(57)【要約】      （修正有）【課題】弁軸のための軸受を別途組み付ける必要がなく、少なくとも軸受の耐久性を向上させられる流量制御弁を提供すること。【解決手段】ＥＧＲ弁１は、流路２を有するハウジング３と、流路２に設けられた弁座４と、弁座４に着座可能な弁体５と、弁体５を弁座４へ移動させるために弁体５と一体的に設けられた弁軸６と、弁体５と共に弁軸６をストローク運動させるアクチュエータ７と、ハウジング３と弁軸６との間に設けられ、弁軸６をストローク運動可能に支持するスラスト軸受８とを備える。スラスト軸受８と弁座４は、ハウジング３と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、ハウジング３のうち少なくともスラスト軸受８と弁座４の部分の表面に耐食性、耐熱性及び耐摩耗性を有するセラミックコーティングが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を有するハウジングと、
前記流路に設けられた弁座と、
前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、
前記弁体を前記弁座に対して移動させるために前記弁体と一体的に設けられた弁軸と、
前記弁体と共に前記弁軸を軸方向へストローク運動させるための駆動手段と、
前記ハウジングと前記弁軸との間に設けられ、前記弁軸をストローク運動可能に支持するための軸受と
を備えた流量制御弁において、
前記軸受が前記ハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、前記ハウジングのうち少なくとも前記軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
更に、前記弁座が前記ハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、前記ハウジングのうち少なくとも前記軸受と前記弁座の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
【請求項３】
前記セラミックコーティングは、電解法により前記アルミニウムの表面に形成された二酸化チタンの皮膜であり、前記耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体通路における流体流量を制御するために使用される流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されるＥＧＲ弁が知られている。図３に断面図で示すように、このＥＧＲ弁のハウジング５３には、弁座５４が設けられる。この弁座５４との間で弁体５５を開閉させるために、一端に弁体５５が固定された弁軸５６が、アクチュエータ５７により往復運動（ストローク運動）可能に設けられる。この弁軸５６は、ハウジング５３に設けられた２つのスラスト軸受５７，５８によりストローク運動可能に支持される。この他、この弁軸５６とハウジング５３との間には、シール部材５９とデポガード６０が設けられる。これら部材５９，６０により、ガスや異物、水分などが弁軸５６とスラスト軸受５８との隙間からアクチュエータ５７の側へ漏れることを防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３-７２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されるＥＧＲ弁では、スラスト軸受５７，５８がハウジング５３とは別部品から構成されていた。また、それらスラスト軸受５７，５８の耐久性を確保するために、それらが高価な焼結材により形成されることがあった。更に、二つのスラスト軸受５７，５８をハウジング５３に組み付けるための手間が必要となり、スラスト軸受５７，５８の分だけＥＧＲ弁の部品点数も増えることになった。加えて、このＥＧＲ弁では、弁座５４がハウジング５３とは別部品から構成されていた。また、その弁座５４の耐久性を確保するために、弁座５４が高価な焼結材により形成されることがあった。また、弁座５４をハウジング５３に組み付ける手間が必要となり、弁座５４の分だけＥＧＲ弁の部品点数が増えることになった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁軸のための軸受を別途組み付ける必要がなく、軸受の耐久性を向上させられる流量制御弁を提供することにある。この発明の別の目的は、上記目的に加え、弁座を別途組み付ける必要がなく、弁座の耐久性を向上させられる流量制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、流体の流路を有するハウジングと、流路に設けられた弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を弁座に対して移動させるために弁体と一体的に設けられた弁軸と、弁体と共に弁軸を軸方向へストローク運動させるための駆動手段と、ハウジングと弁軸との間に設けられ、弁軸をストローク運動可能に支持するための軸受とを備えた流量制御弁において、軸受がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、軸受がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、軸受の分だけ流量制御弁の部品点数が減る。また、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されるので、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分の耐食性が増す。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弁座がハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されると共に、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、弁座もハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、弁座の分も流量制御弁の部品点数が減る。また、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の表面に少なくとも耐食性を有するセラミックコーティングが形成されるので、ハウジングのうち少なくとも軸受と弁座の部分の耐食性が増す。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、セラミックコーティングは、電解法によりアルミニウムの表面に形成された二酸化チタンの皮膜であり、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、セラミックコーティングが、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有するので、ハウジングのうち少なくとも軸受の部分又は軸受と弁座の部分の耐熱性及び耐摩耗性が増す。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、弁軸をストローク運動可能に支持することができ、弁軸のための軸受を別途組み付ける必要がなく、軸受の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、弁座を別途組み付ける必要がなく、弁座の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、軸受又は軸受と弁座の耐久性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係り、全閉状態のＥＧＲ弁を示す正断面図。
