バルブ開閉制御装置
【課題】 フラップ型バルブ５を開弁駆動するアクチュエータの大型化を防止して、自動車等の車両への搭載性を向上させることを課題とする。
【解決手段】 ＥＧＲクーラに結合されたハウジング４の内部に開閉自在に収容されるフラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げてフラップ型バルブ５の全周に全周フラップ部９３を設けている。これにより、負圧作動式アクチュエータによるフラップ型バルブ５の開弁作動時に、バルブ表面に流速の速いＥＧＲガスの流れが生じ、バルブ裏面に流速の遅いＥＧＲガスの流れが生じるため、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、フラップ型バルブ５の開弁方向にアシストさせる方向に揚力が発生する。したがって、ダイヤフラム径を径大化することなく、負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力を軽減することができるので、搭載スペースを容易に確保することができる。
【解決手段】 ＥＧＲクーラに結合されたハウジング４の内部に開閉自在に収容されるフラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げてフラップ型バルブ５の全周に全周フラップ部９３を設けている。これにより、負圧作動式アクチュエータによるフラップ型バルブ５の開弁作動時に、バルブ表面に流速の速いＥＧＲガスの流れが生じ、バルブ裏面に流速の遅いＥＧＲガスの流れが生じるため、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、フラップ型バルブ５の開弁方向にアシストさせる方向に揚力が発生する。したがって、ダイヤフラム径を径大化することなく、負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力を軽減することができるので、搭載スペースを容易に確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉弁または切替弁のバルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えたバルブ開閉制御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２位置切替弁のフラップ型バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えたバルブ開閉制御装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［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（バルブ開閉制御装置）が公知である（例えば、特許文献１参照）。これは、図１０に示したように、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に配置されたＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ１０１の入口部および出口部に結合されるハウジング１０２と、このハウジング１０２の内部に開閉自在に収容された２つの第１、第２バタフライ型バルブ１１１、１１２と、リンク機構１１３を介して、２つの第１、第２バタフライ型バルブ１１１、１１２を開閉駆動する負圧作動式アクチュエータ１０７とによって構成されている。
【０００３】
そして、ハウジング１０２の内部には、ＥＧＲクーラ１０１を経由させてエンジンの吸気通路にＥＧＲガスを再循環させるためのクーラ側連通路（クーラ入口側連通路１０３とクーラ出口側連通路１０４）と、ＥＧＲクーラ１０１を迂回させてエンジンの吸気通路にＥＧＲガスを再循環させるためのバイパス側連通路（バイパス流路）１０５とが並列して配設されている。なお、ハウジング１０２のクーラ入口側連通路１０３の排気ガス入口１２１とバイパス側連通路１０５の排気ガス入口１２２に接続する排気ガス還流管１２０は、ハウジング１０２よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側で分岐する分岐管を有している。また、ハウジング１０２のクーラ出口側連通路１０４の排気ガス出口１３１とバイパス側連通路１０５の排気ガス出口１３２に接続する排気ガス還流管１３０は、ハウジング１０２よりもＥＧＲガスの流れ方向の下流側で合流する合流管を有している。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の排気ガス再循環装置の切替弁装置においては、第１バタフライ型バルブ１１１がクーラ全開位置に配置され、第２バタフライ型バルブ１１２がバイパス全閉位置に配置されている場合、ハウジング１０２のバイパス側連通路１０５の通路壁面と第２バタフライ型バルブ１１２との隙間から高温ＥＧＲガスが洩れてしまうため、ＥＧＲクーラ１０１を通過して冷却された低温ＥＧＲガスの温度が上昇してしまい、エンジン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）を効果的に低減させることができないという問題があった。また、この問題を解消するためには、ＥＧＲクーラ１０１の体格を大きくしてＥＧＲガスの冷却性能を向上させる必要があるが、この方法を採用すると自動車等の車両への搭載性が悪化するという問題が生じる。
【０００５】
［先行の技術］
そこで、本発明者は、第１バタフライ型バルブ１１１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１０１の大型化および搭載性の悪化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）を出願した。これは、図１１および図１２に示したように、ＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ２の入口部および出口部に結合される切替弁装置３のハウジング４の内部に、ＥＧＲクーラ２の入口部に連通するクーラ入口側連通路２０１、ＥＧＲクーラ２の出口部に連通するクーラ出口側連通路２０２、およびクーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２とを短絡（ショートカット）して連通するバイパス流路２０３を形成している。そして、バイパス流路２０３を開閉する２位置３方向切替弁の弁体として、ハウジング４の第１バルブシート３１に着座してバイパス流路２０３を閉鎖する平板形状のフラップ型バルブ５を採用している。
【０００６】
そして、２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５のバイパス全閉位置を、クーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との間に配置することで、フラップ型バルブ５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２０３を閉鎖している時（バイパス全閉時）に、ＥＧＲクーラ２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５の表面に印加される圧力差（クーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との差圧）が、フラップ型バルブ５の裏面側のシール面を第１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５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２の大型化および搭載性の悪化を防止できる。
【０００７】
［先行の技術の不具合］
この比較例１では、負圧源に連通する負圧室と大気中に連通する大気圧室との圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有し、このダイヤフラムの変位を利用して２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を、バルブ全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動する負圧作動式アクチュエータ９が採用されている。この比較例１のように、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時にクーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との圧力差（フラップ型バルブ５の前後差圧）を利用してフラップ型バルブ５の裏面側のシール面を第１バルブシート３１に密着させる構造では、フラップ型バルブ５を円滑に開弁駆動するには、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増える。このように必要作動軸力が増えると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９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。
【０００８】
ここで、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の負圧室に、負圧源（例えばバキュームポンプ）から導入される負圧供給量は減る傾向にあるが、そのようになっても、確実に２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を、バルブ全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動できる設計が要求される。この要求を満足するためには、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９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。
【特許文献１】欧州特許第０９８７４２７号明細書（第２頁−第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、バルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することで、バルブを円滑に駆動することのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。また、アクチュエータの体格の大型化を防止して搭載性を向上することのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、バルブのシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部をシール面側に折り曲げてバルブ（バルブ全周、バルブ周縁部の周方向全域、バルブ周縁部の周方向に部分的、バルブにおける流体の流れ方向の下流側のみ）にフラップ部を設けたことにより、アクチュエータによってバルブを流路孔の開口周縁部より離脱させて流路孔を開放させる開弁作動時に、ハウジングの流体流路内を流れる流体流に、平板状のバルブ表裏面に比べて、バルブ表裏面の流れにおいて流速差が付く。特に、バルブのバルブ周縁部がシール面（裏面）側に折り曲げられているので、バルブ表面（シール面側に対して逆側）に流速の速い流体の流れが生じ、また、バルブ裏面（シール面側）に流速の遅い流体の流れが生じる。これにより、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、バルブを流路孔の開口周縁部より離脱させる方向、つまりバルブ作動方向に揚力（作動アシスト力）を得ることができる。
【００１１】
したがって、流路孔の開口周縁部に対するバルブのシール性を向上させる等によってアクチュエータの必要作動軸力が増加する場合であっても、バルブ作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）によりバルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することができるので、バルブを円滑に駆動することができる。これにより、アクチュエータの体格の大型化を防止できるので、アクチュエータを含む装置全体の体格の大型化を防止することができる。この結果、アクチュエータを含む装置全体の搭載スペースを確保することが容易となるので、アクチュエータを含む装置全体の搭載性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、流路孔が流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略直角方向に形成されることで、流路孔の開口周縁部に着座するバルブのシール面が流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略平行に位置するので、バルブ表裏面を流れる流体の流速差が大きくなり、バルブ表裏面に発生する圧力差をより大きくすることができる。つまりバルブ作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）を大きくすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、バルブのシール面が流路孔の開口周縁部に着座して流路孔を閉鎖（密閉化）している時に、流路孔の開口周縁部の周囲を取り囲むように設けられた環状空間の内部にバルブに設けられたフラップ部が侵入するように、バルブ周縁部が折り曲げられているので、アクチュエータによるバルブ開弁作動時に流体がハウジングの流路壁面とバルブのフラップ部の裏面に流れ難くなっている。これによって、アクチュエータによってバルブの開弁動作を開始する直後に、流速の遅い流れをバルブの裏面に流すことができ、バルブ作動方向に揚力（作動アシスト力）を発生させることができるので、少ない作動軸力で直ちにバルブを駆動できる。したがって、開弁応答性に優れたアクチュエータを構成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、２つの第１、第２圧力室の圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有するアクチュエータとして、負圧源から第１圧力室内に大気圧よりも低い負圧が導入されると、負圧源に連通する第１圧力室と大気中に連通する第２圧力室との間に圧力差が生じ、この圧力差に応じてダイヤフラムが変位することで、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部より離脱させる作動軸力（軸線方向の駆動力）が発生する負圧作動式アクチュエータを採用している。
これによって、仮に負圧源から第１圧力室内に導入される負圧供給量が比較例１（図１１および図１２参照）と同じであれば、ダイヤフラム径を小径化することが可能となる。これにより、負圧作動式アクチュエータの体格を小型化することができるので、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の体格を小型化することができる。この結果、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の搭載スペースを確保することが容易となるので、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の搭載性を向上させることができる。
【００１５】
また、負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力が減るので、同じダイヤフラム径とする場合、負圧作動式アクチュエータの第１圧力室内への負圧供給量が少なくても、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部より容易に離脱させることができる。これにより、負圧源の負圧消費量を確保することができる。ここで、負圧源が電気エネルギーを利用して負圧を発生する電気式負圧ポンプ（例えば電動バキュームポンプ）であれば、少ない電力消費量でバルブを駆動できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータに設けられるスプリングは、ダイヤフラムに対して、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部に押し当てる方向にスプリング荷重を与えている。これにより、バルブ全閉時の弁洩れを防止できる。また、請求項６に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータの第１、第２圧力室の圧力差に応じてダイヤフラムが変位すると、ダイヤフラムに連動してロッドがその軸線方向に変位する。そして、ロッドの軸線方向の変位がバルブに伝達されると、バルブが駆動される。すなわち、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔が開放される。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータの第１、第２圧力室の圧力差に応じてダイヤフラムが変位すると、ダイヤフラムに連動してロッドがその軸線方向に直線運動を行う。そして、ロッドの軸線方向の直線運動をバルブ軸の回転運動に変換する運動方向変換機構を介して、ロッドの軸線方向の変位がバルブ軸に伝達されると、バルブ軸が所定の回転角度だけ回転する。これにより、フラップ型バルブがバルブ軸の軸心を中心にして回転動作を行うことで、バルブが駆動される。すなわち、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔が開放される。また、請求項８に記載の発明によれば、内燃機関より流出して内燃機関の吸気系に再循環される排気ガスを冷却する排気ガスクーラの入口部に、内部にバルブを開閉自在に収容するハウジングが結合されている。そして、バルブは、排気ガスクーラよりも排気ガスの流れ方向の上流側に配設されている。
【００１８】
請求項９に記載の発明によれば、バルブが流路孔の開口周縁部に着座して流路孔を閉鎖している時には、ハウジングの内部に流入した排気ガスが、排気ガスクーラを経由して内燃機関の吸気系に再循環される。また、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔を開放している時には、ハウジングの内部に流入した排気ガスが、排気ガスクーラを迂回して内燃機関の吸気系に再循環される。また、請求項１０に記載の発明によれば、バルブは、少なくともバイパス側連通路を開閉する開閉弁の弁体を構成している。また、請求項１１に記載の発明によれば、バルブは、クーラ側連通路とバイパス側連通路とを切り替える切替弁の弁体を構成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、アクチュエータのダイヤフラム径を径大化することなく、バルブを円滑に駆動するという目的を、バルブのシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部をシール面側に折り曲げてフラップ部を設けて、バルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することで実現した。
