(57)【要約】【課題】エンジンの軽量化を目指すためにエンジン自体を小型化してゆくと、長いブローバイガス通路長を確保できなくなるおそれがあり、さらに、蛇行形状のオイルセパレータという形状さえ、確保する空間がなくなるおそれがある。このような場合は、オイル分離性能が十分に発揮されない。【解決手段】ブローバイガス通路中に設けられるオイルセパレータの構造であって、前記ブローバイガス通路に接続され、ブローバイガスが流入する入口と、前記ブローバイガスが、前記ブローバイガス通路に流出する出口と、前記入口と前記出口の間に空間を形成する外周壁と、前記空間内を、連通した複数の部屋に分けるリブ形状を有し、前記複数の部屋は、前記入口から前記出口に向かって、容積が順次大きくなることを特徴とするオイルセパレータ構造を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローバイガス通路中に設けられるオイルセパレータ構造であって、
前記ブローバイガス通路に接続され、ブローバイガスが流入する入口と、
前記ブローバイガスが、前記ブローバイガス通路に流出する出口と、
前記入口と前記出口の間に空間を形成する外周壁と、
前記空間内を、連通した複数の部屋に分けるリブ形状を有し、
前記複数の部屋は、
前記入口から前記出口に向かって、容積が順次大きくなることを特徴とするオイルセパレータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク室内で発生したブローバイガスを吸気側に還流させるブローバイガス通路中に設けられるオイルセパレータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気と燃料が混合された混合気体は、燃焼室で圧縮され燃焼することで膨張し、ピストンを駆動する。燃焼室は、ピストンとシリンダで構成された密閉空間であるが、圧縮される際に、未燃焼の混合気体がクランク室内に漏洩する。この未燃焼のガスはブローバイガスと呼ばれ、炭化水素を含み、環境に対して好適ではない。そのため、このガスを再度吸気に戻し、再燃焼させることが行われている。
【０００３】
通常ブローバイガスはクランク室内からチェーンケース等の隙間を通路として、ヘッドカバーまで誘導され、ヘッドカバーから吸気側に還流される。クランク室やチェーンケース内は、潤滑のためにエンジンオイル（以後単に「オイル」と呼ぶ。）が供給され、かき回されている。したがって、ヘッドカバーに流れてきた際に、ブローバイガスはオイルを含んでいる。
【０００４】
オイルを含んだままのブローバイガスを吸気側に還流させると、オイルは燃焼されるため、消失する。つまり、オイル消費量が多くなる。また、オイルを含んだ吸気を燃焼させると、多量の炭素粒子が排出され、環境に好適でない。したがって、ブローバイガス中のオイルを除去するオイルセパレータが、ブローバイガス中の通路に形成されている。
【０００５】
特許文献１では、ロッカーカバー（ヘッドカバーと同義）内のリブ構造を積極的に利用して、オイルセパレータを構成した構造が開示されている。ここでは、リブ形状を用いて、ブローバイガスが蛇行しながら流れる蛇行通路を形成した構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平６−４９７０７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では、蛇行通路を形成することで、限られた空間内で、ブローバイガス通路の全長を効果的に長くすることを目的としている。すなわち、長い通路を通過するうちに、ブローバイガス中のオイルは通路の壁面に付着し、オイルの分離ができるという考え方である。
【０００８】
しかしながら、エンジンの軽量化を目指すためにエンジン自体を小型化してゆくと、蛇行形状の通路さえ、確保する空間がなくなるおそれがある。すなわち、ブローバイガス通路長を長くすることなくオイル分離を行えない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、蛇行形状を採用してもブローバイガス通路長が十分に取れない場合であっても、ブローバイガス中のオイルを十分に分離することのできるオイルセパレータ構造を提供するものである。
