バルブ装置

【課題】全開側の圧力損失を極めて小さく抑えることのできるＥＧＲバルブを提供する。
【解決手段】ＥＧＲ流路１内においてシャフト４を分断することと、円板弁７、第１、第２弁支持部８、９の３者をプレス成形品で略コ字形に設けて弁本体３を極めて薄くすることにより、全開側における流路抵抗を極めて小さくすることができ、超低圧損を実現できる。また、弁本体３をプレス成形品で設けることで、弁本体３のコストを低く抑えることができる。さらに、ベローズ１４および３つの薄肉膨出部のバネ作用によって弁座リング１２を全三次元方向へ変位可能に支持することと、弁座リング１２に設けたテーパ面に円板弁７が調芯することにより、弁本体３をプレス成形品で設けることによる精度低下を吸収させることができ、閉弁時におけるＥＧＲガスの漏れを確実に防ぐことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁本体の回動により、流体通路の開閉、あるいは流体通路の通路面積を可変させるバタフライタイプのバルブ装置に関し、例えば、エンジン（燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関）の排出した排気ガスの一部を、吸気通路に戻すＥＧＲバルブ等に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バタフライタイプのバルブ装置は、ハウジング（バルブハウジング）に形成された流体通路を垂直に横切るように貫通して配置されるシャフトと、流体通路内においてシャフトに固定される円板形状を呈する弁本体とを備え、シャフトをハウジングの外部より回動操作することで弁本体を流体通路内で回動させて、流体通路の開閉あるいは流体通路の通路面積を可変させるものである（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のバタフライタイプのバルブ装置は、シャフトが流体通路を横切るように貫通して配置される構造であったため、弁本体が流体通路を大きく開く側（以下、全開側）において、シャフトが流体通路を塞ぐ割合（流体の流れ方向から見た流体通路内におけるシャフトの占める面積割合）が大きくなる。このため、従来のバタフライタイプのバルブ装置は、全開側において流体通路内のシャフトが圧力損失の上昇を招く不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１７０７３５号公報
【特許文献２】特開２００８−０５７４３１号公報
【特許文献３】特開２００９−０３６１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体通路の中心線に対してシャフトが垂直に配置されるタイプにおいて、全開側の圧力損失を抑えることのできるバルブ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段のバルブ装置は、流体通路の中心線と、シャフトの中心線とが垂直に配置されるものである。
シャフトは、駆動力が付与される第１シャフトと、この第１シャフトの中心軸上に配置される第２シャフトとからなり、第１シャフトと第２シャフトとがハウジングに対して回転自在に支持されるとともに、第１シャフトと第２シャフトとが流体通路の内部で離れた状態で配置される。
また、弁本体は、流体通路を閉塞可能な円板弁と、この円板弁の外周側に設けられて円板弁と第１シャフトを連結する第１弁支持部と、この第１弁支持部とは異なった側における円板弁の外周側に設けられて円板弁と第２シャフトを連結する第２弁支持部とを備え、板面に沿う方向から見て、円板弁、第１、第２弁支持部の３者によって略コ字形状を成すように設けられている。
【０００７】
このように設けられることにより、全開側において、（ｉ）シャフトが流体通路を塞ぐ割合を抑えることができるとともに、（ｉｉ）弁本体が流体の流れ方向から見て略コ字形状を成すことで、弁本体が流体通路を塞ぐ割合を小さく抑えることができる。
このように、請求項１の手段を採用するバルブ装置は、流体通路の中心線に対してシャフトが垂直に配置されるタイプであるが、全開側においてシャフトおよび弁本体が流体通路を塞ぐ割合を小さくできるため、バルブ装置の圧力損失を低く抑えることができ、全開側において流体を大量に流すことができる。あるいは、全開側の圧力損失を低く抑えることができるため、バルブ装置を小型化することができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段のバルブ装置における円板弁、第１、第２弁支持部の３者は、金属板のプレス成形によって一体に設けられる。
このように、弁本体を構成する円板弁、第１、第２弁支持部の３者を金属板のプレス成形品で設けることで、弁本体を極めて薄くすることができ、全開側の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体をプレス成形品で設けることができるため、弁本体のコストを低く抑えることができ、バルブ装置のコストを抑えることができる。
【０００９】
また、請求項２の手段のバルブ装置は、弁本体が流体通路を閉塞する際に円板弁の外周部に当接して、流体通路と円板弁との隙間を閉塞する弁座リングを有した弁座部品を備えるものであり、弁座リングにおいて円板弁が当接する弁座シート面は、円板弁が配置される方向に向かって曲線的あるいは直線的に拡径するテーパ面に設けられている。
そして、弁座部品は、弁座リングを流体通路の流れ方向へ変位可能に支持する流れ方向変位支持手段（例えば、後述するベローズ）と、弁座リングを流体通路の全ての径方向へ変位可能に支持する径方向変位支持手段（例えば、後述する３箇所以上の薄肉膨出部）とを有するものである。
これにより、（ｉ）流れ方向変位支持手段と径方向変位支持手段によって弁座リングが三次元の全方向へ変位可能に支持されることと、（ｉｉ）閉弁時に円板弁が弁座シート面（テーパ面）に着座することで生じる調芯作用とによって、弁本体をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を吸収させることができる。
即ち、弁本体をプレス成形品で設けても、閉弁時のシール漏れを防ぐことができる。
【００１０】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段のバルブ装置における第１、第２シャフトには、円板弁が流体通路を開く際に弁座リングと接触し、この弁座リングを円板弁から離れる側に押圧して移動させるシャフトカム部が形成される。
これにより、第１、第２シャフトが回動して、円板弁が流体通路を開く際に、第１、第２シャフトの回動に伴うシャフトカム部の作用によって、弁座リングが円板弁から離れる側へ移動して、弁座リングと円板弁の間に隙間が形成される。
このように、円板弁が流体通路を開く際に、弁座リングと円板弁の間に隙間が形成されることにより、弁座リングと円板弁の接触摩耗を回避することができるとともに、弁座リングと円板弁の接触抵抗が抑えられるので、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
