排気ガス制御弁
【課題】ポペットバルブのバルブ本体がゼロリフト付近の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ量を低減することを課題とする。
【解決手段】ポペットバルブのバルブ本体６がノズル１のバルブシート３に着座するゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部４１とメタルシート部４２との環状隙間をシールすることにより、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８のみで、バルブ本体６とノズル１との環状隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を低減することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
【解決手段】ポペットバルブのバルブ本体６がノズル１のバルブシート３に着座するゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部４１とメタルシート部４２との環状隙間をシールすることにより、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８のみで、バルブ本体６とノズル１との環状隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を低減することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の排気通路に連通する流路を流れる排気ガスを制御する排気ガス制御弁に関するもので、特に内燃機関の排気循環装置（ＥＧＲシステム）に使用される排気ガス制御弁に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関の燃焼室より排出される排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ）の低減を図るという目的で、排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気通路から吸気通路へ再循環（還流）させる排気ガス還流管（ＥＧＲガスパイプ）を備えた排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）が公知である。
このＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスを吸気通路に戻し、燃焼室に還流させると、内燃機関の出力および運転性の低下を伴うので、ＥＧＲガスパイプの途中にＥＧＲガス制御弁（ＥＧＲＶ）が設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＧＲＶは、内燃機関の排気管の分岐部と吸気管の合流部とを接続するＥＧＲガスパイプを流れるＥＧＲガスの流量を制御する排気ガス制御弁であって、外部から内部へＥＧＲガスを導入する導入ポート、および内部から外部へＥＧＲガスを排出する２つの第１、第２導出ポートを有する円筒状のボディと、このボディの内部に設置されたシャフトと、このシャフトの先端外周に一体移動可能に連結されて、２つのフランジを有するバルブと、２つのフランジの外周に設けられ、ボディに支持された筒状のバルブシートに摺接する２つのシールリングと、シャフトを介してバルブを往復駆動するアクチュエータとを備えている。
【０００４】
バルブは、導入ポートと第１導出ポートとの連通状態または導入ポートと第２導出ポートとの連通状態を切り替え自在な弁体である。また、アクチュエータは、モータ、ピニオンギヤ、ラックロッド、リフトセンサを有している。このような構造のＥＧＲＶは、ボディの一端部側の側方で開口した導入ポートと、ボディの略中央部で開口した第１導出ポートとが所定間隔離間して設けられている。なお、第２導出ポートは、導入ポートおよび第１導出ポートの開口方向と直交する方向に開口している。
ここで、従来のＥＧＲＶにおいては、バルブ全閉時におけるＥＧＲガスの洩れ流量を低減するという目的で、バルブの各フランジの外周端面全周に円環状の凹溝をそれぞれ形成し、これらの凹溝内にＣ字状のシールリングをそれぞれ嵌め込んでいる。これにより、２つのシールリングがバルブシートの内周面に摺接することで、バルブシートの内周面とバルブの外周面との隙間からＥＧＲガスが洩れるのを防止している。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲＶにおいては、バルブシートの内周面とバルブの外周面との隙間をシールする構造として、バルブの凹溝内に嵌め込まれた２つのシールリングのみを用いた気密シール構造を採用しているため、金属同士の接合によりバルブの外周面とバルブシートの内周面との隙間をメタルシールするシール構造に対して、バルブ全閉時におけるＥＧＲガスの洩れ流量が大きいという問題がある。
【０００６】
また、ＥＧＲＶは、燃焼残滓やカーボン等の微粒子状の異物が含まれているＥＧＲガスが流れる流路内に開閉自在に収容されている。
このため、ＥＧＲＶのバルブの表面、シールリングの表面、バルブシートの内周面に微粒子状の異物が付着してデポジットを形成すると、シールリングの外周面とバルブシートの内周面との間の微少な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブがシールリングの外周面に固着（スティック）される。
これにより、デポジットの噛み込みによってシールリングの外周面とバルブシートの内周面との隙間が大きくなり、バルブ全閉時におけるＥＧＲガス洩れ流量が増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４３３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減することのできる排気ガス制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明（排気ガス制御弁）は、金属製の筒体、金属製のバルブおよびアクチュエータを備えている。
筒体は、排気ガスが流れる流路、およびこの流路の周囲に設けられる環状のシートを有している。
バルブは、筒体の内部に往復移動可能に収容されている。このバルブは、シートに対して着座、離脱して流路を閉鎖、開放するように構成されている。
アクチュエータは、バルブのゼロリフトからバルブの最大リフトに至るまでの動作範囲内においてバルブをその軸線方向に往復駆動するように構成されている。
【００１０】
なお、バルブのゼロリフトとは、バルブが筒体のシートに着座した時のリフト量（リフト位置）のことである。また、バルブの最大リフトとは、バルブが筒体のシートから所定の距離（最大距離）だけ離間した時のフルリフト量（フルリフト位置）のことである。
そして、バルブは、ゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによってシートとの隙間をシールするメタルシール部を有している。
すなわち、メタルシール部とシートとの隙間は、メタルシール部とシートとのメタルタッチによってメタルシールされる。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、バルブが筒体のシートに着座するゼロリフト（バルブのゼロリフト）時に、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの金属同士のメタルタッチによってメタルシール部とシートとの隙間をシールすることにより、シールリングのみで、バルブと筒体またはシートとの隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、バルブのメタルシール部に、流路（筒体）の軸線方向に対して傾斜したテーパ状のシール面を設けている。
また、シートには、バルブのゼロリフト時にバルブのメタルシール部が着座可能な傾斜面（バルブシート面）が形成されている。
請求項３に記載の発明によれば、筒体の内周面との摺動接触によって筒体との隙間をシールするシールリングを備えている。
すなわち、シールリングと筒体との隙間は、シールリングの外周面と筒体の内周面との摺動接触によって気密シールされる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、バルブの外周端面に、凹溝が周方向に連続して形成されている。シールリングは、バルブの凹溝内に嵌め込まれて保持されている。つまりシールリングは、バルブと一体移動可能に連結されている。
ここで、バルブの外周端面の凹溝に、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールするシールリングを配置したことにより、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を更に低減することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、バルブのゼロリフト時に、バルブのメタルシール部との間に所定の距離を隔てた位置にシールリングを設置したことにより、バルブのゼロリフト時にバルブのメタルシール部とシールリングとの間に、異物を溜めるための空間が形成される。これにより、シールリングと筒体との間に異物が挟まることによって、バルブと筒体のシートとの間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、排気ガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
流路は、２つの第１、第２流路および複数の開口窓を有している。
第１流路は、筒体の外周とハウジングの内周との間に形成される外側流路である。
第２流路は、筒体の内部に形成される内側流路である。
複数の開口窓は、２つの第１、第２流路を連通するように筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する複数の連通路である。これらの開口窓は、筒体の周方向に所定の間隔で設置されている。
これにより、筒体に複数の開口窓を設けたことにより、開口窓の形状で、バルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、バルブのゼロリフト時に、複数の開口窓との間に所定の距離を隔てた位置にシールリングを設置したことにより、バルブのゼロリフト時に複数の開口窓とシールリングとの間に、異物を溜めるための空間が形成される。これにより、シールリングと筒体との間に異物が挟まることによって、バルブと筒体のシートとの間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、排気ガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明によれば、流路の一部として、筒体のシートよりも排気流方向の上流側の流路とシートよりも排気流方向の下流側の流路とを連通する連通孔を備えている。
なお、筒体のシートの中央部をその板厚方向に貫通するように、連通孔を設けても良い。
請求項９に記載の発明によれば、バルブを、筒体のシートに対するリフト量に応じて流路（連通孔等）の開口面積（流路（連通孔）を流れる排気ガスの流量）を変更する排気ガス流量（圧力）制御弁の弁体に適用しても良い。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
流路は、２つの第１、第２流路および流路孔を有している。
第１流路は、筒体の外周とハウジングの内周との間に形成される外側流路である。
第２流路は、筒体の内部に形成される内側流路である。
流路孔は、２つの第１、第２流路を連通するように筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する連通路である。
これにより、筒体に流路孔を設けたことにより、流路孔の形状で、バルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
【００１９】
請求項１１に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
ハウジングには、筒体の一部を嵌合固定（例えば圧入固定）する筒状の支持部が設けられている。これにより、筒体が、ハウジングの内部に組み込まれた状態で嵌合保持される。
