JP2007218100A

JP2007218100A - ブローバイガス制御装置

Info

Publication number: JP2007218100A
Application number: JP2006036384A
Authority: JP
Inventors: Naoto Miyauchi; 直人宮内
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】部品点数を削減することのできるブローバイガス制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１の吸気通路１５におけるスロットル弁１２より上流側の吸気通路部１５ａからエンジン本体１ａ内に連通する第１通路２９と、エンジン本体１ａ内から吸気通路１５における下流側の吸気通路部１５ｂに連通する第２通路３３と、第２通路３３において下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧に応じて通路断面積を調整しかつ第１通路２９においてエンジン本体１ａ内から上流側の吸気通路部１５ａへの逆流を阻止する流量制御弁２３とを備える。流量制御弁２３が、バルブスプリング４６の付勢に抗して作動する弁体４０を備える。弁体４０に、第２通路３３の通路断面積を調整する第２弁部、及び、第２弁部４３に相反して第１通路２９を開閉する第１弁部が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブローバイガス制御装置に関する。

従来のブローバイガス制御装置には、例えば特許文献１に記載されたものがある。なお、図５は従来例を示す概要図である。
特許文献１のものは、図５に示すように、内燃機関すなわちエンジンの吸気通路１０９におけるスロットル弁１０１よりも上流側の吸気通路部１０９ａからエンジンのクランクケース（又は、シリンダヘッドカバー）クランクケース１０３内に連通する第１通路１１１と、クランクケース１０３（又は、シリンダヘッドカバー）１０３内から前記吸気通路１０９におけるスロットル弁１０１よりも下流側の吸気通路部１０９ｂに連通する第２通路１１２とが設けられている。

前記第１通路１１１には、その通路１１１を開閉する逆流防止弁１１０が設けられている。逆流防止弁１１０は、上流側の吸気通路部１０９ａからクランクケース１０３内への吸入空気いわゆる新気の流れを許容し、その反対方向への流れを阻止する。また、第２通路１１２には、その通路１１２の通路断面積を調整する流量制御弁１０７が設けられている。流量制御弁１０７は、クランクケース１０３内から下流側の吸気通路部１０９ｂ内へ流れるブローバイガスの流量を、下流側の吸気通路部１０９ｂ内の吸気負圧が低いほど多くし、その吸気負圧が高いほど少なくする。

上記従来例において、吸気通路１０９の下流側の吸気通路部１０９ｂに上流側の吸気通路部１０９ａより大きな負圧（真空側に大きくなる負圧）が発生するエンジンの軽、中負荷時においては、上流側の吸気通路部１０９ａからの新気が、第１通路１１１を通じてクランクケース１０３内に流れ、クランクケース１０３内のブローバイガスととともに、第２通路１１２を通じて下流側の吸気通路部１０９ｂに流れる。このとき、下流側の吸気通路部１０９ｂの吸気負圧に応じて、流量制御弁１０７が通路断面積を調整することにより、前記負圧に応じた量のクランクケース１０３内のブローバイガスと新気が第２通路１１２を通じて下流側の吸気通路部１０９ｂに流れる。また、下流側の吸気負圧が小さく（大気側に小さく）なり、クランクケース１０３内のブローバイガスが第１通路１１１を通じて上流側の吸気通路部１０９ａへ逆流するおそれがあるときは、逆流防止弁１１０の閉弁によってその逆流が阻止される。

実開昭５８−４４４１３号公報

前記従来例（特許文献１参照。）では、逆流防止弁１１０と流量制御弁１０７とが、それぞれ別体で構成されており、それぞれの通路１１１，１１２に個々に配設されているため、部品点数が多くならざるを得ないという問題があった。この問題は、コストアップや重量の増加を招くことになることから好ましくない。

