(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブにおいて、ボア部の各部位のうち少なくとも弁体と対向する部位の耐食性向上を図るのに有効な技術を提供する。【解決手段】  本発明に係る排気バルブ１００は、ディーゼルエンジン１００の排気ガスの流通経路に装着されるものであって、排気ガスの流通経路に連通するボア部の各部位のうち少なくとも弁体と対向する部位に、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜を備える構成とされる。【選択図】    図１
2007113395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブであって、
前記流通経路に連通するボア部を有するバルブハウジングと、
前記ボア部に収容される弁体と、を備え、
前記弁体と、前記ボア部の各部位のうち当該弁体と対向する部位との少なくとも一方に、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜が設けられていることを特徴とする排気バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載の排気バルブであって、
前記メッキ被膜の膜厚が２０μｍ以上とされることを特徴とする排気バルブ。
【請求項３】
内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に、前記内燃機関から排出された排気ガス中のパティキュレートを捕集する捕集手段を備える排気処理装置において、前記捕集手段の所定の温度領域での再生処理を行うべく当該捕集手段よりも下流の流通経路を絞り調節する排気バルブであって、
請求項１または２に記載の排気バルブを用いて構成されることを特徴とする排気バルブ。
【請求項４】
内燃機関の排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーを有するＥＧＲ冷却管と、前記ＥＧＲ冷却管をバイパスするＥＧＲバイパス管と、を備える排気処理装置において、排気ガスを前記ＥＧＲ冷却管と前記ＥＧＲバイパス管とに切り替えて供給する排気バルブであって、
請求項１または２に記載の排気バルブを用いて構成されることを特徴とする排気バルブ。
【請求項５】
内燃機関の排気ガスの一部を吸気系へと再循環させる再循環経路を備える排気処理装置において、排気ガスの再循環量を調整するべく前記再循環経路に配設される排気バルブであって、
請求項１または２に記載の排気バルブを用いて構成されることを特徴とする排気バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンやタービンなどにおいては、排気部や熱交換部のように特に高温ガスが流通する金属部分の腐食劣化や熱劣化が問題視されている。特に、内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブに関しては、バルブハウジングの各部位のうち弁体と対向するボア部周辺の金属部位の耐食性が低下すると、ボア部の腐食による増肉や減肉によって弁体との間の所定のクリアランス精度を維持するのが難しくなり、内燃機関の所望の運転制御を遂行するのに不具合を生じることとなる。
【０００３】
そこで、このような問題を解消するべく、高温ガスが流通する金属部分を耐食性の高いセラミック材料によりコーティング処理したり、金属部分自体をステンレス材料によって構成する技術が種々提案されている。ところが、セラミック材料によるコーティング処理を用いる場合には急激な温度変化によるセラミック材料の割れが懸念され、また高価なステンレス材料を用いる場合にはコスト低減を図るのが難しい。一方、下記特許文献１には、高温ガスが流通する金属部分にメッキ処理を施すことで腐食劣化や熱劣化を抑えようとする技術として、金属基体上にニッケル−リン系合金メッキ被膜を設ける構成が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載のようなニッケル−リン系合金メッキ被膜は、特に４００℃を超えるような高温領域においてＮｉ３Ｐ等の脆弱な化合物を形成する。この化合物が形成されるとメッキ被膜が剥離して減肉され、或いはクラックが生じる。また、被膜の剥離部およびクラックの発生した部位より母材が酸化し、ボアが増肉する。従って、ニッケル−リン系合金メッキ被膜を用いる場合には、ボア部と弁体との間の所定のクリアランス精度を維持することができないという問題が生じ、このことによりバルブハウジングの金属部位の耐食性確保が難しくなる。
