JP2015206342A - Ｐｃｖバルブ及びそれを備えるｐｃｖ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガス中に含まれる水分の結露や凍結の抑制効果に優れるＰＣＶバルブ及びそれを備えるＰＣＶ装置を提供する。【解決手段】本ＰＣＶ装置１は、内燃機関のクランク室に漏洩したブローバイガスを燃焼室で再燃焼させる装置である。ＰＣＶ装置は、ブローバイガスの流量を制御するＰＣＶバルブ５を備えている。このＰＣＶバルブには、ブローバイガスが流通する弁室３３を内部に有するハウジング３５が備えられており、ハウジングには真空断熱層４７，４９が形成されている。また、ＰＣＶバルブは、ハウジングに蓄熱材が配設されていることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、ＰＣＶバルブ及びそれを備えるＰＣＶ装置に関し、更に詳しくは、ブローバイガス中に含まれる水分の結露や凍結の抑制効果に優れるＰＣＶバルブ及びそれを備えるＰＣＶ装置に関する。

従来、内燃機関のクランク室に漏洩したブローバイガスを燃焼室で再燃焼させるＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｒａｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｒａｔｉｏｎ）装置が知られている。このＰＣＶ装置では、通常、クランク室と吸気管とを連絡するブローバイガス通路と、このブローバイガス通路に設けられるＰＣＶバルブと、を備えている。ＰＣＶバルブは、吸気管とクランク室内との圧力差に応じて開閉したり、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）にて開閉制御するように設けられている。

ブローバイガス中には、燃焼により生じる水分が含まれている。この水分は、車両走行時の走行風や外気温の影響等により、ブローバイガスがＰＣＶ装置を流通する過程で冷却されると結露してしまう。また、結露した水分が更に冷却されると凍結してしまう。これら水分の結露や凍結は、ＰＣＶバルブの作動に支障を来たしたり、ブローバイガス通路を閉塞してしまったりするおそれがある。このため、ブローバイガスが冷却されるのを防止する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１６９２５８号公報

上記特許文献１の場合、ＰＣＶバルブを他の部材により、覆い囲むことで、外気（走行風）からＰＣＶバルブを防護するようにして、ＰＣＶバルブ内のガス通路における凍結を抑制している。
しかしながら、この場合、他部材を用いているため、構造が複雑になるおそれがあった。また、この場合、ＰＣＶバルブ内の凍結の抑制効果は必ずしも十分とは言えないときがあり、更なる改良が求められていた。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ブローバイガス中に含まれる水分の結露や凍結の抑制効果に優れるＰＣＶバルブ及びそれを備えるＰＣＶ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランク室に漏洩したブローバイガスを燃焼室で再燃焼させるＰＣＶ装置に備えられ、ブローバイガスの流量を制御するＰＣＶバルブであって、
前記ブローバイガスが流通する弁室を内部に有するハウジングが備えられており、
前記ハウジングには真空断熱層が形成されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載において、前記ハウジングには蓄熱材が配設されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、ＰＣＶ装置であって、請求項１又は２記載に記載のＰＣＶバルブが備えられていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３において、可撓性を有する内管及び外管の間を真空にして断熱する真空断熱フレキシブルホースが更に備えられており、
前記真空断熱フレキシブルホースは、前記ブローバイガスを流通可能に前記ＰＣＶバルブに接続されていることを要旨とする。

本発明のＰＣＶバルブによると、ブローバイガスが流通する弁室を内部に有するハウジングには、真空断熱層が形成されている。これにより、ＰＣＶバルブ自体が断熱機能を発揮することができ、効率的に断熱することができる。その結果、ブローバイガス中の水分の結露や凍結を抑制することができる。また、ＰＣＶバルブ自体が断熱機能を有するので、ＰＣＶバルブの外側を断熱材等で覆う構成と比較して、シンプルかつコンパクトな構成とすることができる。
また、ハウジングに蓄熱材が配設されている場合は、以下の効果を奏する。すなわち、内燃機関本体からの熱やブローバイガス自体が有する熱を蓄熱材に貯留しておくことができるので、より確実に、ブローバイガス中の水分の結露や凍結を抑制することができる。また、蓄熱材が熱を貯留可能であることにより、内燃機関が停止中であっても、水分の結露や凍結に対する抑制効果を発揮することができる。
また、本発明のＰＣＶ装置によると、上記本発明のＰＣＶバルブを備えている。これにより、断熱の効率化を図ることができる。
また、可撓性を有する内管及び外管の間を真空にして断熱する真空断熱フレキシブルホースが更に備えられており、この真空断熱フレキシブルホースが、ブローバイガスを流通可能にＰＣＶバルブに接続されている場合は、以下の効果を奏する。すなわち、ＰＣＶバルブのみならず、ＰＣＶ装置全体に渡って断熱機能を持たせることができるので、より確実にブローバイガス中の水分の結露や凍結を抑制することができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係るＰＣＶ装置を備える内燃機関を模式的に示す図である。 実施例１に係るＰＣＶ装置を示す縦断面図である。 実施例１に係るＰＣＶバルブを示す縦断面図である。 実施例２に係るＰＣＶバルブを示す縦断面図である。 実施例３に係るＰＣＶバルブを示す縦断面図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

