(57)【要約】  ハウジング１２には、プランジャ５を摺動可能に収容するプランジャ収容部１２ａが形成されている。プランジャ収容部１２ａを多角形断面の筒形状にして、プランジャ収容部１２ａの内面と円筒形状のプランジャ５の外面との間のクリアランスを不均一に構成することで、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの接触面積を縮小して固着を防ぐ。ソレノイドバルブ１は、コイル２への通電によって弁体９の動作を制御することにより、内燃機関吸気側の負圧によってクランクケースから吸い出されて入力ポート１４へ流入するブローバイガスの還元量を制御する。
2010023784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブであって、
弁体を有するプランジャと、
前記プランジャを摺動可能に収容し、前記弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、
前記プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、
前記プランジャと前記プランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成したことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
ブローバイガス流路を開閉するソレノイドバルブと一体に、内燃機関吸気側負圧が減少した場合に閉弁する逆流防止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
逆流防止弁の逆流するブローバイガスを受ける端面と、当該端面と対面するブローバイガス流路に形成された座面との間に所定の間隔を形成するスペーサを設置したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
逆流防止弁の外周とブローバイガス流路との間にクリアランスを形成したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項５】
逆流防止弁の、正流のブローバイガスを受ける端面を、中央部が突出した凸形状に形成したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項６】
逆流防止弁の凸形状の先端部は先細り形状であることを特徴とする請求項５記載のソレノイドバルブ。
【請求項７】
内燃機関ブローバイガス滞留部のブローバイガスを内燃機関吸気側に還元する流路に請求項１記載のソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブおよびソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関内のピストンとシリンダのクリアランスからクランクケース等の内燃機関ブローバイガス滞留部に漏出するブローバイガスは、内燃機関吸気側に還元されて、再びシリンダ内に送られる。
従来、このブローバイガスの還元量は、クランクケースと吸気通路を接続する配管に設置された差圧弁によって制御されていた。差圧弁は、クランクケース内のブローバイガスを、吸気通路負圧を利用して吸気通路に送給するが、その構造上、最適なタイミングと還元量とを制御することは困難であった。さらに、近年の内燃機関では精密な燃焼制御がなされているため、ブローバイガスが不均一に還元されることは望ましくなかった。【０００３】
そこで、近年では、ブローバイガス還元量を精密に制御するために、差圧弁に代えて、弁体の開放状態を制御することで流量調節が可能なソレノイドバルブが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６８０２８号公報
【０００５】
従来のブローバイガス制御装置は以上のように構成されているので、ブローバイガスが含有するオイル等の粘性成分によって、ソレノイドバルブのプランジャがハウジングに固着してしまった。プランジャが固着すると、プランジャに取付けられて流路を開閉している弁体も動作不能になるため、ブローバイガス還元量が制御できなくなってしまうという課題があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、クランクケースから内燃機関吸気側へ流れるブローバイガス還元量を精密に制御できるソレノイドバルブおよびこのソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【０００７】
この発明に係るブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブは、弁体を有するプランジャと、プランジャを摺動可能に収容し、弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、プランジャとプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成するようにしたものである。
【０００８】
また、この発明に係るブローバイガス制御装置は、内燃機関ブローバイガス滞留部のブローバイガスを内燃機関吸気側に還元する流路に上記に記載のソレノイドバルブを備えるようにしたものである。
【０００９】
この発明によれば、プランジャと当該プランジャを摺動可能に収容するプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成するようにしたので、プランジャとプランジャ収容部との接触面積が小さくなる。そのため、プランジャとプランジャ収容部とがブローバイガスの粘性成分によって固着して弁部が動作不能に陥ることを防止して、ブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブの構成を示す閉弁時の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブを図１のＡＡ線に沿って切断した開弁時の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブのプランジャとハウジングを図１のＢＢ線に沿って切断した断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブが設置されるブローバイガス制御装置の構成を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブの構成を示す閉弁時の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブを図５のＣＣ線に沿って切断した開弁時の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブが設置されるブローバイガス制御装置の構成を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブの一例の構成を示す開弁時の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブ１の構成を示す断面図であり、閉弁時の様子を示す。