【実施例１】
【００２０】
［実施例１の構成］
図１ないし図９は本発明の実施例１を示したもので、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および図４はバルブ開閉制御装置の全体構造を示した図で、図５は負圧作動式アクチュエータを示した図である。
【００２１】
本実施例のＥＧＲクーラモジュール１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２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、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）Ｅ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。
【００２２】
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１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１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。
【００２３】
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１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１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。
【００２４】
本実施例のＥＧＲクーラモジュール１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２と、このＥＧＲクーラ２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）３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。ここで、切替弁装置３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４と、このハウジング４の内部に開閉自在に収容されて、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方向切替弁とを備えている。また、ハウジング４は、内部に第１、第２連通孔１１、１２が形成されたブロック１３を有している。
【００２５】
ＥＧＲクーラ２は、切替弁装置３のハウジング４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２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２の内部には、ハウジング４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４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。
【００２６】
ここで、冷却水配管２２から、切替弁装置３のハウジング４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４の内部（例えばシャフト６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３のハウジング４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２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。
【００２７】
ハウジング４は、ＥＧＲクーラ２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４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４には、図１、図３および図４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４には、ＥＧＲクーラ２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。
【００２８】
ここで、本実施例のハウジング４の内部には、第１連通孔１１の開口周縁部の周囲を取り囲むようにブロック１３の流路壁面を凹ませて円環状空間３０が形成されている。また、本実施例のハウジング４は、２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ５）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４と別体で製造された後に、ブロック１３に設けられる第１、第２連通孔１１、１２の孔壁面に圧入嵌合されている。
【００２９】
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５の裏面側の第１シール面９１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１１）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の裏面側の第１シール面９１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５のそれ以上の回転方向の一方側（第１連通孔１１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５の裏面側の第１シール面９１とのシート接触面積を小さくしてフラップ型バルブ５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。なお、円環状空間３０は、第１バルブシート３１の第１弁座部３３の外周とブロック１３の流路壁面との間に第１バルブシート３１の第１弁座部３３の周囲を周方向に取り囲むように形成されている。
【００３０】
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５の表面側の第２シール面９２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１２）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の表面側の第２シール面９２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５のそれ以上の回転方向の他方側（第２連通孔１２を閉鎖する側）への回転動作が規制される。
【００３１】
そして、ハウジング４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４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４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４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。
【００３２】
また、ハウジング４の内部には、つまりハウジング４の外壁部とブロック１３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２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２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２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。
【００３３】
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２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２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２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２の複数の熱交換チューブの出口側端部に連通している。
【００３４】
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２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。
【００３５】
ここで、ハウジング４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１３が一体的に形成されている。このブロック１３の内部には、バルブ軸方向（シャフト６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６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６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ブロック１３の内部に回転自在に収容される。
【００３６】
なお、ブロック１３の軸線方向の一端側に位置するハウジング４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４には、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４の冷却水通路の入口部および出口部には、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４には、後述する負圧作動式アクチュエータ９を取り付け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。
【００３７】
また、ブロック１３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６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１３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６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。
【００３８】
そして、ブロック１３は、２位置３方向切替弁のシャフト６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６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１３は、２位置３方向切替弁のシャフト６、このシャフト６を軸支するバルブ軸受け部、およびシャフト６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６、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。
【００３９】
切替弁装置３の２位置３方向切替弁は、ハウジング４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折り曲げ形状のフラップ型バルブ５と、ハウジング４のブロック１３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）６と、フラップ型バルブ５とシャフト６とを連結する断面Ｖ字状のバルブレバー７とによって構成されている。
【００４０】
ここで、薄膜状のダイヤフラム８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５）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３ないし図５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負圧源としての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９とを備えている。
【００４１】
負圧作動式アクチュエータ９は、ダイヤフラム８に連動して軸線方向に往復移動（変位）するロッド５１と、内部に軸線方向に延びる大気開放孔５２が形成された円筒状のホルダー５３と、このホルダー５３の図示上端部に配設されたダイヤフラム座部５４と、内部にダイヤフラム８およびコイルスプリング５５を弾性変形自在に収容する２つのケーシング５６、５７とを備えている。ダイヤフラム８は、ゴム系の弾性体であって、２つのケーシング５６、５７のフランジ部間に挟み込んだ状態で、ケーシング５７の外周縁部をＵ字状に折り返すことで、ダイヤフラム８の外周端縁部が２つのケーシング５６、５７のフランジ部間に保持固定されている。
【００４２】
ここで、２つのケーシング５６、５７により囲まれた内部空間（ダイヤフラム室）は、ダイヤフラム８によって２つの第１、第２圧力室６１、６２に気密的に区画されている。第１圧力室６１は、負圧制御弁を介して、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６２は、大気開放孔５２を介して、大気中に連通する大気圧室を構成する。そして、ロッド５１は、軸線方向の一端側がＬ字状に屈曲しており、このＬ字状部の先端がリンクプレート６３の入力側の嵌合穴に係合している。また、ロッド５１の軸線方向の他端部（図５において図示上端部）は、ダイヤフラム８の中央部に設けられた穴に嵌め込まれた状態で、ダイヤフラム８を間に挟むように配設されたプレート６４、６５を介してダイヤフラム８に結合されている。ここで、リンクプレート６３は、ロッド５１の軸線方向の直線運動をシャフト６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６およびロッド５１と共にリンク機構を構成している。また、リンクプレート６３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６の軸線方向の先端部が固定されている。
【００４３】
負圧作動式アクチュエータ９のホルダー５３は、ブラケット４９の棚状の座部に固定され、負圧作動式アクチュエータ９を保持している。コイルスプリング５５は、ダイヤフラム８に対して、フラップ型バルブ５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）を与えるスプリング荷重付与手段である。このコイルスプリング５５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シート６６に保持され、また、コイルスプリング５５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５６の天井壁に保持されている。そして、ケーシング５６には、負圧制御弁を介し、電動バキュームポンプから第１圧力室６１の内部に負圧を導入するための負圧導入管６７が接続されている。
【００４４】
ダイヤフラム座部５４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９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５５のスプリング荷重（付勢力）によってダイヤフラム８が図示下方に変位した際にダイヤフラム８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８の裏面側がダイヤフラム座部５４に当接した際にダイヤフラム８のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム８の位置がデフォルト位置となる。
【００４５】
ここで、６９は、ケーシング５６の天井壁で開口した開口部を気密的に閉塞し、ダイヤフラム８のストロークを拘束するためのプラグ（ストッパ）である。このプラグ６９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９への負圧供給時に、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差に応じてダイヤフラム８が図示上方に変位した際にダイヤフラム８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８の表面側がプラグ６９に当接した際にダイヤフラム８のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム８の位置がフルリフト位置となる。
【００４６】
負圧作動式アクチュエータ９は、フラップ型バルブ５の開弁作動時にコイルスプリング５５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５を開弁作動できる設計となっている。すなわち、ダイヤフラム８を使用する負圧作動式アクチュエータ９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）＋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。このように設計された負圧作動式アクチュエータ９は、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差を利用して、コイルスプリング５５のスプリング荷重に抗してダイヤフラム８をこれ自身の板厚方向（図５において図示上下方向）に変位（図示上方）させることで、ダイヤフラム８に連動したロッド５１を軸線方向の図示上方に変位させるように構成されている。そして、ロッド５１の軸線方向の図示上方への変位が、リンクプレート６３を介してシャフト６に伝達されると、シャフト６が所定の回転角度（作動角θ：例えば４０〜５０°）だけ回転する。これにより、２位置３方向切替弁は、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置とフラップ型バルブ５のクーラ全閉位置との２位置に駆動される。
【００４７】
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６１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７０に基づいて、フラップ型バルブ５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。
【００４８】
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）７１、およびＥＧＲクーラモジュール１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）７２等が接続されている。
【００４９】