請求項１２に記載の発明によれば、筒体は、バルブをその軸線方向に往復摺動可能に支持する筒状の支持部を有している。
なお、筒体の支持部には、バルブのゼロリフトから最大リフトに至るまでの動作範囲に渡って、バルブの外周端面またはシールリングの外周面と摺動する摺動面が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のリフトゼロ状態を示した断面図で、（ｂ）はＥＧＲＶの主要部を示した断面図である（実施例１）。
【図２】排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のフルリフト状態を示した断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はノズルを示した側面図、断面図、平面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）はポペットバルブを示した側面図、断面図である（実施例１）。
【図５】（ａ）、（ｂ）はシールリングを示した正面図、側面図である（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減するという目的を、バルブのゼロリフト時に、バルブのメタルシール部とノズルのメタルシート部との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部とメタルシート部との隙間をメタルシールすることで実現した。
【実施例１】
【００２２】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のゼロリフト状態を示した図で、図２は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のフルリフト状態を示した図である。
【００２３】
本実施例の内燃機関の排気制御装置（エンジン制御システム）は、複数の気筒を有する内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスを、排気管から吸気管へ再循環（還流）させる排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）を備えている。
【００２４】
ここで、エンジンとして、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。
エンジンの各気筒毎の燃焼室には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ連通している。また、エンジンの各気筒には、インテークマニホールドおよびエキゾーストマニホールドが接続されている。また、エンジンの各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射供給するインジェクタが搭載されている。
【００２５】
インテークマニホールドに接続される吸気管には、エアクリーナ、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、スロットルバルブが設置されている。また、インテークマニホールドおよび吸気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに連通する吸気通路が形成されている。インテークマニホールドまたは吸気管には、ＥＧＲシステムから導入されるＥＧＲガスをエアクリーナで濾過された清浄な外気（新気）に合流させるＥＧＲガス合流部（合流部）が設けられている。
【００２６】
エキゾーストマニホールドに接続される排気管には、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置（触媒またはディーゼルパティキュレートフィルタ：ＤＰＦ）、マフラが設置されている。また、エキゾーストマニホールドおよび排気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および排気ポートに連通する排気通路が形成されている。エキゾーストマニホールドまたは排気管には、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスをＥＧＲシステムへ分岐させるＥＧＲガス分岐部（分岐部）が設けられている。
【００２７】
ＥＧＲシステムは、ＥＧＲガスパイプ、ＥＧＲガス流量制御弁（排気ガス制御弁：ＥＧＲＶ）を備えている。このＥＧＲシステムは、ＥＧＲガス流量制御弁が開弁している時、エンジンより排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲガスパイプを経由し、ＥＧＲガスとして吸気通路へ戻される。
【００２８】
ＥＧＲガスパイプは、タービンよりも上流側の排気通路とインタークーラよりも下流側の吸気通路とを接続する排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）である。あるいはタービンまたは排気浄化装置よりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）である。このＥＧＲガスパイプの内部には、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気通路から吸気通路へ再循環（還流）させるための排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）が形成されている。
【００２９】
ＥＧＲガス流量制御弁は、ＥＧＲガスパイプの途中に設置されている。このＥＧＲガス流量制御弁は、ＥＧＲガス流路の開口面積を連続的または段階的に変更することで、ＥＧＲガス流路を経由して排気通路から吸気通路へ再循環（還流）されるＥＧＲガスの流量（ＥＧＲガス量）を可変制御する排気ガス流量制御弁である。
ＥＧＲガス流量制御弁は、円筒体を構成する円筒状のノズル１と、このノズル１の軸方向孔（摺動孔）２内に往復移動（摺動）可能に嵌合配置されるポペットバルブと、このポペットバルブを駆動する電磁アクチュエータであるリニアソレノイド（図示せず）と、内部にノズル１（バルブシート３、連通孔４）、ポペットバルブ、リニアソレノイドを収容するバルブハウジング（ハウジング）５とを備えている。
【００３０】
ノズル１の内部には、軸線方向の一端側（図示下端側）から他端側（図示上端側）まで真っ直ぐに延びる軸方向孔２が形成されている。また、ノズル１の他端側には、ポペットバルブのバルブ本体６が着座可能な円環状のバルブシート３が一体的に設けられている。このバルブシート３の内部には、ＥＧＲガス流量制御弁の弁孔を構成する連通孔４が形成されている。
【００３１】
ポペットバルブは、バルブ本体６、バルブシャフト（シャフト）７およびシールリング８を備えている。
バルブ本体６は、シールリング８を介して、ノズル１の軸方向孔２内に往復摺動可能に嵌合支持されている。このバルブ本体６は、シャフト７の軸線方向の一端側端部に一体的に形成されている。
【００３２】
シャフト７は、ブッシング９を介して、ハウジング５の軸受け保持部内に往復摺動可能に支持されている。このシャフト７の軸線方向の他端側端部（ソレノイド側端部）は、軸方向に延びるリニアソレノイドのシャフト（ソレノイドシャフト）を介して、リニアソレノイドのプランジャの接触部に当接している。
シールリング８は、バルブ本体６の外周端部（肉厚部）１１に形成された円環状の凹溝１２に嵌め込まれて保持されている。
なお、ノズル１およびポペットバルブの詳細は後述する。
【００３３】
リニアソレノイドは、プランジャがその軸線方向に移動することで、ソレノイドシャフトを介してポペットバルブをその軸線方向へ駆動するように構成されている。
リニアソレノイドは、ポペットバルブのシャフト７と一体移動可能に連結した非磁性体製のソレノイドシャフトと、シャフト７およびソレノイドシャフトと一体移動可能に連結した磁性体製のプランジャ（ムービングコア、可動子）とを備えている。
【００３４】
また、リニアソレノイドは、通電されると周囲に磁束を発生するコイルと、このコイルへの通電に伴って形成される磁気回路の一部を構成する磁気固定子（ステータコア、ヨーク等）と、外周にコイルを巻装した合成樹脂製のボビンと、ポペットバルブおよびプランジャを閉弁方向に付勢するリターンスプリングとを備えている。
なお、リニアソレノイドのコイルは、エンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵと言う）によって電子制御される駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
【００３５】
ここで、ＥＣＵには、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）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。
ＥＣＵは、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、リフトセンサ、吸気温度センサおよび冷却水温センサ等の各種センサから出力されるセンサ出力値（センサ出力信号）が、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、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。
このマイクロコンピュータは、リフトセンサから出力される電気信号に基づいて、排気管から吸気管へ還流するＥＧＲガスの流量を計測（演算）し、この演算したＥＧＲガスの流量を各種エンジン制御に使用する。
【００３６】
ハウジング５は、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。
ハウジング５は、ノズル１の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。このハウジング５は、内部に軸受け孔１９が形成された円筒状の軸受け保持部（ベアリングホルダ）と、ＥＧＲガス流路（連通孔４、ＥＧＲガス導入ポート２０、第１〜第３流路２１〜２３、ＥＧＲガス排出ポート２４）と、内部に連通孔４および第１、第２流路２１、２２が形成された上流側流路管部と、内部に第３流路２３が形成された下流側流路管部とが一体的に設けられている。
【００３７】
軸受け保持部は、ブッシング９の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。この軸受け保持部の内部には、ポペットバルブのシャフト７の軸線方向に延びる軸受け孔１９が形成されている。
上流側流路管部は、ノズル１との間に排気ガス流路（第１流路２１）を形成する円筒状のパイプ（薄肉部）２５、およびノズル１を圧入固定する支持部である円筒状のブロック（肉厚部）２６を有している。
【００３８】
下流側流路管部の内部には、ノズル１から導入されたＥＧＲガスを外部（吸気通路側）へ排出する第３流路２３が形成されている。下流側流路管部および第３流路２３は、湾曲している。
ＥＧＲガス導入ポート２０は、ハウジング５の排気流方向の上流側端面で開口している。このＥＧＲガス導入ポート２０は、排気管の分岐部（排気通路）に連通している。
ＥＧＲガス排出ポート２４は、ハウジング５の排気流方向の下流側端面で開口している。このＥＧＲガス排出ポート２４は、吸気管の合流部（吸気通路）に連通している。
【００３９】
次に、本実施例のノズル１の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
ノズル１は、ハウジング５と同様に、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。このノズル１は、ハウジング５と別体で製造された後に、ハウジング５のブロック２６の内周面に圧入固定されている。
ノズル１は、排気通路から吸気通路へＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路、およびこのＥＧＲガス流路の周囲に設けられる円環状のバルブシート３を有している。
【００４０】
ノズル１は、バルブシート３と、このバルブシート３よりも排気流方向の上流側に接続されて、バルブシート３よりも排気流方向の上流側の流路を、２つの第１、第２流路２１、２２に区画する円筒状の仕切り壁（隔壁）３１を備えている。この仕切り壁３１は、ハウジング５のブロック２６の内周面（圧入面）に圧入嵌合される円筒状の嵌合壁（肉厚部）３２よりも肉厚が薄くなっている。
