(57)【要約】【課題】耐熱性、耐久性に優れ、弁取付面の研磨加工を要しない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を一体的にダイカスト成形し、単一の平面をなす弁取付面２４Ｓを形成する。弁取付面２４Ｓの全面にフッ素樹脂コーティングを施しフッ素樹脂膜２７を形成する。リード状の弁体２３の一端２３Ａをボルト２６を用いて弁取付面２４Ｓに、弁孔２５を閉塞するように取り付ける。更に弁体２３の反り返りを制限するストッパー２８をバルブ本体２４に取り付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁孔が設けられた本体と、前記本体に取り付けられ前記弁孔を開閉するリード状の弁体とを備えるリードバルブであって、前記本体において、前記弁体が取り付けられる弁取付面の少なくとも弁受座に対応する領域に耐熱性樹脂層が直接形成されることを特徴とするリードバルブ。
【請求項２】
前記耐熱性樹脂層が、前記弁取付面の少なくとも前記弁体が当接する領域に直接形成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。
【請求項３】
前記耐熱性樹脂層が、前記弁取付面の全面にコーティング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。
【請求項４】
前記弁取付面が単一の部材の１つの平面として形成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。
【請求項５】
前記耐熱性樹脂層がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のリードバルブ。
【請求項６】
前記耐熱性樹脂層の厚さが１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のリードバルブ。
【請求項７】
前記弁体に対する弁受座面積と前記弁孔の面積の比が０．４以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のリードバルブ。
【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。特にエンジンの吸気系や排気系など、高温下で用いられるリードバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
リードバルブにおいて、弁孔の周縁部には、ゴム状弾性部材からなる弁受座が設けられ、リード状の弁体が弁孔を閉塞するときのシール性を高めている。また、弁受座の弁体への粘着を防止するために弁体と弁受座との間にフッ素樹脂層を設けるものも提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】実公昭５４−４５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし弁受座は、アルミ等の金属素材からなるバルブ本体に設けられた弁孔の周縁部に例えば段部を設け、ここにゴムを焼き付けて形成されるため、弁受座とバルブ本体の弁体と接触する側の面が同一平面とすることは難しく、弁受座成形の後、弁体と接触する面を研磨する必要があり、製造コストが上昇するという問題がある。また、ゴム状部材を用いる場合、温度が高くなるとゴム材が変質して硬くなり、耐久性およびシート性が悪化する。また従来のように弁孔の周縁に形成された弁受座にのみフッ素樹脂層を設ける場合、マスキング等の処理を施す必要があるため製造過程が煩雑になるという問題がある。
【０００４】
本願発明は、耐熱性、耐久性に優れるとともに、弁取付面の研磨加工を要しないリードバルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のリードバルブは、弁孔が設けられた本体と、本体に取り付けられ弁孔を開閉するリード状の弁体とを備えるリードバルブであって、本体において、弁体が取り付けられる弁取付面の少なくとも弁受座に対応する領域に耐熱性樹脂層が直接形成されたことを特徴としている。
【０００６】
耐熱性樹脂層は、弁取付面の少なくとも弁体が当接する領域に直接形成されることが好ましい。また耐熱性樹脂層は、弁取付面の全面にコーティングされることが好ましい。また弁取付面は単一の部材の１つの平面として形成される。
【０００７】
耐熱性樹脂層は例えばフッ素樹脂からなり、耐熱性樹脂層の厚さは１μｍ以上である。また、弁体に対する弁受座面積と弁孔の面積の比が０．４以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、耐熱性、耐久性に優れるとともに、弁取付面の研磨加工を要しないリードバルブを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、例えば排気系であってもよい。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
図２は、筐体部分を除く本実施形態のリードバルブ１９の側断面図である。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。
【００１４】
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、そのほぼ中央には弁孔２５が形成される。
【００１５】
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。
【００１６】
バルブ本体２４を成形する際には、弁取付面２４Ｓは平坦な面として成型され、弁取付面２４Ｓの全体には、例えばフッ素樹脂などの耐熱性樹脂コーティングが直接施される。これにより、弁取付面２４Ｓの表面には１μｍ以上の厚みのフッ素樹脂層２７が形成される。
【００１７】
