(57)【要約】 【課題】小さい面積のシール面でありながら、弁軸が傾いても弁体が弁座に確実に着座して閉弁機能を果たすことができるとともに、寒冷時においても確実に開弁機能を発揮することができる流体制御弁を提供することにある。【解決手段】供給すべき流体を制御するメインバルブ１１は、弁体１１ａと弁軸１１ｂとが、自在継手手段５０にて結合されており、この自在継手手段５０は、弁軸１１ｂに形成された球面状凸部５２と、弁体１１ａに形成され、球面状凸部５２を回動自在に包持する球面状凹部５３とによって構成されている。これにより、弁軸１１ｂが傾いても、弁体１１ａを弁座１２に確実に着座させることができる。しかも、この確実な着座により、弁体１１ａに貼付するシール部材５４のシール面積を小さくし、シール面における水分の滞留を抑止できるため、寒冷時にも弁体１１ａが離座し、開弁機能を損なうことがない。【選択図】  図２
2014052017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口（４ａ）および流体出口（４ｂ）を有する流体通路（４）が内部に形成されたハウジング（１０）と、
前記流体通路（４）に配置され、前記流体入口（４ａ）から前記流体出口（４ｂ）へ流れる流体を制御するバルブ機構（５）と
を備えている流体制御弁において、
前記バルブ機構（５）は、流体通過口（１２ａ）を有する弁座（１２）と、この弁座（１２）に離着座し、前記流体通過口（１２ａ）を開閉する弁体（１１ａ）と、駆動手段（１３）によって駆動され、前記弁体（１１ａ）を操作する弁軸（１１ｂ）とを具備しており、
前記弁体（１１ａ）と前記弁軸（１１ｂ）とは、別体に設けられていて、自在継手手段（５０）にて結合されており、
前記弁体（１１ａ）と前記弁座（１２）との着座面には、弾性体からなるシール部材（５４）が設けられていることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載した流体制御弁において、
前記自在継手手段（５０）は、前記弁軸（１１ｂ）に形成された球面状凸部（５２）と、前記弁体（１１ａ）に形成され、前記球面状凸部（５２）を回動自在に包持する球面状凹部（５３）とによって構成されていることを特徴とする流体制御弁。
【請求項３】
請求項２に記載した流体制御弁において、
前記弁軸（１１ｂ）は金属製であり、前記弁体（１１ａ）は樹脂製であり、両者はインサート成形により結合されていることを特徴とする流体制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載した流体制御弁において、
前記シール部材（５４）は、前記弁体（１１ａ）の着座面に設けられており、
前記シール部材（５４）には、前記弁座（１２）の着座面と実質的に線接触する環状突起（５５）が形成されていることを特徴とする流体制御弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載した流体制御弁において、
前記弁体（１１ａ）は、前記弁座（１２）に着座するとき前記流体通過口（１２ａ）の内周面に嵌入するガイド（６０）を有していることを特徴とする流体制御弁。
【請求項６】
請求項５に記載した流体制御弁において、
前記ガイド（６０）は、相互に間隔をおいて軸方向に突出形成された複数の突片（６０ａ）で構成されており、前記弁体（１１ａ）が前記流体通過口（１２ａ）に対して複数個所でガイドされることを特徴とする流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内部に形成される流体通路を流れる流体を制御する流体制御弁に関し、とりわけ、エンジンの排気浄化用２次空気供給システムおいて、エアポンプから圧送供給される２次空気を触媒コンバータに導入するための２次空気流路を開閉するのに好適な２次空気制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
(従来の技術）
