JP4778536B2 - PCV valve - Google Patents
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Description
この発明は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気系へ戻して燃焼室へ還元するブローバイガス還元装置に係り、この還元装置に設けられる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）に関する。 The present invention relates to a blow-by gas reduction device that returns blow-by gas leaked from a combustion chamber of an engine to a crankcase to the intake system of the engine and returns it to the combustion chamber, and a PCV valve (positive crank) provided in the reduction device. Case, ventilation, valve).
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１及び２には、エンジンの運転状態に応じて弁体の開閉位置を制御するようにしたＰＣＶバルブが記載されている。ここで、特許文献１には、円錐形の先端部を有する円柱形の弁体が軸方向位置可変に配設され、弁体の弁座に対する位置に応じてブローバイガス通路の通流面積を可変とするように構成される。この弁体の基端部にはシャフトが設けられ、そのシャフトの端部に、強磁性金属からなる円柱状プランジャーが取り付けられる。このプランジャーの外周部には、空隙を介してコイルが設けられる。このコイルが、エンジンの運転状態に応じて、コントローラにより通電制御されることにより、コイルの電磁力によりプランジャーが移動して弁体が軸方向へ移動し、弁座との間のブローバイガス通流面積が可変となるようになっている。特許文献２にも、特許文献１のＰＣＶバルブに準ずるＰＣＶバルブが記載されている。
Conventionally, as this type of technology, for example, the following
また、下記の特許文献３及び４には、内部に弁室を含むバルブケースを備え、そのバルブケースの外周部に専用の加熱手段としての電気ヒータを設けたＰＣＶバルブが記載されている。この電気ヒータにより、弁室に配置された弁体及び弁座を加熱するようになっている。
ところが、特許文献１及び２に記載のＰＣＶバルブでは、ブローバイガスに含まれる水分が、ブローバイガス通路の中で凍結するおそれがあった。特に、弁体と弁座との間の計量部は、通流面積が狭く、凍結により弁体と弁座が固着するおそれがあった。一方、特許文献３及び４に記載のＰＣＶバルブでは、通電により電気ヒータを加熱させることにより凍結を解除することができるが、電気ヒータを設けた分だけ構成が複雑となる。
However, in the PCV valves described in
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、専用の加熱手段を別途設けることなく弁座と弁体との間の凍結を解除することを可能としたＰＣＶバルブを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a PCV valve that can release the freezing between the valve seat and the valve body without separately providing a dedicated heating means. There is to do.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体を移動させるための電動手段と、弁座、弁体及び電動手段を収納するハウジングとを備え、電動手段を通電により動作させて弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにしたＰＣＶバルブにおいて、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、少なくとも電動手段及び弁座を内包するようにハウジングに設けられたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、弁体を移動させるために電動手段を通電により動作させることにより、電動手段に通電による発熱が生じる。ここで、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、少なくとも電動手段及び弁座を内包するようにハウジングに設けられるので、電動手段で発生した熱は、ハウジングに伝わるよりも、上記内包する部材を介して弁座に速やかに伝わり、弁座が速やかに加熱される。 According to the configuration of the above invention, the electric means is operated by energization in order to move the valve body, thereby generating heat by energization of the electric means. Here, the member having better heat conductivity than the housing is provided in the housing so as to include at least the electric means and the valve seat. Therefore, the heat generated by the electric means is not transmitted to the housing but the included member. The valve seat is quickly transmitted to the valve seat, and the valve seat is quickly heated.
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、ブローバイガス通路の壁面を構成したことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、ブローバイガス通路の壁面を構成するので、その通路を流れるブローバイガスが熱により暖められる。
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体を移動させるための電動手段と、弁座、弁体及び電動手段を収納するハウジングとを備え、電動手段を通電により動作させて弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにしたＰＣＶバルブにおいて、電動手段と弁座又は弁体は、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材により熱的に連結されたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention provides a valve seat, a valve body provided corresponding to the valve seat, an electric means for moving the valve body, a valve seat, and a valve body. And a housing for storing the electric means, and by operating the electric means by energization to move the valve body relative to the valve seat, the size of the blow-by gas passage between the valve seat and the valve body is changed. In the PCV valve thus configured, the electric means and the valve seat or valve body are thermally connected by a member having better thermal conductivity than the housing.
上記発明の構成によれば、弁体を移動させるために電動手段を通電により動作させることにより、電動手段に通電による発熱が生じる。ここで、電動手段と弁座又は弁体が、ハウジングよりも熱伝導性のよい部材により熱的に連結されるので、電動手段で発生した熱は、ハウジングに伝わるよりも弁座又は弁体に速やかに伝わり、弁座又は弁体が速やかに加熱される。 According to the configuration of the above invention, the electric means is operated by energization in order to move the valve body, thereby generating heat by energization of the electric means. Here, since the electric means and the valve seat or the valve body are thermally coupled by a member having better thermal conductivity than the housing, the heat generated by the electric means is transmitted to the valve seat or the valve body rather than being transmitted to the housing. The valve seat or the valve element is quickly heated.