図２は、図１に示すＡＡ線に沿ってソレノイドバルブ１を切断した断面図であり、開弁時の様子を示す。図１および図２に示すソレノイドバルブ１において、電磁力発生手段としてのコイル２、コイル２の励磁で磁気回路を形成する固定子であるコア３とピン４、ならびにコイル２の励磁で移動する可動子であるプランジャ５がケース６に収容されている。また、磁気回路を構成するヨーク７がケース６を覆うように取付けられている。
【００１２】
ピン４の一端側はコア３の底部に形成した凹部３ａに取付けられ、ピン４の他端側はコア３の底部から突出して付勢手段としてのバネ８をガイドしている。ピン４の下端側とバネ８とは中空のプランジャ５に収容されている。プランジャ５の底部には弁体９が取付けられており、この弁体９の下面にはゴム製の突起部９ａが焼き付けられている。バネ８は、一端がコイル２の底部に、他端がプランジャ５の底部内側にそれぞれ取付けられて、プランジャ５と弁体９とを下方に付勢する。
【００１３】
ケース６には、コイル２に電源を供給するためのコネクタ穴６ａとコネクタピン６ｂが一体で形成されている。このコネクタ穴６ａにはコイル２に通電するための電源コネクタが差し込まれる。
また、ヨーク７には、ソレノイドバルブ１を車体に取付けるための取付座１０が一体で形成され、取付座１０はボルト１１によって車体へ締結される。
【００１４】
ハウジング１２には、プランジャ５を摺動可能に収容するプランジャ収容部１２ａが形成されている。図３は、図１に示すＢＢ線に沿ってプランジャ収容部１２ａとプランジャ５を切断した断面図である。図３に示すように、プランジャ収容部１２ａは多角形断面を有する筒形状であるため、プランジャ収容部１２ａの内面と円筒形状のプランジャ５の外面との間のクリアランス１３は不均一に構成され、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの接触面積が縮小されている。
【００１５】
また、ハウジング１２には、入力ポート１４および出力ポート１５が形成されている。入力ポート１４および出力ポート１５はハウジング１２内部で連通し、その連通路がブローバイガスの流路となる。この流路の途中に、弁体９の突起部９ａが密着するためのバルブシート１７が形成されている。ここでは、入力ポート１４の吸気口１４ａからバルブシート１７までの流路を第１流路１６と呼び、バルブシート１７から出力ポート１５の排気口１５ａまでの流路を第２流路１８と呼ぶこととする。第２流路１８は、プランジャ５の摺動方向と同一の方向にブローバイガスが流れるように形成されている。ハウジング１２の底部には、ハウジング１２の一面をなす底面カバー１９が取付けられている。
【００１６】
次に、ソレノイドバルブ１が適用されるブローバイガス制御装置２０について説明する。図４はソレノイドバルブ１が設置されるブローバイガス制御装置２０の構成を示す説明図である。ブローバイガス制御装置２０は、内燃機関内のピストンとシリンダのクリアランスから漏出するブローバイガス２８が滞留するクランクケース２１（内燃機関ブローバイガス滞留部）と、エアクリーナ２５を通過した新気２７をシリンダに供給する吸気通路２２（内燃機関吸気側）とを備える。吸気通路２２には、新気２７の吸気量を制御するスロットルバルブ２６が設置されている。
【００１７】
第１連通路２３は、スロットルバルブ２６上流側の吸気通路２２とクランクケース２１とを連通する。また、第２連通路２４は、クランクケース２１とスロットルバルブ２６下流側の吸気通路２２とを連通する。第２連通路２４にはソレノイドバルブ１が取付けられ、ソレノイドバルブ１の入力ポート１４がクランクケース２１に連通し、出力ポート１５が吸気通路２２に連通する。
このソレノイドバルブ１が、吸気通路２２の負圧によってクランクケース２１から吸気通路２２へ吸引されるブローバイガス２８の還元量を制御する。第２連通路２４を通ってスロットルバルブ２６下流側の吸気通路２２に吸引されて新気２７に混入したブローバイガス２８は、吸気通路２２を通って不図示のシリンダへ還元される。
【００１８】
次に、ソレノイドバルブ１の動作について図１〜図４を用いて説明する。無通電時には、バネ８の付勢力によってプランジャ５が弁体９と共にバルブシート１７側に移動し、突起部９ａがバルブシート１７に密着して閉弁する。
吸気通路２２負圧時、不図示の電源コネクタからコネクタピン６ｂを介してコイル２に通電されると、コイル２の励磁によってプランジャ５がバネ８の付勢力に抗して弁体９と共に上方に移動して、バルブシート１７を開放する。すると、吸気通路２２の負圧によって、ブローバイガス２８がクランクケース２１から吸引され、第２連通路２４を通ってソレノイドバルブ１の入力ポート１４へ流入する。ブローバイガス２８はそのまま第１流路１６、バルブシート１７、第２流路１８および出力ポート１５を通過して第２連通路２４へ流出し、吸気通路２２へ還元される。
【００１９】
弁体９を吸気通路２２負圧時に開弁するように構成したので、開弁時にはバルブシート１７から流れ出たブローバイガス２８が弁体９に当たって反転して、負圧により第２流路１８へ吸引される。そのため、開弁時には、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａへの粘性成分の流入を小さくすることができる。また、閉弁時には出力ポート１５側からブローバイガスが流れてこなくなるために、粘性成分がクリアランス１３に浸入しにくくなる。
また、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とのクリアランス１３が不均一に構成されて接触面積が小さいことにより、クリアランス１３にブローバイガス２８の粘性成分が浸入しても、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とが接触して固着することを防止できる。そのため、プランジャ５と一体の弁体９が動作不能に陥ることがない。
