JP7218639B2

JP7218639B2 - 還流弁

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Publication number: JP7218639B2
Application number: JP2019053483A
Authority: JP
Inventors: 智彦中西
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2023-02-07
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: US20200300378A1; US11035492B2; JP2020153316A

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。

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１被支持部は、前記付勢部材に付勢されて前記弁体が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前記弁体が軸方向他方側に移動することで前記第１開口を開き、前記弁体は、軸方向他方の端部から軸方向一方側に延びる第１穴を有し、前記弁体胴部は、径方向外側から延びて前記第１穴に達する第２穴を有し、前記弁体胴部は、前記第２穴に対し軸方向で異なる位置に第３穴を有する。

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Ａ－Ａ’断面図である。図３の弁体３を軸方向他方側から見た側面図である。図５のＢ－Ｂ’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。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１１６の側断面図である。第２実施形態において、弁体３の軸方向位置とＰＣＶバルブ１１６の開口面積との関係の一例を示すグラフである。本発明の第３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３実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。第３実施形態において、弁体３の軸方向位置とＰＣＶバルブ１１６の開口面積との関係の一例を示すグラフである。

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、フランジ部材６と、を有する。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。円柱部材３ａ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第２被支持部３２を有する。

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４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。

＜円柱部材３ａ＞
円柱部材３ａは、軸方向他方の端部から軸方向一方側に延びる第１穴３６を有する。円柱部材３ａは、径方向外側（円柱部材３ａの外周面）から延びて前記第１穴３６に達する第２穴３５を有する。円柱部材３ａは、径方向外側径方向外側（円柱部材３ａの外周面）から延びて前記第１穴３６に達する第３穴３４を有する。本実施形態において、円柱部材３ａは、中心軸Ｊと同軸である。本実施形態において、第１穴３６は、中心軸Ｊと同軸である。第１穴３６が延びる向きは、軸方向と平行な向きである。第１穴３６が軸方向と平行であるので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。第１穴３６の軸方向一方側の端部である底部３６ａは、径方向内側に行くにつれて第１穴３６の深さが深くなる円錐形状である。

第２穴３５の断面形状は円形状である。第２穴３５の断面形状が円形状であるので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。また、円柱部材３ａの外周面における第２穴３５の形状が円形状であることで、弁体３が軸方向に移動したときに、第２段差面２２ａの径方向内側の端部と、円柱部材３ａの外周面における第２穴３５とが干渉しにくくすることができ、弁体３が軸方向にスムーズに移動することができる。第２穴３５が延びる向きは、径方向である。第２穴３５が延びる向きは、軸方向と直交する向きである。第２穴３５が軸方向と直交するので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。第２被支持部３２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３３と、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部としての第２穴３５と、を有する。

第３穴３４の断面形状は円形状である。第３穴３４の断面形状が円形状であるので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。また、円柱部材３ａの外周面における第３穴３４の形状が円形状であることで、弁体３が軸方向に移動したときに、第２段差面２２ａの径方向内側の端部と、円柱部材３ａの外周面における第３穴３４とが干渉しにくくすることができ、弁体３が軸方向にスムーズに移動することができる。第３穴３４が延びる向きは、径方向である。第３穴３４が延びる向きは、軸方向と直交する向きである。第３穴３４が軸方向と直交するので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。第２被支持部３２は、その外周において、径方向外側の端部が第２支持部２２から離間する第２離間部としての第３穴３４を有する。円柱部材３ａの外周面において、第３穴３４の周方向位置は、第２穴３５の周方向位置と同じである。円柱部材３ａの外周面において、第３穴３４の周方向位置は、第２穴３５の周方向位置と異なってもよい。

