JPH08512115A - 真空リリーフ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関とともに使用される真空リリーフ弁が提供される。この弁は、一方において機関のブリーザチューブに接続され、他方において機関の吸気装置へ接続される。機関の作動のある状態においては、機関の吸気装置は部分真空を生成するクランクケースの圧力を減少させる傾向をもつ。真空リリーフ弁は吸気装置とクランクケースとの間に配置され、且つこうして生成した部分真空の量を７インチの真空又はそれ以下の最大値へ制御又は制限する。これとともに、弁を通る通路の大きさを制限する手段が設けられ、それによって吸気装置によってクランクケースへ通じることのできるサクションの量を制限する。１つの態様においては、スプリングによって付勢されたピストンが通路の大きさを制御するために使用される。その他の弁機構も使用されることができる。大気への補助の通路も弁に組み込まれ、弁を通る通路が部分的又は完全に閉じられたときにブリーザチューブが大気開放される。

Description

【発明の詳細な説明】 真空リリーフ弁 技術分野 本発明は内燃機関の真空の量を制御し且つダイナミックに調節する真空制限ア ッセンブリに関する。特に、本発明は内燃機関とその機関の吸気装置との間の流 れラインに配置されてよってエンジン大気の圧力又は真空を調節する真空リリー フ弁に関する。 背景技術 内燃機関の作動において、多くの作動及び排出の問題が起こっている。ガソリ ン機関は炭化水素及び酸化窒素を含む空気汚染の主な源である。ディーゼル機関 はかなりのオイルのロスを生じ、望ましくない空気汚染を生じさせ、作動時の音 がうるさい。空気汚染を低減するために、車両及びエンジンのデザインは排気ガ スのための触媒コンバータを備え、そしてクランクケースからの蒸発排出物を捕 らえ且つそれらをエンジンの吸気装置へ戻すためのブローバイ機構を備えるよう に変わってきている。 ガソリン機関においては、排出制御法が施行され、機関からの排出物を低減さ せ、大気中への放出を防止している。機関からの排気は清浄にされ、環境が安全 になるようにされなければならない。その結果、無鉛燃料や触媒コンバータ等の 進歩が発展した。排出制御弁（ＰＣＶ）等のブローバイ装置が全ての自動車に対 して標準的に必要になってきている。これらのブローバイ装置はクランクケース からの排出物を捕らえ、クローズトシステムにおいてそれらを自動車の吸気装置 に連通させている。ここで排出物はキャブレータに導 入される前の吸入空気と混合される。 ディーゼル機関からの排出物はオイルを沢山含むものであり、あるいは炭化水 素を沢山含むものであるので、米国特許第４２７４８０７号及び第５１４０９５ ７号に記載され且つ請求されているようなクウキ−オイルセパレータが発展して いる。そのような装置は消音し且つ機関への吸気通路の空気を濾過し、オイルと 汚染した機関大気から排出される他の炭化水素を分離し、機関内の圧力を調節す る。 ガソリン機関であれディーゼル機関であれ、機関の作動における最近の問題点 は、機関の吸気（又は給気）装置が汚染され又は不調の場合にクランクケース内 で真空が生成されることである。この問題点は機関の回転数が高いときにさらに 大きくなる。従って、そのような真空が生じるのを制限し、又は防止するための 対策をとることが重要である。その対策を講じないと、生成された真空が機関か らオイル及び他の排出物を抽出し、機関の不調、安全性の問題、及びかなたの機 関のダメージの原因になる。 真空の量が制御されないと、かなりの量のオイル及びオイルを含む空気がクラ ンクケースから機関の吸気装置又はエア−オイルセパレータへ吸引されることに なる。エアフィルタ又はセパレータが汚染され且つ詰まった場合にこのような問 題はより深刻になる。これが起こると、ターボチャージャ又は機関の吸気装置に よって生成されるサクションはブリーザと吸気装置との間の圧力差を増大させ、 よってクランクケースの真空を増大させる。 従って、クランクケースの真空の量を制御させ、そしてそれを予め定められた 最大値に制限するための機構を設ける必要がある。 