JP5154888B2 - バルブアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、車両等の排気ガス再循環システム（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ。以下、「ＥＧＲシステム」と称す。）に用いられるバルブアセンブリに関する。

ＥＧＲシステムでは、排気通路と吸気通路との間にＥＧＲ通路を設け、当該ＥＧＲ通路を介して、排気ガスの一部を吸気側に再循環させている。例えば、特許文献１には、再循環させる排気ガスの流量を調整するための、バルブアセンブリが紹介されている。

図９に、特許文献１に記載のバルブアセンブリの軸方向断面図を示す。図９に示すように、バルブアセンブリ１００は、エキゾーストマニホールド１０１とインテークマニホールド１０２との間に介装されている。

バルブアセンブリ１００は、ハウジング１０３と、バタフライバルブ１０４と、軸受１０５ａ、１０５ｂと、ワイヤフィルター１０６ａ、１０６ｂと、を備えている。ハウジング１０３はステンレス鋼（ＳＵＳ）製である。ハウジング１０３の弁軸孔１０３ａには、バタフライバルブ１０４の弁軸１０４ａが挿通されている。

図１０に、図９の枠Ｘ内の拡大図を示す。図１０に示すように、ワイヤフィルター１０６ａは、弁軸孔１０３ａ内周面と弁軸１０４ａ外周面との間に介装されている。ワイヤフィルター１０６ａは、ステンレス鋼製の繊維（図略）がメッシュ状に絡み合って形成されている。ワイヤフィルター１０６ａにより、ガス通路１０７を流れる排気ガス中の煤などの塵埃を捕集することができる。このため、軸受１０５ａを、当該塵埃から保護することができる。
特開２００７−３２３０１号公報 特開２００５−２５６８０３号公報

ところで、近年、バルブアセンブリの製造コスト削減の観点から、ハウジング１０３の材質の見直しが検討されている。具体的には、ハウジング１０３の材質として、高価なステンレス鋼の代わりに、安価な鋳鉄を使用することが検討されている。例えば、特許文献２には、ニレジスト材（Ｎｉ系オーステナイト球状黒鉛鋳鉄）製のハウジングを有するバルブアセンブリが紹介されている。

しかしながら、ＥＧＲシステムが利用されるディーゼルエンジンの場合、軽油中の硫黄分を含む硫酸系の凝縮液が、ガス通路１０７の排気ガスから生成される。また、排気ガスは非常に高温である。

このような雰囲気下に鋳鉄製のハウジング１０３を配置すると、図１０中に模式的に示すように、弁軸孔１０３ａの内周面に、錆Ｒが発生するおそれがある。この場合、錆Ｒの肉厚分だけ、弁軸孔１０３ａの内径が縮径してしまう。弁軸孔１０３ａの内径が縮径すると、弁軸孔１０３ａ内径側に配置された部材には、径方向内側の圧縮力が加わる。このため、当該圧縮力に耐えられるだけの剛性がない部材、すなわちワイヤフィルター１０６ａが変形してしまう。具体的には、仮に弁軸１０４ａが弁軸孔１０３ａに挿通されていない場合、ワイヤフィルター１０６ａの内径が、図１０に模式的に点線で示すように、縮径してしまう。

実際には、弁軸１０４ａが弁軸孔１０３ａに挿通されているため、弁軸１０４ａ外周面に、当該縮径分に相当する荷重で、ワイヤフィルター１０６ａ内周面が、圧接することになる。したがって、弁軸１０４ａの回転抵抗が増加してしまう。また、特許文献２のように、ポペットバルブを備えるバルブアセンブリの場合は、弁軸が弁軸孔内を軸方向に移動する際の抵抗が増加してしまう。

ここで、鋳鉄製のハウジング全体を、耐食性の高い材料により、めっきすることも考えられる。しかしながら、この場合、バルブアセンブリの製造コストが増加し、ハウジングの材質をステンレス鋼から鋳鉄に代えたコスト上のメリットが相殺されてしまう。

本発明のバルブアセンブリは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、ハウジングが腐食する場合であっても、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わるのを抑制可能なバルブアセンブリを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のバルブアセンブリは、排気ガスが流れるガス通路と、該ガス通路に開口し該ガス通路の延在方向に対して交差する方向に延在する弁軸孔と、が形成されたハウジングと、該弁軸孔に移動可能に挿通される弁軸と、該弁軸に連結され該ガス通路の通路断面積を調整可能な弁体と、を有するバルブと、該弁軸孔内周面と該弁軸外周面との間に介装され該排気ガス中の塵埃を捕集する筒状の耐熱フィルターと、を備えてなるバルブアセンブリであって、前記ハウジングは、鋳鉄製であって、さらに、前記弁軸孔内周面と前記耐熱フィルター外周面との間に介装される補強カラーを備え、該補強カラーは、該耐熱フィルターよりも剛性が高く、該補強カラーの少なくとも表面は、鋳鉄よりも耐食性が高い高耐食材製であることを特徴とする（請求項１に対応）。

