排気流路バルブの被膜方法
【課題】工程の簡略化を図りながら撥油性被膜の密着性を向上させること。
【解決手段】排気流路バルブを構成するボディに形成された排気流路（シート部を含む。）及びシャフト孔の表面を所定の平滑面とし、排気流路等の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路等の表面に撥油性被膜を施す。ボディは、アルミニウムを主材料として構成する。撥油性被膜の材料として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用する。
【解決手段】排気流路バルブを構成するボディに形成された排気流路（シート部を含む。）及びシャフト孔の表面を所定の平滑面とし、排気流路等の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路等の表面に撥油性被膜を施す。ボディは、アルミニウムを主材料として構成する。撥油性被膜の材料として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガスの流路に設けられる排気流路バルブに係り、詳しくは、そのバルブのボディに撥油性被膜を施すための被膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、例えば、下記の特許文献１及び２に記載される技術が知られている。特に、特許文献１には、排気流路バルブのバルブ本体（ボディ）をアルミニウム合金製とし、そのボディに形成された流路の表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、すなわち「テフロン」（登録商標）からなる（撥油性のコーティング）撥油性被膜を施すことが記載される。同様に、特許文献１には、弁体の外周部、シールリングの外周部にも、ＰＴＦＥからなる撥油性被膜を施すことが記載される。このように、撥油性被膜を施すことにより、腐食を対策したり、デポジットを付着しにくくしたり、付着したとしても剥離を容易にしたり、表面の摺動抵抗を低減させたりしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８２５２０号公報
【特許文献２】特開２００７−６３６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の技術のように撥油性被膜を流路に施す場合には、ショットピーニング等の物理的な処理を施して流路の表面粗さを粗くしなければ、被膜に良好な密着性が得られないという問題があった。これは以下の理由によるものである。
【０００５】
すなわち、一般に、図１５に示すように、通常の脱脂・洗浄後の金属部品の基材４１につき、鎖線四角Ｓ３で囲った断面の一部を拡大すると、図１６に示すように、基材４１の表面には凹凸があり、その凹部４２を更に拡大すると、図１７に示すように、凹部４２の中に微細な汚れ４３が残留している。この汚れ４３は、通常の洗浄を行っても除去できないものである。このため、洗浄後に、図１８に示すように、基材４１の表面に被膜４４をコーティングした場合には、図１９に更に拡大して示すように、凹部４２の中では微細な汚れ４３の上に被膜４４が形成されることとなり、この汚れ４３の部分で被膜４４の密着力を確保するための面積が減少することとなった。また、図１９に示すように、凹部４２の中の微細な凹み４２ａが汚れ４３で埋まることから、被膜４４が微細な凹み４２ａに入り込むことができず、被膜４４のアンカー効果が低減することとなった。
【０００６】
ここで、ある金属部品のワークにショットピーニングを施した上で被膜を形成するには、例えば、図２０にフローチャートで示すように、（１）ワークを洗浄し、（２）ワークをマスキングし、（３）ワークにショットピーニングを施し、（４）ワークからマスキングを外し、（５）再びワークを洗浄し、（６）再びワークをマスキングし、（７）ワークにコーティング材を塗布し（被膜を施す）、（８）ワークからマスキングを外し、（９）ワークを仮焼成し（恒温炉で１００℃で焼成）、（１０）ワークを本焼成して（恒温炉で２００℃で焼成）、（１１）部品を完成する、という一連の工程が必要となった。このため、ワークに被膜を施すまでの前工程として（１）〜（６）の工程が必須となった。また、ワークの基材の表面にショットピーニングによるショットが残留することがあり、その場合には、基材の表面での被膜形成が阻害されるおそれがあった。また、一般に、被膜は、基材の表面とのアンカー効果により密着するが、アンカー効果以外に密着力を高めることができなかった。
【０００７】
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、工程の簡略化を図りながら撥油性被膜の密着性を向上させることを可能とした排気流路バルブの被膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、排気流路バルブを構成するボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、ボディに形成された排気流路の表面を所定の平滑面とし、排気流路の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路の表面に撥油性被膜を施すことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、所定の平滑面とした排気通路の表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、排気流路の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、排気流路の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、排気流路の表面に撥油性被膜が施されることにより、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。ここで、「所定の平滑面」は、ボディを構成する基材がダイカスト成形や切削加工されたままのときの表面に相当する。
【００１０】
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、排気流路バルブは、撥油性被膜が施される排気流路にシート部が形成され、そのシート部に弁体が当接することで排気流路における排気流れが遮断され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に記載の発明の作用に加え、シート部の表面にもプラズマが照射されるので、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、シート部の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、シート部の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、シート部の表面にも撥油性被膜が施されるので、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。所定の平滑面からなるシート部の上に撥油性被膜が施されるので、撥油性被膜の表面も滑らかとなり、シート部に弁体が当接したときの密閉性が向上する。