷重付与手段の荷重によってバルブを流路孔の開口周縁部に着座させる時（バルブ着座時）に、バルブから分割ロッドに伝わる衝撃荷重が、２つの第１、第２ロッドの間隔を縮小化するように加わる。すると、第２荷重付与手段の荷重が２つの第１、第２ロッドの間隔を拡げる方向に作用しているため、バルブから分割ロッドに伝わる衝撃荷重を第２荷重付与手段で吸収または減衰することができる。
したがって、請求項３に記載のアクチュエータにおいても、請求項２に記載のアクチュエータと同様に、バルブ着座時に、バルブから分割ロッドを経由してアクチュエータのダイヤフラムに伝わる衝撃荷重を第２荷重付与手段（の弾性変形）によって緩和できるので、アクチュエータのダイヤフラムの作動耐久性の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、アクチュエータは、第１ロッドの外周に嵌め合わされた第１環状板を有する第１プレート、および第２ロッドの外周に嵌め合わされた第２環状板を有する第２プレートを備えている。そして、２つの第１、第２プレートの各第１、第２環状板は、所定の軸線方向隙間（間隔）を隔てて対向して配設されている。
また、請求項４に記載の第２荷重付与手段は、第１プレートの第１環状板に設けられる座部および第２プレートの第２環状板に設けられる第２座部に対して、第１プレートの第１環状板と第２プレートの第２環状板との間の間隔を拡げる方向に荷重を与えるように構成されている。
したがって、バルブ閉弁作動時にバルブから第２ロッド→第２プレートに伝わる衝撃荷重を、第１プレートの第１環状板と第２プレートの第２環状板との間で吸収または減衰することができる。これにより、第２荷重付与手段を介して、第２ロッドおよび第２プレートから第１プレートおよび第１ロッドに伝わる衝撃荷重を緩和できるので、アクチュエータのダイヤフラムに伝わる衝撃荷重を緩和することができる。

請求項５に記載の発明によれば、２つの第２、第３プレートの各第２、第３環状板は、所定の軸線方向隙間（間隔）を隔てて対向して配設されている。ここで、第２プレートの第２環状板は、第２ロッドの外周に嵌め合わされている。また、第３プレートの第３環状板は、アクチュエータのケーシングに固定されている。
そして、第３プレートの第３環状板に第１荷重付与手段の荷重を受け止める座部を設けることにより、第１荷重付与手段を第２プレートの第２環状板に設けた第１座部と第３プレートの第３環状板に設けた座部との間に配設でき、また、第２荷重付与手段を第１プレートの第１環状板に設けた座部と第２プレートの第２環状板に設けた第２座部との間に配設できる。これによって、２つの第１、第２荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設することができる。

請求項６に記載の発明によれば、アクチュエータによるバルブ開弁作動時に、第１プレートの係止片に設けられた係止部が第２プレートの第２環状板に引っ掛かるため、２つの第１、第２プレートが連動可能となる。これによって、アクチュエータのダイヤフラムの変位が、第１ロッドに固定された第１プレートから第２プレートに伝わり、また、第２プレートからこの第２プレートに固定された第２ロッドに伝わる。したがって、アクチュエータのダイヤフラムの変位量に応じて、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱する方向（バルブ開弁作動方向）に開弁駆動される。

請求項７に記載の発明によれば、エンジンより流出する排気ガスをエンジンの吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に組み込まれるハウジングの内部に、バルブを開閉自在に収容している。また、ハウジングの外部にアクチュエータを取り付けることにより、ハウジングの内部にアクチュエータの収納スペースを設置する必要がなく、ハウジングの体格の大型化を防止することができる。また、請求項８に記載の発明によれば、ハウジングの内部に、排気ガスクーラを経由させてエンジンの吸気系に排気ガスを再循環させるクーラ側連通路、および排気ガスクーラを迂回させてエンジンの吸気系に排気ガスを再循環させるバイパス側連通路を形成している。ここで、上記の流路孔は、バイパス側連通路の一部を成す。

請求項９に記載の発明によれば、２位置切替弁の弁体（バルブ）は、バルブシートに着座して流路孔を全閉する流路孔全閉位置とバルブシートより離脱して流路孔を全開する流路孔全開位置との２位置にて切り替えられる。また、請求項１０に記載の発明によれば、第１圧力室自体が負圧源に連通する負圧室を成す。また、第２圧力室自体が大気中に連通する大気圧室を成す。これにより、アクチュエータは、第１圧力室の内部に大気圧よりも低い負圧が導入されると、バルブを開弁作動方向に駆動する負圧作動式アクチュエータを構成する。

本発明を実施するための最良の形態は、アクチュエータのケーシングを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性の向上を図るという目的を、アクチュエータのケーシングに内蔵されるスプリングに加えて、第２ロッドに対して、バルブを流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える第１荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設することで実現した。
また、アクチュエータのケーシングを大型化することなく、バルブ閉弁時におけるエンジン外力に対するバルブの耐チャタリング性の向上を図るという目的を、第１荷重付与手段に加えて、第１ロッドおよび第２ロッドに対して、第１ロッドと第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設することで実現した。
さらに、バルブ閉弁作動時にダイヤフラムに伝わる衝撃荷重を緩和することで、アクチュエータのダイヤフラムの作動耐久性の向上を図るという目的を、第１ロッドおよび第２ロッドに対して、第１ロッドと第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段をアクチュエータのケーシングの外部に配設することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図６は本発明の実施例１を示したもので、図１は負圧作動式アクチュエータを示した図で、図２は排気ガス再循環装置の全体構成を示した図で、図３ないし図５はバルブ開閉制御装置（切替弁装置）の全体構造を示した図で、図６はバルブ駆動装置の全体構造を示した図である。

本実施例のＥＧＲクーラモジュールは、図２に示したように、排気ガスクーラとしてのＥＧＲクーラ１を利用して排気ガスを冷却する排気ガス冷却装置であって、内燃機関、例えばディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）Ｅの各気筒の燃焼室より流出した排気ガスの一部を吸気系に導いて再循環させる排気ガス再循環装置に組み込まれている。この排気ガス再循環装置は、エンジンＥの排気管（以下エンジン排気管と言う）１４に接続されて、エンジンＥの燃焼室より流出する排気ガスの一部（排気再循環ガス：以下ＥＧＲガスと言う）をエンジンＥの吸気管（以下エンジン吸気管と言う）１５の内部に再循環させるための排気ガス還流管１６、１７と、これらの排気ガス還流管１６、１７内に形成される排気ガス還流路を通過するＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を連続的または段階的に調節する排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と言う）１９とを備えている。

ここで、エンジン排気管１４の内部には、エンジンＥの燃焼室より流出した排気ガスが流れる排気通路が形成されている。また、エンジン吸気管１５の内部には、エアクリーナ２０で濾過されて、エンジンＥの燃焼室に吸入される吸入空気が流れる吸気通路が形成されている。また、排気ガス還流管１６、１７間には、ＥＧＲクーラモジュールが直列的に直接結合されている。そして、排気ガス還流管１６は、エンジン排気管１４のエキゾーストマニホールドに接続されている。また、排気ガス還流管１７は、エンジン吸気管１５のインテークマニホールドまたはサージタンクに接続されている。また、エンジンＥには、ＥＧＲクーラモジュールにエンジン冷却水を循環供給するためのエンジン冷却水回路（冷却水循環路）が設けられている。

エンジン冷却水回路は、エンジンＥのウォータジャケット（図示せず）からＥＧＲクーラモジュールの冷却水入口管（温水パイプ）２１へエンジン冷却水を循環供給するための冷却水配管２２と、ＥＧＲクーラモジュールの冷却水出口管（温水パイプ）２３からラジエータ（図示せず）を経てエンジンＥのウォータジャケットにエンジン冷却水を循環供給する（戻す）ための冷却水配管２４と、エンジン冷却水回路中にエンジン冷却水の循環流を発生させるウォータポンプ（図示せず）とを備えている。なお、本実施例では、ラジエータでエンジン冷却水と室外空気（外気）とを熱交換させることで、所定の温度範囲（例えば７５〜８０℃）のエンジン冷却水をエンジンＥのウォータジャケットに戻すように構成されている。

