JPH08320073A

JPH08320073A - バタフライ弁及びバタフライ弁の製造方法

Info

Publication number: JPH08320073A
Application number: JP7124691A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nakagawa; 光雄中川; Takashi Inagaki; 剛史稲垣; Koji Shirato; 浩二白土
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP3529493B2

Abstract

(57)【要約】【構成】バルブボディ１１と弁棒１５と弁体１６とか
らなるバタフライ弁１０において、バルブボディは焼結
合金材料で構成した分割体３１Ａ，３１Ｂを銅溶浸法に
て一体に結合したものであることを特徴としたバタフラ
イ弁。【効果】バルブボディの寸法精度が高まるので、バル
ブボディ内のガス通路面を切削したり、軸受装着用孔や
シール部材装着用孔等を切削するなどの二次加工を削減
でき、このため、生産性が高まりコストダウンを図るこ
とができる。バルブボディの寸法精度が高いので余分な
厚みがなく、このため、バルブボディを小型かつ軽量に
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バタフライ弁及びバタ
フライ弁の製造方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、バタフライ弁として、例えば特公
昭５１−２９２６３号公報「２サイクルガソリン機関の
排気流路絞り装置」の技術が開示されており、同技術は
上記公報の第１図に示されるように、鋳鉄製弁ケース１
（バルブボディに相当）内で回動する弁体４を弁軸５，
６で支え、これらの弁軸５，６をブッシュ９，１３で支
持したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】弁ケース１が鋳造品な
ので寸法精度が低く、鋳造後に排気流路１７面やブッシ
ュ９，１３装着孔などの切削加工が多く必要であり、コ
ストが嵩む。この他に、弁ケースを鋼材の溶接結合で構
成する方法もあるが、溶接に伴う熱歪があるので、やは
り、切削加工が必要でありコストが嵩む。また、溶接代
を要するので、その分だけ大型になる。本発明の目的
は、バルブボディの生産性を高めること、バルブボディ
を小型にすること、成形用型を簡素化することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
バタフライ弁のバルブボディに要求される特性を詳しく
研究して、焼結合金材料の成形・焼結にて寸法精度を
高め、１工程で焼結処理と溶浸処理とを施す方法を創
案することに成功した。具体的には、バルブボディと弁
棒と弁体とからなるバタフライ弁において、前記バルブ
ボディを、焼結合金材料で構成した分割体を銅溶浸法に
て一体に結合して構成した。

【０００５】焼結合金材料でバルブボディの分割体を各
々加圧成形し、これらの分割体を重ね合わせ、次に、焼
結処理と同時に銅溶浸処理を施すことでバタフライ弁の
バルブボディを製造する。

【０００６】更に、前記分割体を、弁棒の軸心位置にて
上下又は左右に分割した。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説
明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。図
１は本発明に係るバタフライ弁を装着した自動二輪車の
側面図であり、自動二輪車１は車体２中央付近にエンジ
ン３を備え、このエンジン３の排気口に排気管４を接続
し、この排気管４の後部にサイレンサ５を接続してな
る。前記排気管４の途中には、排気制御バルブとしての
バタフライ弁１０が取付けられ、このバタフライ弁１０
はエンジン３下方に配置されている。バタフライ弁１０
はスロットルグリップ６にて開閉操作されるものであ
り、図示しないスロットルケーブルを介してスロットル
グリップ６に連結される。例えば、スロットルグリップ
６を所定角以上に回転操作すると、バタフライ弁１０の
弁開度は全開となる。

【０００８】図２は本発明に係るバタフライ弁の断面図
であり、バタフライ弁１０はエンジンの排気を流すため
のバルブボディ１１と、このバルブボディ１１のガス通
路１２と直交して設けられた１対の軸受（第１軸受１３
及び第２軸受１４）と、これらの軸受１３，１４で回転
自在に支持されバルブボディ１１から一端を突出された
弁棒１５と、この弁棒１５にリベット固定されガス通路
１２の開度（弁開度）を調節するための弁体１６と、バ
ルブボディ１１と弁棒１５との間をシールするためのシ
ール部材１７と、弁棒１５を回動するためのプーリ２３
とからなる。