本発明のバルブアセンブリのハウジングは鋳鉄製である。このため、ハウジング延いてはバルブアセンブリの製造コストを削減することができる。また、本発明のバルブアセンブリの弁軸孔内周面と耐熱フィルター外周面との間には、補強カラーが介装されている。補強カラーは、耐熱フィルターよりも剛性が高い。このため、ハウジングの腐食により弁軸孔内周面から補強カラーに径方向内側の圧縮力が加わる場合であっても、補強カラー自体の剛性により、当該圧縮力に抵抗することができる。したがって、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わるのを、抑制することができる。すなわち、当該圧縮力により耐熱フィルターの内周面が過度に弁軸の外周面に圧接し、両部材間の摩擦力が大きくなるのを抑制することができる。

また、補強カラーの少なくとも表面は、鋳鉄よりも耐食性が高い高耐食材製である。このため、補強カラー自体が腐食し、補強カラーの内径が縮径し、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力を加えるおそれが小さい。この点においても、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わるのを、抑制することができる。

このように、本発明のバルブアセンブリによると、鋳鉄製のハウジングを採用したメリット（製造コストを削減できること）を享受しながら、鋳鉄製のハウジングを採用したデメリット（腐食しやすく耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わりやすいこと）を小さくすることができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記バルブは、前記弁軸が前記弁軸孔内で回転方向に移動するバタフライバルブである構成とする方がよい（請求項２に対応）。本構成によると、ハウジングが腐食しても、耐熱フィルターにより、バタフライバルブの弁軸の回転方向の動きが規制されるおそれが小さい。このため、長期間に亘り、弁体を所望の角度に制御し続けることができる。言い換えると、長期間に亘り、排気ガスの流量制御を高い精度で行うことができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記耐熱フィルターは、金属繊維からなるワイヤフィルターである構成とする方がよい（請求項３に対応）。ワイヤフィルターは、金属繊維がメッシュ状に絡み合って形成されている。このため、ワイヤフィルターは、剛性が低い。したがって、ワイヤフィルターの内径は、ハウジングの腐食により弁軸孔内周面から径方向内側の圧縮力が加わる場合、縮径しやすい。この点、本構成によると、弁軸孔内周面とワイヤフィルター外周面との間に、補強カラーが介装されている。このため、剛性の低いワイヤフィルターの内径が縮径するのを抑制することができる。また、ワイヤフィルターが変形しメッシュの大きさが不均一になるのを抑制することができる。

（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記補強カラーは、全体が前記高耐食材製である構成とする方がよい（請求項４に対応）。本構成によると、補強カラーが腐食するおそれが小さい。このため、補強カラー自体の内径が縮径して、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わるのを抑制することができる。

（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記弁軸孔の前記ガス通路に対する開口部の口縁は、前記高耐食材製である構成とする方がよい。本構成によると、最もガス通路に近く排気ガスに曝されやすい開口部の口縁が、高耐食材により作製されている。このため、腐食により開口部の内径が縮径し弁軸の移動を規制するのを抑制することができる。

（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記高耐食材は、ステンレス鋼、酸化アルミニウム、カーボン、ニッケル−リン合金から選ばれる一種以上を含む構成とする方がよい。本構成に列挙されている材料は、いずれも耐食性が高い。このため、本構成によると、補強カラーの少なくとも表面が腐食するのを、確実に抑制することができる。

本発明によると、ハウジングが腐食する場合であっても、耐熱フィルターに径方向内側の圧縮力が加わるのを抑制可能なバルブアセンブリを提供することができる。

以下、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［バルブアセンブリの配置］
まず、本実施形態のバルブアセンブリの配置について説明する。図１に、本実施形態のバルブアセンブリの配置図を示す。図１に示すように、ＥＧＲシステム９は、エンジン９０とＥＧＲパイプ９１とモーター制御ユニット９２とバルブアセンブリ１とを備えている。

エンジン９０は、ディーゼルエンジンであって、燃焼室９００とインテークマニホールド９０１とエキゾーストマニホールド９０２とを備えている。インテークマニホールド９０１内部には、吸気通路９０１ａが区画されている。エキゾーストマニホールド９０２内部には、排気通路９０２ａが区画されている。吸気通路９０１ａと排気通路９０２ａとは、共に燃焼室９００に連通している。

