(57)【要約】【課題】下流空間の排気圧力が耐圧限界に達する環境であっても損傷を回避できるリードバルブを提供する。【解決手段】２次空気制御バルブ１のリードバルブ３は、下流空間Ｂの圧力（排気圧力）が、耐圧限界より低く設定した開弁圧力より上昇すると、リードバルブ３に設けた保護バルブ２０が開弁する。すると、下流空間Ｂの圧力の一部が上流空間Ａへ洩れ、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの圧力差を略開弁圧力に維持することができ、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの圧力差が、耐圧限界に達しない。これにより、リードバルブ３の損傷を回避でき、下流空間Ｂの圧力（排気圧力）がリードバルブ３の耐圧限界を超えるような車両（ターボ車等）であっても、リードバルブ３を用いた２次空気供給システムを搭載できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流空間（Ａ）と下流空間（Ｂ）との区画部位に配置され、
前記上流空間（Ａ）の圧力上昇により開弁し、前記下流空間（Ｂ）の圧力上昇により閉弁する逆止弁構造のリードバルブ（３）において、
このリードバルブ（３）は、前記下流空間（Ｂ）の圧力が、当該リードバルブ（３）の耐圧限界より低く設定された開弁圧力に達した際に開弁して、当該リードバルブ（３）の損傷を回避する保護バルブ（２０）を備えることを特徴とするリードバルブ。
【請求項２】
請求項１に記載のリードバルブ（３）において、
このリードバルブ（３）は、板厚方向に貫通した開口部（１１）を有する弁座プレート（１２）と、この弁座プレート（１２）に設けられ、復元力により前記開口部（１１）を閉塞する板バネ製のリード（１３）とを備えるものであり、
前記保護バルブ（２０）は、前記弁座プレート（１２）に設けられることを特徴とするリードバルブ。
【請求項３】
請求項２に記載のリードバルブ（３）において、
前記保護バルブ（２０）は、
前記弁座プレート（１２）において板厚方向に貫通したバイパス穴（２１）と、
前記弁座プレート（１２）に設けられ、復元力により前記バイパス穴（２１）を閉塞する板バネ製のバイパス用リード（２２）と、
を備えることを特徴とするリードバルブ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のリードバルブ（３）において、
このリードバルブ（３）は、内燃機関の排気通路の途中に空気を供給する２次空気供給システムの２次空気制御バルブ（１）に用いられ、
前記排気通路の排気ガスが空気の供給側へ逆流するのを防ぐことを特徴とするリードバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードバルブに関するものであり、例えば、エンジン（内燃機関）の排気通路の途中に空気を供給する２次空気供給システムに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードバルブの具体的な一例として特許文献１に開示される技術が知られている。
特許文献１に開示されるリードバルブは、エンジンの排気通路の途中に空気（２次エア）を供給する２次空気供給システムの２次空気制御バルブ（コンビバルブ）に用いられるものであり、
・上流空間（空気供給側）から下流空間（排気通路側）へ空気を流し、
・下流空間（排気通路側）から上流空間（空気供給側）へ排気ガスが逆流するのを阻止する逆止弁である。
【０００３】
しかるに、排気通路の下流側には、排気の通過抵抗となる触媒やマフラー等が配置されているため、エンジンの高回転時に、下流空間の圧力（リードバルブに作用する排気圧力）が大変高くなる。
特にターボチャージャを搭載する車両（以下、ターボ車）では、高回転時の排気圧力の上昇により下流空間の圧力が非常に高くなる。
【０００４】
一方、リードバルブには、設計上の耐圧限界が存在する。このため、下流空間の圧力がリードバルブの耐圧限界を超えるような車両（ターボ車等）では、リードバルブが損傷する懸念がある。