発明の開示 本発明は、内燃機関とともに使用される真空制限弁の形体のそのような機構、 特にはクランクケースと機関の吸気装置との間のラインに配置される弁を提供す るものである。真空制限弁は機関のクランクケースの負圧（又は部分真空）の存 在を制限し、又は完全に防止するための手段を備える。 一つの構成においては、本発明は時希有来の内燃機関の吸気装置とともに使用 される。本発明は、スプリングで荷重したピストンのためのハウジングからなる 、機関のクランクケースの真空を制御するための装置を提供するものである。ク ランクケース内の真空が増加又は減少するのにつれてピストンのハウジング内で の位置を調節することによって、ハウジングを通る通路の大きさが制御され、よ って機関のブリーザと吸気装置との間の真空が調節される。この装置はまた入口 ポートと出口ポート及び大気へのベントを有する。 もう１つの構成においては、本発明はエア−オイルセパレータとともに使用さ れ、セパレータの出口端部が機関の吸気装置と一直線になるように結合されるよ うに接続される。セパレータの入口端部は本発明の真空制限弁によりクランクケ ースのブリーザ又は機関に接続される。回収されたオイルをエンジンブロックに 戻すためにセパレータハウジングにはオイルのドレーンが設けられる。チェック 弁がオイルのドレーンと機関との間に設けられ、セパレータ内にエンジンのクラ ンクケースよりも高い真空が存在することによるオイルの逆流を防止するように なっている。 本発明による真空制限弁は、ブリーザからセパレータへの通路の大きさを調節 し、それによって機関の作動に影響を与え又は実際にオイルがクランクケースか らセパレータへ吸引されるようになるクランクケース内での十分に高い真空の生 成を防止するための装置を提供するものである。 図面の簡単な説明 本発明の上記及びその他の特徴は図面を参照した説明によりさらによく理解さ れるであろう。図面において、 図１は内燃機関のブリーザチューブと吸気装置との間で使用される本発明によ る真空リリーフ弁の略側面図である。 図２は本発明の一実施例による真空リリーフ弁の略側面図であって弁が開放位 置にあり、ピストンが上昇した位置にあるところを示す図である。 図３は弁が閉鎖位置にあり、ピストンが下降した位置にある図２の真空リリー フ弁の略側面図である。 図４は機関のブリーザと空気―オイル分離及びエアフィルタ装置の入口との間 で使用される本発明の他の実施例による真空リリーフ弁の略側面図である。 図５は図４の実施例の真空リリーフ弁の略側面図であって弁が開放位置にあり 、ピストンが上昇した位置にあるところを示す図である。 図６は弁が閉鎖位置にあり、ピストンが下降した位置にある図５の真空リリー フ弁の略側面図である。 発明の詳細な説明 図１に示されるように、本発明による真空リリーフ弁１０は、内燃機関又はデ ィーゼル機関に典型的なようにして装着されたものとして示される。弁１０は、 その入口側において、導管１２により、機関１３のクランクケースのブリーザチ ューブ１４、１６へ接続される。キャップ１８、２０がブリーザの開口部を覆い 、且つ導管２２、２４によりＴ型結合管部２６へ接続され、その出口が導管１２ の入口へ接続される。 弁１０は、その出口側において、導管２８により、ターボチャージャのための エアフィルタのインテークチューブ１１へ接続される。 真空リリーフ弁又は真空リミッタ１０は、よってオイルがクランクケースから 抽出されるのを防止するために機関によって引かれる真空の量を制御するために 設けられる。本発明のこの実施例においては、ピストンとスプリングの組み合わ せが設けられ、この組み合わせからなる弁は該弁（リミッタ）を貫通する通路の 大きさを制御する可変弁として作用し、よって機関の吸気装置がクランクケース 吸引作用する真空（又はサクション）の量を制御する。非常に高い回転数におい ては、ピストンは閉じ、クランクケースのブリーザと吸気装置との間の通路を完 全に閉弁する。真空の増大によりピストンが閉じるにつれて、吸気装置への通路 の大きさを減少させ、同時にピストンの運動が弁を通る他の通路を開いてクラン クケースを大気へ開放（ベント）する。 図２及び図３は本発明による真空リリーフ弁３８の詳細図である。図２は弁１ ０が開いているところを示す。