JP2020122521A - バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】ガス通路の全閉時における閉じ切り性を向上するバタフライバルブを提供する。【解決手段】バルブ本体３は、略円盤状であり、ガス通路６内に設けられる。シャフト４は、バルブ本体３をガス通路６内で回動可能に支持する。溝部１０は、バルブ本体３の径方向外側の外縁部にバルブ本体３の周方向に延びるように設けられる。第１壁部１１は、溝部１０のうちバルブ本体３の軸方向の一方の壁を構成する。第２壁部１２は、溝部１０のうちバルブ本体３の軸方向の他方の壁を構成する。シールリング５は、環状に形成され、周方向の一部に切れ目としての合口部５０を有し、第１壁部１１と第２壁部１２との間で溝部１０に嵌合する。切欠部６０は、第１壁部１１および第２壁部１２の少なくとも一方に設けられ、シールリング５が通過可能な幅に切り欠かれている。【選択図】図５

Description

本発明は、ガス通路を流れるガスの流量を調整するバタフライバルブに関するものである。

従来、ガス通路を流れるガスの流量を調整するバタフライバルブとして、例えば、エンジンの排気管から吸気管へ排ガスの一部を再循環させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置などに用いられるものが知られている。一般に、ＥＧＲ装置に用いられるバタフライバルブは、ガス通路に設けられるバルブ本体、そのバルブ本体の外周に設けられる溝に嵌合するシールリング、および、ガス通路の内壁を構成するノズルなどを備えている。それらの構成部材は、それぞれ異なる材質で構成される。また、ＥＧＲ装置に用いられるバタフライバルブは、寒冷地での放置温度から排気ガスの高温まで、使用時の環境温度が大きく変化する。そのため、バルブ本体とシールリングとの間、およびシールリングとノズルとの間にはそれぞれ、各構成部材の線膨張係数の差を考慮したクリアランスが設けられている。

バルブ本体の外周に設けられる溝に嵌合するシールリングとして、金属製のものが使用されることがある。その場合、一般に、バルブ本体の開閉動作によるノズル内壁の摩耗を抑制するため、ノズルの硬度を確保するための表面処理が行われる。
それに対し、特許文献１に記載のバタフライバルブは、シールリングを樹脂により構成している。これにより、ノズル内壁の摩耗が少なくなるので、ノズルの表面処理を廃止するなど、構成を簡素にすることが可能である。
それに対し、特許文献１に記載のバタフライバルブは、シールリングを樹脂により構成している。これにより、ノズル内壁とシールリングとの摺動する箇所の摩耗が少なくなる。そのため、このバタフライバルブは、ノズルの表面処理を廃止するなど、構成を簡素にすることが可能である。

特開２０１６−２１１６７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバタフライバルブは、バルブ本体の外周に設けられる溝にシールリングを組み付ける際（以下、「シールリングの組み付け時」という）、その溝の外側の壁（すなわち、バルブ本体の外径）をシールリングが乗り越えることになる。具体的には、シールリングの組み付け時に、溝の外側の壁をシールリングが乗り越えられるようにシールリングを径方向に拡張変形させた後、そのシールリングを溝に嵌め入れることになる。その際、シールリングの変形量が弾性変形の限界を超えると、シーリングが本来の形状とは異なる形状に塑性変形することが懸念される。その場合、バタフライバルブがガス通路を全閉状態にしたときに、シーリングの隙間等からガス漏れを招くおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、ガス通路の全閉時における閉じ切り性を向上するバタフライバルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明によれば、ガス通路（６）内に設けられるバタフライバルブは、バルブ本体（３）、シャフト（４）、溝部（１０）、第１壁部（１１）、第２壁部（１２）、シールリング（５）および切欠部（６０）を備える。バルブ本体は、略円盤状であり、ガス通路内に設けられる。シャフトは、バルブ本体をガス通路内で回動可能に支持する。溝部は、バルブ本体の径方向外側の外縁部にバルブ本体の周方向に延びるように設けられる。第１壁部は、溝部のうちバルブ本体の軸方向の一方の壁を構成する。第２壁部は、溝部のうちバルブ本体の軸方向の他方の壁を構成する。シールリングは、環状に形成され、周方向の一部に切れ目としての合口部（５０）を有し、第１壁部と第２壁部との間で溝部に嵌合する。切欠部は、第１壁部および第２壁部の少なくとも一方に設けられ、シールリングが通過可能な幅に切り欠かれている。

これによれば、シールリングの組み付け時、切欠部を通してシールリングを溝部に嵌め入れることが可能である。そのため、シールリングが第１壁部または第２壁部を乗り越えることが無いので、シールリングの径方向の変形量を小さくすることが可能である。したがって、このバタフライバルブは、シールリング本来の形状を維持することで、ガス通路の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

