(57)【要約】【課題】容易に組み立てられることで製作効率を向上できると共に、完成品としての精度も向上させたダブルポペット式バルブ装置を提供する。【解決手段】バルブシート３６ａ，３６ｂが形成されるバルブボディ１４にバルブシャフト２２を挿入して組み立てるとき、２個のバルブの中、上側のバルブ３４ａの径を下側のバルブ３４ｂの径よりも小さくする。それにより、バルブシャフトと２個のバルブとを一体に製作できると共に、バルブシートも一体に製作することができ、小径のバルブ側を先端としてバルブシャフトをバルブシートに挿入できて組立容易となり、製作効率を向上させることができる。また、部品点数も２点となるので、完成品としての精度も向上できる。【選択図】図３
2005036883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブシャフトの軸方向に２個のバルブを取り付け、バルブボディに形成された対応する２個のバルブシートにそれぞれ着座させるようにしたダブルポぺット式バルブ装置において、前記２個のバルブの径を相違させたことを特徴とするダブルポペット式バルブ装置。
【請求項２】
前記２個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブの径を後端側に位置するそれよりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載のダブルポペット式バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダブルポペット式バルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルポペット式バルブは、バルブシャフトの上下に２個のバルブを取り付け、バルブボディに形成された、対応する２個のバルブシートにそれぞれ着座するように構成される。この式のバルブは上下に２個のバルブを備えるため、バルブの前後に差圧が作用しても力が釣り合うことから、流量を確保する意図でバルブ径を大きくしても、バルブが開かないようにすることができる。そのため、ＥＧＲバルブなどに良く用いられている。その例としては特許文献１，２に記載の技術を挙げることができる。
【特許文献１】特開平１１−１８２３５５号公報
【特許文献２】国際公開Ｗ０９９／６１７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したダブルポペット式ＥＧＲバルブにおいては、上下のバルブ径を同一にするとき、バルブシャフトと上下のバルブ（傘）を一体に製作すると共に、バルブボディ側のバルブシートも一体に製作すると、組み立てることができない。
【０００４】
従って、従来、例えばバルブシャフトの下半部と、下側のバルブとを別々に製作すると共に、下側のバルブシートをバルブボディと別々に製作し、さらにバルブシャフトの上半部と上側バルブとを一体に製作していた。そして、下側バルブシートのないバルブボディに、一体化されたバルブシャフト上半部と上側バルブを挿入し、次いで下側バルブシートをバルブボディに溶接すると共に、バルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接で一体化するなどして組み立てていた。
【０００５】
そのため、上半部と下半部を溶接で接合してバルブシャフトを完成させるとき、あるいはバルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接するとき、シャフトが曲がったり、バルブが傾いたりするなどして精度良く製作するのが困難であった。さらに、部品点数が多いため、それぞれの部品の寸法バラツキが累積することも、所期の精度を得るのが困難な原因となっていた。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、容易に組み立てられるようにすることで製作効率を向上できると共に、完成品としての精度も向上できるようにしたダブルポペット式バルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、バルブシャフトの軸方向に２個のバルブを取り付け、バルブボディに形成された対応する２個のバルブシートにそれぞれ着座させるようにしたダブルポぺット式バルブ装置において、前記２個のバルブの径を相違させるようにした。
【０００８】
請求項２に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、前記２個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブの径を後端側に位置するそれよりも小さくするように構成した。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、２個のバルブの径を相違させるように構成したので、バルブシャフトと２個（上下）のバルブと一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシートを一体に製作し、小径のバルブ側を先端としてバルブシャフトをバルブシートに挿入することが可能となる。それによって、溶接（あるいはカシメなど）の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。
【００１０】
また、部品点数もバルブ（とそれに一体化されたバルブシャフト）とバルブシートの２点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少することから、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブとしてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。
