流路開閉弁及びシャフト軸の回動制御方法
【課題】シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でガタツキがある場合にも、ボールバルブを確実に全閉することができる流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法を提供する。
【解決手段】流路開閉弁１０は、ガス通路４２が貫通形成されたボールバルブ１４と、ボディ本体１２と、ボールバルブ１４を連通室２６内で回動させるシャフト軸４６と、ボールバルブ１４に変位自在に摺接するバルブ押さえ１６と、ボールバルブ１４が着座するバルブシート１８と、バルブ押さえ１６をボールバルブ１４側に押圧するウェーブワッシャ３２とを備え、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲と、シャフト軸４６とボールバルブ１４との嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない空転角度との差が、予め設定された規定角度範囲よりも大きく構成する。
【解決手段】流路開閉弁１０は、ガス通路４２が貫通形成されたボールバルブ１４と、ボディ本体１２と、ボールバルブ１４を連通室２６内で回動させるシャフト軸４６と、ボールバルブ１４に変位自在に摺接するバルブ押さえ１６と、ボールバルブ１４が着座するバルブシート１８と、バルブ押さえ１６をボールバルブ１４側に押圧するウェーブワッシャ３２とを備え、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲と、シャフト軸４６とボールバルブ１４との嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない空転角度との差が、予め設定された規定角度範囲よりも大きく構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通する流路を開閉することにより該流体の流通状態を切り換える流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、流体の流通する流路に接続され、該流路の連通状態を切り換えることによって前記流体の流通状態を制御する流路開閉弁が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示される流路開閉弁は、ボディ本体（ケーシング）の内部に流体が流通する流体流路（弁孔）が形成されたボールバルブ（ボール弁体）が設けられ、該ボールバルブがシャフト軸（弁棒）によって回動制御されることで、流体流入口（開口部）から流入する流体の流通及び遮断を切り換え可能に構成されている。この流路開閉弁では、皿ばねによってボディ本体側から弾性的に押圧付勢されて可動するバルブ押さえ（シートリング）がボールバルブに着座することで、流体流入口から貫通孔へと延在する流路が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−４９８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、この種の流路開閉弁では、シャフト軸は、その先端がボールバルブ頂部に設けられた凹部に嵌合され、これによりボールバルブを回動可能となっている。
【０００６】
ところが、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部では、その寸法公差や製造誤差等によるガタツキにより、シャフト軸の回動角度とボールバルブの回動角度との間に角度ずれを生じていることがあり、該角度ずれは、シャフト軸が回動してもボールバルブが回動しない角度範囲である空転角度（ガタ角度）を形成している。従って、前記空転角度が、ボールバルブが全閉位置を保った状態での角度範囲（不感帯）を超えている場合には、シャフト軸を予め設定された作動範囲（例えば、０°〜９０°）で回動させたとしても、ボールバルブが全閉位置にならず、ガスリークを生じる可能性がある。
【０００７】
さらに、上記の流路開閉弁では、ボールバルブの回動に追従させるため、バルブ押さえを可動構造としているため、バルブ押さえやバルブシートとボールバルブとの間には、多少の隙間が形成されている。
【０００８】
従って、該流路開閉弁を、例えば排気ガス再循環システム用の排気循環弁機構等に適用し、排気ガスのような燃焼生成物を含んだ流体を流通させた場合には、前記隙間からバルブ押さえやバルブシートとボールバルブとの間に排気ガス（燃焼ガス）が入り込み、ボールバルブが配置されたボディ室内等に排気ガスが滞留し、ボールバルブ表面に燃焼生成物が堆積することがある。そうすると、ボールバルブの作動停止時にバルブシートが固着化し、その結果、再びボールバルブを回動し始める際には高トルクが必要となり、ボールバルブの円滑な回動動作ができなくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でガタツキがある場合にも、ボールバルブを確実に全閉することができる流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、流体中に燃料生成物等の塵埃が含まれている場合であっても、ボールバルブの円滑な回動動作を維持することができる流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る流路開閉弁は、流体通路（４２）が貫通形成されたボールバルブ（１４）と、前記ボールバルブ（１４）を回転自在に収容する室（２６）が設けられ、且つ該室（２６）の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口（２２）及び流体流出口（２４）が設けられたボディ本体（１２）と、アクチュエータ（５８）の駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブ（１４）を前記室（２６）内で回動させて前記流体流入口（２２）と前記流体流出口（２４）とを連通及び遮断するシャフト軸（４６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流入口（２２）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）に変位自在に摺接するバルブ押さえ（１６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流出口（２４）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）が着座するバルブシート（１８）と、前記バルブ押さえ（１６）を前記ボールバルブ（１４）側に押圧することで、前記ボールバルブ（１４）を前記バルブシート（１８）側に押圧する弾性部材（３２）とを備える流路開閉弁であって、前記ボールバルブ（１４）の全閉位置から前記流体通路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、前記シャフト軸（４６）と前記ボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、前記シャフト軸（４６）が回動しても前記ボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、ボールバルブ（１４）の全閉位置から流体流路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、シャフト軸（４６）が回動してもボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きく設定されている。これにより、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でガタツキがある場合にも、シャフト軸（４６）を所定の作動範囲（ｓ）で動作させることで、ボールバルブ（１４）を確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために実施の形態で付与した符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。
【００１３】
また、本発明に係るシャフト軸の回動制御方法は、流体通路（４２）が貫通形成されたボールバルブ（１４）と、前記ボールバルブ（１４）を回転自在に収容する室（２６）が設けられ、且つ該室（２６）の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口（２２）及び流体流出口（２４）が設けられたボディ本体（１２）と、アクチュエータ（５８）の駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブ（１４）を前記室（２６）内で回動させて前記流体流入口（２２）と前記流体流出口（２４）とを連通及び遮断するシャフト軸（４６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流入口（２２）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）に変位自在に摺接するバルブ押さえ（１６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流出口（２４）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）が着座するバルブシート（１８）と、前記バルブ押さえ（１６）を前記ボールバルブ（１４）側に押圧することで、前記ボールバルブ（１４）を前記バルブシート（１８）側に押圧する弾性部材（３２）とを備える流路開閉弁におけるシャフト軸の回動制御方法であって、前記シャフト軸（４６）と前記ボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、前記シャフト軸（４６）が回動しても前記ボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）が、前記ボールバルブ（１４）の全閉位置から前記流体通路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（ステップＳ３）と、前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ４）とを有することを特徴とする。
【００１４】
このような方法によれば、前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（ステップＳ３）と、空転角度（α）が全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ４）とを有する。これにより、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でガタツキがある場合にも、シャフト軸（４６）を所定の作動範囲（ｓ）で動作させることで、ボールバルブ（１４）を確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。
【００１５】
この場合、前記空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけ前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（ステップＳ１８、ステップＳ２８）を有するとよい。
【００１６】
前記作動範囲補正工程（ステップＳ２８）は、前記ボールバルブ（１４）の全作動開度を積算する工程（ステップＳ２４）と、前記積算した作動開度から前記嵌合部（４７）での磨耗量（γ）を推定する工程（ステップＳ２５）と、前記推定した摩耗量（γ）に基づき、前記空転角度（α）を補正する工程（ステップＳ２６）と、前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ２８）とを有してもよい。
【００１７】
前記空転角度補正工程（ステップＳ１８）は、前記シャフト軸（４６）の各開度での回動トルクを測定する工程（ステップＳ１３）と、前記測定した回動トルクに基づき、前記空転角度（α）を推定する工程（ステップＳ１６）と、前記推定した空転角度（α）に基づき、該空転角度（α）を補正する工程（ステップＳ１８）と、前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ１８）とを有してもよい。
【００１８】
前記ボールバルブ（１４）の回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（ステップＳ５）と、前記設定された前記回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（ステップＳ６）と、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、該回動規定範囲（β内）を変更して再度設定する工程（ステップＳ７）とを有してもよい。
【００１９】
前記ボールバルブ（１４）の回動範囲内での前記シャフト軸（４６）の回動規定範囲（β内）を設定する工程（ステップＳ３１）と、前記設定された回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（ステップＳ３２）と、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を変更する工程（ステップＳ３３）とを有してもよい。
【００２０】
また、前記ボールバルブ（１４）が、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内で、前記ボールバルブ（１４）を作動する工程を有してもよい。さらに、前記ボールバルブ（１４）が、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内で、前記ボールバルブ（１４）を作動する工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ボールバルブの全閉位置から流体流路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲と、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、シャフト軸が回動してもボールバルブが回動しない角度である空転角度との差が、予め設定された規定角度範囲よりも大きく設定される。これにより、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でガタツキがある場合にも、シャフト軸を所定の作動範囲で動作させることで、ボールバルブを確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る流路開閉弁の縦断面図である。
【図２】シャフト軸を０°位置から９０°位置まで往復動作させた場合の該シャフト軸とボールバルブとの各角度での回転位置関係を示す説明図である。
【図３】お掃除モードにおけるシャフト軸の作動範囲と、ボールバルブの回動範囲と、シャフト軸の通常の作動範囲との関係を示す説明図である。
【図４】お掃除モードの範囲設定方法における第１設定制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａは、経年劣化を考慮した設定の第１方法の手順を示すフローチャートであり、図５Ｂは、経年劣化を考慮した設定の第２方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】お掃除モードの範囲設定方法における第２設定制御方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るボールバルブのゼロ点位置決定方法について、この決定方法を適用する流路開閉弁との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
