JP2017106366A - Ｅｇｒバルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成でありながら、エンジンの要求性能に適合したＥＧＲ性能を発揮することが可能なＥＧＲバルブ装置Ｕを提供する。【解決手段】バルブハウジング３０には、吸気流路２（３１）とＥＧＲ流路１７（３２）とをＴ字状に配置して、その合流部３３に回動式バルブ４０を配設する。回動式バルブ４０は、円弧状弁体４１が回転軸４２の周りを振り子状に回動し、ＥＧＲ流路１７を開弁するにしたがって、吸気流路２に食み出し、吸気流路２の開度を小さくする。これにより、ひとつの回動式バルブ４０によって、ＥＧＲ流路１７の開閉機能と吸気流路２の絞り機能との両機能を同時に得られる。また、リンク部材４３は、中央部に伸縮部４４を有するくの字形を呈しており、弁体４１がストッパ３４に衝当することで、弁体４１をバルブシート面１７Ａに押圧し、シール性を高めることができる。【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のごとき車両の内燃機関（以下、「エンジン」ともいう。）に搭載され、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置において、特に、ＥＧＲ流路と吸気流路との合流部に配設してＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲバルブ装置に関する。

従来より、エンジンの排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を抑制する排気浄化手段として、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気に再循環させるＥＧＲ技術が知られている。
このＥＧＲ技術は、ＥＧＲガスの量を増やすことでＮＯｘの量を減らすことができる反面、ＥＧＲガスを過剰に再循環させると、粒子状物質である黒鉛（ＰＭ）が発生しやすくなるため、近年、高圧系と低圧系との２系統のＥＧＲ装置を組み合わせることで、黒鉛の発生を抑制しつつ、ＮＯｘを削減する方式が賞用されている。

かかる方式の場合、とりわけ、低圧系のＥＧＲ装置には種々の工夫を要する。つまり、このＥＧＲ装置は、排気圧が比較的低い運転領域から吸気負圧の発生が低い運転領域にＥＧＲガスを戻すシステム構成にならざるを得ないため、少量のＥＧＲガスをエンジンに戻すことは可能であるが、多量のＥＧＲガスをエンジンに戻すことが困難となる。
そこで、ＥＧＲ流路との合流部より吸気上流側の吸気流路に吸気（新気）制御用の吸気絞りバルブを配置することによって、多量のＥＧＲガスをエンジンに戻すことが要求される運転領域では、吸気負圧が大きくなる方向に吸気絞りバルブの開度を制御することで、ＥＧＲ流路の開度に応じて適量のＥＧＲガスを還流させるＥＧＲバルブ装置が、専ら多用されるようになってきた。

〔従来技術の問題点〕
しかしながら、かかるＥＧＲ装置にあっては、ＥＧＲバルブおよびこのＥＧＲバルブを開閉駆動する電動アクチュエータのごとき駆動手段のほかに、吸気絞りバルブおよびこの吸気絞りバルブを開閉駆動する同様な駆動手段を必要とするために、システム全体が必然的に大型化し、車両搭載上の制約を余儀なくされることである。
このため、ＥＧＲバルブと吸気絞りバルブとの両バルブを共通のバルブハウジングに配設するとともに、この両バルブの開閉制御を共通の駆動手段（電動アクチュエータ）で実行可能にすることで、ＥＧＲバルブ装置を１ユニット化しシステム全体の小型化を図る改善策についての探求がなされ、種々の提案のうち一部が実用に供されている。しかるにこれらの装置は、例えば特許文献１にも紹介されているように、あくまでも、ＥＧＲバルブと吸気絞りバルブとの２つのバルブを装備する基本構成であることから、バルブ自体の共用化をも図った画期的な改善策が切望されている。

特開２０１２−１７７３１４号公報

殊に近年、車両を取り巻く環境が格段と厳しさを増してきており、これに伴って、この種ＥＧＲ装置にもより一層の小型化・高性能化が要求されている。したがって、機能的にも体格的にも当該ＥＧＲ装置の中枢を担うＥＧＲバルブ装置に関し、上記要求に如何にマッチングさせていくかが、当業者にとっての喫緊の課題である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲ機能と吸気絞り機能との両機能をひとつのバルブで達成するというコンパクトな１ユニット構成で、かつ、エンジンの要求性能に適合したＥＧＲ性能を発揮することができるＥＧＲバルブ装置を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のＥＧＲバルブ装置は、エンジンへの吸気を供給する吸気流路、この吸気流路にエンジンの排気ガスをＥＧＲガスとして導くＥＧＲ流路、および吸気流路における吸気上流側と吸気下流側との間にＥＧＲ流路をＴ字状に合流させる合流部を具有するバルブハウジングと、このバルブハウジングの合流部に回動可能に配設され、吸気流路およびＥＧＲ流路の開度調整を行う回動式バルブと、この回動式バルブを駆動する駆動手段とを基本構成として備えている。
そして、ＥＧＲ流路は、合流部に開口する開口端として、吸気流路の吸気上流側と吸気下流側とを凹曲面状に結ぶ環状バルブシートを有するとともに、回動式バルブは、弁体として、合流部内においてバルブシートに沿って吸気流路を横切る方向に回動する円弧状弁体を有している。
そして、円弧状弁体が、回動する過程において、バルブシートに着座することでＥＧＲ流路を閉塞する第１の位置と、バルブシートから離座するにしたがって吸気流路に食み出して吸気流路の開度を小さくしていく第２の位置との２位置で回動変位することを特徴としている。