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、弁座又は弁体は、ハウジングよりも熱伝導性の良い材料により構成されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、弁座又は弁体が、ハウジングよりも熱伝導性の良い材料により構成されるので、熱的に連結する部材に伝わった熱は、弁座又は弁体に伝わり易い。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体を移動させるための電動手段と、弁座、弁体及び電動手段を収納するハウジングとを備え、電動手段を通電により動作させて弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにしたＰＣＶバルブにおいて、ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材が弁体を内包するようにブローバイガス通路の中に設けられ、カバー部材の一端が電動手段に熱的に連結され、弁座がカバー部材に一体に形成されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、弁体を移動させるために電動手段を通電により動作させることにより、電動手段に通電による発熱が生じる。ここで、ブローバイガス通路の中にて弁体がハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材により内包され、カバー部材の一端が電動手段に熱的に連結されるので、電動手段で発生した熱がカバー部材に速やかに伝わり、弁体が速やかに加熱される。また、カバー部材に弁座が一体に形成されるので、カバー部材が加熱されることで弁座も速やかに加熱される。 According to the configuration of the above invention, the electric means is operated by energization in order to move the valve body, thereby generating heat by energization of the electric means. Here, in the blow-by gas passage, the valve body is enclosed by a cover member having better thermal conductivity than the housing, and one end of the cover member is thermally connected to the electric means, so that the heat generated by the electric means is The valve member is quickly transmitted to the cover member, and the valve body is quickly heated. Further, since the valve seat is formed integrally with the cover member, the valve seat is also quickly heated by heating the cover member.
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、弁座と、弁座に対応して設けられた弁体と、弁体を移動させるための電動手段と、弁座、弁体及び電動手段を収納するハウジングとを備え、電動手段を通電により動作させて弁体を弁座に対して移動させることにより、弁座と弁体との間におけるブローバイガス通路の大きさを変更するようにしたＰＣＶバルブにおいて、ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材が弁体を内包するようにブローバイガス通路の中に設けられ、カバー部材の一端が電動手段に熱的に連結され、弁座とカバー部材に挟まれた金属製の弾性部材が設けられ、弾性部材によりカバー部材が電動手段に押し付けられたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、弁体を移動させるために電動手段を通電により動作させることにより、電動手段に通電による発熱が生じる。ここで、ブローバイガス通路の中にて弁体がハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材により内包され、カバー部材の一端が電動手段に熱的に連結されるので、電動手段で発生した熱がカバー部材に速やかに伝わり、弁体が速やかに加熱される。また、金属製の弾性部材が弁座とカバー部材に挟まれて設けられるので、カバー部材に伝わる熱が弾性部材を介して弁座にも伝わり、弁座が速やかに加熱される。更に、カバー部材が弾性部材により電動手段に押し付けられるので、カバー部材と電動手段との密着性が向上し、両者の間の伝熱性が向上する。 According to the configuration of the above invention, the electric means is operated by energization in order to move the valve body, thereby generating heat by energization of the electric means. Here, in the blow-by gas passage, the valve body is enclosed by a cover member having better thermal conductivity than the housing, and one end of the cover member is thermally connected to the electric means, so that the heat generated by the electric means is The valve member is quickly transmitted to the cover member, and the valve body is quickly heated. Further, since the metal elastic member is provided between the valve seat and the cover member, the heat transmitted to the cover member is also transmitted to the valve seat via the elastic member, and the valve seat is quickly heated. Furthermore, since the cover member is pressed against the electric means by the elastic member, the adhesion between the cover member and the electric means is improved, and the heat transfer between them is improved.
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、金属製の弾性部材はコイルスプリングであることを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
上記発明の構成によれば、弾性部材をコイルスプリングにすることで、請求項６に記載の発明と同等の作用が得られる。
According to the structure of the said invention, the effect | action equivalent to the invention of
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明において、電動手段とカバー部材との間に伝熱補助部材が設けられたことを趣旨とする。ここで、伝熱補助部材は、電動手段とカバー部材との間の熱の伝わりを補助するための部材を意味する。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明の作用に加え、電動手段とカバー部材との間の熱の伝わりが伝熱補助部材により向上する。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項１又は３に記載の発明において、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材と弁座との間に伝熱補助部材が設けられたことを趣旨とする。ここで、伝熱補助部材は、熱伝導性の良い部材と弁座との間の熱の伝わりを補助するための部材を意味する。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 9 is the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項１又は３に記載の発明の作用に加え、ハウジングよりも熱伝導性の良い部材と弁座との間の熱の伝わりが伝熱補助部材により向上する。
According to the structure of the said invention, in addition to the effect | action of the invention of
請求項１に記載の発明によれば、電動手段の発熱を利用することにより、専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を解除することができる。 According to the first aspect of the present invention, freezing between the valve seat and the valve body can be released without using a dedicated heating means by utilizing the heat generated by the electric means.
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に対し、弁座と弁体との間の凍結をより速やかに解除することができる。 According to the second aspect of the present invention, the freezing between the valve seat and the valve body can be released more quickly than the effect of the first aspect of the invention.
請求項３に記載の発明によれば、電動手段の発熱を利用することにより、専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を解除することができる。 According to the third aspect of the present invention, freezing between the valve seat and the valve body can be released without using a dedicated heating means by utilizing the heat generated by the electric means.
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に対し、弁座と弁体との間の凍結をより速やかに解除することができる。
According to the invention described in
請求項５に記載の発明によれば、電動手段の発熱を利用することにより、専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を解除することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, freezing between the valve seat and the valve body can be released without using a dedicated heating means by utilizing the heat generated by the electric means.
請求項６に記載の発明によれば、電動手段の発熱を利用することにより、専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を解除することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, freezing between the valve seat and the valve body can be released without using a dedicated heating means by utilizing the heat generated by the electric means.
請求項７に記載の発明によれば、電動手段の発熱を利用することにより、専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座と弁体との間の凍結を解除することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the freezing between the valve seat and the valve body can be released without using a dedicated heating means by utilizing the heat generated by the electric means.