【特許文献１】特開２００１−１４００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブにおいて、ボア部の各部位のうち少なくとも弁体と対向する部位の耐食性向上を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。これら各請求項に記載の発明は、自動車、船舶、作業用機械などに搭載されるエンジンや、その他の内燃機関に装着される排気バルブの構成に適用され得る。本明細書における「排気バルブ」は、内燃機関の排気ガスが流通する排気経路に装着される形態のバルブを広く含むものとし、例えば排気ガスの流量を調整する流量調整用のバルブや、排気ガスの流路を切り替える流路切替用のバルブなどが当該排気バルブに相当する。典型的には、自動車や船舶などのディーゼルエンジンにおいて、触媒の再生処理を行うべく排気ガスの流路を絞り調整する絞り調整バルブや、ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）のＥＧＲクーラーの排気ガス流路を切り替える流路切替バルブや、ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）において吸気系へと再循環される排気ガスの再循環量を調整する調整バルブなどの構成に、本発明を適用することができる。
【０００６】
（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの排気バルブである。
請求項１に記載の排気流路バルブは、内燃機関の排気ガスが流通する排気経路に装着されるバルブであって、バルブハウジング、弁体を少なくとも備える。
本発明のバルブハウジングは、排気ガスが流通経路に連通するボア部を有する構成とされる。本発明の弁体は、ボア部に収容されるバルブ部材として構成される。
ところで、このような排気バルブにおいては、バルブハウジングの各部位のうち少なくとも弁体と対向するボア部周辺の部位の耐食性が低下すると、当該部位の腐食による増肉や減肉によって弁体との間の所定のクリアランス精度を維持するのが難しくなる。そこで、本発明では、弁体と、ボア部の各部位のうち当該弁体と対向する部位との少なくとも一方に、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜を設けるように構成される。本構成に関しては、弁体と、ボア部の各部位のうち当該弁体と対向する部位の両方にメッキ被膜が形成されてもよいし、或いは弁体と、ボア部の各部位のうち当該弁体と対向する部位のいずれか一方にメッキ被膜が形成されてもよい。また、ボア部に関しては、少なくとも弁体との対向部位にメッキ被膜が形成されればよく、当該対向部位のみにメッキ被膜が形成されてもよいし、或いは当該対向部位を含むバルブハウジング全体にメッキ被膜が形成されてもよい。本発明のメッキ被膜のように、高純度ニッケルを含有するメッキ被膜を、「高ニッケルメッキ被膜」或いは「純ニッケルメッキ被膜」と称呼することもできる。
【０００７】
本構成によれば、排気ガス温度が７００℃を超えるような高温領域においてもこのメッキ被膜に脆弱な化合物が形成されて、ボア部の領域がこの脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じるのを防止することが可能となる。これにより、ボア部と弁体との間の所定のクリアランス精度を維持することができる。また、メッキ被膜の剥離やクラック発生が防止されることで、バルブハウジングのハウジング素地（母材）の高温酸化や、排気ガス中の水蒸気凝縮に起因する水錆びの発生を防止することが可能となる。かくして、排気バルブのボア部領域の耐食性向上が図られる。
【０００８】
なお、本発明のメッキ被膜におけるニッケル含有量に関しては、排気バルブのボア部領域の耐食性をより高めるべく、ニッケル含有量を極力１００重量％に近づけるように構成するのが好ましい。この場合、メッキ被膜に含まれるニッケル以外の含有物は、ニッケル精製の過程で残留する残留物であってもよいし、或いはメッキ被膜に更なる機能を付与するべく添加された添加物、例えば耐摩耗性向上を図るべく添加される第１の添加物や、潤滑性向上を図るべく添加される第２の添加物であってもよい。そして、第１の添加物や第２の添加物は、メッキ処理中に固体粒子としてメッキ皮膜中に析出する。第１の添加物に由来の固体粒子としては、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ２，ＷＯ３，ＴｉＯ２等の酸化物や、ＳｉＣ，Ｃｒ２Ｃ３，ＷＣ，Ｂ４Ｃ等の炭化物などが挙げられる。また、第２の添加物に由来の固体粒子としては、Ｂ，Ｃ，ＢＮなどが挙げられる。
