(57)【要約】【課題】オイル劣化の原因となる酸性物質と、これを中和するアルカリ性物質との接触面積を増大する。【解決手段】オイルセパレータ８にブローバイガスの流れに対向するようじゃま板９を配置し、じゃま板９を、アルカリ性物質を含む多孔性のフィルムから形成する。じゃま板９の向きを反転させる反転機構３１を設ける。フィルムが多孔性でその両面が露出するので、その両面および内部で酸性物質とアルカリ性物質とを反応させられ、実質的な接触面積を増大できる。また反転機構３１によりフィルムの両面にブローバイガスを均等に当てられ、フィルムの長寿命化を図れる。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータを有する内燃機関のオイル劣化抑制装置において、
前記オイルセパレータに、前記ブローバイガスの流れに対向するようにじゃま板を配置し、該じゃま板を、アルカリ性物質を含む多孔性のフィルムから形成すると共に、前記ブローバイガスの流れ方向または前記じゃま板の向きを反転させる反転手段を設けたことを特徴とする内燃機関のオイル劣化抑制装置。
【請求項２】
前記反転手段は、前記じゃま板が所定の向きで且つ前記ブローバイガスが所定方向に流れているときのブローバイガス流量または時間を積算し、当該積算値に基づいて反転タイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル劣化抑制装置。
【請求項３】
前記じゃま板が配置された前記オイルセパレータが複数設けられ、
前記複数のオイルセパレータが、ＰＣＶ通路を介して吸気通路のスロットルバルブ下流側に接続されると共に、新気通路を介して吸気通路のスロットルバルブ上流側に接続され、
前記反転手段が、前記ブローバイガスの流れ方向を反転させるものであり、
前記反転手段が、各オイルセパレータと前記ＰＣＶ通路および前記新気通路との接続状態を切り替えて、各オイルセパレータ内におけるブローバイガスおよび新気の流れ方向を反転させる複数の弁を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のオイル劣化抑制装置。
【請求項４】
前記反転手段が、オイルセパレータおよびそのブローバイガス流れ方向の組毎にブローバイガス流量またはブローバイガスが流れている時間を積算し、現在積算中の積算値が所定値を超えたとき、当該積算値が最小となっている他の組が実現されるよう、前記複数の弁を制御する弁制御手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のオイル劣化抑制装置。
【請求項５】
前記反転手段が、前記じゃま板の向きを反転させるものであり、前記じゃま板が、前記フィルムから形成された可撓性のベルトからなり、前記反転手段が、前記ベルトを所定タイミング毎に所定長さ移動する移動手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のオイル劣化抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のオイル劣化抑制装置に係り、特に、新規なフィルムを用いて内燃機関のオイルの劣化を抑制する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用の内燃機関において、潤滑油たるオイルの劣化を抑制し、オイルのライフを長期化すると共にオイル交換の頻度を少なくする要請が常に存在する。オイルは使用につれスラッジが徐々に混入し、このスラッジが混入したオイルは粘度増加や添加剤消費により、潤滑剤として十分に機能しにくくなる。このため、オイル中へのスラッジ混入を可能な限り抑制する必要がある。
【０００３】
スラッジは、燃料中に含まれるオレフィンやアロマ等と、ブローバイガス若しくは燃焼ガスに含まれるＮＯｘやＳＯｘと、水とを主成分とし、これら主成分が熱や酸の力で反応し、スラッジプリカーサやスラッジバインダといった前駆物質を経て生成される。スラッジは視覚的には泥或いはヘドロ状の物質である。
【０００４】
特に、内燃機関内部で結露等によって生じる水と、ブローバイガス中に含まれるＮＯｘやＳＯｘとの反応によってできる酸性物質が、スラッジを生成する際の触媒となる。かかる酸性物質のオイルへの混入は、スラッジの生成を促進し、オイルの劣化を加速すると共に、潤滑油の各機能を低下させる。
【０００５】
従来、この酸性物質への対策として、特許文献１においては、アルカリ性物質を含むスラッジ抑制層を、液体としてのオイルが常時行き渡らず且つ気体としてのオイルミストが接触される部位の表面に形成している。これによると、前記酸性物質をアルカリ性物質により中和させることができ、これを以て当該部位の表面にスラッジが生成又は付着されるのを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、スラッジ抑制層の露出する片面で且つその表面でしか酸性物質と接触、反応しないため、アルカリ性物質と酸性物質との接触面積ないし反応面積の増加という点で、課題が依然残されている。
【０００８】
また、特許文献１の技術では、アルカリ性物質を分散させた溶液を対象面（例えばヘッドカバー内面）に塗布してスラッジ抑制層を形成しているが、この塗布による方法はマスキングが面倒で、製造コストを増大させる原因となる。しかも、対象面が複雑形状をしていることが多く、前記接触面積の不十分さから広範囲の塗布を実施せざるを得ないことから、かかる問題が一層顕著となる。
【０００９】