【００１０】
より具体的に本発明のオイルセパレータ構造は、
ブローバイガス通路中に設けられるオイルセパレータの構造であって、
前記ブローバイガス通路に接続され、ブローバイガスが流入する入口と、
前記ブローバイガスが、前記ブローバイガス通路に流出する出口と、
前記入口と前記出口の間に空間を形成する外周壁と、
前記空間内を、連通した複数の部屋に分けるリブ形状を有し、
前記複数の部屋は、
前記入口から前記出口に向かって、容積が順次大きくなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオイルセパレータ構造は、連通した複数の部屋を構成し、ブローバイガスが流れる上流から下流に向かって部屋の容積を順次大きくするので、断熱膨張をさせるのと同様の効果を有するため、ブローバイガスの温度を急激に低下させることができる。そのためブローバイガス中のオイルを効果的に分離することができる。
【００１２】
さらに、各部屋間の連通箇所の断面積を順次小さく構成すれば、大きなミストは、上流側の部屋で分離され、細かいミストや蒸気状態でブローバイガス中に残留しているオイルは、下流の部屋で分離されることとなり、さらに効果的なオイルセパレーションが可能になる。
【００１３】
特に、容積が小さな部屋から大きな部屋にブローバイガスが流れる際には、ブローバイガスの流速が減少し、ブローバイガス中のオイルミストは、ブローバイガスの流れから受ける力が減少する。その結果、ブローバイガス中のオイルミストは、容積の大きな部屋に入った際の方向に直進する。すると、クランク状のブローバイガス通路や、オイル切りのために設けられた壁構造に当たりやすくなり、オイル切りが効率的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るオイルセパレータ構造の平面図を示す図である。
【図２】第１部屋への入口である第１連通部の断面図である。
【図３】第２部屋への入口である第２連通部の平面図である。
【図４】第３部屋への入口である第３連通部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変形してもよい。
【００１６】
図１に本発明のオイルセパレータ構造の平面図を示す。本実施の形態で示されるオイルセパレータ構造１は、シリンダヘッドとヘッドカバーの間に形成される。シリンダヘッドのカムの上面をカバーするようにバッフルプレートが配置される。図１のオイルセパレータ構造１は、そのバッフルプレートを床面３０とし、ヘッドカバー内面を天井面３２（図２参照）とし、床面３０と天井面３２との間に設けられた外周壁３４によってオイルセパレータとして利用する空間が形成されている。
【００１７】
より具体的には、オイルセパレータ構造１は、ヘッドカバーとバッフルプレートの間に形成されるので、点火プラグやカムシャフトの駆動ギアを避けて空間を確保しなければならない。したがって、平面視すると、紙面下から上方向に延びるＡ部と、Ａ部から直角に屈曲したＢ部と、Ｂ部からさらに直角に屈曲したＣ部からなる略クランク形状をしている。また、Ａ部とＢ部の接合部分には、円形に抉れた部分Ｄがある。
【００１８】
クランク室から上昇してきたブローバイガス１５は、入口１４からオイルセパレータ構造１に入り、出口２０から排出される。ブローバイガス１５の流れは図１中では矢印で示した。
【００１９】
オイルセパレータ構造１は外周壁３４からオイルセパレータ構造１の内部空間に向かって形成されたリブ構造によって３つの部屋に分かれている。本実施の形態では便宜上ブローバイガス１５の流れの上流側からそれぞれ第１部屋２、第２部屋４、第３部屋６と呼ぶ。
【００２０】
また、入口１４から第１部屋２へ入る部分には、第１連通部８が設けられており、第１部屋２から第２部屋４へは第２連通部１０が設けられ、第２部屋４から第３部屋６へは第３連通部１２が設けられている。
【００２１】
