(57)【要約】 【課題】    耐食性および加工性に優れた安価なバルブガイドを提供すること。【解決手段】ＥＧＲバルブ装置１０のＥＧＲバルブ１３をガイドするバルブガイド１を硬質多孔性炭素材料で形成した。このため、バルブガイド１の特に排気ガス通路１５内に露出した部分に腐食性の強い凝縮水が降りかかっても、バルブガイド１の腐食を確実に防止でき、ＥＧＲバルブ装置１０としての耐久性を格段に向上させることができる。また、硬質多孔性炭素材料としては、米ぬかを原材料とした所謂ＲＢセラミックス（rice bran ceramics）を用いており、安価であるうえ、機械加工可能であることにより摺動面となる摺動孔２の内径寸法や、圧入面となる外周の外形寸法等を精度よく加工できる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キノコ型バルブ（１３）のバルブステム（１４）をガイドするバルブガイド（１）であって、
少なくとも一部が硬質多孔性炭素材料で形成されている
ことを特徴とするバルブガイド（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブガイド（１）において、
硬質多孔性炭素材料が米ぬかから得られる脱脂ぬかと熱硬化性樹脂とを混錬し、この混錬物を熱処理することで得られる植物性のものである
ことを特徴とするバルブガイド（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ（exhaust gas recirculation：排気ガス再循環装置）バルブやエンジン用吸排気バルブ等を案内するバルブガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＧＲバルブやエンジン吸排気用のバルブをスリーブ状のバルブガイドで案内することが知られている。このようなバルブガイドとしては、比較的加工が容易な軟質金属が用いられてきた。また、鉄系金属および焼結金属のバルブガイドでは、通過する排気ガス中のＳＯｘおよびＮＯｘにより腐食が生じるため、腐食し易い部位を耐食性の材料で形成したものが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１００５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献に記載のバルブガイドでは、普通鋳鉄からなる筒状体の内周面に耐食性を有する表面処理を施したり、あるいは腐食し易い部位を耐食性に優れた燒結合金で形成したりしている。このため、長期にわたるバルブの摺動によって表面処理部分が摩滅した場合には、その部分から腐食が進行する可能性があるうえ、燒結金属で形成した場合では、あくまでも鉄ベースの金属を用いているために、耐腐食性能を向上させるには限界がある。
【０００５】
一方、非金属無機材料であるセラミックスを用いることで、耐食性に優れたバルブガイドを得ることも可能である。しかし、セラミックスの種類によっては、機械加工が困難であったり、材料費がかかって高価であるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明者等は、米ぬかから得られる脱脂ぬかと熱硬化性樹脂とを混錬し、この混錬物を熱処理することで得られる植物性の硬質多孔性炭素材料（例えばＲＢセラミックス：rice bran ceramics）が安価で機械加工可能であり、しかも優れた耐食性を有していることから、この多孔質多孔性炭素材料がバルブガイドに好適であることを見出した。
【０００７】
本発明の目的は、耐食性および加工性に優れた安価なバルブガイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るバルブガイドは、キノコ型バルブのバルブステムをガイドするバルブガイドであって、少なくとも一部が硬質多孔性炭素材料で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係るバルブガイドでは、硬質多孔性炭素材料が米ぬかから得られる脱脂ぬかと熱硬化性樹脂とを混錬し、この混錬物を熱処理することで得られる植物性のものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バルブガイドが硬質多孔性炭素材料で形成されているので、バルブガイドに排気ガスの結露によって生じる腐食性の強い凝縮水が降りかかっても、バルブガイドの腐食を確実に防止できるという効果がある。
また、特に、米ぬかを原材料とした硬質多孔性炭素材料は機械加工が可能であるうえ、安価であり、実用性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降において、次説する第１実施形態と同じ構成部材あるいは部位には同一符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るバルブガイド１が適用されたＥＧＲバルブ装置１０の要部を示す断面図であり、図２は、バルブガイド１の断面図である。