１．流路開閉弁の構成の説明
先ず、図１を参照して、本実施の形態に係る流路開閉弁１０の構成を説明する。ここでは、流路開閉弁１０として、自動車等の内燃機関から排出された排気ガスを該内燃機関に対して再循環させるためのＥＧＲ用切換バルブ（排気循環弁機構）として用いられるものを例示して説明する。
【００２５】
図１に示すように、流路開閉弁１０は、ボディ本体１２と、該ボディ本体１２の内部に回動自在に設けられるボールバルブ１４と、前記ボールバルブ１４の外周面に当接するバルブ押さえ（可動シート）１６及びバルブシート（固定シート）１８と、前記ボディ本体１２の上部に設けられ、前記ボールバルブ１４に対して回転駆動力を付与する駆動力伝達機構２０とを含む。
【００２６】
ボディ本体１２の下側には、例えば、排気ガス（流体）の供給される流入通路となるガス流入口（流体流入口）２２と、その反対側に設けられ、前記排気ガスを導出して内燃機関（図示せず）へと循環させる流出通路となるガス流出口（流体流出口）２４が設けられている。なお、ボディ本体１２において、ガス流入口２２とガス流出口２４とは略同軸上に設けられる。また、ボディ本体１２は、ガス流入口２２とガス流出口２４との間に連通室２６を有し、この連通室２６の内部に略球状のボールバルブ１４が回動自在に配設されている。
【００２７】
連通室２６とガス流入口２２との間には、バルブ押さえ１６が設けられ、前記バルブ押さえ１６は、小径部２８と、該小径部２８と一体的且つ同軸な大径部３０とからなる。そして、小径部２８が、ボディ本体１２において、ガス流入口２２に臨み大径部３０が前記ボールバルブ１４に臨むように配設される。また、大径部３０には、ボディ本体１２との間にウェーブワッシャ（弾性部材）３２が設けられ、前記ウェーブワッシャ３２の弾発力によってバルブ押さえ１６は常にボールバルブ１４側へと付勢され、前記大径部３０によって前記ボールバルブ１４がシートされている。
【００２８】
バルブ押さえ１６には、中心部にガス流入口２２と連通する第１連通路（連通孔）３４が形成され軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通すると共に、該バルブ押さえ１６の一端面には、ボールバルブ１４の当接するシート面３６が形成される。
【００２９】
一方、連通室２６とガス流出口２４との間には、リング状のバルブシート１８が設けられ、前記バルブシート１８は、ガス流出口２４と連通室２６との間に形成された環状の装着溝に装着されている。
【００３０】
バルブシート１８は、装着溝に対して回転自在に設けられ、その一端面が連通室２６に臨んでボールバルブ１４の外周面に当接し、他側面がガス流出口２４に臨むように配設されている。なお、バルブシート１８は、連通室２６を中心としてバルブ押さえ１６と同軸上に設けられる。
【００３１】
このバルブシート１８には、中心部にガス流出口２４と連通する第２連通路（連通孔）３８が形成され軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通している。また、バルブシート１８の一端面は、ボールバルブ１４の当接するシート面４０が形成される。
【００３２】
ボールバルブ１４は、中心軸に直交するように一方の曲面と他方の曲面が取り除かれ、該中心軸に沿って一方の面から他方の面へと貫通するガス通路（流体通路）４２の形成された球体である。そして、ガス通路４２に直交する頂部には、平面長方形状の凹部４４が形成され、後述するシャフト軸４６の先端部４６ａが嵌合される嵌合部４７を構成している。
【００３３】
ガス通路４２は、ボールバルブ１４の弁開状態（図１参照）において、ガス流入口２２に臨む第１開口部４８と、ガス流出口２４に臨む第２開口部５０とを有し、前記第１開口部４８から第２開口部５０へと直線状に形成される。このガス通路４２の延在方向は、ボールバルブ１４に連結されるシャフト軸４６の軸線と直交するように設定され、前記第１及び第２開口部４８、５０は、ガス通路４２を通じて流通させる排気ガスの必要流量に基づいて同一直径（通路断面積）で形成される。
【００３４】
駆動力伝達機構２０は、ボールバルブ１４の頂部に連結されるシャフト軸４６と、前記シャフト軸４６の上端部に連結される回転ヨーク５６と、ボディ本体１２の上部に連結され、前記回転ヨーク５６を介して前記シャフト軸４６を回転駆動させる駆動源５８とを含む。
【００３５】
シャフト軸４６は、ボディ本体１２の内部に設けられた一組の軸受６０ａ、６０ｂによって回転自在に支持され、その下端にある先端部４６ａが断面長方形状に形成され連通室２６内においてボールバルブ１４の凹部４４に挿入・嵌合されて嵌合部４７を構成している。また、シャフト軸４６の上端部は、回転ヨーク５６の略中央部に挿通されてナット６２を締め付けることによって固定されている。
【００３６】
駆動源５８は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータやロータリーアクチュエータからなり、その回転駆動力が回転ヨーク５６を介してシャフト軸４６へと伝達されることにより、前記シャフト軸４６に連結されたボールバルブ１４が所定方向に回動動作する。
【００３７】
なお、図１中の参照符号６３は、当該流路開閉弁１０を駆動制御する制御部であり、流路開閉弁１０は、該制御部６３の制御下に駆動源５８が駆動制御され、これにより流路の開閉を切り換え可能である。制御部６３は、当該流路開閉弁１０と一体的に構成してもよいが、その機能を当該流路開閉弁１０が設置される車両のＥＣＵ（図示せず）等に持たせてもよい。
【００３８】
流路開閉弁１０は、以上のように構成されることにより、第１及び第２連通路３４、３８がいずれもボールバルブ１４によって閉塞された弁閉状態（図１に示す位置からボールバルブ１４が９０°回転した状態）においては、排気ガスがガス流入口２２へと供給されているが、バルブ押さえ１６のシート面３６にボールバルブ１４が当接しているため、該バルブ押さえ１６を通じて前記排気ガスの連通室２６内への流通が遮断されることになる。
【００３９】
一方、弁閉状態から弁開状態にするためには、先ず、駆動源５８が付勢されることによって回転ヨーク５６を介してシャフト軸４６に回転駆動力が伝達され、ガス通路４２の第１及び第２開口部４８、５０がそれぞれガス流入口２２及びガス流出口２４に接近するようにボールバルブ１４が回転する。そして、図１に示されるように、ボールバルブ１４の回動作用下にガス通路４２がガス流入口２２及びガス流出口２４と一直線上となることにより、前記ガス通路４２を通じてガス流入口２２とガス流出口２４とが連通した弁開状態となる。これにより、ガス流入口２２に供給されている排気ガスが、ボールバルブ１４のガス通路４２を通じてガス流出口２４側へと流通して図示しない内燃機関へと導入される。
【００４０】
ところで、このようなシャフト軸４６によるボールバルブ１４の作動に際し、シャフト軸４６とボールバルブ１４との嵌合部４７では、その寸法公差や製造誤差等によるガタツキを生じていることがあり、この場合、シャフト軸４６の回動角度とボールバルブ１４の回動角度との間に角度ずれを生じることになる。すなわち、該角度ずれは、シャフト軸４６が回動しても、その先端部４６ａが凹部４４内で空転し、ボールバルブ１４を回動させることができない角度範囲である空転角度（ガタ角度）を形成している。
【００４１】
該空転角度が、ボールバルブ１４が全閉位置を保つことができる角度範囲、つまりボールバルブ１４を作動してもガス通路４２が開かない角度範囲（不感帯）を超えている場合には、シャフト軸４６を予め設定された作動範囲（例えば、０°〜９０°の間）で回動させたとしても、ボールバルブ１４が全閉位置にならず、ガスリークを生じる可能性がある。
【００４２】
また、このような流路開閉弁１０では、内燃機関において燃料が燃焼される際に生じた燃焼生成物等の塵埃を含んだ排気ガスが、バルブ押さえ１６やバルブシート１８とボールバルブ１４との接触部分に生じる隙間に浸入した場合には、ボールバルブ１４の表面に燃焼生成物が堆積することがある。そうすると、ボールバルブ１４の作動停止時に、該ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間が固着化し、再びボールバルブ１４を作動させる際に高トルクが必要となり、ボールバルブ１４の円滑な回動動作ができなくなる可能性がある。
【００４３】
２．シャフト軸の回動制御方法の説明
そこで、次に、前記空転角度に起因するガスリークの防止方法について説明し、さらに、該ガスリークの防止方法との関係で、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間で生じる堆積物（例えば、前記燃焼生成物）をそぎ落とし、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との固着化を防止するための動作モード（お掃除モード、クリーニングモード、堆積物除去モード）について説明する。本実施の形態では、これらガスリークの防止と固着化の防止とは、いずれもシャフト軸４６を回動制御することにより実行される（シャフト軸の回動制御方法）。
【００４４】
２．１．シャフト軸とボールバルブの回転位置関係の説明
シャフト軸の回動制御方法の説明に先立ち、シャフト軸４６とボールバルブ１４の回転位置関係について、図２を参照して説明する。図２は、シャフト軸４６を０°位置から９０°位置まで往復動作させた場合の該シャフト軸４６とボールバルブ１４との各角度での回転位置関係を示す説明図であり、図２中の軸Ｊ１はシャフト軸４６の先端部４６ａの長手方向（回転位相）を示し、軸Ｊ２はボールバルブ１４の凹部４４の長手方向（回転位相）を示す。
【００４５】
先ず、図２中のシャフト回転角度が（α）°の説明図に示されるように、ボールバルブ１４とシャフト軸４６の間には、嵌合部４７でのガタツキによる空転角度（α）が形成されており、さらに、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６の間には、ボールバルブ１４を初期位置（シャフト軸４６の０°位置又は９０°位置に対応する位置。図２では０°位置を例示）から作動させ、全閉状態が維持される角度範囲である不感帯（ａ）が形成されている（ボールバルブ１４とバルブシート１８の間も同様）。勿論、初期位置を９０°位置とした場合、不感帯（ａ）は全開状態が維持される角度範囲となる。
【００４６】
従って、図２に示すように、シャフト軸４６を初期位置である０°位置から、９０°位置まで往復動作させる場合には、シャフト軸４６の回転角度（シャフト回転角度）が空転角度（α）°までの間は、シャフト軸４６のみ回転し、ボールバルブ１４は作動せず、ボールバルブ１４の回転角度（ボール回転角度）は０°となっている。
【００４７】
そして、シャフト回転角度が（α）°に到達すると、シャフト軸４６の先端部４６ａが凹部４４の壁面に当接することから、シャフト軸４６とボールバルブ１４とが一体的に回動可能な状態となる。このため、シャフト回転角度が（α＋ａ）°となると、ボール回転角度は（ａ）°となり、ガス通路４２が開き始める。つまり、ボール回転角度が０°から（ａ）°になるまでの間は、ボールバルブ１４は作動しているがガス通路４２は閉じている不感帯となっている。さらに、シャフト軸４６が回動され、シャフト回転角度が全開角度である９０°になると、ボール回転角度は全開角度である（９０−α）°となり、ガス通路４２が全開状態となる。
【００４８】
続いて、シャフト軸４６を０°側に戻し始めるが、シャフト回転角度が９０°から（９０−２α）°に到達するまでは、先端部４６ａが凹部４４内で空転してボールバルブ１４は作動せず、ボール回転角度は（９０−α）°を保持している。
【００４９】
そして、シャフト回転角度が（９０−２α）°に到達すると、シャフト軸４６の先端部４６ａが凹部４４の壁面に当接することから、シャフト軸４６とボールバルブ１４とが一体的に回動可能な状態となる。このため、ガス通路４２が閉じ始め、シャフト回転角度が（ａ−α）°となると、ボール回転角度は（ａ）°となり、ガス通路４２が全閉となる。さらに、シャフト軸４６が回転し、シャフト回転角度が０°に戻った際には、嵌合部４７でのガタツキ（空転角度）のため、ボール回転角度は（α）°となり、ボールバルブ１４は０°位置に戻らない。
【００５０】
２．２．ガスリークの防止方法の概要説明
以上の動作に基づき、図２から諒解されるように、シャフト回転角度が（ａ−α）°から０°までの間では、シャフト軸４６を０°にした際にボールバルブ１４が全閉となっているためには、（ａ−α）＞０、の関係が担保されている必要がある。（ａ−α）が負、つまり不感帯（ａ）より空転角度（α）が大きいと、ガス通路４２が全閉していない状態でシャフト軸４６が作動範囲端に到達し、シャフト軸４６の復路動作のみが完了してしまうからである。
【００５１】
従って、前記ガスリークの防止方法は、（ａ−α）＞０、の関係を保持するために、空転角度（α）及び不感帯（ａ）の値に基づき、シャフト軸４６の作動範囲（初期的に設定された作動範囲）を補正するように設定制御することで、ボールバルブ１４を確実に全閉位置まで作動させる方法である。
【００５２】
２．３．お掃除モードの概要説明
次に、お掃除モードの概要を説明する。このお掃除モードは、流体路の開閉というボールバルブ１４本来の作動とは別に、所定の一定範囲内で、定期的にボールバルブ１４を作動させることにより、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間の堆積物を強制的に除去する動作モードである。従って、お掃除モードでは、ボールバルブ１４が全閉や全開にある位置を初期位置として、この全閉や全開の状態を維持し得る一定範囲、つまり不感帯でボールバルブ１４を作動させることで、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間を摺動させ、前記堆積物の除去を行うものとする。
【００５３】
不感帯とは、図２に示す角度範囲（ａ）のことで、ボールバルブ１４の初期位置（シャフト軸４６が０°又は９０°）から作動させて全閉状態又は全開状態が維持される角度範囲のことである。ところが、上記のように、該初期位置は、ボールバルブ１４とシャフト軸４６の嵌合部４７でのガタツキである空転角度の値によっては変化させる必要があるため、該空転角度を考慮した不感帯を考えて、お掃除モードの範囲設定をする必要がある。
【００５４】
すなわち、図２に示されるように、ボールバルブ１４は、シャフト軸４６の作動よりも空転角度（α）だけ遅れて作動するため、往路動作においてシャフト軸４６が９０°作動したとき、ボールバルブ１４は（９０−α）°作動した位置となる。復路動作に関しても同様であり、シャフト軸４６が０°に戻るときには、ボールバルブ１４は（α）°となる。
【００５５】
従って、お掃除モードは、ボールバルブ１４が（α）°の状態である全閉位置、又は（９０−α）°の状態である全開状態を基準として実行され、このときのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、不感帯のみで設定される必要があり、具体的には、図３に示されるように次の範囲で設定する必要がある。なお、図３は、お掃除モードにおけるシャフト軸４６の作動範囲（β）と、ボールバルブ１４の回動範囲（ｂ）と、シャフト軸４６の通常の作動範囲（ｓ）との関係を示す説明図であり、図３中、２点鎖線で示すガス通路４２等は０°位置の状態を示し、実線で示すガス通路４２等は９０°位置の状態を示す。
【００５６】
先ず、ボールバルブ１４の全閉位置（α）°を基準とした場合、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、（ａ−α）＞（β）＞｛−（ａ＋α）｝、に設定する必要がある。この場合、ガス通路４２の閉じ始めとなる角度（ａ−α）は、ボールバルブ１４の回動範囲（ｂ）内にある。また、０°を超えたマイナス側でのガス通路４２の開き始めとなる角度｛−（ａ＋α）｝は、ボールバルブ１４の回動範囲外にある（図２及び図３参照）。なお、｛−（ａ＋α）｝は、０°を基準としてマイナス側の回動方向となることから、（ａ＋α）にマイナス符号を付して説明している。