また、開弁時に弁座リングと円板弁とが強制的に離されることで、弁本体が閉弁ロックする不具合を回避することができ、バルブ装置の信頼性を高めることができる。
【００１１】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段のバルブ装置における流れ方向変位支持手段は、円板弁より流体上流側に配置されるベローズである。
そして、このベローズは、流体上流側において流体通路の内壁に形成された段差に係合する環状係合部を備え、この環状係合部より流体下流側にベローズの蛇腹部および弁座リングが配置される。
ベローズは、その内側にかかる圧力と外側にかかる圧力とが打消合う圧力キャンセル構造になっているが、ベローズの凹凸が流体の流れの影響を受ける。これにより、（ｉ）環状係合部が段差に押し付けられて、環状係合部と段差の間のシール性が若干高まる作用が得られるとともに、（ｉｉ）弁座リングが円板弁側に押し付けられて、円板弁と弁座リングとのシール性が若干高まる作用が得られる。
一方、ベローズによる圧力キャンセル構造とは別に、（ｉ）環状係合部に流体の受圧面を確保することで、流体圧の影響により環状係合部が段差に押し付けられて、環状係合部と段差の間のシール性を高める作用が得られるとともに、（ｉｉ）弁座リングに流体の受圧面を確保することで、流体圧の影響により弁座リングが円板弁側に押し付けられて、円板弁と弁座リングとのシール性を高める作用が得られる。
即ち、流体の流れや圧力を利用したセルフシールを得ることができる。
【００１２】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段のバルブ装置における径方向変位支持手段は、弁座リングの外周側に設けた３箇所以上の薄肉膨出部によって設けられるものであり、この薄肉膨出部によるバネ作用によって弁座リングが流体通路の全ての径方向へ変位可能に支持される。
このように、３箇所以上の薄肉膨出部を介して弁座リングが支持される構造であるため、弁座リングの耐振動性を向上させることができる。
【００１３】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段のバルブ装置における弁座部品は、表面が円滑な樹脂材料｛例えばテフロン（登録商標）等｝によって一部品で設けられている。
これにより、弁本体と弁座リングとの接触抵抗を下げることができる。また、上記請求項３を採用する場合では、シャフトカム部と弁座リングとの接触抵抗を下げることができる。
このように、弁座リングに対する接触抵抗を減らすことができるため、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
【００１４】
また、弁座シート面にデポジット等の不純物が付着する不具合が抑えられることにより、デポジット等の不純物の付着による弁本体の回動抵抗の増加が抑えられることになり、その結果、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
同様に、弁座シート面の溌水効果により水分の付着が抑えられることにより、付着した水分が凍結して起きる弁本体の回動抵抗の増加が抑えられることになり、その結果、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
【００１５】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段のバルブ装置は、円板弁において弁座リングに当接する弁側当接部が、球面形状に設けられている。
これにより、円板弁が弁座リングに接触して回動する範囲において、円板弁の回動がスムーズになり、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
また、閉弁時における円板弁と弁座リングの接触面積が大きくなり、円板弁における弁座リングとの接触部の摩耗を抑えることができる。
【００１６】
〔請求項８の手段〕
請求項８の手段のバルブ装置は、弁側当接部よりさらに外周に設けられる円板弁の外周先端が、全周に亘ってナイフエッジ形状に設けられている。
このように設けられることにより、開弁時に円板弁が流体から受ける影響を小さくすることができる。これによって、開弁状態において円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
【００１７】
〔請求項９の手段〕
請求項９の手段のバルブ装置は、上述した請求項２の「流れ方向変位支持手段」と「径方向変位支持手段」の２つの機能を、１つの「径方向ベローダイヤフラム」にて行なうものである。
具体的に、この請求項９の手段は、上記請求項２と同様、円板弁、第１、第２弁支持部の３者が、金属板のプレス成形によって一体に設けられるものであり、弁本体を構成する円板弁、第１、第２弁支持部の３者を金属板のプレス成形品で設けることで、弁本体を極めて薄くすることができ、全開側の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体をプレス成形品で設けることができるため、弁本体のコストを低く抑えることができ、バルブ装置のコストを抑えることができる。
【００１８】
また、請求項９の手段のバルブ装置は、上記請求項２と同様、弁本体が流体通路を閉塞する際に円板弁の外周部に当接して、流体通路と円板弁との隙間を閉塞する弁座リングを有した弁座部品を備えるものであり、弁座リングにおいて円板弁が当接する弁座シート面は、円板弁が配置される方向に向かって曲線的あるいは直線的に拡径するテーパ面に設けられている。
そして、請求項９の手段の弁座部品は、上記請求項２の「流れ方向変位支持手段」および「径方向変位支持手段」に代わり、「径方向ベローダイヤフラム」を設けたものである。この径方向ベローダイヤフラムは、弁座リングの外径側に設けられ、径方向に弾性変形可能な蛇腹部を成し、弁座リングを流体通路の流れ方向および流体通路の全ての径方向へ変位可能に支持するものである。
径方向ベローダイヤフラムによって、弁座リングが三次元の全方向へ変位可能に支持される。そして、閉弁時に円板弁が弁座シート面（テーパ面）に着座することで、円板弁に対して弁座リングを調芯させることができる。
その結果、弁本体をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を吸収させることができる。即ち、弁本体をプレス成形品で設けても、閉弁時のシール漏れを防ぐことができる。
【００１９】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０の手段は、径方向ベローダイヤフラムによって径方向に支持される弁座リングを円板弁に当接させる手段として、「流れ方向スラスト手段」を備える。
この流れ方向スラスト手段は、弁座リングの流体下流側の端部を流体下流側へズラすことで、少なくとも閉弁時に弁座リングを円板弁に圧接させる手段である。
このように、流れ方向スラスト手段によって、弁座リングが円板弁に圧接するように設けられるため、上記請求項９で説明したように、閉弁時に円板弁が弁座シート面（テーパ面）に着座することができ、円板弁に対して弁座リングを調芯させることができる。
