JP2011043218A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 バタフライバルブ２の全閉時におけるＥＧＲガス洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することを課題とする。
【解決手段】 ＥＧＲＶの内部には、弾性保持部に一定の圧縮変形を与えられた状態で使用される板スプリングが設置されている。また、バルブシャフト１には、平面部３１およびカム部３３が隣設して設けられている。そして、カム部３３は、ＥＧＲＶのバルブ開度が第１バルブ開度以上の場合に、シートリング４の摺動部３６と摺動接触して、バルブ回転軌跡の外側に板スプリングの弾性力に抗してシートリング４を押し出すように構成されている。したがって、ＥＧＲＶのバルブ開度が第１バルブ開度以上の場合に、シートリング４をバタフライバルブ２と摺動接触させないようにすることで、シートリング４のシート面４２における偏摩耗の発生を抑制できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、シャフトの回転軸線（回転軸）がバルブの中心位置（バルブ中心、シートリングとのシール位置）より偏心した流体制御弁に関するもので、特に内燃機関より流出した排気ガスを制御する排気ガス制御弁に係わる。

［従来の技術］
従来より、図６ないし図８に示したように、シャフト１０１の回転軸線（回転軸）がバタフライ型のバルブ１０２の中心位置（バルブ中心、シートリング１０６とのシール位置）より所定の軸線方向距離分だけ偏心した吸気制御弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
バルブ１０２は、その外周面が、球面の一部を構成する外周シール面（当接面）１０３となっている。
ここで、バルブ１０２の全閉時には、エンジン本体１０４およびハウジング１０５に弾性支持される円環状のシートリング１０６のバルブシート部（バルブシート面）１０７にバルブ１０２の当接面１０３が密着するように構成されている。

なお、エンジン本体１０４の円筒部（内部に吸気ポートを形成する円筒部）１１１とハウジング１０５の内周凸部１１２との距離は、図８に示したように、シートリング１０６の厚さよりも僅かに大きくなっている。したがって、シートリング１０６は、シャフト１０１の回転軸線方向に対して垂直な軸線方向に移動可能に弾性支持されている。このとき、エンジン本体１０４の円筒部１１１に形成された環状溝１１３にゴム製のＯリング１１４が圧縮状態で装着されている。そして、シートリング１０６は、Ｏリング１１４の付勢力でハウジング１０５の内周凸部１１２に向けて付勢されている。
また、ハウジング１０５の内周凹部１１５の内径は、図８に示したように、シートリング１０６の外径よりも僅かに大きくなっている。したがって、シートリング１０６は、径方向に移動可能に弾性支持されている。このとき、シートリング１０６の外周面に形成された環状溝１１６に樹脂製の保持リング１０９が装着されており、シートリング１０６は保持リング１０９を介してハウジング１０５の内周凹部１１５に摺動自在に当接している。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の吸気制御弁においては、バルブ１０２の全閉位置から中間位置を経て全開位置に至るまでのバルブ回転範囲内で常にバルブ１０２とシートリング１０６のシート面１０７とが摺動しており、シャフト１０１が全閉位置から全開位置に向けて回転するに従って、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動部の接触面積が変化（減少）する。これにより、シートリング１０６のシート面１０７に偏摩耗（真円ズレ）が発生し、バルブ１０２の全閉時にシートリング１０６のシート面１０７における偏摩耗により生じる隙間（バルブ１０２の当接面１０３との間に形成される隙間）から吸気が洩れる等の不具合が発生する。すなわち、シートリング１０６に発生する偏摩耗によって、バルブ１０２の全閉時における吸気洩れ量が増加するという問題が生じる。

ここで、図９ないし図１１に示したように、特許文献１に記載の吸気制御弁を高温の排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御するＥＧＲ制御弁に適用した場合には、シャフト１０１、バルブ１０２およびシートリング１０６の材質が全て耐熱性の金属材料（例えばステンレス鋼等）となる。
このＥＧＲ制御弁の場合、シャフト１０１が回転することにより、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動箇所が変化する。
なお、バルブ１０２の全閉時には、図９に示したように、バルブ１０２の当接面１０３とシートリング１０６のシート面１０７との密着シール（全周シール）となり、バルブ１０２の当接面１０３とシートリング１０６のシート面１０７との接触面積が最も大きくなる。
また、バルブ１０２が全閉開度から中間開度まで回転した場合には、図１０に示したように、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動部（２段モーション無し時の摺動部：バルブ×シートリング）１２１の接触面積がバルブ１０２の全閉時よりも小さくなる。
また、バルブ１０２が中間開度から全開開度まで回転した場合には、図１１に示したように、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動部（２段モーション無し時の摺動部：バルブ×シートリング）１２２の接触面積が図１０の中間開度の時よりも小さくなる。

したがって、ＥＧＲ制御弁においては、バルブ１０２の全閉開度から全開開度に至るまで常にバルブ１０２とシートリング１０６のシート面１０７とが摺動しており、シャフト１０１が回転するに従って、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動部の接触面積が小さくなるため、バルブ１０２とシートリング１０６との摺動部１２１、１２２、特に摺動部１２２において偏摩耗量が大きくなる。
これにより、バルブ１０２の全閉時においてシートリング１０６のシート面１０７における偏摩耗により生じる隙間からＥＧＲガスが洩れるため、バルブ１０２の全閉時におけるシール性能が低下するという問題が生じる。

特開２００５−３４４８０３号公報

本発明の目的は、シートリングのシール部における偏摩耗の発生を抑制することで、バルブの全閉時における流体洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することのできる流体制御弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、シャフトの回転軸線がバルブの中心位置より偏心した流体制御弁のハウジング（の内部）には、流体流路を流通する流体の流れ方向に移動可能にシートリングが設置されている。また、ハウジング（の内部）には、シートリングを弾性保持（フローティング支持）する弾性部材が設置されている。
そして、シートリング（の内周部）には、バルブが全閉した際にバルブが密着するシール部が設けられている。また、シャフト（の周方向の一部）には、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以上に開弁している際に、シートリング（の摺動部）に摺動接触してシャフトの回転に伴って移動するバルブ移動軌跡（シャフトの回転軸線を中心とするバルブの回転軌跡）の外側に弾性部材の弾性力に抗してシートリングを押し出すカム部が設けられている。

これによって、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以上に開弁すると、シャフトに設けられたカム部が、バルブ移動軌跡（シャフトの回転軸線を中心とするバルブの回転軌跡）の外側、つまり流体の流れ方向においてシートリングがバルブから離脱する側にシートリングを押し出される。
したがって、バルブが所定の開度以上に開弁している場合には、シートリングのシール部がバルブと摺動接触することはない。これにより、バルブが所定の開度以上に開弁している場合に、シートリングをバルブと摺動接触させないようにすることで、シートリングのシール部における偏摩耗の発生を抑制できるので、バルブの全閉時（シートリングのシール部にバルブが密着した時）における流体洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することができる。
なお、シャフトのカム部が摺動接触するシートリングの摩耗箇所（摺動部）は、シートリングのシール部と異なる部位（例えばシートリングの側面（シャフト側端面））が望ましい。

また、バルブが全閉した際には、弾性部材により（常時）弾性保持されたシートリングのシール部がバルブに密着するので、シートリングのシール部とバルブとの間に高いシールを保つことができる。つまり弾性部材がシートリングを弾性保持することにより、バルブの全閉時におけるシートリングのシール部とバルブとの密着シール性を向上することができる。
また、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以上に開弁した際には、弾性部材の弾性力に抗してシートリングがバルブから離脱する側に動く（カム部によりバルブ移動軌跡の外側に押し出される）ので、シャフトに固定されたバルブが滑らかに回転運動することができる。これにより、バルブが所定の開度以上に開弁したバルブの開弁時におけるシートリングとバルブとの摺動トルクを低減することができる。
したがって、バルブの全閉時におけるシートリングのシール部とバルブとの密着シール性の向上とバルブの開弁時におけるシートリングとバルブとの摺動トルクの低減との両立を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、弾性部材は、シートリングに対してシートリングのシール部をバルブに押し付ける方向に弾性力を発生する。なお、弾性部材は、金属製の板スプリング、あるいは金属製のウェーブワッシャとゴム製のリップシールにより構成しても良い。
請求項３に記載の発明によれば、バルブは、球面の一部で構成された当接面を有している。これにより、バルブが全閉した際に、バルブの当接面がシートリングのシール部に密着することで、ハウジング内に形成される流体流路が閉鎖される。また、バルブの当接面がシートリングのシール部より離脱すると、ハウジング内に形成される流体流路が開放される。

