JP2002349731A - リードバルブ - Google Patents

リードバルブ

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JP2002349731A
JP2002349731A JP2001160211A JP2001160211A JP2002349731A JP 2002349731 A JP2002349731 A JP 2002349731A JP 2001160211 A JP2001160211 A JP 2001160211A JP 2001160211 A JP2001160211 A JP 2001160211A JP 2002349731 A JP2002349731 A JP 2002349731A
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valve
reed
carbon fiber
lead
valve seat
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JP2001160211A
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English (en)
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Shinji Soma
伸次 相馬
Isao Iwamoto
勲 岩本
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Fujikura Composites Inc
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Fujikura Rubber Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ歩留りが良く製造でき、しかも消音
効果およびシール性に優れるリードバルブを提供する。 【解決手段】 流体の逆止弁機構を備えるリードバルブ
であって、該リードバルブは、弁体として実質的な弁開
閉動作を行う板状のリードと、このリードと当接して逆
止シールをすることができる弁座を備えるバルブ本体と
を備え、前記リードは、炭素繊維を含有する炭素繊維板
状体と、この炭素繊維板状体の弁座側面に形成されたゴ
ム層を有してなるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オートバイや船外
機などに使用される2サイクル又は4サイクルエンジン
用のリードバルブであって、特に、レース用エンジンの
エンジンルームへの空気の取り込みを行うためのリード
バルブ、燃焼後の排ガスをマフラー内で再燃焼させ排ガ
スの清浄化を図るために燃焼用空気の取り込みを行うリ
ードバルブ(いわゆるSAV:Secondary Air Valve)
に関する。
【0002】
【従来の技術】オートバイや船外機などに使用される2
サイクルエンジンは、ガソリンと空気の混合気体を吸入
圧縮する工程と、点火、爆発、燃焼、排気する工程が順
次繰り返されて出力される。エンジン性能を左右する一
つの要因として混合気体を吸入し、逆流を防止するリー
ドバルブの存在がある。
【0003】また、2サイクルエンジンにおいては、環
境問題に配慮するために排ガスの浄化が要求されるよう
になっており、燃焼後の排ガスをマフラー内で再燃焼さ
せ(火を出さないで触媒で燃やす)、排ガスの清浄化を
図るために燃焼用空気の取り込みを行うリードバルブ
(いわゆるSAV:Secondary Air Valve)の採用が広
まっている。SAVは一般にマフラーに近接して設けら
れるために耐熱性が要求される。
【0004】このようなリードバルブ(SAVを含む)
は、弁に相当するリード(弁)とこのリードと対となり
逆止弁作用を実行させる弁座との組み合わせが必須とな
る。
【0005】従来よりこの種のバルブに用いられるリー
ド(弁)として、スチール板が用いられていた。近年
は、モトクロスや高性能競争用オートバイに対して吹き
上がりが良く、高回転数が得られる高性能エンジンが要
望されている。そのため、従来のスチール板に変えて、
軽量で高速応答性に優れる炭素繊維含有樹脂板を用いた
リードバルブの提案が種々なされている(特開平6−3
23449号公報、特開平6−200768号公報、特
開平8−226556号公報など)。
【0006】また、リードと対をなし協働して逆止弁作
用を行う弁座には、流通する空気の一時的シールの確保
や消音のためにゴム部材が形成されている。すなわち、
弁座は、金属製バルブ本体の空気流入口の外周縁に設け
られ、金属の上にゴム部材が固着された状態で形成され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リードバルブの構成は、上記のごとく弁座側(金属製バ
ルブ本体の空気流入口の外周縁)にゴム部材を成形する
形態を採択しているために、ゴム部材が形成される箇所
は極めて作業性および成形性の困難なところとなってし
まう。そのため、作業性が悪く、加えて作業工程そのも
のもきわめて複雑になってしまう傾向がある。
【0008】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、簡易かつ歩留りが良く製
造でき、しかも消音効果およびシール性に優れるリード
バルブを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、流体の逆止弁機構を備えるリードバル
ブであって、該リードバルブは、弁体として実質的な弁
開閉動作を行う板状のリードと、このリードと当接して
逆止シールをすることができる弁座を備えるバルブ本体
とを備え、前記リードは、炭素繊維を含有する炭素繊維
板状体と、この炭素繊維板状体の弁座側面に形成された
ゴム層を有してなるように構成される。
【0010】また、本発明における前記リードのゴム層
