JP6328517B2

JP6328517B2 - Ｐｃｖバルブ

Info

Publication number: JP6328517B2
Application number: JP2014158353A
Authority: JP
Inventors: 山田　茂樹; 茂樹山田; 里佳子村松
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-08-04
Also published as: JP2016035237A

Description

本発明は、内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスの流量を調節するＰＣＶバルブ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブ）に関する。

ＰＣＶバルブの従来例について説明する。図１０はＰＣＶバルブを示す断面図である。図１０に示すように、ＰＣＶバルブ１００は、ケース１０２と弁体１０４と弁ばね１０６とを備えている。ケース１０２内に形成されたガス通路１０８には、内燃機関（不図示）のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れる。弁体１０４は、ケース１０２内に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する。弁ばね１０６は、コイルばねからなり、ケース１０２と弁体１０４との間に介装されている。弁ばね１０６は、弁体１０４を閉弁方向（図１０において右方）へ付勢している。ケース１０２には、ブローバイガスの入口１１１を有する弁座部１１０が設けられている。弁体１０４には、弁座部１１０に対して着座及び離座するフランジ状の弁部１１３が設けられている。このようなＰＣＶバルブは、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００９−２９３５９９号公報

ＰＣＶバルブ１００は、内燃機関の燃焼室（不図示）からのバックファイア等により逆流が生じたときに閉弁する。このとき、弁体１０４の弁部１１３がケース１０２の弁座部１１０に全周に亘って着座する必要がある。しかし、従来例によると、弁部１１３と弁座部１１０との当接面が軸線に直交する平面で形成されている。このため、ケース１０２の軸線１０２Ｌに対して弁体１０４が傾いた場合（図１０中、二点鎖線１０４参照）、閉弁時に弁座部１１０に弁部１１３が面接触により着座することができない。すなわち、弁座部１１０に弁部１１３が片当たりするため、弁座部１１０と弁部１１３との間を全周に亘ってシールすることができない。このため、閉弁時のシール性が低下し、逆流を防止しきれないという問題があった。なお、ＰＣＶバルブ１００が水平状態に設置される場合では、弁体１０４の下流側の端部（図１０において左端部）がその自重により下方へ下がるように弁体１０４が傾くことが多い。

本発明が解決しようとする課題は、閉弁時のシール性を向上し、逆流を防止することのできるＰＣＶバルブを提供することにある。

第１の発明は、内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れるケースと、前記ケース内に軸方向に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねからなる弁ばねとを備え、前記ケースには、ブローバイガスの入口を有する弁座部が設けられ、前記弁体には、前記弁座部に対して着座及び離座する弁部が設けられているＰＣＶバルブであって、前記弁座部には、前記弁部側に向かって内径を次第に大きくする弁座面が形成され、前記弁部には、閉弁時に前記弁座部の弁座面に線接触する形状の閉止部が形成されている。この構成によると、ケースの軸線に対して弁体の軸線が整合しているか否かにかかわらず、閉弁時には弁座部の弁座面に弁部の閉止部が線接触により着座することができる。このため、弁座部と弁部との間を全周に亘ってシールすることができる。よって、閉弁時のシール性を向上し、逆流を防止することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記弁座部の弁座面は、前記弁部側に向かって内径を次第に大きくするテーパ形状に形成され、前記弁部の閉止部は、前記弁座部側に向かって外径を次第に小さくするテーパ形状の弁部面からなり、前記弁座面のテーパ角は、前記弁部面のテーパ角よりも大きい。この構成によると、閉弁時には弁座部の弁座面に弁部の弁部面が線接触により着座することができる。

第３の発明は、第１の発明において、前記弁部の閉止部は、前記弁座部の弁座面に線接触する環状凸部からなる。この構成によると、閉弁時には弁座部の弁座面に弁部の環状凸部が線接触により着座することができる。

