(57)【要約】      （修正有）【課題】ブローバイガスのオイル分離効果を向上させる。【解決手段】ヘッドカバー２の上部に仕切り板５を固定することにより、ブローバイガスが通過する容積室６を形成している。容積室６の入口部として、仕切り板５に上下開口の筒状部８が形成されており、筒状部８の内部に、ブローバイガスの動圧で回転するファンが配置されている。ファンを構成する各羽根１１には、その中心線に沿って延びる溝穴１７が形成されている。ブローバイガスがファンを通過する過程で、オイルミストが羽根１１に付着し、遠心量で振り飛ばされて筒状部８の内面に補集される。かつ、羽根１１に付着したオイルミストは溝穴１７に沿って移動し、移動の過程で互いに結合して大径化するため、オイルの補集効果は高くなっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローバイガス通路の途中に、当該ブローバイガスの動圧で回転するファンを設けている構成であって、
前記ファンのうち少なくともブローバイガスの動圧を受ける表面に、放射方向に長い溝又はリブを設けている、
ブローバイガスのオイル分離装置。
【請求項２】
シンリダヘッドに固定されたヘッドカバーの天井部に、ブローバイガスを通過させてオイルを補集する容積室が形成されていて、前記容積室の入口部は下向きに開口している構成であって、
前記容積室の入口部に、当該入口部を通過するブローバイガスの動圧で回転するファンを、略縦長の軸心回りに回転するように設けている、
ブローバイガスのオイル分離装置。
【請求項３】
前記ファンの周囲の全体又は一部に、前記ファンの回転で飛散したオイルミストが当たる壁を設けている、
請求項２に記載したブローバイガスのオイル分離装置。
【請求項４】
ブローバイガス通路の途中に、ブローバイガスの動圧で回転する複数のファンが同軸上に配置されており、隣り合ったファンは、前記ブローバイガスの動圧によって互いに逆方向に回転するように羽根の姿勢を異ならせている、
ブローバイガスのオイル分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、自動車用等の内燃機関に設けられているブローバイガスのオイル分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、クランク室に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に還流させているが、ブローバイガス通路にオイルが含まれているため、ブローバイガス通路の途中にオイル分離装置を設けている。
【０００３】
オイル分離装置は、ブローバイガス通路の途中にジグザグ部に形成したり、通路の途中に邪魔板（ブッフルプレート）を設けたりすることが多いが、特許文献１には、ロッカーカバーに接続されたケースにファン（羽根車）を設けて、ファンの回転によってオイルミストを遠心方向に飛散せしめ、飛散したオイルミストをケースの内面に補集してロッカーカバーに戻すことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−６４８０７号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブローバイガスがファンに当たると、ブローバイガスの動圧によってファンが回転すると共に、ブローバイガスもファンの回転方向によって旋回流になるが、ブローバイガスはファンに連続的に当たるため、ブローバイガスに含まれているオイルミストがファンに当たる確率は非常に高く、従って、ファンによるオイルミストの補集効果は邪魔板に比べて優れていると想定される。
【０００６】
しかし、特許文献１は、まだ改良の余地があるといえる。例えば、ファンは複数の羽根で構成されているが、各羽根の表面は単なる平滑面であるため、オイルミストが付着しても遠心方向に飛ばされずに、ファンによって形成されたブローバイガスの旋回流に乗って持ち去られることが懸念され、オイルミストの補集効果に限界があると推測される。
【０００７】
また、特許文献１はロッカーカバーとは別にファンケースを設けるものであるため、コストが嵩むおそれがあり、更に、ファンの箇所が隘路となってブローバイガスの流れが阻害され、ブローバイガスの排除が不十分になってしまうことも懸念される。
【０００８】
