(57)【要約】【課題】周囲の温度変化に影響されず、弁体とバルブシート面との間の安定したシール性を確保することが可能な流量制御バルブを提供する。【解決手段】流体通路内にて回動する弁体４０と、流体通路の内周面にて回動軸４１を境にして弁体４０の一方の片翼の表面に当接する第二傾斜端面２２ａと、他方の片翼の裏面に当接する第三傾斜端面３１ａとを備え、弁体４０は、外縁部に沿って表面側に凸設する表側凸設部位４２Ａと、裏面側に凸設する裏側凸設部位４２Ｂとを有し、表・裏側凸設部位４２Ａ・４２Ｂを介して第二・第三傾斜端面２２ａ・３１ａと各々線接触し、回動軸心Ｚａ方向の断面視にて、第二傾斜端面２２ａは回動軸心Ｚａと、表側凸設部位４２Ａと第二傾斜端面２２ａとの接触部ａ１と、を含む仮想傾斜面Ｐ１に則し、第三傾斜端面３１ａは回動軸心Ｚａと、裏側凸設部位４２Ｂと第三傾斜端面３１ａとの線接触部とを含む仮想傾斜面Ｐ１に則する。【選択図】図１
2017106500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路を有するハウジングと、
該ハウジングの流体通路内において回動可能に支持される円板形状の弁体と、
前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって前記弁体の回動軸を境にして前記弁体の一方の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート面、および前記弁体の他方の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート面と、
を備える流量制御バルブであって、
前記弁体は、
外縁部に沿って表面側に凸設する環状の第一凸設部位、および裏面側に凸設する環状の第二凸設部位を有するとともに、
前記第一凸設部位および前記第二凸設部位を介して前記第一バルブシート面および前記第二バルブシート面と各々線接触にて当接し、
前記回動軸の軸心方向の断面視において、
前記第一バルブシート面は、
前記回動軸の軸心と、
前記第一凸設部位と前記第一バルブシート面との線接触部と、
を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されるとともに、
前記第二バルブシート面は、
前記回動軸の軸心と、
前記第二凸設部位と前記第二バルブシート面との線接触部と、
を同時に含む仮想傾斜面に則して形成される、
ことを特徴とする流量制御バルブ。
【請求項２】
流体通路を有するハウジングと、
該ハウジングの流体通路内において回動可能に支持される円板形状の弁体と、
前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって前記弁体の回動軸を境にして前記弁体の一方の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート部位、および前記弁体の他方の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート部位と、
を備える流量制御バルブであって、
前記弁体は、
外縁部に沿って表面側に凸設する環状の第一凸設部位、および裏面側に凸設する環状の第二凸設部位を有するとともに、
前記第一凸設部位の端面および前記第二凸設部位の端面を介して前記第一バルブシート部位および第二バルブシート部位と各々線接触にて当接し、
前記回動軸の軸心方向の断面視において、
前記第一凸設部位の端面は、
前記回動軸の軸心と、
前記第一凸設部位と前記第一バルブシート部位との線接触部と、
を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されるとともに、
前記第二凸設部位の端面は、
前記回動軸の軸心と、
前記第二凸設部位と前記第二バルブシート部位との線接触部と、
を同時に含む仮想傾斜面に則して形成される、
ことを特徴とする流量制御バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）等における高温流体の流通経路において、当該高温流体の流量を制御する流量制御バルブの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流量制御バルブの一つとしてバタフライバルブが知られている。
前記バタフライバルブは一般的に、流体の流通経路（流体通路）の内周面に沿って形成された段差からなるバルブシート面と、外縁部が傾斜状または断面視円弧状に形成された弁体とを備え、弁体が外縁部を介してバルブシート面に線接触することにより流体通路が閉鎖するように構成されている（例えば、「特許文献１」を参照）。
そして、このような構成からなるバタフライバルブにおいては、熱による構成部品の寸法変化によって、弁体とバルブシート面との線接触部分に隙間が生じ易く、当該隙間より流体の漏れ（以下、「シート漏れ」と記載する）が発生しやすい構成となっていた。
【０００３】
ここで、比較的温度の低い流体を流通させる場合であれば、ゴム等の弾性部材によって弁体を形成して弁体とバルブシート面との密着性を高めたり（例えば、「特許文献２」を参照）、またはスプリング部材等の付勢部材によってバルブシート面に弁体を押し付けたりすることにより、「シート漏れ」を抑制することが可能である。