本実施例のＥＧＲクーラモジュールは、高温ＥＧＲガスをエンジン冷却水と熱交換させてＥＧＲガスを冷却するＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ１と、内部にクーラ側連通路およびバイパス側連通路が形成されたハウジング２と、バイパス全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動される２位置３方向切替弁と、この２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）を２位置に駆動する負圧作動式アクチュエータ４とを一体化したもので、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管１６、１７の一部およびエンジン冷却水回路の冷却水配管２２、２４の一部を構成している。なお、本実施例では、ハウジング２、２位置３方向切替弁および負圧作動式アクチュエータ４によって、ＥＧＲクーラ１の入口部および出口部に気密的に結合されるバルブ開閉制御装置（以下切替弁装置と呼ぶ）を構成している。

ＥＧＲクーラ１は、切替弁装置のハウジング２から導入される高温ＥＧＲガスと冷却水配管２２から流入する低温のエンジン冷却水とを熱交換させることで、ＥＧＲガスを所望の排気温度以下に冷却する水冷式の排気ガスクーラである。このＥＧＲクーラ１は、複数の熱交換チューブ（図示せず）を内部に収容しており、これらの熱交換チューブの周囲にエンジン冷却水が循環する冷却水流路（図示せず）を有している。そして、ＥＧＲクーラ１の内部には、ハウジング２からＥＧＲガスが流入する第１排気ガス流路群とハウジング２にＥＧＲガスを流出する第２排気ガス流路群とを区画する隔壁部２５が設けられている。

ここで、冷却水配管２２から、切替弁装置のハウジング２に接続された温水パイプ２１に流入したエンジン冷却水は、ハウジング２の内部（例えばシャフト５１の周囲）に形成された冷却水通路（図示せず）を経由して冷却水通路の出口部に導かれる。そして、エンジン冷却水は、切替弁装置のハウジング２に設けられた温水パイプ２３から冷却水配管２４に導かれる。また、複数の熱交換チューブの各々は、ＥＧＲクーラ１の入口から出口に向けてＵ字状にＥＧＲガスが流れるように例えばＵ字管となっている。

ハウジング２は、図２に示したように、ＥＧＲクーラ１の入口部（ＥＧＲガスの入口側）および出口部（ＥＧＲガスの出口側）に結合されている。このハウジング２は、金属材料（例えば鉄系の鋳物（鋳鉄）、アルミニウム鋳物またはアルミニウムダイカスト等）によって所定の形状に一体的に形成されている。また、ハウジング２には、図４ないし図６に示したように、排気ガス還流管１６のＥＧＲガスの流れ方向の下流端に設けられるフランジ部（図示せず）にスクリュー等の締結具を用いて締め付け固定されるインレットポート側フランジ部２６、および排気ガス還流管１７のＥＧＲガスの流れ方向の上流端に設けられるフランジ部（図示せず）にスクリュー等の締結具を用いて締め付け固定されるアウトレットポート側フランジ部２７が設けられている。また、ハウジング２には、ＥＧＲクーラ１の入口部および出口部に設けられるフランジ部（図示せず）にスクリュー等の締結具を用いて締め付け固定されるＥＧＲクーラ側フランジ部２９が設けられている。

ここで、本実施例のハウジング２は、内部に第１、第２連通孔が形成されたブロック３０、および２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）が着座可能な２つの第１、第２バルブシート３１、３２を有している。これらの第１、第２バルブシート３１、３２は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３０３等のステンレス鋼）によって円筒形状に一体的に形成された第１、第２円筒体（第１、第２筒状体）よりなる。第１、第２バルブシート３１、３２は、ハウジング２と別体で製造された後に、ブロック３０に設けられる第１、第２連通孔の孔壁面に圧入嵌合されている。

そして、第１バルブシート３１の軸線方向の一方側（ＥＧＲガスの流れ方向の上流側）の環状端面には、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が着座可能な円環状の第１弁座部３３が設けられている。この第１弁座部３３は、本発明の流路孔（第１連通孔）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ３の回転動作範囲を規制する規制部として利用されている。これにより、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座した際にフラップ型バルブ３のそれ以上の回転方向の一方側（第１連通孔を閉鎖する側）への回転動作が規制される。なお、第１バルブシート３１の第１弁座部３３に、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面とのシート接触面積を小さくしてフラップ型バルブ３の密着面と第１バルブシート３１の密着面とのシール面圧を向上させるための円環状凸部を設けても良い。

また、第２バルブシート３２の軸線方向の一方側（ＥＧＲガスの流れ方向の上流側）の環状端面には、フラップ型バルブ３の表面側の第２シール面が着座可能な円環状の第２弁座部３４が設けられている。この第２弁座部３４は、流路孔（第２連通孔）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ３の回転動作範囲を規制する規制部として利用されている。これにより、フラップ型バルブ３の表面側の第２シール面が第２バルブシート３２の第２弁座部３４に着座した際にフラップ型バルブ３のそれ以上の回転方向の他方側（第２連通孔を閉鎖する側）への回転動作が規制される。

そして、ハウジング２の排気ガスの流れ方向の上流端では、インレットポート（ハウジング２の排気ガス入口、流体入口）３５が開口しており、また、ハウジング２の排気ガスの流れ方向の下流端では、アウトレットポート（ハウジング２の排気ガス出口、流体出口）４５が開口している。そして、インレットポート３５は、排気ガス還流管１６の下流側開口端に接続し、また、アウトレットポート４５は、排気ガス還流管１７の上流側開口端に接続している。

また、ハウジング２の内部には、つまりハウジング２の外壁部とブロック３０との間には、１つのインレットポート３５に対して２つのクーラ側、バイパス側連通路が形成されている。クーラ側連通路は、ＥＧＲクーラ１の入口部に連通するクーラ入口側連通路、およびＥＧＲクーラ１の出口部に連通するクーラ出口側連通路を有し、インレットポート３５より内部に流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１を経由させてエンジンＥの吸気系にＥＧＲガスを再循環させる流体流路（排気ガス流路）である。

クーラ入口側連通路は、インレットポート３５からＥＧＲクーラ１の入口部に向けて、バイパス側流路孔４２、バイパス流路４３の軸線方向に対して直交する方向に真っ直ぐに延びる第１直線状流路であって、排気ガス流路３６、クーラ側流路孔３７およびクーラ入口側連通口３９によって構成されている。また、クーラ出口側連通路は、ＥＧＲクーラ１の出口部からアウトレットポート４５に向けて途中で略直角（例えば９０°）に屈曲したＬ字状流路であって、クーラ出口側連通口４０、排気ガス流路４１、４４によって構成されている。ここで、クーラ側流路孔３７は、第２バルブシート３２の内部に形成されて第２流路孔を構成している。また、クーラ入口側連通口３９は、ＥＧＲクーラ１の複数の熱交換チューブの入口側端部に連通している。また、クーラ出口側連通口４０は、ＥＧＲクーラ１の複数の熱交換チューブの出口側端部に連通している。

バイパス側連通路は、クーラ入口側連通路とクーラ出口側連通路とを短絡（ショートカット）して連通するバイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を有し、インレットポート３５より内部に流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１を迂回（バイパス）させてエンジンＥの吸気系にＥＧＲガスを再循環させる流体流路（排気ガス流路）である。そして、バイパス側連通路は、インレットポート３５からアウトレットポート４５に向けて途中で略直角（例えば９０°）に屈曲したＬ字状流路であって、排気ガス流路３６、バイパス側流路孔４２、バイパス流路４３および排気ガス流路４４によって構成されている。また、バイパス側連通路は、排気ガス流路３６からアウトレットポート４５に向けて、バイパス側流路孔４２、バイパス流路４３の軸線方向に真っ直ぐに延びる第２直線状流路を構成する。ここで、バイパス側流路孔４２は、第１バルブシート３１の内部に形成されて第１流路孔を構成し、クーラ入口側連通路（排気ガス流路、流体流路）の途中で分岐する流路孔を形成している。

ここで、ハウジング２の内部には、クーラ入口側連通路とクーラ出口側連通路とを気密的に区画するようにブロック３０が一体的に形成されている。このブロック３０の内部には、バルブ軸方向（シャフト５１の軸線方向）に延びるシャフト収容孔４６が設けられており、ブッシング等の軸受け部品（図示せず）を介して、２位置３方向切替弁のシャフト５１を回転方向に摺動自在に軸支する円筒状のバルブ軸受け部が設けられている。このため、２位置３方向切替弁のシャフト５１は、シャフト収容孔４６の内部に設けられているバルブ軸受け部により回転自在に収容される。