弁体２３の下面は、ボルト２６により弁孔２５を取り囲む弁取付面２４Ｓと密接する。弁体２３よりも図２における上方（排気ポート側）の気圧が下方（エアカットバルブ側）よりも高い場合には、弁体２３は弁取付面２４Ｓに押し当てられ、弁孔２５を通した流れは遮断される。
【００１８】
一方、弁体２３よりも図２における上方（排気ポート側）の気圧が下方（エアカットバルブ側）よりも低い場合（排気系に負圧発生）には、弁体２３は弁孔２５から圧力を受ける。このとき弁孔２５は端部２３Ａにおいて片持ち保持されているため、圧力により図２において上方に撓み、空気は下方（エアバルブ側）から上方（排気ポート側）へと流通する。なお図２では、排気ポート１４に発生した負圧により弁体２３が弁取付面２４Ｓから僅かに反り返った状態で示されている。
【００１９】
なおバルブ本体２４には、弁体２３の撓みを一定の範囲に規制するストッパー２８が装着される。ストッパー２８は例えば湾曲された板部材からなり、弁体２３と同様にボルト２６によりその一端２８Ａがバルブ本体２４に固定され、ストッパー２８を構成する板部材は他端２８Ｂが弁取付面２４Ｓから所定距離離れた位置に位置するように湾曲されており、弁体２３の撓みを規制するのに十分な剛性を備える。
【００２０】
すなわち、弁体２３は、ストッパー２８とバルブ本体２４との間に挟まれて配置され、弁体２３の撓みが大きくなると弁体２３の自由端２３Ｂがストッパー２８の他端２８Ｂに当接して弁体２３の撓みが規制される。
【００２１】
図３に図２のリードバルブの分解斜視図を示す。図３に示されるように、斜線が施されたバルブ本体２４の弁取付面２４Ｓには、一面にフッ素樹脂コーティングが施され、フッ素樹脂層２７が形成されており、この上に弁孔２５を覆うように弁体２３、ストッパー２８がこの順で載置され、ボルト２６によってバルブ本体２４に固定される。なお、言うまでもなく、弁体２３、ストッパー２８の一端である固定端２３Ａ、２８Ａには、バルブ本体２４の弁取付面２４Ｓに設けられたネジ孔２４Ｈに対応する位置にネジ孔が設けられている。
【００２２】
また、弁体２３が弁取付面２４Ｓに押し当てられ空気の流通を遮断するときの性能は、以下に説明する弁受座面積Ｓ１と、弁孔２５の開口面積Ｓ２とに依存する。本実施形態では、弁受座面積Ｓ１と弁孔２５の開口面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が０．４以上に設定される。これにより、閉弁時の気密性を十分に維持することができる。
【００２３】
図４に弁受座面積Ｓ１と開口面積Ｓ２との対応を示す。ここで弁受座面積Ｓ１は、弁体２３のうち弁として有効に機能する面積から開口面積Ｓ２を引いたものに対応する。本実施形態では、図４の斜線部に対応し、ボルト２６のためのネジ孔の中心線よりも自由端側の領域の面積から開口面積Ｓ２を引いた面積である。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、バルブ本体が単一の部材として成形され、このとき弁取付面が平坦に成形され、この弁取付面に直接耐熱樹脂層を設けているため、従来のようにゴム部材を弁受座に用いたときのように、弁受座部と弁取付面との間に段差が発生することがなく、弁取付面側を研磨する必要がない。これにより製造効率を高め、コストを低減することができる。また、本実施形態では、弁取付面の全体にコーティング処理を施しているのでマスキング処理を行う必要がなく、製造工程より簡略にすることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、弁受座面積と開口面積との比を０．４以上に設定することにより、閉弁時に十分な気密性を維持することができる。更に、耐熱性樹脂層を１μｍ以上とすることにより、バルブ本体に十分な耐熱性と耐久性を与えることができる。
【００２６】
次に図５を参照して、本発明の上記実施形態の変形例について説明する。変形例のリードバルブの構成は上述した実施形態とほぼ同様であり、異なるの耐熱性樹脂層の形成方法と耐熱性樹脂層が形成される領域である。
【００２７】
図５に示されるように、変形例では、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂フィルム３０を用いて耐熱性樹脂層が形成される。図５の変形例では、弁体２３の平面形状とほぼ同形の外形を備え、弁孔２５に対応する位置に開口３１が設けられ、ネジ孔に対応する位置に開口３２が設けられたフッ素樹脂フィルム３０が用いられる。
【００２８】
フッ素樹脂フィルム３０は、弁取付面２４Ｓの上の弁体２３が載置される位置に合わせて載置された後、弁取付面２４Ｓに焼き付けられる。すなわち、弁取付面２４Ｓのうち、弁体２３が接触する領域のみにフッ素樹脂膜が形成される。なお、この変形例では、フッ素樹脂フィルムの大きさが、弁体が弁取付面に当接する領域と同じ大きさであったが、フィルムの大きさを弁取付面全面と同じ大きさとしてもよい。
【００２９】
以上のように、変形例においても、ほぼ同様の効果を得ることができる。また、変形例ではフッ素樹脂層が設けられる領域が狭く抑えられるので、耐熱性樹脂膜のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】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。
【図２】筐体部分を除く本実施形態のリードバルブの側断面図である。
【図３】図２のリードバルブの分解斜視図である。
【図４】弁受座面積と開口面積に対応する領域を示す図である。
【図５】変形例のリードバルブの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
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
２４  バルブ本体
２５  弁孔
２７  耐熱性樹脂層
２８  ストッパー
【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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