【００４１】
ＥＧＲガス流路は、ノズル１のバルブシート３の内部に形成される円形状の連通孔４と、ハウジング５のパイプ２５の内周とノズル１の仕切り壁３１の外周との間に形成される円筒状の第１流路２１と、ノズル１の内部に形成される円形状の第２流路２２と、２つの第１、第２流路２１、２２を連通するようにノズル１の仕切り壁３１の軸線方向（筒方向）に対して垂直な放射方向に貫通する複数の開口窓（流路孔）３３とを有している。
なお、複数の開口窓３３は、リセス３４を含んで構成されている。リセス３４は、開口窓３３の下流側中央部から下流側（バルブシート側）へ向かって凸な切欠き溝（凹部）である。
【００４２】
次に、本実施例のポペットバルブの詳細を図１、図２、図４および図５に基づいて簡単に説明する。
ポペットバルブは、ハウジング５およびノズル１と同様に、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。このポペットバルブは、シールリング８およびシャフト７を備えている。
【００４３】
ポペットバルブは、バルブシート３に対して着座、離脱してバルブシート３の内部に形成される連通孔４を閉鎖、開放するバルブ本体６を備えている。
ポペットバルブは、バルブ本体６がバルブシート３に着座するゼロリフト（バルブ全閉位置）から、バルブ本体６がバルブシート３より所定の距離だけ離間（リフト）するフルリフト（バルブ全開位置）に至るまでの動作範囲内でリニアソレノイドにより往復駆動されることで、ＥＧＲガス流路（連通孔４）の開口面積を変更してＥＧＲガス量を調整する。
【００４４】
バルブ本体６は、シャフト７の軸線方向の一端側端部に一体的に設けられている。このバルブ本体６は、ノズル１の内部において軸線方向に往復摺動可能に配設されている。また、バルブ本体６の外周端部１１の内周側には、円形状の凹部１３が形成されている。
なお、バルブ本体６を、シャフト７の軸線方向の一端側端部の外周に溶接等の手段を用いて組み付けても良い。また、バルブ本体６を、シャフト７の軸線方向の一端側端部の外周に圧入固定して組み付けても良い。
【００４５】
バルブ本体６の外周端部１１には、排気流方向の上流側に突出する円環状の突条部が一体的に設けられている。バルブ本体６の外周端面には、凹溝１２が円周方向に連続して形成されている。バルブ本体６の凹溝１２には、耐熱性金属によりＣ字形状に形成されたシールリング８が嵌め込まれている。
【００４６】
シールリング８は、その外周端部がバルブ本体６の外周端面より径方向外側に突出した状態で、内周側部が凹溝１２内を径方向、軸線方向および円周方向に移動できるように凹溝１２の内部に嵌め込まれて保持されている。このシールリング８は、バルブ本体６の凹溝１２への組み付け性を考慮して、シールリング８の円周方向の両側の端部間に合い口隙間（切欠き）１４を設けている。
【００４７】
［実施例１の特徴］
ノズル１は、バルブシート３から排気流方向の上流側に向かって軸線方向に延びる円筒状の仕切り壁３１を有している。この仕切り壁３１の内部には、シールリング８が摺接する軸方向孔２が形成されている。
【００４８】
ノズル１は、第１流路２１と第２流路２２とを連通するように仕切り壁３１をノズル１の軸線方向に対して垂直な径方向（放射方向）に貫通する複数の開口窓３３を有している。これらの開口窓３３は、ノズル１の仕切り壁３１の円周方向に所定の間隔で設置されている。また、複数の開口窓３３には、四角形状の開口部と、三角形状のリセス３４がそれぞれ形成されている。
ノズル１は、その周囲を円周方向に取り囲むように設置されるハウジング５のブロック２６に圧入固定される嵌合壁３２を備えている。
【００４９】
ノズル１は、嵌合壁３２よりも下流側に、円環状のバルブシート３を有している。
バルブシート３は、連通孔４の周囲に設けられている。このバルブシート３は、ポペットバルブのゼロリフト時に、ポペットバルブのバルブ本体６のメタルシール部４１が着座可能な傾斜面を有するメタルシート部４２を備えている。
連通孔４は、バルブシート３よりも排気流方向の上流側の第２流路２２と、バルブシート３よりも排気流方向の下流側の第３流路２３とを連通するようにノズル１のバルブシート３をその軸線方向（板厚方向）に貫通して形成されている。
【００５０】
ポペットバルブは、ゼロリフト近傍の低リフト時に、凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８の軸線方向に対して垂直な径方向（拡径方向）の張力を利用して、バルブ本体６の外周端面とノズル１の内周面（軸方向孔２の孔壁面）との隙間を密閉（気密シール）するように構成されている。
バルブ本体６は、ポペットバルブのゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによってバルブシート３との隙間をシールするメタルシール部４１を備えている。
メタルシール部４１は、ＥＧＲガス流路（連通孔４、第１、第２流路２１、２２）の軸線方向に対して所定の傾斜角度分だけ傾斜したテーパ状（円錐台形状）のシール面を有している。
【００５１】
シールリング８は、ポペットバルブのゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１との間に所定の軸方向距離（Ｌ１）を隔てた位置に設置されている。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時には、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブシート３の上流側端面とバルブ本体６の外周端面とシールリング８の下流側端面とで囲まれる空間が形成される。この空間は、ＥＧＲガス中に含まれる異物（微粒子状の不純物、排気浄化装置（例えばＤＰＦ等）の破片等）を一時的に溜める異物溜り部４３として使用される。
ここで、バルブ本体６のメタルシール部４１とシールリング８との軸方向距離として、許容する異物の大きさが０．５ｍｍならば、０．５ｍｍ以上の距離を設定することが望ましい。
【００５２】
シールリング８は、ポペットバルブのゼロリフト時に、複数の開口窓３３との間に所定の軸方向距離（Ｌ２）を隔てた位置に設置されている。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時には、複数の開口窓３３とシールリング８との間に空間が形成される。この空間は、ＥＧＲガス中に含まれる異物（微粒子状の不純物、排気浄化装置（例えばＤＰＦ等）の破片等）を一時的に溜める異物溜り部４４として使用される。
ここで、複数の開口窓３３とシールリング８との軸方向距離として、許容する異物の大きさが０．５ｍｍならば、０．５ｍｍ以上の距離を設定することが望ましい。
【００５３】
ここで、リニアソレノイドを収容するアクチュエータケースの内部には、ポペットバルブのシャフト７、ソレノイドシャフトまたはプランジャのリフト量を電気信号に変換し、ＥＣＵへどれだけポペットバルブがバルブシート３に対してリフトしているかを出力するリフトセンサが搭載されている。
リフトセンサは、ノズル１のバルブシート３に対するバルブリフト量（図示下方へのストローク量）を検出するストローク検出手段である。このリフトセンサは、例えばシャフト７に固定された磁石（マグネット）より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子を有するホールＩＣを主体として構成されている。ホールＩＣは、アクチュエータケースまたはこの開口部を閉塞するカバーに装着されている。ホールＩＣより出力される電気信号（センサ出力値）は、ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応した電圧信号である。
【００５４】
ここで、仮にポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んだ時には、ポペットバルブのゼロリフト時におけるセンサ出力値に対して異なるセンサ出力値が出力される。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時に、リフトセンサの出力値変動が大きければ、ポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでいると判定（異物噛み込み判定）できる。この場合には、ポペットバルブのゼロリフト近傍でポペットバルブを上下動させて、ポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間から異物を除去するようにしても良い。
【００５５】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のＥＧＲシステムに組み込まれるＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）の作動を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００５６】
本実施例のポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するリニアソレノイドのコイルは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。
ここで、コイルへの電力供給が成されない場合には、リターンスプリングの付勢力（スプリング力）によってバルブシート３に着座して連通孔４を全閉するゼロリフトとなるようにポペットバルブのリフト量が設定される。
これにより、ＥＧＲガスが新気（エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気）に混入しない。
【００５７】
次に、ポペットバルブを、シールリング８の位置がゼロリフトから複数の開口窓３３までの範囲内で開閉作動させる場合には、ポペットバルブのリフト量がゼロリフト近傍の低リフト量となるように、リニアソレノイドのコイルへの電力供給を制御する。
コイルが通電されると、プランジャ、ステータコアおよびヨークが磁化される。これにより、プランジャがステータコアの吸引部に吸引される。そして、プランジャの軸線方向の移動に伴ってソレノイドシャフトも軸線方向に移動する。
【００５８】
これに伴って、ソレノイドシャフトの移動によってシャフト７が軸線方向に押し出されるため、シャフト７に連結されたバルブ本体６が、ノズル１のバルブシート３より離脱（離座）し、連通孔４が開放される。
しかし、ポペットバルブのバルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８は、未だ複数の開口窓３３とメタルシート部４２との間の嵌合壁３２の内周面（軸方向孔２の孔壁面）に摺接しているので、ゼロリフト近傍の低リフト時におけるＥＧＲガスの洩れが抑止され、ＥＧＲガスが新気に混入しない。
【００５９】
次に、ポペットバルブを、シールリング８の位置がゼロリフト近傍の低リフトから複数の開口窓３３を通ってフルリフトまでの範囲内で開閉作動させる場合には、ポペットバルブのリフト量がゼロリフト近傍の低リフト量からフルリフト量までの範囲内となるように、リニアソレノイドのコイルへの電力供給を制御する。
そして、コイルに供給する電力が大きい程、コイルに発生する磁力が大きくなるので、ゼロリフト近傍の低リフト位置からのプランジャのストローク量も大きくなる。そして、プランジャの軸線方向の移動に伴ってソレノイドシャフトも軸線方向に移動する。
【００６０】
これに伴って、ソレノイドシャフトの移動によってシャフト７が軸線方向に押し出されるため、シャフト７に連結されたバルブ本体６が、ノズル１のバルブシート３よりさらに離間し、連通孔４の開口面積がポペットバルブのリフト量に応じて大きくなる。
また、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８は、複数の開口窓３３が部分的に開口している仕切り壁３１の内周面（軸方向孔２の孔壁面）に摺接しているので、複数の開口窓３３も開放される。
【００６１】
