JPH1162636A - バタフライバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブプレートの下流位置または上流位置で
流体の流れを整えることによりバルブ作動トルクの低減
を図ったバタフライバルブを提供すること。 【解決手段】 バルブプレート３の下流位置に、バルブ
プレート３を経過した直後の流体の流線方向をチューブ
軸線方向に一致するように整える第１下流側整流板４を
設置した。あるいは、バルブプレート３の上流位置に、
閉トルクを増すバルブプレート３の下半分に向かって流
れる排気ガスの流れの一部を、開トルクを増すバルブプ
レート３の上半分に向かって流れる排気ガスの流れに加
えるように流線中心を変更する上流側整流板１３を設置
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気マフラ内やテ
ールチューブ等の車両排気系の途中に設けられ、排気系
機能を制御（消音機能とエンジン出力機能との両立等）
する排気系制御バルブ等として適用されるバタフライバ
ルブの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライバルブとしては、例え
ば、特開平９−４１９９８号公報や実開昭６３−４２９
７５号公報の第４図に記載のものが知られている。

【０００３】この従来のバルブは、図１４に示すよう
に、流体が流れるチューブの中央部を径方向に貫通する
バルブシャフトと、該バルブシャフトに固定されたバル
ブプレートとを備え、バルブプレートが流線直交方向よ
り少し傾斜するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置
（ＣＬＯＳＥ）とし、バルブプレートが流線方向に一致
する位置をバルブ全開位置（ＯＰＥＮ）とし、バルブシ
ャフトに回転作動トルクを付与することによりバルブ開
閉を行なうものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバタフライバルブにあっては、バルブ閉からバルブ
開へ移行するバルブ過渡期（全閉の２５度程度から４５
度程度の領域）に、図１５に示すような流体の流れ状態
となるため、バルブを開くには流体の流れによりバルブ
プレートに作用するバルブ閉トルクに打ち勝つだけの大
きなバルブ作動トルクを要するという問題がある。

【０００５】すなわち、本発明者が現状のバルブを用
い、流れを可視化すると共に発生トルクを測定した結
果、下記のことが判明した。

【０００６】(1) バルブプレートの下流側の流れの状況
をみると、バルブプレートの下部隙間を経過した排気ガ
スがバルブプレートの背面側に回り込み、この流れがバ
ルブプレートの上半分の部分を後側から押し、バルブ閉
トルクを増している。

【０００７】(2) バルブプレートの上流側の流れの状況
をみると、流線中心がバルブシャフトより下側にあり、
閉トルクを増すバルブプレートの下半分に向かって流れ
る流体の流れが多く、この流れがバルブプレートの下半
分の部分を前側から押し、バルブ閉トルクを増してい
る。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、バルブ
プレートの下流位置または上流位置で流体の流れを整え
ることによりバルブ作動トルクの低減を図ったバタフラ
イバルブを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（解決手段１）上記課題の解決手段１（請求項１）は、
流体が流れるチューブの中央部を径方向に貫通するバル
ブシャフトと、該バルブシャフトに固定されたバルブプ
レートとを備え、バルブプレートが流線直交方向より少
し傾斜するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置と
し、バルブプレートが流線方向に一致する位置をバルブ
全開位置とし、バルブシャフトに回転作動トルクを付与
することによりバルブ開閉を行なうバタフライバルブに
おいて、前記バルブプレートの下流位置に、バルブプレ
ートを経過した直後の流体の流線方向をチューブ軸線方
向に一致するように整える下流側整流板を設置したこと
を特徴とする。

【００１０】（解決手段２）上記課題の解決手段２（請
求項２）は、流体が流れるチューブの中央部を径方向に
貫通するバルブシャフトと、該バルブシャフトに固定さ
れたバルブプレートとを備え、バルブプレートが流線直
交方向より少し傾斜するチューブ内面接触位置をバルブ
全閉位置とし、バルブプレートが流線方向に一致する位
置をバルブ全開位置とし、バルブシャフトに回転作動ト
ルクを付与することによりバルブ開閉を行なうバタフラ
イバルブにおいて、前記バルブプレートの上流位置に、
閉トルクを増すバルブプレートの下半分に向かって流れ
る流体の流れの一部を、開トルクを増すバルブプレート
の上半分に向かって流れる流体の流れに加えるように流
線中心を変更する上流側整流板を設置したことを特徴と
する。

