JP6196937B2 - 二重偏心弁 - Google Patents

Description

本発明は、弁体の回転中心が弁座の弁孔の中心から偏心して配置され、前記弁体のシール面が前記弁体の回転中心から偏心して配置されて構成される二重偏心弁に関するものである。

特許文献１には、バタフライバルブのシャフト嵌合溝の側面とバルブシャフトのバルブ装着部の外径面とをレーザ溶接装置を用いてレーザ溶接して、バタフライバルブとバルブシャフトとの２つの接合箇所に２列の平行な溶接部を形成する流体制御弁が開示されている。

特開２００７−２３９６６７号公報

しかしながら、特許文献１の流体制御弁は、バタフライバルブに対して斜めにバルブシャフトを嵌め合せるため、バタフライバルブとバルブシャフトの位置決めが容易ではない。そのため、バタフライバルブとバルブシャフトの位置決めの精度が低下して、流体の流量の調節を安定して行うことができないおそれがある。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、流体の流量を調節する精度を安定して確保できる二重偏心弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、弁孔と前記弁孔の縁部に形成された環状のシート面を含む弁座と、円板状をなし、前記シート面に対応する環状のシール面が外周に形成された弁体と、前記弁体を回動させるための回転軸と、を備え、前記回転軸の軸線が前記弁体及び前記弁孔の径方向と平行に伸びており、前記回転軸の軸線が前記弁孔の中心から前記弁孔の径方向へ偏心して配置されると共に、前記シール面が前記回転軸の軸線から前記弁体の軸線が伸びる方向へ偏心して配置される二重偏心弁において、前記回転軸は、軸本体部と、前記軸本体部の先端から突出する軸係止部と、を備え、前記弁体は、前記シール面に対して反対側の面にて前記軸係止部と溶接される弁体係止部を備え、前記軸係止部の軸線は、前記回転軸の軸線と同軸に配置されること、を特徴とする。

この態様によれば、二重偏心弁において、回転軸の軸線（中心線）を中心とする回転方向についての精密な回転軸の向きは存在しないので、弁体と回転軸の溶接時に回転軸の回転方向の位置を精密に制御しなくてもよい。このように、弁体と回転軸の溶接時おける弁体と回転軸の位置決めが容易になるので、弁体と回転軸の位置決めの精度が向上する。そのため、流体の流量を調節する精度が安定して確保される。

上記の態様においては、前記弁体は、前記弁体係止部にて係止穴を備え、前記係止穴の軸線は、前記弁体の径方向と平行に伸びており、かつ、前記弁体の軸線から前記弁体の径方向へ偏心して配置され、前記軸係止部は、前記係止穴に係止されて前記弁体係止部と溶接されること、が好ましい。

この態様によれば、治具を用いずに弁体と回転軸を位置決めすることが可能になる。また、弁体と回転軸の溶接時に回転軸の軸係止部が弁体の係止穴に係止されるので、弁座のシート面に対する弁体の位置ずれが生じない。そのため、弁体と回転軸の位置決めの精度が向上するので、弁体の閉弁時における流体の洩れ流量を極力小さくできる。したがって、二重偏心弁において、より効果的に、流体の流量を調節する精度が安定して確保される。

上記の態様においては、前記弁体係止部と前記軸係止部を接合する溶接ビードは、前記弁体の軸線方向に沿って前記弁体係止部を貫通して前記軸係止部まで形成されていること、が好ましい。

この態様によれば、溶接品質が向上する。また、溶接後に溶接ヒケが生じたとしても、弁体は当該弁体の径方向に位置がずれるおそれはない。

上記の態様においては、前記弁体係止部は、前記弁体の軸線方向に突出する弁体突起であり、前記回転軸は、前記軸係止部にて切欠き溝を備え、前記切欠き溝の深さ方向は、前記弁体の径方向または前記回転軸の軸線方向であり、前記弁体突起は、前記切欠き溝に係止されて前記軸係止部と溶接されること、が好ましい。

この態様によれば、弁体突起が回転軸の切欠き溝に係止されるので、治具を用いなくても弁体と回転軸の位置決めが可能になる。そのため、弁体と回転軸の組み付けが容易になる。したがって、より効果的に、弁体と回転軸の位置決めの精度が良くなる。

上記の態様においては、前記弁体突起における前記弁体の軸線方向の断面は略Ｔ字状に形成され、前記軸係止部が前記弁体突起の頭部に抑え込まれていること、が好ましい。

この態様によれば、回転軸の軸係止部が弁体突起の頭部により抑え込まれているので、弁体の回転時において弁体突起に対してその径方向に作用する応力が軽減される。そのため、弁体と回転軸の組み付け状態が維持される。

上記の態様においては、前記弁体は、前記弁体係止部にて弁体溝を備え、前記弁体溝の軸線は、前記弁体の径方向と平行に伸びており、かつ、前記弁体の軸線から前記弁体の径方向へ偏心して配置され、前記軸係止部は、前記弁体溝内に挿入されて前記弁体係止部と溶接されること、が好ましい。

