JP2007024241A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 インレットポート１５からＡＳＶ２の弁口１０に向けて延びる流体導入流路１６、１７内を２次空気がスムーズに流れるようにすることで、流体の圧力損失を減らし、インレットパイプ１４を含む全体構成の体格の小型化を図ることを課題とする。
【解決手段】 インレットパイプ１４の中心軸線が弁口１０に向かって傾いており、しかもインレットパイプ１４の中心軸線とポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して垂直な垂線との交差角度（θ）が９０°未満の鋭角となっている。これにより、インレットポート１５からインレットパイプ１４の内部（流体導入流路１６）に流入した２次空気は、インレットパイプ１４の中心軸線に沿ってほぼ直線状に流れて、そのまま直角に屈曲することなく、流体導入流路１７内で円弧状に滑らかに湾曲して、バルブシート５の内部に設けられた弁口１０にスムーズに流れ込む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バルブシートに対して着座、離脱して弁口を開閉するポペットバルブを備えた流体制御弁に関するもので、特にエアポンプより圧送供給される２次空気を、内燃機関の排気管に導入するための２次空気流路の途中に設けられた弁口を開閉するポペットバルブと、内燃機関の燃焼室または排気管より流出した排気ガスがポペットバルブ側に逆流することを防止する逆止弁とを備えた２次空気制御弁に係わる。

［従来の技術］
従来より、エンジン始動時、内燃機関の燃焼室内より流出する排気ガスの温度が低い時に、電動エアポンプを作動させることにより発生する２次空気を、排気ガスを浄化する三元触媒コンバータに導いて三元触媒を活性化させるようにする２次空気供給装置が知られている。そして、電動エアポンプから圧送供給される２次空気を三元触媒コンバータに導くための２次空気流路には、電磁式２次空気制御弁が設置されている。この電磁式２次空気制御弁は、図６に示したように、２次空気の流れを断続制御するエアスイッチングバルブとして機能する電磁弁１０１と、内燃機関の排気管から流入した排気ガスが電磁弁側に逆流するのを防止する逆止弁１０２とを備えている（例えば、特許文献１、２及び３参照）。そして、電磁弁１０１は、内部にバルブシート１０３が形成されたバルブハウジング１０４と、バルブシート１０３の内部に形成された弁口１０５を開閉するポペットバルブ１０６と、このポペットバルブ１０６を開弁方向に駆動する電磁駆動部とによって構成されている。

また、バルブハウジング１０４の本体（円筒部）の半径方向の外径側には、インレットパイプ１１０が設けられている。また、バルブハウジング１０４の内部には、インレットポート１１１を含む空気導入流路１１２、１１３が形成されている。また、バルブシート１０３よりも２次空気の流れ方向の下流側には、弁口１０５を介して空気導入流路１１３と連通する連通路１１４が形成されている。そして、ポペットバルブ１０６は、バルブシート１０３に対して着座、離脱して、弁口１０５を閉塞、開放する弁頭（バルブヘッド）１１５、およびこの弁頭１１５の中心軸線方向の一方側（図示上方側）に延ばされた弁軸（バルブシャフト）１１６等を有している。また、逆止弁１０２は、バルブハウジング１０４の下流端に結合されたアウトレットケース１２０と、このアウトレットケース１２０に保持された金属プレート１２１と、この金属プレート１２１の内部に形成された流体通過口１２２を開閉する薄膜状のリードバルブ１２３と、このリードバルブ１２３の開き具合を規制するリードストッパ１２４とによって構成されている。また、アウトレットケース１２０の内部には、アウトレットポート１２６を含む空気導出流路１２７が形成されている。

［従来の技術の不具合］
ところが、従来の電磁式２次空気制御弁に使用されるポペットバルブ１０６は、弁頭１１５に一体的に連結された弁軸１１６を電磁駆動部により軸線方向に直線運動させて、弁口１０５を開閉する構成となっており、弁軸１１６の延長線上に電磁駆動部を配置しているため、弁口１０５の中心軸線と同一軸線上にインレットパイプ１１０の中心軸線を配設することができなかった。これにより、従来の電磁式２次空気制御弁は、インレットパイプ１１０の中心軸線方向がポペットバルブ１０６の弁軸１１６の中心軸線方向に対して直角を成すように、バルブハウジング１０４の内部にポペットバルブ１０６を配設している。このため、インレットポート１１１から空気導入流路１１２、１１３を経由して弁口１０５へと流れ込む２次空気流は、弁口１０５の直前で激しく折れ曲がる。すなわち、インレットパイプ１１０の中心軸線に沿って直線状に流入した２次空気流は、空気導入流路１１３を通過する際に直角に屈曲して弁口１０５に流れ込むため、空気導入流路１１２を通過する２次空気の圧力損失が大きくなる。

また、従来の電磁式２次空気制御弁においては、電磁弁１０１の弁口１０５と逆止弁１０２の流体通過口１２２とが同一軸線上に配設されており、電磁弁１０１のポペットバルブ１０６の弁頭１１５がバルブシート１０３より離脱して弁口１０５を開くと、ポペットバルブ１０６の弁頭１１５が逆止弁１０２の流体通過口１２２の一部を塞ぐように流体通過口側に移動する。このため、弁口１０５から連通路１１４を経由して流体通過口１２２に向かう２次空気流は、ポペットバルブ１０６の弁頭１１５の外周端縁部の外側を周り込んで流体通過口１２２に導かれる。すなわち、弁口１０５から斜めに連通路１１４内に流入した２次空気流は、弁頭１１５の外周端縁部の外側で流れ方向を変えて、連通路１１４を通過する際に激しく屈曲して流体通過口１２２に流れ込むため、連通路１１４を通過する２次空気の圧力損失が大きくなる。

したがって、２次空気の圧力損失が大きいため、電動エアポンプから電磁式２次空気制御弁を経由して三元触媒コンバータへと導入される２次空気量が少なくなり、必要な２次空気量を得ることができないという問題が生じている。ここで、必要な２次空気量を得るためには、インレットパイプ１１０の内径、インレットポート１１１を含む空気導入流路１１２、１１３の流路断面積、弁口１０５の開口面積、連通路１１４の流路断面積、流体通過口１２２の開口面積、ポペットバルブ１０６の弁頭１１５の外径を大きくする等の方法があるが、電磁式２次空気制御弁の体格が大型となり、搭載スペースを確保することが困難になるという問題が生じる。
特開２００２−２６０９１９号公報（第１−４頁、図１） 特開２００２−２７２０８０号公報（第１−４頁、図１） 特開２００２−３４０２１６号公報（第１−６頁、図１）

