(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のオイルパン内のオイルを供給する供給路及び前記内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを導入する導入路、前記オイル中から異物が分離されたのちのオイルを排出するオイル排出路を形成する基台と、
前記基台に挿嵌され、前記供給路及び前記導入路にそれぞれ接続され前記オイル及び前記ブローバイガスが通る各連通路、前記ブローバイガス中からオイル分及び異物が分離されたのちのブローバイガスを排出するブローバイガス排出路を形成する軸部材と、
前記軸部材に回転自在に軸支され、前記軸部材の一方の前記連通路を介し流入する前記オイル中から異物を分離するオイル分離室と前記軸部材の他方の前記連通路を介し流入する前記ブローバイガス中からオイル分及び異物をそれぞれ分離するブローバイガス分離室とを有し、前記オイル分離室下部に設けた噴出孔から前記オイル分離室で異物が分離されたのちの前記オイルを前記基台側に噴出すると共に、前記ブローバイガス分離室でオイル分及び異物が分離されたのちの前記ブローバイガスを前記軸部材の前記ブローバイガス排出路に送出するロータ部材と、
前記軸部材の前記ブローバイガス排出路を外部に突出させ、前記ロータ部材の外周囲を覆って前記基台と結合するカバー部材とを具備し、
前記オイル分離室は、前記ロータ部材内で前記軸部材に対して前記ブローバイガス分離室の外周側となるよう同心円状に配設されていることを特徴とする内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機。
【請求項２】
前記ロータ部材は、前記噴出孔から噴出される前記オイルの噴出力により回転されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のオイルパン内のオイルに混入している異物や気泡を分離除去すると共に、内燃機関のクランクケース内のブローバイガスに混入しているオイル分や異物を分離除去する内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、遠心分離に関連する先行技術文献としては、実公昭４７−９３９２号公報にて開示されたものが知られている。このものでは、上下２室からなるフィルタ（濾過器）を構成し、遠心力を利用し下室ではオイル中の異物（スラッジ）を分離し、上室ではブローバイガス中の異物を分離する技術が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のものでは、異物が分離除去されたオイルとブローバイガスとが同じオイルパンに送られている。即ち、ブローバイガスは異物等が分離除去されてはいるが、ブローバイガスによりオイルパン内のガス圧が上昇し過ぎるとクランクケース内の気密性を損なうという不具合があった。
【０００４】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、遠心力により異物が分離除去されたオイルはオイルパンへ戻し、ガス成分は吸気系へ戻し再燃焼させることでオイルの清浄化に加えて、エミッションの低下が可能な内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機によれば、基台に挿嵌され、ロータ部材を回転自在に軸支する軸部材を介して基台側からオイル、ブローバイガスを、ロータ部材内のオイル分離室、ブローバイガス分離室にそれぞれ流入させる。このオイル分離室によってオイル中の異物の分離と、ブローバイガス分離室によってブローバイガス中のオイル分及び異物の分離とが同時に実施できる。そして、異物が分離されたのちのオイルはオイル排出路、また、オイル分及び異物が分離されたのちのブローバイガスはブローバイガス排出路へと別々の流路にて外部に排出できる。このため、オイルは内燃機関のオイルパン側へ戻し、ブローバイガスは内燃機関の吸気系へ吸入させ再燃焼させることができる。これにより、オイルを効率良く清浄化できると共に、エミッションの低下が達成される。
【０００６】
また、オイル分離室がブローバイガス分離室の外周側に配設されており、遠心力が有効利用できることでオイル中の異物が効率良く分離される。また、オイル分離室とブローバイガス分離室とが同心円状に配設されているため、軸方向の体格を短くできる。
【０００７】