【００２０】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１の手段は、上記請求項３と同様の技術であり、第１、第２シャフトには、円板弁が流体通路を開く際に弁座リングと接触し、この弁座リングを円板弁から離れる側に押圧して移動させるシャフトカム部が形成される。
これにより、上記請求項３と同様、第１、第２シャフトが回動して、円板弁が流体通路を開く際に、第１、第２シャフトの回動に伴うシャフトカム部の作用によって、弁座リングが円板弁から離れる側へ移動して、弁座リングと円板弁の間に隙間が形成される。
このように、円板弁が流体通路を開く際に、弁座リングと円板弁の間に隙間が形成されることにより、弁座リングと円板弁の接触摩耗を回避することができるとともに、弁座リングと円板弁の接触抵抗が抑えられるので、円板弁（第１、第２シャフト）の回動に要するトルクを減らすことができる（例えば、電動アクチュエータを小型化することができる）。
また、開弁時に弁座リングと円板弁とが強制的に離されることで、弁本体が閉弁ロックする不具合を回避することができ、バルブ装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】全開時においてＥＧＲガスの流れ方向から見たＥＧＲバルブの概略断面図、および全閉時に側面方向から見たＥＧＲバルブの概略断面図である（実施例１）。
【図２】弁座部品を流体の流れ方向から見た正面図、および側面断面図である（実施例１）。
【図３】全閉時および半開時におけるＥＧＲバルブの作動説明図である（実施例１）。
【図４】図３（ｂ）のＡ線に沿う断面図であってシャフトカム部のカム形状を示す断面図である（実施例１）。
【図５】図３（ａ）のＢ線に沿う断面図、および丸Ｃ内に示す要部拡大図であって円板弁の外周先端に設けられるナイフエッジ形状の説明図である（実施例１）。
【図６】全開時においてＥＧＲガスの流れ方向から見たＥＧＲバルブの概略断面図、および全閉時に側面方向から見たＥＧＲバルブの概略断面図である（実施例２）。
【図７】弁座部品の要部断面図である（実施例２）。
【図８】全閉時および半開時におけるＥＧＲバルブの作動説明図である（実施例２）。
【図９】図８（ｂ）のＤ線に沿う断面図であってシャフトカム部のカム形状を示す断面図である（実施例２）。
【図１０】弁座部品の要部断面図である（実施例３）。
【図１１】弁座部品の要部断面図である（実施例４）。
【図１２】ＥＧＲバルブの組み立て前を示す分解図である（実施例５）。
【図１３】ＥＧＲバルブの組み立て後を示す組付完了図、および図１３（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図である（実施例５）。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
○ＥＧＲバルブ（バルブ装置の一例）は、エンジンの排気通路と吸気通路を連通して、排気ガスが通過可能なＥＧＲ流路１（流体通路の一例）を内部に形成するハウジング２と、ＥＧＲ流路１内に配置され、ＥＧＲ流路１の内部で回動変位することによってＥＧＲ流路１の開閉および開度調整（通路面積の可変）を行なう弁本体３と、ハウジング２に回転自在に支持されて弁本体３を回動駆動するシャフト４とを具備し、ＥＧＲ流路１の中心線と、シャフト４の中心線とが垂直に配置されるものである。即ち、このＥＧＲバルブは、シャフト４がＥＧＲ流路１を垂直に横切るタイプである。
【００２３】
○このＥＧＲバルブにおけるシャフト４は、外部より回動方向の駆動力が付与される第１シャフト５と、この第１シャフト５の中心軸上に配置される第２シャフト６とからなり、第１シャフト５と第２シャフト６とがＥＧＲ流路１の内部で離れた状態で配置されるものである。
○一方、ＥＧＲバルブにおける弁本体３は、円板形状を呈してＥＧＲ流路１を閉塞可能な円板弁７と、この円板弁７の外周側に設けられて円板弁７と第１シャフト５を連結する第１弁支持部８と、この第１弁支持部８とは異なった側における円板弁７の外周側に設けられて円板弁７と第２シャフト６を連結する第２弁支持部９とを備えるものであり、円板弁７の板面に沿う方向から見て（全開時にＥＧＲガスが流れる方向から見て）、円板弁７、第１、第２弁支持部８、９の３者によって略コ字形状を成すものである。
【実施例１】
【００２４】
次に、本発明を車両エンジンに搭載されるＥＧＲ装置のＥＧＲバルブに適用した実施例１を、図１〜図５参照して説明する。なお、本実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔ＥＧＲ装置の説明〕
ＥＧＲ装置は、エンジンの排出した排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気側に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるＥＧＲガスを混入させてエンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑える周知の技術である。
ＥＧＲ装置は、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路へ戻すＥＧＲ流路１と、このＥＧＲ流路１の開度調整を行なうＥＧＲバルブとを少なくとも備え、このＥＧＲバルブが車両の走行状態に応じてＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）によって開度制御される。
【００２５】
なお、本発明が適用されるＥＧＲバルブは、吸気通路における高負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気下流側）へＥＧＲガスを戻す高圧ＥＧＲ装置に搭載される高圧ＥＧＲバルブであっても良いし、吸気通路における低負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気上流側：例えばターボチャージャ搭載車両であればコンプレッサの吸気上流側）へＥＧＲガスを戻す低圧ＥＧＲ装置に搭載される低圧ＥＧＲバルブであっても良い。
【００２６】
次に、図１を参照して、ＥＧＲバルブを説明する。なお、以下では、図１の図示上側を上、図示下側を下と称して説明するが、この上下は実施例の説明のための方向であり、限定されるものではない。
ＥＧＲバルブは、内部にＥＧＲ流路１を形成するハウジング２と、ＥＧＲ流路１中に配置される弁本体３と、この弁本体３を支持するシャフト４と、このハウジング２の外部よりシャフト４に回転力を付与する電動アクチュエータ１０とを具備する。
【００２７】
ハウジング２の主要部は、アルミニウム合金のダイキャスト製であり、高温のＥＧＲガスが流れるＥＧＲ流路１の内壁が耐熱性、耐腐食性に優れた部材（例えば、ステンレス鋼）によって設けられている。
弁本体３は、バタフライ弁であり、シャフト４の回動位置に応じてＥＧＲ流路１を開閉可能であるとともに、ＥＧＲ流路１の開口面積を可変可能であり、ＥＧＲ流路１の開口面積を可変することで吸気通路へ戻されるＥＧＲ量の調整を行なう。この弁本体３の詳細は、後述する。
【００２８】
シャフト４は、弁本体３をＥＧＲ流路１中において回転可能に支持するものであり、ＥＧＲ流路１の上下に配置された軸受１１によって回転自在に支持されている。このシャフト４の詳細については、後述する。なお、軸受１１には、ＥＧＲガスの漏れ出しを防ぐシールドタイプが用いられている。