【０００９】
（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの排気バルブである。
請求項２に記載の排気バルブでは、請求項１に記載のメッキ被膜の膜厚が２０μｍ以上とされる。このような構成によれば、メッキ被膜の膜厚を２０μｍ以上に厚くすることによって、メッキ処理において発生し得るピンホールを減らし、バルブハウジングのハウジング素地への酸素の透過を抑えることができる。従って、バルブハウジングの耐酸化性向上を図ることが可能となる。なお、メッキ被膜の形成に関しては、メッキ膜厚の調節が可能で、ハウジング素地（母材）に対しメッキ被膜の密着性の良い電気メッキ法を用いるのが好ましい。
【００１０】
（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの排気バルブである。
請求項３に記載の排気バルブは、内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に、内燃機関から排出された排気ガス中のパティキュレート（カーボンを主成分とする粒子状物質）を捕集する捕集手段を備える排気処理装置において、捕集手段の所定の温度領域での再生処理を行うべく当該捕集手段よりも下流の流通経路を絞り調整する排気バルブである。この排気バルブを用いた再生処理においては、捕集手段におけるパティキュレートの捕集量が増大した場合に、このパティキュレートを燃焼させるべく、弁体を絞り調整して排気ガス温度を上昇させる制御が行われることとなる。この再生処理では、排気バルブ周辺の排気ガス温度が、７００℃を超えるような温度領域に達することが想定される。そこで、本発明では、この排気バルブとして、請求項１または請求項２に記載の排気バルブを用いる構成とされる。
従って、本構成によれば、排気ガス中のパティキュレートを捕集する捕集手段の再生処理を行う際に用いる絞り調整用の排気バルブにおいて、当該排気バルブのボア部領域の耐食性向上が図られる。
【００１１】
（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの排気バルブである。
請求項４に記載の排気バルブは、内燃機関の排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーを有するＥＧＲ冷却管と、ＥＧＲ冷却管をバイパスするＥＧＲバイパス管と、を備える排気処理装置において、弁体の切り替え動作により、排気ガスをＥＧＲ冷却管とＥＧＲバイパス管とに切り替えて供給する排気バルブである。この排気バルブを用いた切り替え制御においては、排気バルブ周辺の排気ガス温度が高温領域に達することが想定される。そこで、本発明では、この排気バルブとして、請求項１または請求項２に記載の排気バルブを用いる構成とされる。
従って、本構成によれば、排気ガスをＥＧＲ冷却管とＥＧＲバイパス管とに切り替えて供給する排気バルブにおいて、当該排気バルブのボア部領域の耐食性向上が図られる。
【００１２】
（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの排気バルブである。
請求項５に記載の排気バルブは、内燃機関の排気ガスの一部を吸気系へと再循環させる再循環経路を備える排気処理装置において、排気ガスの再循環量を調整するべく再循環経路に配設される排気バルブである。この排気バルブを用いた再循環量調整制御においては、排気バルブ周辺の排気ガス温度が高温領域に達することが想定される。そこで、本発明では、この排気バルブとして、請求項１または請求項２に記載の排気バルブを用いる構成とされる。
従って、本構成によれば、排気ガスの再循環量を調整するべく再循環経路に配設される排気バルブにおいて、当該排気バルブのボア部領域の耐食性向上が図られる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の排気ガスが流通する流通経路に装着される排気バルブにおいて、特に排気ガスの流通経路に連通するボア部の各部位のうち少なくとも弁体と対向する部位に、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜を設けることによって、ボア部の各部位のうち少なくとも弁体と対向する部位の耐食性向上を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１を用いて、本発明における「内燃機関」の一実施の形態であるディーゼルエンジン１００の構成を説明する。ここで、図１には本実施の形態のディーゼルエンジン１００の概略構成が示される。
【００１５】
