(57)【要約】【課題】  緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことのできる二次空気供給装置を提供する。【解決手段】  二次空気の供給と停止とを制御する少なくとも１つの第１バルブ３と、二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブ４と、排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブ５とを設ける。【選択図】      図２
2006161670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスの浄化のための二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、
前記二次空気の供給と停止とを制御する少なくとも１つの第１バルブと、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有していることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項２】
前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
【請求項３】
前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブがそれぞれ複数であり、これらの第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の二次空気供給装置。
【請求項４】
エンジンの排気ガスの浄化のためのエアポンプによる二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、
前記二次空気を一定の圧力で保持可能な少なくとも１つの畜圧器と、前記二次空気の供給と停止とを制御する少なくとも１つの第１バルブと、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有していることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項５】
前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次空気供給装置。
【請求項６】
前記畜圧器、第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブがそれぞれ複数であり、これらの畜圧器、第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の二次空気供給装置。
【請求項７】
エンジンの排気ガスの浄化のためのエアポンプによる二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、
前記二次空気を一定の圧力で保持可能な少なくとも１つの畜圧器と、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有していることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項８】
前記畜圧器、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の二次空気供給装置。
【請求項９】
前記畜圧器、第２バルブおよび第３バルブがそれぞれ複数であり、これらの畜圧器、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の二次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緻密で適正な排気ガスの浄化を行うのに好適な二次空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンには、燃焼室から排出される排気ガスを浄化するために、排気通路内に二次空気を供給し、この二次空気で排気ガスを燃焼させることにより排気ガスの酸化を促進して浄化するようにしたものがある。
【０００３】
このような二次空気の供給に用いる二次空気供給装置としては、排気ガスの圧力波または吸気の負圧を利用して弁が開くリードバルブを用いるのが一般的である。また、このリードバルブには過剰の二次空気が排気通路内に流入しないよう、二次空気の流入を規制するエアカットバルブが接続されている。このような二次空気供給装置を自動二輪車用のエンジンに装備する場合、その配置例としては、例えばリードバルブとエアカットバルブとを別体に設け、エンジン上方のフレームに配置したものや、リードバルブとエアカットバルブとを一体化して設け、エンジン上方のフレームに配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、エアポンプによって二次空気を直接供給する構成のものも提案されている（例えば、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４８９２４号公報
【特許文献２】特開２００４−２５７３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の二次空気供給装置においては、緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことができないという問題点があった。
【０００７】
すなわち、エアカットバルブおよびリード弁を有する二次空気供給装置においては、リードバルブによって排気ガスの逆流を防止することはできるものの、二次空気の流量（供給量）の制御はなされておらず、しかも排気ガスの圧力波または吸気の負圧、詳しくは、排気通路（排気管）の負圧の変動を用いてリードバルブの流路を開放する構成とされているため、負圧が発生しない場合で二次空気の制御が必要な時には、二次空気の制御を行うことができず、全体としてエンジンの稼動状態に応じて二次空気を適正に制御することができない、すなわち、緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことができないという問題点があった。
【０００８】
また、エアポンプによって二次空気を直接供給する二次空気供給装置においては、吸気の負圧が発生しない場合でも二次空気の制御を行うことはできるものの、エアポンプとバルブとを連通する通路の容積が大きく、エアポンプが作動を開始してから開弁するまでの開弁応答性が悪く、二次空気の圧力が所定の圧力に到達するまでは、二次空気を適正に制御することができない、すなわち、緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことができないという問題点があった。
【０００９】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことのできる二次空気供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するため、本発明に係る二次空気供給装置の特徴は、エンジンの排気ガスの浄化のための二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、前記二次空気の供給と停止とを制御する少なくとも１つの第１バルブと、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有している点にある。
【００１１】
前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることが好ましく、また、前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが、それぞれ複数であり、これらの第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る他の二次空気供給装置の特徴は、エンジンの排気ガスの浄化のためのエアポンプによる二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、前記二次空気を一定の圧力で保持可能な少なくとも１つの畜圧器と、前記二次空気の供給と停止とを制御する少なくとも１つの第１バルブと、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有している点にある。
