JP2007032301A - バルブアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】 弁軸と軸受部との間に排気ガス中の塵埃が侵入しにくいバルブアセンブリを提供することを課題とする。
【解決手段】 バルブアセンブリ１は、排気ガスが流れるガス通路２００と、ガス通路２００の延在方向に対して交差する方向に延在する弁軸孔２０１と、が形成されたハウジング２と、弁軸孔２０１に挿通され少なくとも一端がハウジング２の外部に突出する弁軸３０と、弁軸３０に連結されガス通路２００の通路断面積を調整可能な弁体３１と、を有するバタフライバルブ３と、を備える。弁軸孔２０１と弁軸３０との間には、弁軸支持スペース８ａ、８ｂが形成されている。弁軸支持スペース８ａ、８ｂには、軸受部４ａ、４ｂとフィルター部５ａ、５ｂとが配置されている。フィルター部５ａ（５ｂ）は、軸受部４ａ（４ｂ）よりも、ガス通路２００側に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば排気ガス再循環システム（以下「ＥＧＲシステム」と称す）や排気ブレーキシステムなどに用いられるバルブアセンブリに関する。

バタフライバルブを持つバルブアセンブリにおいては、ハウジングと弁軸との隙間を介して、通路からハウジング外部に、通路内の流体が漏出することが問題となる。この点に鑑み、特許文献１には、転がり軸受部の内輪と弁軸との間にＯリングを配置したバルブアセンブリが紹介されている。

しかしながら、特許文献１に記載のバルブアセンブリは、エンジンのスロットルボディに配置されている。吸気通路において、スロットルボディは、エアクリーナの下流側に配置されている。このため、特許文献１に記載のバルブアセンブリには、エアクリーナにより濾過された清浄な空気が流れている。

これに対し、排気ガス中には、錆や微粒子や煤など（以下、これらを総称して「塵埃」と称す）が含まれている。このため、特許文献１に記載のバルブアセンブリを排気ガス用として用いると、弁軸と軸受部との間に塵埃が侵入し、デポジットとなり、弁軸が固着するおそれがある。このように、バルブアセンブリを排気ガス用として用いる場合、シール性に加え、塵埃除去性を確保する必要がある。

この点に鑑み、特許文献２には、弁軸に係止部材が配置された排気ガス用のバルブアセンブリが紹介されている。係止部材は、弁軸の軸方向に沿って、軸受部よりもガス通路側に配置されている。係止部材は、弁軸から拡径方向に突出するフランジ部を備えている。

特許文献２に記載のバルブアセンブリの場合、フランジ部が邪魔板として作用することにより、排気ガス中の塵埃が弁軸と軸受部との隙間に侵入するのを抑制している。すなわち、排気ガスは、弁軸の軸方向に沿ってガス通路から流出する。流出した排気ガスの流れ方向は、フランジ部により、軸方向から拡径方向に変換される。流れ方向変換の際、排気ガス中の塵埃は、フランジ部に衝突する。この衝突により、排気ガスから塵埃が除去される。
特開平１１−２１０５０３号公報 特開２００４−１６９６１３号公報

しかしながら、特許文献２に記載のバルブアセンブリによると、係止部材は、弁軸に固定されていた。このため、係止部材とハウジングとの間に、係止部材の回転を許容する所定のクリアランスが必要だった。したがって、当該クリアランスを介して、排気ガス中の塵埃が弁軸と軸受部との間に侵入するおそれがあった。

本発明のバルブアセンブリは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、弁軸と軸受部との間に排気ガス中の塵埃が侵入しにくいバルブアセンブリを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のバルブアセンブリは、排気ガスが流れるガス通路と、該ガス通路の延在方向に対して交差する方向に延在する弁軸孔と、が形成されたハウジングと、該弁軸孔に挿通され少なくとも一端が該ハウジングの外部に突出する弁軸と、該弁軸に連結され該ガス通路の通路断面積を調整可能な弁体と、を有するバタフライバルブと、を備え、該弁軸孔と該弁軸との間に弁軸支持スペースが形成されたバルブアセンブリであって、さらに、前記弁軸支持スペースに配置され前記弁軸を回転可能に支承する軸受部と、該弁軸支持スペースにおいて該軸受部よりも前記ガス通路側に配置されるフィルター部と、を備えることを特徴とする。

