JP4748591B2 - ブリーザ装置付きエンジン - Google Patents

Description

本発明は、ブリーザ装置付きエンジンに関し、特に、ブリーザ通路内での水分氷結を抑制するのに好適なブリーザ装置付きエンジンに関する。

エンジン駆動型発電機などに使用される小型の汎用エンジンにおいては、ブローバイガスを吸気通路に連通させるため、エンジンの外側にブリーザチューブが引き回されている。したがって、この種のエンジンでは、ブリーザチューブが外気温度にさらされるようになり、外気温度が極めて低くなる寒冷地ではブリーザチューブ中を通過するブローバイガスに含まれる水分が氷結してブリーザチューブを閉塞させてしまうことがありえる。

この対策として、例えば、特開平８−２４６８３７号公報に記載されているブローバイガス処理装置では、ブローバイガス通路のうち氷結が発生しやすい部分であるブリーザチューブと吸気通路との接続部に、熱伝導率が低く、付着した氷が剥離しやすい材料で形成された内壁部からなる防氷パイプを設けることも試みられている。
特開平８−２４６８３７号公報

特許文献１に記載されたブローバイガス処理装置のように氷が剥離しやすい材料で防氷パイプを形成したとしても、ブローバイガスの勢いだけでは氷が剥がれ落ちない場合も多い。また、大きく成長した氷が剥がれ落ちると、その大きい氷は下流側で堆積して管路を閉塞させるおそれもある。

本発明の目的は、上記課題を解消して、氷を管壁に付着させにくくするとともに、仮に付着したとしても早期に剥離させて、氷が大きく成長するのを抑制するのに好適なブリーザ装置付きエンジンを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気通路にブローバイガスを導入するブリーザ装置付きエンジンにおいて、エンジンクランク室内の圧力変化に応動する圧力アクチュエータと、前記ブローバイガス通路のうち、エンジンの外部通過部分であるブリーザチューブ内に摺動可能に設けられ、前記圧力アクチュエータで駆動される可動部材とを具備した点に第１の特徴がある。

また、本発明は、ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気通路にブローバイガスを導入するブリーザ装置付きエンジンにおいて、エンジンクランク室内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサで検出された圧力の変化に応じて駆動される電動アクチュエータと、前記ブローバイガス通路のうち、エンジンの外部通過部分であるブリーザチューブ内に摺動可能に設けられ、前記電動アクチュエータで駆動される可動部材とを具備した点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記ブリーザチューブが、エアクリーナに接続されているとともに、前記エンジンクランク室内の圧力が上昇側に変化するのに応じ、前記可動部材がエアクリーナ側から前記ブリーザチューブ側へ向かって移動するように前記圧力アクチュエータが構成されている点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記ブリーザチューブが、エアクリーナに接続されているとともに、前記エンジンクランク室内の圧力が上昇側に変化するのに応じ、前記可動部材がエアクリーナ側から前記ブリーザチューブ側へ向かって移動するように前記電動アクチュエータが構成されている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記可動部材が、前記ブリーザチューブの内径に適合する外径を有するコイルばねである点に第５の特徴がある。

さらに本発明は、前記圧力アクチュエータが、前記エアクリーナ内に配置されおり、圧力導入チューブによってエンジンクランク室内の圧力を導入される圧力室と、前記圧力室の一つの壁面を形成し、前記可動部材が取り付けられたプランジャを支持するダイアフラムと、前記ダイアフラムを前記プランジャの突出側に付勢するばね部材とを具備した点に第６の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、エンジンの運転に伴うエンジンクランク室の圧力変動に応じて圧力アクチュエータが動作する。例えば、通常のエンジン運転状態では、クランク室内は負圧になっているが、ブローバイガス中の水分が氷結してブリーザチューブ内で氷が成長していくと、ブリーザチューブが閉塞状態になりエンジンクランク室内の圧力が上昇していく。この圧力変化に応じて圧力アクチュエータが動き、可動部材をブリーザチューブ内で移動させる。可動部材がブリーザチューブ内を摺動すると、ブリーザチューブ内面に付着している氷が剥がされ、閉塞状態が解消される。閉塞状態が解消されると、エンジンクランク室内は負圧に戻り、可動部材は圧力上昇時と逆方向に動く。結果として、ブリーザチューブ内氷結による閉塞を抑制することができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、エンジンクランク室の圧力変動が圧力センサによって検出され、ソレノイド等の電動アクチュエータが動作して可動部材がブリーザチューブ内面を摺動する。結果として、ブリーザチューブ内壁に付着した氷が成長してブリーザチューブを閉塞するのを抑制できる。