請求項９に係る発明によれば、ガス通路（６）内に設けられるバタフライバルブは、バルブ本体（３）、シャフト（４）、被覆型シールリング（９）および切欠部（６０）を備える。バルブ本体は、略円盤状であり、ガス通路内に設けられる。シャフトは、バルブ本体をガス通路内で回動可能に支持する。被覆型シールリングは、バルブ本体の軸方向の一方に設けられる第１環状壁（９１）、バルブ本体の軸方向の他方に設けられる第２環状壁（９２）、および、バルブ本体の径方向外側において第１環状壁と第２環状壁とを接続する接続壁（９３）とを有する。この被覆型シールリングは、バルブ本体の径方向外側の外縁部に被さるように設けられる。バルブ本体の径方向外側の外縁部の一部に設けられる切欠部は、第１環状壁および第２環状壁が通過可能な幅に切り欠かれている。

これによれば、被覆型シールリングの組み付け時、被覆型シールリングの第１環状壁または第２環状壁を切欠部に通し、バルブ本体の径方向外側の外縁部に被覆型シールリングを被せることが可能である。そのため、被覆型シールリングの内径をバルブ本体の外径より大きくすることが無いので、被覆型シールリングの径方向の変形量を小さくすることが可能である。したがって、このバタフライバルブは、被覆型シールリング本来の形状を維持することで、ガス通路の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るバタフライバルブがガス通路を閉塞している状態を示す正面図である。 図１のＩＩ―ＩＩ線の断面図である。 バタフライバルブがガス通路を開放している状態を示す正面図である。 図２のＩＶ部分の拡大図である。 図１のＶ部分の拡大図である。 バタフライバルブが備えるシールリングの正面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。 第１実施形態のバルブ本体を径方向から視た平面図であり、シールリングの組み付け時の様子を示す図である。 バルブ本体の溝部に対するシールリングの組み付け方法を説明するための説明図である。 バルブ本体の溝部にシールリングを組み付ける様子を示す説明図である。 第１比較例のバタフライバルブがガス通路を閉塞している状態を示す正面図である。 第１比較例のバタフライバルブがガス通路を開放している状態において、切欠部周辺を示す部分拡大図である。 第２比較例のバタフライバルブに関し、バルブ本体の溝部に対するシールリングの組み付け方法を説明するための説明図である。 第２比較例のバタフライバルブに関し、バルブ本体の溝部にシールリングを組み付ける様子を示す説明図である。 第２実施形態に係るバタフライバルブが備えるシールリングの正面図である。 図１５のＸＶＩ方向におけるシールリングの平面図である。 第２実施形態のシールリングをバルブ本体の溝部に組み付ける様子を示す説明図である。 第３比較例のバタフライバルブに関し、シールリングをバルブ本体の溝部に組み付ける様子を示す説明図である。 第３実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体を径方向から視た平面図であり、シールリングの組み付け時の様子を示す図である。 第４実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体とシールリングを径方向から視た平面図である。 図２０のＸＸＩ部分の拡大図である。 シールリングの合口部の一方の端部が切欠部側に変位した状態を説明するための説明図である。 第４比較例のバタフライバルブに関し、バルブ本体とシールリングを径方向から視た拡大図である。 第４比較例のバタフライバルブに関し、シールリングの合口部の一方の端部が切欠部側に変位した状態を説明するための説明図である。 第５実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体とシールリングの正面図である。 第６実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体とシールリングの正面図である。 第７実施形態に係るバタフライバルブの正面図である。 第７実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体の正面図である。 第８実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体の正面図である。 第９実施形態に係るバタフライバルブが備えるバルブ本体の正面図である。 第１０実施形態に係るバタフライバルブの正面図である。 図３１のＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩ線の断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態のバタフライバルブは、エンジンの排気管から吸気管へ排ガスの一部を再循環させるＥＧＲ装置に用いられるものである。バタフライバルブは、ＥＧＲ通路を流れる排ガスの流量を調整する機能を有する。このバタフライバルブには、全閉状態のときに排ガスの漏れが生じることの無い、いわゆる閉じ切り性が求められる。なお、閉じ切り性は、シール性または密閉性ともいう。

まず、バタフライバルブの基本的な構成を説明する。
図１〜図３に示すように、バタフライバルブ１は、ハウジング２、バルブ本体３、シャフト４およびシールリング５などを備えている。

ハウジング２は、ガス通路６を有している。ガス通路６は、略円筒状に形成されている。なお、ガス通路６の内側には、図示しない筒状のノズルを設けてもよい。その場合、そのノズルの内壁が、ガス通路６の内壁となる。ガス通路６は、ＥＧＲ装置を構成する図示しないＥＧＲ通路に連通する。そのため、ガス通路６には、ＥＧＲ通路を流れる排ガスが流れる。なお、以下の説明では、排ガスを、単に「ガス」ということがある。

また、ハウジング２の内側には、ガス通路６内に設けられるバルブ本体３を回動するための図示しない駆動装置が設けられている。駆動装置は、図示しないモータ、そのモータの回転を減速してシャフト４に伝達する図示しないギア、そのギアに連結されるシャフト４などにより構成されている。シャフト４は、ハウジング２に対し軸受７を介して回動可能に支持されている。

