JP2020153317A

JP2020153317A - 還流弁

Info

Publication number: JP2020153317A
Application number: JP2019053531A
Authority: JP
Inventors: 智彦中西; Tomohiko Nakanishi
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-09-24
Also published as: US11131223B2; US20200300134A1

Abstract

【課題】還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供する。【解決手段】第１被支持部は、付勢部材の付勢力を第１段差面で受けて軸方向一方側に移動することで第１開口を塞ぎ、第１被支持部は、上流側に対する下流側の負圧により付勢部材の付勢力に抗って軸方向他方側に移動することで第１開口を開き、第１被支持部は、径方向外側の端部が第１支持部と接触する第１接触部と、径方向外側の端部が第１支持部から離間する第１離間部と、を周方向に交互に配置した形状であり、第２被支持部は、径方向外側の端部が第２支持部と接触する第２接触部と、径方向外側の端部が第２支持部から離間する第２離間部と、を周方向に交互に配置した形状である。【選択図】図２

Description

本発明は、還流弁に関する。

従来、内燃機関におけるブローバイガスの吸気側への還流を行う還流弁が知られている。この還流弁は、ＰＣＶバルブ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＣｒａｎｋｃａｓｅＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）と呼ばれ、クランクケースと吸気側（例えばインテークマニホールド）とを繋ぐブローバイガス通路に配置される。ＰＣＶバルブは、吸気側（ＰＣＶバルブを通過したブローバイガスの、燃焼室への入り口側）の負圧によって開弁することで、クランクケースに発生するブローバイガスを吸気側に還流する。

特許文献１は、ＰＣＶバルブ内の凍結をブローバイガスの熱で解消するＰＣＶバルブの取付構造を開示している。特許文献１に記載のＰＣＶバルブでは、円筒形のバルブケース内に円柱形のバルブ本体部を収容し、バルブケースの内周とバルブ本体部の外周との間の開口によりブローバイガスを還流させる

特開２０１８−２８２８５号公報

内燃機関においては、例えば自動車排出ガス規制に対応し積極的にブローバイガスの還流を促進することが望まれる。ところが、特許文献１に記載のＰＣＶバルブのような従来のＰＣＶバルブでは、吸気側の負圧が大きければそれに応じてブローバイガスを還流する流量が増加するが、吸気側の負圧が小さい状況ではブローバイガスを還流する流量が少ない。特許文献１において、吸気側の負圧が小さい状況でブローバイガスを還流する流量を増加させるためには、バルブケースの内周とバルブ本体部の外周との間の開口面積を大きくすることが考えられるが、この開口面積を大きくするためには流路の径を広げる必要があり、ＰＣＶバルブ全体が大型化してエンジンのレイアウトに制約が生じるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するため、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供することを目的とする。

本願の例示的な第１発明は、内燃機関のブローバイガスを吸気側に還流するブローバイガス通路に配置される還流弁であって、中心軸と平行な方向に貫通する貫通孔を備える筒部を有するハウジングと、前記貫通孔を軸方向に移動可能な弁体と、前記弁体を軸方向一方側に付勢する付勢部材と、を有し、前記筒部は、前記貫通孔の軸方向一方側に開口し、前記ブローバイガス通路の上流側に接続する第１開口と、前記貫通孔の軸方向他方側に開口し、前記ブローバイガス通路の下流側に接続する第２開口と、前記貫通孔の軸方向一方側で前記弁体を支持する第１支持部と、前記貫通孔の軸方向他方側で前記弁体を支持する第２支持部と、前記第１支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第２支持部よりも軸方向一方側に設けられた筒胴部と、を有し、前記弁体は、前記第１支持部に支持される第１被支持部と、前記第２支持部に支持される第２被支持部と、前記第１被支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第２被支持部よりも軸方向一方側に設けられた弁体胴部と、を有し、前記第２支持部の内周は、前記筒胴部の内周よりも小径であり、前記第１被支持部は、前記弁体胴部との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面を有し、前記第２支持部は、前記筒胴部との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く第２段差面を有し、前記付勢部材の軸方向一方側の端部は前記第１段差面に接し、前記付勢部材の軸方向他方側の端部は前記第２段差面に接し、前記第１被支持部は、前記付勢部材の付勢力を前記第１段差面で受けて軸方向一方側に移動することで前記第１開口を塞ぎ、前記第１被支持部は、前記上流側に対する前記下流側の負圧により前記付勢部材の付勢力に抗って軸方向他方側に移動することで前記第１開口を開き、前記第１被支持部は、径方向外側の端部が前記第１支持部と接触する第１接触部と、径方向外側の端部が前記第１支持部から離間する第１離間部と、を周方向に交互に配置した形状であり、前記第２被支持部は、径方向外側の端部が前記第２支持部と接触する第２接触部と、径方向外側の端部が前記第２支持部から離間する第２離間部と、を周方向に交互に配置した形状である。

