(57)【要約】【課題】効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室側に排出することのできるオイルセパレータを提供する。【解決手段】オイルセパレータ５０は、クランク室１６に連通するガス導入口５２及び吸気通路２０に連通するガス排出口５３を有するハウジング５１と、ハウジング５１の内部を仕切る隔壁５４と、を備えている。そして、オイルセパレータ５０は、ガス導入口５２から導入したガスを隔壁５４に衝突させてガスに含まれているオイルを液化させ、液化させたオイルをガス導入口５２から排出する。オイルセパレータ５０は、ガス導入口５２に、ガスの流れる方向に応じて通路断面積を変化させる可動弁５５を備えている。オイルセパレータ５０では、ガスがガス導入口５２を通過して排出されるときには、ガスがガス導入口５２を通過して流入するときよりも可動弁５５が通路断面積を小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室に連通するガス導入口及び吸気通路に連通するガス排出口を有するハウジングと、
同ハウジングの内部を仕切る隔壁と、を備え、
前記ガス導入口から導入したガスを前記隔壁に衝突させてガスに含まれているオイルを液化させ、液化させたオイルを前記ガス導入口から排出するオイルセパレータであって、
前記ガス導入口に、ガスの流れる方向に応じて通路断面積を変化させる可動弁を備えており、
ガスが前記ガス導入口を通過して排出されるときには、ガスが同ガス導入口を通過して流入するときよりも前記可動弁が通路断面積を小さくするオイルセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関のオイルセパレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ブローバイガス排出通路の途中に内壁を内側に突出させて通路の径を狭めた縮径部を設けた構成が開示されている。この構成によれば、ガスの流れに押されて壁面を伝い上がってきたオイルを縮径部で堰き止めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブローバイガスに含まれるオイルを分離して液化させるオイルセパレータのガス導入口を狭めてこの縮径部に相当する構成とすることが考えられる。オイルセパレータによって分離し、液化したオイルがガス導入口から排出される場合、オイルはガス導入口の内壁を伝い落ちる。そのため、ガスが勢いよくガス導入口を通じてオイルセパレータ内に流入すると、この内壁に付着しているオイルがガスによって吹き飛ばされ、再びオイルセパレータ内に戻されてしまう。つまり効率よくオイルを分離、回収することができないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのオイルセパレータは、クランク室に連通するガス導入口及び吸気通路に連通するガス排出口を有するハウジングと、同ハウジングの内部を仕切る隔壁と、を備え、前記ガス導入口から導入したガスを前記隔壁に衝突させてガスに含まれているオイルを液化させ、液化させたオイルを前記ガス導入口から排出するオイルセパレータである。また、このオイルセパレータは、前記ガス導入口に、ガスの流れる方向に応じて通路断面積を変化させる可動弁を備えている。そして、このオイルセパレータでは、ガスが前記ガス導入口を通過して排出されるときには、ガスが同ガス導入口を通過して流入するときよりも前記可動弁が通路断面積を小さくする。
【０００６】
クランク室内の圧力はピストンの往復動に伴って脈動している。そのため、オイルセパレータのガス導入口では、この脈動の影響により、ガスの流れの方向が反転する。すなわち、オイルセパレータのガス導入口では、ガスがオイルセパレータに流入したり、オイルセパレータから排出されたりする。
【０００７】
上記構成によれば、ガス導入口を通過してガスがオイルセパレータから排出されるときには、ガス導入口の通路断面積が小さくなる。そのため、このときにはガス導入口を通過するガスの流速が高くなる。オイルセパレータから排出されるガスの流速が高ければ、可動弁に付着している液化したオイルがガスによって吹き飛ばされ、オイルセパレータから排出されやすくなる。また、オイルセパレータよりもクランク室側のブローバイガス排出通路の壁面に付着しているオイルがオイルセパレータのガス導入口から排出されるガスの流れによってクランク室側に押し流されやすくなり、オイルの排出が促進される。
【０００８】
