JP2002242647A - エンジン用気液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドカバーの大型化を招かずに、しかも部
品点数や製造工数の増大を招くことなく、より一層高い
気液分離能力が得られるように改良されたエンジン用気
液分離装置を提供する。 【解決手段】 吸気系へ環流させるブローバイガス中の
油分を分離すべく、ヘッドカバー（１）の外壁内面に突
設されたバッフル壁（９）と、該バッフル壁の内端縁に
当接するプレート（１１）とにより形成されたラビリン
スチャンバ（６）を有するエンジン用気液分離装置を、
ヘッドカバーに遠心分離チャンバ（７）を設けると共
に、該遠心分離チャンバの底壁をプレートの一部で形成
するものとする。これにより、ラビリンスチャンバと遠
心分離チャンバとを、部品点数や製造工数の増大を招か
ずにヘッドカバーに併設することができ、しかもヘッド
カバーの大型化を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気系へ環流させ
るブローバイガス中の油分を分離すべく、ヘッドカバー
に形成されたラビリンスチャンバを有するエンジン用気
液分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンのオイルパン内のオイル劣化を
抑制し、かつ エンジンのピストン運動によるクランク
ケース内の圧力変動を抑制するためにクランクケース内
換気が行われている。このクランクケース内からのブリ
ーザエア（ブローバイガス）中には未燃焼成分が含まれ
るので、これを吸気中に還流させて再燃焼させている。

【０００３】他方、クランクケース内からのブリーザエ
ア中には、潤滑油のミストが混入しており、この油分が
混入したブリーザエアを再燃焼させると排気の清浄化に
悪影響があるので、ブリーザエア中の油分を分離するた
めの気液分離装置がエンジンには設けられている。

【０００４】この気液分離装置として、ヘッドカバーの
上壁内面から垂下されたリブ状のバッフル壁と、バッフ
ル壁の下端縁に当接したボトムプレートとにより、ヘッ
ドカバーの内側にラビリンスチャンバを構成したものが
知られている（実公昭６１−４０８８８号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
従来技術によると、所望の気液分離能力を得ようとする
には比較的大きな容積を必要とし、ヘッドカバーの大型
化が避けられなかった。

【０００６】吸気系に還流させるブローバイガスに旋回
流を与え、遠心力によって気液分離を行うように構成さ
れた遠心式オイルセパレータ（実開平３−３２１１３号
公報など参照）を併用することも考えられるが、特に単
一の独立した部品として構成された遠心式オイルセパレ
ータを併用しようとすると、十分な気液分離能力の獲得
と引替に、部品点数や製造工数の増大という代償を払う
ことを余儀なくされる。

【０００７】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、ヘ
ッドカバーの大型化を招かずに、しかも部品点数や製造
工数の増大を招くことなく、より一層高い気液分離能力
が得られるように改良されたエンジン用気液分離装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本願請求項１の発明においては、吸気系へ環流
させるブローバイガス中の油分を分離すべく、ヘッドカ
バー（１）の外壁内面に突設されたバッフル壁（９）
と、該バッフル壁の内端縁に当接するプレート（１１）
とにより形成されたラビリンスチャンバ（６）を有する
エンジン用気液分離装置を、前記ヘッドカバーに遠心分
離チャンバ（７）を設けると共に、該遠心分離チャンバ
の底壁を前記プレートの一部で形成したことを特徴とす
るものとした。このようにすれば、ラビリンスチャンバ
と遠心分離チャンバとを、部品点数や製造工数の増大を
招かずにヘッドカバーに併設することができ、しかもヘ
ッドカバーの大型化を抑制することができる。

【０００９】特に、上記構成に請求項２の構成を加え
る、つまり前記遠心分離チャンバの外壁（実施の形態中
のフランジ部２１）を、ヘッドカバーの外壁に対して着
脱可能な蓋部材とするものとすれば、上面作業で蓋部材
を取り付けることができるので高い作業性が得られ、し
かも外方からプレートが装着されていることを確認する
ことができる。

【００１０】さらに、これに請求項３の構成を加え、前
記蓋部材を前記ヘッドカバーに固定するボルトを螺着す
るためのねじ孔形成用のボス（３１）をラビリンスチャ
ンバ内に突入させるものとすれば、蓋部材の取付部の外
方への突出量を低減し得るのでヘッドカバーを大型化せ
ずに済む上、ラビリンスチャンバ内でバッフル作用をボ
スが発揮するので、油分分離効率の向上に寄与し得る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。