本願の例示的な第１発明によれば、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる。

本発明の第１実施形態に係る還流弁を適用した内燃機関の構成を示す概略構成図である。本発明の第１実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。本発明の第１実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。図３のＢ−Ｂ’断面図である。図３のＡ−Ａ’断面図である。従来のＰＣＶバルブの動作特性を示す図である。本実施形態のＰＣＶバルブ１１６の動作特性を示す図である。本発明の第２実施形態に係るＰＣＶバルブ１１１６の側断面図である。図８の弁体１００３を軸方向他方側から見た側面図である。図９の弁体１００３を−Ｙ側から見た側面図である。図９のＣ−Ｃ’断面図である。本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ２１１６の側断面図である。図１２の弁体２００３を軸方向他方側から見た側面図である。図１３の弁体２００３を−Ｙ側から見た側面図である。図１３のＤ−Ｄ’断面図である。本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ３１１６の側断面図である。図１６の弁体３００３を軸方向他方側から見た側面図である。図１７のＥ−Ｅ’断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るＰＣＶバルブについて説明する。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図２に示す中心軸Ｊと平行な方向とする。Ｘ軸方向は、図２に示す断面図の断面が拡がる方向及びＺ軸方向と直交する方向とする。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れにおいても、図中に示される矢印の向く側を＋側、反対側を−側とする。

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「リア側」と記し、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「フロント側」と記す。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と記す。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るＰＣＶバルブを適用した内燃機関の構成を示す概略構成図である。内燃機関１００は、ピストン１０３、及びピストン１０３を収容するシリンダの組を複数備える多気筒のエンジンである。シリンダは、クランクケース１０２の上方に設けられ、ピストン１０３を内包する。図１では、便宜上、シリンダ及びピストン１０３が１つずつのみ示される。ピストン１０３は、シリンダの気筒内で気筒の長手方向に移動する。この移動に伴って、ピストン１０３に連結されたコンロッド１０５がクランク軸１０６を回転させる。ピストン１０３の上方には、燃焼室１０４が配置される。燃焼室１０４には、燃料に点火するための点火プラグが設けられる。

燃焼室１０４の吸気口には、吸気バルブ１１２が設けられる。燃焼室１０４の排気口には、排気バルブ１１３が設けられる。吸気バルブ１１２、排気バルブ１１３は何れも、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構によって開閉されるバルブである。

燃焼室１０４の吸気口には、吸気通路１１０が連結する。吸気通路１１０内には、スロットルバルブ１０９が配置される。吸気通路１１０内に吸気される新気は、スロットルバルブ１０９、吸気バルブ１２を順に経由して、燃焼室１０４内に吸気される。燃焼室１０４内に吸気される直前の気体は、吸気通路１１０内において、インジェクターから噴射される燃料と混合される。新気とともに燃焼室１０４内に入った燃料は、点火プラグによって点火される。この点火によって燃焼した燃料は、気化によって体積を増大させて、ピストン１０３を点火プラグから遠ざかる方向に移動させる。

燃焼室１０４において燃料の燃焼によって生じたガスは、燃焼室１０４の排気口から、排気バルブ１１３、及び排気通路を介して、排気ガスとして外部に排出される。

内燃機関１００は、クランクケース１０２と、吸気通路１１０におけるスロットルバルブ１０９よりも下流側の領域とを繋ぐブローバイガス通路１１５を備える。ブローバイガス通路１１５には、ＰＣＶバルブ１１６が設けられる。ＰＣＶバルブ１１６は、吸気通路１１０内とクランクケース１０２内の圧力差により開閉し、クランクケース１０２内のブローバイガスを吸気通路１１０に還流する。

＜ＰＣＶバルブ１１６の構成＞
以下、本発明の第１実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６について説明する。図２及び図３は、本発明の第１実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。図２は、ＰＣＶバルブ１１６が閉じた状態を示す図である。図３は、ＰＣＶバルブ１１６が開いた状態を示す図である。ＰＣＶバルブ１１６は、中心軸Ｊと平行な方向に貫通する貫通孔２１を備える筒部２ａを有するハウジング２と、貫通孔２１を軸方向に移動可能な弁体３と、弁体３を軸方向一方側（−Ｚ側）に付勢する付勢部材４と、を有する。

