特許 6379997 流体制御弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6379997

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】流体制御弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/42 20060101AFI20180820BHJP

   F16K 1/36 20060101ALI20180820BHJP

   F16K 51/00 20060101ALI20180820BHJP

   F01N 3/22 20060101ALI20180820BHJP

   F01N 3/34 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   F16K1/42 G

   F16K1/36 A

   F16K51/00 A

   F01N3/22 301S

   F01N3/34 301Z

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-217565(P2014-217565)

(22)【出願日】2014年10月24日

(65)【公開番号】特開2016-84853(P2016-84853A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年4月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】592056908

【氏名又は名称】浜名湖電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】藤田 泰成

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 順一郎

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１８６３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−１６５３２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−１７３７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−００８８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１０２４６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４１２４１９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ １／００−１／５４

Ｆ１６Ｋ ３９／００−５１／０２

(57)【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）を内部に形成するハウジング（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）と、
前記弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に前記弁座に接触して前記流体通過口の流体通過を遮断するシール部（９；１０９；２０９；３０９）と、
を備え、
前記弁座は、前記シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）から前記シール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、前記第１の凸部よりも径外側において前記シール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（４３２、４３３）と、を有し、
前記閉弁時に、前記第１の凸部は前記シール部に密着し、前記第２の凸部は前記シール部に衝突し、
前記第２の凸部は、縦断面の先端における径方向長さの寸法が前記第１の凸部よりも短い先端形状であり、
前記第２の凸部は、先端が尖っている形状であり、
前記第２の凸部は、前記先端の縦断面形状が櫛歯状であることを特徴とする流体制御弁装置。

【請求項2】

流体通過口（５５）が内側に形成された環状の弁座（３）を内部に形成するハウジング（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）と、
前記弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に前記弁座に接触して前記流体通過口の流体通過を遮断するシール部（２０９；３０９）と、
を備え、
前記弁座は、前記シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）から前記シール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、前記第１の凸部よりも径外側において前記シール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（３２、３３；２３２、２３３；３３２、３３３；４３２、４３３）と、を有し、
前記シール部は、径内側の端部（２０９１；３０９１）が前記弁部に固定され、径外側の端部（２０９２；３０９２）が自由端となるように構成され、
前記閉弁時に、前記第１の凸部は前記シール部に密着し、前記第２の凸部は前記シール部に衝突し、
前記閉弁時に、前記径外側の端部が前記弁座に押されて前記径内側の端部よりも下方に位置するように弾性変形することを特徴とする流体制御弁装置。

【請求項3】

前記シール部（３０９）は、前記第２の凸部と衝突する上面が、外周縁部（３０９２）に向かって下り勾配となっ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4】

前記第２の凸部は、前記第１の凸部の周囲に、周方向に間隔をあけて複数個設けられてい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】

流体通過口（５５）が内側に形成された環状の弁座（３）を内部に形成するハウジング（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）と、
前記弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に前記弁座に接触して前記流体通過口の流体通過を遮断するシール部（９；１０９；２０９；３０９）と、
を備え、
前記弁座は、前記シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）から前記シール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、前記第１の凸部よりも径外側において前記シール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（３２、３３；２３２、２３３；３３２、３３３；４３２、４３３）と、を有し、
前記閉弁時に、前記第１の凸部は前記シール部に密着し、前記第２の凸部は前記シール部に衝突し、
前記第２の凸部は、前記第１の凸部の周囲に、周方向に間隔をあけて複数個設けられていることを特徴とする流体制御弁装置。

【請求項6】

前記シール部（２０９；３０９）は、径内側の端部（２０９１；３０９１）が前記弁部に固定され、径外側の端部（２０９２；３０９２）が自由端となるように構成され、
前記閉弁時に、前記径外側の端部が前記弁座に押されて前記径内側の端部よりも下方に位置するように弾性変形することを特徴とする請求項１、請求項４、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（１０９）の表面は、前記弁部を形成する部分の表面に対して段差を生じないよう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。

【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、二次空気流路管内に発生する二次空気を、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二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二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、二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、中心軸線に沿って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、その軸線に沿って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、弁部に生じ得る異物の付着や氷結を除去可能な流体制御弁装置を提供することを目的とする。

