JP4898033B2 - バルブ装置およびバルブ装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エア等の流体の流路を開閉するバルブ装置に関するものであり、特に、ダイアフラムとスプリングによりバルブロッドを動作させてバルブの開閉を行う構造のバルブ装置に関するものである。また、本発明は、この種のバルブ装置の製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のバルブ装置としては、たとえば、図４に示す構成のものが知られている。
【０００３】
同図に示すバルブ装置１０１は、過給機（ターボチャージャ）を備えたエンジンにおいて、過給機のコンプレッサの下流側と上流側を連通するエアバイパス通路に設けられるエアバイパスバルブとして用いられるものである。
【０００４】
バルブ装置１０１の外郭は、軸方向中央部に隔壁を有する略筒状のバルブボディ１０２と、このバルブボディ１０２の上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップ１０３と、バルブボディ１０２の下部に取り付けられてバルブ室を形成するロアーキャップ１０４から構成される。
【０００５】
バルブボディ１０２のバルブ室側には、上流側ポート１０５と下流側ポート１０６が設けられており、両ポートは連通孔１０９を介して連通している。なお、上流側ポート１０５は、コンプレッサの下流側（高圧側）と連通するエアバイパス通路に接続され、下流側ポート１０６はコンプレッサの上流側（低圧側）と連通するエアバイパス通路に接続されるものである。
【０００６】
バルブ室内には、連通孔１０９を開閉するためのバルブ１２１を下端に備えた金属製のバルブロッド１２０が設けられている。バルブロッド１２０は、ダイアフラム室とバルブ室の間の隔壁に形成された軸孔１１２に挿通され、軸方向に往復動自在となっている。
【０００７】
バルブロッド１２０のダイアフラム室内に突き出た上端部にはダイアフラム１４０が装着され、ダイアフラム室内を作動圧室と大気圧室とに分割している。また、バルブロッド１２０の上端部、大気圧室側には、スプリングリテーナ１４３が装着され、このスプリングリテーナ１４３とバルブボディ１０２の隔壁の間にスプリング１３５が支持されている。
【０００８】
スプリング１３５は、バルブロッド１２０を押し上げる方向、すなわちバルブ１２１を閉弁させて連通孔１０９を閉塞する方向に、スプリングリテーナ１４３を常時付勢している。他方、ダイアフラム１４０は、作動圧を受けた時に、スプリング１３５の付勢力に抗してバルブロッド１２０を押し下げる方向、すなわちバルブ１２１を開弁させて連通孔１０９を開放する方向に動作する。
【０００９】
エンジンの通常運転状態（高負荷状態）においては、スプリング１３５の付勢力によってバルブ１２１は閉弁状態となり、エアバイパス通路は遮断され、コンプレッサで過給された吸気はそのままエンジンに導かれる。そして、スロットルバルブ急閉時などエンジンの低負荷状態においては、ダイアフラム室内に作動圧が印加され、バルブ１２１が開弁される。これにより、コンプレッサによって圧縮された過給気がエアバイパス通路を介してコンプレッサの上流側に戻されて、いわゆるサージングの発生が抑制される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来構造のバルブ装置１０１を製造する（組み立てる）場合、次のようなプロセスを踏むことになる。
【００１１】
（１）まず、金属製のバルブロッド１２０の下端部に、ゴム製のシール部材１３０を焼き付けたバルブ１２１、もしくはゴム製のバルブ１２１を組み付けた後、ストップリング１２２を圧入し、バルブ１２１の固定を行う。
【００１２】
（２）そのバルブＡｓｓｙをバルブボディ１０２下部の取付口から差し入れ、連通孔１０９を経由して軸孔１１２に挿通する。そして、ダイアフラム室内にスプリング１３５を配置した後、ダイアフラム室側に突き出たバルブロッド１２０の上端部に、スプリングリテーナ１４３，ダイアフラム１４０，ダイアフラムリテーナ１４４を順に組み付け、さらにストップリング１４５を圧入して固定を行う。
【００１３】
（３）次に、ダイアフラム１４０をバルブボディ１０２のダイアフラム側筒部１０２ｂとアッパーキャップ１０３とで挟持固定するにあたって、バルブロッド１２０を引き下げて、ダイアフラム１４０外周端のダイアフラムシール部がダイアフラム側筒部１０２ｂの固定溝から浮き上がらないようにする必要がある。そこで、下流側ポート１０６より治具１２３を挿入し、スプリング１３５を縮める方向にバルブ１２１を引き下げる。あるいは、バルブボディ１０２下部の取付口よりクランプ治具（不図示）でクランプし、バルブ１２１を引き下げてもよい。
【００１４】
（４）この状態で、ダイアフラムシール部を固定溝に嵌め込んだ後、上からアッパーキャップ１０３を組み付ける。金属製のボディの場合はカシメ、樹脂製のボディの場合は溶着によりアッパーキャップ１０３を固定する。
【００１５】
（５）最後、バルブボディ１０２を上下反転させ、バルブボディ１０２の取付口にロアーキャップ１０４を固定する。
【００１６】
しかしながら、従来構造のバルブ装置１０１における上記組み立て工程においては、下記のような問題を含んでいた。
【００１７】
まず、上記（３）の工程において、下流側ポート１０６より挿入した治具１２３にてバルブ１２１を引き下げる必要があるが、このとき治具１２３でバルブ１２１のシール部材１３０を傷つけてしまわないように慎重に作業を行わなければならず、組み付け作業の困難性を高める要因となっている。
【００１８】
また、バルブボディ１０２の取付口からクランプを行う方法を採用したとしても、バルブ装置の構造上、クランプ治具が複雑なものにならざるを得ない。そしてこの場合も、クランプ治具が傾いてバルブ室内に挿入されると、バルブ１２１とクランプ治具とが干渉してバルブ１２１に傾きを生じ、機能上問題が生じるおそれがあるので、組み付け作業は困難なものとなる。
【００１９】
さらに、バルブロッド１０２に対するストップリングの圧入作業が２回必要となるため、組み付け作業が煩雑となる。
【００２０】
本発明は上記実情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡便かつ容易に組み立て可能な構造を有するバルブ装置、およびその製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のバルブ装置は、軸方向中央部に隔壁を有する略筒状のバルブボディと、該バルブボディの上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップと、前記バルブボディ下部のロッド取付口に取り付けられてバルブ室を形成するロアーキャップと、を有し、吸気側通路に接続される上流側ポートと排気側通路に接続される下流側ポートの間の流路を開閉するバルブ機構を備えたバルブ装置であって、前記バルブボディの室内は、前記隔壁によって、前記上流側ポートに接続される上流室と、前記下流側ポートに接続される下流室とに分割されており、前記上流室と前記下流室の間を連通する連通孔が設けられており、前記バルブ機構は、前記下流室側に設けられたロッド取付口から差し入れられ、前記連通孔を経由して前記上流室側に設けられた軸孔に往復動自在に挿通されると共に、前記下流室側の端部に、スプリングを保持しつつ該スプリングの伸縮をガイドするスプリング保持部と外向きフランジ状に形成されたバルブ部とが樹脂材料により一体成形されて成るバルブロッドと、該バルブロッドのバルブ部に装着されたシール部材と、前記バルブボディの連通孔の端面に形成された弁座と、前記バルブロッドに設けられた前記スプリング保持部と前記ロアーキャップに設けられたスプリング保持部とにより保持され、前記シール部材と前記弁座とが当接し閉弁する方向に前記バルブロッドを押圧する前記スプリングと、前記上流室から前記ダイアフラム室内に突き出た前記バルブロッドの上端部に、第１ダイアフラムリテーナと第２ダイアフラムリテーナとにより挟持装着され、前記ダイアフラム室内を作動圧室と大気圧室に分割し、前記アッパーキャップに設けられたポートから該作動圧室に作動圧が導入されて、前記バルブロッドを開弁方向に動作させるダイアフラムと、から構成されることを特徴とする。