＜ハウジング２＞
ハウジング２の筒部２ａは、貫通孔２１の軸方向一方側に開口し、ブローバイガス通路１１５の上流側（クランクケース１０２側）に接続する第１開口７１を有する。ハウジング２の筒部２ａは、貫通孔２１の軸方向他方側（＋Ｚ側）に開口し、ブローバイガス通路の下流側（吸気通路１１０側）に接続する第２開口２５を有する。ハウジング２の筒部２ａは、貫通孔２１の軸方向一方側で弁体３を支持する第１支持部２３を有する。第１支持部２３は、その内周面で弁体３を支持する。ハウジング２の筒部２ａは、貫通孔２１の軸方向他方側で弁体３を支持する第２支持部２２を有する。第２支持部２２は、その内周面で弁体３を支持する。ハウジング２の筒部２ａは、第１支持部２３よりも軸方向他方側、且つ第２支持部２２よりも軸方向一方側に設けられた筒胴部２４を有する。第２支持部２２の内周は筒胴部２４の内周よりも小径である。第２支持部２２は、筒胴部２４との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く第２段差面２２ａを有する。ハウジング２の筒部２ａは、軸方向一方側に端部２７を有する。端部２７の内周面２９は筒胴部２４の内周面２６よりも大径である。筒胴部２４は、端部２７との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く段差面２８を有する。

＜弁座部材７＞
ハウジング２は、弁座部材７を有する。弁座部材７は円環形状の部材である。弁座部材７の内周は、フランジ部材６の外周よりも小径である。弁座部材７の内周は、第１開口７１を形成する。弁座部材７の外周は、筒胴部２４の内周面２６よりも大径である。弁座部材７は、端部２７の径方向内側に収容される。端部２７に収容された弁座部材７は、その軸方向他方側に向く面が段差面２８に接する。端部２７は、弁座部材７を収容した状態で、その軸方向一方側の先端が径方向内側に屈曲する。端部２７に収容された弁座部材７は、その軸方向一方側に向く面が、径方向内側に屈曲した端部２７の軸方向一方側の先端に接する。径方向内側に屈曲した端部２７の軸方向一方側の先端の内周は、開口２７ａを形成する。径方向内側に屈曲した端部２７の軸方向一方側の先端の内周は、弁座部材７の内周よりも大径である。径方向内側に屈曲した端部２７の軸方向一方側の先端の内周は、弁座部材７の外周よりも小径である。

＜弁体３＞
弁体３は、円柱部材３ａと、カラー（collar）部材５と、フランジ（Flange）部材６と、を有する。本実施形態では、円柱部材３ａは、カラー部材５と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材３ａは、カラー部材５と同一の部材であってもよい。本実施形態では、円柱部材３ａは、フランジ部材６と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材３ａは、フランジ部材６と同一の部材であってもよい。フランジ部材６は、第１支持部２３に支持される第１被支持部である。カラー部材５は、第２支持部２２に支持される第２被支持部である。円柱部材３ａは、フランジ部材６よりも軸方向他方側、且つカラー部材５よりも軸方向一方側に設けられた弁体胴部３１を有する。円柱部材３ａは、弁体胴部３１よりも軸方向他方側に設けられた中径部３２を有する。中径部３２の外周は、弁体胴部３１の外周よりも小径である。円柱部材３ａは、弁体胴部３１と中径部３２との間にテーパ部３４を有する。テーパ部３４は、弁体胴部３１側から中径部３２側に向かうにつれて徐々に外周が小径になるテーパを有する。円柱部材３ａは、中径部３２よりも軸方向他方側に設けられた小径部３３を有する。小径部３３の外周は、中径部３２の外周よりも小径である。

カラー部材５は、小径部３３の軸方向他方側の端部から圧入され中径部３２と接する位置で固定される。カラー部材５の軸方向から見た形状については、図４を参照して後述する。フランジ部材６は、弁体胴部３１の軸方向一方側の端部に圧入されて固定される。フランジ部材６の軸方向から見た形状については、図５を参照して後述する。フランジ部材６は、弁体胴部３１との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面６１ａを有する。

＜付勢部材４＞
本実施形態では、付勢部材４はコイルばねである。付勢部材４は、例えば板ばねのようなコイルバネ以外の部材であってもよい。付勢部材４の軸方向一方側の端部は、第１段差面６１ａに接する。付勢部材４の軸方向他方側の端部は第２段差面２２ａに接する。付勢部材４は、筒胴部２４の内周と弁体胴部３１の外周との間に収容される。フランジ部材６は、付勢部材４の付勢力を第１段差面６１ａで受けて軸方向一方側に移動することで第１開口７１を塞ぐ（図２参照）。これにより、弁である弁体３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ１１６は閉弁する。フランジ部材６は、第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により付勢部材４の付勢力に抗って軸方向他方側に移動する（図３参照）。これにより、弁である弁体３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ１１６は開弁する。

