(57)【要約】【課題】弁体と溶接される軸部の位置ずれを抑制できるポペットバルブを提供する。【解決手段】本開示の一態様は、シート４と、シート４に対して当接および離間するものであって、底部４１と底部４１の縁部から立ち上がって設けられる側壁部４２とを備えるようにして底部４１に対向する側が開口した形状のバルブ５と、バルブ５の底部４１の貫通孔４４に挿入されて底部４１と溶接されるシャフト６と、シャフト６を当該シャフト６の軸方向に駆動させるステップモータ８と、を有するＥＧＲバルブ１において、板厚／シャフト径の比Ｒ１が所定比以上に設定され、この所定比は、バルブ５の材質に依存して決定される。【選択図】図２
2019078305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
前記弁座に対して当接および離間するものであって、底部と前記底部の縁部から立ち上がるように設けられる側壁部とを備えるようにして前記底部に対向する側が開口した形状の弁体と、
前記弁体の前記底部の貫通孔に挿入されて前記底部と溶接される軸部と、
前記軸部を当該軸部の軸方向に駆動させるステップモータと、を有するポペットバルブにおいて、
前記軸部の径に対する前記弁体の前記底部の板厚の比が所定比以上に設定され、
前記所定比は、前記弁体の材質に依存して決定されること、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項２】
請求項１のポペットバルブにおいて、
前記弁体の材質は鉄又は鉄を含んだ材質であり、
前記所定比は、０．５５〜０．６５の間で設定されること、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項３】
請求項１または２のポペットバルブにおいて、
前記弁体の質量は所定質量よりも小さく、
前記所定質量は、前記ポペットバルブに対して振動が加えられたときの前記弁体の周波数が共振周波数の帯域の上限値よりも高くなる値に設定されること、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つのポペットバルブにおいて、
前記貫通孔は打ち抜きプレス加工により形成され、
前記貫通孔の内壁に形成された剪断面についての前記貫通孔の軸方向の長さは、前記底部の板厚に対して所定割合以上の長さであり、
前記所定割合は、前記弁体の前記底部と前記軸部の溶接時にて前記軸部から前記底部への伝熱を均一化できる値であること、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項５】
請求項４のポペットバルブにおいて、
前記所定割合は４９％であること、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つのポペットバルブにおいて、
前記側壁部の板厚は、前記底部の板厚よりも小さいこと、
を特徴とするポペットバルブ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つのポペットバルブにおいて、
前記ポペットバルブは、エンジンの排気通路から吸気通路へ流れるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブであること、
を特徴とするポペットバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、軸部の駆動により弁体が軸方向へ移動するポペットバルブに関し、例えば、ＥＧＲガスの流量を制御するポペットバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として特許文献１には、調節バルブを開閉させることにより、ハウジング内を流れる流体の流量を調節するバルブ装置が開示されている。このバルブ装置においては、調節バルブに備わるバルブ頭部がプレス加工により傘状に形成されている。そして、このバルブ頭部は、肉抜き部と、肉抜き部から延設され軸部を圧入するための挿入孔が形成されるように略円筒状に形成される連結部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるバルブ装置においては、バルブ頭部に、軸部が圧入される連結部が形成されている。しかしながら、バルブ頭部に連結部が形成されていない方が、バルブ頭部をプレス加工により形成する際に肉抜き部から連結部を延設させる必要がない分、製造工程を簡便にできる。