図１に示すディーゼルエンジン１００は、自動車、船舶、作業用機械などに搭載されるディーゼルエンジン（内燃機関）である。このディーゼルエンジン１００は、図１に示すように、エンジン本体１０１、吸気通路１０３、排気通路１０５、ターボチャージャー１０７、排気浄化装置１１０、圧力センサ１２０、温度センサ１２２、排気バルブ１３０、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１４０を主体として構成されている。
【００１６】
吸気通路１０３は、エンジン本体１０１へ吸気される吸気ガスが流通する通路であり、吸気管１０３ａ、吸気管１０３ｂ、吸気マニホールド１０３ｃの順で吸気（新気）が流れるように構成されている。ターボチャージャー１０７を構成するコンプレッサ１０７ａによって、吸気管１０３ａ内に吸気（新気）が流入し、コンプレッサ１０７ａを経由して吸気管１０３ｂ内へと流れる。このコンプレッサ１０７ａは、後述するタービン１０７ｂによって駆動されるようになっている。吸気管１０３ｂ内を流通した吸気（新気）は、吸気マニホールド１０３ｃへと流入し、エンジン本体１０１の各気筒へ吸気されることとなる。
【００１７】
排気通路１０５は、エンジン本体１０１から排気された排気ガスが流通する通路であり、排気マニホールド１０５ａ、排気管１０５ｂ、排気管１０５ｃの順で排気ガスが流れるように構成されている。この排気通路１０５が、本発明における「内燃機関の排気ガスが流通する流通経路」を構成している。エンジン本体１０１の各気筒から排気マニホールド１０５ａへ流入した排気ガスは、排気管１０５ｂを通じてタービン１０７ｂ側へと流れ、タービン１０７ｂを回転させたのち、排気管１０５ｃへと流入する。この排気管１０５ｃに、排気浄化装置１１０、圧力センサ１２０、温度センサ１２２及び排気バルブ１３０が配置されている。
【００１８】
排気浄化装置１１０は、ケーシング１１２に酸化触媒１１４及びフィルター１１６を収容する。酸化触媒１１４は、排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ２に転換する機能を有する触媒として構成される。フィルター１１６は、ディーゼルエンジン１００から排出されたパティキュレート（カーボンを主成分とする粒子状物質）を捕集するフィルターとして構成される。このフィルター１１６が、本発明における「捕集手段」を構成しており、このフィルター１１６を備える排気浄化装置１１０が、本発明における「排気処理装置」に相当する。
【００１９】
酸化触媒１１４にて生成したＮＯ２は、フィルター１１６に捕集されたパティキュレート中のカーボンと反応してＮＯ，ＣＯ，ＣＯ２を生成する。これにより大気へのパティキュレートの排出量が抑えられることとなる。この排気浄化装置１１０に関する圧力が圧力センサ１２０によって検出され、排気浄化装置１１０に関する温度が温度センサ１２２によって検出される。図１に示す形態では、酸化触媒１１４及びフィルター１１６の差圧を圧力センサ１２０が検出し、その下流の温度を温度センサ１２２が検出する構成とされる。これら圧力センサ１２０及び温度センサ１２２によって検出された検出情報は、ＥＣＵ１４０へと送られ、排気バルブ１３０の制御に用いられる。なお、圧力センサ１２０の構成に関しては、図１に示すような構成にかえて、排気浄化装置１１０の上流の圧力を検出するように構成することもできる。また、温度センサ１２２の構成に関しては、図１に示すような構成にかえて、排気浄化装置１１０の上流の温度を検出するように構成することもできる。
【００２０】
排気バルブ１３０は、排気通路１０５の各領域のうち、排気浄化装置１１０の下流の経路に配設された排気絞り弁として構成される。この排気バルブ１３０が、本発明における「排気バルブ」に相当する。図１中に示すこの排気バルブ１３０の具体的構成が図２に示される。
図２に示すように、排気バルブ１３０は、排気管１０５ｃに連通するボア部１３２を有する金属製のバルブハウジング１３１、バルブハウジング１３１に対しバルブシャフト１３５を介して支持される弁体１３４を備える。この弁体１３４は、「バタフライバルブ」とも称呼される。また、特に図示しないものの、バルブシャフト１３５は、更にレバー及びロッドを介してアクチュエータに接続されている。このアクチュエータとしては、電動式のアクチュエータや負圧式のアクチュエータなどが用いられる。なお、ここでいうバルブハウジング１３１が本発明における「バルブハウジング」に相当し、ボア部１３２が本発明における「ボア部」に相当し、弁体１３４が本発明における「弁体」に相当する。
【００２１】
