JP2019183827A - Pcvバルブの取付構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】PCVバルブが内燃機関から外れることによるブローバイガスの大気中への放出を防止できるPCVバルブの取付構造を提供する。【解決手段】内燃機関に設けられるブローバイガス還元装置は、同機関のブローバイガスを吸気通路に流すブローバイガス通路6のガス流通面積を調整するPCVバルブ7を備える。PCVバルブ7のハウジング9の上端部に形成された突出部17は、PCVバルブ7を内燃機関のヘッドカバー4に取り付けるための取付部材18の貫通孔19を貫通する。取付部材18における貫通孔19の側方には固定孔20が形成されており、その固定孔20をヘッドカバー4から上方に突出するかしめ部21が貫通する。このかしめ部21は、二点鎖線で示すように上記固定孔20を貫通した後、実線で示すように径が拡大するよう塑性変形される。その結果、PCVバルブ7が取付部材18によってヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けられる。【選択図】図2

Description

本発明は、PCVバルブの取付構造に関する。
車両等に搭載される内燃機関には、同機関のブローバイガスを吸気系に戻すためのブローバイガス還元装置が設けられている。同装置は、上記ブローバイガスを内燃機関の吸気系に流すブローバイガス通路を有しているとともに、そのブローバイガス通路のガス流通面積を調整するためのPCVバルブを備えている。こうしたPCVバルブは、ブローバイガス通路中に設けられており、例えば特許文献1に示されるように内燃機関に対し取り付けられている。詳しくは、PCVバルブは、同PCVバルブを内燃機関に対しボルト締結することにより、同機関に対し外れにくいように取り付けられている。
特開2011−236854号公報
特許文献1に示されるように、PCVバルブを内燃機関に対しボルト締結すれば、同PCVバルブが内燃機関から外れにくくはなるものの、ユーザーが上記ボルト締結を解除してPCVバルブを内燃機関から外してしまうこと等も考えられる。この場合、内燃機関のブローバイガスが、同機関におけるPCVバルブを取り付けていた部分を介して、大気中に放出されるという問題がある。
本発明の目的は、PCVバルブが内燃機関から外れることによるブローバイガスの大気中への放出を防止できるPCVバルブの取付構造を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するPCVバルブの取付構造は、内燃機関のブローバイガスを同機関の吸気系に流すブローバイガス通路のガス流通面積を調整するためのPCVバルブに適用されるものであって、同PCVバルブを内燃機関に対し取り付けるためのものである。このPCVバルブの取付構造では、PCVバルブが内燃機関に対し取り外し不能に取り付けられている。
上記構成によれば、PCVバルブが内燃機関に対し取り外し不能に取り付けられるため、ユーザーがPCVバルブを内燃機関から外してしまうといったことを抑制することができ、ひいてはPCVバルブが内燃機関から外れることによるブローバイガスの大気中への放出を防止することができるようになる。
上記課題を解決するPCVバルブの取付構造は、内燃機関のブローバイガスを同機関の吸気系に流すブローバイガス通路のガス流通面積を調整するためのPCVバルブに適用されるものであって、同PCVバルブを内燃機関に対し取り付けるためのものである。このPCVバルブの取付構造は、PCVバルブとは別体であって同PCVバルブを内燃機関に対し取り外し不能に取り付ける取付部材を備える。
上記構成によれば、PCVバルブは取付部材によって内燃機関に対し取り外し不能に取り付けられるため、ユーザーがPCVバルブを内燃機関から外してしまうといったことを抑制することができ、ひいてはPCVバルブが内燃機関から外れることによるブローバイガスの大気中への放出を防止することができるようになる。
PCVバルブの取付構造が適用される内燃機関全体を示す略図。 PCVバルブの取付構造を示す断面図。 PCVバルブの取付構造を示す断面図。 PCVバルブの取付構造を示す斜視図。 PCVバルブの取付構造を示す断面図。 PCVバルブの取付構造を示す断面図。 PCVバルブの取付構造の他の例を示す断面図。 PCVバルブの取付構造の他の例を示す断面図。
