JP2009221905A - 電磁式ｐｃｖバルブの加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を有効に防止すること。
【解決手段】電磁式ＰＣＶバルブ１は、弁座２及び弁体３と、弁体３を移動させるステップモータ４と、弁座２、弁体３及びステップモータ４を収納するハウジング５とを備える。ステップモータ４により弁体３を移動させることで、弁座２と弁体３との間におけるブローバイガス通路の大きさ（開度）が変更される。ステップモータ４は、弁体４を移動させるための通電と、弁体３を定位置に保持するための通電とが選択的に受けられるように構成される。ＰＣＶバルブ１の加熱装置は、通電によりステップモータ４に生じる熱を弁体３及び弁座２へ伝えるカバー部材１３及び出力軸４ｃと、弁体１を定位置に保持するための通電をステップモータ４に行う電子制御装置（ＥＣＵ）２３とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ブローバイガス還元装置に設けられ、電磁式手段により弁体を移動させる電磁式ＰＣＶバルブ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブ）に係り、詳しくは、その電磁式ＰＣＶバルブを加熱する加熱装置に関する。

従来、例えば、下記の特許文献１及び２には、エンジンの運転状態に応じて弁体の開閉位置を制御するようにした電磁式ＰＣＶバルブが記載されている。ここで、特許文献１には、円錐形の先端部を有する円柱形の弁体が軸方向位置可変に配設され、弁体の弁座に対する位置に応じてブローバイガス通路の通流面積を可変とするように構成される。この弁体の基端部にはシャフトが設けられ、そのシャフトの端部に、強磁性金属からなる円柱状プランジャーが取り付けられる。このプランジャーの外周部には、空隙を介してコイルが設けられる。このコイルが、エンジンの運転状態に応じて、コントローラにより通電制御されることにより、コイルの電磁力によりプランジャーが移動して弁体が軸方向へ移動し、弁座との間のブローバイガス通流面積が可変となるようになっている。特許文献２にも、特許文献１の電磁式ＰＣＶバルブに準ずるＰＣＶバルブが記載されている。

また、下記の特許文献３及び４には、内部に弁室を含むバルブケースを備え、そのバルブケースの外周部に専用の加熱手段としての電気ヒータを設けたＰＣＶバルブが記載されている。この電気ヒータにより、弁室に配置された弁体及び弁座を加熱するようになっている。

特開平８−３３８２２号公報 特開昭５３−１１８６４０号公報 実開昭６１−１２２３１３号公報 実開昭６０−９８７０９号公報

ところが、特許文献１及び２に記載の電磁式ＰＣＶバルブでは、ブローバイガスに含まれる水分が、ブローバイガス通路の中で凍結するおそれがある。特に、弁体と弁座との間の計量部は、通流面積が狭く、凍結により弁体と弁座が固着するおそれがある。また、エンジンの運転中にも外気が低温化することがあるので、弁体が停止しているときには、弁体と弁座が凍結により固着するおそれがある。そこで、特許文献１及び２に記載の電磁式ＰＣＶバルブに対し、特許文献３及び４に記載の専用の電気ヒータを付加することも考えられる。この場合、通電により電気ヒータを発熱させることで凍結を解除することはできるが、電気ヒータを設けた分だけＰＣＶバルブの構成や電気配線が複雑になる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を有効に防止することを可能とした電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体を移動させるための電磁式手段と、弁座、弁体及び電磁式手段を収納するハウジングとを備え、電磁式手段を通電により動作させて弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにした電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置において、通電により電磁式手段に生じる熱を弁体及び弁座のうち少なくとも一方へ伝えるための伝熱手段と、電磁式手段は、弁体を移動させるための通電と弁体を定位置に保持するための通電とが選択的に受けられるように構成されることと、弁体を定位置に保持するための通電を電磁式手段に行う通電制御手段とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、弁体を移動させるために通電制御手段が電磁式手段に通電を行うことにより、電磁式手段により弁体が弁座に対して移動し、両者の間のブローバイガス通路の大きさが変更される。このとき、通電により電磁式手段に生じる熱は、伝熱部材により弁体及び弁座のうち少なくとも一方に伝わり、それらの部材が加熱される。一方、弁体を移動させない場合に、弁体を定位置に保持するために通電制御手段が電磁式手段に通電を行うことにより、電磁式手段に熱が生じる。この熱は伝熱部材により弁体及び弁座のうち少なくとも一方に伝わり、それらの部材が加熱される。従って、弁体を移動させるときも移動させないときも、弁体及び弁座のうち少なくとも一方を加熱することが可能となる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、外気温度を検出するための温度検出手段を更に備え、通電制御手段は、検出される外気温度が所定値以下のときに、弁体を定位置に保持するための通電を電磁式手段に行うことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、温度検出手段により検出される外気温度が所定値以下のときに、弁体を定位置に保持するための通電が電磁式手段に行われ、外気温度が所定値以下でないときは、弁体を定位置に保持するための通電が電磁式手段に行われない。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、電磁式手段は、ステップモータであることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、電磁式手段をステップモータに特定することで、請求項１又は２に記載の発明の作用が得られる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、伝熱手段は、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材であり、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材は、少なくとも電磁式手段及び弁座を内包するようにハウジングに設けられたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、伝熱手段としてのハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、少なくとも電動手段及び弁座を内包するようにハウジングに設けられるので、電磁式手段で生じた熱は、ハウジングに伝わるよりも、上記熱伝導性の良い部材を介して弁座に速やかに伝わり、弁座が速やかに加熱される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、伝熱手段は、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材であり、電磁式手段と弁座又は弁体がハウジングよりも熱伝導性の良い部材により熱的に連結されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、伝熱手段としてのハウジングよりも熱伝導性の良い部材により、電磁式手段と弁座又は弁体が熱的に連結されるので、電磁式手段で生じた熱は、ハウジングに伝わるよりも弁座又は弁体に速やかに伝わり、弁座又は弁体が速やかに加熱される。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、伝熱手段は、ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材であり、カバー部材が弁体を内包するようにブローバイガス通路の中に設けられ、カバー部材の一端が電磁式手段に熱的に連結されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、ブローバイガス通路の中にて弁体が、伝熱手段としてのハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材により内包され、そのカバー部材の一端が電磁式手段に熱的に連結されるので、電磁式手段で生じた熱がカバー部材に速やかに伝わり、弁体が速やかに加熱される。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、弁座がカバー部材に一体に形成されたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、カバー部材に弁座が一体に形成されるので、カバー部材が加熱されることで弁座も速やかに加熱される。