なお、ブロック３０の軸線方向の一端側に位置するハウジング２の外壁部は、バルブ軸受け部のシャフト収容孔４６の軸線方向の一端側が開口している。そして、ハウジング２には、図６に示したように、シャフト収容孔４６の開口部を気密的に閉塞するためのプラグ４７が気密的に圧入固定されている。また、ハウジング２の冷却水通路の入口部および出口部には、図６に示したように、温水パイプ２１、２３が液密的に圧入固定されている。また、ハウジング２には、図６に示したように、後述する負圧作動式アクチュエータ４を保持するためのブラケット４９がスクリュー５０等の締結具を用いて締め付け固定されている。

また、ブロック３０のシャフト収容孔４６の内周と２位置３方向切替弁のシャフト５１の外周との間には、ブッシング等の軸受け部品の他にガスシール等のシール部品（図示せず）が装着されている。また、ガスシールは、ゴム系弾性体によって円筒状に一体的に形成されており、ブロック３０のシャフト収容孔４６の内部に設けられているバルブ軸受け部とシャフト５１との隙間にＥＧＲガス中の異物が侵入するのを防止するゴムシール等のシール部品である。

そして、ブロック３０は、２位置３方向切替弁のシャフト５１に高温ＥＧＲガスおよび低温ＥＧＲガスが直接当たらないようにするために、２位置３方向切替弁のシャフト５１の周囲を周方向に取り囲むように配設されている。これにより、ブロック３０は、２位置３方向切替弁のシャフト５１、このシャフト５１を軸支するバルブ軸受け部、およびシャフト５１上に設置されるガスシールを高温ＥＧＲガスの熱に対して保護する機能と、２位置３方向切替弁のシャフト５１、およびバルブ軸受け部を低温ＥＧＲガス中に含まれる粘着性物質（例えば粘性カーボン等）に対して保護する機能とを兼ね備えている。

切替弁装置の２位置３方向切替弁は、ハウジング２の内部（排気ガス流路３６）に開閉自在（回転自在）に収容されて、クーラ側流路孔３７およびバイパス側流路孔４２を選択的に開閉する平板形状のフラップ型バルブ３と、ハウジング２のブロック３０のバルブ軸受け部に回転自在に軸支（支持）された円柱状のシャフト（バルブ軸）５１と、フラップ型バルブ３とシャフト５１とを連結する断面Ｖ字状のバルブレバー５２とによって構成されている。

本実施例の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ３は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）によっ平板形状（円板形状）に形成されている。そして、フラップ型バルブ３の板厚方向の一端面には、ハウジング２の第１バルブシート３１に対して着座、離脱してバイパス側流路孔４２を閉鎖、開放する第１シール面が設けられている。この第１シール面は、フラップ型バルブ３の表面に対して逆側の裏面側に設けられている。また、フラップ型バルブ３の板厚方向の他端面には、ハウジング２の第２バルブシート３２に対して着座、離脱してクーラ側流路孔３７を閉鎖、開放する第２シール面が設けられている。なお、フラップ型バルブ３の第１、第２シール面は、円形状の平坦面となっている。

フラップ型バルブ３は、バイパス全閉位置（デフォルト位置、作動角θ＝０°：図４参照）とクーラ全閉位置（フルリフト位置、作動角θ＝４０〜５０°：図５参照）との２位置に駆動されるように構成されている。バイパス全閉位置とは、バイパス全閉時に、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が、第１バルブシート３１に着座（密着）してクーラ側流路孔３７を開放（全開）し、且つバイパス側流路孔４２を閉鎖（全閉）するフラップ型バルブ３のバルブシート位置である。また、クーラ全閉位置とは、クーラ全閉時に、フラップ型バルブ３の表面側の第２シール面が、第２バルブシート３２に着座（密着）してクーラ側流路孔３７を閉鎖（全閉）し、且つバイパス側流路孔４２を開放（全開）するフラップ型バルブ３のバルブシート位置である。

本実施例の２位置３方向切替弁のシャフト５１は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）によって一体的に形成されている。このシャフト５１は、軸受け部品およびシール部品を介して、ブロック３０のシャフト収容孔４６の内周に回転方向に摺動自在に支持されている。そして、シャフト５１の外周には、バルブレバー５２の固定端を保持固定する円筒状のレバー固定部５３が固定されている。また、シャフト５１の軸線方向の一端部は、図６に示したように、プラグ４７よりハウジング２の外部に突出している。

バルブレバー５２は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）によって所定の形状（例えばＶ字状）に一体的に形成されている。このバルブレバー５２は、一端にシャフト５１のレバー固定部５３の外周に例えば溶接等の固定手段を用いて固定される固定端を有し、且つ他端側にフラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面（図示下端面）を固定する自由端を有している。バルブレバー５２の固定端は、シャフト５１のバルブ保持部の円柱形状に対応して円弧形状（または円筒形状）に形成されて、シャフト５１のバルブ保持部の外周面の周方向の一部に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定されている。また、バルブレバー５２の自由端は、フラップ型バルブ３の中央部にある孔形状に対応した形状に形成されて、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面の中央部を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定している。したがって、フラップ型バルブ３は、バルブレバー５２の固定端側を起点とした回転動作によってバルブレバー５２の自由端側でクーラ側流路孔３７およびバイパス側流路孔４２を選択的に開閉する１個の弁体を構成している。

ここで、負圧作動式アクチュエータ４のダイヤフラム５の変位を利用して２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）をバイパス全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動するバルブ駆動装置は、図１および図６に示したように、電動モータの駆動力（モータトルク）によって回転駆動される電動バキュームポンプ（図示せず）と、この電動バキュームポンプのエア吸入口に連通する空気流路管の途中に配設された電磁式または電動式の負圧制御弁（図示せず）と、この負圧制御弁を介して、電動バキュームポンプから大気圧よりも低い負圧が導入されると軸線方向の作動軸力を発生する負圧作動式アクチュエータ４とを備えている。

本実施例の負圧作動式アクチュエータ４は、薄膜状のダイヤフラム５と、内部にダイヤフラム室が形成されたケーシング６と、このケーシング６の内部（ダイヤフラム室の内部）に弾性変形自在に収容されたコイルスプリング（ダイヤフラムスプリング）７と、ケーシング６の外部に弾性変形自在に配設された２つの第１、第２コイルスプリング８、９と、ダイヤフラム５の変位を利用して、フラップ型バルブ３を開弁作動方向に駆動する分割ロッドとによって構成されている。

ダイヤフラム５は、ケーシング６の内部に弾性変形自在に収容されて、ダイヤフラム室を２つの第１、第２圧力室１１、１２に気密的に区画するゴム系弾性体である。このダイヤフラム５の外周端縁部は、ケーシング６のフランジ部とカバー１３のフランジ部との間に挟み込んだ状態で、ケーシング６の外周縁部をＵ字状に折り返すことで、ダイヤフラム５の外周端縁部がケーシング６のフランジ部とカバー１３のフランジ部との間に保持固定されている。また、ダイヤフラム５の中央部には、分割ロッドの軸線方向の図示上端部に設けられた嵌合部が嵌合する嵌合穴が形成されている。なお、ダイヤフラム５は、ダイヤフラム５の嵌合穴より図示上方に突出した嵌合部（後述する第１ロッド６１の軸線方向の図示上端部（他端部））をかしめることで、第１ロッド６１の鍔部とかしめ部との間に固定されている。

ケーシング６は、内部にダイヤフラム室が形成されたケース本体を構成し、ダイヤフラム５の図示上方側を覆うカバー１３を有している。このケーシング６の天井壁（カバー１３）には、このカバー１３で開口した開口部を気密的に閉塞し、ダイヤフラム５のストロークを拘束するためのプラグ（ストッパ）５４が嵌め込まれている。また、カバー１３には、負圧制御弁を介して、電動バキュームポンプから第１圧力室１１の内部に負圧を導入するための負圧導入管５５が接続されている。そして、ケーシング６の底壁には、分割ロッドの外周との間に必要最小限のクリアランス５６が形成されたロッドガイド５７が組み付けられている。また、ケーシング６の底壁の外壁面には、第３プレート７３が固定されている。また、ロッドガイド５７の図示上端部には、ダイヤフラム座部５９が配設されている。なお、第１圧力室１１は、負圧制御弁を介して、負圧源である電動バキュームポンプのエア吸入口に連通する負圧室を構成する。また、第２圧力室１２は、クリアランス５６を介して、大気中に連通する大気圧室を構成する。

ここで、プラグ５４の軸線方向の図示下端部は、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ４への負圧供給時に、コイルスプリング７のスプリング荷重（付勢力）に抗して、２つの第１、第２圧力室１１、１２の圧力差に応じてダイヤフラム５が図示上方に変位した際にダイヤフラム５の変位量（フルリフト位置、フルリフト量）を規制する規制部（ストッパ）として利用されている。これにより、ダイヤフラム５の表面側がプラグ５４に当接した際にダイヤフラム５のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム５の位置がフルリフト位置となる。