【００１３】
前記第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることが好ましく、また、前記畜圧器、第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブが、それぞれ複数であり、これらの畜圧器、第１バルブ、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係るさらに他の二次空気供給装置の特徴は、エンジンの排気ガスの浄化のためのエアポンプによる二次空気の供給に用いられる二次空気供給装置において、前記二次空気を一定の圧力で保持可能な少なくとも１つの畜圧器と、前記二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する少なくとも１つの第２バルブと、前記排気ガスの逆流を防止するための少なくとも１つの第３バルブとを有している点にある。
【００１５】
前記畜圧器、第２バルブおよび第３バルブが一体に形成されていることが好ましく、また、前記畜圧器、第２バルブおよび第３バルブが、それぞれ複数であり、これらの畜圧器、第２バルブおよび第３バルブのうちの少なくともいずれか１種類のバルブが、さらに一体に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る二次空気供給装置によれば、エンジンの稼動状態に応じて緻密で適正な排気ガスの浄化を行うことができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１８】
図１から図４は本発明に係る二次空気供給装置の第１実施形態を示すものであり、図１は要部の模式的外観図、図２は図１の要部の模式的断面図、図３は図１の要部の模式的側面図、図４は図１の要部の模式的下面図である。
【００１９】
本実施形態の二次空気供給装置１は、エンジンの排気通路に用いられるものであり、図１に示すように、二次空気供給装置１には、図１の左右方向の中央部に二点鎖線にて示す対称線ＳＬを中心として図１の左右方向で左右対称に２つの二次空気の流路２（以下、説明の便宜上、バルブ流路と記す。）が設けられている。すなわち、本実施形態の二次空気供給装置１は、１つの排気通路に対して２系統のバルブ流路２を有している。なお、図１および図２において、２系統のバルブ流路２を、複数の太矢印とこれらの太矢印を結ぶ実線により示してある。そして、２系統のバルブ流路２のそれぞれに、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５が、図１の上方に示す二次空気の供給側ＳＳから図１の下方に示す排気ガスの発生側である排気側ＥＳに向かってこの順に設けられている。
【００２０】
すなわち、本実施形態の二次空気供給装置１は、２系統のバルブ流路２のそれぞれに、二次空気の流動方向の上流側から下流側に向かって、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５がこの順に配置されている。
【００２１】
また、本実施形態の二次空気供給装置１は、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５が一体に形成されて１つのバルブユニットとされている。
【００２２】
さらに、本実施形態の第２バルブ４は、後述するバルブケースを共用化することで左右対称に配置された２つの第２バルブ４を１つのバルブケースに配設することでユニット化した第２バルブユニット６とされている。勿論、２つの第２バルブ４を用いる構成としてもよい。但し、すべてのバルブを一体としたバルブユニットとすることが好ましい。
【００２３】
前記第１バルブ３、第２バルブユニット６および第３バルブ５について、詳しく説明する。
【００２４】
前記第１バルブ３は、二次空気の供給と停止とを制御するためのものであり、本実施形態においては、電磁操作によって二次空気の供給および停止を俊敏に切換可能な電磁操作形の方向制御弁、詳しくは、２ポート電磁弁７が用いられている。
【００２５】
前記２ポート電磁弁７について、図１の左方に示す２ポート電磁弁７を例示して説明する。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態の２ポート電磁弁７は、段付き円柱状に形成されたスプール８を有している。このスプール８は、その長手方向を図２の左右方向に示す水平方向に沿って配置されている。また、スプール８は、円筒状に形成されたスリーブ９の内孔９ａに水平方向に沿って摺動自在に配設されている。さらに、スリーブ９は、バルブケースとしての電磁弁ケース１０の内部に配設されており、電磁弁ケース１０およびスリーブ９の両者を外周から内孔９ａに向かって貫通するように第１ポート７Ｐおよび第２ポート７Ａの２つのポートが形成されている。また、第１ポート７Ｐおよび第２ポート７Ａの軸心は、スリーブ９の軸方向に沿ってずらして形成されている。
【００２７】
一方の第１ポート７Ｐは、２ポート電磁弁７に対する二次空気の供給に用いられる二次空気の入口となるものであり、図２の上端が外部の二次空気を導入可能な開口とされ、図２の下端が内孔９ａに接続する小径の開口とされ、図２に示すスプール８の上側に形成されている。
【００２８】
他方の第２ポート７Ａは、２ポート電磁弁７に供給された二次空気の排気に用いられる出口となるものであり、図２の上端が内孔９ａに接続する開口とされ、下端が２ポート電磁弁７を通過した二次空気を排気する開口とされ、図２に示すスプール８の下側に形成されている。
【００２９】
前記電磁弁ケース１０の左端部には、ソレノイド１１を内部に収納したソレノイドケース１１Ａが取着されている。このソレノイド１１は、固定鉄芯、コイル、プランジャ１２（図２の右側の２ポート電磁弁７に一部のみ図示）を主として形成されている。そして、電磁弁ケース１０の内部においてスプール８の先端に配設された付勢ばね１３の付勢力によって、プランジャ１２の先端部にスプール８の基端部が当接されており、ソレノイド１１の駆動力によって、スプール８を内孔９ａに沿って移動することで、２ポート電磁弁７の流路である第１流路１４の開閉を制御することができるようになっている。
【００３０】
すなわち、２ポート電磁弁７には、第１ポート７Ｐ、内孔９ａおよび第２ポート７Ａをこの順に連通する第１流路１４が形成されており、この第１流路１４は、ソレノイド１１の駆動力によって移動するスプール８により開閉することができるように構成されている。
【００３１】
例えば、コイルに通電が行われていない非通電状態においては、付勢ばね１３の付勢力によってスプール８の先端のランド８ａが第１ポート７Ｐと第２ポート７Ａとの間に移動しており、図２の左側に示す２ポート電磁弁７のように、第１ポート７Ｐと第２ポート７Ａとの間の第１流路１４を遮断するように形成されている。また、コイルに通電が行われると、付勢ばね１３の付勢力に抗してスプール８が電磁石の磁力によって、図２の右側に示す２ポート電磁弁７のように、スプール８の先端のランド８ａが第２ポート７Ａより前方（図２の左側に示す２ポート電磁弁７においては図２の右側、図２の右側に示す２ポート電磁弁７においては図２の左側）に移動し、図２の右側に示す２ポート電磁弁７のように、第１ポート７Ｐと第２ポート７Ａとの間の第１流路１４を開放するように形成されている。
【００３２】
なお、設計コンセプトなどの必要に応じて、コイルの非通電状態において第１流路１４を開放し、コイルへの通電により第１流路１４を遮断するように構成してもよい。
【００３３】
また、図２の左側の２ポート電磁弁７は、第１ポート７Ｐから導入される二次空気がスプール８によって遮断された第１流路１４の遮断状態を示してあり、図２の右側の２ポート電磁弁７は、第１ポート７Ｐから導入された二次空気が第２ポート７Ａから排気される第１流路１４の開放状態を示してある。
【００３４】
前記２ポート電磁弁７は、図示しないＣＰＵ、メモリなどから構成された制御部に電気的に接続されており、制御部から送出される制御指令によって２つの２ポート電磁弁７の各ソレノイド１１を独立的に駆動することができるようになっている。
【００３５】
すなわち、２つの２ポート電磁弁７のそれぞれの第１流路１４の開閉を個別に制御することができるようになっている。
【００３６】