上記構成のＥＧＲバルブ装置によれば、ひとつの回動式バルブによって、ＥＧＲ流路の開閉機能と吸気流路の絞り機能との両機能が同時に得られ、ＥＧＲ流路の全開時および中間開度時に合流部に適度な吸気負圧を発生させて充分な量のＥＧＲガスを還流させることができる。
しかも、バルブハウジングの合流部に回動式バルブを設けるだけの簡単な構成であり、Ｔ字状の合流部を有するバルブハウジング自体も簡単に作製することができる。
したがって、コンパクトな１ユニット構成でありながら、エンジンの要求性能に適合したＥＧＲ性能を発揮することができるＥＧＲバルブ装置を提供することができる。

本発明を適用したＥＧＲバルブ装置の第１実施形態の説明に供するもので、回動式バルブがＥＧＲ流路を全開して吸気流路を最小開度に絞っている状態時における模式的断面図である（実施例１）。 上記ＥＧＲバルブ装置において、回動式バルブがＥＧＲ流路を全閉して吸気流路を最大開度にしている状態時における模式的断面図である（実施例１）。 上記ＥＧＲバルブ装置の作動説明に供するもので、（ａ）〜（ｄ）は回動式バルブの回動過程を示す模式的断面図である（実施例１）。 本発明のＥＧＲバルブ装置を適用するエンジンの吸排気システムの全体構成を概略的に示す模式図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例と変形例とにしたがって詳細に説明する。

図示の実施例は、本発明を適用するＥＧＲバルブ装置の代表例として、吸排気系に過給機を搭載するエンジンに好適なＥＧＲバルブ装置を示しており、以下の説明では、まず、エンジンの吸排気システムの基本的な構成およびＥＧＲバルブ装置の位置付けを概説したのち、本発明の実施例における特徴点（構成）およびその基本的機能（作用・効果）について順次説明し、最後に本発明の変形例等を要約列挙する。

本発明のＥＧＲバルブ装置を適用する代表的なエンジンの吸排気システムについて、その全体構成とＥＧＲバルブ装置の位置付けを、図４に基づいて説明する。

〔吸排気システムの基本構成〕
エンジン１は、例えば、燃料に軽油を使用するディーゼルエンジン、あるいは、ガソリンを使用するガソリンエンジンであり、吸入空気（吸気、新気）をエンジン１の気筒内に導入する吸気流路２と、気筒内で燃料の燃焼によって発生した排気ガスを大気に排出する排気流路３とを備える。
過給機Ｋは、例えば、エンジン１より排出される排気ガスのエネルギを回転力に変換する排気タービン４と、この排気タービン４と同軸に連結されるコンプレッサ５とを有し、このコンプレッサ５の回転によって吸気を圧縮して吸気流路２からエンジン１へ供給するターボチャージャである。

吸気流路２には、吸気口６ａより取り込んだ外気に含まれる砂埃などの異物を取り除くエアクリーナ６、上記のコンプレッサ５、このコンプレッサ５で圧縮された吸気を冷却するインタークーラ７、吸気量を調整するスロットルバルブ８を組み込んだスロットルボディ９、および、所定の容積室を形成するサージタンク１０等が配設されている。
排気流路３には、上記の排気タービン４、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を補集するＤＰＦ１１（ディーゼルパティキュレートフィルターの略）等が設けられている。なお、ＤＰＦ１１は、排気浄化装置の一例である。

