(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体の固着や氷結を抑制できる流体制御弁装置を提供する。【解決手段】２次空気制御弁は、バルブシート３に対して上移動して閉弁し下移動して開弁することにより空気通過口５５を開閉可能なバルブ頭部５と、バルブシート３に設けられ閉弁時にバルブ頭部５に接触して流体通過を遮断するシール部９と、を備える。シール部９は、バルブ頭部５に対向する側であって下方を向いた表面からバルブ頭部５の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部９１と、第１の凸部９１の周りに設けられ第１の凸部９１よりも下方に突出する第２の凸部９２とを有する。【選択図】図３
2016008683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通過口（５５）が内側に形成された環状の弁座（３）を内部に有するハウジング（２）と、
前記弁座に対して上方に移動して閉弁し、下方へ移動して開弁することにより前記流体通過口を開閉可能な弁部（５、１０５、２０５、３０５）と、
前記弁座に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に前記弁部に接触して前記流体通過口（５５）の流体通過を遮断するシール部（９）と、
を備え、
前記シール部は、前記弁部に対向する側であって下方を向いた表面（９０）から前記弁部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（９１）と、前記第１の凸部の周りに設けられ、前記第１の凸部よりも下方に突出する第２の凸部（９２）とを有することを特徴とする流体制御弁装置。
【請求項２】
前記第２の凸部は、先端部が根元部よりも前記弁部の外周縁寄りに位置するように下方に延びる形状であることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁装置。
【請求項３】
前記第２の凸部は、前記第１の凸部の周囲全周に環状に突出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体制御弁装置。
【請求項４】
前記弁部（５、２０５、３０５）は、前記第２の凸部よりも前記弁部の中心軸寄りとなる位置に、下方に向けて末広がり状に傾斜する上面（５ｂ）を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
【請求項５】
前記第２の凸部は、前記第１の凸部よりも薄い肉厚で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体制御弁装置。
【請求項６】
前記第１の凸部が前記弁部に接触して弾性変形する閉弁時に、前記第２の凸部は、先端が少なくとも前記弁部の外周端面に達するように弾性変形することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
【請求項７】
前記シール部の表面は、前記ハウジングの一部であって前記弁座を形成する部分の表面と段差を生じないように面一に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
【請求項８】
前記弁部（２０５）は、外周縁の上面側に、下方に向けて末広がり状となる傾斜面（５ａ１１）を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
【請求項９】
前記弁部（３０５）は、上面全体に、下方に向けて末広がり状となる傾斜面（５ｃ）を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体制御弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体通路を流れる流体の流れを制御する流体制御弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、流体制御弁が開示されている。この流体制御弁は、ガソリンエンジンの始動時に、２次空気流路管内に発生する２次空気を、排気ガス浄化装置としての三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システムに設けられている。流体制御弁は、ハウジングの内部に形成される２次空気通路を開閉する電磁弁と、排気ガス等の流体が電磁弁側及び電動エアポンプ側のシステム内部に逆流する不具合を防止するための逆止弁とを一体化した電磁式流体制御弁である。
【０００３】
電磁弁は、２次空気通路が形成されたハウジングと、ハウジングに一体的に形成されるバルブシートに対して接近、離反するように、中心軸線方向に往復直線運動を行うバルブと、バルブを閉弁作動方向に付勢するコイルスプリングと、シールゴムと、を備える。バルブは、ハウジングに設けられたバルブシートに対して接近、離反して空気通過口を閉鎖、開放する弁体を構成している。電磁弁は、ハウジングの内部に開閉自在に収容されたフランジ状のバルブ頭部と、バルブ頭部の中央部からアクチュエータ側に向かって真っ直ぐに延びる円柱状のバルブ軸部を有し、その軸線方向に往復動作するように構成されている。
【０００４】
バルブ頭部の外周部に装着されたシールゴムは、バルブシートに対向する円環部にバルブシート側に突出するシールリップを有している。このシールリップの断面形状は、先端部が根元部よりも外側に位置するようにバルブの軸に対して傾斜したテーパ状である。また、シールゴムには、シールリップよりも内側に、シールリップよりも突出高さが低い形状である複数個の荷重受け部が設けられている。複数個の荷重受け部は、バルブ全閉時にバルブシートに接触してバルブの閉弁荷重を受ける。このとき、シールリップは、バルブシートの表面に密着しながらバルブの外周側に折れ曲がるように弾性変形して、バルブ全閉時にバルブ頭部とバルブシートとの隙間を確実に封止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７５８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１によれば、シールリップは、バルブフリーの状態で、バルブ頭部の表面からバルブシートに向かって斜め上方に延びている。このため、バルブ頭部のバルブシート側の表面に付着した水分は、シールリップによって堰き止められて流れ落ちにくい状態となり、バルブ頭部の表面に乗った状態で滞留することがある。このような現象は、例えば、開弁状態になった逆止弁を通過して排気が逆流し、排気から発生した凝縮水がバルブ頭部の表面に付着する場合に発生し得る。バルブ頭部の表面の滞留水は、氷結、バルブの固着の原因にもなり、バルブの正常な作動を妨げる。したがって、流体制御弁が本来の機能を発揮できないという問題がある。
【０００７】