＜カラー部材５＞
図４は、図３のＢ−Ｂ’断面図である。カラー部材５は、径方向外側の端部が第２支持部２２と接触する第２接触部５１と、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部５２と、を周方向に交互に配置した形状の板状部材である。本実施形態では、カラー部材５は、第２接触部５１及び第２離間部５２を周方向に３つずつ配置している。第２接触部５１の径方向外側の端部は、弁体胴部３１の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する。カラー部材５は、軸方向に貫通する貫通孔５ａを有する。小径部３３が貫通孔５ａに圧入されることで、カラー部材５が円柱部材３ａに固定される。本実施形態によれば、第２接触部５１と第２離間部５２との間に形成された流路の大きさが、弁体３の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。本実施形態によれば、第２支持部２２において、弁体３を３点（３つの第２接触部５１と第２支持部２２との接点）で支持することで、安定して支持するとともに、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。

＜フランジ部材６＞
図５は、図３のＡ−Ａ’断面図である。フランジ部材６は、径方向外側の端部が第１支持部２３と接触する第１接触部６１と、径方向外側の端部が第１支持部２３から離間する第１離間部６２と、を周方向に交互に配置した形状の板状部材である。本実施形態では、フランジ部材６は、第１接触部６１及び第１離間部６２を周方向に３つずつ配置している。第１接触部６１の径方向外側の端部は、弁体胴部３１の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する。フランジ部材６は、軸方向に貫通する貫通孔６ａを有する。弁体胴部３１が貫通孔６ａに圧入されることで、フランジ部材６が円柱部材３ａに固定される。本実施形態によれば、第１接触部６１と第１離間部６２との間に形成された流路の大きさが、弁体３の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。本実施形態によれば、第１支持部２３において、弁体３を３点（３つの第１接触部６１と第１支持部２３との接点）で支持することで、安定して支持するとともに、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。

本実施形態では、第１接触部６１の数は、第２接触部５１の数と同じである。本実施形態では、第１接触部６１の周方向位置は、第２接触部５１の周方向位置と同じ位置である。本実施形態では、第１離間部６２の周方向位置は、第２離間部５２の周方向位置と同じ位置である。これにより、ブローバイガスが軸方向に流れる流路において、軸方向と平行ではない向きの流れを低減し、流れの障害となる渦の発生を低減することができ、ブローバイガスのスムーズな流れを確保することができる。

＜ＰＣＶバルブ１１６の動作＞
第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも弱い場合には、フランジ部材６が弁座部材７に接触して第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ１１６は閉弁する。第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも強い場合には、フランジ部材６が弁座部材７から離れて第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ１１６は開弁する。このとき、第１開口７１、第１支持部２３と第１離間部６２との間、筒胴部２４と弁体胴部３１との間、第２支持部２２と第２離間部５２との間、及び第２開口２５によってブローバイガスの流路が形成される。

本実施形態によれば、第１離間部６２及び第２離間部５２によって流路を形成するので、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供することができる。

図６は、従来のＰＣＶバルブの動作特性を示す図である。図７は、本実施形態のＰＣＶバルブ１１６の動作特性を示す図である。図６及び図７において、横軸は吸気側（ＰＣＶバルブを通過したブローバイガスの、燃焼室への入り口側）の負圧（出力側負圧）であり、縦軸はＰＣＶバルブを介して流れるブローバイガスの流量である。図６に示す従来のＰＣＶバルブでは、例えば、吸気側の負圧が小さい領域の場合は、ブローバイガスの流量が十分に確保できていない。これに対して、本実施形態のＰＣＶバルブ１１６では、図７に示すように、例えば、吸気側の負圧が小さい領域の場合であっても、ブローバイガスの流量が十分に確保できている。したがって、本実施形態のＰＣＶバルブ１１６によれば、例えば、内燃機関１００の低回転域においてもブローバイガスの還流が促進される。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態において、内燃機関の構成は第１実施形態と同じであるので、内燃機関を含む全体構成の説明は省略する。

＜ＰＣＶバルブ１１１６＞
以下、本発明の第２実施形態に係るＰＣＶバルブ１１１６について説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係るＰＣＶバルブ１１１６の側断面図である。図８は、ＰＣＶバルブ１１１６が開いた状態を示す図である。ＰＣＶバルブ１１１６は、中心軸Ｊと平行な方向に貫通する貫通孔２１を備える筒部２ａを有するハウジング２と、貫通孔２１を軸方向に移動可能な弁体１００３と、弁体１００３を軸方向一方側（−Ｚ側）に付勢する付勢部材４と、を有する。第２実施形態のＰＣＶバルブ１１１６において、第１実施形態のＰＣＶバルブ１１６と同様の構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