１．ＰＣＶバルブ
本実施形態１．に係るＰＣＶバルブ（５）は、内燃機関（７）のクランク室（３１）に漏洩したブローバイガスを燃焼室（２９）で再燃焼させるＰＣＶ装置（１）に備えられ、ブローバイガスの流量を制御するバルブである。ＰＣＶバルブ（５）には、ブローバイガスが流通する弁室（３３）を内部に有するハウジング（３５）が備えられている。そして、ハウジング（３５）には真空断熱層（４７，４９）が形成されている（例えば、図３等参照）。

ハウジング（３５）の形態は特に限定されず、目的に応じて適宜選択できる。ハウジング（３５）の材質としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂や、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属等であることができる。
ハウジング（３５）は、例えば、弁室（３３）内に弁体（４１）を収容可能なように、２以上のハウジング部材（３７，３９）に分割されていることができる。この場合、真空断熱層（４７，４９）は、１つのハウジング部材にのみ形成されていてもよいし、２以上のハウジング部材に形成されていてもよい。

真空断熱層（４７，４９）の数や形態は特に限定されず、目的に応じて適宜選択できる。真空断熱層（４７，４９）は、例えば、弁室（３３）を囲むようにその全周に渡って形成されている形態であってもよいし、分割されて断続的に形成されている形態であってもよい。

本実施形態１．に係るＰＣＶバルブ（５）は、例えば、ハウジング（３５）に蓄熱材（５１）が配設されていることができる（例えば、図４、図５等参照）。蓄熱材（５１）としては、例えば、パラフィンろう、マイクロクリスタリンワックス、酢酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物等を例示することができる。蓄熱材（５１）の配設形態は特に限定されないが、例えば、真空断熱層（４７，４９）よりも内側の位置に配設されていることができる。また、蓄熱材（５１）の配設位置は、ＰＣＶバルブ（５）が内燃機関（７）に取り付けられた状態で、内燃機関（７）寄りの位置が好ましい。

２．ＰＣＶ装置
本実施形態２．に係るＰＣＶ装置（１）は、実施形態１．に係るＰＣＶバルブ（５）を備えている。ＰＣＶ装置（１）には、通常、内燃機関（７）のクランク室（３１）に漏洩したブローバイガスを燃焼室（２９）で再燃焼させるために、クランク室（３１）の内部空間と、吸気管（１７）と、を連絡するブローバイガス通路（３）が備えられている。

ＰＣＶバルブ（５）は、ブローバイガス通路（３）のどこに設けられていてもよいが、例えば、内燃機関（７）寄りの位置に設けられていることができる。この場合、流通するブローバイガスの熱により、結露や凍結をより確実に防止することができて好ましい。
ブローバイガス通路（３）の形態は特に限定されないが、例えば、真空断熱フレキシブルホース（３Ａ）により形成されていることができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
（１） ＰＣＶ装置の構成
本実施例に係るＰＣＶ装置１は、図１及び図２に示すように、ブローバイガスが流通するブローバイガス通路３と、このブローバイガス通路３に設けられ、流通するブローバイガスの流量を制御するＰＣＶバルブ５と、を備えている。

なお、図１に示すように、本実施例に係る内燃機関７は、シリンダブロック９内にピストン１１を往復動可能に設けてなるレシプロエンジンである。シリンダブロック９の上方には、シリンダヘッド１３が設けられている。シリンダヘッド１３には、吸気ポート１５が形成されている。吸気ポート１５には吸気管１７の一端側が接続され、この吸気管１７の他端側はエアクリーナ１９に接続されている。また、吸気管１７には吸気量を調整するためのスロットルバルブ２１が設けられている。

シリンダブロック９の下方には、クランクシャフト２３を回転可能に支持してなるクランクケース２５が設けられている。クランクシャフト２３は、コネクティングロッド２７を介してピストン１１に連結されている。ピストン１１は、吸気ポート１５から導入される空気と燃料の混合気体を燃焼室２９にて燃焼させることによって下方に押し出される。このピストン１１の押し出し力は、コネクティングロッド２７を介してクランクシャフト２３の回転運動に変換される。
ブローバイガスは、シリンダブロック９とピストン１１との隙間からクランクケース２５の内部空間であるクランク室３１に漏洩する。ＰＣＶ装置１は、このクランク室３１に漏洩したブローバイガスを燃焼室２９で再燃焼させるための装置である。