また、ダイヤフラム座部５９の図示上端部は、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ４への負圧供給の停止（負圧導入カット）時に、コイルスプリング７のスプリング荷重（付勢力）によってダイヤフラム５が図示下方に変位した際にダイヤフラム５の変位量（デフォルト位置）を規制する規制部（ストッパ）として利用されている。これにより、ダイヤフラム５の裏面側がダイヤフラム座部５９に当接した際にダイヤフラム５のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム５の位置がデフォルト位置となる。

分割ロッドは、ケーシング６の内部からケーシング６の外部に突出するように軸線方向に延びる２つの第１、第２ロッド６１、６２に２分割されている。第１ロッド６１は、ダイヤフラム５の変位を受けて軸線方向に移動（変位）するようにダイヤフラム側に配設されて、ロッドガイド５７に対して相対移動可能となっている。この第１ロッド６１の軸線方向の中央部は、ロッドガイド５７の貫通孔（クリアランス５６）に嵌め合わされている。そして、第１ロッド６１の軸線方向のダイヤフラム側端部（図１において図示上端部）は、ダイヤフラム５を間に挟むように配設された２つのプレート６３、６４およびワッシャ６５を介してダイヤフラム５に結合されている。また、第１ロッド６１の軸線方向のバルブ側端部（図１において図示下端部）の外周には、第１プレート７１が嵌め合わされている。

第２ロッド６２は、第１ロッド６１との間に所定の軸線方向隙間（間隔）を隔てて対向して配置され、且つ第１ロッド６１の軸線方向の変位を受けて軸線方向に移動するようにバルブ側に配設されている。この第２ロッド６２の軸線方向のダイヤフラム側端部（図１において図示上端部）の外周には、第２プレート７２が嵌め合わされている。また、第２ロッド６２の軸線方向のバルブ側（図６参照）は、Ｌ字状に屈曲しており、このＬ字状部６７の先端がリンクプレート６９の入力側の嵌合穴に係合している。ここで、リンクプレート６９は、第２ロッド６２の軸線方向の直線運動をシャフト５１の回転運動に変換する運動方向変換機構を構成すると共に、シャフト５１および第２ロッド６２と一緒にリンク機構を構成している。また、リンクプレート６９の出力側の嵌合穴には、プラグ４７より外部に突出したシャフト５１の軸線方向の先端部が固定されている。

コイルスプリング７は、ケーシング６の内部（ダイヤフラム室の内部）、特に第１圧力室１１の内部に軸線方向に弾性変形自在に収容されている。このコイルスプリング７は、プレート６３およびスプリングガイドプレート７０を介してダイヤフラム５に対して、フラップ型バルブ３を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し当てる方向（閉弁方向、バイパス側流路孔４２を閉じる側）にスプリング荷重（付勢力）を与える荷重付与手段を構成している。そして、コイルスプリング７の軸線方向の一端は、ダイヤフラム側に位置するスプリングガイドプレート７０の座部に保持され、また、コイルスプリング７の軸線方向の他端は、ダイヤフラム側に対して逆側に位置するケーシング６の天井壁（カバー１３）の座部に保持されている。

第１コイルスプリング８は、ケーシング６の外部、特に第２プレート７２と第３プレート７３との間に軸線方向に弾性変形自在に配設されている。また、第１コイルスプリング８は、第２コイルスプリング９のコイル径方向の外径側に設置されるアウタースプリングを構成している。この第１コイルスプリング８は、第２プレート７２を介して第２ロッド６２に対して、フラップ型バルブ３を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し当てる方向（閉弁方向、バイパス側流路孔４２を閉じる側）にスプリング荷重（付勢力）を与える第１荷重付与手段を構成している。そして、第１コイルスプリング８の軸線方向の一端は、ダイヤフラム側に対して逆側（バルブ側）に位置する第２プレート７２の第１座部に保持され、また、第１コイルスプリング８の軸線方向の他端は、ダイヤフラム側に位置する第３プレート７３の座部に保持されている。

なお、第１コイルスプリング８のスプリング荷重（フラップ型バルブ３の開弁作動方向に対して負荷（ＳＰＧ負荷）となるバネ荷重）は、コイルスプリング７のスプリング荷重（フラップ型バルブ３の開弁作動方向に対して負荷（ＳＰＧ負荷）となるバネ荷重）と同一としても、また、コイルスプリング７のスプリング荷重よりも大きくなるように設計しても良く、小さくなるように設計しても良い。

第２コイルスプリング９は、ケーシング６の外部、特に第１プレート７１と第２プレート７２との間に軸線方向に弾性変形自在に配設されている。また、第２コイルスプリング９は、第１コイルスプリング８のコイル径方向の内径側に設置されるインナースプリングを構成している。この第２コイルスプリング９は、２つの第１、第２プレート７１、７２を介して２つの第１、第２ロッド６１、６２に対して、２つの第１、第２ロッド６１、６２の間の間隔を拡げる方向にスプリング荷重（付勢力）を与える第２荷重付与手段を構成している。そして、第２コイルスプリング９の軸線方向の一端は、ダイヤフラム側に対して逆側（バルブ側）に位置する第２プレート７２の第２座部に保持され、また、第２コイルスプリング９の軸線方向の他端は、ダイヤフラム側に位置する第１プレート７１の座部に保持されている。

なお、第２コイルスプリング９のスプリング荷重は、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）または第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）のいずれよりも小さくなるように設計する。ここで、第２コイルスプリング９は、第１、第２ロッド６１、６２および第１、第２プレート７１、７２と共に、フラップ型バルブ３をクーラ全閉位置（バルブ開弁状態）からバイパス全閉位置に切り替えた際に、すなわち、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ４への負圧供給を停止（負圧導入カット）した際に、バルブ着座時の衝撃荷重を緩和するバルブ駆動装置の衝撃荷重吸収装置を構成する。

第１プレート７１は、金属材料（金属板）をプレス成形（曲げ加工）する等して所定の底付き筒形状に一体的に形成されている。この第１プレート７１は、第１ロッド６１の外周にかしめ固定された円環状の第１環状板７４を有している。この第１環状板７４の中央部には、第１ロッド６１の外周に嵌合する第１嵌合孔が形成されている。なお、第１環状板７４は、第１ロッド６１の軸線方向の図示下端部（一端部）に設けられた嵌合部、つまり第１嵌合孔より図示下方に突出した嵌合部をかしめることで、第１ロッド６１の一端部に、すなわち、第１ロッド６１の鍔部（図１では省略されている）とかしめ部との間に固定されている。

また、第１環状板７４の外周端縁側には、第２コイルスプリング９の荷重を受け止める座部が設けられている。そして、第１環状板７４の外周端縁は、第２コイルスプリング９のコイル外径側を覆うように略直角に折り曲げられている。また、第１プレート７１の折曲げ部の一部からは、軸線方向の第２ロッド側（第２プレート側）に延びる複数（少なくとも２つ）の係止片７７が突出している。これらの係止片７７の先端側は、略直角に折り曲げられて、第２プレート７２を係止する係止部７８として機能する。

第２プレート７２は、金属材料（金属板）をプレス成形（曲げ加工）する等して所定の底付き筒形状に一体的に形成されている。この第２プレート７２は、第２ロッド６２の外周にかしめ固定されて、第１プレート７１の第１環状板７４の外径よりも大きい円環状の第２環状板７５を有している。この第２環状板７５は、第１プレート７１の第１環状板７４との間に所定の軸線方向隙間（間隔）を隔てて対向して配設されている。そして、第２環状板７５の中央部には、第２ロッド６２の外周に嵌合する第２嵌合孔が形成されている。なお、第２環状板７５は、第２ロッド６２の軸線方向の図示上端部（他端部）に設けられた嵌合部、つまり第２嵌合孔より図示上方に突出した嵌合部をかしめることで、第２ロッド６２の他端部に、すなわち、第２ロッド６２の鍔部（図１では省略されている）とかしめ部との間に固定されている。

また、第２環状板７５の第２嵌合孔の周囲には、複数の係止片７７が貫通する複数の貫通孔７９が形成されている。そして、第２環状板７５の貫通孔７９の外周側には、複数の係止片７７の係止部７８に係止される被係止部が設けられている。また、第２環状板７５の外周端縁側には、第１コイルスプリング８の荷重を受け止める第１座部が設けられている。また、第２環状板７５の貫通孔近傍には、第２コイルスプリング９の荷重を受け止める第２座部が設けられている。そして、第２環状板７５の外周端縁は、第１コイルスプリング８のコイル外径側を覆うように略直角に折り曲げられている。