その結果、下流空間の圧力がリードバルブの耐圧限界を超えるような車両（ターボ車等）には、リードバルブを用いた２次空気供給システムを搭載できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、下流空間の圧力が耐圧限界に達する環境であっても損傷を回避できるリードバルブの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のリードバルブは、下流空間の圧力が開弁圧力（耐圧限界より所定圧力だけ低く設定した値）に達した際、リードバルブに設けた保護バルブが開弁する。
この保護バルブの開弁により、下流空間の圧力の一部を上流空間へ意図的に洩らして、上流空間に対する下流空間の圧力差が耐圧限界に達する不具合を回避することができる。  これにより、リードバルブの損傷を回避することができ、従来技術では耐圧限界により使用できなかった条件であっても、リードバルブの使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】２次空気制御バルブの要部断面図である。
【図２】リードバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
以下で開示する実施例は、本発明の具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
【００１１】
［実施例１］
図１、図２を参照して実施例１を説明する。
２次空気供給システムは、車両走行用のエンジン（燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関）の排気通路（排気管）の途中に配置された触媒の排気上流側へ空気（２次エア）を供給する。
この２次空気供給システムは、エアポンプの圧送した空気を排気通路へ圧送する２次エア通路を備えるものであり、この２次エア通路の途中に２次エア通路の開閉を行う２次空気制御バルブ１が設けられる。
【００１２】
この２次空気制御バルブ１は、
・２次エア通路の開閉を行う電動バルブ２と、
・この電動バルブ２の排気側に配置されて排気ガスが電動バルブ２側（空気の供給側）へ逆流するのを防ぐリードバルブ３と、
を共通のハウジング（具体的には、「インレットパイプ４を有するインレットハウジング５」と「アウトレットパイプ６を有するアウトレットハウジング７」を組み合わせたハウジング）に設けたコンビバルブである。
【００１３】
なお、図１では、電動バルブ２の具体的な一例として、「電動アクチュエータ８（電動モータ＋減速機等）」により「２次エア通路の開閉を行なうポペット弁９」を駆動するものを示すが、駆動源（動力発生源）は電動アクチュエータ８（電動モータを用いるもの）に限定するものではなく、リニアソレノイドなど他の駆動源であっても良い。
【００１４】
リードバルブ３は、インレットハウジング５とアウトレットハウジング７に挟まれて支持されるものであり、
・インレットハウジング５の内部に設けられる上流空間Ａ（リードバルブ上流側の空間）と、
・アウトレットハウジング７の内部に設けられる下流空間Ｂ（リードバルブ下流側の空間）と、
の区画部位に配置される。
【００１５】
リードバルブ３は、逆止弁であり、
・上流空間Ａの圧力上昇（具体的には、下流空間Ｂに対する上流空間Ａの相対的な圧力上昇）により開弁して、上流空間Ａから下流空間Ｂへの空気の流れを許容し、
・下流空間Ｂの圧力上昇（具体的には、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの相対的な圧力上昇）により閉弁して、下流空間Ｂから上流空間Ａへの排気の移動を阻止する。
【００１６】
リードバルブ３の具体的な構成を説明する。
リードバルブ３は、
・板厚方向に貫通し、上流空間Ａと下流空間Ｂを連通させる開口部１１が形成された平板状の弁座プレート１２と、
・開口部１１を復元力によって閉じる板バネ製のリード１３と、
・このリード１３の最大開度を規制するストッパプレート１４と、
を備えて構成される。
リードバルブ３における上記の各構成部品を以下において具体的に説明する。
【００１７】
弁座プレート１２は、開口部１１の内部を横切る１本または複数本（例えば２本）の撓み防止ブリッジ１５を備える。この撓み防止ブリッジ１５は、下流空間Ｂの圧力上昇によってリード１３が上流空間Ａ側へ大きく変形するのを防ぐものである。