一方で、ガス導入口を通過してガスがオイルセパレータに流入するときには、ガス導入口の通路断面積が大きくなる。そのため、このときにはガス導入口を通過するガスの流速が低くなる。オイルセパレータに流入するガスの流速が低ければ、可動弁に付着している液化したオイルがガスによって吹き飛ばされにくくなる。つまりは、液化したオイルがガスの流れに乗って吹き飛ばされ、オイルセパレータ内に戻されてしまうことを抑制できる。要するに、ブローバイガスから分離したオイルの排出がガスの流れによって阻害されてしまうことを抑制できる。また、オイルセパレータのハウジング内に付着している液化したオイルがオイルセパレータに流入するガスの流れによって押し戻されてしまうことも抑制できる。
【０００９】
すなわち、上記構成によれば、ガスの脈動に合わせて可動弁によって通路断面積を変化させることにより、液化したオイルがガスの流れによってオイルセパレータ内に戻ってしまうことを抑制するとともに、液化したオイルのクランク室側への排出を促進することができる。したがって、効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室側に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】オイルセパレータを備える内燃機関の断面図。
【図２】オイルセパレータにおける可動弁の斜視図。
【図３】可動弁の上面図。
【図４】オイルセパレータにガスが流入するときの可動弁の斜視図。
【図５】オイルセパレータにガスが流入するときの可動弁の上面図。
【図６】オイルセパレータにガスが流入するときのガス導入口近傍の様子を模式的に示した断面図。
【図７】オイルセパレータからガスが排出されるときのガス導入口近傍の様子を模式的に示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、オイルセパレータの一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示されているように、オイルセパレータ５０が搭載されている内燃機関１０のシリンダブロック１１には、シリンダ１３が設けられている。なお、内燃機関１０には４つのシリンダ１３が設けられているが、図１ではそのうちの１つのみを図示している。各シリンダ１３には、ピストン１２が１つずつ往復動可能に収容されている。
【００１２】
シリンダブロック１１の上部にはシリンダヘッド１４が取り付けられている。そして、シリンダヘッド１４の上部にはシリンダヘッドカバー１５が取り付けられている。また、シリンダブロック１１の下部には、クランク室１６が形成されている。そして、クランク室１６の下部には、内燃機関１０の各部を潤滑するオイルが貯留されるオイルパン１７が取り付けられている。
【００１３】
内燃機関１０のシリンダヘッド１４には、吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０には、吸入空気量を調整するスロットルボディ２１が設けられている。そして、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも下流側には吸入空気の脈動を低減するサージタンク２２が設けられている。
【００１４】
内燃機関１０には、ピストン１２とシリンダ１３との摺接面の隙間を通過してクランク室１６の内部に漏れ出たブローバイガスを換気するブローバイガス換気システム４０が搭載されている。ブローバイガス換気システム４０は、ブローバイガスを換気するときにクランク室１６の内部に空気を導入する新気導入通路と、ブローバイガスを換気するときにクランク室１６の内部から吸気通路２０にブローバイガスを排出するブローバイガス排出通路とを有している。
【００１５】
ブローバイガス換気システム４０の新気導入通路は、上流側新気導入通路４１と、下流側新気導入通路４２と、により構成されている。上流側新気導入通路４１は、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも上流側の部分とシリンダヘッドカバー１５の内部とを連通させる通路である。なお、上流側新気導入通路４１は、シリンダヘッドカバー１５と吸気通路２０との間を繋ぐ配管によって形成されている。そして、下流側新気導入通路４２は、シリンダヘッドカバー１５の内部とクランク室１６の内部とを連通する通路である。なお、下流側新気導入通路４２は、シリンダヘッド１４及びシリンダブロック１１を貫通している貫通孔によって形成されている。
【００１６】
ブローバイガス換気システム４０のブローバイガス排出通路は、シリンダブロック１１の内部に形成された上流側ブローバイガス排出通路４３と、オイルセパレータ５０と、オイルセパレータ５０と吸気通路２０のサージタンク２２とを繋ぐ下流側ブローバイガス排出通路４４と、によって構成されている。
【００１７】
オイルセパレータ５０のハウジング５１は、シリンダブロック１１と一体に構成されており、ハウジング５１の下部にはガス導入口５２が設けられている。そして、ハウジング５１の上部には、シリンダブロック１１の側面に開口しているガス排出口５３が設けられている。
