(57)【要約】【課題】バルブとガス通過口の着座面との間におけるシール性を向上させることができ、排気ガスの漏れを改善した排気ガス流路開閉装置及び排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排気ガス流路開閉装置は、機関から排出された排気ガスが流れるガス通過口１０とガス通過口１０の周囲に形成された着座面１２とをもつ基部１と、基部１の着座面１２に着座して基部１のガス通過口１０を閉鎖する閉鎖位置と基部１の着座面１２から離間して基部１のガス通過口１０を開放する開放位置とに切替可能なバルブ２と、バルブ２を保持すると共にバルブ２を閉鎖位置または開放位置に切り替え作動させる切替作動部４とを備える。基部１の着座面１２及びバルブ２のうちのいずれか一方は、バルブ２の閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材６を備えている。排気ガス浄化装置に適用できる。【選択図】  図１
2006009602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが流れるガス通過口と前記ガス通過口の周囲に形成された着座面とをもつ基部と、
前記基部の前記着座面に着座して前記基部の前記ガス通過口を閉鎖する閉鎖位置と前記基部の前記着座面から離間して前記基部の前記ガス通過口を開放する開放位置とに切替可能なバルブと、
前記バルブを保持すると共に前記バルブを前記閉鎖位置または前記開放位置に切り替え作動させる切替作動部とを具備する排気ガス流路開閉装置において、
前記基部の前記着座面及び前記バルブのうちのいずれか一方は、前記バルブの閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材を備えていることを特徴とする排気ガス流路開閉装置。
【請求項２】
請求項１において、前記基部の前記ガス通過口の上流または下流に設けられた枢支部を具備しており、前記バルブは前記枢支部の回りを前記基部の前記ガス通過口の上流または下流において旋回する構造とされていることを特徴とする排気ガス流路開閉装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記バルブが前記閉鎖位置に移動するとき、前記バルブの一端側が前記基部の前記着座面に部分的に着座した後に、前記バルブの他端側が前記基部の前記着座面に着座することを特徴とする排気ガス流路開閉装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記バルブは、前記基部の前記ガス通過口を閉鎖可能な前記バルブ本体と、前記バルブ本体の中央域に突設された突起部とを有しており、前記突起部と前記切替作動部との間には、前記バルブを前記切替作動部に対して相対変位可能とする隙間が形成されていることを特徴とする排気ガス流路開閉装置。
【請求項５】
排気ガスが流れる経路に配置されるケースと、
前記ケース内を第１通路及び第２通路に仕切る仕切壁と、
前記第２通路及び前記第１通路のうちのいずれか一方に設けられ排気ガスを浄化する触媒部を据え付ける触媒据付部とを具備する排気ガス浄化装置において、
前記第２通路及び前記第１通路のうち前記触媒据付部が設けられていない他方は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の排気ガス流路開閉装置のバルブの切替により閉鎖又は開放されることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関等の機関の排気ガスが流れる排気ガス流路開閉装置及び排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アームの回転によりバルブプレートを開口の周縁の着座面に押しつけて流路の切り替え、あるいは開閉を行う方式のバルブ及びそれを用いた排気浄化装置が知られている（特許文献１）。このものによれば、バルブプレートのシール部を球面形状とし、アームとバルブプレートとの連結部にクリアランスを形成し、クリアランスによりバルブプレートがアームに対して自在に回動可能とされている。更に、回転軸の軸方向にアームがスライド可能なクリアランスを形成している。
【特許文献１】特開平７−２２４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記した従来技術によれば、クリアランスによりバルブプレートの移動許容性は確保されており、熱膨張等に対応できるものの、バルブプレートと着座面との間のシール性の向上には限界があった。この場合、バルブプレートを着座面にあてがって閉鎖させているものの、バルブプレートと着座面との間から排気ガスが漏れるおそれがある。また、バルブプレートが閉鎖するときには、バルブプレートが着座面に衝撃的に衝突するため、シール当たり面が削れ、満足できるシール性が得られないおそれがある。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、バルブと着座面との間におけるシール性を向上させることができ、排気ガスの漏れを改善した排気ガス流路開閉装置及び排気ガス浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る排気ガス流路開閉装置は、排気ガスが流れるガス通過口と前記ガス通過口の周囲に形成された着座面とをもつ基部と、前記基部の前記着座面に着座して前記基部の前記ガス通過口を閉鎖する閉鎖位置と前記基部の前記着座面から離間して前記基部の前記ガス通過口を開放する開放位置とに切替可能なバルブと、前記バルブを保持すると共に前記バルブを前記閉鎖位置または前記開放位置に切り替え作動させる切替作動部とを具備する排気ガス流路開閉装置において、前記基部の前記着座面及び前記バルブのうちのいずれか一方は、前記バルブの閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