【００５７】
一方、全開位置（９０−α）°を基準とした場合、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、（ａ＋α）＞（β）＞（ａ−α）、に設定する必要がある。この場合、（ａ＋α）は、ボールバルブ１４の回動範囲外にあり、（ａ−α）は、ボールバルブ１４の回動範囲内にある（図３参照）。
【００５８】
以上より、ボールバルブ１４の回動範囲外では、作動範囲（β）が（ａ＋α）となり、その値が負になることはないため、該回動範囲外でのシャフト軸４６の回動規定範囲である作動範囲（β）（以下、「β外」という）は、原則として（ａ＋α）で設定することができる。
【００５９】
これに対して、ボールバルブ１４の回動範囲内では、作動範囲（β）が（ａ−α）となり、空転角度（α）の大きさによっては値が負になるため、該回動範囲内でのシャフト軸４６の回動規定範囲である作動範囲（β）（以下、「β内」という）は、先ず、（ａ−α）が正であることを保証する必要がある。（ａ−α）が負であると、上記したように、シャフト軸４６がその作動範囲の全閉位置となった状態であっても、ボールバルブ１４が全閉位置とならず、ガスリークを生じるからである。
【００６０】
２．４．お掃除モードの範囲設定方法の説明
２．４．１．第１設定制御方法の説明
以上に基づき、先ず、ボールバルブ１４の回動範囲内でのお掃除モードの範囲設定方法における第１設定制御方法について、図４のフローチャートに基づき説明する。
【００６１】
当該設定制御方法は、基本的には制御部６３による制御下に実行されるものであり、先ず、図４中のステップＳ１において、空転角度｛α（ｎ）｝を設定する。この場合、（ｎ）は、空転角度（α）の設定回数を示す自然数であり、流路開閉弁１０の使用開始時には、ｎ＝１であり、この際の空転角度｛α（１）｝の値は、所定の測定方法によって予め測定しておけばよい。なお、ステップＳ１における「経年劣化を考慮した設定」とは、流路開閉弁１０を繰り返し使用した際に、嵌合部４７でのシャフト軸４６とボールバルブ１４の間で生じる磨耗等によってガタツキが大きくなり、空転角度αの増加分に対応するための設定であり、初期的には考慮する必要がないため、詳細は後述する。
【００６２】
ステップＳ２では、ステップＳ１での空転角度の場合と略同様に、所定の測定方法によって予め測定しておいた不感帯（ａ）を設定する。
【００６３】
ステップＳ３では、当該設定制御方法の前提条件として、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）（図３参照）について、ボールバルブ１４が全閉（又は全開）された状態となるように、空転角度｛α（ｎ）｝と不感帯（ａ）とを比較する。すなわち、不感帯（ａ）の値から空転角度｛α（ｎ）｝の値を引いた差が、正であるか負であるか否かを判断する。
【００６４】
不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が大きい場合には（ステップＳ３のＮＯ）、次にステップＳ４において、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更する。すなわち、不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が大きい場合には、例えば、シャフト軸４６が閉じ側方向で図２中の（ａ−α）°に設定された場合であっても、ボールバルブ１４が不感帯（ａ）に入らず、ガス通路４２が閉じ始めないため、ガスリークを生じることになる。
【００６５】
そこで、この場合には、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を予め規定された作動範囲（ｓ）、例えば、０°〜９０°よりも拡大し、例えば、−３°〜９３°といった値に再設定することにより、シャフト軸４６が作動範囲（ｓ）内を動作した際に、ボールバルブ１４が確実に全閉されるように設定する。
【００６６】
つまり、このステップＳ３、Ｓ４に係る動作によって、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を空転角度（α）の値によって変更・補正することで、上記したガスリークの防止方法を実行している。なお、流路開閉弁１０では、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲（全閉作動範囲）である不感帯（ａ）と、シャフト軸４６とボールバルブ１４の嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない角度である空転角度（α）との差（ａ−α）が、単に正であるとの条件以外にも、例えば、０より大きな多少の余裕を持った閾値である規定角度範囲（ｃ）を予め設定しておき、差（ａ−α）が規定角度範囲（ｃ）よりも大きい（ａ−α＞ｃ）ことをステップＳ３での条件式として設定してもよい。これにより、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で動作させた際に、ボールバルブ１４を一層確実に全閉位置に作動させることができる。換言すれば、前記規定角度範囲（ｃ）を０以上（ｃ≧０）の所定の値に設定するとよい。
【００６７】
一方、不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が小さい場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、上記のガスリークを生じないものと判断し、次にステップＳ５を実行し、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）を設定する。
【００６８】
この作動範囲（β内）は、例えば、制御部６３の図示しない記憶部（メモリ）に複数の数値データのテーブル又は数式として記憶されており、当該ステップＳ５では、制御部６３の制御下に、所定の作動範囲（β内）のデータを前記記憶部のテーブル内の複数のデータから選択し設定する。
【００６９】
ステップＳ６では、ステップＳ５で設定された作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否か、つまり｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいか否かを判断する。
【００７０】
｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より小さい場合には（ステップＳ６のＮＯ）、お掃除モードにおいて、ボールバルブ１４が全閉範囲を超える角度までシャフト軸４６が作動し、ガスリークを惹起することになるため、次にステップＳ７で異なる作動範囲（β内）を前記テーブルから選択し、ステップＳ６に戻って該選択した作動範囲（β内）を設定する。
【００７１】
一方、｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きい場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、お掃除モードをボールバルブ１４の全閉範囲（不感帯）内で作動可能であると判断し、当該第１設定制御方法を終了する。なお、ボールバルブ１４の回動範囲外での作動範囲（β外）については、上記のように（ａ＋α）で設定すればよいが、勿論、ステップＳ５〜Ｓ７に係る作動範囲（β内）の設定方法と同様な方法で設定することも可能である。
【００７２】
このような第１設定制御方法によりお掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）及び作動範囲（β外）が設定されると、制御部６３は、当該設定内容に基づき、ボールバルブ１４が全閉位置（又は全開位置）にある状態で当該お掃除モードを実行する。このお掃除モードは、例えば、ボールバルブ１４が全閉位置にある状態の都度、実行してもよいし、所定時間毎又は所定作動回数毎に実行する等、流路開閉弁１０の使用条件等によって適宜設定すればよい。
【００７３】
例えば、全閉位置（α）°を基準としたお掃除モードを実行する場合には、制御部６３は上記の作動範囲（β内、β外）の設定に基づき、この作動範囲内でシャフト軸４６を１往復又は複数往復作動させることにより、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間に堆積した堆積物を除去することができる。
【００７４】
なお、全閉位置（α）°を基準としたお掃除モードと、全開位置（９０−α）°を基準としたお掃除モードのいずれを実行するかは、流路開閉弁１０の使用条件等によって適宜設定すればよいが、例えば、ボールバルブ１４が、全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度、又は全開位置からガス通路４２が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内でお掃除モードを実行し、ボールバルブ１４を作動するように構成すると、全閉状態又は全開状態を維持したまま、ボールバルブ１４を可及的に広い動作範囲で作動させることができるため、燃焼生成物の除去を一層効率的に行うことができる。一方、例えば、ボールバルブ１４が、全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度、又は全開位置からガス通路４２が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内でお掃除モードを実行し、ボールバルブ１４を作動するように構成すると、全閉状態又は全開状態を一層確実に維持することができ、お掃除モード中に誤ってガスリークを生じることをより確実に防止することができる。
【００７５】
２．４．２．経年劣化を考慮した設定の説明
次に、上記ステップＳ１における「経年劣化を考慮した設定」の動作フローについて、２つの設定方法を例示して説明する。
【００７６】
流路開閉弁１０を繰り返し使用し、ボールバルブ１４を複数回作動させた際には、凹部４４と先端部４６ａとが互いに複数回ぶつかり合うために経年劣化（磨耗）を生じ、空転角度（α）が次第に大きくなる。そうすると、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）とボールバルブ１４の作動範囲（ｂ）との位置関係がずれ、ボールバルブ１４を全閉位置に設定できず、ガスリークを生じることになる。
【００７７】
すなわち、シャフト軸４６の往復端位置でボールバルブ１４が全閉しない状態（又は全開しない状態）が生じ、上記したステップＳ３（図４参照）での前提条件を満たすことができない可能性を生じる。そこで、この経年劣化を考慮した設定では、流路開閉弁１０の作動中、空転角度（α）が不感帯の角度範囲（ａ）を超えないように制御部６３で常時モニタリングし、（α）が（ａ）を超えた場合にシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する。
【００７８】
２．４．２（１）経年劣化を考慮した設定の第１方法の説明
経年劣化を考慮した設定の第１方法について、図５Ａのフローチャートを参照して説明する。この第１方法では、シャフト軸４６が開き側動作、つまりシャフト軸４６が０°から９０°に向かう方向の動作の場合に経年劣化の判定を行う場合を例示する。
【００７９】
図５Ａ中のステップＳ１１において、この第１方法の実行回数（ｎ）として、ｎ＝０、を設定した後、ステップＳ１２において、今回のシャフト軸４６の回転角度であるシャフト開度（ｔ）が、前記のシャフト軸４６の回転角度であるシャフト開度（ｔ−１）より大きいか否かを判断する。シャフト開度（ｔ）がシャフト開度（ｔ−１）より小さい場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、今回のシャフト軸４６の動作が閉じ側動作であると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８０】
一方、シャフト開度（ｔ）がシャフト開度（ｔ−１）より大きい場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、今回のシャフト軸４６の動作が開き側動作であると判断し、次にステップＳ１３を実行する。
【００８１】
ステップＳ１３では、制御部６３で検出される今回のシャフト軸４６の作動に係る駆動源５８の負荷であるトルク（ｔ）が、所定の閾値より大きいか否かを判断する。具体的には、空転角度（α）の範囲では、シャフト軸４６（駆動源５８）にかかるトルクはゼロという前提条件の下、各時刻における開き側動作（ステップＳ１２）でのシャフト軸４６の動作トルクを制御部６３でモニタリングする。そして、時刻ｔでのトルク（ｔ）が、予め定められた所定のトルク（閾値）より小さい場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、シャフト軸４６が空転角度（α）にあると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８２】
一方、時刻ｔでのトルク（ｔ）が、予め定められた所定のトルク（閾値）を超えた場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、この時刻ｔでシャフト軸４６の空転が終わり、先端部４６ａが凹部４４の壁面に接触したと判断し、この時刻ｔでのシャフト開度（ｎ）を制御部６３の図示しない記憶部に記憶する（ステップＳ１４）。
【００８３】
ステップＳ１５では、この第１方法の実行回数（ｎ）が０（ゼロ）であるか否かを判断し、ｎ＝０、である場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、実行回数が１回目のため前回のデータとの比較が不要と判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８４】
一方、ステップＳ１５において、ｎ＝０、以外の場合には（ステップＳ１５のＮＯ）、次に、ステップＳ１６に進み、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）よりも大きいか否かを判断する。具体的には、前回の実行時のステップＳ１４において記憶されたシャフト開度（ｎ）と、その後、一度閉じ側動作を終了し、再び開き側動作を実行している今回の実行時においてステップＳ１４で記憶したシャフト開度（ｎ＋１）とを比較する。そして、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）以下である場合には（ステップＳ１６のＮＯ）、次にステップＳ１７を実行し、（ｎ）に（ｎ＋１）を代入してステップＳ１２に戻る。
【００８５】
一方、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）より大きい場合には（ステップＳ１６のＹＥＳ）、シャフト開度（ｎ＋１）とシャフト開度（ｎ）との差の分だけ空転角度（α）が増大し、ガタツキが増えたものと判断できるため、この空転角度（α）の増加分だけシャフト軸４６の開度指令値である作動範囲（ｓ）を拡大するように補正する作動範囲補正工程を実行する（ステップＳ１８）。
【００８６】
当該ステップＳ１８では、シャフト軸４６の作動開度（ｓ）を、現在のシャフト軸４６の作動開度（ｓ）に、空転角度（α）の増加分（現在のシャフト開度（ｎ）から前回のシャフト開度（ｎ−１）を引いた差）を足した値で置き換える処理を行う。換言すれば、ステップＳ１６において回動トルクに基づく空転角度（α）が推定されるため、ステップＳ１８では、この推定した空転角度（α）に基づき、予め設定されている空転角度（α）を補正すると共に、該補正した空転角度（α）に基づき、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する。