本発明の目的は、流体の圧力損失を減らし、必要な流体流量を確保することのできる流体制御弁を提供することにある。また、流体の圧力損失を減らし、体格の小型化を図ることのできる流体制御弁を提供することにある。さらに、体格の小型化を図ることで、搭載スペースを確保することのできる流体制御弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、ハウジングに、弁口よりも流体の流れ方向の上流側にインレットパイプを設け、そのハウジングの内部にて弁口の中心軸線と同軸的に、すなわち、弁口の中心軸線に対して略同一軸線上に、バルブと一体的に連動するバルブ軸を配置している。そして、インレットパイプは、このインレットパイプの軸線が弁口に向かって傾いており、しかもインレットパイプの軸線とバルブのバルブ軸の軸線に対して垂直な垂線との交差角度が９０°未満の鋭角となっている。これにより、インレットパイプの入口部からインレットパイプの内部に流入した流体は、インレットパイプの軸線に沿ってほぼ直線状に流れて、そのまま直角に屈曲することなく、ハウジングの弁口にスムーズに流れ込む。したがって、流体制御弁の大型化を伴うことなく、インレットパイプの入口部からハウジングの弁口に向けて流れる流体の圧力損失の増加を抑えることができるので、必要な流体流量を確保することができる。また、流体制御弁の体格の小型化を図ることができるので、搭載スペースを確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を、電力によって運転されるモータ、およびこのモータの回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構を含む動力伝達機構によって構成しても良い。また、請求項３に記載の発明によれば、動力伝達機構は、モータと同一軸線上に配設されたモータ側ギヤ、このモータ側ギヤと噛み合ってモータトルクが伝達される中間減速ギヤ、およびこの中間減速ギヤと噛み合ってモータトルクが伝達されるバルブ側ギヤ等によって構成されている。そして、例えばハウジングの内部において、動力伝達機構の構成要素を成す各ギヤ（モータ側ギヤ、中間減速ギヤ、バルブ側ギヤ）の軸の並び方向と、インレットパイプの軸線方向とが略平行となるように、バルブ駆動装置を配置しても良い。

請求項４に記載の発明によれば、中間減速ギヤのギヤ径は、モータのモータ径よりも小さく、且つバルブ側ギヤのギヤ径よりも大きい。また、モータのモータ径は、モータ側ギヤのギヤ径よりも大きく、且つ中間減速ギヤのギヤ径よりも大きい。そして、バルブ駆動装置は、インレットパイプの入口部側から弁口側に向かって、バルブ側ギヤ、中間減速ギヤ、モータ側ギヤの順に配置されている。すなわち、インレットパイプの入口部側から弁口側に向かって、バルブ側ギヤのギヤ径、中間減速ギヤのギヤ径、モータのモータ径の順に大きくなっている。また、インレットパイプの軸線が弁口に向かって傾いているため、インレットパイプが斜めになる空間に効率良くバルブ駆動装置を配置できるので、流体制御弁の体格を小型化でき、搭載スペースを確保できる。

請求項５に記載の発明によれば、ハウジングの内部に、インレットパイプの入口部からハウジングの弁口に向けて円弧状に滑らかに湾曲する流体導入流路を形成している。そして、ハウジングまたはモータに、流体導入流路に対して放熱可能に露出した放熱部を設けたことにより、放熱部にてモータに発生した熱を、流体導入流路を流れる流体に放熱させることができる。これにより、モータを効率良く冷却することができる。また、請求項６に記載の発明によれば、ハウジングに、インレットパイプの入口部から流体導入流路内に流入する流体の流れ方向に対向する流路壁面を形成している。そして、その流路壁面自体が放熱部を成すと共に、その流路壁面を、バルブ軸の軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に配置することにより、ハウジングの流路壁面（放熱部）にインレットパイプの入口部から導入される流体が接触するため、放熱部にてモータに発生した熱を、流体導入流路を流れる流体に放熱させることができる。これにより、モータを効率良く冷却することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ハウジングの弁口よりも流体の流れ方向の下流側に逆止弁を配置することにより、ハウジングの出口部からバルブに向けて流体が流れるのを防止することができる。また、請求項８に記載の発明によれば、逆止弁が開弁した際に、弁口を通過した流体が流れ込む流体通過口（逆止弁の流体通過口）を設け、この逆止弁の流体通過口の中心軸線を、弁口の中心軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に偏心（オフセット）させている。これによって、弁口を通過した流体が逆止弁の流体通過口にスムーズに流れ込む。したがって、弁口から逆止弁の流体通過口に向けて流れる流体の圧力損失が減り、流体制御弁の体格の更なる小型化が図れる。

請求項９に記載の発明によれば、逆止弁に、固定端側を起点にした弾性変形による離接動作によって自由端側で逆止弁の流体通過口の開閉を行う可動片を設けている。また、請求項１０に記載の発明によれば、逆止弁の可動片の自由端側を、弁口の中心軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に配置することにより、逆止弁の流体通過口を通過した流体が逆止弁の可動片の自由端側よりも外側に円滑に周り込む。したがって、逆止弁の流体通過口から逆止弁の可動片の自由端側よりも外側に向けて流れる流体の圧力損失が減り、流体制御弁の体格の更なる小型化が図れる。さらに、請求項１１に記載の発明によれば、ハウジングの出口部を、逆止弁の流体通過口の中心軸線に対して、逆止弁の可動片の自由端側の反対側に偏心（オフセット）させることにより、仮にハウジングの出口部からハウジングの内部に向けて流体の吹き返しがあっても、逆止弁の可動片が逆止弁の流体通過口を閉じる側に吹き返し力が働くので、バルブ側へ流体が逆流することはない。

請求項１２に記載の発明によれば、ハウジングと逆止弁の可動片の自由端側との間に所定の空間を形成し、且つ逆止弁が開弁した際に、逆止弁の流体通過口から逆止弁の可動片の表面上に沿って所定の空間内に流入する流体の流れ方向に対向する流路壁面（ハウジングの流路壁面）を形成している。そして、ハウジングの流路壁面に、逆止弁の流体通過口からハウジングの出口部に向けて円弧状に滑らかに湾曲する湾曲面を形成している。これによって、逆止弁が開弁した際に、逆止弁の流体通過口から逆止弁の可動片の表面上に沿って所定の空間内に流入した流体は、仮に逆止弁の可動片の自由端側の延長線上（外側）で流体の流れ方向が略Ｕ字状に屈曲したとしても、ハウジングの流路壁面（湾曲面）に沿って逆止弁の可動片の自由端側の外側をスムーズに回り込み、淀みなく、つまり圧力損失を増加させることなく、所定の空間からハウジングの出口部に向けて流れる。したがって、逆止弁の流体通過口からハウジングの出口部に向けて流れる流体の圧力損失が減り、流体制御弁の体格の更なる小型化が図れる。

本発明を実施するための最良の形態は、流体の圧力損失を減らし、必要な流体流量を確保するという目的を、インレットパイプの軸線とバルブのバルブ軸の軸線に対して垂直な垂線との交差角度を鋭角とし、しかもインレットパイプの軸線を弁口側に傾けることで実現した。また、流体の圧力損失を減らし、流体制御弁の体格の小型化を図るという目的を、インレットパイプの軸線とバルブのバルブ軸の軸線に対して垂直な垂線との交差角度を鋭角とし、しかもインレットパイプの軸線を弁口側に傾けることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１は２次空気制御弁の主要構造を示した図で、図２は２次空気制御弁の全体構造を示した図である。

本実施例の２次空気制御弁は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の始動時に、２次空気流路管（流体流路管）内に発生する２次空気を三元触媒コンバータ（図示せず）に導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システム（２次空気供給装置）に組み込まれている。この２次空気供給システムは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されており、電動エアポンプ（図示せず）と２次空気制御弁とが２次空気流路管を介して接続され、２次空気制御弁とエンジン排気管とが２次空気流路管を介して接続されている。ここで、本実施例の２次空気供給システムは、エンジンの運転状態に基づいて電動エアポンプおよび２次空気制御弁の動力源である電動モータ１を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）を備えている。

２次空気制御弁は、ハウジングの内部に形成される２次空気流路（流体流路）を開閉するエア・スイッチング・バルブ（流体流路開閉弁、空気流路開閉弁：以下ＡＳＶと記す）２と、２次空気流路管とエンジン排気管との合流部から排気ガス等の流体がＡＳＶ側に逆流することを防止するための逆止弁３とを一体化した電動式流体制御弁（電動バルブモジュール）である。ＡＳＶ２は、中心軸線方向に往復直線運動を行うポペットバルブ４と、このポペットバルブ４が着座するバルブシート（弁座部）５とを備えている。

