特許 6904897 ＥＧＲクーラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6904897

(24)【登録日】2021年6月28日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】ＥＧＲクーラシステム

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/29 20160101AFI20210708BHJP

   F02M 26/26 20160101ALI20210708BHJP

   F02M 26/32 20160101ALI20210708BHJP

   F16K 1/22 20060101ALI20210708BHJP

   F16K 1/32 20060101ALI20210708BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/29

   F02M26/26

   F02M26/32

   F16K1/22 P

   F16K1/32 B

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-247422(P2017-247422)

(22)【出願日】2017年12月25日

(65)【公開番号】特開2019-113010(P2019-113010A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2020年3月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 衛

(72)【発明者】

【氏名】竹内 満

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 武蔵

(72)【発明者】

【氏名】和田 泰宣

【審査官】 沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９０７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１２１６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９４２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００２３８４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１７６５３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１９−００７４６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２６／２８−２６／３０

Ｆ０２Ｍ ２６／２６

Ｆ０２Ｍ ２６／３２

Ｆ１６Ｋ １／２２

Ｆ１６Ｋ １／３２

Ｆ０２Ｍ ２６／６５

Ｆ０２Ｄ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラを迂回するためのバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量と前記バイパス通路を通過するＥＧＲガスの流量とを調節するためのバイパスバルブとを備えたＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記ＥＧＲクーラは、長手方向へ延びるクーラ通路と、前記クーラ通路を流れるＥＧＲガスを冷媒との間で熱交換するための熱交換手段とを備え、前記クーラ通路が第１通路端と第２通路端を含み、
前記クーラ通路と並列に配置され、第１通路端と第２通路端を含む並列通路を備え、前記並列通路の前記第１通路端が前記クーラ通路の前記第１通路端に隣接して配置され、前記並列通路の前記第２通路端が前記クーラ通路の前記第２通路端に隣接して配置され、
前記バイパスバルブは、
前記ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスが流れるクーラ流路と、前記バイパス通路を通過したＥＧＲガスが流れるバイパス流路と、前記クーラ流路と前記バイパス流路とを仕切る隔壁とを含むハウジングと、
前記クーラ流路、前記バイパス流路及び前記隔壁を貫通するように前記ハウジングに配置され、第１軸端部と第２軸端部とを含む弁軸と、
前記クーラ流路に配置され、前記弁軸と一体に設けられたクーラ弁体と、
前記バイパス流路に配置され、前記弁軸と一体に設けられたバイパス弁体と、
前記ハウジングと前記第１軸端部との間に設けられ、前記第１軸端部を回転可能に支持するための第１軸受と、
前記ハウジングと前記第２軸端部との間に設けられ、前記第２軸端部を回転可能に支持するための第２軸受と、
前記弁軸を回転させるために前記第１軸端部に駆動連結されるモータと、
前記モータにより前記弁軸を回転させることにより前記クーラ弁体と前記バイパス弁体を開閉させるように構成されることと、
前記クーラ流路及び前記クーラ弁体が前記第１軸端部に隣接して配置されると共に、前記バイパス流路及び前記バイパス弁体が前記第２軸端部に隣接して配置されることと、
前記第１軸受が、前記第１軸端部の回転を精密に支持するために転がり軸受により構成されると共に、前記第２軸受が、前記第２軸端部から前記ハウジングへの放熱を良好にするために滑り軸受により構成されることと
を備え、
前記並列通路の前記第１通路端が前記バイパスバルブの前記バイパス流路に接続され、前記クーラ通路の前記第１通路端が前記バイパスバルブの前記クーラ流路に接続され、前記並列通路の前記第２通路端と前記クーラ通路の前記第２通路端とが連結通路を介して接続され、
前記並列通路の前記第１通路端の近傍にＥＧＲガスを導入するためのガス導入口が設けられ、前記ガス導入口から前記第１通路端までの間で前記バイパス通路が構成され、前記ガス導入口から前記クーラ通路の前記第１通路端までの間で前記ＥＧＲガスがＵターンするように流れる
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記ガス導入口には、前記並列通路の側方からＥＧＲ通路が接続されることを特徴とするＥＧＲクーラシステム。

【請求項3】

請求項１に記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記ガス導入口には、前記並列通路から前記バイパスバルブの側へ屈曲して延びる屈曲通路が設けられ、前記屈曲通路の一端にＥＧＲ通路が接続されることを特徴とするＥＧＲクーラシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書に開示される技術は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路と、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量とバイパス通路を通過するＥＧＲガスの流量とを調節するバイパスバルブとを備えたＥＧＲクーラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「ＥＧＲクーラシステム」が知られている。図８に、ＥＧＲクーラシステム７１の概略構成を断面図により示す。図９に、ＥＧＲクーラシステム７１を図８のＡ−Ａ線断面図により示す。このシステム７１は、いわゆるＵフロー型のＥＧＲクーラ７２と、ＥＧＲクーラ７２に対するＥＧＲガスの導入と非導入とを切り替えるＵフロー用のバイパスバルブ７３とを備える。

【0003】

このＥＧＲクーラ７２は、内部にＥＧＲガスがＵターンするように流れる略Ｕ字形のクーラ通路７４と、クーラ通路７４の周囲に設けられ、エンジンの冷却水が流れる熱交換器７５とを備える。ここで、クーラ通路７４の入口７４ａと出口７４ｂは、ＥＧＲクーラ７２の長手方向における同一端側（図８、図９の上側）に配置される。