しかしながら、例えば６００℃〜７００℃の排気ガスを流通させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブのような、高温の流体制御用のバタフライバルブにおいては、ゴムやスプリング部材などの耐熱性の低い部品を「シート漏れ」の抑制のために使用することが困難である。
【０００４】
そこで、熱による構成部品の寸法変化の影響を極力低減させるために、弁体の表裏両面の外縁部をバルブシート面に面接触させることで、流体通路を閉鎖する構造（所謂ステップタイプバルブ）からなるバタフライバルブが、「特許文献３」によって開示されている。
即ち、前記「特許文献３」においては、流体通路を設けたハウジングと、前記ハウジングに固定した軸受け部材により回転自在に保持される支持軸（バルブ軸）と、前記支持軸を挿通する貫通孔（バルブ軸挿通穴）を有し、前記支持軸と一体に回動する略円形状の弁体（バルブ）と、前記流体通路の内周面に沿って設けた段差であって、前記貫通孔を境にした前記弁体の片翼の表面に当接する半円弧状の第一のバルブシート面（シート部）、およびもう一方の片翼の裏面に当接する半円弧状の第二のバルブシート面を有するバルブシートとを備え、前記弁体の厚みは、前記第一のバルブシート面から前記第二のバルブシート面までのシート間距離より小さいことを特徴とするバタフライバルブが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６３７２３号公報
【特許文献２】特開平６−１７９４５号公報
【特許文献３】特許第５２７９９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記「特許文献３」におけるバタフライバルブによれば、弁体の厚みを、第一のバルブシート面から第二のバルブシート面までのシート間距離より小さくすることにより、例え熱膨張の影響によって、弁体や第一・第二バルブシート等に寸法のばらつきが発生したとしても、弁体とバルブシートとの間の隙間を小さくできるので、「シート漏れ」の抑制を図ることが可能であると思われる。
【０００７】
しかしながら、このような構成からなる従来のバタフライバルブであっても、弁体の半径方向における熱膨張の影響については許容できるものの、厚み方向における熱膨張の影響を許容することが困難であり、周囲の温度変化に伴い「シート漏れ」による流体の漏れ量は変化する。
従って、前記バタフライバルブにおいて、周囲の温度変化に影響されることなく、弁体とバルブシート面との間における安定したシール性を確保することができるか否か疑問が残る。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を鑑みてなされたものであり、周囲の温度変化に影響されることなく、弁体とバルブシート面との間における安定したシール性を確保することが可能な流量制御バルブ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】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、本発明に係る流量制御バルブは、流体通路を有するハウジングと、該ハウジングの流体通路内において回動可能に支持される円板形状の弁体と、前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって前記弁体の回動軸を境にして前記弁体の一方の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート面、および前記弁体の他方の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート面と、を備える流量制御バルブであって、前記弁体は、外縁部に沿って表面側に凸設する環状の第一凸設部位、および裏面側に凸設する環状の第二凸設部位を有するとともに、前記第一凸設部位および前記第二凸設部位を介して前記第一バルブシート面および前記第二バルブシート面と各々線接触にて当接し、前記回動軸の軸心方向の断面視において、前記第一バルブシート面は、前記回動軸の軸心と、前記第一凸設部位と前記第一バルブシート面との線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されるとともに、前記第二バルブシート面は、前記回動軸の軸心と、前記第二凸設部位と前記第二バルブシート面との線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成からなる流量制御バルブによれば、たとえハウジングの流体通路内の温度が上昇して弁体が熱膨張を引き起こしたとしても、当該弁体は、回転軸心を中心として周囲に向かって均等に膨出することから、第一凸設部位は常に仮想斜面に沿って膨出することとなり、また第二凸設部位も常に仮想斜面に沿って膨出することとなる。
つまり、第一凸設部位と第一バルブシート面との線接触部は、常に仮想斜面に沿って移動することとなり、また第二凸設部位と第二バルブシート面との線接触部も、常に仮想斜面に沿って移動することとなり、これらの線接触部における密接度合を常に堅固に保持することが可能となる。