そこで本発明は、上述の課題に鑑みて創案され、その目的は、酸性物質に対するアルカリ性物質の接触面積を増大し得ると共に、製造コストをも抑制し得る内燃機関のオイル劣化抑制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の形態によれば、
ブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータを有する内燃機関のオイル劣化抑制装置において、
前記オイルセパレータに、前記ブローバイガスの流れに対向するようにじゃま板を配置し、該じゃま板を、アルカリ性物質を含む多孔性のフィルムから形成すると共に、前記ブローバイガスの流れ方向または前記じゃま板の向きを反転させる反転手段を設けたことを特徴とする内燃機関のオイル劣化抑制装置が提供される。
【００１１】
これによれば、フィルムが多孔性であることから、フィルムの露出表面のみならずその内部でも酸性物質とアルカリ性物質とを接触、反応させることができる。またフィルムの両面がオイルセパレータ内に露出するので、特許文献１の場合に比べ露出表面積を２倍にすることができる。よって酸性物質に対するアルカリ性物質の接触面積を大幅に増大して中和反応を大幅に促進することが可能となる。また、対象面に直接塗布するのではなく、別部品としてのフィルムを配置するので、塗布時のマスキングが不要であり、製造コストを抑制できる。
【００１２】
さらに、ブローバイガスの流れ方向またはじゃま板の向きを反転させる反転手段を設けたので、フィルムの両面にブローバイガスを均等に当てることができ、フィルムの長寿命化を図れる。
【００１３】
好ましくは、前記反転手段は、前記じゃま板が所定の向きで且つ前記ブローバイガスが所定方向に流れているときのブローバイガス流量または時間を積算し、当該積算値に基づいて反転タイミングを決定する。
【００１４】
好ましくは、
前記じゃま板が配置された前記オイルセパレータが複数設けられ、
前記複数のオイルセパレータが、ＰＣＶ通路を介して吸気通路のスロットルバルブ下流側に接続されると共に、新気通路を介して吸気通路のスロットルバルブ上流側に接続され、
前記反転手段が、前記ブローバイガスの流れ方向を反転させるものであり、
前記反転手段が、各オイルセパレータと前記ＰＣＶ通路および前記新気通路との接続状態を切り替えて、各オイルセパレータ内におけるブローバイガスおよび新気の流れ方向を反転させる複数の弁を備える。
【００１５】
好ましくは、前記反転手段が、オイルセパレータおよびブローバイガス流れ方向の組毎にブローバイガス流量またはブローバイガスが流れている時間を積算し、現在積算中の積算値が所定値を超えたとき、当該積算値が最小となっている他の組が実現されるよう、前記複数の弁を制御する弁制御手段を備える。
【００１６】
好ましくは、前記反転手段が、前記じゃま板の向きを反転させるものであり、前記じゃま板が、前記フィルムから形成された可撓性のベルトからなり、前記反転手段が、前記ベルトを所定タイミング毎に所定長さ移動する移動手段を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、酸性物質に対するアルカリ性物質の接触面積を増大し得ると共に、製造コストをも抑制し得る内燃機関のオイル劣化抑制装置を提供できるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の概略側面図である。
【図２】オイルセパレータの概略平面図である。
【図３】じゃま板の正面図であり、図２のＩＩＩ矢示図である。
【図４】フィルムの斜視図である。
【図５】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるフィルムの拡大表面図である。
【図６】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によるフィルムの拡大断面図であり、図３より高倍率のものである。
【図７】第１実施例の構成を示す回路図である。
【図８】第２実施例の構成を示す回路図であり、部分負荷時の状態を示す。
【図９】第２実施例の構成を示す回路図であり、全負荷時の状態を示す。
【図１０】主弁付近の構成を示す概略図である。
【図１１】第２実施例における弁制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】各状態Ｅ１〜Ｅ４の積算流量の一例を示すグラフである。
【図１３】弁制御実行後の積算流量の変化を示すグラフである。
【図１４】第３実施例の構成を示す概略側面図である。
【図１５】第４実施例の構成を示す概略平面図である。
【図１６】第４実施例に係るベルトの部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る内燃機関が概略的に示されている。図示されるように、内燃機関たるエンジン１はシリンダブロック２と、シリンダブロック２の下部に設けられたクランクケース４と、シリンダブロック２の上部に取り付けられたシリンダヘッド５と、シリンダヘッド５の上部に取り付けられてこれを上方から覆うヘッドカバー６と、クランクケース４の底部に取り付けられたオイルパン７とを備える。シリンダブロック２、シリンダヘッド５およびクランクケース４の側部にはタイミングチェーンカバー３が取り付けられる。
【００２１】
エンジン１は吸気通路１０をも備え、吸気通路１０の下流端はシリンダヘッド５内部の図示しない吸気ポートに接続されている。吸気通路１０の上流端には図示しないエアフィルタが設けられている。吸気通路１０の中間部にはスロットルバルブ１１とサージタンク１３が設けられ、多気筒内燃機関であるエンジン１の各気筒の吸気ポートにサージタンク１３から吸気を分配するようになっている。