請求項２の内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機では、ロータ部材が噴出孔から噴出されるオイル自身の噴出力によって回転される。即ち、ロータ部材の回転には外部からの駆動力が必要でないため、極めて簡単な構成で安価なものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる内燃機関のオイル及びブローバイガスの遠心分離機の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
〈実施例１〉
図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機が適用された内燃機関におけるオイル及びブローバイガスの流れを示す概略図であり、図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機の全体構成を示す断面図である。なお、以下の図中、同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。
【００１０】
図１に示すように、内燃機関１のオイルパン２内に貯留されているオイル（潤滑油）は、図中に実線の矢印にて示すように、オイルストレーナ３を介してオイルポンプ４により汲上げられ、周知のエレメントを有するオイルフィルタ７及びオイルフィルタ７側へ流れるオイルの一部が後述の構成からなる遠心分離機１００に圧送される。一方のオイルフィルタ７で濾過された清浄なオイルは、内燃機関１の潤滑部１ａに送出され各部位の潤滑に寄与したのちオイルパン２に戻される。他方の遠心分離機１００内の後述するオイル分離室３５で異物が分離除去された清浄なオイルはオイルパン２に戻される。
【００１１】
また、遠心分離機１００には内燃機関１のクランクケース１ｂからブローバイガスが導入されている。遠心分離機１００内の後述するブローバイガス分離室３８でオイル分と異物とが分離除去されたブローバイガスは、図中に白抜きの矢印にて示すように、内燃機関１の吸気系１ｃに送出され再燃焼される。なお、遠心分離機１００で分離されたオイル分はオイルパン２に戻される。
【００１２】
ここで、５はオイルポンプ４による余剰なオイルを戻すためのリリーフバルブ、６はオイルポンプ４が停止状態のときオイルフィルタ７からオイルパン２側へのオイルの戻りを防止するチェックバルブ、８，９はオイルフィルタ７及び遠心分離機１００が目詰まり等したときのバイパス路を形成するリリーフバルブである。
【００１３】
図２において、遠心分離機１００は、略円柱状のボデー１０の中心に挿嵌された軸部材２０にロータボデー３１とロータカバー３２とからなるロータ３０が回転自在に軸支され略円筒状のカバー１８によりロータ３０の外周囲が覆われシール部材１６を介し密閉されるよう構成されている。ボデー１０に形成されたオイル供給路１１には、オイルポンプ４からオイル（実線の矢印参照）が供給され、ブローバイガス導入路１５には内燃機関１の図示しないピストンとシリンダ壁との間からクランクケース１ｂ内に洩れたブローバイガス（白抜きの矢印参照）が導入されている。ボデー１０のオイル供給路１１に供給されたオイルとブローバイガス導入路１５に導入されたブローバイガスとは軸部材２０に形成された各々の連通路２１，２２に送出される。
【００１４】
ロータ３０には、オイル中の異物を分離するオイル分離室３５とブローバイガス中のオイル分及び異物を分離するブローバイガス分離室３８とが軸部材２０に対し同心円状に形成されている。本実施例においては、オイル分離室３５が外周側、ブローバイガス分離室３８が内周側となる同心円状の関係で配置され、ロータボデー３１がシール部材３３，３４を介しロータカバー３２で覆われることでオイル分離室３５とブローバイガス分離室３８とが隔離される。このオイル分離室３５とブローバイガス分離室３８とには軸部材２０の連通路２１，２２を通過したオイル、ブローバイガスがそれぞれ流入される。
【００１５】
オイル分離室３５に流入されたオイルは、中心軸に対称に２箇所ある噴出孔３６からの対面方向の噴出力によりロータ３０を回転させる。この回転による遠心力によりオイル中の異物は、オイル分離室３５の内壁面で捕捉され分離される。そして、異物が分離除去された清浄なオイルは、オイル噴出孔３６からボデー１０の通路１２を通って下面のオイル排出路１３より遠心分離機１００外に排出され内燃機関１の下側のオイルパン２へ戻される（図１参照）。
【００１６】
