特許 5983350 ＰＣＶバルブの取付け構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5983350

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】ＰＣＶバルブの取付け構造

(51)【国際特許分類】

   F01M 13/00 20060101AFI20160818BHJP

【ＦＩ】

   F01M13/00 J

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-256711(P2012-256711)

(22)【出願日】2012年11月22日

(65)【公開番号】特開2014-105580(P2014-105580A)

(43)【公開日】2014年6月9日

【審査請求日】2015年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】吉良 直樹

(72)【発明者】

【氏名】西垣 篤史

【審査官】 中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０９７２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５０３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１５３８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０１７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１２２３１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１０３０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５０２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３９４６７１０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１４４３７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｍ １１／００−１３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のシリンダヘッドとの間に内部空間を形成する樹脂製カバーと、
前記樹脂製カバーに形成されたバルブ取付け用の貫通孔と、
前記樹脂製カバーの外側から前記貫通孔に挿通されるバルブケース部分を有するＰＣＶバルブと、
前記貫通孔に挿通された前記バルブケース部分に前記樹脂製カバーの内側から螺合され、前記内部空間に少なくとも一部が露出する金属製固定具と、を備え、
前記金属製固定具が、前記樹脂製カバーにインサート成形された筒状ネジ部分と、前記内部空間に突出するように前記筒状ネジ部分から延設された受熱部分とを一体に備え、
前記バルブケース部分が、前記筒状ネジ部分に螺合するネジ部を備えているＰＣＶバルブの取付け構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドとの間に内部空間を形成するカバーと、前記カバーに形成されたバルブ取付け用の貫通孔と、前記カバーの外側から前記貫通孔に挿通されるバルブケース部分を有する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）と、を備えているＰＣＶバルブの取付け構造に関する。

【背景技術】

【0002】

ＰＣＶバルブは、例えば内燃機関の圧縮・燃焼行程で燃焼室からクランクケース内に漏れ出たガスであるブローバイガスを吸気系に還元するにあたって、その還元流量を調節するために装備してある。
ただし、ＰＣＶバルブはシリンダヘッドの外部に設けられ、ＰＣＶバルブ自身が外気に曝されるため、特に寒冷時などにおいてはブローバイガスに含まれる水分がＰＣＶバルブに付着して凍結し、ＰＣＶバルブの正常な作動が妨げられるおそれがある。

【0003】

このため、凍結した水分を内燃機関に発生する熱で解凍できるように、例えばシリンダヘッドとの間に内部空間を形成するカバーにＰＣＶバルブを取り付けてある。
このカバーをアルミ合金など熱伝導率が高い金属で形成してある場合は、内燃機関に発生する熱を、金属製のカバーを介してＰＣＶバルブに効率良く伝導して、凍結した水分を早期に解凍することができる。
しかしながら、カバーを金属に比べて熱伝導率が低い樹脂で形成してある場合は、凍結した水分の解凍効率が悪くなる。

【0004】

特許文献１には、内燃機関に発生する熱を樹脂製カバーに取り付けたＰＣＶバルブに効率良く伝導することができるＰＣＶバルブの取付け構造が記載されている。
この取付け構造では、ＰＣＶバルブのうちの、シリンダヘッドと樹脂製カバーとの間の内部空間に露出させる部分を熱伝導率が高い金属で形成してある。その金属部分を内部空間の高温雰囲気が保有する熱で加熱することにより、ＰＣＶバルブへの伝熱効率を高めて凍結した水分を解凍できるように構成してある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】２００９−１５０２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ただし、シリンダヘッドと樹脂製カバーとの間の内部空間に露出させる金属部分を形成してあるＰＣＶバルブは、そのような金属部分を備えない例えば全体を樹脂で形成してあるＰＣＶバルブに比べて製造コストが高くなる。
ＰＣＶバルブは内燃機関の形式に応じて設計されるから、このような金属部分もＰＣＶバルブ毎に設計しなくてはならず、ＰＣＶバルブを装備するに当たって製造効率及びコストの面において不都合が生じていた。

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、樹脂製のＰＣＶバルブであっても内燃機関に発生する熱を効率良く伝導させ、凍結を早期に解消するＰＣＶバルブの取付け構造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】

