JP2016223479A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】作動室の開閉制御を作動室内の圧力以外の圧力にも基づいて行うことが可能な流体制御弁を提供する。【解決手段】この流体制御弁７０は、ダイヤフラム７２と、ダイヤフラム７２により仕切られる２個の圧力室Ｒ１およびＲ２と、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２を移動させることによって開閉制御が行われる２個の作動室Ｏ１およびＯ２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、流体制御弁に関する。

従来、ダイヤフラムを用いる流体制御弁が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、エンジンからのブローバイガスが供給される１次側領域（作動室の一方）と、エンジンの吸気系に連通する２次側領域（作動室の他方）と、大気圧である大気領域と、１次側領域および２次側領域と大気領域とを区切るダイヤフラムと、ダイヤフラムを開弁する方向に付勢するスプリングとを備えるＰＣＶバルブが開示されている。このＰＣＶバルブでは、１次側領域内の圧力および２次側領域内の圧力を合計した際の負圧（大気圧よりも小さな圧力）に起因する力がスプリングの付勢力を超えて大きくなった場合に、ダイヤフラムが閉弁状態になり、１次側領域と２次側領域との連通状態が解除されるように構成されている。つまり、ＰＣＶバルブでは、１次側領域内の圧力と２次側領域内の圧力とに基づいて１次側領域と２次側領域との開閉制御が行われる。

特開２００３−２９３７２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたＰＣＶバルブでは、１次側領域内の圧力と２次側領域内の圧力とに基づいて１次側領域と２次側領域との開閉制御が行われているため、たとえば、１次側領域および２次側領域の両方ともに直接的に接続されていない部分の圧力に基づいて、１次側領域と２次側領域との開閉制御を行うことができないという不都合がある。この結果、作動室の開閉制御の条件が１次側領域内の圧力および２次側領域内の圧力に限定されてしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、作動室の開閉制御を作動室内の圧力以外の圧力にも基づいて行うことが可能な流体制御弁を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における流体制御弁は、第１のダイヤフラムと、第１のダイヤフラムにより仕切られる２個の圧力室と、２個の圧力室同士の差圧により第１のダイヤフラムを移動させることによって開閉制御が行われる２個以上の作動室と、を備える。

この発明の一の局面における流体制御弁では、上記のように、２個以上の作動室を、２個の圧力室同士の差圧により第１のダイヤフラムを移動させることによって開閉制御が行われるように構成する。これにより、たとえば、作動室に直接的に接続されていない部分を、２個の圧力室のいずれかに接続することによって、作動室に直接的に接続されていない部分の圧力に基づいて、作動室の開閉制御を行うことができる。この結果、作動室の開閉制御を作動室以外の部分の圧力にも基づいて行うことができるので、ダイヤフラム型の流体制御弁の用途の範囲を拡大することができる。

上記一の局面における流体制御弁において、好ましくは、第１のダイヤフラムの移動に応じて移動する弁体をさらに備え、２個の圧力室同士の差圧により第１のダイヤフラムの移動に応じて弁体を移動させることによって、作動室の開閉制御を行う。このように構成すれば、２個の圧力室同士の差圧による第１のダイヤフラムの移動を弁体の移動に変換して、弁体による作業室の開閉制御を確実に行うことができる。

この場合、好ましくは、２個の圧力室同士の差圧により弁体が開弁する方向または閉弁する方向に移動される際の少なくとも一方の方向に第１のダイヤフラムを付勢する付勢部材をさらに備える。このように構成すれば、付勢部材により、弁体および第１のダイヤフラムが弁体が開弁する方向または閉弁する方向からずれて移動するのを抑制することができる。これにより、第１のダイヤフラムの移動を弁体の開弁する方向または閉弁する方向への移動に確実に変換して、弁体による作業室の開閉制御をより確実に行うことができる。

上記弁体を備える構成において、好ましくは、作動室は、第１の作動室および第２の作動室を含み、弁体は、２個の圧力室の一方と２個の圧力室の一方に隣接する第１の作動室および第２の作動室とを仕切る第２のダイヤフラムを含み、２個の圧力室同士の差圧により第１のダイヤフラムおよび第２のダイヤフラムを移動させることによって、第１の作動室および前記第２の作動室を開閉させる制御を行う。このように構成すれば、第１のダイヤフラムおよび第２のダイヤフラムを用いて、２個の圧力室同士の差圧による第１の作動室および第２の作動室を開閉させる制御を容易に行うことができる。また、第２のダイヤフラムを介して２個の圧力室と第１の作動室および第２の作動室とが隣接することによって、流体制御弁を小型化することができる。

この場合、好ましくは、作動室は、第１の作動室、第２の作動室、第３の作動室および第４の作動室を含み、弁体は、第２のダイヤフラムに加えて、２個の圧力室の他方と２個の圧力室の他方に隣接する第３の作動室および第４の作動室とを仕切る第３のダイヤフラムを含み、２個の圧力室同士の差圧により、第２のダイヤフラムにより第１の作動室および第２の作動室を開閉させるとともに、第３のダイヤフラムにより第３の作動室および第４の作動室を開閉させる制御を行う。このように構成すれば、第１の作動室および第２の作動室を開閉させる制御と、第３の作動室および第４の作動室を開閉させる制御とを２個の圧力室同士の差圧により行うことができるので、第１の作動室および第２の作動室と、第３の作動室および第４の作動室との各々に２個ずつ圧力室を設ける場合（計４つの圧力室を設ける場合）と比べて、流体制御弁の構造を簡略化することができるとともに、流体制御弁を小型化することができる。また、第１の作動室および第２の作動室を開閉させる制御と、第３の作動室および第４の作動室を開閉させる制御とを連動するように構成することができるので、たとえば、第１の作動室および第２の作動室の開弁状態と、第３の作動室および第４の作動室の開弁状態とを切り替えるように構成することができる。

上記弁体が第２のダイヤフラムを含む構成において、好ましくは、第２のダイヤフラムの径は、第１のダイヤフラムの径よりも小さい。このように構成すれば、２個の圧力室の一方と第１の作動室および第２の作動室とを仕切る第２のダイヤフラムの面積を、２個の圧力室を仕切る第１のダイヤフラムの面積よりも小さくすることができるので、第２のダイヤフラムに加えられる第１の作動室および第２の作動室と圧力室の一方との差圧に起因する力を、第１のダイヤフラムに加えられる２個の圧力室同士の差圧に起因する力よりも十分に小さくすることができる。これにより、第１の作動室の圧力および第２の作動室の圧力に起因する力が第１の作動室および第２の作動室の開閉制御に与える影響を効果的に小さくすることができるので、２個の圧力室同士の差圧により作業室の開閉制御をより確実に行うことができる。

上記弁体が第２のダイヤフラムを含む構成において、好ましくは、第１のダイヤフラムおよび第２のダイヤフラムは、一体的に設けられている。このように構成すれば、第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムとを安定して移動させることができる。

なお、本出願では、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面による流体制御弁において、好ましくは、作動室と２個の圧力室のいずれかとを連通する連通通路をさらに備える。

（付記項２）
また、上記弁体が第２のダイヤフラムおよび第３のダイヤフラムを含む構成において、好ましくは、第２のダイヤフラムの径および第３のダイヤフラムの径は、第１のダイヤフラムの径よりも小さい。

（付記項３）
また、上記付勢部材を備える構成において、好ましくは、第１のダイヤフラムと付勢部材とは、一体的に形成されている。

（付記項４）
また、この発明の他の局面におけるエンジン内圧コントロールバルブは、ダイヤフラムと、ダイヤフラムにより仕切られる２個の圧力室と、エンジン本体内および過給機よりも下流側の吸気通路内とそれぞれ接続された２個の作動室と、を備え、２個の作動室は、２個の圧力室同士の差圧によりダイヤフラムを移動させることによって開閉制御が行われる。