そこで、バルブ頭部に軸部が圧入される連結部を形成しないで、軸部をバルブ頭部に溶接することが考えられる。そして、このように軸部をバルブ頭部（弁体）に溶接する場合、バルブ頭部の板厚が薄いと、溶接時のバルブ頭部の変形量が大きくなり、溶接後の軸部の位置にずれが生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、弁体と溶接される軸部の位置ずれを抑制できるポペットバルブ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】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、弁座と、前記弁座に対して当接および離間するものであって、底部と前記底部の縁部から立ち上がるように設けられる側壁部とを備えるようにして前記底部に対向する側が開口した形状の弁体と、前記弁体の前記底部の貫通孔に挿入されて前記底部と溶接される軸部と、前記軸部を当該軸部の軸方向に駆動させるステップモータと、を有するポペットバルブにおいて、前記軸部の径に対する前記弁体の前記底部の板厚の比が所定比以上に設定され、前記所定比は、前記弁体の材質に依存して決定されること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、弁体の底部の板厚について軸部の径に対して所定比以上の大きさを確保することにより、弁体と軸部を溶接する際に生じる弁体の変形量を小さく抑えることができる。そのため、弁体と溶接される軸部の位置ずれを抑制できる。そして、弁体の底部の板厚を弁体の材質に応じて設定することにより、弁体の材質に関わらず軸部の位置ずれを抑制できる。
【０００８】
上記の態様においては、前記弁体の材質は鉄又は鉄を含んだ材質であり、前記所定比は、０．５５〜０．６５の間で設定されること、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、鉄又は鉄を含んだ材質の弁体において、溶接直後の弁体の変形量を小さくして、溶接部が凝固する時の弁体の戻り量を小さくできる。そのため、より確実に、弁体と溶接される軸部の位置ずれを抑制できる。
【００１０】
上記の態様においては、前記弁体の質量は所定質量よりも小さく、前記所定質量は、前記ポペットバルブに対して振動が加えられたときの前記弁体の周波数が共振周波数の帯域の上限値よりも高くなる値に設定されること、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、弁体の質量の上限を設定することで、振動により軸部から弁体が取れることを抑制できる。
【００１２】
上記の態様においては、前記貫通孔は打ち抜きプレス加工により形成され、前記貫通孔の内壁に形成された剪断面についての前記貫通孔の軸方向の長さは、前記底部の板厚に対して所定割合以上の長さであり、前記所定割合は、前記弁体の前記底部と前記軸部の溶接時にて前記軸部から前記底部への伝熱を均一化できる値であること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、溶接時の弁体に対する熱伝導の均一化を図ることができるので、溶接時の弁体の変形を抑制できる。
【００１４】
上記の態様においては、前記所定割合は４９％であること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、より確実に、溶接時の弁体に対する熱伝導の均一化を図ることができるので、溶接時の弁体の変形を抑制できる。
【００１６】
上記の態様においては、前記側壁部の板厚は、前記底部の板厚よりも小さいこと、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、弁体の軽量化を図ることができる。
【００１８】
上記の態様においては、ポペットバルブは、エンジンの排気通路から吸気通路へ流れるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブであること、が好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本開示のポペットバルブによれば、弁体と溶接される軸部の位置ずれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のＥＧＲバルブの断面図である。
【図２】本実施形態における溶接前のバルブとシャフトの先端部の断面図である。