【０００９】バルブボディ１１は、弁棒１５の軸心位置
にて上下に分割された２つの焼結合金材料製分割体（下
部ボディ３１Ａ及び上部ボディ３１Ｂ）の組合せからな
る。弁棒１５は第１軸受１３側が細く、シール部材１７
側へ段階的に大径となる段付き形状であり、第１・第２
軸受１３，１４に対してスラスト方向（この図の左方
向）に位置決めされた構成である。そして、弁棒１５は
バルブボディ１１の開口側（シール部材１７側）から挿
入されて軸受１３，１４に段１５ａ，１５ｂが当接する
ように差込まれる。また、弁棒１５は図３で説明する係
合ピン２６にて軸方向へ抜け止めされる。このため、第
１・第２軸受１３，１４と弁棒１５とを位置決めするた
めのストップリング等の位置決め部材が不要である。

【００１０】バルブボディ１１と第１軸受１３との間に
はブッシュ１８が介在され、バルブボディ１１と第２軸
受１４との間にはブッシュ１９が介在されている。ブッ
シュ１８，１９はバルブボディ１１と第１・第２軸受１
３，１４とを互いに異種系の材質（例えば、バルブボデ
ィ１１を鉄系の焼結合金材料等とし、第１・第２軸受１
３，１４をステンレス系とする。）で構成した場合に、
電蝕による両者の固着を防止するものである。すなわ
ち、ブッシュ１８，１９は第１・第２軸受１３，１４と
同系のメタルからなり、バルブボディ１１に接合したも
のであって、バルブボディ１１と第１・第２軸受１３，
１４とが固着することを防止している。

【００１１】このように、第１・第２軸受１３，１４は
耐摩耗性等の向上のために、バルブボディ１１と異種系
の材質で構成することができ、後述する銅溶浸法にてバ
ルブボディ１１を一体に結合する際に同時に接合するこ
ともできる。なお、バルブボディ１１と第１・第２軸受
１３，１４とが同一系の場合には、ブッシュ１８，１９
は不要である。

【００１２】バルブボディ１１の一側部には、ばね受部
２１が回転不能に嵌合される。一方、弁棒１５の一端部
１５ｃには、ばね受部２２並びにプーリ２３がかしめ固
定される。固定側のばね受部２１と回転側のばね受部２
２との間には、ねじりばね２４が取付けられる。このた
め、弁棒１５は、弁体１６が全閉となる方向に弾発され
る。シール部材１７は、例えばフッ素ゴム製オイルシー
ルや、石綿モールドパッキン等からなるグランドパッキ
ンが好適である。

【００１３】図３は図２の３−３線断面図であり、弁棒
１５には周方向に所定角度θを有する係合溝１５ｄが形
成され、下部ボディ３１Ａには係合溝１５ｄと係合する
ための係合ピン２６がねじ込まれている。そして、単一
の係合溝１５ｄと係合ピン２６とが係合することによ
り、弁棒１５は軸方向への抜け止めをされ、これと同時
に、所定角度θの回動範囲に制限される。従って、単一
の係合ピン２６が、弁棒１５を抜け止めする役割と、弁
棒１５の回動範囲を制限する役割とを兼ねるので、部品
数が少なく、組付けが簡単であり、コストダウンを図れ
る。

【００１４】図４は図２の４矢視図であり、バタフライ
弁１０の底面を示す。下部ボディ３１Ａに係合ピン２６
がねじ込まれている。弁棒１５はこの図の左右方向に延
びている。

【００１５】図５は本発明に係るバルブボディの分解斜
視図であり、前記下部ボディ３１Ａと上部ボディ３１Ｂ
とは、弁棒１５（図２参照）の軸心に対して上下対称形
である。下部ボディ３１Ａは円筒状の本体３２と、この
本体３２の側壁の一方に形成された第１軸受台３３と、
本体３２の側壁の他方に形成された第２軸受台３４と、
この第２軸受台３４に連なって形成されたシール受台３
５と、本体３２の下端（この図において下側）に形成さ
れたフランジ３６と、このフランジ３６に開けられた一
対のボルト孔３７，３７と、本体３２の側壁の外面に形
成された多数の冷却用フィン３８…（…は複数を示す。
以下同じ。）とからなる、一体形成品である。第１軸受
台３３には図２にて示される第１軸受１３が取付けら
れ、第２軸受台３４には第２軸受１４が取付けられ、シ
ール受台３５にはシール部材１７が取付けられる。

【００１６】下部ボディ３１Ａの上端面は接合面４１と
され、この接合面４１が上部ボディ３１Ｂと接合され
る。接合面４１には、嵌合突部４２及び嵌合凹部４３が
形成される。上部ボディ３１Ｂも下部ボディ３１Ａと同
一形状且つ同一寸法で構成されている。バルブボディ１
１は、下部ボディ３１Ａの接合面４１と上部ボディ３１
Ｂの接合面４１とを合せ、互いの嵌合突部４２と嵌合凹
部４３とを嵌合し位置合せして接合した一体構成品であ
り、２つの分割体を一体化したので少ない部品数で構成
できる。