【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）を内部に形成するハウジング（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）と、弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に弁座に接触して流体通過口の流体通過を遮断するシール部（９；１０９；２０９）と、を備え、
弁座は、シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）からシール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、第１の凸部よりも径外側においてシール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（４３２、４３３）と、を有し、閉弁時に、第１の凸部はシール部に密着し、第２の凸部はシール部に衝突し、第２の凸部は、縦断面の先端における径方向長さの寸法が第１の凸部よりも短い先端形状であり、第２の凸部は、先端が尖っている形状であり、第２の凸部は、先端の縦断面形状が櫛歯状であることを特徴とする。
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）を内部に形成するハウジング（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）と、弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に弁座に接触して流体通過口の流体通過を遮断するシール部（２０９；３０９）と、を備え、
弁座は、シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）からシール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、第１の凸部よりも径外側においてシール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（３２、３３；２３２、２３３；３３２、３３３；４３２、４３３）と、を有し、シール部は、径内側の端部（２０９１；３０９１）が弁部に固定され、径外側の端部（２０９２；３０９２）が自由端となるように構成され、閉弁時に、第１の凸部はシール部に密着し、第２の凸部はシール部に衝突し、閉弁時に、径外側の端部が弁座に押されて径内側の端部よりも下方に位置するように弾性変形することを特徴とする。
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）を内部に形成するハウジング（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）と、弁部に設けられる弾性変形可能な部分であって、閉弁時に弁座に接触して流体通過口の流体通過を遮断するシール部（９；１０９；２０９；３０９）と、を備え、
弁座は、シール部に対向する側の下方を向いた表面（３０）からシール部の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部（３１；１３１）と、第１の凸部よりも径外側においてシール部の上面へ向けて突出する第２の凸部（３２、３３；２３２、２３３；３３２、３３３；４３２、４３３）と、を有し、閉弁時に、第１の凸部はシール部に密着し、第２の凸部はシール部に衝突し、第２の凸部は、第１の凸部の周囲に、周方向に間隔をあけて複数個設けられていることを特徴とする。

【0010】

これらの各発明によれば、弁座に対して弁部を上方に移動させる閉弁動作が行われる際に、第１の凸部がシール部に接触してシール部を弾性変形させてこれに密着すると、流体通過口の流体通過を遮断する。この閉弁動作の際に、第２の凸部がシール部に衝突することにより、シール部の表面を叩くため、シール部に付着しているデポジット、氷等の異物を砕くことができる。砕かれたり、シール部から剥がれたりした異物は、シール部に乗っているだけで固着していないため、開弁及び閉弁の反復動作によって、シール部の上面からふるい落とされる。このように異物がシール部から除去されるので、閉弁時の、第１の凸部とシール部との密着性を向上することができる。以上のように本発明に係る弁座は、シール部の上面に付着した異物を脱落可能な状態に変化させるエッジ部としての第２の凸部と、異物がふるい落とされて除去されたシール部とのシール性を確保する第１の凸部とを併せ持っている。したがって、本発明によれば、弁部に生じ得る異物の付着や氷結を除去可能な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実施形態の二次空気制御弁を備える二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実施形態の二次空気制御弁の構成を示す断面図である。

【図3】第１実施形態の二次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、開弁状態を示す部分図である。

【図4】第１実施形態の二次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、閉弁状態を示す部分断面図である。

【図5】バルブシートを下から見た平面図である。

【図6】第２実施形態の二次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、閉弁状態を示す部分断面図である。

【図7】第３実施形態のバルブシートの構成を示す部分断面図である。

【図8】第４実施形態のバルブシートの構成を示す部分断面図である。

【図9】第５実施形態のバルブシートの構成を示す部分断面図である。

【図10】第６実施形態のバルブシートの構成を示す部分断面図である。

【図11】第７実施形態に係る二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断面図である。

【図12】第７実施形態に係る二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断面図である。

【図13】第７実施形態に係る二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断面図である。

【図14】第７実施形態に係る二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断面図である。

【図15】第８実施形態に係る二次空気制御弁のバルブ及びバルブシートについて、開弁状態を示す部分断面図である。

【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５を参照しながら説明する。

【0014】

二次空気制御弁１は、ガソリンエンジン等の内燃機関の始動時に、二次空気流路管１１、１２内に発生する二次空気を、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二次空気供給システムに組み込まれている。この二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と二次空気制御弁１とは、気密性を確保するように二次空気流路管１１を介して接続されている。二次空気制御弁１とエンジン排気管１６とは、気密性を確保するように二次空気流路管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】

