JP7115070B2

JP7115070B2 - 弁装置

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Publication number: JP7115070B2
Application number: JP2018123901A
Authority: JP
Inventors: 徳幸稲垣
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: DE102019106725A1; US20200003310A1; JP2020003023A; US11002365B2

Description

本発明は、気体の流れる通路を開閉する弁装置に関する。

従来から、気体の流れる通路の開閉を、通路内に収容された弁体の回動により開閉する弁装置が知られている。例えば、特許文献１には、弁体の全閉時において、弁体の外周縁の外周面に沿って設けられた溝（以下、「周溝」とも呼ぶ）に嵌め込まれた樹脂性のシールリングによって、通路の内周面と弁体の外周縁との間の隙間をシールするシール構造を有する弁装置が開示されている。

特開２０１６－２１１６７８号公報

しかしながら、上記弁装置では、弁体を全閉した状態から開いた際に、周溝に流れ込むガスの圧力によって、周溝に嵌め込まれたシールリングが外周方向に拡げられて、シールリングが周溝から脱落する可能性があることが分かった。特に、樹脂性のシールリングは、高温時に剛性が低くなるので、通路を流れる高温のガスの圧力によって変形しやすく、脱落の可能性は金属性のシールリングに比べてさらに高くなる。そこで、弁体の外周縁に設けられたシールリングの脱落を効果的に抑制することができる技術が望まれている。なお、このような問題は、樹脂性のシールリングに限らず、金属製のシールリングを用いた場合にも共通する課題である。

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
気体の流れる通路（１３）内に収容されて回動により前記通路を開閉する弁体（２０）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０，３０ａ，３０ｂ）と、を有する弁装置（１０，１０ａ，１０ｂ）であって、
前記弁体の外周縁（２５）には、前記シールリングの内周縁が嵌め込まれる溝（２６）が全周に渡って設けられており、
前記弁体の全閉時において前記通路の下流側を向く前記シールリングの側面（３２）には、前記弁体の全閉時において前記溝の側面（２６３）に当接されるシール面（３９）よりも内周側の端部の一部に、前記気体が流れていない状態において前記溝内に位置し前記溝の側面に接しない空隙部分である逃がし部（３４，３４ａ，３４ｂ）であって、
前記弁体が全閉状態から開かれた時に、半径方向外向きのシールリングの弾性変形に応じて外周側の端部が溝の外部に達して、前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側と前記通路の下流側を連通させて前記気体を流す逃がし部（３４，３４ａ，３４ｂ）を有する、弁装置。

（１）本発明の一形態によれば、気体の流れる通路（１３）内に収容されて回動により前記通路を開閉する弁体（２０）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０，３０ａ，３０ｂ）と、を有する弁装置（１０，１０ａ，１０ｂ）が提供される。この弁装置において、前記弁体の外周縁（２５）には、前記シールリングの内周縁が嵌め込まれる溝（２６）が全周に渡って設けられている。前記弁体の全閉時において前記通路の下流側を向く前記シールリングの側面（３２）には、前記弁体の全閉時において前記溝の側面（２６３）に当接されるシール面（３９）よりも内周側の端部の一部に、前記弁体が開かれた時に前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側から前記通路の下流側に前記気体を流すための逃がし部（３４，３４ａ，３４ｂ）を有する。
この形態の弁装置によれば、弁体が開かれた時に、通路の上流側から溝内に流れ込む気体を、逃がし部によって通路の下流側に流すことができるので、シールリングの内周縁を径方向の外側に向けて押し拡げる気体の圧力を弱めることができる。これにより、弁体の溝内に嵌め込まれたシールリングが弁体から脱落しないようにすることができる。

（２）また、本発明の一形態によれば、気体の流れる通路（１３）内に収容されて回動により前記通路を開閉する弁体（２０）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０ｃ～３０ｅ）と、を有する弁装置（１０ｃ～１０ｅ）が提供される。この弁装置において、前記シールリングの内周縁（３３）には、前記弁体の外周縁が嵌め込まれる溝（３３０）が全周に渡って設けられている。前記弁体の全閉時において前記通路の下流側を向く前記溝の側面（３３２）には、前記弁体の全閉時において前記弁体の側面（２１）に当接されるシール面（３９）よりも内周側の端部の一部に、前記弁体が開かれた時に前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側から前記通路の下流側に前記気体を流すための逃がし部（３４ｃ～３４ｅ）を有する。
この形態の弁装置によれば、逃がし部によって、弁体が開かれた時に通路の上流側から溝内に気体を流し込んで、通路の下流側に流すことができるので、シールリングの内周縁を径方向の外側に向けて押し拡げる力を弱めることができる。これにより、シールリングの内周縁の溝に弁体の外周縁が嵌め込まれた状態を保って、シールリングが弁体から脱落しないようにすることができる。

（３）また、本発明の一形態によれば、気体の流れる通路（１３）内に収容されて前記通路を開閉する弁体（２０ｆ～２０ｈ）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０ｆ）と、を有する弁装置（１０ｆ～１０ｈ）が提供される。この弁装置において、前記弁体の外周縁（２５）には、前記シールリングの内周縁が嵌め込まれる溝（２６）が全周に渡って設けられている。前記弁体の全閉時において前記通路の上流側を向く前記溝の側面（２６３）には、前記弁体の全閉時において前記シールリングに当接されるシール面（２６９）よりも外周側の端部の一部に、前記弁体が開かれた時に前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側から前記通路の下流側に前記気体を流すための逃がし部（２５１ｆ～２５１ｈ）を有する。
この形態の弁装置によれば、弁体が開かれた時に、通路の上流側から溝内に流れ込む気体を、逃がし部によって通路の下流側に流すことができるので、シールリングの内周縁を径方向の外側に向けて押し拡げる気体の圧力を弱めることができる。これにより、弁体の溝内に嵌め込まれたシールリングが弁体から脱落しないようにすることができる。

