(57)【要約】【課題】オイルミストセパレータのフィルタに付着したオイルを効果的に除去することができる内燃機関のブローバイガス還流装を提供する。【解決手段】本装置は、吸気管１５に接続されるブローバイガス還流路２を備える内燃機関のブローバイガス還流装置１において、ブローバイガス還流路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタ３１を備えるオイルミストセパレータ３と、フィルタの下流側でオイルミストセパレータ又はブローバイガス還流路から分岐する分岐管４と、分岐管内に負圧を発生させるためのポンプ５と、を備え、分岐管内で発生する負圧によりフィルタに付着したオイルを離脱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管に接続されるブローバイガス還流路を備える内燃機関のブローバイガス還流装置において、
前記ブローバイガス還流路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタを備えるオイルミストセパレータと、
前記フィルタの下流側で前記オイルミストセパレータ又は前記ブローバイガス還流路から分岐する分岐管と、
前記分岐管内に負圧を発生させるためのポンプと、を備え、
前記分岐管内で発生する負圧により前記フィルタに付着したオイルを離脱させることを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止したときに前記分岐管内に負圧を発生させる請求項１記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。
【請求項３】
前記フィルタから離脱したオイルをオイル貯留部に戻すドレン通路を備える請求項１又は２に記載の内燃機関のブローバイガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のブローバイガス還流装置に関し、さらに詳しくは、オイルミストセパレータのフィルタに付着したオイルを効果的に除去することができる内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＰＣＶバルブを介して吸気管に接続されるブローバイガス還流路を備える内燃機関のブローバイガス還流装置（所謂、ＰＣＶシステム（Positive Crankcase Ventiration System））が一般に知られている。このブローバイガス還流装置では、ブローバイガス還流路のＰＣＶバルブの上流側にオイルミストセパレータが設けられ、このオイルミストセパレータでブローバイガス中に含まれるオイルミストが捕集される。
【０００３】
ここで、上記オイルミストセパレータとして、オイルミストを高捕集するためろ紙製のフィルタを備えるものが採用される。この場合、フィルタに付着したオイルは、その自重やガス流れによりフィルタから離脱される。しかしながら、付着オイルがある程度の大きさ以上にならないと離脱され難く、フィルタには一定量のオイルが付着したままとなり、予期せぬ圧力上昇が生じてしまう恐れがある。
【０００４】
なお、従来の過給システムとして、ブローバイガス還流路のＰＣＶバルブの下流側（吸気系側；セパレータ室下流の通路）の異物を、過給機を利用した圧縮空気により除去するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、上記従来の過給システムは、過給機を利用した圧縮空気でオイルミストセパレータを通過した後の異物を除去することを目的としており、オイルミストセパレータのフィルタに付着したオイルを除去するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、オイルミストセパレータのフィルタに付着したオイルを効果的に除去することができる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、吸気管に接続されるブローバイガス還流路を備える内燃機関のブローバイガス還流装置において、前記ブローバイガス還流路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタを備えるオイルミストセパレータと、前記フィルタの下流側で前記オイルミストセパレータ又は前記ブローバイガス還流路から分岐する分岐管と、前記分岐管内に負圧を発生させるためのポンプと、を備え、前記分岐管内で発生する負圧により前記フィルタに付着したオイルを離脱させることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載において、前記内燃機関が停止したときに前記分岐管内に負圧を発生させることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