JP2003184533A - エンジンのオイルセパレータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストでかつ構造の簡単なエンジンのオイ
ルセパレータ構造を提供すること。 【解決手段】 ブリーザプレート9とシリンダヘッドカ
バー50とでカムシャフト46上方にブローバイガス分離室
52を形成するとともに前記ブリーザプレート9にブロー
バイガス抽出用の導入口2を形成したエンジンのオイル
セパレータ構造10であって、カムシャフト46端部にカム
アングルセンサ60をシリンダヘッド40とカムアングルセ
ンサ支持部材6によって固設するとともに該カムアング
ルセンサ支持部材6と一体にオイルセパレータ用のガイ
ドプレート1を設ける。この際、ガイドプレート1を導入
口2の上方に延在させるとともに端部を導入口2内に嵌合
させて、ガイドプレート1と導入口2の間にブローバイガ
ス通路を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダヘッドカバー内に配置した、ブローバイガス中に含ま
れるオイルミストを分離するオイルセパレータ構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの圧縮、燃焼工程では、燃焼室
から若干量ではあるがブローバイガス（未燃焼ガス）が
ピストンとシリンダ壁の隙間を抜けてクランク室内に侵
入している。ブローバイガスは、このままピストン圧力
によってクランク室から大気中に放出されると大気汚染
の原因になるため、再度燃焼室に還元して燃焼処理され
る。

【０００３】ただし、ブローバイガスは、特にクランク
シャフトやカムシャフトを潤滑させる際にオイル攪拌か
ら生じるオイルミスト（油滴）と混合するため、ブロー
バイガスをオイルミストから分離する必要がある。これ
は、分離されないままオイルミストが燃焼室内に多量に
流入すると、排気側から白煙が噴出したり、さらにはエ
ンジンオイルの消費が増大する等、各種の弊害が生じる
ためである。このため従来技術では、主にブリーザプレ
ートとシリンダヘッドカバーとでブローバイガス分離室
（ブリーザ室）を設けるとともに、ブローバイガス通路
上に、例えば仕切板からなるガイドプレート（遮断壁）
を設けて、ブローバイガスをオイルミストから分離する
迷路構造のオイルセパレータ構造を提供している。

【０００４】ただし、オイルセパレータ構造は一様では
なく、エンジン各種の形態によって最適な構造が選択さ
れる。例えば、気筒直列型エンジンの場合、ブローバイ
ガスの発生箇所であるクランク室から、上方に位置する
シリンダヘッドカバー内のブローバイガス分離室まで高
低差があることを利用して、比重の重いオイルミストを
下方に、軽いブローバイガスを上方により容易に自然分
離することができる。しかしながら、エンジンがＤＯＨ
Ｃ型のカム機構を採用している場合には、一般的に、ブ
ローバイガス分離室のブローバイガス導入口とカムシャ
フト端部とが隣接して対向するため、カムのノーズ部を
潤滑したオイル飛沫が導入口から直接侵入し、ブローバ
イガス中にオイルミストが混合されるという短所があっ
た。

【０００５】このため、ＤＯＨＣ型の動弁機構を採用す
るエンジンの場合、従来技術では、例えば図５に示すよ
うに主にブリーザプレート９とシリンダヘッドカバー５
０とでブローバイガス分離室５２を提供するとともに、
ブリーザプレート９にはカム４４のノーズ部からのオイ
ル飛沫がブローバイガス導入口２から直接侵入すること
を防止するオイルセパレータ構造１０’を設けていた。
即ち、ブリーザプレート９にブローバイガス導入口２を
覆うガイドプレート（遮断壁）１’を溶接固定して迷路
構造のオイルセパレータ構造１０’を形成し、カム４４
を潤滑したオイル飛沫が侵入するのを防いでいた。具体
的には、断面がクランク形状のガイドプレート１’の一
方の端部３’をブリーザプレート９に溶接固定するとと
もに、他方の端部４’でブローバイガス導入口２上方を
覆うように形成していた。尚、図５の底面図を図６に示
す。図示されるように、カムシャフト４５、４６はカム
シャフトハウジング５１−１〜５１−５によって回転自
在に軸支される。そして、カムシャフト４６の端部にジ
ョイントを介して、例えばカムアングルセンサ６０が連
結される。カムアングルセンサ６０は、締結用ボルト６
４を介して二箇所から位置決めされる。