請求項８に記載の発明によれば、請求項５乃至７の何れか一つに記載の発明の効果に対し、弁座と弁体との間の凍結の解除を促進することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the release of freezing between the valve seat and the valve element can be promoted with respect to the effect of the invention according to any one of the fifth to seventh aspects.
請求項９に記載の発明によれば、請求項１又は３に記載の発明の効果に対し、弁座と弁体との間の凍結の解除を促進することができる。 According to the ninth aspect of the invention, the release of freezing between the valve seat and the valve body can be promoted with respect to the effect of the first or third aspect of the invention.
［第１実施形態］
以下、本発明のＰＣＶバルブを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the PCV valve according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に、この実施形態のＰＣＶバルブ１を断面図により示す。周知のように、このＰＣＶバルブ１は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気通路へ戻して燃焼室へ還元させるように構成したブローバイガス還元装置に設けられる。図１に示すように、このＰＣＶバルブ１は、概略的には、弁座２と、弁座２に対応して設けられた弁体３と、弁体３を移動させるための本発明の電動手段としてのステップモータ４と、弁座２、弁体３及びステップモータ４を収納するハウジング５とを備える。そして、ステップモータ４を通電により動作させて弁体３を弁座２に対して移動させることにより、弁座２と弁体３との間におけるブローバイガス通路の大きさ、すなわち「開度」を変更し、ＰＣＶバルブ１で計量されるブローバイガス流量を調整するようになっている。このＰＣＶバルブ１は、ステップモータ４により弁体３を駆動するタイプであり、弁座２と弁体３との凍結を解除するために電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けてはいない。以下、ＰＣＶバルブ１の構成について詳しく説明する。
FIG. 1 is a sectional view showing a
この実施形態で、ハウジング５は中空形状をなし、互いに組み付けられたメインハウジング６とサブハウジング７から構成される。メインハウジング６は、内部に形成された中空部６ａと、下部に形成された入口側管継手６ｂと、上部に形成されたコネクタ６ｃとを備える。入口側管継手６ｂは、中空部６ａに通じる入口通路６ｄを含み、その外周にシールリング８が装着される。サブハウジング７は、その基端外周部７ａが、メインハウジング６の先端部に形成された取付孔６ｅに圧入されて超音波溶着されることによりメインハウジング６に組み付けられる。サブハウジング７の先端部は、出口側管継手７ｂとなっている。メインハウジング６の入口側管継手６ｂは、エンジン本体等の取付孔に取り付けられるようになっている。サブハウジング７の出口側管継手７ｂには、エンジンの吸気通路に通じる還元通路（パイプ）の一端部が接続される。
In this embodiment, the
メインハウジング６の中空部６ａには、バルブアセンブリ１１が一体に設けられる。このバルブアセンブリ１１は、有底円筒形のケース１２と、そのケース１２の底部に収容されたステップモータ４と、そのステップモータ４の一端面を覆う隔壁部材１３と、その隔壁部材１３に対し移動可能に設けられると共に、ステップモータ４の出力軸４ａに駆動連結された弁体３と、その弁体３に対応してケース１２の開口部１２ａに組み付けられた弁座２とから構成される。弁座２と隔壁部材１３との間の空間が、弁体３を収容する弁室１４となっている。
A
上記したように、このバルブアセンブリ１１において、ステップモータ４、隔壁部材１３、弁体３及び弁座２は、ケース１２により内包される。しかも、ステップモータ４と弁座２は、ケース１２に接して設けられる。この実施形態では、ケース１２が、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材となっている。すなわち、この実施形態で、メインハウジング６は樹脂により構成され、ケース１２はアルミ等の金属により構成される。従って、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材であるケース１２が、ブローバイガス通路の一部である弁室１４の壁面を構成している。この他、弁体３は樹脂により構成され、弁座２はアルミ等の金属により構成される。
As described above, in the