請求項４に記載の発明によれば、シャフトは、シャフトの周方向の一部が平面カットされている。そして、この平面カット部を、バルブが所定の開度以下に閉弁している際に、シートリングとの間に間隔を隔てて対向する対向部としたり、また、バルブを取り付ける取付部としたりしても構わない。また、平面カット部をシャフトの周方向に２つ設け、これらの平面カット部間にカム部を設けても良い。
請求項５に記載の発明によれば、カム部は、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以下に閉弁している際に、シートリングとの摺動接触が解除されてシートリングから離脱するように構成されている。なお、カム部は、上記の平面カット部に隣設して設けられる。つまりカム部は、シャフトの周方向の一部に設けられる。例えばシャフトの周方向の一部を半径方向の外側に突出させたり、また、シャフトの外径と同一のシャフト外径部と上記の平面カット部とを滑らかに繋ぐ傾斜面または湾曲面（シャフトの周方向の一部）をカム部として利用したりしても構わない。

請求項６に記載の発明によれば、弾性部材を金属とすることで、経時変化に対して、シートリングとの間のシール力を一定に保つことが容易となり、弾性部材の耐久劣化を防止することができる。
請求項７に記載の発明によれば、弾性部材は、ゴム材料により形成されている。
請求項８に記載の発明によれば、ハウジングの流路壁面とシートリングの外周面との間に配設されている。この場合、弾性部材によって、ハウジングの流路壁面とシートリングの外周面との間をシールすることができるので、バルブの全閉時（シートリングのシール部にバルブが密着した時）における流体洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することができる。
ここで、シートリングに対して弾性力を発生する弾性部材を、ハウジングの流路壁面に固定しても良い。また、弾性部材を、ハウジングの流路壁面に弾性接触させても良い。

請求項９に記載の発明によれば、弾性部材は、シートリングの外周面に弾性接触してシートリングを弾性保持（フローティング支持）する弾性保持部を有している。そして、シートリングの外周面と弾性部材の弾性保持部との間に、シートリングの外周面と弾性保持部との間をシールするシール部材を挟み込むことで、シートリングの径方向（または流体の流れ方向）の位置ばらつきやシートリングの動き（カム部により押し出される際の動き）を吸収することができるので、バルブの全閉時（シートリングのシール部にバルブが密着した時）における流体洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することができる。 請求項１０に記載の発明によれば、シートリングは、流体流路の一部を構成する連通路の周囲を周方向に取り囲むように設置された（円筒状の）ノズルである。このノズル（の内周部）には、バルブが全閉した際にバルブが密着する（円環状の）シール部が設けられている。また、弾性部材は、ノズル（シートリング）の周囲を周方向に取り囲むように設置された（円筒状の）弾性保持部を有している。

請求項１１に記載の発明によれば、シートリングは、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以上に開弁している際に、シャフトの周方向の一部に設けられたカム部に摺動接触される摺動部を有している。
請求項１２に記載の発明によれば、シートリングの一部である摺動部に、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングを施している。すなわち、シートリングの一部に、表面処理またはコーティングを施すことにより、バルブとシートリングとの摺動箇所に表面処理またはコーティングを施した場合と比べて、表面処理剤またはコーティング剤の塗布範囲や塗布量が少なくて済み、低コスト化を図ることができる。
請求項１３に記載の発明によれば、シャフトの一部であるカム部に、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングを施している。すなわち、シャフトの一部に、表面処理またはコーティングを施すことにより、バルブとシートリングとの摺動箇所に表面処理またはコーティングを施した場合と比べて、表面処理剤またはコーティング剤の塗布範囲や塗布量が少なくて済み、低コスト化を図ることができる。

ＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）の全閉状態を示した断面図である（実施例１）。 ＥＧＲＶの全開状態を示した断面図である（実施例１）。 （ａ）はＥＧＲＶの主要部を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）の拡大図である（実施例１）。 （ａ）〜（ｃ）はシャフトの回転に伴うシートリングのＥＧＲガス流方向の動きを示した説明図である（実施例１）。 ＥＧＲＶの主要部を示した断面図である（実施例２）。 吸気制御弁の全閉状態を示した説明図である（従来の技術）。 吸気制御弁の中間開度の状態を示した説明図である（従来の技術）。 吸気制御弁の主要部を示した断面図である（従来の技術）。 ＥＧＲ制御弁の全閉状態を示した斜視図である（従来の技術）。 ＥＧＲ制御弁の中間開度の状態を示した斜視図である（従来の技術）。 ＥＧＲ制御弁の全開状態を示した斜視図である（従来の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、シートリングのシール部における偏摩耗の発生を抑制することで、バルブの全閉時における流体洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止するという目的を、シャフトの周方向の一部に、シャフトの回転に伴ってバルブが所定の開度以上に開弁している際に、シートリング（の摺動部）に摺動接触してシャフトの回転に伴って移動するバルブ移動軌跡（シャフトの回転軸線を中心とするバルブの回転軌跡）の外側に弾性部材の弾性力に抗してシートリングを押し出すカム部を設けたことで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１はＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）の全閉状態を示した図で、図２はＥＧＲＶの全開状態を示した図である。

本実施例の内燃機関の排気ガス還流装置は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）に使用されるもので、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガス（内燃機関の排気ガス）の一部であるＥＧＲガスを、エキゾーストマニホールドまたはエキゾーストダクト等の排気管から、インテークマニホールドまたはインテークダクト等の吸気管に再循環させるＥＧＲシステム（内燃機関のＥＧＲ装置）である。
吸気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに連通する吸気通路が形成されている。また、排気管の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室および排気ポートに連通する吸気通路が形成されている。

ＥＧＲシステムは、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されている。このＥＧＲシステムは、排気管内に形成される排気通路から吸気管内に形成される吸気通路へＥＧＲガスを還流させる排気ガス還流管を備えている。
この排気ガス還流管の途中には、排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御する排気ガス流量制御弁（ＥＧＲガス流量制御弁：以下ＥＧＲＶと呼ぶ）が設置されている。
本実施例のＥＧＲＶは、バルブシャフト１の回転軸線（回転軸）がバタフライバルブ２の中心位置（バルブ中心、シートリング４とのシール位置）より所定の距離分だけＥＧＲガス流方向の下流側（または上流側）に偏心した排気ガス制御弁（流体制御弁）である。

ＥＧＲＶは、回転軸線方向に真っ直ぐに延びるバルブシャフト（ＥＧＲＶの弁軸）１と、このバルブシャフト１の回転軸線に対してバルブ中心が偏心したバタフライバルブ（ＥＧＲＶの弁体）２と、このバタフライバルブ２を開弁作動方向（または閉弁作動方向）に駆動する電動アクチュエータと、バタフライバルブ２の回転角度（バルブ開度）を検出するバルブ開度センサと、バルブシャフト１を回転自在に支持するバルブハウジング３とを備えている。
本実施例のバルブハウジング３の内部には、バルブシャフト１が回転自在に支持されている。また、バルブハウジング３の内部には、バタフライバルブ２が開閉自在（回転自在）に収容されている。また、バルブハウジング３の内部には、バタフライバルブ２が全閉した際にバタフライバルブ２が密着するシートリング４が配設されている。このシートリング４は、金属製の板スプリング５およびシール部材６を介して、バルブハウジング３にＥＧＲガス流方向および半径方向に弾性保持（フローティング支持）されている。

