(57)【要約】【課題】鋭意研究により、共振防止ができながらも凍結防止もできるように、より構造工夫された合理的なブローバイガス還流装置を提供する。【解決手段】ブローバイガス還流装置において、クランクケース１ｂ内に生じたブローバイガスを、ヘッドカバー３の内部及び調圧弁１８を経てからブローバイ配管ｈを通して吸気系ｋに導くガス経路が構成され、ガス経路にはオリフィス２２が装備され、オリフィス２２は吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側の壁部ｗに設けられる。シリンダヘッド側の壁部ｗにブローバイガスの通り道２１が形成され、オリフィス２２は、ブローバイガスの通り道２１にブローバイ配管ｈを連通接続するべくブローバイガスの通り道２１に取付けられる継手管２６に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース内に生じたブローバイガスを、ヘッドカバーの内部及び調圧弁を経てからブローバイ配管を通して吸気系に導くガス経路が構成され、
前記ブローバイ配管にはオリフィスが装備されるとともに、前記オリフィスは吸気マニホルドにおけるシリンダヘッド側の壁部に設けられているブローバイガス還流装置。
【請求項２】
前記シリンダヘッド側の壁部にブローバイガスの通り道が形成され、前記オリフィスは、前記ブローバイガスの通り道に前記ブローバイ配管を連通接続するために前記ブローバイガスの通り道に取付けられる継手管に形成されている請求項１に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項３】
前記壁部は、シリンダヘッドにボルト止めされる装着フランジを有している請求項１又は２に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項４】
ブローバイガスが導かれる前記吸気系が前記吸気マニホルドであり、かつ、前記吸気マニホルドにおけるシリンダヘッド側とは反対側となる部分に設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項５】
直列３気筒エンジン用のものである請求項１〜４の何れか一項に記載のブローバイガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ガスエンジンなどのエンジンに付設されるブローバイガス還流装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブローバイガス還流装置は、クランクケース内に生じたブローバイガスをエンジン本体内部を通してシリンダヘッドカバーから取出し、ブローバイ配管を用いて吸気系に還流させる構成としてエンジンに装備されているのが一般的である。
【０００３】
即ち、従来のブローバイガス還流装置は、特許文献１において示されるように、ヘッドカバー（２）に備えた調圧弁（１８）を経たブローバイガスが、ブローバイ配管（２１）を用いて吸気マニホルド（１６）に還流される、という構成であった。
【０００４】
ヘッドカバーに装備された調圧弁の存在により、吸気系の負圧を利用してクランクケースに溜まったブローバイガスをエンジンの燃焼室へ戻す、という機能を安定して発揮させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ブローバイガス還流装置を有するエンジンの種類によっては不都合が出る場合があった。例えば、３気筒エンジンなどの、振動や吸気マニホルド内の脈動が大きくなるエンジンでは、あるエンジン回転数域になると調圧弁が「カタカタ」と異音を発するなど、共振現象が起き易い傾向があった。
【０００７】
また、寒冷地などにおいては、ブローバイ配管が冷やされて、ブローバイガスに含まれる水分が凍結するおそれがある。水分が凍結してブローバイ配管が塞がれると、エンジン内圧が上昇して各部のオイルシール等が破損するとか、それによってオイル漏れしたりするため、何らかの凍結防止対策も必要である。
【０００８】
本発明の目的は、鋭意研究により、共振防止ができながらも凍結防止もできるように、より構造工夫された合理的なブローバイガス還流装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ブローバイガス還流装置において、
クランクケース１ｂ内に生じたブローバイガスを、ヘッドカバー３の内部及び調圧弁１８を経てからブローバイ配管ｈを通して吸気系ｋに導くガス経路が構成され、