【図３】板厚／シャフト径の比と溶接後のシャフト位置に関する評価結果を示す図である。
【図４】溶接エネルギと溶接後のシャフト位置に関する評価結果を示す図である。
【図５】本実施形態品における溶接直後のバルブの変形と溶接部の凝固時のバルブの戻りを説明した図である。
【図６】バルブの質量とバルブの周波数に関する評価結果を示す図である。
【図７】挿入孔の剪断面の長さ／板厚の比と溶接後のシャフト位置に関する評価結果を示す図である。
【図８】比較品における溶接直後のバルブの変形と溶接部の凝固時のバルブの戻りを説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示に係るポペットバルブの一実施形態であるＥＧＲバルブ１について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１に示すＥＧＲバルブ１は、エンジンから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ流すＥＧＲ通路（図示略）に設けられ、ＥＧＲガス流量を調節するために使用される。
【００２３】
図１に示すように、ＥＧＲバルブ１は、ポペット弁構造を有し、ハウジング２と、ハウジング２に形成されたＥＧＲガスの流路３と、流路３の途中に設けられたシート４（弁座）と、シート４に着座（シート４に対して当接および離間）可能に設けられ、シート４との間でＥＧＲガスの計量部を形成するバルブ５（弁体）と、バルブ５をシート４に対し往復運動（ストローク運動）させるためにバルブ５が一端部に設けられたシャフト６（弁軸）と、バルブ５と共にシャフト６を軸方向へ往復運動（ストローク運動）させるために出力軸７を回転させる駆動手段としてのステップモータ８とを備える。このＥＧＲバルブ１は、ステップモータ８によりバルブ５をシート４に対し移動させて計量部の開口面積を変化させることにより、流路３におけるＥＧＲガス流量を調節するように構成される。
【００２４】
シャフト６は、出力軸７とバルブ５との間に設けられ、図１において、ハウジング２を垂直に貫通して配置される。バルブ５は、シャフト６の一端に固定され、傘状をなし、その外周面４５（図２参照）がシート４に対して当接又は離間するようになっている。シャフト６の他端には、スプリング受９が一体に設けられる。ハウジング２とシャフト６との間には、シャフト６をその軸方向へ移動可能（ストローク運動可能に）に支持するために直列に配置された第１スラスト軸受１０と第２スラスト軸受１１が設けられる。各スラスト軸受１０，１１は、略筒形をなす。
【００２５】
本実施形態では、図２に示すように、バルブ５は、底部４１とこの底部４１の縁部から立ち上がって設けられる側壁部４２とを備えるようにして底部４１に対向する側が開口した形状に形成されている。より具体的には、バルブ５は、底部４１と側壁部４２で形成される内壁面５ａの内側に形成され底部４１に対向する側が開口した開口部４３を備えるようにして、傘状に形成されている。本実施形態における「傘状」とは、バルブ５の中央から水平方向に円盤状に張り出し、当該円盤状の外縁部にて軸方向側に折れ曲がった形状である。なお、バルブ５の材質は、鉄又は鉄を含んだ材質（例えば、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４））である。また、シャフト６は、バルブ５の底部４１の貫通孔４４に挿入されて底部４１と溶接されている。なお、シャフト６の材質は、鉄又は鉄を含んだ材質（例えば、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４））である。
【００２６】
ステップモータ８は、コイル２１を含むステータ２２と、ステータ２２の内側に設けられたマグネットロータ２３と、マグネットロータ２３の中心に設けられた出力軸７とを含む。これらの部材７，２１〜２３等が樹脂製のケーシング２４によりモールドされて覆われる。ケーシング２４には、横へ突出したコネクタ２５が一体に形成される。コネクタ２５には、コイル２１から延びる端子（不図示）が設けられる。
【００２７】