バルブハウジング１３１は、鉄、鉄合金（炭素鋼、特殊鋼、耐熱鋼、ステンレス鋼など）、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金などの金属材料によって適宜構成される。弁体１３４は、フェライト系やオーステナイト系のステンレス材料を主体として構成される。この弁体１３４は、再生運転時（再生処理時）に、ＥＣＵ１４０からの制御信号に基づいて、ボア部１３２を絞り調整するように動作する。具体的には、排気浄化装置１１０におけるパティキュレートの捕集量が増大して圧力センサ１２０による検出値が基準値（しきい値）に達した場合に、排気ガス温度を上昇させて排気浄化装置１１０の再生処理を行う。この再生処理では、フィルター１１６に捕集したパティキュレートを燃焼させる処理が行われることとなる。このとき、温度センサ１２２によって検出された排気ガス温度が所望の温度よりも低い場合には、弁体１３４の閉動作によってボア部１３２を絞り調整して排気圧力を上昇させ、断熱圧縮による温度上昇効果によって排気ガス温度を上昇させる。
【００２２】
ところで、排気浄化装置１１０のこの再生処理においては、排気ガス温度が７００℃を超えるような高温領域にまで上昇する運転モードが想定される。このような高温領域での運転モードにおいては、特に金属製のバルブハウジング１３１のボア部１３２に腐食劣化や熱劣化が起こり得る。そこで、本実施の形態では、ボア部１３２を形成するバルブハウジング１３１の内周面、すなわち排気ガスとの接触部位に、メッキ被膜１３３を設けている。このメッキ被膜１３３は、ニッケル（Ｎｉ）を９８重量％以上含有するメッキ被膜として構成される。このメッキ被膜１３３は、電気メッキ法或いは無電解メッキ法によって形成される。このメッキ被膜１３３が、本発明における「ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜」に相当する。
【００２３】
なお、本実施の形態では、バルブハウジング１３１の少なくとも内周面にメッキ被膜１３３が形成されればよく、バルブハウジング１３１の内周面のみにメッキ被膜１３３が形成されてもよいし、或いはバルブハウジング１３１全体にメッキ被膜１３３が形成されてもよい。また、ボア部１３２の各部位のうち弁体１３４と対向する部位に、メッキ被膜１３３を集中的に形成させるように構成することもできる。また、本発明においてメッキ被膜１３３のような被膜を、弁体と、ボア部の各部位のうち当該弁体と対向する部位との少なくとも一方に設けることができ、ボア部１３２に形成されるこのメッキ被膜１３３を、ボア部１３２にかえて或いはボア部１３２に加えて、弁体１３４に設けるようにすることもできる。このような高純度ニッケルを含有するメッキ被膜１３３を、「高ニッケルメッキ被膜」或いは「純ニッケルメッキ被膜」と称呼することもできる。
【００２４】
メッキ被膜１３３に含まれるニッケル以外の含有物は、ニッケル精製の過程で残留する残留物であってもよいし、或いはメッキ被膜に更なる機能を付与するべく添加された添加物、例えば耐摩耗性向上を図るべく添加される第１の添加物や、潤滑性向上を図るべく添加される第２の添加物であってもよい。そして、第１の添加物や第２の添加物は、メッキ処理中に固体粒子としてメッキ皮膜中に析出する。第１の添加物に由来の固体粒子としては、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ２，ＷＯ３，ＴｉＯ２等の酸化物や、ＳｉＣ，Ｃｒ２Ｃ３，ＷＣ，Ｂ４Ｃ等の炭化物などが挙げられる。また、第２の添加物に由来の固体粒子としては、Ｂ，Ｃ，ＢＮなどが挙げられる。
【００２５】
なお、本実施の形態におけるメッキ被膜１３３の形成に際しては、金属部位に対するメッキ被膜１３３の密着性向上を図るべく、金属部位のメッキ処理領域に予めストライクメッキを施すのが好ましい。また、メッキ被膜１３３の更なる耐熱性向上を図るべく、当該メッキ被膜１３３に対し、更に種々の薬品を用いた化成処理（薬品処理）を施して、メッキ皮膜表面に不動態被膜を形成させるのが好ましい。
【００２６】
本構成によれば、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜１３３を用いることによって、排気ガス温度が７００℃を超えるような高温領域においてもこのメッキ被膜１３３に脆弱な化合物が形成されて、ボア部１３２の各部位のうち少なくとも弁体１３４との対向部位がこの脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じるのを防止することが可能となる。これにより、ボア部１３２と弁体１３４との間の所定のクリアランス精度を維持することができ、排気浄化装置１１０の再生運転（昇温処理）を良好に遂行させることが可能となる。また、メッキ被膜１３３の剥離やクラック発生を防止することによって、バルブハウジング１３１のハウジング素地（「母材」ともいう）の高温酸化や、排気ガス中の水蒸気凝縮に起因する水錆びの発生を防止することが可能となる。特に、メッキ被膜形成に電気メッキ法を用いることによって、膜厚の調節が可能で、ハウジング素地（母材）に対し密着性の良いメッキ被膜１３３を形成させることが可能となる。なお、メッキ被膜１３３の膜厚を２０［μｍ］以上、好ましくは５０［μｍ］以上とすることによって、メッキ処理において発生し得るピンホールを減らし、バルブハウジング１３１のハウジング素地への酸素の透過を抑えることができ、バルブハウジング１３１の耐酸化性向上を図ることが可能となる。