【００２２】
このように、バルブロッドに対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室内にスプリングを配置したことにより、スプリングの装着をダイアフラムの装着よりも後に行うことができる。すなわち、このような構造のバルブ装置を組み立てる場合は、まず、一端にバルブを備えたバルブロッドをロッド取付口から差し入れ、軸孔に挿通した後に、他端部にダイアフラムを装着し、そしてダイアフラムの固定が完了した後に、ロッド取付口からスプリングを装着し、最後に蓋体をロッド取付口に装着してスプリングの固定を行うこととなる。したがって、ダイアフラム固定時には、バルブロッドにスプリングの付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるバルブロッドの引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【００２９】
さらに、本発明のバルブ装置の製造方法にあっては、上記のバルブ装置の製造方法であって、前記バルブロッドを前記下流室側に設けられた前記ロッド取付口から差し入れ、前記連通孔を経由して前記上流室側に設けられた前記軸孔に挿通する第１工程と、第１工程後に、前記上流室から突き出た前記バルブロッドの上端部に前記第１ダイアフラムと前記ダイアフラムと前記第２ダイアフラムリテーナを順に装着し固定する第２工程と、第２工程後に、前記スプリングを前記ロッド取付口から前記下流室内に配置された前記バルブロッドのスプリング保持部に装着する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明のバルブ装置をエアバイパスバルブに適用した場合の好適な一実施の形態を説明する。
【００３１】
ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
図１は、過給機（ターボチャージャ）を備えた自動車のエンジンの吸排気系の通路構成を示す模式図であり、本実施の形態に係るバルブ装置（エアバイパスバルブ）の適用箇所を示している。
【００３３】
同図に示すように、エンジン５５には、外気をエンジン５５に導入するための吸気用の通路として、第１吸気通路５０および第２吸気通路５２が設けられ、また、排気をエンジン５５から導出するための排気用の通路として排気通路５７が設けられている。そして、吸気用の通路と排気用の通路とをまたぐようにして、過給機５１が配設されている。
【００３４】
過給機５１は、第１吸気通路５０と第２吸気通路５２の間に配置されたコンプレッサ５１ａと、排気通路５７に配置されたタービン５１ｂとから構成される。排気の流れを受けてタービン５１ｂが回転することにより、同軸的に接続されたコンプレッサ５１ａも回転し、第１吸気通路５０から導入された外気を積極的に第２吸気通路５２に送りこむことで、吸気の過給が行われる。
【００３５】
第２吸気通路５２に設けられたインタークーラ５３は、過給により上昇した吸気の温度を冷却するためのものであり、スロットルバルブ５４は、アクセルと同期して吸気量の制御を行うための弁である。
【００３６】
この構成において、エンジンの通常運転状態（高負荷状態）、すなわちスロットルバルブ５４が開弁している状態では、同図の黒矢印（→）に沿って吸排気の流れが形成される。
【００３７】
しかし、減速時などスロットルバルブ５４が急激に閉弁状態に切り替わった場合（エンジンの低負荷状態時）は、吸気慣性とコンプレッサ５１ａの回転慣性により第２吸気通路５２内（コンプレッサ５１ａからスロットルバルブ５４の間）の過給圧が急激に上昇する。このとき、過給気がコンプレッサ５１ａ側に逆流してサージ音を発生させたり、コンプレッサ５１ａに異常負荷を与えてしまうなどの問題が生じる。
【００３８】
そこで、吸気用の通路には、コンプレッサ５１ａの下流側の第２吸気通路５２と、上流側の第１吸気通路５０との間をバイパスするエアバイパス通路５６が設けられている。また、エアバイパス通路５６には、エアバイパス通路５６の流路を開閉するためのバルブ装置としてのエアバイパスバルブ１が設けられている。
【００３９】
エアバイパスバルブ１は、概略、エアバイパス通路５６の上流側（第２吸気通路５２）に接続される上流側ポート５と、エアバイパス通路５６の下流側（第１吸気通路５０）に接続される下流側ポート６と、両ポートの間を連通する連通孔９と、この連通孔９を開閉するためのバルブ機構２１とを備えて構成される。
【００４０】
バルブ機構２１は、往復動自在に設けられたバルブロッドの下端部に形成されたシール部材３０と、連通孔の端面に形成された弁座９ｂと、シール部材３０と弁座９ｂとが密封接触して閉弁する方向にバルブロッド２０を押圧するスプリング３５と、開弁する方向にバルブロッド２０を動作させるダイアフラム４０と、から構成される。
【００４１】
エンジンの高負荷状態時には、エアバイパスバルブ１のバルブ機構２１によってエアバイパス通路５６の流路が遮断され、上記黒矢印（→）の吸排気の流れが確保される。そして、エンジンが低負荷状態になった場合には、エアバイパスバルブ１のダイアフラム室に作動圧が供給され、弁が開き、エアバイパス通路５６の流路が開放される。これにより、図１の白矢印（⇒）で示すように、第２吸気通路５２内の過給気がエアバイパス通路５６を介してコンプレッサ５１ａの上流側の第１吸気通路５０に戻されて、上述したサージ音の発生やコンプレッサ５１ａに対する異常負荷が抑制されるのである。
【００４２】
次に、図２および図３を参照して、エアバイパスバルブ１の構成について詳しく説明する。
【００４３】
図２は、本実施の形態に係るバルブ装置としてのエアバイパスバルブの概略構成を示す図であって、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は縦断面図である。なお、（ｂ）の断面図において、一点鎖線の左側は閉弁状態を示し、右側は開弁状態を示している。また、図３は、同エアバイパスバルブが具備するバルブの部分を拡大して示した断面図である。
【００４４】
図２に示すように、エアバイパスバルブ１の外郭は、軸方向中央部に隔壁１１を有する略筒状のバルブボディ２と、このバルブボディ２の上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップ３と、バルブボディ２下部のロッド取付口１０に取り付けられてバルブ室を形成する蓋体としてのロアーキャップ４から構成される（なお、本明細書でいうところの上下方向は、あくまでも図示状態における上下方向を指すものであって、エアバイパスバルブ１の取付方向等を指すものではない。）。バルブボディ２，アッパーキャップ３，ロアーキャップ４は、金属製でもよいし樹脂製でもよい。
【００４５】
バルブボディ２のバルブ室内は、隔壁１１側の上流室７とロアーキャップ４側の下流室８とに分割されており、上流室７と下流室８の間を連通する連通孔９が設けられている。上流室７には上流側ポート５が接続され、下流室８には下流側ポート６が接続されている。
【００４６】
バルブ室内の上流室７側に位置する隔壁１１には、バルブロッド２０を往復動自在に支持するための軸孔１２および軸受１３が設けられている。
【００４７】