【0004】

一方、Ｕフロー用のバイパスバルブ７３は、流路を含むハウジング７６と、流路を切り替える板状の弁体７７と、弁体７７を揺動させる弁軸７８とを備える。ハウジング７６の内部には、断面略Ｙ字形の仕切壁７９が形成される。この仕切壁７９により、ＥＧＲガスをハウジング７６の内部へ流入させる流入通路８０と、ハウジング７６の内部に流入したＥＧＲガスをクーラ通路７４の入口７４ａに導入する導入通路８１と、クーラ通路７４の出口７４ｂからＥＧＲガスが導出される導出通路８２と、導出通路８２のＥＧＲガスを外部へ流出させる流出通路８３とを備える。断面略Ｙ字形の仕切壁７９は、流入通路８０と導入通路８１とを仕切る第１壁７９ａと、流入通路８０と導出通路８２とを仕切る第２壁７９ｂと、導入通路８１と導出通路８２とを仕切る第３壁７９ｃとを備える。第１壁７９ａには、第１連通孔７９ｄが形成され、第２壁７９ｂには、第２連通孔７９ｅが形成される。第１壁７９ａの流入通路８０に面する側であって、第１連通孔７９ｄの周囲は、弁体７７が着座する第１弁座となっている。第２壁７９ｂの流入通路８０に面する側であって、第２連通孔７９ｅの周囲は、弁体７７が着座する第２弁座となっている。弁体７７は、第１壁７９ａと第２壁７９ｂとの間にて流入通路８０に配置される。また、弁軸７８は、第１壁７９ａと第２壁７９ｂとの間の谷間（分岐部）に配置される。弁体７７は、その一端側が弁軸７８に固定される。

【0005】

図９に示すように、弁軸７８は、その両端部がハウジング７６に対し一対の軸受８４ａ，８４ｂを介して回動可能に支持される。各軸受８４ａ，８４ｂの内側端部にはシール部材８５ａ，８５ｂが設けられる。各軸受８４ａ，８４ｂには、転がり軸受ではなく、滑り軸受が使われる。弁軸７８は、その一端が負圧により駆動されるアクチュエータ（図示略）に駆動連結される。そして、アクチュエータにより弁軸７８を回動させて弁体７７を揺動させることにより、弁体７７が第１弁座に着座する位置（第１連通孔７９ｄを閉じ、第２連通孔７９ｅを開く位置）と、弁体７７が第２弁座に着座する位置（第２連通孔７９ｅを閉じ第１連通孔７９ｄを開く位置）とに切り替え配置される。これにより、バイパスバルブ７３の流入通路８０に流入するＥＧＲガスを、ＥＧＲクーラ７２へ流してバイパスバルブ７３の流出通路８３から排出するクーラ流と、ＥＧＲクーラ７２へ流すことなくバイパスバルブ７３の流出通路８３から流出するバイパス流とに切り替えるようになっている。

【0006】

ここで、Ｕフロー型のＥＧＲクーラ７２を有するＥＧＲクーラシステム７１では、ＥＧＲクーラ７２に対するＥＧＲガスの流入と排出が、バイパスバルブ７３が配置される、ＥＧＲクーラ７２の長手方向における同一端側（図８、図９の上側）にて行われる。そのため、ＥＧＲ通路の配管レイアウトをバイパスバルブ７３に集約させることができ、車両の狭いエンコパの中で、ＥＧＲ装置全体をエンジンに対しコンパクトに装備することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９−２５７２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところが、特許文献１に記載のＥＧＲクーラシステム７１では、次のような問題が考えられる。すなわち、近年、ＥＧＲ技術においては、ＥＧＲガス温度を任意に調節する要請が高まっている。ここで、上記したＥＧＲクーラシステム７１では、ＥＧＲガスの流れを、ＥＧＲクーラ７２へ流すクーラ流とＥＧＲクーラ７２へ流さないバイパス流にしか切り替えられず、ＥＧＲガスを冷却又は非冷却にすることしかできなかった。このため、ＥＧＲガス温度については、冷却による低温と非冷却による高温しか選択できず、低温と高温との間の任意の中間温度にＥＧＲガスを調節することができなかった。ここで、Ｕフロー用のバイパスバルブ７３につき、その弁軸７８の回転をモータと減速機構を介して駆動するように構成すれば、弁体７７を中間開度に調節することができる。これによって、ＥＧＲクーラ７２を通過するＥＧＲガス流量とＥＧＲクーラ７２を通過しないＥＧＲガス流量とを調節し、ＥＧＲガス温度を中間温度を含む任意な温度に調節できるとも考えられる。