【０００６】図５に示した実施の形態では、導入口２と
カムシャフト４６との間隔を拡大することなく、即ちエ
ンジン全高を小さくまとめたまま、コンパクトでかつ簡
単なオイルセパレータ構造１０’を提供できる。しかし
ながら、図５に示す実施の形態では、ブリーザプレート
９に別体のオイルセパレータ用のプレート１’を溶接固
定するため、新たに溶接工程を必要とするとともに部品
数の増加によりコストを上昇させていた。また、カム４
４のノーズ部からのオイル飛沫はプレート９の導入口２
を通過した後にプレート１’で遮られる際、シリンダヘ
ッドカバー５０のブローバイガス分離室５２内に飛散し
て侵入するため、図７に示すように、シリンダヘッドカ
バー５０内に複数のオイル分離用のリブ壁７やバッフル
プレート８を必要としていた。尚、図７に示したオイル
分離用のバッフルプレート８の断面図を図８に示す。バ
ッフルプレート８は断面を略Ｌ字状に構成するととも
に、底面にてブリーザプレート９と溶接固定され、側面
にてオイル飛沫を遮る。また、図７の符号５８はプラグ
ホールを示している。このように、図５〜図８に示した
従来の技術に係るオイルセパレータ構造１０’は、オイ
ル飛沫がブローバイガス導入口２からブローバイガス分
離室５２内に直接侵入するため、ブローバイガス分離室
５２内の構造が複雑化していた。

【０００７】従って、特にＤＯＨＣ型のカム機構を採用
する気筒直列型エンジンの場合には、コンパクトでかつ
簡単な構造からオイルセパレート機能を提供するととも
に、さらにより低コストなオイルセパレータ構造が求め
られていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みてなされたものであり、コンパクトでかつ簡単な構
造からオイルセパレート機能を提供するとともに、さら
により低コストなエンジンのオイルセパレータ構造を提
供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、請求項１に記載した発明におい
ては、カムシャフトをカムハウジングによりシリンダヘ
ッドに軸支するとともに、前記カムシャフトの上方に配
設されるブリーザプレートとシリンダヘッドカバーとで
ブローバイガス分離室を形成し、前記ブリーザプレート
にブローバイガスの導入口を開設したエンジンのオイル
セパレータ構造において、前記カムシャフトハウジング
には前記導入口の下方を覆うガイドプレートを一体に形
成し、該ガイドプレートの中央部に前記導入口内へ突出
する突出部を形成し、該突出部と前記導入口との間にブ
ローバイガス導入通路を設けたことを特徴とする。この
構成では、カムシャフトハウジングにガイドプレートを
一体形成することで、ガイドプレートをブリーザプレー
トに溶接固定していた従来技術と比較して部材とコスト
を削減するとともに、ガイドプレートによってブローバ
イガス導入口の前面を遮り、カムのノーズ部を潤滑した
オイル飛沫が直接ブローバイガス分離室に侵入すること
をより少なくし、従来技術でブローバイガス分離室を形
成するシリンダヘッドカバー内に設けていた複数のオイ
ル分離用のリブ壁等を減少することができるため、部
材、重量を削減し、より低コストなオイルセパレータ構
造を提供することができる。

【００１０】次に、請求項２に記載した発明において
は、請求項１に記載されたものにおいて、前記導入口を
前記カムシャフトの上方に形成したことを特徴とする。
この構成では、オイル飛沫をブローバイガス分離室内に
侵入させることなく、導入口をカムシャフトの上方に形
成できるので、デッドスペースを生じさせることなくカ
ムシャフトとガイドプレートとを近接して配置すること
ができ、エンジンの小型化の要求に対応するオイルセパ
レータ構造を提供することができる。

【００１１】さらに請求項３に記載した発明において
は、請求項１または２に記載されたものにおいて、前記
ガイドプートは前記カムのノーズ部を覆うように前記カ
ムシャフトの回転方向の前側に延設されることを特徴と
する。この構成では、ガイドプレートはカムのノーズ部
を覆うようにオイルが掻き揚げられる側であるカムシャ
フトの回転方向前側に延設されるので、主にオイルバス
または強制潤滑によるカムの潤滑から生じるオイルを、
導入口から侵入しないように効果的に防止するオイルセ
パレータ構造を提供することができる。

【００１２】本発明に係るエンジンのオイルセパレータ
構造は基本的には以上のように構成されるが、カムシャ
フトハウジングは、カムシャフトの外嵌されてシリンダ
ヘッドに固定される部材であればよく、例えばカムアン
グルセンサ等のカムシャフトの軸端部に直列に連結され
る円筒部に外嵌してシリンダヘッドへの固定を行う部材
でもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
エンジンのオイルセパレータ構造を添付した図１〜図４
を用いて説明する。尚、理解の容易化を図るため、図５
〜図８に示した従来技術に係る部材と同一の部材につい
ては、同一の符号を用いて参照する。