本実施例の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５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）によって所定の折り曲げ形状に形成されている。このフラップ型バルブ５は、平らな金属板をダイスの上に載せ、フラップ型バルブ５の外径よりやや小さいパンチでダイスの穴の中に押し込み、底付きの製品とするプレス成形（例えば深絞り加工）によって製造される。そして、フラップ型バルブ５の板厚方向の一端面には、図１、図６および図７に示したように、ハウジング４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９１が設けられている。この第１シール面９１は、本発明のシール面に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の板厚方向の他端面には、図１、図６および図８に示したように、ハウジング４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９２が設けられている。なお、フラップ型バルブ５の第１、第２シール面９２は、円形状の平坦面となっている。
【００５０】
フラップ型バルブ５は、バイパス全閉位置（デフォルト位置、作動角θ＝０°：図７参照）とクーラ全閉位置（フルリフト位置、作動角θ＝４０〜５０°：図８参照）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５の裏面側の第１シール面９１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５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５の表面側の第２シール面９２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５のバルブシート位置である。
【００５１】
また、フラップ型バルブ５は、図６および図７に示したように、バイパス全閉時に、ハウジング４の排気ガス流路（流体流路）３６の内部を流れるＥＧＲガス（流体）の平均的な流れの軸線方向と、フラップ型バルブ５の軸線方向に対して垂直な垂線方向（第１、第２シール面９１、９２の面方向）とが略平行となるように配設されている。そして、フラップ型バルブ５は、第１シール面９１よりも半径方向の外周側（外径側）に位置するバルブ周縁部を第１シール面側（図示下方）に所定の傾斜角度だけ折り曲げて、必要に応じて高い揚力を得ることが可能な全周フラップ部９３を設けている。また、本実施例では、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時に、円環状空間３０の内部に全周フラップ部９３が侵入するように、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が折り曲げられている。したがって、本実施例では、全周フラップ部９３をバルブ全周（フラップ型バルブ５のバルブ周縁部の周方向全域）に設けて、折り曲げ形状のフラップ型バルブ５とすることで、図６に示したように、負圧作動式アクチュエータ９によるバルブ開弁作動時（バイパス全閉位置からクーラ全閉位置への切り替え動作時）に、フラップ型バルブ５の開弁作動をアシストする方向（バルブ作動方向）に揚力（作動アシスト力）が発生する。
【００５２】
本実施例の２位置３方向切替弁のシャフト６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６は、軸受け部品およびシール部品を介して、ブロック１３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６の外周には、バルブレバー７の固定端を保持固定する円筒状のレバー固定部９４が固定されている。また、シャフト６のシャフト方向の一端部は、プラグ４７よりハウジング４の外部に突出している。
【００５３】
バルブレバー７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７は、一端にシャフト６のレバー固定部９４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５の裏面側の第１シール面９１（図示下端面）を固定する自由端を有している。
【００５４】
バルブレバー７の固定端は、シャフト６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６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７の自由端は、フラップ型バルブ５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５の裏面側の第１シール面９１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５は、バルブレバー７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７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。
【００５５】
［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９に基づいて簡単に説明する。
【００５６】
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。
【００５７】
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、負圧制御弁および電動バキュームポンプへの通電が成されていない場合には、負圧作動式アクチュエータ９のケーシング５６、５７の内部に設けられるコイルスプリング５５のスプリング荷重（付勢力）によってダイヤフラム８がダイヤフラム座部５４に押し付けられているので、負圧作動式アクチュエータ９のロッド５１が図示下方に位置している（図３および図５参照）。この場合には、図７に示したように、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座するバルブシート位置に維持される。したがって、フラップ型バルブ５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に維持される。
【００５８】
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４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７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２の内部に流入する。そして、ＥＧＲクーラ２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４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４の外部に流出する。そして、ハウジング４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。
【００５９】
一方、切替弁装置３のフラップ型バルブ５のバルブシート位置が、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を閉鎖するクーラ全閉位置となるように、負圧制御弁および電動バキュームポンプへの通電が成されると、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６１内のエアを吸引するので、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部は負圧状態となり、大気中に連通する第２圧力室６２と第１圧力室６１との間に圧力差が生じる。
【００６０】
これにより、コイルスプリング５５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６１、６２の圧力差に応じてダイヤフラム８が図示上方に変位するため、ロッド５１が軸線方向に移動する。そして、ロッド５１の軸線方向の直線運動に伴ってリンクプレート６３がシャフト６の軸心を中心にして回転し、リンクプレート６３の回転に伴ってリンクプレート６３に固定されたシャフト６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５がシャフト６の軸心を中心にして回転するため、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５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。
【００６１】
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４の排気ガス流路３６に流入した高温ＥＧＲガスは、図８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５の裏面側の第１シール面９１に衝突する。このとき、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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５の裏面側の第１シール面９１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４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４の外部に流出する。そして、ハウジング４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。
【００６２】
ここで、例えば定常時に、フラップ型バルブ５のバルブシート位置を、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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１の内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図７に示したように、ＥＧＲクーラ２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２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。
【００６３】
また、例えば寒冷時に、フラップ型バルブ５のバルブシート位置を、フラップ型バルブ５の表面側の第２シール面９２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１の内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図８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。
【００６４】
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、ＮＯｘ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５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。
【００６５】
［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例の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１の切替弁装置３においては、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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（密閉化）している時（フラップ型バルブ５のバイパス全閉時）に、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ２を通過する際の圧力損失により、フラップ型バルブ５の第１、第２シール面９１、９２の差圧が、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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大きく働くようにして、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置におけるフラップ型バルブ５のシール性を向上させ、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置における弁洩れ量を効果的に低減させている。
【００６６】
このようなＥＧＲクーラモジュール１の構造の場合には、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増加し、負圧作動式アクチュエータ９のダイヤフラム８を径大化させる必要があるが、負圧作動式アクチュエータ９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。
【００６７】
ここで、一般的に、ダイヤフラム８を使った負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力（実施例１＝α、比較例１＝β）は、図９に示したように、エンジンＥから受ける外力（エンジン外力：例えば振動、圧力）とコイルスプリング５５のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）との合力（γ）に、フラップ型バルブ５の流体力（実施例１＝α２、比較例１＝β２）を加算した値以上の作動軸力を必要とする。
これを下記の数１の演算式にて表す。
［数１］
「負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力」
≧「エンジン外力（振動、圧力）＋ＳＰＧ負荷＋フラップ型バルブの流体力」
特に、フラップ型バルブ５の流体力は、ＥＧＲガス（流体）の流れ方向と負圧作動式アクチュエータ９の作動方向とで、正の値（バルブ作動方向に対して逆向きの荷重：所謂負荷）になったり、負の値（バルブ作動方向に対してアシストする向きの荷重：所謂アシスト力）になったりする。
【００６８】
また、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減る傾向にあるが、そうなっても搭載性の悪化を防止する目的で、負圧作動式アクチュエータ９の体格を大きくせず円滑にバルブ開弁作動が可能な設計が求められる。
この場合には、エンジンＥから受ける外力（エンジン外力）以上の負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力が必要となり、また、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力は、「ダイヤフラム径×印加負圧−コイルスプリング５５のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）」を満足する必要があることから、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減ると、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力が減少してしまう。これをカバーすべくダイヤフラム８を径大化させる必要があるが、これでは負圧作動式アクチュエータ９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。
【００６９】
そこで、負圧作動式アクチュエータ９の体格の大型化に伴う搭載性の悪化を防止するという目的で、本実施例では、比較例１の平板形状のフラップ型バルブ５に変えて、折り曲げ形状のフラップ型バルブ５を採用している。具体的には、フラップ型バルブ５の全周に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げて、必要に応じて高い揚力を得るための全周フラップ部９３を設けることで、フラップ型バルブ５を全周折り曲げ形状にしている。
【００７０】
したがって、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に負圧を導入して、フラップ型バルブ５のバルブシート位置をバイパス全閉位置からクーラ全閉位置に切り替える開弁作動時に、インレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガス流に、平板状のバルブ表裏面を有する比較例１に比べて、バルブ表裏面の流れにおいて流速差が付く。特に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、図６に示したように、バルブ表面（第１シール面側に対して逆側の第２シール面９２）に流速の速いＥＧＲガスの流れが生じ、また、バルブ裏面（第１シール面側）に流速の遅いＥＧＲガスの流れが生じる。これにより、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、図１および図６に示したように、フラップ型バルブ５を第１バルブシート３１の第１弁座部３３より離脱させる方向、つまりフラップ型バルブ５の開弁方向（バルブ作動方向）に揚力を得ることができる。この揚力は、バルブ作動方向への作動軸力をアシストする作動アシスト力として働く。
【００７１】
すなわち、バルブ表面に沿うＥＧＲガス流は、速く流れ、また、バルブ裏面に沿うＥＧＲガス流は、遅く流れる。特に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、バルブ表裏面のＥＧＲガスの流れの速さの相違が一層顕著になる。そして、図６に示したように、ＥＧＲガスの流れの速い部位では圧力が低く、また、ＥＧＲガスの流れの遅い部位では圧力が高くなる。これにより、バルブ表面側の圧力はバルブ裏面側の圧力に対し低くなる。この圧力差が作用してフラップ型バルブ５は、バルブ裏面から押し上げられて、図１および図６に示したように、バルブ揚力が生じる。特にフラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、開弁アシスト方向に高い揚力が得られる。
【００７２】
したがって、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減ってしまい、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差が大きくとれず、ダイヤフラム８を使用する負圧作動式アクチュエータ９のロッド５１の軸線方向の駆動力（作動軸力）が減少する場合、あるいは本実施例のようにフラップ型バルブ５のシール性を向上させることによって負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増加する場合であっても、図９に示したように、フラップ型バルブ５を開弁駆動するのに必要な作動軸力（負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力）をβ→αに軽減することができる。