この態様によれば、回転軸の軸係止部を弁体の弁体溝に挿入させるだけで、弁体と回転軸の位置決めができる。そのため、弁体と回転軸の組み付け性が容易になる。

上記の態様においては、前記弁体溝は、丸溝であること、が好ましい。

この態様によれば、回転軸の軸係止部を弁体の弁体溝に容易に挿入できるので、より効果的に、弁体と回転軸の組み付けが容易になる。

本発明に係る二重偏心弁によれば、流体の流量を調節する精度を安定して確保できる。

二重偏心弁を備えた電動式のＥＧＲ弁の斜視図である。 弁体が弁座に着座した全閉状態における弁部を一部破断して示した斜視図である。 弁体が弁座から最も離れた全開状態における弁部を一部破断して示した斜視図である。 ＥＧＲ弁の平断面図である。 弁ハウジングからエンドフレームを取り外した状態を示す背面図である。 エンドフレームの内側を示す正面図である。 第１実施形態における弁体の斜視図である。 第１実施形態における回転軸の斜視図である。 第１実施形態において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態において弁座を流路の段部に圧入する様子を示す斜視図である。 第１実施形態において弁体を弁座に配置する様子を示す斜視図である。 第１実施形態において弁体の位置決めとクランプを行う様子を示す斜視図である。 第１実施形態において回転軸を弁ハウジング内に挿入する様子を示す斜視図である。 第１実施形態において弁体と回転軸を溶接する様子を示す斜視図である。 第２実施形態における弁体の斜視図である。 第２実施形態における回転軸の斜視図である。 第２実施形態において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 図１８のＢ−Ｂ断面図である。 図１９のＣ−Ｃ断面図である。 第２実施形態において回転軸を弁ハウジング内に挿入する様子を示す斜視図である。 第２実施形態において弁体を回転軸に組み付ける様子を示す斜視図である。 第２実施形態において弁体と回転軸を溶接する様子を示す斜視図である。 第２実施形態において弁体を弁座に配置する様子を示す斜視図である。 第２実施形態において、弁体の位置決めとクランプを行う様子を示す斜視図である。 第２実施形態において、弁体と回転軸を溶接する様子を示す斜視図である。 第２実施形態の第１変形例における弁体の斜視図である。 第２実施形態の第１変形例において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 第２実施形態の第２変形例における回転軸の斜視図である。 第２実施形態の第２変形例において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 第３実施形態における弁体の斜視図である。 第３実施形態における回転軸の斜視図である。 第３実施形態において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 図３３のＤ−Ｄ断面図である。 第３実施形態において弁体を弁座に配置する様子を示す斜視図である。 第３実施形態において回転軸を弁ハウジング内に挿入する様子を示す斜視図である。 第３実施形態において弁体の位置決めとクランプを行う様子を示す斜視図である。 第３実施形態において弁体と回転軸を溶接する様子を示す斜視図である。 第３実施形態の変形例における弁体と回転軸の溶接方法を示す斜視図である。 その他の実施形態において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。 その他の実施形態において弁体の溝に粉体を入れることを示す図である。 その他の実施形態において弁体の溝に楔を挿入することを示す図である。 その他の実施形態において弁体と回転軸のピンとの間に楔を挿入することを示す図である。 比較例において溶接された弁体と回転軸の斜視図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の二重偏心弁を備えた排気還流弁（ＥＧＲ弁）に具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

〔ＥＧＲ弁の全体説明〕
図１に、二重偏心弁を備えた電動式のＥＧＲ弁１を斜視図により示す。このＥＧＲ弁１は、二重偏心弁より構成される弁部２と、モータ３２（図４参照）を内蔵したモータ部３と、複数のギヤ４１〜４３（図４、図５参照）を内蔵した減速機構部４とを備える。弁部２は、内部に流体としてのＥＧＲガスが流れる流路１１を有する金属製の管部１２を含み、流路１１の中には弁座１３、弁体１４及び回転軸１５が配置される。回転軸１５には、モータ３２（図４参照）の回転力が複数のギヤ４１〜４３（図４、図５参照）を介して伝えられるようになっている。

図２に、弁体１４が弁座１３に着座した全閉状態における弁部２を一部破断して斜視図により示す。図３に、弁体１４が弁座１３から最も離れた全開状態における弁部２を一部破断して斜視図により示す。図２、図３に示すように、流路１１には段部１０が形成され、その段部１０に弁座１３が組み込まれる。弁座１３は、円環状をなし、中央に弁孔１６を有する。弁孔１６の縁部には、環状のシート面１７が形成される。弁体１４は、円板状をなし、その外周には、シート面１７に対応する環状のシール面１８が形成される。弁体１４は回転軸１５に固定され、回転軸１５と一体的に回動するようになっている。図２、図３において、弁体１４より上の流路１１はＥＧＲガスの流れの上流側を示し、弁座１３より下の流路１１がＥＧＲガスの流れの下流側を示す。すなわち、流路１１において弁体１４は、弁座１３よりもＥＧＲガスの流れの上流側に配置される。

図４に、ＥＧＲ弁１を平断面図により示す。このＥＧＲ弁１は、主要な構成要素として、回転軸１５と弁体１４の他に、ＥＧＲボディ３１、モータ３２、減速機構３３を備える。

この実施形態で、ＥＧＲボディ３１は、流路１１及び管部１２を含むアルミ製又は合成樹脂製の弁ハウジング３５と、同ハウジング３５の開口端を閉鎖する合成樹脂製のエンドフレーム３６とを含む。回転軸１５及び弁体１４は、弁ハウジング３５に設けられる。すなわち、回転軸１５は、その先端から突出するピン１５ａを含む。回転軸１５は、ピン１５ａがある先端側を自由端とし、その先端部が管部１２の流路１１に挿入されて配置される。また、回転軸１５は、その基端側の回転軸１５上にて互いに離れて配置された２つの軸受、すなわち第１の軸受３７と第２の軸受３８を介して弁ハウジング３５に対し回転可能に片持ち支持される。第１の軸受３７はボールベアリングにより構成され、第２の軸受３８はニードルベアリングよりに構成される。弁体１４は、回転軸１５の先端部に形成されたピン１５ａに対して溶接により固定され、流路１１内に配置される。