【００１４】まず、図１、図２を参照して、本発明の実
施の形態に係るブローバイガスの還流を行うブローバイ
ガスベンチレーション構造について説明する。図１は、
本発明の実施の形態に係る４気筒直列型４サイクルエン
ジン１００の内部構成を示している。また、同図に対応
する正面図を図２に示している。両図から理解されるよ
うに、エンジン１００は、シリンダブロック３０、シリ
ンダヘッド４０及びシリンダヘッドカバー５０を直列に
連設して縦長に構成される。

【００１５】図１に示すように、シリンダヘッド４０に
燃焼室３１を開閉する動弁機構を配設する。図示した実
施の形態はＤＯＨＣ型の動弁機構を示しており、シリン
ダヘッド４０の上部にカムシャフトハウジング（図６の
符号５１−１〜５１−５参照）によりインテークカムシ
ャフト４５、エキゾーストカムシャフト４６を回動可能
に軸支する。これらインテークカムシャフト４５、エキ
ゾーストカムシャフト４６には夫々インテークカム４
３、エキゾーストカム４４が形成され、このインテーク
カム４３、エキゾーストカム４４の回転を夫々インテー
クバルブ４１、エキゾーストバルブ４２に伝達してイン
テークバルブ４１、エキゾーストバルブ４２を開閉作動
させる。

【００１６】図２に示すように、シリンダブロック３０
はクランクシャフト２１を回転自在に軸支する。このク
ランクシャフト２１の端部にはドライブプーリ２２を固
設するとともに、前記カムシャフト４５、４６の端部に
ドリブンプーリ４７、４８を固設し、動力伝達機構２
４、２５を介してドライブプーリ２２からドリブンプー
リ４７、４８に変速された回転を伝える。ただし、図示
した実施の形態では、動力伝達機構２４、２５はタイミ
ングチェーンであって、中間プーリ２３を介して、一次
タイミングチェーン２４、二次タイミングチェーン２５
により二段階に動力伝達を行う。尚、動力伝達機構に
は、チェーンアジャスター２６、２７を配設し、さらに
磨耗を減らすために潤滑機構（図示せず）を備える。し
かしながら、実施の形態によっては、動力伝達機構とし
てチェーン機構２４、２５の替わりに潤滑が不要で装置
の簡単なベルト機構（図示せず）を使用してもよい。

【００１７】再度図１を参照すると、このようにして、
カムシャフト４５、４６をクランクシャフト２１の回転
と同期して回転させてバルブ４１、４２を開閉させるこ
とで、燃焼室３１の吸気、圧縮、爆発、排気を行う。そ
して、燃焼室３１の燃焼圧力によってピストン７０の往
復運動を行わしめ、ピストンピン７１、コンロッド７２
を介してクランク軸２１の回転運動に変換させる。この
際、ピストン７０の往復運動は、ピストンリング７３を
介してシリンダ壁７４と密着状態で行われる。しかしな
がら、従来の技術で説明したように、エンジン１００の
圧縮、燃焼工程では、若干量ではあるがブローバイガス
が燃焼室３１からピストン７０とシリンダ壁７４の隙間
を抜けて矢印Ａ１に示すようにクランク室２０内に侵入
する。

【００１８】そして、矢印Ａ２〜Ａ４に示すように、エ
ンジン１００のクランク室２０内に発生、充満したブロ
ーバイガスを、クランク室２０、シリンダブロック３０
そしてシリンダヘッド４０内のブローバイガス通路を通
ってシリンダヘッドカバー５０まで上昇させる。また、
シリンダヘッドカバー５０内にはカムシャフト４５、４
６の上方に配設されるブリーザプレート９との間にブロ
ーバイガス分離室５２が形成され、ブリーザプレート９
に穿設されたブローバイガス導入口２を介してブローバ
イガスがブローバイガス分離室５２内に導入される。

【００１９】ブローバイガス分離室５２は充分なオイル
分離性能を確保するためシリンダヘッドの長手方向に沿
って配設される。この際、ブリーザプレート９に形成し
たブローバイガス導入口２から、ブローバイガス分離室
５２に導入されたブローバイガスは内部の経路でオイル
ミストが分離され、従来の技術で公知なように、ＰＣＶ
バルブ（図示せず）を介してインテークマニホールド
（図示せず）に導かれて燃焼処理される。