【００２２】
本実施形態のエンジンは自動車用火花点火式内燃機関（具体的にはガソリンエンジン）であり、気筒毎に燃料噴射用インジェクタと点火プラグ（いずれも図示せず）とを有するが、エンジンの種類、気筒数、用途等に特に限定はない。エンジンは圧縮着火式内燃機関（具体的にはディーゼルエンジン）であってもよい。
【００２３】
ヘッドカバー６内には、ブローバイガスからオイルを分離する空間部としてのオイルセパレータ８が区画形成されている。オイルセパレータ８はエンジンのクランク軸方向（図の左右方向）に延在され、その長手方向に沿ってブローバイガスを流すようになっている。オイルセパレータ８は、ＰＣＶ通路１４を介して、スロットルバルブ１１の下流側の吸気通路１０に接続されている。ＰＣＶとはPositive Crankcase Ventilationの略称である。ＰＣＶ通路１４にはＰＣＶバルブ１５が設けられ、ＰＣＶバルブ１５は吸気負圧ないし負荷に応じて開度が調節される。
【００２４】
またオイルセパレータ８は、新気通路１７を介して、スロットルバルブ１１の上流側の吸気通路１０に接続されている。なおオイルセパレータ８、ＰＣＶ通路１４および新気通路１７の接続状態は実際には図１に示したような接続状態ではない。この点は後に明らかとなる。
【００２５】
図中矢示するように、クランクケース４内のブローバイガスは、所定の通路を通ってオイルセパレータ８内に導入される。そしてオイルセパレータ８内をＰＣＶ通路１４側（図中右側）に向かって長手方向に流れ、ＰＣＶ通路１４を通過して吸気通路１０に環流される。そして最終的にシリンダ内で燃焼される。
【００２６】
ＰＣＶバルブ１５は、エンジンの部分負荷時および全負荷時に、開弁状態となって、上述のブローバイガスの流れ或いは環流を許容する。他方、部分負荷時には新気通路１７を通じて新気がオイルセパレータ８に導入され、換気がなされるが、全負荷時には流れ方向が逆になり、新気通路１７を通じてもブローバイガスがオイルセパレータ８から吸気通路１０に環流される。
【００２７】
図２に示すように、オイルセパレータ８は、互いに分離独立して二つ設けられる。一方を第１セパレータ、他方を第２セパレータと称し、それぞれＡ，Ｂで表す。第１セパレータＡと第２セパレータＢとは同様の構成であり、それぞれエンジンのクランク軸方向に延在され、且つ互いに並列されている。第１セパレータＡと第２セパレータＢの長手方向の一端と他端には、それぞれ、ガスの出入りを許容する第１ポートＡ１，Ｂ１および第２ポートＡ２，Ｂ２が設けられている。
【００２８】
また、図１および図２に示すように、オイルセパレータ８内には複数（図示例では五つ）のじゃま板９が立設されている。じゃま板９は、オイルセパレータ８内のブローバイガスの流れに対向するよう、その表面および裏面がオイルセパレータ８の長手方向に向くように配置されている。そしてじゃま板９はオイルセパレータ８の長手方向に対し垂直に配置されている。さらにじゃま板９は、図２に示すようにオイルセパレータ８の長手方向に沿って千鳥状に配列されている。じゃま板９はオイルセパレータ８の底面部に固定される。オイルセパレータ８の長手方向に沿ってブローバイガスが流されると、ブローバイガスがじゃま板９に衝突して偏向され、このときブローバイガスに含まれるオイルがじゃま板９に付着する。これによりブローバイガスからオイルが分離される。
【００２９】
特に、これらじゃま板９は、オイルの劣化を抑制するためのフィルムから形成されている。すなわち、図３に示すように、じゃま板９は、例えばアルミニウム等の金属からなる枠状フレーム２１でフィルム２０の周縁部を保持し、フィルム２０を張った状態に維持してなる。このフィルム２０はアルカリ性物質を含む多孔性であり、ブローバイガスが衝突あるいは接触したときに、付着したオイルやブローバイガスに含まれる酸性物質を中和する。なお本実施形態のじゃま板９は四角形とされているが、形状は任意である。
【００３０】
ここでフィルムの詳細を述べる。図４に示すように、フィルム２０は、図示例では平らな薄板状ないし薄膜状であり、その厚さは調節可能であるが例えば０．１〜１ｍｍ程度である。フィルムは図５，図６に示される如く、内部に多数の細孔を有する多孔性である。フィルム２０は少なくともアルカリ性物質を含み、アルカリ性物質は例えば炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが例示できるが、他の物質も使用可能である。またフィルム２０は、アルカリ性物質同士を結合したりフィルム自体の強度を増すなどの目的で、樹脂が含まれている。樹脂は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれであってもよく、例えばポリウレタン、シリコン、変性シリコン、アクリル、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレンが例示できるが、他の樹脂も使用可能である。樹脂とアルカリ性物質とは分子間力により物理的に付着しており、化学的な結合はしていない。
【００３１】
フィルム２０は可撓性ないし柔軟性を有し、比較的自由に曲げることができる。また自由な大きさ、形状に切断可能である。但し、樹脂の濃度（又は混合比率）や厚さを一定以上にすれば、可撓性ないし柔軟性を持たない構造とすることもできる。
【００３２】