上下の軸受１１は、ボールベアリング、ローラベアリング等の転がりベアリング、あるいはメタルベアリング等の滑りベアリングであり、ハウジング２に形成されたベアリング収容筒の内部に圧入等の結合手段によって固定されて、内周に挿通されたシャフト４を回転自在に支持する。
【００２９】
電動アクチュエータ１０は、ハウジング２の上部に固定されて、シャフト４を回転駆動するものであり、通電により回転動力を発生する周知の電動モータを搭載している。なお、電動モータの一例として、通電による回転角度制御が可能なＤＣモータを用いたものである。
ここで、電動アクチュエータ１０は、電動モータだけで設けられるもの（電動モータの出力軸によりシャフト４を直接駆動するもの）であっても良いし、電動モータとシャフト４の間に減速機構（電動モータの回転出力を減速して、減速により増大化した回転トルクをシャフト４に伝えるもので、例えば歯車減速機構）を介在するものであっても良い。
【００３０】
〔実施例１の背景技術１〕
この実施例１のＥＧＲバルブは、図１（ｂ）に示すように、ＥＧＲ流路１の中心線と、弁本体３を駆動するシャフト４の中心線とが垂直に配置される。
このように、ＥＧＲ流路１に対してシャフト４が垂直配置される場合、従来のＥＧＲバルブでは、シャフト４がＥＧＲ流路１を横切るように貫通して配置される構造であったため、全開側においてシャフト４がＥＧＲ流路１を塞ぐ割合が大きくなってしまい、通気抵抗の増大によって全開側のＥＧＲ量が低下する不具合があった。
【００３１】
〔実施例１の特徴技術１〕
この実施例１は、上記「背景技術１」の問題点を解決するために、以下に示す技術を採用している。
弁本体３を支持するシャフト４は、ハウジング２の上部に配置された電動アクチュエータ１０より回動方向の駆動力が付与される第１シャフト５と、この第１シャフト５の中心軸上に配置される第２シャフト６とからなり、図１に示すように、第１シャフト５と第２シャフト６とがＥＧＲ流路１の内部で離れた状態で配置されるものである。
【００３２】
第１シャフト５は、耐熱性、耐腐食性に優れた部材（例えば、ステンレス鋼）よりなる円柱棒状を呈し、ハウジング２の上側において上下方向に延びて配置されるものであり、ハウジング２に取り付けられた軸受１１によって回転自在に支持されるものである。この第１シャフト５の下端には、弁本体３の上部（具体的には、後述する第１弁支持部８）と一体に回転するように接続するための連結手段として、一段細くなった第１二面幅５ａが設けられている。
【００３３】
第２シャフト６も、第１シャフト５と同様、耐熱性、耐腐食性に優れた部材（例えば、ステンレス鋼）よりなる円柱棒状を呈するものであり、ハウジング２の下側において上下方向に延びて配置され、ハウジング２に取り付けられた軸受１１によって回転自在に支持されるものである。この第２シャフト６の上端にも、弁本体３の下部（具体的には、後述する第２弁支持部９）と一体に回転するように接続するための連結手段として、一段細くなった第２二面幅６ａが設けられている。
なお、第１、第２シャフト５、６に設けられるシャフトカム部１６については後述する。
【００３４】
弁本体３は、第１、第２シャフト５、６の間に設けられるものであって、ＥＧＲ流路１を開閉可能な円板弁７と、この円板弁７の上部において第１シャフト５の下端に連結される第１弁支持部８と、円板弁７の下部において第２シャフト６の上端に連結される第２弁支持部９とからなり、図１（ａ）に示すように円板弁７の板面に沿う方向から見て、円板弁７、第１、第２弁支持部８、９の３者によって略コ字形状を成すものである。
【００３５】
円板弁７は、厚み寸法の小さい円板体であり、図１（ｂ）に示すようにＥＧＲ流路１の中心線に対して垂直に配置されることで、ＥＧＲ流路１を閉塞するものである。
第１弁支持部８は、円板弁７の端部に連続して円板弁７と一体に設けられた厚み寸法の小さい板材であり、第１弁支持部８の板面が円板弁７に対して垂直方向に延びるように設けられている。この第１弁支持部８は、第１シャフト５の下端と一体に回転するように連結されるものであり、第１弁支持部８には、第１シャフト５の下端と一体に回転する連結手段として、第１シャフト５の下端に形成された第１二面幅５ａと嵌合する略長丸の第１貫通穴８ａが形成されている。
【００３６】
第２弁支持部９は、第１弁支持部８とは異なった側における円板弁７の端部において、円板弁７と連続して円板弁７と一体に設けられた厚み寸法の小さい板材であり、第２弁支持部９の板面が第１弁支持部８と対向し、且つ第２弁支持部９の板面が円板弁７に対して垂直に延びるように設けられている。この第２弁支持部９は、第２シャフト６の上端と一体に回転するように連結されるものであり、第２弁支持部９には、第２シャフト６の上端と一体に回転する連結手段として、第２シャフト６の上端に形成された第２二面幅６ａと嵌合する略長丸の第２貫通穴９ａが形成されている。
【００３７】
なお、第１二面幅５ａと第１貫通穴８ａ、および第２二面幅６ａと第２貫通穴９ａは、ＥＧＲバルブの組付け時において、圧入嵌合（あるいはルーズ嵌合）の後、溶接されて固定されるものである。
【００３８】
（実施例１の効果１）
この実施例１では、上記の特徴技術１を採用することにより、ＥＧＲバルブの全開側（全開を含む）において、（ｉ）ＥＧＲ流路１内においてシャフト４が分断されているため、ＥＧＲ流路１の開口面積をシャフト４が塞ぐ割合を減らすことができるとともに、（ｉｉ）弁本体３をＥＧＲガスの流れ方向から見て略コ字形状に設け、且つ弁本体３において略コ字形状を成す円板弁７、第１、第２弁支持部８、９の板厚を薄く設けたことでＥＧＲ流路１の開口面積を弁本体３が塞ぐ割合を極めて小さく減らすことができる。これにより、ＥＧＲバルブの全開側におけるＥＧＲ流路１内の流路抵抗を極めて小さくすることができ、全開側におけるＥＧＲバルブの圧力損失を極めて小さくすることができる。
即ち、ＥＧＲバルブを低圧損化することができ、全開側でＥＧＲガスを大量に流すことができる。あるいは、全開側でＥＧＲガスを大量に流すことができるため、ＥＧＲバルブを小型化することができる。
【００３９】
〔実施例１の特徴技術２〕
この実施例１の弁本体３は、薄板金属（例えば、ステンレス薄板）をプレス加工（打ち抜きと曲折加工）によって略コ字形状の円板弁７、第１、第２弁支持部８、９の３者を一体に設けたものであり、弁本体３は金属板のプレス成形品によって設けられる。
このように、弁本体３を構成する円板弁７、第１、第２弁支持部８、９を金属板のプレス成形品によって設けることで、弁本体３を極めて薄くすることができ、全開側の圧力損失を極めて小さくすることができる。
また、弁本体３をプレス成形品で設けることで、弁本体３のコストを低く抑えることができ、結果的にＥＧＲバルブのコストを抑えることができる。
【００４０】
〔実施例１の特徴技術３〕
この実施例１のＥＧＲバルブは、閉弁時（弁本体３がＥＧＲ流路１を閉塞する際）に円板弁７の外周部に当接してＥＧＲガスの漏れを防ぐ弁座リング１２（シールリング）を有した弁座部品１３を備えている。
弁座リング１２において円板弁７が当接する弁座シート面１２ａ（バルブ着座面）は、図１（ｂ）に示すように、円板弁７が配置される方向（ＥＧＲガス流の下流方向）に向かって直線的に拡径するテーパ面に設けられている。