第３および第４の特徴を有する本発明によれば、ブリーザチューブ内で特に氷結が発生しやすいエアクリーナ接続部分で氷結を抑制することができる。

第５の特徴を有する本発明によれば、コイルばねである可動部材がブリーザチューブ内面に接触しながら移動すると、摩擦抵抗によって伸縮して振動するので、氷を剥離させやすい。

第６の特徴を有する本発明によれば、エンジンクランク室内の圧力変化がダイアフラムで区画された圧力室に伝わり、ダイアフラムが変位する。このダイアフラムにプランジャを介して可動部材を接続しておくことで、可動部材を動かして氷を剥離させることができるので、構造は簡単であり、動作は確実である。

以下に図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るブリーザ装置付きエンジンで駆動されるエンジン駆動型発電機の斜視図である。発電機１は、底板２およびパイプ状フレーム３からなる空間の底部に収容されたエンジン４と発電機本体５とを備える。エンジン４および発電機本体５の上部には燃料タンク６が設けられ、燃料タンク６の背後には操作盤７が配置される。エンジン４に隣接してエアクリーナ８とマフラ９とが配置される。エンジン４のヘッドカバー１０とエアクリーナ８との間には両者をつなぐブリーザチューブ１１が設けられる。このブリーザチューブ１１はチョークアッセンブリ１２の支持部（チョークステー）を通してあり、一端がヘッドカバー１０に形成された孔に差し込まれ、他端がエアクリーナ８のケース内に引き込まれて内部のフック（図示せず）に保持される。

図１は、エンジン駆動発電機の要部拡大正面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示す。図１において、エアクリーナ８は、ブリーザチューブ１１と接続される受入口８Ａを有する。受入口８Ａはエアクリーナ８から水平方向に突出した筒状部であり、この受入口８Ａの背後つまりエアクリーナ８内には、ダイアフラム式の圧力アクチュエータ１３が設けられる。圧力アクチュエータ１３の圧力室１４には、エンジン４のクランクケース１５の壁面を貫通してクランク室内に延長された圧力導入チューブ１６が接続されている。圧力アクチュエータ１３は、圧力検出用のダイアフラム１７とダイアフラム１７に連結されたプランジャ１８とを備える。プランジャ１８は受入口８Ａ内に突出可能なストロークでダイアフラム１７の変位に従って変位できるように構成される。

圧力アクチュエータ１３をさらに詳細に説明する。図３は、圧力アクチュエータ１３の拡大断面図である。圧力アクチュエータ１３は、プランジャ１８の長手方向で２分割されたケース１９を有し、２分割されたケース１９の一方（底板）１９Ａはプランジャ１８を摺動自在に保持する軸受２０と、軸受２０の周縁に結合されて放射方向に拡がる縁２１とを有する。２分割されたケース１９の他方（蓋）１９Ｂは底板１９Ａとの間に配置されたダイアフラム１７とともに圧力室１４の壁部を形成する。底板１９Ａ、ダイアフラム１７、および蓋１９Ｂは、それらの周縁部がエアクリーナ８内に突出したダボ２２上に位置決めされ、止めねじ２３で共締めされて固定されている。固定位置は１個所に限らず、複数個所に設けられる。