請求項１に記載の発明によれば、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を有効に防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、凍結防止のための消費電力を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ステップモータへの通電を制御することで請求項１又は２に記載の発明の効果を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、弁座を速やかに加熱することで凍結を有効に防止をすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、弁座又は弁体を速やかに加熱することで凍結を有効に防止をすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、弁体を速やかに加熱することで凍結を有効に防止をすることができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、弁座も速やかに加熱することで凍結を有効に防止を行うことができる。弁座を別途設ける必要がなく、構成部品数を削減することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明における電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態における電磁式ＰＣＶバルブ１とその加熱装置を断面図及びブロック図により示す。周知のように、このＰＣＶバルブ１は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気通路へ戻して燃焼室へ還元させるように構成したブローバイガス還元装置の構成要素としてエンジンに設けられる。図１に示すように、ＰＣＶバルブ１は、概略的には、弁座２と、弁座２に対応して設けられた弁体３と、弁体３を移動させるための本発明の電磁式手段としてのステップモータ４と、弁座２、弁体３及びステップモータ４を収納するハウジング５とを備える。そして、ステップモータ４を通電により動作させて弁体３を弁座２に対して移動させることにより、弁座２と弁体３との間におけるブローバイガス通路の大きさ、すなわち「開度」を変更し、ＰＣＶバルブ１で計量されるブローバイガス流量を調整するようになっている。このＰＣＶバルブ１は、弁体３を移動させるステップモータ４を備えるが、弁座２と弁体３との凍結を防止したり、凍結を解除したりするために電気ヒータ等の専用の加熱手段は別途設けてはいない。以下、ＰＣＶバルブ１とその加熱装置の構成について詳しく説明する。

この実施形態で、ハウジング５は中空形状をなし、３分割された第１ハウジング６、第２ハウジング７及び第３ハウジング８から構成される。第１〜第３のハウジング６〜８は、それぞれ樹脂より成形される。第１ハウジング６は、その内部に形成された中空部６ａと、その下部に形成された入口側管継手６ｂとを含む。入口側管継手６ｂは、中空部６ａに通じる入口通路６ｃを含み、その外周にシールリング９が装着される。中空部６ａは弁室１０を構成し、その弁室１０の中に弁体３が配置され、弁室１０の出口側に弁座２が取り付けられる。第２ハウジング７には、ステップモータ４が一体成形され、上部にコネクタ７ａが形成される。ステップモータ４は、第２ハウジング７に対しインサート成形される。ステップモータ４は、モータケース１１に覆われて第２ハウジング７の中に一体成形される。第２ハウジング７は、その先端外周部７ｂが第１ハウジング６の基端開口６ｄに圧入され、超音波溶着されることで第１ハウジング６に組み付けられる。第３ハウジング８は、その基端外周部８ａが、第１ハウジング６の先端開口６ｅに圧入されて超音波溶着されることで第１ハウジング６に組み付けられる。第３ハウジング８の先端部は、出口側管継手８ｂとなっている。第３ハウジング８は、内部に中空部８ｃを含む。第１ハウジング６の入口側管継手６ｂは、エンジン本体等の取付孔に取り付けられる。第３ハウジング８の出口側管継手８ｂには、エンジンの吸気通路に通じるブローバイガス還元通路（パイプ）の一端部が接続される。この実施形態で、第１ハウジング６の入口通路６ｃ及び弁室１０と、第３ハウジング８の中空部８ｃとは、ブローバイガスが流れるブローバイガス通路を構成する。