バルブ本体３は、略円盤状に形成され、ガス通路６内に設けられている。バルブ本体３は、そのバルブ本体３の軸方向の一方の面３１から他方の面３２へ向けて斜めに貫通するシャフト取付穴３３が設けられている。そのシャフト取付穴３３にシャフト４の端部が固定されている。これにより、シャフト４は、バルブ本体３をガス通路６内で回動可能に支持している。バルブ本体３の径方向外側の外縁部に設けられる溝部１０に対し、シールリング５が嵌合している。

ハウジング２の上部に設けられたコネクタ８からハウジング２内のモータに電力が供給され、モータが回転すると、そのモータのトルクがギアを介してシャフト４に伝達される。これにより、シャフト４は、その軸周りに回動する。シャフト４の回動に伴ってバルブ本体３はガス通路６内で回動する。図１および図２は、バルブ本体３がガス通路６を閉塞している状態（すなわち、全閉状態）を示している。一方、図３は、バルブ本体３がガス通路６を開放している状態を示している。なお、図２では、ガス通路６をガスが流れる方向を矢印ＧＦで示している。

次に、本実施形態のバタフライバルブ１が備えるバルブ本体３とシールリング５について詳細に説明する。
図４および図５に示すように、バルブ本体３の径方向外側の外縁部には溝部１０が設けられている。溝部１０は、バルブ本体３の周方向に全周に亘り延びている。溝部１０のうちバルブ本体３の軸方向の一方の壁を第１壁部１１と呼ぶ。また、溝部１０のうちバルブ本体３の軸方向の他方の壁を第２壁部１２と呼ぶ。なお、以下の説明において、第１壁部１１は、バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞している状態のときにガス流れ上流側に配置されるものとする。また、第２壁部１２は、バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞している状態のときにガス流れ下流側に配置されるものとする。

シールリング５は、環状に形成され、第１壁部１１と第２壁部１２との間で溝部１０に嵌合している。シールリング５は、樹脂または金属などにより構成されている。或いは、シールリング５は、後述する第２実施形態で説明するように、樹脂と金属との組み合わせにより構成してもよい。

図６に示すように、シールリング５は、周方向の一部に切れ目としての合口部５０を有している。そのため、シールリング５は、軸方向から視てＣ字状に形成されている。本実施形態のように、合口部５０を形成する周方向の一方の端面５１と他方の端面５２とが略平行に形成されている場合、その端面同士の隙間Ｓ１は小さいことが好ましい。これにより、バタフライバルブ１がガス通路６を全閉状態にしたときに、その隙間Ｓ１からのガス漏れを少量にすることができる。なお、シールリング５の合口部５０は、後述する第２実施形態で説明するように、ステップカット形状としてもよい。

そして、本実施形態では、図５に示すように、バルブ本体３の第１壁部１１に切欠部６０が設けられている。切欠部６０は、シールリング５が通過可能な幅に切り欠かれている。これにより、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付ける際（以下、「シールリング５の組付け時」という）、シールリング５を、切欠部６０を通して溝部１０に嵌め入れることが可能である。

図５では、バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞している状態のときに、ガス通路６の軸方向から視てシャフト４をバルブ本体３に投影した位置を、破線４１で示している。切欠部６０は、そのシャフト４をバルブ本体３に投影した位置を含むように設けられている。なお以下の説明では、バタフライバルブ１がガス通路６を全閉状態にしているときにガス通路６の軸方向から視てシャフト４をバルブ本体３に投影した位置のことを、単に「シャフト４をバルブ本体３に投影した位置」という。

図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図であり、バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞している状態を示している。このとき、バルブ本体３より上流側のガスの圧力は下流側のガスの圧力より大きい。そのため、バルブ本体３より上流側のガスの圧力により、シールリング５は第２壁部１２に当接し、ガス漏れを防ぐことが可能である。なお、図７の矢印Ｆ１は、シールリング５に作用する上流側のガスの圧力を示している。このように、バルブ本体３の第１壁部１１に切欠部６０を設けることで、全閉時における第２壁部１２とシールリング５との当接面積を確保することが可能である。

また、図３において、符号６０を付した矢印は、バタフライバルブ１がガス通路６を開放した状態において、切欠部６０が設けられている位置を示している。切欠部６０が設けられている位置（すなわち、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置を含む）は、バタフライバルブ１がガス通路６を開放した状態においても、ガス通路６の内壁６ａとバルブ本体３との距離が殆ど変ることが無い。そのため、バタフライバルブ１がガス通路６を開放した時でも、切欠部６０が設けられている位置ではシールリング５の形状が径方向外側に拡がることが防がれる。したがって、シールリング５が切欠部６０に乗り上げることが防がれるので、バタフライバルブ１が作動不良になることを防ぐことができる。

さらに、図８に示すように、第１実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２とは、略平行に形成されている。これにより、バルブ本体３の第１壁部１１に対し、切欠部６０を切削加工等で形成する際の工程を簡素にすることが可能である。
そして、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２とが平行に形成されている場合、その２つの壁面６１、６２の法線方向の距離Ａは、シールリング５の軸方向の厚みＢよりも大きいものとなっている。これにより、切欠部６０に対しシールリング５を容易に通すことが可能となる。