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、ボディに排気流路が形成され、排気流路を開閉する弁体とその弁体を支持するシャフトがボディに設けられ、シャフトが挿入されるシャフト孔がボディに形成された排気流路バルブのボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、シャフト孔の表面を所定の平滑面とし、シャフト孔の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、シャフト孔の表面に撥油性被膜を施すことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、所定の平滑面としたシャフト孔の表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、シャフト孔の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、シャフト孔の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。プラズマ照射であることから、狭いシャフト孔の表面にもプラズマが行き届いて効果的に洗浄と活性化が行われる。その後、シャフト孔の表面に撥油性被膜が施されることにより、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。ここで、「所定の平滑面」は、ボディを構成する基材がダイカスト成形や切削加工されたままのときの表面に相当する。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことで、撥油性被膜に材料の有する機能特性が発揮される。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明において、ボディは、アルミニウムを主材料として構成されることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ボディがアルミニウムを主材料として構成されるので、ボディの軽量化が図られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、工程の簡略化を図りながら排気流路の表面に対する撥油性被膜の密着性を向上させることができる。
【００１９】
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、シート部の表面に対する撥油性被膜の密着性も向上させることができる。また、撥油性被膜を厚くしなくても弁体がシート部に当接して閉じたときの排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、工程の簡略化を図りながらシャフト孔の表面に対する撥油性被膜の密着性を向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、撥油性被膜の材料を特定することで、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果を得ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、排気流路バルブを軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明における排気流路バルブの被膜方法を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。この実施形態では、本発明の排気流路バルブをＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置におけるＥＧＲクーラバイパスバルブに具体化して説明する。
【００２４】
図１に、ディーゼルエンジン１に設けられたＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置２を概略構成図により示す。このＥＧＲ装置２は、エンジン１から排気マニホールド３に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールド４に再循環させるためのものである。このＥＧＲ装置２は、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路５と、ＥＧＲガス流量を調節するためのＥＧＲバルブ６と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７と、ＥＧＲクーラ７を迂回するようにＥＧＲ通路５に設けられたＥＧＲクーラバイパス通路８と、このバイパス通路８とＥＧＲ通路５との合流部に設けられたＥＧＲクーラバイパスバルブ（以下、単に「バイパスバルブ」と言う。）９とを備える。この実施形態で、バイパスバルブ９は、ＥＧＲガスの流れを、ＥＧＲクーラ７のみを流れる状態と、バイパス通路８のみを流れる状態とに切り替えるようになっている。
【００２５】
ＥＧＲクーラ７には、エンジン１の冷却水を循環させるために冷却水循環用の配管（図示略）が接続される。ＥＧＲクーラ７は、高温のＥＧＲガスを冷却水と熱交換させて冷却するようになっている。バイパスバルブ９は、ダイアフラム式のアクチュエータにより作動する。このバイパスバルブ９には、負圧ポンプ１０から負圧配管１１を通じて負圧が供給される。この負圧配管１１の途中には、バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）１２が設けられる。ＶＳＶ１２を開閉させてバイパスバルブ９のアクチュエータに対する負圧の供給を制御することで、バイパスバルブ９が動作するようになっている。ＥＧＲバルブ６及びＶＳＶ１２は、電子制御装置（ＥＣＵ）１３により、エンジン運転状態に基づいて制御される。ＥＣＵ１３は、エンジン運転状態として、各種センサ（図示略）により検出されるエンジン１の冷却水温、エンジン回転速度及びスロットル開度をそれぞれ入力し、それらパラメータからエンジン運転状態を判断し、必要に応じてＶＳＶ１２を開閉させるようになっている。
【００２６】
次に、バイパスバルブ９の詳しい構成を説明する。図２に、バイパスバルブ９を正面図により示す。図３に、バイパスバルブ９を側面図により示す。図４に、バイパスバルブ９を図２のＡ−Ａ線断面図により示す。
【００２７】
図２，３に示すように、バイパスバルブ９は、空冷用の空冷フィン２１ａを備えたボディ２１の内部に、弁体２２が設けられる。ボディ２１は、この実施形態では、アルミニウムを主材料として構成される。
【００２８】
弁体２２は、シャフト２３を介してボディ２１に支持される。このシャフト２３は、レバー２４及びロッド２５を介してダイアフラム式のアクチュエータ２６に接続される。この弁体２２は、例えば、フェライト系やオーステナイト系のステンレス材料を主体として構成される。
【００２９】
アクチュエータ２６は、特に図示しないものの、内部にダイヤフラムを設けたダイヤフラム室を有し、ダイヤフラム室に負圧管２６ａを通じて負圧が供給される構成となっている。このアクチュエータ２６に負圧が供給されることにより、ロッド２５が図３中の矢印Ｐ１の方向に駆動される。また、負圧をパージした大気圧のときは、ロッド２５が矢印Ｐ２の方向に駆動される。これにより、シャフト２３が、図３中の矢印Ｑ１の方向あるいは矢印Ｑ２の方向に回転駆動される。なお、シャフト２３を駆動するアクチュエータとしては、本実施形態のようなダイアフラム式のアクチュエータ２６の他に、電動機や電磁ソレノイドなどの電動式のアクチュエータを用いることもできる。
【００３０】
ここで、図４に示すように、ボディ２１の内部には、ＥＧＲ通路５に連通する入口ポート２１ｂと、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄが形成される。これら入口ポート２１ｂ、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄによって、本発明の「排気流路」が構成される。弁体２２は、この排気流路に設けられており、シャフト２３に対応した箇所から２つの弁翼片２２ａ，２２ｂが延在する形状となっている。弁体２２は、これら弁翼片２２ａ，２２ｂによって略Ｌ字形に形成される。弁翼片２２ａと弁翼片２２ｂとの狭角（内角）は、９０度未満の所定角度、例えば８０度に設定される。上記したアクチュエータ２６により弁体２２が回転駆動されることにより、この弁体２２が図４に実線で示す第１の切り替え位置と、図４に二点鎖線で示す第２の切り替え位置とに切り替え配置される。
