(57)【要約】【課題】オイルミストの捕集効率を高めること。【解決手段】オイルミストセパレータ１０は、互いに対向する正極板４０及び負極板５０と、電気絶縁材料により形成され、正極板４０と負極板５０との間に設けられたフィルタ６０と、導入口２４及び導出口２５を有し、正極板４０、負極板５０、及びフィルタ６０を収容するケース１１と、正極板４０と負極板５０との間に電圧を印加する電圧発生装置７０とを備え、電圧発生装置７０により正極板４０及び負極板５０の間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを導入口２４から正極板４０及び負極板５０の間を介して導出口２５に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離する。正極板４０及び負極板５０の双方は、金属板材からなるとともに、当該金属板材が切り起こされた複数の突出部４１，５１を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する正極板及び負極板と、
電気絶縁材料により形成され、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、
導入口及び導出口を有し、前記正極板、前記負極板、及び前記フィルタを収容するケースと、
前記正極板と前記負極板との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、
前記電圧発生装置により前記正極板及び前記負極板の間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記正極板及び前記負極板の間を介して前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離するオイルミストセパレータであって、
前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、金属板材からなるとともに、当該金属板材が切り起こされた複数の突出部を有している、
内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項２】
前記正極板及び前記負極板の双方が複数の前記突出部をそれぞれ有している、
請求項１に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項３】
前記突出部の各々の切断面が、前記導入口から前記導出口に向かうブローバイガスの流れ方向の上流側を指向している、
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項４】
前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方が複数の前記突出部を有するラスカットメタルである、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【請求項５】
前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方が複数の前記突出部を有するパンチングメタルである、
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の静電式オイルミストセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の静電式オイルミストセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、クランク室内のブローバイガスを吸気通路に還流する還流通路が設けられている。こうした還流通路の途中には、ブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイルミストセパレータが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のオイルミストセパレータは、ブローバイガスの導入口及び導出口が設けられたケースと、ケースの内部に設けられた電気絶縁材料からなるフィルタと、フィルタを挟む複数の電極板とを備えている。電極板の間には、電圧発生装置によって数ｋＶの電圧が印加される。
【０００４】
こうしたオイルミストセパレータでは、電圧の印加に伴ってフィルタが帯電するとともに、同フィルタを通過するブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電気力によってフィルタに吸着されることでブローバイガスから分離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、こうした静電式オイルミストセパレータにおいては、電極板の間に印加される電圧を高めることによって、オイルミストに作用する静電気力を大きくしてオイルミストの捕集効率を高めることができる。しかしながら、この場合には、消費電力が増大するという背反がある。
【０００７】
本発明の目的は、オイルミストの捕集効率を高めることのできる内燃機関の静電式オイルミストセパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための内燃機関のオイルミストセパレータは、互いに対向する正極板及び負極板と、電気絶縁材料により形成され、前記正極板と前記負極板との間に設けられたフィルタと、導入口及び導出口を有し、前記正極板、前記負極板、及び前記フィルタを収容するケースと、前記正極板と前記負極板との間に電圧を印加する電圧発生装置と、を備え、前記電圧発生装置により前記正極板及び前記負極板の間に電圧が印加されている状態においてブローバイガスを前記導入口から前記正極板及び前記負極板の間を介して前記導出口に向けて流すことにより、当該ブローバイガスに含まれるオイルミストを静電吸着力により分離する。前記正極板及び前記負極板の少なくとも一方は、金属板材からなるとともに、当該金属板材が切り起こされた複数の突出部を有している。
【０００９】
正極板及び負極板の間に電圧が印加されると、電荷は正極板や負極板の周縁や各突出部の切断面近傍に多く存在することとなる。
上記構成によれば、正極板及び負極板の少なくとも一方に設けられた各突出部の切断面近傍に電荷を集中させることができることから、複数の突出部を設けることによって電界強度の高い部位を増やすことができる。このため、正極板及び負極板の間のうち各突出部の切断面近傍において静電気力が局所的に高められることとなり、オイルミストが捕集されやすくなる。
【００１０】