ステップモータ４は、外周部を構成するステータ４ａと、ステータ４ａの内部に設けられたロータ４ｂと、ロータ４ｂの中心に設けられた出力軸４ｃとを含む。ステータ４ａはコイル４ｄを含み、ステータ４ａには、外部端子１２が設けられる。この外部端子１２の先端部は、コネクタ７ａの中に突出して配置される。ステータ４ａの外周は、モータケース１１の内壁に接して設けられる。弁体３には、ステップモータ４から突出する出力軸４ｃが組み入れられる。すなわち、弁体３に形成されたネジ穴３ａに対し、出力軸４ｃの外周に形成されたネジ４ｅが螺合することで、両者３，４ｃが駆動連結される。この状態で出力軸４ｃが回転することにより、ネジ４ｅとネジ穴３ａとの関係により弁体３がその軸線方向へ移動する。弁体３の移動方向は、出力軸４ｃの回転方向（正転・逆転）の違いにより決定される。この実施形態で、ステップモータ４は、弁体４を移動させるための通電と弁体４を定位置に保持するための通電とが選択的に受けられるように構成される。すなわち、ステップモータ４は、通電を受けることで出力軸４ｃを回転させたり、回転させないようにしたりすることができる。

弁体３は、先端が円錐台形状に尖った略円筒形をなす。弁座２は、円環状をなし、中央に弁孔２ａを含む。弁体３の先端部は、弁座２の弁孔２ａを貫通可能に設けられる。この実施形態では、ステップモータ４の出力軸４ｃ及び弁体３はアルミ等の金属より構成される。従って、ステップモータ４と弁体３が、ハウジング５よりも熱伝導性の良い部材である出力軸４ｃにより熱的に連結される。この実施形態で、ステップモータ４の出力軸４ｃは、通電によりステップモータ４に生じる熱を弁体３へ伝えるための本発明の伝熱手段に相当する。

この実施形態では、弁室１０の中にて弁体３を内包するようにカバー部材１３が設けられる。カバー部材１３は、略円筒形をなし、先端に形成された孔１３ａと、基端に形成されたフランジ１３ｂとを含む。孔１３ａには、弁体３が貫通可能となっている。カバー部材１３は、ハウジング５よりも熱伝導性の良い部材としてのアルミ等の金属により形成される。カバー部材１３は、そのフランジ１３ｂがステップモータ４のモータケース１１の端面に接するように設けられる。このフランジ１３ｂは、モータケース１１の端面と第１ハウジング６の内壁との間に挟まれて固定される。この実施形態では、弁体３の基端にフランジ３ｂが形成される。そして、カバー部材１３の中には、その先端内壁とフランジ３ｂとの間に圧縮スプリング１４が介装される。弁体３は、このスプリング１４により弁座２から離間する方向へ付勢される。この実施形態で、カバー部材１３は、通電によりステップモータ４に生じる熱を弁体３へ伝えるための本発明の伝熱手段に相当する。

第２ハウジング７のコネクタ７ａには、外部コネクタ２１が接続される。外部コネクタ２１は、外部端子１２に対し電気的に接続される。外部コネクタ２１は、このＰＣＶバルブ１のステップモータ４を制御するために外部配線２２を介して電子制御装置（ＥＣＵ）２３に接続される。ＥＣＵ２３には、エンジンの始動時に操作されるイグニションスイッチ２４と、吸気通路の吸気温度（ＴＨＡ）を外気温度として検出するための本発明の温度検出手段としての吸気温センサ２５と、エンジンの冷却水温度（ＴＨＷ）を検出するための水温センサ２６とがそれぞれ接続される。この実施形態で、吸気温センサ２５は、外気温度を検出するための本発明の温度検出手段に相当する。ＥＣＵ２３には、ＰＣＶバルブ１のステップモータ４に対する通電を制御するための通電制御プログラムが格納される。ＥＣＵ２３は、各センサ等２４〜２６からの信号に基づき、上記通電制御プログラムに基づいてステップモータ４に対する通電を制御するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ２３は、弁体３を定位置に保持するための通電をステップモータ４に行う本発明の通電制御手段に相当する。