【００３１】
弁体２２が第１の切り替え位置に配置された状態では、弁体２２の弁翼片２２ｂが隔壁２１ｅに当接し、ＥＧＲクーラ７に接続された第１出口ポート２１ｃが、弁体２２の弁翼片２２ａによって閉鎖される。これにより、ＥＧＲ通路５を流れる排気ガスは、入口ポート２１ｂ及び第２出口ポート２１ｄを通じてＥＧＲクーラバイパス通路８へ流れる。弁体２２は、例えば、冷却水温度が低いエンジン始動時や寒冷時に第１の切り替え位置に配置され、排気ガスをＥＧＲクーラ７を通さずにＥＧＲクーラバイパス通路８を通して直接吸気マニホールド３へ再循環させる。
【００３２】
一方、弁体２２が第２の切り替え位置に配置された状態では、弁体２２の弁翼片２２ａが隔壁２１ｅに当接し、ＥＧＲクーラバイパス通路８に接続された第２出口ポート２１ｄが、弁体２２の弁翼片２２ｂによって閉鎖される。これにより、ＥＧＲ通路５を流れる排気ガスは、入口ポート２１ｂ及び第１出口ポート２１ｃを通じてＥＧＲクーラ７へ流れる。弁体２２は、例えば、冷却水温度が所定温度以上に上昇した時に第２の切り替え位置に配置され、排気ガスをＥＧＲクーラ７を通して吸気マニホールド３へ再循環させる。
【００３３】
ここで、この実施形態のバイパスバルブ９は、ボディ２１に形成された排気流路の表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、すなわち「テフロン」（登録商標）からなる撥油性被膜が施されている。すなわち、図５に断面図により示すように、ボディ２１の排気流路を構成する入口ポート２１ｂ、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄには、メッシュで示すように撥油性被膜が施されている。また、ボディ２１には、撥油性被膜が施される入口ポート２１ｂに、弁体２２が当接するシート部２１ｆが形成される。このシート部２１ｆに弁体２２が当接することで排気流路における排気ガスの流れが遮断されるようになっている。従って、このシート部２１ｆにも撥油性被膜が施されている。更に、ボディ２１には、弁体２２を支持するシャフト２３が設けられるが、図５に示すように、そのシャフト２３が挿入されるシャフト孔２１ｇがボディ２１に形成される。このシャフト孔２１ｇの表面にも撥油性被膜が施されてる。このように、ボディ２１の排気流路等に撥油性被膜を施すのは、排気流路の腐食対策のためであり、排気流路にデポジットを付着しにくくし、付着したとしても剥離を容易にし、排気流路の表面の摺動抵抗を低減するためである。
【００３４】
次に、ボディ２１の排気流路等に撥油性被膜を施す被膜方法について説明する。この実施形態では、ボディ２１に形成された排気流路（入口ポート２１ｂ（シート部２１ｆを含む。）、第１出口ポート２１ｃ、第２出口ポート２１ｄ）及びシャフト孔２１ｇの表面を所定の平滑面とし、それら排気流路及びシャフト孔２１ｇの表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜を施すようにしている。
【００３５】
ここで、上記した被膜方法を更に詳しく説明する。図６に、被膜方法をフローチャートにより示す。図７に、被膜方法の一連の工程を模式図により示す。以下、図６，７に示す番号（１）〜（８）に従って、ボディ２１を作成する前のワーク３１に対する被膜方法を順次説明する。
【００３６】
すなわち、最初に図６に示す（１）の工程では、ワーク３１を洗浄する。洗浄は、図７（１）に示すように、ワーク３１を洗浄槽３２に入れて行う。ここで、ワーク３１は、ダイカスト成形や切削加工の直後に洗浄されることから、ワーク３１を構成する基材の表面は、ダイカスト成形や切削加工が行われたままの表面となっている。これにより、排気流路等を含むワーク３１の表面が「所定の平滑面」となっている。ワーク３１の表面は、「Ｒｚ」で「１５μｍ以下程度」、「Ｒａ」で「４μｍ程度」となっている。
【００３７】
次に、図６に示す（２）の工程では、ワーク３１に大気圧プラズマ処理を施す。すなわち、大気中でワーク３１にプラズマを照射する。「プラズマ」は、物質の固体、液体、気体に次ぐ状態と言われており、アルゴン等のガスに高周波エネルギー等を与え、ガスの原子が電子とイオンに電離した状態を意味する。発生したプラズマを対象物に照射することで、対象物の表面処理等が可能である。ここでは、図７（２）に示すように、大気圧環境下において、ワーク３１を回転させ、プラズマノズル３３を移動させながらプラズマノズル３３からワーク３１へ向けてプラズマを照射する。このとき、ワーク３１に形成された排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇ（それぞれ図５参照）の表面にもプラズマが照射されることとなる。
【００３８】
次に、図６に示す（３）の工程では、ワーク３１にマスキングをする。すなわち、図７（３）に示すように、撥油性被膜を設けない部位にマスキング３４を施す。
【００３９】
次に、図６に示す（４）の工程では、ワーク３１に被膜材を塗布する。すなわち、図７（４）に示すように、被膜材ノズル３５からワーク３１へ向けて被膜材を塗布することにより、ワーク３１の表面のマスキング３４が施されていない部位に撥油性被膜３６を設ける。
【００４０】
次に、図６に示す（５）の工程では、図７（５）に示すように、ワーク３１からマスキング３４を外す。
【００４１】
次に、図６に示す（６）の工程では、ワーク３１を仮焼成する。すなわち、図７（６）に示すように、恒温炉３７の中でワーク３１を「１００℃」の温度で焼成する。
【００４２】
その後、図６に示す（７）の工程では、ワーク３１を本焼成する。すなわち、図７（７）に示すように、恒温炉３７の中でワーク３１を「２００℃」の温度で焼成する。
【００４３】
これにより、図６に示す（８）では、図７（８）に示すように、ボディ２１の表面に撥油性被膜３６を施した製品が完成する。すなわち、ボディ２１の排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜３６が施される。
【００４４】
ここで、図８に、プラズマ処理後のワーク３１を構成する基材４１の表面を拡大断面図により示す。図８に示すように、基材４１の表面には、凹凸があることが分かる。図９には、図８に鎖線四角Ｓ１で囲んで示す凹部４２を更に拡大して示す。図８，９に示すように、基材４１の表面の凹部４２には、図１６，１７に示す場合とは異なり、プラズマ処理によって微細な汚れが除去されて無いことが分かる。このため、凹部４２の中には、図９に示すように、微細な凹み４２ａが顕れることとなる。
【００４５】
また、図１０に、撥油性被膜３６を施した後のワーク３１の基材４１の表面を拡大断面図により示す。図１０に示すように、基材４１の表面の凹凸を埋めるように撥油性被膜３６が施されることが分かる。図１１には、図１０に鎖線四角Ｓ２で囲んで示す凹部４２を更に拡大して示す。図１０，１１に示すように、基材４１の表面では、凹部４２の底まで撥油性被膜３６によって埋まることが分かる。また、凹部４２の中の微細な凹み４２ａにも撥油性被膜３６が入り込み、これによって撥油性被膜３６にアンカー効果が得られることが分かる。
【００４６】
更に、図１２〜図１４には、基材４１と撥油性被膜３６との結合状態を説明図により示す。ここで、図１２は、洗浄のみ行いプラズマ処理を行わない場合を示し、図１３，１４は、本実施形態のプラズマ処理を行った場合を示す。図１２〜図１４において、撥油性被膜３６は、バインダー樹脂３８とフッ素系樹脂３９より構成される。図１２に示すように、従来は、撥油性被膜３６は、そのバインダー樹脂３８と基材４１との間のアンカー効果のみにより基材４１に密着していた。これに対し、本実施形態では、図１３に示すように、プラズマ処理後の焼成前には、基材４１の表面に官能基（ＯＨ）が生成され、撥油性被膜３６のバインダー樹脂３８の表面にも官能基（ＣＯＯＨ）が生成される。その後、焼成することにより、図１４に示すように、基材４１の表面の官能基（ＯＨ）とバインダー樹脂３８の表面の官能基（ＣＯＯＨ）とが電気的結合及び化学的結合をすることとなる。本実施形態の場合、従来例と同様、撥油性被膜３６と基材４１はアンカー効果によっても密着することから、電気的結合及び化学的結合の分だけ撥油性被膜３６と基材４１との密着性が向上することとなる。