載において、前記フィルタから離脱したオイルをオイル貯留部に戻すドレン通路を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内燃機関のブローバイガス還流装置によると、ブローバイガス還流路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタを備えるオイルミストセパレータと、フィルタの下流側でオイルミストセパレータ又はブローバイガス還流路から分岐する分岐管と、分岐管内に負圧を発生させるためのポンプと、を備え、分岐管内で発生する負圧によりフィルタに付着したオイルを離脱させるので、負圧による急激な圧力変化によりフィルタに付着したオイルは弾ける様に吹き飛ばされてフィルタから離脱される。よって、オイルミストセパレータのフィルタに付着したオイルを効果的に除去することができる。その結果、フィルタの目詰りが抑制されてオイルミストセパレータの性能の維持が図られる。
また、前記内燃機関が停止したときに前記分岐管内に負圧を発生させる場合は、内燃機関が停止しているため、負圧による内燃機関への悪影響を考慮する必要がない。
さらに、前記フィルタから離脱したオイルをオイル貯留部に戻すドレン通路を備える場合は、オイルミストセパレータ内やブローバイガス還流路にオイルが溜まり難く、オイルミストセパレータ内やブローバイガス還流路をクリーンに保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
【図１】実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置の縦断面図である。
【図２】上記ブローバイガス還流装置の作用説明図である。
【図３】その他の形態のブローバイガス還流装置を説明するための説明図である。
【図４】更にその他の形態のブローバイガス還流装置を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１１】
１．内燃機関のブローバイガス還流装置
本実施形態１．に係る内燃機関のブローバイガス還流装置は、吸気管（１５）に接続されるブローバイガス還流路（２）を備える内燃機関（１０）のブローバイガス還流装置（１）において、ブローバイガス還流路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタ（３１、４２）を備えるオイルミストセパレータ（３、４０）と、フィルタの下流側でオイルミストセパレータ又はブローバイガス還流路から分岐する分岐管（４、４’、４４）と、分岐管内に負圧を発生させるためのポンプ（５）と、を備え、分岐管内で発生する負圧によりフィルタに付着したオイルを離脱させることを特徴とする（例えば、図１〜図３等参照）。
【００１２】
なお、上記分岐路は、通常、その一端側がポンプに接続されている。また、上記負圧の大きさとしては、例えば、−６０〜−１００ｋＰａ（好ましくは−８０〜−１００ｋＰａ）を挙げることができる。
【００１３】
本実施形態１．に係る内燃機関のブローバイガス還流装置としては、例えば、上記内燃機関（１０）が停止したときに分岐管（４、４’、４４）内に負圧を発生させる形態を挙げることができる。この場合、例えば、内燃機関が停止してから６０秒（好ましくは１０秒）以内に分岐管内に負圧を発生させることができる。これにより、フィルタに付着したオイルを粘性が低い状態で容易に離脱させることができる。
【００１４】
本実施形態１．に係る内燃機関のブローバイガス還流装置としては、例えば、上記フィルタ（３１、４２）から離脱したオイルをオイル貯留部（２１）に戻すドレン通路（６、４６）を備える形態（例えば、図１等参照）を挙げることができる。
【００１５】
本実施形態１．に係る内燃機関のブローバイガス還流装置としては、例えば、上記オイルミストセパレータ（３）は、フィルタ（３１）と、フィルタを収容するハウジング（３２）と、を備え、分岐管（４）は、ハウジングのフィルタの下流側から分岐する形態（例えば、図２等参照）を挙げることができる。これにより、ハウジング内のフィルタの上流側に負圧による急激な圧力変化が効果的に与えられ、オイルの離脱性が高められる。
【００１６】
本実施形態１．に係る内燃機関のブローバイガス還流装置としては、例えば、上記分岐管（４、４’、４４）には負圧室（３４）が設けられ、分岐管の負圧室とオイルミストセパレータとの間には第２制御バルブ（３６）が設けられ、内燃機関が停止したときに第２制御バルブを開放する形態（例えば、図１等参照）を挙げることができる。これにより、制御バルブの開閉制御により、内燃機関が停止したときに負圧室の負圧を分岐管に作用させることができる。
【００１７】