また、第１実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１は、溝部１０に嵌合した状態のシールリング５を向くように傾斜している。言い換えれば、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１は、その壁面６１の法線方向外側にシールリング５が配置されるように傾斜している。これにより、シールリング５の組み付け時、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１が、シールリング５を案内するガイド面となり、シールリング５の組み付け性を向上することができる。

さらに、第１実施形態では、シールリング５の組付け時において、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対しシールリング５を傾けた状態で切欠部６０に挿入するための所定角度θが設定されている。本実施形態では、その所定角度θは、シールリング５の材質などを考慮して、５°以下に設定されている。これにより、シールリング５の組み付け時にシールリング５が軸方向に塑性変形することを防ぐことが可能である。

また、第１実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２との間においてバルブ本体３の軸３４に垂直な距離Ｄは、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対し５°以下に傾けたシールリング５が切欠部６０を通過可能な距離に設定されている。

続いて、バルブ本体３の溝部１０に対するシールリング５の組み付け方法について説明する。
まず、図９（Ａ）に示すように、シールリング５の合口部５０の一方の端部を、切欠部６０を通してバルブ本体３の溝部１０に挿入する。次に、図９（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、バルブ本体３に対してシールリング５を周方向に相対的に回転移動し、シールリング５をバルブ本体３の溝部１０に挿入してゆく。そして、図９（Ｄ）に示すように、シールリング５の合口部５０の他方の端部まで、切欠部６０を通してバルブ本体３の溝部１０にシールリング５の全体を挿入する。

図１０は、上述したシールリング５の組み付けを行う際のシールリング５の変形量を説明するための説明図である。図１０（Ａ）は、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付ける前の状態を示している。図１０（Ｂ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態を示している。図１０（Ｃ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５の組み付けを完了した状態を示している。

図１０（Ｂ）に示すように、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態で、シールリング５は切欠部６０を通るため、シールリング５の径方向の変形量Δ１が比較的小さいものとなっている。

上述した第１実施形態のバタフライバルブ１と比較するため、複数の比較例のバタフライバルブについて説明する。

（第１比較例）
まず、第１比較例について説明する。第１比較例では、バルブ本体３に切欠部６０が設けられている位置が、第１とは異なっている。図１１に示すように、第１比較例では、切欠部６０は、バルブ本体３の第１壁部１１のうち、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置から離れた場所に設けられている。

図１２は、その第１比較例のバタフライバルブがガス通路６を開放している状態を示したものである。図１２では、ガス通路６のガスの流れを矢印ＧＦで示している。このガスの流れにより、ガス通路６の内壁６ａとシールリング５との間は負圧になる。そのため、シールリング５のうちシャフト４の回動軸４２から遠い部位は、シールリング５の形状が径方向外側に拡がることがある。そのため、破線５Ｘに示すように、シールリング５が切欠部６０に乗り上げることが懸念される。そのような場合には、その後バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞する際にシールリング５のうち切欠部６０に乗り上げた部位が溝部１０に嵌らず、バタフライバルブ１が全閉状態になることが妨げられるといった作動不良が生じることが考えられる。

（第２比較例）
次に、第２比較例について説明する。第２比較例では、バルブ本体３に切欠部６０が設けられていないものとする。この第２比較例において、バルブ本体３の溝部１０に対するシールリング５の組み付け方法について、図１３を参照して説明する。

まず、図１３（Ａ）に示すように、シールリング５の合口部５０の一方の端部を、第１壁部１１の上を跨いで溝部１０に挿入する。次に、図１３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、シールリング５を径方向に拡張変形させつつ、第１壁部１１を乗り越えながらシールリング５を溝に嵌め入れてゆく。図１３（Ｂ）および（Ｃ）では、シールリング５を溝に嵌め入れてゆく際のシールリング５と第１壁部１１との当接箇所を点Ｐにて示している。また、シールリング５を径方向に拡張する方向を矢印ＥＤで示している。そして、図１３（Ｄ）に示すように、シールリング５の合口部５０の他方の端部まで溝部１０に嵌め入れ、シールリング５の組み付けを完了する。

図１４は、上述した第２比較例のシールリング５の組み付けを行う際のシールリング５の変形量を示すものである。図１４（Ａ）は、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付ける前の状態を示している。図１４（Ｂ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態を示している。図１４（Ｃ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５の組み付けを完了した状態を示している。

図１４（Ｂ）に示したように、第２比較例では、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態で、シールリング５は第１壁部１１を乗り越えなければならない。そのため、シールリング５の径方向の変形量Δ２が、第１実施形態の説明において図１０（Ｂ）で示した変形量Δ１に比べて大きいものとなっている。

上述した第１、第２比較例に対し、第１実施形態のバタフライバルブ１は、次の作用効果を奏するものである
（１）第１実施形態では、バルブ本体３の第１壁部１１にシールリング５が通過可能な切欠部６０を設けている。これにより、シールリング５の組付け時、切欠部６０を通してシールリング５を溝部１０に嵌め入れることが可能である。そのため、シールリング５が第１壁部１１または第２壁部１２を乗り越えることが無いので、上述した第２比較例に比べてシールリング５の径方向の変形量が小さくなる。したがって、このバタフライバルブ１は、シールリング５の本来の形状を維持することで、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