【００４７】
以上説明したこの実施形態の被膜方法によれば、所定の平滑面とされたボディ２１の排気通路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した微細な汚れが化学反応して除去されると共に、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面に官能基（ＯＨ，ＣＯＯＨ等）が生成してその表面が活性化される。すなわち、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜３６が施されることにより、その表面に撥油性被膜３６が電気的及び化学的に結合する。このため、電気的結合及び化学的結合の分だけ、排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇの表面に対する撥油性被膜３６の密着性を向上させることができる。
【００４８】
また、従来例では、被膜４４を施すための前工程として、基材表面の微細な汚れを除去するために、図６に二点鎖線で示すように、「洗浄」の後に（ａ）マスキング、（ｂ）ショットピーニング、（ｃ）マスキング外し、（ｄ）洗浄の４つの工程が必要であったのに対し、この実施形態では、図６（２）に示す「大気圧プラズマ処理」の工程を行うだけで済み、工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【００４９】
この実施形態では、排気流路に含まれるシート部２１ｆの上にも撥油性被膜３６が施されるので、シート部２１ｆの上の撥油性被膜３６の表面も滑らかとなり、シート部２１ｆに弁体２２が当接したときの密閉性が向上する。このため、撥油性被膜３６を厚くしなくても弁体２２がシート部２１ｆに当接して閉じたときの排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００５０】
また、この実施形態では、排気流路をプラズマ処理するときに、シャフト孔２１ｇの表面のプラズマによる洗浄と活性化が同時に行われる。ここでは、プラズマ照射であることから、狭いシャフト孔２１ｇの表面にもプラズマが行き届いて効果的に洗浄と活性化が行われる。このため、ショットピーニング処理では洗浄が困難であったシャフト孔２１ｇの表面も効果的に洗浄と活性化が行われ、基材４１と撥油性被膜３６との密着性を効果的に高めることができる。
【００５１】
更に、この実施形態では、撥油性被膜３６の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用されることから、ＰＴＦＥが有する耐熱性、電気特性及び耐薬品性などの優れた基本特性を撥油性被膜３６に発揮させることができる。
【００５２】
加えて、この実施形態では、ボディ２１がアルミニウムを主材料として構成されるので、ボディ２１の軽量化が図られる。このため、バイパスバルブ９を軽量化することができる。
【００５３】
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以下のように実施することもできる。
【００５４】
（１）前記実施形態では、本発明をＥＧＲクーラバイパスバルブ９の被膜方法に具体化したが、このバイパスバルブ９以外の排気ガス流路に設けられる排気流路バルブの被膜方法に具体化することもできる。
【００５５】
（２）前記実施形態では、撥油性被膜３６の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用したが、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂のうち何れか一つを撥油性被膜の材料として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】エンジンに設けられたＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図２】バイパスバルブを示す正面図。
【図３】バイパスバルブを示す側面図。
【図４】バイパスバルブを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】ボディを示す断面図。
【図６】被膜方法を示すフローチャート。
【図７】被膜方法の一連の工程を示す模式図。
【図８】プラズマ処理後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図９】図８に鎖線四角で囲んで示す凹部を更に拡大して示す断面図。
【図１０】撥油性被膜を施した後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図１１】図１０に鎖線四角で囲んで示す凹部を更に拡大して示す断面図。
【図１２】基材と撥油性被膜との結合状態を示す説明図。
【図１３】基材と撥油性被膜との結合前の状態を示す説明図。
【図１４】基材と撥油性被膜との電気的・化学的合状態を示す説明図。
【図１５】従来例に係り、通常の脱脂・洗浄後の金属部品の基材を示す斜視図。
【図１６】従来例に係り、図１５にて鎖線四角で囲んだ部分の基材の表面を示す拡大断面図。
【図１７】従来例に係り、図１６にて鎖線四角で囲んだ部分を更に拡大して示す拡大断面図。
【図１８】従来例に係り、撥油性被膜を施した後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図１９】従来例に係り、図１８にて鎖線四角で囲んだ部分を更に拡大して示す拡大断面図。
【図２０】従来例の被膜方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
９ ＥＧＲクーラバイパスバルブ（排気流路バルブ）
２１ ボディ
２１ｂ 入口ポート（排気流路）
２１ｃ 第１出口ポート（排気流路）
２１ｄ 第２出口ポート（排気流路）
２１ｆ シート部
２１ｇ シャフト孔
２２ 弁体
２３ シャフト
３１ ワーク
３３ プラズマノズル
３５ 被膜材ノズル
３６ 撥油性被膜
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガスの流路に設けられる排気流路バルブに係り、詳しくは、そのバルブのボディに撥油性被膜を施すための被膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、例えば、下記の特許文献１及び２に記載される技術が知られている。特に、特許文献１には、排気流路バルブのバルブ本体（ボディ）をアルミニウム合金製とし、そのボディに形成された流路の表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、すなわち「テフロン」（登録商標）からなる（撥油性のコーティング）撥油性被膜を施すことが記載される。同様に、特許文献１には、弁体の外周部、シールリングの外周部にも、ＰＴＦＥからなる撥油性被膜を施すことが記載される。このように、撥油性被膜を施すことにより、腐食を対策したり、デポジットを付着しにくくしたり、付着したとしても剥離を容易にしたり、表面の摺動抵抗を低減させたりしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８２５２０号公報
【特許文献２】特開２００７−６３６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の技術のように撥油性被膜を流路に施す場合には、ショットピーニング等の物理的な処理を施して流路の表面粗さを粗くしなければ、被膜に良好な密着性が得られないという問題があった。これは以下の理由によるものである。