したがって、二次空気の２系統のバルブ流路２のうちの図１の左側に示すバルブ流路２の流動方向の上流側が、図１の左側に示す２ポート電磁弁７の第１流路１４によって形成され、図１の右側に示すバルブ流路２の流動方向の上流側が、図１の右側に示す２ポート電磁弁７の第１流路１４によって形成されている。
【００３７】
その他の構成については、従来公知の２ポート電磁弁の構成と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００３８】
なお、第１バルブ３としては、二次空気の供給および停止を俊敏に切換可能な他の方向制御弁、例えば、ポペット弁、ダイアフラム弁、回転弁、平面スライド弁などの各種のものから選択使用することができる。
【００３９】
勿論、操作方法としては、電磁気力を用いた電磁操作形に限定されるものではなく、空気圧の力で弁操作を行う空気圧操作形や、機械力により空気の流れる方向を切り換える機械操作形を用いてもよい。
【００４０】
前記第２バルブユニット６は、前述したように、２つの第２バルブ４を左右対称の配列でユニット化したものである。すなわち、本実施形態の第２バルブユニット６は、図１から図３において、対称線ＳＬの左側に示す第２バルブ４と、対称線ＳＬの右側に示す第２バルブ４とを一体としたものである。よって、本実施形態の二次空気供給装置１においては、２つの第２バルブ４が、さらに一体に形成されている。
【００４１】
前記第２バルブ４は、二次空気の流量を制御するためのものであり、本実施形態においては、サーボモータの駆動力に基づく機械力によって、流路に対する弁体の開度を制御することで流路面積（通路断面積）を可変とすることのできる機械操作形の流量制御弁、詳しくは電動絞り弁１５が用いられている。
【００４２】
図１から図４に示すように、本実施形態の第２バルブユニット６は、図１において左右対称に配列されている２つの電動絞り弁１５を一体とするためのバルブケースとしての共有固定プレート１６を有している。この共有固定プレート１６は、２つの電動絞り弁１５が共有する横長のほぼ直方体状に形成されているとともに、図２に示すように、図２の上下方向に２分割形成されている。そして、図２の上方に示す一方が上プレート１６ａとされ、図２の下方に示す他方が下プレート１６ｂとされている。また、上プレート１６ａの上面には、図４に示すように、２ポート電磁弁７の電磁弁ケース１０の下部が密着するように取着可能な側面ほぼ半円状断面を有する樋状の取付凹面１７が形成されている。そして、共有固定プレート１６の図２の下方に示す下面側から挿入された締結部材としての取付ねじ１８によって、上プレート１６ａと下プレート１６ｂ、および、共有固定プレート１６と２ポート電磁弁７とのそれぞれが一体に取り付けられている。また、上プレート１６ａと下プレート１６ｂとの対向面間には、左右一対の弁室１９が左右対称に形成されている。
【００４３】
前記上プレート１６ａには、上プレート１６ａを上下方向に貫通する第１ポート１５Ｐが左右対称に２つ形成されている。また、下プレート１６ｂには、下プレート１６ｂを上下方向に貫通する第２ポート１５Ａが左右対称に２つ形成されている。これらの第１ポート１５Ｐおよび第２ポート１５Ａは、それぞれ同一サイズの平面ほぼ矩形状に形成されており、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとが図２の上下方向に重なるように形成されている。
【００４４】
一方の第１ポート１５Ｐは、電動絞り弁１５に対する二次空気の供給に用いられる２ポート電磁弁７を通過した二次空気の入口となるものであり、図２の上端が２ポート電磁弁７の第２ポート７Ａに接続する開口とされ、図２の下端が弁室１９に接続する開口とされている。そして、２ポート電磁弁７の第２ポート１５Ａから排気された二次空気を電動絞り弁１５に導入することができるようになっている。
【００４５】
他方の第２ポート１５Ａは、電動絞り弁１５に供給された二次空気の排気に用いられる出口となるものであり、図２の上端が弁室１９に接続する開口とされ、下端が電動絞り弁１５を通過した二次空気を排気する開口とされている。
【００４６】
すなわち、図２の左側に示す電動絞り弁１５の第１ポート１５Ｐの上端は、図２の左側に示す２ポート電磁弁７の第２ポート７Ａに接続されており、この第１ポート１５Ｐの下端は、図２の左側に示す電動絞り弁１５の弁室１９に接続されている。また、図２の右側に示す電動絞り弁１５の第１ポート１５Ｐの上端は、図２の右側に示す２ポート電磁弁７の第２ポート７Ａに接続されており、この第１ポート１５Ｐの下端は、図２の右側に示す電動絞り弁１５の弁室１９に接続されている。さらに、図２の左側に示す電動絞り弁１５の第２ポート１５Ａの上端は、図２の左側の電動絞り弁１５の弁室１９に接続されており、図２の右側に示す電動絞り弁１５の第２ポート１５Ａの上端は、図２の右側に示す電動絞り弁１５の弁室１９に接続されている。
【００４７】
前記弁室１９には、弁体としての平板状の摺動プレート２０が配設されている。この摺動プレート２０は、上プレート１６ａと下プレート１６ｂとの間に挟まれて図２の左右方向に摺動自在とされており、摺動プレート２０には、流路を開放する際に用いる板厚方向に貫通する平面矩形状のプレート貫通孔２０ａが形成されている。すなわち、摺動プレート２０は、全体として左右方向に横長の四角枠状に形成されている。
【００４８】
前記摺動プレート２０の外端縁、詳しくは、図２の左側に示す摺動プレート２０においては左端の中央部、および、図２の右側に示す摺動プレート２０においては右端の中央部には、それぞれ駆動ロッド２１の一端が接続されている。そして、駆動ロッド２１の他端は、図２の下方に向けて曲折されたピン部２１ａとされている。このピン部２１ａは、駆動レバー２２の先端部に形成された支持孔２２ａ（図３）に嵌合されており、駆動レバー２２の基端部は、共有固定プレート１６の側面に図示しない取付部材を介して支持されたサーボモータ２３の出力軸に取着されている。そして、サーボモータ２３の駆動力によって、駆動レバー２２を回動することで、摺動プレート２０を弁室１９に沿って左右方向に移動することができるようになっている。また、摺動プレート２０を左右方向に移動することで、第２流路２４の開閉を制御することができるようになっている。
【００４９】
すなわち、電動絞り弁１５には、第１ポート１５Ｐ、弁室１９および第２ポート１５Ａをこの順に連通する第２流路２４が形成されており、この第２流路２４は、サーボモータ２３の駆動力によって移動する摺動プレート２０により開閉することができるように構成されている。
【００５０】
例えば、図２および図３に示すように、サーボモータ２３を駆動し、駆動レバー２２の先端を共有固定プレート１６の端部から最も離間する方向に移動させると、図２の左側に示す電動絞り弁１５のように、摺動プレート２０のプレート貫通孔２０ａが第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの相互間から離間し、摺動プレート２０によって第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を遮断するように形成されている。また、サーボモータ２３を駆動し、駆動レバー２２の先端を共有固定プレート１６の端部に最も接近する方向に移動させると、図２の右側に示す電動絞り弁１５のように、摺動プレート２０のプレート貫通孔２０ａが第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの相互間に位置し、摺動プレート２０が第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を開放（全開）するように形成されている。さらに、サーボモータ２３の駆動量を制御することで、摺動プレート２０のプレート貫通孔２０ａによって流路面積を可変とすることができるようになっている。
【００５１】
なお、図２の左側の電動絞り弁１５は、第１ポート１５Ｐから導入される二次空気が摺動プレート２０によって遮断された第２流路２４の遮断状態を示してあり、図２の右側の電動絞り弁１５は、第１ポート１５Ｐから導入された二次空気の最大量が第２ポート１５Ａから排気される第２流路２４の全開状態を示してある。
【００５２】
前記電動絞り弁１５のサーボモータ２３は、図示しないＣＰＵ、メモリなどから構成された制御部に電気的に接続されており、制御部から送出される制御指令によって各電動絞り弁１５のサーボモータ２３を独立的に駆動することができるとともに、その駆動量を制御することができるようになっている。
【００５３】