バルブロッド２０は、樹脂材料にて製せられた中空の軸部材であって、軸孔１２に挿通されて支持される。バルブロッド２０の上端部は上流室７からダイアフラム室内に突き出しており、中途部は上流室７内を横切るように配置され、下端部は連通孔９を経由して下流室８内に配置される。そして、この下流室８内に配置されたバルブロッド２０の下端部に、連通孔９を下流室８側から閉塞するためのバルブ部２４が設けられている。
【００４８】
バルブ機構２１の構成については、図３を参照して詳しく説明する。図３は、シール部材３０が連通孔９を閉塞している状態を示している。
【００４９】
バルブロッド２０の下端部には、基端部２３が設けられている。基端部２３はバルブロッド２０の中途部よりも大径に形成され、中途部から基端部２３にかけては徐々に拡径するテーパ状となっている。そして、基端部２３の外周面（ロッド周面）２３ａから外向きにフランジ状のバルブ部２４が形成されている。バルブ部２４は矩形断面を呈しており、その外周面２４ｂの径は連通孔９の口径よりも大きい。バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃの内周縁からは、下流室８側に突設されたスプリング保持部２５が設けられている。基端部２３，バルブ部２４およびスプリング保持部２５は、樹脂材料にてバルブロッド２０に一体成形されて成る。
【００５０】
そして、バルブ部２４を覆うように、ゴム状弾性体製のシール部材３０が装着されている。このシール部材３０は、断面略コ字状の環状のシール本体３２と、シール本体３２の連通孔９側に設けられた断面略半円状の突条体であるビード３１とからなる。
【００５１】
シール本体３２の各部の寸法は、バルブロッド２０の基端部２３の外周面２３ａ，バルブ部２４の上流室７側の面２４ａ，バルブ部２４の外周面２４ｂ，バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃのそれぞれに対して所定の締代を有するように設定される。また、シール本体３２の下流室８側のシール部は、バルブ部２４の面２４ｃの一部のみを覆い、面２４ｃの基端部２３寄りの部分が露出する寸法に設定される。一方、ビード３１は、その頂部が連通孔９を形成する連通路９ａ端面の弁座９ｂに当接する位置に設けられる。
【００５２】
そして、バルブ部２４の下流室８側には、コイル状のスプリング３５が配置されている。スプリング３５のコイル径は、基端部２３の外径と略同径に設定されているので、スプリング３５は、スプリング保持部２５の外側に若干の余裕を有して嵌め込まれ、バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃの露出部分（基端部２３寄りの部分）に当接する。また、スプリング３５は装着状態において圧縮変形を受けており、常時、バルブロッド２０を閉弁方向に付勢（押圧）している。
【００５３】
このような構成によれば、シール部材３０が連通孔９を閉塞する際には、シール部材３０のビード３１が弁座９ｂに密封接触するとともに、シール本体３２が、基端部２３の外周面（ロッド周面）２３ａとバルブ部２４の面２４ａ，２４ｂ，２４ｃに密封接触する（図３の×印が密封箇所）。それゆえ、上流室７側より印加される過給圧に対して、シール部材３０と弁座９ｂの間、およびバルブロッド２０とシール部材３０の間の２箇所を確実に密封することができるので、過給気の漏れを効果的に防ぐことができる。
【００５４】
また、バルブロッド２０，基端部２３，バルブ部２４およびスプリング保持部２５を樹脂一体成形により作製したので、部品点数が削減されるとともに、バルブ部２４にシール部材３０を装着するだけでバルブＡｓｓｙの組み立てが完了し、組み立て作業の容易化が図られる。
【００５５】
また、バルブロッド２０にスプリング保持部２５を設けているので、スプリング３５が径方向にずれたり外れたりして、バルブロッド２０による閉弁動作に支障を来すことを防止することができる。
【００５６】
また、基端部２３の外径をバルブロッド２０の中途部外径に比して大径にしたことにより、相対的にバルブ部２４の径方向の長さを短くすることができ、過給圧に対するバルブ部２４の形状剛性を高めることが可能となった。
【００５７】
また、スプリング３５のコイル径を基端部２３の外径と略同径にして、スプリング３５の当接位置が基端部２３寄りになるようにしたので、スプリング３５の押圧力によってバルブ部２４に変形を及ぼすことを防止することができる。
【００５８】
さて、再び図２を参照して、エアバイパスバルブ１の全体構成についての説明を続ける。
【００５９】
同図に示すように、上述したスプリング３５は、下端部をロアーキャップ４に設けられたスプリング保持部４ａに保持されて、下流室８内に装着されている。このスプリング保持部４ａは、スプリング３５のコイルの内周側および外周側の側面を覆うように下流室８内に突設される形状を有している。これにより、スプリング３５の下端部が保持され、径方向にずれたり外れたりということが防止されるとともに、スプリング３５の伸縮動作がガイドされ、弁の開閉動作が正確かつ確実に行われ信頼性向上が図られる。また、スプリング保持部４ａにてスプリング側面を覆っているので、下流室８内を過給気が流れる際にスプリング３５が流体抵抗を受けて装着位置がずれたり、伸縮動作に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００６０】
一方、バルブロッド２０のダイアフラム室内に突き出た上端部にはダイアフラム４０が装着され、ダイアフラム室内を作動圧室４１と大気圧室４２とに分割している。
【００６１】
すなわち先ず、バルブロッド２０の上端部に段差部２２ｂを介してダイアフラム支持突起２２が形成されていて、このダイアフラム支持突起２２に順に第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０，第２ダイアフラムリテーナ４４が組付けられている。この第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０および第２ダイアフラムリテーナ４４は、ダイアフラム支持突起２２に圧入されたストップリング４５と段差部２２ｂによって挟持固定される。
【００６２】
そして、ダイアフラム４０の外周部に設けられたダイアフラム外周シール部４０ａが、バルブボディ２のダイアフラム側筒部２ｂに設けられた固定溝２ｄに嵌め込まれ、アッパーキャップ３との間で挟持されることで、ダイアフラム４０の外周側が密封され、一方、ダイアフラム４０の内周部に設けられたダイアフラム内周シール部４０ｂが、第２ダイアフラムリテーナ４４に設けられた固定溝４４ａに嵌め込まれ、第１ダイアフラムリテーナ４３との間で挟持されることで、ダイアフラム４０の内周側も密封され、これにより作動圧室４１と大気圧室４２との間の気密分離が実現されている。
【００６３】
第１ダイアフラムリテーナ４３は、外周縁に円筒状のストローク規制部４３ａを有している。ストローク規制部４３ａは、バルブロッド２０が開弁方向にストロークした時に隔壁１１に当接して、所定の行程以上のストロークを規制し、ダイアフラム４０の損傷を防止するものである。なお、バルブロッド２０が閉弁方向にストロークする場合には、シール部材３０が弁座に当接することで所定行程以上のストロークが規制されるので、ダイアフラム支持突起２２の長さは、バルブ閉弁時にも先端２２ａがアッパーキャップ３に接触しない長さに設定されている。
【００６４】
上記構成において、作動圧室４１に設けられたポート４１ａから作動圧（正圧）が導入され、作動圧室４１と大気圧室４２の間の圧力差が基準圧力を超えると、ダイアフラム４０は、スプリング３５の付勢力に抗してバルブロッド２０を下方にストロークさせる。このとき大気圧室４２内のエアはポート４２ａから逃がされる。これにより、弁が開き、上流側ポート５と下流側ポート６が連通して、エアバイパス通路により過給気がコンプレッサ上流にリリースされる。