ここでフィルムの製造方法を説明すると、まずポリウレタン等の樹脂を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の水溶性有機溶剤で希釈する。このとき、フィルムの細孔の大きさを調整するため、界面活性剤を加えても良い。次に、この希釈された樹脂に、炭酸カルシウム等のアルカリ性物質を混ぜて混合物を生成し、当該混合物をよく攪拌する。
【００３３】
次に、こうしてできた混合物を型の表面に塗布し、塗膜を形成する。図４に示したような平板状フィルムを作製する場合、型は単なる平板、例えば平らなガラス板とすればよい。塗膜の厚さは調節可能である。
【００３４】
次いで、塗膜を水洗して、塗膜から有機溶剤を除去する。具体的には、先ず塗膜を型ごと水中に浸漬し、塗膜から有機溶剤を脱離させる。この脱離の際、有機溶剤が通る通り道が発泡形状となるので、当該発泡部分が最終製品における細孔となる。なお有機溶剤は水溶性なので容易に脱離可能である。加熱は不要である。この後、塗膜を型から外して再度湯又は水で洗い流し、型に接していた面の有機溶剤をも完全に除去するのが好ましい。そして次に、塗膜を乾燥させる。これにより最終製品としてのフィルムが完成する。
【００３５】
かかる製造方法から明らかなように、型の形状を変えることで、任意の形状を有するフィルムが作製可能である。
【００３６】
最終製品としてのフィルムにおけるアルカリ性物質の濃度が高いほど、高い中和作用が得られる。しかし、アルカリ性物質の濃度が高過ぎると、フィルムが自己形状を保持できなくなるほど脆くなり、崩壊することすらある。この中和作用と形状保持性のバランスについて、本発明者らの試験によれば、炭酸カルシウムとポリウレタンの組み合わせの場合、約７０ｗｔ％以下の炭酸カルシウム濃度であれば形状保持性を確保できることが判明している。よって、フィルムにおけるアルカリ性物質の濃度は約７０ｗｔ％以下であるのが好ましい。
【００３７】
さて、上記エンジンにおいては、ブローバイガス中に含まれるＮＯｘ及びＳＯｘと、結露等によって発生したりブローバイガス中に含まれたりする水との反応によって、硝酸ＨＮＯ３及び硫酸Ｈ２ＳＯ４といった酸性物質が発生し、この酸性物質がスラッジを誘発すると共に、オイルを酸化させて劣化させる。特に、ヘッドカバー６内のオイルセパレータ８には外気との温度差による結露水が生じやすく、酸性物質が生じやすい。またオイルセパレータ８内はオイルが積極的に流される部位でもないため、一旦スラッジができるとこれがオイルで洗い流されず、付着・堆積する傾向にある。
【００３８】
しかしながら、本実施形態によれば、かかる酸性物質を、フィルム２０に含まれるアルカリ性物質と反応させて中和させることができ、これによりスラッジの生成及びオイルの劣化を大幅に抑制できる。
【００３９】
特に、フィルム２０が多孔質であり内部に多数の細孔を有すること、及び内部の細孔が繋がっていることから、フィルム２０の厚み方向に反応を進ませられ、フィルム２０の表面のみならずその内部でも酸性物質とアルカリ性物質との接触及び反応を生じさせることができる。よって、フィルムの単位面積当たりの接触面積及び反応面積を増加することができ、中和反応を大幅に促進することが可能となる。
【００４０】
また、フィルム２０の表面と裏面との両方がオイルセパレータ８内に露出するので、特許文献１のようにアルカリ性物質を対象面に塗布する場合に比べ、露出表面積を２倍にすることができる。即ち、特許文献１では、スラッジ抑制層のうち対象面に接触する片面は露出せず、もう一方の片面のみが露出するが、本実施形態では両面が露出する。よって本実施形態は特許文献１のものに比べ２倍の中和作用を得られ、このことによっても中和反応を促進することが可能となる。
【００４１】
さらに、対象面に直接塗布するのではなく、別部品としてのフィルム２０を空間内に設置することから、塗布時のマスキングが不要であり、製造コストを抑制することができる。しかも、既存のじゃま板をフィルム２０から作製したものに置き換えることができるので、部品点数を増やさずに済み、製造コストを抑制できる。
【００４２】
なお、フィルムに含まれるアルカリ性物質は時間の経過と共に酸性物質との反応で徐々に消費され、消失していくが、前述したように樹脂とアルカリ性物質とが物理的に付着しており、化学的な結合をしていないことから、アルカリ性物質の消費時及び消費後に樹脂に影響を及ぼすことがない。よって、アルカリ性物質の消費後においても、フィルムの強度を依然として維持することが可能である。また、アルカリ性物質の消費後にはじゃま板９を交換することも可能である。
【００４３】
ところで、オイルセパレータ８内でブローバイガスが一方向に（例えば図２の左側から右側に）流れると、この流れに対向するフィルム２０の片面（例えば図２の左側の面）に、もう一方の片面（例えば図２の右側の面）よりも多く、オイルが付着するようになる。このオイル中の酸性物質がフィルム２０中のアルカリ性物質で中和されるが、この状態が継続すると、ブローバイガスが当たっている片面側のみでアルカリ性物質が早く消失し、中和作用が失われてしまう。またこうなった後に当該片面にオイルが付着すると、もはや中和作用が弱いため、付着オイルがスラッジ化する可能性がある。
【００４４】
そこで、かかる問題を解決するため、本実施形態では、ブローバイガスの流れ方向またはじゃま板の向きを所定タイミング毎に反転させる反転手段を設けている。以下、これについて説明する。
【００４５】
［第１実施例］
図７に、反転手段の第１実施例の構成を示す。なお第１セパレータＡ、第２セパレータＢ、クランクケース４、ＰＣＶ通路１４、ＰＣＶバルブ１５および新気通路１７が略記されている。