つまり、本発明のバルブアセンブリは、ガス通路と軸受部との間をフィルター部により閉塞するものである。フィルター部は、例えばワイヤが絡み合って形成されたワイヤフィルターや、発泡金属や、焼結金属などの耐熱性を有する素材からなっている。弁軸支持スペースを流れる排気ガスは、フィルター部を通過する。この際、排気ガス中の塵埃が、フィルター部を形成するワイヤにより、捕捉される。このため、本発明のバルブアセンブリによると、弁軸と軸受部との間（軸受部が固定側部材と回転側部材とに分離可能な場合は、固定側部材と回転側部材との間）に、排気ガス中の塵埃が侵入しにくい。

また、フィルター部を配置すると、弁軸支持スペースにおいてフィルター部よりもガス通路から離れて配置されている部材（例えば軸受部）に、ガス通路の熱が伝達しにくい。

（２）好ましくは、さらに、前記弁軸支持スペースにおいて前記軸受部と前記フィルター部との間に配置されるラビリンスシール部を備える構成とする方がよい。本構成によると、排気ガスに対する弁軸支持スペースのシール性を高くすることができる。このため、ハウジングの外部に、排気ガスが漏出しにくくなる。

また、ラビリンスシール部を配置すると、フィルター部と軸受部との間が屈曲して連通することになる。このため、排気ガス中の塵埃は、ラビリンスシール部の屈曲部分に衝突し、排気ガスから脱落する。したがって、本構成によると、さらに、弁軸と軸受部との間に、排気ガス中の塵埃が侵入しにくい。

また、ラビリンスシール部を配置すると、弁軸支持スペースにおいてラビリンスシール部よりもガス通路から離れて配置されている部材に、ガス通路の熱が伝達しにくい。

（３）好ましくは、さらに、前記弁軸支持スペースにおいて前記軸受部よりも前記ハウジングの外部側に配置されるリップシール部を備える構成とする方がよい。本構成によると、排気ガスに対する弁軸支持スペースのシール性を高くすることができる。このため、ハウジングの外部に、排気ガスが漏出しにくくなる。

（４）好ましくは、前記フィルター部は、前記ガス通路を挟んで、二つ対向して配置されている構成とする方がよい。つまり、本構成は、ガス通路を挟んで、二つ軸受部が配置されている場合、一対の軸受部の内側に、一対のフィルター部を配置するものである。本構成によると、一対の軸受部が、共に、フィルター部により、塵埃から保護される。このため、バタフライバルブの作動信頼性が向上する。

（５）好ましくは、前記フィルター部は、ワイヤからなるワイヤフィルター部である構成とする方がよい。ワイヤフィルター部は、比較的安価である。このため、本構成によると、フィルター部の設置コスト延いてはバルブアセンブリの製造コストを削減できる。

本発明によると、弁軸と軸受部との間に排気ガス中の塵埃が侵入しにくいバルブアセンブリを提供することができる。

以下、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞

まず、本実施形態のバルブアセンブリの構成について説明する。図１に、本実施形態のバルブアセンブリの断面図を示す。図に示すように、バルブアセンブリ１は、エキゾーストマニホールド９０とインテークマニホールド９１との間に介装されている。つまり、バルブアセンブリ１は、ＥＧＲシステムに配置されている。

バルブアセンブリ１は、主に、ハウジング２と、バタフライバルブ３と、軸受部４ａ、４ｂと、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂと、ラビリンスシール部６と、リップシール部７と、を備えている。

ハウジング２は、共にＳＵＳ製のハウジング本体２０と内筒部材２１とを備えている。ハウジング本体２０には、ガス通路２００と弁軸孔２０１とが形成されている。ガス通路２００は、円柱状を呈している。ガス通路２００を介して、エキゾーストマニホールド９０からインテークマニホールド９１に、排気ガスが供給される。

弁軸孔２０１は、段付き円柱状を呈している。弁軸孔２０１の軸方向とガス通路２００の軸方向とは、略直交している。弁軸孔２０１は、ガス通路２００と交差して延在している。弁軸孔２０１の一端は、短軸円柱状の栓部材２２により、封止されている。