【００１１】（解決手段３）上記課題の解決手段３（請
求項３）は、請求項２記載のバタフライバルブにおい
て、前記バルブプレートを、下流側のプレート面が凹凸
のないフラットプレート面としたことを特徴とする。

【００１２】（解決手段４）上記課題の解決手段４（請
求項４）は、請求項２または請求項３記載のバタフライ
バルブにおいて、前記バルブプレートの重心点を、バル
ブシャフトの回転中心軸からバルブ開方向の回転モーメ
ントを得る側にオフセット設定したことを特徴とする。

【００１３】（解決手段５）上記課題の解決手段５（請
求項５）は、請求項１ないし請求項４記載のバタフライ
バルブにおいて、前記チューブを、自動車の排気系の途
中に設けられ、排気ガスが流れる排気チューブとし、前
記バルブシャフトにバルブアクチュエータを連結し、バ
ルブの開閉により排気系機能を制御する排気系制御バル
ブとして適用したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）実施の形態１は、請求項１，５に記載
の発明に対応するバタフライバルブである。

【００１５】［基本例］まず、構成を説明する。

【００１６】図１は実施の形態１のバタフライバルブを
示す縦断側面図、図２は実施の形態１のバタフライバル
ブに設置される下流側整流板の位置と設定状況を示す
図、図３は実施の形態１のバタフライバルブに設置され
た下流側整流板を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。

【００１７】図１〜図３において、１は排気チューブ、
２はバルブシャフト、３はバルブプレート、４は第１下
流側整流板である。

【００１８】実施の形態１のバタフライバルブは、排気
マフラ内やテールチューブ等の車両排気系の途中に設け
られ、低回転・低スロットル域での消音機能の向上と、
高回転・高スロットル域でのエンジン出力機能の向上と
の両立を図った排気系制御バルブとして適用される。

【００１９】前記排気チューブ１は、テールチューブ等
にように、自動車の排気系の途中に設けられ、排気ガス
が流れるチューブである。

【００２０】前記バルブシャフト２は、排気ガスが流れ
る排気チューブ１の中央部を径方向に貫通するシャフト
で、このバルブシャフト２には、例えば、特開閉９−４
１９９８号公報に記載されているような、図外のシリン
ダ型アクチュエータ（バルブアクチュエータ）がリンク
機構を介して連結されている。尚、シリンダ型アクチュ
エータは、マフラインレットチューブの排気圧を駆動源
とし、エンジン回転数やスロットル開度に応じて発生す
る排気圧が設定圧に達したらストローク駆動してバルブ
を開く。

【００２１】前記バルブプレート３は、円状プレートで
あり、バルブシャフト２にビス止めや溶接等により固定
される。このバルブプレート３が流線直交方向より少し
傾斜するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置とし、
バルブプレート３が流線方向に一致する位置をバルブ全
開位置とし、バルブシャフト２に対しシリンダ型アクチ
ュエータで回転作動トルクを付与することによりバルブ
開閉が行なわれる。

【００２２】前記第１下流側整流板４は、バルブプレー
ト３の下流位置に設置され、バルブプレート３を経過し
た直後の流体の流線方向をチューブ軸線方向に一致する
ように整える板である。

【００２３】この第１下流側整流板４の具体的な形状と
設置位置を図２及び図３により説明する。

【００２４】まず、バルブプレート３の直径は４６ｍｍ
であり、バルブシャフト２の径は１０ｍｍである。

【００２５】第１下流側整流板４の形状は、幅ａが（プ
レート直径−シャフト直径）／２＝１８ｍｍであり、厚
みｄが２ｍｍの平板形状である。

【００２６】第１下流側整流板４の設置位置は、整流板
前端位置がバルブシャフト２の後端面から１５ｍｍ離れ
た位置であり（ｂ：１５）、整流板前端位置がバルブシ
ャフト２の下端面と一致する位置であり（ｃ：０）、下
流側に向かって上り傾斜角２０度で傾斜設定されている
（ｅ：２０）。

【００２７】次に、作用を説明する。

【００２８】バルブ閉からバルブ開へ移行するバルブ過
渡期（全閉の２５度程度から４５度程度の領域）におい
て、バルブプレート３の下流側の流れの状況をみると、
図１の流線（点線）に示されるように、バルブプレート
３の下部隙間を経過した排気ガスが第１下流側整流板４
の上下面に沿う流れとなり、排気ガスの流線方向が第１
下流側整流板４を経過した後はチューブ軸線方向にほぼ
一致するように整えられる。

