説明

バルブ装置及び排気ガス浄化装置

【課題】シール性を向上させることができるバルブ装置及び排気ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】バルブ装置は、シャフト孔10をもつ基部1と、シャフト孔10に挿通されたシャフト2と、シャフト2に設けられたバルブ3とを具備する。シャフト孔10は雌ねじ部13を備える。シャフト2はシャフト孔10の雌ねじ部13に螺進退可能に螺合する雄ねじ部23を備える。シャフト2の外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起25を備える。シャフト2の軸長方向において外向き突起25に隣設してシール部材が配置されている。シャフト2を周方向の一方向または他方向に回動させて前記シャフト2を軸長方向の一方向または他方向に移動させることにより、外向き突起25をシール部材に圧接させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はシャフトの回動によりバルブを開閉させるバルブ装置、及び、当該バルブ装置を搭載する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ボディ内にバタフライ弁が配設されていると共に、バタフライ弁を有する弁軸がブッシュを介してボディの軸孔に回転可能に挿通されている内燃機関用排気制御弁が開示されている(特許文献1)。このものによれば、バタフライ弁を有する弁軸の外周にフランジ状の環状凸部が設けられており、環状凸部に隣設してシールリングが設けられている。このシールリングの外周縁部がボディの傾斜面に弾性的に接触する。これによりシール性が確保されている。
【特許文献1】特開平5−171961号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら上記した従来技術によれば、シール性の要求度が高いときには、必ずしも満足できるシール性が得られるものではない。
【0004】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、シール性の要求度が高いときであっても、シール性を確保することができるバルブ装置及び排気ガス浄化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】
(1)第1発明に係るバルブ装置は、シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備えていることを特徴とするものである。
【0006】
第1発明に係るバルブ装置によれば、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺合しているため、雌ねじ部の形成面と雄ねじ部の形成面とが機械的に接触する頻度は高くなり、従来技術の場合よりもシール性が確保される。このためシャフト孔の内壁部とシャフトの外壁部との間に微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介して流体が漏れることは抑制される。
【0007】
(2)第2発明に係るバルブ装置は、シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備え、且つ、前記シャフトの外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起を備え、前記シャフトの軸長方向において前記外向き突起に隣設してシール部材が配置されており、前記シャフトを周方向の一方向に回動させて前記シャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記シール部材に圧接させることを特徴とするものである。
【0008】
第2発明に係るバルブ装置によれば、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺合しているため、雌ねじ部の形成面と雄ねじ部の形成面とが機械的に接触する頻度は高くなり、従来技術の場合よりもシール性が確保される。このためシャフト孔の内壁部とシャフトの外壁部との間に微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介して流体が漏れることは抑制される。
【0009】
更に使用の際に、シャフトを周方向の一方向に回動させることによりバルブの開放及び閉鎖の一方を行う。また、シャフトを周方向の他方向に回動させることによりバルブの開放及び閉鎖の他方を行う。ここで、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺進退可能に螺合しているため、シャフトを周方向の一方向に回動させて、シャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、外向き突起をシール部材に圧接させる。これにより外向き突起とシール部材との間におけるシール性が高められる。