【００８７】
以上の動作フローを実行することにより、この第１方法では、経年劣化による空転角度（α）の増加分に対応させるべく、シャフト軸４６の作動開度（ｓ）を修正することができる。そこで、次回のお掃除モードの範囲設定方法では、図４のステップＳ１〜Ｓ６について、空転角度（α）を上記ステップＳ１６、Ｓ１８における経年劣化を考慮した空転角度（α）に補正して設定を行うことで、ボールバルブ１４がガスリークを生じない範囲内で適切にお掃除モードを実行することができる。
【００８８】
２．４．２（２）経年劣化を考慮した設定の第２方法の説明
経年劣化を考慮した設定の第２方法について、図５Ｂのフローチャートを参照して説明する。この第２方法では、シャフト軸４６が閉じ側動作、つまりシャフト軸４６が９０°から０°に向かう方向の動作の場合に経年劣化の判定を行う場合を例示する。
【００８９】
図５Ｂ中のステップＳ２１において、制御部６３はシャフト軸４６の指示開度を設定する。例えば、ボールバルブ１４の開き側動作の場合には、シャフト軸４６を０°から９０°まで回動させるために、前回指示開度よりも増加する方向の指示開度が設定される。
【００９０】
ステップＳ２２では、シャフト軸４６の今回指示開度が前回指示開度よりも小さいか否かが判断され、今回指示開度が前回指示開度よりも大きい場合には（ステップＳ２２のＮＯ）、今回のシャフト軸４６の動作が開き側動作であると判断し、ステップＳ２１に戻る。一方、今回指示開度が前回指示開度よりも小さい場合には（ステップＳ２２のＹＥＳ）、今回のシャフト軸４６の動作が閉じ側動作であると判断し、次にステップＳ２３を実行する。
【００９１】
ステップＳ２３では、前回指示開度から今回指示開度を引いた差を、シャフト軸４６の今回の作動開度として設定し、続いて、ステップＳ２４では、前回までの合計作動開度（前回合計作動開度）と今回の作動開度（今回作動開度）とを足した和を、今回までのシャフト軸４６の合計作動開度として設定する。
【００９２】
ステップＳ２５では、例えば、合計作動開度と磨耗量（γ：空転角度の増加分）との特性グラフ、つまり、合計作動開度の変化量に対する磨耗量（γ）の変化量を規定したグラフに基づき、ステップＳ２４で求めた合計作動開度から現在までの磨耗量（γ）を算出する。例えば、上記の特性グラフは、シャフト軸４６の合計作動開度に対する摩耗量（γ）、つまり空転角度の増加分を予め実験等で求めておけばよく、この特性グラフに上記ステップＳ２４で求めた合計作動開度を当てはめることで、その時点で推定される磨耗量（γ）を取得することができる。
【００９３】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で求めた磨耗量（γ）と現在までの空転角度（α）とを足した和を、今回の空転角度（α）として設定する。
【００９４】
ステップＳ２７では、不感帯（ａ）の範囲をステップＳ２６で求めた空転角度（α）が超えているか否かを判断する。すなわち、（ａ−α）≧０、である場合には（ステップＳ２７のＮＯ）、磨耗量（γ）が規定値より少なく、経年劣化がないか又はほとんど生じていないものと判断し、ステップＳ２１に戻る。
【００９５】
一方、（ａ−α）＜０、である場合には（ステップＳ２７のＹＥＳ）、磨耗量（γ）が規定値より多く、経年劣化が進みガスリークを生じる可能性があると判断し、次にステップＳ２８を実行する。
【００９６】
ステップＳ２８では、ステップＳ２７で磨耗量（γ）が規定値を超えていると判断されたことから、これによる空転角度の増加分だけシャフト軸４６の指示開度を拡大するように補正する作動範囲補正工程を実行する。すなわち、当該ステップＳ２８では、今回指示開度と、磨耗量（γ）に基づく空転角度の増加分の補正開度とを足した和を、最終指示開度として設定し、この最終指示開度に基づきシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を設定する。なお、この第２方法でも、ステップＳ２８で算出した最終指示開度に基づき、次回のお掃除モードの範囲設定方法では、図４のステップＳ１〜Ｓ６を実行することで、ボールバルブ１４がガスリークを生じない範囲内でお掃除モードを実行することが可能となる。
【００９７】
２．４．３．第２設定制御方法の説明
次に、ボールバルブ１４の回動範囲内でのお掃除モードの範囲設定方法における第２設定制御方法について、図６のフローチャートに基づき説明する。
【００９８】
当該第２設定制御方法についても、図６中のステップＳ１〜Ｓ４は、上記した図４中のステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９９】
図６中のステップＳ３１では、図４中のステップＳ５と略同様に、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）を設定する。
【０１００】
次に、ステップＳ３２では、ステップＳ３１で設定された作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否か、つまり｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいか否かを判断する。
【０１０１】
｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より小さい場合には（ステップＳ３２のＮＯ）、お掃除モードにおいて、ボールバルブ１４が全閉範囲を超える角度までシャフト軸４６が作動し、ガスリークを惹起することになるため、次にステップＳ３３においてシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更し、再びステップＳ３２に戻る。そして、このように再度実行されるステップＳ３２では、該変更したシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）に基づき設定される作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否かを判断する。
【０１０２】
一方、｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きい場合には（ステップＳ３２のＹＥＳ）、お掃除モードをボールバルブ１４の全閉範囲内で作動可能であると判断し、当該第２設定制御方法を終了する。そこで、制御部６３は、この第２設定制御方法により設定された作動範囲（β内）でお掃除モードを適宜実行する。
【０１０３】
なお、このようにシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更した場合、該作動範囲（ｓ）の変更方法によっては、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β外）が変更されることもある。そこで、この場合には、図６中の破線で示すステップＳ３４、Ｓ３５をさらに実行し、作動範囲（β外）についても、ステップＳ３２、Ｓ３３と略同様な処理を実行してもよい。
【０１０４】
すなわち、ステップＳ３３で設定されたシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）の変更角度分を（ｄ）とすると、ステップＳ３４では、この場合の作動範囲（β外）である｛ａ＋α（ｎ）−ｄ｝が作動範囲（β外）より大きいか否かを判断し、その結果に基づき、必要に応じてステップＳ３５を実行してシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更すればよい。
【０１０５】
また、このような第２設定制御方法では、ステップＳ３３でシャフト軸４６の作動範囲を所定の変更可能範囲内で変更しても、ステップＳ３２において｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいとの解が得られない可能性もある。そこで、この場合には、ステップＳ３３に代えて、図４中のステップＳ５〜Ｓ７を実行するようにしてもよく、ステップＳ３４、Ｓ３５についても略同様である。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態に係る流路開閉弁１０によれば、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲（全閉作動範囲）である不感帯（ａ）と、シャフト軸４６とボールバルブ１４の嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）又は０よりも大きく設定されている。また、本実施の形態に係るシャフト軸４６の回動制御方法によれば、空転角度（α）が、全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（図４のステップＳ３）と、空転角度（α）が全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する工程（図４のステップＳ４）とを有する。従って、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で動作させた際に、ボールバルブ１４を確実に全閉位置に作動させることができ、ガスリークの発生を防止することができる。
【０１０７】
この場合、経年劣化によって空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（図５ＡのステップＳ１８及び図５ＢのステップＳ２８）を実行することにより、経年劣化によって空転角度（α）が増加した場合であっても、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で作動させた際には、ボールバルブ１４を確実に全閉させることができる。
【０１０８】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…流路開閉弁 １２…ボディ本体
１４…ボールバルブ １６…バルブ押さえ
１８…バルブシート ２０…駆動力伝達機構
２２…ガス流入口 ２４…ガス流出口
４２…ガス通路 ４４…凹部
４６…シャフト軸 ４６ａ…先端部
４７…嵌合部 ６３…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通する流路を開閉することにより該流体の流通状態を切り換える流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、流体の流通する流路に接続され、該流路の連通状態を切り換えることによって前記流体の流通状態を制御する流路開閉弁が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示される流路開閉弁は、ボディ本体（ケーシング）の内部に流体が流通する流体流路（弁孔）が形成されたボールバルブ（ボール弁体）が設けられ、該ボールバルブがシャフト軸（弁棒）によって回動制御されることで、流体流入口（開口部）から流入する流体の流通及び遮断を切り換え可能に構成されている。この流路開閉弁では、皿ばねによってボディ本体側から弾性的に押圧付勢されて可動するバルブ押さえ（シートリング）がボールバルブに着座することで、流体流入口から貫通孔へと延在する流路が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−４９８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、この種の流路開閉弁では、シャフト軸は、その先端がボールバルブ頂部に設けられた凹部に嵌合され、これによりボールバルブを回動可能となっている。
【０００６】
ところが、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部では、その寸法公差や製造誤差等によるガタツキにより、シャフト軸の回動角度とボールバルブの回動角度との間に角度ずれを生じていることがあり、該角度ずれは、シャフト軸が回動してもボールバルブが回動しない角度範囲である空転角度（ガタ角度）を形成している。従って、前記空転角度が、ボールバルブが全閉位置を保った状態での角度範囲（不感帯）を超えている場合には、シャフト軸を予め設定された作動範囲（例えば、０°〜９０°）で回動させたとしても、ボールバルブが全閉位置にならず、ガスリークを生じる可能性がある。
【０００７】
さらに、上記の流路開閉弁では、ボールバルブの回動に追従させるため、バルブ押さえを可動構造としているため、バルブ押さえやバルブシートとボールバルブとの間には、多少の隙間が形成されている。
【０００８】
従って、該流路開閉弁を、例えば排気ガス再循環システム用の排気循環弁機構等に適用し、排気ガスのような燃焼生成物を含んだ流体を流通させた場合には、前記隙間からバルブ押さえやバルブシートとボールバルブとの間に排気ガス（燃焼ガス）が入り込み、ボールバルブが配置されたボディ室内等に排気ガスが滞留し、ボールバルブ表面に燃焼生成物が堆積することがある。そうすると、ボールバルブの作動停止時にバルブシートが固着化し、その結果、再びボールバルブを回動し始める際には高トルクが必要となり、ボールバルブの円滑な回動動作ができなくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でガタツキがある場合にも、ボールバルブを確実に全閉することができる流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、流体中に燃料生成物等の塵埃が含まれている場合であっても、ボールバルブの円滑な回動動作を維持することができる流路開閉弁及び該流路開閉弁に適用されるシャフト軸の回動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る流路開閉弁は、流体通路（４２）が貫通形成されたボールバルブ（１４）と、前記ボールバルブ（１４）を回転自在に収容する室（２６）が設けられ、且つ該室（２６）の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口（２２）及び流体流出口（２４）が設けられたボディ本体（１２）と、アクチュエータ（５８）の駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブ（１４）を前記室（２６）内で回動させて前記流体流入口（２２）と前記流体流出口（２４）とを連通及び遮断するシャフト軸（４６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流入口（２２）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）に変位自在に摺接するバルブ押さえ（１６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流出口（２４）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）が着座するバルブシート（１８）と、前記バルブ押さえ（１６）を前記ボールバルブ（１４）側に押圧することで、前記ボールバルブ（１４）を前記バルブシート（１８）側に押圧する弾性部材（３２）とを備える流路開閉弁であって、前記ボールバルブ（１４）の全閉位置から前記流体通路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、前記シャフト軸（４６）と前記ボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、前記シャフト軸（４６）が回動しても前記ボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、ボールバルブ（１４）の全閉位置から流体流路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、シャフト軸（４６）が回動してもボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きく設定されている。これにより、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でガタツキがある場合にも、シャフト軸（４６）を所定の作動範囲（ｓ）で動作させることで、ボールバルブ（１４）を確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために実施の形態で付与した符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。
