説明

弁軸駆動装置

【課題】駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を防止することのできる弁軸駆動装置を提供する。
【解決手段】弁軸駆動装置31は、軸方向に進退移動される駆動軸66を有するアクチュエータ40と、流路33,34を開閉する弁体29の弁軸36に設けられたレバー部材122と、レバー部材122に設けられかつ駆動軸66を回動可能に連結するピン部材124とを備える。駆動軸66の進退移動により弁軸36が回動される。駆動軸66とピン部材124との間に両者を弾性的に拘束する弾性部材145が設けられる。弾性部材145が、駆動軸66とピン部材124とを駆動軸66の軸方向に弾性的に拘束する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弁軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1には、弁軸駆動装置を備えた車両の暖機・暖房促進装置が記載されている。弁軸駆動装置は、軸方向に進退移動される駆動軸(特許文献1における「駆動ロッド」)を有する駆動源(同、「負圧アクチュエータ」が相当する。)と、流路(同、「排気管」)を開閉する弁体(同、「排気絞り弁」)の弁軸に設けられたレバー部材(同、「リンク」)と、レバー部材に設けられかつ駆動軸を回動可能に連結するピン部材とを備え、駆動軸の進退移動により弁軸が回動される。
【0003】
【特許文献1】特開2000−2124号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記特許文献1における弁軸駆動装置にあっては、駆動軸とピン部材とを回動可能に連結するため、両者間には隙間(いわゆる、がたつき)が設定されている。このため、車両振動等により、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗が発生しやすいという問題点があった。
本発明は、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を防止することのできる弁軸駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする弁軸駆動装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項1に記載された弁軸駆動装置によると、駆動軸とピン部材との間に、両者を弾性的に拘束する弾性部材が設けられている。したがって、駆動軸とピン部材とが弾性部材によって弾性的に拘束されることで、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を防止あるいは低減することができる。
【0006】
また、特許請求の範囲の請求項2に記載された弁軸駆動装置によると、弾性部材が、駆動軸とピン部材とを該駆動軸の軸方向に弾性的に拘束する構成としたものである。したがって、弾性部材が駆動軸とピン部材とを該駆動軸の径方向に弾性的に拘束する場合と比べて、弾性部材の弾性力を駆動軸及びピン部材の拘束力として有効に作用させることができる。ひいては、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0007】
また、特許請求の範囲の請求項3に記載された弁軸駆動装置によると、弾性部材の弾性力が、駆動軸の軸線又はその軸線の近傍においてピン部材の径方向に作用する構成としたものである。したがって、駆動軸とピン部材とを拘束する弾性部材の弾性力による両者間のこじれを防止あるいは低減することができる。ひいては、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0008】
また、特許請求の範囲の請求項4に記載された弁軸駆動装置によると、駆動軸とピン部材との摺動面の間に樹脂製の軸受部材が介在され、軸受部材に弾性部材の弾性による拘束力が作用する構成としたものである。したがって、樹脂製の軸受部材による自己潤滑性により、軸受部材に摺動する部材(駆動軸、ピン部材、弾性部材)の摺動性を向上するとともに、駆動軸とピン部材との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0009】
また、特許請求の範囲の請求項5に記載された弁軸駆動装置によると、駆動源がダイアフラム式のアクチュエータであり、アクチュエータのケーシングにおける駆動軸が貫通するケーシング構成部材の内側に配置されるステーに対して、該ケーシング構成部材を間にして外側に配置されるブラケットがその外側からのスクリュの締付けにより締着されている。したがって、例えば特開2002−195210号公報のアクチュエータにおいて、スクリュの締付けに対して別部材として必要とされたナットを省略することができる。このため、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することができる。また、ケーシング構成部材にステーを一体的に結合したサブアッセンブリに対して、ブラケットを後付けすることができるため、サブアッセンブリにメッキ処理を施すことが可能である。
