JP2008002595A - リードバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】別体としてのリード弁ストッパーを廃し、低価格のリードバルブを提供する。
【解決手段】弁孔２５が設けられたバルブ本体２４に、弁孔２５を塞ぐリード状の弁体２３の固定端２３Ａを取り付ける。弁体２３の自由端２３Ｂをバルブ本体２４方向に折り曲げ第１屈曲部とし、更に固定端２３Ａとは逆向きに折り曲げて第２屈曲部とする。バルブ本体２４の弁体２３が取り付けられた弁取付面２４Ｓに係止孔２７を設ける。係止孔２７に弁体２３の折り曲げられた自由端２３Ｂを挿入する。弁体２３が圧力を受けて反り返ると、第２屈曲部２３２が係止孔２７の段部２７Ａに当接する位置で、自由端２３Ｂが係止される。これにより、弁体２３が弾性限界を超えて反り返ることを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、リード状の弁体を用いて空気の流入を制御するリードバルブに関する。

リードバルブには、吸気あるいは排気の際に、リード状の弁体がオーバーシュートし、応力オーバーとなって原型に戻らなくなることを防止するために、弁体の反り返りを規制するリード弁ストッパーが設けられる（特許文献１）。
特開２００４−２３２７１２号公報

しかし、従来のリード弁ストッパーは、板金をバルブ本体にネジ止めする構成とされているため、部品の数が多くなるとともに組立工程も多くなるという問題がある。また、従来の形態では、リード弁とストッパーとの間に挟まれた空気などの流体抵抗により、リード弁の動きが規制されるという問題がある。

本願発明は、別体としてのリード弁ストッパーを廃止することにより高い通気性を確保するとともに、軽量化された低価格のリードバルブを提供することを目的としている。

本発明のリードバルブは、弁孔が設けられた本体と、弁孔の開閉を行ないその一端である固定端が本体に固定されたリード状の弁体とを備え、弁体の他端である自由端が、本体に設けられた係止孔に係入されて弁体の反り返りを所定の範囲に規制する係止部を備えたことを特徴としている。

係止部は、弁孔を閉塞する弁体の平坦部から本体側に向けて屈曲される自由端の先端部であり、先端部は係止孔に係入され、弁体が所定の範囲まで開弁すると、先端部は係止孔内において係止される。本体において、弁体が載置される第１の面に形成される係止孔の開口が、第１の面とは反対側の面である第２の面に形成される係止孔の開口よりも小さく、本体側に向けて屈曲された先端部は更に平坦部に平行となるように屈曲される。

また係止孔は、例えば弁体が載置される本体の第１の面と本体の側面とを連通する孔である。

以上のように、本発明によれば、別体としてのリード弁ストッパーを廃止することにより高い通気性を確保するとともに、軽量化された低価格のリードバルブを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるリードバルブが用いられる２次エアシステムの概要を示す模式図である。なお、本実施形態では２次エアシステムを例に用いて説明を行うが、リードバルブが使用されるシステムは２次エアシステムに限定されるものではなく、例えば吸気系であってもよい。

エンジンのシリンダヘッド１０の吸気ポート１１には、吸気管１２が取り付けられ、エアクリーナ１３を介して外気がシリンダ内へと導かれる。排気ポート１４には排気管１５が取り付けられ、排気管１５は図示しない排気マフラへと連結される。

排気ポート１４には、排気系に２次空気を供給する２次空気供給路１６が設けられている。２次空気供給路１６には、エアクリーナ１７、エアカットバルブ１８、リードバルブ１９を介して２次空気が供給される。エアカットバルブ１８は、バキューム管２０を介して吸気管１２に連通されるダイアフラム室を備え、排気ポート１４に負圧が発生するとダイアフラム２１が作動されエアカットバルブ１８の制御弁２２が開く構成とされる。

エアカットバルブ１８と２次空気供給路１６との間に設けられたリードバルブ１９は、エアカットバルブ１８から２次空気供給路１６に向かって空気を流す逆止弁であり、排気ポート１４に負圧が発生したときのみ開弁し、エアカットバルブ１８に負圧を導き、制御弁２２を開いて２次空気を排気ポート１４へと供給する。

次に図２〜図４を参照して第１実施形態のリードバルブ１９の構造についてより詳細に説明する。図２、図３は、筐体部分を除く第１実施形態のリードバルブ１９の側断面図であり、図２は弁体が閉じた状態で示され、図３は弁体が開いた状態で示される。また、図４は図３のリードバルブを斜め上方から見た斜視図である。