【００２９】すなわち、第１下流側整流板４が存在しな
い場合、バルブプレートの下部隙間を経過した排気ガス
がバルブプレートの背面側に回り込み、この流れがバル
ブプレートの上半分の部分を後側から押し、バルブ閉ト
ルクを増していたのに対し、第１下流側整流板４の設置
によりバルブプレート３の背面側に回り込む流れが抑え
られる分だけバルブ閉トルクが軽減される。

【００３０】よって、図４のトルク対比特性に示すよう
に、第１下流側整流板４が存在しない従来のバルブに比
べ、バルブプレート３に作用する排気ガスの流れによる
閉トルクが小さく抑えられる。

【００３１】次に、効果を説明する。

【００３２】（１）バルブプレート３の下流位置に、バ
ルブプレート３を経過した直後の流体の流線方向をチュ
ーブ軸線方向に一致するように整える第１下流側整流板
４を設置したため、バルブプレート３の下流位置で流体
の流れを整えることによりバルブ作動トルクの低減を図
ったバタフライバルブを提供することができる。

【００３３】（２）バタフライバルブをバルブアクチュ
エータによるバルブ開閉で排気系機能を制御する排気系
制御バルブとして適用したため、バルブアクチュエータ
のバルブ作動負荷が軽減され、バルブアクチュエータの
小型軽量化の実現やバルブ開閉応答性の向上を達成する
ことができる。

【００３４】［整流板変更例１］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図５(イ) に示す第２下流側整流板５を
設置したのが整流板変更例１である。

【００３５】この第２下流側整流板５は、幅ａが１８ｍ
ｍで厚みｄが２ｍｍの平板を、整流板前端位置がバルブ
シャフト２の後端面と一致する位置（ｂ：０）にチュー
ブ軸と平行に設けられた例である。

【００３６】［整流板変更例２］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図５(ロ) に示す第３下流側整流板６を
設置したのが整流板変更例２である。

【００３７】この第３下流側整流板６は、幅ａが１８ｍ
ｍで厚みｄが２ｍｍの平板を上下位置に配置した上下の
整流板６ａ，６ｂにより構成され、整流板前端位置が上
下共にバルブシャフト２の後端面と一致する位置（ｂ：
０）であって、上の整流板６ａがバルブシャフト２の下
端面と一致する位置（ｃ：０）、下の整流板６ｂがバル
ブシャフト２の下端面から１５ｍｍ離れた位置（ｃ：−
１５）に互いにチューブ軸と平行に設けられた例であ
る。

【００３８】［整流板変更例３］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図６(イ) に示す第４下流側整流板７を
設置したのが整流板変更例３である。

【００３９】この第４下流側整流板７は、幅ａが１８ｍ
ｍで厚みｄが２ｍｍの平板による水平整流板部７ａと逆
Ｖ字脚板部７ｂにより構成され、整流板前端位置がバル
ブシャフト２の後端面から１８ｍｍ離れた位置（ｂ：１
８）にチューブ軸と平行に設けられた例である。

【００４０】［整流板変更例４］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図６(ロ) に示す第５下流側整流板８を
設置したのが整流板変更例４である。

【００４１】この第５下流側整流板８は、幅ａが１８ｍ
ｍで厚みｄが２ｍｍの平板による水平整流板部８ａと平
行二枚脚板部８ｂにより構成され、整流板前端位置がバ
ルブシャフト２の後端面から１８ｍｍ離れた位置（ｂ：
１８）にチューブ軸と平行に設けられた例である。

【００４２】［整流板変更例５］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図７(イ) に示す第６下流側整流板９を
設置したのが整流板変更例５である。

【００４３】この第６下流側整流板９は、幅ａが１８ｍ
ｍで厚みｄが２ｍｍの平板による水平整流板部９ａと井
桁脚板部９ｂにより構成され、整流板前端位置がバルブ
シャフト２の後端面と一致する位置（ｂ：０）にチュー
ブ軸と平行に設けられた例である。

【００４４】上記基本例及び整流板変更例１〜整流板変
更例５の整流板４〜９は、バルブプレート３の下流領域
のうち下部位置を整流することで、低トルク化を図るこ
とができると共に、渦巻きの発生や気流音の発生の防止
を図ることができる。

【００４５】［整流板変更例６］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図７(ロ) に示す第７下流側整流板１０
を設置したのが整流板変更例６である。