【００２７】
これに対し、従来技術のメッキ被膜であるニッケル−リン系合金メッキ被膜を用いる場合には、４００℃を超えるような高温領域においてＮｉ３Ｐ等の脆弱な化合物を形成され、ボア部の領域がこの脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じるため、更に被膜の剥離、クラックの発生した部位より母材が酸化し増肉するため、ボア部と弁体との間の所定のクリアランス精度を維持することができず、これによりバルブハウジングの維耐食性確保が難しくなる。
【００２８】
ここで、本発明者は、本実施の形態のメッキ被膜１３３（以下「実施例」とする）が、従来技術のメッキ被膜（以下「比較例」とする）に比して有利であることを具体的に説明するべく比較テストを実施した。この比較テストでは、実施例及び比較例に係る各メッキ被膜を、７００［℃］及び７５０［℃］の高温条件下にて熱間放置した場合の増肉厚さを比較するとともに、熱間放置後の様子を電子顕微鏡撮影による断面観察にて比較した。なお、実施例に係るメッキ被膜は、膜厚６０［μｍ］の電気ニッケルメッキとされ、比較例に係るメッキ被膜は、膜厚２０［μｍ］の無電解ニッケル−リンメッキとされる。図３には、実施例及び比較例に係る各メッキ被膜の増肉厚さ［μｍ］を示すグラフが示される。また、図４には、実施例に係る各メッキ被膜（７５０［℃］にて熱間放置）の断面の様子が模式的に示され、図５には、比較例に係る各メッキ被膜（７５０［℃］にて熱間放置）の断面の様子が模式的に示される。
【００２９】
図３に示すように、７００［℃］及び７５０［℃］の高温条件下において、実施例に係るメッキ被膜は、比較例に係るメッキ被膜よりも増肉厚さが相対的に小さい（薄い）ことが確認された。また、図４に示すように、比較例に係るメッキ被膜は、脆弱な化合物であるＮｉ３Ｐを含むとともに、このメッキ被膜の母材側には酸化被膜（Ｆｅ２Ｏ３）が形成されていることが確認された。一方、実施例に係るメッキ被膜は、Ｎｉ３Ｐ等の脆弱な化合物を含まないことが確認された。
【００３０】
図３及び図４に示す結果から、比較例に係るメッキ被膜では、Ｎｉ３Ｐが形成され、更に酸素を透過させ易いこのＮｉ３Ｐによって母材側に酸化被膜（Ｆｅ２Ｏ３）が形成されることで、メッキ被膜全体としての膜厚が実施例に係るメッキ被膜よりも厚くなることが判る。従って、比較例に係るニッケル−リン系合金メッキ被膜をボア部に施した場合には、ボア部の領域が脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じ、更に被膜の剥離、クラックの発生した部位より母材が酸化し増肉する現象を招くこととなる。
これに対し、実施例に係るメッキ被膜では、Ｎｉ３Ｐ等の脆弱な化合物を含まず被膜自体が安定化していることが判る。従って、実施例に係るニッケル被膜をボア部に施した場合には、ボア部の領域が脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じ、更に被膜の剥離、クラックの発生した部位より母材が酸化し増肉するのを防止することが可能となるのである。
【００３１】
なお、本発明では、上記排気バルブ１３０の構成を、排気絞り弁以外の他のバルブに対し適用することもできる。この別の実施の形態を、図６及び図７を参照しながら説明する。図６には、別の実施の形態のディーゼルエンジン２００の概略構成が示される。
【００３２】
図６に示すディーゼルエンジン２００は、図１に示す構成要素と同様のエンジン本体１０１、吸気通路１０３、排気通路１０５、ターボチャージャー１０７を備える。これらの構成要素については、詳細な説明を省略する。このディーゼルエンジン２００は、更にＥＧＲ装置２１０を備える。このＥＧＲ装置２１０は、排気ガスをディーゼルエンジン２００の吸気系に再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気ガス再循環）機能を有する装置であり、ＥＧＲ通路２１１、ＥＧＲクーラー２１３、ＥＧＲクーラー切替バルブ２３０、制御部（コントローラ）２４０等を備えている。このＥＧＲ装置１１０が、本発明における「排気処理装置」を構成している。
