JP2000018396A

JP2000018396A - バタフライバルブ

Info

Publication number: JP2000018396A
Application number: JP10250588A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kaneko; 昌弘金子; Koji Fujita; 浩司藤田
Original assignee: Bosch Braking Systems Co Ltd; Bosch Braking Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp; Bosch Braking Systems Corp
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】バタフライバルブの閉弁時、弁体とバルブ本
体との隙間を、高速で通過するガスが発生する気流音を
低減させる。【解決手段】ガス通路２の一部を形成するバルブ本体
１３と、該バルブ本体１３の内部に配設される弁体４
と、該弁体４を固着される回転軸５と、前記バルブ本体
１３に形成された２個の回転軸支持穴内にそれぞれ嵌合
され、前記回転軸５を回動自在に支持する筒状の軸受部
材とを備えるバタフライバルブ１１であって、前記バル
ブ本体１３の内周面で、前記回転軸５により回動される
前記弁体４に対向する領域を含む内周面の上、下流側
に、球面形状部１４が形成されるとともに、該球面形状
部１４の中央部分から上流側に、単数または複数個の圧
力変化量調整溝１５が形成され、前記弁体４の回動によ
り、通過するガスの圧力変化量を調整するとともに、全
閉時、前記通過ガスの気流音を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気流騒音が低減さ
れ、かつ排気ガス圧変化量調整溝が設けられるバタフラ
イバルブに関し、特に、自動車などに装備される排気ブ
レーキ装置に使用される排気ブレーキバルブや暖気装置
に使用される暖気バルブなどにも、好適なバタフライバ
ルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ブレーキ装置は、主としてトラック
やバスなどに装備され、エンジンの排気管の途中に配設
された排気ブレーキバルブ、すなわち、バタフライバル
ブを閉弁して排気ガス圧を上昇させ、長い降坂路などに
おいて、車両に効果的な制動を行うようにしたものであ
る。

【０００３】従来、この種のバタフライバルブとして
は、例えば、図１１に示すものがある。図１１におい
て、該バタフライバルブ１は、エンジンの排気ガス通路
２の一部を形成するバルブ本体３と、このバルブ本体３
の内部に配設される円板状の弁体４とを備えるととも
に、該弁体４を支持する回転軸５は、筒状の軸受部材
（ブッシュ）６，７およびパッキング（シールリングま
たはラビリンスシール）８をそれぞれ介して、前記バル
ブ本体３に回動自在に取り付けられている。

【０００４】そして、図示しないアクチュエータの駆動
軸の軸心位置で、前記回転軸５の一端に固着されたレバ
ー９に、前記アクチュエータから回転駆動力が伝達され
て、前記回転軸５が回動され、前記排気ガス通路２を前
記弁体４により開閉するようになっている。なお、図１
１は開弁状態を示す。

【０００５】そして、前記バタフライバルブ１は、排気
ブレーキ作動時、すなわち、前記弁体４の閉弁時、該弁
体４にて前記排気ガス通路２を完全に閉塞してしまう
と、排気ガス圧が過大な負荷としてエンジンに作用し、
そのため、エンジンストップを招来する。従って、前記
排気ガス通路２を完全に閉塞状態にすることなく、前記
弁体４と排気ガス通路２の周面との間に僅かな隙間を設
けたり、または前記弁体４に穴をあけたりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記排気ブ
レーキ装置、または暖気装置の動作時、すなわち、図１
２に示す前記バタフライバルブ１が弁角度７５゜で全閉
するとき、前記弁体４とバルブ本体３との隙間から排出
される高速の排気ガスは、該バルブ本体３の壁面３ａを
流れるため、「シュー」という気流音を、しばしば発生
していた。

【０００７】この「シュー」という気流音は、前記高速
の排気ガスと前記壁面３ａとの摩擦により発生するもの
で、該気流音は、外部に伝播して騒音の原因になるとい
う問題点があった。このため、自動車の運転者などに不
快感を与えていた。

【０００８】また、前記バタフライバルブ１の作動時、
特に閉弁間際に、前記弁体４の周縁部と前記バルブ本体
３との隙間（排気ガスの通過面積）が変化するため、該
弁体４の角度に対して、排気ガス圧や排気ガス流量が大
きく変化して、調整が難しく、ブレーキ装置や暖気装置
の性能が不安定になり易く、かつ、白煙や黒煙が排出さ
れる虞があるという問題点があった。

