(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら、シール性を向上させてリークを効果的に防止するようにしたダブルポペット式バルブ装置を提供する。【解決手段】バルブシャフト２２の上下に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ペット式バルブ装置１０において、２個のバルブの着座面３４ａ１，３４ｂ１とそれらに対応する２個のバルブシート３６ａ，３６ｂのいずれかにコーティング材４０を塗布し、よってバルブと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、コーティング材を圧壊させてシールさせる。【選択図】図１
2005036882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブシャフトの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、前記上下の２個のバルブの着座面と、それらに対応する前記２個のバルブシートとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材を塗布し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】
前記コーティング材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バルブにおいては、加工精度のバラツキなどによって上下の２個のバルブの一方が閉弁できないという問題がある。同様な問題はＥＧＲバルブとして用いるとき、バルブ（およびバルブシャフト）とバルブシート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。
【０００４】
その点に関し、特許文献１に記載の技術にあっては、上下の２個のバルブの中、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を設け、よって高温熱膨張時のＥＧＲガスのリークを抑制するように構成している。しかしながら、この構成は、低温側におけるＥＧＲガスのリークを阻止することができない不都合があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載の技術にあっては、バルブあるいはバルブシートを機械的に変形させることによってシール性を向上させるように構成している。この提案技術によれば、雰囲気温度の如何に関わらず、ＥＧＲガスのリークを抑制することができるが、バルブやバルブシートの構造が複雑となる不都合があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、簡易な構造でありながら、シール性を向上させてリークを効果的に防止す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、前記上下の２個のバルブの着座面と、それらに対応する前記２個のバルブシートとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材を塗布するように構成した。
【０００８】
請求項２にあっては、前記コーティング材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。
【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、上下の２個のバルブの着座面と、それらに対応する２個のバルブシートとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材を塗布するように構成したので、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個のバルブはバルブシートに向けてコーティング材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リークを効果的に防止することができる。
【００１０】
従って、ＥＧＲバルブとして用いるときも、シール性を向上できることで、ＥＧＲガスのリークを効果的に防止することができる。その場合、ＥＧＲガスの成分中に粘着物質が含まれていると、バルブシート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。
【００１１】
尚、上記において「上下の２個のバルブの着座面と、それらに対応する前記２個のバルブシートとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材を塗布する」とは、コーティング材を、上下の２個のバルブの着座面にのみ（２箇所）塗布する場合、上下の２個のバルブシートにのみ（２箇所）塗布する場合、上下の２個のバルブ着座面とバルブシートに共に（４箇所）塗布する場合、および上側のバルブの着座面とバルブシートの一方（例えばバルブの着座面）に塗布すると共に、下側のバルブの着座面とバルブシートの他方（例えばバルブシート）に（２箇所）塗布する場合、ならびに上下のバルブの着座面とバルブシートの中のいずれか、例えば下側のバルブの着座面のみの１箇所に塗布する場合の中のいずれかを含む。
【００１２】
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、コーティング材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。即ち、ダブルポペット式バルブの場合、シート部が上下で２箇所存在するため、加工精度の限界から、上下のいずれかのシール性を犠牲にせざるを得ない。その場合、上側、即ち、バルブを駆動するアクチュエータに近い側のバルブのシール性を優先させ、下側、即ち、アクチュエータから離間する側のバルブのそれを犠牲にするように寸法管理を行うことにより、リークしたガスによるアクチュエータへの影響を抑止することができる。これは特にＥＧＲバルブとして用いる場合、ガスが高温のＥＧＲガスであることから、有益である。
【００１３】
ただし、その場合、下側のバルブでのクリアランスは許容せざるを得ない。その場合、コーティング材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のコーティング材の塗布厚さを上側のそれに比して厚くするように構成することで、前記した理由から下側のバルブのシール性も一層良く確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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の最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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。
【００２１】
ＥＧＲバルブ装置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。
【００２２】
バルブシャフト２２とバルブ３４ａ，３４ｂはステンレス材から製作される。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。
【００２３】
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とからなる４箇所の中、少なくとも１箇所、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）。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
これにより、リークしたＥＧＲガスによる電磁ソレノイド２６への影響、即ち、ＥＧＲガスの熱害、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。
【００２８】
さらに、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、他にテフロン（登録商標）、フッ素、グラファイトなども考えられる。
【００３２】
尚、上記において「上下の２個のバルブの着座面と、それらに対応する前記２個のバルブシートとからなる４箇所の中、少なくとも１箇所にコーティング材を塗布する」とは、コーティング材４０を、上下の２個のバルブの着座面３４ａ１，３４ｂ１にのみ（２箇所）塗布する場合、上下の２個のバルブシート３６ａ，３６ｂにのみ（２箇所）塗布する場合、上下の２個のバルブ着座面３４ａ１，３４ｂ１とバルブシート３６ａ，３６ｂに共に（４箇所）塗布する場合、および上側のバルブ３４ａの着座面３４ａ１とバルブシート３６ａの一方（例えばバルブの着座面３４ａ１）に塗布すると共に、下側のバルブ３４ｂの着座面３４ｂ１とバルブシート３６ｂの他方（例えばバルブシート３６ｂ）に（２箇所）塗布する場合、ならびに上下のバルブの着座面３４ａ１，３４ｂ１とバルブシート３６ａ，３６ｂの中のいずれか、例えば下側のバルブの着座面３４ｂ１のみの１箇所に塗布する場合の中のいずれであっても良い。
【００３３】
この実施例は上記の如く構成したので、ダブルポペット式バルブ装置において、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。
【００３４】
以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、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。
【００３５】
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。
【００３６】
尚、上記した実施例において、ＥＧＲバルブ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】
【００３７】
【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。
【符号の説明】
【００３８】
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】
2005036882.tif 000003
【図２】
2005036882.tif 000004