【0010】
また、特許請求の範囲の請求項6に記載された弁軸駆動装置によると、ブラケットの外側に、駆動軸を摺動可能に支持するブッシュを備えたリテーナがスクリュの締付けを利用して締着されている。したがって、ブッシュの必要性の有無に応じて、ブッシュを備えたリテーナの有無を選択することができる。このため、ブッシュの有無に関係なく、サブアッセンブリを共通化することができる。また、サブアッセンブリにメッキ処理を施した後で、そのサブアッセンブリにブッシュを備えたリテーナをブラケットとともに後付けすることができる。ちなみに、ブッシュを備えたリテーナが先付けされるサブアッセンブリでは、ブッシュがメッキ処理に適さないためにメッキ処理が困難であるが、ブッシュを備えたリテーナをサブアッセンブリに後付けすることによりサブアッセンブリに対するメッキ処理が可能となる。
【0011】
また、特許請求の範囲の請求項7に記載された弁軸駆動装置によると、ケーシング内に、駆動軸が作動すべき位置に移動したことを検出する駆動軸検出センサが配置されている。したがって、駆動軸検出センサから出力される検出信号に基づいて、制御装置により駆動軸の作動状態を正常か否かを容易に判断することができる。また、駆動軸検出センサにより駆動軸を直接的に接触させて検出する構成とすれば、検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
【実施例】
【0013】
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施例の弁軸駆動装置は、例えば、車両のディーゼルエンジンのEGR装置(排気ガス再循環装置)におけるEGRクーラバイパスバルブ装置に実施したものであるから、EGR装置を説明した後で、EGRクーラバイパスバルブの弁軸駆動装置について説明する。なお、図1はEGR装置を示す概略構成図である。
【0014】
図1に示すように、EGR装置10は、エンジン(図示しない)の排気の一部を吸気通路に環流させるものである。EGR装置10は、EGRクーラ12とEGRクーラバイパスバルブ装置14と接続部材16とEGRバルブ装置18とを備えている。以下、順に説明する。EGRクーラ12は、クーラハウジング20とクーラ本体22とを備えている。クーラハウジング20には、メイン通路24とバイパス通路25とが並列的に形成されている。メイン通路24及びバイパス通路25の上流側(図1において左側)は、エンジンの排気通路(例えば、排気マニホールド)に連通されている。また、クーラ本体22は、メイン通路24内に組込まれている。クーラ本体22は、冷却水を循環させる冷却水循環構造を備えており、メイン通路24内を通って下流側(吸気通路(図示しない))に還流される排気すなわちEGRガスが通過する際に、EGRガスと冷却水との間で熱交換を行うことにより、EGRガスを冷却する。
【0015】
次に、EGRクーラバイパスバルブ装置(以下、「バイパスバルブ装置」という)14を説明する。バイパスバルブ装置14は、前記クーラハウジング20の下流側(図1において右側)に設けられている。なお、図2はバイパスバルブ装置を示す正面図、図3は図2のIII−III線矢視断面図、図4は図2のIV−IV線矢視断面図、図5は図2のV−V線矢視断面図である。
【0016】
図2に示すように、バイパスバルブ装置14は、バルブボデー27と弁体29と弁軸駆動装置31とを備えている。バルブボデー27は、クーラハウジング20の下流側(図1において右側)に結合されている。バルブボデー27には、クーラハウジング20(図1参照)のメイン通路24に連通するメイン側の流路33と、そのバイパス通路25に連通するバイパス側の流路34とが並列的に形成されている(図4及び図5参照)。また、弁体29は、弁軸36と2枚の弁板37,38とを備えている。弁軸36は、バルブボデー27に対して両流路33,34を横断した状態で回転可能に支持されている(図2参照)。なお、メイン側の流路33及びバイパス側の流路34は、本明細書でいう「流路」に相当する。
【0017】
図2に示すように、前記2枚の弁板37,38のうちの一方(図2において左側)の弁板37は、メイン側の流路33内において弁軸36に取付けられている(図4参照)。また、他方の弁板(図2において右側)38は、バイパス側の流路34内において弁軸36に取付けられている(図5参照)。また、両弁板37,38は、弁軸36の回動によって両流路33,34を相反的に開閉可能に設けられている。すなわち、メイン側の流路33内の弁板(メイン側の弁板という)37が開いた時(図4の実線37参照)にはバイパス側の流路34内の弁板(バイパス側の弁板という)38が閉じられる(図5の実線38参照)。この弁体29の位置を「通常位置」という。また、メイン側の弁板37が閉じた時(図4の二点鎖線37参照)にはバイパス側の弁板38が開かれる(図5の二点鎖線38参照)。この弁体29の位置を「作動位置」という。
【0018】
前記弁軸36の駆動側端部(図2において左端部)は、バルブボデー27から突出されている。その突出端部には、二面幅状の係合軸部36aが形成されている(図3参照)。また、弁軸36は、バルブボデー27の左側に設けられた弁軸駆動装置31により所定の角度範囲内で正逆回転されるようになっている。弁軸駆動装置31は、ダイアフラム式(負圧式とも呼ばれる)のアクチュエータ40を駆動源として、リンク機構42を介して弁体29(詳しくは弁軸36)を回動する。なお、弁軸駆動装置31については、後ほど説明する。
