(57)【要約】【課題】動弁室での吹き上がり現象によるオイル飛散のような不具合がないオイルセパレータを提供する。【解決手段】シリンダヘッドカバー１に、ブローバイガスが流入するオイル分離通路２が形成されており、オイル分離通路２には、下向きバッフルプレート５とその下流側に位置したオイルプール６とを設けている。オイルプール６は下向きに開口しており、下方から弁部材７で塞がれる。弁部材７は外筒８に上下動自在に保持されている。オイル１３の量が限度を超えると弁部材７は下降してオイル１３は動弁室１１に流下する。オイルプール６は弁部材７で塞がれているので、動弁室１１の吹き上がりによってオイルがオイル分離通路２に飛散することはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドカバーからオイルを補集するオイル分離手段が設けられた略横長姿勢のオイル分離通路に、補集されたオイルが溜まる下向き開口のオイルプールを設け、前記オイルプールの下方に、当該オイルプールを下から塞ぐ弁部材が、機関の運転状態で前記オイルプールにオイルが所定量溜まるまでは前記オイル分離通路の負圧によってオイルプールを塞いだ状態に保持し、前記オイルプールのオイル量が所定量を超えるとオイルの重量で下向き動するように配置されている、
内燃機関のシリンダヘッドカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ブローバイガスからオイルを分離するオイル分離通路（オイルセパレータ部）が組み込まれたシリンダヘッドカバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、燃焼ガス又は未燃焼ガス（ブローバイガス）がピストンと気筒との間の隙間からクランク室に吹き抜ける現象が生じる。そこで、潤滑油の劣化防止や未燃焼燃料の回収等ため、クランク室に吸気系から新気を導入すると共に、ブローバイガスをクランク室から吸気系に戻している。
【０００３】
クランク室のブローバイガスは、シリンダブロック及びシリンダヘッド並びにシリンダヘッドカバーに設けた縦長のブローバイガス排出通路からシリンダヘッドカバーのオイル分離通路に至り、オイル分離通路でオイルが補集されて、補集されたオイルは動弁室に流下するようになっている。
【０００４】
オイル分離通路にはバッフルプレート等のオイル補集手段（気液分離手段）を設けており、分離されたオイルはオイル分離通路に設けた穴から動弁室に流下するが、オイルミストが動弁室からオイル分離通路に逆流することを防止するため、オイル分離通路に下向きのオイルプールを突設して、オイルプールの下端に小穴を空けることが行われている。すなわち、オイルプールに溜まったオイルを、オイル分離通路と動弁室と間の連通路を塞ぐ蓋として利用することが行われている。
【０００５】
そして、このようにオイル分離通路にオイルプールを設けた場合において、特許文献１には、オイル分離通路に動弁室と連通する調圧穴を設けて、動弁室からオイル分離通路への吹き返しを防止することで、オイルの持ち出し量を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、調圧穴を介して動弁室の空気をオイル分離通路に流して、オイル分離通路と動弁室との圧力差を少なくすることで、機関始動直後の動弁室の吹き上がり（吹き返し）がオイルプールに作用することを無くて、以て、オイルの持ち出しを抑制せんとしたものである。
【０００８】
しかし、特許文献１は、オイルプールからのオイルの持ち出しは抑制できるが、調圧穴を介して動弁室のオイルミストがオイル分離通路に侵入することは防止できないため、オイルの消費量抑制という面ではまだ改善の余地があると云える。
【０００９】
また、機関の回転数が高くなるとブローバイガスの量も増大するが、オイル分離通路と動弁室とを連通させると、機関の回転数は高いのにオイル分離通路の負圧は低く維持されて、ブローバイガスの流量が抑制されてクランク室の換気性能が阻害されるおそれもある。
【００１０】