さらに、各部屋には、床面（バッフルプレート）３０に、すり鉢状のくぼみ（以後単に「くぼみ」とも呼ぶ。）が設けられている。第１部屋２から第３部屋６までのくぼみをそれぞれ符号１７ａ、１７ｂ、１７ｃとする。くぼみの中央の最もへこんだ部分には貫通孔を形成する。くぼみ１７ａ乃至くぼみ１７ｃのそれぞれの貫通孔を符号１６ａ乃至１６ｃとする。貫通孔は、シリンダヘッドの上面に通じており、各部屋で分離されたオイルは、この貫通孔１６ａ乃至１６ｃを通って、カムやカムシャフト等に落下する。
【００２２】
また、第３部屋６には、出口２０とは別にエゼクターとの連通口２２が設けられている。エゼクターは、ターボチャージャーのコンプレッサーの前後の圧力差により、吸引する吸引器である。ブローバイガス通路に通じる出口２０では、エンジンの吸気タイミングによって第３部屋６からブローバイガス１５が吸引されるが、これは脈動になる。そこで、エゼクターとの連通口２２を設け、エンジンの吸気タイミングが吸引でない場合でも、安定して第３部屋６からブローバイガス１５を吸いだすためである。
【００２３】
図２には、第１連通部８の近傍を示す断面図を示す。ブローバイガス１５は紙面左側から流れてくる。第１連通部８は、天井面３２から床面３０に向かって延設されたリブ形状８ａと床面３０との隙間である。入口１４（図１参照）は、床面３０と面一に形成されている。したがって、クランク室側から上昇してきたブローバイガス１５は、一端オイルセパレータ構造１の天井面３２にぶつかり、天井面３２に沿って第１部屋２の方向に流れる。したがって、この第１部屋２に入る前の天井面３２に大きなオイルミスト２４が吸着され、ブローバイガス１５から分離される。
【００２４】
また、第１連通部８を形成するリブ形状８ａが天井面３２から延設されていることで、ブローバイガス１５は、このリブ形状８ａにぶつかり、流れの方向を床面３０に変える。そこで、オイルミスト２４は、床面３０で吸着される。ブローバイガス１５はそのまま第２部屋４（図２では紙面右側）に流れる。そのため、オイルミスト２４も紙面右方向に流される。
【００２５】
第２部屋４方向の床面３０には、くぼみ１７ａが形成してあるので、オイルミスト２４は、捕獲され、貫通孔１６ａからシリンダヘッド側に落下する。
【００２６】
図３には、第１部屋２から第２部屋４への第２連通部１０の近傍を示す平面図を示す。第２連通部１０は、外周壁３４からオイルセパレータ構造１の内部空間に延設されたリブ形状１０ａと、対向する外周壁３４との間に形成された隙間である。ここで、第２連通部１０は、入口１４から遠い位置に設けるのが好ましい。できるだけ流路長を長くするためである。
【００２７】
第２部屋４は第１部屋２より容積が大きい。そして、第２連通部１０は第１連通部８よりも小さい。このような大きさ関係に構成することで、第２連通部１０を通過したブローバイガス１５の流速は遅くなる。尚且つ第１部屋２から第２部屋４へ入ったブローバイガス１５は断熱膨張したように、オイルを結露させる。つまり、容積の大きな部屋に移る際に、断熱膨張される程度の流速は確保される。
【００２８】
また、第１部屋２と第２部屋４は、略直角に連結されているので、第１部屋２から第２部屋４に向かうブローバイガス１５も、略直角に流れを変える。その際に、第２連通部１０を通過するブローバイガス１５は、外周壁３４の内面に衝突し、またオイルミスト２４が分離される。
【００２９】
特に、第２部屋４に入ったブローバイガス１５は流速が減少する。そのため、ブローバイガス１５中のオイルミスト２４は、ブローバイガス１５から受ける力が低下し、慣性力で直進する。そのため、略直角に流れを変えるブローバイガス１５に運ばれず、外周壁３４の内面に衝突しやすくなる。
【００３０】
このように、第２連通部１０を通過する際に流速が低下し、また、容積が小さい部屋から大きい部屋に入る際に、断熱膨張の効果を受けるので、ブローバイガス１５中のオイルミスト２４成分は、分離される。分離したオイルミスト２４は、外周壁３４の内面を流れ落ち、くぼみ１７ｂに落ちる。そして、貫通孔１６ｂを伝って、カム室に落ちる。
【００３１】
再び図１を参照して、第２部屋４と第３部屋６の間には、第３連通部１２が設けられている。図４には、第３連通部１２の近傍の断面図を示す。第３連通部１２は、床面（バッフルプレート）３０から延設されたリブ形状１２ａと天井面３２から延設されたリブ形状１２ｂが互い違いに対向して形成されたものである。また、床面３０から延設されたリブ形状１２ａの方がリブ形状１２ｂよりブローバイガス１５の流れに対して、上流側にあることが望ましい。リブ形状１２ｂによる隙間が床面３０側に位置されるので、分離したオイルミスト２４がくぼみ１７ｃに捕獲されやすいからである。