【０００９】さらに、前記バタフライバルブ１は、中間
開度の位置では、回転軸５の摩擦抵抗のため、３位置停
止型パワーチャンバの停止位置にヒステリシスが発生し
て、排気ガス圧が大きくばらつくという問題点もあっ
た。

【００１０】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、前記閉弁、特に全閉
時、弁体とバルブ本体との隙間を、高速で通過するガス
が発生する気流音を低減させるバタフライバルブを提供
することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、例えば、自動車など
に装備される排気ブレーキ装置の排気ブレーキバルブ
や、暖気装置の暖気バルブなどに使用されるバタフライ
バルブで、全閉時、前記高速の排気ガスが発生する気流
音を低減させ、かつ、該バタフライバルブの作動時、排
気ガス圧や排気ガス流量の調整が容易にできるととも
に、性能が安定化されるバタフライバルブを提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、ガス通路の一部を形成するバルブ本
体と、該バルブ本体の内部に配設される弁体と、該弁体
を固着し、一方の端部に回転駆動力が伝達される回転軸
と、前記バルブ本体に形成された２個の回転軸支持穴内
にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を回動自在に
支持する筒状の軸受部材とを備えるバタフライバルブに
おいて、次の通りである。

【００１３】前記バルブ本体の内周面であって、前記回
転軸により回動される前記弁体に対向する領域を含む円
筒内周面の上、下流側に、凹球面形状部が形成されると
ともに、該凹球面形状部の中央部分から上流側に、単数
または複数個の圧力変化量調整溝が形成され、前記弁体
の回動により、通過するガスの圧力変化量を調整できる
ようになっている。

【００１４】また、前記バルブ本体の前記凹球面形状部
の上流側端と、該バルブ本体の内周面とは、滑らかな流
線的曲面を有する流線部により接続されるとともに、前
記凹球面形状部の下流側端と、該バルブ本体の内周面と
は、該バルブ本体の内径が大きいエッジ形状の段差部に
より接続されている。

【００１５】さらに、前記バルブ本体の内周面であっ
て、前記回転軸により回動される前記弁体に対向する領
域を含む円筒内周面の上、下流側に、凹球面形状部が形
成されるとともに、該凹球面形状部の中央部分の若干上
流側寄りの部分から上流側で、前記弁体に対向する前記
領域に、深さがほぼ同一の導通溝を形成するとともに、
該凹球面形状部の中央部分付近では、前記導通溝に連通
しながら、その底面が前記バルブ本体の内周面に平行な
圧力変化量調整溝が形成され、前記弁体の回動により、
前記球面形状部の中央部分付近を通過するガスの圧力変
化量を調整できるようになっている。

【００１６】また、前記バルブ本体に、前記弁体の閉弁
時排気ガス圧がかからない位置を起点に、前記弁体の中
間開度位置における上流側と下流側とを連通するバイパ
ス通路を形成するとともに、該バルブ本体に、該バイパ
ス通路の開度を調整する調整ねじを配設し、前記弁体の
中間開度位置における前記バイパス通路を通過するガス
流量を、該調整ねじにより調整して、前記バルブの上流
側の排気ガス圧を調整できるようになっている。

【００１７】さらに、前記バルブ本体の下流側端から、
前記凹球面形状部の前記回転軸が支持される部分に至る
内壁面に、前記弁体が固着された前記回転軸の組み付け
のための、ガス通路に平行な組み付け溝が設けられてい
る。

【００１８】本発明は以上のように構成されているの
で、該バタフライバルブが全閉のとき、前記バルブ本体
の中央部に形成されている凹球面形状部により、前記弁
体と前記バルブ本体との隙間を高速で通過するガス（例
えば、自動車の高速の排気ガス）を、前記バルブ本体の
下流側中央部分に導き、該バルブ本体の壁面では、前記
通過ガスの流速を遅くするような構造とし、該壁面を前
記高速通過ガスが流れないようにしている。このため、
前記バタフライバルブの全閉時、前記通過ガスの気流音
を低減させている。

【００１９】また、その底面が、前記バルブ本体の内周
面である、前記圧力変化量調整溝の弁角度に対する背圧
の変化が小さいので、排気ガスの小流量の調整が可能で
ある。このため、前記バタフライバルブの作動時、排気
ガス圧や排気ガス流量の調整が容易になる。

【００２０】前記バルブ本体内に、前記弁体に対向して
形成される前記凹球面形状部と、該凹球面形状部の上流
側に形成される前記導通溝と、流量調整付きの前記バイ
パス通路とにより、前記弁体の角度に対する排気ガス圧
と、その流量のばらつきを減少させている。