なお、図１では、エアカットバルブ１８が上側に、２次空気供給路１６が下側に描かれていたので、リードバルブ１９も上側から下側へと２次空気を供給するように配置されて描かれているが、図２〜図４のリードバルブ１９は、下側から上側へ空気が流れるような配置で描かれている。

リードバルブ１９は、主にリード状の弁体２３と、弁体２３が装着されるバルブ本体２４とから構成される。弁体２３は可撓性を有する薄板部材（例えば薄い平坦なステンレス板）からなり、バルブ本体２４は例えばアルミやアルミ合金、あるいは他の金属などの剛体からなる例えば厚板状の部材であり、例えばダイカストにより成形される。

バルブ本体２４のほぼ中央には弁孔２５が形成される。弁体２３は弁孔２５を覆うのに十分な大きさの薄板であり、バルブ本体２４の一方の面（弁取付面）２４Ｓに弁孔２５を覆い塞ぐように載置され、弁体２３の一端（固定端）２３Ａは固定手段によりバルブ本体２４に固定される。本実施形態では、ボルト２６が固定手段として用いられ、バルブ本体２４の弁取付面２４Ｓにはボルト２６と螺合するネジ孔２４Ｈが形成される。なお、バルブ本体２４の弁取付面２４Ｓには、一面に耐熱性樹脂層が形成されている。例えばフッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂層が形成される。

また、バルブ本体２４には、弁孔２５に隣接して係止孔２７が形成される。係止孔２７は、弁体２３の固定端２３Ａの反対側の端部である自由端２３Ｂが係入される孔であり、弁孔２５を挟んで固定端２３Ａが取り付けられる側とは反対側に形成される。

弁体２３は、弁孔２５を閉塞する平坦な領域（平坦部）から主に構成されるが、自由端２３Ｂは、この平坦部からバルブ本体２４の方向に屈曲され（第１屈曲部２３１）、更にその先端は、固定端２３Ａとは反対側に向けて平坦部に平行となる方向に屈曲される（第２屈曲部２３２）。本実施形態において、係止孔２７は弁孔２５同様に、弁体２３が載置されるバルブ本体２４の弁取付面（下流側の面）２４Ｓから弁取付面２４Ｓの反対側の面（上流側の面）へと連通する孔である。

係止孔２７の弁取付面２４Ｓ側の開口は、幅方向（弁体２３の固定端２３Ａと自由端２３Ｂとを結ぶ方向に垂直な方向）に沿った弁体２３の横幅よりも僅かに長いスリット状の形状を呈する。また、係止孔２７の上流側の面に形成された開口は、例えば弁取付面２４Ｓ側の開口におけるスリット幅よりも広い幅を有し、弁取付面２４Ｓ近くまで達する。すなわち、弁取付面２４Ｓ側の開口と上流側の面から形成された開口との境には段部２７Ａが形成される。本実施形態では、段部２７Ａは弁孔２５とは反対側に配置される。

すなわち、第１屈曲部２３１は、弁取付面２４Ｓのスリット状の開口を挿通し、上流側の面から弁取付面２４Ｓ近くまで形成された開口部内へと延出する。図２に示されるように、弁体２３が閉じているときには、係止孔２７内において、第２屈曲部２３２は上流側の面付近に位置する。弁体２３を挟んで上流側の圧力が下流側の圧力よりも高くなると、図３のように、弁体２３は固定端２３Ａを中心に圧力差により上方（下流側）に反り返り開弁される。このとき、自由端２３Ｂは第２屈曲部２３２が段部２７Ａと係合するまで上方へと持ち上げられる。

すなわち第２屈曲部２３２が段部２７Ａに係止されることにより、弁体２３が図３の位置よりも更に反り返ることを防止することができ、弁体２３が弾性限界を越えて反り返り、弁孔２５を閉塞する位置まで戻らなくなることを防止できる。すなわち、自由端２３Ｂの形状を調整することにより弁体２３が開くことができる範囲を所定の範囲に規制することができる。

また、図５に第１実施形態のバルブ本体２４をリードバルブ１９の筐体３０に納めたときの構成を模式的な断面図として示す。なお図５においては、弁体２３が省略されている。図５に示されるように、係止孔２７は、バルブ本体２４の上流側から下流側へと連通する孔なので、リードバルブ１９の流路４０から気密的に隔絶する必要がある。

したがって、筐体３０には、図５に示されるように、弁孔２５と係止孔２７との間を隔てるバルブ本体２４の隔壁部２４Ａの台座部３１が設けられ、係止孔２７は流路４０から隔絶され、流路４０の空気が係止孔２７を通って下流側へ流れてしまうことは防止される。なお、筐体とバルブ本体２４との間にはシール部材３２が介挿される。

