(57)【要約】【課題】弁体３９の外周に設けられた溝４１にシール部材６３を有するバルブ装置において、通路４０の閉鎖時に、シール部材６３が傾斜しても隙間の発生を阻止する。【解決手段】シール部材４２の外周側の表面を、通路４０の直径Ｅと同じ直径を有する球面６３とする。これにより、シール部材４２が傾斜した場合でも、シール部材４２の直径Ｈ１は直径Ｅのまま変わらない。このため、弁体３９の外周に設けられた溝４１にシール部材４２を有するバルブ装置１において、通路４０の閉鎖時に、シール部材４２が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が円形の通路（４０）を有するハウジング（４４）と、
このハウジングに回転自在に支持されるシャフト（４５）と、
円板状に設けられ、自身の内周側に向かって窪む溝（４１）を外周縁に有し、前記シャフトに固定されて前記通路に収容されるバタフライ弁（３９）と、
円環状に設けられて前記溝に嵌まっており、前記溝の底、および、前記溝の側面との間にそれぞれ自身の径方向、厚さ方向のクリアランス（α、β）を形成し、前記通路の閉鎖時に、弾性変形により自身の外周側の表面の少なくとも一部を前記通路の壁に接触させて前記バタフライ弁の外周と前記通路の壁との間を封鎖するシール部材（４２）とを備え、
前記シール部材の外周側の表面は、前記通路の直径と同じ直径を有する球面（６３）であり、前記通路の閉鎖時に、前記球面が前記通路の壁に接触することを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ装置において、
前記シール部材の表面は、前記シール部材の軸に垂直な側面（４２ａ）を有し、前記球面と前記側面とは、面取り部（４３）を介して連続していることを特徴とするバルブ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバルブ装置、吸気マニホールド（１５）および過給機（６）を備え、
前記バルブ装置は、内燃機関（２）の燃焼室（１２）から排出される排気ガスの一部を吸気路（１９）に還流する還流路（３７）に組み入れられ、
前記バタフライ弁は、前記シャフトとともに回転駆動され、前記吸気路に還流される排気ガスの流量を増減し、
前記過給機は、前記吸気マニホールドと前記還流路との間に配置されていることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円板状のバタフライ弁により通路を開閉するバルブ装置に関し、特に、バタフライ弁の外周に設けられた溝にシール部材を有するバルブ装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、内燃機関の排気ガスを吸気側に還流させるＥＧＲ装置では、上記のようなバルブ装置により、還流する排気ガス（以下、ＥＧＲガスと呼ぶことがある。）の通路を開閉する構成が公知となっている。
このバルブ装置は、例えば、次のようなハウジング、シャフト、バタフライ弁およびシール部材を備える。
【０００３】
まず、ハウジングは、断面が円形の通路を有するものであり、シャフトは、ハウジングに回転自在に支持される。
また、バタフライ弁は、円板状に設けられ、自身の内周側に向かって窪む溝を外周縁に有し、シャフトに固定されて通路に収容される。さらに、シール部材は、円環状に設けられて溝に嵌まっており、自身の内周と溝の底との間に径方向のクリアランスαを形成しつつ、通路の閉鎖時に、弾性変形により自身の外周側の表面の少なくとも一部を通路の壁に接触させてバタフライ弁の外周と通路の壁との間を封鎖する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、このようなバルブ装置では、ハウジング、バタフライ弁およびシール部材それぞれの素材が異なることから、溝では、線膨張率の差を考慮して、クリアランスαとともに、バタフライ弁の厚さ方向にもクリアランスβが設定されている。このため、クリアランスα、βの存在により、各部品の寸法公差や組み付け時のズレによって、シール部材は、通路の閉鎖時において、狙いの姿勢から傾き、シール部材の外周側に隙間が発生してしまう。
【０００５】