【００１１】
請求項２に係るダブルポペット式バルブ装置にあっては、前記２個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブの径を後端側に位置するそれよりも小さくするように構成したので、前記バルブシートが形成されるバルブボディに前記バルブシャフトを挿入して組み立てるときの作業が容易となって、上記した効果を一層良く得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に即してこの発明に係るダブルポペット式バルブ装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、この発明の第１実施例に係るダブルポペット式バルブ装置を全体的に示す説明断面図であり、図２はそれを模式的に示す説明図である。
【００１４】
図１において、符号１０はダブルポペット式バルブ装置を示す。尚、バルブ装置としてはＥＧＲバルブ装置を例にとる。ダブルポペット式バルブ装置（以下「ＥＧＲバルブ装置」という）１０は、内燃機関（図示せず）の排ガスを吸気系（図示せず）に還流させるＥＧＲ通路（想像線１２で示す）に介挿されると共に、バルブボディ１４と、それにボルト１６で連結されるアクチュエータ部２０とからなる。
【００１５】
バルブボディ１４とアクチュエータ部２０の内部には、それらを貫通するようにバルブシャフト２２が収容される。バルブシャフト２２の先端側（図において上側）はアクチュエータ部２０において断面視略Ｈ字状の部材２４に、若干の空隙２４ａを有してネジ止め（図示せず）されて固定される。部材２４の付近には電磁ソレノイド（アクチュエータ）２６が配置される。電磁ソレノイド２６は、コイル２６ａとその周りに配置された磁性体２６ｂとからなる。
【００１６】
電磁ソレノイド２６は図示しない電源に接続され、通電されると励磁されて部材２４（およびそれにネジ止めされるバルブシャフト２２）を軸方向、より具体的には図１において下方に駆動する（引く）。部材２４の下部に形成された空隙にはリターンスプリング（圧縮スプリング）３０が弾装され、部材２４（およびそれにネジ止めされるバルブシャフト２２）をそれに相反する軸方向、より具体的には図１において上方に付勢する。尚、符号３２は軸受け部を、３２ａはシール材を示す。
【００１７】
バルブシャフト２２には、電磁ソレノイド（アクチュエータ）２６に近い上側とそれから離間する下側に２個のバルブ３４ａ，３４ｂが取り付けられる。他方、バルブボディ１４にはバルブ３４ａ，３４ｂに対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂが形成される。２個のバルブ３４ａ，３４ｂには着座面３４ａ１，３４ｂ１が形成される（図２に良く示す）。
【００１８】
バルブシャフト２２が電磁ソレノイド２６の励磁によって軸方向（図で下方）に駆動されると、２個のバルブ３４ａ，３４ｂは共にバルブシート３６ａ，３６ｂから離れて開弁する。その結果、図１に矢印で示す如く、流入した排ガス（ＥＧＲガス）は２個のバルブ３４ａ，３４ｂを通って流出する。また、電磁ソレノイド２６が消磁されると、バルブシャフト２２はリターンスプリング３０の付勢力によって反対方向に駆動され、２個のバルブ３４ａ，３４ｂは共にバルブシート３６ａ，３６ｂに着座してＥＧＲ通路１２を閉鎖する。
【００１９】
ＥＧＲバルブ１０はこのようにダブルポペット式バルブからなり、内燃機関の排ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ通路１２に介挿されて電磁ソレノイド（アクチュエータ）２６に接続されると共に、バルブシャフト２２の電磁ソレノイド２６に近い上側とそれから離間する下側に２個のバルブ３４ａ，３４ｂが取り付けられ、バルブボディ１４に形成された対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂにそれぞれ着座させてＥＧＲ通路１２を閉鎖するように構成される。
【００２０】
バルブシャフト２２とバルブ３４ａ，３４ｂはステンレス材から一体に製作される。また、バルブシート３６ａ，３６ｂもステンレス材から製作されると共に、バルブボディ１４とは別体に製作され、バルブボディ１４に適宜な手法で嵌め込まれる。
【００２１】
ここで、２個のバルブ３４ａ，３４ｂの径は相違するように構成される。より具体的には、図３に示す如く、バルブシート３６ａ，３６ｂが形成されるバルブボディ１４に開孔１４ａからバルブシャフト２２を挿入して組み立てるとき、２個のバルブの中、挿入方向において先端側に位置するバルブ、即ち、上側のバルブ３４ａの径を後端側に位置するそれよりも、即ち、下側のバルブ３４ｂの径よりも小さくするように構成される（図２に破線で示す）。
【００２２】
これについて説明すると、先に述べたように、ダブルポペット式バルブにおいては、上下のバルブ径を同一にするとき、バルブシャフト２２と上下のバルブ３４ａ，３４ｂを一体に製作すると共に、バルブボディ１４側のバルブシート３６ａ，３６ｂも一体に製作すると、組み立てることができない。
【００２３】
従って、従来技術においては、例えばバルブシャフト２２の下半部と、下側のバルブ３４ｂとを別々に製作すると共に、下側のバルブシート３６ｂをバルブボディ１４と別々に製作し、さらにバルブシャフト２２の上半部と上側バルブ３４ａとを一体に製作していた。そして、下側バルブシート３６ｂのないバルブボディ１４に、一体化されたバルブシャフト上半部と上側バルブ３４ａを挿入し、次いで下側バルブシート３４ｂをバルブボディ１４に溶接すると共に、バルブシャフト下半部と下側バルブ３４ｂとを溶接で一体化するなどして組み立てていた。