（４）また、本発明の一形態によれば、気体の流れる通路（１３）内に収容されて前記通路を開閉する弁体（２０ｉ～２０ｋ）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０ｉ）と、を有する弁装置（１０ｉ～１０ｋ）が提供される。この弁装置において、前記シールリングの内周縁（３３）には、前記弁体の外周縁が嵌め込まれる溝（３３０）が全周に渡って設けられている。前記弁体の全閉時において前記通路の上流側を向く前記弁体の側面（２１）には、前記弁体の全閉時において前記溝の側面（３３２）に当接される前記弁体のシール面（２６９）よりも外周側の端部の一部に、前記弁体が開かれた時に前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側から前記通路の下流側に前記気体を流すための逃がし部（２５１ｉ～２５１ｋ）を有する。
この形態の弁装置によれば、逃がし部によって、弁体が開かれた時に、シールリングの内周縁側を流れる気体を通路の上流側から通路の下流側に流すことができるので、シールリングの内周縁を径方向の外側に向けて押し拡げる気体の圧力を弱めることができる。これにより、シールリングが、その内周縁の周溝に弁体の外周縁が嵌め込まれた状態から脱落しないようにすることができる。

弁装置の構成を示す概略断面図。閉弁時の弁体外周縁の断面図。シールリングの平面図。合口の説明図。開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。比較例の弁体およびシールリングの動作説明図。第２実施形態のシールリングの平面図。第２実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第３実施形態のシールリングの平面図。第３実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第４実施形態のシールリングの平面図。第４実施形態の閉弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第４実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第５実施形態のシールリングの平面図。第５実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第６実施形態のシールリングの平面図。第６実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第７実施形態の弁体およびシールリングの平面図。第７実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第８実施形態の弁体の平面図。第８実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第９実施形態の弁体の平面図。第９実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第１０実施形態の弁体の平面図。第１０実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第１１実施形態の弁体の平面図。第１１実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。第１２実施形態の弁体の平面図。第１２実施形態の開弁時の弁体およびシールリングの動作説明図。

Ａ．第１実施形態：
図１に示す第１実施形態の弁装置１０は、気体の流れる通路１２を、弁体２０の回動変位により開閉するものである。弁装置１０は、例えば、エンジン（不図示）の排気系に組み込まれ、エンジンに還流される排気ガス（以下、ＥＧＲガスとも呼ぶ）の通過量を操作するＥＧＲ装置に適用されている。すなわち、弁装置１０は、車両に搭載されたエンジンの排気通路から吸気通路へＥＧＲガスを戻すものであり、図１に示すような構成を有している。

弁装置１０は、ハウジング１１、センサケース１４等を備えている。

ハウジング１１は、金属製、例えば、アルミニウム合金のダイカスト製であり、内部にエンジンの排気通路から吸気通路へＥＧＲガスの流れる通路１２を有する。通路１２の内壁には、耐熱性、耐腐食性に優れた部材、例えば、ステンレスにより設けられたノズル１３が固定配置されている。すなわち、ノズル１３の内周は、通路１２の一部の内壁となっており、通路１２の一部を構成している。また、ハウジング１１は、通路１２の開度を調整する弁体２０を回動自在に支持するとともに、この弁体２０を回動させるモータを収容している。なお、モータは配置位置の都合上不図示となっている。

弁体２０は、シャフト１５を介してノズル１３内に収容され、ノズル１３内に回動自在に支持されており、シャフト１５の回動変位に応じて通路１２のノズル１３の開口面積を変更可能な円板形状のバタフライ弁である。すなわち、弁体２０はシャフト１５と一体に回動することにより通路１２のノズル１３の開度を調整している。弁体２０は、アルミニウム合金、ＳＵＳ等の種々の金属や、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ等の種々の樹脂、を用いて形成される。

なお、弁体２０は複数のギアの組み合わせによりモータの回転を減速させ、すなわち減速により増幅された回転トルクを伝達され回動する。具体的には、モータと一体に回転するモータギア（不図示）と、このモータギアによって回動駆動される中間ギア（不図示）と、この中間ギアによって回動駆動される最終ギア１６の組み合わせにより、モータの回転は減速される。そして、最終ギア１６と一体にシャフト１５が回動する。

また、弁装置１０には、弁体２０を閉弁方向にのみ向けて付勢するリターンスプリング１７が設けられている。このリターンスプリング１７は、一方向のみに巻かれたコイルバネから構成されるシングルスプリングであり、シャフト１５の周囲に同軸的に配置される。そして、リターンスプリング１７はハウジング１１と最終ギア１６との間に組み付けられることで閉弁方向に向けて付勢するバネ力を発生する。すなわち、最終ギア１６等はリターンスプリング１７のバネ力に抗して回動していることになる。

センサケース１４は、樹脂製であり、弁体２０の回転角を検出するセンサ１８を収容する。なお、センサ１８はシャフト１５の回転角度を検出することで弁体２０の開度を検出する非接触ポジションセンサである。そして、ハウジング１１のフランジとセンサケース１４のフランジとを突き合わせ螺子締結することによりハウジング１１とセンサケース１４は一体となる。