【０００５】
すなわち、一般に、図１５に示すように、通常の脱脂・洗浄後の金属部品の基材４１につき、鎖線四角Ｓ３で囲った断面の一部を拡大すると、図１６に示すように、基材４１の表面には凹凸があり、その凹部４２を更に拡大すると、図１７に示すように、凹部４２の中に微細な汚れ４３が残留している。この汚れ４３は、通常の洗浄を行っても除去できないものである。このため、洗浄後に、図１８に示すように、基材４１の表面に被膜４４をコーティングした場合には、図１９に更に拡大して示すように、凹部４２の中では微細な汚れ４３の上に被膜４４が形成されることとなり、この汚れ４３の部分で被膜４４の密着力を確保するための面積が減少することとなった。また、図１９に示すように、凹部４２の中の微細な凹み４２ａが汚れ４３で埋まることから、被膜４４が微細な凹み４２ａに入り込むことができず、被膜４４のアンカー効果が低減することとなった。
【０００６】
ここで、ある金属部品のワークにショットピーニングを施した上で被膜を形成するには、例えば、図２０にフローチャートで示すように、（１）ワークを洗浄し、（２）ワークをマスキングし、（３）ワークにショットピーニングを施し、（４）ワークからマスキングを外し、（５）再びワークを洗浄し、（６）再びワークをマスキングし、（７）ワークにコーティング材を塗布し（被膜を施す）、（８）ワークからマスキングを外し、（９）ワークを仮焼成し（恒温炉で１００℃で焼成）、（１０）ワークを本焼成して（恒温炉で２００℃で焼成）、（１１）部品を完成する、という一連の工程が必要となった。このため、ワークに被膜を施すまでの前工程として（１）〜（６）の工程が必須となった。また、ワークの基材の表面にショットピーニングによるショットが残留することがあり、その場合には、基材の表面での被膜形成が阻害されるおそれがあった。また、一般に、被膜は、基材の表面とのアンカー効果により密着するが、アンカー効果以外に密着力を高めることができなかった。
【０００７】
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、工程の簡略化を図りながら撥油性被膜の密着性を向上させることを可能とした排気流路バルブの被膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、排気流路バルブを構成するボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、ボディに形成された排気流路の表面を所定の平滑面とし、排気流路の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路の表面に撥油性被膜を施すことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、所定の平滑面とした排気通路の表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、排気流路の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、排気流路の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、排気流路の表面に撥油性被膜が施されることにより、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。ここで、「所定の平滑面」は、ボディを構成する基材がダイカスト成形や切削加工されたままのときの表面に相当する。
【００１０】
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、排気流路バルブは、撥油性被膜が施される排気流路にシート部が形成され、そのシート部に弁体が当接することで排気流路における排気流れが遮断され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に記載の発明の作用に加え、シート部の表面にもプラズマが照射されるので、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、シート部の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、シート部の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、シート部の表面にも撥油性被膜が施されるので、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。所定の平滑面からなるシート部の上に撥油性被膜が施されるので、撥油性被膜の表面も滑らかとなり、シート部に弁体が当接したときの密閉性が向上する。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、ボディに排気流路が形成され、排気流路を開閉する弁体とその弁体を支持するシャフトがボディに設けられ、シャフトが挿入されるシャフト孔がボディに形成された排気流路バルブのボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、シャフト孔の表面を所定の平滑面とし、シャフト孔の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、シャフト孔の表面に撥油性被膜を施すことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、所定の平滑面としたシャフト孔の表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した汚れが化学反応して除去されると共に、シャフト孔の表面に官能基が生成してその表面が活性化される。すなわち、シャフト孔の表面の洗浄と活性化が同時に行われる。プラズマ照射であることから、狭いシャフト孔の表面にもプラズマが行き届いて効果的に洗浄と活性化が行われる。その後、シャフト孔の表面に撥油性被膜が施されることにより、その表面に撥油性被膜が電気的及び化学的に結合する。ここで、「所定の平滑面」は、ボディを構成する基材がダイカスト成形や切削加工されたままのときの表面に相当する。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことで、撥油性被膜に材料の有する機能特性が発揮される。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明において、ボディは、アルミニウムを主材料として構成されることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ボディがアルミニウムを主材料として構成されるので、ボディの軽量化が図られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、工程の簡略化を図りながら排気流路の表面に対する撥油性被膜の密着性を向上させることができる。
【００１９】
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、シート部の表面に対する撥油性被膜の密着性も向上させることができる。また、撥油性被膜を厚くしなくても弁体がシート部に当接して閉じたときの排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、工程の簡略化を図りながらシャフト孔の表面に対する撥油性被膜の密着性を向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、撥油性被膜の材料を特定することで、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果を得ることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、排気流路バルブを軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明における排気流路バルブの被膜方法を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。この実施形態では、本発明の排気流路バルブをＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置におけるＥＧＲクーラバイパスバルブに具体化して説明する。