ここで、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラム、データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。このＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、電動モータ１に供給する供給電力を調整して電動モータ１の回転運動を制御するモータ制御ユニットである。そして、ＥＣＵは、エンジン始動時に、図示しない排気温度センサによって排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度が所定値以下の時に、電動モータ１に電力を供給してＡＳＶ２を開弁駆動する。このとき、電動エアポンプにも電力が供給されるため、２次空気流路管の内部に形成される２次空気流路内に２次空気が発生する。

ポペットバルブ４は、樹脂材料によって一体的に形成されている。ポペットバルブ４は、バルブシート５に対して着座、離脱して弁口（ＡＳＶ２の弁口）１０を閉塞、開放する弁体（２次空気制御弁の弁体）を構成している。このポペットバルブ４は、フランジ状の弁頭（バルブ、バルブヘッド）１１、および円柱状の弁軸（バルブ軸、バルブシャフト）１２を有し、軸線方向に往復動作するように構成されている。本実施例では、ポペットバルブ４の弁頭１１の背面側（バルブフェース）が、バルブシート５の図示下端面（弁口１０の開口周縁部）に着座するように構成されている。その弁頭１１は、弁軸１２の中心軸線方向の一端部（図示下端部）に弁軸１２よりも外径が大きくなるように鍔状に設けられている。そして、弁頭１１の周囲には、弁頭１１がバルブシート５に着座した際の、バルブシート５との間のシール性（気密性）を高めるためのゴム系弾性体（シールゴム）が焼き付け等の手段を用いて装着されている。

また、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線方向の一方側（図示下方側）の内部は、中空となっている。また、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線方向の他方側（図示上方側）には、弁軸１２の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように複数の歯部が形成されたラック歯（以下、ラックと呼ぶ）１３が設けられている。このラック１３は、後記する運動方向変換機構の一構成要素を成す。また、ポペットバルブ４は、弁頭１１がバルブシート５より離座（リフト）している時、つまりバルブ開弁時に、逆止弁３とバルブシート５との間に形成される空間（連通路１９）の途中で、弁頭１１が保持（配置）されるように構成されている。すなわち、ポペットバルブ４は、バルブ開弁時に、ポペットバルブ４の中心軸線方向の一方側（逆止弁側）に移動するように構成されている。ここで、バルブシート５の内部には、内部を２次空気が通過する円形状の弁口１０が形成されている。本実施例では、インレットパイプ１４の入口部（ハウジングの入口部、以下インレットポートと呼ぶ）１５からハウジングの内部（流体導入流路１６、１７）を経由して、弁口１０に２次空気が流れ込むように構成されている。

逆止弁３は、ＡＳＶ２のバルブシート５および弁口１０よりも２次空気の流れ方向の下流側に配置されて、内部を２次空気が通過する流体通過口２０を有し、エンジン排気管内をエンジンのエキゾーストマニホールド（図示せず）から三元触媒コンバータへ向かう排気ガスが電動エアポンプやＡＳＶ側に逆流することを阻止する。この逆止弁３は、電動エアポンプより吐出される２次空気の圧力によって開弁する薄膜状のリードバルブ２１と、このリードバルブ２１の開き具合（最大開度）を規制するリードストッパ２２と、リードバルブ２１の固定端およびリードストッパ２２の固定端を支持固定するための金属プレート２３とによって構成されている。

リードバルブ２１は、金属材料（例えば板ばね等）により薄膜状に形成されており、一端に固定端を有し、固定端側を起点にした弾性変形による離接動作によって自由端側で流体通過口２０の開閉を行う２重舌状または３重舌状の可動片よりなる。リードバルブ２１の固定端は、ＡＳＶ２の弁口１０の中心軸線よりも、インレットパイプ側（インレットポート側）に配置されている。そして、リードバルブ２１の固定端は、金属プレート２３の支持部の図示下端面に気密的に密着した状態で保持固定されている。また、リードバルブ２１の可動片は、弁口１０の中心軸線よりも、インレットパイプ側（インレットポート側）に対して反対側に配置されている。そして、リードバルブ２１の可動片は、電動エアポンプより吐出される２次空気の圧力によって開弁した際に、リードストッパ２２の図示上端面に当接する位置まで、金属プレート２３の図示下端面（弁座部）より離れることが許容されている。

リードストッパ２２は、金属板により製造されており、一端に固定端を有し、且つ他端側（自由端側）にリードバルブ２１の可動片の開き具合を規制する２重舌状または３重舌状のストッパ部を有している。リードストッパ２２の固定端は、リードバルブ２１の固定端の図示下端面に密着して取り付けられている。ここで、金属プレート２３は、内部に空気が通過する複数個の流体通過口２０が形成された略日の字型または略目の字型の枠体（バルブシート）であって、金属材料（例えばアルミニウム合金等）により形成されている。そして、複数個の流体通過口２０の中心軸線は、弁口１０の中心軸線に対して、インレットパイプ側（インレットポート側）に対して反対側にオフセット（偏心）している。なお、流体通過口２０の通路壁面には、略日の字型または略目の字型のゴム系シール材が焼き付け等により固着されている。また、金属プレート２３の枠部は、従来の技術（図６参照）よりも外側に拡げられている。そして、金属プレート２３の図示左側の枠部には、リードバルブ２１の固定端を介してリードストッパ２２の固定端を支持する支持部が設けられている。

また、ＡＳＶ２のポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置（モータアクチュエータ）は、電力によって運転される電動モータ１、および運動方向変換機構を含む動力伝達機構等によって構成されている。ここで、電動モータ１は、出力軸（モータシャフト）３１に一体化されたロータ、このロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、ロータには永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、ステータにはアーマチャコイル（電機子巻線）が巻回されたステータコアおよび円筒状のヨーク３２が設けられている。そして、電動モータ１は、ＥＣＵによって通電されるとモータシャフト３１が正転方向（開弁方向）および逆転方向（閉弁方向）に回転する。この電動モータ１は、モータケース３３のモータ挿入口の開口周縁部に締結ネジ３４を用いて締め付け固定されている。なお、ブラシレスＤＣモータの代わりに、ブラシ付きの直流（ＤＣ）モータや、三相誘導型電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。

動力伝達機構は、電動モータ１の回転動力をポペットバルブ４の弁軸１２に伝達する機構であって、電動モータ１のモータシャフト３１の回転速度（モータスピード）を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構よりなる。この歯車減速機構は、電動モータ１のモータシャフト３１の外周に固定された円筒状のピニオンギヤ（モータ側ギヤ、第１回転駆動体）３５と、このピニオンギヤ３５と噛み合ってピニオンギヤ３５からモータトルクが伝達される中間減速ギヤ（第２回転駆動体）３６と、この中間減速ギヤ３６と噛み合って中間減速ギヤ３６からモータトルクが伝達されるバルブ側ギヤ（減速機構のうちの最終ギヤ、第３回転駆動体）３７と、ポペットバルブ４の弁軸１２に設けられたラック１３とによって構成されている。

