(57)【要約】【課題】クランクケース内圧をより適性に調整することにより、クランクケース内圧に起因するポンピングロスを低減し、出力向上、燃費の向上を実現することができる負圧維持手段のセッティング方法を提供すること。【解決手段】負圧維持手段のセッティング方法は、クランクケースにガスを供給するガス供給経路を塞ぐステップと、ガス供給経路を塞いだ状態でクランクケース内の圧力を測定するステップと、を順次実行し、測定した測定圧が負圧であった場合に、測定圧と大気圧との間の所定圧となるように負圧維持手段を装着するステップを実行する。【選択図】図４
2011001911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室を構成するシリンダーヘッドと、
該シリンダーヘッドと連通し、前記燃焼室に空気を導入する吸気経路と、
該シリンダーヘッドと連通して燃焼後の排ガスを排気する排気経路と、
該シリンダーヘッドと連通する中空のシリンダーと、
該シリンダー内を往復動作するピストンと、
該ピストンと連結されて内燃機関のクランクケース内で回転するクランクと、
該クランクケース内部と前記吸気経路とに連通構成され、該クランクケース内の内部ガスを該吸気経路に向けて循環させる循環経路と、
該循環経路から前記燃焼室に向けてのガスの供給流量を調整するガス循環調整弁と、
前記クランクケースにガスを供給するガス供給経路と、を有するエンジンに、前記クランクケース内の圧力を大気圧未満に維持するための負圧維持手段をセッティングする負圧維持手段のセッティング方法であって、
前記ガス供給経路を塞ぐステップと、
前記ガス供給経路を塞いだ状態で前記クランクケース内の圧力を測定するステップと、を順次実行し、
前記測定した測定圧が負圧であった場合に、前記クランクケースの内圧が該測定圧と大気圧との間の所定圧となるように前記負圧維持手段を前記ガス供給経路に装着するステップを実行する、負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項２】
前記負圧維持手段を装着するステップの後に、
前記エンジンの駆動音を確認するステップと、
前記エンジンの駆動音に通常の走行時と異なる異常音がある場合に、前記クランクケース内の圧力が前記所定圧よりも高くなるように前記負圧維持手段を再装着するステップと、を実行する、請求項１に記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項３】
前記所定圧は、−２５０ｍｍＨｇ以上大気圧未満の範囲内である、請求項１又は請求項２に記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項４】
前記所定圧は、−１５０ｍｍＨｇ以上−１００ｍｍＨｇ以下の範囲内である、請求項１又は請求項２に記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項５】
前記クランクケース内の圧力を測定するステップは、該クランクケース内のオイル量を計測するためのオイルレベルゲージに代えて圧力測定器を装着して、該圧力測定器によって該クランクケース内の圧力を測定するステップである、請求項１から請求項４のいずれかに記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項６】
前記所定圧は、前記ピストンの外壁と前記シリンダーの内壁との緊密度に応じて設定される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項７】
前記所定圧は、前記エンジンを搭載した車両の走行距離に基づいて設定される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【請求項８】
前記ガス供給経路は、該ガス供給経路に空気を供給するエアタンクと前記クランクケースとを繋ぐベンチレーションホースである、請求項１から請求項７のいずれかに記載の負圧維持手段のセッティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクケース内の圧力を負圧に維持するための負圧維持手段のセッティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンにはブローバイガスの循環装置が使用されている。このブローバイガスは、エンジンの燃焼室からピストン（より具体的には、ピストンリング。）とシリンダーとの隙間を介してクランクケース内部へと漏れ出した生ガス（燃焼前又は燃焼不完全なガス。）であり、窒素酸化物等を多く含んでいる。
【０００３】
このブローバイガスの循環装置は、ブローバイガスをエンジンの吸気経路へと循環させ、再度燃焼室へと導入することにより、燃焼されないまま大気放出される生ガスを減少させ、結果的に燃費の向上やクリーンな排気ガスを実現している。このような、ブローバイガスの循環装置としてのＰＣＶバルブは、既に多数の提案がされている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載のＰＣＶバルブは、エンジン体内に発生するブローバイガスを吸気通路内に排出するブローバスガス排出通路に設けられたバルブケースと、バルブケース内のブローバイガス流通路内に移動可能に設けられかつ入口側圧力と出口側圧力との差圧に応じて移動することによりブローバイガスを調量するバルブ体と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＣＶバルブは、その入口側と出口側との差圧によりブローバイガス流量を制御するように構成されており、出口側（供給経路側）の圧力が低く入口側（クランクケース側）の圧力が高い場合に、クランクケース内から吸気経路内へブローバイガスを供給する。また、ＰＣＶバルブはワンウェイバルブであり、吸気経路からクランクケースに向けてガスが通過しないように構成されている。
【０００７】
このようなＰＣＶバルブを有するエンジンにおいてアクセルが操作されると、スロットルバルブが開き、吸気経路を介して空気及び燃料がエンジンに供給され、ピストンの上下移動によって、エンジンの運転が行われる。スロットルバルブは、アクセルの操作量に応じて開閉角度が変化するように構成されており、アクセルの操作量が大きい程エンジンに向けて多くの空気を供給する。また、このときＰＣＶバルブの出口側（吸気経路側）は、スロットルバルブを介して空気が供給されており、その圧力が比較的高いため、ＰＣＶバルブを介してクランクケースから吸気経路に向けてブローバイガスが通過しない。
【０００８】
一方、アクセル操作が停止されると、スロットルバルブが閉まり、エアクリーナーからクランクケースに向けての空気の供給が停止するが、ピストンは回転駆動を続ける。このとき、ＰＣＶバルブの出口側（吸気経路側）は、スロットルバルブを介しての空気の供給が停止しており、その圧力が比較的低いため、ＰＣＶバルブを介して吸気経路にブローバイガスが供給され、供給されたブローバイガスが燃焼室に供給される。
【０００９】