＜弁体１００３＞
弁体１００３は、円柱部材１００３ａと、フランジ部材６と、を有する。本実施形態では、円柱部材１００３ａは、フランジ部材６と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材１００３ａは、フランジ部材６と同一の部材であってもよい。フランジ部材６は、第１支持部２３に支持される第１被支持部である。円柱部材１００３ａは、フランジ部材６よりも軸方向他方側に設けられた弁体胴部１０３１を有する。円柱部材１００３ａは、弁体胴部１０３１よりも軸方向他方側に設けられた第２被支持部１０３２を有する。

フランジ部材６は、弁体胴部１０３１の軸方向一方側の端部に圧入されて固定される。フランジ部材６の軸方向から見た形状は、図５に示した形状である。フランジ部材６は、弁体胴部１０３１との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面６１ａを有する。

＜付勢部材４＞
付勢部材４の軸方向一方側の端部は、第１段差面６１ａに接する。付勢部材４の軸方向他方側の端部は第２段差面２２ａに接する。付勢部材４は、筒胴部２４の内周と弁体胴部１０３１の外周との間に収容される。フランジ部材６は、付勢部材４の付勢力を第１段差面６１ａで受けて軸方向一方側に移動することで第１開口７１を塞ぐ。これにより、弁である弁体１００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ１１１６は閉弁する。フランジ部材６は、第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により付勢部材４の付勢力に抗って軸方向他方側に移動する。これにより、弁である弁体１００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ１１１６は開弁する。

＜第２被支持部１０３２＞
第２被支持部１０３２は、その外周において、径方向外側の端部が第２支持部２２と接触する第２接触部１０３３と、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部１０３４と、を有する。第２離間部１０３４は、第２被支持部１０３２の外周において、径方向内側に凹んでいる。

図９は、図８の弁体１００３を軸方向他方側から見た側面図である。図８では、図面の上側が＋Ｙ側であって下側が−Ｙ側である向きで示しているが、図９では、図面の上側が＋ｘ側であって下側が−ｘ側である向きで示している。第２離間部１０３４は、第２被支持部１０３２の軸方向他方側の端部から弁体胴部１０３１に向けて軸方向に延びる。この第２離間部１０３４が軸方向に延びる長さは、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。本実施形態では、第２被支持部１０３２は、第２接触部１０３３及び第２離間部１０３４を周方向に３つずつ配置している。

図１０は、図９の弁体１００３を−Ｙ側から見た側面図である。図１１は、図９のＣ−Ｃ’断面図である。第２被支持部１０３２の外径は、弁体胴部１０３１の外径と同径である。本実施形態によれば、例えば、円柱部材１００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落すだけで第２接触部１０３３及び第２離間部１０３４を形成することができ、製造工程を簡易化することができる。

第２離間部１０３４は、弁体胴部１０３１から軸方向他端側且つ径方向内側に延びるテーパ部１０３５を有する。このテーパ部１０３５を設けることにより、第２離間部１０３４を形成するために円柱部材１００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落す作業を、円柱部材１００３ａの外周面を軸方向に沿って削ぎ落すようにすることができ、この作業工程を容易にすることができる。このテーパ部１０３５を設けることにより、軸方向一方側から軸方向他方側へと流れるブローバイガスをテーパ部１０３５に沿って流すことができ、ブローバイガスの流れをスムーズにすることができる。

また、テーパ部１０３５を設けることにより、図１１に示すように、Ｙ軸と直交する面において、弁体胴部１０３１の外周面とテーパ部１０３５との角度を鈍角にすることができる。これにより、弁体１００３が軸方向一端側から軸方向他端側に移動するときに、角部１０３５ａが、第２段差面２２ａの径方向内側の端部と干渉しにくくすることができ、弁体１００３の軸方向移動をスムーズにすることができる。なお、角部１０３５ａは、弁体胴部１０３１の外周面とテーパ部１０３５とが交差する角部である。また、本実施形態では、角部１０３５を丸めてあり、予め定めた半径の曲率を有する。これにより、弁体１００３の軸方向移動をよりスムーズにすることができる。

また、本実施形態では、図１０に示すように、第２離間部１０３４は、その周方向の端部１０３６と角部１０３５ａとの接続部１０３６ａにおいて、予め定めた半径の曲率を有する。これにより、弁体１００３の軸方向移動をよりスムーズにすることができる。

本実施形態によれば、第２接触部１０３３と第２離間部１０３４との間に形成された流路の大きさが、弁体１００３の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。

＜ＰＣＶバルブ１１１６の動作＞
第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体１００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも弱い場合には、フランジ部材６が弁座部材７に接触して第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ１１１６は閉弁する。第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体１００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも強い場合には、フランジ部材６が弁座部材７から離れて第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ１１１６は開弁する。このとき、第１開口７１、第１支持部２３と第１離間部６２との間、筒胴部２４と弁体胴部１０３１との間、第２支持部２２と第２離間部１０３４との間、及び第２開口２５によってブローバイガスの流路が形成される。