は、前記バルブ本体の弁座と当接した際に、少なくとも
当接面におけるシール作用、消音作用を発揮するように
なっており、リードと当接することのある弁座にはゴム
部材が存在しないように構成される。
【0011】また、本発明における前記リードは、片端
が固定され振動運動するように作用して流体の流入を図
るとともに、弁座との組み合わせで逆止弁作用を行うよ
うに構成される。
【0012】また、本発明の好ましい態様として、前記
リードのゴム層厚さをTr、ベース厚さをTcとした場
合、Tr/Tc=0.1〜2.0となるように設定され
る。
【0013】また、本発明の好ましい態様として、前記
ゴム層の材質が、アクリロニトリルーブタジエンゴム
(NBR)、水素添加NBR、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴムのいずれかであるように構成される。
【0014】また、本発明の好ましい態様として、前記
リードは、さらに炭素繊維板状体の弁座側と反対面に形
成されたフィルム層を有してなるように構成される。
【0015】また、本発明の好ましい態様として、前記
炭素繊維を含有する炭素繊維板状体と、この炭素繊維板
状体の弁座側面に形成されたゴム層とは、プレス成型法
により、一体同時硬化によって成形されてなるように構
成される。
【0016】本発明におけるリードは、炭素繊維を含有
する炭素繊維板状体と、この炭素繊維板状体の弁座側面
に形成されたゴム層を有してなるので、弁座側にゴム層
を設ける必要がなく、簡易かつ歩留り良く製造すること
ができる。消音効果およびシール性も極めて優れる。さ
らにリードはゴム層を備えるためにクラックの発生およ
びクラックの成長が防止され、耐久性にも優れる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0018】図1には本発明のリードバルブ1の一形態
を示す概略斜視図が示され、図2には図1のA−A断面
矢視図が示される。図3にはバルブ本体10の概略斜視
図(実質的に図1の状態からリード7を除いたもの)が
示され、図4にはリード7の正面図、図5にはリード7
の厚さ方向の断面図が示される。
【0019】図1および図2に示されるように、本発明
のリードバルブ1は、実質的に矢印(α)方向にのみ流
体(一般的には空気)を通過させる流体の逆止弁機構を
備えている。本発明のリードバルブ1は、弁体として実
質的な弁開閉動作を行う板状のリード7と、このリード
7と当接して逆止シールをすることができる弁座17
(図2)を備えるバルブ本体10とを備えている。
【0020】本発明におけるリード7は、図2に示され
るように片端がビス3を介して固定板4により固定さ
れ、空気の一方向通過に伴い振動運動するように作用す
るとともに、弁座17との組み合わせで逆止弁作用を行
うようになっている。空気の通過時の状態(リード7が
開いた状態)が図2の点線で示される。
【0021】図3に示されるバルブ本体10は、実質的
に図1の状態からリード7を除いたものと考えて差し支
えない。この図3において、バルブ本体10は、バルブ
取り付けベース板11と、この上に所定の傾斜を持つよ
うに形成された一対のリード取り付け板13、13と、
リード取り付け板13,13の側面を塞ぐように形成さ
れた一対の測板部19,19を有している。
【0022】一対のリード取り付け板13、13にはそ
れぞれ、3つの流体通気口16が形成されている。な
お、流通通気口16数は、設計仕様により適宜選定され
るものであり、特に制限されるものではない。図1およ
び図3の状態を比べれば明かなように、流通通気口16
の外部周縁部(分かり易いようにドット(点)で表示し
てある)が弁座17に相当する。本発明における弁座1
7には、従来から一般にシール用、消音用として用いら
れているゴム部材が存在しない。本発明においては、バ
ルブ本体10側にゴム部材を形成しない代わりにリード
7に創意工夫が凝らされている。
【0023】すなわち、本発明のリード7は、図5に示
されるように炭素繊維を含有する炭素繊維板状体71
と、この炭素繊維板状体71の弁座側面に形成されたゴ
ム層75を有して構成される。ゴム層75がバルブ本体
10の弁座17と当接するようにリード7が配設され
る。以下、炭素繊維板状体71およびゴム層75につい
て詳述する。
【0024】炭素繊維を含有する炭素繊維板状体71の
形成 例えば平行に引き揃えた線状の炭素繊維を熱硬化性樹脂
(例えば、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等のマトリ
ックス材料)でくっつけたり、含浸させたりした後、半
硬化させたシート状のプリプレグを準備しておく。数枚
のプリプレグを積層して加熱圧着することにより板状の
炭素繊維板状体71が形成される。平行に引き揃えた線
状の炭素繊維以外に、いわゆる平織り、朱子織りなどの
クロス織物に形成されたものを用いても良い。さらに3
軸織物や4軸織物で構成される炭素繊維織物を用いても
良い。リードに必要な強度や剛性、平面性が得られるよ
うに適宜、複数種のプリプレグを組み合わせて炭素繊維
板状体71を形成することが好ましい。
【0025】ゴム層75の形成 ゴム層75を形成するための薄肉のゴムシートを準備し
ておく。このものは半加硫又は未加硫の状態であること
が望ましい。上記炭素繊維板状体71を加圧成形(加圧
圧着)する際に、同時にゴムシートを積層しておき、同
時加圧成形して一体化させることが望ましい。すなわ
ち、上記炭素繊維を含有する炭素繊維板状体71と、こ
の炭素繊維板状体71の弁座側面に形成されたゴム層7
5とは、プレス成型法により、一体同時(加熱)硬化に
よって成形することが望ましい。最終的に所望のリード
形状(例えば図4に示されるような形状)に打ち抜か
れ、リードが形成される。本発明においては、ゴム層7
5の存在により打ち抜き時に周辺部の微小クラックの発
生等が防止でき、耐久性が向上するという効果も発現す
る。
【0026】このようなリードのゴム層75は、前記バ
ルブ本体10の弁座17と当接した際に、少なくとも当