図２に示すように、弁体２０の外周縁２５の面（「外周面」とも呼ぶ）には全周に渡って断面矩形の溝２６（以下、「周溝２６」とも呼ぶ」が設けられている。そして、この周溝２６には、弁体２０の全閉時（以下、単に「全閉時」と略する場合もある）において、ノズル１３の内周面と弁体２０の外周縁２５の外周面との間をシールするシールリング３０が嵌め込まれている。より具体的には、シールリング３０は、その外周縁３５が周溝２６の外側にあり、その内周縁３３が周溝２６の内側に嵌り込み、周溝２６に収容されている。

シールリング３０は、図３に示すように、平板リング形状を有している。シールリング３０は、例えば、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ等の樹脂を用いて形成される。

なお、図３は、ノズル１３の下流側（図２のＯＵＴ側）から見た状態を示している。図３の２つの一点鎖線は、シールリング３０および弁体２０の中心軸を交点とし、互いに直交する径方向を示している。また、図２は、図３のＩＩ－ＩＩ断面におけるシールリング３０を弁体２０の外周縁２５側の部分とともに示している。なお、図２の左側はノズル１３の上流側（「ＩＮ側」と記載）、右側はノズル１３の下流側（「ＯＵＴ側」と記載）を示しており、以下に示す各断面図においても同様である。

シールリング３０には、図３，図４に示すように、その径を拡縮可能とする合口３６が設けられている。なお、シールリング３０は、合口３６を離間させて一旦拡径させ、周溝２６に配した後に縮径することで周溝２６に嵌め込むことができる。

合口３６を形成する２つのシールリング端には、図３，図４に示すように、一方のシールリング端から他方のシールリング端に向かって突出する突出片３６１と、この突出片３６１の収まる欠落空間３６２とがそれぞれに設けられている。これにより、シールリング３０は、周溝２６に嵌め込まれた状態、及び、全閉時に図３に示すように、合口３６に径方向および中心軸に沿った方向（以下、単に「中心軸方向」とも呼ぶ）に重なりが生じた状態となっている。なお、合口３６の形状は、一つの例に過ぎず、径方向および中心軸方向に重なりが生じている構成であれば、この態様に限定されるものではなく、種々の態様で実現可能である。

弁体２０の全閉時においては、図２に示すように、上流側と下流側で生じる差圧によって、シールリング３０は、下流側に押され、下流側を向く側面３２の一部３９（以下、「シール面３９」とも呼ぶ）が周溝２６の下流側の側面２６３に当接して密着する。これにより、シールリング３０の内周縁３３側を通じての気体の流れが遮断され、内周縁３３側の圧力が上昇する。また、シールリング３０の外周縁３５側の隙間（図２では不図示）を通じて気体が流れるため、シールリング３０の外周縁３５側の圧力は低くなる。このため、シールリング３０は、内周縁３３側と外周縁３５側とで生じる差圧によって拡径し、シールリング３０の外周縁３５の外周面がシール面（以下、「シール面３５」とも呼ぶ）としてノズル１３の内周面に当接して密着する。これにより、弁体２０の全閉時において、シールリング３０は、側面３２のシール面３９で弁体２０の周溝２６の側面２６３に密着するとともに、シール面３５がノズル１３の内周面と密着し、弁体２０とノズル１３との隙間をシールする。なお、合口３６は、拡径することによって離間するものの、弁体２０の全閉時に径方向及び中心軸方向に生じる差圧によって重なり部分がお互いに密着する。これにより、合口３６を介して上流側から下流側に気体が漏れないようにしている。

図２，図３に示すように、シールリング３０の下流側の側面３２には、シール面３９よりも内周側の端部に、中心軸方向に沿って凹み、かつ、内周縁３３の面から径方向に沿って凹んだ凹み部３４が、周方向に沿って一定の間隔で複数設けられている。但し、凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側に配置されている。本例では、６つの凹み部３４が設けられている。凹み部３４は、以下で説明するように、弁体２０が開かれた時（以下、単に「開弁時」とも呼ぶ）に、シールリング３０が弁体２０から脱落しないように機能する。

図６に示すように、開弁時においては、閉弁時のようなノズル１３の内周面による規制がないため、凹み部を備えないシールリング３０Ｒは、内周縁３３側と外周縁３５側とで生じる差圧によって拡径し、シールリング３０Ｒの内周縁３３が周溝２６から脱落する可能性がある。そして、シールリング３０Ｒが脱落した場合、弁体２０とノズル１３との間の隙間にシールリング３０Ｒが噛みこんで、弁装置が動作不可となってしまう可能性がある。

これに対して、図５に示すように、凹み部３４を備えるシールリング３０の場合、シールリング３０が周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、シールリング３０の内周縁３３側および凹み部３４を介して気体を流すことができるので、周溝２６内の内周縁３３側の圧力を減少させることができる。これにより、内周縁３３側と外周縁３５側との圧力差をなくして、シールリング３０が周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。

なお、凹み部３４は、弁体２０が開かれた時にシールリング３０の内周縁３３側においてノズル１３の上流側から下流側に気体を流すための「逃がし部」に相当する。

上述したように、複数の凹み部３４は一定の間隔で周方向に沿って設けられている。これにより、内周縁３３側の圧力を周方向に沿ってバランスよく低減して、シールリング３０が周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。