【００７３】
ここで、実施例１の折り曲げ形状のフラップ型バルブ５に作用する流体力をα２とし、エンジン外力（振動、圧力）とＳＰＧ負荷との合力をγとし、これらの合成負荷をα１とすると、実施例１の合成負荷（α１）は、（γ＋α２）となる。また、比較例１の平板形状のフラップ型バルブ５に作用する流体力をβ２とし、エンジン外力（振動、圧力）とＳＰＧ負荷との合力をγとし、これらの合成負荷をβ１とすると、比較例１の合成負荷（β１）は、（γ＋β２）となる。したがって、実施例１の必要作動軸力（α）を、比較例１の必要作動軸力（β）よりも流体力の差分（β２−α２）だけ軽減することができる（図９参照）ので、ダイヤフラム径を径大化することなく、負圧作動式アクチュエータ９によってフラップ型バルブ５を円滑に開弁作動させることができる。これにより、負圧作動式アクチュエータ９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９を含む装置全体（ＥＧＲクーラモジュール１）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１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１の搭載性を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施例の切替弁装置３においては、バイパス側流路孔４２が排気ガス流路３６を含むクーラ入口側連通路（流体流路）の内部を流れるＥＧＲガス流の流れ方向に対して略直角方向に形成されている。これによって、第１バルブシート３１の第１弁座部３１に着座するフラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１が、クーラ入口側連通路（流体流路）の内部を流れるＥＧＲガス流の流れ方向に対して略平行に位置するので、フラップ型バルブ５のバルブ表裏面を流れる流体の流速差が大きくなり、フラップ型バルブ５のバルブ表裏面に発生する圧力差をより大きくすることができる。すなわち、フラップ型バルブ５の開弁作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）を大きくすることができる。
【００７５】
また、本実施例の切替弁装置３においては、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時に、円環状空間３０の内部にフラップ型バルブ５の全周フラップ部９３が侵入するように、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を折り曲げているので、負圧作動式アクチュエータ９によるフラップ型バルブ５の開弁作動時に、ＥＧＲガス流がブロック１３の流路壁面とフラップ型バルブ５の全周フラップ部９３の裏面に流れ難くなっている。これによって、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に負圧を導入して、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力を利用してフラップ型バルブ５の開弁動作を開始する直後に、流速の遅い流れをフラップ型バルブ５の裏面に流すことができ、フラップ型バルブ５の開弁作動をアシストする方向に揚力を発生させることができるので、少ない作動軸力で直ちにフラップ型バルブ５を開弁駆動できる。したがって、開弁応答性に優れた負圧作動式アクチュエータ９を含むバルブ駆動装置を構成することができる。
【００７６】
また、仮に電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に導入される負圧供給量が比較例１（図１１および図１２参照）と同じであれば、ダイヤフラム径を小径化することが可能となる。これにより、負圧作動式アクチュエータ９の体格を小型化することができるので、負圧作動式アクチュエータ９を含む装置全体（ハウジング４の外壁面に負圧作動式アクチュエータ９を外付した切替弁装置３、更にはＥＧＲクーラ２と切替弁装置３とを一体化したＥＧＲクーラモジュール１）の体格を小型化することができる。この結果、自動車等の車両へのＥＧＲクーラモジュール１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１の搭載性を更に向上させることができる。
【００７７】
また、開弁動作時に高い揚力を得ることの可能な折り曲げ形状のフラップ型バルブ５を採用することにより、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が減るので、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が少なくても、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３より容易に離脱させることができる。これにより、電動バキュームポンプの負圧消費量を低減することができるので、少ない電力消費量（省電力）でフラップ型バルブ５を開弁駆動することができる。
【００７８】
また、本実施例の負圧作動式アクチュエータ９においては、２つのケーシング５６、５７により囲まれた内部空間（ダイヤフラム室）、特に第１圧力室６１の内部に、ダイヤフラム８に対して、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し当てる方向にスプリング荷重を与えるコイルスプリング５５を収容している。これによって、フラップ型バルブ５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）、特にエンジン振動がハウジング４のブロック１３のバルブ軸受け部からフラップ型バルブ５に伝わっても、コイルスプリング５５のスプリング荷重によってフラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し付けているので、フラップ型バルブ５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抑えることができる。したがって、フラップ型バルブ５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１の切替弁装置３の信頼性を向上することができる。
【００７９】
［変形例］
本実施例では、アクチュエータとして、第１圧力室６１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６２と負圧源に連通する第１圧力室６１との圧力差を利用してダイヤフラム８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９を採用しているが、他のアクチュエータの例として、第２圧力室６２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６１とポンプに連通する第２圧力室６２との圧力差を利用してダイヤフラム８を変位させるように構成しても良い。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６２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。また、切替弁装置３の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を閉弁方向（バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を閉じる側）に付勢するコイルスプリング５５等のバルブ付勢手段を、切替弁装置３のハウジング４の内部に設置しても良い。
【００８０】
また、本実施例では、切替弁装置３の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置を、負圧制御弁および電動バキュームポンプを備えた負圧作動式アクチュエータ９によって構成したが、切替弁装置の２位置３方向切替弁の弁体（バルブ）を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置を、電動モータと動力伝達機構（例えば歯車減速機構）とを含んで構成される電動式アクチュエータや、電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
【００８１】
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６の軸心を中心にして回転するフラップ型バルブ５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２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。
【００８２】
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２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５の裏面側の第１シール面９１）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。
【００８３】
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）２を備えた排気ガス冷却装置（ＥＧＲクーラモジュール１）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４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。
【００８４】
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５）の裏面側の第１シール面９１が着座する第１弁座部３３を、ハウジング４のブロック１３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４のブロック１３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４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５）の表面側の第２シール面９２が着座する第２弁座部３４を、ハウジング４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４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４に第２弁座部が一体的に形成される。
【００８５】
本実施例では、ハウジング４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、ハウジングの流体流路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）、冷凍サイクルに使用する気化冷媒（冷媒ガス）等の気体だけでなく、エンジン冷却水、冷凍サイクルに使用する液化冷媒等の液体、冷凍サイクルに使用する気液二相状態の冷媒を使用しても良い。
【００８６】
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４の内部に開閉自在にフラップ型バルブ５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。
【００８７】
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。
【００８８】
本実施例では、ＥＧＲクーラ（熱交換器）２の入口部に、内部にフラップ型バルブ５を開閉自在に収容したハウジング４を結合し、ＥＧＲクーラ２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５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２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２等の熱交換器を廃止しても良い。
【００８９】
本実施例では、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側（図示下方）に所定の傾斜角度だけ折り曲げて、フラップ型バルブ５の全周に全周フラップ部９３を設けているが、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げて、バイパス全閉時にインレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの平均的な流れの軸線に対して傾くようにフラップ型バルブ５に部分的にフラップ部を設けても良い。また、インレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの上流側よりも下流側の方がフラップ部のサイズが大きくなるように、あるいはインレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの下流側のみに円弧状にフラップ部を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】フラップ型バルブの開弁動作を示した説明図である（実施例１）。
【図２】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）。
【図３】切替弁装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。
【図４】切替弁装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。
【図５】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）。
【図６】（ａ）、（ｂ）はフラップ型バルブを示した断面図で、（ｃ）はフラップ型バルブを示した斜視図である（実施例１）。
【図７】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）。
【図８】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）。
【図９】負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力に対する負荷および流体力を示したグラフである（実施例１）。
【図１０】ＥＧＲクーラモジュールの全体構造を示した断面図である（従来の技術）。
【図１１】切替弁装置の全体構造を示した断面図である（比較例１）。
【図１２】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（比較例１）。
【符号の説明】
【００９１】
Ｅ エンジン（内燃機関）
１ ＥＧＲクーラモジュール（排気ガス冷却装置）
２ ＥＧＲクーラ（排気ガスクーラ）
３ 切替弁装置（バルブ開閉制御装置）
４ ハウジング
５ フラップ型バルブ（２位置３方向切替弁の弁体）
６ シャフト（バルブ軸、２位置３方向切替弁の弁軸）
７ バルブレバー（２位置３方向切替弁の連結部）
８ ダイヤフラム
９ 負圧作動式アクチュエータ
１１ 第１連通孔（流路孔）
１２ 第２連通孔
１３ ブロック（ハウジング）
３０ ブロックの円環状空間（ハウジングの環状空間）
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（流路孔の開口周縁部）
３５ ハウジングのインレットポート（流体入口）
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（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）
４５ ハウジングのアウトレットポート（流体出口）
５１ 負圧作動式アクチュエータのロッド
５５ 負圧作動式アクチュエータのコイルスプリング
６１ 負圧作動式アクチュエータの第１圧力室
６２ 負圧作動式アクチュエータの第２圧力室
６３ リンクプレート（運動方向変換機構、リンク機構）
９１ フラップ型バルブの第１シール面
９２ フラップ型バルブの第２シール面
９３ フラップ型バルブの全周フラップ部（フラップ部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉弁または切替弁のバルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えたバルブ開閉制御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２位置切替弁のフラップ型バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えたバルブ開閉制御装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［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（バルブ開閉制御装置）が公知である（例えば、特許文献１参照）。これは、図１０に示したように、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の途中に配置されたＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ１０１の入口部および出口部に結合されるハウジング１０２と、このハウジング１０２の内部に開閉自在に収容された２つの第１、第２バタフライ型バルブ１１１、１１２と、リンク機構１１３を介して、２つの第１、第２バタフライ型バルブ１１１、１１２を開閉駆動する負圧作動式アクチュエータ１０７とによって構成されている。
【０００３】
そして、ハウジング１０２の内部には、ＥＧＲクーラ１０１を経由させてエンジンの吸気通路にＥＧＲガスを再循環させるためのクーラ側連通路（クーラ入口側連通路１０３とクーラ出口側連通路１０４）と、ＥＧＲクーラ１０１を迂回させてエンジンの吸気通路にＥＧＲガスを再循環させるためのバイパス側連通路（バイパス流路）１０５とが並列して配設されている。なお、ハウジング１０２のクーラ入口側連通路１０３の排気ガス入口１２１とバイパス側連通路１０５の排気ガス入口１２２に接続する排気ガス還流管１２０は、ハウジング１０２よりもＥＧＲガスの流れ方向の上流側で分岐する分岐管を有している。また、ハウジング１０２のクーラ出口側連通路１０４の排気ガス出口１３１とバイパス側連通路１０５の排気ガス出口１３２に接続する排気ガス還流管１３０は、ハウジング１０２よりもＥＧＲガスの流れ方向の下流側で合流する合流管を有している。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の排気ガス再循環装置の切替弁装置においては、第１バタフライ型バルブ１１１がクーラ全開位置に配置され、第２バタフライ型バルブ１１２がバイパス全閉位置に配置されている場合、ハウジング１０２のバイパス側連通路１０５の通路壁面と第２バタフライ型バルブ１１２との隙間から高温ＥＧＲガスが洩れてしまうため、ＥＧＲクーラ１０１を通過して冷却された低温ＥＧＲガスの温度が上昇してしまい、エンジン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）を効果的に低減させることができないという問題があった。また、この問題を解消するためには、ＥＧＲクーラ１０１の体格を大きくしてＥＧＲガスの冷却性能を向上させる必要があるが、この方法を採用すると自動車等の車両への搭載性が悪化するという問題が生じる。