【００４６】この第７下流側整流板１０は、幅ａが１８
ｍｍで厚みｄが２ｍｍの平板であって、整流板前端位置
がバルブシャフト２の後端面から１８ｍｍ離れた位置
（ｂ：１８）で、整流板下端位置がバルブシャフト２の
下端面から１５ｍｍ離れた上方位置（ｃ：１５）にチュ
ーブ軸と平行に設けられた例である。

【００４７】この整流板変更例６の第７下流側整流板１
０では、バルブプレート３の下流領域のうち上部位置を
整流することで、低トルク化と気流音の防止を図ること
ができる。

【００４８】［整流板変更例７］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図８(イ) に示す第８下流側整流板１１
を設置したのが整流板変更例６である。

【００４９】この第８下流側整流板１１は、幅ａが１８
ｍｍで厚みｄが２ｍｍの平板を上下位置に配置した上下
の整流板１１ａ，１１ｂにより構成され、上の整流板１
１ａは第７下流側整流板１０と同じ配置レイアウトで、
下の整流板１１ｂは第１下流側整流板４と同じ配置レイ
アウトであって、２つの整流板１０，４を組み合わせた
例である。

【００５０】この整流板変更例７の第８下流側整流板１
１では、バルブプレート３の下流領域のうち上部及び下
部位置を整流することで、低トルク化と気流音の防止を
図ることができる。

【００５１】［整流板変更例８］基本例の第１下流側整
流板４に代えて、図８(ロ) に示す第９下流側整流板１２
を設置したのが整流板変更例６である。

【００５２】この第９下流側整流板１２は、幅ａが１８
ｍｍで厚みｄが２ｍｍの平板による中心環板部１２ａ
と、中心環板部１２ａから等角四方に延びる放射板部１
２ｂにより構成された例である。

【００５３】この整流板変更例８の第９下流側整流板１
２では、バルブプレート３の下流領域の全体を整流する
ことで、低トルク化と渦巻きの防止と気流音の防止を図
ることができる。

【００５４】（実施の形態２）実施の形態２は、請求項
２，３，４，５に記載の発明に対応するバタフライバル
ブである。

【００５５】まず、構成を説明する。

【００５６】図９は実施の形態２のバタフライバルブを
示す縦断側面図、図１０は実施の形態２のバタフライバ
ルブに設置される上流側整流板の位置と設定状況を示す
図である。

【００５７】図９及び図１０において、１は排気チュー
ブ、２はバルブシャフト、３はバルブプレート、１３は
上流側整流板である。

【００５８】実施の形態２のバタフライバルブも実施の
形態１のバタフライバルブと同様に、排気マフラ内やテ
ールチューブ等の車両排気系の途中に設けられ、低回転
・低スロットル域での消音機能の向上と、高回転・高ス
ロットル域でのエンジン出力機能の向上との両立を図っ
た排気系制御バルブとして適用される。

【００５９】前記排気チューブ１とバルブシャフト２と
バルブプレート３は、下記の点を除いて実施の形態１と
同様の構成である。

【００６０】前記バルブプレート３は、下流側のプレー
ト面が凹凸のないフラットプレート面３ａとされてい
る。そして、バルブプレート３の重心点Ｇを、バルブシ
ャフト２の回転中心軸Ｏからバルブ開方向の回転モーメ
ントを得る側にオフセット設定されている。

【００６１】前記上流側整流板１３は、バルブプレート
３の上流位置に設置され、閉トルクを増すバルブプレー
ト３の下半分に向かって流れる排気ガスの流れの一部
を、開トルクを増すバルブプレート３の上半分に向かっ
て流れる排気ガスの流れに加えるように流線中心を変更
する板である。

【００６２】具体的な設置仕様を説明すると、まず、バ
ルブプレート３の直径は４６ｍｍであり、バルブシャフ
ト２の径は１０ｍｍである。上流側整流板１３の形状
は、幅ａが１８ｍｍであり、厚みｄが２ｍｍの平板形状
である。上流側整流板１３の設置位置は、整流板上端位
置がバルブシャフト２の下端面から５ｍｍ上方に離れた
位置（ｃ：５）で、整流板後端位置とバルブシャフト２
の前端面とが２０〜３０ｍｍ離れた位置（ｂ：２０〜３
０）で、下流側に向かって上り傾斜角６０度で傾斜設定
している（ｅ：６０）。