（２）第１実施形態では、切欠部６０は、バタフライバルブ１がガス通路６を閉塞している状態のときにガス流れ上流側に配置される第１壁部１１に設けられる。
これにより、バタフライバルブ１がガス通路６を全閉状態にしているとき、ガス流れ下流側に配置される第２壁部１２とシールリング５との当接面積を確保することが可能である。したがって、このバタフライバルブ１は、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

（３）第１実施形態では、切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置を含むように設けられる。
これによれば、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置は、バルブの全閉状態と開放状態において、ガス通路６の内壁６ａとバルブ本体３との距離が殆ど変ることが無い。そのため、その位置では、バタフライバルブ１がガス通路６を開放した時でも、シールリング５の形状が径方向外側に拡がることが防がれる。したがって、第１実施形態の構成によれば、上述した第１比較例のようにシールリング５が切欠部６０に乗り上げることが防がれるので、バタフライバルブ１の作動不良を防ぐことができる。

（４）第１実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と、切欠部６０を形成する周方向の他方の壁面６２との距離Ａは、シールリング５の軸方向の厚みＢより大きい。
これにより、シールリング５の組付時に、切欠部６０の一方の壁面６１と他方の壁面６２との間を、シールリング５を容易に通すことが可能である。したがって、シールリング５の組み付け性を向上することができる。

（５）第１実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２との間においてバルブ本体３の軸３４に垂直な距離Ｄは、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対し５°以下に傾けたシールリング５が切欠部６０を通過可能な距離に設定されている。
これにより、シールリング５の組付け時、シールリング５のうち溝部１０に挿入された部位に対し、シールリング５のうち溝部１０に挿入されていない部位を、５°より大きく曲げることが防がれる。そのため、シールリング５の組み付け時にシールリング５が軸方向に塑性変形することを防ぐことが可能である。したがって、このバタフライバルブ１は、シールリング５の本来の形状を維持することで、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してシールリング５の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１５および図１６では、第２実施形態のバタフライバルブ１が備えるシールリング５のみを示している。図１５および図１６に示すように、第２実施形態では、シールリング５は、Ｃ字状の金属部材５３、および、その金属部材５３の外側に設けられる樹脂部材５４を有する構成である。樹脂部材５４は、軸方向の一方の面に、金属部材５３が嵌合するＣ字状の嵌合溝５５を有している。金属部材５３は、その樹脂部材５４の嵌合溝５５に嵌合している。

そして、第２実施形態のシールリング５は、合口部５０が、いわゆるステップカット形状に形成されている。ステップカット形状とは、合口部５０を構成するシールリング５の周方向の一方の端部（以下、「合口部５０の一方の端部」という）から周方向に延びる突部５６、５８が、合口部５０を構成するシールリング５の周方向の他方の端部（以下、「合口部５０の他方の端部」という）に設けられる凹部５７、５９に嵌合する形状である。具体的には、第２実施形態では、合口部５０の一方の端部うち径方向外側かつ軸方向の一方の部位に周方向他方側に延びる第１突部５６が設けられ、その第１突部５６が合口部５０の他方の端部に設けられた第１凹部５７に嵌合している。そして、合口部５０の他方の端部うち径方向外側かつ軸方向の他方の部位に周方向一方側に延びる第２突部５８が設けられ、その第２突部５８が合口部５０の一方の端部に設けられた第２凹部５９に嵌合している。

この構成により、第２実施形態のシールリング５は、バタフライバルブ１がガス通路６を全閉状態にしているとき、合口部５０において第１壁部１１および第２壁部１２から径方向外側に露出した部位にガスの流れる空間ができることが防がれている。これにより、このシールリング５は、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

ところで、第２実施形態のように、シールリング５をＣ字状の金属部材５３とその金属部材５３の外側に設けられる樹脂部材５４を有する構成にすると、シールリング５を金属部材５３のみまたは樹脂部材５４のみで構成したものと比べて、シールリング５の体格が大型化する。そのため、シールリング５の組み付け時には、シールリング５が塑性変形するリスクが大きいものとなる。しかし、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、バルブ本体３の第１壁部１１には切欠部６０が設けられているので、シールリング５の組み付け時に、シールリング５が塑性変形することが防がれている。

図１７は、上述した第２実施形態のシールリング５の組み付け時におけるシールリング５の変形量を示すものである。図１７（Ａ）は、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付ける前の状態を示している。図１７（Ｂ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態を示している。図１７（Ｃ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５の組み付けを完了した状態を示している。

図１７（Ｂ）に示すように、第２実施形態においても、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態で、シールリング５は切欠部６０を通るため、シールリング５の径方向の変形量Δ３が比較的小さいものとなっている。

ここで、第２実施形態と比較するため、第３比較例のシールリング５の組み付け時の変形量について説明する。第３比較例では、バルブ本体３に切欠部６０が設けられていないものとする。