さらに、バルブシート１７と出力ポート１５の排気口１５ａとを直接接続せず、所定の距離を有する第２流路１８を設けたため、ブローバイガス２８の圧損を低減させることができる。また、この第２流路１８を、プランジャ５の摺動方向と同一の方向に形成したため、開弁時に、クリアランス１３に侵入したブローバイガス２８の粘性成分が吸気通路２２の負圧によって吸引および排出されやすい。
【００２０】
以上のように、実施の形態１によれば、ソレノイドバルブ１を、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの間のクリアランス１３を不均一に形成するように構成した。そのため、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａの接触面積が小さくなり、ブローバイガスに含有する粘性成分によってプランジャ５とプランジャ収容部１２ａとが固着することを防止でき、プランジャ５に取付けられた弁体９が動作不能に陥ることがない。従って、ソレノイドバルブ１がブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
【００２１】
また、ブローバイガス制御装置２０を、クランクケース２１のブローバイガス２８を吸気通路２２に還元する第２連通路２４にソレノイドバルブ１を設置して、ブローバイガス２８の還元量を制御するように構成した。そのため、ブローバイガス制御装置２０を流れるブローバイガス還元量は、ソレノイドバルブ１によって精密に制御されることとなる。
【００２２】
また、実施の形態１によれば、吸気通路２２が負圧の場合に、ソレノイドバルブ１を開弁するように構成した。そのため、弁体９を閉じれば出力ポート１５側からブローバイガス２８が流れてこなくなり、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとのクリアランス１３の粘性成分の浸入を抑制することが可能となる。
【００２３】
なお、上記実施の形態１では、ハウジング１２のプランジャ収容部１２ａを多角形断面を有する筒形状に形成することにより、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とのクリアランス１３を不均一に構成したが、この構成とは反対に、プランジャ収容部１２ａを円筒状に形成し、プランジャ５を多角形断面に形成してもよい。
【００２４】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブ３０の構成を示す断面図であり、ソレノイドバルブ３０の閉弁時の様子を示す。図６は、図５に示すＣＣ線に沿ってソレノイドバルブ３０を切断した断面図であり、ソレノイドバルブ３０の開弁時に逆流防止弁３１が閉弁した様子を示す。図５および図６において図１〜図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図５に示すソレノイドバルブ３０において、入力ポート１４は底面カバー１９に形成されている。そして、入力ポート１４の吸気口１４ａには、逆流防止弁３１がソレノイドバルブ３０と一体的に設けられている。
【００２５】
逆流防止弁３１は、吸気口１４ａを閉じる弁部３１ａと、弁部３１ａより小径で、中央が入力ポート１４側に突出する凸形状のガイド部３１ｂとから構成されている。このガイド部３１ｂが吸気口１４ａに遊嵌してガイドとなることで、逆流防止弁３１の取付け構造を安定にしている。また、このガイド部３１ｂの先端部には先細り形状のテーパ部３１ｃが形成されている。逆流防止弁３１を底面カバー１９に取付ける際に、テーパ部３１ｃがガイドとなることにより取付けを容易にする。
【００２６】
バネ３２は、一端が逆流防止弁３１の弁部３１ａ下面に、他端が底面カバー１９の入力ポート１４内壁にそれぞれ取付けられ、逆流防止弁３１をハウジング座面１２ｂ側に付勢する。
ハウジング座面１２ｂには、逆流防止弁３１との間にブローバイガス２８の流路となる所定の間隔を形成するためのスペーサ３３が複数取付けられている。
また、吸気口１４ａ周辺の底面カバー１９には、逆流防止弁収容部１２ｃが形成されている。この逆流防止弁収容部１２ｃと逆流防止弁３１の弁部３１ａ外周面との間には所定幅のクリアランス３４が設けられている。
【００２７】
図７は、この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブ３０が設置されるブローバイガス制御装置２０の構成を示す説明図である。図４に示すように、上記実施の形態１ではソレノイドバルブ１を用いてブローバイガス２８の還元量を制御する構成であったが、本実施の形態ではソレノイドバルブ１に代えて、逆流防止弁３１を一体的に備えたソレノイドバルブ３０を用いる。
【００２８】
ソレノイドバルブ３０の無通電時、図５に示すように弁体９がバルブシート１７に密着して閉弁する。逆流防止弁３１は、図５に示すようにバネ３２の付勢力によって吸気口１４ａを開放してハウジング座面１２ｂ側へ移動し、弁部３１ａの上面がスペーサ３３に当接する。ブローバイガス２８は、クリアランス３４およびスペーサ３３の隙間を通ってバルブシート１７側へ流れていく。
ソレノイドバルブ３０の通電時、バルブシート１７が開放されると、入力ポート１４から正流のブローバイガス２８が流入し、開弁している逆流防止弁３１のクリアランス３４およびスペーサ３３の隙間を通ってバルブシート１７側へ流れていく。
【００２９】
このとき、逆流防止弁３１のテーパ部３１ｃにより、逆流防止弁３１の流体抵抗を低減して、ブローバイガス２８の圧損を低減することができる。また、スペーサ３３により、逆流防止弁３１とハウジング座面１２ｂとの間に最適な間隔の流路が形成されるため、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。さらに、クリアランス３４の形状を最適にすることにより、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の流れをスムーズにして圧損を低減することができる。
また、スペーサ３３と弁部３１ａの接地面積が小さいことにより、ブローバイガス２８の粘性成分によって逆流防止弁３１とスペーサ３３とが固着することを防止できる。
【００３０】