【００１８】
弁座プレート１２は、アルミニウム等の金属材料よりなる。具体的な一例として、弁座プレート１２は、ダイキャスト等の成形技術により成形されるものであり、撓み防止ブリッジ１５も一体に設けられる。なお、弁座プレート１２は、シール性を高めるためのゴムが表面にコーティングされたものであっても良い。
【００１９】
リード１３は、開口部１１の周囲の弁座プレート１２（または、開口部１１の周囲に設けられた図示しないパッキン）に全周に亘って当接することで、開口部１１の閉塞を行なう弾性変形可能な金属製の薄板であり、例えばステンレス等によって設けられている。
そして、このリード１３の一辺が、ストッパプレート１４とともにネジやリベット等の結合部材を用いて弁座プレート１２の下流空間Ｂ側の面に固定されるものである。
【００２０】
具体的に、リード１３は、無負荷状態では平面形状を呈するものであり、無負荷状態においてリード１３の自身の復元力により開口部１１を閉塞するものである。
そして、エアポンプの作動および電動バルブ２の開弁に伴って上流空間Ａの圧力が上昇し、上流空間Ａの圧力が下流空間Ｂの圧力より上昇すると、リード１３が下流空間Ｂ側（図示下側）へ弾性変形して開口部１１が開かれる。
逆に、エアポンプの停止および電動バルブ２の閉弁に伴い下流空間Ｂの圧力が上流空間Ａの圧力より上昇すると、リード１３が開口部１１の周囲に密着して開口部１１を閉じる。
【００２１】
ストッパプレート１４は、リード１３の最大開度を規制してリード１３の塑性変形を防止するものであり、例えばステンレス等よりなる金属板をプレス加工によって所定形状に成形したものである。そしてストッパプレート１４は、上述したようにリード１３とともに結合部材を用いて弁座プレート１２の下流空間Ｂ側の面に固定されるものである。
【００２２】
ここで、排気通路の下流側（２次エア通路の接続部位より下流側）には、排気の通過抵抗となる触媒やマフラー等が配置されている。このため、エンジンの高回転時等には、リードバルブ３の下流空間Ｂの圧力（排気圧力）が大変高くなる。
特にターボ車では、下流空間Ｂの圧力（排気圧力）が非常に高くなる。
【００２３】
上述した撓み防止ブリッジ１５は、開口部１１の内側を橋渡しする構造であるため、「インレットハウジング５とアウトレットハウジング７の間に挟み付けられて固定される弁座プレート１２の周囲」に比較して、撓み防止ブリッジ１５の強度が低い。このため、下流空間Ｂの圧力上昇により、リード１３を介して閉弁方向の過大な荷重が撓み防止ブリッジ１５に与えられると、特に開口部１１の中心付近の撓み防止ブリッジ１５に応力集中が生じ、撓み防止ブリッジ１５が損傷（折損）する懸念がある。
このように、リードバルブ３には、設計上の耐圧限界が存在する。
【００２４】
下流空間Ｂに加えられる最大圧力より、リードバルブ３の耐圧限界が低い場合、上述したように、リードバルブ３が損傷する懸念がある。
このため、既存の技術では、下流空間Ｂに加えられる最大圧力が、リードバルブ３の耐圧限界を超えるような車両（ターボ車等）には、リードバルブ３を用いた２次空気供給システムを搭載できない場合がある。
【００２５】
この不具合を回避する目的で、この実施例のリードバルブ３には、下流空間Ｂの圧力が、リードバルブ３の耐圧限界より所定圧力だけ低く設定された開弁圧力に達した際に開弁して、リードバルブ３の損傷を回避する保護バルブ２０が設けられている。
【００２６】
保護バルブ２０は、弁座プレート１２に設けられるものであり、
・弁座プレート１２において板厚方向に貫通し、上流空間Ａと下流空間Ｂを連通させるバイパス穴２１と、
・弁座プレート１２に設けられ、復元力によりバイパス穴２１を閉塞する板バネ製のバイパス用リード２２と、
・このバイパス用リード２２の最大開度を規制するバイパス用ストッパプレート２３と、を備えて構成される。
即ち、保護バルブ２０もリード弁構造を採用するものである。
【００２７】
バイパス穴２１は、下流空間Ｂの圧力の上昇時に、下流空間Ｂの圧力の一部を上流空間Ａに逃がすためのものであり、限定するものではないが、上述した開口部１１の開口面積より小さな開口面積に設けられている。
【００２８】