【００１３】
また、本発明に係るシャフト軸の回動制御方法は、流体通路（４２）が貫通形成されたボールバルブ（１４）と、前記ボールバルブ（１４）を回転自在に収容する室（２６）が設けられ、且つ該室（２６）の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口（２２）及び流体流出口（２４）が設けられたボディ本体（１２）と、アクチュエータ（５８）の駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブ（１４）を前記室（２６）内で回動させて前記流体流入口（２２）と前記流体流出口（２４）とを連通及び遮断するシャフト軸（４６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流入口（２２）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）に変位自在に摺接するバルブ押さえ（１６）と、前記ボールバルブ（１４）の前記流体流出口（２４）側に設けられ、前記ボールバルブ（１４）が着座するバルブシート（１８）と、前記バルブ押さえ（１６）を前記ボールバルブ（１４）側に押圧することで、前記ボールバルブ（１４）を前記バルブシート（１８）側に押圧する弾性部材（３２）とを備える流路開閉弁におけるシャフト軸の回動制御方法であって、前記シャフト軸（４６）と前記ボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でのガタツキにより、前記シャフト軸（４６）が回動しても前記ボールバルブ（１４）が回動しない角度である空転角度（α）が、前記ボールバルブ（１４）の全閉位置から前記流体通路（４２）が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（ステップＳ３）と、前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ４）とを有することを特徴とする。
【００１４】
このような方法によれば、前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（ステップＳ３）と、空転角度（α）が全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ４）とを有する。これにより、シャフト軸（４６）とボールバルブ（１４）との嵌合部（４７）でガタツキがある場合にも、シャフト軸（４６）を所定の作動範囲（ｓ）で動作させることで、ボールバルブ（１４）を確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。
【００１５】
この場合、前記空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけ前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（ステップＳ１８、ステップＳ２８）を有するとよい。
【００１６】
前記作動範囲補正工程（ステップＳ２８）は、前記ボールバルブ（１４）の全作動開度を積算する工程（ステップＳ２４）と、前記積算した作動開度から前記嵌合部（４７）での磨耗量（γ）を推定する工程（ステップＳ２５）と、前記推定した摩耗量（γ）に基づき、前記空転角度（α）を補正する工程（ステップＳ２６）と、前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ２８）とを有してもよい。
【００１７】
前記空転角度補正工程（ステップＳ１８）は、前記シャフト軸（４６）の各開度での回動トルクを測定する工程（ステップＳ１３）と、前記測定した回動トルクに基づき、前記空転角度（α）を推定する工程（ステップＳ１６）と、前記推定した空転角度（α）に基づき、該空転角度（α）を補正する工程（ステップＳ１８）と、前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を補正する工程（ステップＳ１８）とを有してもよい。
【００１８】
前記ボールバルブ（１４）の回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（ステップＳ５）と、前記設定された前記回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（ステップＳ６）と、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、該回動規定範囲（β内）を変更して再度設定する工程（ステップＳ７）とを有してもよい。
【００１９】
前記ボールバルブ（１４）の回動範囲内での前記シャフト軸（４６）の回動規定範囲（β内）を設定する工程（ステップＳ３１）と、前記設定された回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（ステップＳ３２）と、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、前記シャフト軸（４６）の作動範囲（ｓ）を変更する工程（ステップＳ３３）とを有してもよい。
【００２０】
また、前記ボールバルブ（１４）が、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内で、前記ボールバルブ（１４）を作動する工程を有してもよい。さらに、前記ボールバルブ（１４）が、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内で、前記ボールバルブ（１４）を作動する工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ボールバルブの全閉位置から流体流路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲と、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、シャフト軸が回動してもボールバルブが回動しない角度である空転角度との差が、予め設定された規定角度範囲よりも大きく設定される。これにより、シャフト軸とボールバルブとの嵌合部でガタツキがある場合にも、シャフト軸を所定の作動範囲で動作させることで、ボールバルブを確実に全閉位置に設定することができるため、ガスリークの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る流路開閉弁の縦断面図である。
【図２】シャフト軸を０°位置から９０°位置まで往復動作させた場合の該シャフト軸とボールバルブとの各角度での回転位置関係を示す説明図である。
【図３】お掃除モードにおけるシャフト軸の作動範囲と、ボールバルブの回動範囲と、シャフト軸の通常の作動範囲との関係を示す説明図である。
【図４】お掃除モードの範囲設定方法における第１設定制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５Ａは、経年劣化を考慮した設定の第１方法の手順を示すフローチャートであり、図５Ｂは、経年劣化を考慮した設定の第２方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】お掃除モードの範囲設定方法における第２設定制御方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るボールバルブのゼロ点位置決定方法について、この決定方法を適用する流路開閉弁との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
１．流路開閉弁の構成の説明
先ず、図１を参照して、本実施の形態に係る流路開閉弁１０の構成を説明する。ここでは、流路開閉弁１０として、自動車等の内燃機関から排出された排気ガスを該内燃機関に対して再循環させるためのＥＧＲ用切換バルブ（排気循環弁機構）として用いられるものを例示して説明する。
【００２５】
図１に示すように、流路開閉弁１０は、ボディ本体１２と、該ボディ本体１２の内部に回動自在に設けられるボールバルブ１４と、前記ボールバルブ１４の外周面に当接するバルブ押さえ（可動シート）１６及びバルブシート（固定シート）１８と、前記ボディ本体１２の上部に設けられ、前記ボールバルブ１４に対して回転駆動力を付与する駆動力伝達機構２０とを含む。
【００２６】
ボディ本体１２の下側には、例えば、排気ガス（流体）の供給される流入通路となるガス流入口（流体流入口）２２と、その反対側に設けられ、前記排気ガスを導出して内燃機関（図示せず）へと循環させる流出通路となるガス流出口（流体流出口）２４が設けられている。なお、ボディ本体１２において、ガス流入口２２とガス流出口２４とは略同軸上に設けられる。また、ボディ本体１２は、ガス流入口２２とガス流出口２４との間に連通室２６を有し、この連通室２６の内部に略球状のボールバルブ１４が回動自在に配設されている。
【００２７】
連通室２６とガス流入口２２との間には、バルブ押さえ１６が設けられ、前記バルブ押さえ１６は、小径部２８と、該小径部２８と一体的且つ同軸な大径部３０とからなる。そして、小径部２８が、ボディ本体１２において、ガス流入口２２に臨み大径部３０が前記ボールバルブ１４に臨むように配設される。また、大径部３０には、ボディ本体１２との間にウェーブワッシャ（弾性部材）３２が設けられ、前記ウェーブワッシャ３２の弾発力によってバルブ押さえ１６は常にボールバルブ１４側へと付勢され、前記大径部３０によって前記ボールバルブ１４がシートされている。
【００２８】
バルブ押さえ１６には、中心部にガス流入口２２と連通する第１連通路（連通孔）３４が形成され軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通すると共に、該バルブ押さえ１６の一端面には、ボールバルブ１４の当接するシート面３６が形成される。
【００２９】
一方、連通室２６とガス流出口２４との間には、リング状のバルブシート１８が設けられ、前記バルブシート１８は、ガス流出口２４と連通室２６との間に形成された環状の装着溝に装着されている。
【００３０】
バルブシート１８は、装着溝に対して回転自在に設けられ、その一端面が連通室２６に臨んでボールバルブ１４の外周面に当接し、他側面がガス流出口２４に臨むように配設されている。なお、バルブシート１８は、連通室２６を中心としてバルブ押さえ１６と同軸上に設けられる。
【００３１】
このバルブシート１８には、中心部にガス流出口２４と連通する第２連通路（連通孔）３８が形成され軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通している。また、バルブシート１８の一端面は、ボールバルブ１４の当接するシート面４０が形成される。
【００３２】
ボールバルブ１４は、中心軸に直交するように一方の曲面と他方の曲面が取り除かれ、該中心軸に沿って一方の面から他方の面へと貫通するガス通路（流体通路）４２の形成された球体である。そして、ガス通路４２に直交する頂部には、平面長方形状の凹部４４が形成され、後述するシャフト軸４６の先端部４６ａが嵌合される嵌合部４７を構成している。
【００３３】
ガス通路４２は、ボールバルブ１４の弁開状態（図１参照）において、ガス流入口２２に臨む第１開口部４８と、ガス流出口２４に臨む第２開口部５０とを有し、前記第１開口部４８から第２開口部５０へと直線状に形成される。このガス通路４２の延在方向は、ボールバルブ１４に連結されるシャフト軸４６の軸線と直交するように設定され、前記第１及び第２開口部４８、５０は、ガス通路４２を通じて流通させる排気ガスの必要流量に基づいて同一直径（通路断面積）で形成される。
【００３４】
駆動力伝達機構２０は、ボールバルブ１４の頂部に連結されるシャフト軸４６と、前記シャフト軸４６の上端部に連結される回転ヨーク５６と、ボディ本体１２の上部に連結され、前記回転ヨーク５６を介して前記シャフト軸４６を回転駆動させる駆動源５８とを含む。
【００３５】
シャフト軸４６は、ボディ本体１２の内部に設けられた一組の軸受６０ａ、６０ｂによって回転自在に支持され、その下端にある先端部４６ａが断面長方形状に形成され連通室２６内においてボールバルブ１４の凹部４４に挿入・嵌合されて嵌合部４７を構成している。また、シャフト軸４６の上端部は、回転ヨーク５６の略中央部に挿通されてナット６２を締め付けることによって固定されている。
【００３６】
駆動源５８は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータやロータリーアクチュエータからなり、その回転駆動力が回転ヨーク５６を介してシャフト軸４６へと伝達されることにより、前記シャフト軸４６に連結されたボールバルブ１４が所定方向に回動動作する。
【００３７】
なお、図１中の参照符号６３は、当該流路開閉弁１０を駆動制御する制御部であり、流路開閉弁１０は、該制御部６３の制御下に駆動源５８が駆動制御され、これにより流路の開閉を切り換え可能である。制御部６３は、当該流路開閉弁１０と一体的に構成してもよいが、その機能を当該流路開閉弁１０が設置される車両のＥＣＵ（図示せず）等に持たせてもよい。
【００３８】
流路開閉弁１０は、以上のように構成されることにより、第１及び第２連通路３４、３８がいずれもボールバルブ１４によって閉塞された弁閉状態（図１に示す位置からボールバルブ１４が９０°回転した状態）においては、排気ガスがガス流入口２２へと供給されているが、バルブ押さえ１６のシート面３６にボールバルブ１４が当接しているため、該バルブ押さえ１６を通じて前記排気ガスの連通室２６内への流通が遮断されることになる。
【００３９】
一方、弁閉状態から弁開状態にするためには、先ず、駆動源５８が付勢されることによって回転ヨーク５６を介してシャフト軸４６に回転駆動力が伝達され、ガス通路４２の第１及び第２開口部４８、５０がそれぞれガス流入口２２及びガス流出口２４に接近するようにボールバルブ１４が回転する。そして、図１に示されるように、ボールバルブ１４の回動作用下にガス通路４２がガス流入口２２及びガス流出口２４と一直線上となることにより、前記ガス通路４２を通じてガス流入口２２とガス流出口２４とが連通した弁開状態となる。これにより、ガス流入口２２に供給されている排気ガスが、ボールバルブ１４のガス通路４２を通じてガス流出口２４側へと流通して図示しない内燃機関へと導入される。
【００４０】
ところで、このようなシャフト軸４６によるボールバルブ１４の作動に際し、シャフト軸４６とボールバルブ１４との嵌合部４７では、その寸法公差や製造誤差等によるガタツキを生じていることがあり、この場合、シャフト軸４６の回動角度とボールバルブ１４の回動角度との間に角度ずれを生じることになる。すなわち、該角度ずれは、シャフト軸４６が回動しても、その先端部４６ａが凹部４４内で空転し、ボールバルブ１４を回動させることができない角度範囲である空転角度（ガタ角度）を形成している。
【００４１】
該空転角度が、ボールバルブ１４が全閉位置を保つことができる角度範囲、つまりボールバルブ１４を作動してもガス通路４２が開かない角度範囲（不感帯）を超えている場合には、シャフト軸４６を予め設定された作動範囲（例えば、０°〜９０°の間）で回動させたとしても、ボールバルブ１４が全閉位置にならず、ガスリークを生じる可能性がある。
【００４２】