ＥＧＲパイプ９１は、排気通路９０２ａと吸気通路９０１ａをバイパスして、エキゾーストマニホールド９０２とインテークマニホールド９０１とを、連結している。ＥＧＲパイプ９１内部には、ＥＧＲ通路９１０が区画されている。バルブアセンブリ１は、当該ＥＧＲパイプ９１の中間に介装されている。ＥＣＵ（図略）からの指令に基づきモーター制御ユニット９２は、モーター９３の通電量をコントロールしている。そして、バタフライバルブ３０を揺動させることにより、ＥＧＲ通路９１０の通路断面積、具体的にはガス通路２００の通路断面積を調整している。

［バルブアセンブリの構成］
次に、本実施形態のバルブアセンブリの構成について説明する。図２に、本実施形態のバルブアセンブリの弁軸方向断面図を示す。図２に示すように、バルブアセンブリ１は、主に、ハウジング２と、第一スリーブ２１と、第二スリーブ２２と、バタフライバルブ３０と、軸受３１ａ、３１ｂと、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂと、補強カラー３５ａ、３５ｂと、ラビリンスシール３３と、ワッシャーリング３２０ａ、３２０ｂと、リップシール３４と、を備えている。

ハウジング２は、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）製である。ハウジング２には、大径孔と小径孔とが形成されている。大径孔と小径孔とは、十字路状に互いに交差して延在している。

第一スリーブ２１は、ステンレス鋼製であって、短軸円筒状を呈している。第二スリーブ２２は、ステンレス鋼製であって、第一スリーブ２１よりも短い短軸円筒状を呈している。第一スリーブ２１と第二スリーブ２２とは、軸方向に並んで、ハウジング２の大径孔の軸方向一端から嵌入されている。第一スリーブ２１および第二スリーブ２２は、大径孔の軸方向略半分に亘って配置されている。これら大径孔、第一スリーブ２１、第二スリーブ２２により、ガス通路２００が区画されている。ガス通路２００の内部空間は、円柱状を呈している。ガス通路２００を介して、エキゾーストマニホールド９０２からインテークマニホールド９０１に、排気ガスが導入される。

また、第一スリーブ２１と第二スリーブ２２とは、径方向に所定量だけずれて配置されている。このため、第一スリーブ２１と第二スリーブ２２との継ぎ目には、段差が形成されている。当該段差は、後述する弁体３０１の弁座として用いられる。

また、第一スリーブ２１と第二スリーブ２２との継ぎ目には、円孔が形成されている。当該円孔は、ハウジング２の小径孔と一直線に連なっている。これら円孔、小径孔により、弁軸孔２０１が区画されている。弁軸孔２０１の内部空間は、円柱状を呈している。弁軸孔２０１の軸方向とガス通路２００の軸方向とは、略直交している。弁軸孔２０１の軸方向一端は、栓部材２３により、封止されている。弁軸孔２０１内部に配置される部材については、後で詳しく説明する。

バタフライバルブ３０は、共にステンレス鋼製の弁軸３００と弁体３０１とを備えている。弁軸３００は、段付き円柱状を呈している。すなわち、弁軸３００は、大径部３００ｃと、小径部３００ｄ、３００ｅと、を備えている。大径部３００ｃは、弁軸３００の軸方向中央部分に配置されている。小径部３００ｄ、３００ｅは、各々、大径部３００ｃの軸方向両側に配置されている。弁軸３００は、弁軸孔２０１に挿通されている。また、弁軸３００は、ガス通路２００を横切って延在している。弁軸３００の小径部３００ｄの端部３００ａは、ハウジング２のボス部２０２から、外部に突出している。端部３００ａには、ステンレス鋼製であって板状のレバー８２が、ナット８３により、固定されている。レバー８２には、前出図１のモーター９３から駆動力が伝達される。

端部３００ａにおけるレバー８２の内側（ガス通路２００側）には、ステンレス鋼製であってカップ状のガイド８４が環装されている。ガイド８４には、フェノール樹脂製であってリング状のレバー側スペーサ８５ａが外嵌されている。これに対して、ハウジング２のボス部２０２には、フェノール樹脂製であってリング状のハウジング側スペーサ８５ｂが外嵌されている。レバー側スペーサ８５ａとハウジング側スペーサ８５ｂとは、弁軸３００の軸方向に対向して配置されている。レバー側スペーサ８５ａとハウジング側スペーサ８５ｂと間には、ステンレス鋼製のリターンスプリング８６が介装されている。リターンスプリング８６の一端８６ａは、レバー側スペーサ８５ａの切り欠き（図略）を介して、レバー８２の切り欠き８２０に係止されている。これに対して、リターンスプリング８６の他端８６ｂは、ハウジング２においてボス部２０２に並設された係止凸部２０３に係止されている。リターンスプリング８６は、バタフライバルブ３０を、閉方向に付勢している。一方、弁軸３００の小径部３００ｅの端部３００ｂは、栓部材２３により、弁軸孔２０１内部に封入されている。