以上のように、本実施形態によれば、従来のように別体としてのリード弁のストッパーを必要とせず、簡略な構成で部品点数を減らせるとともに組立コストを削減することができる。

なお、図６に第１実施形態の変形例を示す。第１実施形態では、第２屈曲部２３２は、弁体２３の固定部２３Ａとは反対側に向けて屈曲されていたが、変形例の第２屈曲部２３３は、固定部２３Ａ側に向けて屈曲されている。すなわち、弁体２３の先端部は、Ｕ字形、あるいはコの字形状を呈し、係止孔２７に設けられる段部２７Ｂは、弁孔２５側に形成される。なおその他の点に関しては第１実施形態と同様である。

なお、弁体の自由端と係止孔との間の係合方法は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、自由端の一部のみを屈曲させて係止孔と係合する係止部を構成するようにしてもよい。また、本実施形態では、第２屈曲部を用いて係止しているが、第２屈曲部を設けず、１屈曲部を係止孔の側壁や段部と係合させる構成としてもよいし、横方向に係止部を設けることも可能である。更に、係止孔の形状や数も本実施形態に限定されるものではない。

次に図７、図８を参照して本発明の第２実施形態のリードバルブについて説明する。第２実施形態のリードバルブの構成の多くの部分は、第１実施形態のリードバルブの構成と同様であり、それらの構成に関しては同一参照符号を用いるとともに説明を省略する。

図７は、第２実施形態のバルブ本体５０の斜視図であり、図８は図７のバルブ本体５０の側断面図である。第１実施形態の係止孔２７はバルブ本体２４の上流側の面から弁取付面（下流側の面）へと連通していたため、バルブ本体２４を筐体３０に装着する際には、係止孔２７を流路４０から隔絶するための台座部３１を筐体３０に設ける必要があった。

第２実施形態のバルブ本体５０では、係止孔５１を弁取付面５０Ａから、バルブ本体５０の側面５０Ｂへと連通している。バルブ本体５０の４つの側面は、バルブ本体５０を筐体に組み付ける際に、従来からシール部材により気密的に筐体の内壁と接触するように構成されるため、係止孔５１の一方の開口をバルブ本体５０の側面に設けると、第１実施形態のように、筐体の構成に変更を加えることなく、係止孔５１を気密的に流路から隔絶することができる。

以上のように、第２実施形態によれば、筐体の構成に変更を加えることなく、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態であるリードバルブが用いられる２次エアシステムの概要を示す模式図である。 筐体部分を除く第１実施形態のバルブ本体の閉弁時の側断面図である。 筐体部分を除く第１実施形態のバルブ本体の開弁時の側断面図である。 図３のバルブ本体の斜視図である。 第１実施形態のバルブ本体を筐体に組み付けたときの模式的な側断面図である。 第１実施形態のリードバルブの変形例の側断面図である。 第２実施形態におけるバルブ本体の斜視図である。 第２実施形態におけるバルブ本体の側断面図である。

符号の説明

１０ シリンダヘッド
１１ 吸気ポート
１２ 吸気管
１３ エアクリーナ
１４ 排気ポート
１５ 排気管
１６ ２次空気供給路
１７ エアクリーナ
１８ エアカットバルブ
１９ リードバルブ
２３ 弁体
２３Ｂ 自由端
２４ バルブ本体
２５ 弁孔
２７ 係止孔
２７Ａ 段部
２３１ 第１屈曲部
２３２ 第２屈曲部

Claims (4)

1. 弁孔が設けられた本体と、前記弁孔の開閉を行ないその一端である固定端が前記本体に固定されたリード状の弁体とを備え、前記弁体の他端である自由端が、前記本体に設けられた係止孔に係入されて前記弁体の反り返りを所定の範囲に規制する係止部を備えることを特徴とするリードバルブ。
2. 前記係止部は、前記弁孔を閉塞する弁体の平坦部から前記本体側に向けて屈曲される前記自由端の先端部であり、前記先端部が前記係止孔に係入され、前記弁体が所定の範囲まで開弁すると、前記先端部が前記係止孔内において係止されることを特徴とする請求項１に記載のリードバルブ。
3. 前記本体において、前記弁体が載置される第１の面に形成される前記係止孔の開口が、前記第１の面とは反対側の面である第２の面に形成される前記係止孔の開口よりも小さく、前記本体側に向けて屈曲された前記先端部が更に前記平坦部に平行となるように屈曲されることを特徴とする請求項２に記載のリードバルブ。
4. 前記係止孔が、前記弁体が載置される前記本体の第１の面と前記本体の側面とを連通する孔であることを特徴とする請求項１に記載のリードバルブ。

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