従来より、エンジンの排気浄化システムとして、エンジン始動時等の排気ガス温度が低いときに、エアポンプから圧送供給される２次空気を、エンジンの燃焼室より排出される排気ガスを浄化する三元触媒コンバータに導入し、三元触媒の暖機（活性化）を促進させる２次空気供給システムが公知である。この２次空気供給システムには、電磁弁と逆止弁とを一体化した電磁式２次空気制御弁が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
その代表的な電磁式２次空気制御弁について、図４を参照して概説する。
図４（ａ）に示すように、電磁式２次空気制御弁１００は、全体として、流体通路Ｒに流体入口から流体出口に向かって直列に配置される２つの弁、即ち電磁弁１０１と逆止弁１０２とから構成されている。
電磁弁１０１は、図示してないエアポンプからの２次空気を制御するもので、ソレノイドコイル１１０およびステータコア１１１からなるソレノイド１１２と、その磁力による吸引力によってリターンスプリング１１３に抗して開弁方向に駆動される弁体１１４、弁軸１１５およびプランジャ１１６からなるメインバルブ（ポペット型バルブ）１１７と、弁体１１４により流体通過口１１８が開閉される第１の弁座１１９とを主要構成要素とし、開弁することによりエアポンプからの２次空気を矢印Ａの如く導入する。
【０００４】
一方、逆止弁１０２は、エンジンの排気管内をエキゾーストマニホールドから三元触媒コンバータへ向かう排気ガスが矢印Ｂの如く電磁弁１０１やエアポンプ側に逆流することを防止するもので、電磁弁１０１に設けられた第１の弁座１１９の下流側にこの弁座１１９と同軸上に配設される第２の弁座１２０と、その流体通過口１２１を開閉するリードバルブ１２２と、このリードバルブ１２２の最大開度を規制するリードストッパ１２３とからなり、リードバルブ１２２は板ばねの如き板状弾性体で形成されていて、矢印Ａ、Ｂの両側から加わる圧力差に対応して流体通過口１２１の開閉を行なう。
【０００５】
（従来技術の問題点）
このような２次空気制御弁１００は、電磁弁１０１のメインバルブ１１７が開弁すると、２次空気が矢印Ａの如く導入され、この流体圧により逆止弁１０２のリードバルブ１２２が開弁し、２次空気が三元触媒コンバータへ供給される。また、このようなメインバルブ１１７の開弁時において、過渡的、一時的に生じる排気ガスの逆流に対しては、リードバルブ１２２が、自身の弾性復元力と矢印Ａ、Ｂから加わる圧力差によって閉弁し、排気ガスが矢印Ｂの如く電磁弁１０１やエアポンプ側に逆流するのを防止する。
しかしながら、上記構成の２次空気制御弁１００においては、メインバルブ１１７に閉弁不良が発生しやすいという問題点を抱えている。
つまり、メインバルブ１１７は、その使命上弁軸１１５の軸長が長く、弁軸１１５に結合されたプランジャ１１６とソレノイド１１２のステータコア１１１との間にクリアランス（摺動用の隙間）があるために、弁軸１１５が傾きやすく、弁体１１４も傾いて弁座１１９に対して着座面（シール面）の全面でしっかりと着座しにくくなる。そのために、弁体１１４のシール面に対して、ゴムのごとき弾性体（シール部材）１３０を焼き付け処理等により貼付固定し、弁体１１４の傾きを吸収するようにしているが、常に充分なシール機能（閉弁機能）を確保することができていないのが現状である。
【０００６】
そこで、弾性体１３０を大きく変形しやすい特殊な形状にし、弁座１１９とのシール面の面積を実質的に拡大する提案がなされている。
その代表的な構造が、図４（ｂ）に示すもので、弾性体１３０に対し、全周が外径方向に延伸して突出する薄肉状のリップ部１３１を設け、このリップ部１３１が大きくしかも自在に弾性変形できることを利用して、弁体１１４を実質的に広い面積で弁座１１９に当接させることにより、弁体１１４が傾いても確実な閉弁機能が得られるようにするものである。
