(57)【要約】【課題】開度上昇に伴う面圧の上昇を抑えて、長期に使用しても局部摩耗の発生を抑えることができる信頼性の高いＥＧＲバルブを提供する。【解決手段】ＥＧＲバルブは、ＥＧＲ流路内で回転駆動されるボール弁体４と、このボール弁体４に向けて付勢されるシート部材５とを備え、ボール弁体４の外周縁に形成される「ボール面４ａの球面」と、シート部材５の端縁に形成される「シート面５ａの球面」は、曲率が一致するように設けられる。このシート部材５の上下には、シャフト８の投影面積に収まる凸部９が、内径方向に突出して設けられており、この凸部９によってシート面５ａを局部的に広げて、開度上昇に伴う面圧の増加を抑えている。これにより、体格の増加を防いで、局部摩耗を防ぐことができ、長期に亘ってＥＧＲガスの漏れを防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面の一部で構成されて外側へ膨出するボール面（４ａ）を有するボール弁体（４）と、
球面の一部で構成され、前記ボール面（４ａ）と曲率が一致して凹む円環状のシート面（５ａ）を有するシート部材（５）と、
このシート部材（５）に対して前記ボール弁体（４）に向かう付勢力を与えて、前記シート面（５ａ）を前記ボール面（４ａ）に向けて押し付ける面圧発生手段（６）と、
所定の回動範囲内で前記ボール弁体（４）を駆動するシャフト（８）と、
を少なくとも具備するバタフライバルブ（１）において、
前記シート部材（５）は、当該シート部材（５）の一部において局部的に突出する凸部（９）を備え、
この凸部（９）が、前記ボール弁体（４）の開度上昇に伴って前記ボール面（４ａ）と摺接する部位における前記シート面（５ａ）の幅を、局部的に広げることを特徴とするバタフライバルブ。
【請求項２】
請求項１に記載のバタフライバルブ（１）において、
前記凸部（９）は、前記シート部材（５）の内径方向に向かって突出して設けられ、
前記シート面（５ａ）の一部が、前記凸部（９）によって、前記シート面（５ａ）の内径方向に向かって膨出することを特徴とするバタフライバルブ。
【請求項３】
請求項２に記載のバタフライバルブ（１）において、
前記シャフト（８）の外径寸法をｄ１、
前記シート部材（５）を流体の流れ方向から見た場合の前記凸部（９）の周方向幅をｄ２とした場合、
ｄ１＞ｄ２
の関係に設けられることを特徴とするバタフライバルブ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバタフライバルブ（１）において、
前記シート部材（５）は、このシート部材（５）を収容するバルブハウジング（３）の内壁との径方向間に隙間を隔てて配置され、
前記シート部材（５）と前記バルブハウジング（３）の内壁との径方向の隙間には、当該径方向の隙間を全周に亘ってシールするとともに、前記バルブハウジング（３）の内壁に対して前記シート部材（５）を径方向へ変位可能に支持する径方向支持シール（７）が設けられていることを特徴とするバタフライバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール弁体の回動により、流体通路の開閉、あるいは流体通路の通路面積を可変させるバタフライバルブに関し、例えば、エンジン（燃料の燃焼により動力を発生させる内燃機関）の排出した排気ガスの一部を吸気通路に戻すＥＧＲバルブ等に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バタフライバルブの構成部品として、少なくとも、
（ｉ）球面の一部で構成されたボール面（回動側のシート面）を有するボール弁体（弁体）と、
（ｉｉ）ボール面と曲率が略一致する円環状のシート面（非回動側の座面）を有するシート部材（弁座部材）と、
（ｉｉｉ）このシート部材をボール弁体に向けて付勢し、閉弁時のシール性を高める面圧発生手段とを用い、
「閉弁時におけるシール性の確保」と「ボール弁体の回動時における摺動性の向上」を図った所謂「ボールバルブタイプ」のバタフライバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この「ボールバルブタイプ」のバタフライバルブでは、ボール弁体が回動する際に、ボール面の曲率と、シート面の曲率とが略一致した状態で、シート部材に対してボール弁体が回転方向に摺接するため、シート部材に対してボール弁体をスムーズに回動させることができる。