【００６５】
なお、ダイアフラム４０を作動させる方法としては、正圧ではなく負圧を用いる方法もある。その場合は、作動圧室４１側を大気圧に設定しておき、ポート４２ａから負圧をかける構成とすればよい。
【００６６】
さて、上記構造を有するエアバイパスバルブ１を製造する（組み立てる）場合、次のようなプロセスを踏むことになる。
【００６７】
（１）まず、樹脂製のバルブロッド２０の上端からゴム状弾性体製のシール部材３０を通し、バルブ部２４を覆うように装着する。
【００６８】
（２）そのバルブＡｓｓｙをバルブボディ２下部（下流室８側）のロッド取付口１０から差し入れ、連通孔９を経由して軸孔１２に挿通する。そして、上流室７からダイアフラム室側に突き出たバルブロッド２０のダイアフラム支持突起２２に、第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０，第２ダイアフラムリテーナ４４を順に組付け、さらにストップリング４５を圧入して固定を行う。
【００６９】
（３）ダイアフラム外周シール部４０ａをバルブボディ２の固定溝２ｄに嵌め込んだ後、上方からアッパーキャップ３をバルブボディ２の取付部２ｃに組み付ける。金属製のボディの場合はカシメ、樹脂製のボディの場合は溶着によりアッパーキャップ３を固定する。
【００７０】
（４）次に、バルブボディ２を上下反転させ、スプリング３５をロッド取付口１０からバルブロッド２０のスプリング保持部２５に組み付ける。最後、ロアーキャップ４のスプリング保持部４ａとスプリング３５とを組み合わせつつ、ロアーキャップ４をバルブボディ２の取付部２ａに固定する。これにて、ロアーキャップ４によりロッド取付口１０が塞がれるとともにスプリング３５が保持され、エアバイパスバルブ１の組み立てが完了する。
【００７１】
本実施の形態の構造によれば、バルブロッド２０に対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室８内にスプリング３５を配置したことにより、スプリング３５の装着をダイアフラム４０の装着よりも後に行うことができる。したがって、ダイアフラム４０の固定時には、バルブロッド２０にスプリング３５の付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるバルブロッド２０の引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【００７２】
また、従来構造では、金属製のバルブロッドおよびバルブを用い、両者を別体で構成していたため、バルブをバルブロッドに固定する際にストップリングの圧入作業が必要となっていたが、本実施の形態によれば、樹脂材料にてバルブ部２４とバルブロッド２０を一体成形したことにより、ストップリングの圧入作業を無くすことができ、組み立て作業の容易化が図られる。
【００７３】
さらに、スプリング３５の座面となるバルブ部２４，ロアーキャップ４のそれぞれにスプリング保持部２５，４ａを設けたので、スプリング３５の装着性が良くなり、組み立て作業の容易化が図られる。
【００７４】
加えて、作業工程が削減されるとともに、複雑な工程治具を必要としないことから、エアバイパスバルブ１の組み立て作業に要するコストの低減を図ることもできる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、バルブロッドとバルブを樹脂一体成形としたが、従来技術で述べたような金属製のバルブロッドを用いた構成においても、本発明を適用することができる。この場合、ストップリングの圧入作業の削減は図れないものの、治具によるバルブロッドの引き下げなどの作業が不要になるなど、上記実施の形態に準じた効果を得ることができる。
【００７６】
また、上記実施の形態では、本発明をエアバイパスバルブに適用した例を示したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、ダイアフラムとスプリングによりバルブロッドを動作させてバルブの開閉を行う構造のバルブ装置に広く適用することが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、バルブロッドに対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室内にスプリングを配置したことにより、スプリングの装着をダイアフラムの装着よりも後に行うことができる。すなわち、このような構造のバルブ装置を組み立てる場合は、まず、一端にバルブを備えたバルブロッドをロッド取付口から差し入れ、軸孔に挿通した後に、他端部にダイアフラムを装着し、そしてダイアフラムの固定が完了した後に、ロッド取付口からスプリングを装着し、最後に蓋体をロッド取付口に装着してスプリングの固定を行うこととなる。したがって、ダイアフラム固定時には、バルブロッドにスプリングの付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるロッドの引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】過給機（ターボチャージャ）を備えた自動車のエンジンの吸排気系の通路構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバルブ装置としてのエアバイパスバルブの概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図３】同エアバイパスバルブが具備するバルブの部分を拡大して示した断面図である。
【図４】従来構造のバルブ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ エアバイパスバルブ（バルブ装置）
２ バルブボディ
３ アッパーキャップ
４ ロアーキャップ（蓋体）
４ａ スプリング保持部
５ 上流側ポート
６ 下流側ポート
７ 上流室
８ 下流室
９ 連通孔
９ｂ 弁座
１０ ロッド取付口
１１ 隔壁
１２ 軸孔
１３ 軸受
２０ バルブロッド
２１ バルブ機構
２２ ダイアフラム支持突起
２３ 基端部
２３ａ 外周面（ロッド周面）
２４ バルブ部
２５ スプリング保持部
３０ シール部材
３１ ビード
３２ シール本体
３５ スプリング
４０ ダイアフラム
４１ 作動圧室
４２ 大気圧室
４３ 第１ダイアフラムリテーナ
４４ 第２ダイアフラムリテーナ
４５ ストップリング
５０ 第１吸気通路
５１ 過給機
５１ａ コンプレッサ
５１ｂ タービン
５２ 第２吸気通路
５３ インタークーラ
５４ スロットルバルブ
５５ エンジン
５６ エアバイパス通路
５７ 排気通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、エア等の流体の流路を開閉するバルブ装置に関するものであり、特に、ダイアフラムとスプリングによりバルブロッドを動作させてバルブの開閉を行う構造のバルブ装置に関するものである。また、本発明は、この種のバルブ装置の製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のバルブ装置としては、たとえば、図４に示す構成のものが知られている。
【０００３】
同図に示すバルブ装置１０１は、過給機（ターボチャージャ）を備えたエンジンにおいて、過給機のコンプレッサの下流側と上流側を連通するエアバイパス通路に設けられるエアバイパスバルブとして用いられるものである。
【０００４】
バルブ装置１０１の外郭は、軸方向中央部に隔壁を有する略筒状のバルブボディ１０２と、このバルブボディ１０２の上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップ１０３と、バルブボディ１０２の下部に取り付けられてバルブ室を形成するロアーキャップ１０４から構成される。