内筒部材２１は、短軸円筒状を呈している。内筒部材２１は、エキゾーストマニホールド９０側からガス通路２００に嵌入されている。内筒部材２１により、ガス通路２００を区画するハウジング本体２０内周面には、段差（図略）が形成される。当該段差は、弁座として用いられる。

バタフライバルブ３は、共にＳＵＳ製の弁軸３０と弁体３１とを備えている。弁軸３０は、段付き円柱状を呈している。弁軸３０は、弁軸孔２０１に挿通されている。弁軸３０の一端３０ａは、ハウジング２のボス部２０２から、外部に突出している。一端３０ａには、ＳＵＳ製であって板状のレバー９２が、ナット９３により、固定されている。レバー９２には、モータ（図略）から駆動力が伝達される。

一端３０ａにおけるレバー９２の内側（ガス通路２００側）には、ＳＵＳ製であってカップ状のガイド９４が環装されている。ガイド９４には、ＳＵＳ製であってリング状のレバー側スペーサ９５ａが環装されている。これに対して、ハウジング本体２０のボス部２０２には、ＳＵＳ製であってリング状のハウジング側スペーサ９５ｂが環装されている。レバー側スペーサ９５ａとハウジング側スペーサ９５ｂとは、弁軸３０の軸方向に対向して配置されている。レバー側スペーサ９５ａとハウジング側スペーサ９５ｂと間には、ばね鋼又はＳＵＳ製のリターンスプリング９６が介装されている。リターンスプリング９６の一端９６ａは、レバー側スペーサ９５ａの切り欠き（図略）を介して、レバー９２の切り欠き９２０に係止されている。これに対して、リターンスプリング９６の他端９６ｂは、ハウジング本体２０においてボス部２０２に並設された係止柱部２０３に係止されている。リターンスプリング９６は、バタフライバルブ３を、閉方向に付勢している。一方、弁軸の他端３０ｂは、栓部材２２により、弁軸孔２０１内部に封入されている。弁体３１は、円板状を呈している。弁体３１は、ガス通路２００に配置されている。弁体３１の直径部分は、スクリュー３１０により、弁軸３０に固定されている。モータの駆動力は、レバー９２と弁軸３０とを介して、弁体３１に伝達される。弁体３１が回転駆動されることにより、ガス通路２００の通路断面積を調整することができる。

弁軸孔２０１内周面と弁軸３０外周面との間には、段付き円筒状の弁軸支持スペース８ａ、８ｂが区画されている。弁軸支持スペース８ａは、ガス通路２００を挟んで、弁軸３０の一端３０ａ側に配置されている。

図２に、図１の区間Ｉ部分の拡大図を示す。図に示すように、弁軸支持スペース８ａの区間Ｉには、ワイヤフィルター部５ａとラビリンスシール部６と軸受部４ａと仕切りリング７０とリップシール部７とＣリング７１とが、ガス通路２００側からレバー９２側に向かって、この順番に配置されている。

図３に、図１の区間Ｉ部分の分解斜視図を示す。以下、区間Ｉ部分の構成について、図２と図３とを併用しながら説明する。ワイヤフィルター部５ａは、円柱状を呈している。ワイヤフィルター部５ａは、ＳＵＳ製のワイヤ（図略）がメッシュ状に絡み合って形成されている。弁軸３０が回転する際、ワイヤフィルター部５ａの内周面は、弁軸３０の外周面に摺接している。

ラビリンスシール部６は、第一小径リング６０と第一大径リング６１と第二小径リング６２と第二大径リング６３とを備えている。第一小径リング６０および第二小径リング６２の外周面と弁軸孔２０１内周面との間には、所定のクリアランスが区画されている。一方、第一大径リング６１および第二大径リング６３の内周面と弁軸３０外周面との間にも、所定のクリアランスが区画されている。これら第一小径リング６０、第一大径リング６１、第二小径リング６２、第二大径リング６３は、ガス通路２００側からレバー９２側に向かって、この順番に配置されている。したがって、ラビリンスシール部６には、全体としてジグザグ状の排気ガス経路が区画されていることになる。