【００２０】しかしながら、ＤＯＨＣ型のカム機構を採
用する場合には、ブローバイガス導入口２とカムシャフ
ト４６が隣接して対向し、回転するカム４４のノーズ部
４４’を潤滑したオイル飛沫がブローバイガス導入口２
から直接ブローバイガス分離室５２内に侵入するため、
このままではオイルミストは十分に分離されない。この
ため、本発明の実施の形態では、図３に示すようにブロ
ーバイガス導入口２に隣接してオイルセパレータ構造１
０を配設させて、ブローバイガス中に含まれるオイルミ
ストを迷路構造を利用して分離させる。つまり、図１の
矢印Ｂ１に示すように回転するカム４４に伴って生じる
オイル飛沫は、矢印Ｂ２に示すようにオイルセパレータ
構造１０によってブローバイガスから分離され、そして
矢印Ｂ３に示すように下方に沈下する。一方、ブローバ
イガスは矢印Ａ５に示すようにインテークマニホールド
（図示せず）の負圧を利用して、上方のブローバイガス
分離室５２内を流れ、インテークマニホールド（図示せ
ず）を介して再度燃焼室３１まで導かれる。このように
して、ブローバイガスの還流を行うブローバイガスベン
チレーション構造が提供される。ただし、符号Ａ１〜Ａ
５、Ｂ１〜Ｂ３に示した流体流は説明上のものであっ
て、実際の流動状態を厳密に表しているものではない。

【００２１】次に、図３、図４を参照して、本発明の実
施の形態に係るオイルセパレータ構造１０について詳細
に説明する。図３は、カムシャフト４６の端部付近を示
す側面図であり、図４は、同図の平面図を示している。
両図に示すように、カムシャフト４６の軸方向端部にク
ランクシャフト２１の回転に同期して点火させるために
カム回転角度を検出するカムアングルセンサ６０を連結
する。このカムアングルセンサ６０は、検出部（図示せ
ず）が内蔵される本体部６１と、この本体部６１からシ
リンダヘッド４０内に延びる円筒部６２と、円筒部６２
の内周部に回動可能に軸支され、検出部に回転を伝達す
るカムシャフト係合爪６３で構成され、円筒部６２の外
周をカムアングルセンサハウジング６で押さえてシリン
ダヘッド４０に固定するとともに、カムシャフト係合爪
６３によりカムシャフト４６のジョイント４９と連結さ
せる。これにより、カムアングルセンサハウジング６は
カムシャフト係合爪６３、円筒部６２を介してカムシャ
フト４６を軸支する機能も有する。

【００２２】また、カムアングルセンサハウジング６に
は、カムシャフト４６とブリーザプレート９の間に延び
る板状のガイドプレート（遮断壁）１が一体で形成され
る。具体的には、ガイドプレート１とカムアングルセン
サハウジング６はアルミダイカスト製である。図４に示
すように、カムアングルセンサハウジング６は二箇所６
４でシリンダヘッド４０にボルト締結されるため、カム
アングルセンサハウジング６と一体形成されるガイドプ
レート１は、ブリーザプレート９と一箇所（図５の符号
３’参照）から溶接固定される従来技術と比較してより
剛性を高めて振動を防止できる。また、両部材を別体に
用意する場合と比較して、部材を削減するとともにコス
トを低下できる。そして、ガイドプレート１でブローバ
イガス導入口２の下方を遮蔽するとともに、ガイドプレ
ート１とブローバイガス導入口２の間に迷路状のブロー
バイガス導入通路を形成し、オイルミストの侵入を防止
するオイルセパレータ構造１０を提供する。この場合、
図５の符号１’に示した従来の技術と比較して、ガイド
プレート１によってオイルミストを遮り、ブローバイガ
ス分離室５２内で飛散しないようにできる。

【００２３】具体的には、ガイドプレート１はブローバ
イガス導入口２に対向する中央部にブローバイガス導入
口２からブローバイガス分離室５２内へ突出する突出部
４（図３の符号Ｌの区域参照）を形成するとともに、こ
の突出部４の外周部に位置する箇所３、５の間をブリー
ザプレート９と重なるようにブリーザプレート９の下方
に配設し、突出部４と導入口２とを嵌合させて突出部４
と導入口２との間にブローバイガス通路を設ける。この
ようにオイルセパレータ構造１０を提供することで、カ
ム４４のノーズ部４４’（図１参照）によるオイル飛沫
を導入口２からブローバイガス分離室５２内に直接侵入
させる前に効果的に遮蔽することができる。従って、本
発明の実施の形態に係るオイルセパレータ構造１０は、
オイルセパレータ機能を向上させることで、従来の技術
で用いられていたブローバイガス分離室５２内のオイル
分離壁（図６の符号７参照）等をさらに削減することが
できる。従って、図３、図４に示す本発明の実施の形態
に係るオイルセパレータ構造１０は、カムシャフト４６
とブリーザプレート１との間隔を拡大することなく、コ
ンパクトに構成されるとともに、図５〜図８に示した従
来の技術と比較して、重量、部品点数及びコストを減少
する。