特に、ＥＧＲ装置にバルブ装置を用いる場合、通路の近傍は、排気ガスの温度相当の高温から、寒冷地における外気温度相当の低温まで大きな温度変化を受けるため、ハウジング、バタフライ弁およびシール部材の寸法変動が大きい。このため、ＥＧＲ装置にバルブ装置を用いる場合、クリアランスα、βを、より大きく設定する必要があり、結果的に、傾斜する角度も大きくなり、シール部材の外周側に発生する隙間は、より大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、バタフライ弁の外周に設けられた溝にシール部材を有するバルブ装置において、通路の閉鎖時に、シール部材が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明のバルブ装置は、次のハウジング、シャフト、バタフライ弁およびシール部材を備える。ここで、ハウジングは、断面が円形の通路を有するものであり、シャフトは、ハウジングに回転自在に支持される。また、バタフライ弁は、円板状に設けられ、自身の内周側に向かって窪む溝を外周縁に有し、シャフトに固定されて通路に収容される。さらに、シール部材は、円環状に設けられて溝に嵌まっており、溝の底、および、溝の側面との間にそれぞれ自身の径方向、厚さ方向のクリアランスを形成し、通路の閉鎖時に、弾性変形により自身の外周側の表面の少なくとも一部を通路の壁に接触させてバタフライ弁の外周と通路の壁との間を封鎖する。
【０００９】
そして、シール部材の外周側の表面は、通路の直径と同じ直径を有する球面であり、通路の閉鎖時に、球面が通路の壁に接触する。
これにより、シール部材が通路の閉鎖時に傾斜しても、シール部材の外周側の直径は変わらないので、従来のシール部材において外周側に発生していた隙間が生じなくなる。このため、バタフライ弁の外周に設けられた溝にシール部材を有するバルブ装置において、通路の閉鎖時に、シール部材が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バルブ装置を含む内燃機関全体の構成図である（実施例１）。
【図２】バルブ装置の構成図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はシール部材の平面図であり、（ｂ）はシール部材の正面図であり、（ｃ）はシール部材の要部を示す部分断面図である（実施例１）。
【図４】通路の閉鎖時においてシール部材が全く傾斜していない理想状態を示す説明図である（実施例１）。
【図５】通路の閉鎖時にシール部材が全く傾斜していない理想状態において弁体の外周側に隙間が発生していないことを示すＶ−Ｖ断面相当図である（実施例１）。
【図６】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態を示す説明図である（実施例１）。
【図７】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態において弁体の外周側に隙間が発生していないことを示すＶ−Ｖ断面相当図である（実施例１）。
【図８】シール部材の要部を示す部分断面図である（実施例２）。
【図９】シール部材の要部を示す部分断面図である（変形例）。
【図１０】通路の閉鎖時においてシール部材が全く傾斜していない理想状態を示す説明図である（従来例）。
【図１１】通路の閉鎖時にシール部材が全く傾斜していない理想状態において弁体の外周側に隙間が発生していないことを示すＸＩ−ＸＩ断面相当図である（従来例）。
【図１２】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態を示す説明図である（従来例）。
【図１３】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態において弁体の外周側に隙間が発生していることを示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面相当図である（従来例）。
【図１４】通路の閉鎖時においてシール部材が全く傾斜していない理想状態を示す説明図である（従来例）。
【図１５】通路の閉鎖時にシール部材が全く傾斜していない理想状態において弁体の外周側に隙間が発生していないことを示すＸＶ−ＸＶ断面相当図である（従来例）。
【図１６】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態を示す説明図である（従来例）。
【図１７】通路の閉鎖時にシール部材が傾斜している傾斜状態において弁体の外周側に隙間が発生していることを示すＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面相当図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。なお、実施例は具体例を開示するものであり、本願発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００１２】
〔実施例１の構成〕
