(57)【要約】【課題】オイルセパレータにおけるオイルの吹き戻しを抑制することが可能なオイル吹き戻し抑制機構を提供する。【解決手段】オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部が常時密接した状態で、カムシャフト（オイル受け部５０（５１））が軸を中心とした回転駆動を行うので、オイル排出路の下端部がオイル受け部によって常時閉塞された状態となっていることから、オイルの吹き戻しが抑制されることになる。また、カムシャフト（オイル受け部５０（５１））に形成された掻き出し孔５３がオイル排出路の下端部と対向したときには、凹部内にオイル排出路からオイルが供給され、凹部がオイル排出路と対向しなくなった段階で遠心力により凹部からオイルが外部に排出されるので、オイルセパレータからのオイルの排出をカムシャフトの回転に応じて適宜行うことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン内に設けられたオイルセパレータにおいてブローバイガスから分離されたオイルが、前記オイルセパレータのオイル排出口から外部に排出される際に吹き戻されるのを抑制するオイル吹き戻し抑制機構であって、
前記エンジン内の動弁機構を往復駆動するカムが設けられ、前記カムを回転させるために軸を中心とした回転駆動を行う間、前記オイル排出口が常時密接した状態が維持されるカムシャフトを備え、
前記カムシャフトのうち、前記オイル排出口が密接する部分の少なくとも一部には、凹部が形成されていることを特徴とするオイル吹き戻し抑制機構。
【請求項２】
前記凹部は、前記オイル排出口が密接する前記カムシャフトの外周部分に沿って所定間隔で複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイル吹き戻し抑制機構。
【請求項３】
前記凹部は、前記オイル排出口の口径内に含まれる大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイル吹き戻し抑制機構。
【請求項４】
前記オイル排出口の前記カムシャフトに密接する部分には、カムシャフトの微小な動きに追従する可動シール機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のオイル吹き戻し抑制機構。
【請求項５】
前記オイル排出口近傍に向けてオイルを噴出するオイル噴き付け機構を更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のオイル吹き戻し抑制機構。
【請求項６】
前記オイル噴き付け機構は、前記カムシャフトの回転方向前方側から、前記オイル排出口近傍に向けて前記オイルを噴き付けることを特徴とする請求項５に記載のオイル吹き戻し抑制機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオイル吹き戻し抑制機構に関し、特にエンジン内に設けられたオイルセパレータにおいてブローバイガスから分離されたオイルが、オイルセパレータのオイル排出口から外部に排出される際に吹き戻されるのを抑制するオイル吹き戻し抑制機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用エンジンには、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系（ブローバイガス還元装置）に導くためのＰＣＶ装置が設けられている。このＰＣＶ装置を経て、一酸化炭素や炭化水素等を含むブローバイガスが、エンジンの吸気系及び燃焼室に送り込まれることで、ブローバイガスの大気中への放出が防止されるとともに、オイルパンに貯留されているエンジンオイルの劣化が防止されている。
【０００３】
また、ＰＣＶ装置は、下記特許文献１に開示されているようにオイルセパレータを備えており、このオイルセパレータが有するオイル分離手段によって、ブローバイガス中のオイルミストが分離される。この分離されたオイルミスト（オイル）は、オイルパン等のオイル溜まり部へ送られ、オイルミストの分離除去が行われたブローバイガスは、エンジンの吸気系に還流されるようになっている。このオイル分離手段としては、例えば、複数のバッフルプレートによりブローバイガス流路が迷路状に構成されたものや、パンチングプレートが配置されたものなどが採用されており、オイルセパレータ内部をブローバイガスが流れていく間に慣性衝突が生じることにより、オイルミストが捕捉されるようになっている。
【０００４】
また、この種のＰＣＶ装置では、捕捉したオイルミスト（オイル）を、ドレン管路（オイル戻し流路）を介して、オイルパンやクランクケースに戻すようにしているが、ドレン管路（オイル戻し流路）内におけるオイルの吹き戻しを防止又は抑制するための技術としてドレン管路（オイル戻し流路）内やその近傍に、逆止弁を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。また、ドレン管路の先端をオイルパンのオイル内に入れることにより、オイルの吹き戻しを防止する技術や、オイルセパレータ内の圧力が外部よりも下がらないようにすることにより、オイルの吹き戻しを防止する技術なども提案されている。
【０００５】
