(57)【要約】【課題】弁体外周をカバーによりデポジットから保護し、カバーに位置決め凸部を設けることなく弁体に回り止めを施すこと。【解決手段】ＰＣＶバルブ１は、弁座２と、弁体３と、弁体３を移動させるステップモータ４と、弁体３の外周を覆い、弁体３の先端部が貫通する開口１４ｄを含むカバー１４と、弁体３のフランジ３ｂとカバー１４との間に設けられて弁体３を開弁方向へ付勢するスプリング１５とを備え、ステップモータ４により弁体３を弁座２に対して移動させることにより、弁座２と弁体３との間の開度が変わるように構成される。カバー１４の内側の軸断面形状が非円形状をなし、弁体３のフランジ３ｂの軸断面形状がカバー１４の非円形状に整合した非円形状をなす。弁体３のフランジ３ｂがカバー１４の内壁に沿って軸方向へのみ移動可能に設けられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、
前記弁座に対応して設けられた弁体と、
前記弁体は、先端と基端を含み、前記先端が前記弁座に対向し、前記基端にフランジが設けられることと、
前記弁体を移動させるための駆動手段と、
前記弁体の外周を覆い、前記弁体の先端部が貫通する開口を含むカバーと、
前記弁体のフランジと前記カバーとの間に設けられて前記弁体を前記弁座から離間する開弁方向へ付勢するスプリングと
を備え、前記駆動手段により前記弁体を前記弁座に対して移動させることにより、前記弁座と前記弁体との間の開度を変更するように構成したＰＣＶバルブにおいて、
前記カバーの内側の軸断面形状が非円形状をなし、前記弁体のフランジの軸断面形状が前記カバーの非円形状に整合した非円形状をなし、前記弁体のフランジが前記カバーの内壁に沿って軸方向へのみ移動可能に設けられたことを特徴とするＰＣＶバルブ。
【請求項２】
少なくとも前記弁座、前記弁体及び前記カバーを内包するハウジングを備え、前記ハウジングには、前記カバーにより覆われた前記弁体を収容する弁室と、前記弁室に連通するブローバイガスの導入通路とが設けられ、前記導入通路から前記弁室にかけてブローバイガス流路の一部が構成され、
前記カバーの前記非円形状は直線部を含み、前記カバーの外周には、前記非円形状の直線部に対応する平坦面を含み、前記平坦面が前記ブローバイガス流路に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＰＣＶバルブ。
【請求項３】
前記弁室における前記導入通路の開口の延長上に少なくとも前記カバーの一部が整合するように配置されたことを特徴とする請求項２に記載のＰＣＶバルブ。
【請求項４】
前記弁座はその中心に弁孔を含み、前記弁体の先端部が前記弁孔に嵌入可能に設けられ、
前記弁体の開度は、最大開度と最小開度との間で可変であり、前記弁体の先端部が前記弁孔に接近するに連れて前記最小開度に近づくように構成され、
前記弁体の開度が前記最大開度と前記最小開度との間の中間開度以上となるときに、前記カバーの開口と前記弁体との間の径方向の隙間よりも前記弁孔における前記弁座と前記弁体との間の径方向の隙間が大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のＰＣＶバルブ。
【請求項５】
前記カバーの先端には前記カバー本体部よりも小径な袖部が前記弁座へ向けて延長して設けられ、前記袖部の先端に前記開口が形成され、前記袖部により前記弁体の先端部が覆われることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のＰＣＶバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気通路へ戻して燃焼室へ還元させるブローバイガス還元装置に係り、詳しくは、この還元装置に設けられる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。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、例えば、下記の特許文献１には、エンジンの運転状態に応じて弁体の開閉位置を制御するようにしたＰＣＶバルブが記載されている。このＰＣＶバルブは、円錐形の先端部を有する円柱形の弁体が軸方向の位置を可変に配設され、弁体の弁座に対する位置に応じてブローバイガス流路の流路断面積が可変となっている。この弁体の基端部にはシャフトが設けられ、このシャフトの端部に、強磁性金属からなる円柱状プランジャーが取り付けられる。このプランジャーの外周部には、空隙を介してコイルが設けられる。このコイルが、エンジンの運転状態に応じて、コントローラにより通電制御されることにより、コイルの電磁力によりプランジャーと共に弁体が軸方向へ移動し、弁座との間のブローバイガス流路面積が変わるようになっている。
【０００３】