【0008】

本発明によるＰＣＶバルブの取付け構造の特徴構成は、 内燃機関のシリンダヘッドとの間に内部空間を形成する樹脂製カバーと、前記樹脂製カバーに形成されたバルブ取付け用の貫通孔と、前記樹脂製カバーの外側から前記貫通孔に挿通されるバルブケース部分を有するＰＣＶバルブと、前記貫通孔に挿通された前記バルブケース部分に前記樹脂製カバーの内側から螺合され、前記内部空間に少なくとも一部が露出する金属製固定具と、を備え、前記金属製固定具が、前記樹脂製カバーにインサート成形された筒状ネジ部分と、前記内部空間に突出するように前記筒状ネジ部分から延設された受熱部分とを一体に備え、前記バルブケース部分が、前記筒状ネジ部分に螺合するネジ部を備えている点にある。

【0009】

本構成のＰＣＶバルブの取付け構造であれば、貫通孔に挿通されたバルブケース部分に螺合させた金属製固定具の少なくとも一部を内部空間に露出させて、金属製固定具を内部空間の高温雰囲気が保有する熱で加熱することができる。

【0010】

このような金属製固定具は、何れのＰＣＶバルブ或いはバルブケース部分に対しても適用可能であり、共通部品として用いることができる。そのため、ＰＣＶバルブ自身は金属を用いることなく安価に製造することが可能になる。また、金属製固定具も共通化することで製造単価が下がり、在庫管理も容易となるから、ＰＣＶバルブの取付け構造をより効率化することができる。

【0011】

【0012】

本構成であれば、バルブケース部分が備えるネジ部を、樹脂製カバーにインサート成形された筒状ネジ部分に螺合する操作で、ＰＣＶバルブを樹脂製カバーに簡便に取り付けることができる。
また、内部空間に突出する受熱部分を筒状ネジ部分から延設してあるので、受熱面積を広く確保することができる。このため、内部空間の高温雰囲気が保有する熱を広い受熱面積で受熱して筒状ネジ部分を加熱することができる。
したがって、本構成のＰＣＶバルブの取付け構造であれば、凍結防止効果をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】ＰＣＶバルブを装備してある内燃機関の断面図である。

【図2】ＰＣＶバルブの取付け構造を示す断面図である。

【図3】第２実施形態におけるＰＣＶバルブの取付け構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１，図２は、本実施形態のＰＣＶバルブ取付け構造を備えた車両のエンジン（内燃機関）Ｅを示す。
エンジンＥは、図１に示すように、シリンダヘッド１、シリンダブロック２、クランクケース３、オイルパン４の夫々を上下に重ね合わせた形態で連結してある。
シリンダヘット１の上部にシリンダヘッドカバー５を備えている。シリンダヘッドカバー５はナイロン等の樹脂で形成されている。

【0015】

クランクケース３の内部にはクランク軸６が回転自在に支持され、シリンダブロック２に形成した複数のシリンダボアにピストン７が摺動自在に嵌め込まれている。ピストン７とクランク軸６はコネクティングロッド８で連結してある。

【0016】

シリンダヘッド１には、吸気バルブ９と排気バルブ１０とが開閉自在に備えられ、これらの上部位置にクランク軸６と平行姿勢となる吸気カム軸１１と排気カム軸１２とが回転自在に支持されている。

【0017】

シリンダヘット１の一方の側面にはインテークマニホールド１４が接続され、他方の側面にはエグゾーストマニホールド１５が接続されている。シリンダヘッド１の上面には燃焼室２０の混合気に点火する点火プラグ１６を備えている。

【0018】

シリンダヘット１に設けた吸気路には燃焼室２０に燃料を供給するインジェクタ１７を備え、この吸気路にインテークマニホールド１４を接続してある。インテークマニホールド１４の上流側にはサージタンク１８を備え、さらにサージタンク１８の上流側にスロットルバルブ１９を接続してある。

【0019】

図示しないが、クランク軸６の回転に同期して吸気カム軸１１と排気カム軸１２とを回転させるために、クランク軸６の軸端に備えたクランクスプロケットと、吸気カム軸１１及び排気カム軸１２の軸端に備えたカムスプロケットとに亘って無端チェーンを巻回してある。点火プラグ１６とインジェクタ１７はＥＣＵ等の制御装置（図示せず）により制御されるように設けてある。

【0020】

このような構成により、エンジンＥの稼動時には、クランク軸６の回転と同期して吸気カム軸１１と排気カム軸１２とが回転すると共に、吸気カム軸１１の外周のカム部からの押圧力により所定タイミングで吸気バルブ９の吸気ポートを開放する。これと同様に、排気カム軸１２の外周のカム部からの押圧力により所定タイミングで排気バルブ１０の排気ポートを開放する。

【0021】

制御装置は、吸気バルブ９が開放される所定のタイミングでインジェクタ１７により燃料を燃焼室２０に供給し、燃焼室２０の混合気が圧縮される所定のタイミングで点火プラグ１６により混合気に点火する制御を行う。