【0010】
(3)第3発明に係るバルブ装置は、シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、
前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備え、且つ、前記シャフトの外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起を備え、前記シャフトの軸長方向において前記外向き突起を挟むように前記外向き突起に隣設して第1シール部材及び第2シール部材が配置されており、前記シャフトの周方向の一方向に回動させて、前記シャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記第1シール部材に圧接させると共に、前記シャフトの周方向の他方向に回動させて前記シャフトを軸長方向の他方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記第2シール部材に圧接させることを特徴とするものである。
【0011】
第3発明に係るバルブ装置によれば、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺合しているため、雌ねじ部の形成面と雄ねじ部の形成面とが機械的に接触する頻度は高くなり、従来技術の場合よりもシール性が確保される。このためシャフト孔の内壁部とシャフトの外壁部との間に、流体が漏れ得る微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介して流体が漏れることは抑制される。
【0012】
更に使用の際に、シャフトを周方向の一方向に回動させることにより、バルブの開放及び閉鎖の一方を行う。また、シャフトを周方向の他方向に回動させることにより、バルブの開放及び閉鎖の他方を行う。ここで、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺進退可能に螺合しているため、シャフトを周方向の一方向に回動させてシャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、外向き突起を第1シール部材に圧接させる。これにより外向き突起と第1シール部材との間におけるシール性が高められる。これに対してシャフトを周方向の他方向に回動させてシャフトを軸長方向の他方向に移動させることにより、外向き突起を第2シール部材に圧接させる。これにより外向き突起と第2シール部材との間におけるシール性が高められる。
【0013】
(4)第4発明に係る排気ガス浄化装置は、排気ガスが流れる経路に配置されるケースと、前記ケース内を第1通路及び第2通路に仕切る仕切壁と、前記第2通路及び前記第1通路のうちのいずれか一方に設けられ排気ガスを浄化する触媒部を据え付ける触媒据付部とを具備する排気ガス浄化装置において、前記ケースは、各請求項のいずれか一項に記載のバルブ装置を備えており、前記バルブ装置は、前記第2通路及び前記第1通路のうちの他方を開閉することを特徴とするものである。
【0014】
第4発明に係る排気ガス浄化装置によれば、シャフトを周方向の一方向に回動させることにより、バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行って排気ガスの流れを制御する。また、シャフトを周方向の他方向に回動させることにより、バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行って排気ガスの流れを制御する。シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺合しているため、雌ねじ部の形成面と雄ねじ部の形成面とが機械的に接触する頻度は高くなり、従来技術の場合よりもシール性が確保される。このためシャフト孔の内壁部とシャフトの外壁部との間に、排気ガスが進入し得る微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介して排気ガスが漏れることは抑制される。
【0015】
更に、シャフト孔の雌ねじ部とシャフトの雄ねじ部は螺進退可能に螺合しているため、バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行うべく、シャフトを周方向の一方向に回動させるときには、シャフトはシャフトの軸長方向の一方向に向けて基部に対して相対的に移動する。この結果、シャフトの外向き突起は第1シール部材に圧接し、外向き突起と第1シール部材との間のシール性が向上する。逆に、バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うべく、シャフトを周方向の他方向に回動させるときには、シャフトはシャフトの軸長方向の他方向に向けて基部に対して相対的に移動する。この結果、シャフトの外向き突起は第2シール部材に圧接し、外向き突起と第2シール部材との間のシール性が向上する。従って、排気ガス浄化装置から排気ガスが漏れることは抑制される。