すなわち、２つの電動絞り弁１５のそれぞれの摺動プレート２０による第２流路２４の開閉および流路面積（弁開度）の制御を個別に行うことができるようになっている。
【００５４】
したがって、二次空気の２系統のバルブ流路２のうちの図１の左側に示すバルブ流路２の流動方向の中間部分が、図１の左側に示す電動絞り弁１５の第２流路２４によって形成され、図１の右側に示すバルブ流路２の流動方向の中間部分が、図１の右側に示す電動絞り弁１５の第２流路２４によって形成されている。
【００５５】
その他の構成については、従来公知の摺動プレートを用いた絞り弁の構成と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００５６】
なお、第２バルブ４としては、二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御することのできる他の絞り弁、例えば、バタフライ弁、ロータリー弁、ニードル弁などの各種のものから選択使用することができる。
【００５７】
勿論、操作方法としては、電磁気力を用いた電磁操作形や、空気圧の力で弁操作を行う空気圧操作形を用いてもよい。
【００５８】
前記第３バルブ５は、排気ガスの逆流を防止するためのものであり、本実施形態においては、排気側ＥＳからの排気ガスの圧力によって流路を遮断することのできるリード弁２５が用いられている。
【００５９】
前記リード弁２５について、図２の左方に示すリード弁２５を例示して説明する。
【００６０】
前記リード弁２５は、平面ほぼ矩形状に形成された板状の支持基板２６を有している。この支持基板２６のほぼ中央部には、平面ほぼ矩形状の板厚方向に貫通する流体の流通孔２７が形成されている。
【００６１】
前記支持基板２６の一面たる下面には、流通孔２７を通過する流体の圧力に応じて開閉可能な平面ほぼ矩形状に形成された弁体としてのリード板２８が流通孔２７の下端を塞ぐようにして配設されており、このリード板２８の下面側には、リード板２８の開位置を規制するストッパ２９が配設されている。これらのリード板２８およびストッパ２９の左端側に位置する基端部は、支持基板２６の図２の下方に示す下面側から挿入された締結部材としての取付ねじ３０の先端を第２バルブユニット６の下プレート１６ｂの下面に螺入することによって、ともに支持基板２６の下面に片持状に固着されているとともに、リード弁２５そのものが第２バルブユニット６に取り付けられている。
【００６２】
一方のリード板２８は、流通孔２７の上方から下方への流体の流動を許し、反対方向への流動、すなわち、排気ガスの逆流を阻止するためのものであり、弾性を有する薄板状の金属あるいは樹脂などにより形成されている。
【００６３】
すなわち、リード弁２５に圧力が加わらない場合、およびリード弁の上方の圧力が下方の圧力より低い場合には、リード板２８が流通孔２７の下端を閉塞して流通孔２７により形成される第３流路３１を遮断する閉位置を取り得るように形成されている。また、リード弁２５の上方の圧力が下方の圧力より高い場合には、リード板２８がストッパ２９に当接して第３流路３１が開放された開位置を取り得るように形成されている。
【００６４】
他方のストッパ２９は、剛性を有する金属などにより形成されており、右端側に位置する自由端が支持基板２６の下面から最も離間する方向に膨らむように支持基板２６に向かって凸となるように湾曲形成されている。
【００６５】
したがって、二次空気の２系統のバルブ流路２のうちの図１の左側に示すバルブ流路２の流動方向の下流側が、リード弁２５の第３流路３１によって形成され、図１の右側に示すバルブ流路２の流動方向の下流側が、図１の右側に示すリード弁２５の第３流路３１によって形成されている。
【００６６】
なお、支持基板２６の外周部は、装着部とされており、装着部の表面、詳しくは支持基板２６の外周部の上下両面および外周側面には、ゴムなどの弾性体により形成された薄膜の第１ガスケット部が形成されている。
【００６７】
前記第１ガスケット部の上下両面には、流通孔２７を通過する流体が外部に漏洩するのを防止するための環状突起がそれぞれ形成されている。さらに、支持基板２６の流通孔２７の端面に接続する中央部の上下両面および流通孔２７の内周面には、ゴムなどの弾性体により形成された薄膜の第２ガスケット部が形成されている。そして、支持基板２６の中央部の上面に位置する第２ガスケット部により、弁体としてのリード板２８に対する流通孔２７の周囲を囲む平面ほぼ四角枠状の弁座が形成されている。
【００６８】
その他の構成については、従来公知のリード弁２５の構成と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００６９】
なお、第３バルブ５としては、リード弁２５に限らず、排気ガスの逆流を防止することのできる各種の逆止弁から選択使用することができる。
【００７０】
また、本実施形態においては、２系統のバルブ流路２を左右対称に設ける構成としたが、２系統のバルブ流路２を図１の紙面垂直方向に対称あるいは対向するように設ける構成としてもよい。勿論、設計コンセプトなどの必要に応じて、バルブ流路２を１系統とするように、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５をそれぞれ１つとする構成としてもよい。
【００７１】
さらに、本実施形態においては、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５を一体に形成する構成としたが、設計コンセプトなどの必要に応じて、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５の少なくとも１つを分離して配設してもよい。但し、分離した場合、エンジンの排気系における各バルブの配設位置に対する設計の自由度が向上するものの、分離部分を接続するための接続配管が必要になる。
【００７２】
なお、各部品が対称線ＳＬを中心として左右対称に配置されているので、図１から図３における対称線ＳＬの右側には、要部のみに符号を付してある。
【００７３】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００７４】
本実施形態の二次空気供給装置１の第１バルブ３としての電磁弁によれば、ソレノイド１１の駆動力によってスプール８を左右方向に移動することで、図２の左側の２ポート電磁弁７に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第１流路１４を遮断する閉位置と、図２の右側の２ポート電磁弁７に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第１流路１４を開放する開位置との２位置を選択的に取ることができるので、二次空気の供給および停止を俊敏に切り換えることができる。その結果、二次空気の過剰な供給を阻止することができる。
【００７５】
また、本実施形態の二次空気供給装置１の第２バルブ４としての電動絞り弁１５によれば、サーボモータ２３の駆動力によって摺動プレート２０を左右方向に移動することで、図２の左側の電動絞り弁１５に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を遮断する閉位置と、図２の右側の電動絞り弁１５に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を全開放する全開位置との２位置を選択的に取ることができるとともに、サーボモータ２３の駆動量を制御することで、閉位置と開位置との相互間における任意の位置を取ることができるので、第２流路２４の流路面積を可変として第２流路２４を通過する二次空気の流量の制御を行うことができる。その結果、排気側ＥＳに負圧が発生しない場合においても二次空気の供給と流量の制御を行うことができる。
【００７６】
さらに、本実施形態の二次空気供給装置１の第３バルブ５としてのリード弁２５によれば、リード弁２５の上方（二次空気の上流側）と下方（二次空気の下流側）との圧力差によって、図２の左側のリード弁２５に示すように、リード弁２５に圧力が加わらない場合、および、リード弁２５の上方の圧力が下方の圧力より低い場合におけるリード板２８が流通孔２７を閉塞して第３流路３１を遮断する閉位置と、図２の右側のリード弁２５に示すように、リード弁２５の上方の圧力が下方の圧力より高い場合におけるリード板２８がストッパ２９に当接して流通孔２７が開放された第３流路３１を開放する開位置との２位置を選択的に取ることができるので、流通孔２７の上方から下方への一方向へのみの二次空気の流動を許し、反対方向への流動である排気ガスの逆流を阻止することができる。