【0009】

ところが、弁軸７８の回転をモータと減速機構を介して駆動するように構成すると、弁軸７８を精密かつ安定的に回転させる必要がある。また、弁軸７８の回転を精密に制御するためには、その回転角度を角度センサにより検出してモータ制御に反映させる必要がある。そのためには、軸受８４ａ，８４ｂの少なくとも一方に転がり軸受（ボールベアリング）を使用することが必要になる。しかしながら、Ｕフロー用のバイパスバルブ７３では、軸受８４ａ，８４ｂに転がり軸受を使用することが難しかった。その理由は、次の通りである。すなわち、図９に示すように、弁軸７８と弁体７７は、高温のＥＧＲガスが流入する流入通路８０に配置され、二つの軸受８４ａ，８４ｂは、その流入通路８０に隣接して配置される。そのため、弁軸７８や二つの軸受８４ａ，８４ｂが高温のＥＧＲガスによって過熱してしまう。そのため、二つの軸受８４ａ，８４ｂに転がり軸受を使用すると、過熱した弁軸７８の熱をハウジング７６へ効率よく逃すことができなくなる。この場合、弁軸７８が過熱したままとなり、シール部材８５ａ，８５ｂや減速機構、モータ及び角度センサ等が熱害を受けるおそれがある。例えば、減速機構を樹脂製ギヤで構成した場合は、ギヤに溶損のおそれがある。また、シール部材８５ａ，８５ｂにも溶損のおそれがある。そのため、精度が要求されるモータ制御の実行が困難になってしまう。その結果、Ｕフロー型のＥＧＲクーラ７２とＵフロー用のバイパスバルブ７３を備えたＥＧＲクーラシステムでは、ＥＧＲガスを任意な中間温度に調節することができなくなってしまう。

【0010】

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ｕフロー型ＥＧＲクーラとＵフロー用バイパスバルブを備えたＥＧＲクーラシステムに対するのと同等のＥＧＲ通路の配管レイアウトを採用しながらＥＧＲガスを任意な温度に調節することを可能としたＥＧＲクーラシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回するためのバイパス通路と、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量とバイパス通路を通過するＥＧＲガスの流量とを調節するためのバイパスバルブとを備えたＥＧＲクーラシステムにおいて、ＥＧＲクーラは、長手方向へ延びるクーラ通路と、クーラ通路を流れるＥＧＲガスを冷媒との間で熱交換するための熱交換手段とを備え、クーラ通路が第１通路端と第２通路端を含み、クーラ通路と並列に配置され、第１通路端と第２通路端を含む並列通路を備え、並列通路の第１通路端がクーラ通路の第１通路端に隣接して配置され、並列通路の第２通路端がクーラ通路の第２通路端に隣接して配置され、バイパスバルブは、ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスが流れるクーラ流路と、バイパス通路を通過したＥＧＲガスが流れるバイパス流路と、クーラ流路とバイパス流路とを仕切る隔壁とを含むハウジングと、クーラ流路、バイパス流路及び隔壁を貫通するようにハウジングに配置され、第１軸端部と第２軸端部とを含む弁軸と、クーラ流路に配置され、弁軸と一体に設けられたクーラ弁体と、バイパス流路に配置され、弁軸と一体に設けられたバイパス弁体と、ハウジングと第１軸端部との間に設けられ、第１軸端部を回転可能に支持するための第１軸受と、ハウジングと第２軸端部との間に設けられ、第２軸端部を回転可能に支持するための第２軸受と、弁軸を回転させるために第１軸端部に駆動連結されるモータと、モータにより弁軸を回転させることによりクーラ弁体とバイパス弁体を開閉させるように構成されることと、クーラ流路及びクーラ弁体が第１軸端部に隣接して配置されると共に、バイパス流路及びバイパス弁体が第２軸端部に隣接して配置されることと、第１軸受が、第１軸端部の回転を精密に支持するために転がり軸受により構成されると共に、第２軸受が、第２軸端部からハウジングへの放熱を良好にするために滑り軸受により構成されることとを備え、並列通路の第１通路端がバイパスバルブのバイパス流路に接続され、クーラ通路の第１通路端がバイパスバルブのクーラ流路に接続され、並列通路の第２通路端とクーラ通路の第２通路端とが連結通路を介して接続され、並列通路の第１通路端の近傍にＥＧＲガスを導入するためのガス導入口が設けられ、ガス導入口から第１通路端までの間でバイパス通路が構成され、ガス導入口からクーラ通路の第１通路端までの間でＥＧＲガスがＵターンするように流れることを趣旨とする。

【0012】

上記技術の構成によれば、バイパスバルブのハウジングにおいて、ＥＧＲクーラを流れて冷却されたＥＧＲガスがクーラ流路を通過し、バイパス通路を流れて冷却されないＥＧＲガスがバイパス流路を通過する。そして、クーラ流路に配置されたクーラ弁体が第１軸端部に隣接して配置され、バイパス流路に配置されたバイパス弁体が第２軸端部に隣接して配置される。従って、クーラ流路を流れるＥＧＲガスから第１軸端部へ伝わる熱量が、バイパス流路を流れるＥＧＲガスから第２軸端部へ伝わる熱量よりも少なくなり、第１軸端部の温度が相対的に低くなり、第１軸端部の過熱が抑えられる。また、第１軸端部がモータに駆動連結され、その第１軸端部を支持する第１軸受が転がり軸受により構成されるので、第１軸端部の回転が第１軸受により精密に支持される。更に、第２軸端部を支持する第２軸受が、放熱性の良好な滑り軸受により構成されるので、第２軸端部からハウジングへ逃げる熱量が多くなり、第２軸端部の温度が低くなり、第２軸端部の過熱が抑えられる。加えて、並列通路の第１通路端の近傍にＥＧＲガスを導入するガス導入口が設けられ、ガス導入口から第１通路端までの間でバイパス通路が構成され、ガス導入口からクーラ通路の第１通路端までの間でＥＧＲガスがＵターンするように流れる。また、互いに隣接して配置されるクーラ通路の第１通路端と並列通路の第１通路端に、それぞれバイパスバルブのクーラ流路とバイパス流路が接続される。従って、ＥＧＲガスを導入するガス導入口と、ＥＧＲガスを導出するバイパスバルブとが、ＥＧＲクーラの長手方向における同一端側に配置されて互いに近付けられる。