【0022】

シリンダヘッドカバー５の内部で吸気カム軸１１及び排気カム軸１２の上方の夫々には、カム軸１１，１２と平行な姿勢で給油管２１を配置してある。この給油管２１にはオイルを下方に向けて噴霧する噴霧ノズル２１Ａを設けてある。

【0023】

これにより、エンジンＥが稼動する際には、油圧ポンプ（図示せず）により給油管２１の夫々に供給されたオイルが噴霧ノズル２１Ａから吸気カム軸１１と排気カム軸１２とに噴霧される。
なお、図示しないが、シリンダヘッド１にはオイルを排出する排出口を形成してあり、この排出口から排出されたオイルをオイルパン４に戻す油路を形成してある。

【0024】

エンジンＥの稼動時には、燃焼室２０に導入された混合ガスの一部がピストン７の外周とシリンダ内周との間隙からクランク室１３に漏出する。このように漏出した未燃混合ガスがブローバイガスと称される。
エンジンＥは、ブローバイガスをエンジンＥの吸気系に還元し、新しい混合ガスと共に燃焼室２０に導入して燃焼させるブローバイガス還元装置を備えている。

【0025】

ブローバイガス還元装置は、クランク室１３に発生するブローバイガスを、シリンダヘッドカバー５の上部に装備したオイルセパレータ４０にガス抽出経路２２により供給し、オイルミストが分離されたブローバイガスをガス空間Ｓに移送して貯留する。
ガス空間Ｓに貯留されたブローバイガスは、ＰＣＶバルブ３０を通してガス還元経路２３に送り出し、エンジンＥの吸気系（具体的にはサージタンク１８）に還元して混合気と共に燃焼室２０で燃焼させる。

【0026】

オイルセパレータ４０は、図２に示すように、ガスケット２４を挟んでシリンダヘッドカバー５の上面に固定され、ブローバイガスに含まれるオイルミストを分離除去するサイクロン型の分離ユニット４３を内部に備えている。

【0027】

オイルセパレータ４０は、ガス空間（内部空間）Ｓを内部に形成する上部ケース部４１と、分離ユニット４３を内部に設けてある下部ケース部４２とを一体に備え、上部ケース４１と下部ケース４３との中間部分に隔壁４４を形成し、隔壁４４の下側で分離ユニット４３の外周側に供給空間Ｔを形成してある。
上部ケース４１，下部ケース４２，分離ユニット４３及び隔壁４４の夫々は、シリンダヘッドカバー５と同様に、ナイロン等の樹脂材料で形成してある。

【0028】

分離ユニット４３は、円筒部４３Ａの下側に漏斗状部４３Ｂが一体形成されていると共に、円筒部４３Ａの外周に供給空間Ｔに連通する開口部４３Ｈが形成され、シリンダヘッドカバー５の内部に連通する孔部４３Ｃが漏斗状部４３Ｂの下端に形成されている。分離ユニット４３の円筒部４３Ａの上部位置の隔壁４４には貫通孔４４Ａが形成されている。

【0029】

このような構成から、供給空間Ｔにブローバイガスが供給された場合には、オイルミストを含むガスが開口部４３Ｈから分離ユニット４３の円筒部４３Ａの内部に接線方向に導入され、この導入によりガスが旋回する。
このガスの旋回による遠心力の作用でオイルミストを凝集分離し、凝集したオイルを漏斗状部４３Ｂの内面から孔部４３Ｃに送り、孔部４３Ｃを通してシリンダヘッドカバー５の内部に送り出す。また、オイルミストが除去されたブローバイガスは隔壁４４の貫通孔４４Ａからガス空間Ｓに導かれる。

【0030】

ＰＣＶバルブ３０は、上部ケース部４１のガス空間（内部空間）Ｓに連通する状態で当該上部ケース部４１に取り付けられている。
したがって、上部ケース部４１が、エンジンＥのシリンダヘッド１との間にシリンダヘッドカバー５と共に内部空間（ガス空間Ｓ）を形成する樹脂製カバーに相当し、バルブ取り付け用の貫通孔４１Ａを横向きに形成してある。

【0031】

ＰＣＶバルブ３０は、バルブ本体３１と、バルブ本体３１の内部に収容してある弁体３２と、弁体３２のバルブ本体３１からの脱落を防止する支持部材３３と、弁体３２を閉じ方向に付勢するバネ３４とを備え、支持部材３３には孔部３３Ａが形成されている。