【００１２】図１及び図２は、本発明が適用されたＶ型
６気筒エンジンの片バンク（或いは直列３気筒エンジ
ン）のヘッドカバーを示している。このヘッドカバー１
は、例えばアルミニウム合金をダイキャスト成型してな
るものであり、シリンダ列に直交する断面の形状が概ね
台形をなし、且つシリンダヘッドに対する接合面２が概
ね長方形をなす箱状をなしている。

【００１３】このヘッドカバー１は、その内面に縦横に
リブ３を延設することにより、剛性が高められている。
またシリンダヘッドに対する固定ボルトの挿通孔４と、
スパークプラグの挿入孔５とが、適宜な位置に設けられ
ている。

【００１４】ヘッドカバー１の外壁の一部である上壁の
内側には、ヘッドカバー１内に充満するブローバイガス
中から油分を分離するためのラビリンスチャンバ６およ
び遠心分離チャンバ７と、ブローバイガス中から分離さ
れた油分をシリンダヘッドへ戻すための油戻し通路８と
が形成されている。

【００１５】ラビリンスチャンバ６、遠心分離チャンバ
７、及び油戻し通路８は、ヘッドカバー１の上壁の内面
からその下端を同一平面上に置くように垂設されたリブ
状のバッフル壁９ａ〜９ｄと、バッフル壁９ａ〜９ｄの
下端縁に液状ガスケットを塗布した上で接合され、かつ
ボルト１０をもってヘッドカバー１に固定された金属板
からなる共通のボトムプレート１１とによって形成され
ている。このようにして、各チャンバ６・７をヘッドカ
バー１内に没入させることにより、省スペース化の推進
を企図すると共に、各チャンバ６・７をヘッドカバー１
に一体成型することにより、部品点数や製造工数の低減
を企図している。

【００１６】ラビリンスチャンバ６の内側には、シリン
ダ列方向に直交する向きに延出されたバッフル壁９ｄを
交互に入り組ませることにより、ジグザク状の通路１２
が形成されている。

【００１７】ラビリンスチャンバ６及び油戻し通路８
は、共にシリンダ列方向に沿って互いに隣り合わせに形
成されており、互いの間を隔てるバッフル壁９ｂの下端
側の要所に設けた切欠部１３を介して互いに連通してい
る（図４参照）。

【００１８】遠心分離チャンバ７は、ラビリンスチャン
バ６の終端部と油戻し通路８の端部とに挟まれた位置に
配設されており、これを形成する周壁１４は円筒形をな
している。そしてその外端、即ち上端がヘッドカバー１
の外方へ向けて開放されており、その開口面の周囲に
は、ＰＣＶバルブ接続部材１５を接合するための取付座
１６が形成されている（図３参照）。

【００１９】ＰＣＶバルブ接続部材１５は、ＰＣＶバル
ブ１７を螺着するためのねじ孔１８が設けられたボス部
１９と、ヘッドカバー１の外面、即ち上面の取付座１６
に２本のボルト２０をもって締結されるフランジ部２１
と、遠心分離チャンバ７の中心軸に沿って遠心分離チャ
ンバ７内の内方へ突入するように垂下された管状通路体
部２２と、管状通路体部２２の下端から遠心分離チャン
バ７内にさらに突入するように垂下された丸棒部２３と
からなり、シール部材２４を介して取付座１６に固定さ
れている。なお、このＰＣＶバルブ接続部材１５の取付
作業は、ヘッドカバー１の外方から行えるので、比較的
容易である上、この取付作業時にボトムプレート１１が
装着されていることを確認することができる。またボス
部１９が蓋部材であるフランジ部２１から外方、即ち上
方へ突出しているので、ＰＣＶバルブ１７の着脱作業性
も良い。

【００２０】管状通路体部２２の軸線方向中間位置、お
よび丸棒部２３との接続位置には、遠心分離チャンバ７
の内周面に適宜な隙間をあけてその外周面を対峙させた
円板状をなす複数（例えば２つ）のバッフル鍔２５・２
６が列設されている。これら２つのバッフル鍔２５・２
６の間には、管状通路体部２２の内側に形成された流出
通路２７に連通する貫通孔２８が設けられている。これ
ら貫通孔２８および管状通路体部２２内の流出通路２７
を介し、ボス部１９のねじ孔１８に螺着されたＰＣＶバ
ルブ１７の入り口に遠心分離チャンバ７が連通してい
る。