[第1実施形態]
以下、PCVバルブの取付構造の第1実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
図1に示すように、内燃機関においては、そのシリンダブロック1の上端部にシリンダヘッド2が取り付けられているとともに、同シリンダブロック1の下端部にクランクケース3が取り付けられている。また、シリンダヘッド2の上部は、樹脂製のヘッドカバー4によって覆われている。
ちなみに、内燃機関においては、燃焼室内での燃料の燃焼が行われるとき、同燃焼室からクランクケース3内にブローバイガスが漏れる。このため、内燃機関には、クランクケース3内のガス(ブローバイガスを含む)を同機関の吸気系(吸気通路5)に環流させるためのブローバイガス還元装置が設けられている。同装置は、クランクケース3内のブローバイガスを吸気通路5に流すブローバイガス通路6を有しているとともに、そのブローバイガス通路6のガス流通面積を調整するためのPCVバルブ7を備えている。
PCVバルブ7はヘッドカバー4に取り付けられている。このPCVバルブ7にはホース8の一方の端部が接続されており、同ホース8のもう一方の端部は内燃機関の吸気通路5に接続されている。上記ブローバイガス通路6は、クランクケース3に連通する一方、シリンダブロック1及びシリンダヘッド2を通過するとともにヘッドカバー4の内部を通過しており、且つ、PCVバルブ7及びホース8の内部を通過して吸気通路5に連通している。
従って、PCVバルブ7はブローバイガス通路6の途中に設けられていることになり、同PCVバルブ7によるブローバイガス通路6におけるガス流通面積の調整を通じて、クランクケース3からブローバイガス通路6を介して吸気通路5に流されるガスの流量が変化するようになる。
次に、ヘッドカバー4に対するPCVバルブ7の取付構造について説明する。
図2に示すように、PCVバルブ7は円筒状のハウジング9を備えている。このハウジング9の下端部の外周面には雄ねじ部10が形成されており、同ハウジング9の上端部の外周面にはフランジ11が形成されている。また、ハウジング9の外周面における上記雄ねじ部10とフランジ11との間にはシールリング12が設けられている。
一方、ヘッドカバー4にはPCVバルブ7を取り付けるための取付孔13が形成されており、取付孔13の内周面にはPCVバルブ7のハウジング9の雄ねじ部10がねじ込まれる雌ねじ部13aが形成されている。そして、ハウジング9の雄ねじ部10が取付孔13の雌ねじ部13aにねじ込まれた状態では、ハウジング9のフランジ11がヘッドカバー4の外側(図2の上側)に位置して同ヘッドカバー4に対し当接する一方、シールリング12がハウジング9の外周面と取付孔13の内周面との間をシールするようになる。
ハウジング9における雄ねじ部10側の端面(図2の下端面)には、ヘッドカバー4の内部と連通する流入口14が形成されている。また、ハウジング9におけるフランジ11側の端面(図2の上端面)にはホース8を接続するための突出部17が形成されており、その突出部にはホース8の内部と連通する流出口15が形成されている。そして、ヘッドカバー4の内部のガスは、上記流入口14からハウジング9内に流入した後、上記流出口15を介してハウジング9内からホース8内に流出する。
PCVバルブ7におけるフランジ11の上側には、PCVバルブ7とは別体となる樹脂製もしくは金属製の板状の取付部材18が設けられている。この取付部材18は、PCVバルブ7をヘッドカバー4に取り付けるためのものであって、PCVバルブ7のフランジ11に対し当接している。また、取付部材18には貫通孔19が形成されており、同貫通孔19をPCVバルブ7の突出部17が下方から上方に貫通している。更に、取付部材18における貫通孔19の側方には固定孔20が形成されており、その固定孔20をヘッドカバー4から上方に突出するかしめ部21が貫通している。このかしめ部21は、二点鎖線で示すように上記固定孔20を貫通した後、熱を加えることによって実線で示すように径が拡大するよう塑性変形されている。