【００２１】前記バルブ本体の下流側の内壁面に、前記
弁体が固着された前記回転軸の組み付け用溝が設けられ
ているので、前記バタフライバルブの生産性と保守性の
向上が図られている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を詳しく説明する。本発明のバタフライ
バルブは、そのバルブ本体の内周面で、弁体が開閉され
る範囲の上、下流側に、凹球面形状部を形成し、該凹球
面形状部の中央部分（閉弁位置）から上流側に、その底
面が前記バルブ本体の内周面（前記ガス通路軸に平行）
である、少なくとも１個の圧力変化量調整溝を設けて、
前記弁体の回動により、通過ガスの圧力変化量を調整で
きるようにする。

【００２３】そして、前記バルブ本体の前記球面形状部
と、その上流側の内周面と間を流線部により、通過ガス
の圧力損失を小さくするとともに、前記球面形状部と、
該バルブ本体の下流側の内周面と間に形成されているエ
ッジ形状の段差部により、前記弁体と前記バルブ本体と
の隙間を高速で通過するガス（例えば、前記排気ガス）
を、前記バルブ本体の下流側中央部分に効率よく導き、
前記バタフライバルブの全閉時、前記通過ガスの気流音
を低減させている。

【００２４】また、前記バルブ本体内に、前記弁体に対
向して形成される前記凹球面形状部の上流側に形成さ
れ、深さがほぼ同一の導通溝と、該凹球面形状部の中央
部分付近に形成される、底面が前記バルブ本体の内周面
に平行な圧力変化量調整溝とにより、前記弁体の回動に
より、前記球面形状部の中央部分付近を通過するガスの
圧力変化量を細かに調整する。

【００２５】そして、前記バルブ本体に、前記弁体の中
間開度位置で、上流側と下流側とを連通する流量調整付
きのバイパス通路を形成して、該バイパス通路を通過す
るガス流量を、調整ねじにより調整して、前記バタフラ
イバルブの上流側の排気ガス圧を調整できるようにす
る。

【００２６】（第１実施例）図１は、本発明のバタフラ
イバルブの第１実施例を示す断面図、図２は、図１のバ
ルブ本体の上流側からみた右側面図、図３は、図１のバ
ルブ本体の下流側からみた左側面図で、図１１および図
１２と同一部材には同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００２７】図１において、本実施例におけるバタフラ
イバルブ１１は、自動車などに装備される排気ブレーキ
装置の排気ブレーキバルブ、または暖気装置の暖気バル
ブとして、使用されるものを示す。該バタフライバルブ
１１は、その一端と、弁体４を固着した回転軸５の、図
２に示す支持穴１３ａ，１３ｂ付近とに、それぞれ取付
用フランジを備えるとともに、排気ガス通路２の一部を
形成するほぼ円筒形状のバルブ本体１３と、このバルブ
本体１３の円形状の内部通路１２に開閉自在に配設され
る円板状の弁体４とを備えている。

【００２８】前記バルブ本体１３には、その内部通路１
２に連通、かつ該内部通路１２を横断するように両側に
同心軸状に形成された一対の前記回転軸支持穴１３ａ，
１３ｂを有し、これら支持穴１３ａ，１３ｂの内部に
は、図示しない筒状の軸受部材（ブッシュ）６，７が、
締まりばめにより、圧入嵌合されている。そして、前記
軸受部材６，７には、前記弁体４を支持、固着した回転
軸５が、前記バルブ本体１３に回動自在に取り付けられ
ている。また、前記一方または両方の回転軸支持穴１３
ａ，１３ｂ、特に前記回転軸５を貫通させる前記支持穴
１３ａには、パッキング（シールリングまたはラビリン
スシール）８により、前記排気ガス通路２を流れる排気
ガスが、外部に漏れないようにシールされている。

【００２９】そして、前記回転軸５の一方の端部に固着
された前記レバー９に、前記アクチュエータから回転駆
動力が伝達されて、前記回転軸５が回動され、前記排気
ガス通路２を前記弁体４により開閉するようになってい
る。なお、図１の前記弁体４の実線は、閉弁開始の状態
を示し、一点鎖線は閉弁状態を示す。

【００３０】次いで、図１および図２において、前記バ
タフライバルブ１１の前記バルブ本体１３の内周面で、
前記回転軸５の回動により、開閉される前記弁体４の周
縁部に対向する領域、すなわち、仮想円筒面１３ｃを形
成する部分の内周面の、前記回転軸５を中心とする上、
下流側に、凹球面形状部１４が形成されている。