また、金属製のバルブハウジング３と合成樹脂製のセンサカバー１１との間に形成される空間（アクチュエータ収容空間）内には、バタフライバルブ２を閉弁作動方向（または開弁作動方向）に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段）１２が設置されている。 そして、バルブハウジング３の内部には、排気管から吸気管へＥＧＲガスを還流させる排気ガス還流路１３〜１５が形成されている。なお、排気ガス還流路１４は、流体流路の一部を構成すると共に、排気ガス還流路１３と排気ガス還流路１５とを連通する連通路（開口部）であって、シートリング４の内部に形成される。
ここで、本実施例では、バルブハウジング３の内部において排気ガス還流路１３から排気ガス還流路１４を経由して排気ガス還流路１５に向けてＥＧＲガスが流れるように構成しているが、バルブハウジング３の内部において排気ガス還流路１５から排気ガス還流路１４を経由して排気ガス還流路１３に向けてＥＧＲガスが流れるように構成しても良い。

本実施例のバルブシャフト１は、耐熱性に優れる耐熱性材料（例えばステンレス鋼または耐熱鋼等）によって形成されており、バルブハウジング３に設けられた第１、第２貫通孔１６、１７の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。このバルブシャフト１は、その回転軸線方向に垂直な断面が円形状に形成された円形断面シャフト（円形金属シャフト）である。
また、バルブシャフト１の回転軸線方向の一端部（図示上端部）には、断面円形状の第１摺動部（径小部）２１が設けられている。また、バルブシャフト１の回転軸線方向の他端部（図示下端部）には、第１摺動部２１よりも外径が大きい断面円形状の第２摺動部（径大部：バルブシャフト１の中で最も外径が大きい最大径部）２２が設けられている。

また、第２摺動部２２よりも回転軸線方向の一端側（センサカバー側）には、最終減速ギヤ２３の内周部にインサート成形されたバルブギヤプレート２４をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部２５が一体的に形成されている。つまり、バルブシャフト１には、最終減速ギヤ２３が組み付けられている。
そして、バルブシャフト１の第１摺動部２１は、ブッシング２６を介して、バルブハウジング３の第１貫通孔１６の孔壁面に回転自在に支持されている。また、バルブシャフト１の第２摺動部２２は、オイルシール２７およびボールベアリング２９を介して、バルブハウジング３の第２貫通孔１７の孔壁面に回転自在に支持されている。

そして、第１摺動部２１と第２摺動部２２との間には、断面Ｄカット形状の軸方向部３０が設けられている。この軸方向部３０には、バルブシャフト１の円周方向の一部が平面カットされた平面部（取付部）３１、およびバルブシャフト１の円周方向の一部が軸方向部３０の最大外径部と同一径（外径）とされたカム部（当接部）３３が設けられている。 ここで、バルブシャフト１の平面部３１は、軸方向部３０の最大外径部よりも回転軸線側に所定の窪み量分だけ引っ込んだ位置で、バルブシャフト１の回転軸線方向に平行な平面を有している。この平面部３１は、バタフライバルブ２が第２バルブ開度以下に閉弁している際に、シートリング４との間に所定（ＥＧＲ流方向）の隙間を隔てて対向して配置される対向部である。

また、平面部３１とカム部３３との間に形成される段差は、平面部３１に対して垂直な面であっても、平面部３１とカム部３３とを滑らかに繋ぐ傾斜面（円弧面）であっても構わない。
バルブシャフト１のカム部３３は、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられ、平面部３１に隣設して設けられている。このカム部３３は、バルブシャフト１の回転軸線を中心にした所定の曲率半径（軸方向部３０の外径）を持つ円弧状の凸曲面（湾曲面）を有している。なお、カム部３３の最頂面が、バルブシャフト１の軸方向部３０の外径よりも径方向の外側に突出した位置に設けられていても構わない。つまりカム部３３が軸方向部３０の外径よりも大きい最大外径部であっても良い。

カム部３３は、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁（回転）している時に、肉厚部３４および肉薄部３５等を有するシートリング４の摺動部（肉厚部３４のシャフト側端面）３６に摺動接触する。そして、カム部３３は、バルブシャフト１の回転に伴って移動（開弁作動方向に回転）するバルブ移動軌跡（バルブ回転軌跡）の外側に板スプリング５の弾性力（シートリング４のシート面４２をバタフライバルブ２の当接面４１に押し付ける方向に付勢する弾性力）に抗してシートリング４を押し出すように構成されている。
カム部３３は、バタフライバルブ２が第２バルブ開度以下に閉弁している時に、シートリング４の摺動部３６との摺動接触が解除されてシートリング４の摺動部３６から離脱する（離れる）ように構成されている。

例えばバタフライバルブ２を全閉開度の状態から全開開度の状態へ開弁作動方向に回転させる場合に、バタフライバルブ２の開度が第１バルブ開度以上になった時点でバルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６に接触（当接）するように構成しても良い。また、バタフライバルブ２を全開開度の状態から全閉開度の状態へ閉弁作動方向に回転させる場合に、バタフライバルブ２の開度が第２バルブ開度以下になった時点でバルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６から離脱する（離れる）ように構成しても良い。
なお、第１、第２バルブ開度は、同じ開度であっても、異なっていても構わない。また、第１、第２バルブ開度間にヒステリシスを有するようにしても良い。

バタフライバルブ２は、耐熱性に優れる耐熱性材料（例えばステンレス鋼または耐熱鋼等）によって円板形状に形成されている。このバタフライバルブ２は、バルブシャフト１の平面部３１の中央部（排気ガス還流路１３中に配設されている部分：バルブ取付部）にレーザー溶接等の溶接手段を用いて取り付けられている。
バタフライバルブ２は、バルブハウジング３およびシートリング４に対して相対回転して排気ガス還流路１３〜１５を開閉する回転型バルブである。また、バタフライバルブ２は、円形状のバルブプレートにより構成されている。

また、バタフライバルブ２は、エンジン運転時に、エンジン制御ユニット（エンジン製装置：以下ＥＣＵと言う）からの制御信号に基づいて、排気ガス還流路１３〜１５を全閉する全閉位置から、排気ガス還流路１３〜１５を全開する全開位置に至るまでのバルブ作動範囲で回転動作されることで、排気ガス還流路１３〜１５、特に排気ガス還流路１４の開口面積（排気ガス流通面積）を変更してＥＧＲ量を可変制御する。
なお、バタフライバルブ２の全閉時には、排気ガス還流路１３〜１５を閉鎖（全閉）する全閉位置（全閉開度の状態）に設定される。また、バタフライバルブ２の全開時には、排気ガス還流路１３〜１５を全開する全開位置（全開開度の状態）に設定される。また、バタフライバルブ２は、エンジン運転状況に応じて全閉位置と全開位置との中間の中間開度に設定される。

ここで、バタフライバルブ２の全閉位置とは、図１に示したように、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間の隙間が最小となる位置で、且つ排気ガス還流路１３〜１５の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量（ＥＧＲガス洩れ量）が最小となる全閉開度（θ＝０°）のことである。
また、バタフライバルブ２の全開位置とは、図２に示したように、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間の隙間が最大となる位置で、且つ排気ガス還流路１３〜１５の内部を流れるＥＧＲガスのＥＧＲ量が最大となる全開開度（θ＝７０〜９０°）のことである。

バタフライバルブ２は、球面の一部で構成された外周面（当接面、外周シール面）４１を有している。バタフライバルブ２の当接面４１は、バタフライバルブ２により排気ガス還流路１３〜１５を全閉した際にシートリング４のシート面（シール部）４２に密着する。そして、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２とが密着すると、バルブハウジング３内に形成される排気ガス還流路１３〜１５が閉鎖される。また、バタフライバルブ２の当接面４１がシートリング４のシート面４２から離脱すると、排気ガス還流路１３〜１５が開放される。

バタフライバルブ２は、シートリング４のＥＧＲガス流方向の寸法よりも薄い板厚（肉厚）を有している。
バタフライバルブ２の板厚方向の一端面（バタフライバルブ２の全閉時にＥＧＲガス流方向の上流側に位置する上流側端面）には、バルブシャフト１の外周部に形成された平面部（平面カット部）３１にレーザー溶接等の溶接手段を用いて支持固定される円形状の大径側端面４３が形成されている。また、バタフライバルブ２の板厚方向の他端面（バタフライバルブ２の全閉時にＥＧＲガス流方向の下流側に位置する下流側端面）には、大径側端面４３よりも外径が小さい円形状の小径側端面４４が形成されている。
ここで、ＥＧＲＶのバタフライバルブ２を駆動するモータは、ＥＣＵによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