このとき、空気供給経路からクランクケースに空気が供給され、クランクケース内の圧力は常に大気圧を維持しようとする。クランクケース内の圧力が大気圧に近い状態であると、ＰＣＶバルブの入口側（クランクケース側）が出口側（吸気経路側）よりも圧力が高いため、クランクケース内のブローバイガスがＰＣＶバルブを介して燃焼室に供給され続ける。燃焼室に供給されたブローバイガスは、ピストンの圧縮工程における抵抗となり、エンジンブレーキが発生する。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、クランクケース内圧をより適切な状態に調整する負圧維持手段のセッティング方法に関し、クランクケース内圧を適切な状態に調整して、燃費効率の向上を実現することができる負圧維持手段のセッティング方法を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての負圧維持手段のセッティング方法は、内燃機関の燃焼室を構成するシリンダーヘッドと、シリンダーヘッドと連通し、燃焼室に空気を導入する吸気経路と、シリンダーヘッドと連通して燃焼後の排ガスを排気する排気経路と、シリンダーヘッドと連通する中空のシリンダーと、シリンダー内を往復動作するピストンと、ピストンと連結されて内燃機関のクランクケース内で回転するクランクと、クランクケース内部と吸気経路とに連通構成され、クランクケース内の内部ガスを吸気経路に向けて循環させる循環経路と、循環経路から燃焼室に向けてのガスの供給流量を調整するガス循環調整弁と、クランクケースにガスを供給するガス供給経路と、を有するエンジンに、クランクケース内の圧力を大気圧未満に維持するための負圧維持手段をセッティングする負圧維持手段のセッティング方法であって、ガス供給経路を塞ぐステップと、ガス供給経路を塞いだ状態でクランクケース内の圧力を測定するステップと、を順次実行し、測定した測定圧が負圧であった場合に、クランクケース内の圧力が測定圧と大気圧との間の所定圧となるように負圧維持手段をガス供給経路に装着するステップを実行する。
【００１２】
負圧維持手段は、クランクケースにガスを供給するガス供給経路に装着される。まず、負圧維持手段が装着されるガス供給経路を塞ぐステップを実行する。ガス供給経路を塞ぐことにより、ガス供給経路とクランクケースとの連通が遮断される。ガス供給経路を塞ぐステップは、ガスの供給経路に部材を詰めてガスの通過を遮断したり、作業者の指等でガスの供給経路を塞ぐことにより実行することができる。
【００１３】
次いで、ガス供給経路を塞いだ状態でクランクケース内の圧力を測定するステップを実行する。クランクケース内の圧力を測定するステップは、例えば、クランクケースの壁面を貫通させて装着した圧力測定器によって測定することができる。そして、クランクケース内の圧力が負圧であった場合に、測定圧と大気圧との間の所定圧となるように負圧維持手段を装着するステップを実行する。
【００１４】
所定圧とは、測定圧と大気圧との間の圧力値であり、一定の範囲を有する圧力値であってもよい。また、クランクケース内の圧力が所定圧となるように負圧維持手段を装着するとは、クランクケース内の圧力が所定圧となるように負圧維持手段を選択して装着することや、クランクケース内の圧力が所定圧となるように負圧維持手段の取付態様（例えば、設置角度等）を調整して装着することが含まれ、負圧維持手段を装着した結果、クランクケース内の圧力が所定圧となるように負圧維持手段を装着することである。
【００１５】
クランクケースは循環経路と連通しており、クランクケース内のガスは循環経路に流入する。ガス供給経路が塞がれた状態では、ガス供給経路を介してクランクケース内部へガスが供給されないが、循環経路を介してクランクケース内部から外部へガスが排出されるため、ガス供給経路以外の部分からクランクケース内にガスが流入しない場合には、クランクケース内のガス量は低下する。ガス供給経路が塞がれた状態においてクランクケース内の圧力が負圧になる場合は、ガス供給経路以外の部分からクランクケース内にガスが流入し難い状態であり、ガス供給経路に負圧維持手段を装着することによってクランクケース内を負圧に維持することができる。
【００１６】
一方、ガス供給経路が塞がれた状態においてクランクケース内の圧力が負圧にならない場合は、ガス供給経路以外の部分からクランクケース内にガスが流入し易い状態であり、クランクケース内を負圧に維持し難いと考えられる。具体的には、例えばピストンとシリンダーとのクリアランスが大きい状態であり、このような状態においてクランクケースを負圧にしようとしても、燃焼室からクランクケース内に流入するブローバイガスが増えて、クランクケースを負圧に維持し難い。更に、クランクケース内に流入するブローバイガスが増えることにより、却って燃費効率を低下させることとなる。
【００１７】
また、クランクケース内の圧力が負圧にならない他の要因としては、過度のオイル漏れ、ホースやパッキンの硬化及び劣化、オイルスラッジの堆積、過度なコンプレッションの低下、及びブローバイガスを吸気経路に循環させるための循環経路又はガス循環調整弁を備えていない場合が考えられる。このような要因がある場合においてクランクケースを負圧にしようとしても、要因の悪化等の悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１８】
したがって、ガス供給経路を塞いだ状態でクランクケース内の圧力が負圧になるか否かに応じて、負圧維持手段を装着するか否かを適宜判断することにより、エンジンの状態に応じて負圧維持手段を適切に取り付けることができる。更に、負圧維持手段を装着することによる不具合を未然に防ぐことが可能となる。
【００１９】
このようにして装着された負圧維持手段を用いてクランクケース内の圧力を負圧に維持することにより、クランクケース内の内部ガスの圧力によるピストンの膨張移動への悪影響を低減することができる。したがって、ピストンの膨張移動がスムーズに行われ、内燃機関運転の各工程におけるエネルギーや速度のバラツキを低減することができ、ポンピングロスの殆どない運転を実現することができる。その結果、出力の向上及び燃費の向上を実現することができ、ひいては環境適性に優れた燃焼を実現することができる。
【００２０】
更に、内燃機関と電気モータとを備えるハイブリッドシステムにおいて、内燃機関のクランクケースを負圧に維持することにより、回生ブレーキによる発電量を増大させることができる。アクセル操作停止した際においてクランクケー内の圧力が負圧であると、クランクケースに供給されるブローバイガス量が少なくなり、ガスの圧縮エネルギーを温存することができる。よって、モータに与える回転エネルギーの減衰を抑制し、モータによる発電量を向上させて、燃費を向上させることが可能となる。
【００２１】
また負圧維持手段は、クランクケース内圧を実質的に負圧に維持することが可能な手段であればよいが、ピストンの動作によってクランクケース内の実質的な容積が変化するいずれの瞬間においても常に負圧状態を維持するもののみならず、ある瞬間においてクランクケース内が正圧状態となったとしても、それを負圧状態に回復すべく機能するものをも含む概念である。なお、ガス供給経路によってクランクケースに供給するガスとは、空気を含む気体全般を概念している。
【００２２】
また、負圧維持手段を装着するステップの後に、エンジンの駆動音を確認するステップと、エンジンの駆動音に通常の走行時と異なる異常音がある場合に、クランクケース内の圧力を所定圧よりも高くなるように負圧維持手段を再装着するステップと、を実行することが望ましい。
【００２３】
負圧維持手段を装着することによって、クランクケース内の圧力を所定圧（負圧）にすることができるが、クランクケース内の圧力が負圧になり過ぎる（過負圧になる）と、クランクケースを構成するパッキンやシール等を介してクランクケース内にガスが漏れ入ることがある。このパッキン等を介してクランクケース内にガスが漏れ入ると、通常のエンジン駆動音とは異なる音（以下、異常音とする。）が発生する。したがって、負圧維持手段を装着した後に、エンジンの駆動音を確認し、異常音の有無に基づいてクランクケースが過負圧であるか否かを判定することができる。
【００２４】
各クランクケースに適した所定圧は、個々のエンジンによって異なるものであり、画一的に圧力値のみに基づいてクランクケースが過負圧であるか否かを判定することは困難な場合がある。しかしエンジンの駆動音を確認することにより、クランクケースが適した負圧状態であるか、過度の負圧状態であるかを判定することが可能となる。
【００２５】
また、クランクケース内が過負圧であることによる異常音は、クランクケース内の過負圧状態を解除すること（例えば、クランクケース内を大気圧にすること）によって解消することができる。過負圧状態の解除は、例えば、クランクケース内のオイル量を測定するオイルレベルゲージを外したり、オイルを注入するオイル注入口を塞いでいる蓋部を開放したりすることによって行うことができ、オイルレベルゲージ等を外すことによりクランクケース内に空気が流入し、クランクケース内の圧力が大気圧となる。そして、クランクケース内の過負圧状態を解除することにより異常音が止んだ場合には、異常音の発生がクランクケース内の圧力状態によるものであると判断することができる。