【０００５】
［先行の技術］
そこで、本発明者は、第１バタフライ型バルブ１１１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１０１の大型化および搭載性の悪化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）を出願した。これは、図１１および図１２に示したように、ＵターンフロータイプのＥＧＲクーラ２の入口部および出口部に結合される切替弁装置３のハウジング４の内部に、ＥＧＲクーラ２の入口部に連通するクーラ入口側連通路２０１、ＥＧＲクーラ２の出口部に連通するクーラ出口側連通路２０２、およびクーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２とを短絡（ショートカット）して連通するバイパス流路２０３を形成している。そして、バイパス流路２０３を開閉する２位置３方向切替弁の弁体として、ハウジング４の第１バルブシート３１に着座してバイパス流路２０３を閉鎖する平板形状のフラップ型バルブ５を採用している。
【０００６】
そして、２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５のバイパス全閉位置を、クーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との間に配置することで、フラップ型バルブ５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２０３を閉鎖している時（バイパス全閉時）に、ＥＧＲクーラ２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５の表面に印加される圧力差（クーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との差圧）が、フラップ型バルブ５の裏面側のシール面を第１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５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２の大型化および搭載性の悪化を防止できる。
【０００７】
［先行の技術の不具合］
この比較例１では、負圧源に連通する負圧室と大気中に連通する大気圧室との圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有し、このダイヤフラムの変位を利用して２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を、バルブ全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動する負圧作動式アクチュエータ９が採用されている。この比較例１のように、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時にクーラ入口側連通路２０１とクーラ出口側連通路２０２との圧力差（フラップ型バルブ５の前後差圧）を利用してフラップ型バルブ５の裏面側のシール面を第１バルブシート３１に密着させる構造では、フラップ型バルブ５を円滑に開弁駆動するには、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増える。このように必要作動軸力が増えると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９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。
【０００８】
ここで、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の負圧室に、負圧源（例えばバキュームポンプ）から導入される負圧供給量は減る傾向にあるが、そのようになっても、確実に２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を、バルブ全閉位置とクーラ全閉位置との２位置に駆動できる設計が要求される。この要求を満足するためには、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９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。
【特許文献１】欧州特許第０９８７４２７号明細書（第２頁−第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、バルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することで、バルブを円滑に駆動することのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。また、アクチュエータの体格の大型化を防止して搭載性を向上することのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、バルブのシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部をシール面側に折り曲げてバルブ（バルブ全周、バルブ周縁部の周方向全域、バルブ周縁部の周方向に部分的、バルブにおける流体の流れ方向の下流側のみ）にフラップ部を設けたことにより、アクチュエータによってバルブを流路孔の開口周縁部より離脱させて流路孔を開放させる開弁作動時に、ハウジングの流体流路内を流れる流体流に、平板状のバルブ表裏面に比べて、バルブ表裏面の流れにおいて流速差が付く。特に、バルブのバルブ周縁部がシール面（裏面）側に折り曲げられているので、バルブ表面（シール面側に対して逆側）に流速の速い流体の流れが生じ、また、バルブ裏面（シール面側）に流速の遅い流体の流れが生じる。これにより、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、バルブを流路孔の開口周縁部より離脱させる方向、つまりバルブ作動方向に揚力（作動アシスト力）を得ることができる。
【００１１】
したがって、流路孔の開口周縁部に対するバルブのシール性を向上させる等によってアクチュエータの必要作動軸力が増加する場合であっても、バルブ作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）によりバルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することができるので、バルブを円滑に駆動することができる。これにより、アクチュエータの体格の大型化を防止できるので、アクチュエータを含む装置全体の体格の大型化を防止することができる。この結果、アクチュエータを含む装置全体の搭載スペースを確保することが容易となるので、アクチュエータを含む装置全体の搭載性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、流路孔が流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略直角方向に形成されることで、流路孔の開口周縁部に着座するバルブのシール面が流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略平行に位置するので、バルブ表裏面を流れる流体の流速差が大きくなり、バルブ表裏面に発生する圧力差をより大きくすることができる。つまりバルブ作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）を大きくすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、バルブのシール面が流路孔の開口周縁部に着座して流路孔を閉鎖（密閉化）している時に、流路孔の開口周縁部の周囲を取り囲むように設けられた環状空間の内部にバルブに設けられたフラップ部が侵入するように、バルブ周縁部が折り曲げられているので、アクチュエータによるバルブ開弁作動時に流体がハウジングの流路壁面とバルブのフラップ部の裏面に流れ難くなっている。これによって、アクチュエータによってバルブの開弁動作を開始する直後に、流速の遅い流れをバルブの裏面に流すことができ、バルブ作動方向に揚力（作動アシスト力）を発生させることができるので、少ない作動軸力で直ちにバルブを駆動できる。したがって、開弁応答性に優れたアクチュエータを構成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、２つの第１、第２圧力室の圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有するアクチュエータとして、負圧源から第１圧力室内に大気圧よりも低い負圧が導入されると、負圧源に連通する第１圧力室と大気中に連通する第２圧力室との間に圧力差が生じ、この圧力差に応じてダイヤフラムが変位することで、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部より離脱させる作動軸力（軸線方向の駆動力）が発生する負圧作動式アクチュエータを採用している。
これによって、仮に負圧源から第１圧力室内に導入される負圧供給量が比較例１（図１１および図１２参照）と同じであれば、ダイヤフラム径を小径化することが可能となる。これにより、負圧作動式アクチュエータの体格を小型化することができるので、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の体格を小型化することができる。この結果、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の搭載スペースを確保することが容易となるので、負圧作動式アクチュエータを含む装置全体の搭載性を向上させることができる。
【００１５】
また、負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力が減るので、同じダイヤフラム径とする場合、負圧作動式アクチュエータの第１圧力室内への負圧供給量が少なくても、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部より容易に離脱させることができる。これにより、負圧源の負圧消費量を確保することができる。ここで、負圧源が電気エネルギーを利用して負圧を発生する電気式負圧ポンプ（例えば電動バキュームポンプ）であれば、少ない電力消費量でバルブを駆動できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータに設けられるスプリングは、ダイヤフラムに対して、バルブのシール面を流路孔の開口周縁部に押し当てる方向にスプリング荷重を与えている。これにより、バルブ全閉時の弁洩れを防止できる。また、請求項６に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータの第１、第２圧力室の圧力差に応じてダイヤフラムが変位すると、ダイヤフラムに連動してロッドがその軸線方向に変位する。そして、ロッドの軸線方向の変位がバルブに伝達されると、バルブが駆動される。すなわち、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔が開放される。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、負圧作動式アクチュエータの第１、第２圧力室の圧力差に応じてダイヤフラムが変位すると、ダイヤフラムに連動してロッドがその軸線方向に直線運動を行う。そして、ロッドの軸線方向の直線運動をバルブ軸の回転運動に変換する運動方向変換機構を介して、ロッドの軸線方向の変位がバルブ軸に伝達されると、バルブ軸が所定の回転角度だけ回転する。これにより、フラップ型バルブがバルブ軸の軸心を中心にして回転動作を行うことで、バルブが駆動される。すなわち、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔が開放される。また、請求項８に記載の発明によれば、内燃機関より流出して内燃機関の吸気系に再循環される排気ガスを冷却する排気ガスクーラの入口部に、内部にバルブを開閉自在に収容するハウジングが結合されている。そして、バルブは、排気ガスクーラよりも排気ガスの流れ方向の上流側に配設されている。
【００１８】
請求項９に記載の発明によれば、バルブが流路孔の開口周縁部に着座して流路孔を閉鎖している時には、ハウジングの内部に流入した排気ガスが、排気ガスクーラを経由して内燃機関の吸気系に再循環される。また、バルブが流路孔の開口周縁部より離脱して流路孔を開放している時には、ハウジングの内部に流入した排気ガスが、排気ガスクーラを迂回して内燃機関の吸気系に再循環される。また、請求項１０に記載の発明によれば、バルブは、少なくともバイパス側連通路を開閉する開閉弁の弁体を構成している。また、請求項１１に記載の発明によれば、バルブは、クーラ側連通路とバイパス側連通路とを切り替える切替弁の弁体を構成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、アクチュエータのダイヤフラム径を径大化することなく、バルブを円滑に駆動するという目的を、バルブのシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部をシール面側に折り曲げてフラップ部を設けて、バルブを駆動するのに必要な作動軸力を軽減することで実現した。
【実施例１】
【００２０】
［実施例１の構成］
図１ないし図９は本発明の実施例１を示したもので、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および図４はバルブ開閉制御装置の全体構造を示した図で、図５は負圧作動式アクチュエータを示した図である。
【００２１】
本実施例のＥＧＲクーラモジュール１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２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、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）Ｅ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。
【００２２】
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１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１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。
【００２３】
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１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１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。
【００２４】
本実施例のＥＧＲクーラモジュール１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２と、このＥＧＲクーラ２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）３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。ここで、切替弁装置３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４と、このハウジング４の内部に開閉自在に収容されて、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方向切替弁とを備えている。また、ハウジング４は、内部に第１、第２連通孔１１、１２が形成されたブロック１３を有している。
【００２５】
ＥＧＲクーラ２は、切替弁装置３のハウジング４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２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２の内部には、ハウジング４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４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。
【００２６】
ここで、冷却水配管２２から、切替弁装置３のハウジング４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４の内部（例えばシャフト６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３のハウジング４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２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。
【００２７】
ハウジング４は、ＥＧＲクーラ２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４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４には、図１、図３および図４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４には、ＥＧＲクーラ２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。
【００２８】
ここで、本実施例のハウジング４の内部には、第１連通孔１１の開口周縁部の周囲を取り囲むようにブロック１３の流路壁面を凹ませて円環状空間３０が形成されている。また、本実施例のハウジング４は、２位置３方向切替弁の弁体（フラップ型バルブ５）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４と別体で製造された後に、ブロック１３に設けられる第１、第２連通孔１１、１２の孔壁面に圧入嵌合されている。
【００２９】
