(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面から他方の端面まで貫通する第一ガス通路と、
同じく一方の端面から他方の端面まで貫通する第二ガス通路と、が形成されたバルブハウジングにおいて、
前記第一ガス通路と前記第二ガス通路の間に、
同じく一方の端面から他方の端面まで貫通する空間部を設け、
前記第二ガス通路の断面形状が円形とされ、
前記空間部は、前記第二ガス通路の中心軸を中心として略円弧形状に形成される、ことを特徴とするバルブハウジング。
【請求項２】
前記第一ガス通路と前記第二ガス通路の間で、
前記空間部は、該空間部の内周面から前記第一ガス通路の内周面までの厚さが一定若しくは略一定となるように形成され、かつ該空間部の内周面から前記第二ガス通路の内周面までの厚さが一定若しくは略一定となるように形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のバルブハウジング。
【請求項３】
前記第二ガス通路の中心軸に対して直交する方向にバタフライバルブを支持するためのシャフト孔が設けられ、
前記空間部は、該空間部の両端に接する接線が前記シャフト孔に対して並行、かつ前記第二ガス通路に交わるように形成される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブハウジングの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バタフライバルブの開度変化によってガス流量を調節するバルブアセンブリが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。このようなバルブアセンブリは、ガス通路が形成されたバルブハウジングを備えている。
【０００３】
ところで、二つのガス通路が形成されたバルブハウジングが存在している。このようなバルブハウジングは、二つのガス通路の間で互いの熱変形方向が対向するため、バタフライバルブのシャフト孔やその近傍に応力が集中してしまう場合があった。つまり、局所的に応力が集中してしまう場合があった。そこで、応力集中が抑制されるバルブハウジングが求められていたのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８５６７８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４２０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
応力集中が抑制されるバルブハウジングを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の発明は、
一方の端面から他方の端面まで貫通するガス通路（以降「第一ガス通路」という）と、
同じく一方の端面から他方の端面まで貫通するガス通路（以降「第二ガス通路」という）と、が形成されたバルブハウジングにおいて、
前記第一ガス通路と前記第二ガス通路の間に、
同じく一方の端面から他方の端面まで貫通する空間部を設け、
前記第二ガス通路の断面形状が円形とされ、
前記空間部は、前記第二ガス通路の中心軸を中心として略円弧形状に形成される、ものである。
【０００７】
第二の発明は、第一の発明に係るバルブハウジングにおいて、
前記第一ガス通路と前記第二ガス通路の間で、
前記空間部は、該空間部の内周面から前記第一ガス通路の内周面までの厚さが一定若しくは略一定となるように形成され、かつ該空間部の内周面から前記第二ガス通路の内周面までの厚さが一定若しくは略一定となるように形成される、ものである。
【０００９】
第三の発明は、第一又は第二の発明に係るバルブハウジングにおいて、
前記第二ガス通路の中心軸に対して直交する方向にバタフライバルブを支持するための
シャフト孔が設けられ、
前記空間部は、該空間部の両端に接する接線が前記シャフト孔に対して並行、かつ前記
第二ガス通路に交わるように形成される、ものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の技術的思想を応用したバルブハウジングは、空間部が熱変形を吸収するので、応力集中が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バルブ構造を示す図である。
【図２】バルブ構造の動作態様を示す図である。
【図３】図１の矢印Ｘから見たバルブハウジングを示す図である。
【図４】バルブハウジングにおける一部領域を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