【００１８】
ガス導入口５２よりもクランク室１６側のブローバイガス排出通路である上流側ブローバイガス排出通路４３は、クランク室１６から上方に延び、オイルセパレータ５０のガス導入口５２に繋がっている。そして、下流側ブローバイガス排出通路４４は、オイルセパレータ５０のガス排出口５３に取り付けられたＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ４５を介してオイルセパレータ５０と接続されている。
【００１９】
機関運転中には、吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも下流側の部分の圧力は大気圧よりも低い負圧になる。ＰＣＶバルブ４５が開弁しているときには、クランク室１６側から上流側ブローバイガス排出通路４３とオイルセパレータ５０と下流側ブローバイガス排出通路４４とを通って吸気通路２０にブローバイガスが吸入される。なお、このときには、上流側新気導入通路４１及び下流側新気導入通路４２からなる新気導入通路を通って吸気通路２０におけるスロットルボディ２１よりも上流側の部分からクランク室１６内に空気が導入される。
【００２０】
また、オイルセパレータ５０には、ハウジング５１の内部を仕切る複数の隔壁５４が設けられている。これらの隔壁５４によってハウジング５１の内部、すなわちオイルセパレータ５０内のブローバイガスの流路はラビリンス化されている。ガス導入口５２は、上下方向に延びており、上方に位置する隔壁５４に向かって開口している。そのため、ガス導入口５２を通過したブローバイガスが隔壁５４に衝突するようになっている。
【００２１】
オイルセパレータ５０では、こうしてガス導入口５２から導入したブローバイガスを隔壁５４に衝突させてブローバイガスに含まれているオイルを隔壁５４に付着させ、液化させる。液化したオイルは自重によってハウジング５１内を下方へ伝い落ち、ガス導入口５２からクランク室１６側に排出される。こうしてブローバイガスに含まれているオイルをオイルセパレータ５０において液化させてブローバイガスから分離し、クランク室１６側に排出することによって、ブローバイガスによるオイルの持ち去りを抑制し、オイルの消費量を低減できる。
【００２２】
なお、クランク室１６内の圧力はピストン１２の往復動に伴って脈動している。そのため、オイルセパレータ５０のガス導入口５２では、この脈動の影響により、ガスの流れの方向が反転する。すなわち、オイルセパレータ５０のガス導入口５２では、ガスがオイルセパレータ５０に流入したり、オイルセパレータ５０から排出されたりする。そこで、このオイルセパレータ５０では、ガス導入口５２に、ガスの流れる方向に応じて通路断面積を変化させる可動弁５５を設けている。
【００２３】
図２に示されているように、可動弁５５は環状をなしており、隔壁５４側に向かって直径が小さくなっている。そして、可動弁５５はクランク室１６側の端部である下端部５６がガス導入口５２の内壁に隙間なく固定されている。
【００２４】
図２及び図３に示されているように、可動弁５５には、隔壁５４側の端部である上端部５７からクランク室１６側に延びている複数の切込み５８が設けられている。可動弁５５は、この複数の切込み５８によって上端部５７側の部分が複数の可動片５９に分けられている。
【００２５】
なお、図２に示されているように、切込み５８は下端部５６にまでは到っておらず、全ての可動片５９は下端部５６を介して繋がっている。可動弁５５は樹脂などで形成されており、ガスの流れによって可動片５９が弾性変形することにより、ガス導入口５２の通路断面積を変化させる。
【００２６】
図４及び図５に示されているように、ガスがガス導入口５２を通過してオイルセパレータ５０内に流入するときには、ガスの流れに押されて可動片５９が弾性変形し、隣り合う可動片５９同士が離間して可動弁５５の上端部５７が径方向外側に移動する。そして、隣り合う可動片５９同士の間に隙間が生じる。
【００２７】
一方、図２及び図３に示されているように、ガスがガス導入口５２を通過してオイルセパレータ５０内からクランク室側に排出されるときには、ガスの流れに押されるとともに可動片５９が復元し、隣り合う可動片５９同士が当接する。そして、隣り合う可動片５９同士の間の隙間が塞がれる。また、この可動片５９の変位に伴い、可動弁５５の上端部５７が径方向内側に移動する。
【００２８】
このように、ガスの流れる方向に応じて可動弁５５は変形する。そのため、ガスがガス導入口５２を通過してオイルセパレータ５０から排出されるとき（図２及び図３）には、ガスがガス導入口５２を通過してオイルセパレータ５０内に流入するとき（図４及び図５）よりも、ガス導入口５２の通路断面積が小さくなる。
【００２９】