そこで、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、弁体の固着や氷結を抑制できる流体制御弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及び下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
【０００９】
開示される流体制御弁装置に係る発明のひとつは、流体通過口（５５）が内側に形成された環状の弁座（３）を内部に有するハウジング（２）と、弁座に対して上方に移動して閉弁し、下方へ移動して開弁することにより流体通過口を開閉可能な弁部（５、１０５、２０５、３０５）と、弁座に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に弁部に接触して流体通過口（５５）の流体通過を遮断するシール部（９）と、を備え、
シール部は、弁部に対向する側であって下方を向いた表面（９０）から弁部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（９１）と、第１の凸部の周りに設けられ、第１の凸部よりも下方に突出する第２の凸部（９２）とを有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、弁座に対して弁部を上方に移動させて閉弁動作を行う際に、まず、第２の凸部が弁部に接触して弾性変形し始める。さらに閉弁動作が進行すると、弁部によって第２の凸部が折れ曲がってさらに大きく弾性変形することにより、第２の凸部の広範囲において弁部の上面に存在している水等の異物を掻きだすことが可能となる。そして、さらに閉弁動作が進行して第１の凸部が弁部に接触して弾性変形すると、流体通過口を通過する流体流れが遮断されて閉弁動作が完了するとともに、第２の凸部はさらに弁部の広範囲において異物を掻きだすように最大限に弾性変形する。本発明のシール部によれば、弁部の上面に乗っている滞留した異物を閉弁動作の過程で弁部から落下させて効果的に除去することができる。したがって、本発明によれば、弁体の固着や氷結を抑制できる流体制御弁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一例である第１実施形態の流体制御弁装置（２次空気制御弁）を備える２次空気供給システムの構成を示す概要図である。
【図２】第１実施形態の２次空気制御弁の構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の開弁状態を示す部分図である。
【図４】第１実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の開弁状態を示す部分図である。
【図５】第１実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の閉弁状態を示す部分図である。
【図６】第１実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の閉弁状態を示す部分図である。
【図７】第２実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の開弁状態を示す部分図である。
【図８】第２実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の開弁状態を示す部分図である。
【図９】第２実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の閉弁状態を示す部分図である。
【図１０】第２実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の閉弁状態を示す部分図である。
【図１１】第３実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の開弁状態を示す部分図である。
【図１２】第３実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の開弁状態を示す部分図である。
【図１３】第３実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の閉弁状態を示す部分図である。
【図１４】第３実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の閉弁状態を示す部分図である。
【図１５】第４実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の開弁状態を示す部分図である。
【図１６】第４実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の開弁状態を示す部分図である。
【図１７】第４実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第１の閉弁状態を示す部分図である。
【図１８】第４実施形態に係る２次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、第２の閉弁状態を示す部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態に係る流体制御弁装置について図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１４】
２次空気制御弁１は、ガソリンエンジン等の内燃機関の始動時に、２次空気流路管１１、１２内に発生する２次空気を、排気ガス浄化装置としての三元触媒コンバータ１３に導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システムに組み込まれている。この２次空気供給システムは、例えば、自動車等のエンジンルームに搭載されている。電動エアポンプ１４と２次空気制御弁１とは、気密性を確保するように２次空気流路管１１を介して接続されている。２次空気制御弁１とエンジン排気管１６とは、気密性を確保するように２次空気流路管１２を介して接続されている。
【００１５】
三元触媒コンバータ１３は、エンジン１０の各気筒の燃焼室から排出される排気ガス中の有害成分とされる、一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物の３つの元素を一括して化学反応により、無害な成分に変化させる。三元触媒コンバータ１３は、特に酸化作用によって炭化水素を無害な水に変化させる内燃機関の排気ガス浄化装置である。
【００１６】
エンジン１０は、吸入空気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得る熱エネルギーにより出力を得る。エンジン１０は、各気筒の燃焼室内に吸入空気を供給するためのエンジン吸気管１５と、各気筒の燃焼室から流出した排気ガスを三元触媒コンバータ１３を経由して外部に排出するためのエンジン排気管１６と、を有する。エンジン１０は、シリンダボア内でピストン１７を摺動自在に支持するシリンダブロックと、吸気ポート及び排気ポートが形成されたシリンダヘッドとを備える。