【０００５】
バルブボディ１０２のバルブ室側には、上流側ポート１０５と下流側ポート１０６が設けられており、両ポートは連通孔１０９を介して連通している。なお、上流側ポート１０５は、コンプレッサの下流側（高圧側）と連通するエアバイパス通路に接続され、下流側ポート１０６はコンプレッサの上流側（低圧側）と連通するエアバイパス通路に接続されるものである。
【０００６】
バルブ室内には、連通孔１０９を開閉するためのバルブ１２１を下端に備えた金属製のバルブロッド１２０が設けられている。バルブロッド１２０は、ダイアフラム室とバルブ室の間の隔壁に形成された軸孔１１２に挿通され、軸方向に往復動自在となっている。
【０００７】
バルブロッド１２０のダイアフラム室内に突き出た上端部にはダイアフラム１４０が装着され、ダイアフラム室内を作動圧室と大気圧室とに分割している。また、バルブロッド１２０の上端部、大気圧室側には、スプリングリテーナ１４３が装着され、このスプリングリテーナ１４３とバルブボディ１０２の隔壁の間にスプリング１３５が支持されている。
【０００８】
スプリング１３５は、バルブロッド１２０を押し上げる方向、すなわちバルブ１２１を閉弁させて連通孔１０９を閉塞する方向に、スプリングリテーナ１４３を常時付勢している。他方、ダイアフラム１４０は、作動圧を受けた時に、スプリング１３５の付勢力に抗してバルブロッド１２０を押し下げる方向、すなわちバルブ１２１を開弁させて連通孔１０９を開放する方向に動作する。
【０００９】
エンジンの通常運転状態（高負荷状態）においては、スプリング１３５の付勢力によってバルブ１２１は閉弁状態となり、エアバイパス通路は遮断され、コンプレッサで過給された吸気はそのままエンジンに導かれる。そして、スロットルバルブ急閉時などエンジンの低負荷状態においては、ダイアフラム室内に作動圧が印加され、バルブ１２１が開弁される。これにより、コンプレッサによって圧縮された過給気がエアバイパス通路を介してコンプレッサの上流側に戻されて、いわゆるサージングの発生が抑制される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来構造のバルブ装置１０１を製造する（組み立てる）場合、次のようなプロセスを踏むことになる。
【００１１】
（１）まず、金属製のバルブロッド１２０の下端部に、ゴム製のシール部材１３０を焼き付けたバルブ１２１、もしくはゴム製のバルブ１２１を組み付けた後、ストップリング１２２を圧入し、バルブ１２１の固定を行う。
【００１２】
（２）そのバルブＡｓｓｙをバルブボディ１０２下部の取付口から差し入れ、連通孔１０９を経由して軸孔１１２に挿通する。そして、ダイアフラム室内にスプリング１３５を配置した後、ダイアフラム室側に突き出たバルブロッド１２０の上端部に、スプリングリテーナ１４３，ダイアフラム１４０，ダイアフラムリテーナ１４４を順に組み付け、さらにストップリング１４５を圧入して固定を行う。
【００１３】
（３）次に、ダイアフラム１４０をバルブボディ１０２のダイアフラム側筒部１０２ｂとアッパーキャップ１０３とで挟持固定するにあたって、バルブロッド１２０を引き下げて、ダイアフラム１４０外周端のダイアフラムシール部がダイアフラム側筒部１０２ｂの固定溝から浮き上がらないようにする必要がある。そこで、下流側ポート１０６より治具１２３を挿入し、スプリング１３５を縮める方向にバルブ１２１を引き下げる。あるいは、バルブボディ１０２下部の取付口よりクランプ治具（不図示）でクランプし、バルブ１２１を引き下げてもよい。
【００１４】
（４）この状態で、ダイアフラムシール部を固定溝に嵌め込んだ後、上からアッパーキャップ１０３を組み付ける。金属製のボディの場合はカシメ、樹脂製のボディの場合は溶着によりアッパーキャップ１０３を固定する。
【００１５】
（５）最後、バルブボディ１０２を上下反転させ、バルブボディ１０２の取付口にロアーキャップ１０４を固定する。
【００１６】
しかしながら、従来構造のバルブ装置１０１における上記組み立て工程においては、下記のような問題を含んでいた。
【００１７】
まず、上記（３）の工程において、下流側ポート１０６より挿入した治具１２３にてバルブ１２１を引き下げる必要があるが、このとき治具１２３でバルブ１２１のシール部材１３０を傷つけてしまわないように慎重に作業を行わなければならず、組み付け作業の困難性を高める要因となっている。
【００１８】
また、バルブボディ１０２の取付口からクランプを行う方法を採用したとしても、バルブ装置の構造上、クランプ治具が複雑なものにならざるを得ない。そしてこの場合も、クランプ治具が傾いてバルブ室内に挿入されると、バルブ１２１とクランプ治具とが干渉してバルブ１２１に傾きを生じ、機能上問題が生じるおそれがあるので、組み付け作業は困難なものとなる。
【００１９】
さらに、バルブロッド１０２に対するストップリングの圧入作業が２回必要となるため、組み付け作業が煩雑となる。
【００２０】
本発明は上記実情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡便かつ容易に組み立て可能な構造を有するバルブ装置、およびその製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のバルブ装置は、軸方向中央部に隔壁を有する略筒状のバルブボディと、該バルブボディの上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップと、前記バルブボディ下部のロッド取付口に取り付けられてバルブ室を形成するロアーキャップと、を有し、吸気側通路に接続される上流側ポートと排気側通路に接続される下流側ポートの間の流路を開閉するバルブ機構を備えたバルブ装置であって、前記バルブボディの室内は、前記隔壁によって、前記上流側ポートに接続される上流室と、前記下流側ポートに接続される下流室とに分割されており、前記上流室と前記下流室の間を連通する連通孔が設けられており、前記バルブ機構は、前記下流室側に設けられたロッド取付口から差し入れられ、前記連通孔を経由して前記上流室側に設けられた軸孔に往復動自在に挿通されると共に、前記下流室側の端部に、スプリングを保持しつつ該スプリングの伸縮をガイドするスプリング保持部と外向きフランジ状に形成されたバルブ部とが樹脂材料により一体成形されて成るバルブロッドと、該バルブロッドのバルブ部に装着されたシール部材と、前記バルブボディの連通孔の端面に形成された弁座と、前記バルブロッドに設けられた前記スプリング保持部と前記ロアーキャップに設けられたスプリング保持部とにより保持され、前記シール部材と前記弁座とが当接し閉弁する方向に前記バルブロッドを押圧する前記スプリングと、前記上流室から前記ダイアフラム室内に突き出た前記バルブロッドの上端部に、第１ダイアフラムリテーナと第２ダイアフラムリテーナとにより挟持装着され、前記ダイアフラム室内を作動圧室と大気圧室に分割し、前記アッパーキャップに設けられたポートから該作動圧室に作動圧が導入されて、前記バルブロッドを開弁方向に動作させるダイアフラムと、から構成されることを特徴とする。
【００２２】
このように、バルブロッドに対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室内にスプリングを配置したことにより、スプリングの装着をダイアフラムの装着よりも後に行うことができる。すなわち、このような構造のバルブ装置を組み立てる場合は、まず、一端にバルブを備えたバルブロッドをロッド取付口から差し入れ、軸孔に挿通した後に、他端部にダイアフラムを装着し、そしてダイアフラムの固定が完了した後に、ロッド取付口からスプリングを装着し、最後に蓋体をロッド取付口に装着してスプリングの固定を行うこととなる。したがって、ダイアフラム固定時には、バルブロッドにスプリングの付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるバルブロッドの引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【００２９】