バイパス用リード２２は、バイパス穴２１の周囲の弁座プレート１２（または、バイパス穴２１の周囲に設けられた図示しないパッキン）に全周に亘って当接することで、バイパス穴２１の閉塞を行なう弾性変形可能な金属製の薄板であり、例えばリード１３と同様、ステンレス等によって設けられている。
そして、このバイパス用リード２２の一辺が、バイパス用ストッパプレート２３とともにネジやリベット等の結合部材を用いて弁座プレート１２の上流空間Ａ側の面に固定されるものである。
【００２９】
即ち、バイパス用リード２２は、無負荷状態ではバイパス用リード２２の自身の復元力による閉弁力により、強い力でバイパス穴２１を閉塞するものである。
そして、下流空間Ｂの圧力（具体的には、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの差圧）が、開弁圧力に達すると、図２に示すように、バイパス用リード２２が上流空間Ａ側（図示上側）へ弾性変形してバイパス穴２１が開かれる。
また、下流空間Ｂの圧力（具体的には上流空間Ａに対する下流空間Ｂの差圧）が、開弁圧力より低い場合は、バイパス用リード２２の復元力により、バイパス用リード２２がバイパス穴２１の周囲に密着してバイパス穴２１を閉じる。
【００３０】
（実施例１の効果１）
２次空気制御バルブ１に搭載されるリードバルブ３は、上述したように、下流空間Ｂの圧力（排気圧力）が、耐圧限界より所定圧力だけ低く設定された開弁圧力より上昇すると、リードバルブ３に設けた保護バルブ２０が開弁する。
【００３１】
この保護バルブ２０の開弁により、下流空間Ｂの圧力の一部を上流空間Ａへ意図的に洩らして、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの圧力差を略開弁圧力に維持する。即ち、保護バルブ２０の開弁により、上流空間Ａに対する下流空間Ｂの圧力差が、耐圧限界に達しないようにできる。
これにより、リードバルブ３の損傷を回避することができ、下流空間Ｂの圧力（排気圧力）がリードバルブ３の耐圧限界を超えるような車両（例えば、ターボ車等）であっても、リードバルブ３を用いた２次空気供給システムを搭載することが可能になる。
【００３２】
（実施例１の効果２）
保護バルブ２０は、上述したように、リードバルブ３と同様のリード弁構造を採用する。
これにより、保護バルブ２０の薄型化、軽量化、構造のシンプル化を達成でき、結果的に保護バルブ２０を搭載したリードバルブ３の搭載性の悪化を回避できるとともに、重量増加、コスト増加を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
上記の実施例では、撓み防止ブリッジ１５を有するリードバルブ３を示したが、撓み防止ブリッジ１５を有しないリードバルブ３であっても、リード１３や弁座プレート１２等に耐圧限界が存在する。本発明は撓み防止ブリッジ１５を有するリードバルブ３に限定するものではなく、撓み防止ブリッジ１５を有しないリードバルブ３であっても、本発明を適用可能なものである。
【００３４】
上記の実施例では、２次エア供給システムのリードバルブ３に本発明を適用する例を示したが、本発明は２次エア供給システムのリードバルブ３に限定されるものではなく、流体を一方向のみへ流す「他の用途のリードバルブ３」に本発明を適用しても良い。
【００３５】
上記の実施例では、保護バルブ２０の一例としてリード弁構造を採用したが、限定するものではなく、所定の開弁圧力以上で開弁する他の逆止弁構造を採用しても良い。
【００３６】
上記の実施例では、リード１３およびバイパス用リード２２を金属（ステンレス等）で設ける例を示したが、用途に応じてカーボン繊維やガラス繊維を含む樹脂など、他の素材で設けても良い。
【００３７】
上記の実施例では、弁座プレート１２を金属（アルミニウム等）で設ける例を示したが、用途に応じて樹脂など、他の素材で設けても良い。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  上流空間
Ｂ  下流空間
３  リードバルブ
２０  保護バルブ
【図１】
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【図２】
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