【００１７】次に、上記構成の高温バルブの製造方法の
一例を図６に基づき説明する。図６（ａ）〜（ｅ）は本
発明に係るバルブボディの製造方法を示す説明図であ
る。先ず、（ａ）に示す混合工程において、原料粉であ
る鉄（Ｆｅ）粉、添加粉である銅（Ｃｕ）粉及び炭素
（Ｃ）粉末を準備し、これらの粉末に潤滑剤を添加して
混合機５１で混合する。炭素粉末には黒鉛を使用する。
各粉末の混合比は、銅粉１．０％、炭素粉０．８％、残
りを鉄粉としたものである。なお、混合粉末の密度は
６．６±０．２ｇ／ｃｍ３である。

【００１８】次に、（ｂ）に示す加圧成形工程におい
て、均一に混合された混合粉末を成形用型５２に入れ、
プレス機によってバルブボディ１１の上下２つの分割体
を各々成形する。これらの分割体は、未焼結状態の下部
ボディ３１Ａ及び上部ボディ３１Ｂであり、多数の気孔
を有した多孔質のものである。

【００１９】その後、（ｃ）に示す重ね合わせ工程にお
いて、未焼結状態の下部ボディ３１Ａと上部ボディ３１
Ｂとを重ね合わせ、上部ボディ３１Ｂに小片の溶浸材Ｐ
を重ねる。溶浸材Ｐには銅合金材、好ましくはＣｕ−Ｃ
ｏ（銅−コバルト）合金材を使用する。

【００２０】次に、（ｄ）に示す焼結・溶浸工程におい
て、重ねられた未焼結状態の下部・上部ボディ３１Ａ，
３１Ｂ及び溶浸材Ｐを加熱炉５３に入れ、焼結処理と同
時に銅溶浸処理を施す。この場合、加熱炉５３内は窒素
ガス雰囲気であり、炉内温度（溶浸温度）は１１００
℃、加熱時間は３０分である。この工程において、溶融
した溶浸材Ｐが下部・上部ボディ３１Ａ，３１Ｂの各気
孔に浸透する（封孔処理）。そして、下部・上部ボディ
３１Ａ，３１Ｂは焼結されて、溶浸体（溶浸された焼結
体）となり、その密度は約７．５ｇ／ｃｍ３である。ま
た、未焼結状態の下部・上部ボディ３１Ａ，３１Ｂの接
合面４１，４１（図５参照）は面が粗く、この粗い面が
溶融した溶浸材Ｐで埋められ且つ焼結されることによ
り、互いに接合される。従って、下部・上部ボディ３１
Ａ，３１Ｂは一体化され、バルブボディ１１を構成す
る。

【００２１】このように、１工程で焼結処理と溶浸処理
とを施すことで、下部・上部ボディ３１Ａ，３１Ｂを簡
単に接合することができる。すなわち、バルブボディ１
１は、焼結合金材料で構成した分割体（下部ボディ３１
Ａ及び上部ボディ３１Ｂ）を銅溶浸法にて一体に結合し
たものである。

【００２２】最後に、（ｅ）に示す機械加工工程におい
て、バルブボディ１１の軸受面等を研磨するとともに、
ねじ加工し、加工を完了する。

【００２３】次に、上記実施例の変形例を図７に基づい
て説明する。図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るバタフ
ライ弁（変形例）の断面図であり、バルブボディ１１は
下部ボディ３１Ａのみを示している。（ａ）の変形例
は、バルブボディ１１と第１・第２軸受１３，１４とを
同一系の材料で構成したものであり、ブッシュ１８，１
９が不要である。（ａ）の変形例によれば、ブッシュ１
８，１９が不要なので、構成が簡単になりバタフライ弁
１０の製作が簡単になる。なお、バルブボディ１１及び
弁棒１５と、第１・第２軸受１３，１４との間に径方向
に隙間を設けることにより、バルブボディ１１及び弁棒
１５に対して第１・第２軸受１３，１４を回転可能とし
てもよい。このように構成すれば、第１・第２軸受１
３，１４の内周面又は外周面のいずれかが固着しても、
弁棒１５は回転が可能である。