更に、特許文献１も含めて、オイルプールを備えた従来のオイルセパレータでは、動弁室の圧力とオイル分離通路の圧力とを微妙にバランスさせることでオイルプールへのオイルの溜まり量を設定しており、このため、オイル分離通路の負圧の変化に的確に追従できずに動弁室の圧力変動がオイルプールに波及してオイル分離通路へのオイル飛散が発生したり、オイルプールの位置や形状が限定されて設計の自由性が損なわれたりする問題も懸念される。
【００１１】
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る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明のシリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドカバーからオイルを補集するオイル分離手段が設けられた略横長姿勢のオイル分離通路を備えており、このオイル分離通路に、補集されたオイルが溜まる下向き開口のオイルプールを設け、前記オイルプールの下方に、当該オイルプールを下から塞ぐ弁部材が、機関の運転状態で前記オイルプールにオイルが所定量溜まるまでは前記オイル分離通路の負圧によってオイルプールを塞いだ状態に保持し、前記オイルプールのオイル量が所定量を超えるとオイルの重量で下向き動するように配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明では、機関が停止している状態では、弁部材は自重によってオイルプールの下方に移動しており、このため、オイルプールに溜まっていたオイルは動弁室に落ち切っている。そして、機関の始動と同時に、オイル分離通路の負圧によってオイルプールは弁部材で下から塞がれる。このように、機関の始動時にはオイルプールにオイルが溜まっていないことと、機関の始動と共にオイルプールが弁部材で塞がれることとにより、機関の始動時に動弁室で空気の吹き上がり現象が生じても、オイルがオイル分離通路に飛散するようなことはない。従って、オイルの消費量を抑制できる。
【００１４】
機関の運転によってオイルプールにオイルが徐々に溜まっていくが、オイルの量がある所定量を超えると、オイル分離通路の負圧による吸引力よりもオイルの重量が勝って弁部材は下向き動し、これにより、オイルはオイルプールから動弁室に垂れ落ちる。
【００１５】
オイルが垂れ落ちて弁部材に対する荷重に対する重しが無くなると、弁部材はオイル分離通路の負圧による吸引作用で再びオイルプールを下方から塞ぐ。このように、オイルがオイルプールに所定量溜まるごとに弁部材が下向き動して再び上昇動するという動きをすることで、ブローバイガスから分離されたオイルは間欠的に動弁室に流下する。
【００１６】
そして、機関の運転中の大半は弁部材でオイルプールを塞がれた状態であるが、この状態では、動弁室に空気の流れや圧力変動が生じてもオイルプールに波及することはないため、オイルプールのオイルが動弁室の空気で押されてオイル分離通路に飛散することはない。この面でもオイルの消費を抑制できる。
【００１７】
また、オイル分離通路は機関の回転数に応じた負圧に維持されるため、ブローバイガスの流量を機関の回転数に比例させることができる。これにより、ブローバイガスを吸気系に還流させる能とオイルの補集機能とを向上できる。
【００１８】
更に、本願発明はオイル分離通路の負圧を利用して弁部材でオイルプールを塞ぐものであるため、配置位置や形状・下向き長さなどが制約を受けることはない。このため、設計の自由性が高いという利点もある。
【００１９】
更に、設計の自由性とも関連するが、オイルプールは単にオイルがある程度溜まれば良く、外径をできるだけ小さくできるため、オイル分離通路を流れるブローバイガスの流れがオイルプールに溜まったオイルの上面に触れることを防止又は著しく抑制できる。これにより、ブローバイガスの流れに乗ってオイルが持ち去れることも防止又は著しく抑制できる。この面でもオイルの消費を抑制できる。
【００２０】
なお、本願発明でいう「所定量」とは特定の絶対値を意味するものではなくて、弁部材を下降動（開き動）させる重さの量という意味であり、オイル分離通路の負圧との関係で決まる相対的な概念である。機関の回転数が高くなってオイル分離通路の負圧が高くなると、弁部材を下降させるに至るオイルの溜まり量も増えるとことになる。
【００２１】