本願発明はこのような現状を改善すべく成されたものであり、ファン方式のオイル分離装置を、改良された形態で提供せんとするものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、互いに並立する幾つかの構成を含んでいる。このうち請求項１の発明は、ブローバイガス通路の途中に、当該ブローバイガスの動圧で回転するファンを設けている構成において、前記ファンのうち少なくともブローバイガスの動圧を受ける表面に、放射方向に長い溝又はリブを設けている点を特徴にしている。
【００１０】
ファンは複数の羽根で構成されており、ブローバイガスが隣り合った羽根の間を流れていくが、溝又はリブは、各羽根に１本ずつ形成してもよいし、複数本ずつ形成してもよい。溝とリブとは排斥するものではなく、各羽根に溝とリブとを形成することも可能である。また、リブはファンの（羽根の）表裏に貫通していてもよいし、表面の側だけに開口した非貫通の形態であってもよい。
【００１１】
請求項２の発明は、シンリダヘッドに固定されたヘッドカバーの天井部に、ブローバイガスを通過させてオイルを補集する容積室が形成されていて、前記容積室の入口部は下向きに開口している構成であって、前記容積室の入口部に、当該入口部を通過するブローバイガスの動圧で回転するファンを、略縦長の軸心回りに回転するように設けている。
【００１２】
請求項２の発明の展開例として、請求項３では、前記ファンの周囲の全体又は一部に、前記ファンの回転で飛散したオイルミストが当たる壁を設けている。
【００１３】
請求項４の発明は、ブローバイガス通路の途中に、ブローバイガスの動圧で回転する複数のファンが同軸上に配置されており、隣り合ったファンは、前記ブローバイガスの動圧によって互いに逆方向に回転するように羽根の姿勢を異ならせている。
【００１４】
なお、請求項１，３，４は互いに排斥しあうものではなく、併用することも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、ファンに設けた溝又はリブが一種の邪魔板として機能するため、オイルミストの補集効果が格段に向上する。しかも、溝又はリブは放射方向に長いため、溝又はリブに付着したオイルミストは、溝又はリブにガイドされて遠心方向に移動してファンの縁から振り飛ばされるが、オイルミストが溝又はリブに沿って移動する過程で、オイルミスト同士で結合して大径化しやすくなるため、オイルミストの補集性も高くなる。従って、請求項１では、オイルの分離効果を向上できる。
【００１６】
ファンを囲う筒状通路を設けておくと、ファンから飛散したオイルミストをまんべんなく付着させて滴下させ得るため、ファンから飛散したオイルミストが再びブローバイガスの流れに乗って移動することを防止して、オイルの分離効果を一層向上できる。
【００１７】
請求項２の発明では、ファンの下流側は容積室（バッファ室）になっているため、ファンによってブローバイガスに旋回流が付与されても、旋回流は容積室によって速やかに消滅する。従って、オイルミストがファンを通過しても、オイルミストは急速に動きを失ってファンの側に戻りやすくなる、容積室には流入しにくくなる。
【００１８】
また、ブローバイガスの流速は容積室に入るのと同時に著しく低下するため、オイルミストが容積室に流入しても、オイルミストは容積室の内面に付着しやすくなり、ブローバイガスの流れに乗って吸気系まで運ばれることは殆ど無くなる。更に、容積室ではブローバイガスの旋回流は消滅するため、容積室の内面に付着したオイルミストがブローバイガスの流れに乗って持ち去られる現象も発生せず、容積室によるオイルミスト補集効果を助長できる。容積室に邪魔板のようなオイル補集手段を設けると好適である。
【００１９】
請求項３のようにファンの外側に壁を設けると、飛散したオイルミストを壁に付着させて滴下させやすいため、オイル分離機能を向上させるに当たって好適である。特に、ファンを全周に亙って覆う筒状の壁を設けると、オイルミストの補集性が格段に高くなるため、特に好ましい。
【００２０】
請求項４の構成では、隣り合ったファンが逆回転することにより、ブローバイガスの旋回流が途中で途切れて旋回方向が逆転するため、隣り合ったファンの間の空間に、無数の渦流が生じたようなバッファ空間が生じており、比重の大きいオイルミストがこのバッファ空間に滞留して互いに衝突し結合して大径化する現象が発生しやすくなる。そして、大径化したオイルミストは、ファンの回転によって遠心方向に飛ばされたり、ファンの表面に付着して遠心力によって振り飛ばされたりするため、オイルの補集機能を格段に向上できる。
【００２１】
なお、請求項４では、上流側に位置したファンの箇所では、請求項１と同様の作用によってオイル分離機能が発揮されている。従って、請求項４は、上流側にファンを通過したブローバイガスに含まれていたオイルミストを、上記した作用によって的確に分離できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の全体的な概略側断面図である。