【発明の効果】
【0016】
シャフト孔とシャフトとの間におけるシール性が高められ、ガス等の流体の漏れに対するシール性を改善することができる。このためシール性の要求が高い環境においても適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
バルブ装置は、シャフト孔をもつ基部と、基部のシャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、シャフトに設けられたバルブとを具備する。シャフトを周方向の一方向に回動させることにより、バルブの開放および閉鎖のうちの一方が行われる。また、シャフトを周方向の一方向及び他方向のうちの他方向に回動させることにより、バルブの閉鎖および閉鎖のうちの他方が行われる。
【0018】
シャフト孔は雌ねじ部を備えている。シャフトはシャフト孔の雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備えている。雌ねじ部および雄ねじ部は互いに螺進退可能でありつつも、機械的接触性が高い。このため、雌ねじ部と雄ねじ部との境界域にガス等の流体が進入するときであっても、シャフト孔の雌ねじ部の形成面とシャフトの雄ねじ部の形成面との接触によりシール性が確保される。
【0019】
シャフトの外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起を備えていても良いし、備えていなくても良い。外向き突起はシャフトの軸芯を1周するリング状とすることができるが、周方向に断続的に設けられていても良い。シャフトの軸長方向において外向き突起に隣設してシール部材が配置されている。シール部材としてはこれの周方向に連続するリング形状であることが好ましい。シール部材の材質としては例えば金属、樹脂材料、ゴム材料を基材することができる。シール部材の断面形状としては、C形状、V形状、W形状、Y形状、O形状等を例示することができる。バルブ装置としては、産業機器、車両の排気系等に適用することができる。
【0020】
シャフトと基部との間に付勢部材が設けられている形態を採用することができる。この場合、付勢部材は、シャフト孔の雌ねじ部の形成面とシャフトの雄ねじ部の形成面との機械的圧接力を高める付勢力を有する。
【実施例】
【0021】
以下、本発明の各実施例について図面を参照しつつ具体的に説明する。図面はあくまでも概念を示すものであり、各図における上下関係は図示の形態に規定されるものではない。
【0022】
(実施例1)
図1〜図3は実施例1を示す。バルブ装置は、図1に示すように、断面円形状のシャフト孔10をもつ基部1と、基部1のシャフト孔10に挿通された断面円形状のシャフト2と、シャフト2に一体的に設けられた切替作動部4に設けられたバルブ3(図2参照)とを備える。切替作動部4の基端部40はシャフト2の基端部側に接続されており、シャフト2、切替作動部4及びバルブ3が軸芯PAの回りで一体的に回動できるようにされている。シャフト孔10は、切替作動部4の基端部40を収容する第1空間10aと、シャフト2の外径と等しいかあるいはシャフト2の外径よりも大きな所定の内径をもつ第2空間10bと、第2空間10bの内径よりも大きな内径をもつと共に第2空間10bに繋がる第3空間10cとを備えている。シャフト孔10の第3空間10cの内壁面の一部には、所定のねじ部ピッチでねじ山及びねじ底を有する螺旋状の雌ねじ部13が形成されている。
【0023】
シャフト2は、バルブ3を保持するシャフト本体20と、バルブ3の反対側においてシャフト本体20に一体的に連接された径大部22とを有する。シャフト2の径大部22の外壁面には螺旋状の雄ねじ部23が形成されている。シャフト2の雄ねじ部23は、シャフト孔10の雌ねじ部13に対して軸芯PAの回りで相対回動できるように螺進退可能に螺合している。ここで、シャフト2の先端部には動力伝達部21が設けられている。図1及び図2に示すように、図略のアクチュエータによりシャフト2の動力伝達部21を回動操作すると、シャフト2がこれの軸芯PAの回りで回動される。シャフト2をこれの軸芯PAの回りで周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させることにより、バルブ3の開放及び閉鎖のうちの一方の操作が行われる。また、シャフト2をこれの軸芯PAの回りで周方向の他方向(矢印R2方向)に回動させることにより、バルブ3の開放及び閉鎖のうちの他方の操作が行われる。
【0024】