本発明が解決しようとする課題は、部品点数を削減することのできるブローバイガス制御装置を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするブローバイガス制御装置により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載されたブローバイガス制御装置によると、内燃機関の吸気通路におけるスロットル弁より上流側の吸気通路部から前記内燃機関の本体内に連通する第１通路と、前記内燃機関の本体内から前記吸気通路におけるスロットル弁より下流側の吸気通路部に連通する第２通路と、前記第２通路において前記下流側の吸気通路部の吸気負圧に応じて通路断面積を調整しかつ前記第１通路において前記内燃機関の本体内から前記上流側の吸気通路部への逆流を阻止する流量制御弁とを備えている。したがって、流量制御弁が、第２通路において下流側の吸気通路部の吸気負圧に応じて通路断面積を調整する流量調整機能と、第１通路において内燃機関の本体内から上流側の吸気通路部への逆流を阻止する大気側逆流防止機能とを兼ね備えることにより、流量制御弁及び逆流防止弁をそれぞれ必要とした従来例と比べて、部品点数を削減することができる。ひいては、コストの低減及び軽量化を図ることができる。

また、請求項２に記載されたブローバイガス制御装置によると、請求項１に記載のブローバイガス制御装置における流量制御弁が、前記下流側の吸気通路部の吸気負圧によりバルブスプリングの付勢に抗して作動する弁体を備えている。前記弁体には、前記第２通路の通路断面積を調整する第２弁部、及び、第２弁部に相反して前記第１通路を開閉する第１弁部が設けられている。したがって、吸気通路の下流側の吸気通路部の吸気負圧によりバルブスプリングの付勢に抗して弁体が作動することにより、第２弁部が第２通路の通路断面積を調整するとともに、第２弁部に相反して第１弁部が第１通路を開閉する。このため、例えば、下流側の吸気通路部の吸気負圧が高いほど、第２通路を流れるブローバイガスの流量が少なくなり、その吸気通路部の吸気負圧が低いほど、第２通路を流れるブローバイガスの流量が多くなる。そして、下流側の吸気通路部の吸気負圧が低くなったときは、内燃機関の本体内のブローバイガスが第１通路を通じて上流側の吸気通路部へ逆流するおそれがあるので、弁体の第１弁部が第１通路を閉止することによって、その逆流が阻止される。このため、ブローバイガスが上流側の吸気通路部に流入することによるスロットル弁に対するデポジット、水分等の付着を防止あるいは低減することができる。さらに、流量制御弁において、第１弁部と第２弁部を設けた弁体の作動により、各通路をそれぞれの弁部により開閉制御するため、構成を簡素化することができるとともに、各弁部による制御タイミングのずれをなくすることができる。また、弁体の第１弁部と第２弁部とが同時に閉弁することがないため、内燃機関の本体内の内圧の上昇を回避することができ、その内圧の上昇による不具合を解消することができる。

本発明のブローバイガス制御装置によれば、流量制御弁が、第２通路において下流側の吸気通路部の吸気負圧に応じて通路断面積を調整する流量調整機能と、第１通路において内燃機関の本体内から上流側の吸気通路部への逆流を阻止する大気側逆流防止機能とを兼ね備えることにより、流量制御弁及び逆流防止弁をそれぞれ必要とした従来例と比べて、部品点数を削減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例を参照して説明する。

本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。なお、図１はブローバイガス制御装置の概要を示す説明図である。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１のエンジン本体１ａは、シリンダブロック２と、そのシリンダブロック２のクランクケース２ａの下面側に締結されたオイルパン３と、シリンダブロック２の上面側に締結されたシリンダヘッド４と、そのシリンダヘッド４の上面側に締結されたシリンダヘッドカバー５とを備えている。シリンダヘッドカバー５には、そのシリンダヘッドカバー５内外を連通する新気導入口６及びブローバイガス取出口７が左右に並んで形成されている。新気導入口６には、流量制御弁２３（後述する。）の新気出口ポート２８が連通されている。また、ブローバイガス取出口７には、流量制御弁２３（後述する。）のガス入口ポート３１が連通されている。なお、新気導入口６及び／又はブローバイガス取出口７は、シリンダヘッドカバー５に代えて、シリンダブロック２のクランクケース２ａに設けることもできる。なお、エンジン本体１ａは、本明細書でいう「内燃機関の本体」に相当する。また、シリンダヘッドカバー５内、クランクケース２ａ内は、本明細書でいう「内燃機関の本体内」に相当する。

