(57)【要約】【課題】オイル排出部からのオイルの逆流を抑制することのできるサイクロン式オイル分離装置を提供する。【解決手段】サイクロン式オイル分離装置３は、鉛直方向下方ほど縮径する円錐形状のオイル分離室１０にてブローバイガスを旋回させて同ブローバイガスに含まれるオイルを分離し、分離されたオイルを鉛直方向下方に設けられたオイル排出部１１から排出する。このサイクロン式オイル分離装置３は、オイル分離室１０とオイル排出部１１との間に設けられた弁室１２と、弁室１２とオイル分離室１０とを連通する開口部１３と、板状の弁体１４及び同弁体１４から延びる弁棒１５からなる逆止弁１６と、を備えている。そして、逆止弁１６は、弁体１４の直径が開口部１３の内径Ｄ１よりも大きい一方で、弁棒１５の直径が開口部１３の内径Ｄ１よりも小さく、弁棒１５が開口部１３に挿通された状態で弁体１４が弁室１２に収容されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向下方ほど縮径する円錐形状のオイル分離室にてブローバイガスを旋回させて同ブローバイガスに含まれるオイルを分離し、分離されたオイルを鉛直方向下方に設けられたオイル排出部から排出するサイクロン式のオイル分離装置であって、
前記オイル分離室と前記オイル排出部との間に設けられた弁室と、
前記弁室と前記オイル分離室とを連通する開口部と、
板状の弁体及び同弁体から延びる弁棒からなる逆止弁と、を備え、
前記逆止弁は、前記弁体の直径が前記開口部の内径よりも大きい一方で、前記弁棒の直径が前記開口部の内径よりも小さく、前記弁棒が前記開口部に挿通された状態で前記弁体が前記弁室に収容されている
サイクロン式オイル分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブローバイガスを旋回させて同ブローバイガスに含まれるオイルを分離するサイクロン式オイル分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室からクランク室に漏れ出たブローバイガスは、クランク室と吸気通路とを連通するブローバイガス還流通路を通じて吸気通路に戻される。ブローバイガスは、クランク室内に飛散したオイルを含んでいる。このため、従来の内燃機関では、ブローバイガス還流通路に設けられたオイル分離装置によってオイルを分離した後に、ブローバイガスを吸気通路に還流させるようにしている（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
特許文献１には、ブローバイガスを旋回させて同ブローバイガスに含まれるオイルを遠心分離するサイクロン式オイル分離装置が開示されている。この装置によってブローバイガスから分離されたオイルは、同装置の下端に設けられたオイル排出部から排出されてクランク室に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３‐２１７２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機関運転状態によっては、吸気通路に過大な負圧が生じる場合がある。こうした負圧がブローバイガス還流通路を通じてサイクロン式オイル分離装置に作用すると、オイル排出部からオイルが吸い上げられて、同装置内にオイルが逆流するおそれがある。
【０００６】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイル排出部からのオイルの逆流を抑制することのできるサイクロン式オイル分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのサイクロン式オイル分離装置は、鉛直方向下方ほど縮径する円錐形状のオイル分離室にてブローバイガスを旋回させて同ブローバイガスに含まれるオイルを分離し、分離されたオイルを鉛直方向下方に設けられたオイル排出部から排出する。このオイル分離装置は、オイル分離室とオイル排出部との間に設けられた弁室と、弁室とオイル分離室とを連通する開口部と、板状の弁体及び同弁体から延びる弁棒からなる逆止弁と、を備えている。そして、逆止弁は、弁体の直径が開口部の内径よりも大きい一方で、弁棒の直径が開口部の内径よりも小さく、弁棒が開口部に挿通された状態で弁体が弁室に収容されている。
【０００８】
上記構成では、弁室に収容された板状の弁体と、同弁体から延びて開口部に挿通された弁棒とからなる逆止弁が設けられている。このため、サイクロン式オイル分離装置に作用する負圧が大きいときには、逆止弁が開口部側に吸い上げられる。逆止弁の弁体の直径は、開口部の内径よりも大きいため、こうして逆止弁が吸い上げられると同逆止弁の弁体によって開口部が閉塞される。したがって、上記構成によれば、オイル排出部からサイクロン式オイル分離装置内にオイルが逆流することを抑制できる。
【０００９】