＜フランジ部材６＞
図４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。

図５は、図３の弁体３を軸方向他方側から見た側面図である。図６は、図５のＢ－Ｂ’断面図である。第２穴３５は、第２被支持部３２の外周面から第１穴３６に向けて径方向に延びる。第２穴３５は、第１穴３６に対して開口する。第３穴３４は、第２被支持部３２の外周面から第１穴３６に向けて径方向に延びる。第３穴３４は、第１穴３６に対して開口する。第１穴３６の穴径、第２穴３５の穴径及び第３穴３４の穴径は、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。第１穴３６の穴径は、第２穴３５の穴径よりも大きい。第１穴３６の穴径は、第２穴３５の穴径と同じでもよい。第１穴３６の穴径は、第２穴３５の穴径よりも小さくてもよい。第１穴３６の穴径は、第３穴３４の穴径よりも大きい。第１穴３６の穴径は、第３穴３４の穴径と同じでもよい。第１穴３６の穴径は、第３穴３４の穴径よりも小さくてもよい。第２穴３５の穴径は、第３穴３４の穴径と同じである。第２穴３５の穴径は、第３穴３４の穴径よりも小さくてもよい。第２穴３５の穴径は、第３穴３４の穴径よりも大きくてもよい。

＜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穴３５及び第３穴３４、第１穴３６、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２穴３５、第３穴３４及び第１穴３６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７は、従来のＰＣＶバルブの動作特性を示す図である。図８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７及び図８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７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８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１１６＞
以下、本発明の第２実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６について説明する。本実施形態において、第１実施形態と相違する点は、円柱部材３ａの外周面から延びて第１穴３６に達する穴についてであり、他の点は第１実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。

＜円柱部材３ａ＞
図９は、本発明の第２実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。図９は、ＰＣＶバルブ１１６が開いた状態を示す図である。本実施形態では、第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９を有する。第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９のそれぞれは、円柱部材３ａの外周面から第１穴３６に向けて径方向に延びる。第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９のそれぞれは、第１穴３６に対して開口する。第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９の穴径は、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。

図１０は、第２実施形態において、弁体３の軸方向位置とＰＣＶバルブ１１６の開口面積との関係の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は、弁座である弁座部材７から弁である弁体３までの距離であり、縦軸は、ブローバイガスの流路における第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９による開口面積である。ＰＣＶバルブ１１６の開弁開始時には、フランジ部材６が軸方向他方側に移動し始め、フランジ部材６が弁座部材７から離れる。このとき、第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９のすべてが第２支持部２２の第２段差面２２ａよりも軸方向一方側に位置し、第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９のすべてがブローバイガスの流路において開口している。このため、第２穴３７、第３穴３８及び第３穴３９それぞれの穴の断面積の和が開口面積となり、開口面積は最大である。弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第２穴３７が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動し、第３穴３８及び第３穴３９のみがブローバイガスの流路において開口する（図１０のグラフの屈曲点ａ）。さらに弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第３穴３８が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動し、第３穴３９のみがブローバイガスの流路において開口する（図１０のグラフの屈曲点ｂ）。その後、さらに弁座部材７が軸方向他方側に移動することで第３穴３９も第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動し、ブローバイガスの流路における開口面積が最小となる。本実施形態によれば、図１０に示すように開口面積を調節することができ、これにより、ブローバイガスの流量を調節することができる。

［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１１６＞
以下、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６について説明する。本実施形態において、第１実施形態と相違する点は、円柱部材３ａの外周面から延びて第１穴３６に達する穴についてであり、他の点は第１実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。

＜円柱部材３ａ＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。図１１は、ＰＣＶバルブ１１６が開いた状態を示す図である。図１１は、ＰＣＶバルブ１１６を＋Ｘ側から見た図である。図１２は、本発明の第３実施形態に係るＰＣＶバルブ１１６の側断面図である。図１２は、ＰＣＶバルブ１１６が開いた状態を示す図である。図１２は、図１１とは見る向きを異ならせており、ＰＣＶバルブ１１６を－Ｙ側から見た図である。本実施形態では、第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１を有する。第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のそれぞれは、円柱部材３ａの外周面から第１穴３６に向けて径方向に延びる。第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のそれぞれは、第１穴３６に対して開口する。第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１の穴径は、ブローバイガスを流す流量に応じて定めればよい。

第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のそれぞれは、円柱部材３ａを径方向に貫通する。第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のそれぞれは、弁体胴部３１を径方向に貫通する。本実施形態によれば、第２穴３７が弁体胴部３１を貫通するので、第２穴３７を弁体胴部３１の途中で止める場合と比べて製造工程を簡易化することができる。本実施形態によれば、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１が弁体胴部３１を貫通するので、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１を弁体胴部３１の途中で止める場合と比べて製造工程を簡易化することができる。