〔ＥＧＲ装置の基本構成〕
次に、ＥＧＲ装置について説明する。
エンジン１の吸排気系には、高圧ＥＧＲ装置と低圧ＥＧＲ装置とが設けられている。

高圧ＥＧＲ装置は、エンジン１から排出された直後の比較的高温および高圧の排気ガスの一部を高圧ＥＧＲガスとして吸気側へ還流させる高圧系の排気還流装置である。
この高圧ＥＧＲ装置は、図４の上方に示しているように、排気タービン４より排気上流側の排気流路３とスロットルバルブ８より吸気下流側の吸気流路２（本実施例ではサージタンク１０）とを接続する高圧ＥＧＲ流路１２と、この高圧ＥＧＲ流路１２を通って吸気側へ還流する高圧ＥＧＲガスの流量を調整する高圧ＥＧＲバルブ１３と、吸気側へ還流する高圧ＥＧＲガスを冷却する高圧ＥＧＲクーラ１４と、この高圧ＥＧＲクーラ１４をバイパスするバイパスＥＧＲ流路１５と、高圧ＥＧＲガスが高圧ＥＧＲクーラ１４を経由して吸気側に還流するＥＧＲ経路とバイパスＥＧＲ流路１５を通って吸気側に還流するＥＧＲ経路とを切り替えるＥＧＲ流路切替バルブ１６とを備える。

低圧ＥＧＲ装置は、比較的低温および低圧の排気ガスの一部を低圧ＥＧＲガスとして吸気側へ還流させる低圧系の排気還流装置である。
この低圧ＥＧＲ装置は、図４の下方に示しているように、排気タービン４より排気下流側（本実施例ではＤＰＦ１１の排気下流側）の排気流路３とコンプレッサ５より吸気上流側の吸気流路２とを接続する低圧ＥＧＲ流路１７と、この低圧ＥＧＲ流路１７を通って吸気側へ還流する低圧ＥＧＲガスの流量を調整する低圧ＥＧＲバルブ１８と、吸気側へ還流する低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ１９と、低圧ＥＧＲバルブ１８が低圧ＥＧＲ流路１７を開閉する動作に連動して吸気流路２の開度を調整する吸気絞りバルブ２０とを備える。

そして、上記の低圧ＥＧＲバルブ１８と吸気絞りバルブ２０との両バルブ機能を発揮するＥＧＲバルブユニットＵに相当する装置が、本発明で対象とするＥＧＲバルブ装置である。
本発明は、低圧ＥＧＲバルブ１８と吸気絞りバルブ２０との両バルブ機能をひとつのバルブで得られるようにした点を最大の特徴とし、コンパクトなＥＧＲバルブユニット（ＥＧＲバルブ装置）Ｕを提供せんとするものであって、その一実施形態を実施例１として、図１および図２を参照しながら説明する。
なお、以下の説明では、各機能要素が低圧系に係るものであるため、「低圧ＥＧＲガスおよび低圧ＥＧＲ流路１７」等の低圧系機能要素を、それぞれ単に「ＥＧＲガスおよびＥＧＲ流路１７」等と略称することとする。また、図１および図２において、上方がエアクリーナ６側で吸気流路２の吸気上流側２ａ、下方がエンジン１側で吸気流路２の吸気下流側２ｂを示しており、吸気が矢印Ｆ のごとく上方から下方へと流れる。

［実施例１］
図１および図２に示すように、ＥＧＲバルブ装置をなすＥＧＲバルブユニットＵは、バルブハウジング３０、回動式バルブ４０、および、アクチュエータ５０を主要構成要素として備えている。

バルブハウジング３０は、大径と小径との２種類の例えばアルミニウム管のごとき円筒管３１、３２で構成されるもので、吸気流路２を形成する大径の円筒管３１に対し、ＥＧＲ流路１７を形成する小径の円筒管３２が直交するように挿し込まれ、溶接等により適宜固定されている。これによって、バルブハウジング３０は、エンジン１への吸気を矢印Ｆのごとく供給する吸気流路２、この吸気流路２にエンジン１の排気ガスをＥＧＲガスとして矢印Ｇのごとく導くＥＧＲ流路１７、および、吸気流路２における吸気上流側２ａと吸気下流側２ｂとの間にＥＧＲ流路１７をＴ字状に合流させる合流部３３を有している。

合流部３３は、吸気流路２の吸気上流側２ａと吸気下流側２ｂとを凹曲面状に結ぶガイド部３３Ａを有しており、このガイド部３３ＡにＥＧＲ流路１７が開口している。したがって、ＥＧＲ流路１７は、合流部３３に開口する開口端が、上記ガイド部３３Ａに沿って、ガイド部３３Ａ同様、吸気流路２の吸気上流側２ａと吸気下流側２ｂとを凹曲面状に結ぶ環状のバルブシート１７Ａになっている。
ここで、ガイド部３３Ａの表面およびバルブシート１７Ａの表面で構成されるガイド面は、縦方向（図示上下方向）が上記凹曲面で形成される円弧面を有しているが、横方向（図示左右方向）も吸気流路２の内周面に連接する適宜の円弧面を有しており、全体として、すり鉢状凹曲面を呈している。
また、合流部３３の下流側には、回動式バルブ４０の回動停止位置（後述する全閉位置）を規定するストッパ３４が設けられている。