前記シリンダヘッド４には、吸入空気の脈動を吸収するチャンバ９ａを備えるインテークマニホールド９の下流端が連通されている。インテークマニホールド９の上流端には、スロットル弁１２を備えた吸気管路１１を介して、エアクリーナ１３が連通されている。スロットル弁１２は、例えば、図示しないアクセルペダルに連結されており、そのペダルの踏込み量に応じて開閉されるようになっている。また、エアクリーナ１３は、新気を導入するもので、フィルタエレメント１４を内蔵している。インテークマニホールド９、吸気管路１１及びエアクリーナ１３により、エンジン１の燃焼室（図示しない。）に吸入空気を導入するための一連の吸気通路１５が形成されており、その吸気通路１５のスロットル弁１２よりも上流側の通路部分を上流側の吸気通路部１５ａといい、スロットル弁１２よりも下流側の通路部分を下流側の吸気通路部１５ｂという。なお、エンジン本体１ａは、周知のとおり、吸気、圧縮、爆発、排気といった行程を経ることにより駆動力を得る。また、エンジン本体１ａの燃焼室（図示しない。）内での燃焼にともない、エンジン本体１ａ内すなわちクランクケース２ａ内やクランクケース２ａ内に連通するシリンダヘッドカバー５内にはブローバイガスが発生する。

前記上流側の吸気通路部１５ａの通路壁に相当するエアクリーナ１３と吸気管路１１との間の通路壁１６には、通路壁１６内外を連通する大気取入口１７が形成されている。大気取入口１７には、大気取入管路１８の上流端が連通されている。なお、大気取入管路１８の下流端は、流量制御弁２３（後述する。）の新気入口ポート２７に連通されている。

また、下流側の吸気通路部１５ｂの通路壁に相当するインテークマニホールド９のチャンバ９ａには、チャンバ９ａ内外を連通するブローバイガス導入口２０が形成されている。ブローバイガス導入口２０には、ブローバイガス導入管路２１の下流端が連通されている。なお、ブローバイガス導入管路２１の上流端は、流量制御弁２３（後述する。）のガス出口ポート３２に連通されている。

前記シリンダヘッドカバー５上には流量制御弁２３が設けられている。以下、流量制御弁２３について説明する。なお、図２は吸気負圧が小の状態での流量制御弁を示す断面図、図３は吸気負圧が中の状態での流量制御弁を示す断面図、図４は吸気負圧が大の状態での流量制御弁を示す断面図である。
図２に示すように、流量制御弁２３は、ＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）バルブとしての流量調整機能と大気側逆流防止弁の機能を兼ね備えるものである。流量制御弁２３のハウジングを構成する弁ハウジング２４には、左右に並ぶ大気側弁室２５と負圧側弁室２６とが形成されている。弁ハウジング２４の大気側弁室２５の左側に新気入口ポート２７が形成され、その大気側弁室２５の下側に新気出口ポート２８が形成されている。新気入口ポート２７に前記大気取入管路１８の下流端が連通され、新気出口ポート２８が前記シリンダヘッドカバー５の新気導入口６に連通されている。なお、図１に示すように、前記した大気取入口１７、大気取入管路１８、新気入口ポート２７、大気側弁室２５、新気出口ポート２８、新気導入口６により、一連をなす第１通路２９が構成されている。また、弁ハウジング２４は、複数に分割されたハウジング要素を一体的に組付けることにより形成されている。