【００３１】該凹球面形状部１４が、前記バルブ本体１
３の内周面に形成されると、該バルブ本体１３の口径が
絞られることになり、そこを通過するガスの圧力損失が
大きくなりがちにある。この圧力損失を小さくするた
め、前記バルブ本体１３の前記凹球面形状部１４の上流
側端と、該バルブ本体１３の上流（入口）側内周面との
間は、極力滑らかな流線的曲面を有する流線部１４ａを
形成させ、該流線部１４ａにより、接続している。ま
た、前記凹球面形状部１４の下流側端と、該バルブ本体
１３の下流（出口）側内周面との間は、前記凹球面形状
部１４の下流側端の内径より大きい該バルブ本体１３側
の内径により、エッジ形状の段差部１４ｂを形成させ、
該段差部１４ｂにより接続されている。

【００３２】他方、前記バルブ本体１３の内周面に、開
閉する前記弁体４に対向して、形成された前記凹球面形
状部１４の範囲においては、前記弁体４を開閉させるた
め、弁角度を変化させたとき、前記弁体４と前記バルブ
本体１３との隙間が変化しないので、通過するガスの流
量変化もないか、少ない。

【００３３】したがって、所望する弁角度に対する、排
気ガス圧やその流量の関係を得るため、前記バルブ本体
１３の前記凹球面形状部１４の中央部分から、上流側
に、排気ガス流に沿って、単数または複数個（本実施例
では、１個）の圧力変化量調整溝１５を形成させ、該圧
力変化量調整溝１５に対し、前記弁体４の回動により、
該溝１５を通過するガスの圧力変化量を調整できるよう
にしている。なお、本実施例における前記圧力変化量調
整溝１５の底面は、前記バルブ本体１３の内周面に一致
させているが、所望の弁角度に対する圧力、流量を得る
ため、該圧力変化量調整溝１５の形状は、任意に決定で
きる。

【００３４】前記圧力変化量調整溝１５を、該凹球面形
状部１４の上流側に設けたのは、前記弁体４と前記バル
ブ本体１３との隙間を高速で通過するガスを、該バルブ
本体１３の下流側中央部分に導く、前記球面形状部１４
の円周の長さを減少させないためである。

【００３５】前述のような前記バルブ本体１３の構造に
より、前記弁体４が全閉のとき、前記バルブ本体１３に
形成された前記球面形状部１４と前記エッジ形状の段差
部１４ｂにより、前記弁体４と前記バルブ本体１３との
隙間を高速で通過するガス（排気ガス）を、前記バルブ
本体１３の下流側中央部分に導いて、該中央部分の通過
ガスの流速が速く、該バルブ本体１３の壁面では、前記
通過ガスの流速が遅くなるようにしている。このため、
前記通過ガスの気流音を低減させている。

【００３６】さらに、前記バルブ本体１３に、前記弁体
４が固着された前記回転軸５の組み付けを容易にするた
め、前記バルブ本体１３の下流（出口）側端から、前記
球面形状部１４のほぼ中央部分（前記回転軸５を組み付
け部分）に至る内壁面に、ガス通路に平行に形成された
２個の組み付け溝１６が設けられている。この２個の組
み付け溝１６が、前記弁体４の下流側に設けられている
と、閉弁時の上流側のガス圧が、前記回転軸支持穴に直
接かからず、該ガスの一部が、前記回転軸支持穴の軸受
部材を通して、外部に漏れるのを防いでいる。

【００３７】（第２実施例）図４は、本発明のバタフラ
イバルブの第２実施例を示し、図４（ａ）は、その断面
図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ部拡大図、図５は、
図４（ａ）のバルブ本体の上流側からみた左側面図で、
図１１および図１２と同一部材には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【００３８】図４（ａ）において、本実施例におけるバ
タフライバルブ２１は、前記第１実施例と同様に、排気
ブレーキ装置の排気ブレーキバルブ、または暖気装置の
暖気バルブとして、使用されるものを示す。該バタフラ
イバルブ２１は、その一端と、弁体４を固着した回転軸
５の、図５に示す支持穴２３ａ，２３ｂ付近とに、それ
ぞれ取付用フランジを備えるとともに、排気ガス通路２
の一部を形成するほぼ円筒形状のバルブ本体２３と、こ
のバルブ本体２３内に嵌着して、内部通路１２を形成す
る凹球面ブロック２４と、前記バルブ本体２３内に同様
に嵌着して内部通路１２を形成しながら、該凹球面ブロ
ック２４の上流側に接合する流線ブロック２５と、前記
凹球面ブロック２４内に開閉自在に配設される、前記回
転軸５に固着された円板状の弁体４とを備えている。な
お、前記流線ブロック２５は、前記バルブ本体２３と一
体的に形成しておいてもよく、さらに、前記凹球面ブロ
ック２４をも、前記バルブ本体２３と一体的に形成して
おいてもよい。

