JP2003240142A - リード弁 - Google Patents

リード弁

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JP2003240142A
JP2003240142A JP2002038301A JP2002038301A JP2003240142A JP 2003240142 A JP2003240142 A JP 2003240142A JP 2002038301 A JP2002038301 A JP 2002038301A JP 2002038301 A JP2002038301 A JP 2002038301A JP 2003240142 A JP2003240142 A JP 2003240142A
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hole
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真也 安達
Shuichi Ochiai
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リード弁において，リードの弁座との重なり
代を，弁孔の閉鎖のための必要最小限度の値に設定し
て，リードの圧力脈動に対する応答性を良好にし，また
弁孔の所定の開口面積を確保しながら，リードの弁孔へ
の入り込みによる作動不良を防止する。 【解決手段】 弁孔２１の，リード２４の長手方向に沿
う内側面に，リード２４の弁孔２１への入り込みを阻止
する突起２７を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，弁座及びこの弁座
に開口する弁孔を有する弁座部材と，弁座と協働して弁
孔を開閉すべく，弁座部材に基端を固着されて弁孔を覆
いながら自由端を長手方向に延ばすリードとを備えたリ
ード弁の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】かゝるリード弁は，例えば特公昭６０−
３２３３９号公報に開示されているように，既に知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かゝるリード弁は，一
般に，周囲の圧力脈動によりリードを撓み振動させて弁
孔を開閉することにより，気体を一方向に移送すること
に広く用いられのであるが，リード周りの気体の流れ状
態によっては，リードがその長手方向の軸線周りに捩じ
れ変形して弁孔に入り込む可能性がある。
【０００４】そのような事態を未然に防ぐために，従来
では，リードの弁座との重なり代を充分に大きく形成す
ることが行われているが，リードの弁座との重なり代
を，弁孔の閉鎖に必要な大きさ以上に大きく設定するこ
とは，リードのばね定数の増加により圧力脈動に対する
リードの応答性の低下を招くか，又は弁孔の開口面積を
減少させることになり，何れにせよ気体の移送流量が減
少するという不都合を生じる。そこで，気体の移送流量
の減少を補うには，リード弁自体の大型化を強いられて
いた。
【０００５】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，リードの弁座との重なり代を，弁孔の閉鎖のため
の必要最小限度の値に設定して，リードの圧力脈動に対
する応答性を良好にし，また弁孔の所定の開口面積を確
保しながら，リードの弁孔への入り込み防止し得るよう
にした，前記リード弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，弁座及びこの弁座に開口する弁孔を有す
る弁座部材と，弁座と協働して弁孔を開閉すべく，弁座
部材に基端を固着されて弁孔を覆いながら自由端を長手
方向に延ばすリードとを備えたリード弁において，弁孔
の，リードの長手方向に沿う内側面に，リードの弁孔へ
の入り込みを阻止する突起を形成したことを第１の特徴
とする。
【０００７】この第１の特徴によれば，リード周りの気
体の流れ状態によってリードが長手方向軸線周りに捩じ
れながら弁孔に入り込もうとしても，リードの内側面の
突起がリードの長辺側縁部を受け止めてその捩じれを抑
制し，リードの弁孔への入り込みを阻止することができ
る。その結果，リードの弁座との重なり代を弁孔の閉鎖
のための必要最小限度の値に設定することが可能とな
り，リードのばね定数の増加を回避し，圧力脈動に対す