ロータ３０のオイル分離室３５の回転によりブローバイガス分離室３８も回転される。すると、ブローバイガス分離室３８に流入されたブローバイガス中のオイル分及び異物は、ブローバイガス分離室３８の内壁面で捕捉され分離される。こののちのブローバイガスは軸部材２０に形成されたブローバイガス排出路２３から図示しない配管を通って内燃機関１の吸気系１ｃに吸引され再燃焼される（図１参照）。なお、ブローバイガス分離室３８で分離されたブローバイガス中のオイル分は、オイル分離室３５からのオイルと一緒になり同様に、オイルパン２へ戻される。
【００１７】
このように、本実施例の遠心分離機１００は、内燃機関１のオイルパン２内のオイルを供給するオイル供給路１１及び内燃機関１のクランクケース１ｂ内のブローバイガスを導入するブローバイガス導入路１５、オイル中から異物が分離されたのちのオイルを排出するオイル排出路１３を形成する基台としてのボデー１０と、ボデー１０に挿嵌され、オイル供給路１１及びブローバイガス導入路１５にそれぞれ接続されオイル及びブローバイガスが通る各連通路２１，２２、ブローバイガス中からオイル分及び異物が分離されたのちのブローバイガスを排出するブローバイガス排出路２３を形成する軸部材２０と、軸部材２０に回転自在に軸支され、軸部材２０の一方の連通路２１を介し流入するオイル中から異物を分離するオイル分離室３５と軸部材２０の他方の連通路２２を介し流入するブローバイガス中からオイル分及び異物をそれぞれ分離するブローバイガス分離室３８とを有し、オイル分離室３５下部に設けた噴出孔３６からオイル分離室３５で異物が分離されたのちのオイルをボデー１０側に噴出すると共に、ブローバイガス分離室３８でオイル分及び異物が分離されたのちのブローバイガスを軸部材２０のブローバイガス排出路２３に送出するロータ３０と、軸部材２０のブローバイガス排出路２３を外部に突出させ、ロータ３０の外周囲を覆ってボデー１０と結合するカバー１８とを具備するものである。
【００１８】
つまり、遠心分離機１００では、ボデー１０に挿嵌され、ロータ３０を回転自在に軸支する軸部材２０を介してボデー１０側からオイル及びブローバイガスを、ロータ３０内のオイル分離室３５、ブローバイガス分離室３８にそれぞれ流入させる。このオイル分離室３５によってオイル中の異物の分離と、ブローバイガス分離室３８によってブローバイガス中のオイル分及び異物の分離とが同時に実施できる。そして、異物が分離されたのちのオイルはオイル排出路１３、また、オイル分及び異物が分離されたのちのブローバイガスはブローバイガス排出路２３へと別々の流路にて遠心分離機１００の外部に排出できる。このため、オイルは内燃機関１のオイルパン２へ戻し、ブローバイガスは内燃機関１の吸気系１ｃへ吸入させ再燃焼させることができる。これにより、オイルを効率良く清浄化できると共に、エミッションの低下を達成することができる。
【００１９】
また、本実施例の遠心分離機１００は、オイル分離室３５がロータ３０内で軸部材２０に対してブローバイガス分離室３８の外周側となるよう同心円状に配設されるものである。このように、オイル分離室３５がブローバイガス分離室３８の外周側に配設されていることで、オイル噴出による遠心力（噴出力）が有効利用されオイル中の異物やブローバイガス中のオイル分及び異物が効率良く分離できる。更に、オイル分離室３５とブローバイガス分離室３８とが同心円状に配設されているため、軸方向の体格を短くできる。
【００２０】
そして、本実施例の遠心分離機１００は、ロータ３０が噴出孔３６から噴出されるオイルの噴出力により回転されるものである。このように、ロータ３０がオイル自身の噴出力によって回転され別の駆動力を必要としないため、極めて簡単な構成にて遠心力による異物等の分離除去を達成することができる。
【００２１】
ところで、上述の実施例では、遠心分離機１００のオイル排出路１３から排出されたオイルは、自重にてオイルパン２へ戻されているが、図３に第１の変形例を示すように、遠心分離機１００のオイル排出路１３の下流側にオイルポンプＰを配設することもできる。これにより、内燃機関１の潤滑部１ａへ遠心分離機１００からの清浄なオイルをオイルポンプＰにて直接、圧送させることができるため、図１に示す流路における主流側のオイルフィルタ（濾紙フィルタ）７に代えて遠心分離機１００を設置することも可能となる。
【００２２】
また、上述の実施例では、ロータ３０を回転させるための駆動源としてオイル自身の噴出力を利用しているが、図４に第２の変形例を示すように、電動モータＭまたは内燃機関１による外部からの駆動力も併用することができる。
【００２３】