【図２】一実施形態に係り、ハウジングの表面に形成されたセラミックコーティングを示す拡大断面図。
【図３】従来例に係り、ＥＧＲ弁を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の流量制御弁を排気還流弁（ＥＧＲ弁）に具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１に、全閉状態のＥＧＲ弁１を正断面図により示す。ＥＧＲ弁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戻すＥＧＲ通路に設けられ、流体としてのＥＧＲガスの流量を制御するために使用される。
【００１８】
図１に示すように、ＥＧＲ弁１は、ポペット弁構造をなし、ＥＧＲガスの流路２を有する金属製のハウジング３と、流路２の中間に設けられた弁座４と、弁座４に着座可能に設けられた金属製の弁体５と、弁体５を弁座４に対して往復運動（ストローク運動）させるために弁体５と一体的に設けられた金属製の弁軸６と、弁体５と共に弁軸６を軸方向へストローク運動させるためのアクチュエータ７とを備える。アクチュエータ７は、本発明の駆動手段の一例に相当する。アクチュエータ７は、一例としてステップモータより構成され、弁軸６を弁体５と共に軸方向へストローク運動させるように構成される。このＥＧＲ弁１は、アクチュエータ７により弁体５を弁座４に対して移動させて両者４，５の間で形成される計量部の開口面積を変化させる。これにより、流路２におけるＥＧＲガス流量を制御するようになっている。この実施形態では、アクチュエータ７の構成の詳しい説明は省略する。流路２の両端は、ＥＧＲガスが導入される入口２ａと、ＥＧＲガスが導出される出口２ｂとなっている。
【００１９】
この実施形態において、弁軸６は、図１においてハウジング３を垂直に貫通して配置され、その基端部（上端部）が、アクチュエータ７にて、ねじ機構を介して駆動連結される。弁軸６は、例えば、銅の焼結材により形成される。弁座４は、ハウジング３と一体に形成され、その中心に弁孔４ａを含む。弁体５は、その中心に軸孔５ａを含み、略円錐形状をなし、底面５ｂを含む。弁体５は、弁軸６の先端部（下端部）が軸孔５ａに挿入された状態で溶接２１により弁軸６に固定される。弁体５は、例えば、ＳＵＳ等により形成される。ハウジング３と弁軸６の中間部分との間には、弁軸６をストローク運動可能に支持するためのスラスト軸受８が設けられる。このスラスト軸受８は、ハウジング３の中心に形成された孔より構成される。弁軸６の上側部分には、断面（弁軸６の軸線に直交する方向の断面）が小判形状をなす異形部９が設けられる。スラスト軸受８の孔の断面形状も、この異形部９と整合する小判形状をなす。この小判形状の異形部９とスラスト軸受８との係合により、弁軸６が回り止めされながらストローク運動可能に支持される。この他、ハウジング３には、ハウジング３と弁軸６との間をシールするリップシール１０が、スラスト軸受８に隣接して設けられる。また、ハウジング３には、ハウジング３と弁軸６との間をデポジットからガードするデポガードプラグ１１が、リップシール１０に隣接して設けられる。
【００２０】
この実施形態では、スラスト軸受８と弁座４がハウジング３と一体に形成される。ハウジング３は、例えば、アルミニウムを主成分とした合金により形成される。また、スラスト軸受８の部分と弁座４の部分を含むハウジング３の全表面には、セラミックコーティングが形成される。図２に、ハウジング３の表面に形成されたセラミックコーティング３１を拡大断面図により示す。このセラミックコーティング３１は、アルミニウムよりなるハウジング３の表面に電解法により形成された二酸化チタンの皮膜であり、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性を有する。セラミックコーティング３１は、例えば「８〜１０μｍ」程度の厚みを有する。このセラミックコーティング３１を形成する方法として、例えば、ヘンケルジャパンのプラズマ電解コーティング技術「エレクトロ・セラミック・コーティング（ＥＣＣ）」を利用することができる。
【００２１】
以上説明したこの実施形態のＥＧＲ弁１によれば、スラスト軸受８がハウジング３と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、スラスト軸受８の分だけＥＧＲ弁１の部品点数が減る。また、スラスト軸受８の部分を含むハウジング３の表面に耐食性を有するセラミックコーティング３１が形成されるので、スラスト軸受８の部分を含むハウジング３の耐食性が増す。このため、弁軸６をストローク運動可能に支持することができ、弁軸６のためのスラスト軸受８を別途組み付ける必要がなく、スラスト軸受８を含むハウジング３の耐久性を向上させることができる。
【００２２】
この実施形態では、弁座４もハウジング３と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成されるので、更に弁座４の分もＥＧＲ弁１の部品点数が減る。また、弁座４の部分も含むハウジング３の表面に耐食性を有するセラミックコーティング３１が形成されるので、弁座４の部分も耐食性が増す。このため、弁座４も別途組み付ける必要がなく、弁座４の耐久性も向上させることができる。
【００２３】
この実施形態では、セラミックコーティング３１が、耐食性の他に耐熱性及び耐摩耗性を有するので、スラスト軸受８と弁座４を含むハウジング３の耐熱性及び耐摩耗性が増す。このため、スラスト軸受８と弁座４を含むハウジング３の耐久性を更に向上させることができる。
【００２４】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００２５】
（１）前記実施形態では、スラスト軸受８と弁座４の両方をハウジング３と一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成したが、軸受のみをハウジングと一体にアルミニウムを主成分とした合金により形成することもできる。
【００２６】
（２）前記実施形態では、スラスト軸受８と弁座４の部分を含むハウジング３の表面にセラミックコーティング３１を形成したが、軸受の部分を含むハウジングの表面にセラミックコーティングを形成したり、ハウジングのうち軸受と弁座の部分の表面のみにセラミックコーティングを形成したり、ハウジングのうち軸受の部分の表面のみにセラミックコーティングを形成したりすることができる。
【００２７】
（３）前記実施形態では、ハウジング３の表面に、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性を有するセラミックコーティング３１を形成したが、耐食性と耐熱性又は耐食性のみを有するセラミックコーティングをハウジングの表面に形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明は、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲ弁をはじめ、ガスや液体の流量を制御するポペット弁構造の弁に利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  ＥＧＲ弁（流量制御弁）
２  流路
３  ハウジング
４  弁座
５  弁体
６  弁軸
７  アクチュエータ（駆動手段）
８  スラスト軸受
３１  セラミックコーティング
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016133207.tif 000005