したがって、エンジンの各気筒毎の燃焼室より排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールドおよび排気管内に形成される排気通路を通って、排気管の分岐部へ流入する。そして、分岐部からＥＧＲガス流路に取り込まれたＥＧＲガスは、ハウジング５の上流側端面で開口したＥＧＲガス導入ポート２０からハウジング５とノズル１との間に形成される第１流路２１に流入し、ノズル１を貫通する複数の開口窓３３を通ってノズル１内に形成される第２流路２２に導入される。そして、第２流路２２に導入されたＥＧＲガスは、バルブシート３内に形成される連通孔４を通ってハウジング５内に形成される第３流路２３に導入される。
【００６２】
そして、第３流路２３に導入されたＥＧＲガスは、ハウジング５の下流側端面で開口したＥＧＲガス排出ポート２４から排出されて、吸気管の合流部に導入される。そして、合流部内でＥＧＲガスと吸入空気とが混合されて混合ガス（吸気ガス）となり、吸気管およびインテークマニホールド内に形成される吸気通路を通って、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに流入し、各吸気ポートからエンジンの各気筒毎の燃焼室に導入される。
これによって、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質（例えばＮＯｘ）の低減が図られる。
【００６３】
［実施例１の効果］
以上のように、ＥＧＲシステムに組み込まれるＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）においては、ポペットバルブのバルブ本体６がノズル１のバルブシート３に着座するゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部４１とメタルシート部４２との環状隙間をメタルシールすることにより、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８のみで、バルブ本体６とノズル１との環状隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を低減することができる。
【００６４】
また、本実施例のＥＧＲガス流量制御弁においては、バルブ本体６の凹溝１２内にシールリング８が嵌め込まれて保持されている。つまりシールリング８は、ポペットバルブと一体移動可能に連結されている。
ここで、ポペットバルブの外周端面の凹溝１２に、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端部１１の外周端面との環状隙間を気密シールするシールリング８を配置したことにより、バルブ本体６のゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を更に低減することができる。
また、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６５】
また、バルブ本体６のゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１との間に所定の軸方向距離（Ｌ１）を隔てた位置にシールリング８を設置したことにより、バルブ本体６のゼロリフト時にバルブ本体６のメタルシール部４１とシールリング８との間に、異物を溜めるための空間（異物溜り部４３）が形成される。これにより、シールリング８の外周面とノズル１の嵌合壁３２の摺動面（軸方向孔２の孔壁面）との間に異物が挟まることによって、ノズル１の嵌合壁３２の軸方向孔２の孔壁面とバルブ本体６の外周端面との間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６６】
また、バルブ本体６のゼロリフト時に、複数の開口窓３３との間に所定の軸方向距離（Ｌ２）を隔てた位置にシールリング８を設置したことにより、ポペットバルブのゼロリフト時に複数の開口窓３３とシールリング８との間に、異物を溜めるための空間（異物溜り部４４）が形成される。これにより、シールリング８とノズル１との間に異物が挟まることによって、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
【００６７】
また、バルブ本体６のゼロリフト近傍の低リフト時には、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、バルブ本体６の外周端面とノズル１の嵌合壁３２の軸方向孔２の孔壁面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６８】
また、ノズル１の仕切り壁３１に複数の開口窓３３を設けたことにより、開口窓３３の形状で、ポペットバルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
また、複数の開口窓３３の各リセス３４の幅は、四角形状の開口部の下流側端縁からバルブシート側へ向かって徐々に狭くなっている。これにより、ポペットバルブのゼロリフトからリフトした場合、ポペットバルブのリフトに伴って複数の開口窓３３の開口面積が徐々に増加する、滑らかな開口特性となる。これによって、ポペットバルブの流量特性は、開口特性に依存するので、急激に流量が増加する特性ではなく、滑らかな流量特性を得ることができる。
【００６９】
［変形例］
本実施例では、ＥＧＲガスパイプの途中にＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）を設置したが、ＥＧＲガスパイプと排気管との結合部（分岐部）にＥＧＲＶを設置しても良い。また、ＥＧＲガスパイプと吸気管との結合部（合流部）にＥＧＲＶを設置しても良い。
本実施例では、ＥＧＲガス流量制御弁の弁体として１つのバルブ本体６を有するポペットバルブを使用しているが、排気ガス制御弁の弁体として２個以上のバルブ本体を有するポペットバルブを使用しても良い。この場合には、シートの個数も、２個または３個以上となる。
【００７０】
本実施例では、ポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータとして、リニアソレノイド（電磁アクチュエータ）を採用しているが、ポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータとして、負圧制御弁を介して電動式バキュームポンプからの負圧により駆動される負圧作動式アクチュエータを採用しても良い。
なお、リニアソレノイドのコイルへの電圧値または電流値等の供給電力が増加する程、ポペットバルブのリフト量が大きく、または小さくなるようにしても良い。
【００７１】
また、アクチュエータとして、電力の供給を受けてトルクを発生するモータ、このモータの回転を減速する減速機構、この減速機構の回転運動を往復直線運動に変換する変換機構を備えた電動アクチュエータを採用しても良い。
また、排気ガス制御弁の弁体を構成するバルブとして、バタフライバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。
【００７２】
本実施例では、ＥＧＲガス流量制御弁に本発明を適用したが、ＥＧＲクーラの出口側に連通する低温排気ガス流路とＥＧＲガスをＥＧＲクーラより迂回させるバイパス流路（高温排気ガス流路）とを切り替える排気ガス流路切替弁や、エンジン排気管内に設置される排気ガス流量（圧力）制御弁等の他の排気ガス制御弁に本発明を適用しても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、多気筒ディーゼルエンジンの代わりに、多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、単気筒エンジンに適用しても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１ ノズル（筒体）
２ 軸方向孔（摺動孔）
３ バルブシート
４ 連通孔
５ ハウジング（排気ガス制御弁の弁ケース）
６ バルブ本体（排気ガス制御弁の弁体）
７ ポペットバルブのシャフト（排気ガス制御弁の弁軸）
８ シールリング
１２ ポペットバルブの凹溝
２１ 第１流路（ＥＧＲガス流路）
２２ 第２流路（ＥＧＲガス流路）
２３ 第３流路（ＥＧＲガス流路）
２６ ブロック（支持部）
３１ ノズルの仕切り壁（支持部）
３２ ノズルの嵌合壁（支持部）
３３ ノズルの開口窓（流路孔、ＥＧＲガス流路）
３４ ノズルのリセス
４１ バルブ本体のメタルシール部
４２ ノズルのバルブシートのメタルシート部
４３ 異物溜り部（異物を溜めるための空間）
４４ 異物溜り部（異物を溜めるための空間）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の排気通路に連通する流路を流れる排気ガスを制御する排気ガス制御弁に関するもので、特に内燃機関の排気循環装置（ＥＧＲシステム）に使用される排気ガス制御弁に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関の燃焼室より排出される排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ）の低減を図るという目的で、排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気通路から吸気通路へ再循環（還流）させる排気ガス還流管（ＥＧＲガスパイプ）を備えた排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）が公知である。
このＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲガスを吸気通路に戻し、燃焼室に還流させると、内燃機関の出力および運転性の低下を伴うので、ＥＧＲガスパイプの途中にＥＧＲガス制御弁（ＥＧＲＶ）が設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＧＲＶは、内燃機関の排気管の分岐部と吸気管の合流部とを接続するＥＧＲガスパイプを流れるＥＧＲガスの流量を制御する排気ガス制御弁であって、外部から内部へＥＧＲガスを導入する導入ポート、および内部から外部へＥＧＲガスを排出する２つの第１、第２導出ポートを有する円筒状のボディと、このボディの内部に設置されたシャフトと、このシャフトの先端外周に一体移動可能に連結されて、２つのフランジを有するバルブと、２つのフランジの外周に設けられ、ボディに支持された筒状のバルブシートに摺接する２つのシールリングと、シャフトを介してバルブを往復駆動するアクチュエータとを備えている。
【０００４】
バルブは、導入ポートと第１導出ポートとの連通状態または導入ポートと第２導出ポートとの連通状態を切り替え自在な弁体である。また、アクチュエータは、モータ、ピニオンギヤ、ラックロッド、リフトセンサを有している。このような構造のＥＧＲＶは、ボディの一端部側の側方で開口した導入ポートと、ボディの略中央部で開口した第１導出ポートとが所定間隔離間して設けられている。なお、第２導出ポートは、導入ポートおよび第１導出ポートの開口方向と直交する方向に開口している。
ここで、従来のＥＧＲＶにおいては、バルブ全閉時におけるＥＧＲガスの洩れ流量を低減するという目的で、バルブの各フランジの外周端面全周に円環状の凹溝をそれぞれ形成し、これらの凹溝内にＣ字状のシールリングをそれぞれ嵌め込んでいる。これにより、２つのシールリングがバルブシートの内周面に摺接することで、バルブシートの内周面とバルブの外周面との隙間からＥＧＲガスが洩れるのを防止している。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲＶにおいては、バルブシートの内周面とバルブの外周面との隙間をシールする構造として、バルブの凹溝内に嵌め込まれた２つのシールリングのみを用いた気密シール構造を採用しているため、金属同士の接合によりバルブの外周面とバルブシートの内周面との隙間をメタルシールするシール構造に対して、バルブ全閉時におけるＥＧＲガスの洩れ流量が大きいという問題がある。
【０００６】
また、ＥＧＲＶは、燃焼残滓やカーボン等の微粒子状の異物が含まれているＥＧＲガスが流れる流路内に開閉自在に収容されている。
このため、ＥＧＲＶのバルブの表面、シールリングの表面、バルブシートの内周面に微粒子状の異物が付着してデポジットを形成すると、シールリングの外周面とバルブシートの内周面との間の微少な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブがシールリングの外周面に固着（スティック）される。