弁体３０１は、円板状を呈している。弁体３０１は、ガス通路２００に配置されている。弁体３０１の直径部分は、スクリュー３０２により、弁軸３００に固定されている。前出図１のモーター９３の駆動力は、レバー８２と弁軸３００とを介して、弁体３０１に伝達される。弁体３０１が回転方向に駆動されることにより、ガス通路２００の通路断面積を調整することができる。

次に、弁軸孔２０１内部に配置される部材について説明する。まず、弁軸孔２０１のうち、ガス通路２００よりもレバー８２側に配置される部材について説明する。弁軸孔２０１のうちガス通路２００よりもレバー８２側には、ワイヤフィルター３２ａと、ラビリンスシール３３と、ワッシャーリング３２０ａと、補強カラー３５ａと、軸受３１ａと、ワッシャーリング３４０と、リップシール３４と、Ｃリング３４１と、が配置されている。

図３に、図２の枠ＩＶ付近の分解斜視図を示す。また、図４に、図２の枠ＩＶ内の拡大図を示す。図３、図４に示すように、弁軸３００の大径部３００ｃの外径側には、ワイヤフィルター３２ａとラビリンスシール３３とワッシャーリング３２０ａとが、ガス通路２００側からレバー８２側に向かって、この順番に配置されている。また、ワイヤフィルター３２ａおよびラビリンスシール３３の外径側には、補強カラー３５ａが配置されている。

ワイヤフィルター３２ａは、円筒状を呈している。ワイヤフィルター３２ａは、ステンレス鋼製の繊維（図略）がメッシュ状に絡み合って形成されている。弁軸３００が回転する際、ワイヤフィルター３２ａの内周面は、弁軸３００の外周面に摺接している。

ラビリンスシール３３は、各々ステンレス鋼製の第一小径リング３３０と大径リング３３１と第二小径リング３３２とを備えている。これら第一小径リング３３０、大径リング３３１、第二小径リング３３２は、ガス通路２００側からレバー８２側に向かって、この順番に配置されている。また、第二小径リング３３２のレバー側には、ステンレス鋼製のワッシャーリング３２０ａが並設されている。ワッシャーリング３２０ａの外周面は、弁軸孔２０１の内周面に当接している。

補強カラー３５ａは、ワイヤフィルター３２ａおよびラビリンスシール３３の外径側に配置されている。補強カラー３５ａは、ステンレス鋼製であって円筒状を呈している。補強カラー３５ａの外周面は、弁軸孔２０１の内周面に当接している。また、補強カラー３５ａのレバー８２側の軸方向端面は、ワッシャーリング３２０ａに当接している。

ここで、第一小径リング３３０および第二小径リング３３２の外周面と補強カラー３５ａ内周面との間には、所定のクリアランスが区画されている。一方、大径リング３３１およびワッシャーリング３２０ａの内周面と弁軸３００外周面との間にも、所定のクリアランスが区画されている。したがって、ラビリンスシール３３およびワッシャーリング３２０ａ配置部分には、全体としてジグザグ状の排気ガス経路が区画されている。

図２に戻って、ワッシャーリング３２０ａのレバー側には、軸受３１ａとワッシャーリング３４０とリップシール３４とＣリング３４１とが、ガス通路２００側からレバー８２側に向かって、この順番に配置されている。

軸受３１ａは、カーボン製であって円筒状を呈している。軸受３１ａは、弁軸３００を回転可能に支承している。ワッシャーリング３４０は、軸受３１ａとリップシール３４とを仕切っている。

リップシール３４は、いわゆるダブルリップであり、軸方向に並んで配置される二つのリップを備えている。二つのリップは、共にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であって、リング状を呈している。二つのリップの内周縁は、各々、ガス通路２００側に向かって湾曲しながら、弁軸３００の外周面に弾接している。