実施例１のバルブ装置１を、図１〜図７を用いて説明する。
まず、バルブ装置１を備える内燃機関２を、図１を用いて説明する。内燃機関２は、以下に説明する機関本体３、吸気装置４、排気装置５、過給機６、高圧ＥＧＲ装置７および低圧ＥＧＲ装置８を備えている。
なお、機関本体３は、シリンダ１０内にピストン１１を収容して燃焼室１２を形成する周知の構造である。
【００１３】
吸気装置４は、外気から機関本体３へ空気を供給するものであり、次の吸気管１４、吸気マニホールド１５、エアクリーナ１６、インタークーラ１７およびスロットル１８等を備える。
吸気管１４は、外気から燃焼室１２に空気を導くための配管であり、吸気路１９を形成する。また、吸気管１４の一端が外気に開放され、他端が吸気マニホールド１５に接続されている。吸気マニホールド１５は、吸気管１４の他端と機関本体３とを接続するものであり、シリンダ１０の数と同数の通路に分岐する構造を有する。
【００１４】
エアクリーナ１６、インタークーラ１７およびスロットル１８は、上流側から、この順序で吸気路１９に組み入れられている。
エアクリーナ１６は、外気から取り込んだ空気から異物を除去するものであり、インタークーラ１７は、過給機６のコンプレッサ２０により圧縮されて昇温した空気を冷却する。また、スロットル１８は、機関本体３の吸気量を調整する。
【００１５】
排気装置５は、機関本体３が排出する排気ガスを外気へ放出するものであり、次の排気管２２、排気マニホールド２３および排気浄化ユニット２４を有している。
排気管２２は、機関本体３から外気に排気ガスを導くための配管であり、排気路２５を形成する。排気マニホールド２３は、排気管２２の一端と機関本体３とを接続するものであり、シリンダ１０の数と同数の通路が合流する構造を有する。また、排気浄化ユニット２４は、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）を分解したり、微粒子状物質（ＰＭ）を捕捉したりするものであり、排気管２２に組み入れられている。
【００１６】
過給機６は、排気ガスのエネルギーを利用して吸気管１４内で空気を圧縮することで燃焼室１２に空気を過給するものであり、次のコンプレッサ２０、タービン２７およびシャフト２８を備える。まず、コンプレッサ２０は、吸気路１９においてエアクリーナ１６とインタークーラ１７との間に配置されて空気を圧縮し、タービン２７は、排気路２５において排気マニホールド２３と排気浄化ユニット２４との間に配置されて排気ガスのエネルギーにより回転駆動される。また、シャフト２８は、コンプレッサ２０とタービン２７と連結しており、シャフト２８により、コンプレッサ２０とタービン２７とは同期して回転する。
【００１７】
高圧ＥＧＲ装置７は、タービン２７を通過する前の排気ガスを吸気路１９に還流し、コンプレッサ２０により圧縮後の空気とともに燃焼室１２に供給するものであり、次の高圧ＥＧＲ管３０とバルブ装置３１とを備える。高圧ＥＧＲ管３０は、排気管２２のタービン２７よりも上流側の位置と、吸気管１４のスロットル１８よりも下流側の位置とを接続する。そして、高圧ＥＧＲ管３０は、タービン２７を通過する前の排気ガスを、コンプレッサ２０により圧縮後の空気に還流するための高圧ＥＧＲ通路３２を形成する。また、バルブ装置３１は、高圧ＥＧＲ通路３２を通じて吸気路１９に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を増減する。
【００１８】
低圧ＥＧＲ装置８は、タービン２７を通過した後の排気ガスを吸気路１９に還流し、エアクリーナ１６を経由した空気とともに燃焼室１２に供給するものであり、次の低圧ＥＧＲ管３４、バルブ装置３５およびＥＧＲクーラ３６を備える。
【００１９】
低圧ＥＧＲ管３４は、排気管２２の排気浄化ユニット２４よりも下流側の位置と、吸気管１４のコンプレッサ２０よりも上流側の位置とを接続する。そして、低圧ＥＧＲ管３４は、タービン２７を通過した後の排気ガスを、コンプレッサ２０による圧縮前の空気に還流するための低圧ＥＧＲ通路３７を形成する。また、バルブ装置３５は、低圧ＥＧＲ通路３７を通じて吸気路１９に還流されるＥＧＲガスの流量を増減する。さらに、ＥＧＲクーラ３６は、低圧ＥＧＲ通路３７においてバルブ装置３５の上流側に配置され、低圧ＥＧＲ通路３７を通るＥＧＲガスを冷却する。そして、バルブ装置３５に、以下に詳述するバルブ装置１が用いられている。
なお、スロットル１８、バルブ装置３１およびバルブ装置３５等は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。
【００２０】