【特許文献１】実公平６−４５６１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１８２５２０号公報
【特許文献３】特開２００７−２４７５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２、３の技術では、逆止弁近傍にオイルが蓄積しスラッジが発生するおそれがあり、このスラッジによりオイルがオイルパン側に導出されなくなるおそれがある。
【０００７】
また、上述したドレン管路の先端をオイルパンのオイル内に入れて、オイルの吹き戻しを防止又は抑制する技術では、オイルセパレータからオイルパンまでの間に長いパイプを設ける必要があるため、組み付けが困難になったり、コストが増大したりするおそれがある。更に、オイルセパレータ内の圧力が外部よりも下がらないようにしてオイルの吹き戻しを防止又は抑制する技術では、オイルセパレータそのものの性能を低下させてしまう可能性がある。
【０００８】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、オイルセパレータのオイルの吹き戻しを抑制することが可能なオイル吹き戻し抑制機構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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジン内に設けられたオイルセパレータにおいてブローバイガスから分離されたオイルが、前記オイルセパレータのオイル排出口から外部に排出される際に吹き戻されるのを抑制するオイル吹き戻し抑制機構であって、前記エンジン内の動弁機構を往復駆動するカムが設けられ、前記カムを回転させるために軸を中心とした回転駆動を行う間、前記オイル排出口が常時密接した状態が維持されるカムシャフトを備え、前記カムシャフトのうち、前記オイル排出口が密接する部分の少なくとも一部には、凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、カムシャフトが軸を中心とした回転駆動を行う間、カムシャフトとオイル排出口が常時密接していることから、オイル排出口がカムシャフトにより閉塞されることで、オイルセパレータ内へのオイルの吹き戻しを抑制することができる。また、オイル排出口が密接する部分の少なくとも一部に形成された凹部がオイル排出口と対向したときには、当該凹部内にオイル排出口からオイルが供給され、凹部がオイル排出口と対向しなくなった段階で遠心力により凹部から外部へオイルが排出されるので、オイル排出口を介したオイルセパレータからのオイルの排出をカムシャフトの回転に応じて適宜行うことが可能となる。
【００１１】
この場合において、前記凹部は、前記カムシャフトの外周に沿って所定間隔で複数形成されていることとすることができる。かかる場合には、オイルの排出を効果的に行うことが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記凹部は、前記オイル排出口の口径内に含まれる大きさであることとすることができる。かかる場合には、オイル排出口と凹部とが対向した状態でも、オイル排出口とカムシャフトとを密接させることができるので、オイルの吹き戻しを効果的に抑制することが可能となる。
【００１３】
また、前記オイル排出口の前記カムシャフトに密接する部分には、カムシャフトの微小な動きに追従する可動シール機構が設けられていることとすることができる。かかる場合には、可動シール機構により、カムシャフトとオイル排出口とを効果的に密接させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、前記オイル排出口近傍に向けてオイルを噴出するオイル噴き付け機構を更に備えることができる。かかる場合には、オイル排出口とカムシャフトとの間に微小な隙間がある（又は生じる）場合であっても、オイル噴き付け機構から噴出されるオイルの重量により、オイル排出口からの吹き戻しを抑制することが可能となる。
【００１５】
この場合において、前記オイル噴き付け機構は、前記カムシャフトの回転方向前方側から、前記オイル排出口近傍に向けて前記オイルを噴き付けることとすることができる。かかる場合には、オイル噴き付け機構から噴き付けられるオイルがオイル排出口とカムシャフトとの間に、入り込みやすくなるため、オイルの吹き戻しを効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、オイルセパレータのオイルの吹き戻しを抑制することが可能なオイル吹き戻し抑制機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図１〜図４に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、内部にオイルセパレータ２４を備えるエンジン１０を概略的に示している。この図１に示すように、エンジン１０は、内部にピストン８が設けられたシリンダブロック１２及びオイルパン１４を有するクランクケース１６と、吸気側動弁機構１８ａ及び排気側動弁機構１８ｂを有するシリンダヘッド２０と、シリンダヘッド２０の上部を閉塞して各動弁機構１８ａ、１８ｂを覆うヘッドカバー２２と、ヘッドカバー２２の内部（内側）に設けられたオイルセパレータ（ＰＣＶセパレータ）２４と、を備えている。