ところが、上記したＰＣＶバルブでは、ブローバイガスが弁体の外周に直接当たることから、ブローバイガス中のデポジットが弁体の外周に堆積してしまうおそれがあった。その結果、最悪の場合は、弁体が弁座等に固着して動かなくなるおそれがあった。
【０００４】
ここで、ＰＣＶバルブではないが、弁体へのデポジット付着対策となるカバーを備えたＩＳＣバルブが、下記の特許文献２に記載されている。このＩＳＣバルブは、ステップモータにより駆動される弁体を備え、その弁体の外周を覆うカバーが設けられる。カバーと弁体との間には、弁体を開弁方向へ付勢するコイルスプリングが設けられる。また、カバーと弁体との間には、弁体の動きを弁体の軸方向へ案内すると共に、弁体を回り止めするガイドが設けられる。詳しくは、弁体の基端部のフランジに位置決め溝が形成され、カバーの内壁に位置決め凸部が形成され、位置決め溝と位置決め凸部が互いにスライド可能に嵌合される。これにより、弁体が軸回りに回り止めされながら軸方向へ移動するようになっている。このような弁体のカバーをＰＣＶバルブにも適用することが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３８２２２号公報
【特許文献２】特開２００８−１９９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載のカバーをＰＣＶバルブに適用した場合、軽量化と省スペース化の要請から、カバーは極力薄い肉厚で形成することが望ましい。しかし、カバーの肉厚を薄くすると、カバーの内壁に位置決め凸部を設けることが困難となり、上記した位置決め溝と位置決め凸部との関係で弁体に回り止めを施すことが困難となる。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁体の外周をカバーによりデポジットから保護すると共に、カバーに位置決め凸部を設けることなく弁体に回り止めを施すことを可能としたＰＣＶバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体は、先端と基端を含み、先端が弁座に対向し、基端にフランジが設けられることと、弁体を移動させるための駆動手段と、弁体の外周を覆い、弁体の先端部が貫通する開口を含むカバーと、弁体のフランジとカバーとの間に設けられて弁体を弁座から離間する開弁方向へ付勢するスプリングとを備え、駆動手段により弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間の開度を変更するように構成したＰＣＶバルブにおいて、カバーの内側の軸断面形状が非円形状をなし、弁体のフランジの軸断面形状がカバーの非円形状に整合した非円形状をなし、弁体のフランジがカバーの内壁に沿って軸方向へのみ移動可能に設けられたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、弁体の大部分がカバーにより覆われる。また、カバーの軸断面形状と弁体のフランジの軸断面形状とが互いに整合した非円形状をなし、弁体のフランジがカバーの内壁に沿って軸方向へのみ移動可能に設けられるので、弁体はカバーにより回り止めされながら軸方向へ移動する。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、少なくとも弁座、弁体及びカバーを内包するハウジングを備え、ハウジングには、カバーにより覆われた弁体を収容する弁室と、弁室に連通するブローバイガスの導入通路とが設けられ、導入通路から弁室にかけてブローバイガス流路の一部が構成され、カバーの非円形状は直線部を含み、カバーの外周には、非円形状の直線部に対応する平坦面を含み、平坦面がブローバイガス流路に対向するように配置されたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、カバーの外周の平坦面がブローバイガス流路に対向するようにカバーが弁室に配置されるので、カバーの外周の曲面がブローバイガス流路に対向する場合に比べてブローバイガス流路の断面積が増える。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、弁室における導入通路の開口の延長上に少なくともカバーの一部が整合するように配置されたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、導入通路の開口から弁室に導入されるブローバイガスのほとんどがカバーの外周に当たってから弁室を下流方向へ流れる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明において、弁座はその中心に弁孔を含み、弁体の先端部が弁孔に嵌入可能に設けられ、弁体の開度は、最大開度と最小開度との間で可変であり、弁体の先端部が弁孔に接近するに連れて最小開度に近づくように構成され、弁体の開度が最大開度と最小開度との間の中間開度以上となるときに、カバーの開口と弁体との間の径方向の隙間よりも弁孔における弁座と弁体との間の径方向の隙間が大きくなるように設定したことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の作用に加え、弁体が中間開度以上となるとき、弁体が振動しても、弁体の先端部が弁座に接触するより先に弁体がカバーに接触することとなり、弁体の先端部が弁座に接触しなくなる。