図２に示すように、前記弁ハウジング２４の負圧側弁室２６の下側にガス入口ポート３１が形成され、その負圧側弁室２６の右側にガス出口ポート３２が形成されている。ガス入口ポート３１が前記シリンダヘッドカバー５のブローバイガス取出口７に連通され、ガス出口ポート３２に前記ブローバイガス導入管路２１の上流端が連通されている。なお、図１に示すように、前記したブローバイガス取出口７、ガス入口ポート３１、負圧側弁室２６、ガス出口ポート３２、ブローバイガス導入管路２１、ブローバイガス導入口２０により、一連をなす第２通路３３が構成されている。

図２に示すように、前記大気側弁室２５における前記新気入口ポート２７の開口端に、第１弁シート部３５が設けられている。なお、第１弁シート部３５は、弁体４０（後述する。）の第１弁部４２により開閉される。
また、前記負圧側弁室２６における前記ガス出口ポート３２の開口端に、第２弁シート部３６が設けられている。なお、第２弁シート部３６は、弁体４０（後述する。）の第２弁部４３により通路断面積を連続的に変化させるようして開閉される。

前記弁ハウジング２４における大気側弁室２５と負圧側弁室２６との隣り合う区画壁３８には、両弁室２５，２６を相互に連通する連通口３９ａを形成する連通筒部３９が形成されている。連通口３９ａは、前記第１弁シート部３５及び前記第２弁シート部３６とともに同一軸線Ｌ上に形成されている。

前記弁ハウジング２４内には、軸方向（図２において左右方向）に移動可能な弁体４０が設けられている。弁体４０は、前記弁ハウジング２４の連通口３９ａ内に密にかつ軸方向に移動可能に嵌合された弁軸部４１を有している。弁軸部４１の大気側弁室２５側の端面は、前記第１弁シート部３５を開閉可能な第１弁部４２となっている。また、弁軸部４１の負圧側弁室２６側の端部は、前記第２弁シート部３６をその通路断面積を連続的に変化させるようして開閉可能な先細り円錐状の第２弁部４３となっている（図３参照。）。第２弁部４３の大径側端部には、第２弁シート部３６を閉止可能な段付面４３ａが形成されている（図４参照。）。さらに、弁軸部４１における第２弁部４３の基端部には、外周に張り出すフランジ部４４が形成されている。

図２に示すように、前記弁体４０のフランジ部４４と、そのフランジ部４４の第２弁部４３側の端面に対面する前記負圧側弁室２６における第２シート部３６側の壁面２６ａとの間には、コイルスプリングからなるバルブスプリング４６が介装されている。バルブスプリング４６は、常に、弁体４０を第１弁部４２が第１弁シート部３５を閉じる方向（図２において左方）すなわち第２弁シート部３６の通路断面積を増大する方向へ付勢している。また、前記第２通路３３に前記下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧（単に、「負圧」ともいう。）が作用した場合には、第２弁部４３を境に圧力差が発生し、バルブスプリング４６の付勢力に抗して弁体４０が軸方向（図２において右方）に移動されることにより、第１弁部４２が第１弁シート部３５を開くとともに、その圧力差が大きくなるにしたがって第２弁部４３が前記第２弁シート部３６内に侵入していくことによりその通路断面積を連続的に減少させる（図３参照。）。また、前記圧力差が所定値を超えた場合は、第２弁部４３の段付面４３ａが前記第２弁シート部３６に密着してその弁シート部３６を閉止する（図４参照。）。