第３プレート７３は、金属材料（金属板）をプレス成形（曲げ加工）する等して所定の底付き筒形状に一体的に形成されている。この第３プレート７３は、ロッドガイド５７の外周を案内としケーシング６に保持固定されて、第２プレート７２の第２環状板７５の外径よりも大きい円環状の第３環状板７６を有している。この第３環状板７６は、第２プレート７２の第２環状板７５との間に所定の軸線方向隙間（間隔）を隔てて対向して配設されている。そして、第３環状板７６の中央部には、ロッドガイド５７の外周に嵌合する第３嵌合孔が形成されている。また、第３環状板７６には、第１コイルスプリング８の荷重を受け止める座部が設けられている。そして、第３環状板７６の外周端縁は、第１コイルスプリング８のコイル外径側を覆うように略直角に折り曲げられている。

負圧作動式アクチュエータ４は、フラップ型バルブ３の開弁作動時に、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）と第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）とエンジンＥから受ける外力（エンジン外力：振動、圧力）との合力に打ち勝ち、フラップ型バルブ３を開弁作動方向に駆動（開弁駆動）できる設計となっている。すなわち、ダイヤフラム５を使用する負圧作動式アクチュエータ４の作動軸力は、「ダイヤフラム径×印加負圧」で決まり、この「ダイヤフラム径×印加負圧」が、「エンジン外力（振動、圧力）＋コイルスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）＋第１コイルスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）」よりも上回るように設計されている。

ここで、電動バキュームポンプおよび負圧制御弁は、エンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０によって通電制御されるように構成されている。なお、負圧制御弁は、第１圧力室１１の内部への負圧供給量を切り替えるように構成されている。ここで、ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。また、ＥＣＵ１０は、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムやマップ９０に基づいて、フラップ型バルブ３の弁開度を電子制御するように構成されている。なお、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。

そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、マイクロコンピュータには、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温度センサ、排気ガス還流管１６、１７の内部を流れるＥＧＲ量を間接的に検出するエアフロメータ、エンジンＥの燃焼室内に吸入される吸入空気の温度（吸気温）を検出するための吸気温度センサ（吸気温度検出手段）９１、およびＥＧＲクーラモジュールより流出してエンジン吸気管１５に再循環されるＥＧＲガスの温度を検出するための排気温度センサ（排気温度検出手段）９２等が接続されている。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。

例えばディーゼルエンジン等のエンジンＥが始動することにより、エンジンＥのシリンダヘッドに形成された吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナ２０で濾過された吸入空気が、エンジン吸気管１５、スロットルボディ、サージタンクを通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジンＥの各気筒の燃焼室内に吸入される。そして、エンジンＥでは、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこにインジェクタから高圧燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、エンジンＥの各気筒の燃焼室内で燃えた燃焼ガスは、エンジンＥのシリンダヘッドに形成された排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、エンジン排気管１４を経て排出される。

ここで、負圧作動式アクチュエータ４の作動軸力を利用したバルブ開弁作動を説明する。ＥＣＵ１０は、電動バキュームポンプおよび負圧制御弁に電力を供給する。すると、電動バキュームポンプのエア吐出口に正圧が発生し、エア吸入口に負圧が発生するため、空気流路管および第１圧力室１１内のエアを吸引するので、負圧作動式アクチュエータ４の第１圧力室１１の内部は負圧状態となり、大気中に連通する第２圧力室１２と第１圧力室１１との間に圧力差が生じる。

これにより、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）に抗して、２つの第１、第２圧力室１１、１２の圧力差に応じてダイヤフラム５が図示上方に変位するため、第１ロッド６１が軸線方向の図示上方に移動する。これにより、第１ロッド６１に固定された第１プレート７１が第１ロッド６１と一緒に軸線方向の図示上方に移動するため、第１プレート７１の複数の係止片７７の係止部７８が第２プレート７２に係合し、第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）に抗して、第２プレート７２を軸線方向の図示上方に持ち上げる。すると、第２プレート７２に固定される第２ロッド６２も軸線方向の図示上方に移動する。

そして、第２ロッド６２の軸線方向の直線運動に伴ってリンクプレート６９がシャフト５１の軸心を中心にして回転し、リンクプレート６９の回転に伴ってリンクプレート６９に固定されたシャフト５１が回転中心軸線を中心にして回転する。これによって、フラップ型バルブ３がシャフト５１の軸心を中心にして所定の回転角度（作動角θ：例えば４０〜５０°）だけ回転するため、第１バルブシート３１の第１弁座部３３より離脱して、第２バルブシート３２の第２弁座部３４に着座する。したがって、フラップ型バルブ３のバルブシート位置は、クーラ側流路孔３７を閉鎖（全閉）し、且つバイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を開放（全開）するクーラ全閉位置となる。すなわち、フラップ型バルブ３は、負圧作動式アクチュエータ４の作動軸力によって開弁作動方向に駆動されるため、バイパス全閉位置からクーラ全閉位置に切り替わる。

したがって、排気ガス還流管１６からインレットポート３５を経由して、ハウジング２の排気ガス流路３６に流入した高温ＥＧＲガスは、図５に示したように、排気ガス流路３６を直線状流路の軸線方向に真っ直ぐに流れて、第２バルブシート３２の第２弁座部３４に着座しているフラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面に衝突する。このとき、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が直線状流路の軸線方向に対して所定の傾斜角度（例えば４０〜５０°程度）で傾斜しているため、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面に衝突した高温ＥＧＲガスの流れ方向が、バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３の軸線方向に変更される。そして、バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を通過した高温ＥＧＲガスは、バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３の軸線方向に真っ直ぐに流れて、ハウジング２の排気ガス流路４４に流入し、アウトレットポート４５よりハウジング２の外部に流出する。そして、ハウジング２の外部に流出した高温ＥＧＲガスは、排気ガス還流管１７を経由してエンジン吸気管１５に再循環（還流）される。

また、例えば寒冷時に、フラップ型バルブ３のバルブシート位置を、フラップ型バルブ３の表面側の第２シール面が第２バルブシート３２の第２弁座部３４に着座してクーラ側流路孔３７を閉鎖（全閉）するクーラ全閉位置に設定し、排気ガス還流管１６からＥＧＲクーラモジュールの内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図５に示したように、バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を通過させてエンジン吸気管１５に再循環（還流）させるようにすると、ＥＧＲガスの温度が比較的に高い状態で再循環されることになる。これによって、吸入空気への十分な暖気効果を得ることができ、エンジンＥでの燃焼性が向上し、エンジンＥより排出される排気ガス中の汚染物質（ＨＣ等のエミッション）や白煙の発生を防止することができる。

また、ＥＧＲガスを冷却することによって吸入空気の温度を低下させると、エンジンＥより排出される排気ガス中の汚染物質（ＮＯｘ等のエミッション）の排出量が減少する傾向にあるが、比較的にエンジンＥの低回転、低負荷の運転条件においては、ＥＧＲガスを冷却することによってＨＣの排出量が増加する。このため、エンジンＥの運転状態に応じてフラップ型バルブ３を適度な弁開度（回転角度、作動角θ）に制御することで、ＥＧＲガスの温度が最適な温度となるように変化させて、ＮＯｘの排出量およびＨＣの排出量を同時に低減させるようにすることもできる。

ここで、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）および第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）を利用したバルブ閉弁作動を説明する。ＥＣＵ１０は、電動バキュームポンプおよび負圧制御弁への電力の供給を停止する。すると、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ４の第１圧力室１１の内部への負圧供給が停止（負圧導入カット）され、２つの第１、第２圧力室１１、１２の圧力差が小さくなる（またはなくなる）。これにより、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）によってダイヤフラム５がダイヤフラム座部５９に押し戻されるので、第１ロッド６１が軸線方向の図示下方に移動し、第１プレート７１の複数の係止片７７の係止部７８と第２プレート７２との係合状態が外れる。

これにより、第２ロッド６２は、第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）によって軸線方向の図示下方に押し戻されて、第１コイルスプリング８のスプリング荷重と第２コイルスプリング９のスプリング荷重とがバランスする位置まで軸線方向の図示下方に移動する。このとき、第２コイルスプリング９のスプリング荷重によって、対向配置される２つの第１、第２ロッド６１、６２（のかしめ部）間の間隔、すなわち、第１プレート７１の第１環状板７４と第２プレート７２の第２環状板７５との間の間隔が所定値以上となるように維持される（図１参照）。