第４の発明は、内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れるケースと、前記ケース内に軸方向に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねからなる弁ばねとを備え、前記ケースには、ブローバイガスの入口を有する弁座部が設けられ、前記弁体には、前記弁座部に対して着座及び離座する弁部が設けられているＰＣＶバルブであって、前記弁部には、前記弁座部側に向かって内径を次第に大きくする弁部面が形成され、前記弁座部には、前記弁部面が線接触する環状凸部が形成されている。この構成によると、閉弁時には弁座部の環状凸部に弁部の弁部面が線接触により着座することができる。

第５の発明は、内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れるケースと、前記ケース内に軸方向に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねからなる弁ばねとを備え、前記ケースには、ブローバイガスの入口を有する弁座部が設けられ、前記弁体には、前記弁座部に対して着座及び離座する弁部が設けられているＰＣＶバルブであって、前記弁座部には、前記弁部側に向かって外径を次第に小さくする弁座面が形成され、前記弁部には、前記弁座面が線接触する環状口縁部を有する凹部が形成されている。この構成によると、閉弁時には弁座部の弁座面に弁部の環状口縁部が線接触により着座することができる。

第６の発明は、第１〜６のいずれかの発明において、前記弁体は、中空円筒状に形成された弁本体部内に通気を遮断する壁部を有する。この構成によると、中実状の弁体に比べて、弁体を軽量化することができる。

第７の発明は、第１〜７のいずれかの発明において、前記弁体の弁部は、前記弁ばねのばね受けを兼ねるフランジ状に形成されている。この構成によると、弁体に弁部とばね受けとを個別に設ける場合に比べて、弁体の構成を簡素化することができる。

実施形態１にかかるＰＣＶバルブを示す断面図である。図１のII−II線矢視断面図である。遮断弁構成部の閉弁状態を示す断面図である。遮断弁構成部の開弁状態を示す断面図である。遮断弁構成部の弁体が傾いたときの閉弁状態を示す断面図である。実施形態２にかかる遮断弁構成部を示す断面図である。実施形態３にかかる遮断弁構成部を示す断面図である。実施形態４にかかる遮断弁構成部を示す断面図である。実施形態５にかかる遮断弁構成部を示す断面図である。従来例にかかるＰＣＶバルブを示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

［実施形態１］実施形態１について説明する。図１はＰＣＶバルブを示す断面図、図２は図１のII−II線矢視断面図である。図１に示すように、ＰＣＶバルブ１０は、ケース１２と弁体１４と弁ばね１６とを備えている。ケース１２は、例えば樹脂製で、中空円筒状に形成されている。ケース１２の中空部は、軸方向（図１において左右方向）に延びるガス通路１８になっている。ケース１２は、例えば内燃機関のシリンダヘッドカバー（不図示）に対して水平状態で設置されている。また、ガス通路１８には、内燃機関（不図示）のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れる。図１において、右側はガス通路１８の上流側に相当し、左側はガス通路１８の下流側に相当する。

ケース１２は、軸方向に二分割された一対のケース半体１２ａ，１２ｂを相互に接合することによって構成されている。両ケース半体１２ａ，１２ｂの間には、円環板状の計量プレート２０が同心状に挟持されている。計量プレート２０の円形状の中空孔は、計量孔２１になっている。上流側（図１において右側）のケース半体１２ａの上流側端部には、弁座部２３が形成されている。弁座部２３は、ケース半体１２ａの上流側端部に半径方向内方へ円環状にかつ同心状に張り出すように形成されている。弁座部２３内の円形状の中空孔は、ガス通路１８の入口孔２５になっている。また、下流側（図１において左側）のケース半体１２ｂの先端部には、ガス通路１８の出口孔２７が形成されている。なお、入口孔２５は本明細書でいう「入口」、「弁孔」に相当する。また、出口孔２７は本明細書でいう「出口」に相当する。