軸受部４ａは、カーボン製であって円筒状を呈している。軸受部４ａは、弁軸３０を回転可能に支承している。仕切りリング７０は、軸受部４ａとリップシール部７とを仕切っている。

リップシール部７は、いわゆるダブルリップであり、枠体７２と第一リング７３と第一リップ７４と第二リング７５と第二リップ７６とを備えている。枠体７２は、ＳＵＳ製であってリング状を呈している。枠体７２は、内径側にＣ字状に開口している。枠体７２の開口内部には、第一リング７３と第一リップ７４と第二リング７５と第二リップ７６とが、ガス通路２００側からレバー９２側に向かって、この順番に密に配置されている。第一リング７３および第二リング７５は、共にＳＵＳ製であって、第一リップ７４の外周縁を挟持固定している。第一リップ７４は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であって、リング状を呈している。第一リップ７４の内周縁は、ガス通路２００側に向かって湾曲しながら、弁軸３０の外周面に摺接している。第二リップ７６の外周縁は、第二リング７５と枠体７２の端壁とにより挟持固定されている。第一リップ７４同様に、第二リップ７６の内周縁は、ガス通路２００側に向かって湾曲しながら、弁軸３０の外周面に摺接している。ばね鋼製のＣリング７１は、リップシール部７が、弁軸孔２０１の開口から脱落するのを防止している。

図１に戻って、弁軸支持スペース８ｂは、ガス通路２００を挟んで、弁軸３０の他端３０ｂ側に配置されている。弁軸支持スペース８ｂには、ワイヤフィルター部５ｂと仕切りリング５０と軸受部４ｂとが、ガス通路２００側から栓部材２２側に向かって、この順番に配置されている。ワイヤフィルター部５ｂの構成は前記ワイヤフィルター部５ａの構成と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。並びに、軸受部４ｂの構成は前記軸受部４ａの構成と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。ＳＵＳ製の仕切りリング５０は、ワイヤフィルター部５ｂと軸受部４ｂとを仕切っている。仕切りリング５０により、ワイヤフィルター部５ｂのワイヤが軸受部４ｂ端面に摺接するのを防止している。

次に、本実施形態のバルブアセンブリの作用効果について説明する。本実施形態のバルブアセンブリ１によると、ガス通路２００と軸受部４ａとの間がワイヤフィルター部５ａにより閉塞されている。弁軸支持スペース８ａを流れる排気ガスは、ワイヤフィルター部５ａを通過する。この際、排気ガス中の塵埃が、ワイヤフィルター部５ａを形成するワイヤにより、捕捉される。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸３０と軸受部４ａとの間に、排気ガス中の塵埃が侵入しにくい。

同様に、ガス通路２００と軸受部４ｂとの間は、ワイヤフィルター部５ｂにより閉塞されている。弁軸支持スペース８ｂを流れる排気ガスは、ワイヤフィルター部５ｂを通過する。この際、排気ガス中の塵埃が、ワイヤフィルター部５ｂを形成するワイヤにより、捕捉される。このため、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸３０と軸受部４ｂとの間に、排気ガス中の塵埃が侵入しにくい。

また、ワイヤフィルター部５ａを配置すると、弁軸支持スペース８ａにおいてワイヤフィルター部５ａよりもガス通路２００から離れて配置されているラビリンスシール部６、軸受部４ａ、仕切りリング７０、リップシール部７、Ｃリング７１に、ガス通路２００の熱が伝達しにくい。

同様に、ワイヤフィルター部５ｂを配置すると、弁軸支持スペース８ｂにおいてワイヤフィルター部５ｂよりもガス通路２００から離れて配置されている仕切りリング５０、軸受部４ｂ、栓部材２２に、ガス通路２００の熱が伝達しにくい。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸支持スペース８ａの軸受部４ａとワイヤフィルター部５ａとの間には、ラビリンスシール部６が介装されている。ラビリンスシール部６内部には、第一小径リング６０、第一大径リング６１、第二小径リング６２、第二大径リング６３により、ジグザグの経路が区画されている。このため、弁軸支持スペース８ａのシール性が高い。したがって、ハウジング２の外部に、排気ガスが漏出しにくい。