【００２６】
また、所定圧は、−２５０ｍｍＨｇ以上大気圧未満の範囲内としてもよい。負圧維持手段を装着してクランクケース内の圧力が負圧になると、クランクケース内へのブローバイガスの流入量を低減して、出力の向上及び燃費の向上を図ることができる。しかし、クランクケース内が過負圧になると、ピストンとシリンダーの隙間を介して燃焼室からクランクケースへ燃料ガスが流入し、燃費の低下を招くおそれがある。また、燃料ガスがクランクケース内に流入すると、クランクケース内のエンジンオイルが燃料ガスと接触して、エンジンオイルが劣化することとなる。
【００２７】
本出願人が、後述する実施例において種々実験を繰り返した結果、クランクケース内の圧力が−２５０ｍｍＨｇ（５１０ｍｍＨｇ）以上大気圧（７６０ｍｍＨｇ）未満の状態では、クランクケースの過負圧による燃費の低下等の不具合を防止し、出力の向上及び燃費の向上を実現することができることがわかった。
【００２８】
また、所定圧は、−１５０ｍｍＨｇ以上−１００ｍｍＨｇ以下の範囲内としてもよい。前述のように、負圧維持手段を装着してクランクケース内の圧力が負圧になると、ピストン運動における上死点から下死点への移動がスムーズになり、ポンピングロスが低減され、出力の向上及び燃費の向上が実現される。しかし、負圧維持手段を装着する前後において圧力の変化が比較的少ないと、ポンピングロスの低減等が比較的少なく、出力の向上及び燃費の向上が把握され難いことがある。実施例において、所定圧が−１００ｍｍＨｇ（６６０ｍｍＨｇ）より高い場合には、出力の向上及び燃費の向上が把握され難いことがわかった。
【００２９】
また、実施例においてクランクケース内の圧力が−１５０ｍｍＨｇ（６１０ｍｍＨｇ）よりも低いと、クランクケースの過負圧による燃費の低下を低減できるが、エンジンの異常音が発生する場合があることがわかった。この異常音の発生は、クランクケースの内圧が−２５０ｍｍＨｇから−１５０ｍｍＨｇまでの場合に多く発生している。すなわち、所定圧を−１５０ｍｍＨｇ以上−１００ｍｍＨｇ以下の範囲内とすることにより、エンジンの異常音を低減しつつ出力の向上及び燃費の向上を図ることができる。
【００３０】
また、クランクケース内の圧力を測定するステップは、クランクケース内のオイル量を計測するためのオイルレベルゲージに代えて圧力測定器を装着して、圧力測定器によってクランクケース内の圧力を測定するステップであることが望ましい。
【００３１】
オイルレベルゲージに代えて圧力測定器を装着して、クランクケース内の圧力を測定することにより、新たに圧力測定器を取り付ける部材を設けたり圧力測定器を装着するための設計変更をしたりすることなく、容易にクランクケース内の圧力を測定することが可能となる。
【００３２】
また、所定圧は、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との緊密度に応じて設定されるように構成してもよい。ピストンの外壁とシリンダーの内壁との緊密度によって、燃焼室からクランクケース内に流入するガス量が異なる。例えば、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との緊密度が低い場合には、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との隙間が比較的大きく、この隙間を介して燃焼室からクランクケース内へガスが流入することとなる。
【００３３】
一方、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との緊密度が高い場合には、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との隙間が比較的小さく、この隙間を介して燃焼室からクランクケース内へ流入するガスは少ない。このように、ピストンの外壁とシリンダーの内壁との緊密度に応じて燃焼室からクランクケースへ流入するガス量が異なるため、緊密度に応じて所定圧を設定することが望ましい。なお、ピストンの外壁とは、実質的にはピストンリングの外壁であることを含む。
【００３４】
例えば、シリンダーの材質やエンジンの劣化状態に基づいて緊密度が異なるため、シリンダーの材質等に基づいて緊密度を高、中、及び低の三段階で判定し、緊密度の段階に応じて所定圧を設定することができる。具体的には、シリンダーの材質が鉄製の場合は、ピストンの外壁とシリンダーの内壁とのクリアランスが比較的大きい。よって緊密度が低であるとして、所定圧を設定する。また、シリンダーの表面にアルミメッキ加工が施されている場合は、ピストンの外壁とシリンダーの内壁とのクリアランスが比較的小さい。よって緊密度が高であるとして、所定圧を設定する。
【００３５】
なお、緊密度とは、クランクケースの密閉度に対応しており、緊密度が高いほど密閉度が高く燃焼室とクランクケースとの間におけるガスの出入りが少ない状態であり、緊密度が低いほど密閉度が低く燃焼室とクランクケースとの間におけるガスの出入りが多い状態である。
【００３６】
具体的には、例えば、シリンダーとピストンとのクリアランスが７０／１０００〜９０／１０００の場合には、緊密度が低であるとして所定圧を−１００ｍｍＨｇ（６６０ｍｍＨｇ）とする。また、シリンダーとピストンとのクリアランスが３５／１０００の場合には、緊密度が高であるとして、所定圧を−２００ｍｍＨｇ（５６０ｍｍＨｇ）とする。
【００３７】
また、所定圧は、エンジンを搭載した車両の走行距離に基づいて設定されるように構成してもよい。車両の走行距離によってもクランクケース内の密閉度が変化するため、走行距離に基づいて所定圧を設定することにより、クランクケース内をエンジンの状態に適した所定圧に維持することができる。
【００３８】
具体的には、例えば、走行距離が比較的短い車（例えば新車）は、クランクケースの密閉度が比較的高く、所定圧を高く設定することができる。また、走行距離が５万ｋｍから１０万ｋｍまでの車では、エンジン内のパッキン、シール等が劣化していることがあり、新車時と比較してクランクケース内の密閉度が低くなる。よって、所定圧は、新車時と比較して低く設定することが望ましい。加えて、走行距離が１０万ｋｍを超えると、エンジン内のパッキン、シール等の劣化の度合いが高くなり、クランクケース内の密閉度が更に低くなる傾向にある。よって、所定圧を更に低く設定することが望ましい。
【００３９】
また、走行距離によってクランクケースの密閉度が変化するため、走行距離に応じて負圧維持手段の装着状態を変化させてクランクケース内の圧力を適宜調整することができる。例えば、新車時には、クランクケース内の圧力が−２５０ｍｍＨｇ〜−２００ｍｍＨｇの範囲内となるように負圧維持手段を装着し、走行距離が５万ｋｍを超えたらクランクケース内の圧力が−２００ｍｍＨｇ〜−１００ｍｍＨｇの範囲内となるように負圧維持手段を再装着する。このように、走行距離に応じてクランクケース内の圧力を変えることにより、エンジンの状態に適した態様で効果的に負圧維持手段を用いることができる。
【００４０】
なお、クランクケース内の圧力を変化させる方法としては、例えば、負圧維持手段の構造や形状を変化させて、負圧維持手段を介して通過するガス量を変化させる方法を例示できる。
【００４１】
また、負圧維持手段の構成としては、例えば、一方向のみに流体を通過させて、逆方向に流体を通過させない逆流防止手段であってもよい。逆流防止手段とは、典型的には逆流防止弁（ワンウェイバルブ）を含んで概念される。もちろん、負圧維持手段としては逆流防止手段のみならず、クランクケース内の内部ガスを積極的に排出するポンプやモーター等の駆動手段であっても構わないし、これらの駆動手段と逆流防止手段とを組み合わせて用いても構わない。