図3に示すように、シャフト2の外壁部には、シャフト2の径外方向に突出する外フランジ状の1個の外向き突起25が同軸的に形成されている。外向き突起25としては、鋳造または鍛造などによりシャフト2に一定成形されていても良いし、あるいは、溶接、圧入、ねじ部止め等により後付けでシャフト2に固定されていても良く、製造方法は限定されるものではない。外向き突起25はシャフト2の軸芯PAを1周するようにリング形状とされている。外向き突起25は互いに背向するリング形状の第1端面25a及び第2端面25cをもつ。
【0025】
基部1に形成されているシャフト孔10の内壁部には、径内方向に突出するフランジ状の1個の内向き突起15が形成されている。内向き突起15としては、鋳造などにより基部1に一定成形されていても良いし、あるいは、溶接、圧入、ねじ部止め等により後付けで基部1に固定されていても良く、製造方法は限定されるものではない。
【0026】
更に、シャフト孔10の内壁部の端側には、シャフト孔10の端面となるリング形状の規制面17が形成されている。図3に示すように、シャフト孔10の内向き突起15はシャフト2の外向き突起25と対面する。従ってシャフト孔10の規制面17と内向き突起15とは、シャフト2の軸長方向においてシャフト2の外向き突起25を挟むように互いに対向している。
【0027】
図1及び図3に示すように、シャフト2の軸長方向(矢印P方向)において、シャフト2の外向き突起25を挟むように外向き突起25に隣設して第1シール部材5及び第2シール部材6が配置されている。第1シール部材5及び第2シール部材6は、それぞれ、シャフト2の軸芯PAの回りを1周するリング形状をなしている。第1シール部材5は基部1の規制面17とシャフト2の外向き突起25の第1端面25aとの間に配置されている。第2シール部材6は、基部1の内向き突起15の端面15aとシャフト2の外向き突起25の第2端面25cとの間に配置されている。シャフト2の軸長方向に沿ってみると、図3に示すように、基部1の規制面17、第1シール部材5、シャフト2の外向き突起25、第2シール部材6、基部1の内向き突起15が順に直列的に配置されている。
【0028】
図3に示すように第1シール部材5は、バネ性を発揮する弾性変形できるように断面でC形状をなしており、第1開口50を有する。第2シール部材6が同様にバネ性を発揮する弾性変形できるように断面でC形状をなしており、第2開口60を有する。コスト、組付容易性等を考慮して、第1シール部材5及び第2シール部材6は同種のものが採用されている。従って第1シール部材5の第1開口50及び第2シール部材6の第2開口60は、径内方向に向けて開放されており、シャフト2の外周面に対面する向きとされている。
【0029】
本実施例によれば、図1に示すように、基部1の内向き突起15の着座面15fとシャフト2の径大部22の着座面22fとの間には、付勢力を発揮できる付勢部材7が介在されている。付勢部材7はシャフト2とほぼ同軸的なコイルバネ形状とされている。付勢部材7の一端7aは基部1の内向き突起15の着座面15fに着座していると共に、付勢部材7の他端7cはシャフト2の径大部22の着座面22fに着座している。付勢部材7の付勢力はシャフト2の軸長方向に沿って発揮され、シャフト2を矢印P2方向(ねじ部密着方向)に付勢する。
【0030】
さて使用の際には、バルブ3の開放及び閉鎖のうちの一方の操作のため、図略のアクチュエータによりシャフト2をこれの周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させる。すると、シャフト2がこれの軸長方向の一方向(矢印P1方向)に移動し、外向き突起25はシャフト2と共に同方向に移動するため、第1シール部材5に圧接する。これにより図3から理解できるように外向き突起25と第1シール部材5との間における第1シールポイントS1のシール性が高まる。同様に、規制面17と第1シール部材5との間における第2シールポイントS2のシール性が高まる。シャフト2の回動量が増加すればするほど、第1シールポイントS1のシール性、第2シールポイントS2のシール性が増加する。
【0031】
また、バルブ3の開放及び閉鎖のうちの他方の操作のため、図略のアクチュエータによりシャフト2の周方向の他方向(矢印R2方向)に回動させる。すると、シャフト2がこれの軸長方向の他方向(矢印P2方向)に移動し、外向き突起25は同方向に移動するため第2シール部材6に圧接する。これにより外向き突起25と第2シール部材6との間における第3シールポイントS3のシール性が増加する。同様に、内向き突起15と第2シール部材6との間における第4シールポイントS4のシール性が増加する。シャフト2の回動量が増加すればするほど、第3シールポイントS3のシール性、第4シールポイントS4のシール性が高まる。このようにシャフト2をいずれかの方向に回動させれば、外向き突起25または内向き突起15が第1シール部材5または第2シール部材6に圧接するため、第1シール部材5または第2シール部材6シール性が増加する効果を期待することができる。