本実施例の電動アクチュエータは、電力の供給を受けて駆動力を発生するモータ、およびこのモータの駆動力をバルブシャフト１に伝達する動力伝達機構等を有している。
動力伝達機構は、モータの回転速度を所定の減速比となるように例えば２段減速すると共に、モータの駆動力（モータトルク）を増大させてバルブシャフト１を駆動する歯車減速機構によって構成されている。この歯車減速機構は、モータのモータシャフト（出力軸）に固定されたモータギヤ、このモータギヤに噛み合う中間減速ギヤ、およびこの中間減速ギヤに噛み合う最終減速ギヤ２３を有している。

最終減速ギヤ２３は、合成樹脂により形成されている。この最終減速ギヤ２３の内周部には、金属材料よりなるバルブギヤプレート２４がインサート成形されている。また、最終減速ギヤ２３の円周方向の一部には、円弧状の外周部が形成されている。この外周部の外周面には、中間減速ギヤと噛み合う複数の凸状歯（ギヤ部）４５が形成されている。
また、最終減速ギヤ２３の外周部の円周方向の一端部には、全閉側ストッパ部が設けられている。この全閉側ストッパ部は、バタフライバルブ２が全閉位置を越えて閉弁作動方向に回転動作した際に、バルブハウジング３に一体的に形成されたブロック状の全閉側ストッパに捩じ込まれる全閉側ストッパ部材（最大全閉開度調整用スクリュー）に機械的に係止される。これにより、最終減速ギヤ２３の全閉側ストッパ部が全閉側ストッパまたは全閉側ストッパ部材に当接した際に、バルブシャフト１、バタフライバルブ２および最終減速ギヤ２３等の可動部材（回転部材）のこれ以上の閉弁作動方向への回転動作が規制される。

また、最終減速ギヤ２３の外周部の円周方向の他端部には、全開側ストッパ部が設けられている。この全開側ストッパ部は、バタフライバルブ２が全開位置を越えて開弁作動方向に回転動作した際に、バルブハウジング３に一体的に形成されたブロック状の全開側ストッパに捩じ込まれる全開側ストッパ部材（最大全開開度調整用スクリュー）に機械的に係止される。これにより、最終減速ギヤ２３の全開側ストッパ部が全開側ストッパまたは全開側ストッパ部材に当接した際に、バルブシャフト１、バタフライバルブ２および最終減速ギヤ２３等の可動部材（回転部材）のこれ以上の開弁作動方向への回転動作が規制される。
また、バルブハウジング３および最終減速ギヤ２３には、コイルスプリング１２が巻装されるスプリング内径ガイド４６、４７が形成されている。なお、コイルスプリング１２の回転軸線方向の一端部は、バルブハウジング３のスプリングフックに係止されており、また、コイルスプリング１２の回転軸線方向の他端部は、最終減速ギヤ２３のスプリングフックに係止されている。

ここで、バルブシャフト１を介して、バタフライバルブ２を駆動するモータは、ＥＣＵによって通電制御（駆動）されるように構成されている。このＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムまたは制御ロジックおよび各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
また、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、エンジン制御（例えばエンジンの運転状況に対応してＥＧＲＶのバルブ開度を制御するＥＧＲ制御）を実行するように構成されている。

また、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づくエンジン制御が強制的に終了されるように構成されている。
なお、エンジン停止時に、ＥＧＲＶのモータの駆動力またはコイルスプリング１２等の付勢力を利用して、バタフライバルブ２が全閉位置より僅かに開弁作動方向に開弁した中間開度の状態（中間位置）に保持された状態で停止するようにしても良い。
このマイクロコンピュータには、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、バルブ開度センサ、エアフロメータ、吸気温度センサおよび冷却水温度センサ等が接続されている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

バルブ開度センサは、長期間磁力を安定して発生し続ける永久磁石よりなる２つのマグネット５１と、これらのマグネット５１より放出される磁束を検出する非接触式の磁気検出素子を有するホールＩＣ５２と、マグネット５１より出た磁束をホールＩＣ５２に集中させるための分割型のステータコア（磁性体）５３とを備え、マグネット５１の回転角度に対するホールＩＣ５２の出力変化特性を利用してバタフライバルブ２の回転角度（ＥＧＲＶのバルブ開度）を検出する非接触式の回転角度検出装置である。すなわち、バルブ開度センサは、分割型のステータコア５３の対向部間に形成される磁束検出ギャップ、つまりホールＩＣ５２を通過する磁束密度の変化に基づいてＥＧＲＶのバルブ開度を検出する。

２つのマグネット５１は、バルブシャフト１の回転軸線方向の他端部、特に最終減速ギヤ２３の内周部に固定されている。なお、マグネット５１の代わりに、電力の供給を受けると磁力を発生する電磁石を用いても良い。
ホールＩＣ５２は、センサカバー１１にモールド成形された分割型のステータコア５３の対向部間に形成される磁束検出ギャップに設置されている。なお、ホールＩＣ５２の代わりに、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の非接触式の磁気検出素子を用いても良い。
センサカバー１１は、バルブハウジング３の外側の開口部を覆うとともに、モータのコイル端末線やホールＩＣ５２のセンサリード線に電気的に接続する複数のターミナル５４を保持するコネクタハウジング５５を形成している。

バルブハウジング３は、例えば耐熱アルミニウム合金のダイカストまたはアルミニウム合金系の鋳物、あるいは耐熱性に優れる耐熱性材料（例えば鉄系の鋳物、鋳鉄）によって所定の形状に形成されている。このバルブハウジング３は、断面円形状の排気ガス還流路１３〜１５の内部にバタフライバルブ２を全閉位置から全開位置に至るまで回転方向に開閉自在（回転自在）に保持する装置であり、この前後に配される両方の排気ガス還流管（あるいは排気管または吸気管）に締結ボルトを用いて締め付け固定されている。

バルブハウジング３は、内部に排気ガス還流路（第１流体流路）１３が形成された円筒状のＥＧＲガスパイプ部（第１パイプ部）６１、および内部に排気ガス還流路（第２、第３流体流路）１４、１５が形成された円筒状のＥＧＲガスパイプ部（第２パイプ部）６２を有している。なお、第１パイプ部６１は、第２パイプ部６２よりも流路径（開口面積）が小さくなっている。これにより、２つの第１、第２パイプ部６１、６２間には、円環状の段差６３が設けられている。
バルブハウジング３は、内部にバルブシャフト１が挿入される第１、第２貫通孔１６、１７を有している。これらの第１、第２貫通孔１６、１７は、バルブハウジング３の外壁部（ブロック）をバルブシャフト１の回転軸線方向に貫通している。なお、バルブハウジング３に形成される第１貫通孔１６の開口部は、プラグ６４により気密的に塞がれている。

バルブハウジング３の第１貫通孔１６の孔壁面には、バルブシャフト１の第１摺動部２１を回転自在に軸支する軸受け部材（ブッシング２６等）が嵌合保持されている。また、バルブハウジング３の第２貫通孔１７の孔壁面には、バルブシャフト１の第２摺動部２２を回転自在に軸支する軸受け部材（オイルシール２７およびボールベアリング２９等）が嵌合保持されている。
そして、バルブハウジング３の第１、第２貫通孔１６、１７よりもＥＧＲガス流方向の上流側には、排気通路側の排気ガス還流管（あるいはエンジンの排気管の分岐部、特にエキゾーストマニホールドの分岐部）に取り付けられる第１結合面が設けられている。この第１結合面上では、排気通路から排気ガス還流路１３〜１５内に向けてＥＧＲガスを導入するための入口ポートが開口している。
また、バルブハウジング３の第１、第２貫通孔１６、１７よりもＥＧＲガス流方向の下流側には、吸気通路側の排気ガス還流管（あるいはエンジンの吸気管の合流部、特にインテークマニホールドの合流部）に取り付けられる第２結合面が設けられている。この第２結合面上では、排気ガス還流路１３〜１５から吸気通路内に向けてＥＧＲガスを導出するための出口ポートが開口している。