しかし、閉弁状態から開弁するに従い、ボール弁体のボール面と、シート部材のシート面との接触面積が小さくなる。その結果、開弁に伴って、図１（ｂ）の実線Ｂに示すように、接触部分の面圧が大きくなる。
その結果、長期の使用によりボール弁体とシート部材との接触部分に局部的な摩耗が発生し、全閉時に摩耗箇所から流体が漏れる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４４８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、開度上昇に伴う面圧の上昇を抑えて、長期に使用しても局部摩耗の発生を抑えることができ、高い信頼性を確保できるバタフライバルブの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段のシート部材は、そのシート部材の一部において、「内径方向」または「シート部材を側面から見て、シャフトに近づく方向」の少なくとも一方へ局部的に突出する凸部を備える。
そして、その凸部によって、「ボール弁体の開度上昇に伴ってボール面と摺接する部位（従来技術において面圧が高まる部位）」におけるシート面の幅を、局部的に広げるように設けられている。
この結果、ボール弁体が回動して開度が大きくなっても、ボール弁体のボール面と、シート部材のシート面との接触面積を大きく確保することができ、接触部分の面圧を低く抑えることができる。
このため、「ボールバルブタイプ」の効果（即ち、「閉弁時におけるシール性の確保」および「ボール弁体の回動時における摺動性の向上」）に加え、長期に使用されてもボール弁体とシート部材との接触部分における局部摩耗を抑えることができ、長期に亘って高い信頼性を得ることができる。
【０００７】
〔請求項２の手段〕
ここで、シート面を内側に増大させる場合、シート部材の内径を小径化して、シート面の幅を全周に亘って大きくすることが考えられる。
しかし、シート部材の内径寸法を小さくすると、シート部材の内部に形成される通路が小径化してしまい、流体に対して圧力損失の増加を招いてしまう。
【０００８】
そこで、請求項２の手段は、シート部材の内径方向に向かって突出する凸部をシート部材の一部に設け、シート面の一部を内径方向に向けて膨出させるものである。
このように、凸部によってシート面の幅を局部的に広げるものであるため、シート部材の内径寸法の小径化を防ぐことができ、圧力損失の上昇を抑えることができる。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段は、
シャフトの外径寸法をｄ１、
流体の流れ方向から見た場合の凸部の周方向幅をｄ２とした場合、
ｄ１＞ｄ２
の関係に設けられるものである。
このように設けることにより、
（ｉ）流体の流れ方向から見た場合、凸部の全てを、シャフトの投影範囲内に収めることができる、
（ｉｉ）あるいは、流体の流れ方向から見た場合、凸部の多くの部分を、シャフトの投影範囲内に収めることができる。
【００１０】
これにより、シート部材の内径方向に凸部を設けても、凸部とシャフトの投影範囲とが重なることで、凸部による圧力損失の増加を抑えることができる。
即ち、請求項３のバタフライバルブは、圧力損失の増加を低く抑えて（あるいは、従来技術と同じ圧力損失を維持したままで）、ボール弁体とシート部材との接触部分の面圧を下げて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
【００１１】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段のバタフライバルブは、シート部材とバルブハウジングの内壁との径方向間に隙間を設け、その隙間に径方向支持シールを配置して、隙間をシールするとともに、シート部材を径方向へ変位できるように設けたものである。