【0032】
以上説明したように本実施例によれば、シャフト孔10の雌ねじ部13とシャフト2の雄ねじ部23は螺合しているため、雌ねじ部13の形成面と雄ねじ部23の形成面とは機械的に接触する頻度が高くなる。故に、雌ねじ部13と雄ねじ部23との境界域にガス等の流体が進入するときであっても、雌ねじ部13と雄ねじ部23との間におけるシール性が確保される。
【0033】
このためシャフト孔10の内壁部とシャフト2の外壁部との間に微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介してガス等の流体が漏れることは抑制され、シャフト孔10とシャフト2との間におけるシール性が高められる。なお雌ねじ部13及び雄ねじ部23の等級、精度を要請されるシール性などに応じて任意に設定することができる。
【0034】
更に本実施例によれば、付勢部材7の付勢力によりシャフト2は軸長方向の矢印P2方向に付勢されている。このため雌ねじ部13の形成面と雄ねじ部23の形成面との機械的圧接力が更に高くなり、シール性が一層高くなる。
【0035】
更に本実施例によれば、前述したようにシャフト2の周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の一方向(矢印P1方向)に移動すると、外向き突起25は同方向に移動して第1シール部材5に圧接する。これにより外向き突起25と第1シール部材5との間におけるシール性が高まる。逆に、シャフト2の周方向の他方向(矢印R2方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の他方向(矢印P2方向)に移動すると、外向き突起25は同方向に移動して第2シール部材6に圧接する。このようにシャフト2を軸芯PAの回りで回動操作させれば、回動操作しない場合に比較して、第1シール部材5および第2シール部材6によるシール性が増加する。この意味においてもシャフト孔10とシャフト2との間におけるシール性が一層に高められる。
【0036】
更に図3に示すように、ガス等の流体がシャフト2の外周面に沿って矢印K1方向に流入してきたときであっても、第1シール部材5は、その流入してきたガス等の流体を受け止め易いように断面C形状とされている。このため、流入してきたガス等の流体により第1シール部材5が拡開する方向(矢印E1方向)に付勢されるため、第1シール部材5と規制面17との間におけるシール性、第1シール部材5と外向き突起25との間におけるシール性が更に一層高められ、ガス等の流体の漏れ低減または回避に貢献することができる。
【0037】
更に図3に示すように、外向き突起25の外周面はシャフト孔10の内周面に第1微小隙間81を介して接近していると共に、内向き突起15の内周面はシャフト2の外周面に第2微小隙間82を介して接近している。第1微小隙間81及び第2微小隙間82はガス等の流体に対する圧損を大きくする作用を奏し、あたかもラビリンスシール構造となるため、この意味においても、ガス等の流体の漏れの低減または回避に貢献することができる。
【0038】
(実施例2)
図4は実施例2を示す。実施例2は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、図4に示すように、シャフト2の軸長方向(矢印P方向)において、シャフト2の外向き突起25を挟むように外向き突起25に隣設して、第1シール部材5及び第2シール部材6が配置されている。第1シール部材5及び第2シール部材6は、それぞれ、シャフト2の軸芯PAの回りを1周するリング形状をなしている。図4に示すように、第1シール部材5は、バネ性を発揮する弾性変形できるように断面でC形状をなしており、第1開口50を有する。第2シール部材6が同様にバネ性を発揮する弾性変形できるように断面でC形状をなしており、第2開口60を有する。第1開口50はシャフト2の軸芯PAに対面する向きとされている。第2開口60は逆向き、つまり、シャフト2の軸芯PAに背向する向きとされている。したがって、ガス等の流体がシャフト2の外周面に沿って矢印K1方向に流入してきたときであっても、流入してきたガス等の流体により第1シール部材5が拡開する方向(矢印E1方向)に付勢されるため、第1シール部材5と規制面17との間におけるシール性、第1シール部材5と外向き突起25との間におけるシール性が更に一層高められる。また、万一、ガス等の流体が第1シール部材5及び外向き突起25の外周面を越えて矢印K3方向へ進入し第2シール部材6側に流入してきたときであっても、流入してきたガス等の流体により第2シール部材6が拡開する方向(矢印E2方向)に付勢される。このため第2シール部材6と外向き突起25との間におけるシール性、第2シール部材6と内向き突起15との間におけるシール性が更に一層高められる。
【0039】