図２に、ＥＣＵ２３が実行する通電制御プログラムをフローチャートにより示す。ＥＣＵ２３は、このフローチャートのルーチンを所定時間毎にに周期的に実行する。

エンジン始動時にイグニションスイッチ２４が操作されたとき、又は、エンジン始動後のエンジン運転時には、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ２３は、ＰＣＶバルブ１を所定開度で保持するか否かを判断する。すなわち、弁体３を定位置で保持するか否かを判断する。ここで、エンジン始動時又はエンジン始動後の運転時に、ＰＣＶバルブ１の開度を変える必要がなく弁体３を所定開度に保てばよい場合は、ＥＣＵ２３は、処理をステップ１００からステップ１０１へ移行する。一方、エンジン始動後の運転時にＰＣＶバルブ１の開度を変える必要がある場合は、ＥＣＵ２３は、その後の処理を一旦終了する。この場合、ＥＣＵ２３は、別途の処理に従いＰＣＶバルブ１の弁体３を移動させるために、ステップモータ３に通電することとなる。

ステップ１０１では、ＥＣＵ２３は、吸気温センサ２５により検出される吸気温度ＴＨＡを読み込む。次に、ステップ１０２で、ＥＣＵ２３は、吸気温度ＴＨＡが「０℃以下」か否かを判断する。この判断は、吸気温度ＴＨＡが「０℃以下」のときは、ＰＣＶバルブ１の弁室１０を流れるブローバイガスが外気で冷やされて弁座２と弁体３との間で凍結するおそれが大きいことを想定してなされる。この判断結果が肯定である場合は、冷間時でありＰＣＶバルブ１に凍結のおそれが大きいものとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０３で、ＰＣＶバルブ１のステップモータ４に通電すると共にその通電状態を保持し、その後の処理を一旦終了する。この通電状態は、ＰＣＶバルブ１の弁体３を定位置に保持するための通電である。従って、通電状態が保持されることで、ステップモータ４から熱が生じることとなる。

一方、ステップ１０２の判断結果が否定である場合、冷間時ではないとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０４へ移行し、吸気温度ＴＨＡが「５℃以下」であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれはないとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０８で、ステップモータ４の通電を停止し、その後の処理を一旦終了する。

ステップ１０４の判断結果が肯定である場合、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれはあるとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０５で、エンジン始動後２０分以内か否かを判断する。この判断は、吸気温度ＴＨＡが「０℃」を越えていても、吸気温度ＴＨＡが「５℃以下」のときは、１日の気温変化において氷点下となるおそれがあり、エンジンを停止して一晩ソーク状態にした場合に、弁体３に付着した水分が凍結することが考えられ、エンジン始動後も吸気温度ＴＨＡが「５℃以下」では、しばらくは氷が溶けずに残ることがあることを想定してなされる。この判断結果が肯定である場合、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがあるものとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０９で、ＰＣＶバルブ１のステップモータ４に通電すると共にその通電状態を保持し、その後の処理を一旦終了する。この通電状態は、ＰＣＶバルブ１の弁体３を定位置に保持するための通電である。従って、この通電状態が保持されることにより、ステップモータ４から熱が生じることとなる。

一方、ステップ１０５の判断結果が否定である場合、ステップ１０６で、ＥＣＵ２３は、水温センサ２６により検出される冷却水温度ＴＨＷを読み込む。次に、ステップ１０７で、ＥＣＵ２３は、冷却水温度ＴＨＷが「８０℃」を越えてからの時間が１０分未満か否かを判断する。この判断は、ＰＣＶバルブ１の弁室１０の温度が氷点下になった後、吸気温度ＴＨＡが「０℃」を越えても熱伝導遅れの関係から弁室１０の温度が氷点下のままにとどまり、ブローバイガス中の水蒸気が凍結するおそれがあることを想定してなされる。この判断結果が肯定である場合は、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがあるものとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０９で、ＰＣＶバルブ１のステップモータ４に通電すると共にその通電状態を保持し、その後の処理を一旦終了する。この通電状態は、ＰＣＶバルブ１の弁体３を定位置に保持するための通電である。

一方、ステップ１０７の判断結果が否定である場合、エンジンの暖機が完了してＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがないものとして、ＥＣＵ２３は、ステップ１０８で、ステップモータ４の通電を停止し、その後の処理を一旦終了する。

