(57)【要約】【課題】ブローバイガスからオイルを確実に分離することができて、別途駆動源を必要とせず、狭いエンジン空間に配置することが出来るような気液分離装置の提供。【解決手段】ブローバイガスからオイルを分離する機能を有する気液分離装置において、ブローバイガスが流れる第１のパイプ（７０）に隣接した空間（５１）内に配置されている回転翼（３０）と、回転翼（３０）と同軸（２０）に配置されており且つその回転軸（２０）が回転翼（３０）を回転駆動するアイドラプーリ（１０）を有し、ブローバイガスが流れる第１のパイプ（７０）は回転翼（３０）が配置されている空間（５１）に連通しており、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）の下方はオイル系統に連通している。【選択図】図２
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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機能を有する気液分離装置において、ブローバイガスが流れる第１のパイプに隣接した空間内に配置されている回転翼と、回転翼と同軸に配置されており且つその回転軸が回転翼を回転駆動するアイドラプーリを有し、ブローバイガスが流れる第１のパイプは回転翼が配置されている空間に連通しており、回転翼が配置されている空間の下方はオイル系統（オイル貯留部あるいはオイル排出系統）に連通していることを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
回転翼が配置されている空間の半径方向外方が第２のブローバイガスが流れる第２のパイプに連通している請求項１の気液分離装置。
【請求項３】
第１のパイプ内を流れるブローバイガスは垂直方向下方へ向かう成分を有し、第２のパイプ内を流れるブローバイガスは垂直方向上方へ向かう成分を有する請求項２の気液分離装置。
【請求項４】
回転翼が配置されている空間は、オルタネータブラケットと一体的に形成されている請求項１〜３の何れか１項の気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関におけるブローバイガスの気液分離技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関で生成されるブローバイガスの気液分離方法として、従来技術において、遠心分離が行われる場合がある。その様な従来技術においては、遠心力を発生させるエネルギーとして、ブローバイガスの圧力差や、オイル噴射による回転翼の回転を利用したものが既に実施されている。
ここで、気液分離効率を上げるためには、強力な遠心力が必要であるが、ブローバイガスの圧力差では大きな回転力を得るには不足である。
一方、オイル噴射によるものは給油回路が必要となり、限られたエンジン空間に設置するのにはレイアウト上の制約があり、困難な場合が多い。
【０００３】
その他の従来技術として、回転する部材を利用してブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するものが提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
しかし、これ等の従来技術（特許文献１、特許文献２）では、回転翼や回転円板を回転するための駆動源が別途必要であり、限られたエンジン空間に配置することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０７５７４号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ブローバイガスからオイルを確実に分離することができて、別途駆動源を必要とせず、狭いエンジン空間に配置することが出来るような気液分離装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで、エンジンの前面を示す図１２において、タイミングベルトＴＢは、テンションプーリＴＰと、ジェネレータ２００の回転軸（図１２では明示せず）に固設されたジェネレータプーリＧＰと、アイドラプーリ１０と、冷却用ファン（図示せず）の回転軸に固設されたファンプーリＦＰに掛けまわされ、クランク軸の回転力によって補助機器を駆動している。
発明者は、種々研究の結果、図１２におけるアイドラプーリ１０が能動的に仕事をしていないことに着目し、そして、アイドラプーリ１０がブローバイガス処理過程における気液分離のための動力源として活用できることを見出した。