【0013】

上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、ガス導入口には、並列通路の側方からＥＧＲ通路が接続されることを趣旨とする。

【0014】

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、並列通路の側方からＥＧＲ通路が接続されるので、ＥＧＲ通路の配管がバイパスバルブに近付けられる。

【0015】

上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、ガス導入口には、並列通路からバイパスバルブの側へ屈曲して延びる屈曲通路が設けられ、屈曲通路の一端にＥＧＲ通路が接続されることを趣旨とする。

【0016】

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、屈曲通路がバイパスバルブの側へ屈曲して延びるので、ＥＧＲ通路の上流側配管と下流側配管の両方が、バイパスバルブに近付けられる。

【発明の効果】

【0017】

請求項１に記載の技術によれば、Ｕフロー型ＥＧＲクーラとＵフロー用バイパスバルブを備えたＥＧＲクーラシステムに対するのと同等のＥＧＲ通路の配管レイアウトを採用することができ、併せてＥＧＲガスを任意な温度に調節することができる。

【0018】

請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、ＥＧＲ通路の配管レイアウトをバイパスバルブとその近傍に集約させることができる。

【0019】

請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、ＥＧＲ通路の配管レイアウトをバイパスバルブに集約させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す平面図。

【図2】第１実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す正面図。

【図3】第１実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す左側面図。

【図4】第１実施形態に係り、バイパスバルブの詳しい構成の一例を示す断面図。

【図5】第２実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す平面図。

【図6】第２実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す正面図。

【図7】第２実施形態に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す左側面図。

【図8】従来例に係り、ＥＧＲクーラシステムの概略構成を示す断面図。

【図9】従来例に係り、ＥＧＲクーラシステムを示す図８のＡ−Ａ線断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
以下、ＥＧＲクーラシステムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

【0022】

[ＥＧＲクーラシステムの概要]
図１に、この実施形態のＥＧＲクーラシステム１を平面図により示す。図２に、同じくＥＧＲクーラシステム１を正面図により示す。図３に、同じくＥＧＲクーラシステム１を左側面図により示す。このＥＧＲクーラシステム１は、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２と、ＥＧＲクーラ２を迂回するためのバイパス通路３と、ＥＧＲクーラ２を通過するＥＧＲガスの流量（クーラ流量）とバイパス通路３を通過するＥＧＲガスの流量（バイパス流量）とを調節するためのバイパスバルブ４とを備える。

【0023】

[ＥＧＲクーラについて]
図１、図２に示すように、ＥＧＲクーラ２は、長手方向へ延びるクーラ通路５と、クーラ通路５を流れるＥＧＲガスを冷媒との間で熱交換するための熱交換器６とを備える。熱交換器６は、この開示技術における熱交換手段の一例に相当する。熱交換器６は、周知の構成を備え、冷媒としてエンジンの冷却水が流れるようになっている。クーラ通路５は、所定の長さを有し、その両端に第１通路端５ａ（図１、図２の左端）と第２通路端５ｂ（図１、図２の右端）を含む。

【0024】

[並列通路について]
図１、図２に示すように、ＥＧＲクーラシステム１は、クーラ通路５と並列に配置された並列通路７を更に備える。並列通路７は、所定の長さを有し、その両端に第１通路端７ａ（図１、図２の左端）と第２通路端７ｂ（図１、図２の右端）を含む。並列通路７の第１通路端７ａは、クーラ通路５の第１通路端５ａに隣接して配置される。並列通路７の第２通路端７ｂは、クーラ通路５の第２通路端５ｂに隣接して配置される。クーラ通路５の第１通路端５ａと並列通路７の第１通路端７ａには、一つのクーラフランジ８が一体に設けられ、両通路端５ａ，７ａはクーラフランジ８にて開口する。

【0025】

[バイパスバルブについて]
図３に示すように、バイパスバルブ４は、ハウジング１１を備える。ハウジング１１は、ＥＧＲクーラ２（クーラ通路５）を通過したＥＧＲガスが流れるクーラ流路１７と、バイパス通路３を通過したＥＧＲガスが流れるバイパス流路１８と、クーラ流路１７とバイパス流路１８とを仕切る隔壁２１とを含む。ハウジング１１には、クーラ流路１７、バイパス流路１８及び隔壁２１を貫通するように弁軸１４が配置される。クーラ流路１７には、同流路１７を開閉するための板状をなすクーラ弁体１２が配置される。バイパス流路１８には、同流路１８を開閉するための板状をなすバイパス弁体１３が配置される。クーラ弁体１２及びバイパス弁体１３はそれぞれバタフライ式弁体であり、一つの弁軸１４に一体に固定される。図１、図２に示すように、ハウジング１１の軸方向（各流路１７，１８が伸びる方向）における両端には、それぞれバルブフランジ１１ａ，１１ｂが一体に設けられる。

