JP6006175B2 - ブローバイガス環流装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガス環流装置に関し、更に詳細には、新気導入のブリーザ機能を有するブローバイガス環流装置に関する。

内燃機関（以下、エンジンと云う）のブローバイガス環流装置として、クランク室に連通しているエンジン本体内のブリーザ室（例えばシリンダヘッドカバーの内部空間）と吸気通路とを通気可能に接続するブリーザパイプを備え、ブリーザパイプによって新気をブリーザ室に導入するブリーザ機能を有するブローバイガス環流装置が知られている（例えば、特許文献１）。

ブローバイガス環流装置においては、極低温時に、ＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）バルブを含むＰＣＶラインにおいてブローバイガスに含まれている水分が凍結し、ＰＣＶラインが閉塞することがある。ＰＣＶラインが閉塞すると、シリンダヘッドカバーの内部空間から吸気通路へブローバイガスが逆流する現象が生じ、ブリーザパイプにおいてブローバイガスに含まれている水分が凍結する虞がある。ＰＣＶラインに加えてブリーザパイプも凍結し、閉塞すると、クランクケースの内圧が上昇し、オイル漏れを生じる虞がある。

ブリーザパイプの凍結閉塞を防止するために、ブリーザパイプに対してエンジン冷却水（温水）が流れる温水パイプを熱交換関係をもって配置し、温水パイプを流れる温水によってブリーザパイプを加熱することが提案されている（例えば、特許文献２）。

特開２００９−１４４６７３号公報 特開２００４−２０４７２０号公報

ブリーザパイプとシリンダヘッドカバーとの接続は、エンジン振動がブリーザパイプに伝わらないよう、シリンダヘッドカバー側にパイプ接続用のニップルを設け、ブリーザパイプの端部とニップルとをゴムチューブによって接続することが行われている。

ゴムチューブは温水パイプと熱交換関係になく、直接に外気に曝されるため、ＰＣＶラインが凍結によって閉塞している極低温時に、シリンダヘッドカバーの内部空間からブリーザパイプへ逆流するブローバイガスが、ブリーザパイプに到達する以前にゴムチューブにおいて氷点下まで温度を下げることがある。このようなことが生じると、ゴムチューブにおいてブローバイガス中の水分が凍結し、ゴムチューブが閉塞することになる。このことは、シリンダヘッドカバーの樹脂化によってシリンダヘッドの熱がシリンダヘッドカバーに伝わり難くなったことにより、より一層顕著になる。

本発明が解決しようとする課題は、ブリーザパイプの防振性を確保した上で、シリンダヘッドカバーとブリーザパイプとの接続部の凍結による閉塞が生じることを回避することである。

本発明によるブローバイガス環流装置は、クランク室（２０）に連通しているエンジン本体（１０）内のブリーザ室（１７）と吸気通路（４６）とを通気可能に接続するブリーザパイプ（６６）を備えたブローバイガス環流装置であって、前記エンジン本体（１０）に設けられ、前記ブリーザパイプ（６６）の外径より大きい内径を有して前記ブリーザ室（１７）に開口したブリーザ孔（７２）と、前記ブリーザパイプ（６６）の一端が前記ブリーザ孔（７２）内に径方向の間隙（Ｃ）をおいて挿入された状態で、一端側が前記ブリーザ孔（７２）の外縁をなす前記エンジン本体（１０）に嵌合し、他端側が前記ブリーザパイプ（６６）の前記一端近傍の外周に嵌合して前記ブリーザパイプ（６６）内と前記ブリーザ孔（７２）とを連通状態で接続する筒状のゴム状弾性部材（７４）とを有する。

この構成によれば、ブリーザパイプ（６６）の端部がブリーザ孔（７２）内に進入しているから、ブリーザ室（１７）よりブリーザパイプ（６６）へ向けて逆流するブローバイガスは、外気に直接曝されている通路部を通過することなく直ぐにブリーザパイプ（６６）に到達するから、ブリーザ室（１７）よりブリーザパイプ（６６）へ逆流するブローバイガスが、ブリーザパイプ（６６）に到達する以前に、外気と熱交換によって温度を低下する度合いが、従来のものより少なくなり、凍結による閉塞を生じることがない。

ブリーザパイプ（６６）の一端はブリーザ孔（７２）内に径方向の間隙（Ｃ）をおいて挿入されているから、エンジン振動によってエンジン本体（１０）側がブリーザパイプ（６６）に対して径方向に変位することが阻害されることがなく、エンジン振動は、ゴム状弾性部材（７４）の弾性変形によって吸収される。