続いて、バルブ装置１を、図２を用いて説明する。
バルブ装置１は、バタフライ弁３９により通路４０を開閉するものであり、バタフライ弁３９の外周に設けた溝４１にシール部材４２を有する。そして、バルブ装置１は、通路４０の閉鎖時に、シール部材４２により、バタフライ弁３９の外周と通路４０の壁との間をシール部材４２により封鎖してシール性能を高めている。なお、通路４０は、低圧ＥＧＲ通路３７の一部を構成する。
【００２１】
このバルブ装置１は、上記したバタフライ弁３９およびシール部材４２とともに、ハウジング４４、シャフト４５、駆動部４６および検出部４７を備える。
以下、ハウジング４４、シャフト４５、バタフライ弁３９、シール部材４２、駆動部４６および検出部４７の順に説明する。なお、以下の説明では、バタフライ弁３９を弁体３９と呼ぶことがある。
【００２２】
ハウジング４４は、通路４０を有するものであり、例えば、アルミニウム合金を素材としてダイカストにより製造されたものである。また、通路４０は、断面が円形である。
シャフト４５は、メタル軸受４９およびボールベアリング５０を介してハウジング４４に回転自在に支持され、駆動部４６により回転駆動される。また、シャフト４５の両端の内、駆動部４６の駆動力が伝達される一方側の端部と反対側の端部が通路４０の内部に突き出ている。なお、メタル軸受４９とボールベアリング５０との間には、オイルシール５１が配設されている。
【００２３】
弁体３９は、円板状に設けられ、シャフト４５の端部に固定されて通路４０に収容される。また、弁体３９は、シャフト４５の軸心方向に対し所定の角度だけ傾斜した状態でシャフト４５に固定され、シャフト４５と一体に回転することによって、通路４０を流れるＥＧＲガスの流量を調節する。なお、弁体３９およびシャフト４５は、高温に強い耐熱性材料、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を素材として設けられている。
【００２４】
なお、弁体３９は、通路４０の内周に圧入固定された円筒体５３に収容され、円筒体５３の内周で回転する。また、円筒体５３の内径は、弁体３９の外径より若干大きい寸法に設定されている。さらに、円筒体５３は、弁体３９およびシャフト４５と同様に、高温に強い耐熱性材料、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を素材として設けられている。
また、弁体３９は、自身の内周側に向かって窪む溝４１を外周縁に有し、溝４１にシール部材４２が嵌まっている。
【００２５】
シール部材４２は、合口４３（図３参照。）を有する円環状に設けられて溝４１に嵌まっている。そして、溝４１では、ハウジング４４、弁体３９およびシール部材４２それぞれの素材の違いに基づく線膨張率の差を考慮したクリアランスα、βが、弁体３９の径方向および厚さ方向のそれぞれの方向に設定されている（図４参照。）。つまり、シール部材４２は、自身の内周と溝４１の底との間にクリアランスαを形成し、さらに、自身の軸に垂直な側面と溝４１の側面との間にクリアランスβを形成している。そして、シール部材４２は、通路４０の閉鎖時に、弾性変形により自身の外周側の表面の少なくとも一部を円筒体５３の内壁に接触させて弁体３９の外周と円筒体５３の内壁との間を封鎖する。
なお、シール部材４２は、弁体３９およびシャフト４５と同様に、高温に強い耐熱性材料、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を素材として設けられている。
【００２６】
駆動部４６は、モータ（図示せず。）および減速機を含んで構成されている。
モータは、例えば、ブラシと整流子との摺接構造を有する直流機であり、ＥＣＵにより通電制御される。
減速機は、モータの回転速度を減速してシャフト４５に伝達する歯車列により構成される。この歯車列は、例えば、モータの出力軸に取り付けられるピニオンギヤ（図示せず。）と、このピニオンギヤに噛み合う中間減速ギヤ（図示せず。）と、この中間減速ギヤと共通の中心軸に支持されて中間減速ギヤと一体に回転する小径ギヤ（図示せず。）と、この小径ギヤに噛み合うバルブギヤ５６とで構成され、バルブギヤ５６がシャフト４５の一方側の端部に連結されている。
【００２７】
なお、バルブギヤ５６とバルブハウジング４４との間には、リターンスプリング５７ａとデフォルトスプリング５７ｂとをＵ字フックにより一体化したスプリング５７が装着されている。
ここで、リターンスプリング５７ａは、弁体３９を全閉位置に向かって開側から付勢するものであり、デフォルトスプリング５７ｂは、弁体３９を全閉位置に向かって閉側から付勢するものである。
【００２８】