二次空気供給システムは、二次空気制御弁１、二次空気流路管１１、１２、電動エアポンプ１４等によって構成されている。二次空気流路管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二次空気通路が形成されており、この二次空気通路を二次空気が流れる。二次空気流路管１１、１２には、二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、二次空気流路管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、電動モータを収容保持するモータハウジング１４１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１４２と、エアダクト１４３を介してポンプハウジング１４２に気密的に結合されるフィルタケース１４４とを有する。

【0022】

二次空気制御弁１は、二次空気流路管１１、１２の間に気密性を確保するように接続されている。この二次空気制御弁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二次空気通路３５を開閉する装置である。逆止弁は、二次空気流路管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１４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よりも二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、二次空気流路管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に流入した二次空気が、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から吐出される二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、内部に二次空気通路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に着座する方向）に付勢するコイルスプリング７と、閉弁時にバルブシート３に接触するシール部９と、を備える。シール部９は、バルブ頭部５に設けられる弾性変形可能な部分であり、閉弁時にバルブシート３に接触して密着することにより空気通過口５５の流体通過を遮断する働きをする。

【0026】

また、二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、二次空気制御弁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、二次空気制御弁１のアクチュエータに供給する駆動電力を調整して二次空気制御弁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、二次空気制御弁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、二次空気流路管１１、１２の内部に二次空気流が発生する。

【0029】

エンジン始動と同時に、エンジンに負荷がかかるので、電動エアポンプ１４は、駆動される。電動エアポンプ１４の運転により、三元触媒コンバータ１３に対してクリーンで暖かい空気を送ることができるので、三元触媒コンバータ１３を早期に暖機することができる。三元触媒コンバータ１３の早期暖機により、三元触媒コンバータ１３による浄化性能を高めることができるのである。

【0030】

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、二次空気流路管１１、１２の圧力センサ２７によって検出した二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、二次空気制御弁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。

【0031】

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。

【0032】

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に二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二次空気通路３５が構成される。

【0033】

筒壁部５１の内周側には、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及びシール部９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、二次空気が通過する円形状の空気通過口５５が形成されている。

【0034】

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、開放する開閉可能な弁体を構成する。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側が、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。

【0035】

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、バルブシート３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４は、逆Ｔ字状の縦断面形状を有する。換言すれば、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、バルブシート３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。

【0036】

バルブシート３に設けられた第１の凸部３１及び第２の凸部３２、３３は、シール部９の上面に対向する位置関係にある。したがって、バルブ頭部５がバルブシート３に着座すると、シール部９は、第１の凸部３１及び第２の凸部３２、３３がその上面に接触することにより、弾性変形するようになる。このように第１の凸部３１がシール部９に密着することによって、ＡＳＶは閉弁し、空気通過口５５の流体通過を遮断することができる。

【0037】

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３２、３３よりも、その外径寸法が大きく形成されている。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。

【0038】

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。

【0039】

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３１とシール部９とが密着し、空気通過口５５を閉鎖するバルブ全閉位置に設定される。

【0040】

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、シール部９が第１の凸部３１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。

【0041】

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は、ポペットバルブ４の閉弁時にシール部９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第１の凸部３１が一体に設けられている。したがって、第１の凸部３１は、隔壁部５８における、空気通過口５５を形成する周縁部に一体に設けられ、ハウジング２と同一の材質で形成されている。

【0042】

さらにバルブシート３には、第１の凸部３１よりも径外側において、シール部９に対向する側の下方を向いたバルブシート表面３０からシール部９の上面へ向けて突出する縦断面台形状の第２の凸部３２、３３が一体に設けられている。したがって、第２の凸部３２、３３は、空気通過口５５を形成する周縁部に一体に設けられ、ハウジング２と同一の材質で形成されている。