このように、径方向支持シールによってシート部材が径方向に変位可能に支持されることと、面圧発生手段によってシート面がボール面に押し付けられることにより、シート面とボール面が調芯される。
このため、閉弁時においてシート面とボール面とを確実に一致させることができ、全閉時における流体の漏れを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）開度が大きい状態におけるボール面とシート面との接触部分を示す説明図、（ｂ）バルブ開度と面圧の関係を示すグラフである（実施例１）。
【図２】全閉時におけるＥＧＲバルブの断面図である（実施例１）。
【図３】開度が大きい状態におけるボール面とシート面との接触部分を示す説明図である（実施例２）。
【図４】全閉時におけるＥＧＲバルブの断面図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して本発明の具体的な一例を説明する。
ＥＧＲバルブ１（バタフライバルブの一例）は、
（ａ）エンジンの排気通路と吸気通路を連通して、排気ガスをＥＧＲガスとして通過可能なＥＧＲ流路２（流体通路の一例）を内部に形成するバルブハウジング３と、
（ｂ）ＥＧＲ流路２内に配置され、球面の一部で構成されて外側へ膨出するボール面４ａを有するボール弁体４と、
（ｃ）球面の一部で構成され、ボール面４ａと曲率が一致して凹む円環状のシート面５ａを有するシート部材５と、
（ｄ）このシート部材５に対してボール弁体４に向かう付勢力を与えて、シート面５ａをボール面４ａに向けて押し付ける面圧発生手段６と、
（ｅ）シート部材５とバルブハウジング３の内壁との径方向の隙間に配置され、この隙間を全周に亘ってシールするとともに、シート部材５を径方向へ変位可能に支持する径方向支持シール７と、
（ｆ）バルブハウジング３に回動自在に支持されてボール弁体４をＥＧＲ流路２内で回動駆動するシャフト８と、
を具備する。
【００１４】
シート部材５は、このシート部材５の一部において局部的に突出する凸部９を備える。  そして、この凸部９が、「ボール弁体４の開度上昇に伴ってボール面４ａと摺接する部位」におけるシート面５ａの幅を、局部的に広げるものである（後述する実施例１〜３参照）。
好ましい一例として、凸部９は、シート部材５の内径方向に向かって突出するように設けられ、シート面５ａの一部を内径方向に向けて膨出させるものである（後述する実施例１、２参照）。
より好ましい形態としては、流体の流れ方向から見た場合、凸部９の少なくとも半分以上（好ましくは、大部分）が、シャフト８の投影範囲内に収まるものである。
さらに好ましい形態としては、流体の流れ方向から見た場合、凸部９の全てが、シャフト８の投影範囲内に収まるものである。
【実施例１】
【００１５】
次に、本発明を車両エンジンに搭載されるＥＧＲ装置のＥＧＲバルブ１に適用した実施例１を、図１、図２を参照して説明する。なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔ＥＧＲ装置の説明〕
ＥＧＲ装置は、エンジンの排出した排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気側に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるＥＧＲガスを混入させてエンジン燃焼室の燃焼温度を抑え、効果的に窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑える周知の技術である。
ＥＧＲ装置は、排気通路を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ戻すＥＧＲ流路２と、このＥＧＲ流路２の開度調整を行なうＥＧＲバルブ１とを少なくとも備え、このＥＧＲバルブ１が車両の走行状態に応じてＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）によって開度制御される。
【００１６】