【００４２】
更に、負圧維持手段の他の構成としては、ガス供給経路に接続するためのアウターケースと、アウターケースに内包され、かつ第１位置と第２位置との間を移動し、第１位置においてクランクケースへのガスの供給を制限し、第２位置において制限方向と逆方向へのガスの通過を許容するように構成されたインナーバルブと、を有する負圧維持手段を例示できる。この負圧維持手段のインナーバルブは、インナーバルブが第１位置にある状態において、クランクケースに向けてガスを通過させるための穴部が形成されている。
【００４３】
インナーバルブが第１位置にある状態においては、インナーバルブの穴部を介してのみガスを通過させて、クランクケースに向けてのガスの供給を制限することができる。また、インナーバルブの穴部の形状や大きさを変えることによってクランクケースに供給するガス量を調整することが可能となる。また、クランクケースにガスを供給する方向と逆方向に向かうガスの通過を許容するため、クランクケース内の圧力が高くなった場合にクランクケースから効率よくガスを排出することが可能となる。
【００４４】
また、負圧維持手段を装着するガス供給経路は、ガス供給経路に空気を供給するエアタンクとクランクケースと繋ぐベンチレーションホースであってもよい。ベンチレーションホースに負圧維持手段を装着することにより、新たにガス供給経路を設置することなく、従来のエンジンにあるベンチレーションホースを用いて、クランクケース内を負圧に維持することができる。従来のエンジンに別途ガス供給経路を設ける構成と比較して、負圧維持手段を後付けすることができ、負圧維持手段を簡易に装着することができる。
【００４５】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る負圧維持手段のセッティング方法によれば、各エンジンに対応して負圧維持手段を適切に装着して、負圧維持手段によってクランクケース内を負圧に維持することが可能となる。クランクケース内を負圧に維持することにより、いわゆるポンピングロスを低減することができ、その結果、内燃機関の出力向上、燃費向上、ひいては環境適性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンシステムの全体構成の概略を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すエンジンシステムに用いられる負圧維持手段である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示す負圧維持手段のＡ−Ａ断面図である。
【図４】負圧維持手段の装着可否判断手順を示すフローチャートである。
【図５】負圧維持手段の装着調整手順を示すフローチャートである。
【図６】変形例１に係る負圧維持手段を示す概略構成図である。
【図７】変形例２に係る負圧維持手段を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施の形態１に係る循環装置を有するエンジンシステムＳについて、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンシステムＳの全体構成の概略を示す概略構成図である。このエンジンシステムＳは、エアタンクとしてのエアクリーナー２、スロットルバルブ８、及び本体としてのエンジン（内燃機関）１０を有して大略構成されている。なお、これらエアクリーナー２、スロットルバルブ８はいずれもエンジン１０の吸気経路１２の途中に配置され、吸気経路１２の一部を構成している。また、エアクリーナー２とクランクケース２４は、ガス供給経路としての空気供給経路１５の途中に配置され、空気供給経路１５の一部を構成している。
【００４９】
なお、実施の形態においては、空気供給経路１５を介してクランクケース２４に供給するガス及びクランクケース２４から空気供給経路１５に流入するガスについて、ブローバイガス１１と区別するため空気として説明するが、空気以外のガス（気体）も含む概念である。
【００５０】
エアクリーナー２は、エンジン１０に供給するための空気（外気）を清浄化するためのもので、外気取入口２ａから取り入れた空気３を通過させるためのエアフィルター２ｂを有し、エアフィルター２ｂ通過後の空気３を吸気経路１２及び空気供給経路１５へと送るようになっている。吸気経路１２に供給された空気は、混合器８によって燃料供給装置（不図示）から供給される燃料と混合される。
【００５１】
スロットルバルブ８は、エアクリーナー２とエンジン１０の燃焼室２６との間であって吸気経路１２内に配置されている。スロットルバルブ８は、アクセルの操作量に応じてエンジンに供給する空気量を調整するように構成されており、このスロットルバルブ８によって調整された空気量に応じて燃料供給装置（図示せず）から相応の燃料が供給されるように構成されている。
【００５２】
エンジン１０は、燃料ガス３ａを燃焼させ、排ガス３ｂを排気することにより、燃焼爆発による動力を出力するための機関であり、吸気経路１２、排気経路１４、循環経路１３、空気供給経路１５、シリンダーヘッド１６、シリンダー１８、ピストン２０、クランク２２、クランクケース２４、空気流量調整バルブ（負圧維持手段）４０、及びガス循環調整弁としての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）２８を有して大略構成されている。
【００５３】
吸気経路１２は、空気３又は燃料ガス３ａを燃焼室２６へと導くための経路であり、エアクリーナー２、サージタンク６、混合器８を各々接続して構成されている。吸気行程におけるピストン２０の膨張移動（図１中の下方（−Ｙ方向）への移動）に伴って、吸気経路１２を介して空気（外気）３が燃焼室２６内へと吸入されるようになっている。
【００５４】
循環経路１３は、燃焼室２６からクランクケース２４に流入した未燃焼ガスを再度燃焼室に導くための経路である。循環経路１３の一端はクランクケース２４に連通して接続されており、他端は吸気経路１２に連通して接続されている。未燃焼ガスとは、燃焼室２６内の燃料ガス３の一部がクランクケース２４内へと漏れ出した未燃焼又は不完全燃焼の燃料ガス３ａのことであり、ブローバイガス１１と呼ばれている。
【００５５】
循環経路１３には、クランクケース２４内のブローバイガス１１を強制的に吸気し、流量を調整しつつ吸気経路１２に供給するＰＣＶバルブ２８が設けられている。ＰＣＶバルブ２８は、その入口側と出口側との差圧によりブローバイガス流量を制御するように構成されており、出口側（供給経路側）の圧力が低く入口側（クランクケース側）の圧力が高い場合に、クランクケース２４内から吸気経路１２内へブローバイガスを供給する。また、ＰＣＶバルブ２８はワンウェイバルブであり、吸気経路１２からクランクケース２４に向けてガスが通過しないように構成されている。
【００５６】
空気供給経路１５は、クランクケース２４とエアクリーナー２とを繋ぐベンチレーションホースによって構成されており、エアクリーナー２内の空気をクランクケース２４に向けて導く経路である。空気供給経路１５には、クランクケース２４に導く空気の流量を制限するための空気流量調整バルブ４０が装着されている。空気流量調整バルブ４０は、エアクリーナー２からクランクケース２４側に向かう第１方向（図３に示すＸ方向）への空気の通過を制限し、クランクケース２４からエアクリーナー２側に向かう第２方向（図示する−Ｘ方向）への空気の通過を許容する。この空気流量調整バルブ４０については後述する。
【００５７】
排気経路１４は、燃焼室２６での燃焼後の排ガス３ｂを外部に向けて排出するための経路である。排気経路１４には、図示しない触媒装置や消音器等が接続され、排ガス３ｂが浄化及び消音された上で大気放出されるようになっている。
【００５８】
シリンダーヘッド１６は、エンジン１０の燃焼室２６の一部を構成する部材であり、シリンダー１８の上部に配置される。そのシリンダーヘッド１６には、吸気経路１２及び排気経路１４が接続されており、各々吸気バルブ、排気バルブを介して燃料ガス３ａの吸気、排ガス３ｂの排気を実現している。
