JP2007155029A - 切替バルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のエンジンで使用されるＥＧＲクーラーの通路切り替えバルブにおいて、小型化することができるものを提供することを目的とする。
【解決手段】切替バルブ１は、軸２０とともに回動する弁体１０を備える。弁体１０は、クーラー通路３２と吸入通路５０とを連通させる第１位置１０ｘと、バイパス通路３４と吸入通路５０とを連通させる第２位置１０ｙとの間を回動可能である。弁体１０は、隔壁３６との間の隙間を微小とする第１縁部１０ａおよび第２縁部１０ｂを含む隔壁近接部１０ｓと、ハウジング８と面をもって接触するか、またはこれとの間の隙間を微小とする第３縁部１０ｃとを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、切替バルブ構造に関する。

車両の動力源等に用いられるエンジンにおいて、ＮＯｘの発生を低減するために様々な技術が知られている。その一つは、不活性ガスである排気ガスの一部を吸気系統に循環させ、吸入混合気に混入させることにより最高燃焼温度を下げ、ＮＯｘの発生を低減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置である。
ＥＧＲ装置による排気ガスの循環効率を高めるために、循環経路において排気ガスを冷却して体積を小さくするＥＧＲクーラーが設けられるが、エンジンに吸入される気体の温度が低すぎないことが好ましい場合（たとえば、寒冷地におけるエンジン始動直後等）もある。このため、ＥＧＲクーラーを通って冷却された排気ガスと、ＥＧＲクーラーをバイパスし、よって冷却されない排気ガスとを、選択的に吸気系統に循環させる、ＥＧＲクーラー通路切替バルブが必要となる。

このようなＥＧＲクーラー通路切替バルブの例は、特許文献１に開示される。
図７は、特許文献１に記載される切替バルブ１０１の構成を示す図である。回動可能な軸１２０に弁体１１０が取り付けられている。弁体１１０が軸１２０に固定され、第１位置１１０ｘと第２位置１１０ｙとの間を回動して、切替バルブ１０１の入口１０６と、平行する通路の第１出口１３２および第２出口１３４の一方のみとを選択的に連通させる。

特開２００４−１９０６９３号公報

また、この他に、図８に示す構造の切替バルブ２０１も知られている。クーラー２３２ｂが配置されたクーラー通路２３２が、直線上に配置された入口通路２０２および出口通路２０６から垂直に分岐し、往復する構成となっており、これによってクーラー通路２３２の流体抵抗をバイパス通路２３４よりも高くしたものである。このような構成においては、通路の切り替えは、弁体２１０の回動によってバイパス通路２３４を開閉することによって行う。
バイパス通路２３４が閉じられている場合、すなわち弁体２１０が第１位置２１０ｘにある場合、排気ガスはクーラー通路２３２を流れる。バイパス通路２３４が開かれている場合、すなわち弁体２１０が第２位置２１０ｙにある場合、排気ガスは流体抵抗の小さいバイパス通路２３４を流れる。

しかしながら、従来のクーラー通路切替バルブにおいては、小型化が困難であるという問題があった。
たとえば、図７の切替バルブ１０１は、弁体１１０の回動範囲として、第１出口１３２側に長さ１０１ａ×幅１３２ａの空間を、第２出口１３４側に長さ１０１ａ×幅１３４ａの空間を、それぞれ独立して確保する必要があり、小型化が困難である。
また、たとえば、図８の切替バルブ２０１は、クーラー通路２３２が垂直に分岐し、往復する構成であるため、その配管のために大きなスペースが必要となり、小型化が困難である。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、小型化することができる切替バルブを提供することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、この発明に係る切替バルブ構造は、流体の通路において使用される、切替バルブ構造であって、内部を外部から隔絶するハウジングと、ハウジングに設けられ、外部の第１通路に連結される第１選択開口と、ハウジングに設けられ、外部の第２通路に連結される第２選択開口と、ハウジングに設けられ、第１選択開口および第２選択開口とは異なる常用開口と、少なくとも第１選択開口および第２選択開口の近傍において、外部の第１通路と外部の第２通路とを区画する隔壁と、回動自在な弁体とを備え、弁体は、回動の第１位置において、第１選択開口と常用開口とを連通させるとともに、第２選択通路と常用開口との間を遮断し、弁体は、回動の第２位置において、第２選択通路と常用開口とを連通させるとともに、第１選択通路と常用開口との間を遮断し、弁体は回転軸を挟んで弁翼部と隔壁近接部とから成り、隔壁近接部には屈曲部が設けられており、隔壁近接部は、第１位置において隔壁との距離が最も近くなる第１縁部と、第２位置において隔壁との距離が最も近くなる第２縁部とを備えることを特徴とする。
この切替バルブ構造は、弁体が第１位置にあるか第２位置にあるかにかかわらず隔壁と弁体との間の隙間を微小とする、隔壁近接部を備える。