【００７７】
また、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、２ポート電磁弁７のソレノイド１１と電動絞り弁１５のサーボモータ２３とを、制御部から送出される制御指令に基づいて制御することができるので、例えば、制御部によって、空燃費センサ、スロット開度センサ、駆動軸の回転センサなどの各種のセンサから送出される検出信号に基づいてエンジンの稼動状態を検出し、このエンジンの稼動状態に応じて二次空気供給装置１の第１流路１４の開閉と、第２流路２４の開閉および弁の開度とを制御することができる。その結果、エンジンの稼動状態に応じて緻密で適正な排気ガスの浄化を容易かつ確実に行うことができる。
【００７８】
このように、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、二次空気の供給と停止とを制御する第１バルブ３と、二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する第２バルブ４と、排気ガスの逆流を防止するための第３バルブ５とを有しているので、緻密で適正な排気ガスの浄化を容易かつ確実に行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５が一体に形成されているので、取付スペースを少なくすることができるとともに、各バルブの距離を短くすることができるので、リード板２８の開弁レスポンスを向上させることができるとともに、エンジンの稼動状態の変化に対する各バルブの応答性を向上させることができる。
【００８０】
また、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５のそれぞれが２つ設けられているので、独立したバルブ流路２を２系統とすることができる。そして、独立したバルブ流路２を２系統とすることにより、一方のバルブ流路２を閉塞し、他方のバルブ流路２を開放する制御をことで行うことで、従来の二次空気供給装置においては不可能であった、エンジンの中間回転領域における適正な排気ガスの浄化ができる。さらに、バルブ流路２を２系統とすることにより、急激な排気ガスの浄化が必要な回転域においては、２系統のバルブ流路２をともに開放する制御を行うことで、さらに俊敏な排気ガスの浄化を行うという使用方法が可能になる。
【００８１】
また、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、独立したバルブ流路２を２系統とすることができるので、いずれか１系統のバルブ流路２を構成するいずれかのバルブの故障しても、他方の系統のバルブ流路２によって排気ガスの浄化を行うことができるので、信頼性の向上を図ることもできる。
【００８２】
また、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、２つの第１バルブ３、２つの第２バルブ４および２つの第３バルブ５のうちの２つの第２バルブ４が、さらに一体に形成された第２バルブユニット６とされているので、部品点数を削減し、製造に要する労力と時間を削減することができる。その結果、生産性の向上を図ることができる。
【００８３】
さらに、本実施形態の二次空気供給装置１における部品点数の削減は、組み立て品を小型とすることができるので、大きな取付スペースを確保できない小型のエンジンに用いることができる。
【００８４】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、低コスト化、小型化を容易に図ることができる。
【００８５】
なお、本実施形態の二次空気供給装置１によれば、共有固定プレート１６を図２の二点鎖線にて示す対称線ＳＬに沿って分割することで、単体の第２バルブ４を容易に得ることができるので、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５をそれぞれ１つとする構成の二次空気供給装置１との部品の共有化を容易に図ることができる。
【００８６】
図５および図６は、本発明に係る二次空気供給装置１の第２実施形態を示すものであり、図５は要部の模式的断面図、図６は図５の模式的側面図である。なお、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付してある。
【００８７】
本実施形態の二次空気供給装置１Ａは、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１における第２バルブユニット６の変形例を示すものである。
【００８８】
すなわち、本実施形態の二次空気供給装置１Ａの第２バルブユニット６Ａは、図５および図６に示すように、第２バルブ４としてのサーボモータ２３Ａによって回動可能な２つの電動バタフライ弁３２を一体に設けたものである。
【００８９】
さらに説明すると、本実施形態の第２バルブユニット６Ａは、図５において左右対称に配列されている２つの電動バタフライ弁３２を一体とするためのバルブケースとしての本体ケース３３を有している。この本体ケース３３は、２つの電動バタフライ弁３２が共有する横長のほぼ直方体状に形成されている。そして、本体ケース３３は、図５に示すように、図５の上下方向に２分割形成されている。さらに、図５の上方に示す一方が上ケース３３ａとされ、図５の下方に示す他方が下ケース３３ｂとされている。また、上ケース３３ａの上面には、図６に示すように、２ポート電磁弁７の電磁弁ケース１０の下部が密着するように取着可能な側面ほぼ半円状断面を有する樋状の取付凹面３４が形成されている。
【００９０】
前記本体ケース３３には、左右一対の第２流路３５を構成するための平面ほぼ円形状のケース貫通孔３６が本体ケース３３を上下方向に貫通するように形成されている。これらのケース貫通孔３６は、対称線ＳＬを中心として左右対称に形成されている。そして、ケース貫通孔３６の上端の開口により第１ポート３２Ｐが形成され、下端の開口により第２ポート３２Ａが形成されている。
【００９１】
図５に示すように、前記第２流路３５のそれぞれには、ほぼ円盤状のディスク３７が配設されており、本体ケース３３の側面に取着された左右一対のサーボモータ２３Ａの駆動力によってディスク３７を回動することで、第２流路３５の開閉および流路面積を制御することができるようになっている。
【００９２】
例えば、図５の左側に示す電動バタフライ弁３２のように、サーボモータ２３Ａを駆動してディスク３７の厚さ方向を図５の上下方向とすることで、ディスク３７の外周がケース貫通孔３６の内面に配設されている図示しないシートリングに摺接し、ディスク３７によって第２流路３５を遮断することができるように形成されている。また、図５の右側に示す電動バタフライ弁３２のように、サーボモータ２３Ａを駆動し、ディスク３７の厚さ方向を図５の左右方向とすることで、ディスク３７の外周のほとんどがケース貫通孔３６の内面から離間するとともに、第２流路３５に対するディスク３７の占める面積が最小となり、第２流路３５を開放（全開）することができるように形成されている。さらに、サーボモータ２３Ａの駆動量を制御することで、ディスク３７による弁開度の制御、すなわち、第２流路３５の流路面積を可変とすることができるようになっている。
【００９３】
なお、図５の左側の電動バタフライ弁３２は、第１ポート３２Ｐから導入される二次空気がディスク３７によって遮断された第２流路３５の遮断状態を示してあり、図５の右側の電動バタフライ弁３２は、第１ポート３２Ｐから導入された二次空気の最大量が第２ポート３２Ａから排気される第２流路３５の全開状態を示してある。
【００９４】
前記サーボモータ２３Ａは、図示しないＣＰＵ、メモリなどから構成された制御部に電気的に接続されており、制御部から送出される制御指令によって各電動バタフライ弁３２のサーボモータ２３Ａを独立的に駆動することができるとともに、その駆動量を制御することができるようになっている。
【００９５】
すなわち、２つの電動バタフライ弁３２のそれぞれのディスク３７による第２流路３５の開閉および流路面積（弁開度）の制御を個別に行うことができるようになっている。
【００９６】
その他の構成については、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００９７】