【0043】

ポペットバルブ４の閉弁時には、第１の凸部３１がシール部９に接触して密着することにより、空気通過口５５の流体通過を遮断する。したがって、第１の凸部３１は、バルブを閉弁時に、連通路５６と二次空気通路３５とを遮断するメインシール部としての機能を発揮する。

【0044】

閉弁時に第２の凸部３２、３３は、シール部９に対して押圧力を作用させることで、シール部９に衝撃を与える。シール部９の上面には、燃料の燃えかす等が付着したデポジットや、氷結した氷等の異物が存在することがあり、第２の凸部３２、３３は、この異物に対して衝撃を与えることができる。衝撃が与えられた異物は、砕かれたり、シール部９から剥がれたりするようになり、バルブの開閉動作によって脱落するようになる。したがって、第２の凸部３２、３３は、シール部９の上面に存在する異物を除去する異物除去機能を発揮する。

【0045】

図５はバルブシート３を下から上方に見た平面図である。図５に図示するように、第２の凸部３２、３３のそれぞれは、第１の凸部３１の周囲に、周方向に間隔をあけて複数個設けられている。したがって、第２の凸部３２、３３のそれぞれは、第１の凸部３１の周囲に環状を描くように部分的に設けられている。また、第２の凸部３３は、第２の凸部３２が設けられている箇所の径外側には存在せず、第２の凸部３２が設けられていない箇所の径外側には存在するように配置されている。また、第２の凸部３２、３３は、第１の凸部３１の外側全周にわたっ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。

【0046】

このような構成によれば、バルブシート３において第１の凸部３１と第２の凸部３２との間や第２の凸部３２と第２の凸部３３との間に異物が溜まったとしても、第２の凸部３２や第２の凸部３３の特有の配置や形状により、当該異物を外部に吐き出し易くなる。したがって、図５に図示する弁座の構成によれば、異物が堆積しにくい構造を提供できる。

【0047】

シール部９は、バルブ頭部５と別体の部品として製造した後に、バルブ頭部５の外周縁部５ａに接着等により一体的に結合される。すなわち、シール部９は、製造後の外周縁部５ａを外側から包むように外嵌めされて装着することができる。シール部９は、外周縁部５ａに対して、嵌め合い、接着、等により装着されて、バルブ頭部５に一体に設けられる。シール部９は、各種のゴムを含むエラストマーで構成することが好ましい。例えば、シール部９は、シリコン系の合成樹脂のうちゴム状であるシリコーンゴムで構成する。

【0048】

また、シール部９は、バルブ頭部５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とバルブ頭部５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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

次に、開弁動作及び閉弁動作の過程で、シール部９の上面に乗った異物を下方に落下させる動作メカニズムについて、図３及び図４を参照して説明する。

【0056】

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１の凸部３１及び第２の凸部３２、３３は、シール部９に接触していない。したがって、二次空気通路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、シール部９の上面に水分、デポジット等の異物が付着すると、異物は水平面をなすシール部９の上面においては滞留する。滞留した異物等は、冷却されたり、時間経過とともにシール部９に対して固着されるため、バルブの動作に不具合を生じさせるおそれがある。

【0057】

例えば、エンジン運転による脈動等によって逆止弁が開いてしまって燃料の燃えかす等の異物が逆流し、バルブがシール部９の上面に付着した異物を噛み込むことがある。また、排気ガスに含まれる凝縮水が逆流してシール部９の上面に付着することもある。付着した水分が冷やされて氷結し、この氷が噛み込みの原因になることもある。これらは、特に電動エアポンプ１４による空気供給が行われていないときに起こりうる。このようにバルブによるシールが不完全な状態になると、排気ガスが電動エアポンプ１４側に漏れ出てしまい、システムに不具合を生じさせるおそれがある。

【0058】

図３に図示する状態から閉弁動作が進行すると、図４に図示するように、第１の凸部３１及び第２の凸部３２、３３がシール部９の上面に接触するようになる。このとき、第２の凸部３２、３３は、シール部９に衝突するため、シール部９表面に固着した異物を砕くことができる。さらに、バルブがリフトして、バルブ頭部５がバルブシート３を上方に押し上げると、シール部９は、弾性変形して第１の凸部３１に密着して閉弁し、シール性能を発揮する。なお、このとき第２の凸部３２、３３もシール部９に密着することになる。