図１８（Ａ）は、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付ける前の状態を示している。図１８（Ｂ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態を示している。図１８（Ｃ）はバルブ本体３の溝部１０にシールリング５の組み付けを完了した状態を示している。

第３比較例では、バルブ本体３の溝部１０にシールリング５を組み付けている途中の状態で、シールリング５は第１壁部１１を乗り越えなければならない。そのため、シールリング５の径方向の変形量Δ４が、第２実施形態の説明において図１７（Ｂ）で示した変形量Δ３に比べて大きいものとなっている。第３比較例のように金属部材５３と樹脂部材５４との組み合わせにより体格が大型化したシールリング５では、変形量が大きくなると、塑性変形のリスクが大きいものとなる。

上記の第３比較例に対し、第２実施形態では、金属部材５３と樹脂部材５４とを組み合わせたシールリング５についても、バルブ本体３の第１壁部１１に切欠部６０を設けることで、シールリング５の径方向の変形量Δ３を小さくし、塑性変形を防ぐことが可能である。したがって、このバタフライバルブ１は、シールリング５の本来の形状を維持し、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態等に対して切欠部６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図１９に示すように、第３実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２とは、バルブ本体３の軸３４に対して略平行に設けられている。なお、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２とは、略平行に形成されている。これにより、バルブ本体３の第１壁部１１に対し、切欠部６０を切削加工等で形成する際の工程を簡素にすることが可能である。

また、第３実施形態でも、第１実施形態と同じく、シールリング５の組付け時において、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対しシールリング５を傾けた状態で切欠部６０に挿入するための所定角度θが設定されている。第３実施形態でも、その所定角度θは、シールリング５の材質などを考慮して、５°以下に設定されている。これにより、シールリング５の組み付け時にシールリング５が軸方向に塑性変形することを防ぐことが可能である。

また、第３実施形態でも、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２との間においてバルブ本体３の軸３４に垂直な距離Ｄは、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対し５°以下に傾けたシールリング５が切欠部６０を通過可能な距離に設定されている。これにより、バルブ本体３の軸３４に垂直な面に対しシールリング５を５°以下に傾けた状態で切欠部６０に容易に挿入できる。

上述した第３実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態も、第１実施形態等に対して切欠部６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図２０および図２１に示すように、第４実施形態では、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２はいずれも、シールリング５を向くように傾斜している。言い換えれば、切欠部６０を形成する周方向の一方の壁面６１と他方の壁面６２はいずれも、その壁面６１、６２の法線方向外側にシールリング５が配置されるように傾斜している。

ここで、図２１に示すように、シールリング５の合口部５０を形成する周方向の一方の端面５１とシールリング５の軸５００とのなす角をαとする。また、切欠部６０を形成する周方向の他方の壁面６２とバルブ本体３の軸３４とのなす角をβとする。このとき、第４実施形態では、α＜βの関係を有している。

その２つの角α、βの関係を、α＜βとした意義について説明する。
図２２に示すように、バタフライバルブ１の使用中、溝部１０に嵌合している状態のシールリング５の合口部５０の端部が切欠部６０側に変位することが考えられる。その場合、第４実施形態では、シールリング５の合口部５０の端部は、切欠部６０に引っ掛かることなく、切欠部６０を形成する周方向の壁面によって溝部１０側に戻される。

上述した第４実施形態と比較するため、第４比較例のバルブ本体３の切欠部６０について説明する。
図２３に示すように、第４比較例では、シールリング５の合口部５０を形成する周方向の一方の端面５１とシールリング５の軸５００とのなす角αと、切欠部６０を形成する周方向の他方の壁面６２とバルブ本体３の軸３４とのなす角βとは、α＞βの関係を有している。この場合、図２４に示すように、バタフライバルブ１の使用中、溝部１０に嵌合している状態のシールリング５の合口部５０の端部が切欠部６０側に変位すると、その端部は、切欠部６０に引っ掛かってしまうことが懸念される。これにより、バタフライバルブ１の作動不良が生じることや、全閉時のガス漏れが生じるおそれがある。

これに対し、上述した第４実施形態では、バタフライバルブ１の使用中、シールリング５の合口部５０の端部が切欠部６０側に変位した場合でも、その端部は、切欠部６０を形成する周方向の壁面によって溝部１０側に戻される。したがって、第４実施形態では、バタフライバルブ１の作動不良が生じることや、全閉時のガス漏れが生じることを防ぐことができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。第５実施形態も、第１実施形態等に対して切欠部６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図２５に示すように、第５実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、バルブ本体３の軸方向から視て、２つの切削面６３、６４により形成されている。そのうち、第１の切削面６３はバルブ本体３の径方向に沿うように形成されている。また、第２の切削面６４は、第１の切削面６３の端部からバルブ本体３の接線方向に沿うように形成されている。この第５実施形態においても、切欠部６０は、シールリング５が通過可能な幅に切り欠かれている。これにより、シールリング５の組み付け時、切欠部６０を通してシールリング５を溝部１０に嵌め入れることが可能である。そのため、シールリング５の径方向の変形量を小さくすることが可能である。したがって、第５実施形態においても、バタフライバルブ１は、シールリング５の本来の形状を維持することで、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