回動式バルブ４０は、バルブハウジング３０の合流部３３内において回動可能に配設されるもので、円弧状弁体４１、回転軸４２、および、リンク部材４３を有し、円弧状弁体４１と回転軸４２とをリンク部材４３によって連結している。そして、円弧状弁体４１が、回転軸４２を支点として、吸気流路２内を図２において矢印Ｒのごとく実線位置から点線位置へと横切るように回動される。

円弧状弁体４１は、図２にも示すごとき独特な構造を有するもので、まず外周面が、合流部３３のガイド部３３Ａの表面およびＥＧＲ流路１７のバルブシート１７Ａの表面で構成されるガイド面（すり鉢状凹曲面）に適合する凸曲面を呈している。
また、円弧状弁体４１は、全体として、矩形状の金属板（例えばステンレス板）をその縦方向および横方向の両方向から湾曲状に折曲して形成されることで、外周面が上記凸曲面を呈する一枚の円弧板４１Ａで構成されている。そして、円弧板４１Ａの凸曲面の面積が、バルブシート１７Ａを含むＥＧＲ流路１７の最大開口面積より大なる面積を有している。
したがって、円弧状弁体４１は、図２の実線位置のごとく、円弧板４１Ａがバルブシート１７Ａに着座することで、ＥＧＲ流路１７を閉塞するとともに、吸気流路２を全開する第１の位置と、図２の破線位置のごとく、円弧板４１Ａがバルブシート１７Ａより離座することで、ＥＧＲ流路１７を開放するとともに、吸気流路２内に食み出して吸気流路２の開度を小さくしていく第２の位置との２位置を具備することができる。

リンク部材４３は、円弧状弁体４１と回転軸４２とを連結し、円弧状弁体４１を回転軸４２の周りに振り子のごとく回動させる手段である。
このリンク部材４３は、一端４３ａが円弧状弁体４１に結合されるとともに、他端４３ｂが回転軸４２に結合されるものであるが、次のごとき独特な構造を備えている。

第１に、リンク部材４３は、一本の線状弾性部材（例えばステンレス線）で構成され、中央部分に渦巻き状の伸縮部４４を有しており、この伸縮部４４に対して巻き戻る方向に荷重が加わることで伸長する。つまり、円弧状弁体４１の回動半径を可変することができる。
第２に、リンク部材４３は、渦巻き状の伸縮部４４を境にして、両端部４３ａ、４３ｂが巻き方向に近接するように「くの字」形に屈曲形成されている。そして、リンク部材４３は、その「くの字」形の凸側が開弁回動方向（図２の左回り）に向くように配置されている。
第３に、リンク部材４３は、上述のごとき荷重が加わらない常態時においては円弧状弁体４１の外周面（凸曲面）とガイド部３３Ａ のガイド面（凹曲面）との間に、隙間（後述する隙間Ｓ）を形成する回動半径を提供する長さになっている。したがって、円弧状弁体４１が矢印Ｒのごとく回動するに当たり、ガイド部３３Ａと摺動等干渉する事態を防いでいる。

アクチュエータ５０は、例えば、直流モータを動力源とする電動回転式のバルブ駆動手段で、バルブハウジング３０に対して出力軸５１が吸気流路２内に突出するようにして配設され、出力軸５１が回動式バルブ４０の回転軸４２を兼務している。
アクチュエータ５０は、回動式バルブ４０の回動位置が、エンジン１の運転状態に応じて設定される制御目標値と一致するように、エンジン制御装置（図示せず）からの信号値によって制御される。
したがって、アクチュエータ５０は、回動式バルブ４０を、円弧状弁体４１がバルブシート面１７Ａに着座することでＥＧＲ流路１７を閉塞する全閉位置（図２に示す実線位置）と、バルブシート１７Ａから完全に離座しＥＧＲ流路１７を全開する全開位置（図２に示す破線位置）との間で矢印Ｒのごとく回動変位させる。

〔本実施例の作用〕
次に、上記構成を有するＥＧＲバルブユニット（ＥＧＲバルブ装置）Ｕの作用について説明する。
当該装置には、エンジン１の運転状態として、ＥＧＲガスを大量に還流させる第１の運転状態（ＥＧＲ流路１７の全開運転時）と、ＥＧＲガスを適度に還流させる第２の運転状態（ＥＧＲ流路１７の中間開度運転時）と、ＥＧＲガスを還流させない第３の運転状態（ＥＧＲ流路１７の全閉運転時）との３段階に対応したＥＧＲ機能が要求される。