【００６３】次に、作用を説明する。

【００６４】バルブ閉からバルブ開へ移行するバルブ過
渡期（全閉の２５度程度から４５度程度の領域）におい
て、バルブプレート３の上流側の流れの状況をみると、
図９の流線（点線）に示されるように、上流側整流板１
３の設定により、流線中心がバルブシャフト２より上側
にあり、閉トルクを増すバルブプレート３の下半分に向
かって流れる排気ガスの流量が抑えられ、逆に、開トル
クを増すバルブプレート３の上半分に向かって流れる排
気ガスの流量が増している。

【００６５】すなわち、上流側整流板１３が存在しない
場合、流線中心がバルブシャフトより下側にあり、閉ト
ルクを増すバルブプレートの下半分に向かって流れる排
気ガスの流れが多く、この流れがバルブプレートの下半
分の部分を前側から押し、バルブ閉トルクを増している
のに対し、上流側整流板１３の設定による流線中心の変
更により、バルブ閉トルクを増していたバルブプレート
の下半分に向かって流れの一部がバルブプレートの上半
分に向かって流れに加えられ、バルブ閉トルクの軽減作
用とバルブ開トルクの増大作用により、バルブ作動トル
クが大幅に低減されることになる。

【００６６】この上流側整流板１３の具体的な設置仕様
の違いによる作動トルク低減評価を図１１に示す表によ
り説明する。

【００６７】設置固定条件は、プレート径：４６ｍｍ、
シャフト径：１０ｍｍ、板幅ａ：１８ｍｍ、板厚ｄ：２
ｍｍ、板上端位置のシャフト下端面からの距離ｃ：５ｍ
ｍである。

【００６８】設置変更条件は、板後端位置とシャフト前
端面との距離ｂを、仕様１，２，３では２０ｍｍとし、
仕様３，４，５では３０ｍｍとする。また、下流側に向
かう板の上り傾斜角ｅを、仕様１，４では２０度とし、
仕様２，５では４０度とし、仕様３，６では６０度とし
ている。

【００６９】この結果、図１１の表の右側部分に示すよ
うに、距離ｂが２０ｍｍであるか３０ｍｍであるかどう
かにかかわらず、板の上り傾斜角ｅが６０度に設定され
ている場合が作動トルク低減効果が最も高く、次に、板
の上り傾斜角ｅが４０度に設定されている場合、次に、
板の上り傾斜角ｅが２０度に設定されている場合と続
く。この実験結果に基づき、上流側整流板１３を上記の
ように設定した。

【００７０】よって、図１２のトルク対比特性に示すよ
うに、上流側整流板１３が存在しない従来のバルブに比
べ、上流側整流板１３が存在する実施の形態２のバルブ
は、積極的に開トルクを増大する流れを作り出すことか
ら、バルブプレート３に作用する上流側での排気ガスの
流れを整流することで、少し開トルクを持つ特性に変更
され、バルブ作動トルクが大幅に低減されることにな
る。

【００７１】この点を確認するために、バルブアクチュ
エータの作動圧力に対するバルブ開度と騒音レベルを測
定した結果が図１３に示す対比グラフである。

【００７２】この図１３で分かるように、従来のバルブ
の場合には、約９０ｍｍＨｇの作動圧力でバルブが開き
始めて約１４０ｍｍＨｇの作動圧力でバルブ全開となっ
ていたのに対し、実施の形態２のバルブの場合には、約
４５ｍｍＨｇの作動圧力でバルブが開き始めて約７５ｍ
ｍＨｇの作動圧力でバルブ全開となり、バルブ全開応答
の向上と、バルブ全開作動圧力の大幅な低減がみられ
る。

【００７３】また、バルブ動作に伴う気流音による騒音
レベルについても、従来のバルブの場合には、長時間１
００ｄＢ以上の騒音が続くのに対し、実施の形態２のバ
ルブの場合には、１００ｄＢ以上の騒音はほんの短時間
しか続かない。

【００７４】次に、効果を説明する。

【００７５】（１）バルブプレート３の上流位置に、閉
トルクを増すバルブプレート３の下半分に向かって流れ
る排気ガスの流れの一部を、開トルクを増すバルブプレ
ート３の上半分に向かって流れる排気ガスの流れに加え
るように流線中心を変更する上流側整流板１３を設置し
たため、バルブプレート３の上流位置で流体の流れを整
えることによりバルブ作動トルクの低減を図ったバタフ
ライバルブを提供することができる。