【００１７】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートは、吸気バルブ１８及び排気バルブ１９によって開閉される。また、エンジン１０のシリンダヘッドには、先端部が燃焼室に露出するようにスパークプラグ２０が取り付けられている。また、吸気ポートの壁面または吸気バルブ１８の背壁面には、燃料を噴射する電磁式の燃料噴射弁２１が取り付けられている。
【００１８】
また、エンジン吸気管１５の内部には、吸気ポートを介してエンジン１０の燃焼室に連通する吸気通路が形成され、この吸気通路をエンジン１０の燃焼室内に吸入される吸入空気が流れる。エンジン吸気管１５の内部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ２２と、アクセルペダル２３の踏み込み量（アクセル開度）に対応して開閉動作を行うスロットルバルブ２４とが収容されている。
【００１９】
エンジン排気管１６の内部には、排気ポートを介してエンジン１０の燃焼室に連通する排気通路が形成され、この排気通路をエンジン１０の燃焼室から流出して三元触媒コンバータ１３に向かう排気ガスが流れる。エンジン排気管１６には、排気ガスの空燃比（排気ガス中の酸素濃度）を検出する空燃比センサ２５、三元触媒の温度を検出する触媒温度センサ２６、及び排気ガス温度を検出する排気温度センサ等が設置されている。
【００２０】
２次空気供給システムは、２次空気制御弁１、２次空気流路管１１、１２、電動エアポンプ１４等によって構成されている。２次空気流路管１１、１２の内部には、エンジン排気管１６の排気通路に連通する２次空気通路が形成されており、この２次空気通路を２次空気が流れる。２次空気流路管１１、１２には、２次空気の圧力を検出する圧力センサ２７等が設置されている。
【００２１】
電動エアポンプ１４は、２次空気流路管１１の上流端に気密的に接続されている。この電動エアポンプ１４は、電力の供給を受けて駆動力を発生する電動モータと、この電動モータによって回転駆動されるポンプインペラと、このポンプインペラ側への異物の侵入を防止するエアフィルタとを有する。電動エアポンプ１４は、内部に電動モータを収容保持するモータハウジング３１と、内部にポンプインペラを回転自在に収容するポンプハウジング３２と、エアダクト３３を介してポンプハウジング３２に気密的に結合されるフィルタケース３４とを有する。
【００２２】
２次空気制御弁１は、２次空気流路管１１、１２の間に気密性を確保するように接続されている。この２次空気制御弁１は、電磁式の通路開閉弁（電磁弁とも称する）を構成するエアスイッチングバルブ（以下ＡＳＶとも称する）と逆止弁とを一体化した電磁式の流体制御弁（コンビバルブモジュールとも称する）である。ＡＳＶは、ハウジング２の内部に形成される２次空気通路３５を開閉する装置である。逆止弁は、２次空気流路管１２とエンジン排気管１６との合流部分から、排気ガス等の流体がＡＳＶ側及び電動エアポンプ側のシステム内部に逆流する不具合を防止する機能がある。
【００２３】
逆止弁は、ＡＳＶのハウジング２よりも２次空気流方向の下流側に結合されたハウジング４１と、ハウジング４１に保持された金属プレート４２と、を備える。さらに逆止弁は、金属プレート４２に形成された複数個の空気通過口４３を開閉する薄膜状のリードバルブ４４と、リードバルブ４４の開き具合または最大開度を規制するリードストッパ４５と、を備える。
【００２４】
ハウジング４１は、２次空気流路管１２の上流端に気密性を確保するように接続されている。本実施形態では、リードバルブ４４が開弁した際に、複数個の空気通過口４３からハウジング４１内の流体導出通路４６に流入した２次空気が、ハウジング４１の出口部であるアウトレットポート４７より流出する。リードバルブ４４は、電動エアポンプ１４から吐出される２次空気の圧力によって開弁する逆止弁の弁体を構成する。
【００２５】
ＡＳＶは、内部に２次空気通路３５が形成されたハウジング２と、ハウジング２に一体的に形成される円環状のバルブシート３に対して接近、離反するように、その中心軸線に沿うように往復直線運動を行うポペットバルブ４と、を備える。さらにＡＳＶは、ポペットバルブ４のバルブ頭部５及びバルブ軸部６を閉弁作動方向（バルブシート３に着座する側）に付勢するコイルスプリング７と、閉弁時にバルブ頭部５が接触するシール部９と、を備える。
【００２６】
また、２次空気供給システムは、エンジン１０の運転状態に基づいて、２次空気制御弁１の動力源であるアクチュエータ、及び電動エアポンプ１４の動力源である電動モータを電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと称する）を備える。ＥＣＵは、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラム、データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電磁弁駆動回路及びポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される構造のマイクロコンピュータを有する。
【００２７】
ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオンされると、メモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、２次空気制御弁１のアクチュエータに供給する駆動電力を調整して２次空気制御弁１のＡＳＶの開閉動作を制御する。さらにＥＣＵは、電動エアポンプ１４の電動モータに供給する供給電力を調整して電動エアポンプ１４の回転動作（例えば回転速度）を制御する。
【００２８】
ＥＣＵは、エンジン始動時に、排気温度センサによって排気ガス温度を検出し、排気ガス温度が所定値以下であるとき、ポペットバルブ４を開弁駆動するように、２次空気制御弁１のアクチュエータに駆動電力を供給する。このとき、電動エアポンプ１４の電動モータにも電力が供給されるため、２次空気流路管１１、１２の内部に２次空気流が発生する。また、ＥＣＵは、電動エアポンプ１４の異常故障を診断する故障診断機能を備えている。ＥＣＵは、２次空気流路管１１、１２の圧力センサ２７によって検出した２次空気圧力が所定の圧力範囲から外れている時に異常と判定し、２次空気制御弁１のアクチュエータへの供給電力及び電動エアポンプ１４の電動モータを制限または遮断する。
【００２９】
ＡＳＶのハウジング２は、金属材料、例えば、アルミニウムダイカスト等により製造されている。ハウジング２には、円筒状の筒壁部５１が形成されており、その筒壁部５１の内部には、ポペットバルブ４が開閉自在に収容保持されている。また、筒壁部５１には、その軸線方向に対して半径方向（直交方向）に延びるインレットパイプ５２が一体的に設けられている。