第２発明に係る排気ガス浄化装置は、排気ガスが流れる経路に配置されるケースと、前記ケース内を第１通路及び第２通路に仕切る仕切壁と、前記第２通路及び前記第１通路のうちのいずれか一方に設けられ排気ガスを浄化する触媒部を据え付ける触媒据付部とを具備する排気ガス浄化装置において、前記第２通路及び前記第１通路のうち前記触媒据付部が設けられていない他方は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の排気ガス流路開閉装置のバルブの切替により閉鎖又は開放されることを特徴とするものである。
【０００７】
第１発明に係る排気ガス流路開閉装置、第２発明に係る排気ガス浄化装置によれば、バルブが基部の着座面から離間して基部のガス通過口を開放する開放位置にあるときには、排気ガスはガス通過口を通して流れる。バルブが基部の着座面に着座して基部のガス通過口を閉鎖する閉鎖位置にあるときには、排気ガスがガス通過口から漏れることが抑制される。
【０００８】
基部の着座面及びバルブのうちのいずれか一方は、バルブの閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材を備えている。このためバルブが基部の着座面に着座して閉鎖位置となるとき、シール部材のバネ性により、バルブと着座面との間におけるシール性が向上する。このためバルブの閉鎖時において排気ガスが漏れることが抑制される。
【０００９】
更にバルブが基部の着座面に着座するとき、シール部材が衝撃緩和作用を果たすため、バルブ閉鎖時における衝撃が緩和され、シール当たり面の削れ等が抑制され、シール当たり面が長期にわたり良好に維持される。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る排気ガス流路開閉装置、第２発明に係る排気ガス浄化装置によれば、バルブが基部の着座面に着座して閉鎖位置となるとき、シール部材がバネ性を発揮するため、バルブと着座面との間におけるシール性が向上する。このためバルブの閉鎖時においてガス通過口から排気ガスが漏れることが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によれば、基部の着座面及びバルブのうちのいずれか一方は、バルブの閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材を備えている。シール部材はこれの周方向に連続するリング状であることが好ましい。シール部材の断面形状としては、特に限定されるものではなく、バルブの閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するものであれば良い。このようにシール部材の断面形状としては、たとえば、Ｃ形状、Ｌ形状、Ｊ形状、Ｏ形状、Ｓ形状、Ｖ形状、Ｙ形状、Ｗ形状、Ｍ形状の群から選択される少なくとも１種を含む形態を採用することができる。これらの形状はクッション機能を発揮することができる。シール部材の材質としては金属が好ましいが、場合によっては耐熱ゴム、耐熱樹脂でも良い。基部の着座面及びバルブのうちのシール部材を有しない側に、バルブの位置を案内する案内機能を有する傾斜面を設けることができる。
【００１２】
本発明によれば、基部のガス通過口の上流または下流に設けられた枢支部を具備する形態を採用できる。枢支部としては枢支軸を例示できる。バルブとしては、枢支部の回りを基部のガス通過口の上流または下流において旋回する構造とされていることが好ましい。また、バルブが閉鎖位置に移動するとき、バルブの一端側が基部の着座面に着座した後に、バルブの他端側が基部の着座面に着座する形態を採用することができる。この場合、バルブの周囲全域が基部の着座面に同時に着座せず、バルブの一端側が基部の着座面に着座した後に、バルブの他端側が基部の着座面に部分的に着座する。このためバルブの着座時の衝撃が緩和される。また、バルブとしては、基部のガス通過口を閉鎖可能なバルブ本体と、バルブ本体の中央域に突設された突起部とを有している形態を採用することができる。この場合、突起部と切替作動部との間には、バルブを切替作動部に対して相対変位可能とする隙間が形成されている形態を採用することができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の各実施例について図面を参照しつつ具体的に説明する。図面はあくまでも概念を示すものであり、各図における上下関係は図示の形態に規定されるものではない。
【００１４】
（実施例１）
図１及び図２は実施例１を示す。図１及び図２に示すように、排気ガス流路開閉装置は、内燃機関から排出された高温の排気ガスが流れる排気経路に配置されており、基部１とバルブ２と切替作動部４とを主要素として備える。基部１は、排気ガスが流れるガス通過口１０と、ガス通過口１０の周囲に窪み状に形成されたリング状の段部１１に形成されたリング状の着座面１２とをもつ。ガス通過口１０の手前が上流１３、ガス通過口１０の向こう側が下流１４とされている。バルブ２は、基部１の着座面１２の後記シール部材６に着座して基部１のガス通過口１０を閉鎖する閉鎖位置と、基部１の着座面１２の後記シール部材６から離間して基部１のガス通過口１０を開放する開放位置とに切替られる。基部１の着座面１２は、ガス通過口１０の中心線Ａの回りを１周するように形成されており、バネ性を発揮する断面形状を有するシール部材６を備えている。シール部材６はガス通過口１０の中心線Ａを１周するようにリング形状をなしており、基部１の着座面１２に溶接、螺子止、かしめ等の固定手段により固定されている。前記した段部１１は、シール部材６の位置決め性及び保持性、バルブ２の位置決め性等を高めることができる。