るリードの応答性を良好にすることができ，また気体の
所望流量を確保しながらリード弁の小型化を図ることが
できる。
【０００８】また本発明は，弁座及びこの弁座に開口す
る弁孔を有する弁座部材と，弁座と協働して弁孔を開閉
すべく，弁座部材に基端を固着されて弁孔を覆いながら
自由端を長手方向に延ばすリードとを備えたリード弁に
おいて，リードの長手方向に沿う側縁に，リードの弁孔
への入り込みを阻止する突起を形成したことを第２の特
徴とする。
【０００９】この第２の特徴によれば，リード周りの気
体の流れ状態によってリードが長手方向軸線周りに捩じ
れながら弁孔に入り込もうとしても，リード側縁の突起
が弁座に受け止められてその捩じれが抑制され，リード
の弁孔への入り込みを阻止することができる。その結
果，リードの弁座との重なり代を弁孔の閉鎖のための必
要最小限度の値に設定することが可能となり，リードの
ばね定数の増加を回避し，圧力脈動に対するリードの応
答性を良好にすることができ，また特に前記突起による
弁孔の開口面積の減少もなく，気体の所望流量を確保し
ながらリード弁の小型化を図ることができる。
【００１０】さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加
えて，弁孔を，その長手方向をリードと同じくする略長
方形に形成し，この弁孔のリード基端側の端縁から前記
突起までの距離を，弁孔の長辺長さの約７５％と設定し
たことを第３の特徴とする。
【００１１】この第３の特徴によれば，突起の，リード
の捩じれに対する抑制効果が顕著となり，突起の突出長
さを極力小さくしつゝリードの捩じれを効果的に防ぐこ
とができる。
【００１２】さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の
何れかに加えて，内燃機関の排気系に接続される２次空
気通路に，リードを該通路の下流側に向けてリード弁を
介装したことを第４の特徴とする。
【００１３】尚，前記排気系は，後述する本発明の実施
例中の排気ポート６に対応する。
【００１４】この第４の特徴によれば，リードが常に排
気系の圧力脈動に的確に応答して振動し，排気系に２次
空気を確実に供給して排気浄化に寄与し得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１６】図１は本発明の第１実施例に係るリード弁
を装着した内燃機関の縦断面図，図２は上記リード弁の
拡大縦断面図，図３は同リード弁の一部破断正面図（図
２の３矢視図），図４は同リード弁の裏面図（図２の４
矢視図），図５は本発明の第２実施例に係るリード弁の
一部破断正面図，図６は同リード弁の裏面図である。
【００１７】先ず，図１〜図４に示す本発明の第１実施
例の説明から始める。
【００１８】図１において，参照符号Ｅは自動二輪車用
の内燃機関を示す。この内燃機関Ｅは，下方から順次接
合されるシリンダブロック１，シリンダヘッド２及びヘ
ッドカバー３を備える。シリンダヘッド２には，燃焼室
４と，この燃焼室４にそれぞれ開口する吸気ポート５及
び排気ポート６とが形成されると共に，これら吸，排気
ポート５，６を開閉す吸気弁７及び排気弁８と，これら
吸，排気弁７，８を開閉駆動する動弁機構９とが設けら
れる。この動弁機構９は，シリンダヘッド２とヘッドカ
バー３との間に画成される動弁室１０に配設される。吸
気ポート５の上流側には気化器が取り付けられ，排気ポ
ート６の下流側には，排気管を介してマフラ（何れも図
示せず）が接続される。
【００１９】またヘッドカバー３には，本発明のリード
弁Ｖを取り付ける弁ハウジング１１が設けられる。この
弁ハウジング１１は，ヘッドカバー３に一体に成形され
る下部ハウジング半体１１ｂと，ヘッドカバー３の上面
にねじ止めされる上部ハウジング半体１１ａとで構成さ
れ，リード弁Ｖは，その上部ハウジング半体１１ａに装
着されると共に，下部ハウジング半体１１ｂによって下
面を押さえられる。このリード弁Ｖは，上部ハウジング
半体１１ａ側から下部ハウジング半体１１ｂ側への一方
向のみの気体の流れを許容する。
【００２０】上部ハウジング半体１１ａには，２次上流
通路１２ａを介してエアクリーナ１４が接続され，その
２次上流通路１２ａの途中には，規定値以上の吸気負圧
を検知して開弁する制御弁１５が介装される。また下部
ハウジング半体１１ｂは，２次下流通路１２ｂを介して
排気ポート６に接続される。上記２次上流及び下流通路