【図２】（Ａ）の要部拡大図である。
【図３】（Ａ）は図２の平面図、（Ｂ）は図２の底面図である。
【図４】（Ａ）は図３（Ｂ）のIV-IV視断面図、（Ｂ）は別例図である。
【図５】第２実施形態の要部断面図である。
【図６】第３実施形態の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図４に示す第１実施形態を説明する。図１は、機関の上部をクランク軸線と直交した方向から見た概略側断面図であり、この図に示すように、シンリダヘッド１の上面に、樹脂製等のヘッドカバー２が固定されて、動弁室が覆われている。シンリダヘッド１のうち、クランク軸線方向を向いた前後方向の一端部には、ブローバイガス通路（ＰＣＶ通路）第１部分３が上向きに開口している。
【００２４】
ヘッドカバー２は、上板（天板）４を有して下向きに開口した形態であり、ヘッドカバー２の内部のうちその上部に仕切り板５を配置固定することにより、上板４と仕切り板５との間の空間を容積室６と成している。すなわち、ヘッドカバー２の天井部に、大きな容量の容積室６を形成している。
【００２５】
動弁室と容積室６もブローバイガス通路の一部を構成している。従って、容積室６はブローバイガス通路第２部分と呼ぶこともできる。上板４と仕切り板５とには、オイルミストの補集のため、容積室６に入り込む邪魔板７の群を設けている。図示していないが、仕切り板５には、補集したオイルミストを動弁室に流下させる戻し穴が適宜数形成されている。なお、容積室６は、平面視で蛇行させたりＵターンした形態に形成したりすることも可能であるし、上下幅を狭めた隘路を形成することもできる。
【００２６】
仕切り板５のうち、ブローバイガス通路３に近い側の一端部に、容積室６の入口部として、請求項３に記載した壁の一例である上下開口の筒状部８を一体に設け、筒状部８の内部にファン９を配置している。ファン９は、ヘッド１０に固定された複数枚（５枚）の羽根１１を有しており、回転軸１２は、筒状部８と同心で上下方向（鉛直方向）に延びる縦長の姿勢になっている。
【００２７】
筒状部８の上端には、放射方向に延びる複数本の腕板１３を介してセンターリング１４を一体に設けており、センターリング１４に設けた軸受け１５に、回転軸１２が回転自在に保持されている。従って、回転軸１２は、軸受け１５で吊り下げられた状態になっている。このため、軸受け１５と回転軸１２との間にオイルミストが垂れ落ちることはない。従って、回転軸１２の回転がオイルミストによって阻害されることを防止できる。
【００２８】
軸受け１５はフランジ１５ａを有しており、フランジ１５ａをセンターリング１４にビスで固定している。但し、軸受け１５は、センターリング１５に強制嵌合等で取り付けることも可能である。図２に一点鎖線で示すように、筒状部８は腕板１３の上方に延出させてもよい。換言すると、筒状部８の上下中途高さ部位に腕板１３を設けてもよい。
【００２９】
ファン９を構成する各羽根１１は、図２に示すように、周方向の一端と他端とが軸方向にずれるように捩じられており、これにより、ブローバイガスの動圧を受けて回転するようになっており、ブローバイガスの動圧を受ける表面（下面）は、下向きに凹の状態に少し膨らんでいる。また、図３に示すように、各羽根１１は、基端から先端に向けて幅が広がっており、回転方向に向かって前端面と後ろ端面とは、軸方向から見て、回転方向に向かって凹となるように湾曲している。
【００３０】
従って、各羽根１１の放射方向の中心線１６も、軸心方向から見て、回転方向に向かって凹となるように湾曲しており、各羽根１１に、請求項１に記載した溝の例として、中心線１６に沿って延びるスリット状の溝穴１７を形成している。従って、溝穴１７も平面視で緩く湾曲している。）。図４（Ａ）に明示するように、溝穴１７は羽根１１の表裏（上下）に貫通しているが、溝穴１７に代えて、図４（Ｂ）に別例として示すリブ１８を形成することも可能である。
【００３１】
リブ１８は、羽根１１の裏面（上面）に向けて突出して、表面（下面）はリブ１８の箇所で凹んだ状態になっている。従って、羽根１１の表面（下面）を基準にして見ると、羽根１１には、上面に貫通していない長溝１９が形成されていることになる。羽根１１の表面（下面）に、下向きに突出したリブを形成してもよい。また、リブを羽根１１の上面（裏面）に突出させずに、羽根１１の下面（表面）のみに長溝を形成してもよい。これにより突出したリブを持つファンよりも回転抵抗が少なくなり、ファンが高速回転することでブローバイの分離性能が向上する。さらに溝は羽根の外周端まで延びるようにしてもよい。この場合は、オイルミストが長溝の端からスムースに振り飛ばされるため、オイルミストの分離性を一層向上できるといえる。