【0026】

図１、図２に示すように、並列通路７の第１通路端７ａは、バイパスバルブ４のバイパス流路１８に接続される。クーラ通路５の第１通路端５ａは、バイパスバルブ４のクーラ流路１７に接続される。これらの接続は、クーラフランジ８とバルブフランジ１１ｂの接続によって行われる。両フランジ８，１１ｂの接続はボルト及びナット（図示略）により行うことができる。一方、並列通路７の第２通路端７ｂとクーラ通路５の第２通路端５ｂとは、連結通路９を介して接続される。また、並列通路７の第１通路端７ａの近傍には、ＥＧＲガスを導入するためのガス導入口１０が設けられる。このガス導入口１０には、並列通路７の側方からＥＧＲ通路５０に接続されるようになっている。すなわち、ガス導入口１０には、並列通路７に直交しながら水平方向へ伸びる管継手４５が設けられ、同継手４５に対しＥＧＲ通路５０の上流側が接続されるようになっている。並列通路７において、ガス導入口１０から第１通路端７ａまでの間（図２に矢印Ｆ１で示す部分）によりバイパス通路３が構成される。ここで、ガス導入口１０の位置を、並列通路７の第１通路端７ａに近付けるほど、バイパス通路３を短くすることができる。そして、ガス導入口１０に導入されたＥＧＲガスは、バイパスバルブ４のクーラ弁体１２を開弁し、バイパス弁体１３を閉弁することにより、図１に破線矢印で示すように、ガス導入口１０から並列通路７、連結通路９及びクーラ通路５を経由してクーラ通路５の第１通路端５ａまでの間でＵターンするように流れるようになっている。一方、ガス導入口１０に導入されたＥＧＲガスは、バイパスバルブ４のクーラ弁体１２を閉弁し、バイパス弁体１３を開弁することにより、図１に実線（太線）矢印で示すように、ガス導入口１０からバイパス通路３を経由して並列通路７の第１通路端７ａまでの間で直線的に流れるようになっている。また、バイパスバルブ４の出口側には、出口パイプ５１が接続されるようになっている。図１に示すように、出口パイプ５１は、バイパスバルブ４のクーラ流路１７、バイパス流路１８から流れ出るＥＧＲガスを集合させてＥＧＲ通路の下流側へ流すようになっている。

【0027】

図４に、バイパスバルブ４の詳しい構成の一例を断面図により示す。図４に示すように、バイパスバルブ４は、ＥＧＲクーラ２を通過するＥＧＲガスのクーラ流量と、バイパス通路３を通過するＥＧＲガスのバイパス流量とを同時に調節するようになっている。このバイパスバルブ４は、直列二弁タイプであって、主要な構成要素として、前述したハウジング１１、クーラ弁体１２、バイパス弁体１３及び弁軸１４の他に、減速機構１５及びＤＣモータ１６を備える。ハウジング１１は、クーラ流路１７及びバイパス流路１８を含むアルミ製の本体ハウジング１９と、本体ハウジング１９の開口端を閉鎖する合成樹脂製のエンドフレーム２０とを含む。二つの弁体１２，１３、弁軸１４及びＤＣモータ１６は、本体ハウジング１９に設けられる。減速機構１５は、本体ハウジング１９とエンドフレーム２０との間に設けられる。

【0028】

本体ハウジング１９は、クーラ流路１７、バイパス流路１８及び隔壁２１を含む。クーラ流路１７には、クーラ弁体１２が配置され、バイパス流路１８には、バイパス弁体１３が配置される。弁軸１４は、本体ハウジング１９にて、二つの軸受２２，２３を介して回転可能に支持される。クーラ弁体１２とバイパス弁体１３は、互いに位相を所定角度ずらした状態で弁軸１４上に固定される。従って、弁軸１４を一方向へ回転させることにより、クーラ弁体１２が開方向へ回動すると共にバイパス弁体１３が閉方向へ回動する。一方、弁軸１４を逆方向へ回転させることにより、クーラ弁体１２が閉方向へ回動すると共にバイパス弁体１３が開方向へ回動する。図４は、クーラ弁体１２が全閉でバイパス弁体１３が全開の状態を示す。

【0029】

図４に示すように、弁軸１４は、その両端に第１軸端部１４ａと第２軸端部１４ｂを含む。二つの弁体１２，１３は、第１軸端部１４ａと第２軸端部１４ｂとの間にて弁軸１４上に固定される。クーラ流路１７及びクーラ弁体１２は、第１軸端部１４ａに隣接して配置され、バイパス流路１８及びバイパス弁体１３は、第２軸端部１４ｂに隣接して配置される。ここで、第１軸端部１４ａは、クーラ弁体１２より外側（弁軸１４の一端側）の全範囲を含み、第２軸端部１４ｂは、バイパス弁体１３より外側（弁軸１４の他端側）の全範囲を含むと定義することができる。本体ハウジング１９と第１軸端部１４ａとの間には、第１軸受２２が設けられる。一方、本体ハウジング１９と第２軸端部１４ｂとの間には、第２軸受２３が設けられる。また、本体ハウジング１９には、第２軸端部１４ｂの先端に対応して、弁軸１４の軸方向への位置ずれを防止するためのリテーナ２５が設けられる。このリテーナ２５と第２軸端部１４ｂとの間には、弁軸１４を回転方向へ付勢するためのスプリング（図示略）が設けられる。更に、クーラ弁体１２と第１軸受２２との間にて、第１軸受２２のクーラ弁体１２に近い側面には、その側面に隣接して、第１軸端部１４ａと本体ハウジング１９との間をシールするための第１シール部材２６が設けられる。また、バイパス弁体１３と第２軸受２３との間にて、第２軸受２３のバイパス弁体１３に近い側面には、その側面に隣接して、第２軸端部１４ｂと本体ハウジング１９との間をシールするための第２シール部材２７が設けられる。両シール部材２６，２７は、樹脂又はゴムを要素として構成される。これらシール部材２６，２７として、例えば、「ＰＴＦＥシール」を採用することができる。第１シール部材２６は、クーラ流路１７から第１軸端部１４ａと本体ハウジング１９との間への異物や水分の侵入を防止するようになっている。第２シール部材２７は、バイパス流路１８から第２軸端部１４ｂと本体ハウジング１９との間への異物や水分の侵入を防止するようになっている。