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明において、カバーの先端にはカバー本体部よりも小径な袖部が弁座へ向けて延長して設けられ、袖部の先端に開口が形成され、袖部により弁体の先端部が覆われることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の作用に加え、弁体の先端部が袖部により覆われるので、弁体の先端部にブローバイガスが当たり難くなる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、弁体の外周をカバーによりデポジットから保護することができると共に、カバーに位置決め凸部を設けることなく弁体を回り止めすることができる。これにより、カバーを薄くして軽量化を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、カバーによるブローバイガス流れ損失を低減することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、弁室の内壁や弁体及び弁座にブローバイガスが直接衝突してデポジットが付着することを防止することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか一つに記載の発明の効果に加え、弁体の先端部の摩耗を防止することができ、弁体と弁座によるブローバイガス計量機能の低下を防止することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一つに記載の発明の効果に加え、弁体の先端部へのデポジットの付着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のＰＣＶバルブを具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１に、この実施形態のＰＣＶバルブ１を断面図により示す。図２に、ＰＣＶバルブ１を図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図により示す。周知のように、ＰＣＶバルブ１は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを、還元通路を通じて再びエンジンの吸気通路へ戻して燃焼室へ還元させるブローバイガス還元装置に設けられる。すなわち、ＰＣＶバルブ１は、この還元装置の還元通路に設けられ、同通路におけるブローバイガス流量を調整するために使用される。
【００２５】
図１に示すように、ＰＣＶバルブ１は、概略的には、弁座２と、弁座２に対応して設けられた弁体３と、弁体３を移動させるための本発明の駆動手段としてのステップモータ４と、弁座２、弁体３及びステップモータ４を収納するハウジング５とを備える。そして、ステップモータ４により弁体３を弁座２に対して移動させることにより、弁座２と弁体３との間の開度を変更し、ＰＣＶバルブ１で計量されるブローバイガス流量を調整するようになっている。以下、ＰＣＶバルブ１の構成について詳しく説明する。
【００２６】
ハウジング５は中空形状をなし、それぞれ樹脂より成形されて互いに組み付けられたメインハウジング６とサブハウジング７とから構成される。メインハウジング６は、第１メインハウジング６Ａと第２メインハウジング６Ｂとから構成される。第１メインハウジング６Ａは、内部に形成された弁室８と、下部に形成された入口管継手６ａとを含む。入口管継手６ａは、その内側にブローバイガスの導入通路９を含み、その外周にシールリング１０が装着される。導入通路９は弁室８に連通する。第２メインハウジング６Ｂは、ステップモータ４を覆い、上部にコネクタ６ｂが一体成形される。ステップモータ４は、第２メインハウジング６Ｂに対しインサート成形される。第２メインハウジング６Ｂは、その先端部外周が第１メインハウジング６Ａの基端開口に圧入され、超音波溶着により固定される。サブハウジング７は、その基端部外周が第１メインハウジング６Ａの先端開口に圧入され、超音波溶着により固定される。サブハウジング７の先端部は、出口管継手７ａとなっている。第１メインハウジング６Ａの入口管継手６ａは、エンジン本体等の取付孔に取り付けられる。サブハウジング７の出口管継手７ａには、エンジンの吸気通路に通じる還元通路（パイプ）の一端部が接続される。サブハウジング７は、第１メインハウジング６Ａの弁室８に連通する中空部１１を含む。そして、第１メインハウジング６Ａの導入通路９から弁室８、並びにサブハウジング７の中空部１１にかけて一連のブローバイガス流路が構成される。