【００３２】
ヘッドカバー２のうち筒状部８と反対側の他端部には、ブローバイガスの出口ポート２０を設けており、出口ポート２０と吸気系（例えば吸気マニホールドやサージタンク）とが、ホースやチューブからなるブローバイガス通路第２部分２１で接続されている。ブローバイガスが流れる経路の適宜部位に、吸気圧で作動するＰＣＶバルブを設けており、吸気圧が負圧のときにブローバイガスが吸気系に還流する。
【００３３】
(2).まとめ
ブローバイガス通路第１部分３から動弁室に入ったブローバイガスは、筒状部８から容積室６を経由して吸気系に導かれるが、ブローバイガスが筒状部８に流入すると、ブローバイガスの動圧によってファン９が回転する。ファン９の回転は、ブローバイガスが羽根１１の下面（表面）に衝突することで行われるため、ブローバイガスに含まれていてオイルミストは、羽根１１の下面に衝突する。
【００３４】
この場合、羽根１１は回転していて筒状部８には羽根１１の壁ができているのと同じ状態になっているため、オイルミストは、非常に高い確率で羽根１１で衝突する。従って、オイルミストの大半を羽根１１の下面に付着させることができる。そして、羽根１１の下面に付着したオイルミストは、遠心力により、羽根１１の下面を伝って筒状部８に振り飛ばされる。
【００３５】
また、羽根１１には放射方向に延びる溝穴１７が形成されているため、オイルミストが溝穴１７を伝って外周方向に移動する現象が生じ、オイルミストが溝穴１７を伝い流れる過程で互いに結合して大径化する現象が発生しやすくなる。
【００３６】
このように、オイルミストが遠心力で飛ばされることと、羽根１１を伝過程で大径化しやすくなっていることとにより、羽根１１から振り飛ばされたオイルミストは、ブローバイガスの流れに乗って容積室６に運ばれることなく、筒状部８の内面に高い確率で付着する。筒状部８の内面に付着したオイルミストは下方に伝い流れてシンリダヘッド１に滴下するが、下方に伝い流れる過程で互いに結合して油滴化（大径化）するため、ブローバイガスに乗って持ち去られる現象は生じずに、シンリダヘッド１に流下する。
【００３７】
筒状部８に流入したブローバイガスの一部は、ファン９と筒状部８との間の隙間を通って容積室６に抜けるが、ファン９の動圧によってブローバイガスが筒状部８に押し付けられる現象が生じるため、ファン９と筒状部８との間の隙間を通るブローバイガスに含まれているオイルミストが筒状部８の内面に接触する機会が非常に高くなり、すると、ブローバイガスに含まれたオイルミストが筒状部８の内面に付着したオイルミストや油滴に結合する機会も増大する。この面においても、オイル分離を促進できる。
【００３８】
ブローバイガスが筒状部８を通過すると、ブローバイガスに旋回流が付与されるが、容積室６は筒状部８に比べて遥かに大きいため、旋回流は筒状部８を抜けると速やかに消滅する。従って、ファン９を通り抜けたオイルミストは、ファン９の上のあたりで滞留する傾向を呈しやすく、筒状部８の内面に付着しやすくなる。オイルミストが容積室６の内部に移動しても、オイルミストは容積室６の内部で漂いながら出口ポート２０に向かうため、邪魔板７等に補集される機会も増大する。
【００３９】
このように、ブローバイガスに含まれていたオイルミストは、筒状部８を通過する過程で大部分が筒状部８に補集される。また、筒状部８を通過して容積室６に流入しても、その大部分は邪魔板７等に補集される。従って、出口ポート２０から吸気系に持ち去れられるオイルミストは、殆ど無いか、あっても極めて微量である。
【００４０】
筒状部８及びファン９の配置位置や個数は任意に設定できる。図１に一点鎖線で示すように、容積室６の一端部の他に、容積室６の長手方向の中間部等に筒状部８を設けて、ここにファン９を取り付けることも可能である。つまり、筒状部８及びファン９の配置位置と個数は、任意に設定できる。
【００４１】
なお、過給機を備えている場合は、ブローバイガスの還流は非過給時に行われるため、ブローバイガスの流速も速くなるが、ブローバイガスの流速が速いと、オイルミストがブローバイガスの流れに乗りやすくなるため、オイルの分離性も悪化しやすくなる。しかるに、本実施形態では、ファン９はブローバイガスの流速が速くなるほど高速回転してオイルミストの分離性能もアップするため、オイルミストをしっかりと補集してオイルの高いオイル分離性能を確保できる。
【００４２】