【００２４】
そのため、上半部と下半部を溶接で接合してバルブシャフト２２を完成させるとき、あるいはバルブシャフト下半部と下側バルブとを溶接するとき、シャフト２２が曲がったり、バルブ３４が傾いたりするなどの不都合が生じ、精度良く製作するのが困難であった。さらに、部品点数が多いため、それぞれの部品の寸法バラツキが累積することも、所期の精度を得るのが困難な原因となっていた。
【００２５】
そこで、この実施例に係るダブルポペット式バルブ装置１０にあっては、２個のバルブ３４ａ，３４ｂの径を相違させるように構成した。それにより、上に述べたように、バルブシャフト２２と２個（上下）のバルブ３４ａ，３４ｂとを一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシート３６ａ，３６ｂを一体に製作することができ、図３に示す如く、小径のバルブ３４ａ側を先端としてバルブシャフト２２をバルブシートに挿入することができる。その結果、溶接（あるいはカシメなど）の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。組み立て後、バルブボディ１４に穿設された開孔１４ａは、図１に示す如く、蓋１４ｂで閉鎖される。
【００２６】
また、部品点数もバルブ３４ａ，３４ｂ（とそれに一体化されたバルブシャフト２２）と、一体化されたバルブシート３６ａ，３６ｂの２点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少し、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブ装置１０としてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。これは特に、この実施例のように、ＥＧＲバルブ装置として使用するとき、有益である。
【００２７】
また、上記した上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの着座面３４ａ１，３４ｂ１と、それらに対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂとの中の少なくともいずれか、より具体的には着座面３４ａ１，３４ｂ１にはコーティング材４０が塗布される（理解の便宜のため、図１においてコーティング材４０は誇張して示す）。
【００２８】
これについて説明すると、先に述べたように、ダブルポペット式バルブ装置１０は、バルブの前後に差圧が作用しても力が釣り合うことから、流量を確保するためにバルブ径を大きくすることができて有益であるが、加工精度のバラツキなどによって上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの一方が閉弁できないという問題がある。同様な問題は、バルブ３４（およびバルブシャフト２２）とバルブシート３６の素材が異なって線膨張係数が相違する場合、あるいはそれらの間に温度差がある場合にも生じ得る。
【００２９】
そこで、この実施例に係るＥＧＲバルブ装置においては、上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの着座面３４ａ１，３４ｂ１にはコーティング材４０を塗布するようにした。それにより、加工精度のバラツキ、素材の線膨張係数の相違、あるいは温度差などによって上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの中、一方のバルブがそれに対応するバルブシートに着座した状態で、他方のバルブとそれに対応するバルブシートとの間にクリアランスが存在したとしても、上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂは共にバルブシート３６ａ，３６ｂに向けてコーティング材４０を圧壊しつつ移動することから、圧壊されたコーティング材４０でシールすることができる。よって、簡易な構造でありながら、シール性を向上させることができてＥＧＲガス（排ガス）のリークを効果的に防止することができる。
【００３０】
この加工精度のバラツキについて敷衍すると、ダブルポペット式バルブの場合、図２に示す如く、シート部４２が上下で２箇所存在するため、加工精度の限界から、現実問題としては、上下のバルブのいずれかのシール性を犠牲にせざるを得ない。そこで、この実施例にあっては、上側、即ち、バルブを駆動する電磁ソレノイド（アクチュエータ）２６に近い側のバルブ３４ａのシール性を優先させ、下側、即ち、電磁ソレノイド２６から離間する側のバルブ３４ｂのそれを犠牲にするように寸法管理を行うことにした。これにより、リークしたＥＧＲガスによる電磁ソレノイド２６の熱害、あるいはリークしたＥＧＲガスの電磁ソレノイド２６への侵入を抑止することができる。ただし、その場合、下側のバルブ３４ｂでのクリアランスは許容せざるを得ないため、上記したように、上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの着座面３４ａ１，３４ｂ１にはコーティング材４０を塗布するようにした。
【００３１】
さらに、コーティング材４０の塗布厚さを上下で相違させる、より具体的には下側のバルブ３４ｂの着座面３４ｂ１のコーティング材４０の塗布厚さを上側（３４ａ１）のそれに比して厚くするように構成した。より正確には、下側のバルブ３４ｂの着座面３４ｂ１のコーティング材４０の塗布厚さを例えば３０μｍとする一方、上側（３４ａ１）のそれを例えば１０μｍとし、下側の塗布厚さを上側のそれに比して厚くするように構成した。これにより、下側のバルブ３４ｂでのシール性を一層良く確保することができる。