本発明は係る知見に基づいて捜索されており、従来はタイミングベルトの張力維持だけのために存在したアイドラプーリを、ブローバイガス処理過程における気液分離のための動力源として活用している。
【０００７】
本発明の気液分離装置は、ブローバイガスからオイルを分離する機能を有する気液分離装置（１００）において、ブローバイガスが流れる第１のパイプ（７０）に隣接した空間（５１）内に配置されている回転翼（３０）と、回転翼（３０）と同軸に配置されており且つその回転軸（２０）が回転翼（３０）を回転駆動するアイドラプーリ（１０）を有し、ブローバイガスが流れる第１のパイプ（７０）は回転翼（３０）が配置されている空間（５１）に連通しており、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）の下方はオイル系統（オイル貯留部あるいはオイル排出系統）に連通（５１ｂ）していることを特徴としている。
そして、アイドラプーリ（１０）の回転軸（２０）が回転翼（３０）を回転駆動するので、本発明の気液分離装置は、アイドラプーリ（１０）近傍の箇所に配置されることが好ましい。
【０００８】
本発明において、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）の半径方向外方がブローバイガスが流れる第２のパイプ（８０）に連通しているのが好ましい。
そして、第１のパイプ（７０）内を流れるブローバイガスは垂直方向下方へ向かう成分を有し、第２のパイプ（７０）内を流れるブローバイガスは垂直方向上方へ向かう成分を有するのが好ましい。
【０００９】
また、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）は、オルタネータブラケット（５４）と一体的に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、アイドラプーリ（１０）の回転により回転翼（３０）を回転するため、ブローバイガスは回転翼（３０）が配置されている空間（５１）の内壁（５１ｉ）に衝突し、ブローバイガスに含まれるオイル（オイルミスト）は当該内壁（５１ｉ）に付着する。また、ブローバイガスに含まれるオイルが回転翼（３０）に付着すると、回転翼（３０）の遠心力により前記内壁（５１ｉ）に移動する。
そして、内壁（５１ｉ）に付着し或いは移動したオイルは、内壁（５１ｉ）表面を下方に移動して、オイル貯留部（クランクケース）あるいはオイル排出系統（オイルドレン）に供給される。
その結果、ブローバイガスに包含されているオイルが分離され、気液分離が達成できる。
【００１１】
本発明において、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）の半径方向外方がブローバイガスが流れる第２のパイプ（８０）に連通しており、第１のパイプ（７０）内を流れるブローバイガスは垂直方向下方へ向かう成分を有し、第２のパイプ（８０）内を流れるブローバイガスは垂直方向上方へ向かう成分を有するのであれば、比重が大きいオイルは垂直方向下方に向かい、比重が小さいガスは垂直方向上方に向うことになるので、気液分離の効率がさらに上昇する。
【００１２】
ここで、アイドラプーリ（１０）はエンジンフロント回りに配置されておりベルト（ＴＢ）近傍にあるため、本発明によれば、別途駆動源を設けること無く、ベルト（ＴＢ）を介して回転駆動力を得ることが出来る。
そのため本発明は限られたエンジン空間に設置することが可能であり、当該エンジン空間におけるレイアウト上の制約も問題にならない。
オイルミストが付着する回転翼（３０）を回転させるためにアイドラプーリ（１０）の回転抵抗が僅かに増大するが、当該抵抗の増大は微々たるものであり、その影響は無視することが出来る。
【００１３】
これに加えて本発明によれば、ブローバイガスの流れるラインに介装するので、ＣＣＶフィルタの代用品として機能することが可能である。すなわち、本発明によれば、オイル分離用のフィルタを省略することが出来る。
【００１４】
本発明において、回転翼（３０）が配置されている空間（５１）はオルタネータブラケット（５４）と一体的に形成することが可能であり、スペースを省略することが出来る。そのため、本発明を実施しても、レイアウト上の制約は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る気液分離装置を搭載したエンジンの部分正面図である。
【図２】実施形態に係る気液分離装置の断面図である。
【図３】実施形態におけるアイドラプーリの断面図である。
【図４】実施形態におけるプーリシャフトの断面図である。
【図５】実施形態における回転翼の断面図である。