【0019】
図1に示すように、前記アクチュエータ40に作用する負圧は、負圧制御装置44により制御される。負圧制御装置44は、バキュームポンプ45と、電磁式の三方弁46と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)48とを備えている。三方弁46は、第1のポート46aと第2のポート46bと第3のポート46cと電磁装置46dとを備えている。また、バキュームポンプ45は、負圧源であり、第1の配管50aを介して三方弁46の第1のポート46aに接続されている。また、三方弁46の第2のポート46bは、第2の配管50bを介してアクチュエータ40の負圧室に接続されている。また、三方弁46の第3のポート46cは、大気に開放されている。バキュームポンプ45、及び、三方弁46の電磁装置46dは、コントローラとしてのECU48によって制御されるようになっている。
【0020】
前記ECU48は、例えば、冷却水温度が低いエンジン始動時や寒冷時において、電磁装置46dを介して三方弁46を切替えて、第3のポート46cを閉じて第1のポート46aと第2のポート46bとが連通する状態とするとともに、バキュームポンプ45を作動する。これにより、アクチュエータ40の負圧室にバキュームポンプ45による負圧が作用することにより、アクチュエータ40によってリンク機構42を介して弁体29が作動位置に回動される。その結果、バイパスバルブ装置14は、メイン側の弁板37が閉じられるとともにバイパス側の弁板38が開かれた状態(作動位置)に切替えられる。この状態では、EGRガスは、EGRクーラ12のメイン通路24を通ることなく、すなわちクーラ本体22で冷却されることなく、バイパス通路25を通って吸気通路へ再循環されることになる。
【0021】
また、前記ECU48は、例えば、冷却水温度が冷却水温度が所定の温度以上に上昇した時において、電磁装置46dを介して三方弁46を切替えて、第1のポート46aを閉じて第2のポート46bと第3のポート46cとが連通する状態とするとともに、バキュームポンプ45を停止する。これにより、アクチュエータ40の負圧室が大気に開放されることにより、アクチュエータ40によってリンク機構42を介して弁体29が通常位置に回動される。その結果、バイパスバルブ装置14は、メイン側の弁板37が開かれるとともにバイパス側の弁板38が閉じられた状態(通常位置)に切替えられる。この状態では、EGRガスは、EGRクーラ12のバイパス通路25を通ることなく、メイン通路24を通ることにより、クーラ本体22で冷却されてから吸気通路へ再循環されることになる。なお、図1中、符号51a,51b,51cは、エンジンの運転状態を検出するセンサを示している。
【0022】
次に、接続部材16を説明する。接続部材16は、前記バイパスバルブ装置14のバルブボデー27の下流側(図1において右側)に結合されている。接続部材16には、バルブボデー27の両流路33,流路34に連通する連絡通路52が形成されている。
【0023】
次に、EGRバルブ装置18を説明する。EGRバルブ装置18は、前記接続部材16の下流側(図1において右側)に設けられている。EGRバルブ装置18は、電磁弁であって、バルブハウジング54と弁部材56と電磁装置58とを備えている。バルブハウジング54は、接続部材16の下流側(図1において右側)に結合されている。バルブハウジング54には、接続部材16の連絡通路52と吸気通路(例えば、吸気マニホールド)とを連通するガス通路60が形成されている。また、弁部材56は、ポペット弁からなり、その軸方向(図1において左右方向)の移動によってガス通路60を開閉する。また、電磁装置58は、電磁コイル等を備えており、ECU48によって制御されることによって弁部材56を進退移動させる。EGRバルブ装置18は、ECU48による電磁装置58に対する印加電力の大きさに応じて弁部材56を開閉することにより、ガス通路60内を流れるEGRガスの流量すなわち吸気通路に再循環されるEGRガス量を調整する。
【0024】
次に、前記バイパスバルブ装置14の弁軸駆動装置31について説明する。弁軸駆動装置31は、前記バイパスバルブ装置14の弁体29(詳しくは弁軸36)を駆動すなわち回動するもので、前に述べたように、アクチュエータ40とリンク機構42とを備えている。以下、順に説明する。なお、図11はアクチュエータを示す断面図である。説明の都合上、アクチュエータ40については、図11に示す状態を基準として説明を行う。
【0025】
図11に示すように、アクチュエータ40は、ダイアフラム式(詳しくは、2段作動ダイアフラム式)のアクチュエータからなる。アクチュエータ40は、第1のアクチュエータ部61と、そのアクチュエータ部61上に設けられた第2のアクチュエータ部62とを備えている。