【００３９】前記バルブ本体２３には、その内部通路１
２に連通、かつ該内部通路１２を横断するように両側に
同心軸状に形成された一対の前記回転軸支持穴２３ａ，
２３ｂを有し、これら支持穴２３ａ，２３ｂの内部に
は、図示しない筒状の軸受部材（ブッシュ）６，７が、
締まりばめにより、圧入嵌合されている。そして、前記
軸受部材６，７には、前記弁体４を支持、固着した回転
軸５が、前記バルブ本体２３に回動自在に取り付けられ
ている。また、前記一方または両方の回転軸支持穴２３
ａ，２３ｂ、特に前記回転軸５を貫通させる前記支持穴
２３ａには、パッキング（シールリングまたはラビリン
スシール）８により、前記排気ガス通路２を流れる排気
ガスが、外部に漏れないようにシールされている。

【００４０】そして、前記回転軸５の一方の端部に固着
された前記レバー９に、前記アクチュエータから回転駆
動力が伝達されて、前記回転軸５が回動され、前記排気
ガス通路２を前記弁体４により開閉するようになってい
る。なお、図４（ａ）の前記弁体４の実線は、閉弁開始
の状態を示し、一点鎖線は閉弁状態を示す。

【００４１】次いで、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図５
において、前記バタフライバルブ２１の前記バルブ本体
２３の内周面に嵌着された前記凹球面ブロック２４は、
その内周面で、前記回転軸５の回動により、開閉される
前記弁体４の周縁部に対向する領域にわたって、前記回
転軸５を中心とする上、下流側に、凹球面形状部２４ａ
が形成されている。

【００４２】前記凹球面ブロック２４の上流側に接合し
て配設される前記流線ブロック２５は、前記凹球面形状
部２４ａの上流側端と、前記バルブ本体２３の上流側端
内周面との間を、極力滑らかな流線的曲面を有する流線
部２５ａで形成させ、該流線部２５ａにより、該両端を
滑らかに接続している。また、前記凹球面ブロック２４
の凹球面形状部２４ａの下流側端と、前記バルブ本体２
３の下流側内周面との間は、前記凹球面形状部２４ａの
下流側端の内径より大きい該バルブ本体２３側の内径に
より、エッジ形状の段差部２４ｂを形成させ、該段差部
２４ｂにより接続されている。

【００４３】他方、前記凹球面ブロック２４の内周面に
形成された前記凹球面形状部２４ａの、閉弁位置である
中央部分の若干上流側寄りの部分から上流側で、前記弁
体４に対向する前記凹球面形状部２４ａと、前記流線ブ
ロック２５の流線部２５ａとにまたがる領域に、前記排
気ガスの流れに沿って、深さがほぼ同一で、弁体４の中
間開度用排圧調整溝としての導通溝２６が形成される。

【００４４】同時に、該凹球面形状部２４ａの中央部分
付近では、前記導通溝２６に連通しながら、その底面が
前記バルブ本体２３の内周面に平行（その端は前記導通
溝２６の深さより浅く形成される）で、かつ前記凹球面
形状部２４ａの下流側に滑らかに接続する圧力変化量調
整溝２７が形成される。このため、前記弁体４の閉弁間
際の回動により、該調整溝２７の前記凹球面形状部２５
ａの中央部分付近を通過する排気ガスの圧力変化量が、
細かく調整できるようになっている。その他の作用につ
いては、前記第１実施例に記載したものと同様である。

【００４５】さらに、図４（ａ）に示すように、前記凹
球面ブロック２４には、前記弁体４の閉弁時排気ガス圧
がかからない位置を起点にして、前記弁体４の中間開度
位置において上流側と下流側とを連通するバイパス通路
３０が形成されるとともに、該凹球面ブロック２４に、
該バイパス通路３０を開度を、その先端で調整する調整
ねじ３１を配設し、前記弁体４の中間開度位置における
前記バイパス通路３０を通過する排気ガス流量を、前記
バルブ本体２３に設けられた貫通穴を介し、該調整ねじ
３１で調整して、前記バタフライバルブ２１の上流側の
排気ガス圧を適宜調整できるようにしている。