図５に、弁ハウジング３５からエンドフレーム３６を取り外した状態を背面図により示す。図６に、エンドフレーム３６の内側を正面図により示す。エンドフレーム３６は、弁ハウジング３５に対し複数のリベット（図示略）により固定される。図４、図６に示すように、エンドフレーム３６の内側には、回転軸１５の基端部に対応して、弁体１４の開度（ＥＧＲ開度）を検出するためのＥＧＲ開度センサ３９が設けられる。このセンサ３９は、ホールＩＣ等により構成され、回転軸１５の回転角度をＥＧＲ開度として検出するように構成される。図４、図５に示すように、回転軸１５の基端部には、扇形ギヤよりなるメインギヤ４１が固定される。メインギヤ４１と弁ハウジング３５との間には、弁体１４を閉方向へ付勢するためのリターンスプリング４０が設けられる。メインギヤ４１の裏側には、有底の凹部４１ａが形成され、その凹部４１ａに略円板形状をなす磁石４６が収容されている。この磁石４６は、その上から押さえ板４７により押さえ付けられることで固定される。従って、メインギヤ４１は、弁体１４及び回転軸１５と一体に回転することにより、磁石４６が回転し、磁石４６の磁界が変化する。そして、その磁石４６の磁界の変化をＥＧＲ開度センサ３９により検知することにより、メインギヤ４１の回転角度を弁体１４の回転角度、すなわちＥＧＲ開度として検出するようになっている。この実施形態では、メインギヤ４１が回転体の一例に相当し、ＥＧＲ開度センサ３９が磁気検知器の一例に相当する。そして、これらメインギヤ４１、磁石４６及びＥＧＲ開度センサ３９により回転角度検出装置が構成される。なお、図５において、ＥＧＲガスは、図面上側から下側に向かって流れる。

この実施形態で、モータ３２は、弁ハウジング３５に形成された収容凹部３５ａに収容されて固定される。すなわち、モータ３２は、収容凹部３５ａに収容された状態で、その両端に設けられた留め板４８と板ばね４９を介して弁ハウジング３５に固定される。モータ３２は、弁体１４を開閉駆動するために減速機構３３を介して回転軸１５に駆動連結される。すなわち、モータ３２の出力軸３２ａ上には、モータギヤ４３が固定される。このモータギヤ４３は、中間ギヤ４２を介してメインギヤ４１に駆動連結される。中間ギヤ４２は、大径ギヤ４２ａと小径ギヤ４２ｂを含む二段ギヤであり、ピンシャフト４４を介して弁ハウジング３５に回転可能に支持される。大径ギヤ４２ａには、モータギヤ４３が連結され、小径ギヤ４２ｂには、メインギヤ４１が連結される。この実施形態では、減速機構３３を構成する各ギヤ４１〜４３として、軽量化のために樹脂材料よりなる樹脂ギヤが使用される。なお、モータギヤ４３が図５に示す矢印α方向に回転することにより、弁体１４は開弁方向に回動する。

図４に示すように、弁ハウジング３５とエンドフレーム３６との接合部分には、ゴム製のガスケット５０が設けられる。図６に示すように、ガスケット５０は、エンドフレーム３６の開口端面の外周に形成された周溝３６ａに配置される。このように、弁ハウジング３５とエンドフレーム３６との間にガスケット５０が介在することで、モータ部３と減速機構部４の内部が大気に対して密閉可能に設けられる。

従って、図２に示すように、弁体１４の全閉状態から、モータ３２が通電により作動して出力軸３２ａが正方向へ回転し、モータギヤ４３が回転することにより、その回転が中間ギヤ４２により減速されてメインギヤ４１に伝達される。これにより、回転軸１５及び弁体１４が、リターンスプリング４０の付勢力に抗して回動され、流路１１が開かれる。すなわち、弁体１４が開弁される。また、弁体１４をある開度に保持するために、モータ３２に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギヤ４３、中間ギヤ４２及びメインギヤ４１を介し保持力として回転軸１５及び弁体１４に伝達される。この保持力がリターンスプリング４０の付勢力に均衡することにより、弁体１４がある開度に保持される。

〔弁体と回転軸の説明〕
次に、弁部２における弁体１４と回転軸１５について説明する。

図７に示すように、弁体１４は、板面１４ａと、固定部１４ｂと、係止穴１４ｃと、端面部１４ｄと、シール面１８などを備えている。

板面１４ａは、弁体１４の軸線（中心線）Ｌｂ方向におけるシール面１８とは反対側に形成されている。固定部１４ｂは、板面１４ａ側に形成されている。なお、固定部１４ｂは、本発明における「弁体係止部」の一例である。

係止穴１４ｃは、固定部１４ｂに形成されている。この係止穴１４ｃは、固定部１４ｂを貫通して形成されている。そして、係止穴１４ｃの軸線（中心線）Ｌｂｈは、弁体１４の径方向と平行に伸びており、かつ、弁体１４の軸線Ｌｂから弁体１４の径方向へ偏心して配置されている。なお、係止穴１４ｃは、軸線Ｌｂｈ方向の端部に、面取り部を備えていることが望ましい。これにより、ピン１５ａが係止穴１４ｃ内に挿入され易くなるので、弁体１４と回転軸１５の組み付けが容易になる。また、係止穴１４ｃは、貫通穴であることに限定されず、底部を備える閉塞穴であってもよい。