図１、図２において、スリーブ状（円筒状）のバルブガイド１は、図示しないディーゼルエンジンに搭載されたＥＧＲバルブ装置１０に組み込まれており、ＥＧＲバルブ装置１０のハウジング１１に設けられた貫通孔１２内に圧入されている。バルブガイド１の摺動孔２内にはキノコ型のＥＧＲバルブ１３が、そのバルブステム１４部分で摺動可能に挿入されている。
【００１３】
バルブガイド１の図中下端側はＥＧＲバルブ装置１０内の排気ガス通路１５内に突出しており、ＥＧＲバルブ１３が開くと、下方の入口開口１６から背面側の出口開口１７に流れる排気ガスに曝される。この際、ＥＧＲバルブ１３が開く以前の入口開口１６上流側では、排気ガス中の酸性ガス成分がガス中の水分と反応し、ＳＯｘ濃度の高い凝縮水として排気ガス流路内に結露していることがある。そして、この凝縮水は、ＥＧＲバルブ１３が開くと、排気ガスと共に入口開口１６から入り込み、バルブガイド１に降りかかる。従って、本実施形態では、このような凝縮水よる酸露点腐食を防止するために、バルブガイド１が耐食性に優れたＲＢセラミックス等の硬質多孔性炭素材料で形成されている。
【００１４】
一方、バルブガイド１の上端側はバルブスプリング１７が配置されるオイル室１８内に突出（または単に露出している場合もある）しており、オイル室１８内に供給される潤滑オイルが降りかかる。そして、バルブガイド１が多孔性を有することで、バルブステム１４が摺動する摺動孔２の内周面には気孔による微細な凹状部分が多数形成されている。これらの凹状部分には上端側から降りかかった潤滑オイルが長期に保持されるようになり、摺動面である内周面の潤滑状態が少ない潤滑オイルで良好に維持される。
【００１５】
このような硬質多孔性炭素材料製のバルブガイド１は、米ぬかから得られる脱脂ぬかと熱硬化性樹脂とを混錬し、この混錬物を熱処理することで製造可能である。具体的な製造法としては、図３に示す通り、複数の方法が考えられる。
【００１６】
図３において、第１の製造方法では先ず、脱脂ぬかとフェノール樹脂とを混錬し（工程１）、柱状の基材を成形する（工程２）。次いで、基材を乾燥させ（工程３）、所定の温度で焼成する（工程４）。この後、必要に応じて基材の外周を機械加工する（工程５）。工程４終了段階において、基材の外径寸法や表面粗度がハウジング１１への圧入に支障のない精度で得られる場合には、工程５の機械加工は不要である。そして、基材をハウジング１１の貫通孔１２に圧入し（工程６）、内周の機械加工を行って摺動孔２を穿設し（工程７）、バルブガイド１を得る。
【００１７】
第２の方法では、第１の製造方法における工程６の前、すなわち柱状の基材をハウジング１１に挿入する前に機械加工を行って摺動孔２を穿設し（工程８）、これによってバルブガイド１を完成させた後にハウジング１１に圧入する（工程９）。
【００１８】
第３、第４の方法では、第１の製造方法における工程１の後に柱状の基材を成形するのではなく、はじめからスリーブ状の基材を成形する点で第１の製造方法とは異なる（工程１０）。第３の製造方法と第４の製造方法とで異なる点は、基材をハウジング１１に挿入してから摺動孔２の仕上げ加工を行うか、挿入前に仕上げ加工を行うかである。
【００１９】
第５、第６の製造方法では、工程１の終了後、混錬物を粉体化し（工程１１）、この粉体を乾燥させる（工程１２）。そして、乾燥した粉体によりペレットを製造する（工程１３）。次いで、このペレットを用いて射出成形を行い、柱状の基材を成形する（工程１４）。その後は、第１の製造方法の工程３以下と同じである。第５の製造方法と第６の製造方法とで異なる点は、基材をハウジング１１に挿入してから摺動孔２の加工を行うか、挿入前に加工を行うかである。
【００２０】
第７、第８の製造方法では、ペレットを用いてスリーブ状の基材を射出成形する点が第５、第６の製造方法とは異なる（工程１５）。他は、第７、第８の製造方法と同じである。第７の製造方法と第８の製造方法とで異なる点はやはり、基材をハウジング１１に挿入してから摺動孔２の仕上げ加工を行うか、挿入前に仕上げ加工を行うかである。
【００２１】
その他の製造方法として、図３中に点線で示すように、スリーブ状の基材を乾燥（工程１６）、あるいは焼成し（工程１７）、その後の機材をそのままバルブガイド１の完成品としてハウジング１１に圧入するのである（工程１８）。すなわち、焼成した段階でバルブガイド１として精度が得られるのであれば、機械加工を一切行わない。
【００２２】
以上のような本実施形態によれば、バルブガイド１が硬質多孔性炭素材料で形成されているので、バルブガイド１の特に排気ガス通路１５内に露出した部分に腐食性の強い凝縮水が降りかかっても、バルブガイド１の腐食を確実に防止でき、ＥＧＲバルブ装置１０としての耐久性を格段に向上させることができる。