第1のアクチュエータ部61を説明する。第1のアクチュエータ部61は、ケーシング(第1のケーシングという)64、ダイアフラム(第1のダイアフラムという)65、駆動軸(第1の駆動軸という)66等により構成されている。第1のケーシング64は、第1のアクチュエータ部61の外殻をなすもので、上面を開口する有底円筒状をなすのロワーカバー68と、下面を開口する有天円筒状のアッパカバー69とをかしめにより結合されてなる。ロワーカバー68の底壁部の中央部には、上方へ立ち上がる円筒状の筒状部71が形成されている。また、ロワーカバー68の底壁部には、筒状部71を取り囲む円周線上に位置する適数個(本実施例では4個、図12では2個を示す)のねじ挿通孔72が形成されている。なお、図12はサブアッセンブリ(ロワーカバーとステー)とブラケットとリテーナとを分解して示す断面図である。
【0026】
図12に示すように、前記ロワーカバー68の内側、詳しくは底壁部上には、プレート状のステー74が配置されている。ステー74は、円環状に形成されている。ステー74は、その中央孔を前記筒状部71に相対的に圧入することにより、ロワーカバー68の底壁部上に重合状に一体的に取付けられている。ステー74には、ロワーカバー68の各ねじ挿通孔72に対して整合するめねじ孔74aが形成されている。このロワーカバー68とステー74とにより、サブアッセンブリ75が構成されている。
【0027】
前記ロワーカバー68の外側、詳しくは底壁部の下側には、ブラケット77の取付板部78が重合状に配置されている。取付板部78には、ロワーカバー68の筒状部71に整合する貫通孔79が形成されている。また、取付板部78には、ロワーカバー68のねじ挿通孔72に整合する各ねじ挿通孔80が形成されている。さらに、ブラケット77の取付板部78の下側には、リテーナ(第1のリテーナという)81の外周板部が重合状に配置されている。そのリテーナ81の中央部には、円筒状の収容筒部82が形成されている。収容筒部82内には、ブッシュ(第1のブッシュという)83がOリング84を介して気密的に収容されている。そのブッシュ83内には、第1の駆動軸66が摺動可能に支持されている。また、リテーナ81の外周板部には、ロワーカバー68のねじ挿通孔72に整合する各ねじ挿通孔85が形成されている。
【0028】
図12に示す分解状態において、ロワーカバー68の外側(図12において下側)からはスクリュ87が、第1のリテーナ81の各ねじ挿通孔85、ブラケット77の取付板部78の各ねじ挿通孔80、ロワーカバー68の各ねじ挿通孔72を通して、ステー74の各めねじ孔74aに締付けられることにより、ステー74に対してロワーカバー68、ブラケット77、第1のリテーナ81が締着される(図11参照)。すなわち、サブアッセンブリ75にブラケット77及び第1のリテーナ81が締着されることになる。なお、ロワーカバー68は、本明細書でいう「ケーシング構成部材」に相当する。また、スクリュ87は、本明細書でいう「ねじ部材」に相当する。
【0029】
図11に示すように、前記アッパカバー69の上壁部の中央部には、上方へ立ち上がる円筒状の筒状部89が形成されている。また、アッパカバー69の上壁部の下側には、リテーナ(第2のリテーナという)90の外周板部が重合状に配置されている。そのリテーナ90の中央部には、円筒状の収容筒部91が形成されている。収容筒部91内には、ブッシュ(第2のブッシュという)92がOリング93を介して気密的に収容されている。ブッシュ92内には、第2の駆動軸104(後述する)が摺動可能に支持されている。
【0030】
前記第1のダイアフラム65は、ゴム状弾性材により形成されている。そのダイアフラム65の外周部は、前記ロワーカバー68と前記アッパカバー69との間に気密的に挟持されている。また、ダイアフラム65により、前記第1のケーシング64内が下側の大気圧室95と上側の負圧室96とに区画されている。ロワーカバー68の側壁部には、大気圧室95を大気に開放する大気開放孔95aが形成されている。また、アッパカバー69の側壁部には、負圧室96の内外を連通する負圧導入ポート97が形成されている。
【0031】
前記第1のダイアフラム65の中央部には、その中央部を挟持するロワーシェル98及びアッパシェル99が重合状にかつ同心状に結合されている。ロワーシェル98には、第1の駆動軸66の基端部(上端部)が同心状に結合されている。第1の駆動軸66は、前記ロワーカバー68の筒状部71内、前記ブラケット77の貫通孔79、前記第1のリテーナ81のブッシュ83内を通じて下方へ突出されている。第1の駆動軸66は、第1のブッシュ83内に摺動可能に支持されている。これにより、第1の駆動軸66が、第1のブッシュ83により振れが防止された状態で、軸方向(上下方向)に直線的に進退移動可能となっている。
【0032】
前記アッパシェル99上には、ばね受け部材100が重合状にかつ同心状に配置されている。ばね受け部材100と前記第2のリテーナ90の外周板部との対向面間には、コイルスプリング(第1のコイルスプリングという)101が介装されている。第1のコイルスプリング101は、常に第1のダイアフラム65及び第1の駆動軸66を下方へ付勢している。
【0033】