上記したように、この実施形態で、ＥＣＵ２３は、外気温度に相当する吸気温度ＴＨＡが所定値以下（この実施形態では「０℃以下」）の場合に、弁体３を定位置に保持するための通電をステップモータ４に行うようになっている。また、この実施形態で、ＥＣＵ２３は、吸気温度ＴＨＡが所定値以下（この実施形態では「５℃以下」）であり、かつ、エンジン始動後２０分以内の場合も、弁体３を定位置に保持するための通電をステップモータ４に行うようになっている。更に、この実施形態で、ＥＣＵ２３は、吸気温度ＴＨＡが所定値以下（この実施形態では「５℃以下」）であり、かつ、冷却水温ＴＨＷが「８０℃」を越えてからの時間が「１０分未満」の場合も、弁体３を定位置に保持するための通電をステップモータ４に行うようになっている。

以上説明したこの実施形態の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置によれば、ＰＣＶバルブ１の弁体３を移動させない場合に、弁体３を定位置に保持するためにＥＣＵ２３がステップモータ４に通電を行うことにより、ステップモータ４のコイル４ｄに通電による熱が生じる。この熱は、最大で「７０〜８０℃」の温度に達することが知られている。ここで、弁室１０の中にて弁体３が第１ハウジング６よりも熱伝導性の良いカバー部材１３により内包され、そのカバー部材１３のフランジ１３ｂがモータケース１１の端面に熱的に連結される。従って、ステップモータ４で発生した熱は、第２ハウジング７に伝わるよりも、カバー部材１３に速やかに伝わり、そのカバー部材１３から放出される熱により弁体３が速やかに加熱される。また、ステップモータ４と弁体３は、第１ハウジング６よりも熱伝導性のよい出力軸４ｃにより熱的に連結される。従って、ステップモータ４で発生した熱は、第１ハウジング６に伝わるよりも、出力軸４ｃを介して弁体３に速やかに伝わり、弁体３が速やかに加熱される。この結果、エンジンの冷間始動時には、ステップモータ４の発熱を利用することにより、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を速やかに解除することができる。一方、エンジン始動後の運転時に、弁体３を移動させる必要のない場合であっても、弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電することができる。この通電により、ステップモータ４を発熱させることができ、その発熱を利用することにより、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を有効に防止することができる。この結果、弁体３が停止しているときでも、弁座２と弁体３とが凍結により固着することを未然に防止することができる。

一方、ＰＣＶバルブ１の弁体３を移動させるためにＥＣＵ２３がステップモータ４に通電を行うことにより、ステップモータ４により弁体３が弁座２に対して移動し、両者２，３の間のブローバイガス通路の大きさが変更される。このときも、ステップモータ４のコイル４ｄに生じる熱は、ステップモータ４からカバー部材１３及び出力軸４ｃに速やかに伝わり、それらカバー部材１３及び出力軸４ｃから伝わる熱により弁体３が速やかに加熱される。このため、弁体３を移動させる必要があるときでも、ステップモータ４の発熱を利用することにより、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を防止することができ、或いは、弁座２と弁体３との間の凍結を解除することができる。

この実施形態では、ＰＣＶバルブ１の弁体３を定位置に保持する場合に、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがあるときは、ステップモータ４へ通電すると共にその通電状態を保持し、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがないときは、ステップモータ４への通電を行わないようにしている。すなわち、ＰＣＶバルブ１の弁体３が定位置で保持され、所定開度で保持されるときであって、外気温度に相当する吸気温度ＴＨＡが所定値（「５℃」）以下のときは、弁体３を定位置に保持するための通電がステップモータ４に行われ、吸気温度ＴＨＡが所定値（「５℃」）以下でないときは、弁体３を定位置に保持するための通電がステップモータ４に行われない。このため、ＰＣＶバルブ１に凍結のおそれがある場合にのみ、ステップモータ４に対する通電が行われることとなり、弁座２と弁体３との間の凍結防止のための消費電力を低減することができる。

更に、この実施形態では、凍結が解除された暖機後は、カバー部材１３がステップモータ４の放熱器としても機能する。このため、ステップモータ４の放熱を促進することができ、ステップモータ４の高温によるトルク低下を抑えることができ、カバー部材１３がない場合に比べ、所要トルクを得るためにステップモータ４の小型化を図ることができる。

加えて、この実施形態では、弁体３の先端部分を除く部分がカバー部材１３で覆われるので、ブローバイガス中のデポジットが弁体３に付着する量を低減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明における電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点について説明する。

図３に、この実施形態の電磁式ＰＣＶバルブ３１を断面図により示す。この実施形態では、ＰＣＶバルブ３１の構成の点で、第１実施形態のＰＣＶバルブ１と構成が異なる。すなわち、この実施形態のＰＣＶバルブ３１は、弁座２が省略され、その代わりに弁座３２ａを一体に形成したカバー部材３２が、弁体３を内包するように弁室１０の中に設けられる点で、第１実施形態と構成が異なる。