ステップモータ４は、外周部を構成するステータ４ｂと、ステータ４ｂの内部に設けられたロータ４ｃと、ロータ４ｃの中心に設けられた出力軸４ａとを含む。ステータ４ｂはコイル４ｄを含み、ステータ４ｂには、外部端子１５が設けられる。この外部端子１５の先端部は、コネクタ６ｃの中に突出して配置される。ステータ４ｂの外周は、ケース１２の内壁に接して設けられる。弁体３は、先端が丸みを帯びて尖った略円筒形をなす。隔壁部材１３は、その中央にスリーブ１３ａを有する。スリーブ１３ａの中には、ステップモータ４の出力軸４ａが配置され、弁体３が組み入れられる。このスリーブ１３ａの中で弁体３が出力軸４ａに連結される。すなわち、弁体３に形成されたネジ穴３ａに対し、出力軸４ａの外周に形成されたネジ４ｅが螺合することで、両者３，４ａが駆動連結される。この状態で出力軸４ａが回転することにより、ネジ４ｅとネジ穴３ａとの関係により弁体３がその軸線方向へ移動する。弁体３の移動方向は、出力軸４ａの回転方向（正転・逆転）の違いにより決定される。弁体３の先端部外周にはフランジ３ｂが形成され、このフランジ３ｂと隔壁部材１３との間には、圧縮スプリング１６が介装される。弁体３は、このスプリング１６により弁座２へ向けて付勢される。弁座２は、円環状をなし、中央に弁孔２ａを含む。弁体３の先端部は、弁座２の弁孔２ａを貫通可能に設けられる。弁体３の先端部は、先端へ向けて徐々に縮径した形状をなす。従って、弁体３が軸線方向へ移動することにより、弁座２と弁体３との間の隙間の大きさ、すなわちブローバイガス通路の大きさ（開度）が変わる。そして、弁座２と弁体３との隙間が弁室１４の出口となっている。サブハウジング７は、メインハウジング６の弁室１４に連通する中空部７ｃを含む。弁室１４と中空部７ｃは、互いにブローバイガス通路を構成する。ケース１２には、入口通路６ｄに連通する孔１２ａが形成される。
この実施形態で、バルブアセンブリ１１は、メインハウジング６に対しインサート成形される。すなわち、メインハウジング６を樹脂成形するときに、バルブアセンブリ１１を金型内にインサート品として装填した後、金型に溶融樹脂を注入する。これにより、バルブアセンブリ１１を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品としてのメインハウジング６を作製している。
In this embodiment, the
メインハウジング６のコネクタ６ｃには、外部コネクタ（図示略）が接続される。外部コネクタは、外部端子１５に対し電気的に接続される。外部コネクタは、ステップモータ４を制御するために外部配線（図示略）を介してコントローラ（図示略）に接続される。
An external connector (not shown) is connected to the
以上説明したこの実施形態のＰＣＶバルブ１によれば、エンジンの運転時には、図１に示す状態において、サブハウジング７の中空部７ｃに、吸気通路から還元通路を介して吸気負圧が作用する。また、エンジン本体内部に充満したブローバイガスは、入口側管継手６ｂの入口通路６ｄから弁室１４に侵入する。図１に示す状態では、弁座２と弁体３との間に隙間があることから、ブローバイガスが吸気負圧に引かれて、弁室１４からサブハウジング７の中空部７ｃへ抜ける。このとき、ステップモータ４を通電により動作させることにより、弁体３が弁座２に対して移動し、両者３，２の間の隙間（開度）の大きさが変わり、ブローバイガス流量が調節される。
According to the
ここで、弁体３を移動させるためにステップモータ４を通電により動作させることにより、ステップモータ４のコイル４ｄに通電による発熱が生じる。すなわち、ステップモータ４は、その動作時に通電により発熱する。ステップモータ４の発熱は、最大で「７０〜８０℃」の温度に達することが知られている。バルブアセンブリ１１を構成するケース１２は、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材となっており、そのケース１２によりステップモータ４、隔壁部材１３、弁体３及び弁座２が内包される。また、ステップモータ４と弁座２がケース１２の内壁に接して設けられる。従って、ステップモータ４のコイル４ｄで発生した熱は、メインハウジング６に伝わるよりも、ケース１２を介して弁座２に速やかに伝わり、弁座２が速やかに加熱される。このため、このＰＣＶバルブ１において、冷間時に弁座２と弁体３との間が凍結していても、ステップモータ４から伝わる熱を利用してこの凍結を解除することができる。つまり、このＰＣＶバルブ１によれば、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を解除することができるのである。また、エンジンの運転中にＰＣＶバルブ１の周りが寒冷状態になっても、ステップモータ４を通電により動作させている間は、ステップモータ４の発熱により弁座２が加熱されるので、弁座２と弁体３との凍結を有効に防止することができる。
Here, by operating the
また、この実施形態では、メインハウジング６よりも熱伝導性の良いケース１２が、ブローバイガス通路となる弁室１４の壁面を構成するので、その通路を流れるブローバイガスがケース１２から発する熱により暖められる。このため、暖められたブローバイガスが解氷に寄与することとなり、弁座２と弁体３との間の凍結をより速やかに解除することができる。
Further, in this embodiment, the
ここで、上記したＰＣＶバルブ１による凍結解除の有効性について説明する。図２に、凍結解除評価のための自動車運転パターン等をタイムチャートにより示す。図２（Ａ）には、車速の変化を示し、図２（Ｂ）には、エンジンの冷却水温度（水温）とエンジンの潤滑油温度（油温）の変化を示す。図２（Ａ）に示すように、この運転パターンでは、「−４０℃」の冷間状態からエンジンを始動させ、エンジン始動後「３０秒」だけアイドル運転が行われ、その後「７２００秒」の間に緩加速、時速１２０キロの定常走行及び通常減速が行われ、その後「３０秒」の間アイドル運転が行われて終了する。この間に、水温と油温は、図２（Ｂ）に示すように、徐々に上昇して所定の上限温度に達し、その上限温度を保つように変化する。ここで、油温は、定常走行の初期段階に「５０℃」に達する。油温が「５０℃」を超えると、ブローバイガス中の水蒸気発生量が多くなる。これは、「５０℃」付近からオイルパンの潤滑油中の水分が徐々に気化し始めるからである。ブローバイガス中に大量の水蒸気が含まれるときに、ＰＣＶバルブが凍結により開弁できないとすると、大量の水蒸気を含んだブローバイガスは、エンジンから掃気通路を通じて吸気通路の大気側へ逆流するおそれがある。この大量の水蒸気がスロットルボディ上流に流れると、スロットルバルブがボアに氷結して固着してしまうおそれがある。このため、ＰＣＶバルブの凍結は、油温が「５０℃」に達する前に解除（解氷）する必要がある。