【００３３】
ＥＧＲ通路２１１は、エンジン本体１０１から排気された排気ガスが流通する通路であり、ＥＧＲ管２１１ａ、このＥＧＲ管２１１ａが分岐したＥＧＲ冷却管２１１ｂ及びＥＧＲバイパス管２１１ｃ、これらＥＧＲ冷却管２１１ｂ及びＥＧＲバイパス管２１１ｃが合流したＥＧＲ管２１１ｄによって構成されている。このＥＧＲ通路２１１が、本発明における「排気経路」を構成している。
【００３４】
ＥＧＲクーラー切替バルブ２３０は、排気ガスが流通する排気流路であって、ＥＧＲ管２１１ａがＥＧＲ冷却管２１１ｂとＥＧＲバイパス管２１１ｃとに分岐する箇所に設置されている。このＥＧＲクーラー切替バルブ２３０が、本発明における「排気バルブ」に相当する。このＥＧＲクーラー切替バルブ２３０は、ＥＧＲ運転時において、制御部２４０からの制御信号によって制御され、エンジン本体１０１から排気された排気ガスをＥＧＲ冷却管２１１ｂとＥＧＲバイパス管２１１ｃとに切り替えて供給する構成になっている。
【００３５】
ＥＧＲクーラー２１３は、ＥＧＲ冷却管２１１ｂに設置されて、このＥＧＲ冷却管２１１ｂを流れる排気ガスの冷却を冷却水を介して行う排気ガス冷却用のクーラーとして構成される。制御部２４０がＥＧＲクーラー切替バルブ２３０を制御することによって、ＥＧＲクーラー２１３において冷却される排気ガス量が変わり、結果としてＥＧＲ管２１１ｄを流通して吸気と合流する排気ガスの温度が制御されることとなる。なお、ＥＧＲ冷却管２１１ｂが本発明における「ＥＧＲ冷却管」に対応しており、ＥＧＲバイパス管２１１ｃが本発明における「ＥＧＲバイパス管」に対応しており、ＥＧＲクーラー２１３が本発明における「ＥＧＲクーラー」に対応している。
【００３６】
このＥＧＲクーラー切替バルブ２３０の具体的な構造が図７に示される。
図７に示すように、このＥＧＲクーラー切替バルブ２３０は、バルブハウジング２３１のボア部２３２に、弁体２３４が設けられている。弁体２３４は、バルブシャフト２３５を介してバルブハウジング２３１側に支持されており、２つの弁翼片によって略Ｌ字形に形成されたバルブ部材として構成される。バルブシャフト２３５は、レバー２３６及びロッド２３７を介してアクチュエータ２３８に接続されている。このアクチュエータ２３８は、特に図示しないものの、内部にダイヤフラムを設けたダイヤフラム室を有し、当該ダイヤフラム室に負圧管２３８ａを通じて負圧が付与される構成になっている。このアクチュエータ２３８に負圧が付与されることでバルブシャフト２３５が一方向へと回転駆動され、当該負圧がパージされることによってバルブシャフト２３５が他方向へと回転駆動される。
【００３７】
バルブシャフト２３５が一方向へと回転駆動され、ＥＧＲ冷却管２１１ｂ側のポートが弁体２３４一方の弁翼片によって閉鎖されると、ＥＧＲ管２１１ａを流れる排気ガスは、ＥＧＲクーラー２１３を通ることなくＥＧＲバイパス管２１１ｃを通して直接吸気マニホールド１０３ｃ側へと再循環される。反対に、バルブシャフト２３５が他方向へと回転駆動され、ＥＧＲ冷却管２１１ｂ側のポートが弁体２３４一方の弁翼片によって閉鎖されると、ＥＧＲ管２１１ａを流れる排気ガスは、ＥＧＲクーラー２１３を通ることなくＥＧＲバイパス管２１１ｃを通して直接吸気マニホールド１０３ｃ側へと再循環される。なお、ここでいうバルブハウジング２３１が本発明における「バルブハウジング」に相当し、ボア部２３２が本発明における「ボア部」に相当し、弁体２３４が本発明における「弁体」に相当し、バルブシャフト２３５が本発明における「バルブシャフト」に相当する。
【００３８】
本実施の形態のＥＧＲクーラー切替バルブ２３０では、ボア部２３２を形成するバルブハウジング２３１の内周面、すなわち排気ガスとの接触部位に、メッキ被膜２３３が設けられている。このメッキ被膜２３３は、図２に示すメッキ被膜１３３と同様の組成を有し、ニッケル（Ｎｉ）を９８重量％以上含有するメッキ被膜として構成される。このメッキ被膜２３３が、本発明における「ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜」に相当する。なお、本実施の形態では、バルブハウジング２３１の少なくとも内周面にメッキ被膜２３３が形成されればよく、バルブハウジング２３１全体にメッキ被膜２３３が形成されるようにしてもよい。
【００３９】