本実施形態によれば、第１離間部６２及び第２離間部１０３４によって流路を形成するので、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態において、内燃機関の構成は第１実施形態と同じであるので、内燃機関を含む全体構成の説明は省略する。

＜ＰＣＶバルブ２１１６＞
以下、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ２１１６について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ２１１６の側断面図である。図１２は、ＰＣＶバルブ２１１６が開いた状態を示す図である。ＰＣＶバルブ２１１６は、中心軸Ｊと平行な方向に貫通する貫通孔２１を備える筒部２ａを有するハウジング２と、貫通孔２１を軸方向に移動可能な弁体２００３と、弁体２００３を軸方向一方側（−Ｚ側）に付勢する付勢部材４と、を有する。第３実施形態のＰＣＶバルブ２１１６において、第１実施形態のＰＣＶバルブ１１６と同様の構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

＜弁体２００３＞
弁体２００３は、円柱部材２００３ａと、フランジ部材６と、を有する。本実施形態では、円柱部材２００３ａは、フランジ部材６と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材２００３ａは、フランジ部材６と同一の部材であってもよい。フランジ部材６は、第１支持部２３に支持される第１被支持部である。円柱部材２００３ａは、フランジ部材６よりも軸方向他方側に設けられた弁体胴部２０３１を有する。円柱部材２００３ａは、弁体胴部２０３１よりも軸方向他方側に設けられた第２被支持部２０３２を有する。

フランジ部材６は、弁体胴部２０３１の軸方向一方側の端部に圧入されて固定される。フランジ部材６の軸方向から見た形状は、図５に示した形状である。フランジ部材６は、弁体胴部２０３１との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面６１ａを有する。

＜付勢部材４＞
付勢部材４の軸方向一方側の端部は、第１段差面６１ａに接する。付勢部材４の軸方向他方側の端部は第２段差面２２ａに接する。付勢部材４は、筒胴部２４の内周と弁体胴部２０３１の外周との間に収容される。フランジ部材６は、付勢部材４の付勢力を第１段差面６１ａで受けて軸方向一方側に移動することで第１開口７１を塞ぐ。これにより、弁である弁体２００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ２１１６は閉弁する。フランジ部材６は、第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により付勢部材４の付勢力に抗って軸方向他方側に移動する。これにより、弁である弁体２００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ２１１６は開弁する。

＜第２被支持部２０３２＞
第２被支持部２０３２は、その外周において、径方向外側の端部が第２支持部２２と接触する第２接触部２０３３と、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部２０３４と、を有する。第２離間部２０３４は、第２被支持部２０３２の外周において、径方向内側に凹んでいる。

図１３は、図１２の弁体２００３を軸方向他方側から見た側面図である。図１２では、図面の上側が＋Ｙ側であって下側が−Ｙ側である向きで示しているが、図１３では、図面の上側が＋ｘ側であって下側が−ｘ側である向きで示している。第２離間部２０３４は、第２被支持部２０３２の軸方向他方側の端部から弁体胴部２０３１に向けて軸方向に延びる。この第２離間部２０３４が軸方向に延びる長さは、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。本実施形態では、第２被支持部２０３２は、第２接触部２０３３及び第２離間部２０３４を周方向に３つずつ配置している。

図１４は、図１３の弁体２００３を−Ｙ側から見た側面図である。図１５は、図１３のＤ−Ｄ’断面図である。第２被支持部２０３２の外径は、弁体胴部２０３１の外径と同径である。本実施形態によれば、例えば、円柱部材２００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落すだけで第２接触部２０３３及び第２離間部２０３４を形成することができ、製造工程を簡易化することができる。

第２離間部２０３４は、弁体胴部２０３１から径方向内側に延びる壁部２０３５を有する。壁部２０３５は軸方向と直交する。この壁部２０３５を設けることにより、第２離間部２０３４を形成するために円柱部材２００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落す作業において、円柱部材２００３ａの外周面から軸方向に直交した加工により作業工程を容易にすることができる。

角部２０３５ａは、弁体胴部２０３１の外周面と壁部２０３５とが交差する角部である。本実施形態では、角部２０３５ａを丸めてあり、予め定めた半径の曲率を有する。これにより、弁体２００３の軸方向移動をスムーズにすることができる。

本実施形態によれば、第２接触部２０３３と第２離間部２０３４との間に形成された流路の大きさが、弁体２００３の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。

＜ＰＣＶバルブ２１１６の動作＞
第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体２００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも弱い場合には、フランジ部材６が弁座部材７に接触して第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ２１１６は閉弁する。第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体２００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも強い場合には、フランジ部材６が弁座部材７から離れて第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ２１１６は開弁する。このとき、第１開口７１、第１支持部２３と第１離間部６２との間、筒胴部２４と弁体胴部２０３１との間、第２支持部２２と第２離間部２０３４との間、及び第２開口２５によってブローバイガスの流路が形成される。