ピニオンギヤ３５は、電動モータ１のモータシャフト３１と同一軸線上に配設されて、電動モータ１の最大外径部（ヨーク３２）の外径（モータ径）および中間減速ギヤ３６の最大外径部（大径ギヤ４１）の外径（ギヤ径）よりも小さいギヤ径を有している。また、中間減速ギヤ３６には、ピニオンギヤ３５と噛み合う円環状の大径ギヤ４１、およびバルブ側ギヤ３７と噛み合う円筒状の小径ギヤ４２が形成されている。この中間減速ギヤ３６は、電動モータ１のモータシャフト３１と略平行に配置された支持軸４３の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、中間減速ギヤ３６の大径ギヤ４１は、電動モータ１のモータ径よりも小さく、且つバルブ側ギヤ３７の最大外径部（ギヤ部４４）の外径（ギヤ径）よりも大きいギヤ径を有している。

バルブ側ギヤ３７は、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線方向に対して直交する方向に配設されている。また、バルブ側ギヤ３７には、中間減速ギヤ３６の小径ギヤ４１と噛み合う円弧状のギヤ部４４、およびラック１３と噛み合う円筒状のピニオンギヤ４５が形成されている。このバルブ側ギヤ３７は、電動モータ１のモータシャフト３１および支持軸４３と略平行に配置された支持軸４６の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、バルブ側ギヤ３７のギヤ部４４は、電動モータ１のモータ径および中間減速ギヤ３６の大径ギヤ４１よりも小さく、且つバルブ側ギヤ３７のピニオンギヤ４５のギヤ径よりも大きいギヤ径を有している。ここで、電動モータ１のモータシャフト３１は、ピニオンギヤ３５の回転中心を成すギヤ軸を構成する。また、支持軸４３、４６は、それぞれ中間減速ギヤ３６、バルブ側ギヤ３７の回転中心を成すギヤ軸を構成するもので、それぞれの軸方向の両端部がハウジングの凹状部に圧入固定されている。

そして、動力伝達機構は、ポペットバルブ４の弁軸１２のラック１３とバルブ側ギヤ３７のピニオンギヤ４５とによって、電動モータ１のモータシャフト３１の回転運動を、ポペットバルブ４の往復直線運動に変換する運動方向変換機構（ラック・アンド・ピニオン）を構成している。また、本実施例では、バルブ側ギヤ３７の半径方向の外径側に、支持軸４６と同軸的にコイルスプリング４７が装着されている。このコイルスプリング４７は、バルブ側ギヤ３７が開弁方向に回転すると、バルブ側ギヤ３７を開弁方向に対して反対側に回転させる捩じり弾性力が発生する。

そして、ＡＳＶ２および逆止弁３は、３つのケース（バルブケース６、ケースカバー７、アウトレットケース８）によって構成されるハウジングの内部に電動モータ１と共に組み込まれている。これらのバルブケース６、ケースカバー７、アウトレットケース８は、締結ネジ、クリップ等で結合されている。ここで、バルブケース６は、金属材料（例えば熱伝導性に優れるアルミニウムダイカスト等）により所定の形状に形成されている。このバルブケース６には、ポペットバルブ４の弁頭１１が着座可能なバルブシート５、およびこのバルブシート５の内部で開口する弁口１０に２次空気を導くためのインレットパイプ１４等が一体的に形成されている。なお、バルブシート５は、ハウジング（バルブケース６）と別体で製造された後に、ハウジングの内部に一体的に結合されるように構成しても良い。

インレットパイプ１４は、直管状で、２次空気流路管を介して電動エアポンプに接続されており、２次空気の流れ方向の上流端が開口している。このインレットパイプ１４の内部には、インレットポート１５から弁口１０に向けて弁口１０の中心軸線に対して傾斜してほぼ直線状に延びる流体導入流路１６が形成されている。そして、インレットパイプ１４は、このインレットパイプ１４の中心軸線が弁口１０に向かって傾いており、しかもインレットパイプ１４の中心軸線とポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して垂直な垂線との交差角度（θ）が９０°未満の鋭角となっている。なお、インレットパイプ１４の中心軸線とポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して垂直な垂線との交差角度（θ）は、直角を除く鋭角（０°よりも大きく９０°未満）であれば構わないが、望ましくは２０°〜８０°の範囲が好適で、更に望ましくは３０°〜６０°の範囲が最適である。

また、バルブケース６の内部には、流体導入流路１６と弁口１０とを連通する流体導入流路１７が形成されている。また、バルブケース６は、２次空気の流れ方向の下流端が開口している。このバルブケース６の出口部には、逆止弁３の流体通過口２０に連通する連通路１９が形成されている。この連通路１９は、弁口１０から逆止弁３の流体通過口２０に向けて流体通過口２０の中心軸線に対して傾斜してほぼ直線状に延びる２次空気流路である。また、バルブケース６には、内部に軸方向孔５１が形成された筒状のバルブガイド５２、ケースカバー７との間にギヤ室５３を形成する筒状のギヤボックス５４、および内部にモータ収容孔５５が形成されたモータケース３３等が一体的に形成されている。

バルブガイド５２は、軸方向孔５１の内部でポペットバルブ４の弁軸１２を摺動自在に支持している。そして、ポペットバルブ４の弁軸１２の外周とバルブケース６のバルブガイド５２の流体導入流路側（開口端側）の内周との間には、流体導入流路１７からの２次空気の漏洩を防止するための円環状のシールラバー５６が装着されている。ギヤボックス５４は、ケースカバー７と共にアクチュエータケースを構成する。このギヤボックス５４は、ギヤ室５３の内部に、動力伝達機構の歯車減速機構の構成要素を成す各ギヤ（ピニオンギヤ３５、中間減速ギヤ３６、バルブ側ギヤ３７）を回転自在に収容している。

ここで、本実施例のバルブ駆動装置は、動力伝達機構の構成要素を成す各ギヤ（ピニオンギヤ３５、中間減速ギヤ３６、バルブ側ギヤ３７）の軸（モータシャフト３１、支持軸４３、４６）の並び方向と、インレットパイプ１４の中心軸線方向とが略平行となるようにバルブケース６のモータケース３３およびギヤボックス５４の内部に配置されている。また、バルブ駆動装置は、インレットパイプ１４のインレットポート側から弁口側に向かって、バルブ側ギヤ３７のギヤ部４４、中間減速ギヤ３６の大径ギヤ４１、ピニオンギヤ３５の順に配置されている。

そして、ギヤボックス５４の底壁面では、モータケース３３のモータ挿入口が開口している。また、バルブケース６のモータケース３３は、モータ収容孔５５の内部に電動モータ１を収容している。また、モータケース３３の内周面には、電動モータ１のヨーク３２の外周面が密着している。これにより、モータケース３３の円筒面には、バルブケース６の外部側を流れる外気に対して放熱可能に露出した第１放熱部６１、および流体導入流路１７に対して放熱可能に露出した第２放熱部６２が設けられている。

第１放熱部６１は、電動モータ１のヨーク３２の外周に沿って円筒面の一部を成すように設けられて、電動モータ１に発生した熱を、バルブケース６の外部側を流れる外気に放熱する第１放熱面である。なお、第１放熱部６１の放熱面積を多くする目的で、第１放熱部６１に板状の放熱フィンを多数形成しても良い。
第２放熱部６２は、電動モータ１のヨーク３２の外周に沿って円筒面の一部を成すように、また、電動モータ１のヨーク３２の外周部から弁口１０または流体通過口近傍に向けて滑らかに湾曲するように設けられて、電動モータ１に発生した熱を、バルブケース６の流体導入流路１７を流れる２次空気に放熱する第２放熱面である。なお、流体導入流路１７の流通抵抗が増大しない範囲内において、第２放熱部６２の放熱面積を多くする目的で、第２放熱部６２に板状の放熱フィンを多数形成しても良い。