上述の形態の場合、例えば、上記分岐管（４、４’、４４）の負圧室（３４）とポンプ（５）との間には第１制御バルブ（３５）が設けられ、内燃機関（１０）の運転中（好ましくは内燃機関の運転が開始したとき）に第２制御バルブ（３６）の閉鎖状態で第１制御バルブ（３５）を開放してから所定時間経過後に閉鎖することができる。これにより、制御バルブの開閉制御により、内燃機関の運転中に負圧室に負圧をつくりそれを維持することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
【００１９】
（１）ブローバイガス還流装置の構成
本実施例に係る内燃機関のブローバイガス還流装置１は、図１に示すように、ブローバイガス還流路２、オイルミストセパレータ３、分岐管４、ポンプ５、及びドレン通路６を備えている。
【００２０】
なお、本実施例に係る内燃機関１０は、シリンダブロック１１内にピストン１２を往復動可能に設けてなされるガソリンエンジンである。また、シリンダヘッド１３に形成された吸気ポート１４には吸気管１５の一端側が接続され、この吸気管１５の他端側はエアクリーナボックス１８に接続されている。また、吸気管１５には、吸気量を調整するためのスロットルバルブ１９が設けられている。また、シリンダヘッド１３の上部には、シリンダヘッドカバー２０が設けられ、シリンダブロック１１の下部には、オイルを貯留するオイルパン（本発明に係る「オイル貯留部」として例示する。）２１が設けられている。
【００２１】
上記ブローバイガス還流路２は、クランク室２２内で発生するブローバイガスを吸気管１５に還流するための流路である。このブローバイガス還流路２は、還流通路２４、シリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａ、第１還流管２５及び第２還流管２６を備えている。この還流通路２４は、シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１３に貫通して形成され、クランク室２２内とシリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａとを連絡している。また、第１還流管２５は、シリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａと吸気管１５のスロットルバルブ１９の下流側とを連絡している。また、第１還流管２５には、内燃機関１０の運転状態に応じてブローバイガスの流量を調整するＰＣＶバルブ（Positive Crankcase Ventilation valve）２７が設けられている。また、第２還流管２６は、シリンダヘッドカバー２０の内部空間（図示省略；内部空間２０ａに対して区画された別の空間）と吸気管１５のスロットルバルブ１９の上流側とを連絡している。
【００２２】
上記オイルミストセパレータ３は、第１還流管２５のＰＣＶバルブ２７の上流側に設けられている。このオイルミストセパレータ３は、図２に示すように、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するろ紙製のフィルタ３１と、このフィルタ３１を収容するハウジング３２と、を備えている。このハウジング３２には、ブローバイガスを導入する導入口３２ａと、オイルミストの分離されたブローバイガスを導出する導出口３２ｂと、分離されたオイルミストを排出するドレン口３２ｃと、ハウジング内に負圧を作用させるための連絡口３２ｄと、が設けられている。この導入口３２ａは、ハウジング３２のフィルタ３１の上流側に設けられている。また、導出口３２ｂ、ドレン口３２ｃ、及び連絡口３２ｄのそれぞれは、ハウジング３２のフィルタ３１の下流側に設けられている。
【００２３】
上記分岐管４は、図１に示すように、その一端側がハウジング３２の連絡口３２ｄに接続され、その他端側がポンプ５に接続されている。この分岐管４には負圧室３４が設けられている。また、分岐管４の負圧室３４とポンプ５との間には第１制御バルブ３５が設けられ、分岐管４の負圧室３４とオイルミストセパレータ３との間には第２制御バルブ３６が設けられている。これら第１及び第２制御バルブ３５、３６のそれぞれは、内燃機関１０の駆動制御等を司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）３７に電気的に接続され、ＥＣＵ３７により開閉制御される。
【００２４】
上記ポンプ５は、内燃機関１０の動力により駆動されるバキュームポンプである。このポンプ５は、図示しないブレーキブースター（「倍力装置」とも称される。）を構成している。また、上記ドレン通路６は、フィルタ３１から離脱したオイルをオイルパン２１に戻す通路である。このドレン通路６は、ハウジング３２のドレン口３２ｃ（図２参照）とオイルパン２１とを接続する管により構成されている。
【００２５】
（２）ブローバイガス還流装置の作用