本発明によるブローバイガス環流装置は、好ましくは、前記ブリーザ孔（７２）が前記ブリーザ室（１７）の外方に突出した筒状部（７０）によって画成されており、前記ゴム状弾性部材（７４）の前記一端側は前記筒状部（７０）の外周に嵌合している。

この構成によれば、組付作業時に作業者はゴム状弾性部材（７４）の一端側を筒状部（７０）の外周に嵌合させればよいので、ゴム状弾性部材（７４）の組付作業性がよい。

本発明によるブローバイガス環流装置は、好ましくは、前記ゴム状弾性部材（７４）の前記一端側は前記筒状部（７０）の外周に嵌合する大径筒部（７４Ａ）になっていると共に前記他端側は前記ブリーザパイプ（６６）の外周に嵌合する小径筒部（７４Ｂ）になっており、前記大径筒部（７４Ａ）と前記小径筒部（７４Ｂ）とが前記大径筒部（７４Ａ）より径方向外方に膨らんだ部分を含む太鼓形の中空断面形状の中間部（７４Ｃ）によって互いに接続されている。

この構成によれば、エンジン振動は、専ら、ゴム状弾性部材（７４）の中間部（７４Ｃ）の弾性変形によって吸収され、中間部（７４Ｃ）は、径方向外方に膨らんだ部分を含む太鼓形をしていて急激な折曲部がないから、振動吸収のための弾性変形において応力集中が生じることがなく、疲労による損傷を生じ難い。

本発明によるブローバイガス環流装置によれば、ブリーザ室よりブリーザパイプへ逆流するブローバイガスがブリーザパイプに到達する以前に外気と熱交換によって温度を低下する度合いが、従来のものより少なくなり、シリンダヘッドカバーとブリーザパイプとの接続部が凍結による閉塞を生じることがない。ブリーザパイプの一端はブリーザ孔内に径方向の間隙をおいて挿入されているから、エンジン振動によってエンジン本体側がブリーザパイプに対して径方向に変位することが阻害されることがなく、エンジン振動は、ゴム状弾性部材の弾性変形によって吸収される。

本発明によるブローバイガス環流装置の一つの実施形態を示す全体構成図。 本実施形態による要部の拡大断面図。 本発明によるブローバイガス環流装置の他の実施形態の要部の拡大断面図。

以下に、本発明によるブローバイガス環流装置の一つの実施形態を、図１、図２を参照して説明する。

まず、ブローバイガス環流装置の全体構成を、図１を参照して説明する。

エンジン本体１０は、シリンダボア１２を形成されたシリンダブロック１４と、シリンダブロック１４の上部に取り付けられてシリンダボア１２の上端側を閉じるシリンダヘッド１６と、シリンダヘッド１６の上部に取り付けられてシリンダヘッド１６と協働して動弁室（ブリーザ室）１７を画成するシリンダヘッドカバー１８と、シリンダブロック１４の下部に取り付けられてシリンダブロック１４と協働してクランク室２０を画成するオイルパン２２との組立体によって構成されている。なお、シリンダブロック１４とシリンダヘッド１６とはアルミニウム等によるダイキャスト品であり、シリンダヘッドカバー１８は樹脂成形品であり、オイルパン２２は鋼板プレス成形品であってよい。

シリンダボア１２にはピストン２４が上下方向に往復動可能に設けられている。ピストン２４はコネクティングロッド２６によってクランク室２０に配置されているクランク軸２８に連結されている。

シリンダヘッド１６には吸気ポート３０と排気ポート３２とが形成されている。シリンダヘッド１６には、吸気ポート３０を開閉する吸気バルブ３４と、排気ポート３２を開閉する排気バルブ３６とが取り付けられている。吸気バルブ３４と排気バルブ３６とは、シリンダヘッド１６に組み付けられた周知の動弁機構（図示省略）によって、クランク軸２８の回転に同期して開閉駆動される。

吸気ポート３０には、吸気マニホールド３８、スロットルバルブ４０を有するスロットルボディ４２、エアフローメータ４４を取り付けられたエアフローチューブ４６、エアクリーナ４８が順に接続されている。排気ポート３２には、排気マニホールド５０、排気ガス浄化用の触媒コンバータ５２、排気パイプ５４が順に接続されている。

シリンダブロック１４には、動弁室１７とクランク室２０とを互いに連通する内部連通路５６が形成されている。クランク室２０は、周知のＰＣＶバルブ５８とＰＣＶチューブ６０とによるＰＣＶライン６２によって吸気マニホールド３８の集合管部（サージタンク部）３８Ａに連通している。