図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機の第３の変形例の全体構成を示す斜視図であり、図６は図５の要部構成を示す断面図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図５及び図６に示すように、本変形例における内燃機関１のオイルパン２は、アルミニウム製オイルパン２ａと鋼板製オイルパン２ｂとからなる。本変形例の遠心分離機２００は、そのボデー１１０部分がアルミニウム製オイルパン２ａ部分を利用して一体的に形成され、このアルミニウム製オイルパン２ａと一体的なボデー１１０部分をカバー１１８にて覆って構成されている。ここで、遠心分離機２００の軸部材１２０に軸支され回転されるカバー１１８内のロータ（図示略）等については、上述の第１実施例における図２と同様に構成されている。
【００２５】
アルミニウム製オイルパン２ａと一体的に形成されたボデー１１０部分に形成されたオイル供給路１１５から供給されるオイル及びブローバイガス導入路１１１から導入されるブローバイガスから、遠心分離機２００により異物が分離除去されたオイルはオイル排出路１１３からオイルパン２に戻され、オイル分及び異物が分離除去されたブローバイガスは軸部材１２０のブローバイガス排出路１２３から排出される。
【００２６】
このため、本変形例の遠心分離機２００を用いることで、上述の第１実施例における効果に加えて、更に、排出されるオイルを配管なしで直接、オイルパン２の油面上へ戻すことが可能となる。これにより、遠心分離機２００からのオイル排出が円滑に行われるため、その内部にオイルが滞留せずロータ（図示略）回転の妨げとなることが防止される。
【００２７】
〈実施例２〉
図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる遠心分離機の全体構成を示す断面図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、説明を簡略化する。
【００２８】
図７に示すように、本実施例の遠心分離機３００は、略円柱状のボデー２１０の中心に挿嵌された軸部材２２０にロータボデー３１とロータカバー３２とからなるロータ３０が回転自在に軸支され略円筒状のカバー１８によりロータ３０の外周囲が覆われシール部材１６を介し密閉されるよう構成されている。ボデー２１０に形成されたオイル供給路２１１には、オイルポンプ（図示略）からオイル（実線の矢印参照）が供給されている。ボデー２１０のオイル供給路２１１に供給されたオイルは軸部材２２０に形成された２つの連通路２２１，２２２に送出される。
【００２９】
ロータ３０には、オイル中の異物を分離するオイル分離室３５とオイル中の気泡（空気）（破線の白抜きの矢印参照）を分離する気泡分離室３８′とが軸部材２２０に対し同心円状に形成されている。本実施例においては、オイル分離室３５が外周側、気泡分離室３８′が内周側となる同心円状の関係で配置され、ロータボデー３１がシール部材３３，３４を介しロータカバー３２で覆われることでオイル分離室３５と気泡分離室３８′とが隔離される。このオイル分離室３５と気泡分離室３８′とには軸部材２２０の連通路２１，２２を通過したオイルがそれぞれ流入される。
【００３０】
オイル分離室３５に流入されたオイルは、噴出孔３６からの噴出力によりロータ３０を回転させる。この回転による遠心力によりオイル中の異物は、オイル分離室３５の内壁面で捕捉され分離される。そして、異物が分離除去された清浄なオイルはオイル噴出孔３６からボデー２１０の通路２１２を通って下面のオイル排出路２１３より遠心分離機３００外に排出され内燃機関１の下側のオイルパン２へ戻される（図１参照）。
【００３１】
ロータ３０のオイル分離室３５の回転により気泡分離室３８′も回転される。すると、気泡分離室３８′に流入されたオイル中の気泡は、気泡分離室３８′の内壁面で分離される。こののちの気泡、即ち、気体は軸部材２２０に形成された気体排出路２２３から図示しない配管を通って内燃機関の吸気系（図示略）に吸引され再燃焼される。なお、気泡分離室３８′で分離されたオイル中のオイル分は、オイル分離室３５からのオイルと一緒になり同様に、オイルパンへ戻される。
【００３２】