次に、上記したブローバイガス制御装置の作動について説明する。なお、本実施例では、エンジン１の運転中にあって、スロットル弁１２の開度を大、中、小の３段階に変化させた場合について説明する。なお、説明の都合上、スロットル弁１２の開度が中、小、大の順に説明する。
スロットル弁１２の開度が中のときは、吸気通路１５（図１参照。）の下流側の吸気通路部１５ｂに、上流側の吸気通路部１５ａに比べて中程度の負圧が発生する。その負圧に応じて、流量制御弁２３の弁体４０がバルブスプリング４６の付勢に抗して移動される（図３参照。）。このとき、第１弁部４２が弁ハウジング２４の第１弁シート部３５を開放することにより、第１通路２９（図１参照。）を介して、吸気通路１５の上流側の吸気通路部１５ａとシリンダヘッドカバー５内とが連通される。これとともに、第２弁部４３が、弁ハウジング２４の第２弁シート部３６を開放した状態で、負圧に応じて弁シート部３６内を軸方向に移動する。これにより、第２通路３３（図１参照。）を介して、シリンダヘッドカバー５内と吸気通路１５の下流側の吸気通路部１５ｂとが連通される。このため、吸気通路１５の上流側の吸気通路部１５ａの新気が、第１通路２９を通って、シリンダヘッドカバー５内ひいてはクランクケース２ａ内に導入される（図１及び図３中、矢印Ｙ１参照。）。そして、その新気と、シリンダヘッドカバー５内のブローバイガスとが、第２通路３３を経て吸気通路１５の下流側の吸気通路部１５ｂに流出される（図１及び図３中、矢印Ｙ２参照。）。このとき、負圧に応じて弁体４０の移動量が変化するにともない、第２弁シート部３６内の通路断面積が第２弁部４３によって調整すなわち増減される。これにより、第２通路３３を流れるブローバイガス（新気を含む。）の流量が調整される。これによって、エンジン本体１ａ内の掃気が図られる。

また、スロットル弁１２の開度が小のときは、吸気通路１５（図１参照。）の下流側の吸気通路部１５ｂに大きな負圧が発生するため、流量制御弁２３の弁体４０がバルブスプリング４６の付勢に抗して最大限移動される（図４参照。）。これにより、弁体４０の第２弁部４３の段付面４３ａが弁ハウジング２４の第２弁シート部３６に密着してその弁シート部３６を閉止することにより、第２通路３３（図１参照。）が遮断される結果、その第２通路３３内のブローバイガスの流れ（図４中、矢印Ｙ２参照。）が停止される。これにより、エンジン本体１ａの燃焼室（図示しない。）へブローバイガスが過剰に流入することが回避される。

また、スロットル弁１２の開度が大のときは、吸気通路１５（図１参照。）の下流側の吸気通路部１５ｂに発生する負圧が小さくなることにより、流量制御弁２３の弁体４０がバルブスプリング４６の付勢によって押し戻される（図２参照。）。これにより、弁体４０の第２弁部４３が弁ハウジング２４の第２弁シート部３６を全面的に開放する一方、第１弁部４２が第１弁シート部３５に密着してその弁シート部３５を閉止することにより、第１通路２９（図１参照。）が遮断される。このため、シリンダヘッドカバー５内のブローバイガスが、第１通路２９を通って吸気通路１５の上流側の吸気通路部１５ａに逆流（図１及び図２中、矢印Ｙ３参照。）することが阻止される。これにより、スロットル弁１２に対するデポジット、水分等の付着を防止あるいは低減することができる。また、吸気通路１５の下流側の吸気通路部１５ｂ内の負圧が小さいため、第２通路３３（図２参照。）が全面的に開放されていても、負圧によりシリンダヘッドカバー５内のブローバイガスが第２通路３３を通じて下流側の吸気通路部１５ｂへ流入することがほとんどない。

上記ブローバイガス制御装置によると、流量制御弁２３が、第２通路３３において下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧に応じて通路断面積を調整する流量調整機能と、第１通路２９においてエンジン本体１ａ内から上流側の吸気通路部１５ａへの逆流を阻止する大気側逆流防止機能とを兼ね備えることにより、流量制御弁及び逆流防止弁をそれぞれ必要とした従来例と比べて、部品点数を削減することができる。ひいては、コストの低減及び軽量化を図ることができる。