シリンダヘッドカバー１８の上部にはオイルセパレータ６４が設けられている。動弁室１７はオイルセパレータ６４を介してブリーザパイプ６６によってエアフローチューブ（吸気通路）４６に連通している。動弁室１７は、ブリーザパイプ６６によってエアフローチューブ４６に連通し、エアフローチューブ４６より新気を導入されることから、ブローバイガス環流装置から見れば、ブリーザ室と呼ばれる。

ブリーザパイプ６６の外周には略全長に亘って温水パイプ６８が熱交換関係で配置されている。温水パイプ６８にはエンジン冷却水が流れる。これにより、ブリーザパイプ６６は温水パイプ６８を流れる暖機後のエンジン冷却水によって加熱される。

つぎに、シリンダヘッドカバー１８とブリーザパイプ６６との接続構造を、図２を参照して説明する。

オイルセパレータ６４の上部には上方に向けて突出した円筒状のニップル部（筒状部）７０が形成されている。ニップル部７０は、動弁室１７に開口したブリーザ孔７２を画成し、ブリーザ孔７２の外縁をなしている。ブリーザパイプ６６は横断面形状が円環状のものであり、ブリーザ孔７２は平面形状が円形のものであり、ブリーザ孔７２の内径Ｄ１はブリーザパイプ６６の外径Ｄ２より十分大きい。

ブリーザパイプ６６の一端はブリーザ孔７２内に径方向の間隙Ｃをおいて所定軸長Ｌだけ挿入されている。本実施形態では、ブリーザパイプ６６の一端は、ブリーザ孔７２と同心配置で、ブリーザ孔７２の中心部にあってブリーザ孔７２の外縁（内周面）との間に全周に亘って均一な径方向の間隙Ｃを有する配置になっている。

ブリーザパイプ６６とニップル部７０とは、上述のように、ブリーザパイプ６６の一端がブリーザ孔７２内に挿入された状態で、円筒状のゴム状弾性部材７４によってブリーザパイプ６６内とブリーザ孔７２とが連通した状態で接続されている。

ゴム状弾性部材７４は、ゴムあるいはゴム類似品により構成され、ゴム状弾性による吸振性、振動絶縁性を有するものであり、一端側にニップル部７０の外周に嵌合する大径円筒部７４Ａを有し、他端側にブリーザパイプ６６の外周に嵌合する小径円筒部７４Ｂを有する。ゴム状弾性部材７４は、大径円筒部７４Ａをクランプベルト７６の締結によってニップル部７０の外周に気密に固定され、小径円筒部７４Ｂをクランプベルト７８の締結によってブリーザパイプ６６の外周に気密に固定されている。

大径円筒部７４Ａと小径円筒部７４Ｂとは、当該両者間にあって、大径円筒部７４Ａより径方向外方に円弧状に膨らんだ部分を含む太鼓形の中空断面形状（横断面形状が円環状）の中間部７４Ｃによって互いに接続されている。中間部７４Ｃの最大外径は、クランプベルト７６の組付性のために、弛められた状態のクランプベルト７６が通過し得るよう、弛められた状態のクランプベルト７６の内径より少し小さい寸法になっている。

ゴム状弾性部材７４は、射出成形等によって大径円筒部７４Ａと小径円筒部７４Ｂと中間部７４Ｃとを一体成形したものである。大径円筒部７４Ａと小径円筒部７４Ｂとの肉厚は３．０ｍｍ程度であることに対して、中間部７４Ｃは、弾性変形による振動吸収と耐久性確保のために、大径円筒部７４Ａ、小径円筒部７４Ｂの肉厚より厚い３．５ｍｍ程度の肉厚に設定されている。

ゴム状弾性部材７４は、作業者によって大径円筒部７４Ａをニップル部７０の外周に嵌め込まれ、小径円筒部７４Ｂをブリーザパイプ６６の外周に嵌め込まれればよいので、双方とも外周嵌合で、ゴム状弾性部材７４のオイルセパレータ６４およびブリーザパイプ６６に対するゴム状弾性部材７４の組付作業性がよい。

ニップル部７０の先端外周には、大径円筒部７４Ａの抜け止めために、外方に膨出した、かしえ形状部７０Ａが形成されている。また、ブリーザパイプ６６の端部には、小径円筒部７４Ｂの抜け止めために、外方に膨出した、かしえ形状部６６Ａが形成されている。かしえ形状部７０Ａ、６６Ａがあることにより、クランプベルト７６、７８の締め代を減らすことができ、ゴム状弾性部材７４の寿命を延ばすことができる。