吸気通路２２内の負圧が減少した場合、吸気通路２２からクランクケース２１へ、ブローバイガス２８が第２連通路２４を逆流する。このような逆流発生時には、逆流防止弁３１の弁部３１ａ上面側の第１流路１６とガイド部３１ｂ側の入力ポート１４とで大きな圧力差が発生することにより、図６に示すように逆流防止弁３１がバネ３２の付勢力に抗して迅速に吸気口１４ａを閉じる。その結果、ブローバイガス２８がブローバイガス制御装置２０全体を逆流することを防止でき、ブローバイガス制御装置２０のブローバイガス還元量制御に支障をきたす恐れがない。
【００３１】
以上のように、実施の形態２によれば、ソレノイドバルブ３０のプランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの間のクリアランス１３を不均一に形成すると共に、第１流路１６に、吸気通路２２が負圧の場合に閉弁する逆流防止弁３１を設けるように構成した。そのため、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとが固着して弁体９が動作不能に陥ることを防止すると共に、ブローバイガス２８がブローバイガス制御装置２０全体を逆流することを防止できる。この結果、ソレノイドバルブ３０がブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
また、ブローバイガス制御装置２０の第２連通路２４にソレノイドバルブ３０を設置することにより、ブローバイガス制御装置２０を流れるブローバイガス還元量が精密に制御されることとなる。
【００３２】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１は、正常時に開弁し、吸気通路２２の負圧が減少した場合に閉弁する構成とした。開弁時には逆流防止弁３１とスペーサ３３とは流路を確保するための最低限の接地でよい、即ちブローバイガス２８の粘性成分により接着される面積を少なくすることができるため、逆流防止弁３１がスペーサ３３に固着することを防止できる。
【００３３】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１をソレノイドバルブ３０内に一体的に設けることにより、構造全体を小型化することが可能となり、また車体への取付けを簡略化することも可能となる。
【００３４】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の逆流するブローバイガス２８を受ける弁部３１ａの端面と、この端面と対面するハウジング座面１２ｂとの間に所定の間隔を形成するスペーサ３３を設置するように構成した。そのため、逆流防止弁３１とハウジング座面１２ｂとの間に最適な間隔の流路が形成されて、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。
【００３５】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の外周と逆流防止弁収容部１２ｃとの間にクリアランス３４を形成するように構成した。そのため、クリアランス３４の形状を最適にすることにより、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の流れをスムーズにして圧損を低減することができる。
【００３６】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の、正流のブローバイガス２８を受ける側に、中央部が突出した凸形状のガイド部３１ｂを形成するように構成した。そのため、ガイド部３１ｂが吸気口１４ａに遊嵌してガイドとなることで、逆流防止弁３１の取付け構造を安定にすることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１のガイド部３１ｂの先端部を先細り形状のテーパ部３１ｃに形成するように構成した。そのため、逆流防止弁３１の流体抵抗を低減して、入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。また、逆流防止弁３１を底面カバー１９に取付ける際にテーパ部３１ｃがガイドとなることにより、組付け性を向上させることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態２では、逆流防止弁３１開弁時に弁部３１ａと対面する位置のハウジングにスペーサ３３を形成する構成としたが、逆流防止弁３１の弁部３１ａにスペーサ３３を形成する構成であってもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態２では、逆流防止弁３１をバルブシート１７より流入側、即ち第１流路１６に設けて、入力ポート１４を閉じる構成であったが、図８に示すように逆流防止弁３１をバルブシート１７より流出側、即ち第２流路１８に設けて、出力ポート１５を閉じる構成であってもよい。この構成の場合でも、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
この構成の一例を図８に示す。なお、図８ではソレノイドバルブの電磁力発生手段周辺の構成は概略のみ示し、図５と同一または相当の部分については同一の符号を付す。
図８において、逆流防止弁３１は、出力ポート１５に形成された逆流防止弁収容部１５ｂに設置され、排気口１５ａを開閉する。この逆流防止弁３１では、弁部３１ａの出力ポート１５側の面に、凸形状のスペーサ３３ａが複数形成されている。また、弁部３１ａの外周面と逆流防止弁収容部１５ｂとの間にはクリアランス３４が形成されている。
【００４１】
逆流防止弁３１は、バネ３２の付勢力によって排気口１５ａを開放しており、入力ポート１４から流入してくるブローバイガス２８は排気口１５ａ、クリアランス３４、および弁部３１ａと出力ポート１５に挟まれたスペーサ３３ａの隙間を通過して、出力ポート１５から流出する。
出力ポート１５からブローバイガス２８が逆流してくると、ブローバイガス２８がバネ３２の付勢力に抗して逆流防止弁３１を押圧して、逆流防止弁３１が排気口１５ａを閉じる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、この発明に係るソレノイドバルブは、クランクケースから内燃機関吸気側へ流れるブローバイガス還元量を精密に制御できるようにするために、弁体を有するプランジャと、プランジャを摺動可能に収容し、弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、プランジャとプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成するよう構成したので、内燃機関のブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブなどに用いるのに適している。