さらに、第５実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、バルブ本体３の軸方向から視て、２つの切削面６３、６４により形成されているので、バルブ本体３の第１壁部１１に対し、切欠部６０を切削加工等で形成する際の工程を簡素にすることが可能である。

（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。第６実施形態も、第１実施形態等に対して切欠部６０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図２６に示すように、第６実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、バルブ本体３の軸方向から視て、１つの切削面６５により形成されている。その切削面６５はバルブ本体３の接線方向に沿うように形成されている。この第６実施形態においても、切欠部６０は、シールリング５が通過可能な幅に切り欠かれている。これにより、シールリング５の組み付け時、切欠部６０を通してシールリング５を溝部１０に嵌め入れることが可能である。そのため、シールリング５の径方向の変形量を小さくすることが可能である。したがって、第６実施形態においても、バタフライバルブ１は、シールリング５の本来の形状を維持することで、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

さらに、第６実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、バルブ本体３の軸方向から視て、１つの切削面６５により形成されているので、バルブ本体３の第１壁部１１に対し、切欠部６０を切削加工等で形成する際の工程を、より簡素にすることが可能である。

（第７〜９実施形態）
第７〜９実施形態について、図２７〜図３０を参照して説明する。第７〜９実施形態は、バルブ本体３に切欠部６０を設ける位置に関するものである。なお、第７〜９実施形態では、切欠部６０の形状を、第６実施形態で説明したものと同一の形状として説明するが、切欠部６０の形状は、第１〜第５実施形態で説明したものを適用してもよい。

（第７実施形態）
図２７および図２８に示すように、第７実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置を含むように設けられている。また、第７実施形態では、切欠部６０は、シャフト４の回動軸４２をバルブ本体３に投影した位置を含むように設けられているともいえる。また、切欠部６０は、バルブ本体３の軸３４に対し、ハウジング２の駆動機構側に設けられている。

シャフト４をバルブ本体３に投影した位置は、バルブの全閉状態と開放状態において、ガス通路６の内壁６ａとバルブ本体３との距離が殆ど変ることが無い。そのため、その位置では、バタフライバルブ１がガス通路６を開放した時でも、シールリング５の形状が径方向外側に拡がることが防がれる。したがって、第７実施形態の構成によれば、上述した第１比較例のようにシールリング５が切欠部６０に乗り上げることが防がれるので、バタフライバルブ１の作動不良を防ぐことができる。

（第８実施形態）
図２９に示すように、第８実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置に対しバルブ本体３の軸３４を挟んで径方向反対側の位置を含むように設けられる。この位置も、バルブの全閉状態と開放状態において、ガス通路６の内壁６ａとバルブ本体３との距離が殆ど変ることが無い。したがって、第８実施形態も、第７実施形態等と同一の作用効果を奏することができる。

（第９実施形態）
図３０に示すように、第９実施形態では、バルブ本体３の切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置に設けられ、さらに、その位置に対しバルブ本体３の軸３４を挟んで径方向反対側の位置を含むように設けられる。この第９実施形態も、第７、第８実施形態等と同一の作用効果を奏することができる。

（第１０実施形態）
第１０実施形態について説明する。第１０実施形態は、第１実施形態等に対してバルブ本体３とシールリングの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態等と異なる部分についてのみ説明する。

図３１および図３２に示すように、第１０実施形態では、バルブ本体３の径方向外側の外縁部に被さるように、被覆型シールリング９が設けられている。
被覆型シールリング９は、バルブ本体３の軸方向の一方に設けられる第１環状壁９１、バルブ本体３の軸方向の他方に設けられる第２環状壁９２、および、バルブ本体３の径方向外側において第１環状壁９１と第２環状壁９２とを接続する接続壁９３とを有している。

そして、バルブ本体３の径方向外側の外縁部の一部には、切欠部６０が設けられている。切欠部６０は、第１環状壁９１および第２環状壁９２が通過可能な幅に切り欠かれている。なお、切欠部６０の構成については、第１〜第９実施形態で説明した構成を適用することが可能である。

第１０実施形態においても、被覆型シールリング９の組み付け時、被覆型シールリング９の第１環状壁９１または第２環状壁９２を切欠部に通し、バルブ本体３の径方向外側の外縁部に被覆型シールリング９を被せることが可能である。そのため、被覆型シールリング９の内径をバルブ本体３の外径より大きくすることが無いので、被覆型シールリング９の径方向の変形量を小さくすることが可能である。したがって、第１０実施形態のバタフライバルブ１も、第１〜第９実施形態と同様に、被覆型シールリング９の本来の形状を維持することで、ガス通路６の全閉時におけるガス漏れを防ぎ、閉じ切り性を向上することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記実施形態では、バタフライバルブ１は、ＥＧＲ装置に用いられるものとして説明したが、これに限らない。バタフライバルブ１は、例えば燃料電池の気体燃料の流量調整など、ガス通路６を流れるガスの流量を調整する種々の用途に用いることが可能である。そして、このバタフライバルブ１は、ガス通路６を全閉状態にしたときの閉じ切り性が求められるものに好適に用いることができる