ハウジング４１への入口４３は、機関のブリーザ へ接続され且つ横断して配置された円筒室又は管路４６を介してハウジング４１ からの出口４４へ通じている。管路４６には圧縮スプリング５０によって支持さ れたピストン４８が配置される。圧縮スプリング５０とは反対側の管路４６の端 部は開放され、洗浄可能なケイアンドエヌ（Ｋ＆Ｎ）タイプのエアフィルタ５２ を介して大気へ通じている。真空リミッタ弁３８の出口４４は吸気管へ接続され 、エアフィルタから機関吸気装置又はターボチャージャへ接続される。 重要なことは、クランクケースでは真空が大きすぎないようにす ることである。機関回転数が上昇するにつれ、よって機関吸気装置がクランクケ ースのブリーザを介してクランクケースにより高いサクションを働かせるように なるにつれて、クランクケースの真空は増大する傾向がある。そのような場合に 、比較的大量のオイル及びオイルを含んだ空気がクランクケースからセパレータ 装置へ引かれ、吸気装置及びエアフィルタを汚すことになる。この傾向は、通常 の作動で吸気装置がすでに汚れており又はエアフィルタが詰まっているときに、 さらにひどくなる。 本発明の真空リミッタ弁アッセンブリ１０は過大な圧力差が生じるのを防止す るものである。図２に示されるように、ピストン４８はその開弁位置にあり、基 本的に遮るもののない空気の通路が機関のクランクケースのブリーザから入口４ ３を通って出口４４へ形成される。吸気装置によってもたらされる真空が上昇す ると、ピストン４８をその開放位置から下向きに引きながら圧縮スプリング５０ が圧縮され、圧縮されるにつれて、入口４３と出口４４との間の通路の物理的な 寸法を絞る効果を有する。圧力差が十分に大きい場合には、ピストン４８は図３ に示される位置へ引かれ、圧縮スプリング５０は完全に圧縮されて、ピストン４ ８がセパレータに通じる管路を全体的に閉じて真空リミッタの入口４３と出口４ ４との間の通路を完全に遮断する。この状態において、機関のクランクケースの ブリーザはエアフィルタ５２を介して大気へ連通される。 本発明の真空リミッタ弁のもう１つの実施例は図４、５、６に示される。弁８ ０は、その入口側が導管８２によって機関８３のクランクケースのブリーザ８４ 、８６へ接続される。キャップ８８、９０はブリーザの開口部を覆い、且つ導管 ９２、９４によってＴ型の結合管部９６へ接続され、この結合管部９６の出口は 導管８２への入口に接続される。 弁８０は、その出口側において米国特許第５１４０９５７号に記載され且つ請 求されているようにエアーオイルセパレータ１００の入口ポート９８へ接続され る。ついでセパレータ１００の出口側８５はセパレータを機関の吸気装置に接続 する導管１０４に結合される。必ずしも必要というわけではないが、機関のため の吸気装置はターボチャージャを備えている。セパレータはボディ部分１０６と フィルタ部分１０８とを有する。セパレータで集められたオイルはセパレータか らドレーン出口１１０を通り、そして導管１１１によってシリンダブロックへ送 られる。チェック弁１１２がオイルがクランクケースからセパレータ装置へ吸い 出されるのを防止すために設けられる。 上記したように、エアーオイルセパレータを機関に取り付けると、機関のクラ ンクケースにわずかな真空が生成される。通常の機関の作動においては、クラン クケースの大気の中のオイル滴又は微粒子の存在が、クランクケース内で比較的 に高い圧力を部分的にもたらすことになる。セパレータを機関に取り付けること によって、クランクケース内の消滅した圧力が消滅され、わずかな真空がクラン クケース内の上記大気圧にとってかわる。クランクケース内の圧力が小さな真空 へ変化することにより、クランクケース内の空気によって運ばれるオイルや汚染 物をかなり低減させる作用ができ、オイルの消費がかなり低減される効果を有す る。クランクケースからオイルを持ち出す正圧の傾向を低減するので、これは通 常は好便なことである。しかし、機関の回転数が上昇するにつれて、ターボチャ ージャ又は機関の吸気装置によってクランクケースから引かれる真空は増大し、 オイルをクランクケースからブリーザを通ってセパレータへ追い出す傾向がある ことが分かった。 