カバー部材３２は、略円筒形をなし、先端側に小径部３２ｂを含み、基端側にフランジ３２ｃを含む。このカバー部材３２も、本発明の伝熱手段に相当し、第１ハウジング６よりも熱伝導性の良い部材としてのアルミ等の金属により形成される。小径部３２ｂは、その先端壁が弁座３２ａを構成し、その中央には弁孔３２ｄを有する。小径部３２ｂの外周壁には、複数の孔３２ｅが等間隔に形成される。このカバー部材３２が、弁体３を覆うように弁室１０の中に配置される。この実施形態では、弁体３のフランジ３ｂとカバー部材３２の小径部３２ｂの段差部分との間に圧縮スプリング１４が介装される。弁体３の先端部は、円錐台形状をなし、弁座３２ａの弁孔３２ｄを貫通可能となっている。ＰＣＶバルブ３１のその他の構成、並びに、ＰＣＶバルブ３１の通電制御に係る構成については、第１実施形態のそれと同じである。

従って、この実施形態では、ステップモータ４を通電により動作させて弁体３を弁座３２ａに対して移動させることにより、弁座３２ａと弁体３との間におけるブローバイガス通路の大きさ、すなわち「開度」を変更し、ＰＣＶバルブ３１で計量されるブローバイガス流量を調整するようになっている。第１ハウジング６の入口通路６ｃに入ったブローバイガスは、弁室１０に入り、カバー部材３２の小径部３２ｂの孔３２ｅから弁体３と弁座３２ａとの間を通り、第３ハウジング８の中空部８ｃへ流れるようになっている。この実施形態では、弁座３２ａがカバー部材３２と一体に形成されるので、弁座を別途設ける必要がなく、ＰＣＶバルブ３１を構成する部品数を削減することができる。

また、この実施形態でも、ＰＣＶバルブ３１の弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電が行われることにより、或いは、弁体３を移動させるためにステップモータ４に通電が行われることにより、ステップモータ４に熱が生じる。ここで、弁室１０の中にて弁体３が第１ハウジング６よりも熱伝導性の良いカバー部材３２により内包され、そのカバー部材３２のフランジ３２ｃがステップモータ４のモータケース１１の端面に熱的に連結される。従って、ステップモータ４で発生した熱は、第２ハウジング７に伝わるよりも、カバー部材３２に速やかに伝わり、そのカバー部材３２から放出される熱により弁体３が速やかに加熱される。また、カバー部材３２に弁座３２ａが一体に形成されるので、カバー部材３２が加熱されることで弁座３２ａも速やかに加熱される。このため、ステップモータ４の発熱を利用することで、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座３２ａと弁体３との間の凍結を速やかに解除することができ、或いは、弁座３２ａと弁体３との間の凍結を防止することができる。特に、弁体３を移動させる必要がないときでも、弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電することができる。この通電によりステップモータ４が発熱して弁体３が加熱されるので、弁座３２ａと弁体３との凍結を有効に防止することができる。この結果、弁体３が停止しているときでも、弁座３２ａと弁体３とが凍結により固着することを防止することができる。この実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。

［第３実施形態］
次に、本発明における電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図４に、この実施形態の電磁式ＰＣＶバルブ４１を断面図により示す。この実施形態では、ハウジング４５が２分割され、カバー部材１３が省略されると共にハウジング４５にバルブアセンブリ５１が設けられる点で、第１実施形態のＰＣＶバルブ１と特に異なる。

すなわち、この実施形態で、中空形状をなすハウジング４５は、互いに組み付けられたメインハウジング４６とサブハウジング４７から構成される。メインハウジング４６は、内部に形成された中空部４６ａと、下部に形成された入口側管継手４６ｂと、上部に形成されたコネクタ４６ｃとを備える。入口側管継手４６ｂは、中空部４６ａに通じる入口通路４６ｄを含み、その外周にシールリング９が装着される。サブハウジング４７は、その基端外周部４７ａが、メインハウジング４６の先端部に形成された取付孔４６ｅに圧入されて超音波溶着されることによりメインハウジング４６に組み付けられる。サブハウジング４７の先端部は、出口側管継手４７ｂとなっている。

メインハウジング４６の中空部４６ａには、バルブアセンブリ５１が一体に設けられる。このバルブアセンブリ５１は、有底円筒形のケース５２と、そのケース５２の底部に収容されたステップモータ４と、そのステップモータ４の一端面を覆う隔壁部材５３と、その隔壁部材５３に対し移動可能に設けられると共に、ステップモータ４の出力軸４ｃに駆動連結された弁体３と、その弁体３に対応してケース５２の開口部５２ａに組み付けられた弁座２とから構成される。弁座２と隔壁部材５３との間の空間が、弁体３を収容する弁室５４となっている。