バルブアセンブリは、エンジンなどに取り付けられ、ガス流量の調節装置として利用される。本発明の技術的思想は、かかる用途に用いられるバルブアセンブリのバルブハウジングのほか、他の用途に用いられるバルブアセンブリのバルブハウジングに適用できる。
【００１３】
まず、バルブアセンブリのバルブ構造１について説明する。
【００１４】
図１は、バルブ構造１を示す図（断面図）である。図中の矢印Ｇは、排気ガスの流動方向を表している。
【００１５】
バルブ構造１は、主にバルブハウジング２と、バタフライバルブ３と、で構成されている。
【００１６】
バルブハウジング２は、排気ガスを案内する排気管に介装される。バルブハウジング２は、その前後の端面が平滑に形成されている。そして、バルブハウジング２は、一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する第一ガス通路２１が形成されている。また、一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する第二ガス通路２２が形成されている。更に、第一ガス通路２１と第二ガス通路２２の間に、同じく一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する空間部２３が形成されている。なお、第一ガス通路２１と第二ガス通路２２は、バルブハウジング２の上流側で分流した排気ガスが通過する。
【００１７】
バタフライバルブ３は、第二ガス通路２２の内部に配置される。バタフライバルブ３は、プレート３１とシャフト３２を組み合わせて構成されている。そして、バタフライバルブ３は、バルブハウジング２のシャフト孔２４にシャフト３２が挿入された状態で回動自在に支持されている。なお、第二ガス通路２２は、その断面形状が円形となっており、プレート３１も円形に形成されている（図３参照）。そのため、バタフライバルブ３は、シャフト３２を中心として回動すると、第二ガス通路２２の通路面積を変更することができる（開度を変更することができる）。つまり、バタフライバルブ３は、第二ガス通路２２のガス流量を調節することができる。
【００１８】
次に、バルブ構造１の動作態様について説明する。
【００１９】
図２は、バルブ構造１の動作態様を示す図である。図中の矢印Ｇは、排気ガスの流動方向を表している。また、図中の矢印Ｒは、バタフライバルブ３の回動方向を表している。
【００２０】
バタフライバルブ３は、図示しないリンク機構に連結されている。また、リンク機構は、図示しないアクチュエータに接続されている。従って、バタフライバルブ３は、アクチュエータの動作に応じて一方又は他方に回動する（矢印Ｒ参照）。
【００２１】
図２の（Ａ）に示すように、バタフライバルブ３が一方へ回動すると、第二ガス通路２２の流路面積が徐々に小さくなる。そして、バタフライバルブ３が排気ガスの流動方向に対して略垂直となれば、第二ガス通路２２の流路面積が最小となる。こうして、バルブ構造１は、第二ガス通路２２のガス流量を減少させることができる。なお、第一ガス通路２１のガス流量は一定に維持される。
【００２２】
反対に、図２の（Ｂ）に示すように、バタフライバルブ３が他方へ回動すると、第二ガス通路２２の流路面積が徐々に大きくなる。そして、バタフライバルブ３が排気ガスの流動方向に対して略並行となれば、第二ガス通路２２の流路面積が最大となる。こうして、バルブ構造１は、第二ガス通路２２のガス流量を増加させることができる。なお、第一ガス通路２１のガス流量は一定に維持される。
【００２３】
次に、バルブハウジング２の詳細とその機能について説明する。
【００２４】
図３は、図１の矢印Ｘから見たバルブハウジング２を示す図である。図４は、バルブハウジング２における一部領域を拡大した図である。なお、第一ガス通路２１と第二ガス通路２２の周辺は、高温の排気ガスによって熱変形（膨張）するものとする。
【００２５】
上述したように、バルブハウジング２は、一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する第一ガス通路２１が形成されている。第一ガス通路２１は、排気ガスが通るメイン通路である。第一ガス通路２１は、その断面形状が円形ではなく、一部が内側に隆起した形状となっている。これは、第二ガス通路２２の断面形状が円形であることに起因する。従って、第二ガス通路２２の中心軸Ｃを中心として半径が一定となっている（寸法ｒ１参照）。
【００２６】
