JP2007231895A - ブローバイガス還元装置のオイル回収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルセパレータにおいて分離したオイルを効率良くオイル溜まり部側（オイルパン）へ送ることができる、所謂「オイル切り」の良好なブローバイガス還元装置を提供する。
【解決手段】ブローバイガスからオイルを分離するセパレータケースを備えたＰＣＶ装置に対し、オイルセパレータからオイルを排出するオイル排出ホース９４の下流端をユニオンパイプ９７を介してシリンダブロック１のオイル戻し通路１ｂに連通させる。ユニオンパイプ９７の下流端開口９７ｆがオイル戻し通路１ｂ内におけるオイル層Ｏに臨むように、その下流端開口９７ｆの開口面積を流路規制板９７ｇによって規制する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載されるエンジン（内燃機関）のブローバイガス中に含まれるオイルミスト（霧状となったエンジンオイル等）をオイルセパレータで分離し、このオイル分離後のブローバイガスをエンジンの吸気系へ送るブローバイガス還元装置（以下、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置という）のオイル回収構造に係る。特に、本発明は、オイルセパレータの性能を向上するための対策に関する。

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に導くためのＰＣＶ装置が備えられている。つまり、このＰＣＶ装置によって、一酸化炭素や炭化水素等を含むブローバイガスをエンジンの吸気系を経て燃焼室に送り込み、このブローバイガスの大気中への放出を防止している。

また、下記の特許文献１にも開示されているように、このＰＣＶ装置はオイルセパレータを備えている。このオイルセパレータによって、ブローバイガス中に含まれているオイルミストが分離され、このオイルがオイルパン等のオイル溜まり部へ送られる一方、オイルミストが分離除去された後のブローバイガスがエンジンの吸気系に還流されるようになっている。

尚、オイルセパレータの内部には、オイルミストを分離するためのオイル分離機構が収容されている。例えば、オイルセパレータ内部に複数のバッフルプレートが配置されて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及びバッフルプレートが配置されたものが一般に知られており、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所謂慣性衝突作用によってオイルミストが捕捉されるようになっている。

また、上記オイルセパレータの配置形態として、ヘッドカバー内に配置スペースを確保できないものにあっては、下記の特許文献２や特許文献３に開示されているように、ヘッドカバーの外部にオイルセパレータを配置することも行われている。特に、これら特許文献には、Ｖ型エンジンにおける左右の各バンクの間にオイルセパレータを配置することによって省スペース化を図っている。

このようにヘッドカバーの外部にオイルセパレータを配置する構成にあっては、オイルセパレータ内部でブローバイガスから分離されたオイルをオイルパンに回収するためにオイル回収ホースが使用されている。具体的に、このオイル回収ホースは、一端がオイルセパレータのセパレータケースに接続され、このセパレータケース内で分離されたオイルが取り出せるようになっている。また、オイル回収ホースの他端はクランク室またはこのクランク室に連通する空間（シリンダブロックに形成されたオイル通路等）に開放されており、このオイル回収ホースによってセパレータケースから取り出されたオイルをオイルパンに向けて流下させるようになっている。

そして、オイル回収ホースの長さをできるだけ短くしてオイル回収経路の全長の短縮化によるオイル回収効率の向上を図るために、本発明の発明者は以下の構成について開発を進めている。つまり、従来より、シリンダヘッド及びシリンダブロックには、カム室内に供給されて動弁系を潤滑した後のオイル（潤滑油）をオイルパンに向けて流下回収するためのオイル戻し通路が形成されている。このオイル戻し通路は上記カム室とクランク室とを連通する通路である。そして、このオイル戻し通路を有効利用するべく、シリンダブロックの前面または背面からオイル戻し通路に繋がるオイル合流路を形成しておき、上記セパレータケースから延びるオイル回収ホースの下流端をこのオイル合流路に接続する構成としたものである。この構成により、セパレータケースで分離されたオイルはオイル回収ホースを流下し、オイル合流路を経てオイル戻し通路に流れ込むことになる。つまり、セパレータケースから排出されたオイルとカム室から流下するオイルとが、オイル戻し通路で合流した後、オイルパンに向けて流下回収されるものである。
特開平５−３０６６１２号公報 実公平８−５２９８号公報 特開２００３−２７９５５号公報

ところで、上記ＰＣＶ装置にあっては、セパレータケースにおけるオイル分離効率を高く維持して、エンジン吸気系へのオイルミストの流れ込みを確実に防止することが要求されている。

しかしながら、セパレータケースの内部には、クランク室から回収したブローバイガスをエンジンの吸気系に戻すための吸入負圧が作用しており、このセパレータケースの内部空間はクランク室やカム室の内圧に比べて低圧になっている。このため、これらクランク室やカム室に繋がっている上記オイル戻し通路の内圧と比較してもセパレータケースの内部は低圧になっている。