【００７６】（２）バルブプレート３は、下流側のプレ
ート面が凹凸のないフラットプレート面３ａとされてい
るため、閉トルクを増す原因となるバルブプレート３の
背面側での排気ガスの流れの乱れが抑えられる。

【００７７】（３）バルブプレート３の重心点Ｇが、バ
ルブシャフト２の回転中心軸Ｏからバルブ開方向の回転
モーメントを得る側にオフセット設定されているため、
バルブを開く時、バルブプレート３の自重による開き力
が加わり、バルブが開き易くなる。

【００７８】（４）バタフライバルブをバルブアクチュ
エータによるバルブ開閉で排気系機能を制御する排気系
制御バルブとして適用したため、バルブアクチュエータ
のバルブ作動負荷が軽減され、バルブアクチュエータの
小型軽量化の実現やバルブ開閉応答性の向上を達成する
ことができる。

【００７９】（その他の実施の形態）実施の形態１，２
では、本発明のバタフライバルブを排気系制御バルブと
して適用する例を示したが、排気ガス以外の流体が流れ
るチューブに設けられる様々な適用箇所のバタフライバ
ルブに本発明を適用することができる。

【００８０】実施の形態１，２では、バルブアクチュエ
ータによりバルブ開閉を行なう制御バルブの例を示した
が、手動操作により開閉を行なうバタフライバルブにも
適用することができ、この場合、バルブ作動トルクの低
減により、バルブ開閉操作力を低く抑えることができ
る。

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、流体が
流れるチューブの中央部を径方向に貫通するバルブシャ
フトと、該バルブシャフトに固定されたバルブプレート
とを備え、バルブプレートが流線直交方向より少し傾斜
するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置とし、バル
ブプレートが流線方向に一致する位置をバルブ全開位置
とし、バルブシャフトに回転作動トルクを付与すること
によりバルブ開閉を行なうバタフライバルブにおいて、
バルブプレートの下流位置に、バルブプレートを経過し
た直後の流体の流線方向をチューブ軸線方向に一致する
ように整える下流側整流板を設置したため、バルブプレ
ートの下流位置で流体の流れを整えることによりバルブ
作動トルクの低減を図ったバタフライバルブを提供する
ことができるという効果が得られる。

【００８２】請求項２記載の発明にあっては、流体が流
れるチューブの中央部を径方向に貫通するバルブシャフ
トと、該バルブシャフトに固定されたバルブプレートと
を備え、バルブプレートが流線直交方向より少し傾斜す
るチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置とし、バルブ
プレートが流線方向に一致する位置をバルブ全開位置と
し、バルブシャフトに回転作動トルクを付与することに
よりバルブ開閉を行なうバタフライバルブにおいて、バ
ルブプレートの上流位置に、閉トルクを増すバルブプレ
ートの下半分に向かって流れる流体の流れの一部を、開
トルクを増すバルブプレートの上半分に向かって流れる
流体の流れに加えるように流線中心を変更する上流側整
流板を設置したため、バルブプレートの上流位置で流体
の流れを整えることによりバルブ作動トルクの低減を図
ったバタフライバルブを提供することができるという効
果が得られる。

【００８３】請求項３記載の発明にあっては、請求項２
記載のバタフライバルブにおいて、バルブプレートを、
下流側のプレート面が凹凸のないフラットプレート面と
したため、請求項２記載の発明の効果に加え、閉トルク
を増す原因となるバルブプレートの背面側での流体の流
れの乱れを抑えることができる。

【００８４】請求項４記載の発明にあっては、請求項２
または請求項３記載のバタフライバルブにおいて、バル
ブプレートの重心点を、バルブシャフトの回転中心軸か
らバルブ開方向の回転モーメントを得る側にオフセット
設定したため、請求項２または請求項３記載の発明の効
果に加え、バルブを開く時、バルブプレートの自重によ
る開き力が加わり、バルブを開き易くすることができ
る。

【００８５】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
ないし請求項４記載のバタフライバルブにおいて、チュ
ーブを、自動車の排気系の途中に設けられ、排気ガスが
流れる排気チューブとし、バルブシャフトにバルブアク
チュエータを連結し、バルブの開閉により排気系機能を
制御する排気系制御バルブとして適用したため、請求項
１ないし請求項４記載の発明の効果に加え、バルブアク
チュエータのバルブ作動負荷が軽減され、バルブアクチ
ュエータの小型軽量化の実現やバルブ開閉応答性の向上
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のバタフライバルブを示す縦断側
面図である。