その結果、PCVバルブ7が取付部材18によって内燃機関のヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けられる。詳しくは、PCVバルブ7が上記取付部材18によって取付孔13側に押さえ込まれ、それによってPCVバルブ7が取付孔13から外れてしまわないようにヘッドカバー4に対し固定される。また、上述したように取付部材18が上記かしめ部21の塑性変形によってヘッドカバー4に対し取り付けられることにより、PCVバルブ7がヘッドカバー4に対し取り外し不能となる。
次に、本実施形態におけるPCVバルブ7の取付構造の作用効果について説明する。
(1)PCVバルブ7は取付部材18によって内燃機関のヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けられるため、PCVバルブ7がヘッドカバー4から外れてしまうということを抑制できるだけでなく、ユーザーがPCVバルブ7をヘッドカバー4から外してしまうといったことを抑制できるようになる。従って、PCVバルブ7が内燃機関のヘッドカバー4から外れること、及び、それに伴うブローバイガスの大気中への放出を防止することができる。
(2)各種の内燃機関にブローバイガス還元装置を設けるに当たり、PCVバルブ7を共通化することがコストダウンを実現するうえで望まれているが、各種の内燃機関毎にヘッドカバー4の取付孔13とかしめ部21との位置関係が異なる可能性がある。このような場合であっても、内燃機関毎の取付孔13とかしめ部21との位置関係に対応した複数種の取付部材18を用意することにより、PCVバルブ7に変更を加えることなく同PCVバルブ7をヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けることができ、PCVバルブ7を各種の内燃機関に対し共通化することができる。
[第2実施形態]
次に、PCVバルブの取付構造の第2実施形態について、図3及び図4を参照して説明する。
PCVバルブ7が適用される内燃機関においては、ブローバイガス通路6の途中でブロ−バイガスからオイル等の液体を分離するセパレータが設けられている。そして、本実施形態のPCVバルブ7は、ブローバイガス通路6における上記セパレータに対応する部分でガス流通面積を調整するものとなっている。
図3に示すように、PCVバルブ7は、水平面に対し傾いた状態で樹脂製のセパレータ31に対し取り付けられている。PCVバルブ7は、ブローバイガス通路6のガス流通面積を調整するための流量調整部32と、その流量調整部32をホース8に接続するための配管接続部33と、を備えている。内燃機関のブローバイガスは、セパレータ31内でオイル等の液体と分離された後、PCVバルブ7(流量調整部32、配管接続部33)を介してホース8に流れる。従って、上記ブローバイガスを流すブローバイガス通路6は、セパレータ31、PCVバルブ7、及びホース8の内部を通過している。
PCVバルブ7の流量調整部32は、セパレータ31に形成された取付孔35に挿入される円筒状のハウジング32aを備えている。このハウジング32aにおける配管接続部33側の端部と反対側の端部には、セパレータ31の内部と連通する連通孔34が形成されている。また、ハウジング32aの外周面には、セパレータ31の上記取付孔35よりも大径に形成されており、且つ、セパレータ31の外面における上記取付孔35の開口部周りの部分に接するフランジ32bが形成されている。更に、ハウジング32aの外周面であって上記取付孔35の内周面に対応する部分には、その内周面に当接することによりハウジング32aの外周面と取付孔35の内周面との間をシールするシールリング12が設けられている。
ハウジング32aの内部には、同ハウジング32aと同一軸線上に延びる円筒状の可動部材36、その可動部材36を上記連通孔34側に付勢するためのスプリング37、及び、ハウジング32aにおける配管接続部33側の開口部の内周面に嵌め込まれたリング38が設けられている。また、配管接続部33は、流量調整部32の上記ハウジング32aにおける配管接続部33側の開口部に嵌め込まれて上記ハウジング32aとの間に上記リング38を挟み込む円筒状のハウジング33aを備えている。このハウジング33aの内部は、上記リング38を介して流量調整部32のハウジング32aの内部と連通している。また、配管接続部33のハウジング33aであって流量調整部32側の端部には鍔部33cが形成されており、同ハウジング33aにおける鍔部33cと反対側の端部には外周面に上記ホース8が嵌め込まれる突出部33bが形成されている。