また、ラビリンスシール部６により、ワイヤフィルター部５ａと軸受部４ａとの間がジグザグに連通する。このため、排気ガス中の塵埃は、ラビリンスシール部６の屈曲部分に衝突し、排気ガスから脱落する。この点においても、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸３０と軸受部４ａとの間に、排気ガス中の塵埃が侵入しにくい。

また、ラビリンスシール部６を配置すると、弁軸支持スペース８ａにおいてラビリンスシール部６よりもガス通路２００から離れて配置されている軸受部４ａ、仕切りリング７０、リップシール部７、Ｃリング７１に、ガス通路２００の熱が伝達しにくい。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸支持スペース８ａの軸受部４ａよりもハウジング２の外部側に、リップシール部７が配置されている。この点においても、本実施形態の弁軸支持スペース８ａのシール性は高い。また、比較的熱に弱いリップシール部７がガス通路２００から離間して配置されているため、リップシール部７の寿命が高い。

また、ワイヤフィルター部５ａとワイヤフィルター部５ｂとは、ガス通路２００を挟んで、略１８０°対向して配置されている。このため、一対の軸受部４ａ、４ｂは、共に、排気ガス中の塵埃から保護される。したがって、本実施形態のバタフライバルブ３の作動信頼性は高い。

ところで、前出特許文献２に記載のバルブアセンブリによると、係止部材が弁軸に固定されていた。このため、係止部材自体が弁軸の回転負荷を大きくする一因となっていた。これに対し、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂが弁軸３０に固定されていない。このため、弁軸３０の回転負荷は小さい。ここで、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂは、弁軸に摺接している。しかしながら、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂを形成するワイヤは、弁軸３０に点接触しやすい。このため、ワイヤの摺接により、弁軸３０の回転負荷が大きくなるおそれが小さい。また、ワイヤの摺接により、弁軸３０に付着したデポジットを掻き取ることができる。

また、前出特許文献２に記載のバルブアセンブリによると、塵埃の除去効率を高めるためには、フランジ部の拡径方向への突出量を大きく設定する必要があった。つまり、フランジ部を大径に形成する必要があった。並びに、弁軸が配置されるハウジングの弁軸孔にも、フランジ部を収容するための大径スペースを確保する必要があった。これに対し、本実施形態のバルブアセンブリ１のワイヤフィルター部５ａ、５ｂによると、排気ガスの流れ方向を、弁軸３０に沿う方向から拡径方向に変換する必要がない。このため、特許文献２のバルブアセンブリのように、弁軸孔２０１に塵埃除去用の大径スペースを確保する必要がない。したがって、本実施形態のバルブアセンブリ１は省スペース性に優れている。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１のワイヤフィルター部５ａ、５ｂによると、ワイヤはＳＵＳ製である。このため、ワイヤの熱伝達係数は大きい。並びに、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂは、ワイヤがメッシュ状に絡み合うことにより形成されている。このため、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂの総表面積は大きい。これら熱伝達係数の大きさおよび総表面積の大きさから、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂは放熱性に優れている。このため、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂの熱は、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂとの接触面積が大きいハウジング２に、優先的に伝わりやすい。したがって、この点においても、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、ガス通路２００の熱が、ラビリンスシール部６、軸受部４ａ、仕切りリング７０、リップシール部７、Ｃリング７１に、伝達しにくい。並びに、ガス通路２００の熱が、仕切りリング５０、軸受部４ｂ、栓部材２２に、伝達しにくい。

＜第二実施形態＞

本実施形態のバルブアセンブリと第一実施形態のバルブアセンブリとの相違点は、リップシール部として、いわゆるシングルリップが配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図４に、本実施形態のバルブアセンブリの部分断面図（図２に対応）を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図４に示すように、リップシール部７は、いわゆるシングルリップであって、リップ本体７７と芯リング７８とスプリング７９とを備えている。リップ本体７７は、ＰＴＦＥ製であって、リング状を呈している。リップ本体７７の内周縁は、ガス通路（図略）側に向かって湾曲しながら、弁軸３０の外周面に摺接している。芯リング７８は、ＳＵＳ製であって、リング状を呈している。芯リング７８は、リップ本体７７に埋設されている。芯リング７８は、リップ本体７７を補強している。スプリング７９は、ばね鋼製であって、リング状を呈している。スプリング７９は、リップ本体７７の内周縁を、弁軸３０の外周面に押しつけている。