従って、本発明における流量制御バルブにおいては、弁体の熱膨張による影響を受けることなく、第一バルブシート面および第二バルブシート面と、弁体との間における流体の「シート漏れ」の防止を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る流量制御バルブは、流体通路を有するハウジングと、該ハウジングの流体通路内において回動可能に支持される円板形状の弁体と、前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって前記弁体の回動軸を境にして前記弁体の一方の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート部位、および前記弁体の他方の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート部位と、を備える流量制御バルブであって、前記弁体は、外縁部に沿って表面側に凸設する環状の第一凸設部位、および裏面側に凸設する環状の第二凸設部位を有するとともに、前記第一凸設部位の端面および前記第二凸設部位の端面を介して前記第一バルブシート部位および第二バルブシート部位と各々線接触にて当接し、前記回動軸の軸心方向の断面視において、前記第一凸設部位の端面は、前記回動軸の軸心と、前記第一凸設部位と前記第一バルブシート部位との線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されるとともに、前記第二凸設部位の端面は、前記回動軸の軸心と、前記第二凸設部位と前記第二バルブシート部位との線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面に則して形成されることを特徴とする。
【００１３】
このような構成からなる流量制御バルブによれば、たとえハウジングの流体通路内の温度が上昇して弁体が熱膨張を引き起こしたとしても、当該弁体は、回転軸心を中心として周囲に向かって均等に膨出することから、第一凸設部位は常に仮想斜面に沿って膨出することとなり、また第二凸設部位も常に仮想斜面に沿って膨出することとなる。
つまり、第一凸設部位の端面と第一バルブシート部位との線接触部は、常に仮想斜面に沿って移動することとなり、また第二凸設部位の端面と第二バルブシート部位との線接触部も、常に仮想斜面に沿って移動することとなり、これらの線接触部における密接度合を常に堅固に保持することが可能となる。
従って、本発明における流量制御バルブにおいては、弁体の熱膨張による影響を受けることなく、第一バルブシート部位および第二バルブシート部位と、弁体との間における流体の「シート漏れ」の防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る流量制御バルブによれば、周囲の温度変化に影響されることなく、弁体とバルブシートとの間における安定したシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る流量制御バルブの全体的な構成を示した断面図。
【図２】ハウジングに嵌挿された第一スリーブおよび第二スリーブの構成を示した断面図。
【図３】弁体と座面との接触箇所の近傍を示した拡大端面断面図。
【図４】別実施形態に係る流量制御バルブの全体的な構成を示した断面図。
【図５】別実施形態における、弁体と座面との接触箇所の近傍を示した拡大端面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、図１乃至図５を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１乃至図３の上下方向を流量制御バルブ１の上下方向、また図４および図５の上下方向を流量制御バルブ１０１の上下方向と規定して記述する。
また、図１乃至図５においては、矢印Ａの方向を、流体の流通方向と規定して記述する。
【００１７】
［流量制御バルブ１］
先ず、本発明を具現化する流量制御バルブ１の全体構成について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１８】
本実施形態における流量制御バルブ１は、所謂バタフライバルブとして構成されるものであり、図１に示すように、例えば自動車のＥＧＲにおいて、図示せぬ吸気管と排気管とを連通させるガス通路２の中途部に配設される。
【００１９】
流量制御バルブ１は、円筒形状のハウジング１０を備え、ハウジング１０の内部には、流体の流通方向（図１中の矢印Ａの方向）の上流側より下流側に向かって挿設される上流側スリーブ２０、同じく下流側より上流側に向かって挿設される下流側スリーブ３０、およびこれらの上流側スリーブ２０や下流側スリーブ３０に内装される弁体４０などが配設される。
【００２０】
ここで、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０は、互いに同等な形状をもって構成される。
よって、以下の説明においては、主に上流側スリーブ２０について記載し、下流側スリーブ３０についての詳細な記載は省略する。
【００２１】