底板１９Ａの縁２１には、圧力導入チューブ１６が結合され、該圧力導入チューブ１６は、圧力パス２４を介して圧力室１４につながっている。圧力室１４内にはダイアフラム１７と蓋１９Ｂとの間に配置されたコイルばね（リターンスプリング）２５が設けられる。エンジン４が運転されているときは、通常圧力室１４はクランク室の負圧につながっているので、この負圧によりダイアフラム１７は蓋１９Ｂ側に偏倚してリターンスプリング２５は図示のように圧縮されている。プランジャ１８の先端には受入口８Ａの内面に適合するように外径を設定されたコイルばね片２６が、その一端部をプランジャ１８の先端近傍の孔に係合させて取り付けられている。

続いて、上記構成の圧力アクチュエータ１３の動作を図３および図４を参照して説明する。図４はエンジン停止時の圧力アクチュエータ１３の状態を示す断面図であり、図３と同符号は同一または同等部分を示す。まず、図４を参照して、エンジン４が停止している状態を説明する。エンジン４が停止していると、クランク室は大気圧状態であり、圧力導入チューブ１６および圧力パス２４を介してクランク室の大気圧が圧力室１４に導入される。ダイアフラム１７に大気圧がかかると、リターンスプリング２５の弾力によってダイアフラム１７を付勢する圧力と大気圧との差によってダイアフラム１７は受入口８Ａ側に偏倚され、図４に示す位置にプランジャ１８が移動する。したがって、プランジャ１８の先端に取り付けられたコイルばね片２６は、受入口８Ａ内に押し込まれた状態となる。

次に、エンジン４が始動されると、クランク室は負圧になり、クランク室につながる圧力室１４内も負圧に変化する。これによって、図３に示すようにダイアフラム１７はリターンスプリング２５を圧縮させて蓋１９Ｂ側に偏倚する。その結果、プランジャ１８はケース１９内に引き込まれ、その先端に取り付けられたコイルばね片２６は受入口８Ａ内を摺動してエアクリーナ８内寄りに移動する。クランク室の負圧が維持されている間は、図３に示す状態で圧力アクチュエータ１３は維持される。

エンジン４が運転されることによって、ブローバイガスがブリーザチューブ１１を介してエアクリーナ８に流れ込むようになると、寒冷地での始動時等においては、受入口８Ａ内で、ブローバイガス中の水分が氷結して、内面に付着し易くなる。そして、ブリーザチューブ１１内面に付着した氷が成長すると、ブローバイガス通路が狭くなってクランク室は負圧から正圧側へと徐々に圧力が上昇する。そうすると、圧力室１４の圧力も上昇し、リターンスプリング２５の力と圧力室１４の圧力とでダイアフラム１７が底板１９Ａ側に偏倚して再び図４の状態に近付く。すなわち、プランジャ１８の先端に取り付けられたコイルばね片２６は受入口８Ａ内に押し込まれ、このコイルばね片２６で受入口８Ａの内面に付着している氷が掻き落とされる。

そして、氷が掻き落とされると、ブリーザチューブ１１を介してブローバイガスが良好に流通するようになり、クランク室内は再び通常の運転状態での圧力状態に戻る。クランク室内が負圧に戻ると、圧力アクチュエータ１３は図３の状態に戻る。この動作が、繰り返され、ブリーザチューブ１１内に付着した氷が大きく成長して受入口８Ａが閉塞されるのを抑制することができる。

コイルばね片２６はブリーザチューブ１１内を移動する際に、ブリーザチューブ１１の内面との抵抗で伸縮するので、その伸縮の際の振動が、氷を剥離させる機能を効果的に増大させる。

本発明を最良の形態に従って説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるず、種々変形可能である。例えば、プランジャ１８の先端に取り付けられる可動部材はコイルばね片２６が好ましいが、これに代えて、受入口８Ａの内径に適合した外径を有する筒状部品をプランジャ１８の先端に取り付けてもよい。