本実施形態のバルブアセンブリは、第一実施形態のバルブアセンブリと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のバルブアセンブリによると、リップシール部７の構成が単純である。このため、リップシール部７の組み付けが容易である。

＜第三実施形態＞

本実施形態と第一実施形態との相違点は、ワイヤフィルター部と軸受部との間に、ラビリンスシール部が介装されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図５に、本実施形態のバルブアセンブリの部分断面図（図２に対応）を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図５に示すように、ワイヤフィルター部５ａと軸受部４ａとの間には、ＳＵＳ製の仕切りリング５１が介装されている。仕切りリング５１により、ワイヤフィルター部５ａのワイヤが軸受部４ａ端面に摺接するのを防止している。

本実施形態のバルブアセンブリは、第一実施形態のバルブアセンブリと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のバルブアセンブリによると、ラビリンスシール部が配置されていない分、構成が単純である。このため、組み付けが容易である。

＜その他＞

以上、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂを、ガス通路２００の両側に配置したが、片側だけに配置してもよい。また、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂを形成するワイヤの材質、直径、ワイヤフィルター部５ａ、５ｂの密度は特に限定しない。

また、上記第一、第二実施形態においては、合計四枚のリング（第一小径リング６０、第一大径リング６１、第二小径リング６２、第二大径リング６３）からなるラビリンスシール部６を配置したが、リングの枚数は特に限定しない。枚数を多くすると、その分シール性が高くなる。また、軸受部４ａ、仕切りリング７０、リップシール部７、Ｃリング７１を、高温のガス通路２００から離間して配置することができる。

また、上記実施形態においては、リップシール部７を配置したが、リップシール部７は配置しなくてもよい。また、上記実施形態においては、ＥＧＲシステムに本発明のバルブアセンブリを用いたが、例えば排気ブレーキシステムなどに用いてもよい。また、上記実施形態においては、軸受部４ａ、４ｂの材質をカーボン製としたが、例えば銅系の合金製としてもよい。また、軸受部４ａ、４ｂとして滑り軸受のみならず、転がり軸受を用いてもよい。

以下、本発明のバルブアセンブリについて行った二種類の実験について、前出の図を参照しながら説明する。

＜実験１＞

（実験目的および実験方法）

本実験の目的は、バルブアセンブリを構成する部材と、排気ガスの漏れ量と、の関係を調べることである。実験は、前出図１に示すガス通路２００に所定圧力の排気ガスを流し、弁軸支持スペース８ａを介してガス通路２００からハウジング２外部へ漏れる排気ガスの流量（漏れ量）を測定することにより行った。

（実験に用いたバルブアセンブリ）

実験は、実施例１〜３、比較例１〜３の合計六つのバルブアセンブリを用いて行った。以下、各バルブアセンブリの構成について説明する。

実施例１のバルブアセンブリは、前出図１に示すバルブアセンブリ１同様の構成を有している。すなわち、弁軸支持スペース８ａには、ワイヤフィルター部５ａとラビリンスシール部６と軸受部４ａとリップシール部７とが、ガス通路２００側からハウジング２外部側に向かって、この順番に配置されている。ワイヤフィルター部５ａを形成するワイヤの直径は、０．２２ｍｍである。また、ワイヤフィルター部５ａの密度は、２．０ｇ／ｃｍ^３である。

実施例２のバルブアセンブリは、実施例１のバルブアセンブリから、リップシール部７を撤去した構成を有している。実施例３のバルブアセンブリは、実施例１のバルブアセンブリから、リップシール部７とラビリンスシール部６とを撤去した構成を有している。