また、本願発明では、弁部材をごく軽いばね力でオイルプールの下面に向けて付勢しておいてもよい。この場合は、機関が停止した状態で、若干のオイルがオイルプールに溜まったままになっていても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態を示すで、（Ａ）は機関停止状態での図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視図、（Ｃ）は機関始動直後の図、（Ｄ）はオイルが限度まで溜まった状態の図、（Ｅ）は弁部材が下降してオイルが流下する状態の図である。
【図２】第２実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
(1).第１実施形態の構成
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に示す第１実施形態を説明する。図１（Ａ）は樹脂製シリンダヘッドカバー１の上部を示しており、シリンダヘッドカバー１の上部には、中空のオイル分離通路（気液分離室）２を設けている。なお、オイル分離通路２は、シリンダヘッドカバー１の本体に別の部材を溶着することで構成しているが、図面では、便宜的に一体構造として表示している。
【００２４】
オイル分離通路２のうちブローバイガスの流れ方向の上流部である一端部には、下向きのブローバイガス導入筒３が一体に形成されており、ブローバイガス導入筒３の下端は、シリンダヘッド（図示せず）に設けた縦長のブローバイガス通路に接続（連通）されている。更に、シリンダヘッドのブローバイガス通路には、シリンダブロックに設けた縦長のブローバイガスが連通している。
【００２５】
他方、オイル分離通路２の他端部にはブローバイガス排出ポート（図示せず）が設けられており、このブローバイガス排出ポートにブローバイガス排出管４が接続されている。ブローバイガス排出管４は、吸気系（例えばサージタンクや吸気マニホールド）に接続されている。
【００２６】
オイル分離通路２の上面板には、ブローバイガスからオイルミストを補集する気液分離手段として下向きバッフルプレート５を突設しており、オイル分離通路２の下面板のうち下向きバッフルプレート５よりもやや下流側の箇所には、オイルプール６を下向き突設している。実施形態のオイルプール６はストレート円筒形で上下に開口しているが、下窄まりテーパ状などの他の形態も採用できる。（Ａ）に一点鎖線で示すように、オイル分離通路２のうちオイルプール６よりも下流側の下面に上向きバッフルプレート５′を設けてもよい。
【００２７】
更に、オイル分離通路２の下面板には、オイルプール６を外側から囲う外筒８が一体に形成されており、外筒８の内部に弁部材７を上下摺動自在に嵌め入れていると共に、外筒８の下端には、弁部材７を下向き抜け不能に保持する底板９が、強制嵌合や溶着、接着、ねじ込み等の任意の手段で固定されている。
【００２８】
弁部材７は樹脂製であり、中央に位置した弁座７ａと、外筒８にスライド自在に嵌まったガイド筒７ｂと、これらを繋ぐため弁座７ａから放射方向に延びる４本のステー７ｃとで構成されている。従って、隣り合ったステー７ｃの間には穴７ｄが空いている。弁座７ａはオイルプール６を下方から塞ぐ大きさである。ステー７ｃの本数や幅寸法は特に限定はなく、例えば２本又は３本若しくは５本以上でもよい。
【００２９】
底板９には、オイルプール６及び弁座７ａと同心のオイル落とし穴１０が空いている。オイル落とし穴９はオイルプール６より少し小径になっているが、内径は任意に設定できる。従って、オイルプール６と同じ程度の内径か又は大きい内径とすることも可能である。
【００３０】
(2).第１実施形態のまとめ
機関の停止状態では、オイル分離通路２及び動弁室１１は大気圧と同じ圧力であり、従って、弁部材７は自重によって下降して底板９で支持されている。そして、機関が始動されるとオイル分離通路２は負圧状態になるため、図１（Ｃ）のとおり、弁部材７はブローバイガスの吸引作用によって上昇し、弁座７ａでオイルプール６が下方から塞がれる。
【００３１】
そして、始動時にはオイルプール６にはオイルは溜まっていないと共に、オイルプール６は弁部材７で下方から塞がれているため、始動直後に動弁室１１に吹き上がり現象が生じても、吹き上がり風に乗ってオイルがオイル分離通路２に飛ばされることはない。