接面におけるシール作用、消音作用を発揮するようにな
っている。理由は明確ではないが、本発明のごとくリー
ド7にゴム層75を設けることにより、特に消音効果お
よびシール効果が従来よりも向上することが実験的に確
認されている。
【0027】なお、ゴム層75の材質は、アクリロニト
リルーブタジエンゴム(NBR)、水素添加NBR、フ
ッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムが好ましい。特に、
排ガスの清浄化を図るために燃焼用空気の取り込みを行
うリードバルブ(いわゆるSAV:Secondary Air Valv
e)用のリードには、耐熱性が要求され、この場合に
は、特に、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムを用い
るのがよい。
【0028】リードのゴム層75の厚さをTr、炭素繊
維板状体71の厚さをTcとした場合、Tr/Tc=
0.1〜2.0(好ましくは、0.4〜1.2)に設定
するのがよい。Tr/Tcの値が0.1未満となると、
ゴム層75のシール、消音等の機能が十分に発揮できな
くなる傾向が生じてしまう。また、この値が2.0を超
えると、過剰なゴム量となり、リードの重量が増し、リ
ードの高サイクル作動時の逆止シール性において応答性
が悪くなる傾向が生じてしまう。ちなみに、炭素繊維板
状体71の厚さTcは、0.01〜1mm程度とされ
る。
【0029】また、本発明におけるリードは、さらに炭
素繊維板状体71の弁座側と反対面に(ゴム層が形成さ
れる面と反対の面)フィルム層を形成しても良い。この
フィルム層を設けることにより、消音効果がさらに向上
することが実験的に確認されている。フィルム層の材質
としては、特に、制限はないが、耐熱性のあるポリイミ
ドフィルムを用いることが好ましい。フィルム層の厚さ
は、0.01〜0.5mm、特に0.03〜0.3mm
が好ましい。フィルム層の形成は、炭素繊維板状体71
に含浸されている樹脂が硬化する前に、フィルムと未硬
化の炭素繊維板状体71とを貼り合わせて、その後一体
的に硬化結合させればよい。
【0030】
【発明の効果】本発明は、流体の逆止弁機構を備えるリ
ードバルブであって、該リードバルブは、弁体として実
質的な弁開閉動作を行う板状のリードと、このリードと
当接して逆止シールをすることができる弁座を備えるバ
ルブ本体とを備え、前記リードは、炭素繊維を含有する
炭素繊維板状体と、この炭素繊維板状体の弁座側面に形
成されたゴム層を有してなるように構成されので、簡易
かつ歩留りが良く製造でき、しかも格段と優れた消音効
果およびシール性効果が発現する。さらにリードはゴム
層を備えるためにクラックの発生およびクラックの成長
が防止され、耐久性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリードバルブの一形態を示す概略斜視
図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】バルブ本体の概略斜視図である。
【図4】リード7の正面図である。
【図5】リードの厚さ方向の断面図である。
【符号の説明】
1…リードバルブ 7…リード 10…バルブ本体 17…弁座 71…炭素繊維板状体 75…ゴム層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体の逆止弁機構を備えるリードバルブ
    であって、 該リードバルブは、弁体として実質的な弁開閉動作を行
    う板状のリードと、このリードと当接して逆止シールを
    することができる弁座を備えるバルブ本体とを備え、 前記リードは、炭素繊維を含有する炭素繊維板状体と、
    この炭素繊維板状体の弁座側面に形成されたゴム層を有
    してなることを特徴とするリードバルブ。
  2. 【請求項2】 前記リードのゴム層は、前記バルブ本体
    の弁座と当接した際に、少なくとも当接面におけるシー
    ル作用、消音作用を発揮するようになっており、リード
    と当接することのある弁座にはゴム部材が存在しない請
    求項1に記載のリードバルブ。
  3. 【請求項3】 前記リードは、片端が固定され振動運動
    するように作用して流体の流入を図るとともに、弁座と
    の組み合わせで逆止弁作用を行う請求項1または請求項
    2に記載のリードバルブ。
  4. 【請求項4】 前記リードのゴム層厚さをTr、ベース
    厚さをTcとした場合、Tr/Tc=0.1〜2.0に
    設定される請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の
    リードバルブ。
  5. 【請求項5】 前記ゴム層の材質が、アクリロニトリル
    ーブタジエンゴム(NBR)、水素添加NBR、フッ素
    ゴム、フルオロシリコーンゴムである請求項1ないし請
    求項4のいずれかに記載のリードバルブ。
  6. 【請求項6】 前記リードは、さらに炭素繊維板状体の
    弁座側と反対面に形成されたフィルム層を有してなる請
    求項1ないし請求項5のいずれかに記載のリードバル
    ブ。
  7. 【請求項7】 前記炭素繊維を含有する炭素繊維板状体
    と、この炭素繊維板状体の弁座側面に形成されたゴム層
    とは、プレス成型法により、一体同時硬化によって成形
    されてなる請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の
    リードバルブ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016199943A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 前澤化成工業株式会社 逆流防止装置

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