次に、第2のアクチュエータ部62を説明する。図11に示すように、第2のアクチュエータ部62は、ケーシング(第2のケーシングという)102、ダイアフラム(第2のダイアフラムという)103、駆動軸(第2の駆動軸という)104等により構成されている。第2のケーシング102は、第2のアクチュエータ部62の外殻をなすもので、上面を開口する有底円筒状をなすのロワーカバー105と、下面を開口する有天円筒状のアッパカバー106とをかしめにより結合されてなる。ロワーカバー105の底壁部の中央部には、上方へ立ち上がる円環状の段付壁105aが形成されている。ロワーカバー105の底壁部は、第1のケーシング64のアッパカバー69の上壁部上に重合状にかつ同心状に一体的に接合されている。また、アッパカバー106の上壁部の中央部には、上方へ隆起する膨出部106aが形成されている。また、アッパカバー106の上壁部の下側には、リテーナ(第3のリテーナという)リテーナ107の外周板部が重合状に配置されている。そのリテーナ107の中央部には、円筒状の収容筒部107aが形成されている。
【0034】
前記第2のダイアフラム103は、ゴム状弾性材により形成されている。そのダイアフラム103の外周部は、前記ロワーカバー105と前記アッパカバー106との間に気密的に挟持されている。また、ダイアフラム103により、前記第2のケーシング102内が下側の大気圧室108aと上側の負圧室108bとに区画されている。なお、大気圧室108aは大気に開放されている。また、アッパカバー106の膨出部106aには、負圧室108bの内外を連通する負圧導入ポート106bが形成されている。なお、第3のリテーナ107は、負圧室108bと負圧導入ポート106bとを通気可能とする通気構造を有している。
【0035】
前記第2のダイアフラム103の中央部には、その中央部を挟持するロワーシェル109及びアッパシェル110が重合状にかつ同心状に結合されている。ロワーシェル109には、第2の駆動軸104の基端部(上端部)が同心状に結合されている。第2の駆動軸104は、前記第1のケーシング64のアッパカバー69の筒状部89内、第2のリテーナ90のブッシュ92内を通じて負圧室96内へ突出されている。第2の駆動軸104は、第2のブッシュ92内に摺動可能に支持されている。これにより、第2の駆動軸104が、第2のブッシュ92により振れが防止された状態で、軸方向(上下方向)に直線的に進退移動可能となっている。また、第2の駆動軸104の先端面(下端面)は、前記第1の駆動軸66の基端面(上端面)に対してばね受け部材100を間にして対向している。また、アッパシェル110と前記第3のリテーナ107の外周板部との対向面間には、コイルスプリング(第2のコイルスプリングという)111が介装されている。第2のコイルスプリング111は、常に第2のダイアフラム103及び第2の駆動軸104を下方へ付勢している。
【0036】
前記第3のリテーナ107の収容筒部107a内には、駆動軸検出センサ112が収容されている。駆動軸検出センサ112は、駆動軸すなわち第2の駆動軸104が作動すべき位置(上昇位置)に移動したことを検出するもので、例えば、第2の駆動軸104を当接によって検出する接触センサからなる。駆動軸検出センサ112の検出信号は、前記ECU48(図1参照)に出力されるようになっている。ECU48は、駆動軸検出センサ112の検出信号の有無に基づいて、第2の駆動軸104が作動すべき位置に駆動しているか否かを判断するように構成されている。なお、ECU48は、本明細書でいう「制御装置」に相当する。
【0037】
前記両ケーシング64,102の負圧導入ポート97,106bには、前記EGR装置10(図1参照)における三方弁46の第2のポート46bが第2の配管50bを介して分岐接続されている。バキュームポンプ45の負圧が、両負圧室96,106に作用する。第1のダイアフラム65に作用する負圧が所定以上になると、第1のコイルスプリング101の弾性に抗して第1のダイアフラム65が上方に移動される。所定の負圧で、そのダイアフラム65のアッパシェル99が第2の駆動軸104に当接して1段目の最大ストロークとなる。その後、第2のダイアフラム103に作用する負圧が、第1のダイアフラム65に作用する負圧とともに一層大きくなると、第2のコイルスプリング111の弾性に抗して、第1のダイアフラム65のアッパシェル99上のばね受け部材100が第2の駆動軸104に当接した状態のまま、両ダイアフラム65,103が上方に移動し、所定の負圧で、第2のダイアフラム103のアッパシェル110が第3のリテーナ107の収容筒部107aに当接して2段目の最大ストロークとなる。
【0038】
また、図11に示すように、前記第1の駆動軸66は、その主体をなす軸本体114と、延長軸としての連結軸115と、軸本体114と連結軸115とを螺合するターンバックル116とを備えており、軸本体114及び連結軸115に対するターンバックル116の回動により長さを調整可能に構成されている。なお、軸本体114及び連結軸115には、それぞれロックナット117,118が螺合されている。また、図2及び図3に示すように、前記アクチュエータ40は、前記バルブボデー27の一側面(左側面)に対してブラケット77を取付スクリュ120により締着することによって設置されている。このとき、アクチュエータ40の第1の駆動軸66が斜め前上方(図3において右上方)に向けて指向されており、連結軸115の先端部が弁軸36の上方近くに配置されている。