また、上述したように、凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側に配置されている。合口３６は、もともと拡縮可能とするために設けられた構造であり、他の箇所に比べて剛性が低くなる傾向にある。このため、合口３６の内周側の領域に凹み部３４を設けた場合、さらに剛性が低くなって、拡径しやすくなり、脱落の可能性が高くなる。従って、剛性の観点から、凹み部３４は合口３６よりも周方向の外側に配置されることが好ましい。一方、合口３６は、拡径しやすい構造であり、この観点からは、開弁時において、拡径により脱落しやすい領域であると言える。このため、合口３６に近い領域に凹み部３４が設けられることが好ましい。

そこで、凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側として、剛性の低下を抑制しつつ、合口３６を含む領域が脱落しないように、可能な限り合口３６に近づけて配置されることが好ましい。例えば、逃がし部としての凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側であって、中心軸と合口３６とを結ぶ方向を基準とする±９０度の角度よりも内側の角度範囲内に配置されることが好ましい。また、凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側であって、±４５℃の角度範囲よりも内側の角度範囲に配置されることがより好ましい。さらにまた、凹み部３４は、合口３６よりも周方向の外側であって、±３０℃の角度範囲よりも内側の角度範囲に配置されることがさらに好ましい。

また、上述したように、シールリング３０は樹脂を用いて形成されている。樹脂を用いれば、合口３６および凹み部３４を含む構造のシールリングを容易に形成することが可能である。

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態は、弁装置１０（図１）のシールリング３０がシールリング３０ａに置き換えられている点を除いて、第１実施形態の弁装置１０と同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第２実施形態の弁装置を「弁装置１０ａ」と呼ぶ。

第２実施形態のシールリング３０ａは、図７，図８に示すように、第１実施形態のシールリング３０の凹み部３４（図３，図５）に変えて、径方向に沿って凹み、中心軸方向に沿って貫通した欠損部３４ａが設けられている。欠損部３４ａが本実施形態における「逃がし部」に相当する。シールリング３０ａもシールリング３０と同様に樹脂を用いて形成されている。

なお、図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面におけるシールリング３０ａを弁体２０の外周縁２５側の部分とともに示している。

図８に示すように、欠損部３４ａを備えるシールリング３０ａにおいても、開弁時において、シールリング３０ａが周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、シールリング３０ａの欠損部３４ａを介して気体を流すことができる。従って、第２実施形態の弁装置１０ａでは、シールリング３０を備える第１実施形態の弁装置１０と同様に、シールリング３０ａが弁体２０の周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。また、欠損部３４ａは、中心軸方向に沿って貫通しているので、凹み部３４よりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、周溝２６内の内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。

なお、第２実施形態の弁装置１０ａにおける複数の逃がし部としての欠損部３４ａの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４と同様であり、同様の効果を得ることができる。また、シールリング３０ａも樹脂を用いて形成されており、シールリング３０と同様に形成が容易である。

Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態は、弁装置１０（図１）のシールリング３０がシールリング３０ｂに置き換えられている点を除いて、第１実施形態の弁装置１０と同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第３実施形態の弁装置を「弁装置１０ｂ」と呼ぶ。

第３実施形態のシールリング３０ｂは、図９，図１０に示すように、第１実施形態のシールリング３０の凹み部３４（図３，図５）に変えて、中心軸方向に沿って貫通した貫通穴３４ｂが設けられている。貫通穴３４ｂが本実施形態における「逃がし部」に相当する。シールリング３０ｂもシールリング３０と同様に樹脂を用いて形成されている。

なお、図１０は、図９のＸ－Ｘ断面におけるシールリング３０ｂを弁体２０の外周縁２５側の部分とともに示している。

図１０に示すように、貫通穴３４ｂを備えるシールリング３０ｂにおいても、開弁時において、シールリング３０ｂが周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、シールリング３０ｂの貫通穴３４ｂを介して気体を流すことができる。従って、第３実施形態の弁装置１０ｂでは、シールリング３０を備える第１実施形態の弁装置１０と同様に、シールリング３０ｂが弁体２０の周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。また、貫通穴３４ｂは、中心軸方向に沿って貫通しているので、凹み部３４よりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、周溝２６内の内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。また、貫通穴３４ｂは、第１実施形態の凹み部３４および第２実施形態の欠損部３４ａ（図７，図８）に比べて、シールリングの剛性の低下を抑制することができる。

なお、第３実施形態の弁装置１０ｂにおける複数の逃がし部としての貫通穴３４ｂの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。また、シールリング３０ｂも樹脂を用いて形成されており、シールリング３０と同様に形成が容易である。

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態は、弁装置１０（図１）のシールリング３０がシールリング３０ｃに置き換えられ、弁体２０が弁体２０ｃに置き換えられている点を除いて、第１実施形態の弁装置１０と同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第４実施形態の弁装置を「弁装置１０ｃ」と呼ぶ。

弁体２０ｃは、図１２に示すように、円板形状の弁体である。シールリング３０ｃは、図１１に示すように、シールリング３０（図３）と同様に平板リング形状を有している。但し、シールリング３０ｃには、図１２に示すように、内周縁３３の面（「内周面」とも呼ぶ）に全周に渡って断面矩形の溝３３０（以下、「周溝３３０」とも呼ぶ）が設けられている。なお、図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ断面におけるシールリング３０ｃを弁体２０ｃの外周縁２５側の部分とともに示している。

弁体２０ｃは、第１実施形態の弁体２０と同様に金属あるいは樹脂を用いて形成されている。また、シールリング３０ｃは、第１実施形態のシールリング３０と同様に樹脂を用いて形成されている。

図１２に示すように、周溝３３０には、弁体２０の外周縁２５が嵌め込まれている。シールリング３０ｃには、図１１に示すように、シールリング３０（図３）と同様の合口３６が設けられており、シールリング３０ｃは、合口３６を離間させて一旦拡径させ、周溝３３０に弁体２０ｃの外周縁２５を配した後に縮径することで周溝３３０に弁体２０ｃの外周縁２５を嵌め込むことができる。