１２ａ，１２ｂは，エアクリーナ１４で濾過された空気
を排気ポート６に誘導する２次空気通路１２を構成する
ものであり，したがって，この２次空気通路１２の途中
にはリード弁Ｖ及び制御弁１５が直列に介裝されること
になる。
【００２１】さて，図２〜図４により上記リード弁Ｖの
構成について説明する。
【００２２】リード弁Ｖは，弁座部材２０，リード２４
及びストッパ板２５を構成要素とする。
【００２３】弁座部材２０は略長方形で板状をなしてお
り，その長手方向一端部のリード取り付け部２０ａから
長手方向に離れて，弁座部材２０の両側面を貫通する弁
孔２１が設けられる。この弁孔２１も長手方向を弁座部
材２０と同じくする略長方形をなしており，この弁孔２
１の周囲を囲繞する，ゴム等の弾性材製の弁座２２が弁
座部材２０の一方の側面に接着される。また弁座部材２
０の周囲には，ゴム等の弾性材製のシール部材２３が嵌
め込まれる。
【００２４】リード２４は極薄の弾性金属板からなって
いて，弁孔２１を覆って弁座２２に着座するように配設
される。このリード２４も長手方向を弁座部材２０と同
じくする略長方形をなしており，その長手方向一端部
（基端部）がストッパ板２５の一端部と共に弁座部材２
０のリード取り付け部２０ａに一対のビス２６，２６で
固着され，その他端は自由端とされる。このリード２４
の弁座２２との重なり代Ｓは，前記弁孔２１の閉鎖に必
要な最小限度の値に設定される。そして，このリード２
４の弁孔２１への入り込みを阻止すべく，弁孔２１の長
辺側の両内側面に一対の突起２７，２７が形成される。
その際，これら突起２７，２７は次式が成立するように
配置される。
【００２５】弁孔２１の長辺長さをＬとしたとき，弁孔
２１のリード２４基端側の端縁から前記突起２７までの
距離Ｌ′は，Ｌ′≒０．７５Ｌとされる。即ち，突起２
７，２７は，弁孔２１のリード２４基端側の端縁から測
って，弁孔２１の長辺長さＬの約７５％の箇所に配置さ
れる。
【００２６】ストッパ板２５は，リード２４の，弁座２
２から離座する開弁時，その背面を受け止めてリード２
４の最大撓みを規制するもので，弁座部材２０のリード
取り付け部２０ａに固着された一端部から他端に向かっ
てリード２４から離れるように湾曲している。
【００２７】このような構成のリード弁Ｖは，図１に示
すように，リード２４及びストッパ板２５を下部ハウジ
ング半体１１ｂに向けて，弁座部材２０が上部ハウジン
グ半体１１ａに嵌装される。その際，シール部材２３が
上部ハウジング半体１１ａの内周面に密接して，弁座部
材２０と上部ハウジング半体１１ａとの嵌合部の気密を
保つ。
【００２８】次に，この第１実施例の作用について説明
する。
【００２９】内燃機関Ｅの減速運転時，吸入負圧が一定
値以上になると，それを検知した制御弁１５は開弁し
て，２次上流通路１２ａを導通状態にする。そこで，排
気ポート６及びそれに接続された排気管を含む排気系に
圧力の脈動が発生すると，その脈動は，２次下流通路１
２ｂを経て下部ハウジング半体１１ｂ内に到達して，リ
ード弁Ｖのリード２４を開閉方向に振動させる。即ち，
下部ハウジング半体１１ｂ内に負圧が到来したときは，
リード２４は弁座２２から離座して弁孔２１を開くの
で，その負圧は２次上流通路１２ａへと伝達し，その結
果，エアクリーナ１４で濾過された外気が２次空気通路
１２及び弁孔２１を経て排気ポート６に吸入され，また
下部ハウジング半体１１ｂ内に正圧が到来したときは，
リード２４は弁座２２に着座して弁孔２１を閉鎖するの
で，２次空気通路１２での空気の逆流が阻止される。こ
のような排気系の圧力脈動とリード弁Ｖの作動により，
２次空気通路１２を通して排気ポート６に間欠的に２次
空気が導入されるから，減速運転に伴う排ガス中の未燃
成分濃度の増加があっても，その未燃成分を排気系内で
燃焼，浄化することができる。
【００３０】尚，内燃機関Ｅの通常運転時にも，下部ハ
ウジング半体１１ｂには排気系の圧力脈動が作用するの
で，リード弁Ｖのリード２４は開閉振動するが，この通
常運転時には吸気負圧が比較的低く，制御弁１５が閉弁
して２次上流通路１２ａを遮断しているから，排気ポー
ト６への２次空気の供給は行われない。
【００３１】ところで，リード２４周りの気体の流れ状
態によっては，リード２４に長手方向軸線周りの捩じれ
変形が発生することがあるが，そのような場合でも，弁
孔２１の長辺側の両内側面に一対の突起２７，２７が形
成されているから，これら突起２７，２７がリード２４