【００５９】
シリンダー１８は、略中空円筒状に構成された部材であり、その中空部内をピストン２０が上下移動（±Ｙ方向）することにより、エンジン１０の運転が行われる。例えば、４サイクルエンジンの場合、吸気行程−圧縮行程−燃焼行程（膨張行程、爆発行程）−排気行程の４行程で１つのサイクルが完了し、このサイクルを繰り返すことによって動力を出力する。
【００６０】
吸気行程ではピストン２０の下方移動によって燃焼室２６内に燃料ガス３ａが導入され、圧縮行程ではピストン２０の上方移動によって燃焼室２６内で燃料ガス３ａが圧縮されて高温となり、燃焼行程では点火プラグ（不図示）による点火又は自発発火により燃料ガス３ａが爆発して急激に膨張し、その勢いでピストン２０が下方移動し、排気行程ではピストン２０の上方移動により燃焼後の排ガス３ｂが排気経路１４から排気される。
【００６１】
ピストン２０は、クランク２２に連結されてシリンダー１８の中空内部を上下往復移動する部材である。偏心状態でクランク２２にロッド２０ａを介して連結されているので、クランク２２の回転によって、ピストン２０がシリンダー１８内を上下移動するようになっている。
【００６２】
ピストン２０の外周にはシリンダー１８内部と緊密状態を維持するピストンリング２０ｂが装着され、ピストン２０により燃焼室２６とクランクケース２４とが分離されている。このピストンリングとオイル（エンジンオイル）とによって、燃焼室２６内の燃料ガス３ａがクランクケース２４内へと漏れ出すのを防止している。
【００６３】
しかしながら、ピストン２０はシリンダー１８内部を上下に摺動移動する必要があり、その緊密状態を完全なものとすることが困難である。そのため、ピストン２０の外壁とシリンダー１８の内壁との隙間からブローバイガス１１が漏れることがある。なお、燃焼室２６からクランクケース２４に流入するブローバイガス量は、ピストン２０の外壁とシリンダー１８の内壁との隙間によって異なる。
【００６４】
クランクケース２４は、シリンダー１８の下方に接続されて構成された中空構造の部材であって、内部にクランク２２を保持している。クランクケース２４内には、オイルが貯留されており、このオイルがクランク２２の回転によって撹拌散乱されることにより、シリンダー１８内の各部への給油が実現されている。
【００６５】
クランクケース２４には、貯留したオイル量を計測するためのオイルレベルゲージ２９が着脱自在に設けられている。また、オイルレベルゲージ２９に代えて圧力測定器（図示せず）を装着することができるように構成されている。圧力測定器を装着することにより、クランクケース２４内の圧力を測定することが可能である。
【００６６】
このように構成されたエンジン１０においてアクセルが操作されると、スロットルバルブ８が開き、吸気経路１２を介して空気及び燃料がエンジン１０に供給され、ピストン２０の上下移動によって、エンジンの運転が行われる。スロットルバルブ８は、アクセルの操作量に応じて開閉角度が変化するように構成されており、アクセルの操作量が大きい程エンジンに向けて多くの空気を供給する。また、このときＰＣＶバルブ２８の出口側（吸気経路１２側）は、スロットルバルブ８を介して空気が供給されており、その圧力が比較的高いため、ＰＣＶバルブ２８を介してクランクケース２４から吸気経路１２に向けてブローバイガスが通過しない。
【００６７】
一方、アクセル操作が停止されると、スロットルバルブ８が閉まり、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けての空気の供給が停止するが、ピストン２０は回転駆動を続ける。このとき、ＰＣＶバルブの出口側（吸気経路１２側）は、スロットルバルブ８を介しての空気の供給が停止しており、その圧力が比較的低いため、ＰＣＶバルブ２８を介して吸気経路１２にブローバイガスが供給され、供給されたブローバイガスが燃焼室に供給される。
【００６８】
このとき、空気流量調整バルブ４０を装着していないエンジン１０においては、空気供給経路１５からクランクケースに空気が供給され、クランクケース２４内の圧力は常に大気圧を維持しようとする。クランクケース２４内の圧力が大気圧に近い状態であると、ＰＣＶバルブ２８の入口側（クランクケース２４側）が出口側（吸気経路１２側）よりも圧力が高いため、クランクケース２４内のブローバイガスがＰＣＶバルブ２８を介して燃焼室２６に供給され続け、このブローバイガス２８の圧縮工程により、エンジンブレーキが発生する。
【００６９】
しかし、本実施の形態では、空気流量調整バルブ４０によって、クランクケース２４に供給する空気量を制限しており、クランクケース２４内の圧力を負圧に維持することができる。クランクケース２４内の圧力を負圧に維持することにより、ＰＣＶバルブ２８を介して吸気経路１２に供給されるブローバイガス量が少なくなり、このブローバイガスの圧縮工程によるエンジンブレーキの発生が抑制される。したがって、ガスの圧縮エネルギーを温存し、燃費効率を向上させることが可能となる。
【００７０】
次いで、図２及び図３に基づいて空気流量調整バルブ４０について詳細に説明する。図２（ａ）は、空気流量調整バルブ４０の正面図であり、（ｂ）は、空気流量調整バルブ４０を分解した分解側面図である。図３は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。
【００７１】
空気流量調整バルブ４０は、ベンチレーションホースに接続するためのアウターケース４１と、アウターケース４１に内包されたインナーバルブ４２と、を備える。インナーバルブ４２は、アウターケース４１内において第１位置と第２位置との間を移動可能に構成されている。図３（ａ）は、インナーバルブ４２が第１位置にある状態を示しており、図３（ｂ）は、インナーバルブ４２が第２位置にある状態を示している。
【００７２】
アウターケース４１は、クランクケース２４側に配置された第１アウターケース４１ａと、エアクリーナー２側に配置された第２アウターケース４１ｂと、を有する。第１アウターケース４１ａ及び第２アウターケース４１ｂには、互いに螺合するネジ部４１ｃが設けられている。第１アウターケース４１ａと第２アウターケース４１ｂとの間には、スペーサ４３が挟持されている。
【００７３】
第１アウターケース４１ａ及び第２アウターケース４１ｂには、空気が通過する空気通路が形成されており、互いの空気通路は連通している。この空気通路にインナーバルブ４２が配置されている。第１アウターケース４１ａの空気流入口４１ｋは、第１アウターケース４１ａ側から第２アウターケース４１ｂ側へ空気が通過し易くなるようにテーパー状に形成されている。第１アウターケース４１ａの空気通路は、エアクリーナー２側に向かって大径から小径となるように傾斜した空気通路４１ｄと、この傾斜した空気通路に連なる円筒状の空気通路４１ｇと、を有する。
【００７４】
インナーバルブ４２は、円盤形の頭部４２ａと、頭部４２ａに接続された円筒状の胴部４２ｂと、を有する。頭部４２ａの略中心には、穴部４２ｃが貫通して形成されている。インナーバルブ４２は、空気の通過方向に沿って第１位置と第２位置との間を移動可能である。インナーバルブ４２は、エアクリーナー２側からクランクケース２４側に向かう方向（Ｘ方向）に空気が通過すると第１位置に移動し、クランクケース２４側からエアクリーナー２側に向かう方向（−Ｘ方向）に空気が通過すると第２位置に移動するように構成されている。
【００７５】
第２アウターケース４１ｂは、第２位置のインナーバルブ４２と当接し、かつインナーバルブ４２の外周において空気が通過可能な空気通路を形成する当接部４１ｅを備えている。第２アウターケース４１ｂには、空気通路を隔成する通過穴部４１ｆが形成されている。この通過穴部４１ｆは、４つの膨出部４１ｈを有し、膨出部間に配置された仕切り部によって一部が区切られている。通過穴部４１ｆは、空気の通過方向に貫通して設けられており、内側が空気通路となる。インナーバルブ４２が第２位置にある状態では、インナーバルブ４２の頭部４２ａと当接部４１ｅとが接しており、正面視にてインナーバルブ４２の外周に通過穴部４１ｆを構成する膨出部の一部が配置される。このインナーバルブ４２の外周に配置された通過穴部４１ｆを介して空気が通過可能である。