端面部１４ｄは、固定部１４ｂにおける軸線Ｌｂｈ方向の一方の端部に形成されている。

図８に示すように、回転軸１５は、ピン１５ａと、軸本体部１５ｂ、端面部１５ｃなどを備えている。ピン１５ａと軸本体部１５ｂは、略円筒形状に形成されている。

ピン１５ａは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓ方向の一方の端部にある端面部１５ｃ（先端）から、軸線Ｌｓ方向に突出するように形成されている。ピン１５ａの軸線Ｌｓｐは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に（すなわち、一致するように）配置されている。なお、ピン１５ａは、本発明における「軸係止部」の一例である。また、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓは、本発明における「回転軸の軸線」の一例である。

また、軸本体部１５ｂは、その外周面から軸線Ｌｓ側へ切り取られた面取り部１５ｂａを備えている。

図９に示すように、ピン１５ａが係止穴１４ｃ内に挿入され、かつ、端面部１４ｄと端面部１５ｃが接触した状態で、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接されている。ここで、係止穴１４ｃの内周面とピン１５ａの外周面との間の隙間は小さく、ピン１５ａは係止穴１４ｃに嵌め合わされている。また、板面１４ａと軸本体部１５ｂの面取り部１５ｂａが、接触している。そして、後述するように、弁体１４の軸線Ｌｂ方向における固定部１４ｂ側（図９の上側）からレーザが照射されることにより、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接されている。これにより、図１０に示すように、固定部１４ｂとピン１５ａを接合する溶接ビードＢは、弁体１４の軸線Ｌｂ方向に沿って、固定部１４ｂを貫通してピン１５ａまで形成されている。なお、図１０に示す例においては、溶接ビードＢは、ピン１５ａの中間あたりまで形成されている。なお、溶接ビードＢは、固定部１４ｂとピン１５ａを貫通していてもよい。

図１０に示すように、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓは、弁体１４及び弁孔１６の径方向と平行に伸びており、かつ、弁孔１６の中心Ｐ１から弁孔１６の径方向へ偏心して配置されている。また、弁体１４のシール面１８は、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから弁体１４の軸線Ｌｂが伸びる方向へ偏心して配置されている。さらに、係止穴１４ｃの軸線Ｌｂｈとピン１５ａの軸線Ｌｓｐは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されている。

このような弁体１４と回転軸１５は、以下のようにして、弁ハウジング３５内に配置される。

まず、図１１に示すように、弁座１３が、流路１１の段部１０に圧入される。次に、図１２に示すように、弁体１４が、弁座１３の上に配置される。次に、図１３に示すように、クランプ用治具６０により、弁体１４を弁座１３の上に配置させたときの弁体１４の平行度の調節などが行われながら、弁体１４の位置決めとクランプ（固定）が行われる。

次に、図１４に示すように、回転軸１５が、弁ハウジング３５の軸穴部３５ｂ内に挿入される。このとき、ピン１５ａが、係止穴１４ｃ内に挿入される。また、第１の軸受３７と第２の軸受３８が、軸穴部３５ｂ内に挿入される。このようにして、ピン１５ａが係止穴１４ｃ内に係止されることにより、ピン１５ａは係止穴１４ｃの内周面に案内される。そのため、弁体１４と回転軸１５の位置決めが容易になるので、弁体１４と回転軸１５の組み付け性が向上する。また、端面部１４ｄと端面部１５ｃが接触し、かつ、板面１４ａと軸本体部１５ｂの面取り部１５ｂａが接触している（図９参照）ので、弁体１４と回転軸１５の位置決めはさらに容易となり、弁体１４と回転軸１５の組み付け性がさらに向上する。

次に、図１５に示すように、レーザ光６２によるレーザ溶接により、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接される。このとき、レーザは、弁体１４に対して、弁体１４の軸線Ｌｂ方向における固定部１４ｂ側（図１５の上側）から照射される。このようにして、固定部１４ｂとピン１５ａにおいて、軸線Ｌｂ方向における固定部１４ｂ側から、貫通溶接が行われる。これにより、固定部１４ｂとピン１５ａを接合する溶接ビードＢは、軸線Ｌｂ方向に沿って、固定部１４ｂを貫通してピン１５ａまで形成される（図１０参照）。なお、固定部１４ｂとピン１５ａの溶接方法は、レーザ溶接以外の他の溶接方法（例えば、アーク溶接など）であってもよい。

なお、変形例として、係止穴１４ｃの軸線Ｌｂｈとピン１５ａの軸線Ｌｓｐが、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから軸本体部１５ｂの径方向に偏心して、弁体１４の軸線Ｌｂ上に配置されていてもよい。

以上のような本実施形態は、以下の効果を有する。本実施形態は、弁孔１６と弁孔１６の縁部に形成された環状のシート面１７を含む弁座１３と、円板状をなし、シート面１７に対応する環状のシール面１８が外周に形成された弁体１４と、弁体１４を回動させるための回転軸１５と、を備え、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓが弁体１４及び弁孔１６の径方向と平行に伸びており、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓが弁孔１６の中心Ｐ１から弁孔１６の径方向へ偏心して配置されていると共に、シール面１８が軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから弁体１４の軸線Ｌｂが伸びる方向へ偏心して配置されている弁部２において、回転軸１５は、軸本体部１５ｂと、軸本体部１５ｂの端面１５ｃから突出するピン１５ａと、を備え、弁体１４は、シール面１８に対して反対側の面にてピン１５ａと溶接される固定部１４ｂを備え、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されている。