【００１５】
シール部材６の断面形状は図１及び図２に示すようにほぼＬ形状及びほぼ逆Ｌ形状とされており、衝撃を緩和させるクッション機能を有する。この場合、シール部材６によるシールポイントを確保するのに貢献できる。シール部材６は、基部１の着座面１２に固定された第１リング部６１と、第１リング部６１から径内方向に一体的に延設された第２リング部６２とを備えている。第２リング部６２は、径内方向に向かうにつれてバルブ２の中央に近づくようにほぼ円錐状に角度θ１（図１参照）傾斜している。第２リング部６２の先端部は、シール性を確保すべく、基部１の表面よりバルブ２側にΔａ突出している。シール部材６の材質としては、バネ性、強度、耐食性が良い金属（例えばステンレス鋼等の合金）が好ましいが、場合によっては耐熱ゴム、耐熱樹脂でも良い。
【００１６】
枢支部としての枢支軸７は、基部１のガス通過口１０の下流１４に設けられている。枢支軸７は上流１３の排気ガスに対して基部１で覆われるため、ガス通過口１０を流れる排気ガスが枢支軸７に触れにくくなり、枢支軸７の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
切替作動部４はアーム状をなしており、枢支軸７にこれの軸芯Ｐを中心として矢印Ｒ１,Ｒ２方向に旋回可能に枢支されている。従って切替作動部４は、バルブ２を保持すると共にバルブ２を閉鎖位置または開放位置に切り替え作動させるものである。
【００１８】
バルブ２は、ガス通過口１０を閉鎖可能なバルブ本体２０と、バルブ本体２０の中央域の孔２１に装着された突起部としての連結ピン２３とを備える。バルブ本体２０の外径は、基部１のガス通過口１０の内径よりも大きく設定されていると共に、シール部材６の第２リング部６２の先端部の外径よりも大きく設定されている。これによりバルブ本体２０はガス通過口１０及びシール部材６の第２リング部６２を覆うことができる。バルブ本体２０は段部１１に嵌り得る大きさとされている。バルブ本体２０のうちガス通過口１０と対面する面の周縁には、位置決め機能を有するほぼ円錐形状の傾斜面２５が形成されている。傾斜面２５は、バルブ本体２０の径外方向に向かうつれてシール部材６に接近する傾斜とされている。
【００１９】
連結ピン２３は、径小部２３ａと径大部２３ｂと鍔部２３ｃとを備える。連結ピン２３の径小部２３ａは圧入、カシメ、溶接、螺子止め等の固定手段によりバルブ本体２０の孔２１に固定されている。連結ピン２３の径小部２３ａの外壁面とバルブ本体２０の孔２１の内壁面との間は、排気ガスの漏れが生じないように気密にシールされている。バルブ本体２０の孔２１には連結ピン２３が挿入されている。連結ピン２３を介してバルブ２は切替作動部４に保持されている。ここで図１及び図２に示すように、連結ピン２３の径大部２３ｂの外壁面と切替作動部４の取付孔４０の内壁面との間には、第１隙間４１が形成されている。連結ピン２３の鍔部２３ｃの端面と切替作動部４の取付孔４０の周縁との間には、第２隙間４２が形成されている。第１隙間４１は、バルブ２を切替作動部４に対してガス通過口１０の径方向（矢印Ｍ１、Ｍ２方向）に沿って相対変位可能とする。第２隙間４２は、バルブ２を切替作動部４に対してガス通過口１０の軸長方向（矢印Ｎ１、Ｎ２方向）に沿って相対変位可能とする。第１隙間４１及び第２隙間４２に相当するぶん、バルブ２が切替作動部４に対して移動することが許容されている。これによりバルブ２の姿勢を矯正できる。
【００２０】
さて、図１に示すようにバルブ２が矢印Ｒ２方向に旋回して開放位置に存在するときには、ガス通過口１０が開放している。この場合、内燃機関の排気ポートから排出された排気ガスは上流１３からガス通過口１０を通り、下流１４に向けて矢印Ｂ方向に流れる。バルブ２を閉鎖させるときには、図略のアクチュエータの作動により、枢支軸７の軸芯Ｐを中心として切替作動部４を閉鎖方向（矢印Ｒ１方向）に旋回させる。閉鎖動作は、図１→図２（Ａ）→図２（Ｂ）のように進行する。バルブ２が基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座するとき、弾性バネ性を有するシール部材６が衝撃緩和作用を果たすため、バルブ閉鎖時における衝撃が緩和され、シール当たり面の削れ等が抑制され、シール当たり面が長期にわたり良好に維持される。バルブ２が閉鎖位置にあるときには、ガス通過口１０が閉鎖されているため、排気ガスがガス通過口１０から漏れることが抑制される。
【００２１】
上記したようにバルブ２が閉鎖位置に移動するとき、図１に仮想線で示すように、まず、バルブ２の一端側２ａ（枢支軸７に対して近い側）が基部１の着座面１２にシール部材６を介して部分的に着座する。このときバルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）は基部１の着座面１２に着座していない。その後、図２（Ａ）に示すように、バルブ２の一端側２ａが基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座しつつ、バルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）が基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座する。従ってシール部材６は少しずつ弾性変形量を増加させる。このようにバルブ２の周囲全域が基部１の着座面１２にシール部材６を介して同時に着座せず、バルブ２の一端側２ａが基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座した後に、バルブ２の他端側２ｃが基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座する。このためバルブ２の着座時の衝突が緩和され、衝突音の緩和、シール部材６の耐久性の向上を図り得る。