【００７６】
エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて空気３が通過し、インナーバルブ４２が第１位置に移動すると、インナーバルブ４２の頭部４２ａによって第１アウターケース４１ａの円筒状の空気通路４１ｇが塞がれ、インナーバルブ４２の穴部４２ｃを介してのみ空気３が通過可能となる。円筒状の空気通路４１ｇは、空気供給経路１５が塞がれるようにインナーバルブ４２を保持しており、保持部として機能している。したがって、インナーバルブ４２が第１位置にある状態においては、エアクリーナー２からクランクケース２４へ供給する空気量を制限することができる。
【００７７】
エアクリーナー２からクランクケース２４に供給可能な単位時間当りの通過空気量は、インナーバルブ４２に形成された穴部４２ｃの径によって異なる。本実施の形態では、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７ｍｍ、及び２．０ｍｍの７種類の径が異なるインナーバルブ４２が準備されており、穴部４２ｃの径が異なるようにインナーバルブ４２を空気流量調整バルブ４０に適用することによって、空気量を調整するように構成している。この空気量の調整については後述にて詳細に説明する。
【００７８】
更に、本実施の形態では、クランクケース２４側よりもエアクリーナー２側が上方に位置するように空気流量調整バルブ４０を配置しており、インナーバルブ４２は自重によって第１位置に移動するように構成している。したがって、空気供給経路１５内を空気が通過していない状態においてインナーバルブ４２を第１位置に配置することができ、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けての空気の供給をより確実に制限することが可能となる。
【００７９】
次いで、このように構成された空気流量調整バルブ４０のセッティング方法について説明する。図４は、空気流量調整バルブ４０を装着することができるエンジンであるか否かを判断する装着可否判断手順を示すフローチャートである。図５は、空気流量調整バルブ４０の装着調整手順を示すフローチャートである。
【００８０】
図４のフローチャートに基づいて空気流量調整バルブ４０の装着可否判断手順について説明する。まず、クランクケース２４内の圧力を測定する圧力測定器を装着する（Ｓ１）。クランクケース２４内のオイルを計測するオイルレベルゲージ２９に代えて圧力測定器を装着する。このように圧力測定器を装着してクランクケース２４内の圧力を測定することにより、圧力測定用の貫通穴をクランクケースに別途形成する必要もなく、新たに圧力測定器を取り付ける部材等を設ける必要もなく、容易にクランクケース２４内の圧力を測定することが可能となる。
【００８１】
次いで、空気供給経路１５を構成するベンチレーションホースをクランクケース２４から取り外す（Ｓ２）。ベンチレーションホースを通過する空気量を調整して、適切な空気流量調整バルブ４０を装着するためのセッティングを行うためである。
【００８２】
次いで、エンジン１０を暖機運転する（Ｓ３）。エンジン１０を暖機運転状態とすることにより、後述する手順においてクランクケース２４内の密閉状態を正確に把握することが可能となる。このとき、エアコン等の運転は停止するようにする。
【００８３】
次いで、ベンチレーションホースを塞ぐ（Ｓ４）。ベンチレーションホースを手等で塞ぐことによりベンチレーションを塞ぐことができるが、穴部がないインナーバルブ４２を有する空気流量調整バルブをベンチレーションホースに装着することによっても、ベンチレーションホースを塞いでいる状態と同じ状態とすることが可能である。この穴部がないインナーバルブを有する空気流量調整バルブは、一方向に向けての空気の通過を遮断するため、ワンウェイバルブとして機能する。
【００８４】
ベンチレーションホースを塞いだ状態において、圧力測定器によってクランクケース２４内の圧力を測定して（Ｓ５）、測定した圧力（測定圧）が大気圧未満であるか否かを判定する（Ｓ６）。ベンチレーションホースを塞ぐことによって、エアクリーナー２からクランクケース２４への空気の供給が停止されるが、エンジンは暖機運転を行っている状態であり、ガス循環調整バルブ２８によってクランクケース２４内の内部ガスは強制的に循環経路１３に供給される。
【００８５】
したがって、クランクケース２４の密閉度が高い状態であれば、クランクケース２４内のガス量は減少し、クランクケース２４内は負圧（大気圧未満）になる。一方、クランクケース２４の密閉度が低い状態又はガス循環調整バルブ２８を備えていない場合には、クランクケース内のガス量は減少せず、クランクケース２４内は負圧にならない。
【００８６】
Ｓ６において、測定圧が大気圧未満であると判定した場合は、クランクケース２４の密閉性が高く、空気供給経路１５以外からクランクケース２４に向けてのガスの流入が少ない状態である。そのため、空気供給経路１５を介して供給する空気量を制限することにより、クランクケース２４の圧力を負圧に維持することができると考えられる。よって、空気流量調整バルブ４０を取付可と判定する（Ｓ７）。
【００８７】
一方、Ｓ６において、測定圧が大気圧未満でないと判定した場合は、クランクケース２４内の密閉度が低く、空気供給経路１５以外からクランクケース２４に向けてのガスの流入が多い状態であるか、ガス循環調整バルブ２８が適切に機能していない状態である。そのため、空気流量調整バルブ４０を介して供給する空気量を制限してもクランクケース２４の圧力を負圧に維持することができないと考えられる。よって、空気流量調整バルブ４０を取付不可と判定して（Ｓ８）、処理を終了する。
【００８８】
具体的には、密閉度が低い状態とは、例えばピストン２０とシリンダー１８とのクリアランスが大きい状態であり、このような状態においてクランクケース２４を負圧にしようとすると、燃焼室２６からクランクケース２４内に流入するブローバイガス１１が増え、却って燃費効率を低下させることとなる。
【００８９】
また、クランクケース２４内の圧力が負圧にならない他の要因としては、過度のオイル漏れ、ホース、パッキンの硬化、劣化や、オイルスラッジの堆積や過度なコンプレッションの低下、及びブローバイガス１１を吸気経路１２に循環させるための循環経路１３やガス循環調整バルブ２８を備えていない場合が考えられる。このような要因がある場合において空気流量調整バルブ４０を装着すると、要因の悪化等の悪影響を及ぼすおそれがあるため、Ｓ６において測定圧が大気圧未満でないと判定した場合は、空気流量調整バルブ４０を取付不可とする。
【００９０】
Ｓ７において空気流量調整バルブ４０を取付可と判定した場合には、クランクケース２４内の圧力が適正な値となるように空気流量調整バルブ４０を装着する。次いで、空気流量調整バルブ４０の装着調整手順について、図５に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、クランクケース２４の目標内圧となる所定圧を設定する（Ｓ１１）。所定圧は、測定圧と大気圧との間の圧力であって、空気流量調整バルブ４０を装着するエンジンの状態に基づいて適宜設定する。本実施の形態では、走行距離とクランクケース２４の密閉度とに基づいて所定圧を設定する。表１は、クランクケース２４の密閉度及び走行距離と所定圧との関係を示している。
【００９１】
【表１】
2011001911.tif 000003