【００２１】上記のように、ＰＣＶバルブ１７取付用の
ボス部１９、遠心分離チャンバ７の外端開口、即ち上端
開口を塞ぐ蓋部材としてのフランジ部２１、遠心分離チ
ャンバ７内に垂下された管状通路体部２２、管状通路体
部２２の下端からさらに垂下された丸棒部２３、および
管状通路体部２２に列設された２つのバッフル鍔２５・
２６は、ＰＣＶバルブ接続部材１５に一体形成されてお
り、部品点数の大幅な削減を実現している。

【００２２】また、ＰＣＶバルブ１７は遠心分離チャン
バ７に直接的に取り付けられており、その周囲にラビリ
ンスチャンバ６で暖められたブローバイガスが流通する
ことから、ＰＣＶバルブ１７が昇温し易くなり、特別な
凍結防止措置を施す必要がなくなる。これらの点は、エ
ンジンのコンパクト化及び構造の簡略化の推進に寄与し
ている。

【００２３】ヘッドカバー１の外面、即ち上面に形成さ
れた取付座１６には、遠心分離チャンバ７の円筒状をな
す内周面の接線方向に延びるＵ字溝２９が形成されてい
る（図３参照）。このＵ字溝２９は、ラビリンスチャン
バ６の終端部にその端部が連通させられ、ＰＣＶバルブ
接続部材１５のフランジ部２１でその開放面が塞がれる
ようになっている。このようにして、ヘッドカバー１の
上壁に遠心分離チャンバ７の外端、即ち上端を開口さ
せ、該開口を塞ぐフランジ部２１が接合される取付座１
６の外面、即ち上面を窪ませることによってラビリンス
チャンバ６から遠心分離チャンバ７へ至るブローバイガ
スの入口通路を形成することにより、加工工数や部品点
数を増大させずに通路を簡単に形成することができる。

【００２４】Ｕ字溝２９の端部に於ける遠心分離チャン
バ７の中心側の側方には、フランジ締結用ボルト２０を
ねじ込むためのねじ孔３０を形成するためのボス３１
が、ラビリンスチャンバ６の終端部内に突入して形成さ
れている。このように、Ｕ字溝２９の側方でフランジ部
２１を締め付けるので、入口通路回りのシール性を容易
に高めることができる。またボス３１は、ラビリンスチ
ャンバ６の終端部内でブローバイガス流を乱すバッフル
作用を発揮し、油分分離効率の向上にも寄与している。
しかもボス３１は、Ｕ字溝２９の側方スペース内に於け
る遠心分離チャンバ７の中心側に設けられているので、
ヘッドカバー１のより一層のコンパクト化に寄与してい
る。

【００２５】さて、ヘッドカバー１内に充満したブロー
バイガスは、ボトムプレート１１のシリンダ列方向の一
端側に開けられた多数の孔３２（図１参照）からラビリ
ンスチャンバ６内に導入される。そしてラビリンスチャ
ンバ６内に導入されたブローバイガスは、ラビリンスチ
ャンバ６内のジグザク状の通路１２を流れる。この際、
通路１２を構成する各バッフル壁９ａ・９ｂ・９ｄに衝
突したり接触したりすることで比重が大きい油分が各バ
ッフル壁９ａ・９ｂ・９ｄに付着する。このようにして
ブローバイガスから分離された油分は、ラビリンスチャ
ンバ６と油戻し通路８との間を隔てたバッフル壁９ｂに
設けられた切欠部１３を経て油戻し通路８に流入する。

【００２６】ラビリンスチャンバ６で分離しきれなかっ
た油分は、ラビリンスチャンバ６の終端部に開口したＵ
字溝２９からなる接線方向通路を経て遠心分離チャンバ
７内に流れ込む。これにより、ブローバイガス流が旋回
流となり、遠心力で分離された油分が遠心分離チャンバ
７の内周面や管状通路体部２２の外周面に付着する。そ
して外側、即ち上側のバッフル鍔２５との間の隙間を通
ることでさらに油分の分離が促進される。このように、
予め油分を分離するラビリンスチャンバ６を遠心分離チ
ャンバ７の上流側に設けたので、遠心分離チャンバ７の
大型化を招かずに十分な気液分離能力を獲得することが
できる。

【００２７】上記のようにして油分が殆ど除去されたブ
ローバイガスは、２つのバッフル鍔２５・２６の間の貫
通孔２８および管状通路体部２２内の流出通路２７を経
てＰＣＶバルブ１７に流れ込み、ＰＣＶバルブ１７に接
続されたホースＨを介して図示されていない吸気通路へ
と送り出される。