このように、本実施例の遠心分離機３００は、内燃機関１のオイルパン２内のオイルを供給するオイル供給路２１０、オイル中から異物が分離されたのちのオイルを排出するオイル排出路２１３を形成する基台としてのボデー２１０と、ボデー２１０に挿嵌され、オイル供給路２１０に接続されオイルが通る２つの連通路２２１，２２２、オイル中から分離された気体を排出する気体排出路２２３を形成する軸部材２２０と、軸部材２２０に回転自在に軸支され、軸部材２２０の一方の連通路２２１を介し流入するオイル中から異物を分離するオイル分離室３５と軸部材２２０の他方の連通路２２２を介し流入するオイル中から気泡を分離する気泡分離室３８′とを有し、オイル分離室３５下部に設けた噴出孔３６からオイル分離室３５で異物が分離されたのちのオイルをボデー２１０側に噴出すると共に、気泡分離室３８′でオイル中から分離された気体を軸部材２２０の気体排出路３８′に送出するロータ３０と、軸部材２２０の気体排出路２２３を外部に突出させ、ロータ３０の外周囲を覆ってボデー２１０と結合するカバー１８とを具備するものである。
【００３３】
つまり、遠心分離機３００では、ボデー２１０に挿嵌され、ロータ３０を回転自在に軸支する軸部材２２０を介してボデー２１０側からオイルを、ロータ３０内のオイル分離室３５、気泡分離室３８′にそれぞれ流入させる。このオイル分離室３５によってオイル中の異物の分離と、気泡分離室３８′によってオイル中の気泡の分離とが同時に実施できる。そして、異物が分離されたのちのオイルはオイル排出路２１３、また、オイルから分離されたのちの気泡、即ち、気体は気体排出路２２３へと別々の流路にて外部に排出できる。このため、オイルは内燃機関のオイルパン側へ戻し、気体は内燃機関の吸気系へ吸入させ再燃焼させることができる。これにより、オイルを効率良く清浄化できる。
【００３４】
また、本実施例の遠心分離機３００は、オイル分離室３５がロータ３０内で軸部材２２０に対して気泡分離室３８′の外周側となるよう同心円状に配設されるものである。このように、オイル分離室３５が気泡分離室３８′の外周側に配設されていることで、オイル噴出による遠心力（噴出力）が有効利用されオイル中の異物や気泡が効率良く分離できる。更に、オイル分離室３５と気泡分離室３８′とが同心円状に配設されているため、軸方向の体格を短くできる。
【００３５】
そして、本実施例の遠心分離機３００は、ロータ３０が噴出孔３６から噴出されるオイルの噴出力により回転されるものである。このように、ロータ３０がオイル自身の噴出力によって回転され別の駆動力を必要としないため、極めて簡単な構成にて遠心力による異物等の分離除去を達成することができる。
【００３６】
ところで、上記実施例では、ロータ３０を回転させるための駆動源としてオイル自身の噴出力を利用しているが、電動モータまたは内燃機関による外部からの駆動力も併用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機が適用された内燃機関におけるオイル及びブローバイガスの流れを示す概略図である。
【図２】  図２は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機の全体構成を示す断面図である。
【図３】  図３は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機のオイル排出路側にオイルポンプを配設した第１の変形例を示す断面図である。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機のロータに電動モータを取付けた第２の変形例を示す断面図である。
【図５】  図５は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる遠心分離機の第３の変形例の全体構成を示す斜視図である。
【図６】  図６は図５の要部構成を示す断面図である。
【図７】  図７は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる遠心分離機の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１    内燃機関
１ｂ    クランクケース
２      オイルパン
１０    ボデー（基台）
１１    オイル供給路
１３    オイル排出路
１５    ブローバイガス導入路
１８    カバー（カバー部材）
２０    軸部材
２１，２２    連通路
２３    ブローバイガス排出路
３０    ロータ（ロータ部材）
３５    オイル分離室
３６    噴出孔
３８    ブローバイガス分離室
１００      遠心分離機
【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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