図５及び図６の変化実施例においては、ピストンは閉じられた垂 直配置の管路７０に配置される。図５においては、リリーフ弁５８は機関６２か らの入口６２及び出口６４をもつハウジング６０を含むように示される。ピスト ン６６は入口と出口との間に通じる垂直な管路７０に配置される。ピストンはヘ リカルスプリング６８によって開放又は上昇位置に保持される。ピストンが配置 される管路７０はスプリングに隣接するその端部７２において閉じられる。入口 部分には、リリーフキャップ７６によってシールされた開口７４が設けられる。 図４に示されるように、真空が普通のときには、ピストン６８はその上方位置 にあり、キャップ７６は開口７４を覆う閉鎖位置にある。図５に示されるように 、真空が増加するにつれて、ピストン６６は下方に引かれ、入口と出口との間の 通路７５を絞り、クランクケースに引かれる真空の量を低減し、よってオイルの 量又はオイルがクランクケースから引かれる傾向を低減する。機関の回転数が上 昇するにつれて、ピストンは図５に示されるように完全に閉じた（下方の）位置 へ引かれ、入口と出口との間の通路７５を全体的に遮断し、リリーフキャップ７ ６を開かせる。前の実施例のように、通路７５が完全に又は部分的に閉じられた ときにクランクケースのブリーザは開口７４を介して大気へ開放される。真空が 減少するにつれて、ピストンにかかるサクションが低下し、スプリング６８の移 動力によって上方に徐々に動き、真空が通常の値へ低下したときに休止位置へ戻 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．貫通する通路を有するハウジングと、 該通路の横方向に延びて該通路と通じる管路と、 該管路内に設けられ、該通路の大きさを調節するために複数の位置の間で動く ことができるピストンと、 該ピストンを開放端部に隣接する第１の開放位置に付勢し、それによって該通 路の所定の大きさの空気の圧力の減少が該ピストンを管路の閉鎖端部へ向かって 引き、よって該通路の大きさを制限し又は該通路を完全に閉じ、且つ該通路を該 開放端部を介して大気に開放するための手段とを備えた真空制限弁。 ２．エアフィルタが該管路の該開放端部を覆って配置される請求項１に記載の 真空制限弁。 ３．前記付勢手段は圧縮スプリングである請求項２に記載の真空制限弁。 ４．圧縮スプリングはヘリカルスプリングであり且つ該管路の閉鎖端部と該ピ ストンのベースとの間に延びる請求項３に記載の真空制限弁。 ５．スプリングが一杯に圧縮されたときにピストンが該通路を完全に遮断する 請求項４に記載の真空制限弁。 ６．ハウジングへの入口はブリーザカップへ接続され、ハウジングからの出口 は内燃機関の吸気装置に接続される請求項５に記載の真空制限弁。 ７．空気−オイルセパレータとともに使用される真空リリーフ弁であって、 貫通する通路を有するハウジングと、 該通路の横方向に延びて該通路と通じ、両端が閉じた管路と、 該管路内に設けられ、該通路の有効な大きさを調節するために該 管路内で全開位置と全閉位置との間で動くことのできるピストンと、 該ピストンを全開位置に付勢し、それによって所定の大きさの該通路の空気の 圧力のドロップが該ピストンを管路内で全閉位置へ向かって引き、よって該通路 の大きさを制限し又は該通路を完全に閉じるようにするための手段と、 大気への通路を提供するために該通路と連通する調節可能なベント手段とを備 えた真空リリーフ弁。 ８．常時閉型の大気への補助ポート開口がハウジングへの入口とピストンとの 間に配置される請求項７に記載の真空制限弁。 ９．前記付勢手段は圧縮スプリングである請求項８に記載の真空制限弁。 １０．前記圧縮スプリングはヘリカルスプリングであり且つ該管路の全閉端部 と該ピストンのベースとの間に延びる請求項９に記載の真空制限弁。 １１．スプリングが一杯に圧縮されたときにピストンが該通路を完全に遮断す る請求項１０に記載の真空制限弁。 １２．ハウジングへの入口はブリーザカップへ接続され、ハウジングからの出 口は内燃機関の吸気装置に接続される請求項１１に記載の真空制限弁。 １３．該ベント手段にはヒンジキャップが設けられ、該キャップはピストンが 閉じるときに開放せしめられる請求項１２に記載の真空制限弁。