続いて、弁軸孔２０１のうち、ガス通路２００よりも栓部材２３側に配置される部材について説明する。弁軸孔２０１のうちガス通路２００よりも栓部材２３側には、ワイヤフィルター３２ｂと、ワッシャーリング３２０ｂと、軸受３１ｂとが、ガス通路２００側から栓部材２３側に向かって、この順番に並んで配置されている。また、ワイヤフィルター３２ｂの外径側には、補強カラー３５ｂが配置されている。

ワイヤフィルター３２ｂの構成は前記ワイヤフィルター３２ａの構成と、ワッシャーリング３２０ｂの構成はワッシャーリング３２０ａの構成と、補強カラー３５ｂの構成は補強カラー３５ａの構成と、軸受３１ｂの構成は軸受３１ａの構成と、それぞれ同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。

補強カラー３５ｂは、ワイヤフィルター３２ｂの外径側に配置されている。補強カラー３５ｂの外周面は、弁軸孔２０１の内周面に当接している。また、補強カラー３５ｂの栓部材２３側の軸方向端面は、ワッシャーリング３２０ｂに当接している。

ワッシャーリング３２０ｂは、ワイヤフィルター３２ｂおよび補強カラー３５ｂと、軸受３１ｂと、を仕切っている。ワッシャーリング３２０ｂにより、ワイヤフィルター３２ｂの繊維が軸受３１ｂ端面に摺接するのを防止している。

［バルブアセンブリの作用効果］
次に、本実施形態のバルブアセンブリの作用効果について説明する。本実施形態のバルブアセンブリ１のハウジング２は鋳鉄製である。このため、ハウジング２延いてはバルブアセンブリ１の製造コストを削減することができる。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１の弁軸孔２０１内周面とワイヤフィルター３２ａ外周面との間には補強カラー３５ａが、弁軸孔２０１内周面とワイヤフィルター３２ｂ外周面との間には補強カラー３５ｂが、各々介装されている。補強カラー３５ａ、３５ｂは、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂよりも剛性が高い。このため、ハウジング２の腐食により弁軸孔２０１内周面から補強カラー３５ａ、３５ｂに径方向内側の圧縮力が加わる場合であっても、補強カラー３５ａ、３５ｂ自体の剛性により、当該圧縮力に抵抗することができる。したがって、当該圧縮力によりワイヤフィルター３２ａ、３２ｂの内径が縮径するのを、抑制することができる。すなわち、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂの内周面が過度に弁軸３００の外周面に圧接し、両部材間の摩擦力が大きくなるのを抑制することができる。

また、補強カラー３５ａ、３５ｂは、共にステンレス鋼製である。ステンレス鋼は、鋳鉄よりも耐食性が高い。このため、補強カラー３５ａ、３５ｂ自体が腐食し、補強カラー３５ａ、３５ｂの内径が縮径し、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂに径方向内側の圧縮力を加えるおそれが小さい。この点においても、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂの内径が縮径するのを、抑制することができる。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、ハウジング２が腐食しても、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂにより、バタフライバルブ３０の弁軸３００の回転方向の動きが規制されるおそれが小さい。このため、長期間に亘り、弁体３０１を所望の角度に制御し続けることができる。言い換えると、長期間に亘り、排気ガスの流量制御を高い精度で行うことができる。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸孔２０１内周面とワイヤフィルター３２ａ、３２ｂ外周面との間に、補強カラー３５ａ、３５ｂが介装されている。このため、ワイヤフィルター３２ａ、３２ｂが変形しメッシュの大きさが不均一になるのを抑制することができる。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、補強カラー３５ａ、３５ｂの全体がステンレス鋼製である。このため、補強カラー３５ａ、３５ｂが腐食するおそれが小さい。

また、本実施形態のバルブアセンブリ１によると、弁軸孔２０１の開口部が、第一スリーブ２１と第二スリーブ２２との継ぎ目に配置されている。第一スリーブ２１および第二スリーブ２２は、共に耐食性の高いステンレス鋼製である。このため、弁軸孔２０１の開口部が腐食し、開口部内周面が過度に弁軸３００の外周面に圧接し、摩擦力が大きくなるのを抑制することができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態のバルブアセンブリと第一実施形態のバルブアセンブリとの相違点は、補強カラーがワッシャーリングを兼ねている点である。また、ラビリンスシールが配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図５に、本実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図を示す。図５の一点鎖線枠は、図４の枠ＩＶに相当する。図４と対応する部位については同じ符号で示す。図５に示すように、補強カラー３６ａは、ステンレス鋼製であって、円筒部３６０ａとリング部３６１ａとを備えている。円筒部３６０ａは、弁軸孔２０１内周面とワイヤフィルター３２ａ外周面との間に介装されている。円筒部３６０ａ外周面は、弁軸孔２０１内周面に当接している。リング部３６１ａは、円筒部３６０ａの軸受３１ａ側の端部に、一体的に形成されている。リング部３６１ａ外周面は、弁軸孔２０１内周面に当接している。リング部３６１ａの内径は、円筒部３６０ａの内径よりも、小径である。このため、リング部３６１ａは、円筒部３６０ａに対して、ちょうど孔が穿設された底板のように連なっている。ワイヤフィルター３２ａの軸受３１ａ側の端面は、リング部３６１ａに当接している。