この表１に示す走行距離と密閉度に基づいて所定圧を設定することができる。なお、この表１における密閉度は、クランクケース２４の密閉状態を段階的に示したものであり、ピストン２０とシリンダー１８との緊密度に基づいて高、中、低の３段階で判定している。ピストン２０とシリンダー１８との緊密度は、例えば、シリンダー１８の材質やピストン２０の外壁とシリンダー１８の内壁とのクリアランスに応じて決定される。ピストン２０の外壁とシリンダー１８の内壁との緊密度によって、燃焼室２６からクランクケース２４内に流入するガス量が異なるためである。
【００９２】
次いで、インナーバルブ４２を選択する（Ｓ１２）。本実施の形態では、インナーバルブ４２に形成された穴部４２ｃの径によって通過する空気量を調整しており、０．５ｍｍから２．０ｍｍまで径の異なるインナーバルブ４２を準備している。インナーバルブ４２の選択は、Ｓ１１において設定した所定圧に基づいて設定してもよいし、前述するＳ５のベンチレーションホースを塞いだ状態におけるクランクケース２４の内圧測定時の圧力変化状態に基づいて設定してもよい。
【００９３】
具体的には、Ｓ５の内圧測定時における圧力変化が比較的遅い場合には、クランクケース２４の密閉度が低いと考えられるため、空気の通過をより強く制限をするために穴部の径が比較的小さい０．５ｍｍのインナーバルブ４２を選択する。また、内圧測定時における圧力変化が比較的速い場合には、クランクケース２４の密閉度が高いと考えられるため、空気の通過を弱く制限するために穴部の径が比較的大きい１．５ｍｍのインナーバルブ４２を選択する。
【００９４】
次いで、このように選択したインナーバルブ４２を有する空気流量調整バルブ４０をベンチレーションホースに装着する（Ｓ１３）。空気流量調整バルブ４０を装着することにより、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて供給される空気量を制限することができる。次いで、クランクケース２４内の圧力を測定して（Ｓ１４）、計測圧が所定圧の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１５）。なお、Ｓ５によって測定されたクランクケース内の圧力値と、Ｓ１４において測定したクランクケース内の圧力値と、を区別するため、Ｓ５において測定したクランクケース内の圧力値を測定圧とし、Ｓ１４において測定したクランクケース内の圧力値を計測圧とする。
【００９５】
Ｓ１５において、計測圧が所定圧の範囲内であると判定された場合には、エンジン１０の駆動音（以下、エンジン音とする。）を確認し（Ｓ１６）、異常音がないかを判定する（Ｓ１７）。空気流量調整バルブ４０を装着することによって、クランクケース２４内の圧力を負圧にすることができるが、クランクケース２４内の圧力が負圧になり過ぎると（過負圧になると）、クランクケース２４内のパッキン、シール等からクランクケース２４内に空気が流入することがあり、通常のエンジン音とは異なる異常音が発生する。
【００９６】
したがって、空気流量調整バルブ４０を装着した後にエンジン音を確認し、異常音の有無に基づいてクランクケース２４が過負圧であるか否かを判定する。Ｓ１７において、異常音があると判定した場合には、所定圧を再設定する（Ｓ１８）。エンジンの異常音が発生した場合には、過負圧であるためＳ１１において設定した所定圧よりも高くなるように所定圧を再設定する。次いで、再設定した所定圧となるようにインナーバルブ４２を再選択し（Ｓ１９）、選択したインナーバルブ４２を有する空気流量調整バルブ４０を再装着する（Ｓ２０）。そして、再度エンジン音を確認し、異常音の有無を判定する（Ｓ１７）。このＳ１８からＳ２０までの処理は、エンジンの異常音がないと判定するまで繰り返す。
【００９７】
一方、Ｓ１５において、計測圧が所定圧の範囲内でないと判定した場合には、インナーバルブ４２を再選択して（Ｓ２１）、選択したインナーバルブ４２を有する空気流量調整バルブ４０を再装着する（Ｓ２２）。具体的には、Ｓ１５において所定圧より計測圧が高いと判定した場合は、クランクケース２４に向けて供給する空気量を減らすために、穴部４２ｃの径が小さくなるようにインナーバルブ４２を選択する。一方、所定圧より計測圧が低いと判定した場合には、クランクケース２４に向けて供給する空気量を増やすために、穴部４２ｃの径が大きくなるようにインナーバルブ４２を選択する。
【００９８】
このように径が異なる複数のインナーバルブ４２を設け、適宜選択して用いることにより、クランクケース２４に供給する空気量を容易に調整し、クランクケース２４の内圧を調整することが可能となる。そして、再度クランクケース２４の内圧を測定し（Ｓ１４）、計測圧が所定圧の範囲内であると判定するまで処理を繰り返す。
【００９９】
以上のセッティング方法によって空気流量調整バルブ４０を装着することにより、個々のエンジン１０に合った適切な空気流量調整バルブ４０を装着することができ、クランクケース２４内を負圧に維持することができる。クランクケース２４内を負圧に維持することにより、クランクケース２４内の内部ガスの圧力によるピストンの膨張移動への悪影響が低減される。したがって、ピストンの膨張移動がスムーズに行われ、内燃機関運転の各工程におけるエネルギーや速度のバラツキを低減することができ、ポンピングロスの殆どない運転を実現することができる。その結果、出力の向上、燃費の向上を実現することができ、ひいては環境適性に優れた燃焼を実現することができる。
【０１００】
また、内燃機関運転中におけるクランクケース２４内への外気の導入を最小限に抑えることができるので、外気中の水分や酸素がクランクケース２４内に導入されて、オイルが酸化したり乳化したりするのを防止することができる。
【０１０１】
以上、本発明の好ましい実施の形態及び変形例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、実施の形態では、インナーバルブに形成された穴部の径を異ならせて空気流量調整バルブを通過する空気量を調整しているが、他の構成によって空気流量調整バルブを通過する空気量を調整するように構成してもよい。
【０１０２】
例えば、穴部が形成されたインナーバルブを有する空気流量調整バルブにおいては、穴部の形状を変えることによって空気量を調整するようにしてもよいし、穴部を有しないインナーバルブを有する空気流量調整バルブにおいては、インナーバルブ自体の形状を変えることによって空気量を調整するようにしてもよい。
【０１０３】
更に、本実施の形態では、エアクリーナーとクランクケースとを繋ぐ空気供給経路１５に負圧維持手段を設けているが、クランクケースに空気を供給する空気供給経路を大気開放するエンジンにあっては、この大気開放された空気供給経路に負圧維持手段を設けてもよい。大気開放された空気供給経路に負圧維持手段を設けることによっても、クランクケースに供給する空気量を制限することができ、クランクケース内を負圧に維持することが可能となる。
【０１０４】
また、負圧維持手段としての空気流量調整バルブは他の構成を概念することができる。次いで、図６及び図７に基づいて変形例に係る空気流量調整バルブについて詳細に説明する。図６は、変形例１に係る空気流量調整バルブの概略構成を示す模式構成図であり、図７は、変形例２に係る空気流量調整バルブの概略構成を示す模式構成図である。図７（ａ）は概略断面図であり、図７（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ断面図である。なお、実施の形態の同一の構成については同符号を用いて説明を省略する。
【０１０５】
変形例１に係る空気流量調整バルブ５０は、実施の形態に係る空気流量調整バルブ４０と比較して当接部の構成及び配置が異なっているとともに、インナーバルブの構成が異なっている。実施の形態に係る空気流量調整バルブ４０は、アウターケース４１の一部が当接部として機能しているが、変形例１に係る空気流量調整バルブ５０は、アウターケースと当接部とが別個に設けられている。
【０１０６】