【００３０】
本実施形態では、インレットパイプ５２の入口部であるインレットポート５３からハウジング２内の流体導入通路５４を経由して、バルブシート３の内側に形成された空気通過口５５に２次空気が流れ込むように構成されている。また、ハウジング２の出口部には、ＡＳＶの空気通過口５５と逆止弁の空気通過口４３とを連通させる連通路５６が形成されている。ハウジング２の出口部の開口端縁部には、ハウジング４１と結合する結合部５７が形成されている。また、本実施形態では、空気通過口５５、流体導入通路５４及び連通路５６によって、ＡＳＶの内部に形成される２次空気通路３５が構成される。
【００３１】
筒壁部５１の内周部には、ハウジング２の内部を２つの流体通路である流体導入通路５４及び連通路５６に区画する円環状の隔壁部５８が設けられている。図２に示すように、少なくとも隔壁部５８の図示下端面には、バルブ頭部５が着座することが可能な円環状の弁座であるバルブシート３が一体的に形成されている。このバルブシート３には、流体通過口として、２次空気が通過する円形状の空気通過口が形成されている。
【００３２】
バルブシート３は、空気通過口５５の開口周縁部に位置する弁座であり、ハウジング２と同一の材料によって形成されている。バルブシート３には、ポペットバルブ４の閉弁時にバルブ頭部５と接触して、バルブ頭部５とバルブシート３との隙間を封止するシール部９が一体に設けられている。シール部９は、空気通過口５５の開口周縁部の全周にわたって円環状に設けられ、弾性変形可能な材質、例えば、フッ素系ゴム、シリコーンゴム等のエラストマーで構成されている。
【００３３】
シール部９は、バルブ頭部５に向かい合う側の面に、第１の凸部９１と、第１の凸部９１よりも外側に位置する第２の凸部９２と、を備えている。第１の凸部９１は、空気通過口５５の周囲を取り囲むように環状に設けられる断面台形状の凸部である。第２の凸部９２は、第１の凸部９１の周囲を取り囲むように環状に設けられる凸部であり、シール部表面９０からの突出高さが第１の凸部９１よりも大きい。
【００３４】
第２の凸部９２は、根元部が先端部よりも半径方向の内側、すなわち、空気通過口５５寄りに位置し、かつ先端部に向かうほど外側に位置するように傾斜する姿勢の断面矩形状をなしている。したがって、閉弁動作の過程において、バルブ頭部５が第２の凸部９２の先端部を上方に押し上げると、先端部は、外側に向けて折り曲がるように弾性変形する。さらにバルブ頭部５が閉弁方向に移動すると、先端部は、バルブ頭部５が第１の凸部９１を十分に弾性変形するまで変形し続ける。
【００３５】
シール部９は、隔壁部５８における、空気通過口５５を形成する周縁部３ａに一体に設けられている。シール部９は、バルブ頭部５に対向する側（下側）または反対側（上側）に位置するシール部表面９０が隔壁部５８の表面と際立った段差を生じないように設けられている。さらにシール部９は、シール部表面９０が隔壁部５８の表面と面一に設けられていることが好ましい。シール部９は、周縁部３ａを外側から包むように外嵌めされて装着される。シール部９は、周縁部３ａに対して、嵌め合い、接着、焼付け等により装着されて、隔壁部５８に一体に設けられている。
【００３６】
さらにシール部９は、周縁部３ａに対して樹脂一体成形により設けられることが好ましい。シール部９と隔壁部５８は、ゴムと金属のインサート成形や、ゴムと樹脂の二色成形を用いて、一体に形成することができる。
【００３７】
このように、バルブシート３の下端面、すなわち、バルブ頭部５に向かい合う側に位置する環状端面は、ポペットバルブ４の軸線方向の動作範囲を規制する規制面として機能する。この環状端面には、第１の凸部９１と第２の凸部９２とで内側の環状部と外側の環状部をなす二重の凸条部がバルブ頭部５に向けて突出している。これにより、バルブ頭部５がまず、第２の凸部９２に接触した後、さらに第１の凸部９１に着座して密着した際に、ポペットバルブ４のこれ以上の上方（閉弁作動方向）への動作が規制されることになる。
【００３８】
また、バルブシート３は、ハウジング２と別体の部品として製造した後に、ハウジング２の内部に一体的に結合するようにしてもよい。
【００３９】
ＡＳＶのポペットバルブ４は、金属材料、例えばステンレス鋼または樹脂材料によって一体的に形成され、ハウジング２の内部に移動自在に収容されている。ポペットバルブ４は、バルブシート３に対して接近、離反して空気通過口５５を閉鎖、開放する弁体を構成する。ポペットバルブ４は、バルブ頭部５の中央部からアクチュエータ側（上方側）に向かって延びる円柱状のバルブ軸部６と、バルブ軸部６の下部に位置し空気通過口５５を覆う大きさを有する鍔状またはフランジ状のバルブ頭部５と、を一体に有して構成されている。バルブ軸部６は、空気通過口５５をその軸線方向に貫通している。バルブ頭部５は、上方側に位置するその背面部が、バルブシート３の図示下端面に着座するバルブ対向面となる。バルブ頭部５は、バルブ軸部６の軸線方向の下端部にバルブ軸部６よりも外径が大きくなるように円盤状をなす弁部である。
【００４０】
バルブ頭部５は、バルブ軸部６の下部から下方に向けて末広がり状の傾斜面を形成する末広がり部５ｂと、末広がり部５ｂよりも下部に位置し末広がり部５ｂよりも大きい外径寸法である外周縁部５ａと、を備えて構成される。外周縁部５ａは、その外径寸法が空気通過口５５よりも大きく、シール部９に向かい合う側の表面、すなわち上面がバルブ軸部６の軸線に対して垂直である平面をなす。
【００４１】
第１の凸部９１及び第２の凸部９２は、外周縁部５ａの上面に対向する位置関係にある。したがって、バルブ軸部６がバルブシート３に着座すると、第１の凸部９１及び第２の凸部９２は、バルブ軸部６の上面に接触して弾性変形するようになる。
【００４２】
外周縁部５ａは、バルブ頭部５がバルブシート３に着座していないバルブフリー時の自然形状であるシール部９の第２の凸部９２よりも、その外径寸法が大きく形成されている。したがって、バルブ頭部５の縦断面形状は、下方に向かうほど外周縁部５ａ側に広がるように軸線方向（上下方向）に対して傾斜する傾斜面を上面に有する台形部分と、この台形部分の下方に位置する矩形部分とを合わせた形状である。また、バルブ頭部５とバルブ軸部６とを別体の部品として製造して、その後に一体的に動作可能にバルブ頭部５とバルブ軸部６とを結合することによりポペットバルブ４を構成してもよい。
【００４３】
また、ポペットバルブ４は、バルブ頭部５がバルブシート３から離間しているとき、つまりバルブ全開時に、逆止弁とバルブシート３との間に形成される空間、すなわち連通路５６の途中で、バルブ頭部５が保持されるように構成される。すなわち、ポペットバルブ４は、バルブ全開時に、ポペットバルブ４の軸線に沿った下方向、すなわち逆止弁側に移動するように構成されている。さらにポペットバルブ４がバルブ軸部６の軸線方向に沿って往復運動することにより、バルブ頭部５はバルブシート３に対して軸線方向に変位する。
【００４４】