検出部４７は、シャフト４５の一方側の端部でシャフト４５とともに回転する磁石５９と、磁石５９を挟んで円環状に磁気回路を形成するヨーク（図示せず）と、磁石５９が発生する磁界の磁束密度に応じて電気信号を発生するホールＩＣ６０等により構成される。
なお、ホールＩＣ６０は、センサカバー６１に組み付けられており、センサカバー６１には、バルブ装置１とＥＣＵとの間で信号を入出力するためのコネクタ６２が設けられている。また、センサカバー６１は、スクリュ（図示せず。）によってハウジング４４に固定されている。
そして、ＥＣＵは、検出部４７によって検出される弁体３９の回転角度、つまり、通路４０の開度が、内燃機関２の運転状態に応じて設定される目標値に一致するように、モータの通電量をフィードバック制御する。
【００２９】
〔実施例１の特徴および作用効果〕
実施例１のバルブ装置１の特徴を、図３〜図７を用いて説明する。
バルブ装置１によれば、シール部材４２の外周側の表面は、通路４０の直径Ｅと同じ直径を有する球面６３であり、通路４０の閉鎖時に、球面６３が通路４０の壁に接触する。なお、「同じ」とは、技術的思想として寸法が同じであればよく、通路４０の直径Ｅやシール部材４２の外径等の寸法公差の範囲で厳密に同じでなくてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
また、溝４１では、線膨張率の差を考慮したクリアランスα、βが、弁体３９の径方向および厚さ方向のそれぞれの方向に設定されている。このため、各部品の寸法公差や組み付け時のズレによって、シール部材４２は、通路４０の閉鎖時において狙いの姿勢から傾く。なお、シール部材４２の傾斜は、クリアランスβがクリアランスαよりも大きい方が発生しやすい。
【００３１】
ここで、通路４０の閉鎖時にシール部材４２が全く傾斜しない（つまり、全く傾斜していない）理想状態では（図４および図５参照。）、おけるシール部材４２の直径は通路４０の直径Ｅと等しい（以下、通路４０の直径Ｅを通路径Ｅと呼ぶことがある。）。また、シール部材４２が狙いの姿勢から傾斜した場合の直径も（図６および図７参照。）、シール部材４２の外周側の表面が通路径Ｅと同じ直径を有する球面６３であることから、通路径Ｅのまま変わらない。このため、バルブ装置１によれば、後記する従来のシール部材４２Ａ、４２Ｂのそれぞれにおいて外周側に発生していた隙間Ａ、Ｂ（図１３および図１７参照。）が生じなくなる。このため、弁体３９の外周に設けられた溝４１にシール部材４２を有するバルブ装置１において、通路４０の閉鎖時に、シール部材４２が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる。
【００３２】
以下、実施例１のバルブ装置１の作用効果について、シール部材４２を用いたときと、従来のシール部材１４２Ａ、１４２Ｂを用いたときとを対比して詳述する。
ここで、シール部材４２の外周縁は断面図において直径が通路径Ｅの円弧である（図４および図６参照。）。また、シール部材１４２Ａの外周縁は断面図において直線であり、シール部材１４２Ａの外周縁の断面図における曲率は、シール部材４２の外周縁の断面図における曲率（通路径Ｅを直径とする円の曲率）よりも小さい（図１０および図１２参照。）。また、シール部材１４２Ｂの外周縁は断面図において半径Ｒの半円であり、シール部材１４２Ｂの外周縁の断面図における曲率は、シール部材４２の外周縁の断面図における曲率（通路径Ｅを直径とする円の曲率）よりも大きい（図１４および図１６参照。）。
【００３３】
また、作用効果の説明にあたり、以下のとおり用語を定義する。まず、通路４０の閉鎖時にシール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂが狙いの姿勢をとっている（つまり、全く傾斜していない）状態を理想状態と呼び、通路４０の閉鎖時にシール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂが傾斜している状態を傾斜状態と呼ぶ。さらに、傾斜状態においてシール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂが狙いの姿勢から傾斜する角度を傾斜角Ｇとする。
【００３４】
次に、傾斜状態において、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂの傾斜の回転面Ｃにおいて、互いに直交する２軸を定義する。なお、回転面Ｃは、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂがいずれも円環状であることから、円形である。そして、２軸の内、一方の軸は、傾斜の回転軸Ｃｘであり、他方の軸は、回転面Ｃの円中心を通るとともに、回転面Ｃに含まれて回転軸Ｃｘに直交する軸Ｃｙである（以下、軸Ｃｙを直交軸Ｃｙと呼ぶ。）。