弁体１４は、ケース１２内のガス通路１８に軸方向（図１において左右方向）に移動可能に設けられている。弁体１４は、例えば樹脂製で、弁本体部３０と端壁部３１とフランジ部３２とを有している。弁本体部３０は、中空円筒状に形成されている。端壁部３１は、弁本体部３０の下流側（先端側）の開口端面を閉鎖している。フランジ部３２は、弁本体部３０の上流側（基端側）の端部に半径方向外方へ円環状にかつ同心状に張り出すように形成されている。フランジ部３２の外周面は、上流側のケース半体１２ａの内周面に対して摺動接触可能になっている（図２参照）。フランジ部３２の外周部には、ブローバイガスの通過を許容する適数個（図２では３個を示す）の弦状の切欠き３３が形成されている。なお、端壁部３１は本明細書でいう「通気を遮断する壁部」に相当する。なお、フランジ部３２は本明細書でいう「弁部」に相当する。

弁本体部３０の下流側の半部は、先細りのテーパ状に形成されている。弁本体部３０の下流側の半部の外周面にはテーパ状の計量面３５が形成されている。弁本体部３０は、計量孔２１内に上流側から挿通されている。計量孔２１の内周面と弁体１４の計量面３５とにより計量部３７が構成されている。弁体１４が上流側へ移動すなわち後退するにともなって計量部３７の有効開口面積すなわち通路断面積が増大される。また逆に、弁体１４が下流側へ移動すなわち前進するにともなって計量部３７の通路断面積が減少される。

弁ばね１６は、ケース１２と弁体１４との間に介装されている。詳しくは、弁ばね１６は、コイルばねからなり、弁体１４の弁本体部３０に嵌合された状態で、フランジ部３２と計量プレート２０との間に介在されている。弁ばね１６は、弁体１４を閉弁方向（図１において右方）すなわち上流側へ向けて付勢している。なお、計量プレート２０及びフランジ部３２は弁ばね１６のばね受けを兼ねている。また、下流側のケース半体１２ｂ内には、コイルばねからなるクッションばね３９が配置されている。クッションばね３９は、弁体１４の下流側への過度の移動を弾性的に規制する。

ＰＣＶバルブ１０の閉弁時において、弁体１４は最後退位置へ移動し、弁体１４のフランジ部３２がケースの１２の弁座部２３に着座することにより、ガス通路１８の入口孔２５を遮断する。なお、弁座部２３とフランジ部３２とは本明細書でいう「遮断弁構成部」を構成している。遮断弁構成部について説明する。図３は遮断弁構成部の閉弁状態を示す断面図、図４は同じく開弁状態を示す断面図、図５は同じく弁体が傾いたときの閉弁状態を示す断面図である。

図４に示すように、フランジ部３２は、弁本体部３０に対して折り返し状に形成されている。これにより、フランジ部３２には、弁座部２３側に向かって外径を次第に小さくするテーパ形状の弁部面４１が形成されている。弁部面４１は、弁体１４の軸線１４Ｌに対して所定のテーパ角αで形成されている。また、弁座部２３には、フランジ部３２側に向かって内径を次第に大きくするテーパ形状の弁座面４３が形成されている。弁座面４３は、ケース１２の軸線に対して所定のテーパ角βで形成されている。テーパ角βは、テーパ角αよりも大きい。なお、弁部面４１は本明細書でいう「閉止部」に相当する。

図３に示すように、ケース１２の軸線１２Ｌに対して弁体１４の軸線１４Ｌが整合しているときは、弁座部２３の弁座面４３とフランジ部３２の弁部面４１とが閉弁時に互いに線接触する。また、図５に示すように、ケース１２の軸線１２Ｌに対して弁体１４の軸線１４Ｌが傾いた状態にあるときでも、弁座部２３の弁座面４３とフランジ部３２の弁部面４１とが閉弁時に互いに線接触する。すなわち、弁座部２３の弁座面４３とフランジ部３２の弁部面４１とは、閉弁時に互いに線接触する形状をなしている。