【００４６】
この反転手段はブローバイガスの流れ方向を反転させるものである。そして反転手段は、各オイルセパレータＡ，ＢとＰＣＶ通路１４および新気通路１７との接続状態を切り替えて、各オイルセパレータ内におけるブローバイガスおよび新気の流れ方向を反転させる複数の弁ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２を備える。これら弁は三方電磁弁からなり、弁制御手段としての図示しない制御装置（以下、ＥＣＵという）により制御される。
【００４７】
図７の（Ａ）〜（Ｄ）は同じ構成の異なる状態、特に異なる弁位置の状態を示す。図７の（Ａ）と（Ｂ）における弁ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２の位置は互いに同じである。但し（Ａ）はエンジンの部分負荷時の状態を示し、（Ｂ）はエンジンの全負荷時の状態を示す。以下、図４の（Ａ）と（Ｂ）に示す弁位置の状態を第１モードと称す。
【００４８】
他方、図７の（Ｃ）と（Ｄ）における弁ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２の位置は、互いに同じであるが、図７の（Ａ）と（Ｂ）の弁位置とは異なる。（Ｃ）はエンジンの部分負荷時の状態を示し、（Ｄ）はエンジンの全負荷時の状態を示す。以下、図７の（Ｃ）と（Ｄ）に示す弁位置の状態を第２モードと称す。
【００４９】
ここで、エンジンの部分負荷時および全負荷時とは例えば次のような状態をいう。例えば、スロットルバルブの開度がアイドル時即ち全閉時に０／８の開度、全開時に８／８の開度を有するとして、部分負荷時とは、スロットルバルブの開度が１／８〜６／８程度となっている時をいい、全負荷時とは、スロットルバルブの開度が６／８〜８／８程度となっている時をいう。
【００５０】
図７（Ａ）に示すように、第１セパレータＡの第１ポートＡ１には第１弁ＶＡ１が接続され、第１セパレータＡの第２ポートＡ２には第２弁ＶＡ２が接続され、第２セパレータＢの第１ポートＢ１には第３弁ＶＢ１が接続され、第２セパレータＢの第２ポートＢ２には第４弁ＶＢ２が接続されている。
【００５１】
第１弁ＶＡ１とクランクケース４とは、通路ＰＡ１１で接続され、第１弁ＶＡ１と新気通路１７とは、通路ＰＡ１２で接続されている。
【００５２】
第２弁ＶＡ２とクランクケース４とは、通路ＰＡ２１で接続され、第２弁ＶＡ２と新気通路１７とは、通路ＰＡ２２で接続されている。
【００５３】
第３弁ＶＢ１とクランクケース４とは、通路ＰＢ１１で接続され、第３弁ＶＢ１とＰＣＶ通路１４とは、通路ＰＢ１２で接続されている。
【００５４】
第４弁ＶＢ２とクランクケース４とは、通路ＰＢ２１で接続され、第４弁ＶＢ２とＰＣＶ通路１４とは、通路ＰＢ２２で接続されている。
【００５５】
図７（Ａ），（Ｂ）に示す第１モードにおいて、ＥＣＵは、各弁を次の状態となるような位置に制御する。
（ｉ）第１弁ＶＡ１が、第１セパレータＡの第１ポートＡ１と通路ＰＡ１１とを接続する。
（ｉｉ）第２弁ＶＡ２が、第１セパレータＡの第２ポートＡ２と通路ＰＡ２２とを接続する。
（ｉｉｉ）第３弁ＶＢ１が、第２セパレータＢの第１ポートＢ１と通路ＰＢ１１とを接続する。
（ｉｖ）第４弁ＶＢ２が、第２セパレータＢの第２ポートＢ２と通路ＰＢ２２とを接続する。
【００５６】
すると、図７（Ａ）に示す部分負荷時、クランクケース４から排出されたブローバイガスは、第２セパレータＢを図の左側から右側に（これを第１方向という）流れた後、ＰＣＶ通路１４から排出される。そして第２セパレータＢを通過する過程で、ブローバイガスやこれに含まれるオイルミスト中の酸性物質が、じゃま板９のフィルム２０の左側の片面（これを第１面という）に当たり、アルカリ性物質で中和される。
【００５７】
そして、新気通路１７から導入された新気は、第１セパレータＡを図の右側から左側に（これを第２方向という）流れた後、クランクケース４内に導入される。これによりクランクケース４内が換気される。
【００５８】
他方、図７（Ｂ）に示す第１モードの全負荷時には、第２セパレータＢを第１方向に通過するブローバイガスの流れに加え、第１セパレータＡを第１方向に通過するブローバイガスの流れも加わる。すなわち後者については、クランクケース４から排出されたブローバイガスが通路ＰＡ１１を通って第１セパレータＡの第１ポートＡ１に導入され、第１セパレータＡを第１方向に流れた後、通路ＰＡ２２を経て新気通路１７から排出される。このとき第１セパレータＡでも第２セパレータＢと同様の中和作用が生じることは明らかであろう。
【００５９】
一方、図７（Ｃ），（Ｄ）に示す第２モードにおいて、ＥＣＵは、各弁を次の状態となるような位置に制御する。
（ｉ）第１弁ＶＡ１が、第１セパレータＡの第１ポートＡ１と通路ＰＡ１２とを接続する。
（ｉｉ）第２弁ＶＡ２が、第１セパレータＡの第２ポートＡ２と通路ＰＡ２１とを接続する。
（ｉｉｉ）第３弁ＶＢ１が、第２セパレータＢの第１ポートＢ１と通路ＰＢ１２とを接続する。
（ｉｖ）第４弁ＶＢ２が、第２セパレータＢの第２ポートＢ２と通路ＰＢ２１とを接続する。
【００６０】
すると、第１セパレータＡにおける新気またはブローバイガスの流れ方向、および第２セパレータＢにおけるブローバイガスの流れ方向が、第１モードのときと逆になり、すなわち反転される。
【００６１】