これにより、第２ロッド６２の軸線方向の直線運動に伴ってリンクプレート６９がシャフト５１の軸心を中心にして回転し、リンクプレート６９の回転に伴ってリンクプレート６９に固定されたシャフト５１が回転中心軸線を中心にして回転する。これによって、フラップ型バルブ３がシャフト５１の軸心を中心にして所定の回転角度（作動角θ：例えば４０〜５０°）だけ回転するため、第２バルブシート３２の第２弁座部３４より離脱して、第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座する。したがって、フラップ型バルブ３のバルブシート位置は、クーラ側流路孔３７を開放（全開）し、且つバイパス側流路孔４２を閉鎖（全閉）するバイパス全閉位置となる。すなわち、フラップ型バルブ３は、コイルスプリング７のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）および第１コイルスプリング８のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）によって閉弁作動方向に付勢（駆動）されるため、クーラ全閉位置からバイパス全閉位置に切り替わる。

したがって、排気ガス還流管１６からインレットポート３５を経由して、ハウジング２の内部（排気ガス流路３６）に流入した高温ＥＧＲガス（例えば４５０〜６００℃の排気温度）は、図４に示したように、クーラ側流路孔３７およびクーラ入口側連通口３９を真っ直ぐに流れ、クーラ入口側連通口３９からＥＧＲクーラ１の内部に流入する。そして、ＥＧＲクーラ１の内部に流入した高温ＥＧＲガスは、複数の熱交換チューブを通過する際にエンジン冷却水（例えば８０〜９０℃程度の冷却水温）と熱交換して冷やされて低温ＥＧＲガス（例えば１００℃程度の排気温度）となる。そして、低温ＥＧＲガスは、クーラ出口側連通口４０からハウジング２の内部（排気ガス流路４１）に再度流入し、排気ガス流路４４にて流れ方向が約９０°屈曲した後に、アウトレットポート４５よりハウジング２の外部に流出する。そして、ハウジング２の外部に流出した低温ＥＧＲガスは、排気ガス還流管１７を経由してエンジン吸気管１５に再循環（還流）される。

ここで、例えば定常時に、フラップ型バルブ３のバルブシート位置を、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座してバイパス側流路孔４２を閉鎖（全閉）するバイパス全閉位置に設定し、排気ガス還流管１６からＥＧＲクーラモジュールの内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図４に示したように、ＥＧＲクーラ１の内部を通過させてエンジン吸気管１５に再循環（還流）させるようにすると、高温ＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ１の内部で十分に冷却される。これによって、温度が低く、密度の小さい低温ＥＧＲガスが、エンジン吸気管１５の吸気通路内で吸入空気と混入することになるので、エンジンＥの出力を低下させることなく、エンジンＥの各気筒の燃焼室内での燃料の燃焼温度が低下して、エンジンＥより排出される排気ガス中の汚染物質（ＮＯｘ等のエミッション）の発生を効果的に低減させることができる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のバルブ駆動装置においては、負圧作動式アクチュエータ４のダイヤフラム５に連動する分割ロッドを第１、第２ロッド６１、６２に２分割し、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の内部（ダイヤフラム室の内部）に配設されるコイルスプリング７に加えて、このコイルスプリング７と同一の付勢方向（バルブ締め切り方向）にスプリング荷重を与える第１コイルスプリング８を負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の外部に、しかもコイルスプリング７に対して直列的に配設している。

これによって、フラップ型バルブ３を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座させてバイパス側流路孔４２を閉鎖（全閉）している時（バイパス全閉時）に、コイルスプリング７のスプリング荷重だけでなく、第１コイルスプリング８のスプリング荷重も、フラップ型バルブ３を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し付ける方向に加わる。このため、バルブ閉弁時の（第１バルブシート３１の第１弁座部３３に対する）バルブ押さえ荷重は、コイルスプリング７の仕様変更を伴うことなく、また、ダイヤフラム径を径大化することなく、第１コイルスプリング８のスプリング荷重分だけ増加する。なお、コイルスプリング７の仕様変更を伴うことなく、バルブ押さえ荷重をアップできるので、スプリングガイドプレート７０の耐久面（例えば板厚アップや剛性の大きいものに変更する等）を考慮する必要もない。

したがって、排気ガス再循環装置に組み込まれるＥＧＲクーラモジュールのバルブ駆動装置においては、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６を大型化することなく、フラップ型バルブ３のバイパス全閉時に、エンジンＥから受ける外力（エンジン外力：振動、圧力）、特にエンジンＥより排出される排気ガスの排気圧の脈動（脈動圧）が大きいものであっても、エンジン外力に対するフラップ型バルブ３の耐チャタリング性の向上を図ることができる。すなわち、例えば排気圧の脈動が排気ガス還流管１６、ハウジング３の排気ガス流路３６を経由してフラップ型バルブ３に伝わっても、コイルスプリング７のスプリング荷重および第１コイルスプリング８のスプリング荷重によってフラップ型バルブ３が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し付けられるので、フラップ型バルブ３が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に対し微小なリフトで開閉を繰り返すようなチャタリング現象の発生を確実に抑えることができる。したがって、フラップ型バルブ３のバイパス全閉位置における弁洩れ量を効果的に低減することができるので、ＥＧＲクーラモジュールのバルブ駆動装置の信頼性を向上することができる。

また、本実施例のバルブ駆動装置は、比較例１、２に対してダイヤフラム径を径大化することなく、すなわち、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の体格を大型化することなく、第１コイルスプリング８のスプリング荷重分だけバルブ押さえ荷重を増加できるので、エンジン外力（振動、圧力）を要因とするフラップ型バルブ３のチャタリング現象に対する余裕度をアップすることができる。そして、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の体格の大型化を防止できるので、負圧作動式アクチュエータ４を含む装置全体（ＥＧＲクーラモジュール）の体格の大型化を防止することができる。この結果、自動車等の車両へのＥＧＲクーラモジュールの搭載スペースを確保することが容易となるので、ＥＧＲクーラモジュールの搭載性を向上させることができる。

また、ダイヤフラム５の変位を利用してフラップ型バルブ３を開弁作動方向に駆動する負圧作動式アクチュエータ４は、コイルスプリング７および第１コイルスプリング８に加えて、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ４への負圧供給が停止（負圧導入カット）されて、フラップ型バルブ３のバルブシート位置がクーラ全閉位置（開弁状態）からバイパス全閉位置に切り替えられ、フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座する時（バルブ着座時）の衝撃荷重を吸収するダンパー効果を有する第２コイルスプリング９を負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の外部に、しかもコイルスプリング７に対して直列的に、更に第１コイルスプリング８に対して並列的に配設している。

これによって、第１コイルスプリング８のスプリング荷重によってフラップ型バルブ３を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座させる時（バルブ着座時）に、フラップ型バルブ３から分割ロッド（２つの第１、第２ロッド６１、６２）に伝わる衝撃荷重が、第１ロッド６１に固定された第１プレート７１の第１環状板７４と第２ロッド６２に固定された第２プレート７２の第２環状板７５との間の間隔を縮小化するように加わる。しかし、第２コイルスプリング９のスプリング荷重が２つの第１、第２環状板７４、７５の間隔を拡げる方向に作用しているため、フラップ型バルブ３から２つの第１、第２ロッド６１、６２に伝わる衝撃荷重を第２コイルスプリング９で吸収または減衰することができる。

したがって、本実施例のバルブ駆動装置においては、バルブ着座時に、フラップ型バルブ３から２つの第１、第２ロッド６１、６２および２つの第１、第２プレート７１、７２を経由して負圧作動式アクチュエータ４のダイヤフラム５に伝わる衝撃荷重を第２コイルスプリング９の弾性変形によって緩和できるので、ダイヤフラム５の作動耐久性の向上を図ることができる。また、本実施例のバルブ駆動装置は、比較例１、２に対してダイヤフラム５の作動耐久性を向上させることができるので、ダイヤフラム５の作動限界に対する余裕度をアップすることができる。

