JP7218638B2 - 還流弁 - Google Patents
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Description
<全体構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るPCVバルブを適用した内燃機関の構成を示す概略構成図である。内燃機関100は、ピストン103、及びピストン103を収容するシリンダの組を複数備える多気筒のエンジンである。シリンダは、クランクケース102の上方に設けられ、ピストン103を内包する。図1では、便宜上、シリンダ及びピストン103が1つずつのみ示される。ピストン103は、シリンダの気筒内で気筒の長手方向に移動する。この移動に伴って、ピストン103に連結されたコンロッド105がクランク軸106を回転させる。ピストン103の上方には、燃焼室104が配置される。燃焼室104には、燃料に点火するための点火プラグが設けられる。
以下、本発明の第1実施形態に係るPCVバルブ116について説明する。図2及び図3は、本発明の第1実施形態に係るPCVバルブ116の側断面図である。図2は、PCVバルブ116が閉じた状態を示す図である。図3は、PCVバルブ116が開いた状態を示す図である。PCVバルブ116は、中心軸Jと平行な方向に貫通する貫通孔21を備える筒部2aを有するハウジング2と、貫通孔21を軸方向に移動可能な弁体3と、弁体3を軸方向一方側(-Z側)に付勢する付勢部材4と、を有する。
ハウジング2の筒部2aは、貫通孔21の軸方向一方側に開口し、ブローバイガス通路115の上流側(クランクケース102側)に接続する第1開口71を有する。ハウジング2の筒部2aは、貫通孔21の軸方向他方側(+Z側)に開口し、ブローバイガス通路の下流側(吸気通路110側)に接続する第2開口25を有する。ハウジング2の筒部2aは、貫通孔21の軸方向一方側で弁体3を支持する第1支持部23を有する。第1支持部23は、その内周面で弁体3を支持する。ハウジング2の筒部2aは、貫通孔21の軸方向他方側で弁体3を支持する第2支持部22を有する。第2支持部22は、その内周面で弁体3を支持する。ハウジング2の筒部2aは、第1支持部23よりも軸方向他方側、且つ第2支持部22よりも軸方向一方側に設けられた筒胴部24を有する。第2支持部22の内周は筒胴部24の内周よりも小径である。第2支持部22は、筒胴部24との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く第2段差面22aを有する。ハウジング2の筒部2aは、軸方向一方側に端部27を有する。端部27の内周面29は筒胴部24の内周面26よりも大径である。筒胴部24は、端部27との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く段差面28を有する。
ハウジング2は、弁座部材7を有する。弁座部材7は円環形状の部材である。弁座部材7の内周は、フランジ部材6の外周よりも小径である。弁座部材7の内周は、第1開口71を形成する。弁座部材7の外周は、筒胴部24の内周面26よりも大径である。弁座部材7は、端部27の径方向内側に収容される。端部27に収容された弁座部材7は、その軸方向他方側に向く面が段差面28に接する。端部27は、弁座部材7を収容した状態で、その軸方向一方側の先端が径方向内側に屈曲する。端部27に収容された弁座部材7は、その軸方向一方側に向く面が、径方向内側に屈曲した端部27の軸方向一方側の先端に接する。径方向内側に屈曲した端部27の軸方向一方側の先端の内周は、開口27aを形成する。径方向内側に屈曲した端部27の軸方向一方側の先端の内周は、弁座部材7の内周よりも大径である。径方向内側に屈曲した端部27の軸方向一方側の先端の内周は、弁座部材7の外周よりも小径である。
弁体3は、円柱部材3aと、フランジ部材6と、を有する。本実施形態では、円柱部材3aは、フランジ部材6と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材3aは、フランジ部材6と同一の部材であってもよい。フランジ部材6は、第1支持部23に支持される第1被支持部である。円柱部材3aは、フランジ部材6よりも軸方向他方側に設けられた弁体胴部31を有する。円柱部材3aは、弁体胴部31よりも軸方向他方側に設けられた第2被支持部32を有する。