【図６】実施形態におけるガイドディスクの断面図である。
【図７】実施形態における回転翼及びガイドディスクの斜視図である。
【図８】実施形態において、プーリシャフトに回転翼とガイドディスクを固定した状態を示す断面図である。
【図９】実施形態における回転翼収容部材の断面図である。
【図１０】実施形態における軸受収容部材の断面図である。
【図１１】実施形態におけるブローバイガスの気液分離を説明する説明図である。
【図１２】エンジンの部分正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の気液分離装置１００を搭載したエンジンの前面を示している。図１では、従来技術と同様の部材については同じ符号を付している。
本発明の実施形態に係る気液分離装置１００は、アイドラプーリ１０の支持部材と、ジェネレータ２００の固定用ブラケットを兼ねている。
【００１７】
図２は、図１のＸ−Ｘ矢視断面を示している。
図２において、気液分離装置１００は、アイドラプーリ１０と、プーリシャフト２０と、２枚の回転翼３０と、ガイドディスク４０と、回転翼収容部材５０と、プーリシャフト軸受収容部材（以下、「軸受収容部材」と言う）６０と、第１のパイプ７０と、第２のパイプ８０と、オイル排出パイプ９０と、１対のボールベアリング１と、カラー２と、ロックナット３と、ディスタンスカラー４と、止め輪５を備えている。
【００１８】
アイドラプーリ１０を示す図３において、アイドラプーリ１０はタイミングベルトＴＢ（図１参照）と接触する外周部１１と、ウェブ１２と、ボス部１３を有している。図３では、ウェブ１２の中心は左側に偏寄しており、ボス部１３の図３における右端面１３ａは、外周部１１の図３における右端１１ａよりも左側に位置している。ボス部１３の中心にはプーリシャフト嵌合孔１３ｉが形成されている。プーリシャフト２０（の後述するプーリ係合部２１）は、当該嵌合孔１３ｉに公知の手段（例えば、圧入等）によって固定されている。
【００１９】
プーリシャフト２０を示す図４において、プーリシャフト２０は左端から順にプーリ係合部２１と、ベアリング係合部２２と、鍔部２３と、回転翼嵌合部２４と、雄ねじ形成部２５を有している。
図２において、プーリシャフト２０におけるベアリング係合部２２には、１対のボールベアリング１のインナーレース（符号を省略）が、例えば、止まり嵌めで係合（嵌合）されている。ボールベアリング１のインナーレース（符号を省略）の間には、ディスタンスカラー４が挟まれている。
【００２０】
図５において、回転翼３０は、薄板のテーパー部３１と円盤部３２とボス部３３とを有し、外縁の大きな順に、薄板のテーパー部３１、円盤部３２、ボス部３３が一体で連なった回転体である。薄板のテーパー部３１は、図５の例では右方に拡径しながら傾斜したテーパー面を有する。ボス部３３の中心には貫通孔３４が形成されており、当該貫通孔３４にプーリシャフト２０の回転翼嵌合部２４が嵌合する（図８参照）。
ボス部３３の、図５における左端３３ａは円盤部３２の左端面と同一面上であり、右端３３ｂはテーパー部３１の右端（最大直径部）よりも左側に位置する。円盤部３２には、図７で示すように、複数（図示の例では６箇所）の打ち抜き孔３５が形成されている。なお、打ち抜き孔３５の打ち抜き後のダレ３５ｄは、図５の右方に発生するように形成されている。
【００２１】
ガイドディスク４０を示す図６において、ガイドディスク４０は、薄板のテーパー部４１と円盤部４２とボス部４３とを有し、薄板のテーパー部４１、円盤部４２、ボス部４３の順に外縁が大きく、一体的に連続した回転体として構成されている。
ボス部４３の（図６における）左端４３ａは円盤部４２の左端面と同一面上であり、右端４３ｂは薄板のテーパー部４１の右端と同じ位置である。
ボス部４３の中心には貫通孔４４が形成されており、当該貫通孔４４にプーリシャフト２０の回転翼嵌合部２４が嵌合する（図８参照）。
【００２２】
図８は、プーリシャフト２０に回転翼３０とガイドディスク４０を固定した状態を示している。
図８において、プーリシャフト２０の回転翼嵌合部２４には１対の回転翼３０とガイドディスク４０が挿通されている。そして、１対の回転翼３０とガイドディスク４０は、ロックナット３によって、プーリシャフト２０の回転翼嵌合部２４に固定されており、以って、図２で示す状態になっている。
【００２３】
図８において、左側の回転翼３０における左端３３ａは、プーリシャフト２０における鍔部２３の回転翼嵌合部側端面２３ｅに押圧されている。
１対の回転翼の間にはガイドディスク４０が挟まれており、ガイドディスク４０における左端４３ａは、前記左側の回転翼３０における右端３３ｂを押圧している。