【0059】

図４に示す閉弁状態から図３に示す開弁状態へ移行すると、第２の凸部３２、３３によって固着状態が解かれた異物がバルブの下方移動の際に、慣性の法則により、シール部９の上面から離れ、ふるい落とされるようになる。また、図３に示す開弁状態から図４に示す閉弁状態へ移行する際にも、固着状態が解かれた異物がバルブの上方移動の際に、ふるい落とされることがある。このようにバルブの開弁と閉弁とが繰り返し行われるため、閉弁の度に、シール部９上の異物が砕かれ、剥がされて、開弁動作及び閉弁動作の途中で異物がふるい落とされるため、二次空気制御弁１は車両において常時異物を除去する機能を発揮し続ける。

【0060】

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。流体制御弁装置によれば、シール部９は、バルブ頭部５に設けられる弾性変形可能な部分である。閉弁時にバルブシート３がシール部９に接触することにより、空気通過口５５の流体通過が遮断される。バルブシート３は、シール部９に対向する側の下方を向いたバルブシート表面３０からシール部９の上面へ向けて環状に突出する第１の凸部３１と、第１の凸部３１よりも径外側においてシール部９の上面へ向けて突出する第２の凸部３２、３３と、を有する。閉弁時に、第１の凸部３１はシール部９に密着し、第２の凸部３２、３３はシール部９に衝突する。

【0061】

この構成によれば、バルブシート３に対してバルブ頭部５を上方に移動させる閉弁動作が行われる際に、第１の凸部３１がシール部９に接触してシール部９を弾性変形させてこれに密着すると、空気通過口５５の流体通過を遮断する。この閉弁動作の際に、第２の凸部３２、３３がシール部９に衝突する。この衝突により、シール部９の表面を叩くため、シール部９に付着しているデポジット、氷等の異物を砕くことができる。砕かれたり、シール部９から剥がれたりした異物は、シール部９に乗っているだけで固着していないため、開弁及び閉弁の反復動作によって、シール部９の上面から脱落する。このように異物がシール部９から除去されるので、閉弁時の、第１の凸部３１とシール部９との密着性を向上することに貢献する。

【0062】

以上のようにバルブシート３は、シール部９の上面に付着した異物を脱落可能な状態に変化させるエッジ部としての第２の凸部３２、３３と、異物が除去されたシール部９とのシール性を確保する第１の凸部３１とを併せ持っている。したがって、弁部に生じ得る異物の付着や氷結を除去可能な流体制御弁装置が得られる。

【0063】

（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６を参照して説明する。図６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り、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。

【0064】

図６は、二次空気制御弁のポペットバルブ１０４及びバルブシート３について閉弁状態を示している。シール部１０９は、バルブシート３に対向する側（上側）に位置する上面がバルブ頭部１０５の表面と段差を生じないように設けられている。シール部１０９は、バルブ頭部１０５の外周縁部１０５ａを外側から包むように外嵌めされて装着することができる。シール部１０９は、外周縁部１０５ａに対して、嵌め合い、接着、等により装着されて、バルブ頭部１０５に一体に設けられる。また、シール部１０９は、外周縁部１０５ａに対して、インサート成型等による一体成型により形成することができる。すなわち、シール部１０９とバルブ頭部５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、一体に形成される。

【0065】

第２実施形態の流体制御弁装置によれば、シール部１０９の表面は、弁部であるバルブ頭部１０５を形成する部分の表面に対して段差を生じないように形成されている。これによれば、シール部１０９とバルブ頭部１０５との表面が面一に形成されるため、バルブ頭部１０５の上面に水分が滞留しにくい構造を実現できる。したがって、バルブの開閉動作に伴い、バルブ頭部１０５に付着した水分が滑落しやすくなり、水分の滞留を抑制できるので、氷結する氷の噛みこみを防止できる。

【0066】

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態のバルブシート３の他の形態であるバルブシート１０３について図７を参照して説明する。図７において、第１実施形態及び第２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実施形態及び第２実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第３実施形態において前述の実施形態と同様の構成を有するものは、前述の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。