【図２】実施の形態１のバタフライバルブに設置される
下流側整流板の位置と設定状況を示す図である。

【図３】実施の形態１のバタフライバルブに設置された
下流側整流板を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】実施の形態１のバタフライバルブと従来のバタ
フライバルブでのバルブ作動トルク対比グラフを示す図
である。

【図５】実施の形態１のバタフライバルブでの整流板変
更例１，２による下流側整流板を示す断面図である。

【図６】実施の形態１のバタフライバルブでの整流板変
更例３，４による下流側整流板を示す断面図である。

【図７】実施の形態１のバタフライバルブでの整流板変
更例５，６による下流側整流板を示す断面図である。

【図８】実施の形態１のバタフライバルブでの整流板変
更例７，８による下流側整流板を示す断面図である。

【図９】実施の形態２のバタフライバルブを示す縦断側
面図である。

【図１０】実施の形態２のバタフライバルブに設置され
る上流側整流板の位置と設定状況を示す図である。

【図１１】実施の形態２のバタフライバルブに設置され
た上流側整流板の設置仕様の違いによる作動トルク低減
評価を示す表である。

【図１２】実施の形態２のバタフライバルブと従来のバ
タフライバルブでのバルブ作動トルク対比グラフを示す
図である。

【図１３】実施の形態２のバタフライバルブと従来のバ
タフライバルブでのバルブ開度と騒音レベルの対比グラ
フを示す図である。

【図１４】従来のバタフライバルブを示す縦断側面図で
ある。

【図１５】従来のバタフライバルブでのバルブ開過渡期
におけるバルブプレート前後での排気ガスの流れを示す
図である。

【符号の説明】

１ 排気チューブ ２ バルブシャフト ３ バルブプレート ４ 第１下流側整流板 １３ 上流側整流板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流れるチューブ（１）の中央部を
   径方向に貫通するバルブシャフト（２）と、該バルブシ
   ャフト（２）に固定されたバルブプレート（３）とを備
   え、バルブプレート（３）が流線直交方向より少し傾斜
   するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置とし、バル
   ブプレート（３）が流線方向に一致する位置をバルブ全
   開位置とし、バルブシャフト（２）に回転作動トルクを
   付与することによりバルブ開閉を行なうバタフライバル
   ブにおいて、 前記バルブプレート（３）の下流位置に、バルブプレー
   ト（３）を経過した直後の流体の流線方向をチューブ軸
   線方向に一致するように整える下流側整流板（４）を設
   置したことを特徴とするバタフライバルブ。
2. 【請求項２】 流体が流れるチューブ（１）の中央部を
   径方向に貫通するバルブシャフト（２）と、該バルブシ
   ャフト（２）に固定されたバルブプレート（３）とを備
   え、バルブプレート（３）が流線直交方向より少し傾斜
   するチューブ内面接触位置をバルブ全閉位置とし、バル
   ブプレート（３）が流線方向に一致する位置をバルブ全
   開位置とし、バルブシャフト（２）に回転作動トルクを
   付与することによりバルブ開閉を行なうバタフライバル
   ブにおいて、 前記バルブプレート（３）の上流位置に、閉トルクを増
   すバルブプレート（３）の下半分に向かって流れる流体
   の流れの一部を、開トルクを増すバルブプレート（３）
   の上半分に向かって流れる流体の流れに加えるように流
   線中心を変更する上流側整流板（１３）を設置したこと
   を特徴とするバタフライバルブ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のバタフライバルブにおい
   て、 前記バルブプレート（３）を、下流側のプレート面が凹
   凸のないフラットプレート面（３ａ）としたことを特徴
   とするバタフライバルブ。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３記載のバタフラ
   イバルブにおいて、 前記バルブプレート（３）の重心点（Ｇ）を、バルブシ
   ャフト（２）の回転中心軸（Ｏ）からバルブ開方向の回
   転モーメントを得る側にオフセット設定したことを特徴
   とするバタフライバルブ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４記載のバタフラ
   イバルブにおいて、 前記チューブを、自動車の排気系の途中に設けられ、排
   気ガスが流れる排気チューブ（１）とし、 前記バルブシャフト（２）にバルブアクチュエータを連
   結し、 バルブの開閉により排気系機能を制御する排気系制御バ
   ルブとして適用したことを特徴とするバタフライバル
   ブ。