このように、二重偏心弁より構成される弁部２は、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐが軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されている。そのため、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐが軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから偏心して配置されている場合（図４４の比較例など）のような軸線Ｌｓを中心とする回転方向についての精密な回転軸１５の向きは存在しないので、弁体１４と回転軸１５の溶接時に回転軸１５の回転方向の位置を精密に制御しなくてもよい。このように、弁体１４と回転軸１５の溶接時おける弁体１４と回転軸１５の位置決めが容易になるので、弁体１４と回転軸１５の位置決めの精度が向上する。そのため、二重偏心弁より構成される弁部２において、流体の流量を調節する精度が安定して確保される。

また、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐは軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されているので、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐが軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから偏心して配置されている場合と比べて、回転軸１５の製造コストが低減される。

ここで、比較例として、図４４に示すような比較例が考えられる。図４４に示す比較例においては、回転軸１１５のピン１１５ａは、弁体１１４の固定部１１４ｂにおける円溝１１４ｆ内に挿入された状態で、固定部１１４ｂに溶接されている。しかしながら、このような比較例においては、固定部１１４ｂとピン１１５ａの溶接部分における溶接ヒケにより、弁座のシート面に対する弁体１１４の位置ずれが生じて、閉弁時における流体（例えば、ＥＧＲガス）の洩れ流量が大きくなってしまうおそれがある。なお、「溶接ヒケ」とは、溶接後に溶接部分（溶接ビード）において生じる収縮である。また、図４４に示す比較例では、回転軸１１５のピン１１５ａは、軸本体部１１５ｂから当該軸本体部１１５ｂの径方向へ偏心している。

これに対し、本実施形態によれば、弁体１４は、固定部１４ｂにて係止穴１４ｃを備え、係止穴１４ｃの軸線Ｌｂｈは、弁体１４の径方向と平行に伸びており、かつ、弁体１４の軸線Ｌｂから弁体１４の径方向へ偏心して配置され、ピン１５ａは、係止穴１４ｃに係止されて固定部１４ｂと溶接されている。

このようにして、係止穴１４ｃにピン１５ａが挿入されるだけで、治具を用いずに弁体１４と回転軸１５の位置決めが可能になる。そのため、弁体１４と回転軸１５は、安価に組み付けられる。また、弁体１４と回転軸１５の溶接時にピン１５ａが係止穴１４ｃに係止されているので、弁座１３のシート面１７に対する弁体１４の位置ずれが生じない。そのため、弁体１４と回転軸１５の位置決めの精度が向上するので、弁体１４の閉弁時における流体の洩れ流量を極力小さくできる。したがって、弁部２において、より効果的に、流体の流量を調節する精度が安定して確保される。

また、弁体１４の軸線Ｌｂ方向における固定部１４ｂ側（図９の上側）からレーザが照射されることにより、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接されている。これにより、固定部１４ｂとピン１５ａを接合する溶接ビードＢは、弁体１４の軸線Ｌｂ方向について固定部１４ｂを貫通してピン１５ａまで形成されている（図１０参照）。このように、弁体１４と回転軸１５の境界部分を狙って溶接を行うことがないため、溶接品質が向上する。さらに、溶接後に溶接ヒケが生じたとしても、弁体１４は当該弁体１４の径方向に位置ズレするおそれはない。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。

図１６に示すように、弁体１４は、ピン１４ｅを備えている。

ピン１４ｅは、板面１４ａにて弁体１４の軸線Ｌｂ方向に突出するように形成されている。このピン１４ｅは、胴体部１４ｅａと頭部１４ｅｂを備えている。頭部１４ｅｂは、胴体部１４ｅａよりも外径が大きく形成されている。このようにして、ピン１４ｅにおける軸線Ｌｂ方向の断面は、略Ｔ字状に形成されている。また、ピン１４ｅの軸線Ｌｂｐは、弁体１４の軸線Ｌｂと同軸に配置されている。なお、ピン１４ｅは、本発明における「弁体突起」の一例である。

図１７に示すように、回転軸１５は、固定部１５ｄと、切欠き溝１５ｅなどを備えている。

固定部１５ｄは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓ方向における一方の端部（先端）から突出するようにして形成されている。固定部１５ｄの軸線Ｌｓｋは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されている。また、固定部１５ｄは、切欠き溝１５ｅの軸線Ｌｓｄ方向における両端部に、平面部１５ｄａを備えている。なお、固定部１５ｄは、本発明における「軸係止部」の一例である。

切欠き溝１５ｅは、固定部１５ｄに形成されている。切欠き溝１５ｅは、その深さ方向が回転軸１５の軸線Ｌｓ方向と直交する方向（図１７の左右方向）に沿うように形成されている。そして、切欠き溝１５ｅの軸線Ｌｓｄ、すなわち、切欠き溝１５ｅの底部１５ｅａの中心線は、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓに対して鉛直方向に伸びている。このような切欠き溝１５ｅは、軸線Ｌｓｄ方向から見たときにＵ字形状に形成されているＵ字溝である。

図１８に示すように、ピン１４ｅは切欠き溝１５ｅ内に係止され、かつ、板面１４ａと平面部１５ｄａが接触した状態で、ピン１４ｅと固定部１５ｄが溶接されている。このとき、切欠き溝１５ｅの深さ方向は、弁体１４の径方向となっている。ここで、ピン１４ｅは、切欠き溝１５ｅ内に圧入されているか、あるいは、切欠き溝１５ｅ内に嵌め込まれていることにより、切欠き溝１５ｅ内に係止されている。そのため、治具を用いずに弁体１４と回転軸１５を位置決めすることが可能になるので、弁体１４と回転軸１５は安価に組み付けられる。