Here, the effectiveness of the freeze release by the
図３に、この実施形態のＰＣＶバルブ１を使用して、上記と同じ運転パターンで行われた凍結解除評価の試験結果をタイムチャートにより示す。図３（Ａ）に、車速の変化を示し、図３（Ｂ）に、水温、油温、ＰＣＶ負圧側ガス温度及びＰＣＶ大気側ガス温度の変化を示す。「ＰＣＶ負圧側ガス温度」は、ＰＣＶバルブ１より下流側のガス温度を意味し、「ＰＣＶ大気側ガス温度」は、ＰＣＶバルブ１より上流側のガス温度を意味する。図３（Ｂ）に示すように、油温は、エンジン始動後「５５０秒」経過したところで「５０℃」に達することが分かる。この試験では、エンジン始動と同時にＰＣＶバルブ１の弁体３を駆動するためにステップモータ４への通電が開始される。そして、通電開始後にステップモータ４から発生する熱によりＰＣＶバルブ１の弁座２が加熱されることとなる。ここで、ステップモータ４の温度が上昇し、その発熱がケース１２を介して弁座２に伝わり、弁座２が加熱されて弁座２と弁体３の凍結が解除されるまでにある程度の時間が必要になる。図３（Ｂ）では、エンジン始動後から「約４５０秒」経過したところで、ＰＣＶ負圧側ガス温度とＰＣＶ大気側ガス温度の大きさが２回目の逆転をしていることが分かる。この温度逆転のタイミングがＰＣＶバルブ１の凍結が解除されたこと（ＰＣＶ凍結解除）を示している。
FIG. 3 is a time chart showing the test results of the freeze release evaluation performed in the same operation pattern as described above using the
この温度逆転のタイミングがＰＣＶ凍結解除のタイミングを示すのは、以下の理由による。図３（Ｂ）における「約３００〜４２０秒」の期間で、ＰＣＶ大気側ガス温度がＰＣＶ負圧側ガス温度よりも高いのは、ＰＣＶバルブ１の弁座２と弁体３が凍結している間は、ブローバイガスがＰＣＶバルブ１の下流側へ流れず、大気側通路に逆流しているからである。弁座２と弁体３との凍結が解除すると、ＰＣＶバルブ１の下流側へブローバイガスが流れるようになり、大気側通路には冷たい新気が入り込むこととなり、ＰＣＶ大気側ガス温度が下がる。一方、図３（Ｂ）における「約３００〜４２０秒」の期間で、ＰＣＶ負圧側ガス温度がＰＣＶ大気側ガス温度よりも低いのは、ＰＣＶバルブ１の弁座２と弁体３が凍結している間は、ブローバイガスがＰＣＶバルブ１の下流側へ流れないことでＰＣＶ負圧側ガス温度が上がらないためである。弁座２と弁体３との凍結が解除すると、ＰＣＶバルブ１の下流側へブローバイガスが流れるようになり、ＰＣＶ負圧側ガス温度が上がる。上記したＰＣＶ大気側ガス温度とＰＣＶ負圧側ガス温度との逆転は、この現象を意味するものであり、ＰＣＶ凍結解除を間接的に示している。
The timing of this temperature reversal indicates the PCV freeze release timing for the following reason. In the period of “about 300 to 420 seconds” in FIG. 3B, the PCV atmosphere side gas temperature is higher than the PCV negative pressure side gas temperature because the
従って、この実施形態のＰＣＶバルブ１によれば、油温が「５０℃」に達する前にＰＣＶバルブ１の凍結を解除することができる。このため、ブローバイガス還元装置に設けられたＰＣＶバルブ１については、上記した大量の水蒸気が発生する前に、ＰＣＶバルブ１を介してブローバイガスを吸気通路へ流すことができる。このため、スロットルボディ上流側に大量の水蒸気が流れることを未然に防止することができ、大量水蒸気によりスロットルバルブが氷結することを未然に防止することができる。この点、この実施形態のＰＣＶバルブ１は、凍結解除に関して有効に機能できることが分かる。この実施形態のＰＣＶバルブ１では、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けて弁体及び弁座等を積極的に加熱するように構成した従来のＰＣＶバルブとは異なり、弁座２を間接的に加熱するのに多少の時間を要することとなり、加熱開始から凍結解除となるまでに多少の遅れが生じる。しかし、この実施形態のＰＣＶバルブ１では、図３に示すように、加熱開始から数分後には弁座２と弁体３との凍結を解除することができ、しかも、その凍結解除遅れが水蒸気発生による不具合をもたらすことがなく、ＰＣＶバルブ１の凍結を解除する点で、充分に有効性を確保することができると言える。
Therefore, according to the
［第２実施形態］
次に、本発明のＰＣＶバルブを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the PCV valve of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点について説明する。 In each of the following embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points will be described below.