【0067】

図７は、二次空気制御弁のポペットバルブ１０４及びバルブシート１０３について開弁状態を示している。バルブシート１０３は、第１の凸部１３１が第２の凸部３２、３３に比べて、縦断面の面積が大きくなるように形成されている。換言すれば、第１の凸部１３１は、第２の凸部３２、３３に比べて、径方向の長さ寸法が長くなるように形成されている。したがって、第１の凸部１３１は、第２の凸部３２、３３に比べて、閉弁時のシール部１０９との接触面積が大きくなるように形成されている。すなわち、第１の凸部１３１は、第２の凸部３２、３３に比べて、先端平面の表面積が大きくなるように形成されている。この構成によれば、第１の凸部１３１によるシール性を向上することができる。

【0068】

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態のバルブシート３の他の形態であるバルブシート２０３について図８を参照して説明する。図８において、第１実施形態及び第２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実施形態及び第２実施形態と同様であり、以下、前述の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実施形態及び第２実施形態と同様の構成を有するものは、前述の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。

【0069】

図８は、二次空気制御弁のポペットバルブ１０４及びバルブシート２０３について開弁状態を示している。第２の凸部２３２、２３３のそれぞれは、根元が先端よりも径外方向の内側、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形成されている。また、第２の凸部２３２、２３３は第１の凸部３１に比べて、先端平面の表面積が小さくなるように形成されている。したがって、第２の凸部２３２、２３３は、縦断面の先端における径方向長さの寸法が第１の凸部３１よりも短い先端形状である。

【0070】

第４実施形態の流体制御弁装置によれば、第２の凸部２３２や第２の凸部２３３は、先端に向かうほど外側に位置する断面形状をなしている。これによれば、開弁及び閉弁の反復動作において、粉砕したシール部９上の異物を径外側に払い出すように働く外力を作用させることができる。

【0071】

（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態のバルブシート３の他の形態であるバルブシート３０３について図９を参照して説明する。図９において、第１実施形態及び第２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５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実施形態及び第２実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第５実施形態において第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成を有するものは、前述の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。

【0072】

図９は、二次空気制御弁のポペットバルブ１０４及びバルブシート３０３について開弁状態を示している。第２の凸部３３２、３３３のそれぞれは、第１の凸部３１よりも、根元部が先端部よりも径外方向寸法の長さが短く、先細り状である。さらに、第２の凸部３３２、３３３のそれぞれは、先端部が尖っている形状であることが好ましい。例えば、第２の凸部３３２や第２の凸部３３３は、先端の縦断面形状が角をなすように形成されている。したがって、第２の凸部３３２、３３３は、縦断面の先端における径方向長さの寸法が第１の凸部３１よりも短い先端形状である。

【0073】

第５実施形態の流体制御弁装置によれば、第２の凸部３３２や第２の凸部３３３は、先端部が尖っている形状である。これによれば、バルブの閉弁時に、第２の凸部３３２や第２の凸部３３３が、非常に小さい接触面積でシール部１０９に衝突する。このため、第２の凸部３３２や第２の凸部３３３がシール部１０９に与える圧力を非常に大きくすることができるので、異物を砕いたり剥がしたりする衝撃力をさらに向上することができる。したがって、シール部１０９の上面に存在する異物を脱落させる能力を高めることが可能な第２の凸部３３２、第２の凸部３３３を提供できる。

【0074】

（第６実施形態）
第６実施形態では、第１実施形態のバルブシート３の他の形態であるバルブシート４０３について図１０を参照して説明する。図１０において、第１実施形態及び第２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５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実施形態及び第２実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第６実施形態において第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成を有するものは、前述の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。

【0075】

図１０は、二次空気制御弁のポペットバルブ１０４及びバルブシート４０３について開弁状態を示している。第２の凸部４３２、４３３のそれぞれは、先端部が尖っている形状である。第２の凸部４３２、４３３のそれぞれは、その先端の縦断面形状が複数の角を有するように形成されている。例えば、第２の凸部４３２、４３３のそれぞれは、先端の縦断面形状が櫛歯状をなすように形成されている。したがって、第２の凸部４３２、４３３は、縦断面の先端における径方向長さの寸法が第１の凸部３１よりも短い先端形状でもある。