また、バルブハウジング３の排気ガス還流路１４側には、板スプリング５との間にシール部材６を挟み込む円環状の段差６５が設けられている。この段差６５の内径は、シートリング４の最大外径部よりも大きくなっている。なお、段差６５には、シール部材６が当接しているが、シール部材６を設置しない場合には、段差６５に板スプリング５が当接する。あるいは段差６５との間に所定の隙間を隔てて板スプリング５が対向配置される。
また、バルブハウジング３の第２パイプ部６２の流路壁面には、板スプリング５の外周部が圧入固定される円筒状の圧入部（圧入面）６６が設けられている。
また、バルブハウジング３の外壁部には、センサカバー１１との間に、コイルスプリング１２および歯車減速機構（モータギヤ、中間減速ギヤ、最終減速ギヤ２３等）を収容するギヤ収容空間を形成するアクチュエータケース６７が一体的に形成されている。

シートリング４は、耐熱性、耐摩耗性に優れるステンレス鋼または耐熱鋼または合成樹脂（全芳香族ポリイミド樹脂）またはカーボン入りの４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等によって円筒形状に形成されている。このシートリング４の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通すると共に、排気ガス還流路１３と排気ガス還流路１５とを連通する排気ガス還流路１４が形成されている。つまりシートリング４は、流体流路の一部を構成する排気ガス還流路１４の周囲を円周方向に取り囲むように設置された円錐台筒状（または円筒状）のノズルである。
シートリング４は、バルブハウジング３の内部において、排気ガス還流路１３〜１５を流通するＥＧＲガス流方向の上流側および下流側に移動可能に設置されている。
また、シートリング４は、バルブシャフト１の軸方向部側（ＥＧＲガス流方向の上流側）に配設される円錐台筒形状の肉厚部３４、およびバルブシャフト１の軸方向部側に対して逆側（ＥＧＲガス流方向の下流側）に配設されて、肉厚部３４よりも肉厚の薄い円筒形状の肉薄部（円筒部、ノズル）３５等を有している。

シートリング４の内周部、特に肉厚部３４の内周面は、バタフライバルブ２の全閉時に、バタフライバルブ２の当接面４１が密着するシート面（バルブシート部、バルブシート面、内周シート面）４２となっている。
このシート面４２のＥＧＲガス流方向の上流側端に形成される第１開口部（排気ガス還流路１４の入口部）は、バタフライバルブ２の大径側端面４３の外周部が隙間なく密着することが可能な開口面積を有している。また、シート面４２のＥＧＲガス流方向の下流側端に形成される第２開口部（排気ガス還流路１４の出口部）は、バタフライバルブ２の小径側端面４４の外周部が隙間なく密着することが可能で、且つ第１開口部よりも小さい開口面積を有している。
なお、シート面４２は、バタフライバルブ２の当接面４１の球面形状に対応するように凹曲面形状に形成されている。

シートリング４の上流側端面、特に肉厚部３４の上流側端面には、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁している際に、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられるカム部３３に摺動接触される摺動部（摺動面）３６が設けられている。この摺動部３６は、２段モーション時の摺動部（バルブシャフト×シートリング）であり、バタフライバルブ２が第２バルブ開度以下に閉弁している際に、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられる平面部３１との間に所定の隙間を隔てて対向配置される対向部である。
シートリング４の外周部、特に肉厚部３４の外周部には、シール部材６を介して、板スプリング５が弾性接触する円筒状の外周凸部（被当接部）６８が設けられている。外周凸部６８は、肉薄部３５よりも外径が大きくなっている。また、外周凸部６８は、肉薄部３５との間に円環状の段差６９を有している。

板スプリング５は、金属材料により形成されている。具体的には、例えばステンレス鋼またはバネ鋼等の金属円環板（金属薄板）をプレス成形することにより板スプリング５が形成されている。この板スプリング５は、シール部材６を介して、バルブハウジング３の流路壁面（圧入部６６）とシートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）との間に設置されている。そして、板スプリング５は、シートリング４に対して、シートリング４の肉厚部３４の内周面（シート面４２）をバタフライバルブ２の当接面４１に押し付ける方向（径方向およびＥＧＲガス流方向）に弾性力（弾性反発力）を発生する弾性部材である。
板スプリング５の外周部には、バルブハウジング３の流路壁面に固定される円錐台筒状（円筒状）の嵌合部７１が設けられている。この嵌合部７１の外周面には、バルブハウジング３の圧入部６６に圧入固定される圧入面が形成されている。

また、板スプリング５の内周部には、シートリング４を径方向（排気ガス還流路１４の中心軸線を中心にした半径方向、放射方向）および排気ガス還流路１４の中心軸線方向（ＥＧＲガス流方向）に弾性保持（フローティング支持）する円錐台筒状の弾性保持部７２が設けられている。そして、嵌合部７１と弾性保持部７２との間には、嵌合部７１と弾性保持部７２とを繋ぐ円環状の連結部７３が設けられている。
弾性保持部７２は、シール部材６を介して、シートリング４の肉厚部３４の外周面に弾性接触する。この弾性保持部７２は、連結部７３の端部（排気ガス還流路１４の中心軸線側端部）をＥＧＲガス流方向の下流側に折り曲げることで形成されている。なお、弾性保持部７２の先端部（下流側端部）７４は、排気ガス還流路１４の中心軸線側に折り曲げられている。連結部７３は、嵌合部７１の端部（上流側端部）を排気ガス還流路１４の中心軸線側に折り曲げることで形成されている。
そして、板スプリング５は、バルブハウジング３の流路壁面（圧入部６６）とシートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）との間に挟み込まれることで、弾性保持部７２に一定の圧縮（変形）を与えられた状態で使用される。

シール部材６は、例えば４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等の合成樹脂材料または耐熱性に優れるフッ素ゴムまたはニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴム材料により形成されている。このシール部材６は、シートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）の外周面と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面との間をシールする。
シール部材６の外周部には、バルブハウジング３の段差６５と板スプリング５の連結部７３との間に挟み込まれる円環状のフランジ７５が設けられている。
シール部材６の内周部には、シートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）の外周面（円錐台筒状のテーパ面または球面の一部）と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面（円錐台筒状のテーパ面または球面の一部）との間に挟み込まれる円錐台筒状の弾性シール部７６が設けられている。

弾性シール部７６は、シートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）の外周面と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面との間をシールする。なお、弾性シール部７６の先端部（下流側端部）７７は、排気ガス還流路１４の中心軸線側に折り曲げられている。また、弾性シール部７６の先端部７７は、弾性保持部７２の先端部７４と略同等の内径を有している。
ここで、シートリング４と板スプリング５との間にシール部材６を介装しなくても、シートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）の外周面と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面との間のシール性能を十分確保できるのであれば、シール部材６を設置しなくても良い。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の排気ガス還流装置に組み込まれるＥＧＲＶの作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。

ＥＧＲＶのバタフライバルブ２を開弁作動方向に駆動する場合には、先ずＥＣＵがエンジンの運転状況（運転状態）に対応して設定される制御目標値（目標開度）を演算する。そして、モータに電力を供給し、モータのモータシャフトを開弁作動方向に回転させる。これにより、モータの駆動力（モータトルク）が、モータギヤ、中間減速ギヤおよび最終減速ギヤ２３に伝達される。そして、最終減速ギヤ２３からモータの駆動力が伝達されたバルブシャフト１が、最終減速ギヤ２３の回転に伴って所定の回転角度だけ開弁作動方向に回転する。

このとき、バルブシャフト１の平面部３１の中央部に固定されたバタフライバルブ２は、バルブシャフト１の回転軸線を中心にした回転運動を行う。これにより、シール部材６の弾性シール部７６を介して板スプリング５の弾性保持部７２に弾性保持されたシートリング４のシート面４２に当接面４１が密着（図１、図３および図４（ａ）参照）していたバタフライバルブ２が、シートリング４のシート面４２から離脱（離座）し、排気ガス還流路１３〜１５、特に排気ガス還流路（流路孔）１４が開放される。
したがって、バタフライバルブ２は、制御目標値に相当するバルブ開度に開弁制御される。これにより、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスが、排気管内に形成される排気通路から、ＥＧＲＶ内に形成される排気ガス還流路１３〜１５を経て吸気管内に形成される吸気通路に再循環される。すなわち、ＥＧＲガスがエンジンの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に供給される吸入空気（エアクリーナで濾過された清浄な空気）に混入される。