【００４６】図６は、本実施例で、前記バイパス通路３
０が閉状態における、前記弁体４の弁角度（開度）に対
する、上流側の排気ガス圧の変化を示す図であり、該弁
体４の閉弁間際では、その弁角度に対する該排気ガス圧
の変化量が小さい。この場合、前記弁体４が、全開のと
きの前記排気ガス圧は、０mmHg，半開のときは、３５０
mmHg，全閉のときは、６５０mmHgである。本実施例で
は、前記弁体４が半開のときの排気ガス圧は、全閉のと
きの該ガス圧より低く設定される。

【００４７】図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）
は、本実施例における前記凹球面ブロック２４の変形例
を示すもので、図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）
は、それぞれ同順に対応する変形例の、前記弁体４の弁
角度（開度）に対する、上流側の排気ガス圧の変化を示
す図である。

【００４８】図７（ａ）は、前記凹球面ブロック２４の
内周面に形成された前記凹球面形状部２４ａの中央部分
の若干上流側寄りの部分から下流側に、その底面が前記
バルブ本体２３の内周面に平行な中間開度用排圧調整溝
としての導通溝３２が形成されたものであり、図７
（ｂ）は、前記バイパス通路３０が閉状態の場合であ
る。この場合、前記弁体４が、全開のときの前記排気ガ
ス圧は、０mmHg，半開のときは、６５０mmHg，全閉のと
きは、３５０mmHgである。この変形例では、前記弁体４
が半開のときの排気ガス圧は、全閉のときの該ガス圧よ
り高くなるように設定されている。これは、前記導通溝
３２の通路面積を大きくすることで、このような特性が
得られ、前記図６に対して、逆な特性が得られる。

【００４９】図８（ａ）は、前記凹球面ブロック２４の
内周面に形成された前記凹球面形状部２４ａの中央部分
の若干上流側寄りの部分から下流側に、その底面が前記
バルブ本体２３の内周面に平行で、その深さが、図７
（ａ）の前記導通溝３２の深さより浅い中間開度用排圧
調整溝としての導通溝３３が形成されたものであり、図
８（ｂ）は、前記バイパス通路３０が開状態の場合であ
る。この場合、前記弁体４が、全開のときの前記排気ガ
ス圧は、０mmHg，半開のときは、３５０mmHg，全閉のと
きは、６５０mmHgである。この変形例では、前記弁体４
が半開のときの排気ガス圧は、全閉のときの該ガス圧よ
り低く設定されている。これは、前記流量調整付きのバ
イパス通路３０の通路面積を大きくすることで、このよ
うな特性が得られる。

【００５０】図９（ａ）は、前記凹球面ブロック２４の
内周面に形成された前記凹球面形状部２４ａの中央部分
の若干下流側寄りの部分から上流側に、その底面が前記
バルブ本体２３の内周面に平行で、その深さが、可成り
浅い圧力変化量調整溝３４が形成されるとともに、上流
側から、前記凹球面形状部２４ａの閉弁位置である中央
部分の若干上流側寄りの部分に開口し、かつ前記弁体４
が中間開度位置で下流側に開口する第２のバイパス通路
３５が形成されたものであり、図９（ｂ）は、前記バイ
パス通路３０が閉状態の場合である。この場合、前記弁
体４が、全開のときの前記排気ガス圧は、０mmHg，半開
のときは、３５０mmHg，全閉のときは、６５０mmHgであ
る。この変形例では、前記弁体４が半開のときの排気ガ
ス圧は、全閉のときの該ガス圧より低く設定されてい
る。なお、第２のバイパス通路３５は、図４（ａ）の導
通溝２６に代わる貫通穴である。

【００５１】次いで、図１０は、バタフライバルブを、
自動車などに装備される排気ブレーキ装置の排気ブレー
キバルブ、または暖気装置の暖気バルブとして、使用す
るとき、エンジンの回転数に対する排気管圧力が、適正
な排気ガス圧を示す推定作動特性図である。該バタフラ
イバルブが、この適正排気ガス圧ラインより下側で使用
される場合は、前記排気ブレーキ装置の排気ブレーキバ
ルブであり、この場合は、排煙は出ない。また、該バタ
フライバルブが、この適正排気ガス圧ラインより上側で
使用される場合は、前記暖気装置の暖気バルブであり、
この場合は、排煙が出る。このため、前記バタフライバ
ルブが、この適正排気ガス圧ライン上で使用されるの
が、前記排気ブレーキバルブ及び前記暖気バルブとし
て、最も好ましいのである。