前記ガス経路にはオリフィス２２が装備されるとともに、前記オリフィス２２は吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側の壁部ｗに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明は、本発明によるブローバイガス還流装置において、
前記シリンダヘッド側の壁部ｗにブローバイガスの通り道２１が形成され、前記オリフィス２２は、前記ブローバイガスの通り道２１に前記ブローバイ配管ｈを連通接続するために前記ブローバイガスの通り道２１に取付けられる継手管２６に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明は、本発明又は第２の本発明によるブローバイガス還流装置において、
前記シリンダヘッド側の壁部ｗは、シリンダヘッド２にボルト止めされる装着フランジ１４Ｂを有していることを特徴とする。
【００１２】
第４の本発明は、本発明〜第３の本発明のいずれかによるブローバイガス還流装置おいて、
ブローバイガスが導かれる前記吸気系ｋが前記吸気マニホルド１４であり、かつ、前記吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側とは反対側となる部分１４Ａに設定されていることを特徴とする。
【００１３】
第５の本発明は、本発明〜第４の本発明のいずれかによるブローバイガス還流装置おいて、直列３気筒エンジン用のものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガス経路にオリフィスが設けられているので、エンジン振動や吸気マニホルド内の脈動がブローバイ配管を介して調圧弁に及ぶことを減衰したり共振周波数を明確に変えることができる。従って、振動や脈動が伝わって又は共振して調圧弁などから異音が出る不都合が生じないようになる利点がある。
オリフィスは吸気マニホルドにおけるシリンダヘッド側の壁部に設けられているから、シリンダヘッドからの熱により高温となる吸気マニホルドの熱を、ブローバイ経路やブローバイガスに付与することができ、ブローバイガス中に含まれる水分の凍結防止や解凍を行わせることができる。
【００１５】
その結果、鋭意研究により、ブローバイ経路の加温手段とオリフィス設置場所との構成兼用化が図りながら、共振防止ができながらも凍結防止もできるように、より構造工夫された合理的なブローバイガス還流装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ブローバイガス還流構造の概略図及び吸気マニホルド示す平面図
【図２】吸気マニホルドの底面図
【図３】吸気マニホルドの左側面図
【図４】図１のＡ−Ａ線で切った断面図
【図５】（ａ）ブローバイガス用のオリフィスを示す要部の断面図、（ｂ）冷却水を通す蓋部材（ライザ）の構造を示す断面図
【図６】産業用エンジンの正面図
【図７】図６に示すエンジンの右側面図
【図８】図６に示すエンジンの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明によるブローバイガス還流装置の実施の形態を、産業用ガスエンジンに採用されている場合について図面を参照しながら説明する。この産業用エンジンＥにおいては、伝動ベルト９のある方を前、フライホイールハウジング１６のある方を後、排気マニホルド１０のある方を左、吸気マニホルド１４のある方を右として定義する。
【００１８】
図６〜図８に示されるように、直列３気筒の産業用ガスエンジン（以下、単にエンジンと略称する）Ｅは、シリンダブロック１の上にシリンダヘッド２が組み付けられ、シリンダブロック１の下にオイルパン４が組み付けられている。シリンダブロック１の下部はクランクケース１ｂに形成され、上部はシリンダ１ａにそれぞれ形成されている。シリンダヘッド２の上にヘッドカバー（シリンダヘッドカバー）３が組み付けられている。シリンダブロック１の前には伝動ケース５が組み付けられている。
【００１９】
図６〜図８に示されるように、エンジンＥの前部に、駆動プーリ６、冷却ファン（図示省略）駆動用のファンプーリ７、及びダイナモ（オルタネータ）８の受動プーリ８ａに跨る伝動ベルト９が配備されている。エンジンＥの左側には、排気マニホルド１０、スタータ１１などが装備されている。エンジンＥの右側にはオイルフィルタ１３、吸気マニホルド１４、ガスミキサ１２、ＥＣＵ１７などが装備され、上方には３つのイグニッションコイル１５が配置されている。エンジンＥの後部には、フライホイールハウジング１６が装備されている。
【００２０】
図６〜図８に示されるように、エンジンＥに装備されているブローバイガス還流装置Ｂは、クランクケース１ｂ内に生じたブローバイガスを、ヘッドカバー３に装備されているＰＣＶ弁（調圧弁の一例）１８を経てからブローバイ配管ｈを通して吸気系ｋに導くようにして構成されている。ブローバイ配管ｈは、ヘッドカバー３（調圧弁１８）と吸気マニホルド１４のガス中継部２１とを繋ぐ第１チューブ１９（ｈ）と、吸気マニホルド１４（「吸気系ｋ」の一例）の吸気本体１４Ａとガス中継部２１とを繋ぐ第２チューブ２０（ｈ）とを有している。