まず図７（Ｃ）に示す部分負荷時、クランクケース４から排出されたブローバイガスは、第２セパレータＢを図の右側から左側に（第２方向に）流れた後、ＰＣＶ通路１４から排出される。そして第２セパレータＢを通過する過程で、ブローバイガスやこれに含まれるオイルミスト中の酸性物質が、じゃま板９のフィルム２０の右側の片面（これを第２面という）に当たり、アルカリ性物質で中和される。そして、新気通路１７から導入された新気は、第１セパレータＡを図の左側から右側に（第２方向に）流れた後、クランクケース４内に導入される。
【００６２】
他方、図７（Ｄ）に示す全負荷時には、第２セパレータＢを第２方向に通過するブローバイガスの流れに加え、第１セパレータＡを第２方向に通過するブローバイガスの流れも加わる。すなわち後者については、クランクケース４から排出されたブローバイガスが通路ＰＡ２１を通って第１セパレータＡの第２ポートＡ２に導入され、第１セパレータＡを第２方向に流れた後、通路ＰＡ１２を経て新気通路１７から排出される。
【００６３】
このように、オイルセパレータ内のブローバイガスの流れ方向を反転させることができるので、フィルム２０の両面にブローバイガスを当てることができ、両面のアルカリ性物質を有効に活用することができる。そしてフィルム２０の片面のみにおけるアルカリ性物質の早期消失を未然に防止し、フィルム２０の寿命を長期化することが可能となる。
【００６４】
ここで、ブローバイガスの流れ方向を反転させるタイミングとしては、フィルム２０の両面のアルカリ性物質が均等に消失するようなタイミングであるのが好ましい。この点については後に詳述する。
【００６５】
また、同様の考え方で、ブローバイガスの流れ方向を一定としたまま、じゃま板９すなわちフィルム２０の向きを反転させるのも好ましい。この点についても後に詳述する。
【００６６】
［第２実施例］
前記第１実施例では、特に自動車用エンジンにおいて使用頻度の高い部分負荷時、第１セパレータＡを新気のみが通過し、第１セパレータＡよりも第２セパレータＢの方がフィルム２０が早く劣化するという問題がある。そこで部分負荷時、第１セパレータＡおよび第２セパレータＢの両方にブローバイガスを流通可能にし、且つその流れ方向も反転可能として、両セパレータのフィルム２０およびその両面を有効活用するのが当該第２実施例である。
【００６７】
図８に、反転手段の第２実施例の構成を示し、部分負荷時の状態を示す。なお図９には第２実施例の全負荷時の状態を示す。部分負荷時と全負荷時とで各弁の位置は同じである。
【００６８】
図８に示すように、第２実施例の回路構成は第１実施例とほぼ同様であるが、以下の点で第１実施例と相違する。すなわち、分岐点Ｃ１から分岐するＰＣＶ通路１４と、分岐点Ｃ２から分岐する新気通路１７との途中には、両通路に接続する主弁ＶＣが設けられている。主弁ＶＣは四方電磁弁からなり、ＥＣＵにより制御される。
【００６９】
図１０に詳細に示すように、主弁ＶＣには、分岐点Ｃ１に至るＰＣＶ通路１４の第１部分１４Ａと、吸気通路１０に至るＰＣＶ通路１４の第２部分１４Ｂと、分岐点Ｃ２に至る新気通路１７の第１部分１７Ａと、吸気通路１０に至る新気通路１７の第２部分１７Ｂとが接続されている。そして主弁ＶＣは、回転式の弁体２５を有し、弁体２５が図中実線で示す第１位置と、図中仮想線で示す第２位置とに切替可能となっている。なお弁体は回転式に限らず、スプール式等であってもよい。
【００７０】
主弁ＶＣが第１位置にあるとき、ＰＣＶ通路１４の第１部分１４Ａと第２部分１４Ｂとが接続され、新気通路１７の第１部分１７Ａと第２部分１７Ｂとが接続される。他方、主弁ＶＣが第２位置にあるとき、新気通路１７の第１部分１７ＡとＰＣＶ通路１４の第２部分１４Ｂとが接続され、ＰＣＶ通路１４の第１部分１４Ａと新気通路１７の第２部分１７Ｂとが接続される。
【００７１】
図８（Ａ）に示す部分負荷時の第１モードにおいて、第１弁ＶＡ１〜第４弁ＶＢ２の位置は第１実施例の第１モードのときと同じである。また主弁ＶＣは第１位置に制御されている。これにより、ブローバイガスおよび新気の流れは、図７（Ａ）に示す部分負荷時の第１モードのときと同じとなる。
【００７２】
また、図８（Ｃ）に示す部分負荷時の第３モードにおいて、第１弁ＶＡ１〜第４弁ＶＢ２の位置は第１実施例の第２モードのときと同じである。また主弁ＶＣは第１位置に制御されている。これにより、ブローバイガスおよび新気の流れは、図７（Ｃ）に示す部分負荷時の第２モードのときと同じとなる。
【００７３】
一方、図８（Ｂ）に示す部分負荷時の第２モードにおいては、第１弁ＶＡ１〜第４弁ＶＢ２の位置が図８（Ａ）に示す第１モードのときと同じであるが、主弁ＶＣが第２位置に制御される。これにより、第１セパレータＡと第２セパレータＢでは、第１モードのときとブローバイガスおよび新気の関係、さらには流れ方向が逆となり、第１セパレータＡではブローバイガスが図の左側から右側に（第１方向に）流れ、第２セパレータＢでは新気が図の右側から左側に（第２方向に）流れる。
【００７４】
また、図８（Ｄ）に示す部分負荷時の第４モードにおいては、第１弁ＶＡ１〜第４弁ＶＢ２の位置が図８（Ｃ）に示す第３モードのときと同じであるが、主弁ＶＣが第２位置に制御される。これにより、第１セパレータＡと第２セパレータＢでは、第３モードのときとブローバイガスおよび新気の関係、さらには流れ方向が逆となり、第１セパレータＡではブローバイガスが図の右側から左側に（第２方向に）流れ、第２セパレータＢでは新気が図の左側から右側に（第１方向に）流れる。
【００７５】
こうして、部分負荷時、各セパレータＡ，Ｂでブローバイガスが流通可能となり、またその流れ方向も反転可能となり、両セパレータのフィルム２０およびその両面を有効活用することが可能となる。そして、フィルム２０の寿命をさらに長期化することが可能となる。