このような構成からなる本実施形態の二次空気供給装置１Ａによれば、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様の効果を奏することができる。
【００９８】
図７および図８は、本発明に係る二次空気供給装置１の第３実施形態を示すものであり、図７は要部の模式的断面図、図８は図７の模式的側面図である。なお、前述した第１実施形態の二次空気供給装置と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付してある。
【００９９】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｂは、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１における第２バルブユニット６の他の変形例を示すものである。
【０１００】
すなわち、本実施形態の二次空気供給装置１Ｂの第２バルブユニット６Ｂは、図７および図８に示すように、第２バルブ４としてのサーボモータ２３Ｂによって回動可能な２つの電動回転弁３８を一体に設けたものである。
【０１０１】
さらに説明すると、本実施形態の第２バルブユニット６Ｂは、図７において左右対称に配列されている２つの電動回転弁３８を一体とするためのバルブケースとしてのボディ３９を有している。このボディ３９は、２つの電動回転弁３８が共有する横長のほぼ直方体状に形成されている。そして、ボディ３９の上面には、図８に示すように、２ポート電磁弁７の電磁弁ケース１０の下部が密着するように取着可能な側面ほぼ半円状断面を有する樋状の取付凹面４０が形成されている。
【０１０２】
図７に示すように、前記ボディ３９には、左右一対の第２流路４１を構成するためのボディ貫通孔４２がボディ３９を上下方向に貫通するように形成されている。これらのボディ貫通孔４２は、対称線ＳＬを中心として左右対称に形成されている。そして、ボディ貫通孔４２の上端の開口により第１ポート３８Ｐが形成され、下端の開口により第２ポート３８Ａが形成されている。
【０１０３】
前記第２流路４１のそれぞれには、ボディ貫通孔４２と同一サイズの通路４３を有する弁体としてのローター４４が配設されており、ボディ３９の側面に取着された左右一対のサーボモータ２３Ｂの駆動力によってローター４４を回動することで、第２流路４１の開閉および流路面積を制御することができるようになっている。
【０１０４】
例えば、図７の左側に示す電動回転弁３８のように、サーボモータ２３Ｂを駆動してローター４４の通路４３を図７の左右方向とすることで、ローター４４の外周がボディ貫通孔４２の内面に配設されている図示しないステータに摺接し、ローター４４によって第２流路４１を遮断することができるように形成されている。また、図７の左側に示す電動回転弁３８のように、サーボモータ２３Ｂを駆動し、ローター４４の通路４３を図７の上下方向とすることで、ローター４４の通路４３がボディ貫通孔４２に沿って同軸上に位置し、第２流路４１を開放（全開）することができるように形成されている。さらに、サーボモータ２３Ｂの駆動量を制御することで、ローター４４の通路４３による弁開度の制御、すなわち、第２流路４１の流路面積を可変とすることができるようになっている。
【０１０５】
なお、図７の左側の電動回転弁３８は、第１ポート３８Ｐから導入される二次空気がローター４４によって遮断された第２流路４３の遮断状態を示してあり、図７の右側の電動回転弁３８は、第１ポート３８Ｐから導入された二次空気の最大量がローター４４の通路４３によって第２ポート３８Ａから排気される第２流路４１の全開状態を示してある。
【０１０６】
前記サーボモータ２３Ｂは、図示しないＣＰＵ、メモリなどから構成された制御部に電気的に接続されており、制御部から送出される制御指令によって各電動回転弁３８のサーボモータ２３Ｂを独立的に駆動することができるとともに、その駆動量を制御することができるようになっている。
【０１０７】
すなわち、２つの電動回転弁３８のそれぞれのローター４４による第２流路４１の開閉および流路面積（弁開度）の制御を個別に行うことができるようになっている。
【０１０８】
その他の構成については、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【０１０９】
このような構成からなる本実施形態の二次空気供給装置１Ｂによれば、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様の効果を奏することができる。
【０１１０】
図９は、本発明に係る二次空気供給装置の第４実施形態の要部を示す模式的断面図である。なお、前述した第１実施形態の二次空気供給装置と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付してある。
【０１１１】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｃは、エンジンの排気ガスの浄化のためのエアポンプによる二次空気の供給に用いられるものの実施形態の一例である。
【０１１２】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｃは、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１に、畜圧器としてのアキュムレータを付設したものである。
【０１１３】
すなわち、図９に示すように、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃは、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様に、２系統のバルブ流路２Ｃのそれぞれに、二次空気の流動方向の上流側から下流側に向かって、畜圧器としてのアキュムレータ５１、２ポート電磁弁７により形成された第１バルブ３、２つの電動絞り弁１５をユニット化した一体の第２バルブユニット６により形成された第２バルブ４およびリード弁２５により形成された第３バルブ５が、図９の上方に示すエアポンプによる二次空気の供給側ＳＳから図９の下方に示す排気ガスの発生側である排気側ＥＳに向かってこの順に設けられている。
【０１１４】
前記アキュムレータ５１は、後述する本体ケース５２を共用化することで左右対称に配置された２つのアキュムレータ５１を１つの本体ケース５２に配設することでユニット化したアキュムレータユニット５３とされている。
【０１１５】
前記アキュムレータ５１は、負荷の小さい時に圧力を蓄え、負荷が大きいときに放出させ、エネルギを補うためのものであり、本実施形態においては、第１バルブ３に供給する二次空気の圧力を所定の値に保持することができるようになっている。
【０１１６】
本実施形態のアキュムレータユニット５３は、２つのアキュムレータ５１を左右対称の配列でユニット化したものである。すなわち、本実施形態のアキュムレータユニット５３は、対称線ＳＬの左側に示すアキュムレータ５１と、対称線ＳＬの右側に示すアキュムレータ５１とを一体としたものである。
【０１１７】
よって、本実施形態の二次空気供給装置１においては、アキュムレータ５１、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５が２つずつ設けられているとともに、２つのアキュムレータ５１、および、第２バルブ４としての２つの電動絞り弁１５のそれぞれが、さらに一体に形成されている。勿論、アキュムレータ５１および第２バルブ４のそれぞれを２つのバルブ流路２Ｃのそれぞれに１つずつ用いる構成としてもよい。
【０１１８】
前記アキュムレータユニット５３は、筒状の本体ケース５２を有しており、その内部は、所定の圧力の二次空気を貯留可能な空気室５４とされている。そして、本体ケース５２の両端には、それぞれ二次空気を導入可能な開口とされた供給ポート５３Ｐが形成されており、これらの供給ポート５３Ｐには、二次空気の圧力の調整に用いるためのレギュレータ５５の２次側ポート部５５Ａが接続されている。また、本体ケース５２の外周面の下部には、本体ケース５２を内外に貫通する出力ポート５３Ａが対称線ＳＬを中心として左右対称に形成されており、これらの出力ポート５３Ａのそれぞれには、接続配管５６の一端が接続されている。そして、接続配管５６の他端は、２系統のバルブ流路２Ｃのそれぞれにおいて、各第１バルブ３の第１ポート７Ｐに接続されている。
【０１１９】