【００２４】（ｂ）の変形例は、バルブボディ１１が軸
受の役割を兼ねた構成であり、軸受部６１，６２で弁棒
１５を支持する。この場合、弁棒１５は軸受部６１，６
２と位置決めするための段付き形状でなくてもよい。
（ｂ）の変形例によれば、別部品からなる軸受が不要で
あって、しかも、弁棒１５が単純な形状であり、ブッシ
ュ１８，１９も不要なので、バタフライ弁１０の製作が
更に簡単になる。

【００２５】なお、上記実施例及びその変形例におい
て、バルブボディ１１は焼結合金材料製であることを特
徴とし、好ましくは分割体を重ね合せた構成であり、更
に好ましくは、２分割の分割体を重ね合せた構成であっ
て、とりわけ、弁棒１５の軸心位置にて上下又は左右に
分割した分割体の組合せとすることが最も好ましく、例
えば、図４に示す分割線Ｘの位置にて分割することもで
きる。そして、このように分割された２つの分割体は、
上記実施例で示すような上下対称形や、分割線Ｘに対し
て左右（この図で上下）対称形とすることにより、２つ
の分割体を成形するための成形用型を単一の型で兼用で
き、型を製作するコストを削減できる。また、バルブボ
ディ１１は図４に示す分割線Ｙの位置にて分割すること
もできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の構成及び製造方法は、次に記載
する効果を奏する。請求項１のバタフライ弁は、バルブ
ボディを、焼結合金材料で構成した分割体を銅溶浸法に
て一体に結合して構成したことにより、バルブボディの
寸法精度が高まるので、バルブボディ内のガス通路面を
切削したり、軸受装着用孔やシール部材装着用孔等を切
削するなどの二次加工を削減でき、このため、生産性が
高まりコストダウンを図ることができる。また、バルブ
ボディの寸法精度が高いので余分な厚みがなく、このた
め、バルブボディを小型かつ軽量にできる。

【００２７】請求項２のバタフライ弁の製造方法は、焼
結合金材料の成形・焼結にて寸法精度の高いバルブボデ
ィを製造できるので、バルブボディ内のガス通路面を切
削したり、軸受装着用孔やシール部材装着用孔等を切削
するなどの二次加工を削減でき、このため、生産性が高
まりコストダウンを図ることができる。また、バルブボ
ディの寸法精度が高いので余分な厚みがなく、このた
め、バルブボディを小型かつ軽量にできる。更に、焼結
合金材料でバルブボディの分割体を各々加圧成形し、こ
れらの分割体を重ね合わせ、次に、焼結処理と同時に銅
溶浸処理を施すことでバタフライ弁のバルブボディを製
造することにより、孔部分などを開けるための成形用型
（中子）を少なくできるので、成形用型を簡素化でき、
成形用型を製作するためのコストを削減できる。しか
も、１工程で焼結処理と溶浸処理とを施すので、分割体
同士を簡単に接合することができ、バルブボディの製造
が容易である。

【００２８】請求項３のバタフライ弁の製造方法は、分
割体が、弁棒の軸心位置にて上下又は左右に分割したも
のなので、軸受用孔やシール部材用孔などを開けるため
の成形用型（中子）が不要であり、型を製作するための
コストを削減できる。また、２つの分割体を成形するた
めの成形用型を単一の型で兼用でき、型を製作するため
のコストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバタフライ弁を装着した自動二輪
車の側面図

【図２】本発明に係るバタフライ弁の断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４矢視図

【図５】本発明に係るバルブボディの分解斜視図

【図６】本発明に係るバルブボディの製造方法を示す説
明図

【図７】本発明に係るバタフライ弁（変形例）の断面図

【符号の説明】

１…自動二輪車、３…エンジン、４…排気管、１０…バ
タフライ弁、１１…バルブボディ、１５…弁棒、１６…
弁体、３１Ａ…分割体（下部ボディ）、３１Ｂ…分割体
（上部ボディ）、４１…接合面、５１…混合機、５２…
成形用型、５３…加熱炉。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブボディと弁棒と弁体とからなるバ
タフライ弁において、前記バルブボディは焼結合金材料
で構成した分割体を銅溶浸法にて一体に結合したもので
あることを特徴としたバタフライ弁。
【請求項２】焼結合金材料でバルブボディの分割体を
各々加圧成形し、これらの分割体を重ね合わせ、次に、
焼結処理と同時に銅溶浸処理を施すことでバタフライ弁
のバルブボディを製造することを特徴としたバタフライ
弁の製造方法。
【請求項３】前記分割体は、弁棒の軸心位置にて上下
又は左右に分割されたものであることを特徴とした請求
項２記載のバタフライ弁の製造方法。