上流側スリーブ２０は、略円筒形状に形成されるとともに、軸心Ｇａを含む仮想水平面を境にして分割された二分割構造をもって構成される。
具体的には図２に示すように、上流側スリーブ２０は、例えば軸心Ｇａに対して上側に位置する第一上流側スリーブ２１と、同じく下側に位置する第二上流側スリーブ２２とにより構成される。
【００２２】
第一上流側スリーブ２１において、その内周部の半径Ｒ１は、弁体４０の半径ｄ１（図３を参照）に比べて大きくなるように設定されている（Ｒ１＞ｄ１）。
また、第二上流側スリーブ２２において、その内周部の半径Ｒ２は、弁体４０の半径ｄ１に比べて小さくなるように設定されている（Ｒ２＜ｄ１）。
【００２３】
そして、これらの第一上流側スリーブ２１および第二上流側スリーブ２２における軸心方向の一端面（本実施形態においては、下流側の端面）には、同一の傾斜角度を有しつつ同一の仮想傾斜面上に位置する第一傾斜端面２１ａおよび第二傾斜端面２２ａが各々形成されている。
このような構成からなる上流側スリーブ２０は、第一傾斜端面２１ａおよび第二傾斜端面２２ａを下流側に向けつつ、ハウジング１０の内周部に上流側より嵌設される。
【００２４】
一方、下流側スリーブ３０は、軸心Ｇａに対して上側に位置する第三下流側スリーブ３１と、同じく下側に位置する第四下流側スリーブ３２とにより構成され、第三傾斜端面３１ａおよび第四傾斜端面３２ａを上流側に向けつつ、ハウジング１０の内周部に下流側より嵌設される。
【００２５】
そして、第三下流側スリーブ３１において、その内周部の半径Ｒ３は、弁体４０の半径ｄ１に比べて小さくなるように設定されている（Ｒ３＜ｄ１）。
また、第四下流側スリーブ３２において、その内周部の半径Ｒ４は、弁体４０の半径ｄ１に比べて大きくなるように設定されている（Ｒ４＞ｄ１）。
【００２６】
なお、前述したように、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０は、互いに同等な形状からなり、第一上流側スリーブ２１と第四下流側スリーブ３２、および第二上流側スリーブ２２と第三下流側スリーブ３１は、互いに同等な形状からなる。
即ち、第一上流側スリーブ２１の内周部の半径Ｒ１と、第四下流側スリーブ３２の内周部の半径Ｒ４とは同等な大きさからなり（Ｒ１＝Ｒ４）、第二上流側スリーブ２２の内周部の半径Ｒ２と、第三下流側スリーブ３１の内周部の半径Ｒ３とは同等な大きさからなる（Ｒ２＝Ｒ３）。
【００２７】
このような構成からなる上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０は、ハウジング１０の内周部において、外周面を介して各々嵌設されるともに、互いに端面（より具体的には、第一上流側スリーブ２１の第一傾斜端面２１ａと第三下流側スリーブ３１の第三傾斜端面３１ａ、および第二上流側スリーブ２２の第二傾斜端面２２ａと第四下流側スリーブ３１の第三傾斜端面３１ａ）を介して向き合い、衝突させて配置される。
そして、後述するように、上流側スリーブ２０における第二傾斜端面２２ａ、および下流側スリーブ３０における第三傾斜端面３１ａは、弁体４０の外縁部と当接するバルブシート面として構成される。
【００２８】
ところで、ハウジング１０において、軸心Ｇａとの直交方向且つ水平方向の両側部には、一対（図２においては、断面図であるため一個のみ記載）の第一軸孔１１・１１が穿孔されている。
また、上流側スリーブ２０の第一・第二傾斜端面２１ａ・２２ａ、および下流側スリーブ３０の第三・第四傾斜端面３１ａ・３２ａには、各々の第一軸孔１１と同軸上、且つ第一軸孔１１の形状に即した略半円形状の凹部２３・３３が形成されている。
【００２９】
そして、後述するように、弁体４０には、一対の回動軸４１・４１が同軸上に形成されており、当該回動軸４１が第一軸孔１１および凹部２３・３３に対して同時に挿通することで、弁体４０は、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０の内周部において回動可能に支持される。
【００３０】
以上のような構成からなる上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０においては、本実施形態のものに限定されることはなく、たとえば、第一上流側スリーブ２１および第二上流側スリーブ２２の一体構造として上流側スリーブ２０が構成されることとしてもよいし（または、第三下流側スリーブ３１および第四下流側スリーブ３２の一体構造として下流側スリーブ２０が構成されることとしてもよいし）、または、これらの上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０を備えることなく、ハウジング１０の内周面に、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０の形状を直接形成することとしてもよい。
【００３１】
次に、弁体４０について説明する。
図１において、弁体４０は円盤形状に形成され、その外縁部には一対（図１においては、断面図であるため一本のみ記載）の回動軸４１・４１が、互いに一直線状、且つ半径方向に延出するようにして敷設される。
【００３２】