【００２１】
ブローバイガス還流装置Ｂは、ブローバイ配管ｈの凍結を防止する第１加熱手段ｔ１と第２加熱手段ｔ２、及び、ブローバイ配管ｈなどの共振を防止するためにガス中継部（「ブローバイガスの通り道」の一例）２１に装備されたオリフィス２２を有している。第１加熱手段ｔ１は、シリンダヘッド２の熱を用いるものであってガス中継部２１に設けられている。第２加熱手段ｔ２は、冷却水の熱を用いるものであって、吸気マニホルド１４に設けられている。次に、ブローバイガス還流装置Ｂについて詳しく説明する。
【００２２】
図１〜図５に示されるように、吸気マニホルド１４は、各気筒毎に空気を送る３箇所の第１〜第３分岐管部１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、それら３つの分岐管部１４ａ〜１４ｃに連通する箱状の吸気本体１４Ａとを有しており、各分岐管部１４ａ〜１４ｃの先端側どうしを一体化する装着フランジ１４Ｂを備えている。吸気マニホルド１４は、複数のボルトにより装着フランジ１４Ｂをシリンダヘッド２に螺着することでエンジン本体に取付けられており、吸気本体１４Ａの前後中間の上側にはガスミキサ１２を取付けられための取付座１４ｄが形成されている。
【００２３】
図１〜図３及び図５（ａ）に示されるように、第１加熱手段ｔ１は、第１分岐管部１４ａと装着フランジ１４Ｂ（シリンダヘッド側の壁部ｗ）とに跨る状態で形成された張出し壁２３に形成された筒状穴２４と、筒状穴２４に連通する入口継手管２５及び出口継手管２６とを有して構成されている。入口継手管２５は、張出し壁２３の上部から斜め上方左方に突設された金属パイプによってなり、出口継手管２６は、張出し壁２３の下部から後方下方に突設された金属筒であって、オリフィス２２が一体形成されている。２７は、筒状穴２４の開口側端を塞ぐ止め栓である。なお、各分岐管部１４ａ〜１４ｃの左側端部も「シリンダヘッド側の壁部ｗ」に相当している。
【００２４】
出口継手管２６は、外周雄ねじ２６ａ、外周フランジ２６ｂ、中間外周部２６ｃ、抜止め部外周部２６ｄ、根元側の大径流路２６ｅ、先端側の六角孔２６ｆ、及び大径流路２６ｅと六角孔２６ｆとを繋ぐ小孔のオリフィス２２を有して金属材により形成されている。オリフィス２２は、その断面積が六角孔２６ｆや大径流路２６ｅの断面積よりも明確に小とされることでオリフィス機能が生じるように構成されている。なお、六角レンチ（アーレンキー）を六角孔２６ｆに差込んでの回し操作により、出口継手管２６の張出し壁２３（雌ネジ：符記省略）に対する螺着及び取外しを行うことができる。
【００２５】
第１加熱手段ｔ１により、ブローバイガスを張出し壁２３（筒状穴２４）を通すことにより、シリンダヘッド２からの熱が伝わって高温となる吸気マニホルド１４の熱を、ブローバイ配管ｈ類やブローバイガスに付与することができ、ブローバイガス中に含まれる水分の凍結防止や解凍を行わせることができる。しかも、ブローバイガスの通り道となる張出し壁２３を、共にシリンダヘッド側の壁部である第１分岐管部１４ａ及び装着フランジ１４Ｂに跨る箇所に形成してあるので、シリンダヘッド２からの熱をより効率良くブローバイ配管ｈ類に伝えられる利点がある。
【００２６】
そして、ガス中継部２１にオリフィス２２が設けられているので、エンジン振動や吸気マニホルド内の脈動がブローバイ配管ｈ（１９）を介してＰＣＶ弁１８に及ぶことを減衰したり共振周波数を大きく変えることができる。従って、振動や脈動が伝わって又は共振してＰＣＶ弁１８などから異音が出るなどの不都合が生じないようになる利点がある。しかも、オリフィス２２及び第１加熱手段ｔ１は共にガス中継部２１に形成されているので、これら両者２２、ｔ１の構成の兼用化が図れており、コストダウンにも繋がる合理的な構造である。
【００２７】
また、ブローバイガスが導かれる吸気系ｋが、吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側とは反対側となる部分である吸気本体１４Ａに設定されているので、各気筒毎に装備される分岐管部１４ａ〜１４ｃにブローバイガスをバランスよく分配させることができる利点がある。例えば、分岐管部が無い又は極短い構造の吸気マニホルドや装着フランジ１４Ｂ部分に還流させる手段では、何れかの気筒に偏ってブローバイガスが供給される不都合が有りえるが、本発明の構成ではその不都合が解消又は抑制されるようになる。
【００２８】