流量調整部32におけるハウジング32a内の可動部材36は、スプリング37の付勢力によってハウジング32aの連通孔34を閉塞する位置に向けて付勢されている。また、可動部材36における配管接続部33側の端部は、リング38の内側に挿入されている。可動部材36の外周面は、リング38の内周面よりも小径とされており、且つ、連通孔34に近い部分ほど大径とされている。ホース8内及び配管接続部33のハウジング33a内には内燃機関の吸気負圧が作用するため、その吸気負圧に基づき可動部材36がスプリング37の付勢力に抗して配管接続部33側に移動する。そして、可動部材36が配管接続部33側に移動すると、可動部材36によって閉塞されていたハウジング32aの連通孔34が開放される。そして、連通孔34が開放されることにより、内燃機関におけるセパレータ31内のブローバイガスが、PCVバルブ7(流量調整部32、配管接続部33)を介してホース8に流れる。
このときのブローバイガスの流量は、可動部材36とリング38との相対位置によって変わる。すなわち、内燃機関の低負荷運転時には、可動部材36が配管接続部33側に最も大きく移動する。このときには可動部材36の外周面における大径となる部分がリング38の内周面と対向した状態となるため、それら外周面と内周面との間のガス流通面積が小さくなり、ひいてはPCVバルブ7を通過するブロ−バイガスの流量が少なくなる。そして、機関負荷が高くなる機関運転状態に移行してゆくほど、スプリング37の付勢力に抗した可動部材36の配管接続部33側への移動量が小さくなってゆく。その結果、機関負荷が高くなるに従い上記外周面と上記内周面とのガス流通面積が大きくなり、ひいてはPCVバルブ7を通過するブロ−バイガスの流量が多くなってゆく。なお、配管接続部33のハウジング33a内には、可動部材36が配管接続部33側に過度に移動することを抑制するためのスプリング44が設けられている。
次に、セパレータ31に対するPCVバルブ7の取付構造について説明する。
図3及び図4に示すように、PCVバルブ7は、金属製の板状の取付部材39を用いてセパレータ31に対し取り付けられている。この取付部材39は、略90°屈曲された板状に形成されている。また、取付部材39は、セパレータ31に対し固定されてPCVバルブ7の上側で略水平に延びる固定部40と、その固定部40から下方に延びてPCVバルブ7における配管接続部33のハウジング33aの鍔部33cに当接することにより流量調整部32全体をセパレータ31との間に挟み込む当接部41と、を備えている。
取付部材39の当接部41は、PCVバルブ7における配管接続部33の突出部33bを同突出部33bの径方向両側から挟んだ状態で、同配管接続部33のハウジング33aの鍔部33cに当接している。また、取付部材39の固定部40には図3に示すように固定孔42が形成されており、その固定孔42をセパレータ31から上方に突出する樹脂製のかしめ部43が貫通している。このかしめ部43は、図3の二点鎖線で示すように上記固定孔20を貫通した後、熱を加えることによって実線で示すように径が拡大するよう塑性変形されている。その結果、PCVバルブ7の少なくとも流量調整部32が、詳しくは配管接続部33及び流量調整部32が、取付部材39によって内燃機関のセパレータ31に対し取り外し不能に取り付けられている。
次に、本実施形態におけるPCVバルブ7の取付構造の作用効果について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態の(1)及び(2)と同様の作用効果に加え、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(3)外部からの衝撃等によりブローバイガス通路6における内燃機関の吸気通路5とPCVバルブ7とを繋ぐ部分(ホース8)が同PCVバルブ7から外れて大気に開放されると、ホース8を介して大気が内燃機関に吸入されるため、内燃機関の吸入空気量が急増して同機関がストールする。そして、その内燃機関のストールにより、ホース8のPCVバルブ7からの外れを検知できるようになる。