【００２４】
図１に、ディーゼルエンジン１に設けられたＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置２を概略構成図により示す。このＥＧＲ装置２は、エンジン１から排気マニホールド３に排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールド４に再循環させるためのものである。このＥＧＲ装置２は、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路５と、ＥＧＲガス流量を調節するためのＥＧＲバルブ６と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７と、ＥＧＲクーラ７を迂回するようにＥＧＲ通路５に設けられたＥＧＲクーラバイパス通路８と、このバイパス通路８とＥＧＲ通路５との合流部に設けられたＥＧＲクーラバイパスバルブ（以下、単に「バイパスバルブ」と言う。）９とを備える。この実施形態で、バイパスバルブ９は、ＥＧＲガスの流れを、ＥＧＲクーラ７のみを流れる状態と、バイパス通路８のみを流れる状態とに切り替えるようになっている。
【００２５】
ＥＧＲクーラ７には、エンジン１の冷却水を循環させるために冷却水循環用の配管（図示略）が接続される。ＥＧＲクーラ７は、高温のＥＧＲガスを冷却水と熱交換させて冷却するようになっている。バイパスバルブ９は、ダイアフラム式のアクチュエータにより作動する。このバイパスバルブ９には、負圧ポンプ１０から負圧配管１１を通じて負圧が供給される。この負圧配管１１の途中には、バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）１２が設けられる。ＶＳＶ１２を開閉させてバイパスバルブ９のアクチュエータに対する負圧の供給を制御することで、バイパスバルブ９が動作するようになっている。ＥＧＲバルブ６及びＶＳＶ１２は、電子制御装置（ＥＣＵ）１３により、エンジン運転状態に基づいて制御される。ＥＣＵ１３は、エンジン運転状態として、各種センサ（図示略）により検出されるエンジン１の冷却水温、エンジン回転速度及びスロットル開度をそれぞれ入力し、それらパラメータからエンジン運転状態を判断し、必要に応じてＶＳＶ１２を開閉させるようになっている。
【００２６】
次に、バイパスバルブ９の詳しい構成を説明する。図２に、バイパスバルブ９を正面図により示す。図３に、バイパスバルブ９を側面図により示す。図４に、バイパスバルブ９を図２のＡ−Ａ線断面図により示す。
【００２７】
図２，３に示すように、バイパスバルブ９は、空冷用の空冷フィン２１ａを備えたボディ２１の内部に、弁体２２が設けられる。ボディ２１は、この実施形態では、アルミニウムを主材料として構成される。
【００２８】
弁体２２は、シャフト２３を介してボディ２１に支持される。このシャフト２３は、レバー２４及びロッド２５を介してダイアフラム式のアクチュエータ２６に接続される。この弁体２２は、例えば、フェライト系やオーステナイト系のステンレス材料を主体として構成される。
【００２９】
アクチュエータ２６は、特に図示しないものの、内部にダイヤフラムを設けたダイヤフラム室を有し、ダイヤフラム室に負圧管２６ａを通じて負圧が供給される構成となっている。このアクチュエータ２６に負圧が供給されることにより、ロッド２５が図３中の矢印Ｐ１の方向に駆動される。また、負圧をパージした大気圧のときは、ロッド２５が矢印Ｐ２の方向に駆動される。これにより、シャフト２３が、図３中の矢印Ｑ１の方向あるいは矢印Ｑ２の方向に回転駆動される。なお、シャフト２３を駆動するアクチュエータとしては、本実施形態のようなダイアフラム式のアクチュエータ２６の他に、電動機や電磁ソレノイドなどの電動式のアクチュエータを用いることもできる。
【００３０】
ここで、図４に示すように、ボディ２１の内部には、ＥＧＲ通路５に連通する入口ポート２１ｂと、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄが形成される。これら入口ポート２１ｂ、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄによって、本発明の「排気流路」が構成される。弁体２２は、この排気流路に設けられており、シャフト２３に対応した箇所から２つの弁翼片２２ａ，２２ｂが延在する形状となっている。弁体２２は、これら弁翼片２２ａ，２２ｂによって略Ｌ字形に形成される。弁翼片２２ａと弁翼片２２ｂとの狭角（内角）は、９０度未満の所定角度、例えば８０度に設定される。上記したアクチュエータ２６により弁体２２が回転駆動されることにより、この弁体２２が図４に実線で示す第１の切り替え位置と、図４に二点鎖線で示す第２の切り替え位置とに切り替え配置される。
【００３１】
弁体２２が第１の切り替え位置に配置された状態では、弁体２２の弁翼片２２ｂが隔壁２１ｅに当接し、ＥＧＲクーラ７に接続された第１出口ポート２１ｃが、弁体２２の弁翼片２２ａによって閉鎖される。これにより、ＥＧＲ通路５を流れる排気ガスは、入口ポート２１ｂ及び第２出口ポート２１ｄを通じてＥＧＲクーラバイパス通路８へ流れる。弁体２２は、例えば、冷却水温度が低いエンジン始動時や寒冷時に第１の切り替え位置に配置され、排気ガスをＥＧＲクーラ７を通さずにＥＧＲクーラバイパス通路８を通して直接吸気マニホールド３へ再循環させる。
【００３２】
一方、弁体２２が第２の切り替え位置に配置された状態では、弁体２２の弁翼片２２ａが隔壁２１ｅに当接し、ＥＧＲクーラバイパス通路８に接続された第２出口ポート２１ｄが、弁体２２の弁翼片２２ｂによって閉鎖される。これにより、ＥＧＲ通路５を流れる排気ガスは、入口ポート２１ｂ及び第１出口ポート２１ｃを通じてＥＧＲクーラ７へ流れる。弁体２２は、例えば、冷却水温度が所定温度以上に上昇した時に第２の切り替え位置に配置され、排気ガスをＥＧＲクーラ７を通して吸気マニホールド３へ再循環させる。
【００３３】
ここで、この実施形態のバイパスバルブ９は、ボディ２１に形成された排気流路の表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、すなわち「テフロン」（登録商標）からなる撥油性被膜が施されている。すなわち、図５に断面図により示すように、ボディ２１の排気流路を構成する入口ポート２１ｂ、第１出口ポート２１ｃ及び第２出口ポート２１ｄには、メッシュで示すように撥油性被膜が施されている。また、ボディ２１には、撥油性被膜が施される入口ポート２１ｂに、弁体２２が当接するシート部２１ｆが形成される。このシート部２１ｆに弁体２２が当接することで排気流路における排気ガスの流れが遮断されるようになっている。従って、このシート部２１ｆにも撥油性被膜が施されている。更に、ボディ２１には、弁体２２を支持するシャフト２３が設けられるが、図５に示すように、そのシャフト２３が挿入されるシャフト孔２１ｇがボディ２１に形成される。このシャフト孔２１ｇの表面にも撥油性被膜が施されてる。このように、ボディ２１の排気流路等に撥油性被膜を施すのは、排気流路の腐食対策のためであり、排気流路にデポジットを付着しにくくし、付着したとしても剥離を容易にし、排気流路の表面の摺動抵抗を低減するためである。
【００３４】