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５の裏面側の第１シール面９１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１１）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の裏面側の第１シール面９１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５のそれ以上の回転方向の一方側（第１連通孔１１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５の裏面側の第１シール面９１とのシート接触面積を小さくしてフラップ型バルブ５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。なお、円環状空間３０は、第１バルブシート３１の第１弁座部３３の外周とブロック１３の流路壁面との間に第１バルブシート３１の第１弁座部３３の周囲を周方向に取り囲むように形成されている。
【００３０】
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５の表面側の第２シール面９２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１２）の開口周縁部に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の表面側の第２シール面９２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５のそれ以上の回転方向の他方側（第２連通孔１２を閉鎖する側）への回転動作が規制される。
【００３１】
そして、ハウジング４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４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４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４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。
【００３２】
また、ハウジング４の内部には、つまりハウジング４の外壁部とブロック１３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２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２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２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。
【００３３】
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２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２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２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２の複数の熱交換チューブの出口側端部に連通している。
【００３４】
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２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。
【００３５】
ここで、ハウジング４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１３が一体的に形成されている。このブロック１３の内部には、バルブ軸方向（シャフト６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６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６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ブロック１３の内部に回転自在に収容される。
【００３６】
なお、ブロック１３の軸線方向の一端側に位置するハウジング４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４には、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４の冷却水通路の入口部および出口部には、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４には、後述する負圧作動式アクチュエータ９を取り付け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。
【００３７】
また、ブロック１３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６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１３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６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。
【００３８】
そして、ブロック１３は、２位置３方向切替弁のシャフト６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６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１３は、２位置３方向切替弁のシャフト６、このシャフト６を軸支するバルブ軸受け部、およびシャフト６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６、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。
【００３９】
切替弁装置３の２位置３方向切替弁は、ハウジング４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折り曲げ形状のフラップ型バルブ５と、ハウジング４のブロック１３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）６と、フラップ型バルブ５とシャフト６とを連結する断面Ｖ字状のバルブレバー７とによって構成されている。
【００４０】
ここで、薄膜状のダイヤフラム８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５）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３ないし図５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負圧源としての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９とを備えている。
【００４１】
負圧作動式アクチュエータ９は、ダイヤフラム８に連動して軸線方向に往復移動（変位）するロッド５１と、内部に軸線方向に延びる大気開放孔５２が形成された円筒状のホルダー５３と、このホルダー５３の図示上端部に配設されたダイヤフラム座部５４と、内部にダイヤフラム８およびコイルスプリング５５を弾性変形自在に収容する２つのケーシング５６、５７とを備えている。ダイヤフラム８は、ゴム系の弾性体であって、２つのケーシング５６、５７のフランジ部間に挟み込んだ状態で、ケーシング５７の外周縁部をＵ字状に折り返すことで、ダイヤフラム８の外周端縁部が２つのケーシング５６、５７のフランジ部間に保持固定されている。
【００４２】
ここで、２つのケーシング５６、５７により囲まれた内部空間（ダイヤフラム室）は、ダイヤフラム８によって２つの第１、第２圧力室６１、６２に気密的に区画されている。第１圧力室６１は、負圧制御弁を介して、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６２は、大気開放孔５２を介して、大気中に連通する大気圧室を構成する。そして、ロッド５１は、軸線方向の一端側がＬ字状に屈曲しており、このＬ字状部の先端がリンクプレート６３の入力側の嵌合穴に係合している。また、ロッド５１の軸線方向の他端部（図５において図示上端部）は、ダイヤフラム８の中央部に設けられた穴に嵌め込まれた状態で、ダイヤフラム８を間に挟むように配設されたプレート６４、６５を介してダイヤフラム８に結合されている。ここで、リンクプレート６３は、ロッド５１の軸線方向の直線運動をシャフト６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６およびロッド５１と共にリンク機構を構成している。また、リンクプレート６３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６の軸線方向の先端部が固定されている。
【００４３】
負圧作動式アクチュエータ９のホルダー５３は、ブラケット４９の棚状の座部に固定され、負圧作動式アクチュエータ９を保持している。コイルスプリング５５は、ダイヤフラム８に対して、フラップ型バルブ５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）を与えるスプリング荷重付与手段である。このコイルスプリング５５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シート６６に保持され、また、コイルスプリング５５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５６の天井壁に保持されている。そして、ケーシング５６には、負圧制御弁を介し、電動バキュームポンプから第１圧力室６１の内部に負圧を導入するための負圧導入管６７が接続されている。
【００４４】
ダイヤフラム座部５４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９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５５のスプリング荷重（付勢力）によってダイヤフラム８が図示下方に変位した際にダイヤフラム８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８の裏面側がダイヤフラム座部５４に当接した際にダイヤフラム８のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム８の位置がデフォルト位置となる。
【００４５】
ここで、６９は、ケーシング５６の天井壁で開口した開口部を気密的に閉塞し、ダイヤフラム８のストロークを拘束するためのプラグ（ストッパ）である。このプラグ６９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９への負圧供給時に、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差に応じてダイヤフラム８が図示上方に変位した際にダイヤフラム８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８の表面側がプラグ６９に当接した際にダイヤフラム８のそれ以上の変位が規制される。つまり、ダイヤフラム８の位置がフルリフト位置となる。
【００４６】
負圧作動式アクチュエータ９は、フラップ型バルブ５の開弁作動時にコイルスプリング５５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５を開弁作動できる設計となっている。すなわち、ダイヤフラム８を使用する負圧作動式アクチュエータ９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）＋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。このように設計された負圧作動式アクチュエータ９は、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差を利用して、コイルスプリング５５のスプリング荷重に抗してダイヤフラム８をこれ自身の板厚方向（図５において図示上下方向）に変位（図示上方）させることで、ダイヤフラム８に連動したロッド５１を軸線方向の図示上方に変位させるように構成されている。そして、ロッド５１の軸線方向の図示上方への変位が、リンクプレート６３を介してシャフト６に伝達されると、シャフト６が所定の回転角度（作動角θ：例えば４０〜５０°）だけ回転する。これにより、２位置３方向切替弁は、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置とフラップ型バルブ５のクーラ全閉位置との２位置に駆動される。
【００４７】
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６１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７０に基づいて、フラップ型バルブ５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。
【００４８】
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）７１、およびＥＧＲクーラモジュール１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）７２等が接続されている。
【００４９】
本実施例の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５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）によって所定の折り曲げ形状に形成されている。このフラップ型バルブ５は、平らな金属板をダイスの上に載せ、フラップ型バルブ５の外径よりやや小さいパンチでダイスの穴の中に押し込み、底付きの製品とするプレス成形（例えば深絞り加工）によって製造される。そして、フラップ型バルブ５の板厚方向の一端面には、図１、図６および図７に示したように、ハウジング４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９１が設けられている。この第１シール面９１は、本発明のシール面に相当するもので、フラップ型バルブ５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５の板厚方向の他端面には、図１、図６および図８に示したように、ハウジング４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９２が設けられている。なお、フラップ型バルブ５の第１、第２シール面９２は、円形状の平坦面となっている。
【００５０】
フラップ型バルブ５は、バイパス全閉位置（デフォルト位置、作動角θ＝０°：図７参照）とクーラ全閉位置（フルリフト位置、作動角θ＝４０〜５０°：図８参照）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５の裏面側の第１シール面９１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５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５の表面側の第２シール面９２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５のバルブシート位置である。
【００５１】
また、フラップ型バルブ５は、図６および図７に示したように、バイパス全閉時に、ハウジング４の排気ガス流路（流体流路）３６の内部を流れるＥＧＲガス（流体）の平均的な流れの軸線方向と、フラップ型バルブ５の軸線方向に対して垂直な垂線方向（第１、第２シール面９１、９２の面方向）とが略平行となるように配設されている。そして、フラップ型バルブ５は、第１シール面９１よりも半径方向の外周側（外径側）に位置するバルブ周縁部を第１シール面側（図示下方）に所定の傾斜角度だけ折り曲げて、必要に応じて高い揚力を得ることが可能な全周フラップ部９３を設けている。また、本実施例では、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時に、円環状空間３０の内部に全周フラップ部９３が侵入するように、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が折り曲げられている。したがって、本実施例では、全周フラップ部９３をバルブ全周（フラップ型バルブ５のバルブ周縁部の周方向全域）に設けて、折り曲げ形状のフラップ型バルブ５とすることで、図６に示したように、負圧作動式アクチュエータ９によるバルブ開弁作動時（バイパス全閉位置からクーラ全閉位置への切り替え動作時）に、フラップ型バルブ５の開弁作動をアシストする方向（バルブ作動方向）に揚力（作動アシスト力）が発生する。
【００５２】
本実施例の２位置３方向切替弁のシャフト６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６は、軸受け部品およびシール部品を介して、ブロック１３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６の外周には、バルブレバー７の固定端を保持固定する円筒状のレバー固定部９４が固定されている。また、シャフト６のシャフト方向の一端部は、プラグ４７よりハウジング４の外部に突出している。
【００５３】
バルブレバー７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７は、一端にシャフト６のレバー固定部９４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５の裏面側の第１シール面９１（図示下端面）を固定する自由端を有している。
【００５４】
バルブレバー７の固定端は、シャフト６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６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７の自由端は、フラップ型バルブ５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５の裏面側の第１シール面９１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５は、バルブレバー７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７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。
【００５５】
［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９に基づいて簡単に説明する。
【００５６】
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。
【００５７】