比較例１のバルブアセンブリは、軸受部のハウジング外部側にラビリンスシール部を配置した構成を有している。図６に、比較例１のバルブアセンブリの弁軸支持スペース付近の部分断面図を示す。図６に示すように、バルブアセンブリ１００のガス通路１０１とハウジング１０２外部との間は、弁軸支持スペース１０３により連通している。弁軸支持スペース１０３は、弁軸１０４外周面と弁軸孔１０５内周面との間に区画されている。弁軸支持スペース１０３には、軸受部１０６とラビリンスシール部１０７とが、ガス通路１０１側からハウジング１０２外部側に向かって、この順番に配置されている。ラビリンスシール部１０７は、合計四枚のリングにより形成されている。つまり、ラビリンスシール部１０７の構成は、前出図２に示すラビリンスシール部６の構成と、同様である。

比較例２のバルブアセンブリは、比較例１のバルブアセンブリ１００のラビリンスシール部１０７を、弁軸１０４に沿って、合計二セット（つまりリングは合計八枚）配置した構成を有している。比較例３のバルブアセンブリは、比較例１のバルブアセンブリ１００から、ラビリンスシール部１０７を撤去した構成を有している。つまり、比較例３のバルブアセンブリの弁軸支持スペース１０３には、軸受部１０６のみが配置されている。

以上説明した各バルブアセンブリの構成を、表１にまとめて示す。

（実験結果）

表２に、実験１の実験結果を示す。

表に示すように、測定圧力（ガス通路に流す排気ガスの圧力）は、１００ｋＰａ、２００ｋＰａ、３００ｋＰａ、４００ｋＰａ、５００ｋＰａの五条件である。図７に、実験１の実験結果をグラフにより示す。横軸は測定圧力（ｋＰａ）を、縦軸は漏れ量（Ｌ／ｍｉｎ）を、それぞれ示す。実施例１〜３のデータは太線で、比較例１〜３のデータは細線で、それぞれ示す。

表およびグラフから、測定圧力１００ｋＰａ〜５００ｋＰａでは、実施例１、２の方が比較例１〜３よりも、漏れ量が小さいことが判る。また、実施例３のシール性と比較例２のシール性とは、ほぼ同等であることが判る。すなわち、前出表１に示すように、単一のワイヤフィルター部は、二セット（リングは合計八枚）のラビリンスシール部に匹敵するシール性を有することが判る。

また、実施例１〜３の方が、比較例１〜３よりも、データ線の傾きが小さいことが判る。すなわち、実施例１〜３の方が、比較例１〜３よりも、測定圧力が大きくなってもシール性が低下しにくいことが判る。この傾向は、実施例３と比較例２とを見比べると顕著である。１００ｋＰａ〜４００ｋＰａでは、比較例２の方が、実施例３よりも、シール性が若干高いのに、５００ｋＰａでは逆転している。つまり、実施例３の方が、比較例２よりも、シール性が高くなっている。このことから、バルブアセンブリにワイヤフィルター部を配置すると、測定圧力の大小によらず、安定したシール性を確保できることが判る。

＜実験２＞

（実験目的および実験方法）

本実験の目的は、ワイヤフィルター部を形成するワイヤの直径およびワイヤフィルター部の密度と、排気ガスの漏れ量と、の関係を調べることである。実験方法は、上記実験１の実験方法と同様である。したがってここでは説明を割愛する。

（実験に用いたバルブアセンブリ）

実験は、実施例４〜９の合計六つのバルブアセンブリを用いて行った。以下、各バルブアセンブリの構成について説明する。

実施例４のバルブアセンブリは、前出図１に示すバルブアセンブリ１同様の構成を有している。ワイヤフィルター部５ａを形成するワイヤの直径は、０．１５ｍｍである。また、ワイヤフィルター部５ａの密度は、１．５ｇ／ｃｍ^３である。

実施例５〜９のバルブアセンブリと実施例４のバルブアセンブリとの相違点は、ワイヤの直径およびワイヤフィルター部の密度のみである。実施例５のワイヤの直径は０．１５ｍｍ、ワイヤフィルター部の密度は２．０ｇ／ｃｍ^３である。実施例６のワイヤの直径は０．１５ｍｍ、ワイヤフィルター部の密度は２．５ｇ／ｃｍ^３である。実施例７のワイヤの直径は０．２２ｍｍ、ワイヤフィルター部の密度は１．５ｇ／ｃｍ^３である。実施例８のワイヤの直径は０．２２ｍｍ、ワイヤフィルター部の密度は２．０ｇ／ｃｍ^３である。実施例９のワイヤの直径は０．２２ｍｍ、ワイヤフィルター部の密度は２．５ｇ／ｃｍ^３である。