ＡＳＶは、ポペットバルブ４がその軸線に沿う下方向である開弁作動方向に移動すると、バルブ頭部５がバルブシート３から離間して、空気通過口５５を開放するバルブ全開位置に設定される。また、ＡＳＶは、ポペットバルブ４がその軸線に沿った上方向（閉弁作動方向）に移動すると、バルブ頭部５がバルブシート３に着座して第１の凸部９１及び第２の凸部９２に接触し、空気通過口５５を閉鎖するバルブ全閉位置に設定される。
【００４５】
したがって、ＡＳＶは、ポペットバルブ４を閉弁した際（バルブ全閉時）にバルブ全閉位置に設定され、ポペットバルブ４を開弁した際（バルブ全開時）にバルブ全開位置に設定される。ＡＳＶは、ポペットバルブ４の位置を少なくともバルブ全開位置とバルブ全閉位置との２位置に切り替えることができる。したがって、ポペットバルブ４は、バルブ軸部６が第１の凸部９１及び第２の凸部９２に対して接触、離間することにより、空気通過口５５を開放及び閉鎖することができる。
【００４６】
また、バルブ軸部６の中間部の外周には、バルブ軸部６の摺動部分への粉塵の侵入を防止するための円環状のシールラバー６３が装着されている。さらに、シールラバー６３の上方には、ポペットバルブ４の最大リフト量を規制するストッパとして機能するプレートプレッシャ６４が設置されている。
【００４７】
ＡＳＶは、ポペットバルブ４を開弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置であるアクチュエータを備えている。このアクチュエータは、ハウジング２の筒壁部５１と、通電によって磁力を発生するコイル８を含む電磁石と、この電磁石に吸引されるムービングコア６７とを備えて構成されている。電磁石は、コイル８、ステータコア６５及びヨーク６６を有する。ステータコア６５及びヨーク６６は、コイル８に駆動電力が供給されることにより磁化されて電磁石となる。ステータコア６５は、ムービングコア６７を吸引するための吸引部を有する。
【００４８】
ムービングコア６７は、バルブ軸部６の上部に位置する径小部の外周に圧入固定されている。コイル８に駆動電力が供給されると、ムービングコア６７は磁化されてポペットバルブ４を伴ってストローク方向である軸線方向の下方に移動する。このように、本実施形態は、コイル８とともに磁気回路を形成する複数の磁性体としてステータコア６５、ヨーク６６及びムービングコア６７を設けている。また、コイル８とともに磁気回路を形成する複数の磁性体として、ヨーク６６を廃止し、ステータコア６５及びムービングコア６７のみを設け瑠葉に構成してもよい。また、ステータコア６５を２個以上に分割する構成としてもよい。
【００４９】
コイルスプリング７は、プレートプレッシャ６４とムービングコア６７との間に収容保持されている。コイルスプリング７は、ムービングコア６７に対して、ムービングコア６７をデフォルト位置に戻す方向に付勢力であるスプリング荷重を発生する。また、コイルスプリング７は、ポペットバルブ４及びムービングコア６７に対して、バルブ頭部５をシール部９から離す方向に付勢する付勢力を発生する荷重付与手段として機能する。
【００５０】
コイル８は、樹脂製のコイルボビン６９の外周に、絶縁被膜を施した導線が複数回巻装されている。コイル８は、駆動電力が供給されると磁気吸引力（起磁力）を発生する励磁コイルであり、通電されると周囲に磁束を発生する。この磁束の発生により、ムービングコア６７、ステータコア６５及びヨーク６６が磁化されるため、ムービングコア６７がステータコア６５の吸引部に吸引されてストローク方向（下方）に移動する。また、コイル８及びコイルボビン６９は、筒壁部５１またはヨーク６６の内周とステータコア６５の円筒状部の外周との間に形成される円筒状空間（コイル収納部）に保持されている。
【００５１】
コイル８は、コイルボビン６９の一対の鍔状部間に巻装されたコイル部、及びコイル部より取り出された一対の端末リード線を有する。コイル部の外周側は、樹脂ケースとして機能する樹脂モールド部材によって被覆されて保護されている。コイル８の一対の端末リード線は、一対の外部接続端子であるターミナル７０に、例えば、かしめ、溶接等により電気的に接続されている。一対のターミナル７０の先端部は、樹脂製のコネクタハウジング７１の雄型コネクタ７２内に露出して、外部電源側または電磁弁駆動回路側の雌型コネクタに差し込まれて電気的な接続をなすコネクタピンとして機能する。
【００５２】
次に、閉弁動作の過程で、すなわちバルブ頭部５がバルブシート３に接近する過程でバルブ頭部５の上面に乗った水を下方に落下させる動作メカニズムについて、図３〜図６を参照して説明する。
【００５３】
図３は、バルブ頭部５がバルブシート３に対して離間する開弁状態を示している。この開弁状態では、第２の凸部９２は、バルブ頭部５に接触していない。したがって、２次空気通路３５と連通路５６とは通じている。この状態で、排気から発生した凝縮水等によって、バルブ頭部５の上面に水分（または水滴）、デポジットが付着すると、水等は末広がり部５ｂの傾斜面を流れ落ちるが、水平面をなす外周縁部５ａの上面においては滞留する。滞留した水等は、冷却されることにより氷結してバルブの動作に不具合を生じさせるおそれがある。
【００５４】
図３に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図４に図示するように、第２の凸部９２がバルブ頭部５の上面近くまで接近する。そして、外周縁部５ａの上面に滞留していた水等は、第２の凸部９２に接触し始め、根元部よりもバルブ頭部５の外周縁寄りに位置する先端部によって、バルブ頭部５の外側に向けて掻き出され、その一部がバルブ頭部５から払い落とされるようになる。
【００５５】
図４に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図５に図示するように、第２の凸部９２が外周縁部５ａの上面に接触するようになる。さらに、バルブがリフトして、バルブ頭部５が第２の凸部９２の先端部を上方に押し上げると、先端部は、外側に向けて折り曲がるように弾性変形する。この弾性変形の際に第２の凸部９２は中程で折れ曲がり、その先端部がバルブ頭部５の外周縁近くにまで位置するようになる。第２の凸部９２のこの動きによれば、図４の段階で第２の凸部９２よりも外側において外周縁部５ａの上面に存在していた水滴等の多くを、バルブ頭部５から脱落させることができる。
【００５６】
さらに、図５に図示する状態からバルブがリフトして閉弁動作が進行すると、図６に図示するように、第１の凸部９１が外周縁部５ａの上面に接触し、第１の凸部９１と第２の凸部９２とで二重のシール構造を形成する。このとき、第２の凸部９２は、根元部から折れ曲がるため、図５に図示する状態よりも、先端部が外側に位置するように大きく弾性変形する。これにより、バルブの全閉状態に達して２次空気通路３５と連通路５６とが遮断される。
【００５７】