【００１９】
シリンダヘッド２０には、ピストン８とシリンダブロック１２とにより形成される空間（燃焼室）９内に空気とガソリンの混合気を供給（吸入）するための吸気ポート３０と、燃焼室９内で燃焼したガスを外部に排気するための排気ポート３１とが設けられている。
【００２０】
吸気側動弁機構１８ａは、吸気ポート３０を開閉するための吸気バルブ３２と吸気バルブ３２の上方に設けられ、図１の紙面直交方向に延設されたカムシャフト３４と、カムシャフト３４に固定されたカム３６と、を有する。また、排気側動弁機構１８ｂは、排気ポート３１を開閉するための排気バルブ３３と排気バルブ３３の上方に設けられ、図１の紙面直交方向に延設されたカムシャフト３５と、カムシャフト３５に固定されたカム３７と、を有する。カムシャフト３４，３５が紙面直交方向を軸とする回転駆動を行うと、これに伴って、カム３６、３７が回転し、吸気バルブ３２及び排気バルブ３３のそれぞれを長手方向に往復駆動する。これにより、吸気ポート３０及び排気ポート３１のそれぞれが吸気バルブ３２及び排気バルブ３３によって開閉されるようになっている。
【００２１】
オイルセパレータ２４は、ピストン８とシリンダヘッド２０との間の間隙からクランクケース１６内に漏出し、ブローバイガス通路１１によりヘッドカバー２２側に導かれた混合気（ブローバイガス）ＢＧを取り込み、当該ブローバイガスＢＧから潤滑油ミスト（オイル液滴）を分離し、ブローバイガス還元装置にオイルが分離されたガスのみを送出するためのものである。
【００２２】
このオイルセパレータ２４は、図２において断面して示すように、セパレータケース４４と、セパレータケース４４内に配置された複数のバッフルプレート４６とを有しており、ヘッドカバー２２の内面に固定されている。
【００２３】
セパレータケース４４は、上側が開放された金属製（又は樹脂製）の箱型部材から構成され、開放された部分（上側部分）がヘッドカバー２２の内面に固定されることにより、セパレータケース４４とヘッドカバー２２との間に略密閉空間（セパレータ室）４７を形成する。また、セパレータケース４４は、その下壁の略中央部に形成されたブローバイガス導入口４８と、このブローバイガス導入口４８を挟んで略等距離の位置に形成されたオイル排出路４９ａ及び４９ｂとを有している。また、ヘッドカバー２２には、セパレータケース４４（セパレータ室４７）に連通する状態で、ブローバイガス排出管４３ａ，４３ｂの一端が接続されている。このブローバイガス排出管４３ａ，４３ｂの他端は、不図示のブローバイガス還元装置に接続されており、セパレータ室４７内から送出され、ブローバイガス排出管４３ａ，４３ｂを介してブローバイガス還元装置にて回収されたブローバイガスは、吸気ポート３０に導入（還流）されるようになっている。
【００２４】
バッフルプレート４６は、例えば、金属製の板状部材から構成され、セパレータケース４４の内部底面とヘッドカバー２２の下面に所定間隔で交互に固定されることにより、セパレータ室４７内にジグザグ状のブローバイガス流路を形成する。
【００２５】
このように構成されるオイルセパレータ２４のセパレータ室４７内には、エンジンの圧縮行程や膨張行程においてシリンダヘッド２０とピストン８との隙間からクランクケース１６内に吹き抜けたブローバイガスＢＧが、ブローバイガス通路１１やブローバイガス導入口４８を介して導入される。また、セパレータ室４７に流れ込んだブローバイガスＢＧは、セパレータ室４７内をその長手方向の両外側に向かって流れる。このようにオイルセパレータ２４（セパレータ室４７）内部をブローバイガスＢＧが流れていく間に、ブローバイガスＢＧがバッフルプレート４６に対して慣性衝突することにより、オイルミストが捕捉される。これにより、ブローバイガスＢＧ中からオイルミストを分離することが可能となっている。
【００２６】
次に、図３に基づいて、カムシャフト３４（又は３５）及びその近傍の構成について詳述する。
【００２７】
この図３に示すように、カムシャフト３４（３５）には、前述したカム３６（３７）の他、オイル受け部５０（又は５１）が設けられている。なお、オイル受け部５０（５１）は、カムシャフト３４（３５）とは別に製造し、カムシャフトに組み付けるようにしても良いし、カムシャフト３４（３５）の一部として製造することとしても良い。
【００２８】
オイル受け部５０（５１）には、前述したオイルセパレータ２４のオイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部が上方から密着した状態となっている。ここで、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部は、オイル受け部５０（５１）に密着するように、オイル受け部５０（５１）の周面に倣った形状を有している。なお、本実施形態では、カムシャフト３４（３５）及びオイル受け部５０（５１）を公差なく製造できるので、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部を上記形状とすることにより、オイル受け部５０（５１）とオイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部との間を、隙間無く密着させることができる。
【００２９】