出力軸７は、外周に雄ネジ７ａを有する。出力軸７の上端部は、シャフト６の先端部に設けられたスプリング受９に連結される。マグネットロータ２３は、ロータ本体２７と、ロータ本体２７の外周に一体的に設けられた円筒状のプラスチックマグネット２８とを含む。ロータ本体２７の上端部外周には、ケーシング２４との間に第１のラジアル軸受２９が設けられる。プラスチックマグネット２８の下端部内周には、第１のスラスト軸受１０との間に第２のラジアル軸受３０が設けられる。これら上下のラジアル軸受２９，３０によりマグネットロータ２３がステータ２２の内側にて回転可能に支持される。ロータ本体２７の中心には、出力軸７の雄ネジ７ａに螺合する雌ネジ２７ａが形成される。マグネットロータ２３と、下側の第２のラジアル軸受３０との間には、第１の圧縮スプリング３１が設けられる。シャフト６の上端部のスプリング受９と、第２のラジアル軸受３０との間には、シャフト６をマグネットロータ２３へ向けて付勢する第２の圧縮スプリング３２が設けられる。
【００２８】
図１に示すように、バルブ５がシート４に着座した全閉状態において、マグネットロータ２３が一方向へ回転することにより、出力軸７の雄ネジ７ａとロータ本体２７の雌ネジ２７ａとの螺合関係により、第２の圧縮スプリング３２の付勢力に抗して、出力軸７が一方向へ回転しながらスラスト方向である図１の下方向へストローク運動する。この出力軸７のストローク運動により、シャフト６と共にバルブ５が図１の下方向へストローク運動し、バルブ５がシート４から離れて開弁する。
【００２９】
一方、バルブ５がシート４から最大限に離れた全開状態において、マグネットロータ２３が反対方向へ回転することにより、出力軸７の雄ネジ７ａとロータ本体２７の雌ネジ２７ａとの螺合関係と、第２の圧縮スプリング３２の付勢力により、出力軸７が反対方向へ回転しながらスラスト方向である図１の上方向へストローク運動する。この出力軸７のストローク運動により、シャフト６と共にバルブ５が図１の上方向へストローク運動し、バルブ５がシート４に近付いて閉弁する。
【００３０】
また、ハウジング２とシャフト６との間には、ハウジング２とシャフト６との間をシールするための略円筒状をなすリップシール１５が、第２スラスト軸受１１に隣接して設けられる。ハウジング２には、バルブ５を着座させるシート４が設けられる。
【００３１】
本実施形態では、シャフト６は、バルブ５の底部４１（図２参照）の貫通孔４４（図２参照）内に挿入されて底部４１と溶接されている。この溶接は、例えば、ＴＩＧ溶接により行われ、シャフト６の先端５１（図２参照）側に電極を配置して行われる。
【００３２】
本実施形態では、シャフト６をステップモータ８に通電保持させた状態で、バルブ５とシャフト６を溶接する。このとき、出力軸７の雄ネジ７ａとロータ本体２７の雌ネジ２７ａとの間で噛み合わせにおける隙間が存在するため、また、溶接時に作用する力によりステータ２２に対してマグネットロータ２３が回転し得るため、シャフト６が軸方向に移動するおそれがある。
【００３３】
そのため、図８に示すように、溶接直後においてバルブ５が（−）方向（ステップモータ８の方向）へ変形した後、溶接部が凝固する時にバルブ５が（＋）方向（ステップモータ８とは反対方向）に戻り、これに伴って、シャフト６が軸方向に位置ずれし易い。そして、その位置ずれ量が大きいと、開弁ステップ（全閉状態から開弁状態になるまでに必要なステップモータ８のステップ数）がステップ数の多い方側に規格を外れて、ＥＧＲバルブ１が所定ステップで開弁しないおそれがある。そして、このように開弁ステップが所定の規格を外れると、ＥＧＲバルブ１において必要流量のＥＧＲガスを流すように調節できなくなるおそれがある。そのため、溶接直後のバルブ５の変形量を抑制して、シャフト６の位置ずれを抑制することが望まれる。
【００３４】
そこで、本実施形態では、バルブ５の底部４１の板厚Ｔｖをシャフト径Ｄｓ（シャフト６の径）との比で設定している。すなわち、シャフト径Ｄｓに対する板厚Ｔｖの比である板厚／シャフト径の比Ｒ１（板厚軸径比）を、所定値以上に設定している。そして、この所定値は、バルブ５の材質に依存して決定される。本実施形態では、バルブ５の材質は鉄又は鉄を含んだ材質であることから、所定値を０．５５〜０．６６の間で設定している。
【００３５】
ここで、出願人は、板厚／シャフト径の比Ｒ１と溶接後のシャフト６の位置（シャフト位置）との関係を調べる評価を行った。バルブ５とシャフト６との溶接時にはシート４とバルブ５を当接させながらシャフト６をバルブ５からステップモータ８の所定ステップ数だけ突き出させた状態で溶接を開始する。そして、評価では、この溶接開始時のシャフト６の位置「０」を溶接後のシャフト６の目標位置の上限の位置とした。目標位置とは、溶接後のシャフト６の位置がこの目標位置の範囲内にあれば、開弁ステップのずれが発生しないという目安の位置である。
【００３６】