弁体２０ｃの全閉時においては、図１２に示すように、シールリング３０ｃは、下流側に押され、周溝３３０の下流側を向く側面３３２の一部のシール面３９が弁体２０ｃの上流側の側面２１の外周縁側の端部に当接して密着する。また、シールリング３０ｃは、内周縁３３側と外周縁３５側とで生じる差圧によって拡径し、シールリング３０ｃの外周縁３５の外周面がシール面３５としてノズル１３の内周面に当接して密着する。これにより、弁体２０の全閉時において、シールリング３０ｃは、周溝３３０内の側面３３２のシール面３９で弁体２０ｃの側面２１に密着するとともに、シール面３５がノズル１３の内周面と密着し、弁体２０ｃとノズル１３との隙間をシールする。なお、合口３６の機能は第１実施形態で説明したものと同様である。

図１１，図１２に示すように、シールリング３０ｃの周溝３３０内の下流側を向く側面３３２には、シール面３９よりも内周側の端部に、第１実施形態のシールリング３０の凹み部３４（図２，図３）と同様の凹み部３４が設けられている。

図１３に示すように、凹み部３４ｃを備えるシールリング３０ｃの場合、シールリング３０ｃが拡径して、周溝３３０に弁体２０ｃが嵌め込まれた状態から脱落する前に、上流側から下流側に向けて、シールリング３０の内周縁３３側および凹み部３４ｃを介して気体を流すことができるので、内周縁３３および周溝３３０の底面３３１側の圧力を減少させることができる。これにより、内周縁３３および周溝３３０の底面３３１側と外周縁３５側との圧力差をなくして、シールリング３０ｃが弁体２０ｃから脱落しないようにすることが可能である。なお、凹み部３４ｃが本実施形態における「逃がし部」に相当する。

なお、第４実施形態の弁装置１０ｃにおける複数の逃がし部としての凹み部３４ｃの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。また、シールリング３０ｃも樹脂を用いて形成されており、シールリング３０と同様に形成が容易である。

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態は、第４実施形態の弁装置１０ｃのシールリング３０ｃ（図１１，図１３）がシールリング３０ｄに置き換えられている点を除いて、第４実施形態の弁装置１０ｃと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第５実施形態の弁装置を「弁装置１０ｄ」と呼ぶ。

第５実施形態のシールリング３０ｄは、図１４，図１５に示すように、第４実施形態のシールリング３０ｃの凹み部３４ｃ（図１１，図１３）に変えて、第２実施形態のシールリング３０ａの欠損部３４ａ(図７，図８）と同様の欠損部３４ｄが設けられている。欠損部３４ｄが本実施形態における「逃がし部」に相当する。シールリング３０ｄもシールリング３０ｃと同様に樹脂を用いて形成されている。

なお、図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ断面におけるシールリング３０ｄを弁体２０ｃの外周縁２５側の部分とともに示している。

図１５に示すように、欠損部３４ｄを備えるシールリング３０ｄにおいても、第４実施形態のシールリング３０ｃと同様に、開弁時において、シールリング３０ｄが脱落しないようにすることができる。また、欠損部３４ｄは、第２実施形態の欠損部３４ａと同様に、シールリング３０ｄの内周縁３３および周溝３３０の底面３３１側の圧力を、第４実施形態の凹み部３４ｃよりも効果的に減少させることができる。

なお、第５実施形態の弁装置１０ｄにおける複数の逃がし部としての欠損部３４ｄの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４(図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。また、シールリング３０ｄも樹脂を用いて形成されており、第１実施形態のシールリング３０と同様に形成が容易である。

Ｆ．第６実施形態：
第６実施形態は、第４実施形態の弁装置１０ｃのシールリング３０ｃ（図１１，図１３）がシールリング３０ｅに置き換えられている点を除いて、第４実施形態の弁装置１０ｃと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第６実施形態の弁装置を「弁装置１０ｅ」と呼ぶ。

第６実施形態のシールリング３０ｅは、図１６，図１７に示すように、第４実施形態のシールリング３０ｃの凹み部３４ｃ（図１１，図１３）に変えて、第３実施形態のシールリング３０ｂの貫通穴３４ｂ（図９，図１０）と同様の貫通穴３４ｅが設けられている。貫通穴３４ｅが本実施形態における「逃がし部」に相当する。シールリング３０ｅもシールリング３０ｃと同様に樹脂を用いて形成されている。

なお、図１７は、図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面におけるシールリング３０ｅを弁体２０ｃの外周縁２５側の部分とともに示している。

図１７に示すように、貫通穴３４ｅを備えるシールリング３０ｅにおいても、開弁時において、シールリング３０ｅが脱落しないようにすることが可能である。また、貫通穴３４ｅは第３実施形態の貫通穴３４ｂと同様に、シールリング３０ｅの内周縁３３および周溝３３０の底面３３１側の圧力を、第４実施形態の凹み部３４ｃよりも効果的に減少させることができる。また、貫通穴３４ｅは、第３実施形態の欠損部３４ａと同様に、第４実施形態の凹み部３４ｃおよび第５実施形態の欠損部３４ｄ（図１４，図１５）に比べて、シールリングの剛性の低下を抑制することができる。

なお、第６実施形態の弁装置１０ｅにおける複数の逃がし部としての貫通穴３４ｅの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。また、シールリング３０ｅも樹脂を用いて形成されており、第１実施形態のシールリング３０と同様に形成が容易である。