なお、上述したガス通路２００よりもレバー８２側（前出図２参照）の構成および配置は、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置と、同様である（ガス通路２００に線対称である）。したがって、ここでは、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置についての説明を割愛する。

本実施形態のバルブアセンブリは、第一実施形態のバルブアセンブリと、構成が共通する部分に関しては同様の作用効果を有する。また、本実施形態のバルブアセンブリの補強カラー３６ａは、リング部３６１ａを備えている。このため、別途ワッシャーリング３２０ａ、３２０ｂ（前出図２参照）を配置する必要がない。したがって、バルブアセンブリの部品点数を削減することができる。また、バルブアセンブリの組付が容易になる。

また、本実施形態のバルブアセンブリは、ラビリンスシール３３（前出図２参照）を備えていない。この点においても、部品点数を削減することができる。また、バルブアセンブリの組付が容易になる。また、ラビリンスシール配置スペースまでワイヤフィルター３２ａを延設することができるので、より排気ガス中の塵埃を捕集しやすくなる。したがって、より軸受３１ａを清浄に保つことができる。あるいは、ラビリンスシール配置スペースを無くすことができるので、その分、バルブアセンブリの体格を弁軸３００方向に小型化することができる。

＜第三実施形態＞
本実施形態のバルブアセンブリと第一実施形態のバルブアセンブリとの相違点は、補強カラーの径方向肉厚が厚い点である。また、ワッシャーリングが配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図６に、本実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図を示す。図６の一点鎖線枠は、図４の枠ＩＶに相当する。図４と対応する部位については同じ符号で示す。図６に示すように、補強カラー３７ａは、カーボン製であって、円筒状を呈している。補強カラー３７ａの径方向肉厚は、比較的厚く設定されている。また、補強カラー３７ａおよびラビリンスシール３３と、軸受３１ａと、の間には、ワッシャーリングは配置されていない。

上述したガス通路２００よりもレバー８２側（前出図２参照）の構成および配置は、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置と、同様である（ガス通路２００に線対称である）。したがって、ここでは、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置についての説明を割愛する。

本実施形態のバルブアセンブリは、第一実施形態のバルブアセンブリと、構成が共通する部分に関しては同様の作用効果を有する。また、本実施形態のバルブアセンブリの補強カラー３７ａは、第一実施形態の補強カラー３５ａ（前出図４参照）よりも、径方向肉厚が厚い。このため、補強カラー３５ａと比較して、補強カラー３７ａは、より剛性が高い。したがって、よりワイヤフィルター３２ａに径方向内側の圧縮力が加わるのを抑制しやすい。

また、本実施形態のバルブアセンブリには、ワッシャーリング３２０ａ、３２０ｂ（前出図２参照）が配置されていない。したがって、バルブアセンブリの部品点数を削減することができる。また、バルブアセンブリの組付が容易になる。

＜第四実施形態＞
本実施形態のバルブアセンブリと第一実施形態のバルブアセンブリとの相違点は、補強カラーが、カラー本体とコート層とを備えている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。

図７に、本実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図を示す。図７の一点鎖線枠は、図４の枠ＩＶに相当する。図４と対応する部位については同じ符号で示す。図７に示すように、補強カラー３８ａは、カラー本体３８０ａとコート層３８１ａとを備えている。カラー本体３８０ａは、アルミニウム合金製であって円筒状を呈している。コート層３８１ａは、酸化アルミニウム製であって、カラー本体３８０ａの表面の全面に形成されている。

上述したガス通路２００よりもレバー８２側（前出図２参照）の構成および配置は、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置と、同様である（ガス通路２００に線対称である）。したがって、ここでは、ガス通路２００よりも栓部材２３側（前出図２参照）の構成および配置についての説明を割愛する。

本実施形態のバルブアセンブリは、第一実施形態のバルブアセンブリと、構成が共通する部分に関しては同様の作用効果を有する。また、本実施形態のバルブアセンブリの補強カラー３８ａは、カラー本体３８０ａとコート層３８１ａとを備えている。このため、耐食性をコート層３８１ａに担持させることができ、その結果カラー本体３８０ａの材料選択の自由度を高くすることができる。