次に、上記構成のブローバイガス還流装置１の作用について説明する。内燃機関１０の運転中において、図１に示すように、クランク室２２内で発生するブローバイガスＧ（図１中に破線矢印で示す。）は、還流通路２４を介してシリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａに送られ、内燃機関１０の低負荷運転状態（即ち、スロットルバルブ１９の開度が小さな運転状態）では第１還流管２５を介して吸気管１５に還流される一方、内燃機関１０の高負荷運転状態（即ち、スロットルバルブ１９の開度が大きな運転状態）では第１還流管２５に加えて第２還流管２６を介して吸気管１５に還流される。なお、内燃機関１０の低負荷運転状態では、第２還流管２６を介して吸気管１５のスロットルバルブ１９の上流側を流れる新気がシリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａに吸い込まれ、その空間内のブローバイガスが換気される。
【００２６】
上記第１還流管２５を流れるブローバイガスＧは、図２中に破線矢印で示すように、オイルミストセパレータ３の導入口３２ａからハウジング３２内に導入されてフィルタ３１を通過して導出口３２ｂから導出される。このとき、フィルタ３１によりブローバイガスＧ中に含まれるオイルミストＯが捕集される。よって、吸気管１５には、オイル成分の大部分が除去されたブローバイガスＧが還流されることとなる。なお、フィルタ３１で捕集されたオイルＯは自重やガス流れによりフィルタ３１から離脱してドレン口３２ｃからドレン通路６を通ってオイルパン２１に戻される。しかしながら、フィルタ３１には、その粘性により一定量のオイルＯが付着したままとなっている。
【００２７】
ここで、内燃機関１０が運転を開始すると、第２制御バルブ３６の閉鎖状態で第１制御バルブ３５が開放され、その状態でポンプ５が駆動されて負圧室３４で負圧がつくられる。その後、所定時間が経過すると、第１制御バルブ３５が閉鎖されて負圧室３４における負圧が所定圧（例えば、−９０ｋＰａ）に維持される。次いで、内燃機関１０が停止したときに第２制御バルブ３６が開放され、負圧室３４内の負圧は分岐管４を介してハウジング３２のフィルタ３１の下流側の内部空間に作用する。これにより、その空間には急激な圧力変化が与えられ、フィルタ３１に付着したオイルＯが弾ける様に吹き飛ばされてフィルタ３１から離脱される。その離脱したオイルＯは、ドレン口３２ｃからドレン通路６を通ってオイルパン２１に戻される。
【００２８】
（３）実施例の効果
以上より、本実施例の内燃機関のブローバイガス還流装置１によると、ブローバイガス還流路２に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕集するフィルタ３１を備えるオイルミストセパレータ３と、フィルタ３１の下流側でオイルミストセパレータ３から分岐する分岐管４と、分岐管４内に負圧を発生させるためのポンプ５と、を備え、分岐管４内で発生する負圧によりフィルタ３１に付着したオイルを離脱させるので、負圧による急激な圧力変化によりフィルタ３１に付着したオイルは弾ける様に吹き飛ばされてフィルタ３１から離脱される。よって、オイルミストセパレータ３のフィルタ３１に付着したオイルを効果的に除去することができる。その結果、フィルタ３１の目詰りが抑制されてオイルミストセパレータ３の性能の維持が図られる。よって、オイルミストセパレータ３のメンテナンス期間が延長されメンテナンスフリーとすることも可能となる。
【００２９】
また、本実施例では、内燃機関１０が停止したときに分岐管４内に負圧を発生させるようにしたので、内燃機関１０が停止しているため、負圧による内燃機関１０への悪影響を考慮する必要がない。
【００３０】
また、本実施例では、フィルタ３１から離脱したオイルをオイルパン２１に戻すドレン通路６を備えるので、オイルミストセパレータ３内やブローバイガス還流路２にオイルが溜まり難く、オイルミストセパレータ３内やブローバイガス還流路２をクリーンに保つことができる。
【００３１】
また、本実施例では、オイルミストセパレータ３は、フィルタ３１と、フィルタ３１を収容するハウジング３２と、を備え、分岐管４は、ハウジング３２のフィルタ３１の下流側から分岐するので、ハウジング３２内のフィルタ３１の上流側に負圧による急激な圧力変化が効果的に与えられ、オイルの離脱性が高められる。
【００３２】
また、本実施例では、分岐管４には負圧室３４が設けられ、分岐管４の負圧室３４とオイルミストセパレータ３との間には第２制御バルブ３６が設けられ、内燃機関が停止したときに第２制御バルブ３６を開放するので、制御バルブ３６の開閉制御により、内燃機関１０が停止したときに負圧室３４の負圧を分岐管４に作用させることができる。
【００３３】