第１選択開口の形状と、第２選択開口の形状とは異なることを特徴としてもよい。
第１選択開口の開口面積と、第２選択開口の開口面積とは異なることを特徴としてもよい。
外部の第１通路および外部の第２通路は、少なくともそれぞれ第１選択開口および第２選択開口の近傍において平行であることを特徴としてもよい。
第１選択開口および第２選択開口の近傍における第１通路および第２通路の方向に垂直な断面において、常用開口が投影された領域の重心は、隔壁が投影された領域の重心とは一致しないことを特徴としてもよい。
弁体は、単一の平面状の部材を、単一の直線に沿って折り曲げた形状であることを特徴としてもよい。
隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、部分円筒部は、第１縁部および第２縁部を含むとともに、弁体が第１位置と第２位置との中間位置にあるとき、隔壁と弁体との間の隙間を微小とすることを特徴としてもよい。
隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、部分円筒部は、第１縁部および第２縁部を含むとともに、弁体が第１位置と第２位置との中間位置にあるとき、隔壁と弁体との間の隙間の幅を０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内とすることを特徴としてもよい。
隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、部分円筒部は、第１縁部および第２縁部を含むとともに、弁体が第１位置と第２位置との中間位置にあるとき、隔壁と弁体との間の隙間の面積を０．１ｍｍ^２〜５０ｍｍ^２の範囲内とすることを特徴としてもよい。

この発明によれば、切替バルブ構造は、隔壁近接部の回動範囲を小さくすることができるので、小型化することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜図５に、この発明の実施の形態１に係るＥＧＲクーラー通路切替バルブである、切替バルブ１を含む切替バルブ構造を示す。
図１に断面図として示すように、切替バルブ１は、ＥＧＲクーラー通路３０と、図示しないエンジンの空気吸入管に連結された吸入通路５０とを連結するものである。
図１および図５に示すように、ＥＧＲクーラー通路３０は、外壁３８と、内部を２つの通路に区画する隔壁３６とを備える。この通路のうち第１通路がクーラー通路３２であり、第２通路がバイパス通路３４である。クーラー通路３２は、排気ガスを冷却するためのクーラー３２ｂを備えるが、バイパス通路３４はこのようなクーラーを備えない。また、クーラー通路３２の断面積は、バイパス通路３４の断面積よりも大きい。

本実施の形態１に係る切替バルブ１は、金属で構成されるハウジング８を備え、これによって、クーラー通路３２およびバイパス通路３４に連通する内部が外部から隔絶される。このハウジング８には、クーラー通路３２の出口３２ａに連結される第１選択開口であるクーラー側バルブ入口２と、バイパス通路３４の出口３４ａに連結される第２選択開口であるバイパス側バルブ入口４と、出口通路である吸入通路５０の入口５０ａに連結される、常用開口であるバルブ出口６とが設けられる。
クーラー通路３２とバイパス通路３４とは、少なくともそれぞれクーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４の近傍において平行である。
また、吸入通路５０にはＥＧＲ流量制御バルブ（図示せず）が設けられ、バルブ出口６および吸入通路５０の入口５０ａを通って流れる排気ガスの量を制御する。

クーラー側バルブ入口２の開口面積は、バイパス側バルブ入口４の開口面積よりも大きい。また、図１からわかるように、クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４の近傍におけるクーラー通路３２およびバイパス通路３４の方向に垂直な断面において、バルブ出口６が投影された領域の重心は、クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４の近傍における隔壁３６が投影された領域の重心とは一致せず、また、これらが投影された領域は互いに重ならない。

また、切替バルブ１はその内部に軸受部材２４を備え、この軸受部材２４に嵌合して、回動可能に軸２０が設けられる。
軸２０には、弁体１０が固定され、弁体１０は軸２０とともに回動する。この弁体１０は金属で構成されており、単一の平面状の部材である平板を、軸２０の中心軸線と平行な直線に沿って折り曲げた形状となっている。