【0039】
次に、前記リンク機構42を説明する。なお、図6はリンク機構を示す左側面図、図7は同じく平面図、図8は同じく正面図、図9は図6のIX−IX線矢視断面図、図10はリンク機構の構成部品を分解して示す側面図である。
図2に示すように、リンク機構42は、前記アクチュエータ40の第1の駆動軸(アクチュエータの駆動軸という)66の連結軸115の直線往復運動を弁体29(詳しくは弁軸36)の回転運動に変換する運動変換機構である。リンク機構42は、レバー部材122とピン部材124と軸受部材126とを備えている(図10参照)。
【0040】
図10に示すように、連結軸115は、その基部に前記ターンバックル116(図3参照)と螺合される軸部128を有している。また、連結軸115の先端部には、その軸線L1を間にして平行状をなす一対の連結板部129が形成されている。連結板部129には、連結軸115の軸線L1に直交する直線L2上に位置する軸孔130がそれぞれ形成されている。連結軸115の軸部128と連結板部129との間には、該軸部128の外径よりも大きい外径を有する大径軸部131が形成されている。
【0041】
前記レバー部材122の一端部には、小判状の係合孔133が形成されている(図6参照)。係合孔133は、前記弁軸36の係合軸部36aに係合されている。また、レバー部材122の他端部には、取付孔134が形成されている(図9参照)。また、図9に示すように、前記ピン部材124は、基端面に同心状に突出する小径の取付軸部136を有している。また、ピン部材124の先端部には環状溝137が形成されている。ピン部材124は、取付軸部136をレバー部材122の取付孔134に挿通した状態でその取付軸部136をかしめる(図9におけるかしめ部分に符号、136aを付す)ことによってレバー部材122に一体化されている。
【0042】
図10に示すように、前記軸受部材126は、摩擦係数が小さくかつ耐摩耗性に優れた樹脂材料で成形された樹脂製で、円筒状の筒部139と、その筒部139の一端部の外周に張り出すフランジ部140とを有している。軸受部材126には、割溝141が形成されている。なお、軸受部材126は、径方向に二分割してなる一対の軸受半体によって構成したものであってもよい。
【0043】
図9に示すように、軸受部材126は、拡径方向の弾性変形を利用して前記ピン部材124に相対的に回転可能に圧入されている。また、軸受部材126の筒部139には、前記連結軸115の連結板部129の軸孔130が回動可能に嵌合されている。そして、ピン部材124の環状溝137に対してEリング等の止め輪143が弾性変形を利用して装着されている。止め輪143は、ピン部材124に対して連結軸115及び軸受部材126を抜け止めしている。これにより、連結軸115とピン部材124とが軸受部材126を介して相対的に回転可能に連結されている。また、軸受部材126のフランジ部140は、レバー部材122とそれに対向する連結軸115の連結板部129との間に相対的に摺動可能に介在されている。したがって、前記アクチュエータ40の作動による第1の駆動軸66の進退移動により、前記リンク機構42を介して、前記弁体29の弁軸36が原状位置と作動位置との間で往復回動されることになる(図2参照)。また、第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124とを回動可能に連結するため、両者115,124間(軸受部材126を除く)には所定の隙間(いわゆる、がたつき)が設定されている。
【0044】
図9に示すように、前記リンク機構42において、第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124との間には、両者115,124を弾性的に拘束する弾性部材145が設けられている。図10に示すように、弾性部材145は、連結軸115の大径軸部131に嵌装可能な円筒状のコイル部145aを有するコイルスプリングからなる。弾性部材145の一方の端末部は小径のコイル部からなる係止部146とされている。係止部146は、連結軸115の軸部128に対して嵌装可能にかつ大径軸部131の軸部128側の端面に対して係止可能に形成されている。また、弾性部材145の他方の端末部には、軸線L1に直交する直線L2を中心としてU字状に折曲されたフック部147が形成されている。
【0045】
前記弾性部材145は、前記ターンバックル116の螺合前における連結軸115に嵌装される。図9に示すように、弾性部材145のコイル部145aが、連結軸115の大径軸部131に嵌合される。これとともに、弾性部材145の係止部146が、連結軸115の軸部128に嵌装されるとともに大径軸部131の軸部128側(図9において左側)の端面に係止される。この状態で、弾性部材145のフック部147が、連結軸115の両連結板部129の間における軸受部材126の筒部139に対してコイル部145aの弾性変形を利用して掛装されている。したがって、弾性部材145のコイル部145aの弾性復元力により、第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124とが該駆動軸66の軸方向(図9において左右方向)に拘束されている。また、弾性部材145の弾性力は、第1の駆動軸66の連結軸115の軸線L1又はその軸線L1の近傍においてピン部材124の径方向に作用する。