さらに、本実施例では、分岐管４の負圧室３４とポンプ５との間には第１制御バルブ３５が設けられ、内燃機関１０の運転中（好ましくは内燃機関１０の運転が開始したとき）に第２制御バルブ３６の閉鎖状態で第１制御バルブ３５を開放してから所定時間経過後に閉鎖するので、制御バルブ３５の開閉制御により、内燃機関１０の運転中に負圧室３４に負圧をつくりそれを維持することができる。
【００３４】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、内燃機関１０の外部に設けられるオイルミストセパレータ３を例示したが、これに限定されず、例えば、図３に示すように、シリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａに設けられるオイルミストセパレータ４０としてもよい。この場合、例えば、オイルミストセパレータ４０は、シリンダヘッドカバー２０等に形成された支持部４１と、この支持部４１に支持されたフィルタ４２と、を備えることができる。
【００３５】
また、上記実施例では、オイルミストセパレータ３から分岐する分岐管４を例示したが、これに限定されず、例えば、図２中に仮想線で示すように、ブローバイガス還流路２（第１還流管２５）のオイルセパレータ３とＰＣＶバルブ２７との間から分岐する分岐管４’としてもよい。また、例えば、図３に示すように、ブローバイガス還流路２（シリンダヘッドカバー２０の内部空間２０ａ）のオイルミストセパレータ４０とＰＣＶバルブ４５との間から分岐する分岐管４４としてもよい。
【００３６】
また、上記実施例では、内燃機関１０が停止したときに分岐管４に負圧を発生させるようにしたが、これに限定されず、例えば、内燃機関１０の運転中に分岐管４に負圧を発生させるようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施例では、第１還流管２５に設けられるＰＣＶバルブ２７を例示したが、これに限定されず、例えば、図３に示すように、シリンダヘッドカバー２０に設けられるＰＣＶバルブ４５としてもよい。
【００３８】
また、上記実施例では、内燃機関１０とは別に設けられるドレン通路６を例示したが、これに限定されず、例えば、図３に示すように、シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１３に貫通して形成されたドレン通路４６としてもよい。
【００３９】
また、上記実施例では、分岐管４とポンプ５とを負圧室３４を介して連絡する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、負圧室３４を備えることなく、分岐管４とポンプ５とを直接的に連絡するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例では、オイル貯留部として内燃機関１０に設けられるオイルパン２１を例示したが、これに限定されず、例えば、内燃機関１０と別に設けられるオイルタンクとしてもよい。
【００４１】
さらに、上記実施例では、内燃機関１０の動力により駆動されるポンプ５を例示したが、これに限定されず、例えば、バッテリー等の電気で駆動されるポンプとしてもよい。また、上記実施例では、ブレーキブースターを構成するポンプ５を例示したが、これに限定されず、例えば、ブレーキブースターの他の用途と兼用のポンプとしたり、負圧発生専用のポンプとしたりしてもよい。
【００４２】
さらに、上記実施例では、ガソリンエンジンに適用されるブローバイガス還流装置１を例示したが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、ディーゼルエンジンに適用されるブローバイガス還流装置１’としてもよい。なお、本ブローバイガス還流装置１’では、図４において、上記ブローバイガス還流装置１と略同じ構成部位には同じ符号を付けてあり、ブローバイガス還流装置１との大きな相違点はスロットルバルブ１９、第２還流管２６、及びＰＣＶバルブ２７を備えないことである。
【００４３】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【００４４】
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
内燃機関で発生するブローバイガスを吸気管に還流する技術として広く利用される。
【符号の説明】
【００４６】
１，１’；ブローバイガス還流装置、２；ブローバイガス還流路、３，４０；オイルミストセパレータ、４，４’，４４；分岐管、５；ポンプ、６，４６；ドレン通路、１５；吸気管、２１；オイルパン、３１，４２；フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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