【図１】
2010023784.tif 000003
【図２】
2010023784.tif 000004
【図３】
2010023784.tif 000005
【図４】
2010023784.tif 000006
【図５】
2010023784.tif 000007
【図６】
2010023784.tif 000008
【図７】
2010023784.tif 000009
【図８】
2010023784.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブおよびソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関内のピストンとシリンダのクリアランスからクランクケース等の内燃機関ブローバイガス滞留部に漏出するブローバイガスは、内燃機関吸気側に還元されて、再びシリンダ内に送られる。
従来、このブローバイガスの還元量は、クランクケースと吸気通路を接続する配管に設置された差圧弁によって制御されていた。差圧弁は、クランクケース内のブローバイガスを、吸気通路負圧を利用して吸気通路に送給するが、その構造上、最適なタイミングと還元量とを制御することは困難であった。さらに、近年の内燃機関では精密な燃焼制御がなされているため、ブローバイガスが不均一に還元されることは望ましくなかった。
【０００３】
そこで、近年では、ブローバイガス還元量を精密に制御するために、差圧弁に代えて、弁体の開放状態を制御することで流量調節が可能なソレノイドバルブが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６８０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のブローバイガス制御装置は以上のように構成されているので、ブローバイガスが含有するオイル等の粘性成分によって、ソレノイドバルブのプランジャがハウジングに固着してしまった。プランジャが固着すると、プランジャに取付けられて流路を開閉している弁体も動作不能になるため、ブローバイガス還元量が制御できなくなってしまうという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、クランクケースから内燃機関吸気側へ流れるブローバイガス還元量を精密に制御できるソレノイドバルブおよびこのソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブは、弁体を有するプランジャと、プランジャを摺動可能に収容し、弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、開弁時にブローバイガスの流れがバルブシート側から弁体に当たって反転する流路を形成し、且つ、プランジャとプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成したものである。
【０００８】
また、この発明に係るブローバイガス制御装置は、内燃機関ブローバイガス滞留部のブローバイガスを内燃機関吸気側に還元する流路に上記に記載のソレノイドバルブを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、開弁時にブローバイガスの流れがバルブシート側から弁体に当たって反転する流路を形成するようにしたので、プランジャとプランジャ収容部への粘性成分の流入が抑制される。また、プランジャと当該プランジャを摺動可能に収容するプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成するようにしたので、プランジャとプランジャ収容部との接触面積が小さくなる。そのため、プランジャとプランジャ収容部とがブローバイガスの粘性成分によって固着して弁部が動作不能に陥ることを防止して、ブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブの構成を示す閉弁時の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブを図１のＡＡ線に沿って切断した開弁時の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブのプランジャとハウジングを図１のＢＢ線に沿って切断した断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブが設置されるブローバイガス制御装置の構成を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブの構成を示す閉弁時の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブを図５のＣＣ線に沿って切断した開弁時の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブが設置されるブローバイガス制御装置の構成を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブの一例の構成を示す開弁時の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るソレノイドバルブ１の構成を示す断面図であり、閉弁時の様子を示す。図２は、図１に示すＡＡ線に沿ってソレノイドバルブ１を切断した断面図であり、開弁時の様子を示す。図１および図２に示すソレノイドバルブ１において、電磁力発生手段としてのコイル２、コイル２の励磁で磁気回路を形成する固定子であるコア３とピン４、ならびにコイル２の励磁で移動する可動子であるプランジャ５がケース６に収容されている。また、磁気回路を構成するヨーク７がケース６を覆うように取付けられている。
【００１２】
ピン４の一端側はコア３の底部に形成した凹部３ａに取付けられ、ピン４の他端側はコア３の底部から突出して付勢手段としてのバネ８をガイドしている。ピン４の下端側とバネ８とは中空のプランジャ５に収容されている。プランジャ５の底部には弁体９が取付けられており、この弁体９の下面にはゴム製の突起部９ａが焼き付けられている。バネ８は、一端がコイル２の底部に、他端がプランジャ５の底部内側にそれぞれ取付けられて、プランジャ５と弁体９とを下方に付勢する。
【００１３】
ケース６には、コイル２に電源を供給するためのコネクタ穴６ａとコネクタピン６ｂが一体で形成されている。このコネクタ穴６ａにはコイル２に通電するための電源コネクタが差し込まれる。