なお、開口部に挿通される逆止弁の弁棒の直径は、開口部の内径よりも小さいため、逆止弁が吸い上げられておらず、弁体によって開口部が閉塞されていないときには、オイル分離室でブローバイガスから分離されたオイルを開口部と弁棒との隙間を通じて弁室に排出してオイル排出部から排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態のサイクロン式オイル分離装置が設けられたＰＣＶケースの構成を模式的に示す断面図。
【図２】同実施形態における逆止弁の構成を示す図であり、（ａ）は逆止弁の側面図、（ｂ）は逆止弁の上面図。
【図３】同実施形態において開口部を閉塞していないときの逆止弁の状態を示す断面図。
【図４】同実施形態において開口部を閉塞しているときの逆止弁の状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、サイクロン式オイル分離装置の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
クランク室と吸気通路とを連通するブローバイガス還流通路には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブを備えるＰＣＶケースが設けられている。
【００１２】
図１に示すように、ＰＣＶケース１には、ブローバイガスを蛇行させることで同ブローバイガスからオイルを分離するラビリンス式オイル分離装置２と、サイクロン式オイル分離装置３とが設けられている。
【００１３】
ラビリンス式オイル分離装置２には、ブローバイガスが流入する流入孔４及び複数のリブ５が設けられている。同装置２内には、リブ５によって区画された蛇行室６と拡張室７とが設けられている。蛇行室６には、複数のリブ５によってブローバイガスを蛇行させるための蛇行通路が形成されている。また、拡張室７は、容積が比較的大きく設定されており、流れ込んだブローバイガスの体積を増大させてその流速を減少させる。したがって、こうしたラビリンス式オイル分離装置２内にブローバイガスが流入すると、蛇行室６においてブローバイガスが蛇行して流れる際に、同ブローバイガスに含まれるオイルがリブ５に衝突して付着する。また、ブローバイガスが拡張室７に流れ込むと、同ブローバイガスの流速が減少し、ブローバイガスに含まれるオイルが自重によって落下する。その結果、ブローバイガスからオイルが分離される。なお、分離されたオイルは、各リブ５を伝って流れ落ち、ＰＣＶケース１に設けられたオイル排出孔８からクランク室に戻される。
【００１４】
また、ラビリンス式オイル分離装置２とサイクロン式オイル分離装置３とは、連通部９によって連通している。このため、ラビリンス式オイル分離装置２を通過したブローバイガスは、次に、サイクロン式オイル分離装置３に流入する。
【００１５】
サイクロン式オイル分離装置３には、鉛直方向下方（図１の下方）ほど縮径する円錐形状のオイル分離室１０が設けられている。このオイル分離室１０では、ブローバイガスを旋回させることにより、同ブローバイガスに含まれるオイルを遠心分離する。また、同装置３の鉛直方向下端には、オイルを同装置３から排出するためのオイル排出部１１が設けられている。オイル分離室１０とオイル排出部１１との間には弁室１２が設けられており、弁室１２とオイル分離室１０とは開口部１３によって連通している。したがって、オイル分離室１０によってブローバイガスから分離されたオイルは、開口部１３を通じて弁室１２に流れ、弁室１２を通じてオイル排出部１１から排出される。こうして排出されたオイルは、ＰＣＶケース１に設けられたオイル排出孔８からクランク室に戻される。
【００１６】
また、サイクロン式オイル分離装置３には、弁体１４及び同弁体１４から延びる弁棒１５からなる逆止弁１６が設けられている。弁体１４は弁室１２に収容され、弁棒１５は開口部１３に挿通された状態となっている。なお、開口部１３の開口は略円形であり、図１に示すように、この開口部１３の内径をＤ１とする。
【００１７】
次に、図２を参照して、逆止弁１６の構成について詳細に説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、逆止弁１６の弁体１４は、略円形の板状である。弁体１４の中心部には、同弁体１４から垂直に延びる円柱状の弁棒１５が設けられている。弁体１４の直径Ｄ２は、開口部１３の内径Ｄ１よりも大きい一方で、弁棒１５の直径Ｄ３は、開口部１３の内径Ｄ１よりも小さい。
【００１８】
図１に示すように、サイクロン式オイル分離装置３を通過したブローバイガスは、同装置３の鉛直方向上方（図１の上方）に設けられたガス排出部１７から排出され、ＰＣＶバルブ１８を通じて吸気通路に戻される。なお、ＰＣＶバルブ１８は、吸気通路の負圧を利用して吸気の逆流を防止しつつブローバイガスを同吸気通路に排出することができるようになっている。
【００１９】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態のサイクロン式オイル分離装置３の作用について説明する。
機関運転状態によっては、吸気通路に過大な負圧が生じる場合があり、ＰＣＶバルブ１８が開弁しているときにこうした負圧がＰＣＶケース１内に作用する。
【００２０】