【００２７】
ステップモータ４は、ステータ４ａと、ステータ４ａの内部に設けられたロータ４ｂと、ロータ４ｂの中心に設けられた出力軸４ｃとを含む。ステータ４ａはコイル４ｄを含み、ステータ４ａには、外部端子１５が設けられる。外部端子１５の先端部はコネクタ６ｂの中に配置される。ステータ４ａの外周は、モータケース１３により覆われる。
【００２８】
弁体３は、ステップモータ４の出力軸４ｃに連結される。すなわち、弁体３に形成されたネジ穴３ａに対し、出力軸４ｃに形成されたネジ４ｅが螺合することで、両者３，４ｃが駆動連結される。この状態で出力軸４ｃが回転することにより、ネジ４ｅとネジ穴３ａとの関係により弁体３がその軸線方向へ移動する。弁体３の移動方向は、出力軸４ｃの回転方向（正転・逆転）の違いにより決定される。
【００２９】
第１メインハウジング６Ａの弁室８には、弁座２と、弁体３と、弁体３を覆うカバー１４とが設けられる。弁体３は金属より形成され、略円筒形をなし、先端と基端を含む。弁体３の先端は弁座２に対向し、基端にはフランジ３ｂが形成される。弁座２は、金属より形成され、弁室８の出口付近、すなわち第１メインハウジング６Ａの先端開口付近にて固定される。
【００３０】
弁座２は、円環状をなし、中央に弁孔２ａを含む。弁体３の先端部は、弁座２の弁孔２ａを貫通可能に設けられる。弁体３の先端部は、円錐台形をなし、先端へ向けて徐々に縮径した形状をなす。従って、弁体３が軸線方向へ移動することで、弁座２と弁体３との間の開度が変わる。
【００３１】
第２メインハウジング６Ｂのコネクタ６ｂには、外部コネクタ（図示略）が接続される。外部コネクタは、外部端子１５に対し電気的に接続される。外部コネクタは、ステップモータ４を制御するために外部配線（図示略）を介してコントローラ（図示略）に接続される。
【００３２】
カバー１４は、弁体３の大部分を覆う。カバー１４は、略円筒形をなし、カバー本体部１４ａを備える。カバー本体部１４ａの先端には、同本体部１４ａよりも小径な袖部１４ｂが形成され、基端にはフランジ１４ｃが形成される。袖部１４ｂは弁座２へ向けて延長して形成される。この袖部１４ｂは、ブローバイガス流路断面積が狭くならないようであれば、その先端を弁座２の近くまで延長することもできる。この袖部１４ｂの先端に、弁体３の先端部が貫通する開口１４ｄが形成される。また、この袖部１４ｂにより弁体３の先端部が覆われるようになっている。カバー１４は熱伝導性の良いアルミ等の金属により形成される。カバー１４は、そのフランジ１４ｃがステップモータ４のモータケース１３の端面に接して設けられる。フランジ１４ｃは、モータケース１３の端面と第１メインハウジング６Ａとの間に挟まれて固定される。この実施形態では、弁体３の基端に形成されたフランジ３ｂと、カバー１４の袖部１４ｂの段差部との間にスプリング１５が設けられる。このスプリング１５により、弁体３が弁座２から離間する開弁方向へ付勢される。カバー１４は、樹脂により成形することもできるが、耐食性を考慮した場合に、樹脂ではなくステンレス板材のプレス加工で成形することができる。
【００３３】
図３に、カバー１４を斜視図により示す。図２，３に示すように、カバー１４は、その本体部１４ａの内側の軸断面形状（軸Ｌ１に垂直な断面形状）が非円形状をなしている。この実施形態では、図２に示すように、カバー本体部１４ａの軸断面形状は、円形状の一部に相対向する直線部１６を有する形状（略トラック形状）となっている。また、図２に示すように、弁体３のフランジ３ｂの軸断面形状も、カバー本体部１４ａの非円形状（略トラック形状）に整合した非円形状（略トラック形状）をなしている。そして、弁体３のフランジ３ｂがカバー本体部１４ａの内壁に沿って軸Ｌ１の方向へのみ移動可能に設けられる。つまり、弁体３は、そのフランジ３ｂとカバー本体部１４ａの軸断面形状の整合により、軸Ｌ１を中心にしては回転せず、軸Ｌ１の方向へのみ移動可能となっている。
【００３４】
図３に示すように、カバー１４は、その本体部１４ａの外周に、軸断面形状の２つの直線部１６に対応する相対向する２つの平坦面１４ｅを含む。すなわち、カバー本体部１４ａは、外周に２面幅部を有する外形を有する。そして、図２に示すように、これら平坦面１４ｅの一方が、ハウジング５の内部に設けられたブローバイガス流路（弁室８及び導入通路９を含む。）に対向するように配置される。また、図１，２に示すように、弁室８における導入通路９の開口９ａの延長上にカバー１４の大部分が位置的に整合するように配置される。