さらに、本発明のバルブ装置の製造方法にあっては、上記のバルブ装置の製造方法であって、前記バルブロッドを前記下流室側に設けられた前記ロッド取付口から差し入れ、前記連通孔を経由して前記上流室側に設けられた前記軸孔に挿通する第１工程と、第１工程後に、前記上流室から突き出た前記バルブロッドの上端部に前記第１ダイアフラムと前記ダイアフラムと前記第２ダイアフラムリテーナを順に装着し固定する第２工程と、第２工程後に、前記スプリングを前記ロッド取付口から前記下流室内に配置された前記バルブロッドのスプリング保持部に装着する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明のバルブ装置をエアバイパスバルブに適用した場合の好適な一実施の形態を説明する。
【００３１】
ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
図１は、過給機（ターボチャージャ）を備えた自動車のエンジンの吸排気系の通路構成を示す模式図であり、本実施の形態に係るバルブ装置（エアバイパスバルブ）の適用箇所を示している。
【００３３】
同図に示すように、エンジン５５には、外気をエンジン５５に導入するための吸気用の通路として、第１吸気通路５０および第２吸気通路５２が設けられ、また、排気をエンジン５５から導出するための排気用の通路として排気通路５７が設けられている。そして、吸気用の通路と排気用の通路とをまたぐようにして、過給機５１が配設されている。
【００３４】
過給機５１は、第１吸気通路５０と第２吸気通路５２の間に配置されたコンプレッサ５１ａと、排気通路５７に配置されたタービン５１ｂとから構成される。排気の流れを受けてタービン５１ｂが回転することにより、同軸的に接続されたコンプレッサ５１ａも回転し、第１吸気通路５０から導入された外気を積極的に第２吸気通路５２に送りこむことで、吸気の過給が行われる。
【００３５】
第２吸気通路５２に設けられたインタークーラ５３は、過給により上昇した吸気の温度を冷却するためのものであり、スロットルバルブ５４は、アクセルと同期して吸気量の制御を行うための弁である。
【００３６】
この構成において、エンジンの通常運転状態（高負荷状態）、すなわちスロットルバルブ５４が開弁している状態では、同図の黒矢印（→）に沿って吸排気の流れが形成される。
【００３７】
しかし、減速時などスロットルバルブ５４が急激に閉弁状態に切り替わった場合（エンジンの低負荷状態時）は、吸気慣性とコンプレッサ５１ａの回転慣性により第２吸気通路５２内（コンプレッサ５１ａからスロットルバルブ５４の間）の過給圧が急激に上昇する。このとき、過給気がコンプレッサ５１ａ側に逆流してサージ音を発生させたり、コンプレッサ５１ａに異常負荷を与えてしまうなどの問題が生じる。
【００３８】
そこで、吸気用の通路には、コンプレッサ５１ａの下流側の第２吸気通路５２と、上流側の第１吸気通路５０との間をバイパスするエアバイパス通路５６が設けられている。また、エアバイパス通路５６には、エアバイパス通路５６の流路を開閉するためのバルブ装置としてのエアバイパスバルブ１が設けられている。
【００３９】
エアバイパスバルブ１は、概略、エアバイパス通路５６の上流側（第２吸気通路５２）に接続される上流側ポート５と、エアバイパス通路５６の下流側（第１吸気通路５０）に接続される下流側ポート６と、両ポートの間を連通する連通孔９と、この連通孔９を開閉するためのバルブ機構２１とを備えて構成される。
【００４０】
バルブ機構２１は、往復動自在に設けられたバルブロッドの下端部に形成されたシール部材３０と、連通孔の端面に形成された弁座９ｂと、シール部材３０と弁座９ｂとが密封接触して閉弁する方向にバルブロッド２０を押圧するスプリング３５と、開弁する方向にバルブロッド２０を動作させるダイアフラム４０と、から構成される。
【００４１】
エンジンの高負荷状態時には、エアバイパスバルブ１のバルブ機構２１によってエアバイパス通路５６の流路が遮断され、上記黒矢印（→）の吸排気の流れが確保される。そして、エンジンが低負荷状態になった場合には、エアバイパスバルブ１のダイアフラム室に作動圧が供給され、弁が開き、エアバイパス通路５６の流路が開放される。これにより、図１の白矢印（⇒）で示すように、第２吸気通路５２内の過給気がエアバイパス通路５６を介してコンプレッサ５１ａの上流側の第１吸気通路５０に戻されて、上述したサージ音の発生やコンプレッサ５１ａに対する異常負荷が抑制されるのである。
【００４２】
次に、図２および図３を参照して、エアバイパスバルブ１の構成について詳しく説明する。
【００４３】
図２は、本実施の形態に係るバルブ装置としてのエアバイパスバルブの概略構成を示す図であって、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は縦断面図である。なお、（ｂ）の断面図において、一点鎖線の左側は閉弁状態を示し、右側は開弁状態を示している。また、図３は、同エアバイパスバルブが具備するバルブの部分を拡大して示した断面図である。
【００４４】
図２に示すように、エアバイパスバルブ１の外郭は、軸方向中央部に隔壁１１を有する略筒状のバルブボディ２と、このバルブボディ２の上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップ３と、バルブボディ２下部のロッド取付口１０に取り付けられてバルブ室を形成する蓋体としてのロアーキャップ４から構成される（なお、本明細書でいうところの上下方向は、あくまでも図示状態における上下方向を指すものであって、エアバイパスバルブ１の取付方向等を指すものではない。）。バルブボディ２，アッパーキャップ３，ロアーキャップ４は、金属製でもよいし樹脂製でもよい。
【００４５】
バルブボディ２のバルブ室内は、隔壁１１側の上流室７とロアーキャップ４側の下流室８とに分割されており、上流室７と下流室８の間を連通する連通孔９が設けられている。上流室７には上流側ポート５が接続され、下流室８には下流側ポート６が接続されている。
【００４６】
バルブ室内の上流室７側に位置する隔壁１１には、バルブロッド２０を往復動自在に支持するための軸孔１２および軸受１３が設けられている。
【００４７】
バルブロッド２０は、樹脂材料にて製せられた中空の軸部材であって、軸孔１２に挿通されて支持される。バルブロッド２０の上端部は上流室７からダイアフラム室内に突き出しており、中途部は上流室７内を横切るように配置され、下端部は連通孔９を経由して下流室８内に配置される。そして、この下流室８内に配置されたバルブロッド２０の下端部に、連通孔９を下流室８側から閉塞するためのバルブ部２４が設けられている。
【００４８】
バルブ機構２１の構成については、図３を参照して詳しく説明する。図３は、シール部材３０が連通孔９を閉塞している状態を示している。
【００４９】
バルブロッド２０の下端部には、基端部２３が設けられている。基端部２３はバルブロッド２０の中途部よりも大径に形成され、中途部から基端部２３にかけては徐々に拡径するテーパ状となっている。そして、基端部２３の外周面（ロッド周面）２３ａから外向きにフランジ状のバルブ部２４が形成されている。バルブ部２４は矩形断面を呈しており、その外周面２４ｂの径は連通孔９の口径よりも大きい。バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃの内周縁からは、下流室８側に突設されたスプリング保持部２５が設けられている。基端部２３，バルブ部２４およびスプリング保持部２５は、樹脂材料にてバルブロッド２０に一体成形されて成る。