ところが、上記のごとく当接する面（シール面）が拡大すると、弁座１１９と弁体１１４（弾性体１３０）との間に、排気ガスの凝縮水のごとき水分が滞留しやすくなり、特に寒冷時（もしくは寒冷地）においてはその水分が凍結することにより弁体１１４が弁座１１９から離座しなくなる危惧がある。このことは、氷点下での運転時には、メインバルブ１１７が温まり凍結しなくなるまで充分に開弁せず、２次空気供給機能が機能しなくなる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このため、エアポンプとして高能力のものを採用するとか、電磁式２次空気制御弁自体を大型化する等の対応策が考えられているが、これらの対応策は、いずれも、車両に搭載する機器への小型・軽量化、低コスト化等の諸要求がますます厳しさを増す現下の情勢に明らかに逆行するものであり、小型・軽量化、低コスト化等の厳しい諸要求に即応した解決策が切望されている。
【０００９】
なお、かかる課題は、上述した電磁式２次空気制御弁に限らず、大きさ・重量・価格等に厳しい要求がなされている各種システムに組み込まれる種々な型式の流体制御弁における共通の課題となっている。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、小さい面積のシール面でありながら、弁軸が傾いても弁体が弁座に確実に着座して閉弁機能を果たすことができるとともに、寒冷時等氷点下での使用時においても確実に弁体が弁座から離座して開弁機能を発揮することができるようにし、小型・軽量化、低コスト化等の厳しい諸要求に応える流体制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する流体制御弁によれば、流体入口および流体出口を有する流体通路が内部に形成されたハウジングと、流体通路に配置され、流体入口から流体出口へ流れる流体を制御するバルブ機構とを備えており、バルブ機構は、流体通過口を有する弁座と、この弁座に離着座し、流体通過口を開閉する弁体と、駆動手段によって駆動され、弁体を操作する弁軸とを有している。そして、弁体と弁軸とは、別体に設けられていて、自在継手手段にて結合されており、弁体と弁座との着座面には、弾性体からなるシール部材が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
これにより、メインバルブをなすバルブ機構において、弁体の閉弁時には、弁軸が傾いていても自在継手手段による自動調心作用により、弁体を確実に弁座に着座させることができる。その結果、弁体と弁座との当接面（シール面）を最低の面積にすることができる。
また、この弁体と弁座との当接面を最低の面積にできることは、当接面に付着する水分を極力なくすることにつながり、寒冷時（もしくは寒冷地）での使用時においても、弁体が円滑に開弁し、良好な流量制御機能を得ることができる。
さらに、上記構成によれば、弁体と弁軸をインサート成形等により容易に一体化でき、シール構造も簡単となるため、小型・軽量化、低コスト化等の厳しい要求がなされる車載機器として好適な２次空気制御弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の流体制御弁の一実施形態である電磁式２次空気制御弁を模式的に示す縦断面図である（実施例１）。
【図２】図１における電磁式２次空気制御弁の主要部をなすバルブ機構を拡大して示す断面図である（実施例１）。
【図３】図１における電磁式２次空気制御弁のバルブ機構の変形例を示す断面図である（実施例１）。
【図４】従来技術に係る流体制御弁（電磁式２次空気制御弁）の中枢部の構造を示すもので、（ａ）中枢部全体の模式的断面図、（ｂ）は弁体の主要部をなすバルブ機能を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
［実施例１］
本実施例は、エンジンの排気浄化用２次空気供給システムに使用される２次空気制御弁、特に電磁式２次空気制御弁への適用例を示すものであって、図１および図２に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、電磁式２次空気制御弁１の基本的な構成を図１により概説した後、本発明の特徴的な構成であるバルブ機構（電磁弁５）の主要部について、主として図２により詳述する。
【００１６】
〔基本的な構成〕