すなわち、アキュムレータユニット５３は、空気室５４によって供給ポート５３Ｐおよび出力ポート５３Ａが連通されており、これにより、アキュムレータユニット５３には、供給ポート５３Ｐ、空気室５４および出力ポート５３Ａをこの順に連通するアキュムレータ流路５７が形成されている。
【０１２０】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃにおいては、二次空気のバルブ流路２Ｃが流動方向の上流側から下流側に向かって、アキュムレータ流路５７、接続配管５６の流路、第１流路１４、第２流路２４および第３流路３１によって形成されている。
【０１２１】
なお、アキュムレータユニット５３としては、本体ケース５２の内部を対称線ＳＬの位置において左右部分離する隔壁を設ける構成とすることもできる。
【０１２２】
また、アキュムレータユニット５３の空気室５４の容積などの各部のサイズは、設計コンセプトなどの必要に応じて設定すればよい。  
【０１２３】
前記レギュレータ５５は、図示しないエアポンプからの二次空気の圧力の調整に用いるためのものであり、通常は、ばね式のバルブ系、例えば、流体の二次側の圧力をダイアフラムにより検知して弁を開閉させるものが用いられている。そして、レギュレータ５５の１次側ポート部５５Ｐには、エアポンプによって送られてくる二次空気が供給可能に形成されている。
【０１２４】
なお、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５は、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様に形成されているので、その詳しい説明は省略する。勿論、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５としては、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１と同様に各種のものから選択することができる。
【０１２５】
また、本実施形態においては、２系統のバルブ流路２Ｃを左右対称に設ける構成としたが、２系統のバルブ流路２Ｃを図９の紙面垂直方向に対称あるいは対向するように設ける構成としてもよい。勿論、設計コンセプトなどの必要に応じて、バルブ流路２Ｃを１系統とするように、アキュムレータ５１、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５をそれぞれ１つとする構成としてもよい。
【０１２６】
さらに、本実施形態においては、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５を一体に形成する構成としたが、設計コンセプトなどの必要に応じて、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５の少なくとも１つを分離して配設してもよい。但し、分離した場合、エンジンの排気系における各バルブの配設位置に対する設計の自由度が向上するものの、分離部分を接続するための接続配管が必要になる。
【０１２７】
その他の構成については、前述した第１実施形態の二次空気供給装置１の構成と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【０１２８】
なお、各部品が対称線ＳＬを中心として左右対称に配置されているので、図９における対称線ＳＬの右側には、要部のみに符号を付してある。
【０１２９】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【０１３０】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｃのアキュムレータ５１によれば、エアポンプが停止している状態においても、所定の圧力の二次空気を空気室５４に保持することができるので、エアポンプとの間の通路の容積にかかわりなく、所定の圧力の二次空気を第１バルブ３に瞬時に供給することができる。
【０１３１】
なお、エアポンプが停止した場合には、レギュレータ５５によって空気室５４の二次空気がエアポンプ側に逆流するのを阻止することができるとともに、第１バルブによる第１流路１４の遮断あるいは第２バルブによる第２流路２４の遮断の少なくとも一方によって、空気室５４の二次空気が排気側ＥＳに流動するのを阻止し、所定の圧力の二次空気を空気室５４に保持することができるようになっている。
【０１３２】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｃの第１バルブ３としての電磁弁によれば、ソレノイド１１の駆動力によってスプール８を左右方向に移動することで、図９の左側の２ポート電磁弁７に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第１流路１４を遮断する閉位置と、図９の右側の２ポート電磁弁７に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第１流路１４を開放する開位置との２位置を選択的に取ることができるので、二次空気の供給および停止を俊敏に切り換えることができる。その結果、二次空気の過剰な供給を阻止することができる。
【０１３３】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃの第２バルブ４としての電動絞り弁１５によれば、サーボモータ２３の駆動力によって摺動プレート２０を左右方向に移動することで、図９の左側の電動絞り弁１５に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を遮断する閉位置と、図９の右側の電動絞り弁１５に示すように、第１ポート１５Ｐと第２ポート１５Ａとの間の第２流路２４を全開放する全開位置との２位置を選択的に取ることができるとともに、サーボモータ２３の駆動量を制御することで、閉位置と開位置との相互間における任意の位置を取ることができるので、第２流路２４の流路面積を可変として第２流路２４を通過する二次空気の流量の制御を行うことができる。その結果、二次空気の供給と流量の制御を行うことができる。
【０１３４】
さらに、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃの第３バルブ５としてのリード弁２５によれば、リード弁２５の上方（二次空気の上流側）と下方（二次空気の下流側）との圧力差によって、図９の左側のリード弁２５に示すように、リード弁２５に圧力が加わらない場合、および、リード弁２５の上方の圧力が下方の圧力より低い場合におけるリード板２８が流通孔２７を閉塞して第３流路３１を遮断する閉位置と、図９の右側のリード弁２５に示すように、リード弁２５の上方の圧力が下方の圧力より高い場合におけるリード板２８がストッパ２９に当接して流通孔２７が開放された第３流路３１を開放する開位置との２位置を選択的に取ることができるので、流通孔２７の上方から下方への一方向へのみの二次空気の流動を許し、反対方向への流動である排気ガスの逆流を阻止することができる。
【０１３５】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、２ポート電磁弁７のソレノイド１１と電動絞り弁１５のサーボモータ２３とを、制御部から送出される制御指令に基づいて制御することができるので、例えば、制御部によって、空燃費センサ、スロット開度センサ、駆動軸の回転センサなどの各種のセンサから送出される検出信号に基づいてエンジンの稼動状態を検出し、このエンジンの稼動状態に応じて二次空気供給装置１Ｃの第１流路１４の開閉と、第２流路２４の開閉および弁の開度とを、エアポンプの駆動とかかわりなく独立的に制御することができる。
【０１３６】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、二次空気を一定の圧力で保持可能なアキュムレータ５１と、二次空気の供給と停止とを制御する第１バルブ３と、二次空気の流量を流路面積を可変とすることで制御する第２バルブ４と、排気ガスの逆流を防止するための第３バルブ５とを有しているので、二次空気をエアポンプで供給する場合においても、緻密で適正な排気ガスの浄化を容易かつ確実に行うことができる。