（２）上記実施形態では、シールリング５、９は、樹脂、金属、または、樹脂と金属とを組み合わせたものとして説明したが、これに限らない。シールリング５、９は、例えば硬質ゴムまたはエラストマー等、種々の材料により構成することができる。

（３）上記実施形態では、切欠部６０は、第１壁部１１に設けられるものとして説明したが、これに限らない。切欠部６０は、第２壁部１２に設けてもよく、または、第１壁部１１と第２壁部１２の両方に設けてもよい。

（４）上記実施形態では、切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置、または、その位置に対しバルブ本体３の軸３４を挟んで径方向反対側の位置を含むように設けられるものとして説明したが、これに限らない。切欠部６０は、シャフト４をバルブ本体３に投影した位置を含まない位置に設けてもよく、または、その位置に対しバルブ本体３の軸３４を挟んで径方向反対側の位置を含まない位置に設けてもよい。

１ バタフライバルブ
３ バルブ本体
４ シャフト
５ シールリング
６ ガス通路
１０ 溝部
１１ 第１壁部
１２ 第２壁部
５０ 合口部
６０ 切欠部

Claims (9)

1. ガス通路（６）内に設けられるバタフライバルブにおいて、
   前記ガス通路内に設けられる略円盤状のバルブ本体（３）と、
   前記バルブ本体を前記ガス通路内で回動可能に支持するシャフト（４）と、
   前記バルブ本体の径方向外側の外縁部に前記バルブ本体の周方向に延びるように設けられる溝部（１０）と、
   前記溝部のうち前記バルブ本体の軸方向の一方の壁を構成する第１壁部（１１）と、
   前記溝部のうち前記バルブ本体の軸方向の他方の壁を構成する第２壁部（１２）と、
   環状に形成され、周方向の一部に切れ目としての合口部（５０）を有し、前記第１壁部と前記第２壁部との間で前記溝部に嵌合するシールリング（５）と、
   前記第１壁部および前記第２壁部の少なくとも一方に設けられ、前記シールリングが通過可能な幅に切り欠かれた切欠部（６０）と、を備えるバタフライバルブ。
2. 前記切欠部は、前記第１壁部または前記第２壁部のうち、前記バタフライバルブが前記ガス通路を閉塞している状態のときにガス流れ上流側に配置される壁部に設けられる、請求項１に記載のバタフライバルブ。
3. 前記切欠部は、前記バタフライバルブが前記ガス通路を閉塞している状態のときに前記ガス通路の軸方向から視て前記シャフトを前記バルブ本体に投影した位置、または、その位置に対し前記バルブ本体の軸（３４）を挟んで径方向反対側の位置を含むように設けられる、請求項１または２に記載のバタフライバルブ。
4. 前記切欠部を形成する周方向の一方の壁面（６１）と、前記切欠部を形成する周方向の他方の壁面（６２）との距離（Ａ）は、前記シールリングの軸方向の厚み（Ｂ）より大きい、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のバタフライバルブ。
5. 前記切欠部を形成する周方向の一方の壁面と他方の壁面との間において前記バルブ本体の軸に垂直な距離（Ｄ）は、前記バルブ本体の軸に垂直な面に対し５°以下に傾けた状態の前記シールリングが前記切欠部を通過可能な距離に設定されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のバタフライバルブ。
6. 前記切欠部を形成する周方向の壁面の少なくとも１つは、その壁面の法線方向外側に前記シールリングが配置されるように傾斜している、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のバタフライバルブ。
7. 前記シールリングの前記合口部を形成する周方向の一方の端面と前記シールリングの軸（５００）とのなす角をα、
   前記切欠部を形成する周方向の他方の壁面と前記バルブ本体の軸とのなす角をβ、とすると、
   α＜βの関係を有している、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のバタフライバルブ。
8. 前記シールリングは、Ｃ字状の金属部材（５３）、および、その金属部材の外側に設けられる樹脂部材（５４）を有する構成である、請求項１ないし７のいずれか１つに記載のバタフライバルブ。
9. ガス通路（６）内に設けられるバタフライバルブにおいて、
   前記ガス通路内に設けられる略円盤状のバルブ本体（３）と、
   前記バルブ本体を前記ガス通路内で回動可能に支持するシャフト（４）と、
   前記バルブ本体の軸方向の一方に設けられる第１環状壁（９１）、前記バルブ本体の軸方向の他方に設けられる第２環状壁（９２）、および、前記バルブ本体の径方向外側において前記第１環状壁と前記第２環状壁とを接続する接続壁（９３）とを有し、前記バルブ本体の径方向外側の外縁部に被さるように設けられる被覆型シールリング（９）と、
   前記バルブ本体の径方向外側の外縁部の一部に設けられ、前記第１環状壁および前記第２環状壁が通過可能な幅に切り欠かれた切欠部（６０）と、を備えるバタフライバルブ。

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