上記の３段階の運転状態におけるＥＧＲ機能について順次説明する。
（１）第１の運転状態（ＥＧＲ流路１７の全開運転時）
ＥＧＲ流路１７の全開運転時には、アクチェエータ５０により回動式バルブ４０の円弧状弁体４１が図１の状態（図２の破線位置）まで回動されている。これにより、円弧状弁体４１は、バルブシート１７Ａから完全に離座しＥＧＲ流路１７を全開するとともに、吸気流路２内に大きく食み出して吸気流路２の開度を最小開度に絞っている。
この状態では、かかる吸気絞り効果により合流部３３に吸気負圧が発生するため、多量のＥＧＲガスを矢印ＧのごとくＥＧＲ流路１７から吸気流路２へ還流させることができる。

（２）第２の運転状態（ＥＧＲ流路１７の中間開度運転時）
当該運転時は、上述したＥＧＲ流路１７の全開状態からＥＧＲ流路１７が全閉状態へ移行していく間（またはその逆の全閉位置から全開位置への移行過程）における運転領域である。
かかる運転領域においては、回動式バルブ４０がアクチェエータ５０により閉弁方向（図２の右回り）へ順次回動され、図２において破線位置（全開位置）から実線位置（全閉位置）に向けて変位していく。
これにより、円弧状弁体４１は、ＥＧＲ流路１７を徐々に閉じるとともに、吸気流路２内への食み出し量が減り、吸気流路２の開度を大きくしていく。
したがって、吸気流路２とＥＧＲ流路１７との開度に応じた適量のＥＧＲガスがＥＧＲ流路１７から吸気流路２へと還流される。

（３）第３の運転状態（ＥＧＲ流路１７の全閉運転時）
ＥＧＲ流路１７の全閉運転時には、アクチェエータ５０により回動式バルブ４０の円弧状弁体４１が図２の実線位置まで回動されている。これにより、円弧状弁体４１は、バルブシート１７Ａに着座しＥＧＲ流路１７を全閉するとともに、吸気流路２内への食み出しがなくなり、吸気流路２の開度を全開している。
この状態では、ＥＧＲ流路１７を閉じているため、ＥＧＲ流路１７から吸気流路２へのＥＧＲガスの還流が停止される。また、吸気流路２の開度を全開しているため、回動式バルブ４０がエンジン１への吸気量を妨げることはない。

本実施例においては、特に、回動式バルブ４０がＥＧＲ流路１７を全閉状態にしていく移行過程にも特徴があり、かかる特徴点について、図３を参照しながら詳説する。

回動式バルブ４０の開弁位置においては、図３（ａ）に示すごとく、円弧状弁体４１がバルブシート１７Ａから離座しているが、このとき、リンク部材４３は常態時にあり所期の「くの字」形を保持している。したがって、円弧状弁体４１の外周面（凸曲面）とガイド部３３Ａのガイド面（凹曲面）との間には、必ず隙間Ｓが形成されるため、円弧状弁体４１は、開弁もしくは閉弁のいずれの回動方向に回動するにしても、ガイド部３３Ａに摺動等干渉することなく、円滑に回動変位する。

上記の図３（ａ）に示す開弁状態から閉弁方向への回動変位が進み、回動式バルブ４０が全閉位置に到達すると、図３（ｂ）に示すように、円弧状弁体４１がストッパ３４に衝当し、回動変位が阻止される。この段階では上記隙間Ｓが形成されたままである。
ここで、全閉位置に到達しても、エンジン制御装置からアクチュエータ５０への指令値は継続されるため、アクチュエータ５０は更に回転軸４２を回動させる。これにより、図３（ｃ）のごとく、リンク部材４３は回転作用力を受けて開弁方向（右回り）の反力（荷重）が加わるため、伸縮部４４が巻き戻って伸長し、上記隙間Ｓを吸収しながら円弧状弁体４１の外周面をバルブシート１７Ａに押付・密着させる。したがって、円弧状弁体４１がバルブシート１７Ａに確実に着座し、ＥＧＲ流路１７を完全に閉塞する。かくして、ＥＧＲガスが吸気流路２へ漏れるのを確実に防ぐことができる。

なお、回動式バルブ４０は、上記の円弧状弁体４１による閉弁状態時においても、図３（ｄ）に示すように、リンク部材４３は、完全に伸びきらず、「くの字」形を若干残すべく伸縮部４４の大きさが設定されている。このため、円弧状弁体４１の外周面がバルブシート１７Ａに固着するスタック現象を回避することができ、次回の開弁時には円弧状弁体４１がバルブシート１７Ａから順調に離座する。