【００２８】他方、遠心分離チャンバ７で分離された油
分は、遠心分離チャンバ７の底に連通するように、バッ
フル壁９ｅとボトムプレート１１との当接面に形成され
たドレン通路３３を経て、油戻し通路８の端部に形成さ
れたドレンチャンバ３４に流れ込んだ後、油戻し通路８
に対応してボトムプレート１１の要所に設けられたドレ
ン孔３５からシリンダヘッド内に滴下される。なお、ラ
ビリンスチャンバ６側よりも油戻し通路８側の方が低く
なるように、シリンダ軸線を傾斜させてエンジンを車体
に搭載するものとすれば、油戻し通路８の最も低い位置
にドレン孔３５が開口することとなるので、シリンダヘ
ッドへのオイルの戻り効率を高められる。

【００２９】ここで遠心分離チャンバ７の底に連通する
ドレン通路３３は、遠心分離チャンバ７の円筒内周面の
接線方向に延ばされており、油戻し通路８の内圧が遠心
分離チャンバ７の内圧よりも高くなって油戻し通路８側
から吹き返しがあった場合には、ドレン通路３３からの
吹き返し流が旋回流となるので、このサイクロン作用に
よって油分が分離され、管状通路体部２２における貫通
孔２８の下方に設けられたバッフル鍔２６及びこれの下
方に垂設された丸棒部２３による油分捕捉作用と相俟っ
て、一旦分離された油分が貫通孔２８に逆流して吸気環
流通路へのブローバイガス中に混入することが阻止され
る。

【００３０】上記は、ラビリンスチャンバ６並びに遠心
分離チャンバ７をヘッドカバー１の上壁に設けた形態の
みを例示して説明したが、ラビリンスチャンバ６並びに
遠心分離チャンバ７の位置はこれに限定されるものでは
なく、場合によっては、ヘッドカバー１の側壁に設ける
ようにしても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した通り、ヘッドカバー内にラ
ビリンスチャンバと遠心分離チャンバとを設けると共
に、両チャンバの底壁を共通のボトムプレートで形成す
るものとした請求項１の構成によれば、ラビリンスチャ
ンバと遠心分離チャンバとを部品点数や製造工数の増大
を招かずにヘッドカバーに併設することができるので、
エンジンのコンパクト化と十分な気液分離能力とを高次
元に両立する上に多大な効果を奏することができる。

【００３２】特に、遠心分離チャンバの外壁を、ヘッド
カバーの外壁に対して着脱可能な蓋部材（フランジ部）
とする請求項２の構成によれば、外面作業で取り付ける
ことができ、しかも外方からプレートが装着されている
ことを確認することができるので、作業性の向上と組み
付けミスを排除する上に大きな効果が得られる。

【００３３】さらに、蓋部材のヘッドカバーへの固定ボ
ルトを螺着するねじ孔形成用のボスをラビリンスチャン
バ内に突入させる請求項３の構成によれば、取付部の外
方への突出量を低減し得るのでヘッドカバーを大型化せ
ずに済む上、ラビリンスチャンバ内でバッフル作用をボ
スが発揮するので、油分分離効率の向上に効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたエンジン用ヘッドカバーの
シリンダブロックとの接合面から見た底面図

【図２】図１中のII−II線に沿う断面図

【図３】本発明が適用されたエンジン用ヘッドカバー単
体の要部上面図

【図４】図１中のIV−IV線に沿う断面図

【符号の説明】

１ ヘッドカバー ６ ラビリンスチャンバ ７ 遠心分離チャンバ ９ バッフル壁 １１ ボトムプレート ２１ フランジ部 ３１ ボス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 誠幸 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G015 AA05 AA07 BD10 BD25 BD28 BE05 BF05 BF08 CA05 DA01 DA11 EA27

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気系へ環流させるブローバイガス中の
   油分を分離すべく、ヘッドカバーの外壁内面に突設され
   たバッフル壁と、該バッフル壁の内端縁に当接するプレ
   ートとにより形成されたラビリンスチャンバを有するエ
   ンジン用気液分離装置であって、 前記ヘッドカバーに遠心分離チャンバを設けると共に、
   該遠心分離チャンバの底壁を前記プレートの一部で形成
   したことを特徴とするエンジン用気液分離装置。
2. 【請求項２】 前記遠心分離チャンバの外壁が、前記ヘ
   ッドカバーの外壁に対して着脱可能な蓋部材とされるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のエンジン用気液分離装
   置。
3. 【請求項３】 前記蓋部材を前記ヘッドカバーに固定す
   るボルトを螺着するためのねじ孔形成用のボスが前記ラ
   ビリンスチャンバ内に突入していることを特徴とする請
   求項２に記載のエンジン用気液分離装置。