＜その他＞
以上、本発明のバルブアセンブリの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態のバルブアセンブリにおいては、ハウジング２を球状黒鉛鋳鉄製としたが、ねずみ鋳鉄（ＦＣ）製としてもよい。また、上記実施形態のバルブアセンブリにおいては、耐熱フィルターとして、ステンレス鋼製の繊維がメッシュ状に絡み合って形成されたワイヤフィルター３２ａ、３２ｂを用いたが、耐熱フィルターの材質、形状は特に限定しない。例えば、カーボンファイバー製、グラスファイバー製の耐熱フィルターを用いてもよい。また、スポンジ状の構造を有する耐熱フィルターを用いてもよい。

また、上記実施形態のバルブアセンブリにおいては、軸受３１ａ、３１ｂをカーボン製としたが、例えば銅系の材料製としてもよい。また、第四実施形態のバルブアセンブリにおいては、補強カラー３８ａのカラー本体３８０ａをアルミニウム合金製、コート層３８１ａを酸化アルミニウム製とした。しかしながら、鋳鉄製のカラー本体３８０ａの表面に、ニッケル−リンめっき処理を施し、このめっき層をコート層３８１ａとしてもよい。

また、補強カラーの材質として、例えばタンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン、モリブデン、クロム、タングステン、ニッケルから選ばれる一種以上を含んだ高耐食材を用いてもよい。その理由は、これらの材料はいずれも耐食性が高いからである。

また、上記実施形態においては、本発明のバルブアセンブリを、バタフライバルブ３０を備えるバルブアセンブリ１として具現化したが、ポペットバルブを備えるバルブアセンブリとして具現化してもよい。

以下、本発明のバルブアセンブリに対して行った腐食実験について説明する。

実施例として用いたバルブアセンブリは、上記第一実施形態のバルブアセンブリ（前出図２〜図４参照）である。すなわち、球状黒鉛鋳鉄製のハウジング２と、ステンレス鋼製の補強カラー３５ａと、を備えるバルブアセンブリ１である。

比較例として用いたバルブアセンブリは、従来のバルブアセンブリ（前出図９、図１０参照）において、ハウジング１０３を球状黒鉛鋳鉄製としたものである。すなわち、球状黒鉛鋳鉄製のハウジング１０３を備えており、補強カラーを備えていないバルブアセンブリ１００である。

実施例、比較例、共に、実験前におけるワイヤフィルター３２ａ、１０６ａの内径は、１４．８ｍｍである。また、弁軸３００、１０４ａの大径部３００ｃの外径は、１４．０ｍｍである。すなわち、ワイヤフィルター３２ａ、１０６ａ内径と、弁軸３００、１０４ａ外径と、の間には、径方向片側で０．４ｍｍ（＝（１４．８ｍｍ−１４．０ｍｍ）／２）のクリアランスが設定されている。

これら実施例、比較例を、各々、ディーゼルエンジンの排気ガスの凝縮液を想定して、温度８０℃の条件の下で、硫酸腐食液に浸漬させた。そして、ワイヤフィルター３２ａ、１０６ａの内径が、時系列的にどのように変化するかを観察した。

図８に、腐食実験結果のグラフを示す。横軸は評価時間（時間）を、縦軸はワイヤフィルター内径（ｍｍ）を、それぞれ示す。時間が経つに連れ、実施例、比較例共にハウジング２、１０３の腐食が進行する。そして、前出図１０に示すように、比較例の場合だと、剛性の低いワイヤフィルター１０６ａの外周面が、弁軸孔１０３ａの内周面に押圧されるため、ワイヤフィルター１０６ａ内径が縮径する。具体的には、評価時間３００時間の段階で、ワイヤフィルター１０６ａの内径は、当初の１４．８ｍｍから１４．２ｍｍにまで縮径している。このまま、ハウジング１０３の腐食が進行すると、図８中に点線で示すように、４００時間経過後にワイヤフィルター１０６ａの内径が、１４．０ｍｍにまで縮径することになる。つまり、ワイヤフィルター１０６ａの内径と弁軸１０４ａの外径とが、同じになる。このため、弁軸１０４ａの回転抵抗が増加してしまう。

これに対して、実施例の場合は、時間が経ってもワイヤフィルター３２ａの内径は縮径しない。すなわち、ハウジング２に錆が発生しても、弁軸孔２０１内周面から加わる径方向内側の圧縮力に、補強カラー３５ａ自体の剛性が打ち勝っている。並びに、補強カラー３５ａ自体は腐食しない。このため、弁軸３００の回転抵抗は増加しない。