右側の回転翼３０における左端３３ａは、ガイドディスク４０における右端４３ｂを押圧している。
【００２４】
図８において、ロックナット３の座面３ｓ（図８ではロックナット３の左端面）は、右側の回転翼３０における右端３３ｂを押圧している。
図８及び図２で示す状態、すなわち、１対の回転翼３０とガイドディスク４０がプーリシャフト２０に固着した状態では、回転翼３０とガイドディスク４０はプーリシャフト２０と一体で回転運動を行う。
【００２５】
図９において、回転翼収容部材５０は、回転翼収容室（気液分離室）５１と、垂直円筒部５２と、気液分離室の前室５３と、ジェネレータブラケット部５４を有している。回転翼収容室５１及び前室５３は共に円筒空間であり、水平で同心の中心軸を有している。そして、回転翼収容室５１の内径は前室５３の内径よりも大きい。垂直円筒部５２の中心軸Ｌｃ５２は、前室５３及び回転翼収容室５１の中心軸Ｌｃ５１に対して直交している。
図９において、垂直円筒部５２、前室５３、回転翼収容室５１が連通している。そして垂直円筒部５２には、ブローバイガスの流入路である第１のパイプ７０が嵌着されている（図２参照）。
【００２６】
回転翼収容部材５０において、回転翼収容室５１の（図９における）左方は開口して、開口部５１ａを構成している。
当該開口部５１ａは、図２で示すように、軸受収容部材６０の右端外縁部６２ａと、公知の手段（例えば、嵌合いまたはねじ等）によって接続されている。
図９において、回転翼収容室５１の底部には、貫入孔５１ｂが形成されている。貫入孔５１ｂにはオイル排出管９０（図２参照）が接続され、回転翼収容室５１内で回転翼３０によって分離されたブローバイガスのオイルは貫入孔５１ｂおよびオイル排出管９０を介して排出される。
【００２７】
軸受収容部材６０を示す図１０において、軸受収容部材６０は、水平円筒部６１と、大径円筒部６２と、垂直円筒部６３を有している。
水平円筒部６１と大径円筒部６２とは同心に配置されている。大径円筒部６２は、水平円筒部６１における長手方向の一方（図１０では右方）を覆うように形成されている。
図１０において、大径円筒部６２の右端近傍には、オイルシール装着用の溝６２ｂが形成されている。図２で示すように、当該溝６２ｂにはオイルシール６が装着される。
【００２８】
水平円筒部６１の内部空間は軸受収容室６４を構成しており、軸受収容室６４の左端（水平円筒部６１の左端）には縁部６４ａが形成されている。縁部６４ａの内径は、軸受収容室６４の内径よりも小さい。
水平円筒部６１の右端近傍の内周側には、止め輪（スナップリング）装着溝６４ｂが形成されている。
【００２９】
図２に示すように、軸受収容室６４と縁部６４ａとの境界の円環面６４ｃと、止め輪装着溝６４ｂとの間の領域には、１対のボールベアリング１収容されている。そして、１対のボールベアリング１の間には、ディスタンスカラー４が挟持されている。
組立に際しては、１対のボールベアリング１及びディスタンスカラー４を収容した後、止め輪装着溝６４ｂに止め輪５を装着する。
【００３０】
図１０において、大径円筒部６２の右端外縁部６２ａは、前述したとおり、図９で示す回転翼収容部材５０の開口部５１ａと、公知の手段（例えば、嵌合、ねじによる螺合等）によって接続される。
図１０において、大径円筒部６２の内周面６２ｉと水平円筒部６１の外周面６１ｏにより形成される円環状空間６２ｃは、垂直円筒部６３の内部空間６３ａと連通して、ブローバイガスの通路を構成している。
垂直円筒部６３の内部空間６３ａには、ブローバイガスの排出孔である第２のパイプ８０が嵌着されている（図２参照）。
【００３１】
図示は省略するが、図２において、軸受収容部材６０の縁部６４ａの直径をカラー２の直径（外周面）に近づけて、縁部６４ａ側に、例えばメカニカルシールを介装することが可能である。そのように構成すると、オイルを含んだブローバイガスが、縁部６４ａ側から漏出することを完全に防止することができる。
【００３２】
次に、図１１を参照して、ブローバイガスの気液分離を含む処理過程を説明する。
図１１において、アイドラプーリ１０は、タイミングベルトＴＢ（図１参照）によって回転する。アイドラプーリ１０が回転することにより、アイドラプーリ１０と一体に組まれたプーリシャフト２０、１対の回転翼３０及びガイドディスク４０も同時に回転する。
１対の回転翼３０及びガイドディスク４０が回転すると、図１１の第１のパイプ７０側の内圧が負圧となり、第２のパイプ８０側の内圧が正圧となる。
【００３３】
第１のパイプ７０側の内圧が負圧になることにより、例えば、図示しないロッカーカバー内から誘引したオイルを含んだブローバイガスが、第１のパイプ７０に流入し、回転翼収容部材５０における垂直円筒部内部５２ａへ下向きに流入する（矢印Ｆ１で示す流れ）。