【００３５】
まず、理想状態では、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂのいずれを使用した場合でも、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂが全く傾斜しておらず、その直径が通路径Ｅに等しいので、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂの外周側に隙間が発生していない（図４、図５、図１０、図１１、図１４、図１５参照。）。
【００３６】
これに対し、傾斜状態では、シール部材１４２Ａ、１４２Ｂを使用した場合、シール部材１４２Ａ、１４２Ｂの外周側に隙間が発生する（図１２、図１３、図１６、図１７参照。）。
まず、シール部材１４２Ａを使用した場合（図１２、図１３参照。）、シール部材１４２Ａは、傾斜すると、直交軸Ｃｙの方位において外周縁の上流側の点Ｕ、および、外周縁の下流側の点Ｄにおいて通路４０の壁面に接触する。このとき、シール部材１４２Ａは、通路４０の壁面から力を受けてクリアランスαの範囲内で圧縮されており、シール部材１４２Ａの直径は、通路径Ｅよりも小さいＥ×ｃｏｓＧとなる。
【００３７】
このため、シール部材１４２Ａの外周側には、点Ｕ、Ｄ以外の外周側において隙間Ａが生じてしまう（図１３参照。）。
ここで、隙間Ａは、回転軸Ｃｘの方位において最大となり、この最大値は、通路径Ｅとシール部材１４２Ａの直径（Ｅ×ｃｏｓＧ）との差分になる。
なお、点Ｕ、Ｄ以外の外周側において隙間Ａが生じる現象は、シール部材４２の外周縁の断面図における曲率が通路径Ｅの円の曲率よりも小さいときに発生する。
【００３８】
次に、シール部材１４２Ｂを使用した場合（図１６、図１７参照。）、シール部材１４２Ｂは、傾斜すると、回転軸Ｃｘの方位以外の方位では、通路４０の壁面から離れて接触しなくなる。このため、シール部材１４２Ｂの外周側には、回転軸Ｃｘの方位の両端における点Ｍ、Ｎ以外の外周側において隙間Ｂが生じてしまう（図１７参照。）。
【００３９】
ここで、隙間Ｂは、直交軸Ｃｙの方位において最大となり、この最大値は、回転面Ｃの面方向で考えた場合、次のようになる。つまり、回転面Ｃの面方向で考えた場合、直交軸Ｃｙの方位において封鎖すべき長さは、２Ｒ＋（Ｅ−２Ｒ）／ｃｏｓＧとなる。したがって、隙間Ｂの最大値は、回転面Ｃの面方向で考えた場合、２Ｒ＋（Ｅ−２Ｒ）／ｃｏｓＧとシール部材１４２Ｂの直径（通路径Ｅ）との差分になる。
【００４０】
これに対し、シール部材４２を使用した場合、シール部材４２は、傾斜しても、回転面Ｃの全方位で直径を通路径Ｅに維持して通路４０の壁面に接触し、外周側に隙間を形成しない（図６および図７参照。）。
以上により、シール部材４２によれば、シール部材１４２Ａ、１４２Ｂのそれぞれにおいて外周側に発生していた隙間Ａ、Ｂ（図１３および図１７参照。）が生じなくなる。このため、弁体３９の外周に設けられた溝４１にシール部材４２を有するバルブ装置１において、通路４０の閉鎖時に、シール部材４２が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる。
【００４１】
特に、排気ガスの流れをオンオフする装置としてバルブ装置１を用いる場合、通路４０の近傍は、排気ガスの温度相当の高温から、寒冷地における外気温度相当の低温まで大きな温度変化を受けるため、弁体３９、シール部材４２、１４２Ａ、１４２Ｂおよびハウジング４４の寸法変動が大きい。このため、排気ガスの流れをオンオフする場合、クリアランスα、βを、より大きく設定する必要があり、結果的に、傾斜角Ｇも大きくなり、シール部材１４２Ａ、１４２Ｂを使用すると、図１３、図１７のそれぞれに示す隙間Ａ、Ｂは、より大きくなってしまう。
このため、排気ガスの流れをオンオフする装置としてシール部材４２を用いる場合、通路４０の閉鎖時に、シール部材４２が傾斜しても隙間の発生を阻止することができる効果を、顕著に得ることができる。
【００４２】
さらに、バルブ装置１を、低圧ＥＧＲ装置８のバルブ装置３５として利用する場合、シール部材４２の傾斜による隙間の発生を阻止する効果は、極めて大きい。