【0032】

バルブ本体３１は、ガス還元経路２３に接続される接続用筒部３１Ａと、弁体３２の収容部を形成してある筒状本体部３１Ｂと、例えば六角形状の異径の環状鍔部３１Ｃとを一体に備え、筒状本体部３１Ｂの外周部に雄ネジ部３１Ｄを形成してある。
バルブ本体３１，弁体３２，支持部材３３及びバネ３４は樹脂材料で構成されるものを想定しているが、これらの全部または一部を金属材料で構成しても良い。

【0033】

筒状本体部３１Ｂが、バルブ取り付け用の貫通孔４１Ａに上部ケース部４１の外側から挿通されるバルブケース部分に相当し、環状鍔部３１Ｃと上部ケース部４１との当接で挿通深さが規制される状態で貫通孔４１Ａに挿通してある。
ＰＣＶバルブ３０は、貫通孔４１Ａに挿通した筒状本体部３１Ｂの雄ネジ部３１Ｄに上部ケース部４１の内側から金属製固定具２５を螺合して、上部ケース部４１に固定してある。

【0034】

金属製固定具２５は、筒状本体部３１Ｂの雄ネジ部３１Ｄに螺合する雌ネジ部２６Ａを形成してある筒状ネジ部分２６を備えている。
金属製固定具２５は、筒状ネジ部分２６の一部がガス空間Ｓに露出するように、上部ケース部４１に回り止め状態でインサート成形してあり、全体を例えばアルミ合金や銅合金などの熱伝導率が高い金属で形成してある。

【0035】

筒状ネジ部分２６のうちの、上部ケース部４１に埋入されていない部分と雄ネジ部３１Ｄが螺合されない雌ネジ部分とを含む一部をガス空間Ｓに露出させて、ガス空間Ｓのブローバイガスを含む高温雰囲気が保有する熱で金属製固定具２５を加熱できるように構成してある。

【0036】

このような金属製固定具２５は、何れのＰＣＶバルブ３０或いは筒状本体部（バルブケース部分）３１Ｂに対しても適用可能であり、共通部品として用いることができる。そのため、ＰＣＶバルブ３０自身は金属を用いることなく安価に製造することが可能になる。また、金属製固定具２５も共通化することで製造単価が下がり、在庫管理も容易となるから、ＰＣＶバルブ３０の取付け構造をより効率化することができる。

【0037】

バルブ本体３１は、環状鍔部３１Ｃと筒状ネジ部分２６とで上部ケース部４１の貫通孔４１Ａ周りを挟み込む状態で上部ケース部４１に固定してある。
したがって、上部ケース部４１のうちの、環状鍔部３１Ｃと筒状ネジ部分２６とで挟み込まれている部分４１Ｂが、固定用筒部３１Ｂと貫通孔４１Ａとの隙間を密封する環状のシール材として機能している。

【0038】

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態では、金属製固定具２５が、一部がガス空間Ｓに露出するように上部ケース部４１にインサート成形された筒状ネジ部分２６と、ガス空間Ｓに筒径方向に沿って下向きに突出するように筒状ネジ部分２６から延設された板状の受熱部分２７とを一体に備えている。

【0039】

受熱部分２７は、ガス空間Ｓにおけるブローバイガスの通流の妨げになりにくい形状で形成してあるのが好ましい。また、受熱部分２７を、ガス空間Ｓにおけるブローバイガスの通流路を形成する流路形成部材として設けてあってもよい。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

【0040】

〔その他の実施形態〕
１．本発明によるＰＣＶバルブの取付け構造は、バルブケース部分に樹脂製カバーの内側から螺合してある金属製固定具の全体を樹脂製カバーの内部空間に露出させてあってもよい。
２．本発明によるＰＣＶバルブの取付け構造は、バルブケース部分を樹脂製のシリンダヘッドカバーに形成されたバルブ取付け用の貫通孔に挿通し、そのバルブケース部分にシリンダヘッドカバーの内側から螺合してある金属製固定具の少なくとも一部をシリンダヘッドカバーの内部空間に露出させてあってもよい。
３．本発明によるＰＣＶバルブの取付け構造は、ＰＣＶバルブを装備してある各種内燃機関に適用することができる。

【符号の説明】

【0041】

１ シリンダヘッド
２５ 金属製固定具
２６ 筒状ネジ部分
２７ 受熱部分
３０ ＰＣＶバルブ
３１Ｂ バルブケース部分
３１Ｄ ネジ部
４１ 上部ケース部（樹脂製カバー）
４１Ａ バルブ取付け用の貫通孔
Ｅ 内燃機関
Ｓ ガス空間（内部空間）

【図1】

【図2】

【図3】