本実施形態では、付勢部材4はコイルばねである。付勢部材4は、例えば板ばねのようなコイルバネ以外の部材であってもよい。付勢部材4の軸方向一方側の端部は、第1段差面61aに接する。付勢部材4の軸方向他方側の端部は第2段差面22aに接する。付勢部材4は、筒胴部24の内周と弁体胴部31の外周との間に収容される。フランジ部材6は、付勢部材4の付勢力を第1段差面61aで受けて軸方向一方側に移動することで第1開口71を塞ぐ(図2参照)。これにより、弁である弁体3が、弁座である弁座部材7の第1開口71を塞ぎ、PCVバルブ116は閉弁する。フランジ部材6は、第1開口71側に対する第2開口25側の負圧により付勢部材4の付勢力に抗って軸方向他方側に移動する(図3参照)。これにより、弁である弁体3が、弁座である弁座部材7の第1開口71を開き、PCVバルブ116は開弁する。
円柱部材3aは、軸方向他方の端部から軸方向一方側に延びる第1穴35を有する。円柱部材3aは、径方向外側(円柱部材3aの外周面)から延びて前記第1穴35に達する第2穴34を有する。本実施形態において、円柱部材3aは、中心軸Jと同軸である。本実施形態において、第1穴35は、中心軸Jと同軸である。第1穴35が延びる向きは、軸方向と平行な向きである。第1穴35が軸方向と平行であるので、他の場合と比べて円柱部材3aの加工をしやすくすることができる。第1穴35の軸方向一方側の端部である底部35aは、径方向内側に行くにつれて第1穴35の深さが深くなる円錐形状である。第2穴34の断面形状は円形状である。第2穴34の断面形状が円形状であるので、他の場合と比べて円柱部材3aの加工をしやすくすることができる。また、円柱部材3aの外周面における第2穴34の形状が円形状であることで、弁体3が軸方向に移動したときに、第2段差面22aの径方向内側の端部と、円柱部材3aの外周面における第2穴34とが干渉しにくくすることができ、弁体3が軸方向にスムーズに移動することができる。第2穴34が延びる向きは、径方向である。第2穴34が延びる向きは、軸方向と直交する向きである。第2穴34が軸方向と直交するので、他の場合と比べて円柱部材3aの加工をしやすくすることができる。第2被支持部32は、その外周において、径方向外側の端部が第2支持部22と接触する第2接触部33と、径方向外側の端部が第2支持部22から離間する第2離間部としての第2穴34と、を有する。
図4は、図3のA-A’断面図である。フランジ部材6は、径方向外側の端部が第1支持部23と接触する第1接触部61と、径方向外側の端部が第1支持部23から離間する第1離間部62と、を周方向に交互に配置した形状の板状部材である。本実施形態では、フランジ部材6は、第1接触部61及び第1離間部62を周方向に3つずつ配置している。第1接触部61の径方向外側の端部は、弁体胴部31の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する。フランジ部材6は、軸方向に貫通する貫通孔6aを有する。弁体胴部31が貫通孔6aに圧入されることで、フランジ部材6が円柱部材3aに固定される。本実施形態によれば、第1接触部61と第1離間部62との間に形成された流路の大きさが、弁体3の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。本実施形態によれば、第1支持部23において、弁体3を3点(3つの第1接触部61と第1支持部23との接点)で支持することで、安定して支持するとともに、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。
第1開口71側に対する第2開口25側の負圧により弁体3を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材4の付勢力よりも弱い場合には、フランジ部材6が弁座部材7に接触して第1開口71を塞ぎ、PCVバルブ116は閉弁する。第1開口71側に対する第2開口25側の負圧により弁体3を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材4の付勢力よりも強い場合には、フランジ部材6が弁座部材7から離れて第1開口71を開き、PCVバルブ116は開弁する。このとき、第1開口71、第1支持部23と第1離間部62との間、筒胴部24と弁体胴部31との間、第2穴34、第1穴35、及び第2開口25によってブローバイガスの流路が形成される。
本発明の第2実施形態において、内燃機関の構成は第1実施形態と同じであるので、内燃機関を含む全体構成の説明は省略する。
以下、本発明の第2実施形態に係るPCVバルブ116について説明する。本実施形態において、第1実施形態と相違する点は、円柱部材3aの外周面から延びて第1穴35に達する穴についてであり、他の点は第1実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