Ｇ．第７実施形態：
第７実施形態は、弁装置１０（図１）のシールリング３０がシールリング３０ｆに置き換えられ、弁体２０が弁体２０ｆに置き換えられている点を除いて、第１実施形態の弁装置１０と同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第７実施形態の弁装置を「弁装置１０ｆ」と呼ぶ。

シールリング３０ｆおよび弁体２０ｆの構造は、図１８，図１９に示すように、基本的には、シールリング３０および弁体２０と同じである。異なっているのは、シールリング３０に設けられていた凹み部３４に変えて、弁体２０ｆの周溝２６の下流側の側面２６３の外周縁２５側の端部に逃がし部としての凹み部２５１ｆが設けられている点である。より具体的には、弁体２０ｆの全閉時に、シールリング３０ｆが押しつけられて密着する弁体２０ｆの周溝２６の下流側の側面２６３の面２６９（以下、「シール面２６９」とも呼ぶ）よりも外周縁２５側の端部に、周方向に沿って一定の間隔で複数の凹み部２５１ｆが設けられている点である。複数の凹み部２５１ｆは、それぞれ、側面２６３から中心軸方向に沿って凹み、かつ、外周縁２５の面から径方向に沿って凹んでいる。また、複数の凹み部２５１ｆは、シールリング３０の複数の凹み部３４（図３）と同様に、シールリング３０ｆの合口３６に対応する位置の外側に設けられている。この理由は、シールリング３０の凹み部３４と同様である。

なお、図１９は、図１８のＸＩＸ－ＸＩＸ断面における弁体２０ｆの外周縁２５側およびシールリング３０ｆの断面を示している。

図１９に示すように、弁体２０ｆの周溝２６に凹み部２５１ｆを備える構成においても、開弁時において、シールリング３０ｆが周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、周溝２６の凹み部２５１ｆを介して気体を流すことができる。従って、第７実施形態の弁装置１０ｆにおいても、シールリング３０を備える第１実施形態の弁装置１０と同様に、シールリング３０ｆが弁体２０ｆの周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。

なお、第７実施形態の弁装置１０ｆにおける複数の逃がし部としての凹み部２５１ｆの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｈ．第８実施形態：
第８実施形態は、第７実施形態の弁体２０ｆ（図１８，図１９）が弁体２０ｇに置き換えられている点を除いて、第７実施形態の弁装置１０ｆと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第８実施形態の弁装置を「弁装置１０ｇ」と呼ぶ。

第８実施形態の弁体２０ｇは、図２０，図２１に示すように、第７実施形態の弁体２０ｆの凹み部２５１ｆ（図１８，図１９）に変えて、径方向に沿って凹み、中心軸方向に沿って貫通した欠損部２５１ｇが設けられている。欠損部２５１ｇが本実施形態における「逃がし部」に相当する。

なお、図２１は、図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ断面における弁体２０ｇの外周縁２５側およびシールリング３０ｆの断面を示している。

図２１に示すように、欠損部２５１ｇを備える弁体２０ｇにおいても、開弁時において、シールリング３０ｆが周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、周溝２６の欠損部２５１ｇを介して気体を流すことができる。従って、第８実施形態の弁装置１０ｇにおいても、シールリング３０を備える第１実施形態の弁装置１０と同様に、シールリング３０ｆが弁体２０ｇの周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。また、欠損部２５１ｇは、凹み部２５１ｆよりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、周溝２６内のシールリング３０ｆの内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。

なお、第８実施形態の弁装置１０ｇにおける複数の逃がし部としての欠損部２５１ｇの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｉ．第９実施形態：
第９実施形態は、第７実施形態の弁体２０ｆ（図１８，図１９）が弁体２０ｈに置き換えられている点を除いて、第７実施形態の弁装置１０ｆと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第９実施形態の弁装置を「弁装置１０ｈ」と呼ぶ。

第９実施形態の弁体２０ｈは、図２２，図２３に示すように、第７実施形態の弁体２０ｆの凹み部２５１ｆ(図１８，図１９）に変えて、中心軸方向に沿って貫通した貫通穴２５１ｈが設けられている。貫通穴２５１ｈが本実施形態における「逃がし部」に相当する。

なお、図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ断面における弁体２０ｈの外周縁２５側およびシールリング３０ｆの断面を示している。

図２３に示すように、弁体２０ｈの周溝２６に貫通穴２５１ｈを備える構成においても、開弁時において、シールリング３０ｆが周溝２６から飛び出して脱落する前に、上流側から下流側に向けて、周溝２６の貫通穴２５１ｈを介して気体を流すことができる。従って、第９実施形態の弁装置１０ｈにおいても、シールリング３０を備える第１実施形態の弁装置１０と同様に、シールリング３０ｆの内周縁３３側と外周縁３５側との圧力差をなくすことができ、シールリング３０ｆが弁体２０ｈの周溝２６から脱落しないようにすることが可能である。また、貫通穴２５１ｈは、凹み部２５１ｆよりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、周溝２６内のシールリング３０ｆの内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。また、貫通穴２５１ｈは、第７実施形態の凹み部２５１ｆ（図１８，図１９）および第８実施形態の欠損部２５１ｇ（図２０，図２１）に比べて、シールリングの剛性の低下を抑制することができる。