変形例１に係る空気流量調整バルブ５０は、アウターケース５１と、アウターケース５１に内包されるインナーバルブ５２と、インナーバルブ５２と当接する当接部としての突起部５３と、を有する。アウターケース５１内には、小径の空気通路５１ａ及び大径の空気通路５１ｂが段差を設けて配置され、大径の空気通路５１ｂは屈曲して形成されている。インナーバルブ５２は、略円形の薄板状の頭部５２ａと、略半球形の胴部５２ｂと、を有し、頭部５２ａ及び胴部５２ｂには、空気の通過方向（図示するＰ方向）に沿って貫通した穴部５２ｃが形成されている。更に、インナーバルブ５２は、空気の通過方向に沿って第１位置と第２位置との間を移動可能である。
【０１０７】
突起部５３は、インナーバルブ５２よりクランクケース２４側においてアウターケース５１の壁面から突出して配置されており、クランクケース２４からエアクリーナー２への空気の通過を阻害し難いように配置されている。クランクケース２４からエアクリーナー２に向けて空気が通過すると、インナーバルブ５２が突起部５３に当接した第２位置となる。インナーバルブ５２が第２位置にある状態では、インナーバルブ５２の外周に配置された空気通路５１ｃを介して空気が通過可能である。
【０１０８】
一方、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて空気が通過すると、インナーバルブ５２の頭部５２ａがアウターケース５１の小径の空気通路５１ａを塞いだ第１位置となる。インナーバルブ５２が第１位置にある状態では、インナーバルブ５２の穴部５２ｃを介してのみ空気が通過可能であり、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて通過する空気量を制限することができる。
【０１０９】
このように変形例１に係る空気流量調整バルブ５０によっても、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けての空気３の通過を制限することができる。また、変形例１に係る空気流量調整バルブ５０は、実施の形態に係る空気流量調整バルブ４０と比較して、インナーバルブ５２の外周に配置される当接部の面積が小さく、通過する空気３への抵抗を小さくすることが可能となる。
【０１１０】
また、変形例２に係る空気流量調整バルブ６０は、インナーバルブ６２を駆動する駆動手段を備えている。空気流量調整バルブ６０は、アウターケース６１と、アウターケース６１に内包された強磁性体のインナーバルブ６２と、インナーバルブ６２と当接可能に構成され、かつ電磁石として機能する駆動当接部６３と、を有する。インナーバルブ６２は、頭部６２ａと胴部６２ｂとを有し、頭部６２ａには空気の通過方向において貫通した穴部６３ｃが形成されている。インナーバルブ６２は、空気の通過方向（図示するＱ方向）に沿って第１位置と第２位置との間を移動可能である。
【０１１１】
駆動当接部６３は、インナーバルブ６２よりエアクリーナー２側においてアウターケース６１の内壁とネジ部６３ａを介して固定されている。変形例２に係る空気流量調整バルブ６０も、実施の形態に係る空気流量調整バルブ４０と比較して、インナーバルブ６２の外周に配置される当接部の面積が小さく、通過する空気への抵抗を小さくすることが可能となる。
【０１１２】
クランクケース２４からエアクリーナー２に向けて空気が通過すると、インナーバルブ６２が駆動当接部６３に当接した第２位置となる。インナーバルブ６２が第２位置にある状態では、インナーバルブ６２の外周に配置された空気通路６１ａを介して空気が通過可能である。一方、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて空気が通過すると、インナーバルブ６２の頭部６２ａがアウターケース６１の小径の空気通路６１ｂを塞いだ第１位置となる。インナーバルブ６２が第１位置にある状態では、インナーバルブ６２の穴部６２ｃを介してのみ空気が通過可能であり、エアクリーナー２からクランクケース２４に向けて通過する空気量を制限することができる。
【０１１３】
また、駆動当接部６３にはコイル６３ｂが巻き付けられている。駆動当接部６３は、コイル６３ｂが通電されることによって電磁石として機能するように構成されている。駆動当接部６３が電磁石として機能することにより、磁力によりインナーバルブ６２を吸着して、空気の通過態様によらずにインナーバルブ６２を第２位置に移動させることが可能となる。
【０１１４】
以上のように、変形例１及び変形例２に係る空気流量調整バルブによっても、クランクケースに供給する空気量を制限して、クランクケース内を負圧に維持することが可能となる。また、本実施の形態及び変形例においては、頭部と胴部とを有するインナーバルブによって構成しているが、インナーバルブの形状は、他の変形例を概念することができる。
【実施例】
【０１１５】
実施の形態に係る空気流量調整バルブを用いて、クランクケース内の圧力を調整し、走行時における燃費向上効果について検証した。実施例は、走行距離について４段階で分け、各走行距離において密閉度が高の車両、中の車両、及び低の車両の３台を用いて、計１２台の車両において検証した。いずれの車両においても、所定圧を６段階で設定し、各圧力における燃費の変化について検証した。
【０１１６】
空気流量調整バルブを装着する前後における燃費の向上態様について３段階で評価した。燃費が飛躍的に向上したものについては良好（○）、燃費が向上したものについてはやや良好（△）、装着の前後におい燃費が変わらないものについては変化なし（□）の３段階で評価した。また、異常音の発生により、空気流量調整バルブを装着することができないと判定した場合には、装着不可（×）とした。この検証結果を表２に示す。
【０１１７】
【表２】
2011001911.tif 000004
表２に示すように、クランクケースの内圧が−２５０〜０ｍｍＨｇの間においては、いずれかの車両において燃費効率が向上していることがわかった。特に、−１５０ｍｍＨｇ〜−１００ｍｍＨｇの間においては、密閉度が低く走行距離が長い車両を除いて、高い効果が得られることがわかった。また、比較的密閉度の低い車両や走行距離が長い車においては、−１００ｍｍＨｇ〜−８０ｍｍＨｇの間において高い効果が得られることがわかった。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｓ：エンジンシステム
Ｘ，Ｙ，Ｐ，Ｑ：方向
２：エアクリーナー（エアタンク）
２ａ：空気取入口
２ｂ：エアフィルター
３：空気
３ａ：燃料ガス（混合気）
３ｂ：排ガス
８：スロットルバルブ
１０：エンジン（内燃機関）
１１：ブローバイガス（内部ガス）
１２：吸気経路
１３：循環経路
１４：排気経路
１５：空気供給経路（ガス供給経路）
１６：シリンダーヘッド
１８：シリンダー
２０：ピストン
２０ａ：ロッド
２０ｂ：ピストンリング
２２：クランク
２４：クランクケース
２６：燃焼室
２８：ガス循環調整バルブ（ガス循環調整弁）
２９：オイルレベルゲージ
４０：空気流量調整バルブ（負圧維持手段）
４１：アウターケース
４１ａ：第１アウターケース
４１ｂ：第２アウターケース
４１ｃ：ネジ部
４１ｄ，４１ｇ：空気通路
４１ｅ：当接部
４１ｆ：通過穴部
４１ｈ：膨出部
４１ｋ：空気流入口
４２：インナーバルブ
４２ａ：頭部
４２ｂ：胴部
４２ｃ：穴部
４３：スペーサ
５０；空気流量調整バルブ
５１：アウターケース
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ：空気通路
５２：インナーバルブ
５２ａ：頭部
５２ｂ：胴部
５２ｃ：穴部
５３：当接部
６０：空気流量調整バルブ
６１：アウターケース
６１ａ，６１ｂ：空気通路
６２：インナーバルブ
６２ａ：頭部
６２ｂ：胴部
６２ｃ：穴部
６３：駆動当接部
６３ａ：ネジ部
６３ｂ：コイル
【図１】
2011001911.tif 000005
【図２】
2011001911.tif 000006
【図３】
2011001911.tif 000007
【図４】
2011001911.tif 000008
【図５】
2011001911.tif 000009
【図６】
2011001911.tif 000010
【図７】
2011001911.tif 000011