（実験結果）

表３に、実験２の実験結果を示す。

表に示すように、測定圧力（ガス通路に流す排気ガスの圧力）は、１００ｋＰａ、２００ｋＰａ、３００ｋＰａ、４００ｋＰａ、５００ｋＰａの五条件である。図８に、実験２の実験結果をグラフにより示す。横軸は測定圧力（ｋＰａ）を、縦軸は漏れ量（Ｌ／ｍｉｎ）を、それぞれ示す。

表およびグラフから、測定圧力が大きくなると、各バルブアセンブリとも漏れ量が大きくなることが判る。また、ワイヤの直径にかかわらず、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３以上であれば、漏れ量が格段に小さくなることが判る。

第一実施形態のバルブアセンブリの断面図である。 図１の区間Ｉ部分の拡大図である。 図１の区間Ｉ部分の分解斜視図である。 第二実施形態のバルブアセンブリの部分断面図（図２に対応）である。 第三実施形態のバルブアセンブリの部分断面図（図２に対応）である。 比較例１のバルブアセンブリの弁軸支持スペース付近の部分断面図である。 実験１の実験結果を示すグラフである。 実験２の実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１：バルブアセンブリ、２：ハウジング、２０：ハウジング本体、２００：ガス通路、２０１：弁軸孔、２０２：ボス部、２０３：係止柱部、２１：内筒部材、２２：栓部材、３：バタフライバルブ、３０：弁軸、３０ａ：一端、３０ｂ：他端、３１：弁体、３１０：スクリュー、４ａ：軸受部、４ｂ：軸受部、５ａ：ワイヤフィルター部、５ｂ：ワイヤフィルター部、５０：仕切りリング、５１：仕切りリング、６：ラビリンスシール部、６０：第一小径リング、６１：第一大径リング、６２：第二小径リング、６３：第二大径リング、７：リップシール部、７０：仕切りリング、７１：Ｃリング、７２：枠体、７３：第一リング、７４：第一リップ、７５：第二リング、７６：第二リップ、７７：リップ本体、７８：芯リング、７９：スプリング、８ａ：弁軸支持スペース、８ｂ：弁軸支持スペース、９０：エキゾーストマニホールド、９１：インテークマニホールド、９２：レバー、９２０：切り欠き、９３：ナット、９４：ガイド、９５ａ：レバー側スペーサ、９５ｂ：ハウジング側スペーサ、９６：リターンスプリング、９６ａ：一端、９６ｂ：他端、Ｉ：区間。

Claims (5)

1. 排気ガスが流れるガス通路と、該ガス通路の延在方向に対して交差する方向に延在する弁軸孔と、が形成されたハウジングと、
   該弁軸孔に挿通され少なくとも一端が該ハウジングの外部に突出する弁軸と、該弁軸に連結され該ガス通路の通路断面積を調整可能な弁体と、を有するバタフライバルブと、
   を備え、該弁軸孔と該弁軸との間に弁軸支持スペースが形成されたバルブアセンブリであって、
   さらに、前記弁軸支持スペースに配置され前記弁軸を回転可能に支承する軸受部と、該弁軸支持スペースにおいて該軸受部よりも前記ガス通路側に配置されるフィルター部と、を備えることを特徴とするバルブアセンブリ。
2. さらに、前記弁軸支持スペースにおいて前記軸受部と前記フィルター部との間に配置されるラビリンスシール部を備える請求項１に記載のバルブアセンブリ。
3. さらに、前記弁軸支持スペースにおいて前記軸受部よりも前記ハウジングの外部側に配置されるリップシール部を備える請求項１に記載のバルブアセンブリ。
4. 前記フィルター部は、前記ガス通路を挟んで、二つ対向して配置されている請求項１に記載のバルブアセンブリ。
5. 前記フィルター部は、ワイヤからなるワイヤフィルター部である請求項１に記載のバルブアセンブリ。

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