【００７６】
なお、図９に示す全負荷時には、いずれのモードにおいても、部分負荷時に新気の導入経路であったものがブローバイガスの排出経路へと置換される。部分負荷時における新気の流れ方向は反転ないし逆転されてブローバイガスの流れ方向となる。具体的な経路および流れ方向は図示の如きであり、詳細な説明は割愛する。
【００７７】
ところで、フィルム２０の全体的な寿命を長期化するには、各セパレータＡ，Ｂのフィルム２０の両面に均等にブローバイガスを当てるようにする、言い換えればそのようなタイミングで各弁を切り替えるのが好ましい。
【００７８】
そこでこの第２実施例では、ＥＣＵが次のような弁制御或いは反転制御を実行する。
【００７９】
まず、予め、部分負荷時にブローバイガスが流れるオイルセパレータとその流れ方向との組を区分し、次のように定義する。
Ｅ１：第１セパレータＡにおいてブローバイガスが図８の左側から右側に（第１方向に）流れる状態。これは図８（Ｂ）に示す第２モードにおいて実現される。
Ｅ２：第１セパレータＡにおいてブローバイガスが図８の右側から左側に（第２方向に）流れる状態。これは図８（Ｄ）に示す第４モードにおいて実現される。
Ｅ３：第２セパレータＢにおいてブローバイガスが図８の左側から右側に（第１方向に）流れる状態。これは図８（Ａ）に示す第１モードにおいて実現される。
Ｅ４：第２セパレータＢにおいてブローバイガスが図８の右側から左側に（第２方向に）流れる状態。これは図８（Ｃ）に示す第３モードにおいて実現される。
【００８０】
そして、ＥＣＵは、図１１に示すルーチンを所定の演算周期毎に繰り返し実行する。
【００８１】
まずステップＳ１０１において、ＥＣＵは、現モードにおいてブローバイガスが流れているオイルセパレータのブローバイガス流量を、エンジン運転状態に基づき算出し、且つこれを積算する。例えば、各オイルセパレータでの各方向のブローバイガス流量、つまり部分負荷時・全負荷時の如何を問わず状態Ｅ１〜Ｅ４の全ての場合でのブローバイガス流量と、エンジン回転速度および燃料噴射量との関係を規定するマップを予めＥＣＵに記憶しておき、ＥＣＵが現在のエンジン回転速度および燃料噴射量からマップを参照することにより、現在のブローバイガス流量を算出する。
【００８２】
例えば、現モードが第２モードであるとすると、ＥＣＵは、部分負荷時に状態Ｅ１におけるブローバイガス流量を算出、積算する。またＥＣＵは、全負荷時には、状態Ｅ１におけるブローバイガス流量に加え、状態Ｅ３におけるブローバイガス流量を算出、積算する（図９（Ｂ）参照）。算出および積算は、各状態ごとに個別に行われる。
【００８３】
次いでＥＣＵは、ステップＳ１０２において、現在積算中のブローバイガス流量積算値（積算流量）が、所定値、好ましくは全状態Ｅ１〜Ｅ４の積算流量の平均値を超えたか否かを判断する。
すなわち、例えば現モードが第２モードであるとすると、ＥＣＵは部分負荷時には状態Ｅ１、全負荷時には状態Ｅ１とＥ３におけるブローバイガス流量を積算している。また同時にＥＣＵは、全状態Ｅ１〜Ｅ４の積算流量の平均値を常時算出している。そして例えば図１２に示すように状態Ｅ１の積算流量が平均値を超えたら、当該判定はイエスとなる。逆に、状態Ｅ１の積算流量が平均値を超えていなければ当該判定はノーとなる。
【００８４】
判定がノーの場合、ＥＣＵはルーチンを終了する。他方、判定がイエスの場合、ＥＣＵは、ステップＳ１０３に進んで、積算流量が最小となっている状態を実現するモードを選択する。
【００８５】
例えば図１２に示す例の場合だと、状態Ｅ３の積算流量が最小である。よってＥＣＵは、状態Ｅ３を実現するようなモード、すなわち第１モードを選択する。
【００８６】
次いでＥＣＵは、ステップＳ１０４に進み、選択されたモードとなるように各弁ＶＣ，ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２を切り替える。例えば図１２に示す例の場合だと、第１モードが実現されるようにＥＣＵが各弁ＶＣ，ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２を切り替える。以上でルーチンが終了となる。
【００８７】
このようにＥＣＵは、積算流量に基づいて反転タイミングを決定すると共に、現在積算中の積算流量が平均値を超えたタイミングを、反転タイミングとして決定する。
【００８８】
なお、第１モードを実行すると、状態Ｅ３の積算流量が徐々に増加していく。また併せて、エンジンが全負荷運転状態となった場合には状態Ｅ１の積算流量も増加する（図９（Ａ）参照）。すると、暫くして、図１３に示すように、状態Ｅ３またはＥ１（図示例ではＥ１）の積算流量が平均値を超える。このとき状態Ｅ４の積算流量が最小なので、状態Ｅ４を実現する第３モードが新たに選択され、実行される。
【００８９】
このように、各セパレータＡ，Ｂのフィルム２０の両面に均等にブローバイガスを当てることができるので、フィルム２０の全体的な寿命を長期化することが可能である。
【００９０】
ところで、この例ではブローバイガス流量の積算値に基づいてモードを切り替えるようにしたが、代替的に、ブローバイガスが流れている時間の積算値に基づいてモードを切り替えるようにしてもよい。すなわち、各状態Ｅ１〜Ｅ４の積算時間を個別に算出し、現在積算中の時間が全積算時間の平均値を超えたら、積算時間が最小であるいずれかの状態Ｅ１〜Ｅ４を実現するモードに切り替える。
【００９１】
ここで述べた弁制御或いは反転制御は、前述の第１実施例や後述の実施例にも適用可能であることが明らかであろう。