ここで、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が第１バルブ開度まで開弁すると、それまでは所定の隙間を隔ててシートリング４の摺動部３６に対向していたバルブシャフト１の軸方向部３０が、シートリング４の摺動部３６に接触する（図４（ｂ）参照）。そして、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁すると、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられるカム部３３がシートリング４の摺動部３６に摺動接触しながら、バルブシャフト１の回転に伴って移動（開弁作動方向に回転）するバルブ移動軌跡（バルブ回転軌跡）の外側に板スプリング５の弾性力（シートリング４のシート面４２をバタフライバルブ２に押し付ける付勢力）に抗してシートリング４を押し出す（図４（ｃ）参照）。

そして、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が全開位置（全開開度の状態）まで開弁すると、図２に示したように、バタフライバルブ２の大径側端面４３および小径側端面４４が排気ガス還流路１３〜１５を流通するＥＧＲガス流方向に沿うように配置される。したがって、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁している期間は、バタフライバルブ２とシートリング４との摺動はなく、バルブシャフト１のカム部３３とシートリング４の摺動部３６とが摺動接触するだけであり、従来の技術と比較すると、シートリング４の摩耗部位がシート面４２と異なる部位（摺動部３６）に変わる。

一方、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁している状態から、バタフライバルブ２を全閉作動させる場合には、モータへの電力の供給を停止する、あるいはモータへの電力の供給を制限する。したがって、コイルスプリング１２の付勢力（スプリング荷重）によって、バタフライバルブ２が全閉位置に戻される。
このとき、バタフライバルブ２が第２バルブ開度よりも大きい開度の場合は、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられるカム部３３がシートリング４の摺動部３６に摺動接触しているので、バルブ移動軌跡（バルブ回転軌跡）の外側にシートリング４が押し出された状態が継続される。

そして、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が第２バルブ開度まで閉弁すると、バルブシャフト１のカム部３３とシートリング４の摺動部３６との摺動接触が解除されて、カム部３３がシートリング４の摺動部３６から離脱する。このとき、シール部材６の弾性シール部７６を介して板スプリング５の弾性保持部７２に弾性保持されたシートリング４のシート面４２の周方向の一部にバタフライバルブ２が摺動接触する。そして、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が全閉開度まで閉じると、シートリング４のシート面４２にバタフライバルブ２の当接面４１が密着する（図１、図３および図４（ａ）参照）。
したがって、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間が完全に密着シールされる。これにより、バタフライバルブ２が全閉した際（バタフライバルブ２の全閉時）におけるＥＧＲガスの洩れが確実に抑止されるため、ＥＧＲガスが吸入空気に混入しなくなる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の排気ガス還流装置は、バルブシャフト１の回転軸線（回転軸）がバタフライバルブ２の中心位置（バルブ中心）より所定の距離分だけＥＧＲガス流方向の下流側（または上流側）に偏心したＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）を備えている。そして、バルブシャフト１の軸方向部３０の平面部３１に溶接固定（支持固定）されるバタフライバルブ２の当接面４１は、球面の一部で構成されている。
このＥＧＲＶのバルブハウジング３の内部には、バルブハウジング３の流路壁面（圧入部６６）とシートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）との間に挟み込まれることで、弾性保持部７２に一定の圧縮（変形）を与えられた状態で使用される板スプリング５が設置されている。この板スプリング５には、シール部材６を介して、バルブハウジング３の流路壁面（圧入部６６）とシートリング４の肉厚部３４の外周部（外周凸部６８）との間に、シートリング４に対して、シートリング４の肉厚部３４の内周面（シート面４２）をバタフライバルブ２の当接面４１に押し付ける方向（径方向およびＥＧＲガス流方向）に弾性力を発生する弾性保持部７２が設けられている。すなわち、シートリング４は、板スプリング５およびシール部材６を介して、バルブハウジング３の内部で径方向およびＥＧＲガス流方向に弾性保持されている。

また、バルブシャフト１の軸方向部３０には、平面カットされた平面部３１および凸曲面（湾曲面）とされたカム部３３とがバルブシャフト１の円周方向に隣設して設けられている。そして、バルブシャフト１の平面部３１とシートリング４の摺動部３６とは、バタフライバルブ２の開度が第１バルブ開度よりも小さい時、あるいは第２バルブ開度以下の時に、所定（ＥＧＲガス流方向）の隙間を隔てて対向して配置されるように構成されている。また、バルブシャフト１のカム部３３は、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁した時、あるいは第２バルブ開度よりも大きい時に、シートリング４の摺動部３６と摺動接触して、バタフライバルブ２のバルブ移動軌跡（バルブ回転軌跡）の外側に板スプリング５の弾性力に抗してシートリング４を押し出すように構成されている。
したがって、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁した際、つまりＥＧＲＶのバルブ開度が第１バルブ開度以上の場合に、シートリング４をバタフライバルブ２と摺動接触させないようにすることで、シートリング４のシート面４２における偏摩耗の発生を抑制することができる。これにより、バタフライバルブ２の全閉時、つまりバタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２とが密着シールしている時におけるＥＧＲガス洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することができる。

また、バタフライバルブ２が全閉した際には、シール部材６の弾性シール部７６を介して板スプリング５の弾性保持部７２により（常時）弾性保持されたシートリング４のシート面４２がバタフライバルブ２の当接面４１に密着するので、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間に高いシールを保つことができる。つまり板スプリング５の弾性保持部７２がシートリング４を弾性保持することにより、バタフライバルブ２の全閉時におけるバタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との密着シール性を向上することができる。

また、バルブシャフト１の回転に伴ってバタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁した際には、シール部材６の弾性シール部７６を介して板スプリング５の弾性保持部７２の弾性力に抗してシートリング４がバタフライバルブ２から離脱する側に動く（カム部３３によりバルブ移動軌跡の外側に押し出される）ので、バルブシャフト１に固定されたバタフライバルブ２が滑らかに回転運動することができる。これにより、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁したバタフライバルブ２の開弁時におけるバタフライバルブ２とシートリング４との摺動トルクを低減することができる。
したがって、バタフライバルブ２の全閉時におけるバタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との密着シール性の向上とバタフライバルブ２の開弁時におけるバタフライバルブ２とシートリング４との摺動トルクの低減との両立を図ることができる。

また、シートリング４の肉厚部３４の外周面（円錐台筒状のテーパ面）と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面（円錐台筒状のテーパ面）との間には、シートリング４の肉厚部３４の外周面と板スプリング５の弾性保持部７２の内周面との間をシールするシール部材６の弾性シール部７６が挟み込まれている。したがって、シートリング４の半径方向（またはＥＧＲガス流方向）の位置ばらつきやシートリング４の動き（カム部３３によりＥＧＲガス流方向に押し出される際の動き）を吸収することができる。これにより、バタフライバルブ２の全閉時（バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２とが密着シールしている時）におけるＥＧＲガス洩れ量の増加およびシール性能の低下を防止することができる。

ここで、シートリング４の弾性保持部材として使用される合成ゴムや天然ゴム等の弾性材料（Ｏリング１１４やパッキン）は、その圧縮を元に戻そうとする圧力でシール性能を発揮するが、長期間使用すると一部が永久変形（歪み）してシール性能が低下するという不具合がある。なお、圧縮永久歪みとは、圧縮変形を起こさせる力を完全に取り除いた後も、残存する変形のことである。
そこで、板スプリング５を金属材料（例えばステンレス鋼またはバネ鋼等の金属円環板（板ばね））とすることで、経時変化に対して、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間の密着シール力を一定に保つことが容易となり、板スプリング５の耐久劣化を防止することができる。

なお、シートリング４の一部である摺動部３６に、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングを施しても良い。すなわち、シートリング４の一部に、表面処理またはコーティングを施すことにより、例えば従来の技術のようにバルブとシートリングとの摺動箇所に表面処理またはコーティングを施した場合と比べて、表面処理剤（二硫化モリブデン等）またはコーティング剤（フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）等）の塗布範囲や塗布量が少なくて済み、低コスト化を図ることができる。
また、バルブシャフト１の一部であるカム部３３に、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングを施している。すなわち、バルブシャフト１の一部に、表面処理またはコーティングを施すことにより、例えば従来の技術のようにバルブとシートリングとの摺動箇所に表面処理またはコーティングを施した場合と比べて、表面処理剤（二硫化モリブデン等）またはコーティング剤（フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）等）の塗布範囲や塗布量が少なくて済み、低コスト化を図ることができる。