また、ヨーク７には、ソレノイドバルブ１を車体に取付けるための取付座１０が一体で形成され、取付座１０はボルト１１によって車体へ締結される。
【００１４】
ハウジング１２には、プランジャ５を摺動可能に収容するプランジャ収容部１２ａが形成されている。図３は、図１に示すＢＢ線に沿ってプランジャ収容部１２ａとプランジャ５を切断した断面図である。図３に示すように、プランジャ収容部１２ａは多角形断面を有する筒形状であるため、プランジャ収容部１２ａの内面と円筒形状のプランジャ５の外面との間のクリアランス１３は不均一に構成され、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの接触面積が縮小されている。
【００１５】
また、ハウジング１２には、入力ポート１４および出力ポート１５が形成されている。入力ポート１４および出力ポート１５はハウジング１２内部で連通し、その連通路がブローバイガスの流路となる。この流路の途中に、弁体９の突起部９ａが密着するためのバルブシート１７が形成されている。ここでは、入力ポート１４の吸気口１４ａからバルブシート１７までの流路を第１流路１６と呼び、バルブシート１７から出力ポート１５の排気口１５ａまでの流路を第２流路１８と呼ぶこととする。第２流路１８は、プランジャ５の摺動方向と同一の方向にブローバイガスが流れるように形成されている。ハウジング１２の底部には、ハウジング１２の一面をなす底面カバー１９が取付けられている。
【００１６】
次に、ソレノイドバルブ１が適用されるブローバイガス制御装置２０について説明する。図４はソレノイドバルブ１が設置されるブローバイガス制御装置２０の構成を示す説明図である。ブローバイガス制御装置２０は、内燃機関内のピストンとシリンダのクリアランスから漏出するブローバイガス２８が滞留するクランクケース２１（内燃機関ブローバイガス滞留部）と、エアクリーナ２５を通過した新気２７をシリンダに供給する吸気通路２２（内燃機関吸気側）とを備える。吸気通路２２には、新気２７の吸気量を制御するスロットルバルブ２６が設置されている。
【００１７】
第１連通路２３は、スロットルバルブ２６上流側の吸気通路２２とクランクケース２１とを連通する。また、第２連通路２４は、クランクケース２１とスロットルバルブ２６下流側の吸気通路２２とを連通する。第２連通路２４にはソレノイドバルブ１が取付けられ、ソレノイドバルブ１の入力ポート１４がクランクケース２１に連通し、出力ポート１５が吸気通路２２に連通する。
このソレノイドバルブ１が、吸気通路２２の負圧によってクランクケース２１から吸気通路２２へ吸引されるブローバイガス２８の還元量を制御する。第２連通路２４を通ってスロットルバルブ２６下流側の吸気通路２２に吸引されて新気２７に混入したブローバイガス２８は、吸気通路２２を通って不図示のシリンダへ還元される。
【００１８】
次に、ソレノイドバルブ１の動作について図１〜図４を用いて説明する。無通電時には、バネ８の付勢力によってプランジャ５が弁体９と共にバルブシート１７側に移動し、突起部９ａがバルブシート１７に密着して閉弁する。
吸気通路２２負圧時、不図示の電源コネクタからコネクタピン６ｂを介してコイル２に通電されると、コイル２の励磁によってプランジャ５がバネ８の付勢力に抗して弁体９と共に上方に移動して、バルブシート１７を開放する。すると、吸気通路２２の負圧によって、ブローバイガス２８がクランクケース２１から吸引され、第２連通路２４を通ってソレノイドバルブ１の入力ポート１４へ流入する。ブローバイガス２８はそのまま第１流路１６、バルブシート１７、第２流路１８および出力ポート１５を通過して第２連通路２４へ流出し、吸気通路２２へ還元される。
【００１９】
弁体９を吸気通路２２負圧時に開弁するように構成したので、開弁時にはバルブシート１７から流れ出たブローバイガス２８が弁体９に当たって反転して、負圧により第２流路１８へ吸引される。そのため、開弁時には、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａへの粘性成分の流入を小さくすることができる。また、閉弁時には出力ポート１５側からブローバイガスが流れてこなくなるために、粘性成分がクリアランス１３に浸入しにくくなる。
また、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とのクリアランス１３が不均一に構成されて接触面積が小さいことにより、クリアランス１３にブローバイガス２８の粘性成分が浸入しても、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とが接触して固着することを防止できる。そのため、プランジャ５と一体の弁体９が動作不能に陥ることがない。
さらに、バルブシート１７と出力ポート１５の排気口１５ａとを直接接続せず、所定の距離を有する第２流路１８を設けたため、ブローバイガス２８の圧損を低減させることができる。また、この第２流路１８を、プランジャ５の摺動方向と同一の方向に形成したため、開弁時に、クリアランス１３に侵入したブローバイガス２８の粘性成分が吸気通路２２の負圧によって吸引および排出されやすい。
【００２０】
以上のように、実施の形態１によれば、ソレノイドバルブ１を、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの間のクリアランス１３を不均一に形成するように構成した。そのため、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａの接触面積が小さくなり、ブローバイガスに含有する粘性成分によってプランジャ５とプランジャ収容部１２ａとが固着することを防止でき、プランジャ５に取付けられた弁体９が動作不能に陥ることがない。従って、ソレノイドバルブ１がブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
【００２１】
また、ブローバイガス制御装置２０を、クランクケース２１のブローバイガス２８を吸気通路２２に還元する第２連通路２４にソレノイドバルブ１を設置して、ブローバイガス２８の還元量を制御するように構成した。そのため、ブローバイガス制御装置２０を流れるブローバイガス還元量は、ソレノイドバルブ１によって精密に制御されることとなる。
【００２２】