本実施形態によれば、第１離間部６２及び第２離間部２０３４によって流路を形成するので、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供することができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態において、内燃機関の構成は第１実施形態と同じであるので、内燃機関を含む全体構成の説明は省略する。

＜ＰＣＶバルブ３１１６＞
以下、本発明の第４実施形態に係るＰＣＶバルブ３１１６について説明する。図１６は、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ３１１６の側断面図である。図１６は、ＰＣＶバルブ３１１６が開いた状態を示す図である。ＰＣＶバルブ３１１６は、中心軸Ｊと平行な方向に貫通する貫通孔２１を備える筒部２ａを有するハウジング２と、貫通孔２１を軸方向に移動可能な弁体３００３と、弁体３００３を軸方向一方側（−Ｚ側）に付勢する付勢部材４と、を有する。第３実施形態のＰＣＶバルブ３１１６において、第１実施形態のＰＣＶバルブ１１６と同様の構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

＜弁体３００３＞
弁体３００３は、円柱部材３００３ａと、フランジ部材６と、を有する。本実施形態では、円柱部材３００３ａは、フランジ部材６と別部材である。別部材であることで、複雑な加工を必要とせずに各部材を作製することができ、製造工程を簡易化することができる。円柱部材３００３ａは、フランジ部材６と同一の部材であってもよい。フランジ部材６は、第１支持部２３に支持される第１被支持部である。円柱部材３００３ａは、フランジ部材６よりも軸方向他方側に設けられた弁体胴部３０３１を有する。円柱部材３００３ａは、弁体胴部３０３１よりも軸方向他方側に設けられた第２被支持部３０３２を有する。

フランジ部材６は、弁体胴部３０３１の軸方向一方側の端部に圧入されて固定される。フランジ部材６の軸方向から見た形状は、図５に示した形状である。フランジ部材６は、弁体胴部３０３１との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面６１ａを有する。

＜付勢部材４＞
付勢部材４の軸方向一方側の端部は、第１段差面６１ａに接する。付勢部材４の軸方向他方側の端部は第２段差面２２ａに接する。付勢部材４は、筒胴部２４の内周と弁体胴部３０３１の外周との間に収容される。フランジ部材６は、付勢部材４の付勢力を第１段差面６１ａで受けて軸方向一方側に移動することで第１開口７１を塞ぐ。これにより、弁である弁体３００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ３１１６は閉弁する。フランジ部材６は、第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により付勢部材４の付勢力に抗って軸方向他方側に移動する。これにより、弁である弁体３００３が、弁座である弁座部材７の第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ３１１６は開弁する。

＜第２被支持部３０３２＞
第２被支持部３０３２は、その外周において、径方向外側の端部が第２支持部２２と接触する第２接触部３０３３と、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部３０３４と、を有する。第２離間部３０３４は、第２被支持部３０３２の外周において、径方向内側に凹んでいる。

図１７は、図１６の弁体３００３を軸方向他方側から見た側面図である。第２離間部３０３４は、第２被支持部３０３２の軸方向他方側の端部から弁体胴部３０３１に向けて軸方向に延びる。この第２離間部３０３４が軸方向に延びる長さは、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。本実施形態では、第２被支持部３０３２は、第２接触部３０３３及び第２離間部３０３４を周方向に２つずつ配置している。この構成によれば、図１７に示すように、第２被支持部３０３２の外周から、第２離間部３０３４の径方向内側の端部までの距離である距離ｄを長くとることができ、ブローバイガスの流路の開口面積を大きく確保することができる。

図１８は、図１７のＥ−Ｅ’断面図である。第２被支持部３０３２の外径は、弁体胴部３０３１の外径と同径である。本実施形態によれば、例えば、円柱部材３００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落すだけで第２接触部３０３３及び第２離間部３０３４を形成することができ、製造工程を簡易化することができる。

第２離間部３０３４は、弁体胴部３０３１から径方向内側に延びる壁部３０３５を有する。壁部３０３５は軸方向と直交する。この壁部３０３５を設けることにより、第２離間部３０３４を形成するために円柱部材３００３ａの軸方向他方側の端部を削ぎ落す作業において、円柱部材３００３ａの外周面から軸方向に直交した加工により作業工程を容易にすることができる。

角部３０３５ａは、弁体胴部ａ３０３１の外周面と壁部３０３５とが交差する角部である。本実施形態では、角部３０３５を丸めてあり、予め定めた半径の曲率を有する。これにより、弁体３００３の軸方向移動をスムーズにすることができる。