そして前述したように、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０の内周部において、弁体４０は、回動軸４１・４１を介して第一軸孔１１および凹部２３・３３に挿通され、回動可能に支持されるとともに、当該回動軸４１が図示せぬ駆動手段と連結される。
これにより、前記駆動手段によって回動軸４１を回動させることで、弁体４０は、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０の内周部を開閉することとなり、流量制御バルブ１における開度（即ち、上流側および下流側スリーブ２０・３０と弁体４０との間の隙間）を、任意に変更可能な構成となっている。
【００３３】
弁体４０の表面（例えば、本実施形態においては上流側の面）および裏面（例えば、本実施形態においては下流側の面）には、外縁部に沿って凸設する環状の凸設部位４２・４２が形成される。
【００３４】
そして、弁体４０が「閉」の状態、即ち、ハウジング１０の軸心Ｇａに対して直交する状態にある場合、弁体４０の表面側の凸設部位４２（以下、適宜「表側凸設部位４２Ａ」と記載する）は、第一凸設部位として上流側スリーブ２０の第二傾斜端面２２ａと線接触にて当接し、且つ裏面側の凸設部位４２（以下、適宜「裏側凸設部位４２Ｂ」と記載する）は、第二凸設部位として下流側スリーブ３０の第三傾斜端面３１ａと線接触にて当接する。
【００３５】
このように、本実施形態における流量制御バルブ１は、上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０を介して流体通路を形成するハウジング１０と、ハウジング１０の流体通路（上流側スリーブ２０および下流側スリーブ３０）内において回動可能に支持される円板形状の弁体４０と、前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって弁体４０の回動軸４１を境にして弁体４０の一方（本実施形態においては、下方）の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート面としての第二傾斜端面２２ａ、および弁体４０の他方（本実施形態においては、上方）の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート面としての第三傾斜端面３１ａと、を有して構成される。
【００３６】
ところで、例えば図３に示すように、弁体４０の回動軸心Ｚａ方向の断面視において、下流側スリーブ３０の第三傾斜端面３１ａは、軸心Ｇａ（図２を参照）に向かって徐々に上流側に傾斜する傾斜面として形成される。
【００３７】
具体的には、第三傾斜端面３１ａは、回動軸心Ｚａと、裏側凸設部位４２Ｂと第三傾斜端面３１ａとの線接触部（図３中における接触部ａ１）と、を同時に含む仮想傾斜面Ｐ１に則して形成される。
【００３８】
ここで、弁体４０の軸心（即ち、ハウジング１０の軸心Ｇａ）と直交する仮想平面Ｓ１に対する仮想傾斜面Ｐ１の傾斜角度θ１は、以下の数式（１）によって決定される。
即ち、
θ１＝ｔａｎ−１（ｔ１／ｄ１）・・・（１）
で決定される。
【００３９】
なお、数式（１）において、ｔ１は裏側凸設部位４２Ｂの厚み（具体的には、弁体４０の回動軸心Ｚａから裏側凸設部位４２Ｂの下流側端部までの寸法）、またｄ１は弁体４０の半径（具体的には、弁体４０の回動軸心Ｚａから外縁端部までの寸法）をそれぞれ表す。
【００４０】
一方、弁体４０の裏側凸設部位４２Ｂにおいても、軸心Ｇａに向かって徐々に上流側に傾斜する断面形状を有して形成されるが、その仮想垂直面Ｓ１１に対する傾斜角度θ１１は、第三傾斜端面３１ａの傾斜角度θ１に比べて大きく設定されている（θ１＜θ１１）。
このような構成を有することにより、弁体４０の裏側凸設部位４２Ｂは、接触部ａ１を介して、下流側スリーブ３０の第三傾斜端面３１ａと線接触にて当接することとなる。
【００４１】
ところで、熱膨張後の裏側凸設部位４２Ｂにおける板厚方向の熱膨張量Ｔ１は、以下の数式（２）によって決定される。
即ち、
Ｔ１＝ｔ１×ΔＴ１×（αＡ−αＢ）・・・（２）
で決定される。
但し、ｔ１は裏側凸設部位４２Ｂの厚み、ΔＴ１は周囲の温度変化、αＡは弁体４０のの線膨張率、およびαＢは第三傾斜端面３１ａの線膨張率をそれぞれ表す。
【００４２】
また、熱膨張後の裏側凸設部位４２Ｂにおける径方向の熱膨張量Ｄ１は、以下の数式（３）によって決定される。
即ち、
Ｄ１＝ｄ１×ΔＴ１×（αＡ−αＢ）・・・（３）
で決定される。
但し、ｄ１は弁体４０の半径、ΔＴ１は周囲の温度変化、αＡは弁体４０の線膨張率、およびαＢは第三傾斜端面３１ａの線膨張率をそれぞれ表す。
【００４３】
そして、前述した仮想傾斜面Ｐ１の熱膨張後における傾斜角度θ１'は、数式（２）および数式（３）によって、θ１'＝ｔａｎ−１（Ｔ１／Ｄ１）として求められるが、その傾斜角度θ１'は、数式（１）によって求められる傾斜角度θ１と常に同等である（θ１＝θ１'）。
【００４４】
このような構成からなる流量制御バルブ１によれば、たとえハウジング１０の流体通路内の温度が上昇して弁体４０が熱膨張を引き起こしたとしても、熱膨張の前後における仮想傾斜面Ｐ１の傾斜角度θ１、θ１'がともに同じ値となることから（変化しないことから）、裏側凸設部位４２Ｂは常に仮想傾斜面Ｐ１に沿って膨出することとなる。