【００２２】
更に、バルブ２の周囲全域が基部１の着座面１２にシール部材６を介して同時に着座すると、バルブ２の位置を矯正しにくいが、バルブ２の一端側２ａが基部１の着座面１２にシール部材６を介して部分的に着座した後に、バルブ２の他端側２ｃが基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座するときには、バルブ２の位置を容易に矯正することができる。即ち、バルブ２の他端側２ｃが基部１の着座面１２に着座しておらず、バルブ２の一端側２ａが基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座しているとき、バルブ本体２０の傾斜面２５がシール部材６の第２リング部６２に当たると、バルブ２の傾斜面２５による案内作用により、バルブ本体２０を径方向に変位させることができ、バルブ本体２０の位置が定位置からずれているときであっても、バルブ本体２０の位置決めを行うことができる。なお、図１から理解できるようにバルブ２の一端側２ａ（枢支軸７に対して近い側）及びバルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）は同じ方向（矢印Ｒ１方向）から着座面１２にシール部材６を介して着座する。
【００２３】
シール部材６は弾性バネ性を有すると共にリング状であるため、シール部材６とバルブ本体２０との線接触性が良好に確保され、熱膨張等が発生したとしても、シール性が良好に維持される。バルブ２には傾斜面２５が形成されているため、バルブ２が基部１の着座面１２のシール部材６に着座するとき、バルブ２の傾斜面２５がシール部材６に当たると、シール部材６の第２リング部６２をこれのバネ力に抗して径内方向（矢印Ｍ１方向）に良好に弾性変形させることができる。ここで、シール部材６の第２リング部６２は径内方向に角度θ１傾斜しているため、バルブ２の傾斜面２５が第２リング部６２に当たるとき、第２リング部６２が逆方向つまり径外方向に弾性変形することが抑止されている。従って、シール部材６の第２リング部６２をこれのバネ力に抗して径内方向に良好に弾性変形させることができ、シール部材６の第２リング部６２によるシール性、耐久性を良好に確保することができる。
【００２４】
また前述したように第１隙間４１はバルブ２を切替作動部４に対してガス通過口１０の径方向（矢印Ｍ１、Ｍ２方向）に相対変位可能とする。第２隙間４２はバルブ２を切替作動部４に対してガス通過口１０の軸長方向（矢印Ｎ１、Ｎ２方向）に相対変位可能とする。第１隙間４１及び第２隙間４２に相当するぶん、バルブ２の自由移動性は切替作動部４に対して許容されている。このため、熱膨張等に起因する形状変化等により、バルブ２の位置が正位置からずれているときであっても、バルブ２が着座面１２のシール部材６に安定的に着座できるようにバルブ２は矢印Ｍ１，Ｍ２方向及び矢印Ｎ１，Ｎ２方向において任意に移動することができる。このようにバルブ２の姿勢が定位置でないときであっても、バルブ２の姿勢を矯正することができ、バルブ２を着座面１２のシール部材６に安定的に着座させることができるため、シール部材６によるシール性を更に高めることができる。
【００２５】
図２（Ａ）では、アーム状の切替作動部４の部位４ａ（枢支軸７に対して近い側）はバルブ本体２０に接触してこれを加圧するが、切替作動部４の部位４ｂ（枢支軸７に対して遠い側）はバルブ本体２０に非接触である。これに対してバルブ２の閉鎖が完了した状態を示す図２（Ｂ）では、アーム状の切替作動部４の部位４ａ（枢支軸７に対して近い側），部位４ｂ（枢支軸７に対して遠い側）は共にバルブ本体２０を加圧するため、枢支軸７に対して近い側においても遠い側においても、バルブ２がシール部材６を加圧することができ、加圧力のバラツキが低減され、シール部材６によるシール性の均一性は高められる。
【００２６】
なお、材料は、一般的には、引張力が作用する環境よりも、圧縮力が作用する環境で使用する方が耐久性が得られる。バルブ２からシール部材６に加圧力が作用するとき、シール部材６のうち円錐状に角度θ１傾斜している第２リング部６２は径内方向（矢印Ｍ１方向）に向かうように変形する。この変形は第２リング部６２が縮径する方向であり、第２リング部６２にこれの周方向に圧縮力が作用する方向である。故に第２リング部６２の耐久性を確保することができる。
【００２７】
また、バルブ本体２０の外周には、位置決め機能を有する円錐面状をなす傾斜案内面２９が形成されている。従ってバルブ２が閉鎖されるとき、熱膨張等の影響で、バルブ２が定位置から微小量ずれているときであっても、バルブ本体２０の傾斜案内面２９が基部１の段部１１の角部１１ｃに当たると、傾斜案内面２９による案内作用により、バルブ本体２０を径内方向に移動させることができ、この意味においてもバルブ２の位置決め機能を有しており、シール性の確保に貢献できる。またバルブ２の傾斜面２５は中心線Ａの回りを１周する円錐面状とされているため、バルブ２の閉鎖時において上流１３のガス圧がバルブ２に作用しても、バルブ２の位置決め性は確保される。
【００２８】
（実施例２）