図４に、この実施形態のＰＣＶバルブ２１を断面図により示す。この実施形態のＰＣＶバルブ２１は、上記したバルブアセンブリ１１を持たない点で、第１実施形態のＰＣＶバルブ１と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、第１実施形態のケース１２が省略され、ステップモータ４は、それ単独でモータケース２２に包まれてメインハウジング６の中に一体成形される。また、第１実施形態で設けられた隔壁部材１３が、この実施形態では、メインハウジング６に一体成形された隔壁部６ｆとなっている。この隔壁部６ｆに形成されたスリーブ６ｇに弁体３が組み入れられる。弁座２は、メインハウジング６に対して一体成形される。そして、この実施形態では、ステップモータ４の出力軸４ａがアルミ等の金属より構成され、その出力軸４ａに連結される弁体３がアルミ等の金属により構成される点で、第１実施形態と構成が異なる。これにより、この実施形態では、ステップモータ４と弁体３が、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材としての出力軸４ａにより熱的に連結される。また、弁体３が、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い材料により構成される。
FIG. 4 is a sectional view showing the
従って、この実施形態のＰＣＶバルブ２１によれば、弁体３を移動させるためにステップモータ４を通電により動作させることにより、同モータ４に通電による発熱が生じる。ここで、ステップモータ４と弁体３は、メインハウジング６よりも熱伝導性のよい出力軸４ａにより熱的に連結されるので、ステップモータ４で発生した熱は、メインハウジング６に伝わるよりも出力軸４ａを介して弁体３に速やかに伝わり、弁体３が速やかに加熱される。このため、この実施形態でも、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁体３を移動させるためにステップモータ４を通電することで、同モータ４の発熱を有効に利用して弁座２と弁体３との間の凍結を解除することができる。
Therefore, according to the
また、この実施形態では、弁体３が、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い材料により構成されるので、ステップモータ４にて出力軸４ａに伝わった熱が弁体３に伝わり易い。このため、弁体３をより速やかに加熱することができ、弁座２と弁体３との間の凍結をより速やかに解除することができる。
In this embodiment, since the
［第３実施形態］
次に、本発明のＰＣＶバルブを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment in which the PCV valve of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
図５に、この実施形態のＰＣＶバルブ３１を断面図により示す。この実施形態のＰＣＶバルブ３１は、第１に、メインハウジング６が２分割されている点で、第２実施形態のＰＣＶバルブ２１と構成が異なる。すなわち、この実施形態では、メインハウジング６が、弁室１４を含む第１メインハウジング６Ａと、ステップモータ４を覆う第２メインハウジング６Ｂに分かれて構成される。ここで、第１メインハウジング６Ａは、第２実施形態のメインハウジング６の対応部分とほぼ同じ構成を有するが、隔壁部６ｆとスリーブ６ｇは持たない。第２メインハウジング６Ｂは、第２実施形態のメインハウジング６の対応部分とほぼ同じ構成を有する。ステップモータ４は、第２メインハウジング６Ｂに対しインサート成形される。ステップモータ４と一体に構成された第２メインハウジング６Ｂは、その先端部外周が第１メインハウジング６Ａの基端開口に圧入され、超音波溶着により固定される。ステップモータ４の出力軸４ａはアルミ等の金属より構成され、その出力軸４ａに連結される弁体３もアルミ等の金属より構成される。これにより、この実施形態では、ステップモータ４と弁体３が、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材としての出力軸４ａにより熱的に連結される。弁体３も、メインハウジング６よりも熱伝導性の良いアルミ等の金属により構成される。
FIG. 5 is a sectional view showing the
この実施形態のＰＣＶバルブ３１は、第２に、弁座２が省略され、その代わりに弁座３２ａを一体に形成したカバー部材３２が、弁体３を内包するように弁室１４の中に設けられる点で、第２実施形態と構成が異なる。図６に、カバー部材３２を斜視図により示す。カバー部材３２は、略円筒形をなし、先端側に小径部３２ｂを含み、基端にフランジ３２ｃを含む。カバー部材３２も、メインハウジング６よりも熱伝導性の良い部材としてのアルミ等の金属により形成される。小径部３２ｂは、その先端壁が弁座３２ａを構成し、その中央には弁孔３２ｄを有する。小径部３２ｂの外周壁には、複数の孔３２ｅが等間隔に形成される。このカバー部材３２が、図５に示すように弁体３を覆うように弁室１４の中に配置される。また、カバー部材３２は、そのフランジ３２ｃがステップモータ４のモータケース２２の端面にグラファイトシート３３を介して接するように設けられる。このフランジ３２ｃは、モータケース２２の端面と第１メインハウジング６Ａの内壁との間に挟まれて固定される。図７に、図５の鎖線円Ｓ１の部分を拡大断面図により示す。グラファイトシート３３は、カバー部材３２のフランジ３２ｃとモータケース２２の端面との密着性を高め、かつ、両者３２ｃ，１４を熱的に連結する。グラファイトシート３３は、ステップモータ１４とカバー部材３２との間の熱の伝達を補助する本発明の伝熱補助部材に相当する。この実施形態では、弁体３の基端にフランジ３ｃが形成され、そのフランジ３ｃとカバー部材３２の小径部３２ｂの段差部分との間に圧縮スプリング１６が介装される。弁体３の先端部は、円錐台形状をなし、弁座３２ａの弁孔３２ｄを貫通可能となっている。
Secondly, in the
従って、ステップモータ４を通電により動作させて弁体３を弁座３２ａに対して移動させることにより、弁座３２ａと弁体３との間におけるブローバイガス通路の大きさ、すなわち「開度」を変更し、ＰＣＶバルブ３１で計量されるブローバイガス流量を調整するようになっている。メインハウジング６の入口通路６ｄに入ったブローバイガスは、弁室１４に入り、カバー部材３２の小径部３２ｂの孔３２ｅから弁体３と弁座３２ａとの間を通り、サブハウジング７の中空部７ｃへ流れるようになっている。