次に、ボディ２１の排気流路等に撥油性被膜を施す被膜方法について説明する。この実施形態では、ボディ２１に形成された排気流路（入口ポート２１ｂ（シート部２１ｆを含む。）、第１出口ポート２１ｃ、第２出口ポート２１ｄ）及びシャフト孔２１ｇの表面を所定の平滑面とし、それら排気流路及びシャフト孔２１ｇの表面にプラズマを照射して活性化処理した後、排気流路及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜を施すようにしている。
【００３５】
ここで、上記した被膜方法を更に詳しく説明する。図６に、被膜方法をフローチャートにより示す。図７に、被膜方法の一連の工程を模式図により示す。以下、図６，７に示す番号（１）〜（８）に従って、ボディ２１を作成する前のワーク３１に対する被膜方法を順次説明する。
【００３６】
すなわち、最初に図６に示す（１）の工程では、ワーク３１を洗浄する。洗浄は、図７（１）に示すように、ワーク３１を洗浄槽３２に入れて行う。ここで、ワーク３１は、ダイカスト成形や切削加工の直後に洗浄されることから、ワーク３１を構成する基材の表面は、ダイカスト成形や切削加工が行われたままの表面となっている。これにより、排気流路等を含むワーク３１の表面が「所定の平滑面」となっている。ワーク３１の表面は、「Ｒｚ」で「１５μｍ以下程度」、「Ｒａ」で「４μｍ程度」となっている。
【００３７】
次に、図６に示す（２）の工程では、ワーク３１に大気圧プラズマ処理を施す。すなわち、大気中でワーク３１にプラズマを照射する。「プラズマ」は、物質の固体、液体、気体に次ぐ状態と言われており、アルゴン等のガスに高周波エネルギー等を与え、ガスの原子が電子とイオンに電離した状態を意味する。発生したプラズマを対象物に照射することで、対象物の表面処理等が可能である。ここでは、図７（２）に示すように、大気圧環境下において、ワーク３１を回転させ、プラズマノズル３３を移動させながらプラズマノズル３３からワーク３１へ向けてプラズマを照射する。このとき、ワーク３１に形成された排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇ（それぞれ図５参照）の表面にもプラズマが照射されることとなる。
【００３８】
次に、図６に示す（３）の工程では、ワーク３１にマスキングをする。すなわち、図７（３）に示すように、撥油性被膜を設けない部位にマスキング３４を施す。
【００３９】
次に、図６に示す（４）の工程では、ワーク３１に被膜材を塗布する。すなわち、図７（４）に示すように、被膜材ノズル３５からワーク３１へ向けて被膜材を塗布することにより、ワーク３１の表面のマスキング３４が施されていない部位に撥油性被膜３６を設ける。
【００４０】
次に、図６に示す（５）の工程では、図７（５）に示すように、ワーク３１からマスキング３４を外す。
【００４１】
次に、図６に示す（６）の工程では、ワーク３１を仮焼成する。すなわち、図７（６）に示すように、恒温炉３７の中でワーク３１を「１００℃」の温度で焼成する。
【００４２】
その後、図６に示す（７）の工程では、ワーク３１を本焼成する。すなわち、図７（７）に示すように、恒温炉３７の中でワーク３１を「２００℃」の温度で焼成する。
【００４３】
これにより、図６に示す（８）では、図７（８）に示すように、ボディ２１の表面に撥油性被膜３６を施した製品が完成する。すなわち、ボディ２１の排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜３６が施される。
【００４４】
ここで、図８に、プラズマ処理後のワーク３１を構成する基材４１の表面を拡大断面図により示す。図８に示すように、基材４１の表面には、凹凸があることが分かる。図９には、図８に鎖線四角Ｓ１で囲んで示す凹部４２を更に拡大して示す。図８，９に示すように、基材４１の表面の凹部４２には、図１６，１７に示す場合とは異なり、プラズマ処理によって微細な汚れが除去されて無いことが分かる。このため、凹部４２の中には、図９に示すように、微細な凹み４２ａが顕れることとなる。
【００４５】
また、図１０に、撥油性被膜３６を施した後のワーク３１の基材４１の表面を拡大断面図により示す。図１０に示すように、基材４１の表面の凹凸を埋めるように撥油性被膜３６が施されることが分かる。図１１には、図１０に鎖線四角Ｓ２で囲んで示す凹部４２を更に拡大して示す。図１０，１１に示すように、基材４１の表面では、凹部４２の底まで撥油性被膜３６によって埋まることが分かる。また、凹部４２の中の微細な凹み４２ａにも撥油性被膜３６が入り込み、これによって撥油性被膜３６にアンカー効果が得られることが分かる。
【００４６】
更に、図１２〜図１４には、基材４１と撥油性被膜３６との結合状態を説明図により示す。ここで、図１２は、洗浄のみ行いプラズマ処理を行わない場合を示し、図１３，１４は、本実施形態のプラズマ処理を行った場合を示す。図１２〜図１４において、撥油性被膜３６は、バインダー樹脂３８とフッ素系樹脂３９より構成される。図１２に示すように、従来は、撥油性被膜３６は、そのバインダー樹脂３８と基材４１との間のアンカー効果のみにより基材４１に密着していた。これに対し、本実施形態では、図１３に示すように、プラズマ処理後の焼成前には、基材４１の表面に官能基（ＯＨ）が生成され、撥油性被膜３６のバインダー樹脂３８の表面にも官能基（ＣＯＯＨ）が生成される。その後、焼成することにより、図１４に示すように、基材４１の表面の官能基（ＯＨ）とバインダー樹脂３８の表面の官能基（ＣＯＯＨ）とが電気的結合及び化学的結合をすることとなる。本実施形態の場合、従来例と同様、撥油性被膜３６と基材４１はアンカー効果によっても密着することから、電気的結合及び化学的結合の分だけ撥油性被膜３６と基材４１との密着性が向上することとなる。
【００４７】
以上説明したこの実施形態の被膜方法によれば、所定の平滑面とされたボディ２１の排気通路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面にプラズマを照射することにより、その表面に付着した微細な汚れが化学反応して除去されると共に、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面に官能基（ＯＨ，ＣＯＯＨ等）が生成してその表面が活性化される。すなわち、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面の洗浄と活性化が同時に行われる。その後、排気流路（シート部２１ｆを含む）及びシャフト孔２１ｇの表面に撥油性被膜３６が施されることにより、その表面に撥油性被膜３６が電気的及び化学的に結合する。このため、電気的結合及び化学的結合の分だけ、排気流路（シート部２１ｆを含む。）及びシャフト孔２１ｇの表面に対する撥油性被膜３６の密着性を向上させることができる。
【００４８】
また、従来例では、被膜４４を施すための前工程として、基材表面の微細な汚れを除去するために、図６に二点鎖線で示すように、「洗浄」の後に（ａ）マスキング、（ｂ）ショットピーニング、（ｃ）マスキング外し、（ｄ）洗浄の４つの工程が必要であったのに対し、この実施形態では、図６（２）に示す「大気圧プラズマ処理」の工程を行うだけで済み、工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【００４９】
この実施形態では、排気流路に含まれるシート部２１ｆの上にも撥油性被膜３６が施されるので、シート部２１ｆの上の撥油性被膜３６の表面も滑らかとなり、シート部２１ｆに弁体２２が当接したときの密閉性が向上する。このため、撥油性被膜３６を厚くしなくても弁体２２がシート部２１ｆに当接して閉じたときの排気ガスの漏れを抑えることができる。
【００５０】
また、この実施形態では、排気流路をプラズマ処理するときに、シャフト孔２１ｇの表面のプラズマによる洗浄と活性化が同時に行われる。ここでは、プラズマ照射であることから、狭いシャフト孔２１ｇの表面にもプラズマが行き届いて効果的に洗浄と活性化が行われる。このため、ショットピーニング処理では洗浄が困難であったシャフト孔２１ｇの表面も効果的に洗浄と活性化が行われ、基材４１と撥油性被膜３６との密着性を効果的に高めることができる。