本発明によれば、上記のように、作動室の開閉制御を作動室内の圧力以外の圧力にも基づいて行うことができる。

本発明の第１実施形態による開弁状態の流体制御弁の断面図である。 本発明の第１実施形態による閉弁状態の流体制御弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による過給機付きエンジンの構成を示した図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用されるオイルセパレータの断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される開弁状態の内圧制御弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される閉弁状態の内圧制御弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される一の状態の換気切替弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される他の状態の換気切替弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される一の状態の捕集切替弁の断面図である。 本発明の第２実施形態による換気装置に使用される他の状態の捕集切替弁の断面図である。 本発明の第３実施形態による開弁状態の流体制御弁の断面図である。 本発明の第３実施形態による閉弁状態の流体制御弁の断面図である。 本発明の第４実施形態による開弁状態の流体制御弁の断面図である。 本発明の第４実施形態による閉弁状態の流体制御弁の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による流体制御弁７０について説明する。

（流体制御弁の構造）
本発明の第１実施形態による流体制御弁７０は、図１および図２に示すように、ハウジング７１と、弾性変形可能な一対のダイヤフラム７２および７３と、２個の巻きばね７４および７５とを含んでいる。なお、ダイヤフラム７２および７３は、Ｚ１側から見た平面視において、円状に形成されている。

ハウジング７１は、円状のダイヤフラム７２の端部を固定する周状の固定部７１ａと、円状のダイヤフラム７３の端部を固定する周状の固定部７１ｂとを含んでいる。固定部７１ａは、壁部７１ｃの内側端部から内側に突出するように形成されている。この壁部７１ｃは、ハウジング７１内のＺ方向の一方側（Ｚ１側、上側）において、ハウジング７１の側部７１ｓから内側に向かって突出している。固定部７１ｂは、ハウジング７１内のＺ方向の中央近傍において、ハウジング７１の側部７１ｓから内側に向かって突出する壁部７１ｄの内側端部から内側に突出するように形成されている。この壁部７１ｄは、ハウジング７１内のＺ方向の中央近傍において、ハウジング７１の側部７１ｓから内側に向かって突出している。ここで、壁部７１ｄの側部７１ｓからの突出量が、壁部７１ｃの側部７１ｓからの突出量よりも大きいことによって、周状の固定部７１ｂのＺ方向と直交する方向における径Ｄ１は、周状の固定部７１ａのＺ方向と直交する方向における径Ｄ２よりも小さくなるように形成されている。この結果、円状のダイヤフラム７３の径は、円状のダイヤフラム７２の径よりも小さくなるように構成されている。

また、固定部７１ａおよび７１ｂは、それぞれ、壁部７１ｃおよび７１ｄからＺ１側に突出しないように形成されている。これにより、流体制御弁７０内のダイヤフラム７２および７３や圧力室Ｒ１およびＲ２などに液体が溜まるのが抑制されている。

また、ハウジング７１には、ハウジング７１内のＺ方向の他方側（下側、Ｚ２側）においてハウジング７１の側部７１ｓから内側に向かって突出する壁部７１ｅと、壁部７１ｅの内側端部からＺ１側に延びるように形成された管状部７１ｆとが形成されている。なお、ダイヤフラム７３の径は、管状部７１ｆの上端の開口７１ｉの径よりも大きい。

ダイヤフラム７２および７３は、弾性変形可能なゴム製の膜状部材である。ダイヤフラム７２および７３は、ハウジング７１内において、円状のダイヤフラム７２の中央部と円状のダイヤフラム７３の中央部とが互いにＺ方向に重ねられた状態で、Ｚ１側の巻きばね７４およびＺ２側の巻きばね７５に挟み込まれている。また、２個の巻きばね７４および７５は、座部７１ｇおよび７１ｈにそれぞれ保持された状態で、巻きばね７４の下端部がＺ１側のダイヤフラム７２にＺ１側から当接しているとともに、巻きばね７５の上端部がＺ２側のダイヤフラム７３にＺ２側から当接している。また、ダイヤフラム７２の上面７２ａおよびダイヤフラム７３の下面７３ａには、それぞれ、巻きばね７４の下端部および巻きばね７５の上端部が内部にそれぞれ配置されるガイド部７２ｂおよび７３ｂが取り付けられている。この結果、ガイド部７２ｂおよび７３ｂと座部７１ｇおよび７１ｈとにより、巻きばね７４および７５が流体制御弁７０内でずれないようにそれぞれ固定される。

巻きばね７４は、ダイヤフラム７３が閉弁する方向（矢印Ｚ２方向）にダイヤフラム７２および７３を付勢している。巻きばね７５は、ダイヤフラム７３が開弁する方向（矢印Ｚ１方向）にダイヤフラム７２および７３を付勢している。なお、座部７１ｇは、ハウジング７１のＺ１側の天井部７１ｔからＺ２側に管状に延びるように形成されている。また、座部７１ｈは、管状部７１ｆから内側に向かって周状に突出するように形成されている。

ここで、第１実施形態では、ダイヤフラム７２および７３がそれぞれ固定部７１ａおよび７１ｂに固定された状態で、ハウジング７１の内部には、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２と、２個の作動室Ｏ１およびＯ２とが形成されている。

圧力室Ｒ１は、ハウジング７１の側部７１ｓ、天井部７１ｔおよび壁部７１ｃと、ダイヤフラム７２とによって囲まれた空間から構成されている。圧力室Ｒ２は、ハウジング７１の側部７１ｓと、壁部７１ｃおよび壁部７１ｄと、ダイヤフラム７２および７３とによって囲まれた環状の空間から構成されている。すなわち、ダイヤフラム７２は、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とを仕切るように配置されている。なお、圧力室Ｒ１は、天井部７１ｔの開口を介して作動室Ｏ１およびＯ２以外の部分、作動室Ｏ１またはＯ２のいずれかと連通させることが可能である。また、圧力室Ｒ２は、側部７１ｓの開口を介して作動室Ｏ１およびＯ２以外の部分、作動室Ｏ１またはＯ２のいずれかと連通させることが可能である。なお、圧力室Ｒ１およびＲ２間の差圧を発生させるために、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とは、それぞれ、別の部分と接続される。

作動室Ｏ１は、ハウジング７１の側部７１ｓと、壁部７１ｄおよび壁部７１ｅと、ダイヤフラム７３とによって囲まれた環状の空間から構成されており、側部７１ｓの開口を介して他の部分と連通している。なお、作動室Ｏ１のＺ２側の底部は、管状部７１ｆを除いて、平坦面状に形成されている。これにより、流体制御弁７０内の作動室Ｏ１に液体が溜まるのが抑制されている。作動室Ｏ２は、ハウジング７１の側部７１ｓと壁部７１ｅとによって囲まれた空間から構成されており、図示しない開口を介して他の部分と連通している。なお、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とは、管状部７１ｆにより連通している。

また、流体制御弁７０では、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１が圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２よりも小さくなる場合に、ダイヤフラム７２および７３が図１に示す状態となって作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とが連通されるように、２個の巻きばね７４および７５のばね定数がそれぞれ設定されている。

（流体制御弁の開閉制御）
図１に示すように、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１が圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２よりも小さい場合には、圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２によりダイヤフラム７２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる（巻きばね７４が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム７２および７３が上方に向かって変形することによって、ダイヤフラム７３の下面７３ａが上方に移動する。この結果、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とを連通させるように管状部７１ｆの上端の開口７１ｉが開かれる（開弁制御）。したがって、たとえば、作動室Ｏ１の流体が作動室Ｏ２に供給される。

一方、図２に示すように、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１が圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２以上になった場合には、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１によりダイヤフラム７２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる（巻きばね７５が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム７２および７３が下方に向かって変形することによって、ダイヤフラム７３の下面７３ａが管状部７１ｆの上端に当接する。この結果、ダイヤフラム７３により開口７１ｉが閉じられて、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２との連通状態が解除される（閉弁制御）。