また、硬質多孔性炭素材料としては、米ぬかを原材料とした所謂ＲＢセラミックスを用いており、安価であるうえ、機械加工可能であることにより摺動面となる摺動孔２の内径寸法や、圧入面となる外周の外形寸法等を精度よく加工できる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図４に示す第２実施形態のバルブガイド１は、それぞれスリーブ状とされた外側のアウターガイド３と内側のインナーガイド４とを備え、２重構造となっている。アウターガイド３は、従来のバルブガイドと同様に金属製であり、内周面および外周面には適宜な耐食性処理が施されているか、耐食性を有する燒結金属で形成されている。これに対して摺動孔２を有したインナーガイド４は、腐食性を有する凝縮水が残りやすいために硬質多孔性炭素材料で形成されている。
【００２４】
このようなバルブガイド１の製造方法は、第１実施形態で説明したバルブガイド１の基材およびハウジング１１をそれぞれ、本実施形態でのインナーガイド４の基材およびアウターガイド３として読み替えればよい。なお、本実施形態のアウターガイド３は、予めハウジング１１に圧入されていてもよいし、インナーガイド４またはその基材が挿入されてからハウジング１１に圧入されてもよい。
【００２５】
〔第３実施形態〕
図５に示す第３実施形態のバルブガイド１は、アウターガイド３の図中下部側にのみ硬質多孔性炭素材料からなるインナーガイド４が挿入されている点が、第２実施形態とは異なる。具体的には、アウターガイド３の内周面には、段付部３Ａから図中下端側に薄肉部３Ｂが形成されており、この薄肉部３Ｂに対応して短尺のインナーガイド４が挿入されている。つまり、腐食性を有する凝縮水がかかり易い排気ガス通路１５側（図中下端側）のみが硬質多孔性炭素材料で形成されているのである。
【００２６】
本実施形態のバルブガイド１の製造方法も、第１実施形態で説明したバルブガイド１の基材およびハウジング１１をそれぞれ、本実施形態でのインナーガイド４の基材およびアウターガイド３として読み替えればよく、前述した第２実施形態と同じである。
【００２７】
〔第４実施形態〕
図６に示す第４実施形態のバルブガイド１は、内外の径寸法が同じとされた一対の短尺なガイド部材５，６で構成されており、各ガイド部材５，６が貫通孔１２内に軸方向に沿って付き合わされた状態に配置される。これらのガイド部材５，６のうち、オイル室（図中上端側）側に配置されるガイド部材５は、従来と同様に金属製であり、排気ガス通路１５側（図中下端側）に配置されるガイド部材６は、腐食性の凝縮水がかかり易いために硬質多孔性炭素材料製である。特にガイド部材６の製造方法は、第１実施形態と同じである。
【００２８】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態ではＥＧＲバルブ装置１０に用いられるＥＧＲバルブ１３用のバルブガイド１について説明したが、本発明のバルブガイドは、ＥＧＲバルブ１３用のみならず、エンジンのシリンダヘッドに組み込まれる排気バルブ用のバルブガイドであってもよく、やはり排気ガスに曝されるバルブガイドの耐食性を格段に向上させることができる。また、バルブガイドを共通化してコスト削減を図るために、吸気バルブ用としても本発明のバルブガイドを用いてよい。
【００２９】
前記各実施形態では、硬質多孔性炭素材料の原料として脱脂した米ぬかについて述べたが、原料としてはペーパースラッジ等であってもよい。また、そのような原材料に混錬される熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂の他、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等であってもよい。
【００３０】
また、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、特に排気ガスに曝されるようになる箇所に用いられるあらゆるバルブガイドに有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバルブガイドが適用されたＥＧＲバルブ装置の要部を示す断面図。
【図２】第１実施形態のバルブガイドを示す断面図。
【図３】バルブガイドの製造方法を説明するための図。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるバルブガイドを示す断面図。
【図５】本発明の第３実施形態にかかるバルブガイドを示す断面図。
【図６】本発明の第４実施形態にかかるバルブガイドを示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…バルブガイド、１０…ＥＧＲバルブ装置、１３…バルブとしてのＥＧＲバルブ、１４…バルブステム。
【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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