Accordingly, the size of the blow-by gas passage between the
上記したようにこの実施形態のＰＣＶバルブ３１によれば、弁体３を移動させるためにステップモータ４を通電により動作させることにより、ステップモータ４に通電による発熱が生じる。ここで、弁室１４の中にて弁体３がメインハウジング６よりも熱伝導性の良いカバー部材３２により内包され、そのカバー部材３２のフランジ３２ｃがステップモータ４のモータケース２２の端面に熱的に連結される。従って、ステップモータ４で発生した熱は、カバー部材３２に速やかに伝わり、そのカバー部材３２から放出される熱により弁体３が速やかに加熱される。また、カバー部材３２に弁座３２ａが一体に形成されるので、カバー部材３２が加熱されることで弁座３２ａも速やかに加熱される。このため、ステップモータ４の発熱を利用することにより、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座３２ａと弁体３との間の凍結を解除することができる。
As described above, according to the
加えて、この実施形態では、モータカバー２２の端面とカバー部材３２のフランジ３２ｃとの間にグラファイトシート３３が設けられるので、両者３２ｃ，３３の間の熱の伝わりがグラファイトシート３３により向上する。このため、弁座３２ａと弁体３との間の凍結の解除を促進することがき、より短時間に凍結を解除することができる。
In addition, in this embodiment, since the
また、この実施形態では、凍結が解除された暖機後は、カバー部材３２がステップモータ４の放熱器としても機能する。このため、ステップモータ４の放熱を促進することができ、ステップモータ４が高温になることによるトルク低下を抑えることができ、カバー部材３２がない場合に比べ、所要トルクを得るためにステップモータ４の小型化を図ることができる。
In this embodiment, the
更に、この実施形態では、弁体３がカバー部材３２で覆われるので、弁体３にブローバイガス中のデポジットが付着するのを防止することができる。また、弁座３２ａがカバー部材３２と一体に形成されるので、弁座を別途設ける必要がなく、ＰＣＶバルブ３１を構成する部品数を削減することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
［第４実施形態］
次に、本発明のＰＣＶバルブを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment in which the PCV valve of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
図８に、この実施形態のＰＣＶバルブ４１を断面図により示す。この実施形態のＰＣＶバルブ４１は、カバー部材４２とそれに関わる構成の点で第３実施形態のＰＣＶバルブ３１と構成が異なる。すなわち、この実施形態のカバー部材４２は、第３実施形態のカバー部材３２に対し、その弁座３２ａと小径部３２ｂを省略した略円筒形をなしている。このカバー部材４２も、メインハウジング６より熱伝導性の良いアルミ等の金属により形成される。弁体３は、このカバー部材４２の先端開口４２ａを貫通して移動可能に設けられる。また、弁座３２ａを省略した代わりに、第２実施形態と同様、個別の弁座２が第１メインハウジング６Ａに対して一体成形される。この弁座２はアルミ等の金属により構成される。弁体３の先端部は、弁座２の弁孔２ａを貫通可能に設けられる。このようにメインハウジング６よりも熱伝導性の良いカバー部材４２が弁体３を内包するようにブローバイガス通路の中に設けられる。また、カバー部材４２の基端のフランジ４２ｂが、ステップモータ４のモータケース２２の端面に直に接して設けられる。このフランジ４２ｂは、モータケース２２の端面と第１メインハウジング６Ａの内壁との間に挟まれて固定される。更に、弁座２とカバー部材４２の先端との間には、本発明の金属製の弾性部材としてのコイルスプリング４３が挟まれて設けられる。このコイルスプリング４３によりカバー部材４２がモータケース２２に押し付けられる。
FIG. 8 is a sectional view showing the
従って、この実施形態のＰＣＶバルブ４１によれば、ステップモータ４で発生した熱は、モータケース２２からカバー部材４２に速やかに伝わり、そのカバー部材４２から放出される熱により弁体３が速やかに加熱される。また、コイルスプリング４３が弁座２とカバー部材４２に挟まれて設けられるので、ステップモータ４からカバー部材４２に伝わる熱が、コイルスプリング４３を介して弁座２にも伝わり、弁座２が速やかに加熱される。更に、カバー部材４２がコイルスプリング４３によりステップモータ４（モータケース２２）に押し付けられるので、カバー部材４２とモータケース２２との密着性が向上し、両者４２，２２の間の伝熱性が向上する。このため、ステップモータ４の発熱を利用することにより、電気ヒータ等の専用の加熱手段を別途設けることなく、弁座２と弁体３との間の凍結を解除することができる。
Therefore, according to the
また、この実施形態でも、第３実施形態と同様、凍結が解除された暖機後は、カバー部材４２がステップモータ４の放熱器として機能することから、ステップモータ４の放熱を促進することができ、ステップモータ４が高温になることによるトルク低下を抑えることができ、カバー部材４２がない場合に比べ、所要トルクを得るためにステップモータ４の小型化を図ることができる。併せて、弁体３のカバー部材４３で覆われる部分について、デポジットの付着を防止することができる。
Also in this embodiment, as in the third embodiment, the
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。 In addition, this invention is not limited to each said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement as follows.