ここで、本実施例のバルブケース６の中間部のモータ側（インレットパイプ側に対して反対側）の内壁面には、インレットパイプ１４のインレットポート１５およびこのインレットポート１５と同一軸線上に設けられる流体導入流路１６の出口部から流体導入流路１７内に流入する２次空気の流れ方向に対向する流路壁面が形成されている。このバルブケース６の流路壁面は、流体導入流路１６の出口部から流体導入流路１７内に流入した２次空気の圧力損失が増加することなく、弁口１０にスムーズに流れ込むようにするために、ある点を中心とした曲率半径の湾曲面６３とされている。この湾曲面６３の一部は、第２放熱部６２の放熱面を成す。また、湾曲面６３は、流体導入流路１６の出口部から弁口１０に向けて円弧状（例えば球面状）に滑らかに湾曲している。

また、本実施例のバルブケース６の出口部のモータ側（インレットパイプ側に対して反対側）の内壁面には、弁口１０からポペットバルブ４の弁頭１１とバルブシート５との間を経由して逆止弁３の流体通過口２０に流れ込む２次空気の流れ方向に沿う流路壁面が形成されている。このバルブケース６の流路壁面は、流体通過口２０の中心軸線に対して所定の傾斜角度だけ傾斜した傾斜面（テーパ面）６４とされている。この傾斜面６４は、弁口１０から逆止弁３の流体通過口２０に向けて流体通過口２０の中心軸線に対して傾斜している。また、モータケース３３の第１放熱部６１とアウトレットケース８とを結合する結合部（バルブケース６の結合部）６５との間には、モータケース３３を補強する補強リブ６６が設けられている。

ケースカバー７は、樹脂材料（電気絶縁性樹脂）よりなり、車両側（ＥＣＵ側）ワイヤハーネスの先端側に設けられた雌型コネクタに機械的に接続する雄型コネクタを一体的に形成している。なお、雄型コネクタは、車両側ワイヤハーネスの先端側に設けられる雌型コネクタを、雄型コネクタのコネクタシェル６７内に差し込むことで、ＥＣＵに内蔵されたモータ駆動回路とターミナル６９との電気的な接続が成される。その車両側ワイヤハーネスは、外周に絶縁保護チューブを施した導電線を束ねたもので、これらの各導電線は、雌型コネクタに設けられる各雌型ターミナルにそれぞれ電気的に接続されている。

アウトレットケース８は、金属材料（例えばアルミニウムダイカスト等）により所定の形状に形成されている。そして、アウトレットケース８は、２次空気の流れ方向の上流端が開口している。このアウトレットケース８の入口部の開口端縁部には、バルブケース６の結合部６５と結合する結合部（アウトレットケース８の結合部）７１が形成されている。なお、アウトレットケース８の結合部７１の内周には、逆止弁３の金属プレート２３の外周端縁部が嵌め込まれる嵌合部７２が形成されている。バルブケース６の結合部６５とアウトレットケース８の結合部７１との間には、バルブケース６の出口部とアウトレットケース８との結合部からの２次空気の漏洩を防止するための角環状のシールラバー７３が装着されている。

そして、アウトレットケース８は、２次空気の流れ方向の下流端が開口している。このアウトレットケース８の出口部（ハウジングの出口部：以下アウトレットポートと呼ぶ）７４の中心軸線は、逆止弁３のリードバルブ２１の自由端側の反対側（固定端側）に偏心（オフセット）している。また、アウトレットポート７４の中心軸線は、ＡＳＶ２の弁口１０の中心軸線に対して、逆止弁３のリードバルブ２１の自由端側の反対側（固定端側）に所定の傾斜角度だけ傾斜している。また、アウトレットポート７４の中心軸線は、逆止弁３の流体通過口２０の中心軸線に対して、逆止弁３のリードバルブ２１の自由端側の反対側（固定端側）に所定の傾斜角度だけ傾斜している。また、アウトレットポート７４の開口周縁部には、この開口周縁部より外側に張り出すように延ばされた取付用ステー７５が一体的に形成されている。この取付用ステー７５は、例えば２次空気流路管のフランジ部に（またはエンジン排気管の合流部に直接）締結ボルトやナット等の締結具を用いて締め付け固定される。

ここで、本実施例のアウトレットケース８の入口部のモータ側（インレットパイプ側に対して反対側）の内壁面には、リードバルブ２１の自由端側との間に空間７６を形成し、且つ逆止弁３の流体通過口２０から空間７６内に流入する２次空気の流れ方向に対向する流路壁面が形成されている。このアウトレットケース８の流路壁面は、逆止弁３の流体通過口２０から空間７６内に流入した２次空気の圧力損失が増加することなく、アウトレットケース８のアウトレットポート７４にスムーズに流れ込むようにするために、ある点を中心とした曲率半径の湾曲面７７とされている。この湾曲面７７は、逆止弁３の流体通過口２０からアウトレットポート７４に向けて円弧状（例えば球面状）に滑らかに湾曲している。

ここで、更なる圧力損失の低減化を目的として、アウトレットケース８の湾曲面７７とリードバルブ２１の自由端側との間に形成される空間７６を、比較的にボリュームの大きいチャンバ（所定の空間、流体導出流路）とすることで、リードバルブ２１が開弁した際に、逆止弁３の流体通過口２０からリードバルブ２１の表面上に沿って空間７６内に流入した２次空気を、リードバルブ２１の自由端側の外側を（更に）滑らかに淀みなく回り込ませることができる。なお、比較的にボリュームの大きいチャンバを、リードバルブ２１の自由端側の延長線上（外側）に設ける場合には、アウトレットケース８の湾曲面（流路壁面）７７を、リードバルブ２１の自由端側よりも遠ざけるように引っ込めることが考えられる。

ここで、本実施例では、バルブ駆動装置の動力源として電動モータ１を採用している関係で、アウトレットケース８の結合部７１の位置が従来の技術（図６参照）よりも図示右側に配置されている。このため、アウトレットケース８の湾曲面（流路壁面）７７を、リードバルブ２１の自由端側よりも遠ざけるように大きく引っ込めることができるので、従来の技術（図６参照）と比べて、ボリュームの大きいチャンバを設けることができる。但し、アウトレットケース８の内壁面（流路壁面）を引っ込めた場合でも、圧力損失を増大させないためには、段差部や急激に直角に折れ曲がる屈曲部が設けられないようにすることが望ましい。また、本実施例のように、アウトレットケース８の流路壁面に、逆止弁３の流体通過口２０からアウトレットポート７４に向けて円弧状に滑らかに湾曲する湾曲面７７を形成する場合、ある点を中心にした曲率半径の湾曲面７７を設けたり、湾曲面７７の途中で曲率半径が増減するような湾曲面を設けたりしても良い。

また、アウトレットケース８の内部には、空間７６の出口部からアウトレットポート７４に向けて徐々に流路断面積が小さくなる流体導出流路７８が形成されている。また、本実施例のアウトレットケース８の中間部のモータ側（インレットパイプ側に対して反対側）の内壁面には、空間７６の出口部からアウトレットポート７４に流れ込む２次空気の流れ方向に沿う流路壁面が形成されている。このアウトレットケース８の流路壁面は、逆止弁３の流体通過口２０の中心軸線に対して所定の傾斜角度だけ傾斜した傾斜面（テーパ面）７９とされている。この傾斜面７９は、空間７６の出口部からアウトレットポート７４に向けて逆止弁３の流体通過口２０の中心軸線に対して傾斜している。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の２次空気供給システムの作用、特にこの２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁の作用、すなわち、２次空気制御弁を開弁駆動した際の２次空気の流れを図１ないし図４に基づいて説明する。