の長辺側の両側縁部を受け止めて，その捩じれを抑制し
て弁孔２１への入り込みを阻止し，リード２４の弁座２
２への正常な着座へと導くことができる。
【００３２】テストによれば，リード２４の捩れは，弁
孔２１の長手方向中央部で最も大きいが，リード２４の
リード取り付け部２０ａに対する取り付け誤差により，
リード２４が傾いて取り付けられることも考慮すると，
弁孔２１がリード２４と長手方向を同じくする略長方形
である場合は，弁孔２１の突起２７，２７を，前述のよ
うに，弁孔２１のリード２４基端側の端縁から測って，
弁孔２１の長辺長さＬの約７５％の箇所に配置するとき
が，突起２７，２７の，リード２４の捩じれに対する抑
制効果が最も高くいことを確認しており，したがって突
起２７，２７の突出長さを極力小さくしつゝリード２４
の捩じれを効果的に抑え，リード２４の弁孔２１への入
り込みを確実に防ぐことができる。
【００３３】かくして，リード２４の弁座との重なり代
を弁孔２１の閉鎖のための必要最小限度の値に設定する
ことが可能となり，リードのばね定数の増加を回避し，
圧力脈動に対するリードの応答性を良好にすることがで
き，また気体の所望流量を確保しながらリード弁Ｖの小
型化を図ることができる。
【００３４】そして，このようなリード弁Ｖを，上記の
ように内燃機関Ｅの排気系への２次空気供給に使用すれ
ば，リード２４が常に排気圧力の脈動に的確に応答して
排気系に２次空気を確実に供給することができ，排気浄
化に寄与し得る。
【００３５】次に，図５及び図６に示す本発明の第２実
施例について説明する。
【００３６】この第２実施例は，前実施例における弁孔
２１の突起３７，３７に代えて，リード２４の長辺側の
両側縁に一対の突起３７，３７を形成したものであり，
その他の構成は前実施例と同様であるから，図５及び図
６中，前実施例との対応部分には同一の参照符号を付し
て，その説明を省略する。
【００３７】この実施例においても，リード２４が長手
方向軸線周りに捩じれながら弁孔２１に入り込もうとし
ても，リード２４の両側縁の突起３７，３７が弁孔２１
両側縁の弁座２２に受け止められることによりリード２
４の捩じれが抑制され，弁孔２１への入り込みが防止さ
れ，したがってリード２４は弁座２２への正常な着座へ
と導かれる。したがって，この場合もリード２４の弁座
との重なり代を弁孔２１の閉鎖のための必要最小限度の
値に設定することが可能であり，リードのばね定数の増
加を回避し，圧力脈動に対するリードの応答性を良好に
することができ，また特に前記突起３７，３７による弁
孔２１の開口面積の減少もなく，気体の所望流量を確保
しながらリード弁Ｖの小型化を図ることができる。
【００３８】またこのリード弁Ｖを，前記実施例のよう
に内燃機関Ｅの排気系への２次空気供給に使用すれば，
リード２４が常に排気圧力の脈動に的確に追従して排気
系に２次空気を確実に供給し，排気浄化に寄与し得るこ
とは勿論である。
【００３９】本発明は，上記実施例に限定されるもので
はなく，その要旨の範囲を逸脱することなく種々の設計
変更が可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，弁座及びこの弁座に開口する弁孔を有する弁座部材
と，弁座と協働して弁孔を開閉すべく，弁座部材に基端
を固着されて弁孔を覆いながら自由端を長手方向に延ば
すリードとを備えたリード弁において，弁孔の，リード
の長手方向に沿う内側面に，リードの弁孔への入り込み
を阻止する突起を形成したので，リードが長手方向軸線
周りに捩じれながら弁孔に入り込もうとしても，その入
り込みを阻止することができ，したがって，リードの弁
座との重なり代を弁孔の閉鎖のための必要最小限度の値
に設定することが可能となり，リードのばね定数の増加
を回避し，圧力脈動に対するリードの応答性を良好にす
ることができ，また気体の所望流量を確保しながらリー
ド弁の小型化を図ることができる。
【００４１】また本発明の第２の特徴によれば，弁座及
びこの弁座に開口する弁孔を有する弁座部材と，弁座と
協働して弁孔を開閉すべく，弁座部材に基端を固着され
て弁孔を覆いながら自由端を長手方向に延ばすリードと
を備えたリード弁において，リードの長手方向に沿う側
縁に，リードの弁孔への入り込みを阻止する突起を形成
したので，リードが長手方向軸線周りに捩じれながら弁
孔に入り込もうとしても，その入り込みを阻止すること
ができる。その結果，リードの弁座との重なり代を弁孔
の閉鎖のための必要最小限度の値に設定することが可能