【0076】

第６実施形態の流体制御弁装置によれば、第２の凸部４３２、４３３のそれぞれは、その先端の縦断面形状が櫛歯状をなしている。これによれば、バルブの閉弁時に、第２の凸部４３２や第２の凸部４３３が、シール部１０９との非常に小さい接触面積の部分を複数もつようにして、シール部１０９に衝突する。このため、第２の凸部３３２や第２の凸部３３３がシール部１０９に与える圧力を非常に大きくできるとともに、この衝撃力を複数箇所において広い範囲に与えることができる。このようにピンポイントの衝撃力を近接した複数の箇所において集中して与えることができるため、異物を細かく粉砕することも可能であり、異物除去能力をさらに向上することができる。したがって、シール部１０９の上面に存在する異物を脱落させる能力を高めることが可能な第２の凸部４３２、第２の凸部４３３を提供できる。

【0077】

（第７実施形態）
第７実施形態では、第１実施形態のシール部９の他の形態であるシール部２０９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。また、各図は、バルブ軸部６の軸線に対して片側のみを図示したものである。当該軸線に対して反対側は、図示した片側と対称な形状である。第７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り、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第７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、前述の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。

【0078】

シール部２０９は、バルブ軸部６が嵌まる内周縁部２０９１から放射状に外周縁部２０９２まで延びる弾性変形可能な環状部材であり、前述のシール部９と同様の材質で構成されている。内周縁部２０９１はバルブに対して固定されており、外周縁部２０９２はバルブに対して固定されていない。シール部２０９は、例えば、内周側の一端部に相当する内周縁部２０９１がバルブ軸部６に固着され、外周側の他端部に相当する外周縁部２０９２が自由端をなす、片持ち支持の弾性部材である。

【0079】

さらに、内周縁部２０９１は、バルブ頭部５の上面よりも高い位置において、バルブ軸部６に固定されている。したがって、図１１に図示するように、バルブがリフトする閉弁時には、シール部２０９は、バルブシート３に押さえつけられることにより、外周縁部２０９２が内周縁部２０９１よりも垂れ下がるように変形する。

【0080】

次に、開弁動作及び閉弁動作の過程で、シール部２０９の上面に乗った異物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。

【0081】

図１１は、バルブ頭部５がバルブシート３に対して接触する閉弁状態を示している。図１２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。図１３は、図１２の開弁状態から、バルブ頭部５がバルブシート３に接近した状態を示している。図１４は、図１３の接近状態から、さらにバルブ頭部５がバルブシート３に接近して外周縁部２０９２を押す状態を示している。

【0082】

図１１の閉弁状態によれば、シール部２０９は、第１の凸部３１によって下方に押されるため、シール部２０９は、外周縁部２０９２が内周縁部２０９１よりも下方に垂れ下がるように弾性変形する。このとき、第２の凸部３２、３３がシール部２０９に衝突するため、シール部２０９上の異物を砕くことになる。

【0083】

さらに、開弁動作に移行して図１２の開弁状態になると、シール部２０９は、元の形状に復元するため、シール部２０９上の異物は、第２の凸部３２、３３よりも径外側に位置するようになる。これは、図１１の閉弁状態で、大きく弾性変形していたシール部２０９が、図１２のように略水平となる形状に復元したことにより、自由端である外周縁部２０９２の位置が径外側に位置するからである。

【0084】

さらに図１２の状態から閉弁動作に移行すると、図１３に図示するように、第２の凸部３２、３３がシール部２０９に近づき、シール部２０９上の異物（図１３の楕円状のもの）は、第２の凸部３２、３３によって、径外側にはじかれるようになる。すなわち、シール部２０９上の異物は、第２の凸部３２、３３によりも径外側に移動するので、第２の凸部３２、３３によって押しつぶされない。

【0085】

さらに図１３の状態から閉弁動作に移行すると、図１４に図示するように、第１の凸部３１及び第２の凸部３２、３３がシール部２０９を押さえるため、シール部２０９は弾性変形する。このとき、シール部２０９は弾性変形に伴ってシール部２０９上の異物は脱落する。