【００４１】
一方、弁座部品１３には、（ｉ）図１（ｂ）に示すように、弁座リング１２をＥＧＲ流路１におけるＥＧＲガスの流れ方向へ変位可能に支持する流れ方向変位支持手段（具体的には、後述するようにベローズ１４よりなる）が設けられるとともに、（ｉｉ）図２に示すように、弁座リング１２をＥＧＲ流路１の全ての径方向へ変位可能に支持する径方向変位支持手段１５（具体的には、後述するように３つの薄肉膨出部１５ａよりなる）が設けられる。
【００４２】
これにより、（ｉ）流れ方向変位支持手段（ベローズ１４）と、径方向変位支持手段１５によって弁座リング１２が全三次元方向（三次元を示すＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の全方向）へ変位可能に支持されるとともに、（ｉｉ）閉弁時に円板弁７が弁座シート面１２ａのテーパ面に着座することで生じる調芯作用によって、弁本体３をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を吸収させることができる。
即ち、弁本体３をプレス成形品で設けても、閉弁時にＥＧＲバルブにおいてＥＧＲガスが漏れる不具合を回避することができ、信頼性を高めることができる。
【００４３】
〔実施例１の特徴技術４〕
この実施例１における第１、第２シャフト５、６には、図３に示すように、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に弁座リング１２と接触して、この弁座リング１２を円板弁７から離れる側に押圧して移動させるシャフトカム部１６が形成されている。
このシャフトカム部１６は、弁座リング１２に対向する部位の第１、第２シャフト５、６に設けられる。具体的に、シャフトカム部１６は、弁本体３がＥＧＲ流路１を少量開く開度から所定の開度に至る範囲においてシャフトカム部１６が弁座リング１２を上流側へ移動させるものであり、円板弁７の開度と、弁座リング１２がＥＧＲガスの上流側に押されて移動する移動距離との関係は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、シャフトカム部１６の形状（カムプロフィール）によって決定されるものである。
【００４４】
このように、第１、第２シャフト５、６にシャフトカム部１６を設けることにより、第１、第２シャフト５、６が回動して、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に、第１、第２シャフト５、６の回動に伴うシャフトカム部１６の作用によって、弁座リング１２が円板弁７から離れる側へ移動して｛図３（ｂ’）の矢印Ｆ参照｝、弁座リング１２と円板弁７の間に隙間が形成される。
このように、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に、弁座リング１２と円板弁７の間に隙間が形成されることにより、円板弁７と弁座リング１２の接触摩耗を回避することができるとともに、円板弁７と弁座リング１２の接触抵抗が抑えられることで、円板弁７を駆動するために第１シャフト５の回動に要するトルクを減らすことができ、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
また、開弁時に弁座リング１２と円板弁７とが強制的に離されることで、弁本体３が閉弁ロックする不具合を回避することができ、ＥＧＲバルブの信頼性を高めることができる。
【００４５】
〔実施例１の特徴技術５〕
この実施例１は、流れ方向変位支持手段としてベローズ１４を用いたものである。ベローズ１４は、円板弁７よりＥＧＲガス流の上流側に配置され、弁座リング１２と一体に設けられた蛇腹形状のフレキシブル配管である。
このベローズ１４のＥＧＲガス流の上流側には、図３（ａ）に示すように、ハウジング２内に存在するＥＧＲ流路１の内壁に形成された段差１ａ（ＥＧＲガス流の上流側に向かって拡径する部位の段差）に係合する環状係合部１４ａが設けられており、環状係合部１４ａが段差１ａに着座することで、ＥＧＲ流路１と弁座部品１３との間の隙間がシールされる構造を採用している。
【００４６】
ベローズ１４は、その内側にかかる圧力と外側にかかる圧力とが打消合う圧力キャンセル構造｛図３（ａ）における範囲α参照｝になっているが、ベローズ１４の凹凸によってＥＧＲガスの流れの影響を受ける。
これにより、（ｉ）環状係合部１４ａが段差１ａに押し付けられて、環状係合部１４ａと段差１ａとのシール性が若干高まる作用が得られるとともに、（ｉｉ）弁座リング１２が円板弁７側に押し付けられて、円板弁７と弁座リング１２とのシール性が若干高まる作用が得られる。
一方、ベローズ１４による圧力キャンセル構造とは別に、（ｉ）環状係合部１４ａに流体の受圧面｛図３（ａ）における範囲β参照｝を確保することで、ＥＧＲガス圧の影響により環状係合部１４ａが段差１ａに押し付けられて、環状係合部１４ａと段差１ａとのシール性を高めることができる。
あるいは、（ｉｉ）弁座リング１２に流体の受圧面｛図３（ａ）における範囲γ参照｝を確保することで、ＥＧＲガス圧の影響により弁座リング１２が円板弁７側に押し付けられて、円板弁７と弁座リング１２とのシール性を高めることができる。
このように、ＥＧＲガスの流れや圧力を利用したセルフシールを採用することにより、閉弁時にＥＧＲバルブにおいてＥＧＲガスが漏れる不具合を無くすことができ、信頼性を高めることができる。
【００４７】
〔実施例１の特徴技術６〕
この実施例１における径方向変位支持手段１５は、図２に示すように、弁座リング１２の外周側に略等間隔に配置した３箇所の薄肉膨出部１５ａによって設けられる。各薄肉膨出部１５ａは、図２（ａ）に示すように、径方向へ円弧状に膨らむ膨出部の内側をナイフ型で打ち抜き、厚み（径方向の厚みと、流体流れ方向の厚みの両方）を薄く設けることでバネ性を持たせたものである。そして、弁座リング１２をＥＧＲ流路１内における所定の組付位置に挿入配置することで、３箇所の薄肉膨出部１５ａがＥＧＲ流路１の内壁によって内側へ少し弾性変形した状態で組付けられるものであり、この薄肉膨出部１５ａによるバネ作用によって弁座リング１２がＥＧＲ流路１の全ての径方向へ変位可能に支持される。
このように、ＥＧＲ流路１の内壁の内側において３つの薄肉膨出部１５ａを介して弁座リング１２が支持される構造であるため、弁座リング１２の耐振動性を向上させることができ、振動による開弁（閉弁時におけるＥＧＲガスの漏れ）を防ぐことができる。
【００４８】
〔実施例１の特徴技術７〕
この実施例１の弁座部品１３は、表面が円滑な樹脂材料｛例えばテフロン（登録商標）や、耐熱性に優れたナイロン樹脂等｝によって一部品で設けられている。即ち、３つの薄肉膨出部１５ａを含む弁座リング１２や、環状係合部１４ａを含むベローズ１４が、１つの樹脂材料により一体に設けられている。
このように、表面が円滑な樹脂材料によって弁座部品１３が設けられることにより、弁本体３と弁座リング１２との接触抵抗を下げることができるとともに、シャフトカム部１６と弁座リング１２との接触抵抗を下げることができ、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