なお、第９実施形態の弁装置１０ｈにおける複数の逃がし部としての貫通穴２５１ｈの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｊ．第１０実施形態：
第１０実施形態は、第４実施形態の弁装置１０ｃのシールリング３０ｃ（図１１，図１３）がシールリング３０ｉに置き換えられ、弁体２０（図１２）が弁体２０ｉに置き換えられている点を除いて、第４実施形態の弁装置１０ｃと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第１０実施形態の弁装置を「弁装置１０ｉ」と呼ぶ。

シールリング３０ｉおよび弁体２０ｉの構造は、図２４，図２５に示すように、基本的にはシールリング３０ｃおよび弁体２０ｃと同じである。異なっているのは、シールリング３０ｃに設けられていた凹み部３４ｃに変えて、弁体２０ｉの上流側の側面２１の外周縁２５側の端部に逃がし部としての凹み部２５１ｉが設けられている点である。より具体的には、弁体２０ｉの全閉時に、シールリング３０ｉが押しつけられて密着する弁体２０ｉの上流側の側面２１のシール面２６９よりも外周縁２５側の端部に、周方向に沿って一定の間隔で複数の凹み部２５１ｉが設けられている点である。複数の凹み部２５１ｉは、それぞれ、側面２１から中心軸方向に沿って凹み、かつ、外周縁２５の面から径方向に沿って凹んでいる。また、複数の凹み部２５１ｉは、シールリング３０の複数の凹み部３４（図３）と同様に、シールリング３０ｉの合口３６に対応する位置の外側に設けられている。この理由は、シールリング３０の凹み部３４と同様である。

なお、図２５は、図２４のＸＸＶ－ＸＸＶ断面における弁体２０ｆの外周縁２５側およびシールリング３０ｉの断面を示している。

図２５に示すように、弁体２０ｉの側面２１に凹み部２５１ｉを備える構成においても、開弁時において、シールリング３０ｉが弁体２０ｉから脱落する前に、上流側から下流側に向けて、凹み部２５１ｉを介して気体を流すことができる。従って、第１０実施形態の弁装置１０ｉにおいても、シールリング３０ｃを備える第４実施形態の弁装置１０ｃと同様に、シールリング３０ｉが弁体２０ｉから脱落しないようにすることが可能である。

なお、第１０実施形態の弁装置１０ｉにおける複数の逃がし部としての凹み部２５１ｉの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｋ．第１１実施形態：
第１１実施形態は、第１０実施形態の弁体２０ｉ（図２４，図２５）が弁体２０ｊに置き換えられている点を除いて、第１０実施形態の弁装置１０ｉと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第１１実施形態の弁装置を「弁装置１０ｊ」と呼ぶ。

第１１実施形態の弁体２０ｊは、図２６，図２７に示すように、第１０実施形態の弁体２０ｉの凹み部２５１ｉ（図２４，図２５）に変えて、径方向に沿って凹み、中心軸方向に沿って貫通した欠損部２５１ｊが設けられている。欠損部２５１ｊが本実施形態における「逃がし部」に相当する。

なお、図２７は、図２６のＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩ断面における弁体２０ｊの外周縁２５側およびシールリング３０ｉの断面を示している。

図２７に示すように、欠損部２５１ｊを備える弁体２０ｊにおいても、開弁時において、シールリング３０ｉが脱落する前に、上流側から下流側に向けて、弁体２０ｊの欠損部２５１ｊを介して気体を流すことができる。従って、第１１実施形態の弁装置１０ｊにおいても、シールリング３０ｃを備える第４実施形態の弁装置１０ｃと同様に、シールリング３０ｉが弁体２０ｊから脱落しないようにすることが可能である。また、欠損部２５１ｊは、第１０実施形態の凹み部２５１ｉ（図２４，図２５）よりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、シールリング３０ｉの内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。

なお、第１１実施形態の弁装置１０ｊにおける複数の逃がし部としての欠損部２５１ｊの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｌ．第１２実施形態：
第１２実施形態は、第１０実施形態の弁体２０ｉ（図２４，図２５）が弁体２０ｋに置き換えられている点を除いて、第１０実施形態の弁装置１０ｉと同じである。そこで、図示および説明は省略するが、第１２実施形態の弁装置を「弁装置１０ｋ」と呼ぶ。

第１２実施形態の弁体２０ｋは、図２８，図２９に示すように、第１０実施形態の弁体２０ｉの凹み部２５１ｉ(図２４，図２５）に変えて、中心軸方向に沿って貫通した貫通穴２５１ｋが設けられている。貫通穴２５１ｋが本実施形態における「逃がし部」に相当する。

なお、図２９は、図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ断面における弁体２０ｋの外周縁２５側およびシールリング３０ｉの断面を示している。

図２９に示すように、弁体２０ｋに貫通穴２５１ｋを備える構成においても、開弁時において、シールリング３０ｉが脱落する前に、上流側から下流側に向けて、弁体２０ｋの貫通穴２５１ｋを介して気体を流すことができる。従って、第１２実施形態の弁装置１０ｋにおいても、シールリング３０ｃを備える第４実施形態の弁装置１０ｃと同様に、シールリング３０ｉが弁体２０ｋから脱落しないようにすることが可能である。また、貫通穴２５１ｋは、第１０実施形態の凹み部２５１ｉ（図２４，図２５）よりも上流側から下流側に向けて気体が流れやすい構造であり、シールリング３０ｉの内周縁３３側の圧力をより効果的に減少させることができる。また、貫通穴２５１ｋは、第１０実施形態の凹み部２５１ｉ（図２４，図２５）および第１１実施形態の欠損部２５１ｊ（図２６，図２７）に比べて、シールリングの剛性の低下を抑制することができる。