つまり、裏側凸設部位４２Ｂと第三傾斜端面３１ａとの接触部ａ１は、常に仮想傾斜面Ｐ１に沿って移動することとなり、当該接触部ａ１における密接度合を常に堅固に保持することが可能となる。
従って、本実施形態における流量制御バルブ１においては、弁体４０の熱膨張による影響を受けることなく、弁体４０と第三傾斜端面３１ａの間における流体の「シート漏れ」の防止を図ることができる。
【００４５】
なお、以上においては、主に弁体４０の裏側凸設部位４２Ｂと、下流側スリーブ３０の第三傾斜端面３１ａとの間の構成について説明したが、弁体４０の表側凸設部位４２Ａと、上流側スリーブ２０の第二傾斜端面２２ａ（図１を参照）との間の構成についても同等である。
【００４６】
即ち、弁体４０の回動軸心Ｚａ方向の断面視において、上流側スリーブ２０の第二傾斜端面２２ａは、軸心Ｇａに向かって徐々に下流側に傾斜する傾斜面として形成される。
具体的には、第二傾斜端面２２ａは、回動軸心Ｚａと、表側凸設部位４２Ａと第二傾斜端面２２ａとの線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面Ｐ１に則して形成される。
【００４７】
そして、弁体４０の軸心（即ち、ハウジング１０の軸心Ｇａ）と直交する仮想平面に対する、熱膨張の前後における前記仮想傾斜面Ｐ１の傾斜角度θ１、θ１'についても、前述した数式（１）、数式（２）、および数式（３）によって決定されるが、この際、ｔ１は裏側凸設部位４２Ｂの厚みに替えて表側凸設部位４２Ａの厚み（具体的には、弁体４０の回動軸心Ｚａから表側凸設部位４２Ａの上流側端部までの寸法）を用い、またαＢは第三傾斜端面３１ａの線膨張率に替えて第二傾斜端面２２ａの線膨張率を用いることとして、傾斜角度θ１、θ１'がそれぞれ求められる。
【００４８】
［流量制御バルブ１０１（別実施形態）］
次に、別実施形態における流量制御バルブ１０１の構成について、図４および図５を用いて説明する。
別実施形態の流量制御バルブ１０１は、前述した流量制御バルブ１と略同等な構成を有する一方、上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０の構成について、流量制御バルブ１と相違する。
よって、以下の説明においては、主に流量制御バルブ１との相違点について記載し、当該流量制御バルブ１と同等な構成についての記載は省略する。
【００４９】
流量制御バルブ１０１は、図４に示すように、円筒形状のハウジング１１０を備え、ハウジング１１０の内部には、流体の流通方向（図４中の矢印Ａの方向）の上流側より下流側に向かって挿設される上流側スリーブ１２０、同じく下流側より上流側に向かって挿設される下流側スリーブ１３０、およびこれらの上流側スリーブ１２０や下流側スリーブ１３０に内装される弁体１４０などが配設される。
【００５０】
ここで、上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０は、互いに同等な形状をもって構成される。
よって、以下の説明においては、主に上流側スリーブ１２０について記載し、下流側スリーブ１３０についての詳細な記載は省略する。
【００５１】
上流側スリーブ１２０は、略円筒形状に形成されるとともに、軸心Ｇｂを含む仮想水平面を境にして分割された二分割構造をもって構成される。
具体的には図４に示すように、上流側スリーブ１２０は、例えば軸心Ｇｂに対して上側に位置する第五上流側スリーブ１２１と、同じく下側に位置する第六上流側スリーブ１２２とにより構成される。
【００５２】
第五上流側スリーブ１２１において、その内周部の半径Ｒ１１は、弁体１４０の半径ｄ２（図５を参照）に比べて大きくなるように設定されている（Ｒ１１＞ｄ２）。
また、第六上流側スリーブ１２２において、その内周部の半径Ｒ１２は、弁体１４０の半径ｄ２に比べて小さくなるように設定されている（Ｒ１２＜ｄ２）。
【００５３】
そして、第六上流側スリーブ１２２における軸心方向の一端面（本実施形態においては、下流側の端面１２２ａ）には、内周側の縁部に沿って円弧状に形成される第一凸状縁部１２２ｂが設けられる。
また、第一凸状縁部１２２ｂは、軸心Ｇｂと直交する平面からなる端面を有して形成されるとともに、その外周部の半径Ｒ２１は、弁体１４０の半径ｄ２に比べて小さくなるように設定されている（Ｒ２１＜ｄ２）。
このような構成からなる上流側スリーブ１２０は、第一凸状縁部１２２ｂを下流側に向けつつ、ハウジング１１０の内周部に上流側より嵌設される。
【００５４】
一方、下流側スリーブ１３０は、軸心Ｇｂに対して上側に位置する第七下流側スリーブ１３１と、同じく下側に位置する第八下流側スリーブ１３２とにより構成され、第二凸状縁部１３１ｂを上流側に向けつつ、ハウジング１１０の内周部に下流側より嵌設される。
【００５５】
そして、第七下流側スリーブ１３１において、その内周部の半径Ｒ１３は、弁体１４０の半径ｄ２に比べて小さくなるように設定されている（Ｒ１３＜ｄ２）。
また、第八下流側スリーブ１３２において、その内周部の半径Ｒ１４は、弁体１４０の半径ｄ２に比べて大きくなるように設定されている（Ｒ１４＞ｄ２）。
【００５６】