【００４９】
また、弁座シート面１２ａにデポジットが付着する不具合が抑えられる。これにより、デポジットの付着による弁本体３の回動抵抗の増加や弁本体３の閉弁固着が抑えられることになり、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
あるいは、弁座シート面１２ａへの水滴の付着が防がれるため、付着した水滴が凍結して起きる弁本体３の回動抵抗の増加が抑えられることになり、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
【００５０】
〔実施例１の特徴技術８〕
この実施例１の円板弁７は、閉弁時において弁座リング１２に当接する弁側当接部７ａ（弁座シート面１２ａに着座する部分）が、球面形状に設けられている。
これにより、円板弁７が弁座リング１２に接触して回動する範囲（閉弁状態から開弁側に僅かに開いた回動範囲）において円板弁７の駆動トルクを小さくでき、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
また、閉弁時における円板弁７と弁座リング１２の接触面積が大きくなり、円板弁７と弁座シート面１２ａの接触摩耗を抑えることができる。
【００５１】
〔実施例１の特徴技術９〕
この実施例１の円板弁７は、図５（ｂ）に示すように、弁側当接部７ａよりさらに外周に存在する外周先端７ｂが、全周に亘ってナイフエッジ形状（ナイフの刃のように尖った形状）に設けられている。このナイフエッジ形状は、円板弁７をプレス形成する際に、プレス加工によって同時に加圧形成され、塑性変形して設けられたものである。
このように、円板弁７の外周先端７ｂがナイフエッジ形状に設けられることにより、開弁時において、円板弁７がＥＧＲガスの流れから受ける影響を小さくすることができる。これによって、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
【実施例２】
【００５２】
図６〜図９を参照して実施例２を説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔実施例２の特徴技術１〕
実施例２は、上記実施例１と弁座部品１３が異なるものである。
この実施例２の弁座部品１３は、実施例１と同様、閉弁時（弁本体３がＥＧＲ流路１を閉塞する際）に円板弁７の外周部に当接してＥＧＲガスの漏れを防ぐ弁座リング１２を備えている。
弁座リング１２において円板弁７が当接する弁座シート面１２ａは、実施例１と同様、円板弁７が配置される方向（ＥＧＲガス流の下流方向）に向かって直線的に拡径するテーパ面に設けられている。なお、弁座シート面１２ａは、円板弁７の弁側当接部７ａ（球面形状）と同一の球面形状（曲面）に設けて、シール性を向上させても良い。
【００５３】
実施例２の弁座部品１３は、上記実施例１における流れ方向変位支持手段（ベローズ１４）と径方向変位支持手段１５（３つの薄肉膨出部１５ａ）の機能を果たす径方向ベローダイヤフラム２１を備えている。
この径方向ベローダイヤフラム２１は、弁座リング１２の外径側に設けられ、径方向に弾性変形可能な蛇腹部を成し、弁座リング１２をＥＧＲガス流の流れ方向およびＥＧＲ流路１の全ての径方向へ変位可能に支持するものである。具体的な径方向ベローダイヤフラム２１の一例は、図７に示すように、断面Ｖ字形を呈する弾性部材（この実施例２では樹脂製、後述する実施例３では金属製）よりなるリング体を内径側から外径側へ向けて複数連続させた構造を採用するものである。
【００５４】
これによって、弁座リング１２は、径方向ベローダイヤフラム２１によって全三次元方向（三次元を示すＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の全方向）へ変位可能に支持される。この結果、実施例１と同様、閉弁時に円板弁７が弁座シート面１２ａのテーパ面に着座することで生じる調芯作用によって、弁本体３をプレス成形品で設けることで生じた精度低下を吸収させることができる。
【００５５】
また、弁座部品１３には、径方向ベローダイヤフラム２１の外径側に固定リング２２が設けられている。この固定リング２２は、ＥＧＲ流路１の内壁に固定される固定部であり、例えばＥＧＲ流路１の内壁における所定の組付位置に圧入されることで弁座部品１３がハウジング２に組付けられるものである。
【００５６】
このように、実施例２の弁座部品１３は、弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１および固定リング２２から構成され、これらの弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１および固定リング２２は、１つの部材で設けられている。
具体的に、この実施例２では、弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１および固定リング２２を、弾性変形可能で耐熱性および耐油性に優れた樹脂部材（ゴムを含む）によって、一体に設けたものである。
【００５７】
〔実施例２の特徴技術２〕
実施例２の弁座部品１３は、径方向ベローダイヤフラム２１によって径方向に支持される弁座リング１２を円板弁７に当接させる手段として、流れ方向スラスト手段２３を備えている。
この流れ方向スラスト手段２３は、弁座リング１２のＥＧＲガス流の下流側の端部を、径方向ベローダイヤフラム２１の最外径のＥＧＲガスの下流側の端部より、ＥＧＲガス流の下流側へズラして配置させる手段である。
【００５８】
この実施例２では、流れ方向スラスト手段２３を径方向ベローダイヤフラム２１に設けている。具体的に、実施例２の径方向ベローダイヤフラム２１は、無負荷状態において、径方向ベローダイヤフラム２１の外径側より内径側が、ＥＧＲガス流の下流側へ位置ズレするように成形されている。
これにより、閉弁時に弁座リング１２の弁座シート面１２ａが円板弁７に押し付けられ、閉弁時において円板弁７が弁座シート面１２ａに着座するとともに、円板弁７に対して弁座リング１２を調芯させることができる。
【００５９】
〔実施例２の特徴技術３〕
この実施例２の弁座部品１３は、弁座リング１２および径方向ベローダイヤフラム２１がＥＧＲガス流の影響を受ける。このため、図８（ａ）に示すように、閉弁時に円板弁７が弁座シート面１２ａに着座する状態において、弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１がＥＧＲガス圧を受け、弁座リング１２が円板弁７に押し付けられる作用が生じ、円板弁７と弁座リング１２のシール性を高めることができる。
このように、ＥＧＲガスの圧力を利用したセルフシールを採用するため、閉弁時にＥＧＲバルブにおいてＥＧＲガスが漏れる不具合を無くすことができ、信頼性を高めることができる。
【００６０】
〔実施例２の特徴技術４〕
実施例２における第１、第２シャフト５、６には、実施例１と同様の機構として、図８に示すように、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に弁座リング１２と接触して、この弁座リング１２を円板弁７から離れる側に押圧して移動させるシャフトカム部１６が形成されている。