更に本実施例においても、図4に示すように、外向き突起25の外周面はシャフト孔10の内周面に第1微小隙間81を介して接近していると共に、内向き突起15の内周面はシャフト2の外周面に第2微小隙間82を介して接近している。第1微小隙間81及び第2微小隙間82はガス等の流体に対する圧損を大きくでき、あたかもラビリンスシール構造となるため、この意味においても、ガス等の流体の漏れの低減または回避に貢献することができる。
【0040】
(実施例3)
図5は実施例3を示す。実施例3は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例は、実施例1の場合のようなかなり厳格なシール性を要求されない環境において、部品点数及びコストを低減させつつ使用するのに適する。本実施例では部品点数を削減すべく、図5に示すように、シャフト2の径大部22と基部1の内向き突起15との間には付勢部材7が設けられていない。
【0041】
本実施例においても、実施例1と同様に、シャフト孔10の雌ねじ部13とシャフト2の雄ねじ部23は螺合しているため、雌ねじ部13の形成面と雄ねじ部23の形成面とは機械的に接触する頻度が高くなり、雌ねじ部13と雄ねじ部23との間におけるシール性が良好に確保される。このためシャフト孔10の内壁部とシャフト2の外壁部との間に微小隙間が形成されるときであっても、微小隙間を介してガス等の流体が漏れることは抑制され、シャフト孔10とシャフト2との間におけるシール性が高められる。
【0042】
更に本実施例においても、前述したようにシャフト2の周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の一方向(矢印P1方向)に移動すると、外向き突起25は同方向に移動して第1シール部材5に圧接する。これにより外向き突起25と第1シール部材5との間におけるシール性が高まる。逆に、シャフト2の周方向の他方向(矢印R2方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の他方向(矢印P2方向)に移動すると、外向き突起25は同方向に移動して第2シール部材6に圧接する。これによりシャフト2を軸芯PAの回りで回動操作させれば、回動操作しない場合に比較して、シャフト2の外向き突起25と第1シール部材5、第2シール部材6との間におけるシール性が高まる。
【0043】
(実施例4)
図6は実施例4を示す。実施例4は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例においても、図示はしないものの、シャフト孔10の雌ねじ部13とシャフト2の雄ねじ部23とは螺合しており、雌ねじ部13の形成面と雄ねじ部23の形成面とは機械的に接触する頻度が高くなり、雌ねじ部13と雄ねじ部23との間におけるシール性が良好に確保される。
【0044】
更に本実施例によれば、図6に示すように、シャフト2の軸長方向(矢印P方向)において、シャフト2の外向き突起25に隣設して第1シール部材5が配置されている。第1シール部材5は、バネ性を発揮する弾性変形できるように断面でC形状をなしており、第1開口50を有する。本実施例によれば、シャフト2の周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させてシャフト2が外向き突起25とと共に軸長方向の一方向(矢印P1方向)に移動するとき、外向き突起25と第1シール部材5との間における第1シールポイントS1のシール性が高まる。同様に、規制面17と第1シール部材5との間における第2シールポイントS2のシール性が高まる。シャフト2の回動量が増加すればするほど、第1シールポイントS1のシール性、第2シールポイントS2のシール性が増加し、高いシール性が得られる。従って、本実施例は、シャフト2の周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させてシャフト2が一方向(矢印P1方向)に移動するときに、高いール性が要請される環境において用いるのに適する。
【0045】
(実施例5)
図7は実施例5を示す。実施例5は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例によれば、図7に示すように、シャフト2の外向き突起25の第1端面25a及び第2端面25cは、径外方向に向かうにつれて厚みが小さくなるような円錐面状の傾斜面とされている。本実施例によれば、シャフト2の周方向の一方向(矢印R1方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の一方向(矢印P1方向)に移動するとき、外向き突起25の第1端面25aにより第1シール部材5は拡径方向(矢印W1方向)に付勢され、シャフト孔10の内周壁面10dに密着させる。故に、第1シール部材5とシャフト孔10の内周壁面10dとの接触度、シール性が増加する。またシャフト2の周方向の他方向(矢印R2方向)に回動させてシャフト2がこれの軸長方向の他方向(矢印P2方向)に移動するとき、第2シール部材6は拡径方向(矢印W2方向)に付勢される。故に、第2シール部材6とシャフト孔10の内周壁面10dとの接触度、シール性が増加する。なお、第1シール部材5及び第2シール部材6は蛇腹部をもつ等のように周方向に伸縮可能な構造とすることが好ましい。