なお、前述したように、上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０は、互いに同等な形状からなり、第五上流側スリーブ１２１と第八下流側スリーブ１３２、および第六上流側スリーブ１２２と第七下流側スリーブ１３１は、互いに同等な形状からなる。
即ち、第五上流側スリーブ１２１の内周部の半径Ｒ１１と、第八下流側スリーブ１３２の内周部の半径Ｒ１４とは同等な大きさからなり（Ｒ１１＝Ｒ１４）、第六上流側スリーブ１２２の内周部の半径Ｒ１２と、第七下流側スリーブ１３１の内周部の半径Ｒ１３とは同等な大きさからなり（Ｒ１２＝Ｒ１３）、第六上流側スリーブ１２２の第一凸状縁部１２２ｂの外周部の半径Ｒ２１と第七下流側スリーブ１３１の第二凸状縁部１３１ｂの外周部の半径Ｒ２２とは同等な大きさからなる（Ｒ２１＝Ｒ２２）。
【００５７】
また、第六上流側スリーブ１２２において、第一凸状縁部１２２ｂの外周部の半径Ｒ２１は、弁体１４０の半径ｄ２、および第八下流側スリーブ１３２の内周部の半径Ｒ１４に比べて大きくなるように設定されている（Ｒ１３＞ｄ２、且つＲ１３＞Ｒ１４）。
さらに、第七上流側スリーブ１３１において、第二凸状縁部１３１ｂの外周部の半径Ｒ２２は、弁体１４０の半径ｄ２、および第五下流側スリーブ１２１の内周部の半径Ｒ１１に比べて大きくなるように形成されている（Ｒ２２＞ｄ２、且つＲ２２＞Ｒ１１）。
【００５８】
このような構成からなる上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０は、ハウジング１１０の内周部において、外周面を介して各々嵌設されるともに、互いに端面（より具体的には、第五上流側スリーブ１２１の下流側端面１２１ａと第七下流側スリーブ１３１の上流側端面１３１ａ、および第六上流側スリーブ１２２の下流側端面１２２ａと第八下流側スリーブ１３２の上流側端面１３２ａ）を介して向き合い、衝突させて配置される。
【００５９】
そして、後述するように、上流側スリーブ１２０における第一凸状縁部１２２ｂ、および下流側スリーブ１３０における第二凸状縁部１３１ｂは、弁体１４０の外縁部と当接するバルブシート面として構成される。
【００６０】
以上のような構成からなる上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０においては、本実施形態のものに限定されることはなく、たとえば、第五上流側スリーブ１２１および第六上流側スリーブ１２２の一体構造として上流側スリーブ１２０が構成されることとしてもよいし（または、第七下流側スリーブ１３１および第八下流側スリーブ１３２の一体構造として下流側スリーブ１２０が構成されることとしてもよいし）、または、これらの上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０を備えることなく、ハウジング１１０の内周面に、上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０の形状を直接形成することとしてもよい。
【００６１】
上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０の内周部には、弁体１４０が回動可能に支持される。
前記弁体１４０の表面（例えば、本実施形態においては上流側の面）および裏面（例えば、本実施形態においては下流側の面）には、外縁部に沿って凸設する環状の凸設部位１４２・１４２が形成される。
【００６２】
そして、弁体１４０が「閉」の状態、即ち、ハウジング１１０の軸心Ｇｂに対して直交する状態にある場合、弁体１４０の表面側の凸設部位１４２（以下、適宜「表側凸設部位１４２Ａ」と記載する）は、第一凸設部位として上流側スリーブ１２０の第一凸状縁部１２２ｂと、端面を介して線接触にて当接し、且つ裏面側の凸設部位１４２（以下、適宜「裏側凸設部位１４２Ｂ」と記載する）は、第二凸設部位として下流側スリーブ１３０の第二凸状縁部１３１ｂと、端面を介して線接触にて当接する。
【００６３】
このように、別実施形態における流量制御バルブ１０１は、上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０を介して流体通路を形成するハウジング１１０と、ハウジング１１０の流体通路（上流側スリーブ１２０および下流側スリーブ１３０）内において回動可能に支持される円板形状の弁体１４０と、前記流体通路の内周面に沿って設けられる段差であって弁体１４０の回動軸１４１を境にして弁体１４０の一方（本実施形態においては、下方）の片翼の表面に当接する半円弧形状の第一バルブシート部位としての第一凸状縁部１２２ｂ、および弁体１４０の他方（本実施形態においては、上方）の片翼の裏面に当接する半円弧形状の第二バルブシート部位としての第二凸状縁部１３１ｂと、を有して構成される。
【００６４】
ところで、例えば図５に示すように、弁体１４０の回動軸心Ｚｂ方向の断面視において、弁体１４０の裏側（下流側）の凸設部位１４２は、軸心Ｇｂに向かって徐々に上流側に傾斜する傾斜面として形成される。
【００６５】
具体的には、裏側凸設部位１４２Ｂは、回動軸心Ｚｂと、裏側凸設部位１４２Ｂの端面と第二凸状縁部１３１ｂとの線接触部（図５中における接触部ａ２）と、を同時に含む仮想傾斜面Ｐ２に則して形成される。