これらの結果、流体制御弁７０では、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２および７３を移動させることによって作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御が行われる。このような流体制御弁７０は、たとえば、内燃機関に設けられる、いわゆるＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｒａｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）バルブとして用いることが可能である。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、作動室Ｏ１およびＯ２を、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２および７３を移動させることによって開閉制御が行われるように構成する。これにより、たとえば、作動室Ｏ１およびＯ２に直接的に接続されていない部分を、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２のいずれかに接続することによって、作動室Ｏ１およびＯ２に直接的に接続されていない部分の圧力に基づいて、作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を行うことができる。この結果、作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を作動室Ｏ１およびＯ２以外の部分の圧力にも基づいて行うことができるので、ダイヤフラム型の流体制御弁７０の用途の範囲を拡大することができる。

また、第１実施形態では、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２の移動に応じてダイヤフラム７３を移動させることによって、作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を行う。これにより、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によるダイヤフラム７２の移動をダイヤフラム７３の移動に変換して、ダイヤフラム７３による作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を確実に行うことができる。

また、第１実施形態では、巻きばね７４を、ダイヤフラム７３が閉弁する方向（矢印Ｚ２方向）にダイヤフラム７２および７３を付勢するように構成し、巻きばね７５を、ダイヤフラム７３が開弁する方向（矢印Ｚ１方向）にダイヤフラム７２および７３を付勢するように構成する。これにより、巻きばね７４および７５により、ダイヤフラム７２および７３がダイヤフラム７３が開弁する方向（矢印Ｚ１方向）または閉弁する方向（矢印Ｚ２方向）からずれて移動するのを抑制することができる。この結果、ダイヤフラム７２の移動をダイヤフラム７３の開弁する方向または閉弁する方向への移動に確実に変換して、ダイヤフラム７３による作業室Ｏ１およびＯ２の開閉制御をより確実に行うことができる。

また、第１実施形態では、流体制御弁７０において、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２および７３を移動させることによって作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御が行われる。これにより、ダイヤフラム７２および７３を用いて、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧による作動室Ｏ１およびＯ２を開閉させる制御を容易に行うことができる。また、ダイヤフラム７３を介して２個の圧力室Ｒ１およびＲ２と作動室Ｏ１およびＯ２とが隣接することによって、流体制御弁７０を小型化することができる。

また、第１実施形態では、ダイヤフラム７３の径をダイヤフラム７２の径よりも小さくする。これにより、圧力室Ｒ２と作動室Ｏ１およびＯ２とを仕切るダイヤフラム７３の面積を、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２を仕切るダイヤフラム７２の面積よりも小さくすることができるので、ダイヤフラム７３に加えられる作動室Ｏ１およびＯ２と圧力室Ｒ２との差圧に起因する力を、ダイヤフラム７２に加えられる圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧に起因する力よりも十分に小さくすることができる。この結果、作動室Ｏ１の圧力および作動室Ｏ２の圧力に起因する力が作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御に与える影響を効果的に小さくすることができるので、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧により作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御をより確実に行うことができる。

［第２実施形態］
図３〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、本発明の流体制御弁（内圧制御弁１７０、換気切替弁８０、捕集切替弁９０）が過給機付きエンジン１００に用いられる場合について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。

（過給機付きエンジンの概略構成）
本発明の第２実施形態による車両（自動車）用のエンジン１００は、図３に示すように、エンジン本体１０を備えている。エンジン本体１０は、複数の気筒（シリンダ１ａ）が形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の上部に締結されるシリンダヘッド２と、シリンダブロック１の下部に締結され、エンジンオイルが貯留されるクランクケース３と、シリンダヘッド２に被せられたヘッドカバー２ａとを含む。また、エンジン本体１０には、吸気系統３０と排気系統４０とが接続されている。エンジン１００は、シリンダブロック１内でピストン４が往復動することにより吸引圧縮・膨張（燃焼）・排気の１サイクルを連続的に繰り返してクランク軸５を回転させる機能を有している。

シリンダヘッド２には、図示しないカムシャフトの回転により周期的に開閉される吸気バルブ６および排気バルブ７と、点火プラグ８とが組み込まれている。また、シリンダヘッド２は、燃焼室９と、燃焼室９に吸入空気を送り込む吸気ポート１１と、既燃ガスが排出される排気ポート１２とを有する。また、シリンダヘッド２の内部には、シリンダヘッド２とヘッドカバー２ａとの間の内部空間とクランクケース３とを連通する新気連通路１３が設けられている。また、エンジン１００は、クランク軸５の回転から駆動力を取り出すことにより車両（図示せず）を走行させる駆動源の役割を有している。

また、ガソリン機関からなるエンジン１００は、排気タービン駆動式の過給機（ターボチャージャ）２０を備えている。この過給機２０においては、エンジン１００の排気ガスの力を受けてタービンホイール２１が回転されることによりコンプレッサホイール２２が回転される。これにより、コンプレッサホイール２２に吸い込まれた空気が圧縮空気となって吐出されてシリンダ１ａに供給されるように構成されている。

また、エンジン１００は、ブローバイガスの換気装置５０を備えている。換気装置５０は、ピストン４とシリンダ１ａとの隙間を通って燃焼室９からクランクケース３内に吹き漏れるブローバイガス（燃焼ガスを含む未燃焼混合気）を吸気系統３０に戻して燃焼室９で再び燃焼させる役割を有している。また、換気装置５０は、クランクケース３内からブローバイガスを排出するとともに吸気系統３０からの新気（吸入空気の一部）をエンジン本体１０（シリンダ１ａ以外のクランクケース３などの内部空間）に供給してエンジン本体１０内の換気を行う役割を有している。

吸気系統３０では、空気取入口３０ａからエンジン１００の吸気ポート１１（シリンダブロック１）に向かって、エアクリーナ３１、過給機２０におけるコンプレッサホイール２２、インタークーラ３２、スロットル弁（スロットバルブ）３３、吸気装置３４がこの順に接続されて構成されている。エアクリーナ３１は、吸入空気に含まれるごみやほこりなどの異物を除去する役割を有している。インタークーラ３２は、過給機２０により圧縮された吸入空気を冷却して温度を下げる役割を有している。スロットル弁３３は、吸入空気量を制御する役割を有している。吸気装置３４は、各シリンダ１ａの上方に形成される燃焼室９に、シリンダヘッド２を介して吸入空気を分配供給する役割を有する。

（ブローバイガスの換気装置の構成）
換気装置５０は、ブローバイガスに含まれるエンジンオイル（オイルミスト）を分離するためのオイルセパレータ６０と、第１ブローバイガス通路５１、第２ブローバイガス通路５２、第３ブローバイガス通路５３、および、新気導入通路５４とを含んでいる。オイルセパレータ６０においては、未燃焼混合気とオイルミストとが互いに分離され、分離され液化したエンジンオイルはクランクケース３に戻される。第１ブローバイガス通路５１は、エンジン本体１０とオイルセパレータ６０とを接続しており、オイルセパレータ６０側で分岐する第１分岐通路５１ａおよび第２分岐通路５１ｂを有している。第２ブローバイガス通路５２は、オイルセパレータ６０と吸気装置３４とを接続している。第３ブローバイガス通路５３は、第２ブローバイガス通路５２から分岐して、過給機２０の上流側（エアクリーナ３１の下流側）に接続されている。新気導入通路５４は、エンジン本体１０とスロットル弁３３の上流側（インタークーラ３２の下流側）とを接続している。

オイルセパレータ６０は、図４に示すように、ブローバイガスが内部を流通するハウジング６１を含んでいる。ハウジング６１の内部には、上流側（エンジン本体１０側）において第１分岐通路５１ａ（図３参照）に接続される高捕集経路６２と、上流側において第２分岐通路５１ｂ（図３参照）に接続される低捕集経路６３とが設けられている。

高捕集経路６２には、金属多孔質体６４が配置されている。この金属多孔質体６４をブローバイガスが通過する際に、ブローバイガスに含まれるオイルミスト（エンジンオイル）が液化して分離および捕集される。また、高捕集経路６２の金属多孔質体６４の下流側には、ハウジング６１の一部が突出することにより形成され、ブローバイガスが衝突する壁部６１ａが設けられている。この壁部６１ａにブローバイガスが衝突することによっても、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルが液化して分離および捕集される。