図２は、図１における軸２０周辺の拡大図を示す。弁体１０は、第１平板部１０ｍと、軸２０に固定される第２平板部１０ｎと、これらを接続する屈曲部１０ｒとを含む。第２平板部１０ｎのうち、軸２０の中央軸線に関して屈曲部１０ｒ側の部分が連結部１０ｐであり、反対側の部分が弁翼部１０ｑである。また、弁体１０のうち軸２０の中央軸線を基準として弁翼部１０ｑと反対側の部分を隔壁近接部１０ｓとする。すなわち、弁体１０は、第１平板部１０ｍと第２平板部１０ｎと屈曲部１０ｒとによって構成されるものであり、また、軸２０の中央軸線を基準として分けられる隔壁近接部１０ｓと弁翼部１０ｑとによって構成されるものでもある。このように、弁体１０は回転軸を挟んで弁翼部１０ｑと隔壁近接部１０ｓとから成り、隔壁近接部１０ｓには屈曲部が設けられている。
この弁体１０は、弁翼部１０ｑが軸２０に関してバルブ出口６側で回動する向きをもって、ねじ２２によって軸２０に取り付けられる。

弁体１０が回動する範囲は、図１に実線で示す位置および図３に示す第１位置１０ｘと、図１に２点鎖線で示す位置および図４に示す第２位置１０ｙとによって画定される。
第１位置１０ｘは、弁体１０の一部を受け止めるように構成されるハウジング８のテーパ部８ｂ（図１参照）によって規定され、弁体１０がそれ以上テーパ部８ｂ側に回動できなくなる位置である。
第２位置１０ｙは、図３に示すアクチュエータ６０の内部ストッパによって規定されるが、アクチュエータ６０については後述する。この第２位置１０ｙは、弁体１０がそれ以上テーパ部８ｂと反対側に回動できなくなる位置である。

図２に示すように、隔壁３６は、軸２０の中心軸線と平行に軸２０に近接する直線状部分である、隔壁縁部３６ａを備える。この隔壁縁部３６ａは、軸２０の中心軸線に垂直な断面において、軸２０の中心軸線に最も近い隔壁３６上の点の集合である。
弁体１０は、屈曲部１０ｒに、その回動状態に応じて隔壁縁部３６ａと平行に近接する直線部分である、第１縁部１０ａを備える。ここで、第１縁部１０ａは、軸２０の中心軸線に垂直な断面において、隔壁縁部３６ａに最も近い屈曲部１０ｒ上の点の集合、すなわち、軸２０の中心軸線から最も遠い屈曲部１０ｒ上の点の集合となる。

また、弁体１０は、第１平板部１０ｍの端部に、その回動状態に応じて隔壁縁部３６ａと平行に近接する直線状部分である、第２縁部１０ｂを備える。
さらに、弁体１０は、弁翼部１０ｑ上に、第３縁部１０ｃを備える。この第３縁部１０ｃは直線状ではなく、図３および図４に示すように円弧状の部分を含むとともに、その両端が軸２０に達する構造となっている。

図１および図２に示すように、弁体１０が第１位置１０ｘにあるとき、弁体１０の弁翼部１０ｑの一部は、ハウジング８のテーパ部８ｂと面をもって接触する。また、このとき、第１縁部１０ａは隔壁縁部３６ａにもっとも接近する。すなわち、弁体１０の第１縁部１０ａと隔壁縁部３６ａとの間の開口面積が最小となる。このとき、隔壁縁部３６ａと弁体１０とは接触せず、互いの間に隙間を有する状態となるが、この隙間は、切替バルブ１が使用される状況において微小となるものである。

ここで、本明細書において「隙間が微小である」と称する状態を定義する。
排気ガスが、ある程度より小面積あるいはある程度より狭間隔の隙間を通過すると、排気ガス中に含まれる粒子状物質がその隙間に堆積してタール状となり、周辺の部材の固着を起こす場合がある。
また、隙間を挟んで、一方に冷却されていない流体が、他方に冷却された流体が存在する場合、その隙間を介して流体の混合が発生し、温度差が小さくなる。この隙間がある程度より大面積になると、この混合によって生じる流体の温度変化が無視できなくなる。これはたとえば冷却効率の低下等を起こし得る。
本明細書において「隙間が微小である」とは、隙間の面積および形状が、上記のような固着を起こす隙間よりは大きく、かつ、上記のような無視できない温度変化を起こす隙間よりは小さい状態を意味する。なお、固着および混合による温度変化が発生する程度は、流体圧や流量等の状況によって影響を受ける可能性があるので、「隙間が微小である」状態に相当する隙間の面積および形状は、その構造のみによって定まるものではなく、周囲の状況にも依存して定まるものである。
なお、この「隙間が微小である」という状態は、流体の挙動にかかわらず、次のように数値を用いて定義されるものであってもよい。たとえば、隔壁近接部１０ｓと隔壁縁部３６ａとの間の隙間が微小である状態において、図２に示される隔壁近接部１０ｓと隔壁縁部３６ａとの距離、すなわち隙間の幅は０．７ｍｍである。この幅は０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内であってもよく、また、この隙間の面積は０．１ｍｍ^２〜５０ｍｍ^２の範囲内であってもよい。