図１に示すように、電磁式２次空気制御弁１は、エアポンプ２より圧送供給される２次空気を、車両に搭載されたエンジンの排気管３（例えば三元触媒コンバータ３ａへ排気ガスを導く排気管）に導入するための流体通路４を開閉する電磁弁５と、一方向のみに空気の流れを許し、反対方向の空気の流れを阻止する逆止弁６とを備えている。この電磁弁５と逆止弁６とは、流体通路４に直列に配置されており、流体入口４ａ側に電磁弁５が、流体出口４ｂ側に逆止弁６が、それぞれ位置している。
２次空気制御弁１の電磁弁５およびエアポンプ２は、エンジンの運転状態に基づいてエンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵと略称する。）７によって制御されるものであり、エンジン始動時等、排気ガス温度が低いときに、エアポンプ２から圧送供給される２次空気を、矢印Ａ、Ａ’の如く流体通路４を介して三元触媒コンバータ３ａへと導くことにより、三元触媒の暖機（活性化）が図られる。
【００１７】
なお、本実施例では、電磁弁５を収容するバルブハウジング８と、逆止弁６を収容するケースアウトレット９との２分割された部材によって、２次空気制御弁１のハウジング１０が構成されており、このハウジング１０は、流体入口４ａおよび流体出口４ｂを有する流体通路４を内部に形成すると共に、エンジンの排気管３に直接接続される２次空気流路管を構成している。バルブハウジング８およびケースアウトレット９は、それぞれアルミニウムダイカストにより個別に製造されたのち、合わせ面に気密を保持するための適宜なシール部材を介在させて一体的に組み立てられている。
【００１８】
電磁弁５は、流体通路４に導入する２次空気量を実質的に制御するポペット型バルブ形式のメインバルブ１１と、バルブハウジング８に一体形成され、メインバルブ１１にて開閉される円形状の流体通過口１２ａを有する弁座（第１の弁座）１２と、通電されると磁気吸引力を発生し、メインバルブ１１を開弁方向に駆動するソレノイド（駆動手段）１３と、メインバルブ１１を閉弁方向に付勢するリターンスプリング１４と、ソレノイド１３をＥＣＵ７に電気的接続等するためのコネクタ１５とから構成されている。
【００１９】
メインバルブ１１は、円盤状の弁体１１ａと、この弁体１１ａを移動させる弁軸１１ｂと、プランジャ１１ｃとを有している。これらの弁体１１ａ、弁軸１１ｂおよびプランジャ１１ｃは、基本的には個別に作製された後一体化されるものであり、弁軸１１ｂは、ソレノイド１３の磁気吸引力によって吸引駆動され、リターンスプリング１４によって原位置に戻されるプランジャ１１ｃに取付固定されている。
また、メインバルブ１１の弁体１１ａは、バルブハウジング８の弁座１２に着座することで流体通過口１２ａを閉じ、弁座１２から離座することで流体通過口１２ａを開くものであり、弁軸１１ｂに対し、後述する自在継手手段５０にて結合されている。
【００２０】
ソレノイド１３は、ソレノイドコイル１３ａおよびステータコア１３ｂからなり、ステータコア１３ｂ内をメインバルブ１１のプランジャ１１ｃが摺動（滑動）するようになっている。プランジャ１１ｃが円滑に摺動できるように、ステータコア１３ｂとプランジャ１１ｃとの間にはクリアランスが形成されている。
【００２１】
逆止弁６は、エンジンの排気管３内をエキゾーストマニホールドから三元触媒コンバータ３ａへ向かう排気ガスが、矢印Ｂの如く流体通路４を通じて、電磁弁５のメインバルブ１１やエアポンプ２側に逆流するのを阻止するものである。この逆止弁６は、周囲に耐熱ゴム系弾性体が焼き付け等の手段を用いて固着された流体通過口１６ａを有する弁座（第２の弁座）１６と、流体通過口１６ａを開閉するリードバルブ１７と、このリードバルブ１７の開き具合（最大開度）を規制するリードストッパ１８とを主要構成部品としており、第２の弁座１６、リードバルブ１７およびリードストッパ１８は取付ネジ等の固定手段１９により一体化されたのち、ハウジング１０に取り付けられている。
【００２２】
リードバルブ１７は、板ばねの如き板状弾性部材によって作製されており、自身の弾性力で第２の弁座１６の流体通過口１６ａを常時閉じ、かつ自由端側で湾曲状に変形しながら（徐々に撓みながら）流体通過口１６ａを順次開いていく片持式の常閉型弁としてセットされている。