［変形例］
本実施例では、アクチュエータとして、第１圧力室１１に大気圧よりも低い負圧を導入して、大気中に連通する第２圧力室１２と負圧源に連通する第１圧力室１１との圧力差を利用してダイヤフラム５を変位させるように構成した負圧作動式アクチュエータ４を採用しているが、アクチュエータとして、第２圧力室１２に大気圧よりも高い正圧を導入して、大気中に連通する第１圧力室１１とポンプに連通する第２圧力室１２との圧力差を利用してダイヤフラム５を変位させるように構成した流体圧式アクチュエータを採用しても良い。この場合のポンプは、エア吸入口より吸入したエアを加圧してエア吐出口より吐出し、第２圧力室１２にエア吐出口より吐出されたエアを供給するエアポンプが用いられる。

本実施例では、２位置３方向切替弁の弁体として、シャフト５１の軸心を中心にして回転するフラップ型バルブ３を適用した例を説明したが、２位置３方向切替弁の弁体として、プレート型バルブ、ロータリー型バルブ等の他のバルブを用いても良い。また、切替弁装置を、バイパス全閉位置とクーラ全閉位置との間のバルブ作動角度を連続的または段階的に変更して、ＥＧＲクーラ１を通過する排気ガス流量（低温ＥＧＲガス量）とバイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を通過する排気ガス流量（高温ＥＧＲガス量）との混合比を調整して、エンジンＥの吸気系に再循環されるＥＧＲガス温度（排気ガス温度）を制御する排気ガス温度制御弁として用いても良い。また、バルブをバイパス側流路孔４２のみを開閉する流路開閉弁の弁体としても良い。

本実施例では、本発明を、クーラ側流路孔３７およびバイパス側流路孔４２を選択的に開閉する２位置３方向切替弁に適用した例を説明したが、本発明を、ＥＧＲクーラ１に冷却性能の異なる複数の排気ガス流路を設け、これらの排気ガス流路にそれぞれ連通する複数のクーラ側連通路を切り替える切替弁に使用しても良い。また、２位置３方向切替弁のバルブ端面（フラップ型バルブ３の裏面側の第１シール面）を、クーラ全閉時にＥＧＲガスが緩やかに流れ方向を変更するように球面状（または円弧状）に湾曲させても良い。

本実施例では、本発明を、内部をＵ字状にＥＧＲガス（排気ガス）が流れるＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ（排気ガスクーラ）１を備えた排気ガス冷却装置（ＥＧＲクーラモジュール）に適用したが、本発明を、内部をＳ字状またはＩ字状にＥＧＲガス（排気ガス）が流れるタイプの排気ガスクーラを備えた排気ガス冷却装置（ＥＧＲクーラモジュール）に適用しても良い。この場合には、排気ガスクーラの出口タンク部とハウジング２のクーラ出口側連通口４０とを、熱交換機能を持たない排気ガス配管で接続する。

本実施例では、２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）の裏面側の第１シール面が着座する第１弁座部３３を、ハウジング２のブロック３０に圧入嵌合される円筒状の第１バルブシート３１の環状端面に設けているが、２位置３方向切替弁の弁体（バルブ）が着座する第１弁座部を、ハウジング２のブロック３０に設けられる第１連通孔の開口周端縁に直接設けても良い。この場合には、ハウジング２に第１弁座部が一体的に形成される。また、２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ３）の表面側の第２シール面が着座する第２弁座部３４を、ハウジング２の直線状流路に圧入嵌合される円筒状の第２バルブシート３２の環状端面に設けているが、２位置３方向切替弁の弁体（バルブ）が着座する第２弁座部を、ハウジング２の直線状流路に設けられる第２連通孔の開口周端縁に直接設けても良い。この場合には、ハウジング２に第２弁座部が一体的に形成される。

本実施例では、ハウジング２の排気ガス流路（流体流路）３６内を流れる流体として、エンジンＥより流出する排気ガス（ＥＧＲガス）を適用しているが、流路孔内を流れる流体として、燃料タンク内で揮発化した蒸発燃料（エバポガス）、エンジンＥの気筒内に吸入される吸入空気（新規吸入空気）等の気体を使用しても良い。

本実施例では、内部にクーラ側連通路およびバイパス側連通路が形成されたハウジング２の内部に開閉自在にフラップ型バルブ３を収容しているが、１つのインレットポート（流体入口、排気ガス入口）に対して２つの第１、第２アウトレットポート（流体出口、排気ガス出口）を有するＴ字状分岐管（ハウジング）の内部に開閉自在にバルブを収容しても良い。この場合には、インレットポートから第１アウトレットポートに向けて真っ直ぐに延びる直線状流路が流体流路を成し、その直線状流路の途中から分岐して第２アウトレットポートに向けて延びる分岐流路が流路孔を成す。また、バルブは、直線状流路の内部に開閉自在に収容される。

また、２つの第１、第２インレットポート（流体入口、排気ガス入口）に対して１つのアウトレットポート（流体出口、排気ガス出口）を有するＴ字状合流管（ハウジング）の内部に開閉自在にバルブを収容しても良い。この場合には、第１インレットポートからアウトレットポートに向けて真っ直ぐに延びる直線状流路が流体流路を成し、第２インレットポートから流入してその直線状流路の途中に合流する合流流路が流路孔を成す。また、バルブは、直線状流路の内部に開閉自在に収容される。

本実施例では、ＥＧＲクーラ（熱交換器）１の入口部に、内部にフラップ型バルブ３を開閉自在に収容したハウジング２を結合し、ＥＧＲクーラ１よりも排気ガス（流体）の流れ方向の上流側にフラップ型バルブ３を配設しているが、熱交換器の出口部に、内部にバルブを開閉自在に収容したハウジングを結合し、熱交換器よりも流体の流れ方向の下流側にバルブを配設しても良い。また、ハウジングは、必ずしもＥＧＲクーラ１等の熱交換器の入口部または出口部に結合されていなくても良い。また、ＥＧＲクーラ１等の熱交換器を廃止しても良い。

本実施例では、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の外部に２つの第１、第２コイルスプリング（第１、第２荷重付与手段）８、９を配設しているが、負圧作動式アクチュエータ４のケーシング６の外部に第１コイルスプリング（荷重付与手段）８のみを配設しても良い。また、第１、第２コイルスプリング８、９の代わりに、ゴム系弾性体、樹脂系弾性体、板バネ、エアクッション、不等ピッチコイルバネ、二重コイルバネ、異径コイルバネを用いても良い。また、コイルスプリング７のスプリング荷重（付勢力）を比較例１、２のコイルスプリング１０７よりも小さくすれば、コイルスプリング７のスプリング荷重（付勢力）をダイヤフラム５をデフォルト位置に戻すだけの小さい付勢力となるようにコイル径や線径を小さくしたり、剛性の弱い材料に変更したりしてコイルスプリング７の仕様を変更しても良い。この場合には、コイルスプリング７のスプリング荷重（付勢力）を減らした荷重分だけ、第１コイルスプリング８のスプリング荷重（付勢力）をアップさせることでフラップ型バルブ３の耐振性を確保することが可能となる。

負圧作動式アクチュエータを示した断面図である（実施例１）。 排気ガス再循環装置の全体構成を示した構成図である（実施例１）。 切替弁装置の全体構造を示した断面図である（実施例１）。 フラップ型バルブのバイパス全閉位置を示した説明図である（実施例１）。 フラップ型バルブのクーラ全閉位置を示した説明図である（実施例１）。 バルブ駆動装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。 切替弁装置の全体構造を示した断面図である（比較例１、２）。 バルブ駆動装置の全体構造を示した斜視図である（比較例１、２）。 負圧作動式アクチュエータを示した断面図である（比較例１、２）。

符号の説明

Ｅ エンジン（内燃機関）
１ ＥＧＲクーラ（排気ガスクーラ）
２ ハウジング
３ フラップ型バルブ（２位置３方向切替弁の弁体）
４ 負圧作動式アクチュエータ
５ ダイヤフラム
６ ケーシング（ケース本体）
７ コイルスプリング
８ 第１コイルスプリング（荷重付与手段、第１荷重付与手段）
９ 第２コイルスプリング（第２荷重付与手段）
１１ 負圧作動式アクチュエータの第１圧力室（負圧室、ダイヤフラム室）
１２ 負圧作動式アクチュエータの第２圧力室（大気圧室、ダイヤフラム室）
１３ カバー（ケーシング）
３１ 第１バルブシート
３２ 第２バルブシート
３３ 第１バルブシートの第１弁座部（流路孔の開口周縁部）
３４ 第２バルブシートの第２弁座部
３６ 排気ガス流路（クーラ側連通路、バイパス側連通路）
３７ クーラ側流路孔（クーラ側連通路）
３９ クーラ入口側連通口（クーラ側連通路）
４０ クーラ出口側連通口（クーラ側連通路）
４１ 排気ガス流路（クーラ側連通路）
４２ バイパス側流路孔（流路孔、バイパス側連通路）
４３ バイパス流路（バイパス側連通路）
４４ 排気ガス流路（クーラ側連通路、バイパス側連通路）
５１ シャフト（バルブ軸、２位置３方向切替弁の弁軸）
６１ 負圧作動式アクチュエータの第１ロッド（分割ロッド）
６２ 負圧作動式アクチュエータの第２ロッド（分割ロッド）
６９ リンクプレート（運動方向変換機構、リンク機構）
７１ 第１プレート
７２ 第２プレート
７３ 第３プレート
７４ 第１プレートの第１環状板
７５ 第２プレートの第２環状板
７６ 第３プレートの第３環状板
７７ 第１プレートの係止片
７８ 第１プレートの係止部
７９ 第２プレートの貫通孔