なお、上述の実施形態では、クランク室内の圧力に応動してプランジャが変位するようにしたが、周知の圧力センサでクランク室内の圧力変化を検出し、その検出結果に応答してソレノイド等、電力駆動式のアクチュエータでプランジャを変位させるような構成にすることもできる。

また、コイルばね片２６の移動範囲は、氷結を起こしやすい受入口８Ａの長さの範囲内にしたが、プランジャ１８を長くし、受入口８Ａからブリーザチューブ１１にまたがる範囲を移動させてもよい。

なお、受入口８Ａとブリーザチューブ１１とが互いに嵌合して重複している部分は、ともにブローバイガス通路のうちエンジンの外側通過部分であり、統合してブリーザチューブと呼ぶことができる。

本発明の一実施形態に係る圧力アクチュエータを収容したエアクリーナを含むエンジン駆動発電機の要部正面図である。 本発明の一実施形態に係るブリーザ装置付きエンジン駆動型発電機の斜視図である。 クランク室が負圧時のダイアフラム式圧力アクチュエータを示す断面図である。 クランク室が正圧時のダイアフラム式圧力アクチュエータを示す断面図である。

符号の説明

１…エンジン駆動型発電機、 ４…エンジン、 ５…発電機本体、 ８…エアクリーナ、 １０…ヘッドカバー、 １１…ブリーザチューブ、 １３…圧力アクチュエータ、 １４…圧力室、 １５…クランクケース、 １６…圧力導入チューブ、 １７…ダイアフラム、 １８…プランジャ、 １９…ケース、 １９Ａ…底板、 １９Ｂ…蓋、 ２０…軸受、 ２４…圧力パス、 ２５…リターンスプリング、 ２６…コイルばね片

Claims (5)

1. ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気通路にブローバイガスを導入するブリーザ装置付きエンジンにおいて、
   エンジンクランク室内の圧力変化に応動する圧力アクチュエータと、
   前記ブローバイガス通路のうち、エンジンの外部通過部分であるブリーザチューブの内径に適合する外径を有し、前記圧力アクチュエータでブリーザチューブの長手方向に駆動されて該ブリーザチューブ内を摺動可能に設けられるコイルばねとを具備したことを特徴とするブリーザ装置付きエンジン。
2. ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気通路にブローバイガスを導入するブリーザ装置付きエンジンにおいて、
   エンジンクランク室内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサで検出された圧力の変化に応じて駆動される電動アクチュエータと、
   前記ブローバイガス通路のうち、エンジンの外部通過部分であるブリーザチューブの内径に適合する外径を有し、前記電動アクチュエータでブリーザチューブの長手方向に駆動されて該ブリーザチューブ内を摺動可能に設けられるコイルばねとを具備したことを特徴とするブリーザ装置付きエンジン。
3. 前記ブリーザチューブが、エアクリーナに接続されているとともに、
   前記エンジンクランク室内の圧力が上昇側に変化するのに応じ、前記可動部材がエアクリーナ側から前記ブリーザチューブ側へ向かって移動するように前記圧力アクチュエータが構成されていることを特徴とする請求項１記載のブリーザ装置付きエンジン。
4. 前記ブリーザチューブが、エアクリーナに接続されているとともに、
   前記エンジンクランク室内の圧力が上昇側に変化するのに応じ、前記可動部材がエアクリーナ側から前記ブリーザチューブ側へ向かって移動するように前記電動アクチュエータが構成されていることを特徴とする請求項２記載のブリーザ装置付きエンジン。
5. 前記圧力アクチュエータが、
   前記エアクリーナ内に配置されおり、
   圧力導入チューブによってエンジンクランク室内の圧力を導入される圧力室と、
   前記圧力室の一つの壁面を形成し、前記可動部材が取り付けられたプランジャを支持するダイアフラムと、
   前記ダイアフラムを前記プランジャの突出側に付勢するばね部材とを具備していることを特徴とする請求項１記載のブリーザ装置付きエンジン。

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