すなわち、バルブ装置３５により低圧ＥＧＲ通路３７を開放しているとき、低圧ＥＧＲ通路３７を通過するＥＧＲガスの流量は、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮しない範囲で制御されている。しかし、バルブ装置３５により低圧ＥＧＲ通路３７を閉鎖しているときに、上記の隙間が発生して排気ガスが弁体３９の下流側に漏れると、漏れた排気ガスについては凝縮水の発生を阻止するのが困難である。そして、発生した凝縮水は、過給機６に付着して過給機６の寿命を短くする可能性がある。
【００４３】
このため、バルブ装置１をバルブ装置３５として利用する場合、シール部材４２の傾斜による隙間の発生を阻止する効果は、極めて大きい。
なお、シール部材４２の表面の内、クリアランスβを形成する側面４２ａは、シール部材４２の軸に垂直であり、球面６３と側面４２ａとは、面取り部６４を介して連続している（図３（ｃ）参照。）。
【００４４】
〔実施例２〕
実施例２のバルブ装置１によれば、シール部材４２は、図８に示すように、円環状の２つのリング４２Ａ、４２Ｂからなり、リング４２Ａ、４２Ｂは、それぞれ合口４３を有する。また、リング４２Ａ、４２Ｂは、厚さの方向に重ねられて溝４１に嵌まっている。さらに、リング４２Ａ、４２Ｂは、それぞれの合口４３が重ならないように、溝４１に嵌まっている。このため、合口４３同士が連通しなくなり、それぞれの合口４３が塞がれるので、合口４３を経由した排気ガスの漏れを抑制することができる。
【００４５】
また、実施例２のシール部材４２の外周側の表面は、リング４２Ａ、４２Ｂそれぞれの外周側の表面により構成されている。そして、リング４２Ａ、４２Ｂそれぞれの外周側の表面は、通路４０の直径Ｅと同じ直径を有する球面６３であり、通路４０の閉鎖時に、球面６３が通路４０の壁に接触する。
これにより、実施例２のバルブ装置１によれば、実施例１のバルブ装置１と同様の作用効果を得ることができる。
なお、リング４２Ａ、４２Ｂは、実施例１のシール部材４２と同様に、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を素材として設けられている。
【００４６】
〔変形例〕
本願発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例のバルブ装置１は、低圧ＥＧＲ通路３７を通じて吸気路１９に還流されるＥＧＲガスの流量を増減するバルブ装置３５に適用されていたが、スロットル１８にバルブ装置１を適用してもよい。この場合、スロットル１８の閉鎖能力を高めることができるので、吸気マニホールド１５の負圧を維持しやすくなり、ＥＧＲガスを効率よく吸気マニホールド１５に導入することができる。
【００４７】
また、実施例のバルブ装置１によれば、シール部材４２の素材はＳＵＳ３０４等のステンレス鋼であったが、シール部材４２の素材を使用温度に応じて変更してもよい。つまり、高温域で使用する場合、例えば、実施例と同様にＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を用い、低温域で使用する場合、例えば、ポリエチルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、または、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂素材を用いてもよい。また、ゴムを素材として用いてもよく、ゴムを用いる場合、シール部材４２の外周側をほぼ完全に封鎖して漏れ量をゼロにすることができる。
【００４８】
また、シール部材４２の表面において、球面６３と側面４２ａとを面取り部６４を介して連続させていることから、樹脂を素材としてシール部材４２を成形する場合、成形時に外周に球面６３を成形することができ、後加工によって球面６３を設ける必要がなくなる。
【００４９】
また、実施例２のバルブ装置１において、図９に示すように、リング４２Ａ、４２Ｂを、それぞれが周方向へ連続的に波打つ波形状に成形して、波形状を互いに係合させるようにリング４２Ａ、４２Ｂを重ね合わせてもよい。この場合、リング４２Ａ、４２Ｂの位置が相互にずれなくなるので、リング４２Ａ、４２Ｂそれぞれの合口４３同士が重なるのを防止することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  バルブ装置  ３９  弁体（バタフライ弁）  ４０  通路  ４１  溝  ４２  シール部材  ４４  ハウジング  ４５  シャフト  ６３  球面  α、β  クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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