【0046】
前記した弁軸駆動装置31によると、駆動軸である第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124との間に、両者115,124を弾性的に拘束する弾性部材145が設けられている。したがって、連結軸115とピン部材124とが弾性部材145によって弾性的に拘束されることで、連結軸115とピン部材124との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を防止あるいは低減することができる。
【0047】
また、弾性部材145が、第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124とを該連結軸115の軸方向(図9において左右方向)に弾性的に拘束する構成としたものである。したがって、弾性部材145が連結軸115とピン部材124とを該連結軸115の径方向に弾性的に拘束する場合と比べて、弾性部材145の弾性力を連結軸115及びピン部材124の拘束力として有効に作用させることができる。ひいては、連結軸115とピン部材124との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0048】
また、弾性部材145の弾性力が、第1の駆動軸66の連結軸115の軸線L1又はその軸線L1の近傍においてピン部材124の径方向に作用する構成としたものである(図9参照)。したがって、連結軸115とピン部材124とを拘束する弾性部材145の弾性力による両者115,124間のこじれを防止あるいは低減することができる。ひいては、連結軸115とピン部材124との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0049】
また、第1の駆動軸66の連結軸115とピン部材124との摺動面の間に樹脂製の軸受部材126が介在され、軸受部材126に弾性部材145の弾性による拘束力が作用する構成としたものである。したがって、樹脂製の軸受部材126による自己潤滑性により、軸受部材126に摺動する部材(連結軸115、ピン部材124、弾性部材145)の摺動性を向上するとともに、連結軸115とピン部材124との間のがたつきによる異音及び摩耗の発生を一層防止あるいは低減することができる。
【0050】
また、駆動源がダイアフラム式のアクチュエータ40であり、アクチュエータ40のケーシング64,102における第1の駆動軸66の軸本体114が貫通するロワーカバー68の内側に配置されるステー74に対して、該ロワーカバー68を間にして外側に配置されるブラケット77がその外側からのスクリュ87の締付けにより締着されている(図11及び図12参照)。したがって、例えば特開2002−195210号公報のアクチュエータ40において、スクリュの締付けに対して別部材として必要とされたナットを省略することができる。このため、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することができる。また、ロワーカバー68にステー74を一体的に結合したサブアッセンブリ75に対して、ブラケット77を後付けすることができるため、サブアッセンブリ75にメッキ処理を施すことが可能である。
【0051】
また、ブラケット77の外側に、第1の駆動軸66の軸本体114を摺動可能に支持する第1のブッシュ83を備えた第1のリテーナ81がスクリュ87の締付けを利用して締着されている。したがって、第1のブッシュ83の必要性の有無に応じて、第1のブッシュ83を備えた第1のリテーナ81の有無を選択することができる。このため、第1のブッシュ83の有無に関係なく、サブアッセンブリ75を共通化することができる。また、サブアッセンブリ75にメッキ処理を施した後で、そのサブアッセンブリ75に第1のブッシュ83を備えた第1のリテーナ81をブラケット77とともに後付けすることができる。ちなみに、ブッシュを備えたリテーナが先付けされるサブアッセンブリでは、ブッシュがメッキ処理に適さないためにメッキ処理が困難であるが、第1のブッシュ83を備えた第1のリテーナ81をサブアッセンブリ75に後付けすることによりサブアッセンブリ75に対するメッキ処理が可能となる。
【0052】
また、ケーシング64,102内に、駆動軸である第2の駆動軸104が作動すべき位置に移動したことを検出する駆動軸検出センサ112が配置されている(図3参照)。したがって、駆動軸検出センサ112から出力される検出信号に基づいて、ECU(制御装置)48により第2の駆動軸104の作動状態を正常か否かを容易に判断することができる。また、駆動軸検出センサ112により第2の駆動軸104を直接的に接触させて検出する構成であるので、検出精度を向上することができる。