低捕集経路６３には、ハウジング６１の一部が突出することにより形成され、ブローバイガスが衝突する２個の壁部６１ｂが設けられている。この２個の壁部６１ｂにより、低捕集経路６３にはラビリンス構造が形成されている。このラビリンス構造内で壁部６１ｂにブローバイガスが衝突することによって、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルが液化して分離および捕集される。ここで、金属多孔質体６４が配置された高捕集経路６２では、ラビリンス構造が形成された低捕集経路６３と比べて、エンジンオイルがより効率よく捕集される一方、ブローバイガスが流れにくく圧力損失が大きい。

また、ハウジング６１には、高捕集経路６２の下流側と低捕集経路６３の下流側とが合流するとともに、第２ブローバイガス通路５２（図３参照）と接続される合流経路６５が設けられている。また、合流経路６５は、後述する捕集切替弁９０の圧力室Ｒ６（図９および図１０参照）と接続されている。

また、図３に示すように、換気装置５０は、新気導入通路５４に設けられた内圧制御弁１７０と、第２ブローバイガス通路５２および第３ブローバイガス通路５３との分岐位置に設けられた換気切替弁８０と、第１分岐通路５１ａおよび第２分岐通路５１ｂとの分岐位置に設けられた捕集切替弁９０とを含んでいる。内圧制御弁１７０は、新気導入通路５４内の新気の流通の有無を切り替える役割を有している。換気切替弁８０は、ブローバイガスが流通する通路を第２ブローバイガス通路５２または第３ブローバイガス通路５３に切り替える役割を有している。捕集切替弁９０は、ブローバイガスが流通する通路を第１分岐通路５１ａまたは第２分岐通路５１ｂに切り替える役割を有している。

（内圧制御弁の構造）
内圧制御弁１７０は、エンジン本体１０の内圧Ｐｅが負圧の場合に、開弁状態となり、スロットル弁３３の上流側から供給された新気がエンジン本体１０内に供給される一方、エンジン本体１０の内圧Ｐｅが大気圧と同程度または正圧になった場合に、閉弁状態となり、スロットル弁３３の上流側から新気がエンジン本体１０内に供給されなくなる。これにより、内圧制御弁１７０により、エンジン本体１０の内圧Ｐｅが正圧にならないように制御される。なお、内圧制御弁１７０の構造は、図５および図６に示すように、ハウジング１７１に連通通路１７１ｊが設けられている点と、各々の圧力室および作動室がエンジン１００内の所定の位置に接続される点とを除いて、上記第１実施形態の流体制御弁７０の構造（図１および図２参照）と略同様である。

内圧制御弁１７０では、圧力室Ｒ２は、外気と接続されており、その結果、圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２は、大気圧になるように構成されている。また、作動室Ｏ１は、過給機２０の下流側で、かつ、スロットル弁３３の上流側に接続されており、スロットル弁３３の上流側（過給機２０の下流側）から新気が供給されるように構成されている。また、作動室Ｏ２は、エンジン本体１０（ヘッドカバー２ａ）に接続されている。

また、ハウジング１７１の天井部１７１ｔには開口が設けられておらず、圧力室Ｒ１と作動室Ｏ２とが、連通通路１７１ｊを介して連通している。この結果、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１は、エンジン本体１０の内圧Ｐｅと略同一になるように構成されている。なお、連通通路１７１ｊは、ハウジング１７１の側部１７１ｓを貫通するように設けられている。また、内圧制御弁１７０では、エンジン本体１０の内圧Ｐｅが負圧になる場合に、ダイヤフラム７２および７３が図５に示す状態となって作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とが連通されるように、２個の巻きばね７４および７５のばね定数がそれぞれ設定されている。

（内圧制御弁の開閉制御）
図５に示すように、エンジン本体１０の内圧Ｐｅが大気圧未満である場合には、大気圧によりダイヤフラム７２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる（巻きばね７４が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム７２および７３が上方に向かって変形することによって、ダイヤフラム７３の下面７３ａが上方に移動する。この結果、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とを連通させるように管状部７１ｆの開口７１ｉが開かれる（開弁制御）。したがって、スロットル弁３３の上流側から作動室Ｏ１に供給された新気が管状部７１ｆを介して、エンジン本体１０に供給される。この結果、エンジン本体１０に供給された新気により、エンジン本体１０内の換気が行われる。

一方、図６に示すように、新気の供給などに起因してエンジン本体１０の内圧Ｐｅが大気圧以上になった場合には、エンジン本体１０の内圧Ｐｅによりダイヤフラム７２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる（巻きばね７５が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム７２および７３が下方に向かって変形することによって、ダイヤフラム７３の下面７３ａが管状部７１ｆの上端に当接する。この結果、ダイヤフラム７３により開口７１ｉが閉じられて、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２との連通状態が解除される（閉弁制御）。したがって、スロットル弁３３の上流側から新気がエンジン本体１０内に供給されなくなる。これにより、エンジン本体１０内が正圧になるのが抑制される。

これらの結果、内圧制御弁１７０では、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム７２および７３を移動させることによって作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御が行われる。

（換気切替弁の構造）
図３に示す換気切替弁８０は、過給機２０の上流側と吸気装置３４との両方が負圧になった場合に、エンジン本体１０内のエンジンオイルが過給機２０と吸気装置３４との両方から吸引されることに起因してブローバイガスと共に持ち去られるエンジンオイルの量が増加するのを抑制する役割を有している。

換気切替弁８０は、図７および図８に示すように、ハウジング８１と、弾性変形可能な３個のダイヤフラム８２、８３および８４と、２個の巻きばね８５および８６とを含んでいる。なお、ダイヤフラム８２、８３および８４は、Ｚ１側から見た平面視において、円状に形成されている。

ハウジング８１は、円状のダイヤフラム８２の端部を周状に固定する固定部８１ａと、円状のダイヤフラム８３の端部を周状に固定する固定部８１ｂと、円状のダイヤフラム８４の端部を周状に固定する固定部８１ｃとを含んでいる。固定部８１ａは、壁部８１ｄの内側端部から内側に突出するように形成されている。この壁部８１ｄは、ハウジング８１内のＺ方向の中央近傍において、ハウジング８１の側部８１ｓから内側に向かって突出している。固定部８１ｂは、壁部８１ｅの内側端部から内側に突出するように形成されている。この壁部８１ｅは、ハウジング８１内のＺ２側（下方）において、ハウジング８１の側部８１ｓから内側に向かって突出している。固定部８１ｃは、壁部８１ｆの内側端部から内側に突出するように形成されている。この壁部８１ｆは、ハウジング８１内のＺ１側（上方）において、ハウジング８１の側部８１ｓから内側に向かって突出している。

ここで、壁部８１ｅおよび８１ｆの側部８１ｓからの突出量が、壁部８１ｄの側部８１ｓからの突出量よりも大きいことによって、周状の固定部８１ｂおよび８１ｃのＺ方向と直交する方向における径Ｄ３は、周状の固定部８１ａのＺ方向と直交する方向における径Ｄ４よりも小さくなるように形成されている。この結果、円状のダイヤフラム８３および８４の径は、円状のダイヤフラム８２の径よりも小さくなるように構成されている。なお、円状のダイヤフラム８３および８４の径は、略同一である。

また、固定部８１ａ、８１ｂおよび８１ｃは、それぞれ、壁部８１ｄ、８１ｅおよび８１ｆからＺ１側に突出しないように形成されている。これにより、換気切替弁８０内のダイヤフラム８２、８３および８４や圧力室Ｒ３およびＲ４、作動室Ｏ６などに液体（たとえば、ブローバイガス内のエンジンオイル）が溜まるのが抑制されている。

また、ハウジング８１には、ハウジング８１内のＺ２側およびＺ１側においてハウジング８１の側部８１ｓから内側に向かってそれぞれ突出する壁部８１ｇおよび８１ｈと、壁部８１ｇの内側端部からＺ１側に延びるように形成された管状部８１ｉと、壁部８１ｈの内側端部からＺ２側に延びるように形成された管状部８１ｊとが形成されている。なお、ダイヤフラム８３および８４の径は、それぞれ、管状部８１ｉの上端の開口８１ｏの径、および、管状部８１ｊの下端の開口８１ｐの径よりも大きい。