なお、本発明が適用されるＥＧＲバルブ１は、吸気通路における高負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気下流側）へＥＧＲガスを戻す高圧ＥＧＲ装置に搭載される高圧ＥＧＲバルブであっても良いし、吸気通路における低負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気上流側：例えばターボチャージャ搭載車両であればコンプレッサの吸気上流側）へＥＧＲガスを戻す低圧ＥＧＲ装置に搭載される低圧ＥＧＲバルブであっても良い。
【００１７】
次に、図２を参照して、ＥＧＲバルブ１の全体構造を説明する。
なお、以下では、図２の図示上側を上、図示下側を下と称して説明するが、この上下は実施例の説明のための方向であり、限定されるものではない。
また、以下では、ＥＧＲバルブ１におけるＥＧＲガスの上流側のＥＧＲ流路２に、ＥＧＲガスの温度を冷却するＥＧＲクーラが設けられ、ＥＧＲバルブ１には温度が下げられたＥＧＲガスが供給されることを前提に部材の材質を説明するが、これらの材質も一例であって限定されるものではない。即ち、以下で述べる材質等は具体的な一例であって、適宜変更可能なものであり、もちろん材質等を変更して高温のＥＧＲガスが供給されるＥＧＲバルブに本発明を適用して良いことは言うまでもない。
【００１８】
ＥＧＲバルブ１は、内部にＥＧＲ流路２を形成するバルブハウジング３、ＥＧＲ流路２中に配置されるボール弁体４およびシート部材５、ボール弁体４が固定されるシャフト８、バルブハウジング３の外部よりシャフト８を介してボール弁体４を回動駆動する電動アクチュエータ１１、シャフト８を介してボール弁体４の回転角度（ＥＧＲバルブ１の角度）を検出する回転センサ１２を備えるとともに、シート部材５に作用する面圧発生手段６および径方向支持シール７を具備する。
以下において、上記構成を順次説明する。
【００１９】
バルブハウジング３は、例えばアルミニウム合金によって形成され、ダイキャスト成形技術等によって設けられるものであり、バルブハウジング３の内部には、図２の左右方向に貫通したＥＧＲ流路２が形成されている。
なお、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ流路２の内壁に、耐熱性、耐腐食性に優れた部材（例えば、ステンレス鋼等）を設けたものであっても良い。
【００２０】
ボール弁体４は、シート部材５の開口部（シート部材５の内側）の開度を調整することで、ＥＧＲ流路２の通路面積を可変させ、吸気通路へ戻されるＥＧＲガス量の調整を行なう弁体である。
このボール弁体４は、略円板形状を呈し、一方の面がシャフト８の側面に形成された平面部に一致した状態（より具体的には、シャフト８の側面方向から見て、ボール弁体４の中心とシャフト８の中心とが略一致した状態）で、ネジ１３等の結合手段によってシャフト８の側面に固定されるものである。
【００２１】
ボール弁体４は、例えば、ステンレスなど耐腐食性および耐摩耗性に優れた金属によって設けられる。なお、ボール弁体４の材質は限定されるものではなく、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた硬質の樹脂材料によって設けるものであっても良い。
ボール弁体４の外周縁は、外側へ膨出する球面の一部で構成されたボール面４ａであり、このボール面４ａの中心（ボール面４ａを成す球面の中心点）は、シャフト８の軸芯に一致して設けられている。即ち、この実施例では、ボール面４ａの中心とシャフト８の軸芯は、偏心せずに設けられている。
【００２２】
シート部材５は、軸方向（図２の左右方向）に短い略円筒体形状を呈し、ボール弁体４よりＥＧＲガスの上流側のＥＧＲ流路２の内部に配置されている。
このシート部材５は、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた硬質の樹脂材料（例えば、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂等）によって設けられる。なお、シート部材５の材質は限定されるものではなく、例えば、ステンレスなど耐腐食性および耐摩耗性に優れた金属によって設けるものであっても良い。
【００２３】
シート部材５におけるＥＧＲガスの下流側の開口は、上述したボール弁体４によって開閉されるものであり、ボール弁体４が当接する箇所には、閉弁時にボール弁体４のボール面４ａと全周に亘って当接する円環状のシート面５ａが形成されている。