これにより、デポジットの噛み込みによってシールリングの外周面とバルブシートの内周面との隙間が大きくなり、バルブ全閉時におけるＥＧＲガス洩れ流量が増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４３３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減することのできる排気ガス制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明（排気ガス制御弁）は、金属製の筒体、金属製のバルブおよびアクチュエータを備えている。
筒体は、排気ガスが流れる流路、およびこの流路の周囲に設けられる環状のシートを有している。
バルブは、筒体の内部に往復移動可能に収容されている。このバルブは、シートに対して着座、離脱して流路を閉鎖、開放するように構成されている。
アクチュエータは、バルブのゼロリフトからバルブの最大リフトに至るまでの動作範囲内においてバルブをその軸線方向に往復駆動するように構成されている。
【００１０】
なお、バルブのゼロリフトとは、バルブが筒体のシートに着座した時のリフト量（リフト位置）のことである。また、バルブの最大リフトとは、バルブが筒体のシートから所定の距離（最大距離）だけ離間した時のフルリフト量（フルリフト位置）のことである。
そして、バルブは、ゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによってシートとの隙間をシールするメタルシール部を有している。
すなわち、メタルシール部とシートとの隙間は、メタルシール部とシートとのメタルタッチによってメタルシールされる。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、バルブが筒体のシートに着座するゼロリフト（バルブのゼロリフト）時に、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの金属同士のメタルタッチによってメタルシール部とシートとの隙間をシールすることにより、シールリングのみで、バルブと筒体またはシートとの隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、バルブのメタルシール部に、流路（筒体）の軸線方向に対して傾斜したテーパ状のシール面を設けている。
また、シートには、バルブのゼロリフト時にバルブのメタルシール部が着座可能な傾斜面（バルブシート面）が形成されている。
請求項３に記載の発明によれば、筒体の内周面との摺動接触によって筒体との隙間をシールするシールリングを備えている。
すなわち、シールリングと筒体との隙間は、シールリングの外周面と筒体の内周面との摺動接触によって気密シールされる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、バルブの外周端面に、凹溝が周方向に連続して形成されている。シールリングは、バルブの凹溝内に嵌め込まれて保持されている。つまりシールリングは、バルブと一体移動可能に連結されている。
ここで、バルブの外周端面の凹溝に、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールするシールリングを配置したことにより、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を更に低減することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、バルブのゼロリフト時に、バルブのメタルシール部との間に所定の距離を隔てた位置にシールリングを設置したことにより、バルブのゼロリフト時にバルブのメタルシール部とシールリングとの間に、異物を溜めるための空間が形成される。これにより、シールリングと筒体との間に異物が挟まることによって、バルブと筒体のシートとの間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、排気ガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
流路は、２つの第１、第２流路および複数の開口窓を有している。
第１流路は、筒体の外周とハウジングの内周との間に形成される外側流路である。
第２流路は、筒体の内部に形成される内側流路である。
複数の開口窓は、２つの第１、第２流路を連通するように筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する複数の連通路である。これらの開口窓は、筒体の周方向に所定の間隔で設置されている。
これにより、筒体に複数の開口窓を設けたことにより、開口窓の形状で、バルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明によれば、バルブのゼロリフト時に、複数の開口窓との間に所定の距離を隔てた位置にシールリングを設置したことにより、バルブのゼロリフト時に複数の開口窓とシールリングとの間に、異物を溜めるための空間が形成される。これにより、シールリングと筒体との間に異物が挟まることによって、バルブと筒体のシートとの間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、排気ガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブのメタルシール部と筒体のシートとの間に異物が噛み込んでも、筒体の内周面とバルブの外周端面との隙間をシールリングによってシールできるので、異物噛み込み時における排気ガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明によれば、流路の一部として、筒体のシートよりも排気流方向の上流側の流路とシートよりも排気流方向の下流側の流路とを連通する連通孔を備えている。
なお、筒体のシートの中央部をその板厚方向に貫通するように、連通孔を設けても良い。
請求項９に記載の発明によれば、バルブを、筒体のシートに対するリフト量に応じて流路（連通孔等）の開口面積（流路（連通孔）を流れる排気ガスの流量）を変更する排気ガス流量（圧力）制御弁の弁体に適用しても良い。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
流路は、２つの第１、第２流路および流路孔を有している。
第１流路は、筒体の外周とハウジングの内周との間に形成される外側流路である。
第２流路は、筒体の内部に形成される内側流路である。
流路孔は、２つの第１、第２流路を連通するように筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する連通路である。
これにより、筒体に流路孔を設けたことにより、流路孔の形状で、バルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
【００１９】
請求項１１に記載の発明によれば、筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備えている。
ハウジングには、筒体の一部を嵌合固定（例えば圧入固定）する筒状の支持部が設けられている。これにより、筒体が、ハウジングの内部に組み込まれた状態で嵌合保持される。
請求項１２に記載の発明によれば、筒体は、バルブをその軸線方向に往復摺動可能に支持する筒状の支持部を有している。
なお、筒体の支持部には、バルブのゼロリフトから最大リフトに至るまでの動作範囲に渡って、バルブの外周端面またはシールリングの外周面と摺動する摺動面が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のリフトゼロ状態を示した断面図で、（ｂ）はＥＧＲＶの主要部を示した断面図である（実施例１）。
【図２】排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のフルリフト状態を示した断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はノズルを示した側面図、断面図、平面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）はポペットバルブを示した側面図、断面図である（実施例１）。
【図５】（ａ）、（ｂ）はシールリングを示した正面図、側面図である（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、バルブのゼロリフト時またはその近傍の低リフト時における排気ガス洩れ流量を低減するという目的を、バルブのゼロリフト時に、バルブのメタルシール部とノズルのメタルシート部との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部とメタルシート部との隙間をメタルシールすることで実現した。
【実施例１】
【００２２】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のゼロリフト状態を示した図で、図２は排気ガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）のフルリフト状態を示した図である。
【００２３】
本実施例の内燃機関の排気制御装置（エンジン制御システム）は、複数の気筒を有する内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスを、排気管から吸気管へ再循環（還流）させる排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）を備えている。
【００２４】
ここで、エンジンとして、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。
エンジンの各気筒毎の燃焼室には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ連通している。また、エンジンの各気筒には、インテークマニホールドおよびエキゾーストマニホールドが接続されている。また、エンジンの各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射供給するインジェクタが搭載されている。
【００２５】
インテークマニホールドに接続される吸気管には、エアクリーナ、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、スロットルバルブが設置されている。また、インテークマニホールドおよび吸気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに連通する吸気通路が形成されている。インテークマニホールドまたは吸気管には、ＥＧＲシステムから導入されるＥＧＲガスをエアクリーナで濾過された清浄な外気（新気）に合流させるＥＧＲガス合流部（合流部）が設けられている。
【００２６】
エキゾーストマニホールドに接続される排気管には、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置（触媒またはディーゼルパティキュレートフィルタ：ＤＰＦ）、マフラが設置されている。また、エキゾーストマニホールドおよび排気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および排気ポートに連通する排気通路が形成されている。エキゾーストマニホールドまたは排気管には、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスをＥＧＲシステムへ分岐させるＥＧＲガス分岐部（分岐部）が設けられている。
【００２７】
ＥＧＲシステムは、ＥＧＲガスパイプ、ＥＧＲガス流量制御弁（排気ガス制御弁：ＥＧＲＶ）を備えている。このＥＧＲシステムは、ＥＧＲガス流量制御弁が開弁している時、エンジンより排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲガスパイプを経由し、ＥＧＲガスとして吸気通路へ戻される。
【００２８】