また、実施の形態１によれば、吸気通路２２が負圧の場合に、ソレノイドバルブ１を開弁するように構成した。そのため、弁体９を閉じれば出力ポート１５側からブローバイガス２８が流れてこなくなり、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとのクリアランス１３の粘性成分の浸入を抑制することが可能となる。
【００２３】
なお、上記実施の形態１では、ハウジング１２のプランジャ収容部１２ａを多角形断面を有する筒形状に形成することにより、プランジャ収容部１２ａとプランジャ５とのクリアランス１３を不均一に構成したが、この構成とは反対に、プランジャ収容部１２ａを円筒状に形成し、プランジャ５を多角形断面に形成してもよい。
【００２４】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブ３０の構成を示す断面図であり、ソレノイドバルブ３０の閉弁時の様子を示す。図６は、図５に示すＣＣ線に沿ってソレノイドバルブ３０を切断した断面図であり、ソレノイドバルブ３０の開弁時に逆流防止弁３１が閉弁した様子を示す。図５および図６において図１〜図３と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図５に示すソレノイドバルブ３０において、入力ポート１４は底面カバー１９に形成されている。そして、入力ポート１４の吸気口１４ａには、逆流防止弁３１がソレノイドバルブ３０と一体的に設けられている。
【００２５】
逆流防止弁３１は、吸気口１４ａを閉じる弁部３１ａと、弁部３１ａより小径で、中央が入力ポート１４側に突出する凸形状のガイド部３１ｂとから構成されている。このガイド部３１ｂが吸気口１４ａに遊嵌してガイドとなることで、逆流防止弁３１の取付け構造を安定にしている。また、このガイド部３１ｂの先端部には先細り形状のテーパ部３１ｃが形成されている。逆流防止弁３１を底面カバー１９に取付ける際に、テーパ部３１ｃがガイドとなることにより取付けを容易にする。
【００２６】
バネ３２は、一端が逆流防止弁３１の弁部３１ａ下面に、他端が底面カバー１９の入力ポート１４内壁にそれぞれ取付けられ、逆流防止弁３１をハウジング座面１２ｂ側に付勢する。
ハウジング座面１２ｂには、逆流防止弁３１との間にブローバイガス２８の流路となる所定の間隔を形成するためのスペーサ３３が複数取付けられている。
また、吸気口１４ａ周辺の底面カバー１９には、逆流防止弁収容部１２ｃが形成されている。この逆流防止弁収容部１２ｃと逆流防止弁３１の弁部３１ａ外周面との間には所定幅のクリアランス３４が設けられている。
【００２７】
図７は、この発明の実施の形態２に係るソレノイドバルブ３０が設置されるブローバイガス制御装置２０の構成を示す説明図である。図４に示すように、上記実施の形態１ではソレノイドバルブ１を用いてブローバイガス２８の還元量を制御する構成であったが、本実施の形態ではソレノイドバルブ１に代えて、逆流防止弁３１を一体的に備えたソレノイドバルブ３０を用いる。
【００２８】
ソレノイドバルブ３０の無通電時、図５に示すように弁体９がバルブシート１７に密着して閉弁する。逆流防止弁３１は、図５に示すようにバネ３２の付勢力によって吸気口１４ａを開放してハウジング座面１２ｂ側へ移動し、弁部３１ａの上面がスペーサ３３に当接する。ブローバイガス２８は、クリアランス３４およびスペーサ３３の隙間を通ってバルブシート１７側へ流れていく。
ソレノイドバルブ３０の通電時、バルブシート１７が開放されると、入力ポート１４から正流のブローバイガス２８が流入し、開弁している逆流防止弁３１のクリアランス３４およびスペーサ３３の隙間を通ってバルブシート１７側へ流れていく。
【００２９】
このとき、逆流防止弁３１のテーパ部３１ｃにより、逆流防止弁３１の流体抵抗を低減して、ブローバイガス２８の圧損を低減することができる。また、スペーサ３３により、逆流防止弁３１とハウジング座面１２ｂとの間に最適な間隔の流路が形成されるため、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。さらに、クリアランス３４の形状を最適にすることにより、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の流れをスムーズにして圧損を低減することができる。
また、スペーサ３３と弁部３１ａの接地面積が小さいことにより、ブローバイガス２８の粘性成分によって逆流防止弁３１とスペーサ３３とが固着することを防止できる。
【００３０】
吸気通路２２内の負圧が減少した場合、吸気通路２２からクランクケース２１へ、ブローバイガス２８が第２連通路２４を逆流する。このような逆流発生時には、逆流防止弁３１の弁部３１ａ上面側の第１流路１６とガイド部３１ｂ側の入力ポート１４とで大きな圧力差が発生することにより、図６に示すように逆流防止弁３１がバネ３２の付勢力に抗して迅速に吸気口１４ａを閉じる。その結果、ブローバイガス２８がブローバイガス制御装置２０全体を逆流することを防止でき、ブローバイガス制御装置２０のブローバイガス還元量制御に支障をきたす恐れがない。
【００３１】
以上のように、実施の形態２によれば、ソレノイドバルブ３０のプランジャ５とプランジャ収容部１２ａとの間のクリアランス１３を不均一に形成すると共に、第１流路１６に、吸気通路２２が負圧の場合に閉弁する逆流防止弁３１を設けるように構成した。そのため、プランジャ５とプランジャ収容部１２ａとが固着して弁体９が動作不能に陥ることを防止すると共に、ブローバイガス２８がブローバイガス制御装置２０全体を逆流することを防止できる。この結果、ソレノイドバルブ３０がブローバイガス還元量を精密に制御することが可能となる。
また、ブローバイガス制御装置２０の第２連通路２４にソレノイドバルブ３０を設置することにより、ブローバイガス制御装置２０を流れるブローバイガス還元量が精密に制御されることとなる。
【００３２】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１は、正常時に開弁し、吸気通路２２の負圧が減少した場合に閉弁する構成とした。開弁時には逆流防止弁３１とスペーサ３３とは流路を確保するための最低限の接地でよい、即ちブローバイガス２８の粘性成分により接着される面積を少なくすることができるため、逆流防止弁３１がスペーサ３３に固着することを防止できる。
【００３３】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１をソレノイドバルブ３０内に一体的に設けることにより、構造全体を小型化することが可能となり、また車体への取付けを簡略化することも可能となる。