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、負圧制御弁および電動バキュームポンプへの通電が成されていない場合には、負圧作動式アクチュエータ９のケーシング５６、５７の内部に設けられるコイルスプリング５５のスプリング荷重（付勢力）によってダイヤフラム８がダイヤフラム座部５４に押し付けられているので、負圧作動式アクチュエータ９のロッド５１が図示下方に位置している（図３および図５参照）。この場合には、図７に示したように、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１が第１バルブシート３１の第１弁座部３３に着座するバルブシート位置に維持される。したがって、フラップ型バルブ５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に維持される。
【００５８】
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４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７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２の内部に流入する。そして、ＥＧＲクーラ２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４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４の外部に流出する。そして、ハウジング４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。
【００５９】
一方、切替弁装置３のフラップ型バルブ５のバルブシート位置が、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を閉鎖するクーラ全閉位置となるように、負圧制御弁および電動バキュームポンプへの通電が成されると、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６１内のエアを吸引するので、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部は負圧状態となり、大気中に連通する第２圧力室６２と第１圧力室６１との間に圧力差が生じる。
【００６０】
これにより、コイルスプリング５５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６１、６２の圧力差に応じてダイヤフラム８が図示上方に変位するため、ロッド５１が軸線方向に移動する。そして、ロッド５１の軸線方向の直線運動に伴ってリンクプレート６３がシャフト６の軸心を中心にして回転し、リンクプレート６３の回転に伴ってリンクプレート６３に固定されたシャフト６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５がシャフト６の軸心を中心にして回転するため、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５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。
【００６１】
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４の排気ガス流路３６に流入した高温ＥＧＲガスは、図８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５の裏面側の第１シール面９１に衝突する。このとき、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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５の裏面側の第１シール面９１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４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４の外部に流出する。そして、ハウジング４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。
【００６２】
ここで、例えば定常時に、フラップ型バルブ５のバルブシート位置を、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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１の内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図７に示したように、ＥＧＲクーラ２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２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。
【００６３】
また、例えば寒冷時に、フラップ型バルブ５のバルブシート位置を、フラップ型バルブ５の表面側の第２シール面９２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１の内部に導入されるＥＧＲガスの全流量を、図８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。
【００６４】
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、ＮＯｘ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５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。
【００６５】
［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例の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１の切替弁装置３においては、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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（密閉化）している時（フラップ型バルブ５のバイパス全閉時）に、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ２を通過する際の圧力損失により、フラップ型バルブ５の第１、第２シール面９１、９２の差圧が、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１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大きく働くようにして、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置におけるフラップ型バルブ５のシール性を向上させ、フラップ型バルブ５のバイパス全閉位置における弁洩れ量を効果的に低減させている。
【００６６】
このようなＥＧＲクーラモジュール１の構造の場合には、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増加し、負圧作動式アクチュエータ９のダイヤフラム８を径大化させる必要があるが、負圧作動式アクチュエータ９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。
【００６７】
ここで、一般的に、ダイヤフラム８を使った負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力（実施例１＝α、比較例１＝β）は、図９に示したように、エンジンＥから受ける外力（エンジン外力：例えば振動、圧力）とコイルスプリング５５のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）との合力（γ）に、フラップ型バルブ５の流体力（実施例１＝α２、比較例１＝β２）を加算した値以上の作動軸力を必要とする。
これを下記の数１の演算式にて表す。
［数１］
「負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力」
≧「エンジン外力（振動、圧力）＋ＳＰＧ負荷＋フラップ型バルブの流体力」
特に、フラップ型バルブ５の流体力は、ＥＧＲガス（流体）の流れ方向と負圧作動式アクチュエータ９の作動方向とで、正の値（バルブ作動方向に対して逆向きの荷重：所謂負荷）になったり、負の値（バルブ作動方向に対してアシストする向きの荷重：所謂アシスト力）になったりする。
【００６８】
また、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減る傾向にあるが、そうなっても搭載性の悪化を防止する目的で、負圧作動式アクチュエータ９の体格を大きくせず円滑にバルブ開弁作動が可能な設計が求められる。
この場合には、エンジンＥから受ける外力（エンジン外力）以上の負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力が必要となり、また、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力は、「ダイヤフラム径×印加負圧−コイルスプリング５５のスプリング荷重（ＳＰＧ負荷）」を満足する必要があることから、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減ると、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力が減少してしまう。これをカバーすべくダイヤフラム８を径大化させる必要があるが、これでは負圧作動式アクチュエータ９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。
【００６９】
そこで、負圧作動式アクチュエータ９の体格の大型化に伴う搭載性の悪化を防止するという目的で、本実施例では、比較例１の平板形状のフラップ型バルブ５に変えて、折り曲げ形状のフラップ型バルブ５を採用している。具体的には、フラップ型バルブ５の全周に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げて、必要に応じて高い揚力を得るための全周フラップ部９３を設けることで、フラップ型バルブ５を全周折り曲げ形状にしている。
【００７０】
したがって、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に負圧を導入して、フラップ型バルブ５のバルブシート位置をバイパス全閉位置からクーラ全閉位置に切り替える開弁作動時に、インレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガス流に、平板状のバルブ表裏面を有する比較例１に比べて、バルブ表裏面の流れにおいて流速差が付く。特に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、図６に示したように、バルブ表面（第１シール面側に対して逆側の第２シール面９２）に流速の速いＥＧＲガスの流れが生じ、また、バルブ裏面（第１シール面側）に流速の遅いＥＧＲガスの流れが生じる。これにより、バルブ表裏面に圧力差が発生するので、図１および図６に示したように、フラップ型バルブ５を第１バルブシート３１の第１弁座部３３より離脱させる方向、つまりフラップ型バルブ５の開弁方向（バルブ作動方向）に揚力を得ることができる。この揚力は、バルブ作動方向への作動軸力をアシストする作動アシスト力として働く。
【００７１】
すなわち、バルブ表面に沿うＥＧＲガス流は、速く流れ、また、バルブ裏面に沿うＥＧＲガス流は、遅く流れる。特に、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、バルブ表裏面のＥＧＲガスの流れの速さの相違が一層顕著になる。そして、図６に示したように、ＥＧＲガスの流れの速い部位では圧力が低く、また、ＥＧＲガスの流れの遅い部位では圧力が高くなる。これにより、バルブ表面側の圧力はバルブ裏面側の圧力に対し低くなる。この圧力差が作用してフラップ型バルブ５は、バルブ裏面から押し上げられて、図１および図６に示したように、バルブ揚力が生じる。特にフラップ型バルブ５のバルブ周縁部が第１シール面（裏面）側に折り曲げられているので、開弁アシスト方向に高い揚力が得られる。
【００７２】
したがって、エンジンシステムや高地仕様に伴い負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が減ってしまい、２つの第１、第２圧力室６１、６２の圧力差が大きくとれず、ダイヤフラム８を使用する負圧作動式アクチュエータ９のロッド５１の軸線方向の駆動力（作動軸力）が減少する場合、あるいは本実施例のようにフラップ型バルブ５のシール性を向上させることによって負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が増加する場合であっても、図９に示したように、フラップ型バルブ５を開弁駆動するのに必要な作動軸力（負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力）をβ→αに軽減することができる。
【００７３】
ここで、実施例１の折り曲げ形状のフラップ型バルブ５に作用する流体力をα２とし、エンジン外力（振動、圧力）とＳＰＧ負荷との合力をγとし、これらの合成負荷をα１とすると、実施例１の合成負荷（α１）は、（γ＋α２）となる。また、比較例１の平板形状のフラップ型バルブ５に作用する流体力をβ２とし、エンジン外力（振動、圧力）とＳＰＧ負荷との合力をγとし、これらの合成負荷をβ１とすると、比較例１の合成負荷（β１）は、（γ＋β２）となる。したがって、実施例１の必要作動軸力（α）を、比較例１の必要作動軸力（β）よりも流体力の差分（β２−α２）だけ軽減することができる（図９参照）ので、ダイヤフラム径を径大化することなく、負圧作動式アクチュエータ９によってフラップ型バルブ５を円滑に開弁作動させることができる。これにより、負圧作動式アクチュエータ９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９を含む装置全体（ＥＧＲクーラモジュール１）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１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１の搭載性を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施例の切替弁装置３においては、バイパス側流路孔４２が排気ガス流路３６を含むクーラ入口側連通路（流体流路）の内部を流れるＥＧＲガス流の流れ方向に対して略直角方向に形成されている。これによって、第１バルブシート３１の第１弁座部３１に着座するフラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１が、クーラ入口側連通路（流体流路）の内部を流れるＥＧＲガス流の流れ方向に対して略平行に位置するので、フラップ型バルブ５のバルブ表裏面を流れる流体の流速差が大きくなり、フラップ型バルブ５のバルブ表裏面に発生する圧力差をより大きくすることができる。すなわち、フラップ型バルブ５の開弁作動方向に発生する揚力（作動アシスト力）を大きくすることができる。
【００７５】
また、本実施例の切替弁装置３においては、フラップ型バルブ５のバイパス全閉時に、円環状空間３０の内部にフラップ型バルブ５の全周フラップ部９３が侵入するように、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を折り曲げているので、負圧作動式アクチュエータ９によるフラップ型バルブ５の開弁作動時に、ＥＧＲガス流がブロック１３の流路壁面とフラップ型バルブ５の全周フラップ部９３の裏面に流れ難くなっている。これによって、電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に負圧を導入して、負圧作動式アクチュエータ９の作動軸力を利用してフラップ型バルブ５の開弁動作を開始する直後に、流速の遅い流れをフラップ型バルブ５の裏面に流すことができ、フラップ型バルブ５の開弁作動をアシストする方向に揚力を発生させることができるので、少ない作動軸力で直ちにフラップ型バルブ５を開弁駆動できる。したがって、開弁応答性に優れた負圧作動式アクチュエータ９を含むバルブ駆動装置を構成することができる。
【００７６】
また、仮に電動バキュームポンプから負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部に導入される負圧供給量が比較例１（図１１および図１２参照）と同じであれば、ダイヤフラム径を小径化することが可能となる。これにより、負圧作動式アクチュエータ９の体格を小型化することができるので、負圧作動式アクチュエータ９を含む装置全体（ハウジング４の外壁面に負圧作動式アクチュエータ９を外付した切替弁装置３、更にはＥＧＲクーラ２と切替弁装置３とを一体化したＥＧＲクーラモジュール１）の体格を小型化することができる。この結果、自動車等の車両へのＥＧＲクーラモジュール１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１の搭載性を更に向上させることができる。
【００７７】
また、開弁動作時に高い揚力を得ることの可能な折り曲げ形状のフラップ型バルブ５を採用することにより、負圧作動式アクチュエータ９の必要作動軸力が減るので、負圧作動式アクチュエータ９の第１圧力室６１の内部への負圧供給量が少なくても、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３より容易に離脱させることができる。これにより、電動バキュームポンプの負圧消費量を低減することができるので、少ない電力消費量（省電力）でフラップ型バルブ５を開弁駆動することができる。
【００７８】
また、本実施例の負圧作動式アクチュエータ９においては、２つのケーシング５６、５７により囲まれた内部空間（ダイヤフラム室）、特に第１圧力室６１の内部に、ダイヤフラム８に対して、フラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し当てる方向にスプリング荷重を与えるコイルスプリング５５を収容している。これによって、フラップ型バルブ５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）、特にエンジン振動がハウジング４のブロック１３のバルブ軸受け部からフラップ型バルブ５に伝わっても、コイルスプリング５５のスプリング荷重によってフラップ型バルブ５の裏面側の第１シール面９１を第１バルブシート３１の第１弁座部３３に押し付けているので、フラップ型バルブ５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抑えることができる。したがって、フラップ型バルブ５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１の切替弁装置３の信頼性を向上することができる。