ブローバイガスの量が少ないと、ファン９が回転を停止した状態でブローバイガスが筒状部８を通過することが考えられるが、この場合も、まず、ファン９が邪魔板として機能することによってオイルの分離が行われる。すなわち、オイルミストがファン９に付着することにより、オイルの分離が行われる。
【００４３】
そして、ブローバイガスが隣り合った羽根の間を通過するに際して、ブローバイガスが方向変換するため、ファン９を通過した段階でブローバイガスの流れに渦流が発生しやくなっており、このため、オイルミストが衝突して結合する機会も増えて、自重で流下してファン９に付着したり、容積室６の内面に付着しやすくなったりする。従って、ファン９の静止状態でもオイルの分離性能を向上できる。
【００４４】
(3).他の実施形態
図５に示す第２実施形態は請求項４を具体化したものであり、この実施形態では、上下２つのファン９ａ，９ｂが同心に配置されており、２つのファン９ａ，９ｂを筒状部８で囲っている。上下のファン９ａ，９ｂは、それぞれ独立して回転するように軸受け１５で吊支されており、かつ、ブローバイガスの動圧を受けて逆方向に回転するようになっている。従って、上下のファン９ａ，９ｂは、羽根１１のねじり姿勢が逆になっている。
【００４５】
上下のファン９ａ，９ｂを独立して自由に回転させる手段としては、上のファン９の回転軸１２ａを中空軸として、２本の回転軸１２ａ，１２ｂが自由に回転するように設定している。１本の固定軸に、２つのファン９ａ，９ｂを回転自在に嵌め入れてもよい（上下のファン９ａ，９ｂの間には、カラーを配置したらよい。）。
【００４６】
この実施形態では、各ファン９の箇所で第１実施形態と同様の作用が発生して、オイルミストの分離が行われる。更に、本実施形態の特有の作用として、ブローバイガスが下のファン９ｂから上のファン９ａに移行するに際して、ブローバイガスの旋回流の回転方向が変わるため、上下のファン９ａ，９ｂの間に、無数の渦流が発生した一種のバッファ空間が生成される。
【００４７】
そして、オイルミストは比重が大きくて滞留しやすいため、下のファン９を通過したオイルミストがバッファ空間において衝突する機会が格段に増大して、互いに結合して大径化し、これが、上のファン９の回転風に乗って筒状部８に飛ばされる。従って、下のファン９を通過したオイルミストを、あますところ無く補集できるといえる。
【００４８】
図６に示す実施形態は、基本的には第１実施形態と同じであり、第１実施形態との主たる相違は、ファン９を容積室６の出口ポート２０の近傍に配置している点である。この実施形態では、筒状部８の一部にヘッドカバー２の壁２ａを利用しており、筒状部８の下端を、壁２ａに向けて低くなるように傾斜させている。
【００４９】
従って、筒状部８の内面に付着したオイルミストは互いに結合して油滴となり、筒状部８の下端縁を伝ってヘッドカバー２の壁２ａに流れていく。そして、油滴は、傾斜した下端縁を伝い流れる過程で互いに結合していくため、オイルの分離を確実化できるといえる。筒状部８の下端を傾斜させることは、他の実施形態にも適用できる。
【００５０】
本実施形態では、軸受け１５は下向き開口のホルダー部２２に下方から嵌着しており，ホルダー部２２は腕板１３に一体に形成されている。また、出口ポート２０にはキャップ２３を装着しており、キャップ２３にブローバイガス第２通路２１を接続している。
【００５１】
以上、本願発明の実施形態を幾つか説明したが、本願発明は、この他にも様々に具体化できる。例えば、ファンは様々の形態のものを使用できる。例えば、ブローバイガスが軸方向から入って外周方向（接線方向）に抜けるようなタイプも採用できる。請求項３では、壁は、例えば、ファンを三方から囲ったり半周だけ囲ったりする形態も採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本願発明は、実際にブローバイガスのオイル分離装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  シンリダヘッド
２  ヘッドカバー
３  ブローバイガス第１通路
４  ヘッドカバーの上板
５  仕切り板
６  容積室
８  入口部を構成する筒状部
９，９ａ，９ｂ  ファン
１０  ファンのヘッド
１１  羽根
１２，１２ａ，１２ｂ  回転軸
１５  軸受け
１６  羽根の中心線
１７  溝穴
１８  リブ
【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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