ここで、自動車等の車両には、エンジンの燃焼室より排出される排気ガス中の有害成分とされる、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の３つの元素を一括して化学反応により、無害な成分に変化させる、特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）を無害な水（Ｈ₂ Ｏ）に変化させる三元触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置が搭載されている。しかし、三元触媒は、エンジンの燃焼時における空気と燃料との混合比が理論空燃比でないと、化学反応が正しく行われないので、理論空燃比である１４．７：１を保つ必要がある。また、三元触媒は、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い場合（約３５０℃以下）はうまく作動しない。

このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時には、電動エアポンプを動作させて、２次空気流路管内に２次空気を発生させ、この電動エアポンプの動作によって発生した２次空気を２次空気流路管、２次空気制御弁、エンジン排気管を経由して三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させて三元触媒を活性化させることが望ましい。そこで、ＥＣＵは、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い時（排気温度センサによって検出した排気ガス温度が所定値よりも低い時、あるいは触媒温度センサによって検出した三元触媒の温度が所定値よりも低い時）に、電動エアポンプに電力（ポンプ駆動電流）を供給して、電動エアポンプを動作させる。これにより、電動エアポンプによる２次空気の圧送供給が開始される。

また、ＥＣＵは、２次空気制御弁の電動モータ１に電力（モータ駆動電流）を供給して、モータシャフト３１を、ポペットバルブ４を開弁駆動させるのに必要な所定の回転角度分だけ回転させる。これにより、モータトルクによって歯車減速機構および運動方向変換機構（ラック・アンド・ピニオン）よりなる動力伝達機構を介してポペットバルブ４が開弁駆動される。具体的には、電動モータ１のモータシャフト３１が所定の回転角度分だけ回転し、この電動モータ１のモータシャフト３１に固定されているピニオンギヤ３５がモータシャフト３１の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ３５と噛合されている中間減速ギヤ３６の大径ギヤ４１にモータトルクが伝達される。

そして、大径ギヤ４１の回転に伴って中間減速ギヤ３６の小径ギヤ４２が支持軸４３の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、その小径ギヤ４２と噛合されているバルブ側ギヤ３７のギヤ部４４にモータトルクが伝達される。このとき、コイルスプリング４７には、バルブ側ギヤ３７を元の位置に逆回転させる方向の捩じり弾性力が発生する（蓄積される）。そして、ギヤ部４４の回転に伴ってバルブ側ギヤ３７のピニオンギヤ４５が支持軸４６の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ４５と噛合されている、ポペットバルブ４の弁軸１２に設けられたラック１３が、ピニオンギヤ４５の回転角度分だけ、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線方向の一方側（弁口１０を開く側、図示下方側）に直線運動する。これにより、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線方向の一方側（図示下端側）に設けられた弁頭１１の背面側が、バルブシート５より離座することで弁口１０が開放される。このとき、ポペットバルブ４の弁頭１１は、バルブシート５よりも２次空気の流れ方向の下流側にリフトするため、ポペットバルブ４の開弁中は弁頭１１が逆止弁３の流体通過口２０の直前の位置で開弁状態が保持される。

したがって、電動エアポンプの吐出口から吐出された２次空気は、２次空気流路管を経由してインレットポート１５から２次空気制御弁のインレットパイプ１４内に流入する。インレットパイプ１４内に流入した２次空気は、インレットポート１５から流体導入流路１６、１７を経由して、弁口１０に流れ込む。そして、弁口１０を通過した２次空気は、連通路１９の内部においてポペットバルブ４の弁頭１１の外周端縁部と連通路１９の流路壁面との間を通って、逆止弁３の流体通過口２０に流れ込む。そして、逆止弁３の流体通過口２０に流入した２次空気の圧力によってリードバルブ２１の自由端側がリードストッパ２２に当接する程度に開弁し、逆止弁３の流体通過口２０が開放されて、逆止弁３の流体通過口２０と空間７６とが連通状態となる。これにより、流体通過口２０を通過した２次空気は、金属プレート２３の図示下端面とリードバルブ２１の自由端側との間を経由して、空間７６の入口部に流入する。

そして、空間７６の入口部に流入した２次空気は、アウトレットケース８の湾曲面７７が湾曲しているため、リードバルブ２１の自由端側の延長線上（外側）で、リードバルブ２１の自由端側を回り込むように流れ方向を変える。そして、アウトレットケース８の湾曲面７７に沿って、リードバルブ２１の自由端側を回り込んだ２次空気は、アウトレットケース８の傾斜面７９に沿って流れ、空間７６の出口部から流体導出流路７８を経由してアウトレットポート７４に流れ込む。そして、２次空気は、アウトレットポート７４より流出して、三元触媒コンバータの上流側のエンジン排気管を経由し、三元触媒コンバータに送り込まれる。このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時でも、電動エアポンプを作動させることにより発生する２次空気が三元触媒コンバータに導かれるので、酸素（Ｏ₂ ）が燃焼し三元触媒が昇化、活性化する。特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）が無害な水（Ｈ₂ Ｏ）に変化することで、炭化水素の大気中への排出量が低減される。

［実施例１の効果］
本実施例の２次空気制御弁においては、インレットパイプ１４の中心軸線が弁口１０に向かって傾いており、しかもインレットパイプ１４の中心軸線とポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して垂直な垂線との交差角度（θ）が９０°未満の鋭角となっている。これにより、インレットポート１５からインレットパイプ１４の内部（流体導入流路１６）に流入した２次空気は、インレットパイプ１４の中心軸線に沿ってほぼ直線状に流れて、そのまま直角に屈曲することなく、流体導入流路１７内で円弧状に滑らかに湾曲して、バルブシート５の内部に設けられた弁口１０にスムーズに流れ込む。したがって、インレットパイプ１４を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格の大型化を伴うことなく、インレットポート１５から弁口１０に向けて流れる２次空気流の圧力損失の増加を抑えることができるので、三元触媒を活性化させるのに必要な２次空気量を確保することができる。また、インレットパイプ１４を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格の小型化を図ることができるので、２次空気制御弁を車両に搭載する搭載スペースを確保することができる。

また、本実施例のポペットバルブ４を開弁駆動するバルブ駆動装置は、動力伝達機構（歯車減速機構）の構成要素を成す各ギヤ（ピニオンギヤ３５、中間減速ギヤ３６、バルブ側ギヤ３７）の軸（モータシャフト３１、支持軸４３、４６）の並び方向と、インレットパイプ１４の中心軸線方向とが略平行となるようにハウジングの内部に配置されている。また、バルブ駆動装置は、インレットパイプ１４のインレットポート側から弁口側に向かって、バルブ側ギヤ３７のギヤ部４４、中間減速ギヤ３６の大径ギヤ４１、ピニオンギヤ３５の順に配置されている。すなわち、インレットパイプ１４のインレットポート側から弁口側に向かって、バルブ側ギヤ３７の最大外径部（ギヤ部４４）のギヤ径、中間減速ギヤ３６の最大外径部（大径ギヤ４１）のギヤ径、電動モータ１の最大外径部（ヨーク３２）のモータ径の順に大きくなっている。そして、上述したように、インレットパイプ１４の中心軸線が弁口１０に向かって傾いているため、インレットパイプ１４が斜めになる空間（バルブケース６のモータケース３３、ギヤボックス５４）に効率良くバルブ駆動装置を配置できるので、バルブ駆動装置を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格を小型化でき、搭載スペースを確保できる。