【００３５】
この実施形態では、図１に示すように、弁体３の開度は、弁体３の軸方向への移動に伴って最大開度と最小開度との間で可変であり、弁体３の先端部が弁孔２ａに接近するに連れて最小開度に近づくようになっている。そして、この実施形態では、弁体３の開度が最大開度と最小開度との間の中間開度以上となるときに、カバー１４の袖部１４ｂの開口１４ｄと弁体３の外周との間の径方向の隙間Ｇ１よりも、弁孔２ａの内面と弁体３の外周との間の径方向の隙間Ｇ２のほうが大きくなるように設定される。
【００３６】
以上説明したこの実施形態のＰＣＶバルブ１によれば、エンジンの運転時には、図１に示す状態において、サブハウジング７の中空部１１に、吸気通路から還元通路を介して吸気負圧が作用する。また、エンジン本体内部に充満したブローバイガスは、入口管継手６ａの導入通路９から弁室８に侵入する。この状態では、弁座２と弁体３との間に隙間があることから、ブローバイガスが吸気負圧に引かれて、弁室８から中空部１１へ流れる。このとき、ステップモータ４を動作させることにより、弁体３が弁座２に対して移動し、両者３，２の間の開度が変わり、ブローバイガス流量が調節される。
【００３７】
この実施形態によれば、弁体３の大部分がカバー１４により覆われるので、弁体３の外周をカバー１４により、ブローバイガスのデポジットから保護することができる。また、この実施形態では、カバー１４の軸断面形状が非円形状である略トラック形状をなし、弁体３のフランジ３ｂの軸断面形状がカバー１４に整合した非円形状である略トラック形状をなし、弁体３のフランジ３ｂがカバー１４の内壁に沿って軸方向へのみ移動可能に設けられる。従って、ステップモータ４の出力軸４ｃが回転することにより、ネジ４ｅとネジ穴３ａとの関係により弁体３がその軸方向へ移動する。このとき、弁体３には回転力が加わるが、弁体３はカバー１４により回り止めされる。このため、カバー１４の内壁に位置決め凸部を設けることなく弁体３の回り止めをすることができる。これにより、カバー１４を薄くして軽量化を図ることができる。
【００３８】
この実施形態によれば、カバー１４の外周の平坦面１４ｅが、ブローバイガス流路に対向するように、カバー１４が弁室８に配置される。従って、カバー１４の外周の凸曲面がブローバイガス流路に対向する場合に比べてブローバイガス流路の断面積が増える。この結果、ＰＣＶバルブ１において、カバー１４によるブローバイガス流れ損失を低減することができる。
【００３９】
この実施形態によれば、導入通路９の開口９ａから弁室８に導入されるブローバイガスのほとんどが、カバー１４に当たってから弁室８を下流方向へ流れることとなる。このため、弁室８の内壁や弁体３及び弁座２にブローバイガスが直接衝突してデポジットが付着することを防止することができる。特に、この実施形態では、弁体３の先端部が袖部１４ｂにより覆われるので、弁体３の先端部にブローバイガスが当たり難くなる。この意味から、弁体３の先端部へのデポジットの付着を防止することができる。
【００４０】
この実施形態によれば、弁体３が中間開度以上となるとき、エンジン等の振動により弁体３が振動しても、弁体３の先端部が弁座２に接触するより先に弁体３がカバー１４に接触することとなり、弁体３の先端部が弁座２に接触しなくなる。このため、弁体３の先端部につき弁座２との接触摩耗を防止することができ、弁座２と弁体３によるブローバイガス計量機能の低下を防止することができる。
【００４１】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００４２】
例えば、前記実施形態では、カバー１４の軸断面形状の非円形状を「略トラック形状」としたが、非円形状を「Ｄ形状」としたり、「多角形状」としたりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＰＣＶバルブを示す断面図。
【図２】ＰＣＶバルブを図１のＡ−Ａ線に沿って示す断面図。
【図３】カバーを示す斜視図。
【符号の説明】
【００４４】
１  ＰＣＶバルブ
２  弁座
３  弁体
３ｂ  フランジ
５  ハウジング
６  メインハウジング
６Ａ  第１メインハウジング
６Ｂ  第２メインハウジング
７  サブハウジング
８  弁室
９  導入通路
９ａ  開口
１４  カバー
１４ａ  カバー本体部
１４ｂ  袖部
１４ｄ  開口
１４ｅ  平坦面
１６  直線部
Ｌ１  軸
Ｇ１  隙間
Ｇ２  隙間
【図１】
2010106704.tif 000003
【図２】
2010106704.tif 000004
【図３】
2010106704.tif 000005