つまり、ブローバイガスが流れるガス経路に装備されるオリフィス２２は、吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側の壁部ｗに設けられている。シリンダヘッド側の壁部ｗにブローバイガスの通り道２１が形成され、オリフィス２２は、ブローバイガスの通り道２１にブローバイ配管ｈを連通接続すべくブローバイガスの通り道２１に取付けられる継手管２６に形成されている。また、ブローバイガスが導かれる部位ｐが、吸気マニホルド１４におけるシリンダヘッド側とは反対側となる部分であって全ての分岐管部１４ａ〜１４ｃに連通する箱状の吸気本体１４Ａに設定されている。
なお、第１チューブ１９、入口継手管２５、張出し壁２３、出口継手管２６、第２チューブ２０、戻し管２９（後述）などは、全てガス経路（符記省略）である。
【００２９】
図１〜図４及び図５（ｂ）に示されるように、吸気本体１４Ａの前後中央部の下部でシリンダヘッド側（左側）に寄った箇所にブローバイガスの還流部２８が設けられている。吸気マニホルド１４を形成する肉厚な壁部である還流部２８には、第２チューブ２０（ブローバイ配管ｈ）が嵌合される金属パイプ製の戻し管２９が突設されている。ガス中継部２１から第２チューブ２０を経て送られてくるブローバイガスは、還流部２８から吸気本体１４Ａに還流される構成である。
【００３０】
還流部２８には冷却水の通り道である流路３０が設けられている。流路３０は、還流部２８の底壁部２８Ａに着脱可能に取付けられる蓋部材（ライザ）３１と底壁部２８Ａとによって囲まれた空間部として形成されるとともに、流路３０に対する冷却水の入口３２と出口３３とが設けられている。冷却水の入口３２は、蓋部材３１の底壁３１Ａから下方突設される屈曲パイプ３２として、かつ、冷却水の出口３３は、蓋部材３１の周壁３１Ｂから突設される直線パイプ３３としてそれぞれ構成されている。
【００３１】
冷却水が屈曲パイプ３２から扁平な円筒形御の流路３０に入り、そして直線パイプ３３から出てゆくのであり、流路３０を流れる冷却水が底壁部２８Ａから還流部２８を温め、還流部２８を通すブローバイガスも温めるようになる。従って、還流部２８及び蓋部材３１などによって第２加熱手段ｔ２が構成されている。なお、図４において、３４は取付座１４ｄに形成されている大円孔であり、３６は吸気本体１４Ａ下端部の臨時孔３５を塞ぐ閉塞栓である。
【００３２】
ブローバイ配管ｈの吸気系ｋへの戻し場所である還流部２８に、冷却水を熱源に用いた第２加熱手段ｔ２が設けられている。従って、冷却水の熱によって還流部２８及びその中を流れるブローバイガスが温められ、ブローバイ配管ｈ（第２チューブ２０の終端部）やブローバイ経路の凍結が防止又は解凍され、凍結による閉塞が解消される効果が期待できる。第２加熱手段ｔ２が、還流部２８の下側にあるので、熱伝導上で好ましい。
【００３３】
第２加熱手段ｔ２を構成する部品である蓋部材３１は、２本のボルトにより底壁部２８Ａに着脱可能に取付けられ、かつ、着脱される側である蓋部材３１に冷却水の入口３２と出口３３とが装備されている。従って、第２加熱手段ｔ２が不要な仕様の場合には、蓋部材３１を組付けない又は外せばよい。しかも蓋部材３１を外せば、屈曲パイプ３２及び直線パイプ３３も外れるから、第２加熱手段ｔ２が不要な仕様では無駄な部品（蓋部材３１など）が殆どない、という合理的な手段に構成されている。
【００３４】
〔別実施例〕
調圧弁１８は、ブレザ弁などのＰＣＶ弁以外の弁でもよい。吸気系ｋは、エアクリーナや吸気ダクトなど、吸気マニホルド１４以外の箇所に設定可能である。
本発明は、２気筒や５気筒エンジンなど、３気筒ガスエンジン以外のディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど、種々のエンジンに付設されているブローバイガス還流装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１ｂ        クランクケース
２          シリンダヘッド
３          ヘッドカバー
１４        吸気マニホルド
１４Ａ      シリンダヘッド側とは反対側となる部分（吸気本体）
１４Ｂ      装着フランジ
１８        調圧弁
２１        ブローバイガスの通り道
２２        オリフィス
２６        継手管
ｈ          ブローバイ配管
ｋ          吸気系
ｗ          シリンダヘッド側の壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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