このシート面５ａは、凹む球面の一部で構成された環状弁座であり、シート面５ａの球面は、ボール面４ａの球面と曲率が一致するものである。具体的に、シート面５ａの中心（シート面５ａを成す球面の中心点）は、シート部材５よりＥＧＲガスの下流側で、且つシート部材５を成す筒体の中心軸の延長上に設けられるものである。
なお、シート部材５に設けられる凸部９については後述する。
【００２４】
一方、シート部材５は、面圧発生手段６によってボール弁体４に向けて押し付けられている。
面圧発生手段６は、シート部材５にＥＧＲガスの下流側に向かう付勢力を与えて、シート面５ａをボール面４ａに向けて押し付けるものであり、閉弁時におけるセット荷重の設定を行なうものである。この面圧発生手段６は、バルブハウジング３におけるＥＧＲ流路２の上流端に固定されたリングプラグ１４と、シート部材５におけるＥＧＲガスの上流側の端面との間において軸方向に圧縮された状態で配置される。
【００２５】
具体的な面圧発生手段６の一例を開示すると、この実施例の面圧発生手段６は、シート部材５と同径のリング形状を呈した金属製のウェーブワッシャ、あるいは皿バネであり、リングプラグ１４とシート部材５との間で圧縮された状態で装着されている。
一方、リングプラグ１４は、リング円板形状を呈したアルミニウム等の金属板であり、バルブハウジング３におけるＥＧＲ流路２の上流端の内側に圧入された後、バルブハウジング３の一部をカシメ変形（塑性変形）させて、バルブハウジング３に固定されるものである。
【００２６】
また、シート部材５は、径方向の所定範囲内で移動可能に支持されている。
具体的に、シート部材５の最大の外径寸法は、シート部材５を収容するバルブハウジング３の内壁より小径に設けられており、シート部材５とバルブハウジング３の内壁との径方向間に隙間が隔てられて配置されている。
そして、シート部材５とバルブハウジング３の内壁との間には、径方向支持シール７が配置されており、この径方向支持シール７によって、隙間がシールされるとともに、シート部材５が径方向の所定範囲内で移動可能に支持される。
【００２７】
径方向支持シール７は、シート部材５の外周面に形成された幅広の環状溝の内部に装着された円環状のリップシールであり、例えば、耐熱性、耐腐食性および耐摩耗性に優れた弾性変形可能な樹脂材料（例えば、ゴム系、ナイロン系等）によって設けられている。さらに具体的に説明すると、この実施例の径方向支持シール７は、シート部材５に常時当接する内周リップ部と、この内周リップ部に対して径方向外側に復元力を備える外周リップ部とからなる略断面が「Ｌ字形」、「く字形」、「Ｃ字形」等を呈したリップシールである。もちろん、これらは一例を示すだけであって、Ｏリングなど他の部材を用いても良い。
【００２８】
このような径方向支持シール７を、シート部材５とバルブハウジング３の内壁との径方向間の隙間に配置することで、シート部材５とバルブハウジング３の内壁との径方向の隙間を全周に亘ってシールすることができるとともに、バルブハウジング３の内壁に対してシート部材５を径方向へ変位可能に支持することができる。
【００２９】
シャフト８は、ボール弁体４をＥＧＲ流路２中において回転可能に支持する円柱棒状体であり、ボール弁体４の取付面が平面に切削加工されるとともに、この平面とは逆側の側面も、ネジ１３等の頭部を着座させるための平面が切削加工で形成されている。
このシャフト８は、ＥＧＲ流路２に対して直交する方向（図２の上下方向）に伸びて配置され、ＥＧＲ流路２の上下に配置された軸受１５によってバルブハウジング３に対して回転自在に支持されている。
なお、図２では、上側の軸受１５の具体例として転がりベアリング（具体的には、ボールベアリング）を用い、下側の軸受１５の具体例として転がり滑りリング（具体的には、メタルベアリング）を用いる例を示すが、図２に示すベアリングの使用例は一例であって限定されるものではない。
【００３０】
電動アクチュエータ１１は、バルブハウジング３と、このバルブハウジング３の上部に固定されるカバー１６との間によって形成される空間内に配置されて、シャフト８を回転駆動するものであり、通電により回転動力を発生する周知の電動モータと、この電動モータの出力トルクを増大させる減速機構とからなる。