次に、図６及び図７を参照して、以上のように構成されたオイルセパレータ５０の作用、特に可動弁５５が設けられていることによる作用について説明する。なお、図６及び図７ではガス導入口５２の通路断面積の変化による作用を分かりやすくするため、可動弁５５の形状を簡略化して模式的に示している。また、図６及び図７ではガスの流速を白抜き矢印の長さで示し、図６の場合よりも、図７の場合の方がガスの流速が高くなることを示している。
【００３０】
図６に示されているように、吸気通路２０内の負圧により、吸気通路２０にブローバイガスが吸入されると、ガス導入口５２を通過してブローバイガスがオイルセパレータ５０のハウジング５１内に吸入される。そして、隔壁５４に付着して液化したオイルは自重によってハウジング５１の内壁５１ａを伝って下方へ伝い落ち、ガス導入口５２からクランク室１６側に排出される。
【００３１】
なお、図６に示されているように、このときハウジング５１の内壁５１ａを伝い落ちてきたオイルは、可動弁５５や上流側ブローバイガス排出通路４３を伝ってクランク室１６側へ流れ落ちる。
【００３２】
図７に示されているように、ガス導入口５２を通過してガスがオイルセパレータ５０から排出されるときには、可動弁５５の作用によりガス導入口５２の通路断面積が小さくなる。そのため、このときにはガス導入口５２を通過するガスの流速が高くなる。オイルセパレータ５０から排出されるガスの流速が高ければ、可動弁５５に付着している液化したオイルがガスによって吹き飛ばされ、オイルセパレータ５０から排出されやすくなる。また、オイルセパレータ５０よりもクランク室１６側の上流側ブローバイガス排出通路４３の壁面に付着しているオイルがオイルセパレータ５０のガス導入口５２から排出されるガスの流れによってクランク室１６側に押し流されやすくなり、オイルの排出が促進される。
【００３３】
一方で、図６に示されているように、ガス導入口５２を通過してガスがオイルセパレータ５０に流入するときには、可動弁５５の作用によりガス導入口５２の通路断面積が大きくなる。そのため、このときにはガス導入口５２を通過するガスの流速が低くなる。オイルセパレータ５０に流入するガスの流速が低ければ、可動弁５５に付着している液化したオイルがガスによって吹き飛ばされにくくなる。つまりは、液化したオイルがガスの流れに乗って吹き飛ばされ、オイルセパレータ５０内に戻されてしまうことを抑制できる。要するに、ブローバイガスから分離したオイルの排出がガスの流れによって阻害されてしまうことを抑制できる。また、オイルセパレータ５０のハウジング５１内に付着している液化したオイルがオイルセパレータ５０に流入するガスの流れによって押し戻されてしまうことも抑制できる。
【００３４】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ガスの脈動に合わせて可動弁５５によって通路断面積を変化させることにより、液化したオイルがガスの流れによってオイルセパレータ５０内に戻ってしまうことを抑制するとともに、液化したオイルのクランク室１６側への排出を促進することができる。したがって、効率よくブローバイガスからオイルを分離してクランク室１６側に排出することができる。
【００３５】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・可動弁５５の構成は適宜変更してもよい。すなわち、可動弁５５は、ガスがガス導入口５２を通過して排出されるときには、ガスがガス導入口５２を通過して流入するときよりも通路断面積を小さくするものであればよく、その構成は上記実施形態の構成に限定されない。例えば、ガスの流れによって弾性変形するのであれば、樹脂ではなくゴムや金属で可動弁５５を形成するようにしてもよい。
【００３６】
・ガス導入口５２の断面形状は円形に限らない。例えば断面の形状が四角形状であっても断面形状に合わせた形状の可動弁５５を設けることによってオイルの排出能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…ピストン、１３…シリンダ、１４…シリンダヘッド、１５…シリンダヘッドカバー、１６…クランク室、１７…オイルパン、２０…吸気通路、２１…スロットルボディ、２２…サージタンク、４０…ブローバイガス換気システム、４１…上流側新気導入通路、４２…下流側新気導入通路、４３…上流側ブローバイガス排出通路、４４…下流側ブローバイガス排出通路、４５…ＰＣＶバルブ、５０…オイルセパレータ、５１…ハウジング、５２…ガス導入口、５３…ガス排出口、５４…隔壁、５５…可動弁、５６…下端部、５７…上端部、５８…切込み、５９…可動片。
【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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