【０１３７】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５が一体に形成されているので、取付スペースを少なくすることができるとともに、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５の距離を短くすることができるので、リード板２８の開弁レスポンスを向上させることができるとともに、エンジンの稼動状態の変化に対する第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５の応答性を向上させることができる。
【０１３８】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、アキュムレータ５１、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５のそれぞれが２つ設けられているので、独立したバルブ流路２Ｃを２系統とすることができる。そして、独立したバルブ流路２Ｃを２系統とすることにより、一方のバルブ流路２Ｃを閉塞し、他方のバルブ流路２Ｃを開放する制御をことで行うことで、従来の二次空気供給装置においては不可能であった、エンジンの中間回転領域における適正な排気ガスの浄化ができる。さらに、バルブ流路２Ｃを２系統とすることにより、急激な排気ガスの浄化が必要な回転域においては、２系統のバルブ流路２Ｃをともに開放する制御を行うことで、さらに俊敏な排気ガスの浄化を行うという使用方法が可能になる。
【０１３９】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、独立したバルブ流路２Ｃを２系統とすることができるので、いずれか１系統のバルブ流路２Ｃを構成するいずれかのバルブの故障しても、他方の系統のバルブ流路２Ｃによって排気ガスの浄化を行うことができるので、信頼性の向上を図ることもできる。
【０１４０】
また、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、２つのアキュムレータ５１、２つの第１バルブ３、２つの第２バルブ４および２つの第３バルブ５のうちの、２つのアキュムレータ５１および２つの第２バルブ４が、さらに一体に形成されたアキュムレータユニット５３および第２バルブユニット６とされているので、部品点数を削減し、製造に要する労力と時間を削減することができる。その結果、生産性の向上を図ることができる。
【０１４１】
さらに、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃにおける部品点数の削減は、組み立て品を小型とすることができるので、大きな取付スペースを確保できない小型のエンジンに用いることができる。
【０１４２】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、低コスト化、小型化を容易に図ることができる。
【０１４３】
なお、本実施形態の二次空気供給装置１Ｃによれば、アキュムレータユニット５３の本体ケース５２の内部に、空気室５４を対称線ＳＬの位置で左右に区分する隔壁を設ける構成とし、アキュムレータユニット５３の本体ケース５２と、第２バルブユニット６の共有固定プレート１６のそれぞれを対称線ＳＬに沿って分割することで、単体のアキュムレータ５１および第２バルブ４を容易に得ることができるので、アキュムレータ５１、第１バルブ３、第２バルブ４および第３バルブ５をそれぞれ１つとする構成の二次空気供給装置１Ｃとの部品の共有化を容易に図ることができる。
【０１４４】
図１０は、本発明に係る二次空気供給装置の第５実施形態の要部を示す模式的断面図である。なお、前述した第４実施形態の二次空気供給装置と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付してある。
【０１４５】
本実施形態の二次空気供給装置１Ｄは、前述した第４実施形態の二次空気供給装置１Ｃの小型化および低コスト化を図ったものである。
【０１４６】
すなわち、図１０に示すように、本実施形態の二次空気供給装置１Ｄは、前述した第４実施形態の二次空気供給装置１Ｃから２ポート電磁弁７により形成された第１バルブ３を除去するとともに、アキュムレータユニット５３を第２バルブユニット６に一体とする構成とされている。
【０１４７】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１Ｄは、１つの排気通路に対して２系統のバルブ流路２Ｄを有しており、各バルブ流路２Ｄは、流動方向の上流側から下流側に向かって、アキュムレータ流路５７、第２流路２４および第３流路３１によって形成されている。
【０１４８】
また、アキュムレータユニット５３を第２バルブユニット６に一体とするため、アキュムレータユニット５３の本体ケース５２に形成されている出力ポート５３Ａが、第２バルブユニット６の共有固定プレート１６に形成されている第１ポート１５Ｐの内部に嵌合されている。
【０１４９】
さらに、アキュムレータユニット５３と第２バルブユニット６とは、共有固定プレート１６の図１０の下方に示す下面側から挿入された締結部材としての取付ねじ１８によって一体に取り付けられている。
【０１５０】
その他の構成については、前述した第４実施形態の二次空気供給装置１Ｃの構成と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【０１５１】
なお、各部品が対称線ＳＬを中心として左右対称に配置されているので、図１０における対称線ＳＬの右側には、要部のみに符号を付してある。
【０１５２】
このような構成からなる本実施形態の二次空気供給装置１Ｄによれば、前述した第４実施形態の二次空気供給装置１Ｃと同様の効果を奏することができるとともに、第４実施形態における二次空気の過剰な供給を阻止するための第１バルブ３の機能をエアポンプによって代替させることができるので、二次空気をエアポンプにより供給する構成における構成の簡素化による部品点数の削減、部品点数の削減による製造に要する労力と時間の削減、造に要する労力と時間の削減による生産性の向上を図ることができるし、部品点数の削減により、組み立て品を小型とすることができるので、大きな取付スペースを確保できない小型のエンジンに用いることができる。
【０１５３】
したがって、本実施形態の二次空気供給装置１Ｄによれば、緻密で適正な排気ガスの浄化を容易かつ確実に行うことができるとともに、二次空気をエアポンプにより供給する構成における小型化および低コスト化を容易に図ることができる。
【０１５４】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明に係る二次空気供給装置の第１実施形態の要部を示す模式的外観図
【図２】図１の要部の模式的断面図
【図３】図１の要部の模式的側面図
【図４】図１の要部の模式的下面図
【図５】本発明に係る二次空気供給装置の第２実施形態の要部を示す模式的断面図
【図６】図５の要部の模式的側面図
【図７】本発明に係る二次空気供給装置の第３実施形態の要部を示す模式的断面図
【図８】図７の要部の模式的側面図
【図９】本発明に係る二次空気供給装置の第４実施形態の要部を示す模式的断面図
【図１０】本発明に係る二次空気供給装置の第５実施形態の要部を示す模式的断面図
【符号の説明】
【０１５６】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  二次空気供給装置
２、２Ｃ、２Ｄ  バルブ流路
３  第１バルブ
４、４Ａ、４Ｂ  第２バルブ
５  第３バルブ
６、６Ａ、６Ｂ  第２バルブユニット
７  ２ポート電磁弁
８  スプール
１０  電磁弁ケース
１１  ソレノイド
１４  第１流路
１５  電動絞り弁
２０  摺動プレート
２３、２３Ａ、２３Ｂ  サーボモータ
２４、３５、４１  第２流路
２５  リード弁
２６  支持基板
２７  流通孔
２８  リード板
２９  ストッパ
３１  第３流路
３２  電動バタフライ弁
３７  ディスク
３３  本体ケース５２
３８  電動回転弁
３９  ボディ
４４  ローター
４５  通路
５１  アキュムレータ
５２  本体ケース
５３  アキュムレータユニット
５４  空気室
５５  レギュレータ
５６  接続配管
５７  アキュムレータ流路
ＳＬ  対称線
ＳＳ  供給側
ＥＳ  排気側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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