図３（Ａ）（Ｂ）及び図４（Ａ）（Ｂ）は実施例２を示す。実施例２は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。図３（Ａ）（Ｂ）及び図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、排気ガス流路開閉装置は、基部１とバルブ２と切替作動部４とを主要素として備える。基部１は、ガス通過口１０と、ガス通過口１０の周囲に窪み状に形成されたリング状の段部１１に形成されたリング状の着座面１２とをもつ。着座面１２は、窪みが深くなるにつれて、つまりバルブ２に近づくにつれて径外方向に傾斜する円錐形状の案内面１２ｃを有する。
【００２９】
図３に示すように、バルブ２は、基部１のガス通過口１０の内径よりも大きな外径を備えガス通過口１０を閉鎖可能なバルブ本体２０と、バルブ本体２０の中央域の孔２１に装着された突起部としての連結ピン２３とを備える。連結ピン２３の径小部２３ａは圧入、カシメ、溶接、螺子止め等の固定手段によりバルブ本体２０に固定されている。よって連結ピン２３の径小部２３ａの外壁面とバルブ本体２０の孔２１の内壁面との間は、排気ガスの漏れが生じないように気密にシールされている。実施例１と同様に、第１隙間４１及び第２隙間４２に相当するぶん、バルブ２の自由移動性は切替作動部４に対して許容されている。
【００３０】
図３（Ａ）（Ｂ）及び図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、バルブ２のバルブ本体２０のうちガス通過口１０に対面する側には、円板形状のバネホルダ部２６が保持されている。シール部材６は基部１の着座面１２ではなく、バネホルダ部２６を介して溶接、螺子止、かしめ等の固定手段によりバルブ２に搭載されている。シール部材６はガス通過口１０の中心線Ａを１周するようにリング形状をなしている。シール部材６はバルブ２の閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状とされている。即ち、シール部材６は、ガス通過口１０の中心線Ａに対面する開口６ｘを形成するＣ形状及び逆Ｃ形状をなしており、クッション機能を有する。シール部材６は、シール性を確保すべく、ガス通過口１０に向けてバルブ２よりΔａ突出している。
【００３１】
バルブ２を閉鎖させるときには、図略のアクチュエータの作動により、枢支軸７の軸芯Ｐを中心として切替作動部４を閉鎖方向（矢印Ｒ１方向）に旋回させる。閉鎖動作は、図３（Ａ）→図３（Ｂ）→図４（Ａ）→図４（Ｂ）のように進行する。
【００３２】
このようにバルブ２が閉鎖位置に移動するとき、図３（Ａ）に示すように、まずバルブ２の一端側２ａ（枢支軸７に対して近い側）のシール部材６が基部１の着座面１２に部分的に着座する。その後、図３（Ｂ）に示すように、バルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）のシール部材６が基部１の着座面１２に着座する。このためバルブ２の着座時の衝突が緩和され、衝突音の緩和、シール部材６の耐久性の向上を図り得る。
【００３３】
バルブ２が基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座するとき、着座面１２には円錐面状の案内面１２ｃが形成されている。このため熱膨張等によりバルブ２の位置が定位置からずれている場合であっても、バルブ２のシール部材６が案内面１２ｃに当たると、シール部材６をガス通過口１０の中心線Ａに向けて変位させてシール部材６の位置を矯正できる利点を期待できる。ひいては、シール部材６を搭載するバルブ２をガス通過口１０の中心線Ａに向けて変位させて、バルブ２の位置を矯正できる利点を期待でき、シール性を確保することができる。
【００３４】
バルブ２の閉鎖時に、ガス通過口１０からの排気ガスの流れが止められるため、ガス通過口１０の上流１３の内圧が増加することがある。この場合、シール部材６はガス通過口１０の中心線Ａに対面する開口を形成するＣ形状及び逆Ｃ形状をなしているため、上流１３の内圧はシール部材６を形成する壁部を拡開させる方向（矢印Ｅ１方向）に作用する。このため、バルブ２の閉鎖時において、シール部材６と着座面１２との密接力を高めることができる。ひいては、シール部材６と着座面１２との間のシール性を高めることができる。
【００３５】
なお図４（Ａ）によれば、アーム状の切替作動部４の部位４ａ（枢支軸７に対して近い側）はバルブ本体２０に接触して加圧するものの、切替作動部４の部位４ｂ（枢支軸７に対して遠い側）はバルブ本体２０に非接触である。これに対してバルブ２の閉鎖が完了した状態を示す図５（Ｂ）によれば、アーム状の切替作動部４の部位４ａ（枢支軸７に対して近い側），部位４ｂ（枢支軸７に対して遠い側）の双方は共に、バルブ本体２０を加圧するため、バルブ２の加圧のバラツキが低減され、シール部材６によるシール性の均一性は高められる。
【００３６】
（実施例３）
図５（Ａ）（Ｂ）は実施例３を示す。実施例３は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、相違する部分を中心として説明する。図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、排気ガス流路開閉装置は、基部１とバルブ２と切替作動部４とを主要素として備える。基部１は、ガス通過口１０と、ガス通過口１０の周囲に窪み状に形成されたリング状の着座面１２とをもつ。着座面１２は、窪みが深くなるにつれて、つまりバルブ２から離れるにつれて径内方向に傾斜する円錐形状とされており、バルブ２を求心方向（矢印Ｍ１方向）に位置を調整できる機能を有する。