〔本実施例の効果〕
上記構成を採用するＥＧＲバルブユニット（ＥＧＲバルブ装置）Ｕによれば、次のような効果を奏することができる。

（１）ひとつの回動式バルブ４０によって、ＥＧＲ流路１７の開閉機能と吸気流路２の絞り機能との両機能を同時に得られるため、ＥＧＲ流路１７の全開時および中間開度時に合流部３３に吸気負圧を発生させて充分な量のＥＧＲガスを還流させることができる。したがって、ひとつの回動式バルブ４０を用いる最小数のバルブ構成でありながら、エンジン１の要求性能に適合したＥＧＲ性能を確実に得ることができる。
（２）バルブハウジング３０の合流部３３に回動式バルブ４０を設けるだけの簡単な構成であり、Ｔ字状の合流部３３を有するバルブハウジング３０自体も、簡単に作製することができる。

（３）特に、回動式バルブ４０は、弁体４１を一枚の円弧板４１Ａで構成しており、この円弧板４１Ａの大きさを、バルブシート１７Ａ を含むＥＧＲ流路１７の開口面積より大なる面積を有する面積にすることで、ＥＧＲ流路１７の全閉位置からＥＧＲ流路１７の開弁位置へ移行する過程において、円弧板４１Ａが吸気通路２内に食み出していくことにより、吸気流路２の開度を小さくしていく構成にしている。したがって、弁体４１が一枚の円弧板４１Ａからなる極めて簡単かつ廉価な構成で、ＥＧＲ流路１７の開閉機能と吸気流路２の吸気絞り機能との両機能を兼務させることができる。

（４）また、回動式バルブ４０は、合流部３３において、吸気流路２に直交して配設される回転軸４２を有し、この回転軸４２と円弧状弁体４１とをリンク部材４３で連結しているため、円弧状弁体４１を振り子状に回動させることで、円弧板４１Ａを吸気流路２内に食み出させることができ、吸気流路２内を有効利用できる。
（５）特に、リンク部材４３は、弾性部材で形成され、円弧状弁体４１の回動半径を可変する伸縮部４４を有しており、合流部３３には、円弧状弁体４１の全閉位置を規定するストッパ３４を設けているため、円弧状弁体４１がストッパ３４に衝当することで、リンク部材４３が伸長して円弧状弁体４１をバルブシート１７Ａに押圧・密着させることが可能となる。したがって、ＥＧＲガスがＥＧＲ流路１７から吸気流路２へ漏れるのを確実に防止することができる。

（６）また、リンク部材４３は、中央部に伸縮部４４を有するくの字形を呈しており、リンク部材４３が上記（５）項のごとく伸長したときにも、くの字形が残存するようにしているため、スタック現象を防ぐことができる。
（７）しかも、リンク部材４３は、中央部に渦巻き状の伸縮部４４を有する一本の弾性部材で形成しているため、一層の価格低減が図れることは勿論、リンク部材４３が吸気流路２内に占める体積が小さく、吸気抵抗を最小限に抑制することができる。
（８）かくして、コンパクトな１ユニット構成でありながら、エンジン１の要求性能に適合したＥＧＲ性能を発揮することができるＥＧＲバルブ装置Ｕを提供することができる。

〔変形例〕
以上本発明の実施形態を一実施例について詳述したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、その変形例を例示する。

（１）実施例１では、バルブハウジング３０の合流部３３において、ＥＧＲ流路１７が吸気流路２に対し直角に合流する正Ｔ字状にしたが、ＥＧＲ流路１７が吸気流路２に対し斜めに合流する変則Ｔ字状タイプであっても良く、この変則Ｔ字状タイプも、本発明の特許請求の範囲に記載の「Ｔ字状」に包含されることは勿論である。

（２）実施例１においては、バルブハウジング３０を大径と小径の２種の円筒管３１、３２で構成したが、吸気流路２、ＥＧＲ流路１７および合流部３３をＴ字状の孔（ボア）として一体形成したアルミダイカスト製のバルブハウジング３０で構成しても良い。
（３）また、円弧状弁体４１としては、円弧板４１Ａの代わりに、例えばステンレス材による冷鍛品を用いても良い。また、弁体４１の形状についても、要求される絞り機能に応じて、矩形以外の適宜な形態にしたり、周囲に切欠きを設けたり、貫通穴を穿設するなど種々の変更が可能である。

（４）さらに、リンク部材４３の構成も、実施例１に限られるものではない。
例えば、一本の弾性部材を単に「くの字」形に折曲形成し、その折曲部分を“弾性力で円弧状弁体４１の回動半径を可変する伸縮部４４”として活用する構成にしても良い。