このように、実施例のバルブアセンブリによると、鋳鉄製のハウジング２を用いているにもかかわらず、時間が経過しハウジング２が腐食しても、ワイヤフィルター３２ａの内径が縮径しにくいことが判る。

第一実施形態のバルブアセンブリの配置図である。 同バルブアセンブリの弁軸方向断面図である。 図２の枠ＩＶ付近の分解斜視図である。 図２の枠ＩＶ内の拡大図である。 第二実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図である。 第三実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図である。 第四実施形態のバルブアセンブリの部分拡大図である。 腐食実験結果を示すグラフである。 従来のバルブアセンブリの軸方向断面図である。 図９の枠Ｘ内の拡大図である。

符号の説明

１：バルブアセンブリ。
２：ハウジング、２１：第一スリーブ、２２：第二スリーブ、２３：栓部材、２００：ガス通路、２０１：弁軸孔、２０２：ボス部、２０３：係止凸部。
３０：バタフライバルブ、３００：弁軸、３００ａ：端部、３００ｂ：端部、３００ｃ：大径部、３００ｄ：小径部、３００ｅ：小径部、３０１：弁体、３０２：スクリュー。
３１ａ：軸受、３１ｂ：軸受。
３２ａ：ワイヤフィルター、３２ｂ：ワイヤフィルター。
３２０ａ：ワッシャーリング、３２０ｂ：ワッシャーリング。
３３：ラビリンスシール、３３０：第一小径リング、３３１：大径リング、３３２：第二小径リング。
３４：リップシール、３４０：ワッシャーリング、３４１：Ｃリング。
３５ａ：補強カラー、３５ｂ：補強カラー、３６ａ：補強カラー、３７ａ：補強カラー、３８ａ：補強カラー、３６０ａ：円筒部、３６１ａ：リング部、３８０ａ：カラー本体、３８１ａ：コート層。
８２：レバー、８３：ナット、８４：ガイド、８５ａ：レバー側スペーサ、８５ｂ：ハウジング側スペーサ、８６：リターンスプリング、８６ａ：一端、８６ｂ：他端。
９：ＥＧＲシステム、９０：エンジン、９１：パイプ、９２：モーター制御ユニット、９３：モーター、８２０：切り欠き、９００：燃焼室、９０１：インテークマニホールド、９０１ａ：吸気通路、９０２：エキゾーストマニホールド、９０２ａ：排気通路、９１０：ＥＧＲ通路、
Ｒ：錆。

Claims (7)

1. 排気ガスが流れるガス通路と、該ガス通路に開口し該ガス通路の延在方向に対して交差する方向に延在する弁軸孔と、が形成されたハウジングと、
   該弁軸孔に移動可能に挿通される弁軸と、該弁軸に連結され該ガス通路の通路断面積を調整可能な弁体と、を有するバルブと、
   該弁軸孔内周面と該弁軸外周面との間に介装され、該弁軸外周面に摺接し、該排気ガス中の塵埃を捕集する筒状の耐熱フィルターと、
   を備えてなるバルブアセンブリであって、
   前記ハウジングは、鋳鉄製であって、
   さらに、前記弁軸孔内周面と前記耐熱フィルター外周面との間に介装される補強カラーを備え、
   該補強カラーは、該耐熱フィルターよりも、径方向の剛性が高く、
   該補強カラーの少なくとも表面は、鋳鉄よりも耐食性が高い高耐食材製であり、
   該高耐食材は、ステンレス鋼、酸化アルミニウム、カーボン、ニッケル−リン合金のいずれかであることを特徴とするバルブアセンブリ。
2. 前記バルブは、前記弁軸が前記弁軸孔内で回転方向に移動するバタフライバルブである請求項１に記載のバルブアセンブリ。
3. 前記耐熱フィルターは、金属繊維からなるワイヤフィルターである請求項１または請求項２に記載のバルブアセンブリ。
4. 前記補強カラーは、全体が前記高耐食材製である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
5. 前記補強カラーは、カラー本体と、該カラー本体の表面の全面に形成されるコート層と、を有し、
   該コート層は、前記高耐食材製である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
6. 前記弁軸孔の前記ガス通路に対する開口部の口縁は、前記高耐食材製である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のバルブアセンブリ。
7. 前記耐熱フィルターおよび前記補強カラーは、前記ガス通路内に突出しないように、前記弁軸孔内に収容されている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のバルブアセンブリ。

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