電動モータは、例えば、通電量に応じた回転角度制御が可能なＤＣモータを用いたものであるが、電動モータの種類は限定されるものではない。
減速機構は、複数のギヤを組み合わせて、電動モータの回転を減速してシャフト８に伝達するものであり、最終ギヤ１７の回転中心部においてシャフト８の上端と固定されている。
【００３１】
なお、この実施例では、電動アクチュエータ１１の一例として減速機構を用いる例を示すが、電動モータによって直接シャフト８を駆動するダイレクト駆動タイプであっても良い。
また、図２において、最終ギヤ１７とバルブハウジング３との間に設けられた符号１８は、ボール弁体４およびシャフト８を閉弁位置（初期位置：開度０）に戻すリターンスプリングである。
【００３２】
回転センサ１２は、シャフト８およびボール弁体４の開度を検出してＥＣＵに出力するもので、ＥＣＵは運転状態に応じて算出された目標開度と、回転センサ１２によって検出される実開度とが一致するように、電動モータの通電値をフィードバック制御するものである。
回転センサ１２の構成として、この実施例では非接触型センサを用いている。具体的に、最終ギヤ１７（シャフト８と一体に回転する回転体）に組付けられる磁束発生手段１９（永久磁石等を用いたもの）と、この磁束発生手段１９の内側に配置されて通過磁束に応じた出力信号を発生するホールＩＣ２０とからなり、このホールＩＣ２０はカバー１６（固定部材）によって支持されている。
なお、回転センサ１２の構成は上記において説明したものに限定されるものではなく、接触式のポテンショメータなど、他の構造のものを用いても良い。また、回転センサ１２を用いるＥＧＲバルブ１に限定されるものではなく、回転センサ１２を用いずに、ＥＣＵがシャフト８およびボール弁体４の開度をフィードフォワード制御するＥＧＲバルブ１に本発明を適用しても良い。
【００３３】
〔実施例１の背景技術〕
シート面５ａの幅を、従来技術と同様に、全周に亘って一定の幅で設けた場合、ボール弁体４の開度が大きくなるに従い、ボール弁体４のボール面４ａと、シート部材５のシート面５ａとの接触面積が小さくなり、図１（ｂ）の実線Ｂに示すように、開度上昇に伴い、ボール弁体４とシート部材５の接触部分の面圧が大きくなる。
その結果、長期の使用によりボール弁体４とシート部材５との接触部分に局部的な摩耗が発生し、全閉時に摩耗箇所からＥＧＲガスが漏れる可能性がある。
【００３４】
そこで、面圧の上昇を抑えるべく、シート部材５の内径を小径化して、シート面５ａの幅を全周に亘って大きくすることが考えられる。
しかし、シート部材５の内径寸法を小さくすると、シート部材５内を流れるＥＧＲガスの圧力損失が大きくなってしまい、大量のＥＧＲガスが要求される運転状態にＥＧＲガスが供給不足になってしまう。
そこで、この不具合（圧損増加）を回避するために、シート部材５を大径化することが考えられるが、その場合にはＥＧＲバルブ１の大型化を招いてしまう。
【００３５】
なお、図１（ｂ）の実線Ｂにおいて、所定の開度範囲（開度１０°〜開度２０°の間の開度範囲）において面圧が一時的に下がるのは、シート部材５に作用していたＥＧＲガスの圧力が下流側に抜けるためである。
【００３６】
〔実施例１の特徴技術１〕
この実施例１のＥＧＲバルブ１は、上記「実施例１の背景技術」における問題点を解決するために、以下の技術的手段を採用している。
なお、図１（ａ）は、見たままを示すものではなく、一部を透過させた説明のための図であり、シート面５ａを「多数の点を付した部位」として示し、ボール面４ａとシート面５ａとの当接箇所αを「ハッチングを付した部位」として示すものである。
【００３７】
この実施例１のＥＧＲバルブ１は、シート部材５に凸部９を設け、その凸部９によってボール面４ａと摺接するシート面５ａの幅を局部的に広げて、開度上昇に伴う面圧の増加を抑えている。
具体的に、この実施例における凸部９は、シート部材５の内径方向に向かって突出して設けられており、シート面５ａの幅は、凸部９によって内径方向に向かって局部的に膨出するものである。
【００３８】