【００３７】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、バルブ２は、基部１のガス通過口１０の内径よりも若干小さな外径を備えガス通過口１０を閉鎖可能なバルブ本体２０と、バルブ本体２０の中央域の孔２１に装着された連結ピン２３とを備える。連結ピン２３の径小部２３ａは圧入、カシメ、溶接、螺子止め等の固定手段によりバルブ本体２０に固定されている。
【００３８】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、バルブ２のうちガス通過口１０に対面する側には、段状のバネホルダ部２６がリング状に形成されている。シール部材６は基部１の着座面１２ではなく、バルブ２のバネホルダ部２６に溶接、螺子止、かしめ等の固定手段により搭載されている。シール部材６はバルブ２の閉鎖時にバネ性を発揮する。シール部材６は、ガス通過口１０の中心線Ａと反対側に開口６ｘを形成するＪ形状及び逆Ｊ形状、あるいは、疑似Ｊ形状及び疑似逆Ｊ形状の断面形状をなしており、クッション機能を有する。シール部材６は、シール性を確保すべく、ガス通過口１０に向けてバルブ２よりΔａ突出している。
【００３９】
バルブ２を閉鎖させるときには、図略のアクチュエータの作動により、枢支軸７の軸芯Ｐを中心として切替作動部４を閉鎖方向（矢印Ｒ１方向）に旋回させる。閉鎖動作は図５（Ａ）→図５（Ｂ）のように進行する。
【００４０】
このようにバルブ２が閉鎖位置に移動するとき、図５（Ａ）に示すように、バルブ２の一端側２ａ（枢支軸７に対して近い側）のシール部材６が基部１の着座面１２に部分的に着座する。その後、図５（Ｂ）に示すように、バルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）のシール部材６が基部１の着座面１２に着座する。この場合、バルブ２のシール部材６の周囲全域が基部１の着座面１２に同時に着座せず、バルブ２の一端側２ａのシール部材６の部位が基部１の着座面１２に部分的に着座した後に、バルブ２の他端側２ｃのシール部材６の部位が基部１の着座面１２に着座する。このためバルブ２がシール部材６を介して着座面１２に着座するときの衝突が緩和され、衝突音の緩和、シール部材６の耐久性の向上を図り得る。更に着座面１２は円錐形状に傾斜しているため、バルブ２の一端側２ａが着座面１２に着座するとき、シール部材６による加圧力をＦ１とすると、径方向に向かう分力Ｆ２を発生させることができ、分力Ｆ２によりシール部材６ひいてはバルブ２を径内方向に移動させて安定的に着座できる位置とすることができる。即ち、着座面１２にシール部材６が当たると、着座面１２の案内作用により、シール部材６を搭載するバルブ２をガス通過口１０の中心線Ａに向けて変位させてバルブ２の位置を矯正できる利点を期待できる。
【００４１】
（実施例４）
図６及び図７は実施例４を示す。実施例４は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。但し、上下関係は実施例１と逆の関係で図示されている。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。図６及び図７に示すように、基部１は、ガス通過口１０と、ガス通過口１０の周囲に形成されたリング状の着座面１２とをもつ。基部１の着座面１２は、ガス通過口１０の中心線Ａの回りを１周するように形成されており、バルブ２の閉鎖時にバネ性を発揮する断面形状を有するシール部材６を備えている。シール部材６はガス通過口１０の中心線Ａを１周するようにリング形状をなしており、クッション機能を有しており、基部１の着座面１２に溶接、螺子止、かしめ等の固定手段により固定されている。
【００４２】
図６に示すように、バルブ２は、基部１のガス通過口１０の内径よりも大きな外径を備えると共にガス通過口１０を閉鎖可能なバルブ本体２０と、バルブ本体２０の中央域の孔２１に装着された連結ピン２３とを備える。バルブ本体２０の周縁には、位置決め機能を有するほぼ円錐形状の傾斜面２５が形成されている。傾斜面２５は、バルブ本体２０の径外方向に向かうにつれてシール部材６に接近するような傾斜とされている。連結ピン２３は、径小部２３ａと径大部２３ｂと鍔部２３ｃとを備える。連結ピン２３の径小部２３ａは圧入、カシメ、溶接、螺子止め等の固定手段によりバルブ本体２０に固定されている。よって実施例１と同様に、連結ピン２３の径小部２３ａの外壁面とバルブ本体２０の孔２１の内壁面との間は、排気ガスの漏れが生じないように気密にシールされている。連結ピン２３の径大部２３ｂの外壁面と切替作動部４の取付孔４０の内壁面との間には、第１隙間４１が形成されている。連結ピン２３の鍔部２３ｃの端面と切替作動部４の取付孔４０の周縁との間には、第２隙間４２が形成されている。第１隙間４１はバルブ２を切替作動部４に対して矢印Ｍ１、Ｍ２方向に相対変位可能とする。第２隙間４２はバルブ２を切替作動部４に対して矢印Ｎ１、Ｎ２方向に相対変位可能とする。第１隙間４１及び第２隙間４２に相当するぶん、バルブ２の移動性は切替作動部４に対して許容されている。これによりバルブ２の姿勢を矯正できる。
【００４３】