なお、評価では、シャフト径Ｄｓをφ４ｍｍとした。また、バルブ５として、第１比較品と第２比較品と本実施形態品を使用した。そして、第１比較品について、板厚Ｔｖを１．５ｍｍとして、板厚／シャフト径の比Ｒ１を０．３７５とした。また、第２比較品について、板厚Ｔｖを２．０ｍｍとして、板厚／シャフト径の比Ｒ１を０．５００とした。また、本実施形態品について、板厚Ｔｖを２．５ｍｍとして、板厚／シャフト径の比Ｒ１を０．６２５とした。
【００３７】
そして、評価の結果、図３に示すように、第１比較品と第２比較品では、溶接後のシャフト６の位置は目標位置を外れた。その理由は、以下のように考えられる。まず、第１比較品と第２比較品では、板厚Ｔｖが薄く板厚／シャフト径の比Ｒ１が小さいために、図８に示すように、溶接直後のバルブ５の（−）方向（溶接開始時にシャフト６をバルブ５から突き出させた方向とは反対方向）の変形量が大きくなる。そして、これに伴って、溶接部が凝固する時のバルブ５の（＋）方向（溶接開始時にシャフト６をバルブ５から突き出させた方向）の戻り量も大きくなる。そのため、結果的に、溶接後のシャフト６の位置は、溶接開始時のシャフト６の位置「０」よりも（＋）方向へ戻ってしまい、目標位置を外れてしまうと考えられる。
【００３８】
そして、溶接後に溶接部を含めたバルブ５全体が（＋）方向に変形することでバルブ５がシート４から離れる方向に移動しようとする。なお、実際にはバルブ５の上端面をアース電極で押しているためにバルブ５はシート４から離れない。そして、このようにバルブ５全体が（＋）方向に変形すると、開弁ステップがステップ数の多い方側に規格を外れて、ＥＧＲバルブ１が所定ステップで開弁しないおそれがある。そして、このように開弁ステップが所定の規格を外れると、ＥＧＲバルブ１において必要流量のＥＧＲガスを流すように調節できなくなるおそれがある。
【００３９】
これに対し、図３に示すように、本実施形態品では、溶接後のシャフト６の位置は目標位置に収まった。また、図４に示すＥＧＲバルブ１の製造時に想定される良品範囲α内（良品が製造可能な範囲内）で溶接エネルギを変化させても、溶接後のシャフト６の位置は目標位置に収まった。なお、図４に示すように、本実施形態品では、溶接エネルギを良品範囲α外に変化させても溶接後のシャフト６の位置は目標位置に収まった。
【００４０】
このように本実施形態品では、板厚Ｔｖが厚く板厚／シャフト径の比Ｒ１が大きいために、図５に示すように、図８に示す比較品の場合と比べて、溶接直後のバルブ５の（−）方向の変形量が小さく溶接部が凝固する時のバルブ５の（＋）方向の戻り量も小さくなる。そのため、結果的に、溶接後のシャフト６の位置は、溶接開始時のシャフト６の位置「０」よりも（−）方向の目標位置の範囲内に留まる。そのため、本実施形態品では、開弁ステップが所定の規格を満たし、ＥＧＲバルブ１において必要流量のＥＧＲガスを流すように調節できる。
【００４１】
そして、図３に示す評価の結果より、板厚／シャフト径の比Ｒ１が０．５５〜０．６６であれば、溶接後のシャフト６の位置は目標位置に留まることが分かった。
【００４２】
このようにして、本実施形態では、大流量対応のためのバルブ５の径Ｄｖ（図２参照）の拡大とバルブ５の薄肉化の対策として、プレス加工したバルブ５をシャフト６に溶接している。そして、バルブ５の底部４１の板厚Ｔｖをシャフト径Ｄｓの大きさに対応して設定することにより、シャフト６をバルブ５に溶接する際の溶接直後のバルブ５の変形量を小さくしてシャフト６の位置の変化を小さくし、溶接後のシャフト６の位置ずれを抑制できる。
【００４３】
なお、板厚／シャフト径の比Ｒ１を所定値以上となるように設定するときのこの所定値は、バルブ５の材質に依存して決定される。そのため、バルブ５の材質に対応して、所定値を変化させる。本実施形態ではバルブ５の材質は鉄又は鉄を含んだ材質（例えば、ステンレス）であり所定値を０．５５〜０．６６の間で設定するが、バルブ５の材質が他の材質（例えば、アルミニウムなどの非鉄金属）であれば、その材質に対応して、所定値を変化させる。
【００４４】