（１）前記第１実施形態では、図１に示すように、先端が丸みを帯びて尖った略円筒形をなす弁体３を使用したが、図９に示すように、平坦な先端面を有する茸形のポペット弁を弁体２３として使用し、その弁体２３以外を第１実施形態と同じ構成としてもよい。この場合、弁体２３は、その先端が弁座２に対して面接触する構造となることから、弁座２と弁体２３との間でデポジットを付着し難くすることができる。
(1) In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
（２）前記第２実施形態では、図４に示すように、先端が丸みを帯びて尖った略円筒形をなす弁体３を使用したが、図１０に示すように、平坦な先端面を有する茸形のポペット弁を弁体２３として使用し、その弁体２３以外を第１実施形態と同じ構成とてもよい。この場合、弁体２３は、その先端が弁座２に対して面接触する構造となることから、弁座２と弁体２３との間でデポジットを付着し難くすることができる。
(2) In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the
（３）前記第１実施形態では、図１に示すように、ケース１２の開口部１２ａに弁座２を直接組み付けたが、図１１に示すように、ケース１２の開口部１２ａと弁座２との間にグラファイトシート３３を介在させてもよい。このグラファイトシート３３により、ケース１２と弁座２との間の熱の伝わりが向上する。このため、弁体３と弁座２との間の凍結の解除を促進することがき、より短時間で凍結を解除することができる。
(3) In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
（４）前記第３実施形態では、カバー部材３２のフランジ３２ｃとステップモータ４のモータケース２２の端面との間にグラファイトシート３３を設けたが、このグラファイトシート３３を省略してもよい。
(4) In the third embodiment, the
（５）前記第３実施形態では、本発明の伝熱補助部材としてグラファイトシート３３を設けたが、伝熱補助部材としては、金属パッキンでもよく、変形可能で部材間の隙間を埋めることができ、部材間の熱の伝わりを補助できる部材であればよい。
(5) In the third embodiment, the
（６）前記第４実施形態では、図５に示すように、カバー部材４２のフランジ４２ｂを、モータケース２２と第１メインハウジング６Ａとの間に挟んで固定した。これに対し、図１２に示すように、カバー部材４２のフランジ４２ｂをモータケース２２と第１メインハウジング６Ａとの間に挟まずにモータケース２２に接触させて設けることもできる。この場合、コイルスプリング４３の付勢力によりカバー部材４２をモータケース２２に押し付けることができる。
(6) In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the
（７）前記第４実施形態では、カバー部材４２のフランジ４２ｂをモータケース２２に直に接するように設けたが、カバー部材４２のフランジ４２ｂとモータケース２２との間にグラファイトシートを設けることもできる。
(7) In the fourth embodiment, the
１ ＰＣＶバルブ
２ 弁座
３ 弁体
４ ステップモータ（電動手段）
４ａ 出力軸（ハウジングよりも熱伝導性の良い部材）
５ ハウジング
６ メインハウジング
６Ａ 第１メインハウジング
６Ｂ 第２メインハウジング
７ サブハウジング
７ｃ 中空部（ブローバイガス通路）
１２ ケース（ハウジングよりも熱伝導性の良い部材）
１４ 弁室（ブローバイガス通路）
２１ ＰＣＶバルブ
２３ 弁体
３１ ＰＣＶバルブ
３２ カバー部材
３２ａ 弁座
３３ グラファイトシート（伝熱補助部材）
４１ ＰＣＶバルブ
４２ カバー部材
４３ コイルスプリング（弾性部材）
1
4a Output shaft (member with better thermal conductivity than the housing)
5
12 Case (member with better thermal conductivity than housing)
14 Valve chamber (blow-by gas passage)
21
41
Claims (9)
前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材が、少なくとも前記電動手段及び前記弁座を内包するように前記ハウジングに設けられたことを特徴とするＰＣＶバルブ。 A valve seat, a valve body provided corresponding to the valve seat, an electric means for moving the valve body, and a housing for housing the valve seat, the valve body and the electric means, In the PCV valve adapted to change the size of the blow-by gas passage between the valve seat and the valve body by moving the valve body relative to the valve seat by operating the electric means by energization,
A PCV valve characterized in that a member having better thermal conductivity than the housing is provided in the housing so as to contain at least the electric means and the valve seat.
前記電動手段と前記弁座又は前記弁体は、前記ハウジングよりも熱伝導性の良い部材により熱的に連結されたことを特徴とするＰＣＶバルブ。 A valve seat, a valve body provided corresponding to the valve seat, an electric means for moving the valve body, and a housing for housing the valve seat, the valve body and the electric means, In the PCV valve adapted to change the size of the blow-by gas passage between the valve seat and the valve body by moving the valve body relative to the valve seat by operating the electric means by energization,
The PCV valve characterized in that the electric means and the valve seat or the valve body are thermally connected by a member having better thermal conductivity than the housing.
前記ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材が前記弁体を内包するように前記ブローバイガス通路の中に設けられ、前記カバー部材の一端が前記電動手段に熱的に連結され、前記弁座が前記カバー部材に一体に形成されたことを特徴とするＰＣＶバルブ。 A valve seat, a valve body provided corresponding to the valve seat, an electric means for moving the valve body, and a housing for housing the valve seat, the valve body and the electric means, In the PCV valve adapted to change the size of the blow-by gas passage between the valve seat and the valve body by moving the valve body relative to the valve seat by operating the electric means by energization,
A cover member having better thermal conductivity than the housing is provided in the blow-by gas passage so as to contain the valve body, one end of the cover member is thermally connected to the electric means, and the valve seat A PCV valve formed integrally with the cover member.
前記ハウジングよりも熱伝導性の良いカバー部材が前記弁体を内包するように前記ブローバイガス通路の中に設けられ、前記カバー部材の一端が前記電動手段に熱的に連結され、前記弁座と前記カバー部材に挟まれた金属製の弾性部材が設けられ、前記弾性部材により前記カバー部材が前記電動手段に押し付けられたことを特徴とするＰＣＶバルブ。 A valve seat, a valve body provided corresponding to the valve seat, an electric means for moving the valve body, and a housing for housing the valve seat, the valve body and the electric means, In the PCV valve adapted to change the size of the blow-by gas passage between the valve seat and the valve body by moving the valve body relative to the valve seat by operating the electric means by energization,
A cover member having better thermal conductivity than the housing is provided in the blow-by gas passage so as to contain the valve body, and one end of the cover member is thermally connected to the electric means, and the valve seat A PCV valve, wherein a metal elastic member sandwiched between the cover members is provided, and the cover member is pressed against the electric means by the elastic member.
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