リードストッパ１８は、ステンレス板の如き金属板にて作製されており、リードバルブ１７の開き具合（最大開度）を規制する湾曲状のストッパ部１８ａと、リードバルブ１７が開弁したときに流体の流通を妨げることのない通路を形成する流体通過用孔部１８ｂとを有している。
【００２３】
〔特徴的な構成〕
電磁弁５のメインバルブ１１および弁座１２との関係、とりわけ、メインバルブ１１の詳細構成と弁座１２との関係について、図２（図１の仮想線にて囲った部分の拡大図）に基づいて説明する。
【００２４】
図２において、弁体１１ａと弁軸１１ｂとは、自在継手手段５０にて結合されている。
弁軸１１ｂは、例えば冷鍛加工により作製された金属製の段付棒で、弁体１１ａ側の下端部分に小径部５１を有しており、その先端に球面状凸部をなすボール部５２が形成されている。
一方、弁体１１ａは、例えばポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene PTFE) のごとき潤滑性の高い耐熱樹脂で作製されており、中央部に球面状凹部５３が形成されている。この球面状凹部５３は、開口部の径が弁軸１１ｂのボール部５２の直径より小さくなっていて、このボール部５２を回動自在に包持している。したがって、弁体１１ａは、弁軸１１ｂに対し、ボール部５２を中心にして自在に回動することができる。
なお、樹脂製の弁体１１ａと金属製の弁軸１１ｂとの結合は、弁体１１ａの成形型内に弁軸１１ｂを配置して弁体１１ａを樹脂成形する、いわゆるインサート成形手段によって容易に行うことができる。
かくして、上記の小径部５１、ボール部５２および凹部５３の各構成要素によって、自在継手手段５０が構成されている。
この自在継手手段５０は、一種の自動調心機能を発揮し、弁軸１１ｂが上記クリアランスの影響で軸線に対して傾いたとしても、弁体１１ａがボール部５２を中心にして自在に回動することを許容するため、弁体１１ａが弁座１２に着座するときには、常に、弁体１１ａの着座面を弁座１２の着座面に確実に当接させることができる。
【００２５】
また、弁体１１ａと弁座１２との着座面のうち、特に、弁体１１ａの着座面に対して、耐熱ゴム系弾性体よりなる環状のシール部材５４が焼き付け等の適宜な固着手段により貼付されている。このシール部材５４の上面には、弁座１２の着座面と実質的に線接触する断面山形状の環状突起（ビード）５５が一体形成されている。この環状突起５５は、図４（ｂ）に示す複雑な形状のリップ部１３１に比してはるかに単純な構造である。
【００２６】
本実施例による２次空気制御弁１は、上述の如き構成を有するもので、その主たる作動並びに奏する効果について、次に説明する。
【００２７】
車両のエンジン始動時等の排気ガス温度が低いときには、ＥＣＵ７からの指令信号により、エアポンプ２が駆動され、２次空気の圧送を開始すると共に、電磁弁５のソレノイド１３に通電がなされ、メインバルブ１１が図１および図２に示す閉弁状態から開弁状態に移行する（弁体１１ａが離座し、弁座１２の流体通過口１２ａを開口する）。
そして、このメインバルブ１１の開弁動作に呼応して、リードバルブ１７も自動的に開弁する。つまり、矢印Ａからの２次空気の圧力によりリードバルブ１７が湾曲変形して第２の弁座１６の流体通過口１６ａを開口（開弁）する。
これにより、エアポンプ２からの２次空気は、流体通路４の流体入口４ａから矢印Ａの如く導入され、電磁弁５側の弁座１２の流体通過口１２ａ、逆止弁６側の第２の弁座１６の流体通過口１６ａ、リードストッパ１８の流体通過用孔部１８ａを順次経由して矢印Ａ’の如く流体出口４ｂから導出され、エンジンの排気管３に供給される。
【００２８】
しかして、このような開弁時において、エンジンの排気脈動等により排気管３から２次空気制御弁１に対して排気ガスの逆流が生じた場合には、排気ガスの流体圧がリードバルブ１７に加わるため、リードバルブ１７が自身の弾性復元力と矢印Ａ、Ｂから加わる圧力差によって閉弁する。
このリードバルブ１７の閉弁により、排気ガスが矢印Ｂの如く逆流するのを阻止することができる。
【００２９】