ＥＧＲガスパイプは、タービンよりも上流側の排気通路とインタークーラよりも下流側の吸気通路とを接続する排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）である。あるいはタービンまたは排気浄化装置よりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）である。このＥＧＲガスパイプの内部には、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気通路から吸気通路へ再循環（還流）させるための排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）が形成されている。
【００２９】
ＥＧＲガス流量制御弁は、ＥＧＲガスパイプの途中に設置されている。このＥＧＲガス流量制御弁は、ＥＧＲガス流路の開口面積を連続的または段階的に変更することで、ＥＧＲガス流路を経由して排気通路から吸気通路へ再循環（還流）されるＥＧＲガスの流量（ＥＧＲガス量）を可変制御する排気ガス流量制御弁である。
ＥＧＲガス流量制御弁は、円筒体を構成する円筒状のノズル１と、このノズル１の軸方向孔（摺動孔）２内に往復移動（摺動）可能に嵌合配置されるポペットバルブと、このポペットバルブを駆動する電磁アクチュエータであるリニアソレノイド（図示せず）と、内部にノズル１（バルブシート３、連通孔４）、ポペットバルブ、リニアソレノイドを収容するバルブハウジング（ハウジング）５とを備えている。
【００３０】
ノズル１の内部には、軸線方向の一端側（図示下端側）から他端側（図示上端側）まで真っ直ぐに延びる軸方向孔２が形成されている。また、ノズル１の他端側には、ポペットバルブのバルブ本体６が着座可能な円環状のバルブシート３が一体的に設けられている。このバルブシート３の内部には、ＥＧＲガス流量制御弁の弁孔を構成する連通孔４が形成されている。
【００３１】
ポペットバルブは、バルブ本体６、バルブシャフト（シャフト）７およびシールリング８を備えている。
バルブ本体６は、シールリング８を介して、ノズル１の軸方向孔２内に往復摺動可能に嵌合支持されている。このバルブ本体６は、シャフト７の軸線方向の一端側端部に一体的に形成されている。
【００３２】
シャフト７は、ブッシング９を介して、ハウジング５の軸受け保持部内に往復摺動可能に支持されている。このシャフト７の軸線方向の他端側端部（ソレノイド側端部）は、軸方向に延びるリニアソレノイドのシャフト（ソレノイドシャフト）を介して、リニアソレノイドのプランジャの接触部に当接している。
シールリング８は、バルブ本体６の外周端部（肉厚部）１１に形成された円環状の凹溝１２に嵌め込まれて保持されている。
なお、ノズル１およびポペットバルブの詳細は後述する。
【００３３】
リニアソレノイドは、プランジャがその軸線方向に移動することで、ソレノイドシャフトを介してポペットバルブをその軸線方向へ駆動するように構成されている。
リニアソレノイドは、ポペットバルブのシャフト７と一体移動可能に連結した非磁性体製のソレノイドシャフトと、シャフト７およびソレノイドシャフトと一体移動可能に連結した磁性体製のプランジャ（ムービングコア、可動子）とを備えている。
【００３４】
また、リニアソレノイドは、通電されると周囲に磁束を発生するコイルと、このコイルへの通電に伴って形成される磁気回路の一部を構成する磁気固定子（ステータコア、ヨーク等）と、外周にコイルを巻装した合成樹脂製のボビンと、ポペットバルブおよびプランジャを閉弁方向に付勢するリターンスプリングとを備えている。
なお、リニアソレノイドのコイルは、エンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵと言う）によって電子制御される駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
【００３５】
ここで、ＥＣＵには、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）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。
ＥＣＵは、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、リフトセンサ、吸気温度センサおよび冷却水温センサ等の各種センサから出力されるセンサ出力値（センサ出力信号）が、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、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。
このマイクロコンピュータは、リフトセンサから出力される電気信号に基づいて、排気管から吸気管へ還流するＥＧＲガスの流量を計測（演算）し、この演算したＥＧＲガスの流量を各種エンジン制御に使用する。
【００３６】
ハウジング５は、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。
ハウジング５は、ノズル１の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。このハウジング５は、内部に軸受け孔１９が形成された円筒状の軸受け保持部（ベアリングホルダ）と、ＥＧＲガス流路（連通孔４、ＥＧＲガス導入ポート２０、第１〜第３流路２１〜２３、ＥＧＲガス排出ポート２４）と、内部に連通孔４および第１、第２流路２１、２２が形成された上流側流路管部と、内部に第３流路２３が形成された下流側流路管部とが一体的に設けられている。
【００３７】
軸受け保持部は、ブッシング９の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。この軸受け保持部の内部には、ポペットバルブのシャフト７の軸線方向に延びる軸受け孔１９が形成されている。
上流側流路管部は、ノズル１との間に排気ガス流路（第１流路２１）を形成する円筒状のパイプ（薄肉部）２５、およびノズル１を圧入固定する支持部である円筒状のブロック（肉厚部）２６を有している。
【００３８】
下流側流路管部の内部には、ノズル１から導入されたＥＧＲガスを外部（吸気通路側）へ排出する第３流路２３が形成されている。下流側流路管部および第３流路２３は、湾曲している。
ＥＧＲガス導入ポート２０は、ハウジング５の排気流方向の上流側端面で開口している。このＥＧＲガス導入ポート２０は、排気管の分岐部（排気通路）に連通している。
ＥＧＲガス排出ポート２４は、ハウジング５の排気流方向の下流側端面で開口している。このＥＧＲガス排出ポート２４は、吸気管の合流部（吸気通路）に連通している。
【００３９】
次に、本実施例のノズル１の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
ノズル１は、ハウジング５と同様に、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。このノズル１は、ハウジング５と別体で製造された後に、ハウジング５のブロック２６の内周面に圧入固定されている。
ノズル１は、排気通路から吸気通路へＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路、およびこのＥＧＲガス流路の周囲に設けられる円環状のバルブシート３を有している。
【００４０】
ノズル１は、バルブシート３と、このバルブシート３よりも排気流方向の上流側に接続されて、バルブシート３よりも排気流方向の上流側の流路を、２つの第１、第２流路２１、２２に区画する円筒状の仕切り壁（隔壁）３１を備えている。この仕切り壁３１は、ハウジング５のブロック２６の内周面（圧入面）に圧入嵌合される円筒状の嵌合壁（肉厚部）３２よりも肉厚が薄くなっている。
【００４１】
ＥＧＲガス流路は、ノズル１のバルブシート３の内部に形成される円形状の連通孔４と、ハウジング５のパイプ２５の内周とノズル１の仕切り壁３１の外周との間に形成される円筒状の第１流路２１と、ノズル１の内部に形成される円形状の第２流路２２と、２つの第１、第２流路２１、２２を連通するようにノズル１の仕切り壁３１の軸線方向（筒方向）に対して垂直な放射方向に貫通する複数の開口窓（流路孔）３３とを有している。
なお、複数の開口窓３３は、リセス３４を含んで構成されている。リセス３４は、開口窓３３の下流側中央部から下流側（バルブシート側）へ向かって凸な切欠き溝（凹部）である。
【００４２】
次に、本実施例のポペットバルブの詳細を図１、図２、図４および図５に基づいて簡単に説明する。
ポペットバルブは、ハウジング５およびノズル１と同様に、例えば耐熱アルミニウム合金や耐熱鋼等の耐熱性金属によって所定の形状に形成されている。このポペットバルブは、シールリング８およびシャフト７を備えている。
【００４３】
ポペットバルブは、バルブシート３に対して着座、離脱してバルブシート３の内部に形成される連通孔４を閉鎖、開放するバルブ本体６を備えている。
ポペットバルブは、バルブ本体６がバルブシート３に着座するゼロリフト（バルブ全閉位置）から、バルブ本体６がバルブシート３より所定の距離だけ離間（リフト）するフルリフト（バルブ全開位置）に至るまでの動作範囲内でリニアソレノイドにより往復駆動されることで、ＥＧＲガス流路（連通孔４）の開口面積を変更してＥＧＲガス量を調整する。
【００４４】
バルブ本体６は、シャフト７の軸線方向の一端側端部に一体的に設けられている。このバルブ本体６は、ノズル１の内部において軸線方向に往復摺動可能に配設されている。また、バルブ本体６の外周端部１１の内周側には、円形状の凹部１３が形成されている。
なお、バルブ本体６を、シャフト７の軸線方向の一端側端部の外周に溶接等の手段を用いて組み付けても良い。また、バルブ本体６を、シャフト７の軸線方向の一端側端部の外周に圧入固定して組み付けても良い。
【００４５】
バルブ本体６の外周端部１１には、排気流方向の上流側に突出する円環状の突条部が一体的に設けられている。バルブ本体６の外周端面には、凹溝１２が円周方向に連続して形成されている。バルブ本体６の凹溝１２には、耐熱性金属によりＣ字形状に形成されたシールリング８が嵌め込まれている。
【００４６】
シールリング８は、その外周端部がバルブ本体６の外周端面より径方向外側に突出した状態で、内周側部が凹溝１２内を径方向、軸線方向および円周方向に移動できるように凹溝１２の内部に嵌め込まれて保持されている。このシールリング８は、バルブ本体６の凹溝１２への組み付け性を考慮して、シールリング８の円周方向の両側の端部間に合い口隙間（切欠き）１４を設けている。
【００４７】
［実施例１の特徴］
ノズル１は、バルブシート３から排気流方向の上流側に向かって軸線方向に延びる円筒状の仕切り壁３１を有している。この仕切り壁３１の内部には、シールリング８が摺接する軸方向孔２が形成されている。
【００４８】
ノズル１は、第１流路２１と第２流路２２とを連通するように仕切り壁３１をノズル１の軸線方向に対して垂直な径方向（放射方向）に貫通する複数の開口窓３３を有している。これらの開口窓３３は、ノズル１の仕切り壁３１の円周方向に所定の間隔で設置されている。また、複数の開口窓３３には、四角形状の開口部と、三角形状のリセス３４がそれぞれ形成されている。
ノズル１は、その周囲を円周方向に取り囲むように設置されるハウジング５のブロック２６に圧入固定される嵌合壁３２を備えている。
【００４９】
ノズル１は、嵌合壁３２よりも下流側に、円環状のバルブシート３を有している。
バルブシート３は、連通孔４の周囲に設けられている。このバルブシート３は、ポペットバルブのゼロリフト時に、ポペットバルブのバルブ本体６のメタルシール部４１が着座可能な傾斜面を有するメタルシート部４２を備えている。
連通孔４は、バルブシート３よりも排気流方向の上流側の第２流路２２と、バルブシート３よりも排気流方向の下流側の第３流路２３とを連通するようにノズル１のバルブシート３をその軸線方向（板厚方向）に貫通して形成されている。
【００５０】
ポペットバルブは、ゼロリフト近傍の低リフト時に、凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８の軸線方向に対して垂直な径方向（拡径方向）の張力を利用して、バルブ本体６の外周端面とノズル１の内周面（軸方向孔２の孔壁面）との隙間を密閉（気密シール）するように構成されている。
バルブ本体６は、ポペットバルブのゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによってバルブシート３との隙間をシールするメタルシール部４１を備えている。
メタルシール部４１は、ＥＧＲガス流路（連通孔４、第１、第２流路２１、２２）の軸線方向に対して所定の傾斜角度分だけ傾斜したテーパ状（円錐台形状）のシール面を有している。