【００５２】さらに、前記バルブ本体２３に、前記弁体
４が固着された前記回転軸５の組み付けを容易にするた
め、前記バルブ本体２３の下流側端から、前記凹球面形
状部２４ａのほぼ中央部分（前記回転軸５を組み付け部
分）に至る内壁面に、ガス通路に平行に形成された２個
の組み付け溝１６が設けられている。この２個の組み付
け溝１６が、前記弁体４の下流側に設けられていると、
閉弁時の上流側のガス圧が、前記回転軸支持穴に直接か
からず、該ガスの一部が、前記回転軸支持穴の軸受部材
を通して、外部に漏れるのを防いでいる。

【００５３】なお、本発明の技術は前記実施の形態にお
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
バタフライバルブによれば、前記バルブ本体の内周面で
あって、前記回転軸により回動される前記弁体に対向す
る領域を含む円筒内周面の上、下流側に、凹球面形状部
が形成されるとともに、該凹球面形状部の中央部分から
上流側に、単数または複数個の圧力変化量調整溝が形成
され、前記弁体の回動により、通過するガスの圧力変化
量が調整されるので、該バタフライバルブを高速で通過
するガスが発生する気流音を低減させることができる。

【００５５】すなわち、前記バタフライバルブの全閉
時、前記弁体と前記バルブ本体との隙間を高速で通過す
るガス（例えば、自動車の高速の排気ガス）を、該バル
ブ本体の壁面では、前記通過ガスの流速が遅くするよう
な構造とし、該壁面を前記高速通過ガスが流れないよう
にしている。このため、車外へ伝播するような、前記通
過ガスの気流音である「シュー」音の発生を防止する
か、または低減させている。

【００５６】また、本発明によるバタフライバルブによ
れば、前記バルブ本体内に、前記弁体に対向して形成さ
れる前記凹球面形状部の上流側に形成され、深さがほぼ
同一の導通溝と、該凹球面形状部の中央部分付近に形成
される、底面が前記バルブ本体の内周面に平行な圧力変
化量調整溝とにより、前記弁体の回動により、前記球面
形状部の中央部分付近を通過するガスの圧力変化量が細
かに調整されるので、該バタフライバルブが、自動車な
どに装備される排気ブレーキ装置の排気ブレーキバルブ
や、暖気装置の暖気バルブなどに使用されれば、その動
作時、特に閉弁間際における、高速の排気ガスが発生す
る気流音を低減させることができるとともに、排気ガス
圧や排気ガス流量の調整が容易にできる。

【００５７】また、本発明によるバタフライバルブは、
その中間開度位置で、回転軸の摩擦抵抗のため、３位置
停止型パワーチャンバの停止位置にヒステリシスがあっ
ても、前記バルブ本体内に、前記弁体に対向して形成さ
れる前記凹球面形状部、前記導通溝、前記圧力変化量調
整溝や流量調整付きの前記バイパス通路により、前記弁
体の弁角度に対する排気ガス圧と、その流量のばらつき
を減少させることができる。

【００５８】前記バルブ本体の下流側の内壁面に、前記
弁体が固着された前記回転軸の組み付けのための組み付
け溝が設けられているので、前記バタフライバルブの生
産性と保守性の向上が図られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバタフライバルブの第１実施例を示す
断面図である。

【図２】図１のバルブ本体の上流側からみた右側面図で
ある。

【図３】図１のバルブ本体の下流側からみた左側面図で
ある。

【図４】本発明のバタフライバルブの第２実施例を示
し、図４（ａ）は、その断面図、図４（ｂ）は、図４
（ａ）のＡ部拡大図である。

【図５】図４（ａ）のバルブ本体の上流側からみた左側
面図である。

【図６】第２実施例で、バイパス通路３０が閉状態にお
ける、弁体４の弁角度に対する上流側の排気ガス圧の変
化を示す図である。

【図７】図７（ａ）は、第２実施例における凹球面ブロ
ック２４の変形例を示す断面図、図７（ｂ）は、図７
（ａ）における、弁体４の弁角度に対する上流側の排気
ガス圧の変化を示す図である。

【図８】図８（ａ）は、第２実施例における凹球面ブロ
ック２４の他の変形例を示す断面図、図８（ｂ）は、図
８（ａ）における、弁体４の弁角度に対する上流側の排
気ガス圧の変化を示す図である。