【００３２】
機関の運転に伴って、ブローバイガスに混入していたオイルミストは下向きバッフルプレート５に衝突することで油滴１２に成長し、油滴１２がオイル分離通路２の下面に滴下してオイルプール６に流れ込むことで、オイル１３の溜まりが形成される。そして、オイルプール６におけるオイル１３の容積が所定量になると、オイル分離通路２の負圧による吸引力よりもオイルの重量が大きくなって、（Ｅ）のように弁部材７が下降し、すると、オイル１３は弁部材７の穴７ｄから下方に流下して、底板８のオイル落とし穴１０を介して動弁室１１に流下する。
【００３３】
オイル１３が流れ切ると、弁部材７に対する重しが無くなるため、弁部材７はオイル分離通路２の負圧による吸引力で上向きに吸い上げられ、オイルプール６を下方から塞ぐ。そしてまた、オイル１３オイルプール６に溜まっていく。このサイクルが繰り返されて、ブローバイガスに含まれていたオイルは間欠的に動弁室１１に流下する。機関を停止するとオイル分離通路２の負圧は無くなるため、弁部材７は自重とオイルの重さとで下降動し、オイルプール６に溜まっていたオイルはその全体が動弁室１１に流下する。
【００３４】
図面ではブローバイガス８の下向き突出寸法をかなり大きくとっているが、実際には、弁部材７の昇降ストロークはさほど必要ないので、外筒７の突出寸法はさほど大きくする必要はない。つまり、オイル分離通路２の負圧で弁部材７を引き上げるには、下降し切った弁部材７とオイルプール６との間隔はできるだけ小さいのが好ましいので、外筒７の下向き突出寸法を従来のオイルプールの下向き突出寸法より小さくすることは可能であり、このため、シリンダヘッドカバー１の上下高さをできるだけ小さくして内燃機関のコンパクト化に貢献可能である。
【００３５】
弁部材７のステー７ｃは、ガイド筒７ｂに近づくに従って高さが高くなるように傾斜させることも可能であり、この形態を採用すると、オイルがステー７ｃを伝ってガイド筒７ｂに付着することを確実に防止できるため、弁部材７のスムースな上下スライドを確保できる。
【００３６】
(3).他の実施形態・その他
図２では、弁部材７を回動式に構成している。すなわちこの実施形態では、底板８に、外筒７に内側から嵌合した内筒８ａを一体に設け、内筒８ａの上端に、屈曲自在なヒンジ部１４を介して弁部材７を回動自在に連結している。ヒンジ部１４は連結機能しか備えていないが、若干のばね性を保持させて、弁部材７をオイルプール６に重なるように保持することも可能である。内筒８ａには、弁部材７の下向き回動角度を紀勢するストッパー部１５を設けている。
【００３７】
この実施形態では、弁部材７が回動することでオイルプール６が下から閉じられたり開放されたりして、オイル１３がオイルプール６に溜まったり流下したりする。底板８を無くして内筒８ａのみを備えた形態とすることも可能である（内筒８ａをねじ込みで外筒８に取り付けてもよい。）。
【００３８】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、外筒８は必ずしも必要はないのであり、例えば、適度の弾性の板ばねをオイル分離通路２の下面に固定して、板ばねの先端に弁部材を一体に又は別体に設けることも可能である（板ばねが回動することで、オイルプールが下方から開閉される。）。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本願発明は、実際に内燃機関のシリンダヘッドカバーに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  シリンダヘッドカバー
２  オイル分離通路
３  ブローバイガス導入筒
５  オイル分離手段の一例としてのバッフルプレート
６  オイルプール
７  弁部材
７ａ  弁座
７ｂ  ガイド筒
８  外筒
１０  オイル落とし穴
１１  動弁室
１２  油滴
１３  溜まったオイル
【図１】
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【図２】
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