【００５１】
シールリング８は、ポペットバルブのゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１との間に所定の軸方向距離（Ｌ１）を隔てた位置に設置されている。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時には、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブシート３の上流側端面とバルブ本体６の外周端面とシールリング８の下流側端面とで囲まれる空間が形成される。この空間は、ＥＧＲガス中に含まれる異物（微粒子状の不純物、排気浄化装置（例えばＤＰＦ等）の破片等）を一時的に溜める異物溜り部４３として使用される。
ここで、バルブ本体６のメタルシール部４１とシールリング８との軸方向距離として、許容する異物の大きさが０．５ｍｍならば、０．５ｍｍ以上の距離を設定することが望ましい。
【００５２】
シールリング８は、ポペットバルブのゼロリフト時に、複数の開口窓３３との間に所定の軸方向距離（Ｌ２）を隔てた位置に設置されている。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時には、複数の開口窓３３とシールリング８との間に空間が形成される。この空間は、ＥＧＲガス中に含まれる異物（微粒子状の不純物、排気浄化装置（例えばＤＰＦ等）の破片等）を一時的に溜める異物溜り部４４として使用される。
ここで、複数の開口窓３３とシールリング８との軸方向距離として、許容する異物の大きさが０．５ｍｍならば、０．５ｍｍ以上の距離を設定することが望ましい。
【００５３】
ここで、リニアソレノイドを収容するアクチュエータケースの内部には、ポペットバルブのシャフト７、ソレノイドシャフトまたはプランジャのリフト量を電気信号に変換し、ＥＣＵへどれだけポペットバルブがバルブシート３に対してリフトしているかを出力するリフトセンサが搭載されている。
リフトセンサは、ノズル１のバルブシート３に対するバルブリフト量（図示下方へのストローク量）を検出するストローク検出手段である。このリフトセンサは、例えばシャフト７に固定された磁石（マグネット）より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子を有するホールＩＣを主体として構成されている。ホールＩＣは、アクチュエータケースまたはこの開口部を閉塞するカバーに装着されている。ホールＩＣより出力される電気信号（センサ出力値）は、ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応した電圧信号である。
【００５４】
ここで、仮にポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んだ時には、ポペットバルブのゼロリフト時におけるセンサ出力値に対して異なるセンサ出力値が出力される。これにより、ポペットバルブのゼロリフト時に、リフトセンサの出力値変動が大きければ、ポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでいると判定（異物噛み込み判定）できる。この場合には、ポペットバルブのゼロリフト近傍でポペットバルブを上下動させて、ポペットバルブのメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間から異物を除去するようにしても良い。
【００５５】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のＥＧＲシステムに組み込まれるＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）の作動を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００５６】
本実施例のポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するリニアソレノイドのコイルは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。
ここで、コイルへの電力供給が成されない場合には、リターンスプリングの付勢力（スプリング力）によってバルブシート３に着座して連通孔４を全閉するゼロリフトとなるようにポペットバルブのリフト量が設定される。
これにより、ＥＧＲガスが新気（エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気）に混入しない。
【００５７】
次に、ポペットバルブを、シールリング８の位置がゼロリフトから複数の開口窓３３までの範囲内で開閉作動させる場合には、ポペットバルブのリフト量がゼロリフト近傍の低リフト量となるように、リニアソレノイドのコイルへの電力供給を制御する。
コイルが通電されると、プランジャ、ステータコアおよびヨークが磁化される。これにより、プランジャがステータコアの吸引部に吸引される。そして、プランジャの軸線方向の移動に伴ってソレノイドシャフトも軸線方向に移動する。
【００５８】
これに伴って、ソレノイドシャフトの移動によってシャフト７が軸線方向に押し出されるため、シャフト７に連結されたバルブ本体６が、ノズル１のバルブシート３より離脱（離座）し、連通孔４が開放される。
しかし、ポペットバルブのバルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８は、未だ複数の開口窓３３とメタルシート部４２との間の嵌合壁３２の内周面（軸方向孔２の孔壁面）に摺接しているので、ゼロリフト近傍の低リフト時におけるＥＧＲガスの洩れが抑止され、ＥＧＲガスが新気に混入しない。
【００５９】
次に、ポペットバルブを、シールリング８の位置がゼロリフト近傍の低リフトから複数の開口窓３３を通ってフルリフトまでの範囲内で開閉作動させる場合には、ポペットバルブのリフト量がゼロリフト近傍の低リフト量からフルリフト量までの範囲内となるように、リニアソレノイドのコイルへの電力供給を制御する。
そして、コイルに供給する電力が大きい程、コイルに発生する磁力が大きくなるので、ゼロリフト近傍の低リフト位置からのプランジャのストローク量も大きくなる。そして、プランジャの軸線方向の移動に伴ってソレノイドシャフトも軸線方向に移動する。
【００６０】
これに伴って、ソレノイドシャフトの移動によってシャフト７が軸線方向に押し出されるため、シャフト７に連結されたバルブ本体６が、ノズル１のバルブシート３よりさらに離間し、連通孔４の開口面積がポペットバルブのリフト量に応じて大きくなる。
また、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８は、複数の開口窓３３が部分的に開口している仕切り壁３１の内周面（軸方向孔２の孔壁面）に摺接しているので、複数の開口窓３３も開放される。
【００６１】
したがって、エンジンの各気筒毎の燃焼室より排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールドおよび排気管内に形成される排気通路を通って、排気管の分岐部へ流入する。そして、分岐部からＥＧＲガス流路に取り込まれたＥＧＲガスは、ハウジング５の上流側端面で開口したＥＧＲガス導入ポート２０からハウジング５とノズル１との間に形成される第１流路２１に流入し、ノズル１を貫通する複数の開口窓３３を通ってノズル１内に形成される第２流路２２に導入される。そして、第２流路２２に導入されたＥＧＲガスは、バルブシート３内に形成される連通孔４を通ってハウジング５内に形成される第３流路２３に導入される。
【００６２】
そして、第３流路２３に導入されたＥＧＲガスは、ハウジング５の下流側端面で開口したＥＧＲガス排出ポート２４から排出されて、吸気管の合流部に導入される。そして、合流部内でＥＧＲガスと吸入空気とが混合されて混合ガス（吸気ガス）となり、吸気管およびインテークマニホールド内に形成される吸気通路を通って、エンジンの各気筒毎の吸気ポートに流入し、各吸気ポートからエンジンの各気筒毎の燃焼室に導入される。
これによって、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質（例えばＮＯｘ）の低減が図られる。
【００６３】
［実施例１の効果］
以上のように、ＥＧＲシステムに組み込まれるＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）においては、ポペットバルブのバルブ本体６がノズル１のバルブシート３に着座するゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との金属同士のメタルタッチによってメタルシール部４１とメタルシート部４２との環状隙間をメタルシールすることにより、バルブ本体６の凹溝１２に嵌め込まれたシールリング８のみで、バルブ本体６とノズル１との環状隙間を気密シールするタイプ（従来の技術）と比べて、ゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を低減することができる。
【００６４】
また、本実施例のＥＧＲガス流量制御弁においては、バルブ本体６の凹溝１２内にシールリング８が嵌め込まれて保持されている。つまりシールリング８は、ポペットバルブと一体移動可能に連結されている。
ここで、ポペットバルブの外周端面の凹溝１２に、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端部１１の外周端面との環状隙間を気密シールするシールリング８を配置したことにより、バルブ本体６のゼロリフト時またはその近傍の低リフト時におけるＥＧＲガス洩れ流量を更に低減することができる。
また、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６５】
また、バルブ本体６のゼロリフト時に、バルブ本体６のメタルシール部４１との間に所定の軸方向距離（Ｌ１）を隔てた位置にシールリング８を設置したことにより、バルブ本体６のゼロリフト時にバルブ本体６のメタルシール部４１とシールリング８との間に、異物を溜めるための空間（異物溜り部４３）が形成される。これにより、シールリング８の外周面とノズル１の嵌合壁３２の摺動面（軸方向孔２の孔壁面）との間に異物が挟まることによって、ノズル１の嵌合壁３２の軸方向孔２の孔壁面とバルブ本体６の外周端面との間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
また、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、ノズル１の嵌合壁３２の内周面とバルブ本体６の外周端面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６６】
また、バルブ本体６のゼロリフト時に、複数の開口窓３３との間に所定の軸方向距離（Ｌ２）を隔てた位置にシールリング８を設置したことにより、ポペットバルブのゼロリフト時に複数の開口窓３３とシールリング８との間に、異物を溜めるための空間（異物溜り部４４）が形成される。これにより、シールリング８とノズル１との間に異物が挟まることによって、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間のメタルシール機能が阻害されることを抑制することができる。また、ＥＧＲガス中に含まれる異物による噛み込み現象を抑制することができる。
【００６７】
また、バルブ本体６のゼロリフト近傍の低リフト時には、バルブ本体６のメタルシール部４１とバルブシート３のメタルシート部４２との間に異物が噛み込んでも、バルブ本体６の外周端面とノズル１の嵌合壁３２の軸方向孔２の孔壁面との環状隙間をシールリング８によってシールできるので、異物噛み込み時におけるＥＧＲガス洩れ流量の増加を防止することができる。
【００６８】
また、ノズル１の仕切り壁３１に複数の開口窓３３を設けたことにより、開口窓３３の形状で、ポペットバルブの開度変化（リフト量の変化）に対する開口面積特性である流量プロフィールを可変することができる。