図１９と図２０に示すように、固定部１５ｄの軸線Ｌｓｋは、弁体１４及び弁孔１６の径方向と平行に伸び、弁孔１６の中心Ｐ１から弁孔１６の径方向へ偏心して配置されている。また、弁体１４のシール面１８は、固定部１５ｄの軸線Ｌｓｋから弁体１４の軸線Ｌｂが伸びる方向へ偏心して配置されている。さらに、ピン１４ｅの軸線Ｌｂｐと切欠き溝１５ｅの軸線Ｌｓｄは、弁体１４の軸線Ｌｂおよび弁孔１６の中心軸Ｌｈと同軸に配置されており、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと固定部１５ｄの軸線Ｌｓｋから軸本体部１５ｂの径方向へ偏心して配置されている。

なお、変形例として、ピン１４ｅの軸線Ｌｂｐと切欠き溝１５ｅの軸線Ｌｓｄは、弁体１４の軸線Ｌｂから弁体１４の径方向へ偏心しており、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓ上に配置されていてもよい。

このような弁体１４と回転軸１５は、以下のようにして、弁ハウジング３５内に配置される。

まず、前記の図１１と同様に、弁座１３が、流路１１の段部１０に圧入される。次に、図２１に示すように、回転軸１５が、弁ハウジング３５の軸穴部３５ｂ内に挿入される。このとき、回転軸１５は、切欠き溝１５ｅのＵ字形状の開口側が弁座１３とは反対側（図２１の上側）に向けられた状態となっている。

次に、図２２に示すように、弁孔１６の中心軸Ｐ１における弁座１３とは反対側（図２２の上側）から、切欠き溝１５ｅ内にピン１４ｅの胴体部１４ｅａが挿入される。そして、ピン１４ｅの胴体部１４ｅａが切欠き溝１５ｅの底部１５ｅａに接触した状態で、弁体１４が回転軸１５に係止される。このようにして、弁体１４は、回転軸１５に対して弁体１４の径方向に押し込まれて、回転軸１５に組み付けられる。ここで、ピン１４ｅは、切欠き溝１５ｅ内に圧入されるか、あるいは、切欠き溝１５ｅ内に嵌め込まれることにより、切欠き溝１５ｅ内に係止される。そのため、治具を用いずに弁体１４と回転軸１５を位置決めすることが可能になるので、弁体１４と回転軸１５は安価に組み付けられる。

次に、図２３に示すように、レーザ光６２によるレーザ溶接により、固定部１５ｄとピン１４ｅが溶接される。このとき、レーザは固定部１５ｄの側面側（切欠き溝１５ｅのＵ字形状の開口側、図２３の上側）から照射される。このようにして、ピン１４ｅと固定部１５ｄを接合する溶接ビードは、ピン１４ｅの軸線Ｌｂｐ方向に沿ってピン１４ｅの両側に形成される。なお、ピン１４ｅと固定部１５ｄの溶接方法は、レーザ溶接以外の他の溶接方法であってもよい。

次に、図２４に示すように、回転軸１５が軸線Ｌｓを中心に回転させられることにより、弁体１４が、弁座１３の上に配置される。

その後、図２５に示すように弁体１４の位置決めとクランプが行われて、図２６に示すようにレーザ光６２によるレーザ溶接によりピン１４ｅと固定部１５ｄが溶接される。このとき、レーザは、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂ側（図２６の上側）から照射される。このようにして、ピン１４ｅと固定部１５ｄを接合する溶接ビードは、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂの周囲にて円弧状に形成される。なお、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂの周囲に形成される溶接ビードは、弁体１４の回転時に生じる回転トルクによる応力が加わり難い。すなわち、弁体１４の回転トルクは、ピン１４ｅの胴体部１４ｅａに加わるが、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂには加わり難い。そのため、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂにおける溶接ビードの強度は、低くてもよい。なお、図２５と図２６に示す工程は、省略することも可能である。

なお、図２７と図２８に示すように、第１変形例として、ピン１４ｅは、略円筒形状であってもよい。これにより、弁体１４の製造コストが低減される。なお、レーザ溶接によりピン１４ｅと固定部１５ｄが溶接されるときには、レーザはピン１４ｅの突出側（図２８の上側）から照射される。このようにして、ピン１４ｅと固定部１５ｄを接合する溶接ビードは、ピン１４ｅの周囲に円弧状に形成されている。

また、図２９と図３０に示すように、第２変形例として、ピン１４ｅは略円筒形状であり、かつ、回転軸１５の切欠き溝１５ｅはその深さ方向が回転軸１５の軸線Ｌｓ方向となるように形成されていてもよい。これにより、弁体１４の製造コストが低減される。また、弁ハウジング３５内に弁体１４と回転軸１５が搭載される際に、弁体１４が弁座１３の上に配置された後に、回転軸１５が弁ハウジング３５の軸穴部３５ｂ内に挿入されて弁体１４に組み付けられることが可能になる。そのため、弁体１４と回転軸１５の組み付け性が向上する。

以上のような本実施形態は、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を有する。本実施形態によれば、弁体１４は、弁体１４の軸線Ｌｂ方向に突出するピン１４ｅを備え、回転軸１５は、固定部１５ｂにて切欠き溝１５ｅを備え、切欠き溝１５ｅの深さ方向は、弁体１４の径方向または回転軸１５の軸線Ｌｓ方向と平行であり、ピン１４ｅは、切欠き溝１５ｅに係止されて固定部１５ｂと溶接されている。