ダイヤフラム８２、８３および８４は、弾性変形可能なゴム製の膜状部材である。ダイヤフラム８２、８３および８４は、ハウジング８１内において、各々の中央部が互いにＺ方向に重ねられた状態で、Ｚ２側の巻きばね８５およびＺ１側の巻きばね８６に挟み込まれている。なお、ダイヤフラム８２、８３および８４は、Ｚ２側のダイヤフラム８３とＺ１側のダイヤフラム８４とに中央のダイヤフラム８２が挟み込まれた状態で、互いに重ねられている。また、２個の巻きばね８５および８６は、座部８１ｋおよび８１ｌにそれぞれ保持された状態で、巻きばね８５の上端部がＺ２側のダイヤフラム８３にＺ２側から当接しているとともに、巻きばね８６の下端部がＺ１側のダイヤフラム８４にＺ１側から当接している。また、ダイヤフラム８３の下面８３ａおよびダイヤフラム８４の上面８４ａには、それぞれ、巻きばね８５の上端部および巻きばね８６の下端部が内部にそれぞれ配置されるガイド部８３ｂおよび８４ｂが取り付けられている。この結果、ガイド部８３ｂおよび８４ｂと座部８１ｋおよび８１ｌとにより、巻きばね８５および８６が換気切替弁８０内でずれないようにそれぞれ固定される。

巻きばね８５は、ダイヤフラム８３が閉弁する方向（矢印Ｚ１方向、図７参照）にダイヤフラム８２、８３および８４を付勢している。巻きばね８６は、ダイヤフラム８４が閉弁する方向（矢印Ｚ２方向、図８参照）にダイヤフラム８２、８３および８４を付勢している。なお、座部８１ｋおよび８１ｌは、それぞれ、管状部８１ｉおよび８１ｊから内側に向かって周状に突出するように形成されている。

ここで、換気切替弁８０では、ダイヤフラム８２、８３および８４がそれぞれ固定部８１ａ、８１ｂおよび８１ｃに固定された状態で、ハウジング８１の内部には、２個の圧力室Ｒ３およびＲ４と、４個の作動室Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５およびＯ６とが形成されている。

圧力室Ｒ３は、ハウジング８１の側部８１ｓ、壁部８１ｄおよび８１ｆと、ダイヤフラム８２および８４とによって囲まれた環状の空間から構成されている。圧力室Ｒ４は、ハウジング８１の側部８１ｓ、壁部８１ｄおよび８１ｅと、ダイヤフラム８２および８３とによって囲まれた環状の空間から構成されている。すなわち、ダイヤフラム８２は、圧力室Ｒ３と圧力室Ｒ４とを仕切るように配置されている。

作動室Ｏ３およびＯ４は、ハウジング８１のＺ２側に設けられており、作動室Ｏ５およびＯ６は、ハウジング８１のＺ１側に設けられている。作動室Ｏ３は、ハウジング８１の側部８１ｓと壁部８１ｇとによって囲まれた空間から構成されている。作動室Ｏ４は、ハウジング８１の側部８１ｓ、壁部８１ｅおよび８１ｇと、ダイヤフラム８３とによって囲まれた環状の空間から構成されている。なお、作動室Ｏ３と作動室Ｏ４とは、管状部８１ｉにより連通している。また、作動室Ｏ４のＺ２側の底部は、管状部８１ｉを除いて、平坦面状に形成されている。これにより、換気切替弁８０内の作動室Ｏ４に液体が溜まるのが抑制されている。作動室Ｏ５は、ハウジング８１の側部８１ｓと壁部８１ｈとによって囲まれた空間から構成されている。作動室Ｏ６は、ハウジング８１の側部８１ｓ、壁部８１ｆおよび８１ｈと、ダイヤフラム８４とによって囲まれた環状の空間から構成されている。なお、作動室Ｏ５と作動室Ｏ６とは、管状部８１ｊにより連通している。

また、作動室Ｏ３およびＯ５は、共に、オイルセパレータ６０の下流側（図３参照）に接続されている。作動室Ｏ４は、吸気装置３４（図３参照）に接続されている。作動室Ｏ６は、過給機２０の上流（図３参照）に接続されている。また、圧力室Ｒ３と作動室Ｏ４とは、連通通路８１ｍを介して連通している。この結果、圧力室Ｒ３内の圧力Ｐ３は、吸気装置３４の内圧Ｐｉと略同一になるように構成されている。また、圧力室Ｒ４と作動室Ｏ６とは、連通通路８１ｎを介して連通している。この結果、圧力室Ｒ４内の圧力Ｐ４は、過給機入口圧Ｐｔと略同一になるように構成されている。なお、連通通路８１ｍおよび８１ｎは、ハウジング８１の側部８１ｓを貫通するように設けられている。

（換気切替弁の開閉制御）
図７に示すように、吸気装置３４の内圧Ｐｉが過給機入口圧Ｐｔ未満である場合には、過給機入口圧Ｐｔによりダイヤフラム８２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる（巻きばね８６が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム８２、８３および８４が上方に向かって変形することによって、ダイヤフラム８３の下面８３ａおよびダイヤフラム８４の上面８４ａが上方に移動して、ダイヤフラム８４の上面８４ａが管状部８１ｊの下端に当接する。この結果、作動室Ｏ３と作動室Ｏ４とを連通させるように管状部８１ｉの開口８１ｏが開かれるとともに、ダイヤフラム８４により管状部８１ｊの開口８１ｐが閉じられて、作動室Ｏ５と作動室Ｏ６との連通状態が解除される。したがって、オイルセパレータ６０からのブローバイガスが吸気装置３４に供給されて、吸気装置３４の内圧Ｐｉが過度に小さくなるのが抑制される。

一方、図８に示すように、吸気装置３４の内圧Ｐｉが過給機入口圧Ｐｔ以上である場合には、吸気装置３４の内圧Ｐｉによりダイヤフラム８２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる（巻きばね８５が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム８２、８３および８４が下方に向かって変形することによって、ダイヤフラム８３の下面８３ａおよびダイヤフラム８４の上面８４ａが下方に移動して、ダイヤフラム８３の下面８３ａが管状部８１ｉの上端に当接する。この結果、作動室Ｏ５と作動室Ｏ６とを連通させるように管状部８１ｊの開口８１ｐが開かれるとともに、ダイヤフラム８３により管状部８１ｉの開口８１ｏが閉じられて、作動室Ｏ３と作動室Ｏ４との連通状態が解除される。したがって、オイルセパレータ６０からのブローバイガスが過給機２０の上流に供給されて、過給機入口圧Ｐｔが過度に小さくなるのが抑制される。

これらの結果、換気切替弁８０では、２個の圧力室Ｒ３およびＲ４同士の差圧によりダイヤフラム８２が移動されて、ダイヤフラム８３により作動室Ｏ３およびＯ４の開閉制御が行われ、ダイヤフラム８４により作動室Ｏ５およびＯ６の開閉制御が行われる。

（捕集切替弁の構造）
図３に示す捕集切替弁９０は、オイルセパレータ６０の合流経路６５における圧力（セパレータ出口圧Ｐｓ、図４参照）が過度に小さくなった場合に、オイルセパレータ６０における圧損を小さくして、エンジン本体１０内のエンジンオイルがオイルセパレータ６０側に噴き出すのを抑制する役割を有している。なお、捕集切替弁９０の構造は、連通通路８１ｍおよび８１ｎ（図７および図８参照）が設けられていない点と、各々の圧力室および作動室が接続される位置とを除いて、換気切替弁８０の構造と略同様である。したがって、捕集切替弁９０の構造についての詳細な説明は適宜省略する。