弁体１０が第２位置１０ｙにあるとき、第２縁部１０ｂは隔壁縁部３６ａにもっとも接近する。すなわち、弁体１０の第２縁部１０ｂと隔壁縁部３６ａとの間の開口面積が最小となる。このとき、隔壁縁部３６ａと弁体１０との間の隙間は、切替バルブ１が使用される状況において微小となる。
また、図１および図４に示すように、ハウジング８には、弁体１０が第２位置１０ｙにあるときに第３縁部１０ｃと並行する形状となるように、通路縮小部８ａが形成されている。これによって、弁体１０が第２位置１０ｙにあるとき、図４に示すように、弁体１０の第３縁部１０ｃと、ハウジング８の通路縮小部８ａとの間の、Ｕ字形状の細長い隙間１６の開口面積が最小となる。このとき、隙間１６は、切替バルブ１が使用される状況において微小となる。

図３に示すように、切替バルブ１には、軸２０に、リンク機構を構成するプレート６３および出力ロッド６１を介して取り付けられてこれを回動させる、アクチュエータ６０が設けられる（図４ではこれを省略する）。アクチュエータ６０は、その内部に図示しないダイヤフラムを有し、このダイヤフラムが出力ロッド６１に連結されている。また、ダイヤフラムはばね部材によって出力ロッド６１側に附勢されている。
アクチュエータ６０が作動していない状態では、ばね部材によって出力ロッド６１が図３の矢印Ａの方向に附勢され、このとき弁体１０は第１位置１０ｘに保持される。
アクチュエータ６０は、外部から負圧が与えられることによって作動する。この状態では、ダイヤフラムがばね部材の附勢に打ち勝って出力ロッド６１をアクチュエータ６０側（矢印Ａと反対方向）に引き寄せる。この際の出力ロッド６１の直線運動が、プレート６３を含むリンク機構によって軸２０の回転運動に変換され、軸２０が回動する。
アクチュエータ６０は、このダイヤフラムのストロークを制限する内部ストッパを備えており、この内部ストッパによって出力ロッド６１のアクチュエータ６０側への移動が所定位置で止められる。この位置に対応して、弁体１０は第２位置１０ｙに位置する。アクチュエータ６０が作動している間、弁体１０は第２位置１０ｙに保持される。

次に、上記のように構成される切替バルブ１を含む切替バルブ構造の動作を説明する。
まず、アクチュエータ６０が作動していない状態では、弁体１０は第１位置１０ｘに保持される。このとき、図１に示すように、クーラー通路３２の出口３２ａ、クーラー側バルブ入口２、バルブ出口６、および吸入通路５０の入口５０ａが連通し、冷却された排気ガスがクーラー通路３２から吸入通路５０へと流れる。

このとき、図１に示すように弁翼部１０ｑの一部がテーパ部８ｂと面をもって接触し、かつ、図２に示すように弁体１０と隔壁縁部３６ａとの間の隙間は微小となる。すなわち、バイパス側バルブ入口４とバルブ出口６とは遮断され、クーラー側バルブ入口２とバイパス側バルブ入口４との間の隙間が微小となる。このため、第１縁部１０ａと隔壁縁部３６ａとの固着は発生せず、また、バイパス通路３４から吸入通路５０へと流れる、冷却されない排気ガスの流量は無視できる程度となる。

次に、アクチュエータ６０が作動している状態では、軸２０が回動し、弁体１０が第２位置１０ｙに保持される。このとき、図１に示すように、バイパス通路３４の出口３４ａ、バイパス側バルブ入口４、バルブ出口６、および吸入通路５０の入口５０ａが連通し、冷却されない排気ガスがバイパス通路３４から吸入通路５０へと流れる。