このようにバルブの閉弁動作が完了して全閉状態であるとき、第２の凸部９２は、その先端がバルブ頭部５の外周端面に一致する位置または当該外周端面よりも外側に位置するように最大限に弾性変形する。第２の凸部９２のこの動きにより、図５の段階で外周端面付近のバルブ頭部５の上面にまだ残っていた水滴等をバルブ頭部５から脱落させることができる。第１実施形態の２次空気制御弁１によれば、バルブの閉弁動作の際に、バルブ頭部５の上面に滞留した水滴等の異物を、シール部９においてリップ形状をなす第２の凸部９２を弾性変形させることで、バルブ頭部５の上面から滑り落として除去することができる。
【００５８】
次に、第１実施形態の流体制御弁装置がもたらす作用効果について説明する。流体制御弁装置は、バルブシート３に対して上移動して閉弁し下移動して開弁することで空気通過口５５を開閉可能なバルブ頭部５と、バルブシート３に設けられ閉弁時にバルブシート３に接触して空気通過口５５の流体通過を遮断するシール部９と、を備える。シール部９は、バルブシート３に対向する側であって下方を向いた表面からバルブ頭部５の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部９１と、第１の凸部９１の周りに設けられ、第１の凸部９１よりも下方に突出する第２の凸部９２とを有する。
【００５９】
この構成によれば、バルブ頭部５に対して弁部を上方に移動させて閉弁動作を行う際に、まず、第２の凸部９２がバルブ頭部５に接触して弾性変形し始める。さらに閉弁動作が進行すると、バルブ頭部５によって第２の凸部９２が折れ曲がってさらに大きく弾性変形することにより、第２の凸部９２の広範囲においてバルブ頭部５の上面に存在している水等の異物を掻きだすことが可能となる。そして、さらに閉弁動作が進行して第１の凸部９１がバルブ頭部５に接触して弾性変形すると、空気通過口５５を通過する流体流れが遮断されて閉弁動作が完了し、第２の凸部９２はさらにバルブ頭部５の広範囲において異物を掻きだすように最大限に弾性変形する。シール部９によれば、バルブ頭部５の上面に乗っている滞留した異物を閉弁動作の過程でバルブ頭部５から落下させて効果的に除去することができる。
【００６０】
このようにバルブの閉弁動作毎に、異物の除去機能を発揮可能な流体制御弁装置を提供できる。したがって、第１実施形態の流体制御弁装置によれば、弁体の固着や氷結を抑制できる。
【００６１】
また、第１実施形態の流体制御弁装置によれば、シール部９を上方のバルブシート３に設けることで、バルブ頭部５の外表面をフラットに形成することができる。これにより、バルブ頭部５を水等の異物が滞留しにくい形状に形成でき、弁体の固着や氷結の抑制に寄与する。
【００６２】
また、第２の凸部９２は、その先端部が根元部よりもバルブ頭部５の外周縁寄りに位置するように下方に延びる形状である。これによれば、閉弁動作時に、第２の凸部９２がその先端部を外側に向けて大きく弾性変形することになる。さらに第２の凸部９２をバルブ頭部５の広範囲において異物を外側に向けて掻きだすように弾性変形させることができるので、一層の異物掻き出し効果を発揮することができる。
【００６３】
また、第２の凸部９２は、第１の凸部９１の周囲全周に環状に突出することが好ましい。この構成によれば、第２の凸部９２は、閉弁過程で、バルブ頭部５の上面に乗っている滞留した異物を掻きだす作用と、閉弁時にバルブ頭部５とバルブシート３との隙間を封止するシール作用との両方を実現できる。これにより、異物の除去効果と二重のシール部の形成とが得られる流体制御弁装置を提供できる。
【００６４】
また、バルブ頭部５は、第２の凸部９２よりもバルブ頭部５の中心軸寄りとなる位置に、下方に向けて末広がり状に傾斜する上面を備える。これによれば、バルブ頭部５の中心軸寄りとなる位置に水等の異物が付着した場合に、異物を末広がり状に傾斜する上面によって、外側に滑り落とすことが可能である。このように外側に滑り落ちた異物は、閉弁動作時に第２の凸部９２による掻き出し作用によって、バルブ頭部５から落下するため、バルブ頭部５の広範囲にわたって、異物を除去可能な流体制御弁装置を提供できる。
【００６５】
また、第２の凸部９２は、第１の凸部９１よりも薄い肉厚で形成されている。これによれば、閉弁完了時に、第１の凸部９１を弾性変形させるバルブ頭部５からの外力と同じ荷重が第２の凸部９２にもかかるため、薄肉の第２の凸部９２を大きく弾性変形させることが可能である。したがって、第２の凸部９２による一層の異物掻き出し効果を発揮させることができる。
【００６６】
また、第１の凸部９１がバルブ頭部５に接触して弾性変形する閉弁時に、第２の凸部９２は、その先端が少なくともバルブ頭部５の外周端面に達するように弾性変形する。これによれば、閉弁完了時に、第２の凸部９２によってバルブ頭部５の外周端面に至るまでの広範囲にわたって、異物をバルブ頭部５の上面から異物を掻きだすことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態のポペットバルブ４の他の形態であるポペットバルブ１０４について図７〜図１０を参照して説明する。各図において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。
【００６８】
ポペットバルブ１０４が有するバルブ頭部１０５は、バルブ軸部６の軸線方向の下端部にバルブ軸部６よりも外径が大きくなるように円盤状をなしている。したがって、バルブ頭部５は、その外径寸法が空気通過口５５よりも大きく、シール部９に向かい合う側の表面、すなわち上面がバルブ軸部６の軸線に対して垂直である平面をなす。ポペットバルブ１０４は、逆Ｔ字状の縦断面形状を有する。
【００６９】
次に、閉弁動作の過程で、すなわちバルブ頭部１０５がバルブシート３に接近する過程でバルブ頭部１０５の上面に乗った水を下方に落下させる動作メカニズムについて、図７〜図１０を参照して説明する。
【００７０】
図７は、バルブ頭部５がバルブシート３に対して離間する開弁状態を示している。この開弁状態では、第２の凸部９２は、バルブ頭部１０５に接触していない。したがって、２次空気通路３５と連通路５６とは通じている。この状態で、排気から発生した凝縮水等によって、バルブ頭部１０５の上面に水分（または水滴）、デポジットが付着すると、水等は水平面をなすバルブ頭部５の上面に滞留する。
【００７１】
図７に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図８に図示するように、第２の凸部９２がバルブ頭部１０５の上面近くまで接近する。そして、バルブ頭部１０５の上面に滞留していた水等の一部は、第２の凸部９２に接触し始め、第２の凸部９２の先端部によってバルブ頭部１０５の外側に向けて掻き出され、その一部がバルブ頭部１０５から払い落とされるようになる。
【００７２】
図８に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図９に図示するように、第２の凸部９２がバルブ頭部１０５のフラットな上面に接触するようになる。さらに、バルブがリフトして、バルブ頭部１０５が第２の凸部９２の先端部を上方に押し上げると、先端部は、外側に向けて折り曲がるように弾性変形する。この弾性変形の際に第２の凸部９２は中程で折れ曲がり、その先端部がバルブ頭部１０５の外周縁近くにまで位置するようになる。第２の凸部９２のこの動きによれば、図８の段階で第２の凸部９２よりも外側においてバルブ頭部１０５の上面に存在していた水滴等の多くを、バルブ頭部１０５から脱落させることができる。