本実施形態によれば、第２接触部３０３３と第２離間部３０３４との間に形成された流路の大きさが、弁体３００３の軸方向位置によらず一定であることにより、還流するブローバイガスの流量を確保することができる。

＜ＰＣＶバルブ２１１６の動作＞
第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体３００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも弱い場合には、フランジ部材６が弁座部材７に接触して第１開口７１を塞ぎ、ＰＣＶバルブ３１１６は閉弁する。第１開口７１側に対する第２開口２５側の負圧により弁体３００３を軸方向他方側に移動させる力が、付勢部材４の付勢力よりも強い場合には、フランジ部材６が弁座部材７から離れて第１開口７１を開き、ＰＣＶバルブ３１１６は開弁する。このとき、第１開口７１、第１支持部２３と第１離間部６２との間、筒胴部２４と弁体胴部３０３１との間、第２支持部２２と第２離間部３０３４との間、及び第２開口２５によってブローバイガスの流路が形成される。

本実施形態によれば、第１離間部６２及び第２離間部３０３４によって流路を形成するので、還流弁を大型化することなく、入り口側の負圧が小さい状況で積極的に多くのブローバイガスを還流できる還流弁を提供することができる。

上述した実施形態のＰＣＶバルブの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のＰＣＶバルブは、例えば、車両に搭載される。また、上述した各実施形態の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００内燃機関
１１６ＰＣＶバルブ（還流弁）
２ハウジング
３弁体
４付勢部材
５カラー部材
６フランジ部材
７弁座部材

Claims

内燃機関のブローバイガスを吸気側に還流するブローバイガス通路に配置される還流弁であって、
中心軸と平行な方向に貫通する貫通孔を備える筒部を有するハウジングと、
前記貫通孔を軸方向に移動可能な弁体と、
前記弁体を軸方向一方側に付勢する付勢部材と、
を有し、
前記筒部は、
前記貫通孔の軸方向一方側に開口し、前記ブローバイガス通路の上流側に接続する第１開口と、
前記貫通孔の軸方向他方側に開口し、前記ブローバイガス通路の下流側に接続する第２開口と、
前記貫通孔の軸方向一方側で前記弁体を支持する第１支持部と、
前記貫通孔の軸方向他方側で前記弁体を支持する第２支持部と、
前記第１支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第２支持部よりも軸方向一方側に設けられた筒胴部と、
を有し、
前記弁体は、
前記第１支持部に支持される第１被支持部と、
前記第２支持部に支持される第２被支持部と、
前記第１被支持部よりも軸方向他方側、且つ前記第２被支持部よりも軸方向一方側に設けられた弁体胴部と、
を有し、
前記第２支持部の内周は、前記筒胴部の内周よりも小径であり、
前記第１被支持部は、前記弁体胴部との境で径方向外側に延びて軸方向他方側に向く第１段差面を有し、
前記第２支持部は、前記筒胴部との境で径方向内側に延びて軸方向一方側に向く第２段差面を有し、
前記付勢部材の軸方向一方側の端部は前記第１段差面に接し、
前記付勢部材の軸方向他方側の端部は前記第２段差面に接し、
前記第１被支持部は、前記付勢部材の付勢力を前記第１段差面で受けて軸方向一方側に移動することで前記第１開口を塞ぎ、
前記第１被支持部は、前記上流側に対する前記下流側の負圧により前記付勢部材の付勢力に抗って軸方向他方側に移動することで前記第１開口を開き、
前記第１被支持部は、径方向外側の端部が前記第１支持部と接触する第１接触部と、径方向外側の端部が前記第１支持部から離間する第１離間部と、を周方向に交互に配置した形状であり、
前記第２被支持部は、径方向外側の端部が前記第２支持部と接触する第２接触部と、径方向外側の端部が前記第２支持部から離間する第２離間部と、を周方向に交互に配置した形状である、
還流弁。
第２接触部の径方向外側の端部は、前記弁体胴部の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する、
請求項１に記載の還流弁。
前記第１被支持部は、前記弁体胴部と別部材であり、
前記第２被支持部は、前記弁体胴部と別部材である、
請求項１又は２に記載の還流弁。
前記第２被支持部の外径は、前記弁体胴部の外径と同径である、
請求項１に記載の還流弁。
前記第２離間部は、前記弁体胴部から軸方向他端側且つ径方向内側に延びるテーパ部を有する、
請求項４に記載の還流弁。
前記第２被支持部は、周方向に３個の前記第２接触部を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の還流弁。
前記第１被支持部は、周方向に３個の前記第１接触部を有する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の還流弁。
前記第１接触部の数は、前記第２接触部の数と同じであり、
前記第１接触部の周方向位置は、前記第２接触部の周方向位置と同じ位置である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の還流弁。