また図６及び図７から理解できるように、第１隙間４１はバルブ２を切替作動部４に対して矢印Ｍ１、Ｍ２方向に相対変位可能とする。第２隙間４２はバルブ２を切替作動部４に対して矢印Ｎ１、Ｎ２方向に相対変位可能とする。第１隙間４１及び第２隙間４２に相当するぶん、バルブ２の自由移動性は切替作動部４に対して許容されている。このため、熱膨張等によりバルブ２の位置が正位置からずれているときであっても、バルブ２が基部１の着座面１２のシール部材６に着座するときバルブ２の傾斜面２５がシール部材６に当たるため、バルブ２はガス通過口１０の径方向（矢印Ｍ１，Ｍ２方向）及びガス通過口１０の軸長方向（矢印Ｎ１，Ｎ２方向）に任意に移動することができ、バルブ２が着座面１２に設けられているシール部材６に安定的に着座できる。このようにバルブ２の位置を矯正し、バルブ２を安定的に着座させることができ、シール部材６によるシール性を更に高めることができる。前述したようにバルブ２は旋回して開閉される。バルブ２の閉鎖時に、上流１３からガス通過口１０を矢印Ｂ方向に通る排気ガスの流れが止められるため、ガス通過口１０の上流１３の内圧が増加することがある。この場合、シール部材６はガス通過口１０の中心線Ａに対面する開口６ｘを形成するＣ形状及び逆Ｃ形状の断面形状をなしているため、上流１３の内圧はシール部材６の壁部を拡開させる方向（図６に示す矢印Ｅ１方向）に作用する。このため、バルブ２の閉鎖時において、シール部材６と着座面１２との密接力を高めることができ、ひいては、シール部材６と着座面１２との間のシール性を高めることができる。
【００４４】
（実施例５）
図８及び図９は実施例５を示す。実施例５は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。図８及び図９に示すように、排気ガス流路開閉装置は、基部１とバルブ２と切替作動部４とを主要素として備える。シール部材６は、基部１の着座面１２ではなく、バルブ２のうちガス通過口１０に対面する側に、溶接、螺子止、かしめ等の固定手段により搭載されている。シール部材６は、ガス通過口１０の中心線Ａに対面する開口６ｘを形成するＣ形状及び逆Ｃ形状の断面形状をなしている。シール部材６は、シール性を確保すべく、ガス通過口１０に向けてバルブ２よりΔａ突出している。バルブ２を閉鎖させるときには、バルブ２のシール部材６が基部１の着座面１２に着座する。バルブ２の閉鎖時に、ガス通過口１０からの排気ガスの流れが止められるため、ガス通過口１０の上流１３の内圧が増加することがある。この場合、シール部材６の断面形状は、ガス通過口１０の中心線Ａに対面する開口６ｘを形成するＣ形状及び逆Ｃ形状をなす。このため、バルブ２の閉鎖時において、上流１３の内圧はシール部材６を形成する壁部を拡開させる方向に作用する。このため、シール部材６と着座面１２との密接力を高めることができ、ひいてはシール部材６と着座面１２との間のシール性を高めることができる。
【００４５】
（実施例６）
図１０及び図１１は実施例６を示す。実施例６は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。図１０及び図１１に示すように、排気ガス流路開閉装置は、基部１とバルブ２と切替作動部４とを主要素として備える。基部１は、ガス通過口１０と、ガス通過口１０を区画する円錐面状に傾斜したリング状の着座面１２とをもつ。着座面１２は、窪みが深くなるにつれて、つまりバルブ２から離れるにつれて径内方向に傾斜する円錐形状とされている。着座面１２は、シール部材６ひいてはバルブ２を求心方向（矢印Ｍ１方向）に案内する機能を有する。バルブ２のうちガス通過口１０に対面する側には、シール部材６が配置されている。シール部材６は基部１の着座面１２ではなく、バルブ２に溶接、螺子止、かしめ等の固定手段により搭載されている。シール部材６は、断面において少なくともＪ形状及び逆Ｊ形状をなす部分６ｍを有する。このシール部材６は、ガス通過口１０の中心線Ａと反対側に開口６ｘを形成する。シール部材６はシール性を確保すべくガス通過口１０に向けてバルブ２よりΔａ突出している。バルブ２が閉鎖位置に移動するとき、バルブ２のシール部材６が基部１の着座面１２に着座する。図１１に示すように、着座面１２は円錐面状の傾斜面とされているため、着座面１２にシール部材６が当たるとき、Ｊ形状及び逆Ｊ形状をなす部分６ｍをこれの縮径方向に弾性変形させることができる。更に、着座面１２は円錐面状の傾斜面とされて案内機能を有するため、バルブ２の位置をガス通過口１０の中心線Ａに向けて矯正できる利点を期待できる。
【００４６】
（適用例）
図１２は適用例を示す。この適用例は、機関としての車両用の内燃機関１００の排気ポートに連通する排気ガス浄化装置に適用したものである。この適用例では、前記した各実施例をそれぞれ適用することができる。排気ガス浄化装置は、金属製のケース２００と、ケース２００内を第１通路（内通路）２０１及び第２通路２０２（外通路）に仕切る筒形状の金属製の仕切壁２０３と、第２通路２０２に設けられ触媒部２０４を据え付ける触媒据付部２０５とを備える。第１通路２０１は、触媒部２０４が据え付けられていないため、触媒据付部２０５を有しない。第２通路２０２は第１通路２０１の周囲に周方向に連通するように形成されている。
【００４７】
ケース２００にフランジ状の基部１が保持されている。図１２に示すように、基部１は、第２通路２０２（外通路）に連通する貫通孔１ｋと、枢支軸７を覆う覆い部１ｗとをもつ。基部１の近傍には、覆い部１ｗに遮蔽されるように枢支軸７が設けられている。枢支軸７はケース２００内において基部１よりも下流に位置する。上記した構造であるため、枢支軸７と排気ガスとの接触頻度は低くされ、枢支軸７の耐久性が確保されている。枢支軸７には、アーム状の切替作動部４が閉鎖方向（矢印Ｒ１方向，上向き）及び開放方向（矢印Ｒ２方向，下向き）に旋回可能に枢支されている。切替作動部４にはバルブ２が搭載されている。枢支軸７よりもバルブ２は下方に位置する。切替作動部４の作動により、バルブ２は、触媒部２０４を有しない第１通路２０１の後端開口２０１ｒを開閉可能に閉鎖する蓋として機能する。図１２では着座面１２とバルブ２との間のシール部材６は設けられているが、図略されている。