【００９２】
［第３実施例］
前述の第１および第２実施例は、じゃま板９を固定配置してブローバイガスの流れ方向を反転させる方法であった。これに対し、この第３実施例と後述の第４実施例は、ブローバイガスの流れ方向を一定としてじゃま板９を反転させる方法である。
【００９３】
図１４に第３実施例の構成を示す。ヘッドカバー６内のオイルセパレータ８では、ブローバイガスが図の左側から右側に（第１方向に）向かって一定方向に流され、このブローバイガスに対向して複数のじゃま板９が配置されている。そしてこれらじゃま板９は、中心軸３０の回りを回転可能であり、具体的には中心軸３０に固定されて中心軸３０とともに回転される。中心軸３０はヘッドカバー６またはその下方のシリンダヘッド５（図１参照）に軸支される。
【００９４】
じゃま板９ないし中心軸３０を回転駆動すべく、リンク機構３１が設けられる。リンク機構３１は、オイルセパレータ８の長手方向に延在されその長手方向に往復動可能な駆動ロッド３２と、駆動ロッド３２および各中心軸３０を連結する連結リンク３３とから構成される。連結リンク３３は中心軸３０に固定され、駆動ロッド３２には回転可能に接続される。こうしてじゃま板９を反転させるための反転機構が形成される。
【００９５】
駆動ロッド３２は図示しないアクチュエータにより往復動される。このアクチュエータはＥＣＵにより制御される。
【００９６】
（Ａ）に示す状態から駆動ロッド３２がアクチュエータにより図の右側に（第１方向に）所定距離移動されると、（Ｂ）に示すように、全てのじゃま板９が同時に反時計回りに約９０°回転し、反転される。これにより、ブローバイガスに当たるじゃま板９の面が、（Ａ）における左側の面（第１面）から右側の面（第２面）へと反転される。こうして、じゃま板９を所定タイミング毎に反転させることによって、じゃま板９の両面を有効に活用し、フィルムの長寿命化を図ることができる。
【００９７】
なお、かかる反転機構はこの例に限らずギヤ等を用いた機構も可能である。また図示例ではじゃま板９が反転前後で鉛直方向に対し傾斜しているが、鉛直方向に沿って配置されてもよい。反転角度も約９０°に限らない。要は、反転前後でブローバイガスに当たる面が変更されればよいのであり、このような変更を反転という。
【００９８】
［第４実施例］
図１５に第４実施例の構成を示す。図示例では、互いに独立した第１セパレータＡと第２セパレータとが隣接して配置されているが、離れて配置されていてもよい。当然ながらオイルセパレータは一つであってもよい。これらセパレータＡ，Ｂには、フィルム２０から形成された共通のベルト４０が配置され、このベルト４０が各セパレータにおけるじゃま板９を形成する。ベルト４０ないしフィルム２０は可撓性であり、屈曲可能である。なお４３はベルトガイドである。
【００９９】
図１６に示すように、ベルト４０にはその長手方向に沿って複数の穴４１が設けられ、各セパレータ内における圧力損失を過大にせぬようになっている。
【０１００】
ベルト４０は、その経路が第１セパレータＡと第２セパレータとで対称となるよう、複数のローラ４２に巻回され支持されている。そしてベルト４０は、第１面と第２面の両方がブローバイガスの一定の流れ方向に対向するよう、各セパレータ内において所定回数反転される。図示例ではベルト４０が各セパレータ内で５回反転されている。
【０１０１】
複数のローラ４２のうち一つないし幾つかは、図示しないモータで駆動される駆動ローラ４２Ａであり、残りは従動ローラである。モータひいては駆動ローラ４２ＡはＥＣＵにより制御される。
【０１０２】
ＥＣＵは、所定時間毎（例えば１０時間毎）に、駆動ローラ４２Ａを所定角度（例えば３６０°）回転させ、ベルト４０を所定長さ移動する。これによりベルト４０の位置が次々と変わり、ブローバイガスに当たるベルト４０ないしフィルム２０の面が変化する。こうして、ベルト４０の第１面と第２面を均等にブローバイガスに当てることができ、フィルム２０の両面を有効活用しフィルムを長寿命化できる。
【０１０３】
以上、本発明の好適実施形態を述べたが、本発明は上記以外の実施形態を採ることも可能である。例えば第１〜第３実施例において、可撓性でない硬いフィルムを用いてじゃま板を形成してもよい。このようなフィルムは、樹脂濃度を増加したり、厚さを増したり、補強部材を入れるなどすることにより作製可能である。また、オイルセパレータはヘッドカバー以外の部位に形成されてもよい。じゃま板を一つとすることも可能である。
【０１０４】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  エンジン
６  ヘッドカバー
８  オイルセパレータ
９  じゃま板
１０  吸気通路
１１  スロットルバルブ
１４  ＰＣＶ通路
１７  新気通路
２０  フィルム
４０  ベルト
Ａ  第１セパレータ
Ｂ  第２セパレータ
ＶＡ１，ＶＡ２，ＶＢ１，ＶＢ２  弁
ＶＣ  主弁
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010248971.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2010248971.tif 000014
【図１５】
2010248971.tif 000015
【図１６】
2010248971.tif 000016
【図５】
2010248971.tif 000017
【図６】
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