また、金属板材をプレス成形することにより複数の突出部を有する正極板や負極板を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オイルミストの捕集効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】内燃機関の静電式オイルミストセパレータの第１実施形態について、ケースの一部を破断して示すオイルミストセパレータの斜視図。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図。
【図３】同実施形態の正極板及び負極板の斜視図。
【図４】第２実施形態における正極板及び負極板の斜視図。
【図５】図２に対応する図であって、同実施形態のオイルミストセパレータの断面図。
【図６】図５に対応する図であって、変形例のオイルミストセパレータの断面図。
【図７】（ａ）は他の変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大斜視図、（ｂ）は同変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大側面図。
【図８】（ａ）は他の変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大斜視図、（ｂ）は同変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大側面図。
【図９】（ａ）は他の変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大斜視図、（ｂ）は同変形例における突出部を中心とした正極板及び負極板の拡大側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図３を参照して、第１実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、内燃機関のオイルミストセパレータ１０は、導入口２４及び導出口２５を有するケース１１と、ケース１１の内部に収容されるとともに互いに対向配置された正極板４０及び負極板５０と、電気絶縁材料によって形成され、正極板４０と負極板５０との間に介設されたフィルタ６０とを有している。本実施形態では、２枚の正極板４０、２枚の負極板５０、及び３つのフィルタ６０が設けられているが、これら正極板４０、負極板５０、及びフィルタ６０の数を適宜変更することができる。
【００１４】
次に、オイルミストセパレータ１０の各構成部品について詳細に説明する。
＜ケース１１＞
図１に示すように、ケース１１は、上部開口２３を有するケース本体２０と、ケース本体２０の上部に設けられ、上部開口２３を塞ぐ長方形板状の蓋体３０とを有している。ケース本体２０及び蓋体３０は共にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂材料により形成されている。
【００１５】
以降において、図１の上下方向を上下方向Ｙとし、蓋体３０の長手方向及び幅方向をそれぞれ長手方向Ｚ及び幅方向Ｘとして説明する。
ケース本体２０は、長方形状の上部開口２３を取り囲む４つの側壁２２と、上部開口２３に対向する底壁２１とを有している。
【００１６】
４つの側壁２２のうち長手方向Ｚにおいて互いに対向する一対の側壁２２の中央部には、筒状の導入口２４及び導出口２５がそれぞれ外側に向けて突設されている。
底壁２１における導出口２５を有する側壁２２に近接した位置には、筒状のオイル排出口２６が下方に向けて突設されている。
【００１７】
＜正極板４０＞
図１〜図３に示すように、正極板４０は、略長方形板状をなしており、上下方向Ｙ及び長手方向Ｚに沿って配置されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、正極板４０は、ステンレス鋼などの金属板材からなるラスカットメタルであり、金属板材が切り起こされた複数の突出部４１を有している。複数の突出部４１は、正極板４０全体にわたって設けられている。
【００１９】
正極板４０は、各突出部４１の切断面４２が、長手方向Ｚにおける導入口２４側、すなわち導入口２４から導出口２５に向かうブローバイガスの流れ方向の上流側を指向するようにして配置されている。
【００２０】
図２に示すように、正極板４０は、導線を介して電圧発生装置７０の正極側に電気的に接続されている。
＜負極板５０＞
図１〜図３に示すように、負極板５０は、略長方形板状をなしており、上下方向Ｙ及び長手方向Ｚに沿って配置されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、負極板５０は、ステンレス鋼などの金属板材からなるラスカットメタルであり、金属板材が切り起こされた複数の突出部５１を有している。複数の突出部５１は、負極板５０全体にわたって設けられている。
【００２２】
負極板５０は、各突出部５１の切断面５２が、長手方向Ｚにおける導入口２４側、すなわち導入口２４から導出口２５に向かうブローバイガスの流れ方向の上流側を指向するようにして配置されている。
【００２３】
図２に示すように、負極板５０は、導線を介して電圧発生装置７０の負極側に電気的に接続されている。
＜フィルタ６０＞
図１及び図２に示すように、フィルタ６０は不織布からなり、直方体形状をなしている。不織布は、電気絶縁材料であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の繊維により形成されている。なお、ポリエチレンテレフタレートなどの電気絶縁材料は、誘電分極が生じる誘電材料でもある。
【００２４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
オイルミストセパレータ１０においては、内燃機関の運転中、正極板４０及び負極板５０の間に例えば数ｋＶの電圧が印加されている状態で、導入口２４を通じてケース１１内にブローバイガスが導入される。
【００２５】
ブローバイガスは、導入口２４から導出口２５に向けてケース１１内を長手方向Ｚに沿って流れ、導出口２５を通じてケース１１の外部に導出される。
このとき、電圧の印加に伴ってフィルタ６０が帯電するとともに、正極板４０と負極板５０との間を介して導出口２５に向けて流れるブローバイガスに含まれるオイルミストが帯電する。そして、帯電したオイルミストが静電吸着力によってフィルタ６０に吸着されて分離される。
【００２６】
特に、電荷は正極板４０や負極板５０の周縁や各突出部４１，５１の切断面４２，５２近傍に多く存在する。
本実施形態によれば、正極板４０及び負極板５０の双方に設けられた各突出部４１，５１の切断面４２，５２近傍に電荷を集中させることができることから、複数の突出部４１，５１を設けることによって電界強度の高い部位を増やすことができる。このため、正極板４０と負極板５０との間のうち各突出部４１，５１の切断面４２，５２近傍において静電気力が局所的に高められることとなり、オイルミストが捕集されやすくなる。