【００２４】また、好適には、本発明の実施の形態に係
るオイルセパレータ構造１０は、導入口２をカムシャフ
ト４６の上方に形成して、エンジン１００内部にデッド
スペースを生じさせることなくシリンダヘッド４０周辺
の各エンジン部材を密着して配置させる。このため、本
発明の実施の形態に係るオイルセパレータ構造１０はエ
ンジン１００の小型化の要求に対応できる。

【００２５】さらに好適には、本発明の実施の形態に係
るオイルセパレータ構造１０は、図４に示すようにガイ
ドプート１をカム４４のノーズ部４４’を覆うようにカ
ムシャフト４６の回転方向前側（カムシャフト中心線６
５の上側）に延設させて、主にカム先端部から生じるオ
イルを、ブローバイガス分離室５２内へ侵入しないよう
に効果的に防止する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成された
エンジンのオイルセパレータ構造であるから、請求項１
に記載した発明によれば、カムシャフトハウジングにガ
イドプレートを一体形成することで、ガイドプレートを
ブリーザプレートに溶接固定していた従来技術と比較し
て部材とコストを削減するとともに、ガイドプレートに
よってブローバイガス導入口の前面を遮り、カムのノー
ズ部を潤滑したオイル飛沫が直接ブローバイガス分離室
に侵入することをより少なくし、従来技術でブローバイ
ガス分離室を形成するシリンダヘッドカバー内に設けて
いた複数のオイル分離用のリブ壁等を減少することがで
きるため、部材、重量を削減し、より低コストなオイル
セパレータ構造が可能になる。

【００２７】さらに、請求項２に記載した発明によれ
ば、上記効果に加え、オイル飛沫をブローバイガス分離
室内に侵入させることなく、導入口をカムシャフトの上
方に形成できるので、デッドスペースを生じさせること
なくカムシャフトとガイドプレートとを近接して配置す
ることができ、エンジンの小型化の要求に対応するオイ
ルセパレータ構造が可能になる。

【００２８】そして、請求項３に記載した発明によれ
ば、上記効果に加え、ガイドプレートはカムのノーズ部
を覆うようにオイルが掻き揚げられる側であるカムシャ
フトの回転方向前側に延設されるので、主にオイルバス
または強制潤滑によるカムの潤滑から生じるオイルを、
導入口から侵入しないように効果的に防止するオイルセ
パレータ構造が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの内部構成を
示す図である。

【図２】本発明の実施形態に係るエンジンの正面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係るオイルセパレータ構
造を示すシリンダヘッドの側断面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】従来技術に係るオイルセパレータ構造を示すシ
リンダヘッドの側断面図である。

【図６】シリンダヘッドカバーを外した図５の平面図で
ある。

【図７】従来技術に係るオイルセパレータ構造を示すシ
リンダヘッドカバーの底面図である。

【図８】図７に示したオイル分離用のリブ壁のａ−ａ線
に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ ガイドプレート（遮断壁） ２ 導入口 ６ カムアングルセンサハウジング ９ ブリーザプレート １０ オイルセパレータ構造 ３０ シリンダブロック ３１ 燃焼室 ４０ シリンダヘッド ４３、４４ カム ５０ シリンダヘッドカバー ５２ ブローバイガス分離室（ブリーザ室） ６０ カムアングルセンサ １００ エンジン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムシャフトをカムハウジングによりシ
   リンダヘッドに軸支するとともに、前記カムシャフトの
   上方に配設されるブリーザプレートとシリンダヘッドカ
   バーとでブローバイガス分離室を形成し、前記ブリーザ
   プレートにブローバイガスの導入口を開設したエンジン
   のオイルセパレータ構造において、前記カムシャフトハ
   ウジングには前記導入口の下方を覆うガイドプレートを
   一体に形成し、該ガイドプレートの中央部に前記導入口
   内へ突出する突出部を形成し、該突出部と前記導入口と
   の間にブローバイガス導入通路を設けたことを特徴とす
   るエンジンのオイルセパレータ構造。
2. 【請求項２】 前記導入口を前記カムシャフトの上方に
   形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
   オイルセパレータ構造。
3. 【請求項３】 前記ガイドプートは前記カムのノーズ部
   を覆うように前記カムシャフトの回転方向の前側に延設
   されることを特徴とする請求項１または２に記載のエン
   ジンのオイルセパレータ構造。