このとき、図１および図４に示すように第３縁部１０ｃと通路縮小部８ａとの間の隙間は微小となり、かつ、図２に示すように第２縁部１０ｂと隔壁縁部３６ａとの間の隙間は微小となる。すなわち、クーラー側バルブ入口２とバルブ出口６との隙間、および、クーラー側バルブ入口２とバイパス側バルブ入口４との隙間がそれぞれ微小となる。このため、第３縁部１０ｃと通路縮小部８ａとの固着、および、第２縁部１０ｂと隔壁縁部３６ａとの固着は発生せず、また、クーラー通路３２から吸入通路５０へと流れる、冷却された排気ガスの流量は無視できる程度となる。

切替バルブ１はこのように動作するので、クーラー側バルブ入口２とバルブ出口６との連通状態、および、バイパス側バルブ入口４とバルブ出口６との連通状態が制御されて、このうち一方のみが連通し、他方はその流量が無視できる程度となる。

また、弁体１０は図１に示すように回動するので、隔壁近接部１０ｓの回動範囲に相当する空間、すなわち図１における隔壁近接部回動空間１４は、軸２０と隔壁縁部３６ａとの位置関係によって定まるものであり、切替バルブ１全体の寸法、クーラー側バルブ入口２の開口面積、バイパス側バルブ入口４の開口面積、および、バルブ出口６の開口面積には影響されない。このため、隔壁近接部１０ｓの回動範囲は、これらの寸法とは独立して設計すればよいものである。
さらに、弁翼部１０ｑの回動範囲に相当する空間、すなわち図１における弁翼部回動空間１２は、弁体１０が第１位置１０ｘにあるか、第２位置１０ｙにあるかにかかわらず、常に排気ガスの通路の一部として利用される。すなわち、弁翼部回動空間１２は、クーラー通路３２用およびバイパス通路３４用に独立して設けられるのではなく、これらの間で共通となる。

このように、実施の形態１に係る切替バルブ１を含む切替バルブ構造においては、隔壁近接部１０ｓの回動範囲を、軸２０と隔壁縁部３６ａとの位置関係のみに応じて設計すればよいので、回動範囲を小さくすることができ、これによって切替バルブ１を小型化することができる。
また、図１のようにクーラー通路３２とバイパス通路３４とが平行となる構成とすることができるので、配管の垂直分岐および往復に必要なスペースを不要とし、これによって切替バルブ１を小型することができる。

また、弁翼部回動空間１２は、弁体１０の位置にかかわらず、常に排気ガスが通過する部分として使用される。このため、図７に示す従来の切替バルブ１０１のように、第１出口１３２に対応する回動空間と、第２出口１３４に対応する回動空間を独立して設ける必要がない。これによって切替バルブ１を小型化することができる。

また、図７に示される従来の切替バルブ１０１では、入口側（入口１０６）の形状と、出口側（第１出口１３２および第２出口１３４）の形状とを、大きく異なったものにはできないという制限がある。これは、弁体１１０の回動範囲において、第１出口１３２（幅１３２ａ）および第２出口１３４（幅１３４ａ）の形状を保ったまま、それぞれの通路を軸１２０の位置まで長さ１０１ａだけ延長する必要があるので、軸１２０の直前に設けられる入口１０６の形状も、これに合わせて設計しなければならないという理由によるものである。
これに対して、実施の形態１に係る切替バルブ１を含む切替バルブ構造では、バルブ出口６および吸入通路５０の形状は、第３縁部１０ｃの回動範囲に合わせて設計されたものであればよいが、この第３縁部１０ｃの回動範囲（すなわち形状および回動角度）は自由に設計することができる。このため、入口側（クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４）の形状と、バルブ出口６の形状とを、異なった形状とすることができ、設計の自由度を高くすることができる。

また、図７に示される従来の切替バルブ１０１では、弁翼部１１０ａおよび弁翼部１１０ｂが互いに同一形状で対称となっているので、切り替えられる２つの通路も同一断面積を有する同一形状にしなければならないという制限がある。
これに対して、実施の形態１に係る切替バルブ１を含む切替バルブ構造では、弁翼部１０ｑの大きさおよび回動範囲は、バルブ出口６の形状に応じて設計されればよく、また隔壁近接部１０ｓは、軸２０と隔壁３６との位置関係に応じて構成されればよい。すなわち、弁体１０、クーラー側バルブ入口２、およびバイパス側バルブ入口４それぞれの形状の間に直接の関連はない。このため、クーラー側バルブ入口２とバイパス側バルブ入口４とは同一形状でなくともよく、図１に示すように異なる形状および異なる断面積とすることができる。