【００３２】
また、その場合、仮にコーティング材が熱などで劣化して溶損したとしても、少なくとも上側のバルブ３４ａについては所期のシール性を確保することができるので、電磁ソレノイド２６への熱害あるいはそれへのＥＧＲガスの侵入は阻止することができる。
【００３３】
また、ＥＧＲガスの成分中に粘着物質が含まれている場合、バルブシート３６ａ，３６ｂに付着してバルブの固着（開弁不良）を生じる恐れがあるが、コーティング材４０として非粘着性を備える素材を採用することで、そのような不都合をある程度解消することができる。例えば、コーティング材として二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を用いると、撥水性が高いため、そのような物質の付着をある程度防止することができると共に、耐熱性も比較的高いため、ＥＧＲガスが高温のときも溶損し難い利点がある。
【００３４】
尚、コーティング材として二硫化モリブデンを用いる場合、具体的には、二硫化モリブデンの結晶に適宜な溶剤を加え、液状にして塗布する。
【００３５】
また、二硫化モリブデンは例示であり、撥水性（あるいは非粘着性）および耐熱性に優れているならば、どのような物質を用いても良く、例えばテフロン（登録商標）、フッ素、グラファイトなども考えられる。
【００３６】
この実施例は上記の如く構成したので、バルブシャフト２２と２個（上下）のバルブ３４ａ，３４ｂとを一体に製作すると共に、対応する上下のバルブシート３６ａ，３６ｂを一体に製作することができ、小径のバルブ３４ａ側を先端としてバルブシャフト２２をバルブシートに挿入することができる。その結果、溶接（あるいはカシメなど）の工程が不要となるので、容易に組み立てることができて製作効率を向上させることができる。
【００３７】
また、部品点数もバルブ３４ａ，３４ｂ（とそれに一体化されたバルブシャフト２２）と、一体化されたバルブシート３６ａ，３６ｂの２点となるので、それぞれの部品の寸法バラツキの累積も減少し、完成品としての精度も向上させることができる。さらに、その結果、ダブルポペット式バルブ装置１０としてのリーク量も低減してシール性をあげることができる。これは特に、この実施例で述べるように、ＥＧＲバルブ装置として使用するとき、有益である。
【００３８】
さらに、上下の２個のバルブ３４ａ，３４ｂの着座面３４ａ１，３４ｂ１にはコーティング材４０を塗布するようにしたので、簡易な構造でありながら、シール性を向上させることができてＥＧＲガス（排ガス）のリークを効果的に防止することができる。
【００３９】
以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、バルブシャフト２２の軸方向に２個のバルブ３４ａ，３４ｂを取り付け、バルブボディ１４に形成された対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂにそれぞれ着座させるようにしたダブルポぺット式バルブ装置１０において、前記２個のバルブ３４ａ，３４ｂの径を相違させるようにした。
【００４０】
また、前記２個のバルブ３４ａ．３４ｂの中、挿入方向において先端側に位置するバルブ３４ａの径を後端側に位置するそれ（バルブ３４ｂの径）よりも小さくするように構成した。
【００４１】
さらに、内燃機関の排ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ通路１２に介挿されてアクチュエータ（電磁ソレノイド）２６に接続されると共に、バルブシャフト２２の前記アクチュエータに近い上側とそれから離間する下側に２個のバルブ３４ａ，３４ｂを取り付け、バルブボディ１４に形成された対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂにそれぞれ着座させて前記ＥＧＲ通路を閉鎖するようにしたダブルポぺット式ＥＧＲバルブ装置において、前記上下の２個のバルブの着座面３４ａ１，３４ｂ１と、それらに対応する前記２個のバルブシート３６ａ，３６ｂとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材４０を塗布するように構成した。
【００４２】
また、前記コーティング材４０を上下の少なくとも２箇所で塗布すると共に、その塗布厚さを上下で相違させるように構成した。
【００４３】
尚、上記した実施例において、ＥＧＲバルブ装置を例にとって説明してきたが、この発明はそれに限られるものではなく、ダブルポペット式バルブ装置であれば、どのようなバルブにも妥当する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１実施例に係るダブルポペット式バルブ装置をＥＧＲバルブ装置を例にとって全体的に示す説明断面図である。
【図２】同様に、第１実施例に係るダブルポペット式バルブ装置を模式的に示す説明図である。
【図３】同様に、第１実施例に係るダブルポペット式バルブ装置の組み立てを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０      ダブルポペット式バルブ装置（ＥＧＲバルブ装置）
１２      ＥＧＲ通路
１４      バルブボディ
２０      アクチュエータ部
２２      バルブシャフト
２６      電磁ソレノイド（アクチュエータ）
３４ａ，３４ｂ  バルブ
３４ａ１，３４ｂ１  着座面
３６ａ，３６ｂ  バルブシート
４０      コーティング材
【図１】
2005036883.tif 000003
【図２】
2005036883.tif 000004
【図３】
2005036883.tif 000005