となり，リードのばね定数の増加を回避し，圧力脈動に
対するリードの応答性を良好にすることができ，また特
に前記突起による弁孔の開口面積の減少もなく，気体の
所望流量を確保しながらリード弁の小型化を図ることが
できる。
【００４２】さらに本発明の第３の特徴によれば，弁孔
を，その長手方向をリードと同じくする略長方形に形成
し，この弁孔のリード基端側の端縁から前記突起までの
距離を，弁孔の長辺長さの約７５％と設定したので，突
起の突出長さを極力小さくしつゝリードの捩じれを効果
的に抑え，弁孔への入り込みを確実に防ぐことができ
る。
【００４３】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，
内燃機関の排気系に接続される２次空気通路に，リード
を該通路の下流側に向けてリード弁を介装したので，リ
ードが常に排気系の圧力脈動に的確に応答して振動し，
排気系に２次空気を確実に供給して排気浄化に寄与し得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るリード弁を装着した
内燃機関の縦断面図。
【図２】上記リード弁の拡大縦断面図。
【図３】同リード弁の一部破断正面図（図２の３矢視
図）。
【図４】同リード弁の裏面図（図２の４矢視図）。
【図５】本発明の第２実施例に係るリード弁の一部破断
正面図。
【図６】同リード弁の裏面図。
【符号の説明】
６・・・・・・吸気系（吸気ポート） １２・・・・・２次空気通路 ２０・・・・・弁座部材 ２１・・・・・弁孔 ２２・・・・・弁座 ２４・・・・・リード ２７・・・・・弁内側面の突起 ３７・・・・・リード側縁の突起 Ｅ・・・・・・内燃機関 Ｌ・・・・・・弁孔の長辺長さ Ｌ′・・・・・弁孔のリード基端側の端縁から突起まで
の距離 Ｖ・・・・・・リード弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA03 AB01 AB12 AB16 BA00 BA15 BA19 BA29 BA39 CA22 EA32 FA19 HA02 HB07 3H058 AA15 BB02 BB03 BB14 BB22 BB27 CB02 CC02 CC05 EE04 EE15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弁座（２２）及びこの弁座（２２）に開
    口する弁孔（２１）を有する弁座部材（２０）と，弁座
    （２２）と協働して弁孔（２１）を開閉すべく，弁座部
    材（２０）に基端を固着されて弁孔（２１）を覆いなが
    ら自由端を長手方向に延ばすリード（２４）とを備えた
    リード弁において，弁孔（２１）の，リード（２４）の
    長手方向に沿う内側面に，リード（２４）の弁孔（２
    １）への入り込みを阻止する突起（２７）を形成したこ
    とを特徴とする，リード弁。
  2. 【請求項２】 弁座（２２）及びこの弁座（２２）に開
    口する弁孔（２１）を有する弁座部材（２０）と，弁座
    （２２）と協働して弁孔（２１）を開閉すべく，弁座部
    材（２０）に基端を固着されて弁孔（２１）を覆いなが
    ら自由端を長手方向に延ばすリード（２４）とを備えた
    リード弁において，リード（２４）の長手方向に沿う側
    縁に，リード（２４）の弁孔（２１）への入り込みを阻
    止する突起（３７）を形成したことを特徴とする，リー
    ド弁。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のリード弁におい
    て，弁孔（２１）を，その長手方向をリード（２４）と
    同じくする略長方形に形成し，この弁孔（２１）のリー
    ド（２４）基端側の端縁から前記突起（２７，３７）ま
    での距離（Ｌ′）を，弁孔（２１）の長辺長さ（Ｌ）の
    約７５％と設定したことを特徴とする，リード弁。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載のリード弁
    において，内燃機関（Ｅ）の排気系（６）に接続される
    ２次空気通路（１２）に，リード（２４）を該通路（１
    ２）の下流側に向けて介装されることを特徴とする，リ
    ード弁。
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