さらに、図７に示される従来の切替バルブ１０１では、排気ガスの流れの方向（第１出口１３２および第２出口１３４におけるもの）からみて、入口１０６は、隔壁１３６を中心とするように設ける必要があり、その位置が制限される。
これに対し、実施の形態１に係る切替バルブ１を含む切替バルブ構造では、バルブ出口６を設ける位置に応じて弁翼部１０ｑの回動範囲を設定すればよいので、バルブ出口６の位置に関する自由度がより高くなる。

また、切替バルブ１は、弁体１０と、隔壁縁部３６ａとの間に、少なくとも微小である隙間を常に有する。すなわち、隔壁縁部３６ａ近傍での摩擦は発生しない。さらに、テーパ部８ｂは弁翼部１０ｑを、その回動方向に対して垂直な構造によって受け止めるものであり、摩擦は発生しない。また、第３縁部１０ｃと通路縮小部８ａとの間にも、少なくとも微小である隙間を常に有し、摩擦は発生しない。このように、切替バルブ１は摩擦を回避するので、部材の磨耗を回避することができる。
また、弁体１０は、一枚の平板を折り曲げることによって形成可能であるので、複雑な構造を形成するための工程を省略することができる。

上述の実施の形態１において、弁体１０の回動範囲は、第１位置１０ｘ側はハウジング８のテーパ部８ｂによって規定されるが、これは軸２０および軸受部材２４の係止構造によって規定されてもよく、弁体１０がハウジング８に接触しない範囲に規定されてもよい。
この場合、第１位置１０ｘにおいて弁翼部１０ｑの一部とハウジング８との間の隙間が微小となるものであればよい。すなわち、第１位置１０ｘにおいて、バイパス側バルブ入口４とバルブ出口６との間を遮断せず、隙間が微小となるものであってもよい。

また逆に、実施の形態１において、第２位置１０ｙ側は軸２０および軸受部材２４の図示されない係止構造によって規定されるが、これは弁体１０がハウジング８に接触して受け止められることによって規定されてもよい。この場合、ハウジング８に、第２位置１０ｙにおいて弁翼部１０ｑを受け止めるテーパ部８ｂと同様の構造が形成されていてもよい。
この場合、第２位置１０ｙにおいて弁翼部１０ｑの一部とハウジング８との間の隙間が微小となるものであればよい。すなわち、第２位置１０ｙにおいて、クーラー側バルブ入口２とバルブ出口６との間の隙間を微小とせず、これらの間を遮断するものであってもよい。

クーラー通路３２とバイパス通路３４とは互いに平行であり、隔壁３６によって区画されているが、これらは平行でなくともよい。その際、隔壁３６は、クーラー通路３２とバイパス通路３４の全長にわたってこれらを区画するものではなく、少なくとも切替バルブ１の近傍、すなわちクーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４の近傍においてこれらを区画するものであればよい。

隔壁縁部３６ａ、第１縁部１０ａ、および第２縁部１０ｂは、第１位置１０ｘおよび第２位置１０ｙにおける隙間を微小とできるものであればよく、上記で説明した形状に限定されない。第３縁部１０ｃおよび通路縮小部８ａについても同様である。
また、第１縁部１０ａおよび第２縁部１０ｂが回動する軌跡は、実施の形態１では同一円周上にあるが、これは同一円周上になくともよく、それぞれ第１位置１０ｘおよび第２位置１０ｙにおいて弁体１０と隔壁縁部３６ａとの間の隙間を微小とするものであればよい。
さらに、隔壁近接部１０ｓの形状は、第１縁部１０ａおよび第２縁部１０ｂに相当する部分を備えるものであれば、実施の形態１のように１つの平板を折り曲げたものでなくともよい。たとえば、隔壁近接部は、第１縁部および第２縁部を備える平板状部材と、この平板状部材の中央と軸２０とを連結する支持部材とによって構成されてもよい。

また、実施の形態１では、第１縁部１０ａが屈曲部１０ｒに位置し、第２縁部１０ｂが第１平板部１０ｍの端部に位置するが、これらはバルブ出口６の位置および屈曲部１０ｒの湾曲方向によって入れ替わってもよい。たとえば、実施の形態１では、排気ガスの流れの方向（クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４におけるもの）からみて、バルブ出口６は、バイパス側バルブ入口４よりもクーラー側バルブ入口２に近く、また、屈曲部１０ｒは、第１平板部１０ｍがクーラー側バルブ入口２側に位置する方向に湾曲している。これとは逆に、排気ガスの流れの方向からみて、バルブ出口６がバイパス側バルブ入口４に近く、第１平板部１０ｍがバイパス側バルブ入口４側に位置する場合、第１縁部１０ａは第１平板部１０ｍの端部に位置し、第２縁部１０ｂは屈曲部１０ｒに位置する。

クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４の形状および開口面積は、それぞれクーラー通路３２およびバイパス通路３４の形状および開口面積と整合していればよい。実施の形態１のようにクーラー側バルブ入口２の開口面積のほうが大きいものであってもよく、逆にバイパス側バルブ入口４の開口面積のほうが大きいものであってもよく、また互いに等しい開口面積であってもよい。

実施の形態１において、切替バルブ１は、２つの入口（クーラー側バルブ入口２およびバイパス側バルブ入口４）のうち選択された一方から流入する排気ガスをバルブ出口６から流出させるものであるが、入口と出口の関係は逆であってもよい。すなわち、バルブ出口６から流入する排気ガスを、２つの入口のうち選択された一方から流出させるものであってもよい。

実施の形態２．
図６を用いて、この発明の実施の形態２に係るＥＧＲクーラー通路切替バルブである、切替バルブ１’を含む切替バルブ構造を説明する。
切替バルブ１’は、実施の形態１に係る切替バルブ１において、第１平板部１０ｍ、すなわち弁体１０の第１縁部１０ａと第２縁部１０ｂとの間の部分を、図６に示す部分円筒部１０’ｚのように変更したものである。部分円筒部１０’ｚは、円筒の一部をなす形状であり、第１縁部１０’ａおよび第２縁部１０’ｂを含み、軸２０と同軸に配置される。弁体１０’は、実施の形態１に係る切替バルブ１と同様に、第１位置１０’ｘと第２位置１０’ｙとの間を回動する。
軸２０には、図示されないアクチュエータ６０’が取り付けられて、軸２０とともに弁体１０’を回動させる。このアクチュエータ６０’は、弁体１０’を、第１位置１０’ｘおよび第２位置１０’ｙに保持する制御に加え、それらの中間位置に保持する制御も行う。

部分円筒部１０’ｚは円筒の一部をなす形状であるので、隔壁縁部３６ａと部分円筒部１０’ｚとの間の隙間は、弁体１０’の回動範囲において、その回動位置にかかわらず常に一定である。すなわち、弁体１０’が第１位置１０’ｘにある場合も、第２位置１０’ｙにある場合も、それらの中間位置にある場合も、隔壁縁部３６ａと弁体１０’との間の隙間は微小となる。
また、中間位置においては、弁体１０’の第３縁部（実施の形態１における第３縁部１０ｃに相当する部分）は、ハウジング８に接触も近接もしない位置となる。この位置に応じて、バイパス通路３４から吸入通路５０へと流れる、冷却されない排気ガスの流量、および、クーラー通路３２から吸入通路５０へと流れる、冷却された排気ガスの流量が、それぞれ連続的に変動する。

上記のように構成される実施の形態２において、切替バルブ１’の弁体１０’は、第１位置１０’ｘと第２位置１０’ｙとの中間位置に保持されることが可能なので、吸入通路５０に流入する排気ガスのうち冷却されたものと冷却されないものとの比率を自在に制御可能である。これによって、たとえば、吸入通路５０に供給される排気ガスの温度を連続的に制御可能とすることができる。
また、中間位置においても、第１位置１０’ｘおよび第２位置１０’ｙと同様に、隔壁縁部３６ａと弁体１０’との間の隙間は常に微小となるので、これらの固着を防ぎ、かつ、上記流量比率制御の精度を高く保つことができる。

上述の実施の形態２においては、部分円筒部１０’ｚは円筒の一部をなす形状であるため、弁体１０’の回動位置にかかわらず常に隔壁縁部３６ａと部分円筒部１０’ｚとの間の隙間を微小とするが、これは円筒の一部でなくともよい。その形状は、第１位置１０’ｘと第２位置１０’ｙの中間の少なくとも一位置において隔壁縁部３６ａと部分円筒部１０’ｚとの間の隙間を微小とするものであればよく、その際、弁体１０’の回動位置は連続的でなく、その形状に合わせて段階的に制御されればよい。