一方、エンジンが２次空気を要しない運転状態になれば、エアポンプ２の駆動が停止され、電磁弁５のソレノイド１３への通電が停止されることにより、メインバルブ１１が開弁状態から図１および図２に示す閉弁状態に移行する（弁体１１ａが着座し、弁座１２の流体通過口１２ａを閉じる）。
【００３０】
この閉弁過程において、メインバルブ１１では、その使命上弁軸１１ｂの軸長が長く、プランジャ１１ｃとステータコア１３ｂとのクリアランスにより弁軸１１ｂが軸線に対して傾斜しながら下降する事態を避けることができない。
このように弁軸１１ｂが傾いても、この弁軸１１ｂと弁体１１ａとは自在継手手段５０によって結合されているため、弁体１１ａがたとえ傾きながら弁座１２に当接したとしても、弁体１１ａはその当接箇所を支点としてボール部５２の周りを自在に回動変位し、弁体１１ａの着座面が水平方向（軸線に対して直角方向）に移動する。この自動調心機能により、弁体１１ａは、全周で弁座１２の着座面に確実に着座する。
このように弁体１１ａの姿勢が矯正され、弁座１２に全周で着座することにより、環状のシール部材５４には本来のシール機能を発揮させるだけで充分である。したがって、シール部材５４は、肉厚が薄く、線接触程度の極めて小さい当接面積を確保し得る程度の簡単な断面形状の環状突起５５だけの構造で充分なシール効果を得ることができる。
【００３１】
また、上述のごとく、弁体１１ａと弁座１２との当接面を線接触程度の極めて小さい面積とすることができることにより、この当接面間に排気ガスの凝縮水等の水分が滞留する事態を避けることができる。
したがって、仮に、寒冷時（あるいは寒冷地）における氷点下での運転状態の際にも、上記水分の凍結による弁体１１ａの離座不良を招くことはない。
【００３２】
次に、上記実施例１における２次空気制御弁のバルブ機構（電磁弁５、とりわけメインバルブ１１）の変形例について、図３により説明する。
図３において、メインバルブ１１は、円盤状の弁体１１ａが自在継手手段５０を介して弁軸１１ｂに結合されている点では実施例１と同じであるが、弁体１１ａの上面側には、弁座１２の円形状の流体通過口１２ａに嵌入するガイド６０が一体形成されている。
このガイド６０は、シール部材５４の内周側に位置し、かつ、全周の数箇所、例えば９０度間隔の４箇所で軸方向に突出形成された４個の望ましくは円弧状の突片６０ａで構成されている。
４個の突片６０ａの外接円が弁座１２の流体通過口１２ａの内接円より僅かに小さくなっており、しかも、突片６０ａの軸方向長はメインバルブ１１の開閉ストローク長と同等以上になるように選定されている。よって、メインバルブ１１の弁体１１ａは、この突片６０ａにガイドされながら弁座１２に離着座する。
上記構成によれば、ガイド６０が、弁座１２に対する弁体１１ａの径方向のずれを抑えるため、シール部材５４の環状突起５５によるシール面積を実施例１よりも小さくすることができる。
また、ガイド６０は、複数の突片６０ａで構成され、環状に連なっていないため、弁体１１ａが弁座１２から離座する開弁時には、突片６０ａ間の空間を２次空気が良好に流通することができる。したがって、ガイド６０が、メインバルブ１１の開弁機能を阻害することはない。
【００３３】
［変形例］
以上、実施例１について詳述したが、自在継手手段５０の具体的構造は、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変更することができるものである。
例えば、実施例１では、弁軸１１ｂに球面状凸部をなすボール部５２を設けるとともに、弁体１１ａにこのボール部５２を回動自在に包持する球面状凹部５３を設けたが、この結合関係を逆にして、弁体１１ａに球面状凸部をなすボール部５２を設けるとともに、弁軸１１ｂにこのボール部５２を回動自在に包持する球面状凹部５３を設けてもよい。かくした場合にも、インサート成形手段を採用し、弁体１１ａを弁軸１１ｂに一体形成することができる。
また、自在継手手段５０は、別体で作製された弁体１１ａと弁軸１１ｂとを回動自在に結合するための手段であって、弁体１１ａと弁軸１１ｂとの結合面が、少なくとも部分的に球面を採用した構造であればよく、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