【００２７】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の静電式オイルミストセパレータによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）正極板４０及び負極板５０の双方は、金属板材からなるとともに、当該金属板材が切り起こされた複数の突出部４１，５１を備えている。
【００２８】
こうした構成によれば、上記作用を奏することから、オイルミストの捕集効率を高めることができる。
また、このように捕集効率を高めることができるため、印加電圧を抑えることができ、消費電力を節減することができる。
【００２９】
さらに、金属板材をプレス成形することにより複数の突出部４１，５１を有する正極板４０及び負極板５０を容易に形成することができる。
（２）各突出部４１，５１の切断面４２，５２が、導入口２４から導出口２５に向かうブローバイガスの流れ方向の上流側を指向している。
【００３０】
こうした構成によれば、電界強度の高くなる各突出部４１，５１の切断面４２，５２がブローバイガスの流れ方向のより上流側に位置することとなる。これにより、正極板４０と負極板５０との間を流れるブローバイガスに含まれるオイルミストをより早いタイミングでフィルタ６０に吸着させることができる。したがって、オイルミストが一層捕集されやすくなる。
【００３１】
（３）正極板４０及び負極板５０が複数の突出部４１，５１を有するラスカットメタルである。
こうした構成によれば、各突出部４１，５１の切断面４２，５２がブローバイガスの流れ方向の上流側を指向する構成を容易に実現することができる。
【００３２】
また、複数の突出部４１，５１によって正極板４０及び負極板５０の剛性が高められることから、金属板材の板厚を薄くすることが可能となる。したがって、正極板４０及び負極板５０の軽量化、ひいてはオイルミストセパレータ１０の軽量化を図ることができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
以下、図４及び図５を参照して、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以降において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、第１実施形態と対応する構成については「１００」を加算した符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３４】
＜正極板１４０＞
図４及び図５に示すように、正極板１４０は、ステンレス鋼などの金属板材からなるパンチングメタルであり、金属板材の一方の面から突出する複数の円筒状の突出部１４１を有している。複数の突出部１４１は、正極板１４０全体にわたって設けられている。
【００３５】
＜負極板１５０＞
図４及び図５に示すように、負極板１５０は、ステンレス鋼などの金属板材からなるパンチングメタルであり、金属板材の一方の面から突出する複数の円筒状の突出部１５１を有している。複数の突出部１５１は、負極板１５０全体にわたって設けられている。
【００３６】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の静電式オイルミストセパレータによれば、第１実施形態の効果（１）に加えて、新たに以下に示す効果が得られるようになる。
（４）正極板１４０及び負極板１５０の双方が複数の突出部１４１，１５１を有するパンチングメタルである。
【００３７】
こうした構成によれば、金属板材を打ち抜き加工することにより複数の突出部１４１，１５１を有する正極板１４０及び負極板１５０を容易に形成することができる。
また、複数の突出部１４１，１５１によって正極板１４０及び負極板１５０の剛性が高められることから、金属板材の板厚を薄くすることが可能となる。したがって、正極板１４０及び負極板１５０の軽量化、ひいてはオイルミストセパレータ１１０の軽量化を図ることができる。
【００３８】
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図６に示すように、正極板１４０及び負極板１５０の両面から突出部１４１，１５１をそれぞれ突出させてもよい。この場合であっても、第２実施形態の効果（４）と同様な効果を奏することができる。
【００３９】
・図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、突出部１７１は、金属板材から台形状に切り起こされたものであってもよい。また、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、突出部１８１は、金属板材から三角形状に切り起こされたものであってもよい。これら突出部１７１，１８１は、互いに反対方向を指向する一対の切断面１７２，１８２を有している。この場合、突出部１７１，１８１の一方の切断面１７２，１８２が、ブローバイガスの流れ方向の上流側を指向するようにして配置することが好ましい。これにより、第１実施形態の効果（２）と同様な効果を奏することができる。
【００４０】
・図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、突出部１７１は、金属板材から切り起こされ、１つの切断面１７２を有するものであってもよい。この場合、突出部１７１の切断面１７２が、ブローバイガスの流れ方向の上流側を指向するように配置することが好ましい。これにより、第１実施形態の効果（２）と同様な効果を奏することができる。
【００４１】
・各突出部の切断面がブローバイガスの流れ方向の上流側を指向しないように正極板や負極板を配置することもできる。
・正極板及び負極板のいずれか一方にのみ突出部を設けることもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１１０…オイルミストセパレータ、１１…ケース、２０…ケース本体、２１…底壁、２２…側壁、２３…上部開口、２４…導入口、２５…導出口、２６…オイル排出口、３０…蓋体、４０，１４０…正極板、４１，５１，１４１，１５１，１７１，１８１…突出部、４２，５２，１７２，１８２…切断面、５０，１５０…負極板、６０…フィルタ、７０…電圧発生装置。
【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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