このように、セパレータケースの内部圧力がオイル戻し通路の内部圧力よりも低い状況では、この圧力差が原因となって、オイル戻し通路内の空気がオイル回収ホースを経由してセパレータケース内に流れ込むといった気流が発生することになる。これにより、セパレータケース内部に備えられたオイル分離機構を通過せずに大量のオイルミストを含んだブローバイガスが吸気系に流入することになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セパレータケースにおいて分離したオイルを効率良くオイル溜まり部（オイルパン）に向けて送ることができる、所謂「オイル切り」の良好なブローバイガス還元装置を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、セパレータケースからオイルを排出するための流路が、シリンダブロック等のエンジン本体に形成されているオイル戻し通路におけるオイル層に臨むように、この流路の下流端開口の形状を設定している。

−解決手段−
具体的に、本発明は、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を備え、このオイルセパレータのセパレータケース内を流れる間にオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造を前提とする。このオイル回収構造に対し、上記セパレータケース内で分離されたオイルをセパレータケースから取り出すオイル排出管の下流端を、内燃機関本体に形成され且つこの内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路に連通させる。これにより、上記セパレータケースから取り出されてオイル排出管を流下したオイルが、上記オイル戻し通路内を流下してきたオイルと合流してオイル溜まり部側へ送られる構成とする。そして、上記オイル排出管の下流端が、オイル戻し通路内に存在する空気層及びオイル層のうちのオイル層に開口するように、上記オイル戻し通路の内部空間の断面積に比べてこのオイル排出管の下流端の開口面積を小さく設定する。

より具体的には、オイル戻し通路が傾斜配置されているものに対し、オイル排出管の下流端の開口面積を、このオイル排出管の内部空間の断面積に比べて小さく設定し、且つこのオイル排出管の下流端をオイル戻し通路内に存在する空気層とオイル層との境界面に平行な方向からこのオイル戻し通路に連通させている。

以上の特定事項により、内燃機関本体の内部を潤滑したオイルは、この内燃機関本体に形成されたオイル戻し通路によってオイル溜まり部に向けて流下している。一方、オイルセパレータによってブローバイガスから分離されたオイルは、セパレータケースから取り出されてオイル排出管を流下した後、上記オイル戻し通路内のオイルと合流してオイル溜まり部側へ送られる。そして、この合流点において、オイル排出管の下流端はオイル戻し通路内に存在するオイル層（オイル戻し通路内には上層側の空気層と下層側のオイル層とが存在しているが、そのうちのオイル層）に開口している。上記セパレータケースの内部にはブローバイガスを内燃機関の吸気系に戻すための吸入負圧が作用しているため、特に内燃機関の高回転時にあってはセパレータケースの内部圧力はオイル戻し通路の内部圧力よりも低くなっているが、上述した如く、オイル排出管の下流端がオイル戻し通路内のオイル層に開口している。つまり、オイル排出管はオイル戻し通路内の空間（内部に存在する空気）には連通していない。このため、オイル戻し通路内の空気がオイル排出管を経由してセパレータケース内に流れ込むといった気流は生じない。従って、セパレータケースで分離したオイルを、オイル排出管を経てオイル戻し通路に容易に排出することが可能になり、オイルセパレータの「オイル切り」が良好になる。

上記の目的を達成するための他の解決手段としては以下のものが挙げられる。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を備え、このオイルセパレータのセパレータケース内を流れる間にオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造を前提とする。このオイル回収構造に対し、上記セパレータケースに、このセパレータケース内で分離されたオイルを取り出すためのオイル排出管を接続する一方、内燃機関本体に、この内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路及びこのオイル戻し通路と上記オイル排出管の下流端とを連通させる連通路を設ける。これにより、上記セパレータケースから取り出されてオイル排出管を流下し且つ上記連通路を経たオイルが、上記オイル戻し通路内を流下してきたオイルと合流してオイル溜まり部側へ送られる構成とする。そして、上記連通路におけるオイル戻し通路に対する開口部分が、このオイル戻し通路内に存在する空気層及びオイル層のうちのオイル層内に開口するように、上記オイル戻し通路の内部空間の断面積に比べてこの連通路の開口部分の開口面積を小さく設定する。

より具体的には、オイル戻し通路が傾斜配置されているものに対し、連通路におけるオイル戻し通路に対する開口部分の開口面積を、この連通路の内部空間の断面積に比べて小さく設定し、且つこの開口部分をオイル戻し通路内に存在する空気層とオイル層との境界面に平行な方向からこのオイル戻し通路に連通させている。