【００７３】
さらに、図９に図示する状態からバルブがリフトして閉弁動作が進行すると、図１０に図示するように、第１の凸部９１がバルブ頭部１０５のフラットな上面に接触し、第１の凸部９１と第２の凸部９２とで二重のシール構造を形成する。このとき、第２の凸部９２は、根元部から折れ曲がるため、図９に図示する状態よりも、先端部が外側に位置するように大きく弾性変形する。これにより、バルブの全閉状態に達して２次空気通路３５と連通路５６とが遮断される。
【００７４】
このようにバルブの閉弁動作が完了して全閉状態であるとき、第２の凸部９２は、その先端がバルブ頭部１０５の外周端面に一致する位置または当該外周端面よりも外側に位置するように最大限に弾性変形する。第２の凸部９２のこの動きにより、図９の段階で外周端面付近のバルブ頭部１０５の上面にまだ残っていた水滴等をバルブ頭部１０５から脱落させることができる。第２実施形態の２次空気制御弁によれば、バルブの閉弁動作の際に、バルブ頭部１０５の上面に滞留した水滴等の異物を、リップ形状をなす第２の凸部９２を弾性変形させることで、バルブ頭部１０５のフラットな上面から滑り落として除去することができる。
【００７５】
第２実施形態の流体制御弁装置によれば、第１の凸部９１がバルブ頭部１０５のフラットな上面に接触してシールするため、バルブ軸部６の中心位置がずれて組付けされたり、何らかの原因により偏心した場合でも、シール力が低下することを回避できる。また、この流体制御弁装置によれば、バルブの調心機能を、例えば首振り機構が不要となる装置を提供できる。
【００７６】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態のポペットバルブ４の他の形態であるポペットバルブ２０４について図１１〜図１４を参照して説明する。各図において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第３実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。
【００７７】
ポペットバルブ２０４は、円柱状のバルブ軸部６と、バルブ軸部６の下部に位置し空気通過口５５を覆う大きさを有する鍔状またはフランジ状のバルブ頭部２０５と、を一体に有して構成されている。バルブ頭部２０５は、末広がり部５ｂと、末広がり部５ｂよりも下部に位置し末広がり部５ｂよりも大きい外径寸法である外周縁部５ａ１と、を備えて構成される。バルブ頭部２０５は、第１実施形態のバルブ頭部５に対して、外周縁の上面側に傾斜面５ａ１１が形成された外周縁部５ａ１を備えることが相違している。
【００７８】
外周縁部５ａ１の上面は、末広がり部５ｂの上面である傾斜面の最下部から径外方向に延びるフラットな面と、このフラットな面の最外側部から外周縁部５ａ１の外周端面まで延びる傾斜面５ａ１１とによって構成されている。傾斜面５ａ１１は、末広がり部５ｂと同様に、下方に向けて末広がり状となる面を形成する。つまり、外周縁部５ａ１は、上面側の角部が面取りされた外形形状となっている。また、シール部９の第２の凸部９２は、バルブ頭部５がバルブシート３に着座していないバルブフリー時の自然状態において、外周縁部５ａ１のフラットな面に対向する位置に設定されている。
【００７９】
次に、閉弁動作の過程で、すなわちバルブ頭部２０５がバルブシート３に接近する過程でバルブ頭部２０５の上面に乗った水を下方に落下させる動作メカニズムについて、図１１〜図１４を参照して説明する。
【００８０】
図１１は、バルブ頭部２０５がバルブシート３に対して離間する開弁状態を示している。この開弁状態では、第２の凸部９２は、バルブ頭部２０５に接触していない。したがって、２次空気通路３５と連通路５６とは通じている。この状態で、排気から発生した凝縮水等によって、バルブ頭部２０５の上面に水（または水滴）、デポジットが付着すると、水等は末広がり部５ｂの傾斜面を流れ落ちるが、外周縁部５ａ１の上面のフラット部分においては滞留する。滞留した水等は、冷却されることにより氷結してバルブの動作に不具合を生じさせるおそれがある。
【００８１】
図１１に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図１２に図示するように、第２の凸部９２がバルブ頭部２０５の上面近くまで接近する。そして、外周縁部５ａ１のフラットな上面部分に滞留していた水等は、第２の凸部９２に接触し始め、根元部よりもバルブ頭部２０５の外周縁寄りに位置する先端部によって、バルブ頭部２０５の外側に向けて掻き出される。このとき、傾斜面５ａ１１に達した水等は、傾斜面５ａ１１を流れ落ちる。
【００８２】
図１２に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図１３に図示するように、第２の凸部９２が外周縁部５ａ１のフラットな上面部分に接触するようになる。さらに、バルブがリフトして、当該フラットな上面部分が第２の凸部９２の先端部を上方に押し上げると、先端部は、外側に向けて折り曲がるように弾性変形する。この弾性変形の際に第２の凸部９２は中程で折れ曲がり、その先端部が当該フラットな上面部分の最外側部付近にまで位置するようになる。これにより、図１２の段階でバルブ頭部２０５の上面に存在していた水滴等は、傾斜面５ａ１１に達し、傾斜面５ａ１１を滑り落ちて除去される。
【００８３】
さらに、図１３に図示する状態からバルブがリフトして閉弁動作が進行すると、図１４に図示するように、第１の凸部９１が外周縁部５ａ１のフラットな上面部分に接触し、第１の凸部９１と第２の凸部９２とで二重のシール構造を形成する。このとき、第２の凸部９２は、根元部から折れ曲がるため、図１３に図示する状態よりも、先端部が外側に位置するように大きく弾性変形する。これにより、バルブの全閉状態に達して２次空気通路３５と連通路５６とが遮断される。
【００８４】
このようにバルブの閉弁動作が完了して全閉状態であるとき、第２の凸部９２は、その先端が傾斜面５ａ１１に達する位置まで最大限に弾性変形する。第３実施形態の２次空気制御弁によれば、バルブの閉弁動作の際に、バルブ頭部２０５の上面に滞留した水滴等の異物を、リップ形状をなす第２の凸部９２を弾性変形させることで、バルブ頭部２０５の上面から滑り落として除去することができる。
【００８５】
第３実施形態によれば、バルブ頭部２０５は、外周縁の上面側に、下方に向けて末広がり状となる傾斜面５ａ１１を有する。この構成によれば、バルブ頭部２０５の外周縁付近の異物を傾斜面５ａ１１によって、外側に滑り落とすことが可能である。仮に第２の凸部９２の掻き出し作用によって、落下させられなかった異物でも、バルブ頭部２０５の外周縁付近まで移動させることができれば、バルブ頭部２０５から落下させることができる。したがって、流体制御弁装置の異物除去性能を向上させることができる。