【００５１】
更に、この実施形態では、撥油性被膜３６の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用されることから、ＰＴＦＥが有する耐熱性、電気特性及び耐薬品性などの優れた基本特性を撥油性被膜３６に発揮させることができる。
【００５２】
加えて、この実施形態では、ボディ２１がアルミニウムを主材料として構成されるので、ボディ２１の軽量化が図られる。このため、バイパスバルブ９を軽量化することができる。
【００５３】
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以下のように実施することもできる。
【００５４】
（１）前記実施形態では、本発明をＥＧＲクーラバイパスバルブ９の被膜方法に具体化したが、このバイパスバルブ９以外の排気ガス流路に設けられる排気流路バルブの被膜方法に具体化することもできる。
【００５５】
（２）前記実施形態では、撥油性被膜３６の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用したが、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂のうち何れか一つを撥油性被膜の材料として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】エンジンに設けられたＥＧＲクーラ付きＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図２】バイパスバルブを示す正面図。
【図３】バイパスバルブを示す側面図。
【図４】バイパスバルブを示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】ボディを示す断面図。
【図６】被膜方法を示すフローチャート。
【図７】被膜方法の一連の工程を示す模式図。
【図８】プラズマ処理後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図９】図８に鎖線四角で囲んで示す凹部を更に拡大して示す断面図。
【図１０】撥油性被膜を施した後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図１１】図１０に鎖線四角で囲んで示す凹部を更に拡大して示す断面図。
【図１２】基材と撥油性被膜との結合状態を示す説明図。
【図１３】基材と撥油性被膜との結合前の状態を示す説明図。
【図１４】基材と撥油性被膜との電気的・化学的合状態を示す説明図。
【図１５】従来例に係り、通常の脱脂・洗浄後の金属部品の基材を示す斜視図。
【図１６】従来例に係り、図１５にて鎖線四角で囲んだ部分の基材の表面を示す拡大断面図。
【図１７】従来例に係り、図１６にて鎖線四角で囲んだ部分を更に拡大して示す拡大断面図。
【図１８】従来例に係り、撥油性被膜を施した後のワークの基材の表面を示す拡大断面図。
【図１９】従来例に係り、図１８にて鎖線四角で囲んだ部分を更に拡大して示す拡大断面図。
【図２０】従来例の被膜方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
９ ＥＧＲクーラバイパスバルブ（排気流路バルブ）
２１ ボディ
２１ｂ 入口ポート（排気流路）
２１ｃ 第１出口ポート（排気流路）
２１ｄ 第２出口ポート（排気流路）
２１ｆ シート部
２１ｇ シャフト孔
２２ 弁体
２３ シャフト
３１ ワーク
３３ プラズマノズル
３５ 被膜材ノズル
３６ 撥油性被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気流路バルブを構成するボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、
前記ボディに形成された排気流路の表面を所定の平滑面とし、前記排気流路の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、前記排気流路の表面に前記撥油性被膜を施すことを特徴とする排気流路バルブの被膜方法。
【請求項２】
前記排気流路バルブは、前記撥油性被膜が施される前記排気流路にシート部が形成され、そのシート部に弁体が当接することで前記排気流路における排気流れが遮断されることを特徴とする請求項１に記載の排気流路バルブの被膜方法。
【請求項３】
ボディに排気流路が形成され、前記排気流路を開閉する弁体とその弁体を支持するシャフトが前記ボディに設けられ、前記シャフトが挿入されるシャフト孔が前記ボディに形成された排気流路バルブの前記ボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、
前記シャフト孔の表面を所定の平滑面とし、前記シャフト孔の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、前記シャフト孔の表面に前記撥油性被膜を施すことを特徴とする排気流路バルブの被膜方法。
【請求項４】
前記撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の排気流路バルブの被膜方法。
【請求項５】
前記ボディは、アルミニウムを主材料として構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の排気流路バルブの被膜方法。
【請求項１】
排気流路バルブを構成するボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、
前記ボディに形成された排気流路の表面を所定の平滑面とし、前記排気流路の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、前記排気流路の表面に前記撥油性被膜を施すことを特徴とする排気流路バルブの被膜方法。
【請求項２】
前記排気流路バルブは、前記撥油性被膜が施される前記排気流路にシート部が形成され、そのシート部に弁体が当接することで前記排気流路における排気流れが遮断されることを特徴とする請求項１に記載の排気流路バルブの被膜方法。
【請求項３】
ボディに排気流路が形成され、前記排気流路を開閉する弁体とその弁体を支持するシャフトが前記ボディに設けられ、前記シャフトが挿入されるシャフト孔が前記ボディに形成された排気流路バルブの前記ボディの表面に撥油性被膜を施す排気流路バルブの被膜方法において、
前記シャフト孔の表面を所定の平滑面とし、前記シャフト孔の表面にプラズマを照射して活性化処理した後、前記シャフト孔の表面に前記撥油性被膜を施すことを特徴とする排気流路バルブの被膜方法。
【請求項４】
前記撥油性被膜の材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ニッケルリンメッキ、フッ素変性シリコーン、無機ケイ素樹脂、フルオロシリコーン及びシリコーン樹脂の何れか一つを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の排気流路バルブの被膜方法。
【請求項５】
前記ボディは、アルミニウムを主材料として構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の排気流路バルブの被膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−１８０１６７（Ｐ２００９−１８０１６７Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０６４７（Ｐ２００８−２０６４７）
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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