このように、ピン１４ｅが切欠き溝１５ｅに係止されるので、治具を用いなくても弁体１４と回転軸１５の位置決めが可能になる。そのため、弁体１４と回転軸１５の組み付けが容易になる。したがって、より効果的に、弁体１４と回転軸１５の位置決めの精度が良くなる。

また、切欠き溝１５ｅの深さ方向は、弁体１４の径方向または回転軸１５の軸線Ｌｓ方向である。そのため、弁体１４が回転軸１５に対して弁孔１６の径方向に寄せられた状態で、弁体１４と回転軸１５の位置決めを行うことができる。したがって、弁孔１６の径方向の少なくとも一方側における弁体１４と回転軸１５の位置ズレは確実になくなるので、弁体１４と回転軸１５の位置決めの精度が向上する。

また、本実施形態によれば、ピン１４ｅにおける弁体１４の軸線Ｌｂ方向の断面は略Ｔ字状に形成され、固定部１５ｄがピン１４ｅの頭部１４ｅｂに抑え込まれている。

このように、固定部１５ｄがピン１４ｅの頭部１４ｅｂに抑え込まれているので、弁体１４の回転時においてピン１４ｅに対してその径方向に作用する応力が軽減される。そのため、弁体１４と回転軸１５の組み付け状態が維持される。

また、弁体１４の回転時に生じる回転トルクの応力はピン１４の胴体部１４ｅａに作用するので、ピン１４ｅの頭部１４ｅｂにおける溶接強度は低くてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明するが、第１，２実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。

図３１に示すように、弁体１４は、弁体溝１４ｆを備えている。

弁体溝１４ｆは、固定部１４ｂに形成されている。弁体溝１４ｆは、丸溝である。なお、丸溝は、楕円形から真円まで任意の曲率を有する各種の丸形断面にすることができる。弁体溝１４ｆの軸線Ｌｂｄは、弁体１４の径方向と平行に伸びており、かつ、弁体１４の軸線Ｌｂから弁体１４の径方向へ偏心して配置されている。

図３２に示すように、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐは、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと同軸に配置されている。

図３３に示すように、ピン１５ａは弁体溝１４ｆ内に挿入され、かつ、端面部１４ｄと端面部１５ｃが接触した状態で、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接されている。なお、ピン１５ａは、弁体溝１４ｆ内に圧入されることにより、弁体溝１４ｆ内に係止されていてもよい。

図３４に示すように、ピン１５ａの軸線Ｌｓｐと軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓと弁体溝１４ｆの軸線Ｌｂｄは、弁体１４及び弁孔１６の径方向と平行に伸び、弁孔１６の中心Ｐ１から弁孔１６の径方向へ偏心して配置されている。また、弁体１４のシール面１８は、軸本体部１５ｂの軸線Ｌｓから弁体１４の軸線Ｌｂが伸びる方向へ偏心して配置されている。

このような弁体１４と回転軸１５は、以下のようにして、弁ハウジング３５内に配置される。

まず、前記の図１１と同様に、弁座１３が、流路１１の段部１０に圧入される。次に、図３５に示すように、弁体１４が、弁座１３の上に配置される。次に、図３６に示すように、回転軸１５が、弁ハウジング３５の軸穴部３５ｂ内に挿入される。このとき、ピン１５ａが、弁体溝１４ｆ内に挿入される。ここで、端面部１４ｄと端面部１５ｃが接触し、かつ、板面１４ａと軸本体部１５ｂの面取り部１５ｂａが接触している（図３２，３３参照）ので、弁体１４と回転軸１５の位置決めは容易であり、弁体１４と回転軸１５の組み付け性が向上する。

次に、図３７に示すように、クランプ用治具６０により、弁体１４の位置決めとクランプが行われる。次に、図３８に示すように、レーザ光６２によるレーザ溶接により、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接される。このとき、レーザは、弁体１４の軸線Ｌｂ方向における固定部１４ｂ側（図３８の上側）から照射される。これにより、固定部１４ｂとピン１５ａを接合する溶接ビードは、ピン１５ａの両側にて弁体溝１４ｆの軸線Ｌｂｄ方向に沿って形成される。なお、固定部１４ｂとピン１５ａの溶接方法は、レーザ溶接以外の他の溶接方法であってもよい。

なお、図３９に示すように、変形例として、溶接出力の差を設けることにより、回転軸１５に対して、弁体１４が弁体１４の径方向（図３９に示す「片寄せ方向」）に片寄せされながら、固定部１４ｂとピン１５ａが溶接されてもよい。

以上のような本実施形態は、第１，２実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を有する。本実施形態によれば、弁体１４は、固定部１４ｂにて弁体溝１４ｆを備え、弁体溝１４ｆの軸線Ｌｂｄは、弁体１４の径方向と平行に伸びており、かつ、弁体１４の軸線Ｌｂから弁体の径方向へ偏心して配置され、ピン１５ａは、弁体溝１４ｆ内に挿入されて固定部１４ｂと溶接される。これにより、ピン１５ａを弁体溝１４ｆに挿入させるだけで、弁体１４と回転軸１５の位置決めができる。そのため、弁体１４と回転軸１５の組み付けが容易になる。

また、本実施形態は、弁体溝１４ｆは、丸溝である。これにより、ピン１５ａを弁体溝１４ｆに容易に挿入できるので、より効果的に、弁体１４と回転軸１５の組み付けが容易になる。

＜その他の実施形態＞
弁体１４の弁体溝１４ｆは、Ｖ字形状に形成されていてもよい。これにより、弁体１４と回転軸１５の組み付け時において、回転軸１５を回転させることにより、弁体１４と回転軸１５の位置決めが容易に行われる。そのため、弁体１４と回転軸１５の組み付け性が向上する。