捕集切替弁９０は、図９および図１０に示すように、ハウジング９１と、弾性変形可能な３個のダイヤフラム９２、９３および９４と、２個の巻きばね９５および９６とを含んでいる。ハウジング９１は、固定部９１ａ、９１ｂおよび９１ｃと、固定部９１ａ、９１ｂおよび９１ｃがそれぞれ設けられた壁部９１ｄ、９１ｅおよび９１ｆと、壁部９１ｇおよび９１ｈと、壁部９１ｇおよび９１ｈにそれぞれ設けられた管状部９１ｉおよび９１ｊと、管状部９１ｉおよび９１ｊにそれぞれ設けられた座部９１ｋおよび９１ｌと、側部９１ｓとを含んでいる。ダイヤフラム９３および９４は、それぞれ、下面８３ａおよび上面８４ａに取り付けられたガイド部９３ｂおよび９４ｂを含んでいる。

また、捕集切替弁９０では、ダイヤフラム９２、９３および９４がそれぞれ固定部９１ａ、９１ｂおよび９１ｃに固定された状態で、ハウジング９１の内部には、２個の圧力室Ｒ５およびＲ６と、４個の作動室Ｏ７、Ｏ８、Ｏ９およびＯ１０とが形成されている。なお、圧力室Ｒ５、Ｒ６、作動室Ｏ７、Ｏ８、Ｏ９およびＯ１０は、それぞれ、換気切替弁８０の圧力室Ｒ３、Ｒ４、作動室Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５およびＯ６（図７および図８参照）と対応する。したがって、圧力室Ｒ５、Ｒ６、作動室Ｏ７、Ｏ８、Ｏ９およびＯ１０の詳細な説明は省略する。なお、作動室Ｏ８のＺ２側の底部は、管状部９１ｉを除いて、平坦面状に形成されている。同様に、作動室Ｏ１０のＺ２側の底部は、平坦面状に形成されている。これにより、捕集切替弁９０内の作動室Ｏ８およびＯ１０に液体（たとえば、ブローバイガス内のエンジンオイル）が溜まるのが抑制されている。

なお、ダイヤフラム９２は、圧力室Ｒ５と圧力室Ｒ６とを仕切るように配置されている。また、作動室Ｏ７と作動室Ｏ８とは、管状部９１ｉにより連通可能に構成されており、作動室Ｏ９と作動室Ｏ１０とは、管状部９１ｊにより連通可能に構成されている。

ここで、捕集切替弁９０では、圧力室Ｒ５は、外気と接続されており、その結果、圧力室Ｒ５内の圧力Ｐ５は、大気圧になるように構成されている。また、圧力室Ｒ６は、オイルセパレータ６０の合流経路６５（図４参照）と接続されており、その結果、圧力室Ｒ６内の圧力Ｐ６は、セパレータ出口圧Ｐｓと略同一になるように構成されている。また、作動室Ｏ７およびＯ９は、共に、エンジン本体１０のクランクケース３に接続されている。作動室Ｏ８は、第１分岐通路５１ａに接続されている。作動室Ｏ１０は、第２分岐通路５１ｂに接続されている。

（捕集切替弁の開閉制御）
図９に示すように、セパレータ出口圧Ｐｓが大気圧より大きい場合には、セパレータ出口圧Ｐｓによりダイヤフラム９２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる（巻きばね９６が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム９２、９３および９４が上方に向かって変形することによって、ダイヤフラム９３の下面９３ａおよびダイヤフラム９４の上面９４ａが上方に移動して、ダイヤフラム９４の上面９４ａが管状部９１ｊの下端に当接する。この結果、作動室Ｏ７と作動室Ｏ８とを連通させるように管状部９１ｉの開口９１ｏが開かれるとともに、ダイヤフラム９４により管状部９１ｊの開口９１ｐが閉じられて、作動室Ｏ９と作動室Ｏ１０との連通状態が解除される。したがって、エンジン本体１０（クランクケース３）からのブローバイガスが第１分岐通路５１ａを介してオイルセパレータ６０の高捕集経路６２に供給される。これにより、オイルセパレータ６０において、ブローバイガス内のオイルミスト（エンジンオイル）が効率よく捕集される。

一方、図１０に示すように、セパレータ出口圧Ｐｓが大気圧以下の場合には、大気圧によりダイヤフラム９２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる（巻きばね９５が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム９２、９３および９４が下方に向かって変形することによって、ダイヤフラム９３の下面９３ａおよびダイヤフラム９４の上面９４ａが下方に移動して、ダイヤフラム９３の下面９３ａが管状部９１ｉの上端に当接する。この結果、作動室Ｏ９と作動室Ｏ１０とを連通させるように管状部９１ｊの開口９１ｐが開かれるとともに、ダイヤフラム９３により管状部９１ｉの開口９１ｏが閉じられて、作動室Ｏ７と作動室Ｏ８との連通状態が解除される。したがって、エンジン本体１０からのブローバイガスが第２分岐通路５１ｂを介してオイルセパレータ６０の低捕集経路６３に供給される。これにより、ブローバイガス内のエンジンオイルの捕集効率は低下するものの、オイルセパレータ６０における圧損が小さくなり、その結果、エンジン本体１０内のエンジンオイルがオイルセパレータ６０側に噴き出すのを抑制される。

これらの結果、捕集切替弁９０では、２個の圧力室Ｒ５およびＲ６同士の差圧によりダイヤフラム９２が移動されて、ダイヤフラム９３により作動室Ｏ７およびＯ８の開閉制御が行われ、ダイヤフラム９４により作動室Ｏ９およびＯ１０の開閉制御が行われる。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、作動室Ｏ７およびＯ８と作動室Ｏ９およびＯ１０とを、２個の圧力室Ｒ５およびＲ６同士の差圧によりダイヤフラム９２、９３および９４を移動させることによって開閉制御が行われるように構成する。これにより、作動室Ｏ７〜Ｏ１０に直接的に接続されていない部分（オイルセパレータ６０の合流経路６５）を圧力室Ｒ６に接続することによって、作動室Ｏ７〜Ｏ１０に直接的に接続されていない部分の圧力（セパレータ出口圧Ｐｓ）に基づいて、作動室Ｏ７およびＯ８の開閉制御と作動室Ｏ９およびＯ１０の開閉制御とを行うことができる。この結果、作動室Ｏ７およびＯ８の開閉制御と作動室Ｏ９およびＯ１０の開閉制御とを作動室Ｏ７〜Ｏ１０以外の部分（オイルセパレータ６０の合流経路６５）のセパレータ出口圧Ｐｓにも基づいて行うことができる。

また、第２実施形態では、換気切替弁８０において、２個の圧力室Ｒ３およびＲ４同士の差圧により、ダイヤフラム８３により作動室Ｏ３およびＯ４の開閉制御が行われ、ダイヤフラム８４により作動室Ｏ５およびＯ６の開閉制御が行われる。これにより、作動室Ｏ３およびＯ４を開閉させる制御と、作動室Ｏ５およびＯ６を開閉させる制御とを２個の圧力室Ｒ３およびＲ４同士の差圧により行うことができるので、作動室Ｏ３およびＯ４と、作動室Ｏ５およびＯ６との各々に２個ずつ圧力室を設ける場合（計４つの圧力室を設ける場合）と比べて、換気切替弁８０の構造を簡略化することができるとともに、換気切替弁８０を小型化することができる。また、作動室Ｏ３およびＯ４を開閉させる制御と、作動室Ｏ５およびＯ６を開閉させる制御とを連動するように構成することができるので、作動室Ｏ３およびＯ４の開弁状態と、作動室Ｏ５およびＯ６の開弁状態とを切り替えるように構成することができる。

また、第２実施形態では、捕集切替弁９０において、２個の圧力室Ｒ５およびＲ６同士の差圧により、ダイヤフラム９３により作動室Ｏ７およびＯ８の開閉制御が行われ、ダイヤフラム９４により作動室Ｏ９およびＯ１０の開閉制御が行われる。これにより、換気切替弁８０と同様に、捕集切替弁９０の構造を簡略化することができるとともに、捕集切替弁９０を小型化することができる。また、換気切替弁８０と同様に、作動室Ｏ７およびＯ８の開弁状態と、作動室Ｏ９およびＯ１０の開弁状態とを切り替えるように構成することができる。