また、オイル受け部５０（５１）の周面には、等間隔で（例えば外周の１／４ごとに（９０°間隔で））、凹部（以下、「掻き出し孔」とも呼ぶ）５３が形成されている。これら掻き出し孔５３は、カムシャフト３４（３５）の回転に伴って、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部と順次対向するようになっている。また、掻き出し孔５３それぞれの大きさは、図２等に示すように、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部の口径内に含まれるような大きさに設定されている。
【００３０】
このように構成されるオイル受け部５０（５１）によると、図４（ａ）に示すように、掻き出し孔５３が、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部と対向していない状態では、オイル受け部５０（５１）の周面がオイル排出路４９ａ（４９ｂ）に密着することによりオイル排出路４９ａ（４９ｂ）を閉塞するので、セパレータ室４７の内部と外部との間に圧力差がある場合であっても、セパレータ室４７内部にオイルが吹き戻されるのを抑制することができる。
【００３１】
また、図４（ｂ）に示すように、カムシャフト３４（３５）が回転駆動され、掻き出し孔５３の１つが、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部と対向した状態になると、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）内に溜まったオイルの一部が、掻き出し孔５３内に流れ込むようになっている。更に、カムシャフト３４（３５）が回転駆動されて、図４（ｃ）に示すように、オイルで満たされた掻き出し孔５３とオイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部とが対向しない状態になると、カムシャフト３４（３５）の回転により生じる遠心力により、掻き出し孔５３内を満たしていたオイルが掻き出し孔５３から排出されるようになっている。
【００３２】
上記のようにして、掻き出し孔５３から排出されたオイルは、不図示のオイル戻し通路に排出された後、オイルパン１４に向けて回収されるようになっている。
【００３３】
なお、これまでの説明から分かるように、本実施形態のカムシャフト３４（３５）（特にオイル受け部５０（５１））により、オイルセパレータ２４におけるオイルの吹き戻しを抑制する、オイル吹き戻し抑制機構が構成されている。
【００３４】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）が常時密接した状態で、カムシャフト３４（３５）が軸に沿って回転駆動するので、オイル受け部５０（５１）がオイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部開口を閉塞した状態が維持される。これにより、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）からセパレータ室４７へのオイルの吹き戻しを抑制することができる。また、掻き出し孔５３がオイル排出路４９ａ（４９ｂ）と対向したときには、掻き出し孔５３内にオイル排出路４９ａ（４９ｂ）からオイルが供給され、掻き出し孔５３がオイル排出路４９ａ（４９ｂ）と対向しなくなった段階で遠心力によりオイルが掻き出し孔５３から排出されるので、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）からのオイルの排出をカムシャフト３４（３５）の回転に応じて適宜行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態では、掻き出し孔５３が、カムシャフト３４（３５）のオイル受け部５０（５１）の外周に沿って所定間隔で複数形成されているので、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）内に溜まるオイルの量を考慮した効果的なオイルの排出を実行することが可能である。
【００３６】
また、本実施形態では、掻き出し孔５３が、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部の口径内に含まれる大きさに設定されているので、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）と掻き出し孔５３とが対向した状態であっても、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）とカムシャフト３４（３５）のオイル受け部５０（５１）との間に隙間を極力形成しないようにすることができる。これにより、オイルの吹き戻しを効果的に抑制することが可能となる。なお、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）と掻き出し孔５３とが対向した状態で、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）とカムシャフト３４（３５）のオイル受け部５０（５１）との間に隙間を形成しないようにするという観点からは、掻き出し孔５３の径を、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の管の厚さよりも小さくなるように設定することが好ましい。