このシャフトカム部１６は、弁座リング１２に対向する部位の第１、第２シャフト５、６に設けられる。具体的に、シャフトカム部１６は、弁本体３がＥＧＲ流路１を少量開く開度から所定の開度に至る範囲においてシャフトカム部１６が弁座リング１２を上流側へ移動させるものであり、円板弁７の開度と、弁座リング１２がＥＧＲガスの上流側に押されて移動する移動距離との関係は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、シャフトカム部１６の形状（カムプロフィール）によって決定されるものである。
【００６１】
このように、第１、第２シャフト５、６にシャフトカム部１６を設けることにより、第１、第２シャフト５、６が回動して、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に、第１、第２シャフト５、６の回動に伴うシャフトカム部１６の作用によって、弁座リング１２が円板弁７から離れる側へ移動して｛図８（ｂ’）の矢印Ｆ参照｝、弁座リング１２と円板弁７の間に隙間が形成される。
このように、円板弁７がＥＧＲ流路１を開く際に、弁座リング１２と円板弁７の間に隙間が形成されることにより、円板弁７と弁座リング１２の接触摩耗を回避することができるとともに、円板弁７と弁座リング１２の接触抵抗が抑えられることで、円板弁７を駆動するために第１シャフト５の回動に要するトルクを減らすことができ、電動アクチュエータ１０を小型化することができる。
また、開弁時に弁座リング１２と円板弁７とが強制的に離されることで、弁本体３が閉弁ロックする不具合を回避することができ、ＥＧＲバルブの信頼性を高めることができる。
【実施例３】
【００６２】
図１０を参照して実施例３を説明する。
〔実施例３の特徴技術１〕
上記実施例２では、図１０（ａ）に示すように、弁座部品１３を樹脂で設ける例を示した。即ち、弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１および固定リング２２を、樹脂で一体成形する例を示した。
これに対し、この実施例３では、図１０（ｂ）に示すように、弁座部品１３を弾性変形可能な金属板（金属スプリング）によって設けるものである。即ち、弁座リング１２、径方向ベローダイヤフラム２１および固定リング２２を、金属スプリングによって一体に設けるものである。このように、弁座部品１３を金属材料で設けることで、耐熱性および耐久性を向上させることができ、ＥＧＲバルブの信頼性を高めることができる。
【００６３】
〔実施例３の特徴技術２〕
上記実施例２では、図１０（ａ）に示すように、流れ方向スラスト手段２３（径方向ベローダイヤフラム２１によって径方向に支持される弁座リング１２を円板弁７に当接させる手段）を径方向ベローダイヤフラム２１に設ける例を示した。具体的には、径方向ベローダイヤフラム２１の内径側がＥＧＲガス流の下流側へ位置ズレするように成形する例を示した。
これに対し、この実施例３では、図１０（ｂ）に示すように、弁座リング１２のＥＧＲガス流の下流側の端部を、径方向ベローダイヤフラム２１の最内径よりもＥＧＲガス流の下流側に延長することで流れ方向スラスト手段２３を設けている。これにより、閉弁時に弁座リング１２の弁座シート面１２ａが円板弁７に押し付けられ、閉弁時において、円板弁７が弁座シート面１２ａに着座するとともに、円板弁７に対して弁座リング１２を調芯させることができる。
【実施例４】
【００６４】
図１１を参照して実施例４を説明する。
上記実施例１では、図１１（ａ）に示すように、弁座部品１３を樹脂で設ける例を示した。即ち、弁座リング１２と、環状係合部１４ａを含むベローズ１４とを、樹脂で一体成形する例を示した。
これに対し、この実施例４では、図１１（ｂ）に示すように、弁座部品１３を弾性変形可能な金属板（金属スプリング）によって設けるものである。即ち、弁座リング１２と、環状係合部１４ａを含むベローズ１４とを、金属スプリングによって一体に設けるものである。このように、弁座部品１３を金属材料で設けることで、耐熱性および耐久性を向上させることができ、ＥＧＲバルブの信頼性を高めることができる。
【実施例５】
【００６５】
図１２、図１３を参照して実施例５を説明する。
〔実施例５の特徴技術１〕
上記実施例１では、ＥＧＲバルブの組付け手順として、（ｉ）先ずＥＧＲ流路１の内部において、第１シャフト５の下端と第１弁支持部８とのルーズ嵌合を行うとともに、第２シャフト６の上端と第２弁支持部９とのルーズ嵌合を行い、（ｉｉ）次に、第１シャフト５の下端と第１弁支持部８とのルーズ嵌合部と、第２シャフト６の上端と第２弁支持部９とのルーズ嵌合部とを、それぞれ溶接することで、弁本体３を第１、第２シャフト５、６に溶接固定する例を示した。
【００６６】
これに対し、この実施例５では、図１２に示すように、電動アクチュエータ１０に組付けられた第１シャフト５および第２シャフト６に、弁本体３を予め溶接等で固定しておく。その後、図１３（ａ）に示すように、弁本体３等が固定された電動アクチュエータ１０の環状凸部１０ａを、ＥＧＲ流路１を内部に形成するハウジング２の組付開口部２ａにインロー嵌合させ、電動アクチュエータ１０をハウジング２にネジ等で締結して組付けを完了するものである。このように設けることで、ＥＧＲバルブの組付け性を向上させることができる。
なお、第１シャフト５は、電動アクチュエータ１０の内部に組付けられた軸受によって回転自在に支持されるものである。
【００６７】
〔実施例５の特徴技術２〕
上記に示したこの実施例５の組付け方法を採用すると、図１３（ａ）に示すように、弁座リング１２の周囲がＥＧＲ流路１の内壁面によって支持されなくなり、弁座リング１２が弁本体３の円板弁７に対して位置ズレする可能性がある。
そこで、この実施例５の弁座部品１３（具体的には、弁座リング１２におけるＥＧＲガス流の下流側の端面）には、図１３（ｂ）に示すように、第１シャフト５および第２シャフト６をそれぞれ両側から挟むガイド突起２４が一体に設けられている。
【００６８】
そして、第１シャフト５および第２シャフト６のそれぞれを、弁座部品１３に設けられたガイド突起２４で挟むことで、弁座リング１２が弁本体３の円板弁７に対して位置ズレする不具合を回避することができる。
なお、第１、第２シャフト５、６を挟むガイド突起２４の距離（シャフトが挿入される距離）は、挟まれる部位の第１、第２シャフト５、６のシャフト径より大きく設定されるものであり、円板弁７に対して所定範囲内で弁座リング１２が変位可能に支持されて、弁本体３のプレス成形の誤差を吸収できるように設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
上記の実施例では、本発明をＥＧＲバルブに適用する例を示したが、流体は排気ガスに限定されるものではなく、気体流体や液体流体の開閉や、流量または圧力調整を行なう他のバルブ装置に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１ＥＧＲ流路（流体通路）
１ａ段差
２ハウジング
３弁本体
４シャフト
５第１シャフト
６第２シャフト
７円板弁
７ａ弁側当接部
７ｂ円板弁の外周先端
８第１弁支持部
９第２弁支持部
１２弁座リング
１２ａ弁座シート面