【0030】

図４において、エンドフレーム２０は、本体ハウジング１９に対し複数のクリップ（図示略）により着脱可能に固定される。エンドフレーム２０の内側には、第１軸端部１４ａの先端に対応して配置され、各弁体１２，１３の開度（バルブ開度）を検出するための開度センサ３１が設けられる。この開度センサ３１は、ホールＩＣ等により構成され、弁軸１４の回転角度をバルブ開度として検出するように構成される。第１軸端部１４ａの先端には、被動ギヤである弁ギヤ３２が固定される。弁ギヤ３２は、樹脂より形成される。ここで、弁ギヤ３２の中心には、金属製のレバー２８がインサート成形により一体に設けられる。レバー２８の中心には、中心孔２８ａが形成される。第１軸端部１４ａの先端が、この中心孔２８ａに嵌め入れられて溶接される。すなわち、第１軸端部１４ａの先端がレバー２８を介して弁ギヤ３２に連結され、弁ギヤ３２と一体回転可能に構成される。また、弁ギヤ３２と本体ハウジング１９との間には、各弁体１２，１３を閉方向又は開方向へ付勢するためのリターンスプリング３３が設けられる。弁ギヤ３２の表側には、凹部３２ａが形成される。この凹部３２ａには、磁石３４が収容される。この磁石３４は、板ばねよりなる押さえ板３５により固定される。従って、弁ギヤ３２が、各弁体１２，１３及び弁軸１４と一体に回転することにより、磁石３４の磁界が変化し、その磁界の変化を開度センサ３１がバルブ開度として検出するようになっている。

【0031】

この実施形態で、ＤＣモータ１６は、本体ハウジング１９に形成された凹部１９ａに収容され、その両端が留め材３６と板ばね３７を介して本体ハウジング１９に固定される。図４に示すように、ＤＣモータ１６は、各弁体１２，１３を開閉駆動するために、減速機構１５を介して弁軸１４に駆動連結される。ＤＣモータ１６の出力軸１６ａ上には、モータギヤ３８が固定される。モータギヤ３８は、中間ギヤ３９を介して弁ギヤ３２に駆動連結される。中間ギヤ３９は、大径ギヤ３９ａと小径ギヤ３９ｂを含む二段ギヤであり、ピンシャフト４０を介して本体ハウジング１９に回転可能に支持される。大径ギヤ３９ａには、モータギヤ３８が連結され、小径ギヤ３９ｂには、弁ギヤ３２が連結される。この実施形態では、減速機構１５を構成する弁ギヤ３２と中間ギヤ３９が、軽量化のために樹脂より形成される。

【0032】

上記したように、このバイパスバルブ４は、弁軸１４を回転させて各弁体１２，１３を開閉させることにより、各流路１７，１８におけるＥＧＲガスの流量を制御するように構成される。従って、例えば、クーラ弁体１２の全閉状態及びバイパス弁体１３の全開状態から、ＤＣモータ１６が通電により作動し、モータギヤ３８が一方向へ回転することにより、その回転が中間ギヤ３９により減速されて弁ギヤ３２に伝達される。これにより、弁軸１４及び各弁体１２，１３が、リターンスプリング３３の付勢力に抗して回動され、クーラ流路１７が開かれ、バイパス流路１８が閉じられる。また、各弁体１２，１３をある開度に保持するために、ＤＣモータ１６に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギヤ３８、中間ギヤ３９及び弁ギヤ３２を介し保持力として弁軸１４及び各弁体１２，１３に伝達される。この保持力がリターンスプリング３３の付勢力に均衡することにより、各弁体１２，１３がそれぞれある中間開度に保持される。また、図４に示すように、クーラ弁体１２が全閉位置に配置されたときは、バイパス弁体１３が全開位置に配置され、ＥＧＲクーラを迂回した冷却されないＥＧＲガスがバイパス通路３及びバイパス流路１８を流れる。また、クーラ弁体１２が全開位置に配置されたときは、バイパス弁体１３が全閉位置に配置され、ＥＧＲクーラ２で冷却されたＥＧＲガスがクーラ通路５及びクーラ流路１７を流れる。この実施形態で、両弁体１２，１３はそれぞれ全閉位置と全開位置に切り替え配置されると共に、全閉位置と全開位置との間の任意の中間開度に配置可能となっている。このように両弁体１２，１３の開度を制御することにより、クーラ流路１７を通過するクーラ流量とバイパス流路１８を通過するバイパス流量をそれぞれ調節し、それらを合流させたＥＧＲガスの温度を任意に制御できるようになっている。