【００３７】
なお、上記実施形態では、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部とカムシャフト３４（３５）のオイル受け部５０（５１）の周面とが直接接触するような場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部に、オイル受け部５０（５１）の上下方向への微小な移動に追従するように上下方向の幅が可変とされた、可動シール機構を設けることにより、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）下端部とオイル受け部５０（５１）との間の密閉性を向上させることとしても良い。
【００３８】
なお、上記実施形態では、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部とオイル受け部５０（５１）の周面とを直接接触させ、両者を密着させるような場合について説明したが、これに限らず、図５に示すように、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部とオイル受け部５０（５１）の周面との間に微小な隙間を設けることとしても良い。この場合、図５に示すように、オイル受け部５０（５１）及びオイル排出路４９ａ（４９ｂ）の下端部の近傍（より具体的には、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）下端部の、カムシャフト３４（３５）の回転方向前方側）に、不図示のオイル供給装置から供給されるオイルを噴出させるためのシャワーパイプ５５を設けることとしても良い。このようにすることで、セパレータ室４７内の圧力（Ｐａ）と外部圧力（Ｐｂ）との間に圧力差（Ｐａ＜Ｐｂ）が存在しても、シャワーパイプ５５からオイル受け部５０（５１）表面に噴出されるオイルが、わずかにオイル排出路４９ａ（４９ｂ）内に入り込むことにより、
｛外部圧力（Ｐｂ）−内部圧力（Ｐａ）｝×オイル排出路の断面積
＝オイル排出路内のオイルの総重量  …（１）
が成立するようになるので、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）内に存在するオイルの重量によって、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）内からセパレータ室４７内へのオイルの吹き戻しを抑制することが可能である。
【００３９】
なお、図５の構成では、シャワーパイプ５５から供給されるオイルが、掻き出し孔５３内に流入することも想定されるが、掻き出し孔５３は、シャワーパイプ５５近傍を瞬時に通過するため、シャワーパイプ５５から供給されるオイルが掻き出し孔５３内全てを満たすことは無い。したがって、上記実施形態と同様、オイル排出路４９ａ（４９ｂ）内のオイルを掻き出し孔５３を用いて適宜排出することが可能である。
【００４０】
なお、図５では、シャワーパイプ５５をオイル排出路４９ａ（４９ｂ）下端部の、カムシャフト３４（３５）の回転方向前方側にのみ設けることとしたが、これに加えて、別のシャワーパイプをオイル排出路４９ａ（４９ｂ）下端部の周囲に１つ又は複数設けることとしても良い。
【００４１】
なお、上記実施形態では、掻き出し孔５３が各オイル受け部５０，５１の周面に等間隔で４つ形成された場合について説明したが、これに限らず、１つ以上であればその数は問わない。また各掻き出し孔５３間の間隔についても等間隔としなくても良い。
【００４２】
また、上記実施形態では、図３に示すように、オイル受け部５０，５１の径がカムシャフト３４，３５の径よりも大きい場合について説明したが、これに限らず、オイル受け部５０，５１の径は、カムシャフト３４、３５の径と同一に設定されていても良いし、カムシャフト３４，３５の径よりも小さく設定されていても良い。
【００４３】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】オイルセパレータが内部に設けられたエンジンの構成を概略的に示す図である。
【図２】オイルセパレータ及びカムシャフト（オイル受け部）の構成を示す断面図である。
【図３】カムシャフト、カム及びオイル受け部の構成を示す斜視図である。
【図４】オイル受け部及び凹部の作用を説明するための図である。
【図５】変形例について示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エンジン
１８ａ  吸気側動弁機構
１８ｂ  排気側動弁機構
２４  オイルセパレータ
３４，３５  カムシャフト
３６，３７  カム
４９ａ，４９ｂ  オイル排出路（オイル排出口）
５３  掻き出し孔（凹部）
５５  シャワーパイプ
【図１】
2009174434.tif 000003
【図２】
2009174434.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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