１３弁座部品
１４ベローズ（流れ方向変位支持手段）
１４ａ環状係合部
１５径方向変位支持手段
１５ａ薄肉膨出部
１６シャフトカム部
２１径方向ベローダイヤフラム
２３流れ方向スラスト手段

【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過可能な流体通路（１）を形成するハウジング（２）と、前記流体通路（１）内で回動することで前記流体通路（１）を開閉あるいは前記流体通路（１）の通路面積を可変させる弁本体（３）と、前記ハウジング（２）に対して回転自在に支持されて前記弁本体（３）を回動駆動するシャフト（４）とを具備し、
前記流体通路（１）の中心線に対して、前記シャフト（４）の中心線が垂直に配置されるバルブ装置において、
前記シャフト（４）は、外部より回動方向の駆動力が付与される第１シャフト（５）と、この第１シャフト（５）の中心軸上に配置される第２シャフト（６）とからなり、前記第１シャフト（５）と前記第２シャフト（６）とが前記流体通路（１）の内部で離れた状態で配置されるものであり、
前記弁本体（３）は、
円板形状を呈して前記流体通路（１）を閉塞可能な円板弁（７）と、
この円板弁（７）の外周側に設けられて前記円板弁（７）と前記第１シャフト（５）を連結する第１弁支持部（８）と、
この第１弁支持部（８）とは異なった側における前記円板弁（７）の外周側に設けられて前記円板弁（７）と前記第２シャフト（６）を連結する第２弁支持部（９）とを備え、前記円板弁（７）の板面に沿う方向から見て、前記円板弁（７）、前記第１、第２弁支持部（８、９）の３者によって略コ字形状を成すことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ装置において、
このバルブ装置は、前記弁本体（３）が前記流体通路（１）を閉塞する際に前記円板弁（７）の外周部に当接して、前記流体通路（１）と前記円板弁（７）との隙間を閉塞する弁座リング（１２）を有した弁座部品（１３）を備え、
前記円板弁（７）、前記第１、第２弁支持部（８、９）の３者は、金属板のプレス成形品であり、
前記弁座リング（１２）において前記円板弁（７）が当接する弁座シート面（１２ａ）は、前記円板弁（７）の配置方向に向かって曲線的あるいは直線的に拡径するテーパ面に設けられ、
前記弁座部品（１３）は、前記弁座リング（１２）を前記流体通路（１）の流れ方向へ変位可能に支持する流れ方向変位支持手段（１４）と、前記弁座リング（１２）を前記流体通路（１）の全ての径方向へ変位可能に支持する径方向変位支持手段（１５）とを有することを特徴とするバルブ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバルブ装置において、
前記第１、第２シャフト（５、６）には、前記円板弁（７）が前記流体通路（１）を開く際に前記弁座リング（１２）と接触して、この弁座リング（１２）を前記円板弁（７）から離れる側に押圧移動させるシャフトカム部（１６）が形成されていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のバルブ装置において、
前記流れ方向変位支持手段（１４）は、前記円板弁（７）より流体上流側に配置されるベローズであり、
このベローズ（１４）は、流体上流側において前記流体通路（１）の内壁に形成された段差（１ａ）に係合する環状係合部（１４ａ）を備え、この環状係合部（１４ａ）より流体下流側に前記ベローズ（１４）の蛇腹部および前記弁座リング（１２）が配置されることを特徴とするバルブ装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記径方向変位支持手段（１５）は、前記弁座リング（１２）の外周側に設けた３箇所以上の薄肉膨出部（１５ａ）によって設けられ、
この薄肉膨出部（１５ａ）によるバネ作用により、前記弁座リング（１２）が前記流体通路（１）の全ての径方向へ変位可能に支持されることを特徴とするバルブ装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記弁座部品（１３）は、表面が円滑な樹脂材料によって一部品で設けられていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項７】
請求項２〜請求項６のいずれかに記載のバルブ装置において、
前記円板弁（７）において前記弁座リング（１２）に当接する弁側当接部（７ａ）は、球面形状に設けられていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のバルブ装置において、
前記円板弁（７）において前記弁側当接部（７ａ）よりさらに外周に設けられる外周先端（７ｂ）は、全周に亘ってナイフエッジ形状に設けられていることを特徴とするバルブ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のバルブ装置において、
このバルブ装置は、前記弁本体（３）が前記流体通路（１）を閉塞する際に前記円板弁（７）の外周部に当接して、前記流体通路（１）と前記円板弁（７）との隙間を閉塞する弁座リング（１２）を有した弁座部品（１３）を備え、
前記円板弁（７）、前記第１、第２弁支持部（８、９）の３者は、金属板のプレス成形品であり、
前記弁座リング（１２）において前記円板弁（７）が当接する弁座シート面（１２ａ）は、前記円板弁（７）の配置方向に向かって曲線的あるいは直線的に拡径するテーパ面に設けられ、
前記弁座部品（１３）は、
前記弁座リング（１２）の外径側に設けられ、径方向に弾性変形可能な蛇腹部を成し、前記弁座リング（１２）を、前記流体通路（１）の流れ方向および前記流体通路（１）の全ての径方向へ変位可能に支持する径方向ベローダイヤフラム（２１）と、
この径方向ベローダイヤフラム（２１）の外径側に設けられ、前記流体通路（１）の内壁に固定される固定リング（２２）とを備えることを特徴とするバルブ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のバルブ装置において、
前記弁座部品（１３）は、前記弁座リング（１２）の流体下流側の端部を、前記径方向ベローダイヤフラム（２１）の最外径の流体下流側の端部より、流体下流側へズレて配置させる流れ方向スラスト手段（２３）を備え、
この流れ方向スラスト手段（２３）は、
前記径方向ベローダイヤフラム（２１）に対する無負荷状態において、前記径方向ベローダイヤフラム（２１）の最外径より最内径が流体下流側へ位置ズレするように前記径方向ベローダイヤフラム（２１）を成形することで設けられる、
あるいは、前記径方向ベローダイヤフラム（２１）の最内径よりも、前記弁座リング（１２）の流体下流側の端部を流体下流側に延長することで設けられることを特徴とするバルブ装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のバルブ装置において、
前記第１、第２シャフト（５、６）には、前記円板弁（７）が前記流体通路（１）を開く際に前記弁座リング（１２）と接触して、この弁座リング（１２）を前記円板弁（７）から離れる側に押圧移動させるシャフトカム部（１６）が形成されていることを特徴とするバルブ装置。

【図１】