Claims (10)

1. エンジンの気筒に連通する流路孔の開口周縁部に対して着座、離脱して前記流路孔を閉鎖、開放するバルブを駆動するアクチュエータを備えたバルブ駆動装置において、
   前記アクチュエータは、
   （ａ）内部にダイヤフラム室が形成されたケーシングと、
   （ｂ）前記ダイヤフラム室を２つの第１、第２圧力室に区画すると共に、前記２つの第１、第２圧力室の圧力差に対応して軸線方向に変位するダイヤフラムと、
   （ｃ）このダイヤフラムの変位を利用して、前記バルブを開弁作動方向に駆動する分割ロッドと、
   （ｄ）前記ダイヤフラムに対して、前記バルブを前記流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与えるスプリングと
   を備え、
   前記分割ロッドは、前記ケーシングの内部から前記ケーシングの外部に突出するように軸線方向に延びる２つの第１、第２ロッドに分割されており、
   前記第１ロッドは、前記ダイヤフラムの変位を受けて軸線方向に移動するように前記ダイヤフラム側に配設されており、
   前記第２ロッドは、前記第１ロッドとの間に所定の間隔を隔てて対向して配置され、且つ前記第１ロッドの変位を受けて軸線方向に移動するように前記バルブ側に配設されており、
   前記アクチュエータは、前記ケーシングの外部に配設されて、前記第２ロッドに対して、前記バルブを前記流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える荷重付与手段を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
2. エンジンの気筒に連通する流路孔の開口周縁部に対して着座、離脱して前記流路孔を閉鎖、開放するバルブを駆動するアクチュエータを備えたバルブ駆動装置において、
   前記アクチュエータは、
   （ａ）内部にダイヤフラム室が形成されたケーシングと、
   （ｂ）前記ダイヤフラム室を２つの第１、第２圧力室に区画すると共に、前記２つの第１、第２圧力室の圧力差に対応して軸線方向に変位するダイヤフラムと、
   （ｃ）このダイヤフラムの変位を利用して、前記バルブを開弁作動方向に駆動する分割ロッドと
   を備え、
   前記分割ロッドは、前記ケーシングの内部から前記ケーシングの外部に突出するように軸線方向に延びる２つの第１、第２ロッドに分割されており、
   前記第１ロッドは、前記ダイヤフラムの変位を受けて軸線方向に移動するように前記ダイヤフラム側に配設されており、
   前記第２ロッドは、前記第１ロッドとの間に所定の間隔を隔てて対向して配置され、且つ前記第１ロッドの変位を受けて軸線方向に移動するように前記バルブ側に配設されており、
   前記アクチュエータは、前記ケーシングの外部に配設されて、前記第２ロッドに対して、前記バルブを前記流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える第１荷重付与手段と、前記ケーシングの外部に配設されて、前記第１ロッドおよび前記第２ロッドに対して、前記第１ロッドと前記第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段とを備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
3. エンジンの気筒に連通する流路孔の開口周縁部に対して着座、離脱して前記流路孔を閉鎖、開放するバルブを駆動するアクチュエータを備えたバルブ駆動装置において、
   前記アクチュエータは、
   （ａ）内部にダイヤフラム室が形成されたケーシングと、
   （ｂ）前記ダイヤフラム室を２つの第１、第２圧力室に区画すると共に、前記２つの第１、第２圧力室の圧力差に対応して軸線方向に変位するダイヤフラムと、
   （ｃ）このダイヤフラムの変位を利用して、前記バルブを開弁作動方向に駆動する分割ロッドと、
   （ｄ）前記ダイヤフラムに対して、前記バルブを前記流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与えるスプリングと
   を備え、
   前記分割ロッドは、前記ケーシングの内部から前記ケーシングの外部に突出するように軸線方向に延びる２つの第１、第２ロッドに分割されており、
   前記第１ロッドは、前記ダイヤフラムの変位を受けて軸線方向に移動するように前記ダイヤフラム側に配設されており、
   前記第２ロッドは、前記第１ロッドとの間に所定の間隔を隔てて対向して配置され、且つ前記第１ロッドの変位を受けて軸線方向に移動するように前記バルブ側に配設されており、
   前記アクチュエータは、前記ケーシングの外部に配設されて、前記第２ロッドに対して、前記バルブを前記流路孔の開口周縁部に押し付ける方向に荷重を与える第１荷重付与手段と、前記ケーシングの外部に配設されて、前記第１ロッドおよび前記第２ロッドに対して、前記第１ロッドと前記第２ロッドとの間の間隔を拡げる方向に荷重を与える第２荷重付与手段とを備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のバルブ駆動装置において、
   前記アクチュエータは、
   前記第１ロッドの外周に嵌め合わされた第１環状板を有する第１プレートと、
   前記第１環状板との間に所定の軸線方向隙間を隔てて対向して配設されて、前記第２ロッドの外周に嵌め合わされた第２環状板を有する第２プレートと
   を備え、
   前記第１環状板には、前記第２荷重付与手段の荷重を受け止める座部が設けられており、
   前記第２環状板には、前記第１荷重付与手段の荷重を受け止める第１座部、および前記第２荷重付与手段の荷重を受け止める第２座部が設けられていることを特徴とするバルブ駆動装置。
5. 請求項４に記載のバルブ駆動装置において、
   前記アクチュエータは、前記第２環状板との間に所定の軸線方向隙間を隔てて対向して配設されて、前記ケーシングに固定される第３環状板を有する第３プレートを備え、
   前記第３環状板には、前記第１荷重付与手段の荷重を受け止める座部が設けられていることを特徴とするバルブ駆動装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のバルブ駆動装置において、
   前記第１プレートは、前記第１環状板の周端縁から前記第２ロッド側に向けて延ばされた係止片を有し、
   前記第２環状板は、前記係止片が貫通する貫通孔を有し、
   前記係止片は、前記アクチュエータによるバルブ開弁作動時に、前記第２環状板を係止する係止部を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
   前記エンジンより流出する排気ガスを前記エンジンの吸気系に再循環させる排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に組み込まれるハウジングを備え、
   前記バルブは、前記ハウジングの内部に開閉自在に収容されており、
   前記アクチュエータは、前記ハウジングの外部に取り付けられていることを特徴とするバルブ駆動装置。
8. 請求項７に記載のバルブ駆動装置において、
   前記排気ガス再循環装置は、排気ガスを冷却する排気ガスクーラを備え、
   前記ハウジングの内部には、前記排気ガスクーラを経由させて前記エンジンの吸気系に排気ガスを再循環させるクーラ側連通路、および前記排気ガスクーラを迂回させて前記エンジンの吸気系に排気ガスを再循環させるバイパス側連通路が形成されており、
   前記流路孔は、前記バイパス側連通路の一部を成すことを特徴とするバルブ駆動装置。
9. 請求項７または請求項８に記載のバルブ駆動装置において、
   前記ハウジングは、内部に前記流路孔が形成されたバルブシートを有し、
   前記バルブシートは、前記流路孔の開口周縁部を成し、
   前記バルブは、前記バルブシートに着座して前記流路孔を全閉する流路孔全閉位置と前記バルブシートより離脱して前記流路孔を全開する流路孔全開位置とを２位置にて切り替える２位置切替弁の弁体を構成していることを特徴とするバルブ駆動装置。
10. 請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
    前記アクチュエータは、前記第１圧力室自体が負圧源に連通する負圧室を成し、前記第２圧力室自体が大気中に連通する大気圧室を成し、前記第１圧力室の内部に大気圧よりも低い負圧が導入されると、前記バルブを開弁作動方向に駆動する負圧作動式アクチュエータであることを特徴とするバルブ駆動装置。
    

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