第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１は、軸方向位置と周方向位置が異なる複数の穴から構成される。本実施形態によれば、周方向に複数の第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１を有するので、単数の場合と比べて開口面積を確保することができ、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、軸方向に複数の第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１を有するので、単数の場合と比べてより細やかに開口面積の調節をすることができ、還流するブローバイガスの流量をより細やかに調節することができる。

複数の第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のうち、周方向位置が第１位置である第１群穴（第３穴３８及び第３穴３９）と、周方向位置が第２位置である第２群穴（第３穴４０及び第３穴４１）と、は軸方向位置がずれている。本実施形態によれば、第１群穴と第２群穴の軸方向位置がずれていることで、弁体３の軸方向位置に応じて、還流するブローバイガスの流量をより細やかに調節することができる。第１群穴の延びる向きは、第２群穴の延びる向きと直交する。本実施形態によれば、第１群穴の延びる向きと第２群穴の延びる向きとが直交するので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。

第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１それぞれが延びる向きは、軸方向と直交する向きである。本実施形態によれば、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１それぞれが軸方向と直交するので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。

第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１それぞれの断面形状は円形状である。第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１それぞれの断面形状が円形状であるので、他の場合と比べて円柱部材３ａの加工をしやすくすることができる。また、円柱部材３ａの外周面における第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１の形状が円形状であることで、弁体３が軸方向に移動したときに、第２段差面２２ａの径方向内側の端部と、円柱部材３ａの外周面における第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１とが干渉しにくくすることができ、弁体３が軸方向にスムーズに移動することができる。

図１３は、第３実施形態において、弁体３の軸方向位置とＰＣＶバルブ１１６の開口面積との関係の一例を示すグラフである。図１３において、横軸は、弁座である弁座部材７から弁である弁体３までの距離であり、縦軸は、ブローバイガスの流路における第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１による開口面積である。ＰＣＶバルブ１１６の開弁開始時には、フランジ部材６が軸方向他方側に移動し始め、フランジ部材６が弁座部材７から離れる。このとき、第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のすべてが第２支持部２２の第２段差面２２ａよりも軸方向一方側に位置し、第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１のすべてがブローバイガスの流路において開口している。このため、第２穴３７、第３穴３８、第３穴３９、第３穴４０及び第３穴４１それぞれの穴の断面積の和が開口面積となり、開口面積は最大である。弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第２穴３７が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動し、さらに第３穴４０が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動する（図１３のグラフの屈曲点ｃ）。さらに弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第３穴３８が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動する（図１３のグラフの屈曲点ｄ）。さらに弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第３穴４１が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動する（図１３のグラフの屈曲点ｅ）。さらに弁座部材７が軸方向他方側に移動するにつれ、第３穴３９が第２段差面２２ａよりも軸方向他方側に移動する（図１３のグラフの屈曲点ｆ）。本実施形態によれば、図１３に示すように開口面積を調節することができ、これにより、ブローバイガスの流量をより細やかに調節することができる。

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
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１被支持部は、前記付勢部材に付勢されて前記弁体が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前記弁体が軸方向他方側に移動することで前記第１開口を開き、
前記弁体は、軸方向他方の端部から軸方向一方側に延びる第１穴を有し、
前記弁体胴部は、径方向外側から延びて前記第１穴に達する第２穴を有し、
前記弁体胴部は、前記第２穴に対し軸方向で異なる位置に第３穴を有する、
還流弁。
少なくとも前記第２穴は、前記弁体胴部を径方向に貫通する、
請求項１に記載の還流弁。
前記第２穴、及び前記第３穴は、前記弁体胴部を径方向に貫通する、
請求項１に記載の還流弁。
前記第３穴は、軸方向位置と周方向位置が異なる複数の穴から構成される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の還流弁。
複数の前記第３穴のうち、周方向位置が第１位置である第１群穴と、周方向位置が第２位置である第２群穴と、は軸方向位置がずれている、
請求項４に記載の還流弁。
前記第３穴が延びる向きは、軸方向と直交する向きである、
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穴が延びる向きは、軸方向と平行な向きである、
請求項１から６のいずれか１項に記載の還流弁。
前記第３穴の断面形状は円形状である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の還流弁。
前記第３穴の前記第１群穴の延びる向きは、前記第２群穴の延びる向きと直交する、
請求項５に記載の還流弁。