ここで、弁体１４０の軸心（即ち、ハウジング１１０の軸心Ｇｂ）と直交する仮想平面Ｓ２に対する仮想傾斜面Ｐ２の傾斜角度θ２は、以下の数式（４）によって決定される。
即ち、
θ２＝ｔａｎ−１（ｔ２／ｄ２）・・・（４）
で決定される。
【００６６】
なお、式（４）において、ｔ２は裏側凸設部位１４２Ｂの厚み（具体的には、弁体１４０の回動軸心Ｚｂから裏側凸設部位１４２Ｂの下流側端部までの寸法）、またｄ２は弁体１４０の半径（具体的には、弁体１４０の回動軸心Ｇｂから外縁端部までの寸法）をそれぞれ表す。
【００６７】
このような構成を有することにより、弁体１４０の裏側凸設部位１４２Ｂは、その傾斜面の中途部において、接触部ａ２を介して、下流側スリーブ１３０の第二凸状縁部１３１ｂと線接触にて当接する。
【００６８】
一方、熱膨張後の裏側凸設部位１４２Ｂにおける板厚方向の熱膨張量Ｔ２は、以下の数式（５）によって決定される。
即ち、
Ｔ２＝ｔ２×ΔＴ２×（αＡ−αＢ）・・・（５）
で決定される。
但し、ｔ２は裏側凸設部位１４２Ｂの厚み、ΔＴ２は周囲の温度変化、αＡは弁体１４０の線膨張率、およびαＢは第二凸状縁部１３１ｂの線膨張率をそれぞれ表す。
【００６９】
また、熱膨張後の裏側凸設部位１４２Ｂにおける径方向のＤ２は、以下の数式（６）によって決定されるものである。
即ち、
Ｄ２＝ｄ２×ΔＴ２×（αＡ−αＢ）・・・（６）
で決定される。
但し、ｄ２は弁体１４０の半径、ΔＴ２は周囲の温度変化、αＡは弁体１４０の線膨張率、およびαＢは第二凸状縁部１３１ｂの線膨張率をそれぞれ表す。
【００７０】
そして、前述した仮想傾斜面Ｐ２の熱膨張後における傾斜角度θ２'は、数式（５）および数式（６）によって、θ２'＝ｔａｎ−１（Ｔ２／Ｄ２）として求められるが、その傾斜角度θ２'は、数式（４）によって求められる傾斜角度θ２と常に同等である（θ２＝θ２'）。
【００７１】
このような構成からなる流量制御バルブ１０１によれば、たとえハウジング１１０の流体通路内の温度が上昇して弁体１４０が熱膨張を引き起こしたとしても、熱膨張の前後における仮想傾斜面Ｐ２の傾斜角度θ２、θ２'がともに同じ値となることから（変化しないことから）、裏側凸設部位４２Ｂは常に仮想傾斜面Ｐ２に沿って膨出することとなる。
つまり、裏側凸設部位１４２Ｂと第二凸状縁部１３１ｂとの接触部ａ２は、常に仮想傾斜面Ｐ２に沿って移動することとなり、当該接触部ａ２における密接度合を常に堅固に保持することが可能となる。
従って、本実施形態における流量制御バルブ１０１においては、弁体１４０の熱膨張による影響を受けることなく、弁体１４０と第二凸状縁部１３１ｂの間における流体の「シート漏れ」の防止を図ることができる。
【００７２】
なお、以上においては、主に弁体１４０の裏側凸設部位１４２Ｂと、下流側スリーブ１３０の第二凸状縁部１３１ｂとの間の構成について説明したが、弁体１４０の表側凸設部位１４２Ａと、上流側スリーブ１２０の第一凸状縁部１２２ｂとの間の構成についても同等である。
【００７３】
即ち、弁体１４０の回動軸心Ｚｂ方向の断面視において、弁体１４０の表側凸設部位１４２Ａは、軸心Ｇｂに向かって徐々に下流側に傾斜する傾斜面として形成される。
具体的には、表側凸設部位１４２Ａは、回動軸心Ｚｂと、表側凸設部位１４２Ａと第一凸状縁部１２２ｂとの線接触部と、を同時に含む仮想傾斜面Ｐ２に則して形成される。
【００７４】
そして、弁体１４０の軸心（即ち、ハウジング１０の軸心Ｇｂ）と直交する仮想平面Ｓ２に対する、熱膨張の前後における前記仮想傾斜面Ｐ２の傾斜角度θ２、θ２'についても、前述した数式（４）、数式（５）、および数式（６）によって決定されるが、この際、ｔ２は裏側凸設部位１４２Ｂの厚みに替えて表側凸設部位１４２Ａの厚み（具体的には、弁体１４０の回動軸心Ｚｂから表側凸設部位１４２Ａの上流側端部までの寸法）を用い、またαＢは第二凸状縁部１３１ｂの線膨張率に替えて第一凸状縁部１２２ｂの線膨張率を用いることとして、傾斜角度θ１、θ１'がそれぞれ求められる。
【符号の説明】
【００７５】
１    流量制御バルブ
１０    ハウジング
２２ａ    第二傾斜端面（第一バルブシート面）
３１ａ    第三傾斜端面（第二バルブシート面）
４０    弁体
４１    回動軸
４２Ａ    表側凸設部位（第一凸設部位）
４２Ｂ    裏側凸設部位（第二凸設部位）
１０１    流量制御バルブ
１１０    ハウジング
１２２ｂ    第一凸状縁部（第一バルブシート部位）
１３１ｂ    第二凸状縁部（第二バルブシート部位）
１４０    弁体
１４１    回動軸
１４２Ａ    表側凸設部位（第一凸設部位）
１４２Ｂ    裏側凸設部位（第二凸設部位）
ａ１    接触部（線接触部）
ａ２    接触部（線接触部）
Ｇａ    軸心
Ｇｂ    軸心
Ｐ１    仮想傾斜面
Ｐ２    仮想傾斜面
Ｓ１    仮想平面
Ｓ２    仮想平面
Ｚａ    回動軸心
Ｚｂ    回動軸心
【図１】
2017106500.tif 000003
【図２】
2017106500.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017106500.tif 000006
【図５】
2017106500.tif 000007