上記したように、このバルブアセンブリ５１において、ステップモータ４、隔壁部材５３、弁体３及び弁座２は、ケース５２により内包される。しかも、ステップモータ４と弁座２は、ケース５２に接して設けられる。この実施形態では、ケース５２は、本発明の伝熱手段に相当し、メインハウジング４６よりも熱伝導性の良い部材より構成される。すなわち、この実施形態で、メインハウジング４６は樹脂により構成され、ケース５２はアルミ等の金属により構成される。従って、メインハウジング４６よりも熱伝導性の良い部材であるケース５２が、弁室５４の壁面を構成している。この他、弁体３は樹脂により構成され、弁座２はアルミ等の金属により構成される。

ステータ４ａに設けられる外部端子１２の先端部は、コネクタ４６ｃの中に突出して配置される。ステータ４ａの外周は、ケース５２の内壁に接して設けられる。弁体３は、先端が丸みを帯びて尖った略円筒形をなす。隔壁部材５３は、その中央にスリーブ５３ａを有する。スリーブ５３ａの中には、ステップモータ４の出力軸４ｃが配置され、弁体３が組み入れられる。このスリーブ５３ａの中で、弁体３に形成されたネジ穴３ａに対し、出力軸４ｃの外周に形成されたネジ４ｅが螺合することで、弁体３と出力軸４ｃが駆動連結される。弁体３の先端部外周にはフランジ３ｃが形成され、このフランジ３ｃと隔壁部材５３との間には、圧縮スプリング１４が介装される。弁体３は、このスプリング１４により弁座２へ向けて付勢される。サブハウジング４７は、メインハウジング４６の弁室５４に連通する中空部４７ｃを含む。弁室５４と中空部４７ｃは、互いにブローバイガス通路を構成する。ケース５２には、入口通路４６ｄに連通する孔５２ｂが形成される。

この実施形態で、バルブアセンブリ５１は、メインハウジング４６に対しインサート成形される。すなわち、メインハウジング４６を樹脂成形するときに、バルブアセンブリ５１を金型内にインサート品として装填した後、金型に溶融樹脂を注入する。これにより、バルブアセンブリ５１を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品としてのメインハウジング４６を作製している。

メインハウジング４６のコネクタ４６ｃには、外部コネクタ（図示略）が接続される。外部コネクタは、外部端子１２に対し電気的に接続される。外部コネクタは、ステップモータ４を制御するために外部配線（図示略）を介してＥＣＵ（図示略）に接続される。また、この実施形態のステップモータ４に対する通電制御の構成は、第１実施形態のそれと同じである。

従って、この実施形態でも、ＰＣＶバルブ４１の弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電が行われることにより、或いは、弁体３を移動させるためにステップモータ４に通電が行われることにより、ステップモータ４に熱が生じる。ここで、バルブアセンブリ５１を構成するケース５２は、メインハウジング４６よりも熱伝導性の良い部材となっており、そのケース５２によりステップモータ４、隔壁部材５３、弁体３及び弁座２が内包される。また、ステップモータ４と弁座２がケース５２の内壁に接して設けられる。よって、ステップモータ４で発生した熱は、メインハウジング４６に伝わるよりも、ケース５２を介して弁座２に速やかに伝わり、弁座２が速やかに加熱される。このため、ステップモータ４の発熱を利用することで、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を速やかに解除することができ、或いは、弁座２と弁体３との間の凍結を防止することができる。特に、弁体３を移動させる必要がないときでも、弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電することができる。この通電によりステップモータ４が発熱して弁座２が加熱されるので、弁座２と弁体３との凍結を有効に防止することができる。この結果、弁体３が停止しているときでも、弁座２と弁体３とが凍結により固着することを防止することができる。この実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。

［第４実施形態］
次に、本発明の電磁式ＰＣＶバルブを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図５に、この実施形態の電磁式ＰＣＶバルブ６１を断面図により示す。この実施形態のＰＣＶバルブ６１は、上記したバルブアセンブリ５１を持たない点で、第３実施形態のＰＣＶバルブ４１と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、第３実施形態のケース５２が省略され、ステップモータ４は、それ単独でモータケース１１に包まれてメインハウジング４６の中に一体成形される。また、第３実施形態で設けられた隔壁部材５３が、この実施形態では、メインハウジング４６と一体成形された隔壁部４６ｆとなっている。この隔壁部４６ｆに形成されたスリーブ４６ｇに弁体３が組み入れられる。弁座２は、メインハウジング４６に対して一体成形される。そして、この実施形態では、ステップモータ４の出力軸４ｃがアルミ等の金属より構成され、その出力軸４ｃに連結される弁体３がアルミ等の金属により構成される点で、第３実施形態と構成が異なる。これにより、この実施形態では、ステップモータ４と弁体３が、メインハウジング４６よりも熱伝導性の良い部材としての出力軸４ｃにより熱的に連結される。また、弁体３が、メインハウジング４６よりも熱伝導性の良い材料により構成される。この実施形態では、出力軸４ｃが、本発明の伝熱手段に沿うとする。