【0046】
(実施例6)
図8は実施例6を示す。実施例6は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。本実施例においても、シャフト孔10の雌ねじ部13とシャフト2の雄ねじ部23とは螺合しており、雌ねじ部13の形成面と雄ねじ部23の形成面とは機械的に接触する頻度が高くなり、雌ねじ部13と雄ねじ部23との間におけるシール性が良好に確保される。本実施例によれば、図8に示すように、シャフト10の内壁部とシャフト2の外壁部との間にはリング状の軸受9が設けられている。軸受9は外周面9aと内周面9bをもつ。更に、螺進退用の空間9eが軸受9とシャフト2の径大部22との間に設けられている。なおシャフト孔10には付勢部材7が設けられていない。
【0047】
(適用例)
図9は適用例を示す。この適用例は、機関としての車両用の内燃機関100の排気ポートに連通する排気ガス浄化装置に適用したものである。この適用例では、前記した各実施例をそれぞれ適用することができる。排気ガス浄化装置は、金属製のケース200と、ケース200内を第1通路(内通路)201及び第2通路202(外通路)に仕切る筒形状の金属製の仕切壁203と、第2通路202に設けられ触媒部204を据え付ける触媒据付部205とを備える。第1通路201は、触媒部204が据え付けられていないため、触媒据付部205を有しない。第2通路202は第1通路201の周囲に周方向に連通するように形成されている。
【0048】
ケース200にフランジ状の基部1が保持されている。図9に示すように、基部1は、第2通路202(外通路)に連通する貫通孔1kと、枢支軸7Xを覆う覆い部1wとをもつ。基部1の近傍には、覆い部1wに遮蔽されるように枢支軸7Xが設けられている。枢支軸7Xはケース200内において基部1よりも下流に位置する。上記した構造であるため、枢支軸7Xと排気ガスとの接触頻度は低くされ、枢支軸7Xの耐久性が確保されている。枢支軸7Xには、アーム状の切替作動部4が閉鎖方向(矢印R4方向,上向き)及び開放方向(矢印R5方向,下向き)に旋回可能に枢支されている。切替作動部4にはバルブ3が搭載されている。枢支軸7Xよりもバルブ3は下方に位置する。切替作動部4の作動により、バルブ3は、触媒部204を有しない第1通路201の後端開口201rを開閉可能に閉鎖する蓋として機能する。
【0049】
内燃機関100の暖気運転時等のように起動時には、内燃機関から排出される高温の排気ガスに含まれている環境負荷物質の濃度が高い。そこで、内燃機関の起動時には、図略のアクチュエータによりバルブ3を上方向(矢印R4方向)に旋回させて閉鎖する。このため排気ガスは第2通路202の触媒部204に流れて触媒部204で浄化される。これに対して内燃機関100の起動時を経過した常用領域では、内燃機関100の排気ポートから排出される排気ガスに含まれる環境負荷物質の濃度が低下する。更に単位時間当たりの排気ガスの流量も増加する。このため図略のアクチュエータによりバルブ3を下方向(矢印R5方向)に旋回させて開放させる(図9において仮想線で示すバルブ3の開放位置)。これにより排気ガスは主に第1通路201に流れて触媒部204の劣化を抑制できると共に、図略の下流側通路の触媒部にも流れるため、圧損を抑えつつ浄化させることができる。なお、触媒部204は第2通路202に代えて、第1通路201に設けられていても良い。内燃機関100はガソリンエンジンでも、ディーゼルエンジンでも良く、要するに排気ガスを排出させるものであれば良い。
【0050】
(他の例)
上記した実施例1では、シール部材5,6の断面はC形状とされているが、これに限らず、V形状、W形状、Y形状、O形状等とすることもできる。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明は例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジンといった内燃機関等の機関から排出される排気ガスを流すバルブ装置及び排気ガス浄化装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】バルブを枢支する部分のバルブ装置の断面図である。
【図2】バルブを枢支する部分のバルブ装置の平面図である。
【図3】第1シール部材及び第2シール部材の付近の断面図である。
【図4】実施例2に係り、第1シール部材及び第2シール部材の付近の断面図である。