【００５０】
そして、バルブ部２４を覆うように、ゴム状弾性体製のシール部材３０が装着されている。このシール部材３０は、断面略コ字状の環状のシール本体３２と、シール本体３２の連通孔９側に設けられた断面略半円状の突条体であるビード３１とからなる。
【００５１】
シール本体３２の各部の寸法は、バルブロッド２０の基端部２３の外周面２３ａ，バルブ部２４の上流室７側の面２４ａ，バルブ部２４の外周面２４ｂ，バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃのそれぞれに対して所定の締代を有するように設定される。また、シール本体３２の下流室８側のシール部は、バルブ部２４の面２４ｃの一部のみを覆い、面２４ｃの基端部２３寄りの部分が露出する寸法に設定される。一方、ビード３１は、その頂部が連通孔９を形成する連通路９ａ端面の弁座９ｂに当接する位置に設けられる。
【００５２】
そして、バルブ部２４の下流室８側には、コイル状のスプリング３５が配置されている。スプリング３５のコイル径は、基端部２３の外径と略同径に設定されているので、スプリング３５は、スプリング保持部２５の外側に若干の余裕を有して嵌め込まれ、バルブ部２４の下流室８側の面２４ｃの露出部分（基端部２３寄りの部分）に当接する。また、スプリング３５は装着状態において圧縮変形を受けており、常時、バルブロッド２０を閉弁方向に付勢（押圧）している。
【００５３】
このような構成によれば、シール部材３０が連通孔９を閉塞する際には、シール部材３０のビード３１が弁座９ｂに密封接触するとともに、シール本体３２が、基端部２３の外周面（ロッド周面）２３ａとバルブ部２４の面２４ａ，２４ｂ，２４ｃに密封接触する（図３の×印が密封箇所）。それゆえ、上流室７側より印加される過給圧に対して、シール部材３０と弁座９ｂの間、およびバルブロッド２０とシール部材３０の間の２箇所を確実に密封することができるので、過給気の漏れを効果的に防ぐことができる。
【００５４】
また、バルブロッド２０，基端部２３，バルブ部２４およびスプリング保持部２５を樹脂一体成形により作製したので、部品点数が削減されるとともに、バルブ部２４にシール部材３０を装着するだけでバルブＡｓｓｙの組み立てが完了し、組み立て作業の容易化が図られる。
【００５５】
また、バルブロッド２０にスプリング保持部２５を設けているので、スプリング３５が径方向にずれたり外れたりして、バルブロッド２０による閉弁動作に支障を来すことを防止することができる。
【００５６】
また、基端部２３の外径をバルブロッド２０の中途部外径に比して大径にしたことにより、相対的にバルブ部２４の径方向の長さを短くすることができ、過給圧に対するバルブ部２４の形状剛性を高めることが可能となった。
【００５７】
また、スプリング３５のコイル径を基端部２３の外径と略同径にして、スプリング３５の当接位置が基端部２３寄りになるようにしたので、スプリング３５の押圧力によってバルブ部２４に変形を及ぼすことを防止することができる。
【００５８】
さて、再び図２を参照して、エアバイパスバルブ１の全体構成についての説明を続ける。
【００５９】
同図に示すように、上述したスプリング３５は、下端部をロアーキャップ４に設けられたスプリング保持部４ａに保持されて、下流室８内に装着されている。このスプリング保持部４ａは、スプリング３５のコイルの内周側および外周側の側面を覆うように下流室８内に突設される形状を有している。これにより、スプリング３５の下端部が保持され、径方向にずれたり外れたりということが防止されるとともに、スプリング３５の伸縮動作がガイドされ、弁の開閉動作が正確かつ確実に行われ信頼性向上が図られる。また、スプリング保持部４ａにてスプリング側面を覆っているので、下流室８内を過給気が流れる際にスプリング３５が流体抵抗を受けて装着位置がずれたり、伸縮動作に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００６０】
一方、バルブロッド２０のダイアフラム室内に突き出た上端部にはダイアフラム４０が装着され、ダイアフラム室内を作動圧室４１と大気圧室４２とに分割している。
【００６１】
すなわち先ず、バルブロッド２０の上端部に段差部２２ｂを介してダイアフラム支持突起２２が形成されていて、このダイアフラム支持突起２２に順に第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０，第２ダイアフラムリテーナ４４が組付けられている。この第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０および第２ダイアフラムリテーナ４４は、ダイアフラム支持突起２２に圧入されたストップリング４５と段差部２２ｂによって挟持固定される。
【００６２】
そして、ダイアフラム４０の外周部に設けられたダイアフラム外周シール部４０ａが、バルブボディ２のダイアフラム側筒部２ｂに設けられた固定溝２ｄに嵌め込まれ、アッパーキャップ３との間で挟持されることで、ダイアフラム４０の外周側が密封され、一方、ダイアフラム４０の内周部に設けられたダイアフラム内周シール部４０ｂが、第２ダイアフラムリテーナ４４に設けられた固定溝４４ａに嵌め込まれ、第１ダイアフラムリテーナ４３との間で挟持されることで、ダイアフラム４０の内周側も密封され、これにより作動圧室４１と大気圧室４２との間の気密分離が実現されている。
【００６３】
第１ダイアフラムリテーナ４３は、外周縁に円筒状のストローク規制部４３ａを有している。ストローク規制部４３ａは、バルブロッド２０が開弁方向にストロークした時に隔壁１１に当接して、所定の行程以上のストロークを規制し、ダイアフラム４０の損傷を防止するものである。なお、バルブロッド２０が閉弁方向にストロークする場合には、シール部材３０が弁座に当接することで所定行程以上のストロークが規制されるので、ダイアフラム支持突起２２の長さは、バルブ閉弁時にも先端２２ａがアッパーキャップ３に接触しない長さに設定されている。
【００６４】
上記構成において、作動圧室４１に設けられたポート４１ａから作動圧（正圧）が導入され、作動圧室４１と大気圧室４２の間の圧力差が基準圧力を超えると、ダイアフラム４０は、スプリング３５の付勢力に抗してバルブロッド２０を下方にストロークさせる。このとき大気圧室４２内のエアはポート４２ａから逃がされる。これにより、弁が開き、上流側ポート５と下流側ポート６が連通して、エアバイパス通路により過給気がコンプレッサ上流にリリースされる。
【００６５】
なお、ダイアフラム４０を作動させる方法としては、正圧ではなく負圧を用いる方法もある。その場合は、作動圧室４１側を大気圧に設定しておき、ポート４２ａから負圧をかける構成とすればよい。
【００６６】
さて、上記構造を有するエアバイパスバルブ１を製造する（組み立てる）場合、次のようなプロセスを踏むことになる。
【００６７】
（１）まず、樹脂製のバルブロッド２０の上端からゴム状弾性体製のシール部材３０を通し、バルブ部２４を覆うように装着する。
【００６８】
（２）そのバルブＡｓｓｙをバルブボディ２下部（下流室８側）のロッド取付口１０から差し入れ、連通孔９を経由して軸孔１２に挿通する。そして、上流室７からダイアフラム室側に突き出たバルブロッド２０のダイアフラム支持突起２２に、第１ダイアフラムリテーナ４３，ダイアフラム４０，第２ダイアフラムリテーナ４４を順に組付け、さらにストップリング４５を圧入して固定を行う。
【００６９】
（３）ダイアフラム外周シール部４０ａをバルブボディ２の固定溝２ｄに嵌め込んだ後、上方からアッパーキャップ３をバルブボディ２の取付部２ｃに組み付ける。金属製のボディの場合はカシメ、樹脂製のボディの場合は溶着によりアッパーキャップ３を固定する。
【００７０】