【００３２】
第２部屋４を流れたブローバイガス１５は、リブ形状１２ａに衝突する。また天井面３２付近を流れたブローバイガス１５はリブ形状１２ｂに衝突する。また、リブ形状１２ｂに衝突したブローバイガス１５は、床面３０とも衝突する。このようにブローバイガス１５が衝突する箇所でオイルミスト２４の分離が行われる。
【００３３】
第３部屋６は第２部屋４よりもさらに容積が大きい。そして、第３連通部１２は第２連通部１０よりも小さい。このような大きさ関係に構成することで、第３連通部１２を通過するブローバイガス１５の通過速度は低下する。しかし、第３連通部１２が第２連通部１０よりも小さいので、第３部屋６内にブローバイガス１５が放出される際に、断熱膨張したような効果が得られる程度の流速は保持する。したがって、第２部屋４から第３部屋６へ入ったブローバイガス１５は断熱膨張したように、内部のオイルミスト２４を結露させる。
【００３４】
また、第３部屋６には、エゼクターとの連通口２２が設けられているので、強制的に第３部屋６中のブローバイガス１５を陰圧で吸引する。したがって、第２部屋４から第３部屋６へ流れる際のブローバイガス１５の流速は、吸気側と連通する出口２０だけの場合より早くなる。第３部屋６は、最も容量が大きく、また、第３部屋６への入口となる第３連通部１２の断面積は小さい。したがって、ブローバイガス１５は、断熱膨張の効果を受け、さらに温度が下がって、含有しているオイルミスト２４が分離される。
【００３５】
分離されたオイルミスト２４は、第３部屋６の外周壁３４や床面３０、天井面３２などに現れる。これらのオイルミスト２４は外周壁３４を伝わり、床面３０に形成されたくぼみ１７ｃを介して、貫通孔１６ｃからカム室に回収される。また、流速が低下したブローバイガス１５に乗って移動するオイルミスト２４は、ブローバイガス１５から受ける力が低下するので、第３部屋６に入った際の方向に直進し、外周壁３４の内面に衝突して回収される。
【００３６】
以上のように、本発明のオイルセパレータ構造は、ブローバイガスの流れの上流側から下流側に向かって容積が大きくなる部屋を形成し、さらにそれらの連通口は上流から下流に向かって断面積が小さくなるように構成した。このような構成のため、上流側の部屋から下流側の部屋に向かう際に、ブローバイガスの流速が低くなり、ガス中のオイルミストがブローバイガスと分離しやすくなる。さらに、このような構成は、上流側の部屋から下流側の部屋に移動する際に、断熱膨張によって、ブローバイガス温度を急激に低下させるので、効果的にオイルミストの分離が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のオイルセパレータ構造は、小型のエンジンに好適に利用することができ、特にターボチャージャーが搭載された小型エンジンであれば、より好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  オイルセパレータ構造
２  第１部屋
４  第２部屋
６  第３部屋
８  第１連通部
８ａ  リブ形状
１０  第２連通部
１０ａ  リブ形状
１２  第３連通部
１２ａ、１２ｂ  リブ形状
１４  入口
１５  ブローバイガス
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  貫通孔
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  くぼみ
２０  出口
２２  （エゼクターとの）連通口
２４  オイルミスト
３０  床面（バッフルプレート）
３２  天井面（ヘッドカバー）
３４  外周壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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