さらに具体的に説明すると、この実施例のＥＧＲバルブ１は、閉弁時の開度を０°とした場合、最大開度が７０°のものであり、ボール弁体４が、閉弁時の０°から最大開度の７０°の範囲において開度制御される。
ＥＧＲガスの上流側からシート部材５およびボール弁体４を見た場合、最大開度（開度７０°）におけるボール面４ａとシート面５ａとの当接箇所αは、図１（ａ）に示すように、シャフト８の上下方向に沿うように、シート部材５の上下の中心軸の近傍に存在する。
即ち、本発明が適用されない場合、シート面５ａにおいて最も面圧が高まる部分は、シート部材５の上下の中心付近に存在する。
【００３９】
そこで、この実施例では、ＥＧＲガスの上流側からシート部材５を見た場合、図１（ａ）に示すように、凸部９を、シート部材５の上下方向の中心線に沿って、内側に向けて設けている。
このため、凸部９によってシート面５ａの幅が局部的に広げられる部位も、ＥＧＲガスの上流側からシート部材５を見た場合、図１（ａ）に示すように、シート部材５の上下の中心線に沿う部分において膨出する。
【００４０】
具体的に、この実施例の凸部９は、ＥＧＲガスの上流側から見た場合、図１（ａ）に示すように、凸部９の膨らみの頂部がシート部材５の上下の中心線に略一致し、凸部９の全て、あるいは凸部９の大部分が、シャフト８の投影範囲内に収まるように設けられている。
このこと（凸部９の全て、あるいは大部分が、シャフト８の投影範囲内に収まること）を具体的に説明する。
【００４１】
この実施例では、
シャフト８の外径寸法をｄ１、
ＥＧＲガスの上流側からシート部材５を見た場合の凸部９の周方向幅をｄ２、
とした場合、
ｄ１＞ｄ２の関係に設けられている。
この関係（ｄ１＞ｄ２）と、ボール弁体の最大開度が７０°であることにより、ＥＧＲガスの上流側から見た「凸部９の全て」、あるいは「凸部９の大部分（例えば、ＥＧＲガスの流れ方向から見た凸部９の面積の８０％以上）」を、シャフト８の投影範囲内に収めることができる。
【００４２】
（実施例１の効果１）
この実施例１のＥＧＲバルブ１は、上述したように、シート部材５に凸部９を設け、その凸部９によってボール面４ａと摺接するシート面５ａの幅を局部的に広げて、開度上昇に伴う面圧の増加を抑えている。
これにより、図１（ｂ）の実線Ａに示すように、ボール面４ａとシート面５ａとの面圧を、全閉時（開度０°）から最大開度（開度７０°）の全ての範囲において、予め設定した許容面圧より低く抑えることができる。
【００４３】
このため、ＥＧＲバルブ１に「ボールバルブタイプ」を用いる効果（即ち、「閉弁時におけるシール性の確保」および「ボール弁体４の回動時における摺動性の向上」）に加え、長期に使用されてもボール弁体４とシート部材５との接触部分における局部摩耗を抑えることができる。
即ち、長期に亘って使用されても、閉弁時における局部摩耗によるＥＧＲガスの漏れの発生を無くすことができ、ＥＧＲバルブ１の信頼性を高めることができる。
【００４４】
なお、図１（ｂ）の実線Ａにおいて、所定の開度範囲（開度１０°〜開度２０°の間の開度範囲）において面圧が大きく下がるのは、（ｉ）シート部材５に作用していたＥＧＲガスの圧力が下流側に抜けることと、（ｉｉ）凸部９によるシート面５ａの増加によって面圧が下がることによるものである。
【００４５】
（実施例１の効果２）
この実施例１のＥＧＲバルブ１は、上述したように、上記ｄ１＞ｄ２の関係と、ボール弁体４の最大開度が７０°であることにより、ＥＧＲガスの上流側から見た凸部９の全て、あるいは凸部９の大部分が、シャフト８の投影範囲内に収まる。
これにより、局部摩耗を抑える目的でシート部材５の内径方向に凸部９を設けても、凸部９がシャフト８と重なることで、凸部９による圧力損失の増加を抑えることができる。即ち、凸部９による圧力損失の増加を抑えて、ボール弁体４とシート部材５の接触面圧を下げて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
このように、凸部９を設けても、ＥＧＲバルブ１に圧損が生じないため、従来と同体格で、局部摩耗を抑えて、信頼性を高めることができる。
【００４６】
（実施例１の効果３）