【００８６】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態のポペットバルブ４の他の形態であるポペットバルブ３０４について図１５〜図１８を参照して説明する。各図において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第４実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものは、第１実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。
【００８７】
ポペットバルブ３０４は、円柱状のバルブ軸部６と、バルブ軸部６の下部に位置し空気通過口５５を覆う大きさを有する鍔状またはフランジ状のバルブ頭部３０５と、を一体に有して構成されている。バルブ頭部３０５は、末広がりの縦断面形状を有し、下方に向けて末広がり状となる傾斜面５ｃを含む上面を形成する。この末広がり状となる傾斜面５ｃは、バルブ軸部６の下部からバルブ頭部３０５の外周縁まで連続して形成されている。したがって、末広がり状となる傾斜面５ｃにおける最上部は、外周縁部よりも高い位置にある。このように、バルブ頭部３０５は、第１実施形態のバルブ頭部５に対して、水平面となる上面部分を有していないことが相違する。
【００８８】
次に、閉弁動作の過程で、すなわちバルブ頭部３０５がバルブシート３に接近する過程でバルブ頭部３０５の上面に乗った水を下方に落下させる動作メカニズムについて、図１５〜図１８を参照して説明する。
【００８９】
図１５は、バルブ頭部３０５がバルブシート３に対して離間する開弁状態を示している。この開弁状態では、第２の凸部９２は、バルブ頭部３０５に接触していない。したがって、２次空気通路３５と連通路５６とは通じている。この状態で、排気から発生した凝縮水等によって、バルブ頭部３０５の上面に水（または水滴）、デポジットが付着すると、水等は傾斜面５ｃを流れ落ちるが、すべてが流れ落ちず傾斜面５ｃに留まるものが存在する。ポペットバルブ３０４は、特にバルブ頭部３０５の外周縁近くで留まる水滴に対して除去効果を発揮する。滞留した水等は、冷却されることにより氷結してバルブの動作に不具合を生じさせるおそれがある。
【００９０】
図１５に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図１６に図示するように、第２の凸部９２がバルブ頭部３０５の上面近くまで接近する。そして、傾斜面５ｃに滞留していた水等は、第２の凸部９２に接触し始め、根元部よりもバルブ頭部３０５の外周縁寄りに位置する先端部によって、バルブ頭部３０５の外側に向けて掻き出され、その一部がバルブ頭部３０５から払い落とされるようになる。
【００９１】
図１６に図示する状態からさらに閉弁動作が進行すると、図１７に図示するように、第２の凸部９２が傾斜面５ｃに接触するようになる。さらに、バルブがリフトして、傾斜面５ｃが第２の凸部９２の先端部を上方に押し上げると、先端部は、外側に向けて折り曲がるように弾性変形する。この弾性変形の際に第２の凸部９２は中程で折れ曲がるようになり、さらに傾斜面５ｃ上の水等を払い落とす作用を発揮する。
【００９２】
さらに、図１７に図示する状態からバルブがリフトして閉弁動作が進行すると、図１８に図示するように、第１の凸部９１が外周縁部５ａ１の傾斜面５ｃに接触し、第１の凸部９１と第２の凸部９２とで二重のシール構造を形成する。このとき、第２の凸部９２は、根元部から折れ曲がるため、図１７に図示する状態よりも、先端部が外側に位置するように大きく弾性変形する。これにより、バルブの全閉状態に達して２次空気通路３５と連通路５６とが遮断される。
【００９３】
このようにバルブの閉弁動作が完了して全閉状態であるとき、第２の凸部９２は、その先端が傾斜面５ａ１１に達する位置まで最大限に弾性変形するように構成してもよい。第４実施形態の２次空気制御弁によれば、バルブの閉弁動作の際に、バルブ頭部３０５の上面に滞留した水滴等の異物を、リップ形状をなす第２の凸部９２を弾性変形させることで、バルブ頭部３０５の上面から滑り落として除去することができる。
【００９４】
第４実施形態によれば、バルブ頭部３０５は、上面全体に、下方に向けて末広がり状となる傾斜面５ｃを有する。この構成によれば、バルブ頭部３０５の上面に水等の異物が付着した場合に、上面全体に形成された傾斜面５ｃによって異物を外側に滑り落とすことが可能である。このように外側に滑り落ちた異物は、さらに閉弁動作時に第２の凸部９２による掻き出し作用によって、バルブ頭部５から落下するため、バルブ頭部５の広範囲にわたって、異物を除去可能な流体制御弁装置を提供できる。
【００９５】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００９６】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９７】
上記の実施形態において開示する第２の凸部９２は、第１の凸部９１の外側全周を取り囲むように設けられる環状の凸部であることに限定されない。第２の凸部９２は、第１の凸部９１の外側を完全に囲む形態ばかりでなく、例えば、第１の凸部９１の外側に部分的に配される形態であっても、バルブ頭部の上面に付着する水等の異物を閉弁時に払い落とす機能を発揮する。
【００９８】
例えば、第２の凸部９２は、第１の凸部９１の外側全周にわたって、複数個設けられる形態でもよい。複数個の第２の凸部９２は、第１の凸部９１の外側全周に、所定の間隔や所定の角度ピッチで設けられる形態でもよい。また、第２の凸部９２は、第１の凸部９１の外側全周にわたって環状に設けられているが、所々でスリット状が設けられて凸部が形成されておらず、部分的に凸部が分断された環状形状でもあってもよい。
【００９９】
上記実施形態の第２の凸部９２は、その根元部が先端部よりも厚い肉厚で形成されていることが好ましい。また、第２の凸部９２は、根元部から先端部にかけて、徐々に肉厚が薄くなる形態であってもよいし、段階的に薄くなる形態でもよい。これによれば、閉弁動作の過程で、バルブ頭部に押し上げられたときに、第２の凸部９２は肉厚の薄い先端部が外側に大きく弾性変形しやすくなる。したがって、バルブ頭部上の水等の異物を払い落とすように第２の凸部９２を大きく弾性変形させることができる。
【符号の説明】
【０１００】
２…ハウジング
３…バルブシート（弁座）
５、１０５、２０５、３０５…バルブ頭部（弁部）
９…シール部
９０…シール部表面（表面）
９１…第１の凸部
９２…第２の凸部
【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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【図１８】
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