本構成によれば、ニッケルを９８重量％以上含有するメッキ被膜２３３を用いることによって、前述のメッキ被膜１３３と同様の作用効果を奏することとなる。すなわち、排気ガス温度が７００℃を超えるような高温領域においてもこのメッキ被膜２３３に脆弱な化合物が形成されて、ボア部２３２の各部位のうち少なくとも弁体２３４との対向部位が脆弱な化合物において剥離して減肉され、或いはクラックが生じるのを防止することが可能となる。これにより、ボア部２３２と弁体２３４との間の所定のクリアランス精度を維持することができ、ＥＧＲ装置２１０におけるＥＧＲ運転（バルブ切り替え制御）を良好に遂行させることが可能となる。また、メッキ被膜２３３の剥離やクラック発生を防止することによって、バルブハウジング２３１のハウジング素地の高温酸化や、排気ガス中の水蒸気凝縮に起因する水錆びの発生を防止することが可能となる。特に、メッキ被膜形成に電気メッキ法を用いることによって、膜厚の調節が可能で、ハウジング素地に対し密着性の良いメッキ被膜２３３を形成させることが可能となる。なお、メッキ被膜２３３の膜厚を２０［μｍ］以上、好ましくは５０［μｍ］以上とすることによって、メッキ処理において発生し得るピンホールを減らし、バルブハウジング２３１のハウジング素地への酸素の透過を抑えることができ、バルブハウジング２３１の耐酸化性向上を図ることが可能となる。
【００４０】
図６及び図７に示す実施の形態は、ＥＧＲ装置２１０のＥＧＲクーラー切替バルブ２３０に対し本発明を適用する場合について記載したが、ＥＧＲ装置において単に排気ガスの再循環量を調整する調整バルブの構成に本発明を適用することもできる。具体的には、図６中において、ＥＧＲ冷却管２１１ｂ及びＥＧＲクーラー２１３を省略し、ＥＧＲクーラー切替バルブ２３０にかえて、ＥＧＲバイパス管２１１ｃにおける排気ガス量を調整する調整バルブを設ける。この調整バルブが、本発明において、「排気ガスの再循環量を調整するべく再循環経路に配設される排気バルブ」に相当する。このような構成の調整バルブにおいても、ＥＧＲクーラー切替バルブ２３０と同様に、ボア部領域の耐食性向上が図られる。
また、排気ガスの排気経路に配置された排気ブレーキ装置につき、排気経路を遮断することによって排気ガスを閉じ込めて背圧を増大させ、ポンピングフリクションを増大させることで車両に制動をかける排気制御バルブの構成に本発明を適用することもできる。
【００４１】
（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４２】
上記実施の形態では、自動車、船舶、作業用機械などに搭載されるディーゼルエンジン１００，２００において、排気ガスが流通する排気経路に装着される排気バルブに本発明を適用する場合について記載したが、ディーゼルエンジンを含む種々の内燃機関において、排気ガスが流通する排気経路に装着される各種の排気バルブに、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態のディーゼルエンジン１００の概略構成を示す図である。
【図２】図１中に示す排気バルブ１３０の具体的構成を示す図である。
【図３】実施例及び比較例に係る各メッキ被膜の増肉厚さ［μｍ］を示すグラフである。
【図４】実施例に係る各メッキ被膜（７５０［℃］にて熱間放置）の断面の様子を模式的に示す図である。
【図５】比較例に係る各メッキ被膜（７５０［℃］にて熱間放置）の断面の様子を模式的に示す図である。
【図６】別の実施の形態のディーゼルエンジン２００の概略構成を示す図である。
【図７】図６中のＥＧＲクーラー切替バルブ２３０の具体的構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００，２００…ディーゼルエンジン
１０１…エンジン本体
１０３…吸気通路
１０３ａ，１０３ｂ…吸気管
１０３ｃ…吸気マニホールド
１０５…排気通路
１０５ａ…排気マニホールド
１０５ｂ，１０５ｃ…排気管
１０７…ターボチャージャー
１０７ａ…コンプレッサ
１０７ｂ…タービン
１１０…排気浄化装置
１１２…ケーシング
１１４…酸化触媒
１１６…フィルター
１２０…圧力センサ
１２２…温度センサ
１３０…排気バルブ
１３１…バルブハウジング
１３２…ボア部
１３３…メッキ皮膜
１３４…弁体
１３５…バルブシャフト
１４０…ＥＣＵ
２１０…ＥＧＲ装置
２１１…ＥＧＲ通路
２１１ａ，２１１ｄ…ＥＧＲ管
２１１ｂ…ＥＧＲ冷却管
２１１ｃ…ＥＧＲバイパス管
２１３…ＥＧＲクーラー
２３０…ＥＧＲクーラー切替バルブ
２３１…バルブハウジング
２３２…ボア部
２３３…メッキ皮膜
２３４…弁体
２３５…バルブシャフト
２３６…レバー
２３７…ロッド
２３８…アクチュエータ
２４０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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