また、図４０に示すように、弁体１４が単純な円板状に形成され、回転軸１５の固定部１５ｄが直方体の形状に形成されており、板面１４ａと固定部１５ｄが溶接されていてもよい。これにより、弁体１４と回転軸１５の製造コストが低減される。また、弁体１４と回転軸１５の位置決めは容易になるので、弁体１４と回転軸１５の組み付け性が向上する。

また、図４１に示すように、弁体１４の弁体溝１４ｆに粉体６４が投入された状態で、弁体１４と回転軸１５が溶接されるとしてもよい。また、図４２に示すように、弁体１４の弁体溝１４ｆに楔６６が挿入された状態で、弁体１４と回転軸１５が溶接されるとしてもよい。さらに、図４３に示すように、弁体１４と回転軸１５の間に楔６８が挿入された状態で、弁体１４と回転軸１５が溶接されるとしてもよい。これらの手法により、弁体１４と回転軸１５の隙間が小さい状態で弁体１４と回転軸１５は溶接されるので、溶接ビードにおける溶接ヒケが抑制される。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。前記の二重偏心弁は、オープナ機構を追加して、吸気系のスロットル弁として使用されることも考えられる。

１ ＥＧＲ弁
２ 弁部
３ モータ部
４ 減速機構部
１１ 流路
１３ 弁座
１４ 弁体
１４ａ 板面
１４ｂ 固定部
１４ｃ 係止穴
１４ｄ 端面部
１４ｅ ピン
１４ｅａ 胴体部
１４ｅｂ 頭部
１４ｆ 弁体溝
１５ 回転軸
１５ａ ピン
１５ｂ 軸本体部
１５ｂａ 面取り部
１５ｃ 端面部
１５ｄ 固定部
１５ｄａ 平面部
１５ｅ 切欠き溝
１５ｅａ 底部
１６ 弁孔
１７ シート面
１８ シール面
３５ 弁ハウジング
３５ｂ 軸穴部
６０ クランプ用治具
６２ レーザ光
６４ 粉体
６６ 楔
６８ 楔
Ｌｂ （弁体の）軸線
Ｌｂｈ （係止穴の）軸線
Ｌｂｐ （弁体のピンの）軸線
Ｌｂｄ （弁体溝の）軸線
Ｌｓ （軸本体部の）軸線
Ｌｓｐ （回転軸のピンの）軸線
Ｌｓｋ （回転軸の固定部の）軸線
Ｌｓｄ （切欠き溝の）軸線
Ｌｈ （弁孔の）中心軸
Ｐ１ （弁孔の）中心

Claims (7)

1. 弁孔と前記弁孔の縁部に形成された環状のシート面を含む弁座と、
   円板状をなし、前記シート面に対応する環状のシール面が外周に形成された弁体と、
   前記弁体を回動させるための回転軸と、
   を備え、前記回転軸の軸線が前記弁体及び前記弁孔の径方向と平行に伸びており、前記回転軸の軸線が前記弁孔の中心から前記弁孔の径方向へ偏心して配置されると共に、前記シール面が前記回転軸の軸線から前記弁体の軸線が伸びる方向へ偏心して配置される二重偏心弁において、
   前記回転軸は、軸本体部と、前記軸本体部の先端から突出する軸係止部と、を備え、
   前記弁体は、前記シール面に対して反対側の面にて前記軸係止部と溶接される弁体係止部を備え、
   前記軸係止部の軸線は、前記回転軸の軸線と同軸に配置されること、
   を特徴とする二重偏心弁。
2. 請求項１の二重偏心弁において、
   前記弁体は、前記弁体係止部にて係止穴を備え、
   前記係止穴の軸線は、前記弁体の径方向と平行に伸びており、かつ、前記弁体の軸線から前記弁体の径方向へ偏心して配置され、
   前記軸係止部は、前記係止穴に係止されて前記弁体係止部と溶接されること、
   を特徴とする二重偏心弁。
3. 請求項２の二重偏心弁において、
   前記弁体係止部と前記軸係止部を接合する溶接ビードは、前記弁体の軸線方向に沿って前記弁体係止部を貫通して前記軸係止部まで形成されていること、
   を特徴とする二重偏心弁。
4. 請求項１の二重偏心弁において、
   前記弁体係止部は、前記弁体の軸線方向に突出する弁体突起であり、
   前記回転軸は、前記軸係止部にて切欠き溝を備え、
   前記切欠き溝の深さ方向は、前記弁体の径方向または前記回転軸の軸線方向であり、
   前記弁体突起は、前記切欠き溝に係止されて前記軸係止部と溶接されること、
   を特徴とする二重偏心弁。
5. 請求項４の二重偏心弁において、
   前記弁体突起における前記弁体の軸線方向の断面は略Ｔ字状に形成され、
   前記軸係止部が前記弁体突起の頭部に抑え込まれていること、
   を特徴とする二重偏心弁。
6. 請求項１の二重偏心弁において、
   前記弁体は、前記弁体係止部にて弁体溝を備え、
   前記弁体溝の軸線は、前記弁体の径方向と平行に伸びており、かつ、前記弁体の軸線から前記弁体の径方向へ偏心して配置され、
   前記軸係止部は、前記弁体溝内に挿入されて前記弁体係止部と溶接されること、
   を特徴とする二重偏心弁。
7. 請求項６の二重偏心弁において、
   前記弁体溝は、丸溝であること、
   を特徴とする二重偏心弁。

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