【0033】

ここで、弁軸１４の第１軸端部１４ａは、弁ギヤ３２等を含む減速機構１５を介してＤＣモータ１６に駆動連結される。また、弁ギヤ３２には、バルブ開度を検出するための開度センサ３１に対応する磁石３４が固定される。そのため、第１軸端部１４ａの回転を精密（リジッド）に支持する必要がある。また、各シール部材２６，２７は樹脂又はゴムを要素として構成されることから、各流路１７，１８を流れるＥＧＲガスによる熱害から各シール部材２６，２７を保護する必要がある。特に、バイパス流路１８には、ＥＧＲクーラで冷却されない高温（「７２０℃」前後）のＥＧＲガスが流れることから、第２シール部材２７の熱害が特に問題となる。同様に、樹脂製の弁ギヤ３２もＥＧＲガスによる熱害から保護する必要がある。そこで、この実施形態のバイパスバルブ４は、上記課題に対処するために、次のような技術的特徴を備える。

【0034】

この実施形態では、クーラ流路１７及びクーラ弁体１２が、第１軸端部１４ａに隣接して配置され、バイパス流路１８及びバイパス弁体１３が、第２軸端部１４ｂに隣接して配置される。また、第１軸受２２が、第１軸端部１４ａの回転を精密に支持するために、高い精度と耐熱性を確保できる転がり軸受（ボールベアリング）により構成される。ここで、転がり軸受は、第１軸端部１４ａに伝わる熱を本体ハウジング１９へ逃がすことはできるが、その伝熱性は滑り軸受に比べて小さい。一方、第２軸受２３が、第２軸端部１４ｂから本体ハウジング１９への放熱を促進するために滑り軸受により構成される。第２軸端部１４ｂには、バイパス流路１８を流れる高温のＥＧＲガスの熱が伝わるので、その熱を本体ハウジング１９へ円滑に逃がすために滑り軸受が採用される。加えて、第２軸受２３の近傍にて本体ハウジング１９には、冷却水が流れる冷却水通路１９ｂが形成される。この冷却水通路１９ｂを流れる冷却水によって、第２軸受２３及び第２軸端部１４ｂを冷却するようになっている。

【0035】

以上説明したこの実施形態のＥＧＲクーラシステム１の構成によれば、バイパスバルブ４において、弁軸１４の第１軸端部１４ａと第２軸端部１４ｂが、それぞれ第１軸受２２と第２軸受２３を介して本体ハウジング１９に回転可能に支持される。また、弁軸１４を回転させるために、第１軸端部１４ａの先端が弁ギヤ３２を含む減速機構１５を介してＤＣモータ１６に駆動連結される。そして、弁軸１４を減速機構１５等により回転させて各弁体１２，１３を開閉させることにより、各流路１７，１８におけるＥＧＲガス流量が調節され、バイパスバルブ４から流れ出る、すなわち出口パイプ５１から流れ出るＥＧＲガスの温度が調節される。

【0036】

ここで、バイパスバルブ４の本体ハウジング１９において、ＥＧＲクーラ２（クーラ通路５及び熱交換器６）を流れて冷却されたＥＧＲガスがクーラ流路１７を通過し、バイパス通路３を流れて冷却されないＥＧＲガスがバイパス流路１８を通過する。そして、クーラ流路１７及びクーラ弁体１２が第１軸端部１４ａに隣接して配置され、バイパス流路１８及びバイパス弁体１３が第２軸端部１４ｂに隣接して配置される。従って、クーラ流路１７を流れるＥＧＲガスからクーラ弁体１２及び第１軸端部１４ａへ伝わる熱量が、バイパス流路１８を流れるＥＧＲガスからバイパス弁体１３及び第２軸端部１４ｂへ伝わる熱量よりも少なくなり、第１軸端部１４ａの温度が相対的に低くなり、第１軸端部１４ａ及び第１シール部材２６の過熱が抑えられる。このため、ＥＧＲガスによる熱害に対し第１シール部材２６の熱劣化を抑えることができ、第１シール部材２６の耐熱性を確保することができる。換言すると、第１シール部材２６をＥＧＲガスの熱害から保護することができる。また、第１軸端部１４ａの先端に減速機構１５を構成する樹脂製の弁ギヤ３２が固定され、その第１軸端部１４ａを支持する第１軸受２２が転がり軸受により構成される。従って、弁ギヤ３２と共に第１軸端部１４ａの回転が第１軸受２２により精密に支持される。このため、弁軸１４の減速機構１５に対する精密かつ安定的な駆動連結を確保することができる。また、弁ギヤ３２と中間ギヤ３９との噛み合いを円滑にして両ギヤ３２，３９の摩耗を抑制することができる。更に、弁軸１４を精密かつ安定的に回転させることができるので、弁ギヤ３２と一体に回転する磁石３４の磁界変化を開度センサ３１によって正確に検出することができ、高い検出精度を確保することができる。更に、第２軸端部１４ｂを支持する第２軸受２３が、放熱性の良好な滑り軸受により構成される。従って、第２軸端部１４ｂから本体ハウジング１９へ逃げる熱量が多くなり、第２軸端部１４ｂの温度が低くなり、第２軸端部１４ｂ及び第２シール部材２７の過熱が抑えられる。このため、ＥＧＲガスによる熱害に対し第２シール部材２７の熱劣化を抑えることができ、第２シール部材２７の耐熱性を確保することができる。換言すると、第２シール部材２７をＥＧＲガスの熱害から保護することができる。