また、複数の開口窓３３の各リセス３４の幅は、四角形状の開口部の下流側端縁からバルブシート側へ向かって徐々に狭くなっている。これにより、ポペットバルブのゼロリフトからリフトした場合、ポペットバルブのリフトに伴って複数の開口窓３３の開口面積が徐々に増加する、滑らかな開口特性となる。これによって、ポペットバルブの流量特性は、開口特性に依存するので、急激に流量が増加する特性ではなく、滑らかな流量特性を得ることができる。
【００６９】
［変形例］
本実施例では、ＥＧＲガスパイプの途中にＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）を設置したが、ＥＧＲガスパイプと排気管との結合部（分岐部）にＥＧＲＶを設置しても良い。また、ＥＧＲガスパイプと吸気管との結合部（合流部）にＥＧＲＶを設置しても良い。
本実施例では、ＥＧＲガス流量制御弁の弁体として１つのバルブ本体６を有するポペットバルブを使用しているが、排気ガス制御弁の弁体として２個以上のバルブ本体を有するポペットバルブを使用しても良い。この場合には、シートの個数も、２個または３個以上となる。
【００７０】
本実施例では、ポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータとして、リニアソレノイド（電磁アクチュエータ）を採用しているが、ポペットバルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータとして、負圧制御弁を介して電動式バキュームポンプからの負圧により駆動される負圧作動式アクチュエータを採用しても良い。
なお、リニアソレノイドのコイルへの電圧値または電流値等の供給電力が増加する程、ポペットバルブのリフト量が大きく、または小さくなるようにしても良い。
【００７１】
また、アクチュエータとして、電力の供給を受けてトルクを発生するモータ、このモータの回転を減速する減速機構、この減速機構の回転運動を往復直線運動に変換する変換機構を備えた電動アクチュエータを採用しても良い。
また、排気ガス制御弁の弁体を構成するバルブとして、バタフライバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。
【００７２】
本実施例では、ＥＧＲガス流量制御弁に本発明を適用したが、ＥＧＲクーラの出口側に連通する低温排気ガス流路とＥＧＲガスをＥＧＲクーラより迂回させるバイパス流路（高温排気ガス流路）とを切り替える排気ガス流路切替弁や、エンジン排気管内に設置される排気ガス流量（圧力）制御弁等の他の排気ガス制御弁に本発明を適用しても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、多気筒ディーゼルエンジンの代わりに、多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、単気筒エンジンに適用しても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１ ノズル（筒体）
２ 軸方向孔（摺動孔）
３ バルブシート
４ 連通孔
５ ハウジング（排気ガス制御弁の弁ケース）
６ バルブ本体（排気ガス制御弁の弁体）
７ ポペットバルブのシャフト（排気ガス制御弁の弁軸）
８ シールリング
１２ ポペットバルブの凹溝
２１ 第１流路（ＥＧＲガス流路）
２２ 第２流路（ＥＧＲガス流路）
２３ 第３流路（ＥＧＲガス流路）
２６ ブロック（支持部）
３１ ノズルの仕切り壁（支持部）
３２ ノズルの嵌合壁（支持部）
３３ ノズルの開口窓（流路孔、ＥＧＲガス流路）
３４ ノズルのリセス
４１ バルブ本体のメタルシール部
４２ ノズルのバルブシートのメタルシート部
４３ 異物溜り部（異物を溜めるための空間）
４４ 異物溜り部（異物を溜めるための空間）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）排気ガスが流れる流路、およびこの流路の周囲に設けられる環状のシートを有する金属製の筒体と、
（ｂ）この筒体の内部に往復移動可能に収容されて、前記シートに対して着座、離脱して前記流路を閉鎖、開放する金属製のバルブと、
（ｃ）このバルブが前記シートに着座するゼロリフトから、前記バルブが前記シートより離間する最大リフトに至るまでの動作範囲内において前記バルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータと
を備え、
前記バルブは、前記ゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによって前記シートとの隙間をシールするメタルシール部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス制御弁において、
前記メタルシール部は、前記流路の軸線方向に対して傾斜したテーパ状のシール面を有し、
前記シートは、前記ゼロリフト時に前記メタルシール部が着座可能な傾斜面を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の内周面との摺動接触によって前記筒体との隙間をシールするシールリングを備えていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の排気ガス制御弁において、
前記バルブは、その外周端面に、周方向に連続して形成された凹溝を有し、
前記シールリングは、前記凹溝内に嵌め込まれて保持されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の排気ガス制御弁において、
前記シールリングは、前記ゼロリフト時、前記メタルシール部との間に所定の距離を隔てた位置に設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記流路は、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に形成される第１流路、前記筒体の内部に形成される第２流路、および前記第１流路と前記第２流路とを連通するように前記筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する複数の開口窓を有し、
前記複数の開口窓は、前記筒体の周方向に所定の間隔で設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項７】
請求項６に記載の排気ガス制御弁において、
前記シールリングは、前記ゼロリフト時、前記複数の開口窓との間に所定の距離を隔てた位置に設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記流路は、前記シートよりも排気流方向の上流側の流路と前記シートよりも排気流方向の下流側の流路とを連通する連通孔を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記バルブは、前記シートに対するリフト量に応じて前記流路の開口面積を変更することを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記流路は、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に形成される第１流路、前記筒体の内部に形成される第２流路、および前記第１流路と前記第２流路とを連通するように前記筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する流路孔を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記筒体の一部を嵌合固定する筒状の支持部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体は、前記バルブをその軸線方向に往復摺動可能に支持する筒状の支持部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１】
（ａ）排気ガスが流れる流路、およびこの流路の周囲に設けられる環状のシートを有する金属製の筒体と、
（ｂ）この筒体の内部に往復移動可能に収容されて、前記シートに対して着座、離脱して前記流路を閉鎖、開放する金属製のバルブと、
（ｃ）このバルブが前記シートに着座するゼロリフトから、前記バルブが前記シートより離間する最大リフトに至るまでの動作範囲内において前記バルブをその軸線方向に往復駆動するアクチュエータと
を備え、
前記バルブは、前記ゼロリフト時に、金属同士のメタルタッチによって前記シートとの隙間をシールするメタルシール部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス制御弁において、
前記メタルシール部は、前記流路の軸線方向に対して傾斜したテーパ状のシール面を有し、
前記シートは、前記ゼロリフト時に前記メタルシール部が着座可能な傾斜面を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の内周面との摺動接触によって前記筒体との隙間をシールするシールリングを備えていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項４】
請求項３に記載の排気ガス制御弁において、
前記バルブは、その外周端面に、周方向に連続して形成された凹溝を有し、
前記シールリングは、前記凹溝内に嵌め込まれて保持されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の排気ガス制御弁において、
前記シールリングは、前記ゼロリフト時、前記メタルシール部との間に所定の距離を隔てた位置に設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記流路は、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に形成される第１流路、前記筒体の内部に形成される第２流路、および前記第１流路と前記第２流路とを連通するように前記筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する複数の開口窓を有し、
前記複数の開口窓は、前記筒体の周方向に所定の間隔で設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項７】
請求項６に記載の排気ガス制御弁において、
前記シールリングは、前記ゼロリフト時、前記複数の開口窓との間に所定の距離を隔てた位置に設置されていることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記流路は、前記シートよりも排気流方向の上流側の流路と前記シートよりも排気流方向の下流側の流路とを連通する連通孔を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記バルブは、前記シートに対するリフト量に応じて前記流路の開口面積を変更することを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記流路は、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に形成される第１流路、前記筒体の内部に形成される第２流路、および前記第１流路と前記第２流路とを連通するように前記筒体をその筒方向に対して垂直な放射方向に貫通する流路孔を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体の周囲を周方向に取り囲む筒状のハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記筒体の一部を嵌合固定する筒状の支持部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載の排気ガス制御弁において、
前記筒体は、前記バルブをその軸線方向に往復摺動可能に支持する筒状の支持部を有していることを特徴とする排気ガス制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１９６８４（Ｐ２０１２−２１９６８４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５０４６（Ｐ２０１１−８５０４６）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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