【0086】

第７実施形態の流体制御弁装置によれば、シール部２０９は、径内側の端部である内周縁部２０９１がバルブ軸部６に固定され、径外側の端部である外周縁部２０９２が自由端となるように構成されている。閉弁時に、径外側の端部がバルブシート３に押されて径内側の端部よりも下方に位置するように弾性変形する。

【0087】

これによれば、バルブの開閉動作によって、シール部２０９を大きく弾性変形させることにより、自由端側の部分を下方に位置させるようにシール部２０９を大きく変形させることができる。このとき、自由端側に位置する第２の凸部３２、３３とシール部２０９とがこすれるようになって、シール部２０９上の異物を径外側へ掻き出すことができるので、セルフクリーニング機能を発揮する流体制御弁装置を提供できる。

【0088】

（第８実施形態）
第８実施形態では、第７実施形態のシール部２０９の他の形態であるシール部３０９について図１５を参照して説明する。図１５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。また、図１５は、バルブ軸部６の軸線に対して片側のみを図示したものである。当該軸線に対して反対側は、図示した片側と対称な形状である。第８実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第７実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第８実施形態において第７実施形態と同様の構成を有するものは、前述の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。

【0089】

シール部３０９は、バルブ軸部６が嵌まる内周縁部３０９１から放射状に外周縁部３０９２まで延びる弾性変形可能な環状部材であり、前述のシール部２０９と同様の材質で構成されている。内周縁部３０９１は、縦断面の断面積が、外周縁部３０９２よりも大きくなるように形成されている。シール部３０９は、縦断面の断面積が内周縁部３０９１から外周縁部３０９２にかけて徐々に小さくなるように形成されている。

【0090】

内周縁部３０９１はバルブに対して固定されており、外周縁部３０９２はバルブに対して固定されていない。シール部３０９は、例えば、内周側の一端部に相当する内周縁部３０９１がバルブ軸部６に固着され、外周側の他端部に相当する外周縁部３０９２が自由端をなす、片持ち支持の弾性部材である。

【0091】

さらに、内周縁部３０９１は、バルブ頭部５の上面よりも高い位置において、バルブ軸部６に固定されている。したがって、図１５に図示するように、バルブがリフトする閉弁時には、シール部３０９は、バルブシート３に押さえつけられることにより、外周縁部３０９２が内周縁部３０９１よりも垂れ下がるように変形する。

【0092】

このシール部３０９によれば、その上面が、内周縁部３０９１から外周縁部３０９２にかけて徐々に下方に位置するように形成されている。つまり、シール部３０９は、第２の凸部３２、３３と衝突する上面が、外周縁部３０９２に向かって下り勾配となっている。これによれば、第２の凸部３２、３３によってシール部３０９の上面で砕かれた異物が、滑り落ちやすい。このため、異物をシール部３０９から脱落させやすい流体制御弁装置を提供できる。

【0093】

（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。

【0094】

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。

【0095】

前述の第１実施形態において開示する第２の凸部３２、３３等は、第１の凸部３１よりも径外側に部分的に配される形態に限定されない。第２の凸部３２、３３は、例えば、第１の凸部３１の周囲を取り囲むように環状に設けられる凸部であってもよい。この形態でも、第２の凸部３２、３３は、シール部９の上面に付着した異物を閉弁時に砕く機能を発揮する。

【0096】

また、第２の凸部３２や第２の凸部３３を、第１の凸部３１の周囲全周に環状に突出させた場合には、以下のような効果を奏する。第２の凸部３２や第２の凸部３３は、閉弁時に、シール部９の上面に乗っている異物を砕いて容易に移動可能な状態に変化させる作用と、シール部９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する機能を備える。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。

【符号の説明】

【0097】

２…ハウジング
３…バルブシート（弁座）
５…バルブ頭部（弁部）
９、１０９、２０９、３０９…シール部
３０…バルブシート表面（表面）
３１、１３１…第１の凸部
３２、３３、２３２、２３３、３３２、３３３、４３２、４３３…第２の凸部
５５…空気通過口（流体通過口）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】