また、本実施例の２次空気制御弁においては、バルブケース６のモータケース３３のモータ収容孔５５の内部に、モータケース３３の内周面にヨーク３２の外周面が密着するように電動モータ１を収容している。そして、バルブケース６のモータケース３３の円筒面に、バルブケース６の外部側を流れる外気に対して放熱可能に露出した第１放熱部６１を設け、更にバルブケース６の内部（流体導入流路１７）に対して放熱可能に露出した第２放熱部６２を設けている。特に、第２放熱部６２の放熱面は、インレットパイプ１４の流体導入流路１６の出口部から流体導入流路１７内に流入する２次空気の流れ方向に対向する流路壁面（湾曲面６３）に設けられている。その湾曲面６３を、ポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に配置することにより、第２放熱部６２の放熱面を成す湾曲面６３にインレットポート１５から流体導入流路１６を経由して流体導入流路１７の内部に導入される２次空気が接触するため、第２放熱部６２にて電動モータ１に発生した熱を、流体導入流路１７を流れる２次空気に放熱させることができる。これにより、電動モータ１を効率良く冷却することができる。

また、本実施例の２次空気制御弁においては、弁口１０よりも２次空気の流れ方向の下流側に、薄膜状のリードバルブ２１、リードストッパ２２および金属プレート２３等によって構成される逆止弁３が配置されている。そして、逆止弁３の金属プレート２３の枠部の内部には、リードバルブ２１が開弁した際に、弁口１０を通過した２次空気が流れ込む流体通過口２０が形成されている。そして、この逆止弁３の流体通過口２０の中心軸線を、弁口１０の中心軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に偏心（オフセット）させている。これによって、弁口１０を通過した２次空気は、バルブケース６の流路壁面（傾斜面６４）に沿って図示右斜め下方に流れる。すなわち、ＡＳＶ２の開弁時に、ポペットバルブ４の弁頭１１が逆止弁３の流体通過口２０の一部を塞ぐように、流体通過口２０の直前の位置で待機していても、弁口１０を通過した２次空気は、連通路１９の内部においてポペットバルブ４の弁頭１１の外周端縁部とバルブケース６の流路壁面（傾斜面６４）との間を通って、逆止弁３の流体通過口２０にスムーズに流れ込む。したがって、弁口１０から逆止弁３の流体通過口２０に向けて流れる２次空気流の圧力損失が減り、逆止弁３を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格の更なる小型化が図れる。

また、リードバルブ２１の自由端側およびリードストッパ２２の自由端側を、弁口１０の中心軸線に対して、インレットパイプ側の反対側に配置することにより、逆止弁３の流体通過口２０を通過した２次空気が、リードバルブ２１の自由端側およびリードストッパ２２の自由端側よりも外側に円滑に回り込む。したがって、逆止弁３の流体通過口２０からリードバルブ２１の自由端側およびリードストッパ２２の自由端側よりも外側に向けて流れる２次空気流の圧力損失が減り、逆止弁３を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格の更なる小型化が図れる。また、アウトレットポート７４を、逆止弁３の流体通過口２０の中心軸線に対して、リードバルブ２１の自由端側およびリードストッパ２２の自由端側の反対側に偏心（オフセット）させることにより、仮にアウトレットポート７４からアウトレットケース８の内部（流体導出流路７８）に向けて排気ガスの吹き返しがあっても、リードバルブ２１が逆止弁３の流体通過口２０を閉じる側に吹き返し力が働くので、ポペットバルブ側へ排気ガスが逆流することはない。

また、本実施例のアウトレットケース８の入口部のモータ側の内壁面に、リードバルブ２１の自由端側との間に空間７６を形成し、且つリードバルブ２１が開弁した際に、逆止弁３の流体通過口２０からリードバルブ２１の表面上に沿って空間７６内に流入する２次空気の流れ方向に対向する流路壁面（湾曲面７７）を形成している。これによって、リードバルブ２１が開弁した際に、逆止弁３の流体通過口２０からリードバルブ２１の表面上に沿って空間７６内に流入した２次空気は、仮にリードバルブ２１の自由端側の延長線上（外側）で２次空気の流れ方向が略Ｕ字状に屈曲したとしても、アウトレットケース８の流路壁面（湾曲面７７）に沿ってリードバルブ２１の自由端側の外側をスムーズに回り込み、淀みなく、つまり２次空気流の圧力損失を増加させることなく、空間７６から流体導出流路７８を経由してアウトレットポート７４に向けてスムーズに流れる。したがって、逆止弁３の流体通過口２０からアウトレットポート７４に向けて流れる２次空気流の圧力損失が減り、逆止弁３を含む全体構成（２次空気制御弁）の体格の更なる小型化が図れる。

図５は本発明の実施例２を示したもので、２次空気制御弁の全体構造を示した図である。本実施例の２次空気制御弁は、ハウジングの内部の２次空気の流れがスムーズになるように、インレットパイプ１４およびＡＳＶ２をアウトレットポート７４の中心軸線に対して所定の傾斜角度だけ傾けている。なお、本実施例の２次空気制御弁においても、インレットパイプ１４の中心軸線が弁口１０に向かって傾いており、しかもインレットパイプ１４の中心軸線とポペットバルブ４の弁軸１２の中心軸線に対して垂直な垂線との交差角度（θ）が９０°未満の鋭角となっている。ここで、図中の白抜き矢印は、ＡＳＶ２のポペットバルブ４および逆止弁３のリードバルブ２１の開弁時のハウジング内部の２次空気の流れ方向を示す。

［変形例］
本実施例では、本発明の流体制御弁を、自動車等の車両に搭載される２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁に適用しているが、これに限定する必要はなく、例えば吸入空気流制御弁（スワール流制御弁やタンブル流制御弁等）または吸入空気量制御弁（スロットルバルブやアイドル回転速度制御弁等）に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁を、排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）に適用しても良い。これらの場合には、逆止弁を設けなくても良い。また、本発明の流体制御弁を、流体流路開閉弁、流体流路遮断弁、流体流量制御弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。なお、流体としては、エア（２次空気、空気）や蒸発燃料等の気体だけでなく、気相冷媒等の気体、水、燃料、オイルや液相冷媒等の液体、あるいは気液二相状態の流体を使用することができる。

また、本実施例では、ポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置として、動力伝達機構を含み、電動モータ１を動力源とするモータアクチュエータを採用したが、ポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置として、ソレノイドコイルの吸引起磁力によってポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）する電磁式アクチュエータを用いても良い。この場合には、ＡＳＶ２は、電磁式空気制御弁（電磁弁、電磁式流体流量制御弁、電磁式流体圧力制御弁）となる。また、バルブとして、ロータリーバルブ、バタフライバルブ、シャッター状バルブ、ボールバルブ等を用いても良く、また、バルブとバルブ軸とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブとバルブ軸とが結合されたバルブを用いても良い。

本実施例では、リードバルブ２１の固定端、リードストッパ２２の固定端および金属プレート２３の支持部をリベット等を用いてかしめ固定しているが、リードバルブ２１の固定端、リードストッパ２２の固定端および金属プレート２３の支持部を締結ネジ等を用いて締め付け固定しても良く、あるいは締結ネジおよびナット等を用いて締め付け固定しても良い。
また、本実施例では、ＡＳＶ２の弁口１０よりも２次空気の流れ方向の下流側（排気ガスの流入方向の上流側）に逆止弁３を設置しているが、逆止弁を設けなくても良い。また、バルブケース６とアウトレットケース８とを一体化して１個のハウジングとしても良い。また、バルブケース６の出口部に逆止弁３を設置しても良い。また、アウトレットケース８の出口部に管状のアウトレットパイプを設けても良い。