また、上述したように、バルブハウジング２は、一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する第二ガス通路２２が形成されている。第二ガス通路２２は、排気ガスの一部を分岐するためのバイパス通路である。第二ガス通路２２は、その断面形状が円形となっている。これは、円形のプレート３１を有するバタフライバルブ３を採用することに起因する。従って、第二ガス通路２２の中心軸Ｃを中心として半径が一定となっている（寸法ｒ２参照）。
【００２７】
更に、上述したように、バルブハウジング２は、第一ガス通路２１と第二ガス通路２２の間に、同じく一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通する空間部２３が形成されている。空間部２３は、熱変形を吸収するための空隙である。詳細に説明すると、空間部２３は、第一ガス通路２１と第二ガス通路２２の熱変形方向が対向する位置に設けられた熱変形を吸収するための空隙である。なお、一方の端面（前面２Ｆ）から他方の端面（後面２Ｂ）まで貫通するとしたのは、第一ガス通路２１を起点とする熱変形が空間部２３を越えて伝わらないように考慮したものである。同様に、第二ガス通路２２を起点とする熱変形が空間部２３を越えて伝わらないように考慮したものである。
【００２８】
このように、本発明の技術的思想を応用したバルブハウジング２は、空間部２３が熱変形を吸収するので、応力集中が抑制される。
【００２９】
加えて、空間部２３は、該空間部２３の内周面２３ｓから第一ガス通路２１の内周面２１ｓまでの厚さが一定若しくは略一定となるように形成されている（寸法ｔ１参照）。このようにしたのは、ヒートスポットの発生を抑えて一様に熱変形させるためである。従って、本バルブハウジング２は、第一ガス通路２１やその近傍における応力集中が抑制される。
【００３０】
加えて、空間部２３は、該空間部２３の内周面２３ｔから第二ガス通路２２の内周面２２ｓまでの厚さが一定若しくは略一定となるように形成されている（寸法ｔ２参照）。このようにしたのは、ヒートスポットの発生を抑えて一様に熱変形させるためである。従って、本バルブハウジング２は、第二ガス通路２２やその近傍における応力集中が抑制される。
【００３１】
次に、バルブハウジング２の具体的な特徴について説明する。
【００３２】
本バルブハウジング２は、第二ガス通路２２の断面形状が円形である。そして、空間部２３は、第二ガス通路２２の中心軸Ｃを中心として略円弧形状に形成されている。つまり、空間部２３は、第二ガス通路２２から遠い側（第一ガス通路２１から近い側）の内周面２３ｓが第二ガス通路２２の中心軸Ｃを中心として半径が一定となっている（寸法ｒ１１参照）。また、空間部２３は、第二ガス通路２２の近い側（第一ガス通路２１から遠い側）の内周面２３ｔが第二ガス通路２２の中心軸Ｃを中心として半径が一定となっている（寸法ｒ２２参照）。このようにしたのは、第二ガス通路２２を起点とする熱変形を広く一様とするためである。従って、本バルブハウジング２は、第一ガス通路２１やその近傍における応力集中が広範囲に抑制される。
【００３３】
また、本バルブハウジング２は、第二ガス通路２２の中心軸Ｃに対して直交する方向にバタフライバルブ３を支持するためのシャフト孔２４が設けられている。そして、空間部２３は、該空間部２３の両端に接する接線Ｌがシャフト孔２４に対して並行、かつ第二ガス通路２２に交わるように形成される。つまり、空間部２３は、第二ガス通路２２から遠い側の内周面２３ｓと第二ガス通路２２から近い側の内周面２３ｔが円弧状の内周面２３ｍと内周面２３ｎによってつながっており、内周面２３ｍと内周面２３ｎに接する接線Ｌがシャフト孔２４に対して並行となっている。また、内周面２３ｍと内周面２３ｎに接する接線Ｌが第二ガス通路２２に交わっている。このようにしたのは、第二ガス通路２２を貫くように形成されているシャフト孔２４の一方に、偏って応力が集中するのを防ぐためである。従って、本バルブハウジング２は、シャフト孔２４やその近傍における応力集中が広範囲に抑制される。
【００３４】
１      バルブ構造
２      バルブハウジング
２Ｆ    前面
２Ｂ    後面
２１    第一ガス通路
２１ｓ  内周面
２２    第二ガス通路
２２ｓ  内周面
２３    空間部
２３ｓ  内周面
２３ｔ  内周面
２３ｍ  内周面
２３ｎ  内周面
２４    シャフト孔
３      バタフライバルブ
３１    プレート
３２    シャフト
Ｃ      中心軸
Ｌ      接戦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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