なお、上述の実施例では、流体制御弁の代表例として、エンジンの排気浄化用２次空気供給システムに使用される電磁式２次空気制御弁への適用例について詳述したが、メインバルブをモータ等の電磁式以外の駆動手段で駆動するものであってもよい。要は、駆動手段によって駆動されて開閉するバルブ機構が、流体通過口（１２ａ）を有する弁座（１２）と、この弁座（１２）に離着座し、流体通過口（１２ａ）を開閉する弁体（１１ａ）と、駆動手段（１３）によって駆動され、弁体（１１ａ）を操作する弁軸（１１ｂ）とを具備している流体制御弁であれば、同様に適用できることは勿論である。
【００３５】
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１およびその変形例に基づいて詳述してきたが、本発明の特徴点および特記すべき作用効果を、特許請求の範囲に記載の各請求項（特に請求項２〜請求項６）にしたがって要約列挙すれば、次の通りである。
【００３６】
〔１〕自在継手手段（５０）は、弁軸（１１ｂ）に形成された球面状凸部（５２）と、弁体（１１ａ）に形成され、球面状凸部（５２）を回動自在に包持する球面状凹部（５３）とによって構成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、弁体（１１ａ）と弁軸（１１ｂ）とを自動調心構造として良好に結合することができ、弁体（１１ａ）を確実に弁座（１２）に着座させることができる。その結果、弁体（１１ａ）と弁座（１２）との当接面（シール面）を最低の面積にすることができる。
また、上記の結合構造を逆にして、弁体（１１ａ）に球面状凸部（５２）を設けるとともに、この球面状凸部（５２）を回動自在に包持する球面状凹部（５３）を弁軸（１１ｂ）に設ける構造にした場合と比較すると、弁軸（１１ｂ）を金属製にした場合にも製作が簡単である（球面状凹部（５３）よりも球面状凸部（５２）の方が簡単に製作することができる）。
【００３７】
〔２〕上記自在継手手段（５０）において、弁軸（１１ｂ）を金属製にし、弁体（１１ａ）を樹脂製にして、両者がインサート成形により結合されていることを特徴とする。
上記構成によれば、自在継手手段（５０）を簡単かつ安価な構造とすることができる。
【００３８】
〔３〕シール部材（５４）は、弁体（１１ａ）の着座面に設けられており、シール部材（５４）には、弁座（１２）の着座面と実質的に線接触する環状突起（５５）が形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、弁体（１１ａ）と弁座（１２）との当接面を線接触程度の極めて小さい面積とすることにより、この当接面間に排気ガスの凝縮水等の水分が滞留する事態を避けることができる。
【００３９】
〔４〕弁体（１１ａ）は、弁座（１２）に着座するとき流体通過口（１２ａ）の内周面に嵌入するガイド（６０）を有していることを特徴とする。
上記構成によれば、ガイド（６０）が、弁座（１２）に対する弁体（１１ａ）の径方向のずれを抑えるため、シール部材（５４）の環状突起（５５）によるシール面積を一層小さくすることができる。
【００４０】
〔５〕ガイド（６０）は、相互に間隔をおいて軸方向に突出形成された複数の突片（６０ａ）で構成されており、弁体（１１ａ）が流体通過口（１２ａ）に対して複数個所でガイドされることを特徴とする。
上記構成によれば、弁体（１１ａ）が弁座（１２）から離座する開弁時には、突片（６０ａ）間の空間を２次空気が良好に流通するため、ガイド（６０）が、メインバルブ（１１）の開弁機能を損なわない。  
【符号の説明】
【００４１】
４……流体通路、４ａ……流体入口、４ｂ……流体出口、５……電磁弁（バルブ機構）、１０……ハウジング、１１……メインバルブ、１１ａ……弁体、１１ｂ……弁軸、１２……弁座、１２ａ……流体通過口、１３……ソレノイド（駆動手段）、５０……自在継手手段、５４……シール部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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