しかし、仮にホース8がPCVバルブ7の配管接続部33を介して流量調整部32に繋がったまま、外部からの衝撃等によって上記流量調整部32が内燃機関(セパレータ31)から外れたとすると、ホース8を介して大気が内燃機関に吸入されるときの大気の吸入量の増大が上記流量調整部32によって制限される。その結果、内燃機関の吸入空気量が急増することはなくなるため、その急増による同機関のストールを利用してホース8及び流量調整部32のセパレータ31からの外れを検知することが困難になる。この点、本実施形態では、PCVバルブ7の流量調整部32が外部からの衝撃等によってホース8に接続されたまま、セパレータ31から外れてしまうことを取付部材39によって抑制することができる。従って、ホース8のセパレータ31からの外れを検知することが困難になるという上記問題が生じることはない。
(4)外部からの衝撃等によりブローバイガス通路6における内燃機関の吸気通路5とPCVバルブ7とを繋ぐ部分(ホース8)が同PCVバルブ7から外れて大気に開放されたときには、PCVバルブ7における配管接続部33のハウジング33a内も大気に開放される。このときには、可動部材36がスプリング37の付勢力によって連通孔34を閉塞する位置に保持されるため、セパレータ31内に存在する内燃機関のブローバイガスがPCVバルブ7を介して大気に開放されることを抑制できる。
[第3実施形態]
次に、PCVバルブの取付構造の第3実施形態について、図5及び図6を参照して説明する。
図5及び図6は、PCVバルブ7のセパレータ31に対する取付態様を示している。これらの図から分かるように、PCVバルブ7は、金属製の取付部材51を用いてセパレータ31に対し取り付けられている。このPCVバルブ7においては、流量調整部32のハウジング32aがセパレータ31の取付孔35に挿入されており、且つ、同ハウジング32aのフランジ32bがセパレータ31の外面における上記取付孔35の開口部周りの部分に接している。
取付部材51には、PCVバルブ7の配管接続部33におけるハウジング33aの突出部33bが貫通する貫通孔52が形成されており、且つ。セパレータ31側に突出する複数の脚部53(この例では二つ)が形成されている。取付部材51における各脚部53に対応する部分にはそれぞれボルト54,55が図5に示すように貫通しており、それらボルト54,55のセパレータ31に対するボルト締結を通じて取付部材51が同セパレータ31に対し固定されている。
図6に示すように、取付部材51がセパレータ31に対し固定された状態では、脚部53の突出方向の先端部がセパレータ31に接するとともに、取付部材51における貫通孔52周りの部分が配管接続部33のハウジング33aの鍔部33cに当接することによりPCVバルブ7の流量調整部32全体をセパレータ31との間に挟み込んでいる。
ボルト54とボルト55とのうちの一方のボルト55については、セパレータ31に対する締結が完了したときに頭部55aが切断されて取り外しが不能となるタイプのもの、いわゆる首切りボルトが用いられている。こうしたボルト55を用いて取付部材51をセパレータ31に取り付けることにより、その取付部材51によってPCVバルブ7の少なくとも流量調整部32が、詳しくは配管接続部33及び流量調整部32が、内燃機関のセパレータ31に対し取り外し不能に取り付けられている。
従って、本実施形態においても、第2実施形態と同様の作用効果が得られるようになる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第1実施形態において、図7に示すように、ヘッドカバー4に溶着部22を形成し、取付部材18における上記溶着部22に対応する部分を同溶着部22に対し溶着するようにしてもよい。この場合、溶着部22に対する取付部材18の溶着により、PCVバルブ7が取付部材18によってヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けられる。なお、この場合には取付部材18として樹脂製のものが用いられる。