この接続構造においては、温水パイプ６８は小径円筒部７４Ｂがブリーザパイプ６６に嵌合している部分の極近くの部位までブリーザパイプ６６の外周に沿って配置されていることが好ましい。

ブリーザパイプ６６の端部がブリーザ孔７２内に進入しているから、シリンダヘッドカバー１８の内部空間である動弁室１７よりブリーザパイプ６６へ向けて逆流するブローバイガスは、ニップル部７０内を通って、直接に外気に曝されている通路部を通過することなく直ぐにブリーザパイプ６６に到達することになる。

これにより、動弁室１７よりニップル部７０内を通ってブリーザパイプ６６へ逆流するブローバイガスが、温水パイプ６８を流れる温水（エンジン冷却水）によって暖められているブリーザパイプ６６に到達する以前に、外気と熱交換によって温度を低下する度合いが、前述した従来のものより少なくなる。この結果、シリンダヘッドカバー１８の樹脂化によってシリンダヘッド１６の熱がシリンダヘッドカバー１８に伝わり難くなっていても、極低温時に、ブリーザパイプ６６においてブローバイガス中の水分が凍結することがなく、ブリーザパイプ６６の接続部が凍結によって閉塞する事態に陥ることがない。

ブリーザパイプ６６の一端はブリーザ孔７２内に径方向の間隙Ｃをおいて挿入されているから、ニップル部７０、つまりエンジン本体１０がブリーザパイプ６６に対して径方向に変位することが阻害されることがなく、エンジン振動は、ゴム状弾性部材７４、特に中間部７４Ｃの弾性変形によって吸収される。これにより、ブリーザパイプ６６の防振性が得られる。中間部７４Ｃは、径方向外方に円弧状に膨らんだ部分を含む太鼓形をしていて急激な折曲部がないから、振動吸収のための弾性変形において応力集中が生じることがなく、厚肉化と相まって疲労による損傷を生じ難い。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、ニップル部７０は必須でなく、図３に示されているように、ブリーザ孔７２がシリンダヘッドカバー１８の外壁に形成されていて、ブリーザ孔７２よりブリーザパイプ６６が動弁室１７内に挿入され、ブリーザ孔７２の外縁とブリーザパイプ６６とに嵌合するゴム状弾性部材８０によってシリンダヘッドカバー１８とブリーザパイプ６６とが接続されていてもよい。また、ブリーザ孔７２の平面形状やブリーザパイプ６６の横断面形状は、円形、円環形状に限られることなく、四角、六角等の多角形状であってもよい。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０ エンジン本体
１７ 動弁室
２０ クランク室
２２ オイルパン
２４ ピストン
２６ コネクティングロッド
２８ クランク軸
３８ 吸気マニホールド
４２ スロットルボディ
４６ エアフローチューブ
４８ エアクリーナ
５０ 排気マニホールド
５２ 触媒コンバータ
５４ 排気パイプ
５６ 内部連通路
６２ ＰＣＶライン
６４ オイルセパレータ
６６ ブリーザパイプ
６８ 温水パイプ
７０ ニップル部
７２ ブリーザ孔
７４ ゴム状弾性部材
７４Ａ 大径円筒部
７４Ｂ 小径円筒部
７４Ｃ 中間部

Claims (1)

1. クランク室に連通しているエンジン本体内のブリーザ室と吸気通路とを通気可能に接続するブリーザパイプを備えたブローバイガス環流装置であって、
   前記エンジン本体に設けられ、前記ブリーザパイプの外径より大きい内径を有して前記ブリーザ室に開口したブリーザ孔と、
   前記ブリーザパイプの一端が前記ブリーザ孔内に径方向の間隙をおいて挿入された状態で、一端側が前記ブリーザ孔の外縁をなす前記エンジン本体に嵌合し、他端側が前記ブリーザパイプの前記一端近傍の外周に嵌合して前記ブリーザパイプ内と前記ブリーザ孔とを連通状態で接続する筒状のゴム状弾性部材とを有し、
   前記ブリーザ孔は前記ブリーザ室の外方に突出した筒状部によって画成されており、前記ゴム状弾性部材の前記一端側は前記筒状部の外周に嵌合しており、
   前記ゴム状弾性部材の前記一端側は前記筒状部の外周に嵌合する大径筒部になっていると共に前記他端側は前記ブリーザパイプの外周に嵌合する小径筒部になっており、前記大径筒部と前記小径筒部とが前記大径筒部より径方向外方に膨らんだ部分を含む太鼓形の中空断面形状の中間部によって互いに接続されているブローバイガス環流装置。

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