【００４８】
内燃機関１００の暖気運転時等のように起動時には、内燃機関から排出される高温の排気ガスに含まれている環境負荷物質の濃度が高い。そこで、内燃機関の起動時には、図略のアクチュエータによりバルブ２を上方向（矢印Ｒ１方向）に旋回させて閉鎖する。このため排気ガスは第２通路２０２の触媒部２０４に流れて触媒部２０４で浄化される。これに対して内燃機関１００の起動時を経過した常用領域では、内燃機関１００の排気ポートから排出される排気ガスに含まれる環境負荷物質の濃度が低下する、更に単位時間当たりの排気ガスの流量も増加する。このため図略のアクチュエータによりバルブ２を下方向（矢印Ｒ２方向）に旋回させて開放させる（図１２において仮想線で示すバルブ２の開放位置）。これにより排気ガスは主に第１通路２０１に流れて触媒部２０４の劣化を抑制できると共に、図略の下流側通路の触媒部にも流れるため、圧損を抑えつつ浄化させることができる。なお、触媒部２０４は第２通路２０２に代えて、第１通路２０１に設けられていても良い。内燃機関１００はガソリンエンジンでも、ディーゼルエンジンでも良く、要するに排気ガスを排出させるものであれば良い。
【００４９】
（他の例）
上記した実施例１では、バルブ２の一端側２ａ（枢支軸７に対して近い側）が基部１の着座面１２にシール部材６を介して部分的に着座した後に、バルブ２の他端側２ｃ（枢支軸７に対して遠い側）は基部１の着座面１２にシール部材６を介して着座する。これに限らず、バルブ２の周囲全域が基部１の着座面１２にシール部材６を介して同時に着座することにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明はガソリンエンジン、ディーゼルエンジンといった内燃機関等の機関から排出される排気ガスを流す排気ガス流路開閉装置及び排気ガス浄化装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１に係り、バルブが開放している状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図２】実施例１に係り、（Ａ）はバルブの閉鎖が進行している状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図であり、（Ｂ）はバルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図３】実施例２に係り、（Ａ）はバルブの閉鎖が進行した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図であり、（Ｂ）はバルブの閉鎖が更に進行した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図４】実施例２に係り、（Ａ）はバルブの閉鎖が完了する直前の状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図であり、（Ｂ）はバルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図５】実施例３に係り、（Ａ）はバルブの閉鎖が完了する前の状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図であり、（Ｂ）はバルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図６】実施例４に係り、バルブの閉鎖が完了する前の状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図７】実施例４に係り、バルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図８】実施例５に係り、バルブの閉鎖が完了する前の状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図９】実施例５に係り、バルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図１０】実施例６に係り、バルブの閉鎖が完了する前の状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図１１】実施例６に係り、バルブの閉鎖が完了した状態を示す排気ガス流路開閉装置の断面図である。
【図１２】排気ガス流路開閉装置を備えたバルブを有する排気ガス浄化装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
図中、１は基部、１０はガス通過口、１２は着座面、２はバルブ、２０はバルブ本体、４は切替作動部、４１は第１隙間、４２は第２隙間、６はシール部材、７は枢支軸、１００は内燃機関、２０４は触媒部、２０５は触媒据付部を示す。
【図１】
2006009602.tif 000003
【図２】
2006009602.tif 000004
【図３】
2006009602.tif 000005
【図４】
2006009602.tif 000006
【図５】
2006009602.tif 000007
【図６】
2006009602.tif 000008
【図７】
2006009602.tif 000009
【図８】
2006009602.tif 000010
【図９】
2006009602.tif 000011
【図１０】
2006009602.tif 000012
【図１１】
2006009602.tif 000013
【図１２】
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