図３に示すように、ＰＣＶケース１内に作用する負圧がそれほど大きくないとき、すなわちサイクロン式オイル分離装置３に作用する負圧がそれほど大きくないときには、逆止弁１６は弁室１２内に落下した状態となり、弁体１４と開口部１３とが離間した状態になる。こうした状態において、弁体１４から延びる弁棒１５は開口部１３に挿通された状態に維持されるが、弁棒１５の直径Ｄ３は、開口部１３の内径Ｄ１よりも小さいため、開口部１３と弁棒１５との間には隙間が形成されている。また、弁棒１５が開口部１３に挿通された状態に維持されているため、弁室１２内における逆止弁１６の位置ずれが抑制される。
【００２１】
一方、図４に示すように、吸気通路に過大な負圧が生じ、サイクロン式オイル分離装置３に作用する負圧が大きいときには、逆止弁１６が開口部１３側に吸い上げられる。逆止弁１６の弁体１４の直径Ｄ２は、開口部１３の内径Ｄ１よりも大きいため、こうして逆止弁１６が吸い上げられると同逆止弁１６の弁体１４によって開口部１３が閉塞される。また、弁棒１５が開口部１３に挿通された状態に維持されているため、こうして逆止弁１６が吸い上げられる際に、同弁棒１５がガイドとして機能して、開口部１３の所定の位置に弁体１４が当接する。したがって、開口部１３が一層確実に閉塞される。なお、こうした逆止弁として球状の弁体を採用した場合には、この弁体と開口部とが線接触することとなる。これに対して、本実施形態では、板状の弁体１４を採用しているため、弁体１４が開口部１３を閉塞した状態では、弁体１４と開口部１３とが面接触する。そのため、球状の弁体を採用する場合と比較して弁体１４と開口部１３との接触面積を大きくし、シール面の面積を大きくすることができる。
【００２２】
また、こうした逆止弁１６をオイル分離室１０とは異なる弁室１２に収容するようにしているため、逆止弁１６を設けたことに伴い、オイル分離室１０におけるブローバイガスの旋回が阻害されることが抑制される。
【００２３】
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）弁室１２に収容された板状の弁体１４と、同弁体１４から延びて開口部１３に挿通された弁棒１５とからなる逆止弁１６を設け、弁体１４の直径Ｄ２を開口部１３の内径Ｄ１よりも大きくする一方で、弁棒１５の直径Ｄ３を開口部１３の内径Ｄ１よりも小さくした。このため、サイクロン式オイル分離装置３に作用する負圧が大きいときには、逆止弁１６の弁体１４によって開口部１３が閉塞され、オイル排出部１１からサイクロン式オイル分離装置３内にオイルが逆流することを抑制できる。また、弁体１４によって開口部１３が閉塞されていないときには、開口部１３と弁棒１５との隙間を通じてオイル分離室１０から弁室１２にオイルを排出することができる。
【００２４】
（２）球状の弁体を採用する場合と比較して弁体１４と開口部１３との接触面積を大きくし、シール面の面積を大きくすることができるため、球状の弁体を採用する場合よりもオイル排出部１１からサイクロン式オイル分離装置３内にオイルが逆流することを効果的に抑制できる。
【００２５】
（３）逆止弁１６がオイル分離室１０とは異なる弁室１２に収容されているため、逆止弁１６によりオイル分離室１０におけるブローバイガスの旋回が阻害されにくく、ブローバイガスに含まれるオイルを効果的に分離することができる。
【００２６】
なお、上記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。
・上記実施形態では、弁体１４及び弁棒１５の断面形状を略円形とした例を説明したが、開口部１３を開閉することのできる形状であれば、これらの形状は適宜変更可能である。
【００２７】
・上記実施形態では、開口部１３が閉塞されていないときであっても、弁棒１５が開口部１３に挿通された状態に維持されるようにしていたが、こうした構成を省略してもよい。すなわち、弁棒１５は、常に開口部１３に挿通された状態とならなくてもよい。
【００２８】
・上記実施形態では、ＰＣＶケース１内にサイクロン式オイル分離装置３を設けるようにしたが、サイクロン式オイル分離装置３はブローバイガス還流通路に設けられていればよいため、ＰＣＶケース１以外の場所にサイクロン式オイル分離装置３を設けるようにしてもよい。
【００２９】
・上記実施形態では、サイクロン式オイル分離装置３を１つ設けた例を説明したが、同装置３を２つ以上設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…ＰＣＶケース、２…ラビリンス式オイル分離装置、３…サイクロン式オイル分離装置、４…流入孔、５…リブ、６…蛇行室、７…拡張室、８…オイル排出孔、９…連通部、１０…オイル分離室、１１…オイル排出部、１２…弁室、１３…開口部、１４…弁体、１５…弁棒、１６…逆止弁、１７…ガス排出部、１８…ＰＣＶバルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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