図５は本発明の実施例２を示したもので、ＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）の主要部を示した図である。

本実施例の排気ガス還流装置は、バルブシャフト１の回転軸線（回転軸）がバタフライバルブ２の中心位置（バルブ中心）より所定の距離分だけＥＧＲガス流方向の下流側（または上流側）に偏心したＥＧＲガス流量制御弁（ＥＧＲＶ）を備えている。
本実施例のＥＧＲＶは、バルブシャフト１と、当接面４１が球面の一部で構成された円板形状のバタフライバルブ２と、このバタフライバルブ２を駆動する電動アクチュエータと、ＥＧＲＶのバルブ開度を検出するバルブ開度センサと、バルブシャフト１を回転自在に支持すると共に、バタフライバルブ２を回転自在（開閉自在）に収容する金属製のバルブハウジング３と、このバルブハウジング３のアクチュエータケース６７の開口部を塞ぐセンサカバーとを備えている。

本実施例のバルブハウジング３の内部には、バルブシャフト１が回転自在に支持されている。また、バルブハウジング３の内部には、バタフライバルブ２が開閉自在（回転自在）に収容されている。また、バルブハウジング３の内部には、バタフライバルブ２が全閉した際にバタフライバルブ２の当接面４１が密着するシート面４２を有するシートリング４が配設されている。このシートリング４は、合成ゴム製のリップシール（弾性部材）７および金属製のウェーブワッシャ（弾性部材）８を介して、バルブハウジング３にＥＧＲガス流方向および半径方向に弾性保持（フローティング支持）されている。

バルブシャフト１の第１摺動部２１は、ベアリング２８を介して、バルブハウジング３の第１貫通孔１６の孔壁面に回転自在に軸支されている。また、バルブシャフト１の第２摺動部２２は、ボールベアリング２９を介して、バルブハウジング３の第２貫通孔１７の孔壁面に回転自在に軸支されている。そして、バルブシャフト１の第１、第２摺動部２１、２２間に設けられる軸方向部３０には、バルブシャフト１の円周方向の一部が平面カットされた２つの平面部３１、３２、およびバルブシャフト１の円周方向の一部が軸方向部３０の最大外径部と同一径（外径）とされたカム部３３が設けられている。

そして、バルブシャフト１の軸方向部３０には、２つの平面部３１、３２を連通する２つの挿通孔８１が形成されている。また、バタフライバルブ２には、２つの挿通孔８１に連通するように２つのネジ穴８２が形成されている。そして、バタフライバルブ２は、バルブシャフト１の軸方向部３０の平面部３１に、締結ネジ等のスクリュー９を用いて締め付け固定されている。スクリュー９は、平面部３２側から２つの挿通孔８１を貫通して、２つのネジ穴８２に捩じ込まれている。
本実施例では、バルブシャフト１に挿通孔８１を設け、また、バタフライバルブ２にネジ穴８２を設けたが、バルブシャフト１にスクリュー９が螺合するネジ穴を設け、また、バタフライバルブ２に挿通孔を設けても良い。
なお、図５に示した矢印は、バルブハウジング３に対するバルブシャフト１の組み付け作業において、バルブハウジング３に設けられた第１、第２貫通孔１６、１７に対するバルブシャフト１の挿入方向を示す。そして、バルブハウジング３に対するバルブシャフト１の組み付けが終了してから、バルブシャフト１に対するバタフライバルブ２の組み付け作業が開始される。

バルブハウジング３は、内部に排気ガス還流路１３、１４が形成された円筒状の第１パイプ部６１、および内部に排気ガス還流路１５が形成された円筒状の第２パイプ部６２を有している。また、２つの第１、第２パイプ部６１、６２間には、円環状の段差６３が設けられている。
第１パイプ部６１の流路壁面には、リップシール７の外周部を弾性保持する円筒状の保持部（取付部）８３、およびウェーブワッシャ８の抜け止めを行うためのＣリングやスナップリング等の固定リング１０を圧入固定する円筒状の圧入部８４が設けられている。
また、バルブハウジング３の外壁部（アクチュエータケース６７）には、ブロック状の全閉側ストッパまたはブロック状の全開側ストッパが設けられている。そして、全閉側ストッパまたは全開側ストッパには、全閉側ストッパ部材（最大全閉開度調整用スクリュー）または全開側ストッパ部材（最大全開開度調整用スクリュー）８５が捩じ込まれている。

シートリング４は、耐熱性、耐摩耗性に優れるステンレス鋼または耐熱鋼または合成樹脂（全芳香族ポリイミド樹脂）またはカーボン入りの４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等によって円筒形状に形成されている。このシートリング４の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通すると共に、排気ガス還流路１３と排気ガス還流路１５とを連通する排気ガス還流路１４が形成されている。つまりシートリング４は、流体流路の一部を構成する排気ガス還流路１４の周囲を円周方向に取り囲むように設置された円筒状のノズルである。
シートリング４は、バルブハウジング３の内部において、排気ガス還流路１３〜１５を流通するＥＧＲガス流方向の上流側および下流側に移動可能に設置されている。また、シートリング４の内周部には、バタフライバルブ２を全閉した際に、バタフライバルブ２の当接面４１が密着するシート面４２が設けられている。

シートリング４の下流側端面には、バタフライバルブ２が第１バルブ開度以上に開弁している際に、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられるカム部３３に摺動接触される摺動部（摺動面）３６が設けられている。この摺動部３６は、バタフライバルブ２が第２バルブ開度以下に閉弁している際に、バルブシャフト１の軸方向部３０の円周方向の一部に設けられる平面部３１との間に所定の隙間を隔てて対向配置される対向部である。
また、シートリング４の外周部には、リップシール７を収容する円環状の外周溝（円周方向溝）８６が設けられている。また、シートリング４のシャフト側に対して反対側の端面には、ウェーブワッシャ８を保持する円環状の嵌合凸部８７が設けられている。

リップシール７は、耐熱性、耐摩耗性に優れるフッ素ゴムまたはニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴム材料によって二重円筒形状に形成されている。このリップシール７は、シートリング４に対して、シートリング４のシート面４２をバタフライバルブ２の当接面４１に押し当てる方向（径方向の内側）に弾性力（弾性反発力）を発生する第１弾性部材である。
リップシール７の外周部には、バルブハウジング３の保持部８３に圧入される円筒状のゴムリップ９１が設けられている。このゴムリップ９１は、バルブハウジング３の保持部８３に弾性接触する。

リップシール７の内周部には、シートリング４を径方向（排気ガス還流路１４の中心軸線を中心にした半径方向、放射方向）に弾性保持（フローティング支持）する円筒状のゴムリップ（弾性保持部）９２が設けられている。このゴムリップ９２は、シートリング４の外周面に弾性接触する。
ゴムリップ９１、９２間には、ゴムリップ９１、９２のバルブシャフト側端部同士を繋ぐ円環状の連結部９３が設けられている。
そして、リップシール７は、バルブハウジング３の保持部８３とシートリング４の外周部との間に挟み込まれることで、ゴムリップ９１、９２に一定の圧縮（変形）を与えられた状態で使用される。

ウェーブワッシャ８は、金属材料により形成されている。具体的には、例えばステンレス鋼またはバネ鋼等の金属円環板（金属薄板）をプレス成形することによりウェーブワッシャ８が形成されている。このウェーブワッシャ８は、バルブシャフト１の回転軸線方向に対して垂直なＥＧＲガス流方向への弾性変形が可能で、且つ円周方向に波形成形された円環状の弾性体である。また、ウェーブワッシャ８は、シートリング４の上流側端面（摺動部３６側に対して逆側の端面）と固定リング１０との間に（ＥＧＲガス流方向に圧縮された状態で）挟み込まれている。
また、ウェーブワッシャ８は、シートリング４に対して、シートリング４のシート面４２をバタフライバルブ２の当接面４１に押し当てる方向（ＥＧＲガス流方向）に弾性力（与圧、弾性反発力）を発生する第２弾性部材である。つまり、ウェーブワッシャ８は、それ全体が、シートリング４をＥＧＲガス流方向に弾性保持（フローティング支持）する弾性保持部を構成する。
固定リング１０は、バルブハウジング３の流路壁面に形成される圧入部８４に圧入されて嵌合保持されている。この固定リング１０は、シートリング４からウェーブワッシャ８が離脱（抜ける）のを防止する。