（５）一方、リンク部材４３を一本の弾性部材で構成する代わりに、例えば、蝶番構造の伸縮部４４を有するリンク部材を用いることもできる。
かかるリンク部材は、円弧状弁体４１に結合される一端をなす第１部材と、回転軸４２に結合される他端をなす第２部材と、この両部材を屈曲自在に連結する蝶番部と、この蝶番部に設けられ、両部材をくの字形に弾性的に連結する渦巻きばね部材とで構成される。そして、蝶番部とばね部材とによって、弾性力で円弧状弁体４１の回動半径を可変する伸縮部４４が構築される。

（６）他方、リンク部材４３は、弾性機能を全く有しない単なる連結部材であっても良い。つまり、本発明は、ＥＧＲ流路１７の開閉を、円弧状弁体４１の凸曲面と、凹曲面状のバルブシート１７Ａとの組合せによる弁構造で実施する基本構成であることから、弾性機能を全く有しない単なる連結部材であっても、両曲面の良好な摺接によって所望のシール性を確保することができる。

（７）実施例１では、回動式バルブ４０の回転軸４２をアクチュエータ５０の出力軸５１で兼務させたが、回転軸４２を独立に設けてその両端をバルブハウジング３０に回転自在に支持させ、ラック・ピニオン式の駆動手段で駆動するようにしても良い。

（８）以上の実施形態では、低圧側のＥＧＲ装置に対し本発明を適用したが、高圧側のＥＧＲ装置にも吸気絞りバルブが装備される場合には本発明のＥＧＲバルブ装置を同様に適用することができる。
（９）また、以上の実施形態では、吸排気系にターボチャージャを搭載したエンジン１に本発明のＥＧＲバルブ装置を適用した一例を示したが、ターボチャージャに限定されるものではなく、例えば、吸気通路２に配置されるコンプレッサ５をエンジン１によって駆動するスーパチャージャを搭載したエンジン１に本発明を適用することもできる。この場合、低圧ＲＧＲ通路１７の上流端（低圧ＥＧＲガスの取入口）は、排気浄化装置（実施例１ではＤＰＦ１１）より下流側の排気通路３に接続され、排気浄化装置で浄化された排気ガスの一部が低圧ＥＧＲガスとして吸気通路２に還流する。

以上詳述してきた本発明の特徴点および特記すべき作用効果を、特許請求の範囲において従属項として記載した各手段にしたがって要約列挙すれば、次の通りである。

（特徴点１＝請求項２の手段）
請求項１に記載のＥＧＲバルブ装置（Ｕ）において、
円弧状弁体（４１）は、バルブシート（１７Ａ ）を含むＥＧＲ流路（１７）の開口面積より大なる面積を有する一枚の円弧板（４１Ａ）で構成されており、第１の位置から第２の位置へ移行する過程では円弧板（４１Ａ）が吸気通路（２）に食み出すことで吸気流路（２）の開度を小さくしていくことを特徴としている（実施例１参照）。
上記手段によれば、円弧状弁体（４１）が一枚の円弧板（４１Ａ）からなる極めて簡単かつ廉価な構成で、ＥＧＲ流路（１７）の開閉機能と吸気流路（２）の吸気絞り機能との両機能を得ることができる。

（特徴点２＝請求項３の手段）
請求項１または２に記載のＥＧＲバルブ装置（Ｕ）において、
回動式バルブ（４０）は、吸気流路（２）に直交して配設され、駆動手段（５０）により駆動される回転軸（４２）を有し、回転軸（４２）と円弧状弁体（４１）とをリンク部材（４３）で連結していることを特徴としている（実施例１参照）。
上記手段によれば、振り子状に回動させて食み出させることができ、吸気流路（２）内を有効利用できる。

（特徴点３＝請求項４の手段）
請求項３に記載のＥＧＲバルブ装置（Ｕ）において、
リンク部材（４３）は、弾性力で前記円弧状弁体の回動半径を可変する伸縮部（４４）を有しており、合流部（３３）には、円弧状弁体（４１）における第１の位置（全閉位置）を規定するストッパ（３４）が設けられていて、円弧状弁体（４１）がストッパ（３４）に衝当することで、リンク部材（４３）が伸長して円弧状弁体（４１）をバルブシート（１７Ａ）に押圧することを特徴としている（実施例１参照）。
上記手段によれば、回動式バルブ（４０）の全閉位置では、円弧状弁体（４１）で確実にＥＧＲ流路（１７）を密閉することが可能となる。したがって、ＥＧＲ流路（１７）から吸気流路（２）へのＥＧＲガスの漏れを抑止できる。
また、回動式バルブ（４０）の回動変位時には、円弧状弁体（４１）が合流部（３３）のガイド面より離隔して回動し、ガイド面と干渉するのを防ぐことができる。