図１に示すように、ブローバイガス通路３は、クランク室３１と吸気管１７とを接続するように設けられている。本実施例において、ブローバイガス通路３は、図２に示すように、可撓性を有する内管及び外管の間を真空にして断熱する真空断熱フレキシブルホース３Ａにより形成されている。

図２及び図３に示すように、ＰＣＶバルブ５は、弁室３３を内部に有するハウジング３５を備えている。ハウジング３５は、第１ハウジング部材３７と、第２ハウジング部材３９と、を備えている。第１ハウジング部材３７及び第２ハウジング部材３９は、共に樹脂からなり、螺合して組み合わされている。より詳細には、第１ハウジング部材３７は、一端側に径大部が備えられており、この径大部の内周に雌ねじが形成されている。一方、第２ハウジング部材３９の一端側の外周に雄ねじが形成されている。そして、第２ハウジング部材３９の雄ねじが、第１ハウジング部材３７の雌ねじに螺合されている。なお、第１ハウジング部材３７と第２ハウジング部材３９の間には、断面がＯ形（円形）の環型をした密封用のＯリングが配されている。

また、第２ハウジング部材３９の他端側には、その外周に、真空断熱フレキシブルホース３Ａの抜け防止用の突部３９Ａが設けられている。
ＰＣＶバルブ５は、ハウジング３５の第１ハウジング部材３７がクランクケース２５側に位置するように、クランクケース２５に取り付けられている。ハウジング３５の第２ハウジング部材３９側には、真空断熱フレキシブルホース３Ａの一端が接続されている。

図３に示すように、弁室３３は、第１ハウジング部材３７及び第２ハウジング部材３９を貫通するように形成されている。すなわち、第１ハウジング部材３７側の端部と第２ハウジング部材３９側の端部にてそれぞれ開口している。第１ハウジング部材３７側の開口３７Ａはクランク室３１と連通している。第２ハウジング部材３９側の開口３９Ｂはブローバイガス通路３と連通している。

図３に示すように、弁室３３には、弁室３３内を移動可能に設けられた弁体４１と、弁体４１の移動を制御する２つのコイルスプリング４３，４５が収容されている。弁体４１は、先端側が先細りの形状をしており、後端には鍔部４１Ａが形成されている。この鍔部４１Ａによって、弁室３３の開口３７Ａは閉塞可能とされている。
弁体４１は、クランク室３１と吸気管１７との圧力差に応じて移動する。これにより、第１ハウジング部材３７側の開口３７Ａが開閉され、クランク室３１からのブローバイガスを弁室３３内への流入量を調節することができる。なお、弁室３３内に流入したブローバイガスは、第２ハウジング部材３９側の開口３９Ｂから流出する。

第１ハウジング部材３７には第１真空断熱層４７が形成されている。第１真空断熱層４７は、弁室３３の側方を周回して囲むように形成されている。また、第２ハウジング部材３９には第２真空断熱層４９が形成されている。第２真空断熱層４９は、第１真空断熱層４７と同様に、弁室３３の側方を周回して囲むように形成されている。

（２）ＰＣＶ装置の作用及び効果
次に上記構成のＰＣＶ装置１の作用及び効果について説明する。
内燃機関７の運転中において、シリンダブロック９とピストン１１との隙間からクランク室３１に漏洩したブローバイガスは、ＰＣＶ装置１により吸気管１７に還流されて再燃焼される。具体的には、スロットルバルブ２１が開かれ、クランク室３１内の圧力と吸気管１７内の圧力との差が所定値以上になったとき、コイルスプリング４３の付勢力に抗して弁体４１が移動し、開口３７Ａが開放される。すると、クランク室３１内のブローバイガスがＰＣＶバルブ５及びブローバイガス通路３を流通して吸気管１７に流入する。

このとき、外気温や走行風の影響によりブローバイガスが冷却されると、ブローバイガス内の水分が結露、凍結してしまう。しかしながら、本実施例のＰＣＶ装置１では、第１真空断熱層４７、第２真空断熱層４９及び真空断熱フレキシブルホース３Ａの作用により、ＰＣＶ装置１全体に渡って断熱されているので、ブローバイガスは結露、凍結することなく流通可能である。