【0037】

この実施形態の構成によれば、第２軸受２３の近傍に冷却水通路１９ｂが設けられるので、第２軸受２３から本体ハウジング１９へ逃げる熱が冷却水通路１９ｂの冷却水へ逃がされる。この意味で、第２軸端部１４ｂを効果的に冷却することができ、第２シール部材２７の熱劣化をより効果的に抑えることができる。

【0038】

また、この実施形態の構成によれば、並列通路７の第１通路端７ａの近傍にＥＧＲガスを導入するガス導入口１０が設けられ、ガス導入口１０から第１通路端７ａまでの間でバイパス通路３が構成され、ガス導入口１０からクーラ通路５の第１通路端５ａまでの間でＥＧＲガスがＵターンするように流れる。また、互いに隣接して配置されるクーラ通路５の第１通路端５ａと並列通路７の第１通路端７ａに、それぞれバイパスバルブ４のクーラ流路１７とバイパス流路１８が接続される。従って、ＥＧＲガスを導入するガス導入口１０と、ＥＧＲガスを導出するバイパスバルブ４とが、ＥＧＲクーラ２の長手方向における同一端側に配置されて互いに近付けられる。このため、Ｕフロー型ＥＧＲクーラとＵフロー用バイパスバルブを備えたＥＧＲクーラシステムに対するのと同等のＥＧＲ通路の配管レイアウトを、このＥＧＲクーラシステム１に対して採用することができる。すなわち、このＥＧＲクーラシステム１では、ＥＧＲクーラ２に対するＥＧＲガスの流入と排出が、ＥＧＲクーラ２の長手方向における同一端側（図１、図２に示すＥＧＲクーラ２の左側）にて、バイパスバルブ４と並列通路７を介して行われる。また、並列通路７の側方からＥＧＲ通路５０の上流側が接続されるので、ＥＧＲ通路５０の配管がバイパスバルブ４に近付けられる。このため、ＥＧＲ通路５０の配管レイアウトをバイパスバルブ４とその近傍に集約させることができる。この結果、車両の狭いエンコパの中で、ＥＧＲ装置全体をエンジンに対しコンパクトに装備することができるようになる。

【0039】

＜第２実施形態＞
次に、ＥＧＲクーラシステムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

【0040】

なお、以下の説明において前記第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

【0041】

図５に、ＥＧＲクーラシステム１を図１に準ずる平面図により示す。図６に、ＥＧＲクーラシステム１を図２に準ず正面図により示す。図７に、ＥＧＲクーラシステム１を図３に準ずる左側面図により示す。この実施形態では、並列通路７に設けられるガス導入口１０に対する配管の点で第１実施形態と構成が異なる。すなわち、図５〜図７に示すように、ガス導入口１０には、並列通路７からバイパスバルブ４の側へ屈曲して延びる屈曲通路４６が設けられる。屈曲通路４６の一端側は、クーラフランジ８から上方へ突出したブラケット４７に固定される。このブラケット４７には、取付板４８及びボルト４９を介してＥＧＲ通路５０の上流側が接続されるようになっている。この実施形態におけるＥＧＲクーラシステム１のその他の構成は、第１実施形態のそれと同じである。

【0042】

従って、この実施形態の構成によれば、屈曲通路４６がバイパスバルブ４の側へ屈曲して延びるので、ＥＧＲ通路５０の上流側配管と下流側配管（出口パイプ５１を含む。）の両方が、バイパスバルブ４に近付けられる。特に、ＥＧＲ通路５０の上流側配管が、第１実施形態よりもバイパスバルブ４に近付けられる。このため、ＥＧＲ通路５０の配管レイアウトをバイパスバルブ４に集約させることができる。この結果、車両の狭いエンコパの中で、ＥＧＲ装置全体をエンジンに対しコンパクトに装備することができるようになる。この実施形態におけるその他の作用及び効果は、第１実施形態のそれと同じである。

【0043】

なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

【0044】

（１）前記各実施形態では、図１、図５において、正面側に並列通路７を配置し、背面側にＥＧＲクーラ２を配置したが、これら並列通路とＥＧＲクーラの配置を入れ替えることもできる。

【0045】

（２）前記各実施形態では、図１、図５において、左側にバイパスバルブ４を配置し、右側に連結通路９を配置したが、これらバイパスバルブと連結通路の配置を入れ替えることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

この開示技術は、エンジンに設けられるＥＧＲ装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ ＥＧＲクーラシステム
２ ＥＧＲクーラ
３ バイパス通路
４ バイパスバルブ
５ クーラ通路
５ａ 第１通路端
５ｂ 第２通路端
６ 熱交換器（熱交換手段）
７ 並列通路
７ａ 第１通路端
７ｂ 第２通路端
９ 連結通路
１０ ガス導入口
１１ ハウジング
１２ クーラ弁体
１３ バイパス弁体
１４ 弁軸
１４ａ 第１軸端部
１４ｂ 第２軸端部
１６ ＤＣモータ
１７ クーラ流路
１８ バイパス流路
２１ 隔壁
２２ 第１軸受
２３ 第２軸受
４５ 管継手
４６ 屈曲通路
５０ ＥＧＲ通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】