（４）次に、バルブボディ２を上下反転させ、スプリング３５をロッド取付口１０からバルブロッド２０のスプリング保持部２５に組み付ける。最後、ロアーキャップ４のスプリング保持部４ａとスプリング３５とを組み合わせつつ、ロアーキャップ４をバルブボディ２の取付部２ａに固定する。これにて、ロアーキャップ４によりロッド取付口１０が塞がれるとともにスプリング３５が保持され、エアバイパスバルブ１の組み立てが完了する。
【００７１】
本実施の形態の構造によれば、バルブロッド２０に対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室８内にスプリング３５を配置したことにより、スプリング３５の装着をダイアフラム４０の装着よりも後に行うことができる。したがって、ダイアフラム４０の固定時には、バルブロッド２０にスプリング３５の付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるバルブロッド２０の引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【００７２】
また、従来構造では、金属製のバルブロッドおよびバルブを用い、両者を別体で構成していたため、バルブをバルブロッドに固定する際にストップリングの圧入作業が必要となっていたが、本実施の形態によれば、樹脂材料にてバルブ部２４とバルブロッド２０を一体成形したことにより、ストップリングの圧入作業を無くすことができ、組み立て作業の容易化が図られる。
【００７３】
さらに、スプリング３５の座面となるバルブ部２４，ロアーキャップ４のそれぞれにスプリング保持部２５，４ａを設けたので、スプリング３５の装着性が良くなり、組み立て作業の容易化が図られる。
【００７４】
加えて、作業工程が削減されるとともに、複雑な工程治具を必要としないことから、エアバイパスバルブ１の組み立て作業に要するコストの低減を図ることもできる。
【００７５】
なお、上記実施の形態では、バルブロッドとバルブを樹脂一体成形としたが、従来技術で述べたような金属製のバルブロッドを用いた構成においても、本発明を適用することができる。この場合、ストップリングの圧入作業の削減は図れないものの、治具によるバルブロッドの引き下げなどの作業が不要になるなど、上記実施の形態に準じた効果を得ることができる。
【００７６】
また、上記実施の形態では、本発明をエアバイパスバルブに適用した例を示したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、ダイアフラムとスプリングによりバルブロッドを動作させてバルブの開閉を行う構造のバルブ装置に広く適用することが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、バルブロッドに対してダイアフラム装着側とは反対側の端部である下流室内にスプリングを配置したことにより、スプリングの装着をダイアフラムの装着よりも後に行うことができる。すなわち、このような構造のバルブ装置を組み立てる場合は、まず、一端にバルブを備えたバルブロッドをロッド取付口から差し入れ、軸孔に挿通した後に、他端部にダイアフラムを装着し、そしてダイアフラムの固定が完了した後に、ロッド取付口からスプリングを装着し、最後に蓋体をロッド取付口に装着してスプリングの固定を行うこととなる。したがって、ダイアフラム固定時には、バルブロッドにスプリングの付勢力が作用しないので、従来構造では必要とされていた治具によるロッドの引き下げなどの作業が不要になり、組み立て作業の容易化が図られるとともに、治具によりバルブ等の構成部品を損傷するおそれが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】過給機（ターボチャージャ）を備えた自動車のエンジンの吸排気系の通路構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバルブ装置としてのエアバイパスバルブの概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図３】同エアバイパスバルブが具備するバルブの部分を拡大して示した断面図である。
【図４】従来構造のバルブ装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ エアバイパスバルブ（バルブ装置）
２ バルブボディ
３ アッパーキャップ
４ ロアーキャップ（蓋体）
４ａ スプリング保持部
５ 上流側ポート
６ 下流側ポート
７ 上流室
８ 下流室
９ 連通孔
９ｂ 弁座
１０ ロッド取付口
１１ 隔壁
１２ 軸孔
１３ 軸受
２０ バルブロッド
２１ バルブ機構
２２ ダイアフラム支持突起
２３ 基端部
２３ａ 外周面（ロッド周面）
２４ バルブ部
２５ スプリング保持部
３０ シール部材
３１ ビード
３２ シール本体
３５ スプリング
４０ ダイアフラム
４１ 作動圧室
４２ 大気圧室
４３ 第１ダイアフラムリテーナ
４４ 第２ダイアフラムリテーナ
４５ ストップリング
５０ 第１吸気通路
５１ 過給機
５１ａ コンプレッサ
５１ｂ タービン
５２ 第２吸気通路
５３ インタークーラ
５４ スロットルバルブ
５５ エンジン
５６ エアバイパス通路
５７ 排気通路
Claims (2)
- 軸方向中央部に隔壁を有する略筒状のバルブボディと、該バルブボディの上部に取り付けられてダイアフラム室を形成するアッパーキャップと、前記バルブボディ下部のロッド取付口に取り付けられてバルブ室を形成するロアーキャップと、を有し、吸気側通路に接続される上流側ポートと排気側通路に接続される下流側ポートの間の流路を開閉するバルブ機構を備えたバルブ装置であって、
前記バルブボディの室内は、前記隔壁によって、前記上流側ポートに接続される上流室と、前記下流側ポートに接続される下流室とに分割されており、前記上流室と前記下流室の間を連通する連通孔が設けられており、
前記バルブ機構は、
前記下流室側に設けられたロッド取付口から差し入れられ、前記連通孔を経由して前記上流室側に設けられた軸孔に往復動自在に挿通されると共に、前記下流室側の端部に、スプリングを保持しつつ該スプリングの伸縮をガイドするスプリング保持部と外向きフランジ状に形成されたバルブ部とが樹脂材料により一体成形されて成るバルブロッドと、
該バルブロッドのバルブ部に装着されたシール部材と、
前記バルブボディの連通孔の端面に形成された弁座と、
前記バルブロッドに設けられた前記スプリング保持部と前記ロアーキャップに設けられたスプリング保持部とにより保持され、前記シール部材と前記弁座とが当接し閉弁する方向に前記バルブロッドを押圧する前記スプリングと、
前記上流室から前記ダイアフラム室内に突き出た前記バルブロッドの上端部に、第１ダイアフラムリテーナと第２ダイアフラムリテーナとにより挟持装着され、前記ダイアフラム室内を作動圧室と大気圧室に分割し、前記アッパーキャップに設けられたポートから該作動圧室に作動圧が導入されて、前記バルブロッドを開弁方向に動作させるダイアフラムと、
から構成されることを特徴とするバルブ装置。 - 請求項１に記載のバルブ装置の製造方法であって、
前記バルブロッドを前記ロッド取付口から差し入れ、前記連通孔を経由して前記軸孔に挿通する第１工程と、
第１工程後に、前記上流室から突き出た前記バルブロッドの上端部に前記第１ダイアフラムリテーナと前記ダイアフラムと前記第２ダイアフラムリテーナを順に装着し固定する
第２工程と、
第２工程後に、前記スプリングを前記ロッド取付口から前記下流室内に配置された前記バルブロッドのスプリング保持部に装着する第３工程と、
を含むことを特徴とするバルブ装置の製造方法。
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