以上により、本実施例のＥＧＲＶにおいては、ハウジング３の流路壁面とシートリング４の外周面との間をリップシール７のゴムリップ９１、９２および連結部９３によりシールしている。これにより、ＥＧＲＶを長期間使用して仮にリップシール７のゴム弾性力（弾性反発力）が劣化してもリップ形状のセルフシール効果によって、バルブハウジング３の流路壁面とシートリング４の外周面との間のシール性能を確保することができる。
また、リップシール７およびウェーブワッシャ８が、シートリング４のシート面４２をバタフライバルブ２の当接面４１に押し当てる方向に付勢しているので、バタフライバルブ２が全閉した際に、シートリング４のシート面４２がバタフライバルブ２の当接面４１に密着する。これにより、バタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との間に高いシール性能を保つことができる。つまりリップシール７の弾性力およびウェーブワッシャ８の弾性力によってシートリング４をバルブハウジング３の内部で弾性保持することにより、バタフライバルブ２の全閉時におけるバタフライバルブ２の当接面４１とシートリング４のシート面４２との密着シール性を向上することができる。

［変形例］
本実施例では、バルブシャフト１を介してバタフライバルブ２を駆動する電動アクチュエータ（バルブ駆動装置）を、モータと動力伝達機構（例えば歯車減速機構等）とを備えた電動アクチュエータによって構成したが、シャフトを介してバルブを駆動する電動アクチュエータを、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、コイルを含む電磁石を備えた電磁アクチュエータによって構成しても良い。
また、ＥＧＲＶのバタフライバルブ２を閉弁方向または開弁方向に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段）１２を設置しなくても良い。この場合には、部品点数や組付工数を削減できる。また、本実施例では、内部に流体通路が形成されたハウジングを、ＥＧＲガスパイプの途中に接続したバルブハウジング３によって構成しているが、ハウジングを、吸気管の一部または排気管の一部を成すハウジングによって構成しても良い。

本実施例では、本発明の流体制御弁を、排気ガス（ＥＧＲガス、流体）の流量を制御するＥＧＲＶに適用しているが、本発明の流体制御弁を、排気ガスの温度を制御する排気ガス制御弁に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブ等の空気量制御弁、内燃機関の燃焼室内より排出される排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁等の空気流量制御弁に適用しても良い。
また、本実施例では、本発明の流体制御弁を、ＥＧＲＶ等の流体流量制御弁に適用しているが、このような流体流量制御弁に限定する必要はなく、流体通路開閉弁、流体通路切替弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、タンブル流制御弁やスワール流制御弁等の吸気流制御弁、吸気通路の通路長や通路断面積を変更する吸気可変弁等に適用しても良い。また、自動車等の車両に搭載される内燃機関（例えば走行用エンジン）として、ディーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンを用いても良い。

本実施例では、バタフライバルブ２が全閉開度の状態から第１バルブ開度以上に開弁した時点で、バルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６に接触（当接）するように構成されているが、バタフライバルブ２が全閉開度の状態から第１バルブ開度以上に開弁する直前または直後に、バルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６に接触（当接）するように構成しても良い。また、バタフライバルブ２が全閉開度の状態から開弁した直後に、バルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６に接触（当接）するように構成しても良い。また、バタフライバルブ２が全開開度の状態に到達する直前に、バルブシャフト１のカム部３３がシートリング４の摺動部３６に接触（当接）するように構成しても良い。すなわち、バルブとシートリングが離れるタイミングは、全閉開度の状態および全開開度の状態を除いて自由に設定しても良い。
本実施例では、バルブシャフト１の外周部に形成された平面部（平面カット部）３１とバタフライバルブ２の板厚方向の一端面（大径側端面４３）との接合箇所を、レーザー溶接しているが、バルブシャフト１の外周部に形成された平面部（平面カット部）３１とバタフライバルブ２の板厚方向の一端面（大径側端面４３）との接合箇所を、ティグ溶接、ミグ溶接、電子ビーム溶接、アーク溶接しても良い。

１ バルブシャフト（ＥＧＲＶの弁軸）
２ バタフライバルブ（ＥＧＲＶの弁体）
３ バルブハウジング
４ シートリング（ノズル）
５ 板スプリング（弾性部材）
６ シール部材
７ リップシール（第１弾性部材）
８ ウェーブワッシャ（第２弾性部材）
１３ 排気ガス還流路（流体流路）
１４ 排気ガス還流路（流体流路の一部を構成する連通路）
１５ 排気ガス還流路（流体流路）
３１ バルブシャフトの平面部（取付部）
３３ バルブシャフトのカム部（当接部）
３６ シートリングの摺動部（摺動面）
９１ リップシールのゴムリップ
９２ リップシールのゴムリップ（弾性保持部）

Claims (13)

1. 内部に流体流路が形成されたハウジングと、
   このハウジングの内部に開閉自在に収容されて、前記流体流路を開閉するバルブと、
   前記ハウジングの内部に回転自在に支持されて、前記バルブを固定するシャフトと
   を備え、
   前記シャフトの回転軸線が前記バルブの中心位置より偏心した流体制御弁において、
   前記ハウジングは、前記流体流路を流通する流体の流れ方向に移動可能に設置されたシートリング、およびこのシートリングを弾性保持する弾性部材を有し、
   前記シートリングは、前記バルブが全閉した際に前記バルブが密着するシール部を有し、
   前記シャフトは、前記バルブが所定の開度以上に開弁している際に、前記シートリングに摺動接触して前記シャフトの回転に伴って移動するバルブ移動軌跡の外側に前記弾性部材の弾性力に抗して前記シートリングを押し出すカム部を有していることを特徴とする流体制御弁。
2. 請求項１に記載の流体制御弁において、
   前記弾性部材は、前記シートリングに対して前記シール部を前記バルブに押し付ける方向に弾性力を発生することを特徴とする流体制御弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の流体制御弁において、
   前記バルブは、球面の一部で構成された当接面を有していることを特徴とする流体制御弁。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記シャフトは、前記シャフトの周方向の一部が平面カットされていることを特徴とする流体制御弁。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記カム部は、前記バルブが所定の開度以下に閉弁している際に、前記シートリングとの摺動接触が解除されて前記シートリングから離脱するように構成されていることを特徴とする流体制御弁。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記弾性部材は、金属材料により形成されていることを特徴とする流体制御弁。
7. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記弾性部材は、ゴム材料により形成されていることを特徴とする流体制御弁。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記弾性部材は、前記ハウジングの流路壁面と前記シートリングの外周面との間に配設されていることを特徴とする流体制御弁。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記弾性部材は、前記シートリングの外周面に弾性接触して前記シートリングを弾性保持する弾性保持部を有し、
   前記シートリングの外周面と前記弾性保持部との間には、前記シートリングの外周面と前記弾性保持部との間をシールするシール部材が挟み込まれていることを特徴とする流体制御弁。
10. 請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記シートリングは、前記流体流路の一部を構成する連通路の周囲を周方向に取り囲むように設置されたノズルであって、
    前記弾性部材は、前記ノズルの周囲を周方向に取り囲むように設置された弾性保持部を有していることを特徴とする流体制御弁。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記シートリングは、前記バルブが所定の開度以上に開弁している際に、前記カム部に摺動接触される摺動部を有していることを特徴とする流体制御弁。
12. 請求項１１に記載の流体制御弁において、
    前記摺動部には、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングが施されていることを特徴とする流体制御弁。
13. 請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
    前記カム部には、耐摺動性または耐摩耗性を高めるための表面処理またはコーティングが施されていることを特徴とする流体制御弁。

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