この発明の実施の形態１に係る切替バルブ１を含む切替バルブ構造およびその周辺の構造を示す断面図である。 図１における軸２０周辺の拡大図である。 図１の切替バルブ１を、弁体１０が第１位置１０ｘにある場合に、ＩＩＩ−ＩＩＩ線の方向から見た図である。 図１の切替バルブ１を、弁体１０が第１位置１０ｙにある場合に、ＩＶ−ＩＶ線の方向から見た図である。 図１のクーラー通路３０を、Ｖ−Ｖ線の方向から見た図である。 この発明の実施の形態２に係る切替バルブ１’の、軸２０周辺の拡大断面図である。 従来の切替バルブ１０１の構造を示す断面図である。 従来の切替バルブ２０１の構造を示す断面図である。

符号の説明

２ 第１選択開口（クーラー側バルブ入口）、４ 第２選択開口（バイパス側バルブ入口）、６ 常用開口（バルブ出口）、８ ハウジング、１０、１０’ 弁体（１０ｘ、１０’ｘ 第１位置、１０ｙ、１０’ｙ 第２位置）、１０ａ、１０’ａ 第１縁部、１０ｂ、１０’ｂ 第２縁部、１０ｑ 弁翼部、１０ｒ 屈曲部、１０ｓ、１０’ｓ 隔壁近接部、１０’ｚ 部分円筒部、３２ 第１通路（クーラー通路）、３４ 第２通路（バイパス通路）、３６ 隔壁。

Claims (9)

1. 流体の通路において使用される、切替バルブ構造であって、
   内部を外部から隔絶するハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、外部の第１通路に連結される第１選択開口と、
   前記ハウジングに設けられ、外部の第２通路に連結される第２選択開口と、
   前記ハウジングに設けられ、前記第１選択開口および前記第２選択開口とは異なる常用開口と、
   少なくとも前記第１選択開口および前記第２選択開口の近傍において、前記外部の第１通路と前記外部の第２通路とを区画する隔壁と、
   回動自在な弁体と
   を備え、
   前記弁体は、前記回動の第１位置において、前記第１選択開口と前記常用開口とを連通させるとともに、前記第２選択通路と前記常用開口との間を遮断し、
   前記弁体は、前記回動の第２位置において、前記第２選択通路と前記常用開口とを連通させるとともに、前記第１選択通路と前記常用開口との間を遮断し、
   前記弁体は回転軸を挟んで弁翼部と隔壁近接部とから成り、前記隔壁近接部には屈曲部が設けられており、
   前記隔壁近接部は、前記第１位置において前記隔壁との距離が最も近くなる第１縁部と、前記第２位置において前記隔壁との距離が最も近くなる第２縁部とを備える
   ことを特徴とする、切替バルブ構造。
2. 前記第１選択開口の形状と、前記第２選択開口の形状とは異なることを特徴とする、請求項１に記載の切替バルブ構造。
3. 前記第１選択開口の開口面積と、前記第２選択開口の開口面積とは異なることを特徴とする、請求項１または２に記載の切替バルブ構造。
4. 前記外部の第１通路および前記外部の第２通路は、少なくともそれぞれ前記第１選択開口および前記第２選択開口の近傍において平行であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切替バルブ構造。
5. 前記第１選択開口および前記第２選択開口の近傍における前記第１通路および第２通路の方向に垂直な断面において、前記常用開口が投影された領域の重心は、前記隔壁が投影された領域の重心とは一致しないことを特徴とする、請求項４に記載の切替バルブ構造。
6. 前記弁体は、単一の平面状の部材を、単一の直線に沿って折り曲げた形状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の切替バルブ構造。
7. 前記隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、
   前記部分円筒部は、前記第１縁部および前記第２縁部を含むとともに、前記弁体が前記第１位置と前記第２位置との中間位置にあるとき、前記隔壁と前記弁体との間の隙間を微小とする
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切替バルブ構造。
8. 前記隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、
   前記部分円筒部は、前記第１縁部および前記第２縁部を含むとともに、前記弁体が前記第１位置と前記第２位置との中間位置にあるとき、前記隔壁と前記弁体との間の隙間の幅を０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内とする
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切替バルブ構造。
9. 前記隔壁近接部は、円筒の一部をなす形状である部分円筒部を備え、
   前記部分円筒部は、前記第１縁部および前記第２縁部を含むとともに、前記弁体が前記第１位置と前記第２位置との中間位置にあるとき、前記隔壁と前記弁体との間の隙間の面積を０．１ｍｍ^２〜５０ｍｍ^２の範囲内とする
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切替バルブ構造。

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