図9は、第2実施形態において、図3の弁体3を軸方向他方側から見た側面図である。図10は、図9のC-C’断面図である。本実施形態では、第2穴34a及び第2穴34bを有する。第2穴34a及び第2穴34bのそれぞれは、円柱部材3aの外周面から第1穴35に向けて径方向に延びる。第2穴34a及び第2穴34bのそれぞれは、第1穴35に対して開口する。第2穴34aは、第2穴34bと同軸である。したがって、第2穴34a及び第2穴34bは、円柱部材3aを径方向に貫通する。本実施形態によれば、第2穴34a及び34bが円柱部材3aを貫通するので、円柱部材3aの外周面から延びて第1穴35に達する穴を円柱部材3aの途中で止める場合と比べて製造工程を簡易化することができる。なお、本実施形態において、第2穴34a及び第2穴34bは、弁体胴部31を径方向に貫通する。第2穴34a及び第2穴34bは、第2被支持部32を径方向に貫通するものであってもよい。第1穴35の穴径、第2穴34aの穴径及び第2穴34bの穴径は、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。第2穴34aの穴径は、第2穴34bの穴径と等しい。第2穴34aの穴径は、第2穴34bの穴径と異なってもよい。第2穴34aは、第2穴34bと同軸でなくともよい。
本発明の第3実施形態において、内燃機関の構成は第1実施形態と同じであるので、内燃機関を含む全体構成の説明は省略する。
以下、本発明の第3実施形態に係るPCVバルブ116について説明する。本実施形態において、第1実施形態と相違する点は、円柱部材3aの外周面から延びて第1穴35に達する穴についてであり、他の点は第1実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
図11は、第3実施形態において、図3の弁体3を軸方向他方側から見た側面図である。本実施形態では、第2穴34a、第2穴34b、第2穴34c及び第2穴34dを有する。円柱部材3aは、周方向に複数の第2穴34a、第2穴34b、第2穴34c及び第2穴34dを有する。弁体胴部31が、周方向に複数の第2穴34a、第2穴34b、第2穴34c及び第2穴34dを有するものであってもよい。第2被支持部32が、周方向に複数の第2穴34a、第2穴34b、第2穴34c及び第2穴34dを有するものであってもよい。本実施形態によれば、周方向に複数の第2穴34a、第2穴34b、第2穴34c及び第2穴34dを有するので、単数の場合と比べて開口面積を確保することができ、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。
116 PCVバルブ(還流弁)
2 ハウジング
3 弁体
4 付勢部材
6 フランジ部材
7 弁座部材
Claims (6)
- 内燃機関のブローバイガスを吸気側に還流するブローバイガス通路に配置される還流弁であって、
中心軸と平行な方向に貫通する貫通孔を備える筒部を有するハウジングと、
前記貫通孔を軸方向に移動可能な弁体と、
前記弁体を軸方向一方側に付勢する付勢部材と、
を有し、
前記筒部は、
前記貫通孔の軸方向一方側に開口し、前記ブローバイガス通路の上流側に接続する第1開口と、
前記貫通孔の軸方向他方側に開口し、前記ブローバイガス通路の下流側に接続する第2開口と、
前記貫通孔の軸方向一方側で前記弁体を支持する第1支持部と、
前記貫通孔の軸方向他方側で前記弁体を支持する第2支持部と、
前記第1支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第2支持部よりも軸方向一方側に設けられた筒胴部と、
を有し、
前記弁体は、
前記第1支持部に支持される第1被支持部と、
前記第2支持部に支持される第2被支持部と、
前記第1被支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第2被支持部よりも軸方向一方側に設けられた弁体胴部と、
を有し、
前記第1被支持部は、前記付勢部材に付勢されて前記弁体が軸方向一方側に移動することで前記第1開口を塞ぎ、
前記第1被支持部は、前記上流側に対する前記下流側の負圧により前記付勢部材の付勢力に抗って前記弁体が軸方向他方側に移動することで前記第1開口を開き、
前記弁体は、軸方向他方の端部から軸方向一方側に延びる第1穴を有し、
前記弁体胴部は、径方向外側から延びて前記第1穴に達する第2穴を有する、
還流弁。 - 前記第2穴は、前記弁体胴部を径方向に貫通する、
請求項1に記載の還流弁。 - 前記弁体胴部は、前記第2穴を周方向に複数有する、
請求項1又は2に記載の還流弁。 - 前記第2穴が延びる向きは、軸方向と直交する向きである、
請求項1から3のいずれか1項に記載の還流弁。 - 前記第1穴が延びる向きは、軸方向と平行な向きである、
請求項1から4のいずれか1項に記載の還流弁。 - 前記第2穴の断面形状は円形状である、
請求項1から5のいずれか1項に記載の還流弁。
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