また、ＰＣＶバルブ５は、それ自体が断熱機能を有しているので、ＰＣＶバルブの外側を断熱材で覆うような場合と比較して、シンプルかつコンパクトな構成を実現でき、断熱の効率化を図ることができる。
また、第１真空断熱層４７は、弁室３３の側方を周回して囲むように形成されており、第２真空断熱層４９は、弁室３３の側方を周回して囲むように形成されているので断熱効果が高い。

また、ＰＣＶバルブ５をクランクケース２５に取り付けるようにしている。このように、ＰＣＶバルブ５を内燃機関７の近傍に配置することで、内燃機関７からの熱を利用することができる。すなわち、内燃機関７からの熱を、ブローバイガス中の水分の結露や凍結の抑制に利用することができる。その結果、ＰＣＶバルブ５の確実な作動を実現できる。

＜実施例２＞
次に、実施例２を、図４を参照しつつ説明する。なお、実施例２において、上記実施例１と略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用及び効果の説明は省略する。実施例２では、次の点が、実施例１と相違している。すなわち、実施例２では、図４に示すように、ＰＣＶバルブ５のハウジング３５に、蓄熱材５１が弁室３３の側方を周回して囲むように配設されている。本実施例２によれば、内燃機関７本体からの熱やブローバイガス自体が有する熱を蓄熱材５１に貯留しておくことができるので、より確実に、ブローバイガス中の水分の結露や凍結を抑制することができる。
また、本実施例２では、第１真空断熱層４７や第２真空断熱層４９よりも内側に、蓄熱材５１が配されている。このような配置とすると、内燃機関７本体からの熱やブローバイガス自体が有する熱を蓄熱材５１に貯留しつつ、蓄熱材５１に貯留した熱を、第１真空断熱層４７や第２真空断熱層４９によって外部に漏れにくくすることができる。

＜実施例３＞
次に、実施例３を、図５を参照しつつ説明する。なお、実施例３において、上記実施例１及び２と略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用及び効果の説明は省略する。実施例３では、次の点が実施例１及び２と相違している。すなわち、実施例３では、図５に示すように、実施例２と同様の蓄熱材５１を第１ハウジング部材３７側にのみ備える点で、実施例１及び２と相違している。本実施例３によれば、内燃機関７本体から近い第１ハウジング部材３７に蓄熱材５１を配置しているので、実施例２と比較して簡易な構成でありながら、熱の貯留効率が高い。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。

上記実施例では、２つの真空断熱層４７，４９を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、１つの真空断熱層のみを設けるようにしてもよいし、３以上の真空断熱層を設けるようにしてもよい。

また、上記実施例では、ＰＣＶバルブ５をクランクケース２５に取り付けた形態を示したが、これに限定されず、例えば、ＰＣＶバルブがブローバイガス通路の途中に配置される形態や、吸気管に取り付けられる形態であってもよい。

また、上記実施例では、ブローバイガス通路３の形成に際し、真空断熱フレキシブルホース３Ａを用いたが、ブローバイガス通路を他の部材を用いて形成してもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

１；ＰＣＶ装置
３；ブローバイガス通路
３Ａ；真空断熱フレキシブルホース
５；ＰＣＶバルブ
７；内燃機関
９；シリンダブロック
１１；ピストン
１３；シリンダヘッド
１５；吸気ポート
１７；吸気管
１９；エアクリーナ
２１；スロットルバルブ
２３；クランクシャフト
２５；クランクケース
２７；コネクティングロッド
２９；燃焼室
３１；クランク室
３３；弁室
３５；ハウジング
３７；第１ハウジング部材
３７Ａ；開口
３９；第２ハウジング部材
３９Ａ；突部
３９Ｂ；開口
４１；弁体
４１Ａ；鍔部
４３，４５；コイルスプリング
４７；第１真空断熱層
４９；第２真空断熱層
５１；蓄熱材

Claims (4)

1. 内燃機関のクランク室に漏洩したブローバイガスを燃焼室で再燃焼させるＰＣＶ装置に備えられ、ブローバイガスの流量を制御するＰＣＶバルブであって、
   前記ブローバイガスが流通する弁室を内部に有するハウジングが備えられており、
   前記ハウジングには真空断熱層が形成されていることを特徴とするＰＣＶバルブ。
2. 前記ハウジングには蓄熱材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＶバルブ。
3. 請求項１又は２記載のＰＣＶバルブが備えられていることを特徴とするＰＣＶ装置。
4. 可撓性を有する内管及び外管の間を真空にして断熱する真空断熱フレキシブルホースが更に備えられており、
   前記真空断熱フレキシブルホースは、前記ブローバイガスを流通可能に前記ＰＣＶバルブに接続されていることを特徴とする請求項３記載のＰＣＶ装置。

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