また、このような流路開閉弁１０では、内燃機関において燃料が燃焼される際に生じた燃焼生成物等の塵埃を含んだ排気ガスが、バルブ押さえ１６やバルブシート１８とボールバルブ１４との接触部分に生じる隙間に浸入した場合には、ボールバルブ１４の表面に燃焼生成物が堆積することがある。そうすると、ボールバルブ１４の作動停止時に、該ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間が固着化し、再びボールバルブ１４を作動させる際に高トルクが必要となり、ボールバルブ１４の円滑な回動動作ができなくなる可能性がある。
【００４３】
２．シャフト軸の回動制御方法の説明
そこで、次に、前記空転角度に起因するガスリークの防止方法について説明し、さらに、該ガスリークの防止方法との関係で、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間で生じる堆積物（例えば、前記燃焼生成物）をそぎ落とし、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との固着化を防止するための動作モード（お掃除モード、クリーニングモード、堆積物除去モード）について説明する。本実施の形態では、これらガスリークの防止と固着化の防止とは、いずれもシャフト軸４６を回動制御することにより実行される（シャフト軸の回動制御方法）。
【００４４】
２．１．シャフト軸とボールバルブの回転位置関係の説明
シャフト軸の回動制御方法の説明に先立ち、シャフト軸４６とボールバルブ１４の回転位置関係について、図２を参照して説明する。図２は、シャフト軸４６を０°位置から９０°位置まで往復動作させた場合の該シャフト軸４６とボールバルブ１４との各角度での回転位置関係を示す説明図であり、図２中の軸Ｊ１はシャフト軸４６の先端部４６ａの長手方向（回転位相）を示し、軸Ｊ２はボールバルブ１４の凹部４４の長手方向（回転位相）を示す。
【００４５】
先ず、図２中のシャフト回転角度が（α）°の説明図に示されるように、ボールバルブ１４とシャフト軸４６の間には、嵌合部４７でのガタツキによる空転角度（α）が形成されており、さらに、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６の間には、ボールバルブ１４を初期位置（シャフト軸４６の０°位置又は９０°位置に対応する位置。図２では０°位置を例示）から作動させ、全閉状態が維持される角度範囲である不感帯（ａ）が形成されている（ボールバルブ１４とバルブシート１８の間も同様）。勿論、初期位置を９０°位置とした場合、不感帯（ａ）は全開状態が維持される角度範囲となる。
【００４６】
従って、図２に示すように、シャフト軸４６を初期位置である０°位置から、９０°位置まで往復動作させる場合には、シャフト軸４６の回転角度（シャフト回転角度）が空転角度（α）°までの間は、シャフト軸４６のみ回転し、ボールバルブ１４は作動せず、ボールバルブ１４の回転角度（ボール回転角度）は０°となっている。
【００４７】
そして、シャフト回転角度が（α）°に到達すると、シャフト軸４６の先端部４６ａが凹部４４の壁面に当接することから、シャフト軸４６とボールバルブ１４とが一体的に回動可能な状態となる。このため、シャフト回転角度が（α＋ａ）°となると、ボール回転角度は（ａ）°となり、ガス通路４２が開き始める。つまり、ボール回転角度が０°から（ａ）°になるまでの間は、ボールバルブ１４は作動しているがガス通路４２は閉じている不感帯となっている。さらに、シャフト軸４６が回動され、シャフト回転角度が全開角度である９０°になると、ボール回転角度は全開角度である（９０−α）°となり、ガス通路４２が全開状態となる。
【００４８】
続いて、シャフト軸４６を０°側に戻し始めるが、シャフト回転角度が９０°から（９０−２α）°に到達するまでは、先端部４６ａが凹部４４内で空転してボールバルブ１４は作動せず、ボール回転角度は（９０−α）°を保持している。
【００４９】
そして、シャフト回転角度が（９０−２α）°に到達すると、シャフト軸４６の先端部４６ａが凹部４４の壁面に当接することから、シャフト軸４６とボールバルブ１４とが一体的に回動可能な状態となる。このため、ガス通路４２が閉じ始め、シャフト回転角度が（ａ−α）°となると、ボール回転角度は（ａ）°となり、ガス通路４２が全閉となる。さらに、シャフト軸４６が回転し、シャフト回転角度が０°に戻った際には、嵌合部４７でのガタツキ（空転角度）のため、ボール回転角度は（α）°となり、ボールバルブ１４は０°位置に戻らない。
【００５０】
２．２．ガスリークの防止方法の概要説明
以上の動作に基づき、図２から諒解されるように、シャフト回転角度が（ａ−α）°から０°までの間では、シャフト軸４６を０°にした際にボールバルブ１４が全閉となっているためには、（ａ−α）＞０、の関係が担保されている必要がある。（ａ−α）が負、つまり不感帯（ａ）より空転角度（α）が大きいと、ガス通路４２が全閉していない状態でシャフト軸４６が作動範囲端に到達し、シャフト軸４６の復路動作のみが完了してしまうからである。
【００５１】
従って、前記ガスリークの防止方法は、（ａ−α）＞０、の関係を保持するために、空転角度（α）及び不感帯（ａ）の値に基づき、シャフト軸４６の作動範囲（初期的に設定された作動範囲）を補正するように設定制御することで、ボールバルブ１４を確実に全閉位置まで作動させる方法である。
【００５２】
２．３．お掃除モードの概要説明
次に、お掃除モードの概要を説明する。このお掃除モードは、流体路の開閉というボールバルブ１４本来の作動とは別に、所定の一定範囲内で、定期的にボールバルブ１４を作動させることにより、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間の堆積物を強制的に除去する動作モードである。従って、お掃除モードでは、ボールバルブ１４が全閉や全開にある位置を初期位置として、この全閉や全開の状態を維持し得る一定範囲、つまり不感帯でボールバルブ１４を作動させることで、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間を摺動させ、前記堆積物の除去を行うものとする。
【００５３】
不感帯とは、図２に示す角度範囲（ａ）のことで、ボールバルブ１４の初期位置（シャフト軸４６が０°又は９０°）から作動させて全閉状態又は全開状態が維持される角度範囲のことである。ところが、上記のように、該初期位置は、ボールバルブ１４とシャフト軸４６の嵌合部４７でのガタツキである空転角度の値によっては変化させる必要があるため、該空転角度を考慮した不感帯を考えて、お掃除モードの範囲設定をする必要がある。
【００５４】
すなわち、図２に示されるように、ボールバルブ１４は、シャフト軸４６の作動よりも空転角度（α）だけ遅れて作動するため、往路動作においてシャフト軸４６が９０°作動したとき、ボールバルブ１４は（９０−α）°作動した位置となる。復路動作に関しても同様であり、シャフト軸４６が０°に戻るときには、ボールバルブ１４は（α）°となる。
【００５５】
従って、お掃除モードは、ボールバルブ１４が（α）°の状態である全閉位置、又は（９０−α）°の状態である全開状態を基準として実行され、このときのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、不感帯のみで設定される必要があり、具体的には、図３に示されるように次の範囲で設定する必要がある。なお、図３は、お掃除モードにおけるシャフト軸４６の作動範囲（β）と、ボールバルブ１４の回動範囲（ｂ）と、シャフト軸４６の通常の作動範囲（ｓ）との関係を示す説明図であり、図３中、２点鎖線で示すガス通路４２等は０°位置の状態を示し、実線で示すガス通路４２等は９０°位置の状態を示す。
【００５６】
先ず、ボールバルブ１４の全閉位置（α）°を基準とした場合、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、（ａ−α）＞（β）＞｛−（ａ＋α）｝、に設定する必要がある。この場合、ガス通路４２の閉じ始めとなる角度（ａ−α）は、ボールバルブ１４の回動範囲（ｂ）内にある。また、０°を超えたマイナス側でのガス通路４２の開き始めとなる角度｛−（ａ＋α）｝は、ボールバルブ１４の回動範囲外にある（図２及び図３参照）。なお、｛−（ａ＋α）｝は、０°を基準としてマイナス側の回動方向となることから、（ａ＋α）にマイナス符号を付して説明している。
【００５７】
一方、全開位置（９０−α）°を基準とした場合、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β）は、（ａ＋α）＞（β）＞（ａ−α）、に設定する必要がある。この場合、（ａ＋α）は、ボールバルブ１４の回動範囲外にあり、（ａ−α）は、ボールバルブ１４の回動範囲内にある（図３参照）。
【００５８】
以上より、ボールバルブ１４の回動範囲外では、作動範囲（β）が（ａ＋α）となり、その値が負になることはないため、該回動範囲外でのシャフト軸４６の回動規定範囲である作動範囲（β）（以下、「β外」という）は、原則として（ａ＋α）で設定することができる。
【００５９】
これに対して、ボールバルブ１４の回動範囲内では、作動範囲（β）が（ａ−α）となり、空転角度（α）の大きさによっては値が負になるため、該回動範囲内でのシャフト軸４６の回動規定範囲である作動範囲（β）（以下、「β内」という）は、先ず、（ａ−α）が正であることを保証する必要がある。（ａ−α）が負であると、上記したように、シャフト軸４６がその作動範囲の全閉位置となった状態であっても、ボールバルブ１４が全閉位置とならず、ガスリークを生じるからである。
【００６０】
２．４．お掃除モードの範囲設定方法の説明
２．４．１．第１設定制御方法の説明
以上に基づき、先ず、ボールバルブ１４の回動範囲内でのお掃除モードの範囲設定方法における第１設定制御方法について、図４のフローチャートに基づき説明する。
【００６１】
当該設定制御方法は、基本的には制御部６３による制御下に実行されるものであり、先ず、図４中のステップＳ１において、空転角度｛α（ｎ）｝を設定する。この場合、（ｎ）は、空転角度（α）の設定回数を示す自然数であり、流路開閉弁１０の使用開始時には、ｎ＝１であり、この際の空転角度｛α（１）｝の値は、所定の測定方法によって予め測定しておけばよい。なお、ステップＳ１における「経年劣化を考慮した設定」とは、流路開閉弁１０を繰り返し使用した際に、嵌合部４７でのシャフト軸４６とボールバルブ１４の間で生じる磨耗等によってガタツキが大きくなり、空転角度αの増加分に対応するための設定であり、初期的には考慮する必要がないため、詳細は後述する。
【００６２】
ステップＳ２では、ステップＳ１での空転角度の場合と略同様に、所定の測定方法によって予め測定しておいた不感帯（ａ）を設定する。
【００６３】
ステップＳ３では、当該設定制御方法の前提条件として、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）（図３参照）について、ボールバルブ１４が全閉（又は全開）された状態となるように、空転角度｛α（ｎ）｝と不感帯（ａ）とを比較する。すなわち、不感帯（ａ）の値から空転角度｛α（ｎ）｝の値を引いた差が、正であるか負であるか否かを判断する。
【００６４】
不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が大きい場合には（ステップＳ３のＮＯ）、次にステップＳ４において、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更する。すなわち、不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が大きい場合には、例えば、シャフト軸４６が閉じ側方向で図２中の（ａ−α）°に設定された場合であっても、ボールバルブ１４が不感帯（ａ）に入らず、ガス通路４２が閉じ始めないため、ガスリークを生じることになる。
【００６５】
そこで、この場合には、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を予め規定された作動範囲（ｓ）、例えば、０°〜９０°よりも拡大し、例えば、−３°〜９３°といった値に再設定することにより、シャフト軸４６が作動範囲（ｓ）内を動作した際に、ボールバルブ１４が確実に全閉されるように設定する。
【００６６】
つまり、このステップＳ３、Ｓ４に係る動作によって、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を空転角度（α）の値によって変更・補正することで、上記したガスリークの防止方法を実行している。なお、流路開閉弁１０では、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲（全閉作動範囲）である不感帯（ａ）と、シャフト軸４６とボールバルブ１４の嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない角度である空転角度（α）との差（ａ−α）が、単に正であるとの条件以外にも、例えば、０より大きな多少の余裕を持った閾値である規定角度範囲（ｃ）を予め設定しておき、差（ａ−α）が規定角度範囲（ｃ）よりも大きい（ａ−α＞ｃ）ことをステップＳ３での条件式として設定してもよい。これにより、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で動作させた際に、ボールバルブ１４を一層確実に全閉位置に作動させることができる。換言すれば、前記規定角度範囲（ｃ）を０以上（ｃ≧０）の所定の値に設定するとよい。
【００６７】
一方、不感帯（ａ）の値より空転角度｛α（ｎ）｝の値の方が小さい場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、上記のガスリークを生じないものと判断し、次にステップＳ５を実行し、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）を設定する。
【００６８】
この作動範囲（β内）は、例えば、制御部６３の図示しない記憶部（メモリ）に複数の数値データのテーブル又は数式として記憶されており、当該ステップＳ５では、制御部６３の制御下に、所定の作動範囲（β内）のデータを前記記憶部のテーブル内の複数のデータから選択し設定する。
【００６９】
ステップＳ６では、ステップＳ５で設定された作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否か、つまり｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいか否かを判断する。
【００７０】
｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より小さい場合には（ステップＳ６のＮＯ）、お掃除モードにおいて、ボールバルブ１４が全閉範囲を超える角度までシャフト軸４６が作動し、ガスリークを惹起することになるため、次にステップＳ７で異なる作動範囲（β内）を前記テーブルから選択し、ステップＳ６に戻って該選択した作動範囲（β内）を設定する。
【００７１】
一方、｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きい場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、お掃除モードをボールバルブ１４の全閉範囲（不感帯）内で作動可能であると判断し、当該第１設定制御方法を終了する。なお、ボールバルブ１４の回動範囲外での作動範囲（β外）については、上記のように（ａ＋α）で設定すればよいが、勿論、ステップＳ５〜Ｓ７に係る作動範囲（β内）の設定方法と同様な方法で設定することも可能である。
【００７２】