【図5】実施例3に係り、バルブを枢支する部分の構造の断面図である。
【図6】実施例4に係り、第1シール部材の付近の断面図である。
【図7】実施例5に係り、第1シール部材及び第2シール部材の付近の断面図である。
【図8】実施例6に係り、バルブを枢支する部分の構造の断面図である。
【図9】バルブ装置を有する排気ガス浄化装置の断面図である。
【符号の説明】
【0053】
図中、1は基部、10はシャフト孔、13は雌ねじ部、15は内向き突起、2はシャフト、23は雄ねじ部、25は外向き突起、3はバルブ、5は第1シール部材、6は第2シール部材、7は付勢部材、100は内燃機関、204は触媒部、205は触媒据付部を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、
前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備えていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項2】
シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、
前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備え、且つ、
前記シャフトの外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起を備え、前記シャフトの軸長方向において前記外向き突起に隣設してシール部材が配置されており、
前記シャフトを周方向の一方向に回動させて前記シャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記シール部材に圧接させることを特徴とするバルブ装置。
【請求項3】
シャフト孔をもつ基部と、前記基部の前記シャフト孔に回転可能に挿通されたシャフトと、前記シャフトに設けられたバルブとを具備し、前記シャフトを周方向の一方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの一方を行い、前記シャフトを周方向の他方向に回動させることにより前記バルブの開放及び閉鎖のうちの他方を行うバルブ装置において、
前記シャフト孔は雌ねじ部を備え、前記シャフトは前記シャフト孔の前記雌ねじ部に螺進退可能に螺合する雄ねじ部を備え、且つ、
前記シャフトの外壁部は径外方向に突出する少なくとも1個の外向き突起を備え、前記シャフトの軸長方向において前記外向き突起を挟むように前記外向き突起に隣設して第1シール部材及び第2シール部材が配置されており、
前記シャフトの周方向の一方向に回動させて、前記シャフトを軸長方向の一方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記第1シール部材に圧接させると共に、前記シャフトの周方向の他方向に回動させて前記シャフトを軸長方向の他方向に移動させることにより、前記外向き突起を前記第2シール部材に圧接させることを特徴とするバルブ装置。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項において、前記シャフトと前記基部との間に付勢部材が設けられており、前記付勢部材は、前記シャフト孔の雌ねじ部の形成面と前記シャフトの雄ねじ部の形成面との機械的圧接力を高める付勢力を有することを特徴とするバルブ装置。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項において、前記シール部材の断面はC形状、V形状、W形状、Y形状、O形状のうちのいずれかであることを特徴とするバルブ装置。
【請求項6】
排気ガスが流れる経路に配置されるケースと、前記ケース内を第1通路及び第2通路に仕切る仕切壁と、前記第2通路及び前記第1通路のうちのいずれか一方に設けられ排気ガスを浄化する触媒部を据え付ける触媒据付部とを具備する排気ガス浄化装置において、
前記ケースは、請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項に記載のバルブ装置を備えており、前記バルブ装置は、前記第2通路及び前記第1通路のうちの他方を開閉することを特徴とする排気ガス浄化装置。

【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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【公開番号】特開2006−9843(P2006−9843A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−184466(P2004−184466)
【出願日】平成16年6月23日(2004.6.23)
【出願人】(000100805)アイシン高丘株式会社 (202)
【Fターム(参考)】