このようにバルブ５の底部４１の板厚Ｔｖを厚くすると、溶接後のシャフト６の位置を目標位置に収めることが可能となる。しかしながら、板厚Ｔｖを厚くすることによりバルブ５の質量が大きくなってしまうと、ＥＧＲバルブ１に加えられる振動（例えば、エンジンの振動）により、バルブ５が共振してシャフト６から取れる可能性が高くなる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、バルブ５の質量の上限を規定している。具体的には、本実施形態では、バルブ５の質量は、所定質量よりも小さく設定されている。そして、この所定質量は、ＥＧＲバルブ１に対して振動が加えられたときのバルブ５の周波数（振動周波数）がバルブ５の共振周波数の帯域の上限値よりも高くなる値に設定されている。具体的には、図６に示すように、バルブ５の質量が小さくなるほどバルブ５の周波数が高くなるところ、本実施形態のバルブ５の質量は、バルブ５の周波数が耐震性悪化領域β（バルブ５の共振周波数の帯域）の上限の周波数ｆｍａｘ（例えば、２７０Ｈｚ）を超えて高くなる値（例えば、６．７ｇ〜７．４ｇ）に設定されている。これにより、ＥＧＲバルブ１に対してエンジンの振動が加えられたときに、バルブ５が共振し難くなる。そのため、エンジンの振動によりシャフト６からバルブ５が取れることを抑制できる。なお、図６に示すバルブの質量が２０ｇ以上の比較品は、傘状に薄肉化されていない既存形状のバルブである。
【００４６】
また、本実施形態では、バルブ５の貫通孔４４は打ち抜きプレス加工により形成される。ここで、貫通孔４４の内壁に形成された剪断面４４ａの部分の厚みが小さく破断面の部分の厚みが大きいと、溶接時にてバルブ５とシャフト６を組み合わせたときに、バルブ５の破断面とシャフト６の間に生じる隙間が大きくなってしまう。そうすると、溶接時にて、バルブ５とシャフト６の接触面積が小さくなり、さらに、バルブ５の破断面とシャフト６の間の隙間に空気が入り込んで断熱されるので、シャフト６からバルブ５への伝熱性が悪くなってしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態では、貫通孔４４の打ち抜き後に、貫通孔４４にシェービング加工を施し、剪断面４４ａについての貫通孔４４の軸方向の長さＬ（図２参照）を、底部４１の板厚Ｔｖに対して所定割合以上の長さに設定している。そして、この所定割合を、バルブ５とシャフト６の溶接時にてシャフト６からバルブ５の底部４１への伝熱が均一化される値としている。具体的には、所定割合を４９％として、剪断面４４ａについての貫通孔４４の軸方向の長さＬを、底部４１の板厚Ｔｖに対して４９％以上の長さに設定している。
【００４８】
ここで、出願人は、剪断面４４ａの長さＬを設定することによる効果についての評価を行った。評価の結果、図７に示すように、バルブ５における底部４１の板厚Ｔｖに占める（対する）剪断面４４ａの長さＬの割合（比）を示す剪断面長さ／板厚の比Ｒ２が４９％未満の比較品において、溶接後のシャフト位置が目標位置の範囲外となった。これに対し、剪断面長さ／板厚の比Ｒ２が４９％以上の本実施形態品（Ｒ２＝４９．６％，６８．７％）において、溶接後のシャフト位置が目標位置の範囲内に収まった。
【００４９】
このように本実施形態では、剪断面４４ａの長さＬを底部４１の板厚Ｔｖに対して所定割合以上の長さに設定しているので、溶接時におけるバルブ５とシャフト６の接触面積が大きくなり、シャフト６からバルブ５への伝熱性が良くなる。そのため、溶接時のシャフト６からバルブ５への熱伝導の均一化、すなわち、溶接時のシャフト６からバルブ５への伝熱を板厚Ｔｖ方向について均等化できるので、溶接時のバルブ５の変形を抑制できる。
【００５０】
また、バルブ５の底部４１の板厚Ｔｖに対するバルブ径Ｄｖ（バルブ５の径）の比を所定値（例えば、８．０〜９．０）に設定することにより、バルブ５について、バルブ径Ｄｖを維持しつつ、振動（例えば、エンジンの振動）に耐えうる重量範囲で厚肉化できる。そして、これにより、溶接後のシャフト６の位置ずれをさらに抑制できる。
【００５１】
以上のように本実施形態では、板厚／シャフト径の比Ｒ１が所定比以上に設定され、この所定比はバルブ５の材質に依存して決定される。このようにして、バルブ５の底部４１の板厚Ｔｖについてシャフト径Ｄｓに対して所定比以上の大きさを確保することにより、バルブ５とシャフト６を溶接する際に生じるバルブ５の変形量を小さく抑えることができる。そのため、バルブ５と溶接されるシャフト６の位置ずれを抑制できる。ここで、所定比は、溶接直後のバルブ５の変形量が小さくなって溶接部が凝固する時のバルブ５の戻り量が小さくなることにより、溶接後のシャフト６の位置が目標位置に収まる値とする。そして、所定比はバルブ５の材質に依存して決定されるので、バルブ５の底部４１の板厚Ｔｖをバルブ５の材質に応じて設定することにより、バルブ５の材質に関わらずシャフト６の位置ずれを抑制できる。
【００５２】