また、流量制御弁２３が、下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧によりバルブスプリング４６の付勢に抗して作動する弁体４０を備えている。そして、弁体４０には、第２通路３３（詳しくは、第２弁シート部３６）の通路断面積を調整する第２弁部４３、及び、第２弁部４３に相反して第１通路２９を開閉する第１弁部４２が設けられている（図２参照。）。したがって、吸気通路１５の下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧によりバルブスプリング４６の付勢に抗して弁体４０が作動することにより、第２弁部４３が第２通路３３の通路断面積を調整するとともに、第２弁部４３に相反して第１弁部４２が第１通路２９を開閉する。このため、下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧が高いほど、第２通路３３を流れるブローバイガスの流量が少なくなり、その吸気通路部１５ｂの吸気負圧が低いほど、第２通路３３を流れるブローバイガスの流量が多くなる。そして、下流側の吸気通路部１５ｂの吸気負圧が低くなったときは、エンジン本体１ａのシリンダヘッドカバー５内のブローバイガスが第１通路２９を通じて上流側の吸気通路部１５ａへ逆流するおそれがあるので、弁体４０の第１弁部４２が第１通路２９を閉止することによって、その逆流が阻止される（図２参照。）。このため、ブローバイガスが上流側の吸気通路部１５ａに流入することによるスロットル弁１２に対するデポジット、水分等の付着を防止あるいは低減することができる。さらに、流量制御弁２３において、第１弁部４２と第２弁部４３を設けた弁体４０の作動により、各通路２９，３３をそれぞれの弁部４２，４３により開閉制御するため、構成を簡素化することができるとともに、各弁部４２，４３による制御タイミングのずれをなくすることができる。また、弁体４０の第１弁部４２と第２弁部４３とが同時に閉弁することがないため、エンジン本体１ａ内の内圧の上昇を回避することができ、その内圧の上昇による不具合を解消することができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、スロットル弁１２は、アクセルペダルにリンクしたメカニカル式のものに限らず、電動モータ等のアクチュエータにより開閉駆動させる電子制御式のものであってもよい。また、弁体４０は、エンジン１の運転状態等に応じて、電動モータ等のアクチュエータにより作動させることもできる。

本発明の一実施例にかかるブローバイガス制御装置の概要を示す説明図である。吸気負圧が小の状態での流量制御弁を示す断面図である。吸気負圧が中の状態での流量制御弁を示す断面図である。吸気負圧が大の状態での流量制御弁を示す断面図である。従来例を示す概要図である。

符号の説明

１エンジン（内燃機関）
１ａエンジン本体（内燃機関の本体）
５シリンダヘッドカバー
１２スロットル弁
１５吸気通路
１５ａ上流側の吸気通路部
１５ｂ下流側の吸気通路部
２３流量制御弁
２９第１通路
３３第２通路
４０弁体
４１弁軸部
４２第１弁部
４３第２弁部
４６バルブスプリング

Claims

内燃機関の吸気通路におけるスロットル弁より上流側の吸気通路部から前記内燃機関の本体内に連通する第１通路と、
前記内燃機関の本体内から前記吸気通路におけるスロットル弁より下流側の吸気通路部に連通する第２通路と、
前記第２通路において前記下流側の吸気通路部の吸気負圧に応じて通路断面積を調整しかつ前記第１通路において前記内燃機関の本体内から前記上流側の吸気通路部への逆流を阻止する流量制御弁と
を備えたことを特徴とするブローバイガス制御装置。
請求項１に記載のブローバイガス制御装置であって、
前記流量制御弁が、前記下流側の吸気通路部の吸気負圧によりバルブスプリングの付勢に抗して作動する弁体を備え、
前記弁体には、前記第２通路の通路断面積を調整する第２弁部、及び、第２弁部に相反して前記第１通路を開閉する第１弁部が設けられている
ことを特徴とするブローバイガス制御装置。