【００７９】
［変形例］
本実施例では、アクチュエータとして、第１圧力室６１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６２と負圧源に連通する第１圧力室６１との圧力差を利用してダイヤフラム８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９を採用しているが、他のアクチュエータの例として、第２圧力室６２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６１とポンプに連通する第２圧力室６２との圧力差を利用してダイヤフラム８を変位させるように構成しても良い。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６２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。また、切替弁装置３の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を閉弁方向（バイパス側流路孔４２およびバイパス流路４３を閉じる側）に付勢するコイルスプリング５５等のバルブ付勢手段を、切替弁装置３のハウジング４の内部に設置しても良い。
【００８０】
また、本実施例では、切替弁装置３の２位置３方向切替弁のフラップ型バルブ５を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置を、負圧制御弁および電動バキュームポンプを備えた負圧作動式アクチュエータ９によって構成したが、切替弁装置の２位置３方向切替弁の弁体（バルブ）を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置を、電動モータと動力伝達機構（例えば歯車減速機構）とを含んで構成される電動式アクチュエータや、電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
【００８１】
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６の軸心を中心にして回転するフラップ型バルブ５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２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。
【００８２】
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２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５の裏面側の第１シール面９１）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。
【００８３】
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）２を備えた排気ガス冷却装置（ＥＧＲクーラモジュール１）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４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。
【００８４】
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５）の裏面側の第１シール面９１が着座する第１弁座部３３を、ハウジング４のブロック１３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４のブロック１３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４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５）の表面側の第２シール面９２が着座する第２弁座部３４を、ハウジング４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４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４に第２弁座部が一体的に形成される。
【００８５】
本実施例では、ハウジング４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、ハウジングの流体流路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）、冷凍サイクルに使用する気化冷媒（冷媒ガス）等の気体だけでなく、エンジン冷却水、冷凍サイクルに使用する液化冷媒等の液体、冷凍サイクルに使用する気液二相状態の冷媒を使用しても良い。
【００８６】
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４の内部に開閉自在にフラップ型バルブ５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。
【００８７】
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。
【００８８】
本実施例では、ＥＧＲクーラ（熱交換器）２の入口部に、内部にフラップ型バルブ５を開閉自在に収容したハウジング４を結合し、ＥＧＲクーラ２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５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２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２等の熱交換器を廃止しても良い。
【００８９】
本実施例では、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側（図示下方）に所定の傾斜角度だけ折り曲げて、フラップ型バルブ５の全周に全周フラップ部９３を設けているが、フラップ型バルブ５のバルブ周縁部を第１シール面側に折り曲げて、バイパス全閉時にインレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの平均的な流れの軸線に対して傾くようにフラップ型バルブ５に部分的にフラップ部を設けても良い。また、インレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの上流側よりも下流側の方がフラップ部のサイズが大きくなるように、あるいはインレットポート３５から排気ガス流路３６の内部に流入するＥＧＲガスの下流側のみに円弧状にフラップ部を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】フラップ型バルブの開弁動作を示した説明図である（実施例１）。
【図２】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）。
【図３】切替弁装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。
【図４】切替弁装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。
【図５】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）。
【図６】（ａ）、（ｂ）はフラップ型バルブを示した断面図で、（ｃ）はフラップ型バルブを示した斜視図である（実施例１）。
【図７】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）。
【図８】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）。
【図９】負圧作動式アクチュエータの必要作動軸力に対する負荷および流体力を示したグラフである（実施例１）。
【図１０】ＥＧＲクーラモジュールの全体構造を示した断面図である（従来の技術）。
【図１１】切替弁装置の全体構造を示した断面図である（比較例１）。
【図１２】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（比較例１）。
【符号の説明】
【００９１】
Ｅ エンジン（内燃機関）
１ ＥＧＲクーラモジュール（排気ガス冷却装置）
２ ＥＧＲクーラ（排気ガスクーラ）
３ 切替弁装置（バルブ開閉制御装置）
４ ハウジング
５ フラップ型バルブ（２位置３方向切替弁の弁体）
６ シャフト（バルブ軸、２位置３方向切替弁の弁軸）
７ バルブレバー（２位置３方向切替弁の連結部）
８ ダイヤフラム
９ 負圧作動式アクチュエータ
１１ 第１連通孔（流路孔）
１２ 第２連通孔
１３ ブロック（ハウジング）
３０ ブロックの円環状空間（ハウジングの環状空間）
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（流路孔の開口周縁部）
３５ ハウジングのインレットポート（流体入口）
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（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）
４５ ハウジングのアウトレットポート（流体出口）
５１ 負圧作動式アクチュエータのロッド
５５ 負圧作動式アクチュエータのコイルスプリング
６１ 負圧作動式アクチュエータの第１圧力室
６２ 負圧作動式アクチュエータの第２圧力室
６３ リンクプレート（運動方向変換機構、リンク機構）
９１ フラップ型バルブの第１シール面
９２ フラップ型バルブの第２シール面
９３ フラップ型バルブの全周フラップ部（フラップ部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内部を流体が流れる流体流路、およびこの流体流路の途中で分岐または合流する流路孔が形成されたハウジングと、
（ｂ）このハウジングの内部に開閉自在に収容されて、前記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、開放するバルブと、
（ｃ）このバルブを駆動するアクチュエータと
を備えたバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、表面に対して逆側の裏面側に、前記流路孔の開口周縁部に着座して前記流路孔を閉鎖するシール面を有し、このシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部を前記シール面側に折り曲げて前記バルブにフラップ部を設けたことを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記流路孔は、前記流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略直角方向に形成されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記ハウジングは、前記流路孔の開口周縁部の周囲を取り囲むように環状空間を有し、 前記バルブ周縁部は、前記フラップ部が前記環状空間の内部に侵入するように折り曲げられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記アクチュエータは、負圧源に連通する第１圧力室、大気中に連通する第２圧力室、およびこれら２つの第１、第２圧力室の圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有し、
前記第１圧力室内に大気圧よりも低い負圧が導入されると、前記バルブのシール面を前記流路孔の開口周縁部より離脱させる作動軸力が発生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開閉制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記負圧作動式アクチュエータは、前記ダイヤフラムに対して、前記バルブのシール面を前記流路孔の開口周縁部に押し当てる方向にスプリング荷重を与えるスプリングを有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記負圧作動式アクチュエータは、前記ダイヤフラムに連動して軸線方向に移動するロッドを有し、
前記ロッドは、前記バルブを駆動することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記ハウジングに回転自在に支持されたバルブ軸を有し、このバルブ軸の軸心を中心にして回転動作を行うフラップ型バルブであって、
前記ロッドと前記バルブ軸との間には、前記ロッドの直線運動を前記バルブ軸の回転運動に変換する運動方向変換機構が介在していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングは、内燃機関より流出して前記内燃機関の吸気系に再循環される排気ガスを冷却する排気ガスクーラの入口部に結合されており、
前記バルブは、前記排気ガスクーラよりも排気ガスの流れ方向の上流側に配設されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載のバルブ開閉制御装置において、
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内燃機関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内燃機関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、
前記流体流路は、前記クーラ側連通路の一部を構成し、
前記流路孔は、前記バイパス側連通路の一部を構成することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、少なくとも前記バイパス側連通路を開閉する開閉弁の弁体を構成していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記クーラ側連通路と前記バイパス側連通路とを切り替える切替弁の弁体を構成していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１】
（ａ）内部を流体が流れる流体流路、およびこの流体流路の途中で分岐または合流する流路孔が形成されたハウジングと、
（ｂ）このハウジングの内部に開閉自在に収容されて、前記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、開放するバルブと、
（ｃ）このバルブを駆動するアクチュエータと
を備えたバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、表面に対して逆側の裏面側に、前記流路孔の開口周縁部に着座して前記流路孔を閉鎖するシール面を有し、このシール面よりも外周側に位置するバルブ周縁部を前記シール面側に折り曲げて前記バルブにフラップ部を設けたことを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記流路孔は、前記流体流路の内部を流れる流体の流れ方向に対して略直角方向に形成されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記ハウジングは、前記流路孔の開口周縁部の周囲を取り囲むように環状空間を有し、 前記バルブ周縁部は、前記フラップ部が前記環状空間の内部に侵入するように折り曲げられていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記アクチュエータは、負圧源に連通する第１圧力室、大気中に連通する第２圧力室、およびこれら２つの第１、第２圧力室の圧力差に応じて変位するダイヤフラムを有し、
前記第１圧力室内に大気圧よりも低い負圧が導入されると、前記バルブのシール面を前記流路孔の開口周縁部より離脱させる作動軸力が発生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開閉制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記負圧作動式アクチュエータは、前記ダイヤフラムに対して、前記バルブのシール面を前記流路孔の開口周縁部に押し当てる方向にスプリング荷重を与えるスプリングを有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記負圧作動式アクチュエータは、前記ダイヤフラムに連動して軸線方向に移動するロッドを有し、
前記ロッドは、前記バルブを駆動することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記ハウジングに回転自在に支持されたバルブ軸を有し、このバルブ軸の軸心を中心にして回転動作を行うフラップ型バルブであって、
前記ロッドと前記バルブ軸との間には、前記ロッドの直線運動を前記バルブ軸の回転運動に変換する運動方向変換機構が介在していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、 前記ハウジングは、内燃機関より流出して前記内燃機関の吸気系に再循環される排気ガスを冷却する排気ガスクーラの入口部に結合されており、
前記バルブは、前記排気ガスクーラよりも排気ガスの流れ方向の上流側に配設されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載のバルブ開閉制御装置において、
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内燃機関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内燃機関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、
前記流体流路は、前記クーラ側連通路の一部を構成し、
前記流路孔は、前記バイパス側連通路の一部を構成することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、少なくとも前記バイパス側連通路を開閉する開閉弁の弁体を構成していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のバルブ開閉制御装置において、
前記バルブは、前記クーラ側連通路と前記バイパス側連通路とを切り替える切替弁の弁体を構成していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１５４９０７（Ｐ２００７−１５４９０７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４６４１７（Ｐ２００５−３４６４１７）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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