そして、バルブ５の材質は鉄又は鉄を含んだ材質であり、前記の所定比は０．５５〜０．６５の間で設定されている。これにより、シャフト径Ｄｓに対して十分な大きさの板厚Ｔｖを確保できるので、溶接直後のバルブ５の（−）方向への変形量を小さくして、溶接部が凝固する時のバルブ５の（＋）方向への戻り量を小さくできる。そして、これにより、溶接後のシャフト６の位置を目標位置に収めることができる。そのため、より確実に、バルブ５と溶接されるシャフト６の位置ずれを抑制できる。
【００５３】
また、本実施形態では、バルブ５の質量は所定質量よりも小さい。そして、この所定質量は、ＥＧＲバルブ１に対して振動が加えられたときのバルブ５の周波数がバルブ５の共振周波数の帯域の上限値よりも高くなる値に設定されている。このようにして、バルブ５の質量の上限を設定することで、振動（例えば、エンジンの振動）によりシャフト６からバルブ５が取れることを抑制できる。
【００５４】
また、本実施形態では、バルブ５の貫通孔４４はプレス加工により形成されたものである。そして、貫通孔４４の内壁に形成された剪断面４４ａについての貫通孔４４の軸方向の長さＬは、そのバルブ５の底部４１の板厚Ｔｖに対して所定割合以上の長さとしている。そして、この所定割合は、バルブ５の底部４１とシャフト６の溶接時にてシャフト６からバルブ５への伝熱を均一化できる値である。これにより、溶接時のバルブ５に対する熱伝導の均一化を図ることができるので、溶接時のバルブ５の変形を抑制できる。
【００５５】
そして、前記の所定割合を４９％とすることにより、より確実に、溶接時のバルブ５に対する熱伝導の均一化を図ることができるので、溶接時のバルブ５の変形を抑制できる。
【００５６】
また、側壁部４２の板厚Ｔｗ（図２参照）は、シャフト６の位置ずれの抑制に関与しないため、底部４１の板厚Ｔｖよりも小さくすることができる。これにより、バルブ５の軽量化を図ることができる。
【００５７】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００５８】
例えば、バルブ５の形状は、傘状に限らず、一方の端面が開口している立方体形状であってもよい。また、バルブ５の質量は、前記の所定質量以上に設定されていてもよい。また、バルブ５の質量は、ＥＧＲバルブ１に対して振動が加えられたときのバルブ５の周波数が耐震性悪化領域βよりも低くなる値に設定されていてもよい。また、バルブ５とシャフト６の材質は、鉄又は鉄を含んだ材質に限らず、例えばアルミニウムや真鍮であってもよい。また、バルブ５とシャフト６の溶接は、ＴＩＧ溶接以外の溶接（例えばアーク溶接）により行われてもよい。
【００５９】
また、バルブ５の貫通孔４４の剪断面４４ａの長さＬを底部４１の板厚Ｔｖに対して所定割合以上の長さに設定するときに、剪断面長さ／板厚の比Ｒ２（所定割合）は４９％よりも大きな値に設定されていてもよい。あるいは、剪断面長さ／板厚の比Ｒ２は、必ずしも考慮されなくてもよい。
【００６０】
また、側壁部４２の板厚Ｔｗを、底部４１の板厚Ｔｖと同等以上に設定してもよい。
【００６１】
また、バルブ５の貫通孔４４は、プレス加工により形成される以外にも、切削加工により形成されていてもよい。
【００６２】
また、ポペットバルブを採用するものであれば、ＥＧＲバルブに限らず、どのようなものでも本願のバルブを適用可能であり、例えば空調装置に採用される流量切替バルブがその一例である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ＥＧＲバルブ
４  シート
５  バルブ
６  シャフト
７  出力軸
７ａ  雄ネジ
８  ステップモータ
２３  マグネットロータ
２７  ロータ本体
２７ａ  雌ネジ
２８  プラスチックマグネット
４１  底部
４２  側壁部
４３  開口部
４４  貫通孔
４４ａ  剪断面
５１  先端
Ｔｖ  板厚
Ｔｗ  板厚
Ｄｓ  シャフト径
Ｄｖ  バルブ径
Ｒ１  板厚／シャフト径の比
Ｒ２  剪断面長さ／板厚の比
α  良品範囲
β  耐震性悪化領域
ｆｍａｘ  上限の周波数
Ｌ  長さ
【図１】
2019078305.tif 000003
【図２】
2019078305.tif 000004
【図３】
2019078305.tif 000005
【図４】
2019078305.tif 000006
【図５】
2019078305.tif 000007
【図６】
2019078305.tif 000008
【図７】
2019078305.tif 000009
【図８】
2019078305.tif 000010