前記ＰＣＶバルブ１０によると、弁体１４は、その弁体１４に作用する弁ばね１６の付勢力と内燃機関のクランク室（不図示）の圧力と吸気負圧とが釣り合う位置に移動する。その弁体１４の移動によってブローバイガスの流量が調節される。また、内燃機関の燃焼室（不図示）からのバックファイア等により逆流が生じたときには、ＰＣＶバルブ１０が閉弁する。すなわち、弁体１４のフランジ部３２がケース１２の弁座部２３に着座する。

また、弁座部２３には、フランジ部３２側に向かって内径を次第に大きくする弁座面４３が形成され、フランジ部３２には、閉弁時に弁座部２３の弁座面４３に線接触する形状の弁部面４１が形成されている。したがって、ケースの軸線に対して弁体の軸線が整合しているか否かにかかわらず、閉弁時には弁座部の弁座面４３にフランジ部３２の弁部面４１が線接触により着座することができる（図３及び図５参照）。このため、弁座部２３とフランジ部３２との間を全周に亘ってシールすることができる。よって、閉弁時のシール性を向上し、逆流を防止することができる。

また、弁座部２３の弁座面４３は、フランジ部３２側に向かって内径を次第に大きくするテーパ形状に形成され、フランジ部３２の弁部面４１は、弁座部４３側に向かって外径を次第に小さくするテーパ形状に形成され、弁座面４３のテーパ角βは、弁部面４１のテーパ角αよりも大きい（図４参照）。したがって、閉弁時には弁座部２３の弁座面４３にフランジ部３２の弁部面４１が線接触により着座することができる。

また、弁体１４は、中空円筒状に形成された弁本体部３０内に端壁部３１を有する（図１参照）。したがって、中実状の弁体に比べて、弁体１４を軽量化することができる。

また、弁体１４のフランジ部３２は、弁ばね１６のばね受けを兼ねるフランジ状に形成されている（図１参照）。したがって、弁体１４にフランジ部３２とばね受けとを個別に設ける場合に比べて、弁体１４の構成を簡素化することができる。

［実施形態２］実施形態２について説明する。本実施形態は、実施形態１を変更したものである。図６は遮断弁構成部を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態は、実施形態１（図４参照）におけるフランジ部３２に代えて、弁体１４の軸線１４Ｌに対して直交するフランジ部４９が形成されている。フランジ部３２には、環状凸部５０が形成されている。環状凸部５０は、断面半円状に形成されており、弁座部２３の弁座面４３に線接触可能になっている。したがって、閉弁時には弁座部２３の弁座面４３にフランジ部４９の環状凸部５０が線接触により着座することができる。なお、環状凸部５０は本明細書でいう「閉止部」に相当する。

［実施形態３］実施形態３について説明する。本実施形態は、実施形態２を変更したものである。図７は遮断弁構成部を示す断面図である。図７に示すように、弁座部２３には、実施形態２（図６参照）における弁座面４３に代えて、断面凹型円弧状の弁座面５２が形成されている。したがって、閉弁時には弁座部２３の弁座面５２にフランジ部４９の環状凸部５０が線接触により着座することができる。

［実施形態４］実施形態４について説明する。本実施形態は、実施形態２を変更したものである。図８は遮断弁構成部を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態は、実施形態２（図６参照）におけるフランジ部４９に代えて、環状凸部５０が省略されたフランジ部５４が形成されている。フランジ部５４には、弁座部２３側に向かって内径を次第に大きくするテーパ状の弁部面５５が形成されている。また、弁座部２３には、弁座面４３（図６参照）に代えて、環状凸部５７が形成されている。環状凸部５７は、断面半円状に形成されており、弁部面５５が線接触可能になっている。したがって、閉弁時には弁座部２３の環状凸部５７にフランジ部５４の弁部面５５が線接触により着座することができる。