このような第１設定制御方法によりお掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）及び作動範囲（β外）が設定されると、制御部６３は、当該設定内容に基づき、ボールバルブ１４が全閉位置（又は全開位置）にある状態で当該お掃除モードを実行する。このお掃除モードは、例えば、ボールバルブ１４が全閉位置にある状態の都度、実行してもよいし、所定時間毎又は所定作動回数毎に実行する等、流路開閉弁１０の使用条件等によって適宜設定すればよい。
【００７３】
例えば、全閉位置（α）°を基準としたお掃除モードを実行する場合には、制御部６３は上記の作動範囲（β内、β外）の設定に基づき、この作動範囲内でシャフト軸４６を１往復又は複数往復作動させることにより、ボールバルブ１４とバルブ押さえ１６やバルブシート１８との間に堆積した堆積物を除去することができる。
【００７４】
なお、全閉位置（α）°を基準としたお掃除モードと、全開位置（９０−α）°を基準としたお掃除モードのいずれを実行するかは、流路開閉弁１０の使用条件等によって適宜設定すればよいが、例えば、ボールバルブ１４が、全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度、又は全開位置からガス通路４２が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内でお掃除モードを実行し、ボールバルブ１４を作動するように構成すると、全閉状態又は全開状態を維持したまま、ボールバルブ１４を可及的に広い動作範囲で作動させることができるため、燃焼生成物の除去を一層効率的に行うことができる。一方、例えば、ボールバルブ１４が、全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度、又は全開位置からガス通路４２が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内でお掃除モードを実行し、ボールバルブ１４を作動するように構成すると、全閉状態又は全開状態を一層確実に維持することができ、お掃除モード中に誤ってガスリークを生じることをより確実に防止することができる。
【００７５】
２．４．２．経年劣化を考慮した設定の説明
次に、上記ステップＳ１における「経年劣化を考慮した設定」の動作フローについて、２つの設定方法を例示して説明する。
【００７６】
流路開閉弁１０を繰り返し使用し、ボールバルブ１４を複数回作動させた際には、凹部４４と先端部４６ａとが互いに複数回ぶつかり合うために経年劣化（磨耗）を生じ、空転角度（α）が次第に大きくなる。そうすると、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）とボールバルブ１４の作動範囲（ｂ）との位置関係がずれ、ボールバルブ１４を全閉位置に設定できず、ガスリークを生じることになる。
【００７７】
すなわち、シャフト軸４６の往復端位置でボールバルブ１４が全閉しない状態（又は全開しない状態）が生じ、上記したステップＳ３（図４参照）での前提条件を満たすことができない可能性を生じる。そこで、この経年劣化を考慮した設定では、流路開閉弁１０の作動中、空転角度（α）が不感帯の角度範囲（ａ）を超えないように制御部６３で常時モニタリングし、（α）が（ａ）を超えた場合にシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する。
【００７８】
２．４．２（１）経年劣化を考慮した設定の第１方法の説明
経年劣化を考慮した設定の第１方法について、図５Ａのフローチャートを参照して説明する。この第１方法では、シャフト軸４６が開き側動作、つまりシャフト軸４６が０°から９０°に向かう方向の動作の場合に経年劣化の判定を行う場合を例示する。
【００７９】
図５Ａ中のステップＳ１１において、この第１方法の実行回数（ｎ）として、ｎ＝０、を設定した後、ステップＳ１２において、今回のシャフト軸４６の回転角度であるシャフト開度（ｔ）が、前記のシャフト軸４６の回転角度であるシャフト開度（ｔ−１）より大きいか否かを判断する。シャフト開度（ｔ）がシャフト開度（ｔ−１）より小さい場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、今回のシャフト軸４６の動作が閉じ側動作であると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８０】
一方、シャフト開度（ｔ）がシャフト開度（ｔ−１）より大きい場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、今回のシャフト軸４６の動作が開き側動作であると判断し、次にステップＳ１３を実行する。
【００８１】
ステップＳ１３では、制御部６３で検出される今回のシャフト軸４６の作動に係る駆動源５８の負荷であるトルク（ｔ）が、所定の閾値より大きいか否かを判断する。具体的には、空転角度（α）の範囲では、シャフト軸４６（駆動源５８）にかかるトルクはゼロという前提条件の下、各時刻における開き側動作（ステップＳ１２）でのシャフト軸４６の動作トルクを制御部６３でモニタリングする。そして、時刻ｔでのトルク（ｔ）が、予め定められた所定のトルク（閾値）より小さい場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、シャフト軸４６が空転角度（α）にあると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８２】
一方、時刻ｔでのトルク（ｔ）が、予め定められた所定のトルク（閾値）を超えた場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、この時刻ｔでシャフト軸４６の空転が終わり、先端部４６ａが凹部４４の壁面に接触したと判断し、この時刻ｔでのシャフト開度（ｎ）を制御部６３の図示しない記憶部に記憶する（ステップＳ１４）。
【００８３】
ステップＳ１５では、この第１方法の実行回数（ｎ）が０（ゼロ）であるか否かを判断し、ｎ＝０、である場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、実行回数が１回目のため前回のデータとの比較が不要と判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００８４】
一方、ステップＳ１５において、ｎ＝０、以外の場合には（ステップＳ１５のＮＯ）、次に、ステップＳ１６に進み、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）よりも大きいか否かを判断する。具体的には、前回の実行時のステップＳ１４において記憶されたシャフト開度（ｎ）と、その後、一度閉じ側動作を終了し、再び開き側動作を実行している今回の実行時においてステップＳ１４で記憶したシャフト開度（ｎ＋１）とを比較する。そして、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）以下である場合には（ステップＳ１６のＮＯ）、次にステップＳ１７を実行し、（ｎ）に（ｎ＋１）を代入してステップＳ１２に戻る。
【００８５】
一方、今回のシャフト開度（ｎ＋１）が前回のシャフト開度（ｎ）より大きい場合には（ステップＳ１６のＹＥＳ）、シャフト開度（ｎ＋１）とシャフト開度（ｎ）との差の分だけ空転角度（α）が増大し、ガタツキが増えたものと判断できるため、この空転角度（α）の増加分だけシャフト軸４６の開度指令値である作動範囲（ｓ）を拡大するように補正する作動範囲補正工程を実行する（ステップＳ１８）。
【００８６】
当該ステップＳ１８では、シャフト軸４６の作動開度（ｓ）を、現在のシャフト軸４６の作動開度（ｓ）に、空転角度（α）の増加分（現在のシャフト開度（ｎ）から前回のシャフト開度（ｎ−１）を引いた差）を足した値で置き換える処理を行う。換言すれば、ステップＳ１６において回動トルクに基づく空転角度（α）が推定されるため、ステップＳ１８では、この推定した空転角度（α）に基づき、予め設定されている空転角度（α）を補正すると共に、該補正した空転角度（α）に基づき、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する。
【００８７】
以上の動作フローを実行することにより、この第１方法では、経年劣化による空転角度（α）の増加分に対応させるべく、シャフト軸４６の作動開度（ｓ）を修正することができる。そこで、次回のお掃除モードの範囲設定方法では、図４のステップＳ１〜Ｓ６について、空転角度（α）を上記ステップＳ１６、Ｓ１８における経年劣化を考慮した空転角度（α）に補正して設定を行うことで、ボールバルブ１４がガスリークを生じない範囲内で適切にお掃除モードを実行することができる。
【００８８】
２．４．２（２）経年劣化を考慮した設定の第２方法の説明
経年劣化を考慮した設定の第２方法について、図５Ｂのフローチャートを参照して説明する。この第２方法では、シャフト軸４６が閉じ側動作、つまりシャフト軸４６が９０°から０°に向かう方向の動作の場合に経年劣化の判定を行う場合を例示する。
【００８９】
図５Ｂ中のステップＳ２１において、制御部６３はシャフト軸４６の指示開度を設定する。例えば、ボールバルブ１４の開き側動作の場合には、シャフト軸４６を０°から９０°まで回動させるために、前回指示開度よりも増加する方向の指示開度が設定される。
【００９０】
ステップＳ２２では、シャフト軸４６の今回指示開度が前回指示開度よりも小さいか否かが判断され、今回指示開度が前回指示開度よりも大きい場合には（ステップＳ２２のＮＯ）、今回のシャフト軸４６の動作が開き側動作であると判断し、ステップＳ２１に戻る。一方、今回指示開度が前回指示開度よりも小さい場合には（ステップＳ２２のＹＥＳ）、今回のシャフト軸４６の動作が閉じ側動作であると判断し、次にステップＳ２３を実行する。
【００９１】
ステップＳ２３では、前回指示開度から今回指示開度を引いた差を、シャフト軸４６の今回の作動開度として設定し、続いて、ステップＳ２４では、前回までの合計作動開度（前回合計作動開度）と今回の作動開度（今回作動開度）とを足した和を、今回までのシャフト軸４６の合計作動開度として設定する。
【００９２】
ステップＳ２５では、例えば、合計作動開度と磨耗量（γ：空転角度の増加分）との特性グラフ、つまり、合計作動開度の変化量に対する磨耗量（γ）の変化量を規定したグラフに基づき、ステップＳ２４で求めた合計作動開度から現在までの磨耗量（γ）を算出する。例えば、上記の特性グラフは、シャフト軸４６の合計作動開度に対する摩耗量（γ）、つまり空転角度の増加分を予め実験等で求めておけばよく、この特性グラフに上記ステップＳ２４で求めた合計作動開度を当てはめることで、その時点で推定される磨耗量（γ）を取得することができる。
【００９３】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で求めた磨耗量（γ）と現在までの空転角度（α）とを足した和を、今回の空転角度（α）として設定する。
【００９４】
ステップＳ２７では、不感帯（ａ）の範囲をステップＳ２６で求めた空転角度（α）が超えているか否かを判断する。すなわち、（ａ−α）≧０、である場合には（ステップＳ２７のＮＯ）、磨耗量（γ）が規定値より少なく、経年劣化がないか又はほとんど生じていないものと判断し、ステップＳ２１に戻る。
【００９５】
一方、（ａ−α）＜０、である場合には（ステップＳ２７のＹＥＳ）、磨耗量（γ）が規定値より多く、経年劣化が進みガスリークを生じる可能性があると判断し、次にステップＳ２８を実行する。
【００９６】
ステップＳ２８では、ステップＳ２７で磨耗量（γ）が規定値を超えていると判断されたことから、これによる空転角度の増加分だけシャフト軸４６の指示開度を拡大するように補正する作動範囲補正工程を実行する。すなわち、当該ステップＳ２８では、今回指示開度と、磨耗量（γ）に基づく空転角度の増加分の補正開度とを足した和を、最終指示開度として設定し、この最終指示開度に基づきシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を設定する。なお、この第２方法でも、ステップＳ２８で算出した最終指示開度に基づき、次回のお掃除モードの範囲設定方法では、図４のステップＳ１〜Ｓ６を実行することで、ボールバルブ１４がガスリークを生じない範囲内でお掃除モードを実行することが可能となる。
【００９７】
２．４．３．第２設定制御方法の説明
次に、ボールバルブ１４の回動範囲内でのお掃除モードの範囲設定方法における第２設定制御方法について、図６のフローチャートに基づき説明する。
【００９８】
当該第２設定制御方法についても、図６中のステップＳ１〜Ｓ４は、上記した図４中のステップＳ１〜Ｓ４と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９９】
図６中のステップＳ３１では、図４中のステップＳ５と略同様に、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β内）を設定する。
【０１００】
次に、ステップＳ３２では、ステップＳ３１で設定された作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否か、つまり｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいか否かを判断する。
【０１０１】
｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より小さい場合には（ステップＳ３２のＮＯ）、お掃除モードにおいて、ボールバルブ１４が全閉範囲を超える角度までシャフト軸４６が作動し、ガスリークを惹起することになるため、次にステップＳ３３においてシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更し、再びステップＳ３２に戻る。そして、このように再度実行されるステップＳ３２では、該変更したシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）に基づき設定される作動範囲（β内）が、ボールバルブ１４の全閉位置の内側にあるか否かを判断する。
【０１０２】
一方、｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きい場合には（ステップＳ３２のＹＥＳ）、お掃除モードをボールバルブ１４の全閉範囲内で作動可能であると判断し、当該第２設定制御方法を終了する。そこで、制御部６３は、この第２設定制御方法により設定された作動範囲（β内）でお掃除モードを適宜実行する。
【０１０３】
なお、このようにシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更した場合、該作動範囲（ｓ）の変更方法によっては、お掃除モードでのシャフト軸４６の作動範囲（β外）が変更されることもある。そこで、この場合には、図６中の破線で示すステップＳ３４、Ｓ３５をさらに実行し、作動範囲（β外）についても、ステップＳ３２、Ｓ３３と略同様な処理を実行してもよい。
【０１０４】
すなわち、ステップＳ３３で設定されたシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）の変更角度分を（ｄ）とすると、ステップＳ３４では、この場合の作動範囲（β外）である｛ａ＋α（ｎ）−ｄ｝が作動範囲（β外）より大きいか否かを判断し、その結果に基づき、必要に応じてステップＳ３５を実行してシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を変更すればよい。
【０１０５】