従って、この実施形態でも、ＰＣＶバルブ６１の弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電が行われることにより、或いは、弁体３を移動させるためにステップモータ４に通電が行われることにより、ステップモータ４で熱が生じる。ここで、ステップモータ４と弁体３は、メインハウジング４６よりも熱伝導性のよい出力軸４ｃにより熱的に連結されるので、ステップモータ４で発生した熱は、メインハウジング４６に伝わるよりも出力軸４ｃを介して弁体３に速やかに伝わり、弁体３が速やかに加熱される。このため、この実施形態でも、ステップモータ４の発熱を利用することで、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を速やかに解除することができ、或いは、弁座２と弁体３との間の凍結を防止することができる。特に、弁体３を移動させる必要がないときでも、弁体３を定位置に保持するためにステップモータ４に通電することができる。この通電によりステップモータ４が発熱して弁座２が加熱されるので、弁座２と弁体３との凍結を有効に防止することができる。この結果、弁体３が停止しているときでも、弁座２と弁体３とが凍結により固着することを防止することができる。この実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態のそれと同じである。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより以下のように実施することもできる。

（１）前記各第実施形態では、ハウジング５が２つ又は３つに分割して構成される。これに対し、分割することなくハウジングを一体に構成することもできる。

（２）前記各第実施形態では、電磁式手段をステップモータ４により構成したが、電磁式手段をリニアソレノイド等の電磁式アクチュエータにより構成してもよい。

第１実施形態に係り、電磁式ＰＣＶバルブとその加熱装置を示す断面図及びブロック図。 第１実施形態に係り、通電制御プログラムを示すフローチャート。 第２実施形態に係り、電磁式ＰＣＶバルブを示す断面図。 第３実施形態に係り、電磁式ＰＣＶバルブを示す断面図。 第４実施形態に係り、電磁式ＰＣＶバルブを示す断面図。

符号の説明

１ ＰＣＶバルブ
２ 弁座
３ 弁体
４ ステップモータ（電磁式手段）
４ｃ 出力軸（伝熱手段）
５ ハウジング
８ｃ 中空部（ブローバイガス通路）
１０ 弁室（ブローバイガス通路）
１３ カバー部材（伝熱手段）
２３ ＥＣＵ（通電制御手段）
２５ 吸気温センサ（温度検出手段）
３１ ＰＣＶバルブ
３２ カバー部材（伝熱手段）
３２ａ 弁座
４１ ＰＣＶバルブ
４５ ハウジング
４７ｃ 中空部（ブローバイガス通路）
５２ ケース（伝熱手段）
５４ 弁室（ブローバイガス通路）
６１ ＰＣＶバルブ

Claims (7)

1. 弁座と、前記弁座に対応して設けられた弁体と、前記弁体を移動させるための電磁式手段と、前記弁座、前記弁体及び前記電磁式手段を収納するハウジングとを備え、前記電磁式手段を通電により動作させて前記弁体を前記弁座に対して移動させることにより、前記弁座と前記弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにした電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置において、
   通電により前記電磁式手段に生じる熱を前記弁体及び前記弁座のうち少なくとも一方へ伝えるための伝熱手段と、
   前記電磁式手段は、前記弁体を移動させるための通電と前記弁体を定位置に保持するための通電とが選択的に受けられるように構成されることと、
   前記弁体を定位置に保持するための通電を前記電磁式手段に行う通電制御手段と
   を備えたことを特徴とする電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
2. 外気温度を検出するための温度検出手段を更に備え、前記通電制御手段は、前記検出される外気温度が所定値以下のときに、前記弁体を定位置に保持するための通電を前記電磁式手段に行うことを特徴とする請求項１に記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
3. 前記電磁式手段は、ステップモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
4. 前記伝熱手段は、前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材であり、前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材は、少なくとも前記電磁式手段及び前記弁座を内包するように前記ハウジングに設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
5. 前記伝熱手段は、前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材であり、前記電磁式手段と前記弁座又は前記弁体が前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材により熱的に連結されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
6. 前記伝熱手段は、前記ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材であり、前記カバー部材が前記弁体を内包するように前記ブローバイガス通路の中に設けられ、前記カバー部材の一端が前記電磁式手段に熱的に連結されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。
7. 前記弁座が前記カバー部材に一体に形成されたことを特徴とする請求項６に記載の電磁式ＰＣＶバルブの加熱装置。

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