［実施形態５］実施形態５について説明する。本実施形態は、実施形態２を変更したものである。図９は遮断弁構成部を示す断面図である。図９に示すように、弁座部２３には、実施形態２（図６参照）における弁座面４３に代えて、フランジ部側に向かって外径を次第に小さくする弁座面５９が形成されている。また、フランジ部４９（図６参照）に代えて、環状凸部５０が省略されたフランジ部６１が形成されている。フランジ部６１には、環状口縁部６２ａを有する凹部６２が形成されている。環状口縁部６２ａは、弁座面５９に線接触可能になっている。凹部６２は、弁本体部３０の中空部である。環状口縁部６２ａは、断面円弧状に形成されている。したがって、閉弁時には弁座部２３の弁座面５９にフランジ部６１の環状口縁部６２ａが線接触により着座することができる。

［他の実施形態］本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、内燃機関に対するケース１２の設置態様は適宜変更してもよい。例えば、ケース１２を鉛直状、あるいは、水平方向及び／又は鉛直方向に対して傾斜状に設置してもよい。また、ケース１２は一体構造としてもよい。また、計量孔２１は、ケース１２自体に形成してもよい。また、弁座部を有する部材をケース１２に取付けることによって弁座部を形成してもよい。また、弁体１４は中実状に形成してもよい。また、ケース１２及び／又は弁体１４は、樹脂製に限らず、金属製でもよい。また、弁体１４の壁部（端壁部３１）は、弁本体部３０の軸方向の任意の位置に配置してもよい。例えば、弁体１４の壁部は、弁本体部３０の下流側の開口端面を閉鎖する端壁部でもよいし、弁本体部３０内の中空部を軸方向に区画する隔壁でもよい。

１０…ＰＣＶバルブ
１２…ケース
１４…弁体
１６…弁ばね
２３…弁座部
２５…入口孔（入口、弁孔）
３０…弁本体部
３１…端壁部（弁本体部内の通気を遮断する壁部）
３２…フランジ部（弁部）
４１…弁部面（閉止部）
４３…弁座面
４９…フランジ部（弁部）
５０…環状凸部（閉止部）
５２…弁座面
５４…フランジ部（弁部）
５５…弁部面
５７…環状凸部
５９…弁座面
６１…フランジ部（弁部）
６２…凹部
６２ａ…環状口縁部

Claims

内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れるケースと、
前記ケース内に軸方向に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する弁体と、
前記弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねからなる弁ばねと
を備え、
前記ケースには、ブローバイガスの入口を有する弁座部が設けられ、
前記弁体には、前記弁座部に対して着座及び離座する弁部が設けられている
ＰＣＶバルブであって、
前記弁部には、前記弁座部側に向かって内径を次第に大きくする弁部面が形成され、
前記弁座部には、前記弁部面が線接触する環状凸部が形成されており、
前記環状凸部は、断面半円状に形成されている
ＰＣＶバルブ。
内燃機関のクランク室から吸気通路に還流されるブローバイガスが流れるケースと、
前記ケース内に軸方向に移動可能に設けられ、ブローバイガスの流量を調節する弁体と、
前記弁体を閉弁方向に付勢するコイルばねからなる弁ばねと
を備え、
前記ケースには、ブローバイガスの入口を有する弁座部が設けられ、
前記弁体には、前記弁座部に対して着座及び離座する弁部が設けられている
ＰＣＶバルブであって、
前記弁座部には、前記弁部側に向かって外径を次第に小さくする弁座面が形成され、
前記弁体は、中空円筒状に形成されており、
前記弁部には、前記弁座部側から前記弁体の中空部に向って開口した開口部が形成されており、
前記弁部の開口部は、前記弁座面が線接触する環状口縁部を有している
ＰＣＶバルブ。
請求項１又は２に記載のＰＣＶバルブであって、
前記弁体は、中空円筒状に形成された弁本体部内に通気を遮断する壁部を有するＰＣＶバルブ。
請求項１又は２に記載のＰＣＶバルブであって、
前記弁体の弁部は、前記弁ばねのばね受けを兼ねるフランジ状に形成されているＰＣＶバルブ。