【００３４】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の逆流するブローバイガス２８を受ける弁部３１ａの端面と、この端面と対面するハウジング座面１２ｂとの間に所定の間隔を形成するスペーサ３３を設置するように構成した。そのため、逆流防止弁３１とハウジング座面１２ｂとの間に最適な間隔の流路が形成されて、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。
【００３５】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の外周と逆流防止弁収容部１２ｃとの間にクリアランス３４を形成するように構成した。そのため、クリアランス３４の形状を最適にすることにより、逆流防止弁３１の開弁時に入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の流れをスムーズにして圧損を低減することができる。
【００３６】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１の、正流のブローバイガス２８を受ける側に、中央部が突出した凸形状のガイド部３１ｂを形成するように構成した。そのため、ガイド部３１ｂが吸気口１４ａに遊嵌してガイドとなることで、逆流防止弁３１の取付け構造を安定にすることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態２によれば、逆流防止弁３１のガイド部３１ｂの先端部を先細り形状のテーパ部３１ｃに形成するように構成した。そのため、逆流防止弁３１の流体抵抗を低減して、入力ポート１４から流入するブローバイガス２８の圧損を低減することができる。また、逆流防止弁３１を底面カバー１９に取付ける際にテーパ部３１ｃがガイドとなることにより、組付け性を向上させることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態２では、逆流防止弁３１開弁時に弁部３１ａと対面する位置のハウジングにスペーサ３３を形成する構成としたが、逆流防止弁３１の弁部３１ａにスペーサ３３を形成する構成であってもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態２では、逆流防止弁３１をバルブシート１７より流入側、即ち第１流路１６に設けて、入力ポート１４を閉じる構成であったが、図８に示すように逆流防止弁３１をバルブシート１７より流出側、即ち第２流路１８に設けて、出力ポート１５を閉じる構成であってもよい。この構成の場合でも、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
この構成の一例を図８に示す。なお、図８ではソレノイドバルブの電磁力発生手段周辺の構成は概略のみ示し、図５と同一または相当の部分については同一の符号を付す。
図８において、逆流防止弁３１は、出力ポート１５に形成された逆流防止弁収容部１５ｂに設置され、排気口１５ａを開閉する。この逆流防止弁３１では、弁部３１ａの出力ポート１５側の面に、凸形状のスペーサ３３ａが複数形成されている。また、弁部３１ａの外周面と逆流防止弁収容部１５ｂとの間にはクリアランス３４が形成されている。
【００４１】
逆流防止弁３１は、バネ３２の付勢力によって排気口１５ａを開放しており、入力ポート１４から流入してくるブローバイガス２８は排気口１５ａ、クリアランス３４、および弁部３１ａと出力ポート１５に挟まれたスペーサ３３ａの隙間を通過して、出力ポート１５から流出する。
出力ポート１５からブローバイガス２８が逆流してくると、ブローバイガス２８がバネ３２の付勢力に抗して逆流防止弁３１を押圧して、逆流防止弁３１が排気口１５ａを閉じる。
【００４２】
以上のように、この発明に係るソレノイドバルブは、クランクケースから内燃機関吸気側へ流れるブローバイガス還元量を精密に制御できるようにするために、弁体を有するプランジャと、プランジャを摺動可能に収容し、弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、プランジャとプランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成するよう構成したので、内燃機関のブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブなどに用いるのに適している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローバイガス還元量を制御するソレノイドバルブであって、
弁体を有するプランジャと、
前記プランジャを摺動可能に収容し、前記弁体が接離するバルブシートを有するプランジャ収容部と、
前記プランジャを付勢手段に抗して作動させる電磁力発生手段とを備え、
開弁時にブローバイガスの流れが前記バルブシート側から前記弁体に当たって反転する流路を形成し、且つ、前記プランジャと前記プランジャ収容部との間のクリアランスを不均一に形成したことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
ブローバイガス流路を開閉するソレノイドバルブと一体に、内燃機関吸気側負圧が減少した場合に閉弁する逆流防止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
逆流防止弁の逆流するブローバイガスを受ける端面と、当該端面と対面するブローバイガス流路に形成された座面との間に所定の間隔を形成するスペーサを設置したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】
逆流防止弁の外周とブローバイガス流路との間にクリアランスを形成したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項５】
逆流防止弁の、正流のブローバイガスを受ける端面を、中央部が突出した凸形状に形成したことを特徴とする請求項２記載のソレノイドバルブ。
【請求項６】
逆流防止弁の凸形状の先端部は先細り形状であることを特徴とする請求項５記載のソレノイドバルブ。
【請求項７】
内燃機関ブローバイガス滞留部のブローバイガスを内燃機関吸気側に還元する流路に請求項１記載のソレノイドバルブを備えたブローバイガス制御装置。
【国際調査報告】
2010023784.tif 000011
2010023784.tif 000012
2010023784.tif 000013
2010023784.tif 000014