【図９】図９（ａ）は、第２実施例における凹球面ブロ
ック２４の、さらに他の変形例を示す断面図、図９
（ｂ）は、図９（ａ）における、弁体４の弁角度に対す
る上流側の排気ガス圧の変化を示す図である。

【図１０】バタフライバルブを、自動車の排気ブレーキ
装置の排気ブレーキバルブ、または暖気装置の暖気バル
ブとして使用するとき、エンジンの回転数に対する排気
管圧力が、適正な排気ガス圧を示す推定作動特性図であ
る。

【図１１】従来のバタフライバルブを示す断面図であ
る。

【図１２】図１１のバタフライバルブの問題点を説明す
る要部断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１バタフライバルブ２排気ガス通路３，１３，２３バルブ本体４弁体５回転軸６、７軸受部材１３ｃ仮想円筒面１４，２４ａ凹球面形状部１４ａ，２５ａ流線部１４ｂ，２４ｂ段差部１５，２７，３４圧力変化量調整溝１６組み付け溝２４凹球面ブロック２５流線ブロック２６，３２，３３導通溝（中間開度用排圧調整溝）３０バイパス通路３１調整ねじ３５第２のバイパス通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G065 AA09 CA00 CA22 GA43 HA21 3H052 AA02 BA33 CB01 CB03 CC14 DA02 EA01 EA11 3H066 AA02 BA04 BA32 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス通路の一部を形成するバルブ本体
と、該バルブ本体の内部に配設される弁体と、該弁体を
固着し、一方の端部に回転駆動力が伝達される回転軸
と、前記バルブ本体に形成された２個の回転軸支持穴内
にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を回動自在に
支持する筒状の軸受部材とを備えるバタフライバルブに
おいて、前記バルブ本体の内周面であって、前記回転軸により回
動される前記弁体に対向する領域を含む円筒内周面の
上、下流側に、凹球面形状部が形成されるとともに、該
凹球面形状部の中央部分から上流側に、単数または複数
個の圧力変化量調整溝が形成され、前記弁体の回動によ
り、通過するガスの圧力変化量が調整されることを特徴
とするバタフライバルブ。
【請求項２】前記バルブ本体の前記凹球面形状部の上
流側端と、該バルブ本体の内周面とは、滑らかな流線的
曲面を有する流線部により接続されるとともに、前記凹
球面形状部の下流側端と、該バルブ本体の内周面とは、
該バルブ本体の内径が大きい段差部により接続されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のバタフライバルブ。
【請求項３】ガス通路の一部を形成するバルブ本体
と、該バルブ本体の内部に配設される弁体と、該弁体を
固着し、一方の端部に回転駆動力が伝達される回転軸
と、前記バルブ本体に形成された２個の回転軸支持穴内
にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を回動自在に
支持する筒状の軸受部材とを備えるバタフライバルブに
おいて、前記バルブ本体の内周面であって、前記回転軸により回
動される前記弁体に対向する領域を含む円筒内周面の
上、下流側に、凹球面形状部が形成されるとともに、該
凹球面形状部の中央部分の若干上流側寄りの部分から上
流側で、前記弁体に対向する前記領域に、深さがほぼ同
一の導通溝を形成するとともに、該凹球面形状部の中央
部分付近では、前記導通溝に連通しながら、その底面が
前記バルブ本体の内周面に平行な圧力変化量調整溝が形
成され、前記弁体の回動により、前記球面形状部の中央
部分付近を通過するガスの圧力変化量が調整されること
を特徴とするバタフライバルブ。
【請求項４】前記バルブ本体に、前記弁体の閉弁時排気
ガス圧がかからない位置を起点に、前記弁体の中間開度
位置における上流側と下流側とを連通するバイパス通路
を形成するとともに、該バルブ本体に、該バイパス通路
の開度を調整する調整ねじを配設し、前記弁体の中間開
度位置における前記バイパス通路を通過するガス流量
を、該調整ねじにより調整して、前記バルブの上流側の
排気ガス圧が調整されることを特徴とする請求項３に記
載のバタフライバルブ。
【請求項５】前記バルブ本体の下流側端から、前記凹
球面形状部の前記回転軸が支持される部分に至る内壁面
に、前記弁体が固着された前記回転軸の組み付けのため
の、組み付け溝が設けられることを特徴とする請求項１
又は請求項３に記載のバタフライバルブ。