・第1実施形態において、図8に示すように、熱収縮チューブ23によってPCVバルブ7をヘッドカバー4に対し取り付けるようにしてもよい。この場合、ヘッドカバー4における取付孔13の開口部周りにPCVバルブ7のフランジ11の外周を囲む環状突起24を形成し、その環状突起24の外周周りに二点鎖線で示すように熱収縮前の円筒状の熱収縮チューブ23を配置する。その後、上記熱収縮チューブ23に対し熱を加えることにより、同チューブ23を実線で示すように収縮させる。これにより、PCVバルブ7が熱収縮チューブ23によってヘッドカバー4に対し取り外し不能に取り付けられる。なお、この場合には熱収縮チューブ23が、PCVバルブ7を内燃機関に対し取り外し不能に取り付ける取付部材としての役割を担う。
・第1〜第3実施形態において、必ずしも取付部材18,39,51を金属製とする必要はなく、例えば樹脂等の他の材料で形成するようにしてもよい。この場合、取付部材18,39,51を樹脂製のヘッドカバー4やセパレータ31に対し、振動溶着、超音波溶着、熱板溶着、及びレーザー溶着といった各種の溶着によって取り外し不能に取り付けるようにしてもよい。
・第1〜第3実施形態において、ヘッドカバー4及びセパレータ31は必ずしも樹脂製である必要はない。例えばヘッドカバー4及びセパレータ31を金属製とし、それらに対し取付部材18,39をリベットや溶接等によって取り外し不能に取り付けるようにしてもよい。また、取付部材18,39,51を樹脂で形成する場合、それら取付部材18,39,51を熱かしめ等によってヘッドカバー4やセパレータ31に対し取り外し不能に取り付けるようにしてもよい。
・第1〜第3実施形態において、PCVバルブ7は、必ずしもヘッドカバー4やセパレータ31に対し取り付けられるものである必要はなく、シリンダヘッド2に対し取り付けられるものであったり、シリンダブロック1に対し取り付けられるものであったりしてもよい。
・第1〜第3実施形態において、取付部材18,39,51を用いずにPCVバルブ7をヘッドカバー4やセパレータ31に対し取り外し不能に取り付けるようにしてもよい。例えば、フランジ11,32bの突出量を大きくして同フランジ11,32bを直接的にヘッドカバー4やセパレータ31に対し取り外し不能に取り付けるようにしてもよい。
1…シリンダブロック、2…シリンダヘッド、3…クランクケース、4…ヘッドカバー、5…吸気通路、6…ブローバイガス通路、7…PCVバルブ、8…ホース、9…ハウジング、10…雄ねじ部、11…フランジ、12…シールリング、13…取付孔、13a…雌ねじ部、14…流入口、15…流出口、17…突出部、18…取付部材、19…貫通孔、20…固定孔、21…かしめ部、22…溶着部、23…熱収縮チューブ、24…環状突起、31…セパレータ、32…流量調整部、32a…ハウジング、32b…フランジ、33…配管接続部、33a…ハウジング、33b…突出部、33c…鍔部、34…連通孔、35…取付孔、36…可動部材、37…スプリング、38…リング、39…取付部材、40…固定部、41…当接部、42…固定孔、43…かしめ部、44…スプリング、51…取付部材、52…貫通孔、53…脚部、54…ボルト、55…ボルト、55a…頭部。

Claims (4)

  1. 内燃機関のブローバイガスを同機関の吸気系に流すブローバイガス通路のガス流通面積を調整するためのPCVバルブに適用され、同PCVバルブを内燃機関に対し取り付けるPCVバルブの取付構造において、
    前記PCVバルブが内燃機関に対し取り外し不能に取り付けられていることを特徴とするPCVバルブの取付構造。
  2. 前記PCVバルブは前記ブローバイガス通路のガス流通面積を調整するための流量調整部を備えており、その流量調整部が内燃機関に対し取り外し不能に取り付けられている請求項1に記載のPCVバルブの取付構造。
  3. 内燃機関のブローバイガスを同機関の吸気系に流すブローバイガス通路のガス流通面積を調整するためのPCVバルブに適用され、同PCVバルブを内燃機関に対し取り付けるPCVバルブの取付構造において、
    前記PCVバルブとは別体であって同PCVバルブを内燃機関に対し取り外し不能に取り付ける取付部材を備えることを特徴とするPCVバルブの取付構造。
  4. 前記PCVバルブは、前記ブローバイガス通路のガス流通面積を調整するための流量調整部を備えており、
    前記取付部材は、前記流量調整部を内燃機関に対し取り外し不能に取り付けるものである請求項3に記載のPCVバルブの取付構造。
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