２次空気制御弁の主要構造を示した断面図である（実施例１）。 ２次空気制御弁の全体構造を示した断面図である（実施例１）。 モータアクチュエータの全体構造を示した断面図である（実施例１）。 モータアクチュエータの全体構造を示した平面図である（実施例１）。 ２次空気制御弁の全体構造を示した断面図である（実施例２）。 ２次空気制御弁の全体構造を示した断面図である（従来の技術）。

符号の説明

１ 電動モータ
２ ＡＳＶ
３ 逆止弁
４ ポペットバルブ（２次空気制御弁の弁体）
５ バルブシート（ハウジング）
６ バルブケース（ハウジング）
７ ケースカバー（ハウジング）
８ アウトレットケース（ハウジング）
１０ ＡＳＶの弁口
１１ ポペットバルブの弁頭（バルブ）
１２ ポペットバルブの弁軸（バルブ軸）
１３ ラック（運動方向変換機構、動力伝達機構）
１４ インレットパイプ
１５ インレットポート（インレットパイプの入口部）
１６ 流体導入流路（ハウジングの内部）
１７ 流体導入流路（ハウジングの内部）
１９ 連通路（ハウジングの内部）
２０ 流体通過口（逆止弁の流体通過口）
２１ 逆止弁のリードバルブ（可動片）
２２ 逆止弁のリードストッパ
３１ 電動モータのモータシャフト（ギヤの軸）
３３ バルブケースのモータケース
３５ ピニオンギヤ（モータ側ギヤ、動力伝達機構、歯車減速機構）
３６ 中間減速ギヤ（動力伝達機構、歯車減速機構）
３７ バルブ側ギヤ（動力伝達機構、歯車減速機構）
４３ 支持軸（ギヤの軸）
４６ 支持軸（ギヤの軸）
５３ ギヤボックスのギヤ室（ハウジングの内部）
５４ バルブケースのギヤボックス
５５ モータケースのモータ収容孔（ハウジングの内部）
６１ 第１放熱部
６２ 第２放熱部
６３ バルブケースの湾曲面（流路壁面）
６４ バルブケースの傾斜面（流路壁面）
７４ アウトレットポート（ハウジングの出口部）
７６ 空間
７７ アウトレットケースの湾曲面（流路壁面）
７８ 流体導出流路（ハウジングの内部）
７９ アウトレットケースの傾斜面（流路壁面）

Claims (12)

1. （ａ）内部に流体が通過する弁口を有するハウジングと、
   （ｂ）このハウジングの内部に移動自在に収容されて、前記弁口の開閉を行うバルブと、
   （ｃ）前記ハウジングの内部にて前記弁口の中心軸線と同軸的に配置されて、前記バルブと一体的に連動するバルブ軸と
   を備えた流体制御弁において、
   前記ハウジングは、前記弁口よりも流体の流れ方向の上流側にインレットパイプを有し、
   前記インレットパイプは、このインレットパイプの軸線が前記弁口に向かって傾いており、しかも前記インレットパイプの軸線と前記バルブ軸の軸線に対して垂直な垂線との交差角度が鋭角となっていることを特徴とする流体制御弁。
2. 請求項１に記載の流体制御弁において、
   前記バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備え、
   前記バルブ駆動装置は、電力によって運転されるモータ、およびこのモータの回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構を含む動力伝達機構を有していることを特徴とする流体制御弁。
3. 請求項２に記載の流体制御弁において、
   前記動力伝達機構は、前記モータと同一軸線上に配設されたモータ側ギヤ、このモータ側ギヤと噛み合ってモータトルクが伝達される中間減速ギヤ、およびこの中間減速ギヤと噛み合ってモータトルクが伝達されるバルブ側ギヤを有し、
   前記バルブ駆動装置は、前記動力伝達機構の構成要素を成す各ギヤの軸の並び方向と、前記インレットパイプの軸線方向とが略平行となるように配置されていることを特徴とする流体制御弁。
4. 請求項３に記載の流体制御弁において、
   前記モータは、前記モータ側ギヤのギヤ径よりも大きいモータ径を有し、
   前記中間減速ギヤは、前記モータのモータ径よりも小さいギヤ径を有し、
   前記バルブ側ギヤは、前記中間減速ギヤのギヤ径よりも小さいギヤ径を有し、
   前記バルブ駆動装置は、前記インレットパイプの入口部側から前記弁口側に向かって、前記バルブ側ギヤ、前記中間減速ギヤ、前記モータ側ギヤの順に配置されていることを特徴とする流体制御弁。
5. 請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングは、内部に前記インレットパイプの入口部から前記弁口に向けて円弧状に滑らかに湾曲する流体導入流路を有し、
   前記ハウジングまたは前記モータは、前記流体導入流路に対して放熱可能に露出した放熱部を有していることを特徴とする流体制御弁。
6. 請求項５に記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングは、前記インレットパイプの入口部から前記流体導入流路内に流入する流体の流れ方向に対向する流路壁面を有し、
   前記ハウジングの流路壁面は、それ自体が前記放熱部を成すと共に、前記バルブ軸の軸線に対して、前記インレットパイプ側の反対側に配置されていることを特徴とする流体制御弁。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の流体制御弁において、
   前記ハウジングの出口部から前記バルブに向けて流体が流れるのを阻止する逆止弁を備え、
   前記逆止弁は、前記弁口よりも流体の流れ方向の下流側に配置されていることを特徴とする流体制御弁。
8. 請求項７に記載の流体制御弁において、
   前記逆止弁は、この逆止弁が開弁した際に、前記弁口を通過した流体が流入する流体通過口を有し、
   前記流体通過口の中心軸線は、前記弁口の中心軸線に対して、前記インレットパイプ側の反対側に偏心していることを特徴とする流体制御弁。
9. 請求項８に記載の流体制御弁において、
   前記逆止弁は、固定端側を起点にした弾性変形による離接動作によって自由端側で前記流体通過口の開閉を行う可動片を有していることを特徴とする流体制御弁。
10. 請求項９に記載の流体制御弁において、
    前記逆止弁の可動片の自由端側は、前記弁口の中心軸線に対して、前記インレットパイプ側の反対側に配置されていることを特徴とする流体制御弁。
11. 請求項９に記載の流体制御弁において、
    前記逆止弁の可動片の自由端側は、前記弁口の中心軸線に対して、前記インレットパイプ側の反対側に配置されており、
    前記ハウジングの出口部は、前記流体通過口の中心軸線に対して、前記逆止弁の可動片の自由端側の反対側に偏心した位置に設けられていることを特徴とする流体制御弁。
12. 請求項１１に記載の流体制御弁において、
    前記ハウジングは、前記逆止弁の可動片の自由端側との間に所定の空間を形成し、且つ前記逆止弁が開弁した際に、前記流体通過口から前記逆止弁の可動片の表面上に沿って前記所定の空間内に流入する流体の流れ方向に対向する流路壁面を有し、
    前記ハウジングの流路壁面には、前記流体通過口から前記ハウジングの出口部に向けて円弧状に滑らかに湾曲する湾曲面が形成されていることを特徴とする流体制御弁。