なお、第１２実施形態の弁装置１０ｋにおける複数の逃がし部としての貫通穴２５１ｋの配置については、第１実施形態のシールリング３０の複数の凹み部３４（図３，図５）と同様であり、同様の効果を得ることができる。

Ｍ．他の実施形態：
（１）上記各実施形態では、樹脂を用いてシールリングを形成する場合を例として説明しているが、これに限定されるものではなく、ＳＵＳやアルミ合金等の金属を用いて形成されるようにしてもよい。この場合にも同様の効果を得ることができる。

(２)上記各実施形態では、図４に示したように、シールリングの合口３６は、一方のシールリング端から他方のシールリング端に向かって突出する突出片３６１と、この突出片３６１の収まる欠落空間３６２とによって、その径方向および中心軸方向に重なりが生じる構成を例に説明したが、この重なりが無い合口の構造であってもよい。

また、上記第４～第６，第１０～第１２実施形態のシールリング３０ｃ～３０ｅ，３０ｉにおいては、合口３６を省略する構成であってもよい。

（３）上記各実施形態では、複数の逃がし部が周方向に沿って一定の間隔で配置される構成を例に説明している。逃がし部の数は、各実施形態に示した数に限定されるものではなく、複数の数に限定はない。さらにまた、複数に限定されるものではなく、１つの逃がし部を備える構成であってもよい。但し、逃がし部が配置される位置としては、第１実施形態において説明したように、合口に対して周方向の外側に配置されることが好ましい。また、可能な限り合口に近づけて配置されることが好ましい。例えば、逃がし部は、合口よりも周方向の外側であって、中心軸と合口とを結ぶ方向を基準とする±９０度の角度よりも内側の角度範囲内に配置されることが好ましい。また、逃がし部は、合口よりも周方向の外側であって、±４５℃の角度範囲よりも内側の角度範囲に配置されることがより好ましい。さらにまた、逃がし部は、合口よりも周方向の外側であって、±３０℃の角度範囲よりも内側の角度範囲に配置されることがさらに好ましい。

（４）上記実施形態の弁装置はＥＧＲ装置に適用されていたが、適用対象はＥＧＲ装置に限定されるものではなく、種々の通路の開閉を行なう弁装置として適用可能である。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０，１０ａ～１０ｋ…弁装置、１３…ノズル、２０，２０ｆ～２０ｋ…弁体、２１…弁体の側面、２５…弁体の外周縁、２６…弁体の周溝、２６３…周溝の側面、２６９…シール面、３０，３０ａ～３０ｆ，３０ｉ…シールリング、３２…シールリングの側面、３３…シールリングの内周縁、３３０…シーリングの周溝、３３２…周溝の側面、３４，３４ｃ，２５１ｆ，２５１ｉ…凹み部（逃がし部）、３４ａ，３４ｄ，２５１ｇ，２５１ｊ…欠損部（逃がし部）、３４ｂ，３４ｅ，２５１ｈ，２５１ｋ…貫通穴（逃がし部）、３９…シール面

Claims

気体の流れる通路（１３）内に収容されて回動により前記通路を開閉する弁体（２０）と、前記弁体の外周縁に設けられ、前記弁体の全閉時において前記弁体と前記通路との隙間をシールするシールリング（３０，３０ａ，３０ｂ）と、を有する弁装置（１０，１０ａ，１０ｂ）であって、
前記弁体の外周縁（２５）には、前記シールリングの内周縁が嵌め込まれる溝（２６）が全周に渡って設けられており、
前記弁体の全閉時において前記通路の下流側を向く前記シールリングの側面（３２）には、前記弁体の全閉時において前記溝の側面（２６３）に当接されるシール面（３９）よりも内周側の端部の一部に、前記気体が流れていない状態において前記溝内に位置し前記溝の側面に接しない空隙部分である逃がし部（３４，３４ａ，３４ｂ）であって、前記弁体が全閉状態から開かれた時に、半径方向外向きのシールリングの弾性変形に応じて外周側の端部が溝の外部に達して、前記シールリングの内周縁側において前記通路の上流側と前記通路の下流側を連通させて前記気体を流す逃がし部（３４，３４ａ，３４ｂ）を有する、弁装置。
請求項１に記載の弁装置であって、
前記逃がし部は、前記弁体の中心軸方向および前記弁体の径方向に沿って凹んだ凹み部（３４，３４ｃ，２５１ｆ，２５１ｉ）で構成される、弁装置。
請求項１に記載の弁装置であって、
前記逃がし部は、前記弁体の径方向に沿って凹み、前記弁体の中心軸方向に沿って貫通した欠損部（３４ａ，３４ｄ，２５１ｇ，２５１ｊ）で構成される、弁装置。
請求項１に記載の弁装置であって、
前記逃がし部は、前記弁体の中心軸方向に沿って貫通する貫通穴（３４ｂ，３４ｅ，２３４ｆ，２５１ｈ，２５１ｋ）で構成される、弁装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記シールリングは、前記シールリングの径を拡縮可能とするための合口（３６）を有し、
前記逃がし部は、前記合口よりも前記弁体の中心軸を中心とする周方向の外側であって、前記弁体の中心軸と前記合口とを結ぶ方向を基準とする±９０度の角度よりも内側の角度範囲内に配置される、弁装置。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記弁体の中心軸を中心とする周方向において、複数の前記逃がし部を有する、弁装置。
請求項６に記載の弁装置であって、
前記複数の前記逃がし部は、前記周方向において、一定の間隔で配置される、弁装置。
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の弁装置であって、
前記シールリングは樹脂製である、弁装置。