流入したブローバイガスは、気液分離室の前室５３で直角に向きを変え（矢印Ｆ２で示す流れ）、右側の回転翼３０のテーパー部３１に沿って回転翼３０の半径方向中央側に向かって流れる（矢印Ｆ３で示す流れ）。
オイルを含んだブローバイガスは、図１１において矢印Ｆ４で示すように、円盤部３２（図５参照）の抜き孔３５を通過して、左隣のガイドディスク４０のテーパー部４１に沿って流れる。その際に、回転翼３０の回転により、オイルを含んだブローバイガスは、半径方向外方に移動するヘッドが付加される。そして、勢い良く回転翼収容室５１の内周５１ｉに衝突する。これにより、比重の大きなオイルは比重の軽いブローバイガスから分離され、（オイルは）回転翼収容室５１の内周５１ｉに沿って下方に移動する。そして矢印ＦＬで示すように、ブローバイガスから分離されたオイルは、オイル排出管９０、図示しないホースを経由して、例えば、オイルパンに戻される。
【００３４】
オイルを含んだブローバイガスが回転翼収容室５１の内周５１ｉに衝突することに加えて、ブローバイガスに含まれるオイル（オイルミスト）が回転翼３０に付着すると、アイドラプーリ１０の回転により回転翼３０を回転するため、その遠心力により回転翼収容室５１の内壁５１ｉに吹き飛ばされて、内壁５１ｉに付着する。
これによっても、オイルはブローバイガスから分離される。
【００３５】
回転翼収容室５１の内周５１ｉに衝突してオイルを分離した後のブローバイガスは、図１１において点線で示す矢印Ｆ５で示すように流れる。すなわち、左側の回転翼３０のテーパー部３１とガイドディスク４０のテーパー部４１との隙間を半径方向内方に向かって流れる。そして、図１１の矢印Ｆ６で示すように、左側の回転翼３０の抜き孔３５を介して、軸受収容部材６０の円環状空間６２ｃに流れる。さらに、図１１の矢印Ｆ７で示すように、ブローバイガスは、軸受収容部材６０の円環状空間６２ｃから、垂直円筒部６３の内部空間６３ａを経由して、第２のパイプ８０を流れる。そして、例えばクランクケースに戻される。
その結果、図示の実施形態によれば、ブローバイガスに包含されているオイルがブローバイガスから分離され、気液分離が達成できる。
【００３６】
図示の実施形態において、回転翼３０が配置されている回転翼収容室５１が第２のブローバイガスが流れる第２のパイプ８０に連通しており、第１のパイプ７０内を流れるブローバイガスは垂直方向下方へ向かう成分を有し、第２のパイプ８０内を流れるブローバイガスは垂直方向上方へ向かう成分を有するので、比重が大きいオイルは垂直方向下方に向かい、比重が小さいガスは垂直方向上方に向うことになる。そのため、オイルがブローバイガスから分離される効率（気液分離の効率）がさらに上昇する。
【００３７】
ここで、アイドラプーリ１０はエンジンフロント回りに配置されておりタイミングベルトＴＢ近傍にあるため、図示の実施形態によれば、別途駆動源を設けること無く、タイミングベルトＴＢを介して回転駆動力を得ることが出来る。
そのため図示の実施形態は限られたエンジン空間に設置することが可能であり、当該エンジン空間におけるレイアウト上の制約も問題にならない。
オイルミストが付着する回転翼３０を回転させるためにアイドラプーリ１０の回転抵抗が僅かに増大するが、当該抵抗の増大は微々たるものであり、その影響は無視することが出来る。
【００３８】
これに加えて図示の実施形態によれば、気液分離装置１００がブローバイガスの流れるラインに介装されているので、ＣＣＶフィルタの代用品として機能することが可能である。すなわち、図示の実施形態によれば、オイル分離用のフィルタを省略することが出来る。
【００３９】
図示の実施形態において、回転翼３０が配置されている回転翼収容部材５０はオルタネータブラケット５４と一体的に形成されているので、スペースを省略することが出来る。そのため、図示の実施形態を実施しても、レイアウト上の制約は生じない。
【００４０】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・ベアリング
１０・・・アイドラプーリ
２０・・・プーリシャフト
３０・・・回転翼
４０・・・ガイドディスク
５０・・・回転翼収容部材
６０・・・軸受収容部材
７０・・・第１のパイプ
８０・・・第２のパイプ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014206092.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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