この実施例１のシート部材５は、面圧発生手段６によってボール弁体４に向けて押し付けられるとともに、径方向支持シール７によって径方向の所定範囲内で移動可能に支持される。
この面圧発生手段６と径方向支持シール７とによって、シート面５ａとボール面４ａが調芯されるため、閉弁時においてシート面５ａとボール面４ａとを確実に一致させることができ、全閉時におけるＥＧＲガスの漏れを確実に防ぐことができる。
【実施例２】
【００４７】
図３を参照して実施例２を説明する。なお、以下の各実施例において、上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記の実施例１では、ボール弁体４の最大開度が７０°のＥＧＲバルブ１に本発明を適用する例を示した。
これに対し、この実施例２は、ボール弁体４の最大開度が９０°のＥＧＲバルブ１に本発明を適用するものである。
【００４８】
開度が７０°を超えると、ボール面４ａとシート面５ａとの接触箇所αは、ＥＧＲガスの上流側から見て、シャフト８の投影範囲内に収まらなくなる。
そこで、この実施例２は、図３に示すように、ＥＧＲガスの上流側から見たシャフト８の投影範囲の外部にまで凸部９を設け、ボール弁体４の最大開度が９０°であっても、面圧の上昇を抑えるものである。
【００４９】
この実施例２では、ＥＧＲガスの上流側から見て、凸部９の多くがシャフト８の投影範囲の外部にはみ出すものである。
しかし、シート部材５の一部に設けた凸部９によって面圧を下げるものであるため、「シート部材５の内径を小径化」して「シート面５ａの幅を全周に亘って大きくする場合」に比較して、圧力損失の発生を小さく抑えることができる。
即ち、実施例２のＥＧＲバルブ１は、シート部材５の内径を小径化した場合に比較して、圧損を抑えて、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
【実施例３】
【００５０】
図４を参照して実施例３を説明する。
上記の実施例１、２では、凸部９を、シート部材５の内径方向に向けて突出させる例を示した。
これに対し、この実施例３は、図４に示すように、凸部９を、シート部材５におけるシャフト８に近い側（ＥＧＲガスの下流側）に向けて突出させたものである。このように、凸部９をシャフト８に近い側に向けて突出させることにより、シート面５ａの一部を膨出させることができる。
この結果、実施例１、２と同様、シート面５ａを局部的に増大させて、面圧の上昇を抑えることができ、局部摩耗の発生を防ぐことができる。
【００５１】
なお、この実施例３を、上記実施例１、２と組み合わせて、開度に対する面圧値をコントロールしても良い。このように、凸部９を「内径方向」と「シャフト８に近い側」の両方向に突出させることによって、凸部９の各突出量を抑えて、面圧上昇を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上記の実施例では、本発明をＥＧＲバルブ１に適用する例を示したが、流体は排気ガスに限定されるものではなく、気体流体や液体流体の開閉や、流量または圧力調整を行なう他のバタフライバルブに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、「ボール面４ａの中心（球面の中心点）」と「シャフト８の軸芯」とを一致して設ける例を示したが、「ボール面４ａの中心」と「シャフト８の軸芯」とを少量偏心させた「偏心タイプ」の「ボールバルブ」に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１    ＥＧＲバルブ（バタフライバルブ）
３    バルブハウジング
４    ボール弁体
４ａ  ボール面
５    シート部材
５ａ  シート面
６    面圧発生手段
７    径方向支持シール
８    シャフト
９    凸部
【図１】
2011122659.tif 000003
【図２】
2011122659.tif 000004
【図３】
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【図４】
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