（特徴点４＝請求項５の手段）
請求項４に記載のＥＧＲバルブ装置（Ｕ）において、
リンク部材（４３）は、中央部に伸縮部（４４）を有する「くの字」形を呈しており、リンク部材（４３）が伸長したときにも「くの字」形が残存していることを特徴としている（実施例１参照）。
上記手段によれば、円弧状弁体（４１）のスタック現象を防ぐことができる。

（特徴点５＝請求項６の手段）
請求項４または５に記載のＥＧＲバルブ装置（Ｕ）において、
リンク部材（４３）は、中央部に渦巻き状の伸縮部（４４）を有する一本の弾性部材で形成されていることを特徴としている（実施例１参照）。
上記手段によれば、一層の価格低減が図れることは勿論、リンク部材（４３）が吸気流路（２）内に占める体積が小さく、吸気抵抗を最小限に抑制することができる。

１…エンジン（内燃機関）、２…吸気流路、２ａ…吸気上流側、２ｂ…吸気下流側、１７…低圧ＥＧＲ流路（ＥＧＲ流路）、１７Ａ…バルブシート、３０…バルブハウジング、３３…合流部、４０…回動式バルブ、４１…円弧状弁体、４２…回転軸、４３…リンク部材、５０…アクチュエータ（駆動手段）、Ｕ…ＥＧＲバルブユニット（ＥＧＲバルブ装置）。

Claims (6)

1. 内燃機関（１）への吸気を供給する吸気流路（２）、この吸気流路（２）に前記内燃機関の排気ガスをＥＧＲガスとして導くＥＧＲ流路（１７）、および、前記吸気流路における吸気上流側（２ａ）と吸気下流側（２ｂ）との間にＥＧＲ流路（１７）をＴ字状に合流させる合流部（３３）を有するバルブハウジング（３０）と、
   前記合流部に回動可能に配設され、前記吸気流路および前記ＥＧＲ流路の開度調整を行う回動式バルブ（４０）と、
   前記回動式バルブを駆動する駆動手段（５０）と
   を備えるＥＧＲバルブ装置（Ｕ）であって、
   前記ＥＧＲ流路は、前記合流部に開口する開口端が、前記吸気流路の前記吸気上流側と前記吸気下流側とを凹曲面状に結ぶ環状バルブシート（１７Ａ）で形成されており、
   前記回動式バルブは、前記合流部内において前記バルブシート面に沿って前記吸気流路を横切る方向に回動する円弧状弁体（４１）を有し、
   前記円弧状弁体が、回動する過程において、前記バルブシートに着座することで前記ＥＧＲ流路を閉塞する第１の位置と、前記バルブシートから離座するにしたがって前記吸気流路の開度を小さくしていく第２の位置との２位置を具備しており、
   前記駆動手段は、前記回動式バルブを、前記第１の位置と前記第２の位置との間で回動変位させることを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
2. 請求項１に記載のＥＧＲバルブ装置において、
   前記円弧状弁体は、前記バルブシートを含む前記ＥＧＲ流路の開口面積より大なる面積を有する一枚の円弧板（４１Ａ）で構成されており、前記第１の位置から前記第２の位置へ移行する過程では前記円弧板が前記吸気通路に食み出すことで前記吸気流路の開度を小さくしていくことを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
3. 請求項１または２に記載のＥＧＲバルブ装置において、
   前記回動式バルブは、前記吸気流路に直交して配設され、前記駆動手段により駆動される回転軸（４２）を有し、
   前記回転軸と前記円弧状弁体とをリンク部材（４３）で連結していることを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
4. 請求項３に記載のＥＧＲバルブ装置において、
   前記リンク部材は、弾性力で前記円弧状弁体の回動半径を可変する伸縮部（４４）を有し、
   前記合流部には、前記円弧状弁体における前記第１の位置を規定するストッパ（３４）が設けられており、
   前記円弧状弁体が前記ストッパに衝当することで、前記リンク部材が伸長して前記円弧状弁体を前記バルブシート面に押圧することを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
5. 請求項４に記載のＥＧＲバルブ装置において、
   前記リンク部材は、中央部に前記伸縮部を有するくの字形を呈しており、前記リンク部材が伸長したときもくの字形が残存していることを特徴とするＥＧＲバルブ装置。
6. 請求項４または５に記載のＥＧＲバルブ装置において、
   前記リンク部材は、中央部に渦巻き状の前記伸縮部を有する一本の弾性部材で形成されていることを特徴とするＥＧＲバルブ装置。