また、第２実施形態では、内圧制御弁１７０において、圧力室Ｒ１と作動室Ｏ２とを連通通路１７１ｊを介して連通させる。これにより、圧力室Ｒ１と作動室Ｏ２とを略同じ圧力にすることができるので、作動室Ｏ２と圧力室Ｒ２との差圧により作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を行うことができる。

また、第２実施形態では、ダイヤフラム８３の径およびダイヤフラム８４の径を、ダイヤフラム８２の径よりも小さくする。これにより、圧力室Ｒ４と作動室Ｏ３および作動室Ｏ４とを仕切るダイヤフラム８３の面積および圧力室Ｒ３と作動室Ｏ５および作動室Ｏ６とを仕切るダイヤフラム８４の面積を、圧力室Ｒ３およびＯ４を仕切るダイヤフラム８２の面積よりも小さくすることができるので、作動室Ｏ３の圧力および作動室Ｏ４の圧力に起因する力が作動室Ｏ３およびＯ４の開閉制御に与える影響と、作動室Ｏ５の圧力および作動室Ｏ６の圧力に起因する力が作動室Ｏ５およびＯ６の開閉制御に与える影響とを効果的に小さくすることができる。この結果、２個の圧力室Ｒ３およびＲ４同士の差圧により作動室Ｏ３およびＯ４の開閉制御と作動室Ｏ５およびＯ６の開閉制御とをより確実に行うことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１１および図１２を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態のダイヤフラム７３の代わりに、断面Ｔ字状の弁体２７３を用いる例について示す。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。

（流体制御弁の構造）
本発明の第３実施形態による流体制御弁２７０は、図１１および図１２に示すように、ハウジング２７１と、弾性変形可能なダイヤフラム７２と、断面Ｔ字状の弁体２７３とを含んでいる。

ハウジング２７１には、ハウジング２７１内のＺ方向の略中央を区切る壁部２７１ｄが形成されている。この壁部２７１ｄの中央部には、Ｚ方向に延びるように形成され、弁体２７３の後述する軸部２７３ｃが挿入される孔部２７１ｋが設けられている。この孔部２７１ｋには、孔部２７１ｋ内を流体が流通するのを抑制するための環状のＯリング２７１ｌが配置されている。

弁体２７３は、Ｚ２側（下方）の円板部２７３ｂと、円板部２７３ｂからＺ１側（上方）に延びる円柱状の軸部２７３ｃとを含んでいる。円板部２７３ｂは、管状部７１ｆの上端の開口７１ｉの径よりも大きな径を有している。また、円柱状の軸部２７３ｃのＺ１側の上端は、ダイヤフラム７２に固定されている。これにより、弁体２７３は、ダイヤフラム７２のＺ方向の移動に応じてＺ方向に移動するように構成されている。

ここで、第３実施形態では、ダイヤフラム７２が固定部７１ａに固定された状態で、ハウジング２７１の内部には、２個の圧力室Ｒ７およびＲ８と、２個の作動室Ｏ１１およびＯ１２とが形成されている。

圧力室Ｒ７は、ハウジング２７１の壁部７１ｃ、側部７１ｓおよび天井部７１ｔと、ダイヤフラム７２とによって囲まれた空間から構成されている。圧力室Ｒ８は、ハウジング２７１の壁部７１ｃ、２７１ｄおよび側部７１ｓと、ダイヤフラム７２とによって囲まれた空間から構成されている。すなわち、ダイヤフラム７２は、圧力室Ｒ７と圧力室Ｒ８とを仕切るように配置されている。

作動室Ｏ１１は、ハウジング２７１の側部７１ｓ、壁部２７１ｄおよび７１ｅによって囲まれた空間から構成されている。作動室Ｏ１２は、ハウジング２７１の側部７１ｓと壁部７１ｅとによって囲まれた空間から構成されている。なお、作動室Ｏ１１と作動室Ｏ１２とは、管状部７１ｆにより連通している。また、圧力室Ｒ７、圧力室Ｒ８、作動室Ｏ１１と作動室Ｏ１２は、各々、他の部分と接続されている。

また、作動室Ｏ１１のＺ２側の底部は、管状部７１ｆを除いて、平坦面状に形成されている。また、圧力室Ｒ８のＺ２側の底部は、平坦面状に形成されている。これにより、流体制御弁２７０内の圧力室Ｒ８および作動室Ｏ１１に液体が溜まるのが抑制されている。

（流体制御弁の開閉制御）
図１１に示すように、圧力室Ｒ７内の圧力Ｐ７が圧力室Ｒ８内の圧力Ｐ８よりも小さい場合には、圧力室Ｒ８内の圧力Ｐ８によりダイヤフラム７２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム７２の移動に応じて弁体２７３が上方に移動することによって、弁体２７３の下面２７３ａが上方に移動する。この際、軸部２７３ｃが孔部２７１ｋにガイドされることによって、弁体２７３が上方に確実に移動される。この結果、作動室Ｏ１１と作動室Ｏ１２とを連通させるように管状部７１ｆの開口７１ｉが開かれる（開弁制御）。したがって、作動室Ｏ１１の流体が作動室Ｏ１２に供給される。

一方、図１２に示すように、圧力室Ｒ７内の圧力Ｐ７が圧力室Ｒ８内の圧力Ｐ８以上になった場合には、圧力室Ｒ７内の圧力Ｐ７によりダイヤフラム７２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム７２の移動に応じて弁体２７３が下方に移動することによって、弁体２７３の下面２７３ａが管状部７１ｆの上端に当接する。この結果、弁体２７３により開口７１ｉが閉じられて、作動室Ｏ１１と作動室Ｏ１２との連通状態が解除される（閉弁制御）。

これらの結果、流体制御弁２７０では、２個の圧力室Ｒ７およびＲ８同士の差圧によりダイヤフラム７２および弁体２７３を移動させることによって作動室Ｏ１１およびＯ１２の開閉制御が行われる。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、作動室Ｏ１１およびＯ１２を、２個の圧力室Ｒ７およびＲ８同士の差圧によりダイヤフラム７２および弁体２７３を移動させることによって開閉制御が行われるように構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、作動室Ｏ１１およびＯ１２の開閉制御を作動室Ｏ１１およびＯ１２以外の部分の圧力にも基づいて行うことができるので、ダイヤフラム型の流体制御弁２７０の用途の範囲を拡大することができる。

また、第３実施形態では、弁体２７３を用いることによって、ダイヤフラム７２の弾性変形だけで、容易に、弁体２７３を開弁する方向（矢印Ｚ１方向）または閉弁する方向（矢印Ｚ２方向）に移動させることができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。

［第４実施形態］
次に、図１３および図１４を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態のダイヤフラム７２と、２個の巻きばね７４および７５との代わりに、巻きばね３７４が一体的に設けられたダイヤフラム３７２を用いる例について示す。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示する。

（流体制御弁の構造）
本発明の第４実施形態による流体制御弁３７０は、図１３および図１４に示すように、ハウジング７１と、弾性変形可能なダイヤフラム３７２および３７３と、ダイヤフラム３７２に一体的に設けられた巻きばね３７４とを含んでいる。

ダイヤフラム３７２とダイヤフラム３７３とは、Ｚ１側から見た平面視において、円状に形成されているとともに、一体的に設けられている。さらに、一体的に形成されたダイヤフラム３７２のＺ１側の上面７２ａには、巻きばね３７４がインサート成形などにより一体的に設けられている。この巻きばね３７４は、Ｚ方向に付勢力を生じさせることが可能なように配置されている。なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（流体制御弁の開閉制御）
図１３に示すように、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１が圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２よりも小さい場合には、圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２によりダイヤフラム３７２が上方（Ｚ１側）に押し上げられる（巻きばね３７４が押し縮められる）。これにより、ダイヤフラム３７３の下面３７３ａが上方に移動する。この結果、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２とを連通させるように管状部７１ｆの開口７１ｉが開かれる（開弁制御）。したがって、たとえば、作動室Ｏ１の流体が作動室Ｏ２に供給される。