【0053】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明の弁軸駆動装置31は、バイパスバルブ装置14に限らず、駆動源の駆動軸の進退移動により弁軸36が回動される構成であればよく、気体、液体を問わず、開閉弁、流量制御弁、圧力制御弁等の各種のバルブ装置に適用することができる。また、弁軸駆動装置31の駆動源としては、前記実施例の2段作動ダイアフラム式のアクチュエータ40に代え、1段作動ダイアフラム式のアクチュエータ40、あるいは、電動モータや電磁ソレノイド等の電動式駆動源を用いることができる。また、駆動軸検出センサ112は、駆動軸が作動すべき位置に移動したことを検出するセンサであればよく、接触式、非接触式を問わず、各種のセンサを用いることができる。また、アクチュエータ40の第1のケーシング64におけるロワーカバー68とステー74とは、圧入に限らず、プロジェクション溶接等の溶接手段、その他の結合手段により結合することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】一実施例に係るEGR装置を示す概略構成図である。
【図2】バイパスバルブ装置を示す正面図である。
【図3】図2のIII−III線矢視断面図である。
【図4】図2のIV−IV線矢視断面図である。
【図5】図2のV−V線矢視断面図である。
【図6】リンク機構を示す左側面図である。
【図7】リンク機構を示す平面図である。
【図8】リンク機構を示す正面図である。
【図9】図6のIX−IX線矢視断面図である。
【図10】リンク機構の構成部品を分解して示す側面図である。
【図11】アクチュエータを示す断面図である。
【図12】サブアッセンブリとブラケットとリテーナとを分解して示す断面図である。
【符号の説明】
【0055】
10 EGR装置
14 バイパスバルブ装置(EGRクーラバイパスバルブ装置)
29 弁体
31 弁軸駆動装置
33 メイン側の流路
34 バイパス側の流路
36 弁軸
40 アクチュエータ(駆動源)
64 第1のケーシング
66 第1の駆動軸(駆動軸)
68 ロワーカバー(ケーシング構成部材)
74 ステー
77 ブラケット
81 第1のリテーナ
83 第1のブッシュ
87 スクリュ(ねじ部材)
102 第2のケーシング
104 第2の駆動軸(駆動軸)
112 駆動軸検出センサ
122 レバー部材
124 ピン部材
126 軸受部材
143 止め輪
145 弾性部材


【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向に進退移動される駆動軸を有する駆動源と、
流路を開閉する弁体の弁軸に設けられたレバー部材と、
前記レバー部材に設けられかつ前記駆動軸を回動可能に連結するピン部材と
を備え、
前記駆動軸の進退移動により前記弁軸が回動される構成とした弁軸駆動装置であって、
前記駆動軸と前記ピン部材との間に、両者を弾性的に拘束する弾性部材が設けられていることを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項2】
請求項1に記載の弁軸駆動装置であって、
前記弾性部材が、前記駆動軸と前記ピン部材とを該駆動軸の軸方向に弾性的に拘束する構成としたことを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項3】
請求項2に記載の弁軸駆動装置であって、
前記弾性部材の弾性力が、前記駆動軸の軸線又はその軸線の近傍において前記ピン部材の径方向に作用する構成としたことを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の弁軸駆動装置であって、
前記駆動軸と前記ピン部材との摺動面の間に樹脂製の軸受部材が介在され、その軸受部材に前記弾性部材の弾性による拘束力が作用する構成としたことを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1つに記載の弁軸駆動装置であって、
前記駆動源がダイアフラム式のアクチュエータであり、
前記アクチュエータのケーシングにおける前記駆動軸が貫通するケーシング構成部材の内側に配置されるステーに対して、該ケーシング構成部材を間にして外側に配置されるブラケットがその外側からのスクリュの締付けにより締着されている
ことを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項6】
請求項5に記載の弁軸駆動装置であって、
前記ブラケットの外側には、前記駆動軸を摺動可能に支持するブッシュを備えたリテーナが前記スクリュの締付けを利用して締着されていることを特徴とする弁軸駆動装置。
【請求項7】
請求項5又は6に記載の弁軸駆動装置であって、
前記ケーシング内に、前記駆動軸が作動すべき位置に移動したことを検出する駆動軸検出センサが配置されていることを特徴とする弁軸駆動装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2010−90772(P2010−90772A)
【公開日】平成22年4月22日(2010.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−260677(P2008−260677)
【出願日】平成20年10月7日(2008.10.7)
【出願人】(000116574)愛三工業株式会社 (1,018)
【Fターム(参考)】