また、このような第２設定制御方法では、ステップＳ３３でシャフト軸４６の作動範囲を所定の変更可能範囲内で変更しても、ステップＳ３２において｛ａ−α（ｎ）｝が作動範囲（β内）より大きいとの解が得られない可能性もある。そこで、この場合には、ステップＳ３３に代えて、図４中のステップＳ５〜Ｓ７を実行するようにしてもよく、ステップＳ３４、Ｓ３５についても略同様である。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態に係る流路開閉弁１０によれば、ボールバルブ１４の全閉位置からガス通路４２が開き始めるまでの角度範囲（全閉作動範囲）である不感帯（ａ）と、シャフト軸４６とボールバルブ１４の嵌合部４７でのガタツキにより、シャフト軸４６が回動してもボールバルブ１４が回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）又は０よりも大きく設定されている。また、本実施の形態に係るシャフト軸４６の回動制御方法によれば、空転角度（α）が、全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（図４のステップＳ３）と、空転角度（α）が全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、シャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する工程（図４のステップＳ４）とを有する。従って、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で動作させた際に、ボールバルブ１４を確実に全閉位置に作動させることができ、ガスリークの発生を防止することができる。
【０１０７】
この場合、経年劣化によって空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけシャフト軸４６の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（図５ＡのステップＳ１８及び図５ＢのステップＳ２８）を実行することにより、経年劣化によって空転角度（α）が増加した場合であっても、シャフト軸４６を所定の作動範囲（ｓ）で作動させた際には、ボールバルブ１４を確実に全閉させることができる。
【０１０８】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…流路開閉弁 １２…ボディ本体
１４…ボールバルブ １６…バルブ押さえ
１８…バルブシート ２０…駆動力伝達機構
２２…ガス流入口 ２４…ガス流出口
４２…ガス通路 ４４…凹部
４６…シャフト軸 ４６ａ…先端部
４７…嵌合部 ６３…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路が貫通形成されたボールバルブと、
前記ボールバルブを回転自在に収容する室が設けられ、且つ該室の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口及び流体流出口が設けられたボディ本体と、
アクチュエータの駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブを前記室内で回動させて前記流体流入口と前記流体流出口とを連通及び遮断するシャフト軸と、
前記ボールバルブの前記流体流入口側に設けられ、前記ボールバルブに変位自在に摺接するバルブ押さえと、
前記ボールバルブの前記流体流出口側に設けられ、前記ボールバルブが着座するバルブシートと、
前記バルブ押さえを前記ボールバルブ側に押圧することで、前記ボールバルブを前記バルブシート側に押圧する弾性部材と、
を備える流路開閉弁であって、
前記ボールバルブの全閉位置から前記流体通路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、前記シャフト軸と前記ボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、前記シャフト軸が回動しても前記ボールバルブが回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きい（ａ−α＞ｃ）ことを特徴とする流路開閉弁。
【請求項２】
流体通路が貫通形成されたボールバルブと、
前記ボールバルブを回転自在に収容する室が設けられ、且つ該室の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口及び流体流出口が設けられたボディ本体と、
アクチュエータの駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブを前記室内で回動させて前記流体流入口と前記流体流出口とを連通及び遮断するシャフト軸と、
前記ボールバルブの前記流体流入口側に設けられ、前記ボールバルブに変位自在に摺接するバルブ押さえと、
前記ボールバルブの前記流体流出口側に設けられ、前記ボールバルブが着座するバルブシートと、
前記バルブ押さえを前記ボールバルブ側に押圧することで、前記ボールバルブを前記バルブシート側に押圧する弾性部材と、
を備える流路開閉弁におけるシャフト軸の回動制御方法であって、
前記シャフト軸と前記ボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、前記シャフト軸が回動しても前記ボールバルブが回動しない角度である空転角度（α）が、前記ボールバルブの全閉位置から前記流体通路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（Ｓ３）と、
前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ４）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項３】
請求項２記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけ前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（Ｓ１８、Ｓ２８）を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記作動範囲補正工程（Ｓ２８）は、前記ボールバルブの全作動開度を積算する工程（Ｓ２４）と、
前記積算した作動開度から前記嵌合部での磨耗量（γ）を推定する工程（Ｓ２５）と、
前記推定した摩耗量（γ）に基づき、前記空転角度（α）を補正する工程（Ｓ２６）と、
前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ２８）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項５】
請求項３記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記空転角度補正工程（Ｓ１８）は、前記シャフト軸の各開度での回動トルクを測定する工程（Ｓ１３）と、
前記測定した回動トルクに基づき、前記空転角度（α）を推定する工程（Ｓ１６）と、
前記推定した空転角度（α）に基づき、該空転角度（α）を補正する工程（Ｓ１８）と、
前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ１８）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブの回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（Ｓ５）と、
前記設定された前記回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（Ｓ６）と、
前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、該回動規定範囲（β内）を変更して再度設定する工程（Ｓ７）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブの回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（Ｓ３１）と、
前記設定された回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（Ｓ３２）と、
前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を変更する工程（Ｓ３３）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブが、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内で、前記ボールバルブを作動する工程を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項９】
請求項２〜７のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブが、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内で、前記ボールバルブを作動する工程を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項１】
流体通路が貫通形成されたボールバルブと、
前記ボールバルブを回転自在に収容する室が設けられ、且つ該室の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口及び流体流出口が設けられたボディ本体と、
アクチュエータの駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブを前記室内で回動させて前記流体流入口と前記流体流出口とを連通及び遮断するシャフト軸と、
前記ボールバルブの前記流体流入口側に設けられ、前記ボールバルブに変位自在に摺接するバルブ押さえと、
前記ボールバルブの前記流体流出口側に設けられ、前記ボールバルブが着座するバルブシートと、
前記バルブ押さえを前記ボールバルブ側に押圧することで、前記ボールバルブを前記バルブシート側に押圧する弾性部材と、
を備える流路開閉弁であって、
前記ボールバルブの全閉位置から前記流体通路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）と、前記シャフト軸と前記ボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、前記シャフト軸が回動しても前記ボールバルブが回動しない角度である空転角度（α）との差が、予め設定された規定角度範囲（ｃ）よりも大きい（ａ−α＞ｃ）ことを特徴とする流路開閉弁。
【請求項２】
流体通路が貫通形成されたボールバルブと、
前記ボールバルブを回転自在に収容する室が設けられ、且つ該室の上流側及び下流側にそれぞれ流体流入口及び流体流出口が設けられたボディ本体と、
アクチュエータの駆動作用下に回転することで、前記ボールバルブを前記室内で回動させて前記流体流入口と前記流体流出口とを連通及び遮断するシャフト軸と、
前記ボールバルブの前記流体流入口側に設けられ、前記ボールバルブに変位自在に摺接するバルブ押さえと、
前記ボールバルブの前記流体流出口側に設けられ、前記ボールバルブが着座するバルブシートと、
前記バルブ押さえを前記ボールバルブ側に押圧することで、前記ボールバルブを前記バルブシート側に押圧する弾性部材と、
を備える流路開閉弁におけるシャフト軸の回動制御方法であって、
前記シャフト軸と前記ボールバルブとの嵌合部でのガタツキにより、前記シャフト軸が回動しても前記ボールバルブが回動しない角度である空転角度（α）が、前記ボールバルブの全閉位置から前記流体通路が開き始めるまでの角度範囲である全閉作動範囲（ａ）を超えているか否かを判断する工程（Ｓ３）と、
前記空転角度（α）が、前記全閉作動範囲（ａ）を超えている場合に、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ４）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項３】
請求項２記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記空転角度（α）が変化した場合には、その変化分だけ前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する作動範囲補正工程（Ｓ１８、Ｓ２８）を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記作動範囲補正工程（Ｓ２８）は、前記ボールバルブの全作動開度を積算する工程（Ｓ２４）と、
前記積算した作動開度から前記嵌合部での磨耗量（γ）を推定する工程（Ｓ２５）と、
前記推定した摩耗量（γ）に基づき、前記空転角度（α）を補正する工程（Ｓ２６）と、
前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ２８）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項５】
請求項３記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記空転角度補正工程（Ｓ１８）は、前記シャフト軸の各開度での回動トルクを測定する工程（Ｓ１３）と、
前記測定した回動トルクに基づき、前記空転角度（α）を推定する工程（Ｓ１６）と、
前記推定した空転角度（α）に基づき、該空転角度（α）を補正する工程（Ｓ１８）と、
前記補正した前記空転角度（α）に基づき、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を補正する工程（Ｓ１８）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブの回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（Ｓ５）と、
前記設定された前記回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（Ｓ６）と、
前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、該回動規定範囲（β内）を変更して再度設定する工程（Ｓ７）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブの回動範囲内での前記シャフト軸の回動規定範囲（β内）を設定する工程（Ｓ３１）と、
前記設定された回動規定範囲（β内）が、前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも大きいか否かを判断する工程（Ｓ３２）と、
前記空転角度（α）と前記全閉作動範囲（ａ）との差（ａ−α）よりも前記回動規定範囲（β内）が大きい場合に、前記シャフト軸の作動範囲（ｓ）を変更する工程（Ｓ３３）と、
を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブが、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、大きい角度の範囲内で、前記ボールバルブを作動する工程を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【請求項９】
請求項２〜７のいずれか１項に記載のシャフト軸の回動制御方法において、
前記ボールバルブが、全閉位置から前記流体流路が開き始めるまでの角度、又は全開位置から前記流体流路が閉じ始めるまでの角度のうち、小さい角度の範囲内で、前記ボールバルブを作動する工程を有することを特徴とするシャフト軸の回動制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４７２３８（Ｐ２０１２−４７２３８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８７８２（Ｐ２０１０−１８８７８２）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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