一方、図１４に示すように、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１が圧力室Ｒ２内の圧力Ｐ２以上になった場合には、圧力室Ｒ１内の圧力Ｐ１によりダイヤフラム３７２が下方（Ｚ２側）に押し下げられる（巻きばね３７４が引き延ばされる）。これにより、ダイヤフラム３７３の下面３７３ａが管状部７１ｆの上端に当接する。この結果、ダイヤフラム３７３により開口７１ｉが閉じられて、作動室Ｏ１と作動室Ｏ２との連通状態が解除される（閉弁制御）。

これらの結果、流体制御弁３７０では、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム３７２および３７３を移動させることによって作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御が行われる。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、作動室Ｏ１およびＯ２を、２個の圧力室Ｒ１およびＲ２同士の差圧によりダイヤフラム３７２および３７３を移動させることによって開閉制御が行われるように構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、作動室Ｏ１およびＯ２の開閉制御を作動室Ｏ１およびＯ２以外の部分の圧力にも基づいて行うことができるので、ダイヤフラム型の流体制御弁３７０の用途の範囲を拡大することができる。

また、第４実施形態では、ダイヤフラム３７２とダイヤフラム３７３とを一体的に設けることによって、ダイヤフラム３７２とダイヤフラム３７３とを安定して移動させることができる。

また、第４実施形態では、ダイヤフラム３７２のＺ１側に巻きばね３７４を一体的に設けることによって、巻きばね３７４の付勢力をダイヤフラム３７２に確実に加えることができる。また、流体制御弁３７０の組み付け時に巻きばね３７４とダイヤフラム３７２との位置決めを行う必要がないので、流体制御弁３７０を容易に作成することができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態の効果と同様である。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、流体制御弁７０（内圧制御弁１７０、換気切替弁８０、捕集切替弁９０）において、ダイヤフラムを付勢する巻きばねをそれぞれ一対設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方の巻きばねを削減するとともに他方の巻きばねをダイヤフラムに固定してもよい。これにより、部品点数を削減することが可能である。

また、上記第２実施形態では、エンジン本体１０の換気装置５０に、本発明の流体制御弁を３個（内圧制御弁１７０、換気切替弁８０、捕集切替弁９０）設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンの換気装置に内圧制御弁、換気切替弁、捕集切替弁のいずれか１つまたはいずれか２つを設けてもよい。たとえば、換気装置のオイルセパレータにおいて、高捕集経路を設けずに低捕集経路のみを設けることによって捕集切替弁を削除してもよい。また、エンジンの換気装置のいずれかの経路に本発明の流体制御弁をさらに追加してもよい。

また、上記第２実施形態では、捕集切替弁９０において、圧力室Ｒ５を外部と接続することによって、圧力室Ｒ５内の圧力Ｐ５を大気圧にした例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、捕集切替弁９０において、圧力室Ｒ５をオイルセパレータ６０の上流側と接続することによって、圧力室Ｒ５内の圧力Ｐ５をセパレータ入口圧と略同一になるように構成してもよい。これにより、セパレータ出口圧とセパレータ入口圧との差圧により、ブローバイガスの経路を変更することができるので、セパレータ出口圧が過度に小さくなった場合に、オイルセパレータ６０における圧損を小さくして、エンジン本体１０内のエンジンオイルがオイルセパレータ６０に噴き出すのを抑制することが可能である。

また、上記第２実施形態では、オイルセパレータ６０の高捕集経路６２に金属多孔質体６４を配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、金属多孔質体の代わりに、サイクロン式、慣性衝突式、フィルタ透過式のセパレータ部材を配置してもよい。

また、上記第２実施形態では、オイルセパレータ６０の低捕集経路６３にラビリンス構造を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ラビリンス構造の代わりに、ブリーザ室を設けてもよい。

また、上記第２実施形態では、ガソリン機関からなるエンジン１００を備えた車両（自動車）に搭載される換気装置５０に本発明の流体制御弁（内圧制御弁１７０、換気切替弁８０、捕集切替弁９０）を適用したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ガソリンエンジン以外にも、過給機付きのディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどに対して本発明を適用することが可能である。なお、捕集切替弁は、過給機付きのエンジンの換気装置でなく、過給機が設けられていないエンジンの換気装置にも用いることが可能である。

また、上記第１〜第４実施形態では、開口が完全に開く開弁状態と完全に閉じる閉弁状態とのみについて示したが、本発明は、これに限られない。本発明では、２個の圧力室の差圧が僅かである場合には、その僅かな差圧に応じてダイヤフラムが変形して開口を僅かに開く作動状態が存在してもよい。これにより、流体制御弁により、流体の流通量（供給量）を制御することも可能である。

７０、２７０、３７０ 流体制御弁
７２、８２、９２、３７２ ダイヤフラム（第１のダイヤフラム）
７３、８３、９３、３７３ ダイヤフラム（弁体、第２のダイヤフラム）
７４、７５、８５、８６、９５、９６、３７４ 巻きばね（付勢部材）
８０ 換気切替弁（流体制御弁）
８４、９４ ダイヤフラム（弁体、第３のダイヤフラム）
９０ 捕集切替弁（流体制御弁）
１７０ 内圧制御弁（流体制御弁、エンジン内圧コントロールバルブ）
２７３ 弁体
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８ 圧力室
Ｏ１、Ｏ３、Ｏ７、Ｏ１１ 作動室（第１の作動室）
Ｏ２、Ｏ４、Ｏ８、Ｏ１２ 作動室（第２の作動室）
Ｏ５、Ｏ９ 作動室（第３の作動室）
Ｏ６、Ｏ１０ 作動室（第４の作動室）

Claims (7)

1. 第１のダイヤフラムと、
   前記第１のダイヤフラムにより仕切られる２個の圧力室と、
   前記２個の圧力室同士の差圧により前記第１のダイヤフラムを移動させることによって開閉制御が行われる２個以上の作動室と、を備える、流体制御弁。
2. 前記第１のダイヤフラムの移動に応じて移動する弁体をさらに備え、
   前記２個の圧力室同士の差圧により前記第１のダイヤフラムの移動に応じて前記弁体を移動させることによって、前記作動室の開閉制御を行う、請求項１に記載の流体制御弁。
3. 前記２個の圧力室同士の差圧により前記弁体が開弁する方向または閉弁する方向に移動される際の少なくとも一方の方向に前記第１のダイヤフラムを付勢する付勢部材をさらに備える、請求項２に記載の流体制御弁。
4. 前記作動室は、第１の作動室および第２の作動室を含み、
   前記弁体は、前記２個の圧力室の一方と前記２個の圧力室の一方に隣接する前記第１の作動室および前記第２の作動室とを仕切る第２のダイヤフラムを含み、
   前記２個の圧力室同士の差圧により前記第１のダイヤフラムおよび前記第２のダイヤフラムを移動させることによって、前記第１の作動室および前記第２の作動室を開閉させる制御を行う、請求項２または３に記載の流体制御弁。
5. 前記作動室は、前記第１の作動室、前記第２の作動室、第３の作動室および第４の作動室を含み、
   前記弁体は、前記第２のダイヤフラムに加えて、前記２個の圧力室の他方と前記２個の圧力室の他方に隣接する前記第３の作動室および前記第４の作動室とを仕切る第３のダイヤフラムを含み、
   前記２個の圧力室同士の差圧により、前記第２のダイヤフラムにより前記第１の作動室および前記第２の作動室を開閉させるとともに、前記第３のダイヤフラムにより前記第３の作動室および前記第４の作動室を開閉させる制御を行う、請求項４に記載の流体制御弁。
6. 前記第２のダイヤフラムの径は、前記第１のダイヤフラムの径よりも小さい、請求項４または５に記載の流体制御弁。
7. 前記第１のダイヤフラムおよび前記第２のダイヤフラムは、一体的に設けられている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の流体制御弁。

Images