この特定事項によっても上述した解決手段の場合と同様に、オイル排出管がオイル戻し通路内の空間（内部に存在する空気）に連通しない状態が得られるため、オイル戻し通路内の空気がオイル排出管を経由してセパレータケース内に流れ込むといった気流は生じない。従って、セパレータケースで分離したオイルを、オイル排出管を経てオイル戻し通路に容易に排出することが可能になり、オイルセパレータの「オイル切り」が良好になる。

上述した各解決手段に適用される内燃機関の形式及びオイル戻し通路の形状として具体的には以下のものが挙げられる。先ず、内燃機関を、一対のバンクを有するＶ型内燃機関とし、セパレータケースを各バンクの間に配置する。一方、各バンクに、カム室内のオイルをオイル溜まり部に流下させるようにバンク傾斜角度に沿って傾斜するオイル戻し通路を形成する。そして、オイル排出管の下流端を一方のバンクのオイル戻し通路に対して連通させた構成としている。

本発明では、ブローバイガスからオイルを分離するためのオイルセパレータを備えたブローバイガス還元装置に対し、オイルセパレータのセパレータケースからオイルを排出するための流路が、シリンダブロック等の内燃機関本体に形成されているオイル戻し通路におけるオイル層に臨むようにしている。このため、オイル戻し通路内の空気がセパレータケースに向けて流れ込むといった状況を防止でき、ケース内部に備えられたオイル分離機構を通過せずに大量のオイルミストを含んだブローバイガスが吸気系に流入するといったことを防止可能なブローバイガス還元装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係るＰＣＶ装置（ブローバイガス還元装置）のオイル回収構造を自動車用Ｖ型エンジン（内燃機関）に適用した場合について説明する。

−エンジン全体構成の説明−
図１は、本実施形態に係るＶ型エンジンＥをクランク軸Ｃの軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。また、図２は、このエンジンＥ及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。

これら図に示すように、Ｖ型エンジンＥは、シリンダブロック１の上部にＶ型に突出した一対のバンク２Ｌ，２Ｒを有している。各バンク２Ｌ，２Ｒは、シリンダブロック１の上端部に設置されたシリンダヘッド３Ｌ，３Ｒと、その上端に取り付けられたヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとをそれぞれ備えている。上記シリンダブロック１には複数のシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…（例えば各バンク２Ｌ，２Ｒに３個ずつ）が所定の挟み角（例えば９０°）をもって配設されており、これらシリンダ５Ｌ，５Ｒ，…の内部にピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…が往復移動可能に収容されている。また、各ピストン５１Ｌ，５１Ｒ，…はコネクティングロッド５２Ｌ，５２Ｒ，…を介してクランク軸Ｃに動力伝達可能に連結されている。更に、シリンダブロック１の下側にはクランクケース６が取り付けられており、上記シリンダブロック１内の下部からクランクケース６の内部に亘る空間がクランク室６１となっている。また、このクランクケース６の更に下側にはオイル溜まり部となるオイルパン１１が配設されている。

また、上記シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒには吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒを開閉するための吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒ及び排気ポート３３Ｌ，３３Ｒを開閉するための排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒがそれぞれ組み付けられており、シリンダヘッド３Ｌ，３Ｒとヘッドカバー４Ｌ，４Ｒとの間に形成されているカム室４１Ｌ，４１Ｒに配置されたカムシャフト３５Ｌ，３５Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒの回転によって各バルブ３２Ｌ，３２Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒの開閉動作が行われるようになっている。

一方、上記各バンク２Ｌ，２Ｒの内側（バンク間側）の上部には各バンク２Ｌ，２Ｒに対応する吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒが配設されており、各吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒの下流端が各吸気ポート３１Ｌ，３１Ｒ，…に連通している。また、この吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒは各バンク共通のサージタンク７２（図２参照）及びスロットルバルブ７３を備えた吸気管７４に連通されており、吸気管７４の上流側にはエアクリーナ７５が設けられている。これにより、上記エアクリーナ７５から吸気管７４内に導入された空気は、サージタンク７２を通じて吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒに導入される。この吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒにはインジェクタ（燃料噴射弁）７６Ｌ，７６Ｒがそれぞれ設けられており、吸気マニホールド７Ｌ，７Ｒ内に導入された空気は、このインジェクタ７６Ｌ，７６Ｒから噴射された燃料と混合されて混合気となり、吸気バルブ３２Ｌ，３２Ｒの開弁に伴って燃焼室７７Ｌ，７７Ｒへと導入されることになる。また、この燃焼室７７Ｌ，７７Ｒの頂部には点火プラグ７８Ｌ，７８Ｒが配設されている。

上記燃焼室７７Ｌ，７７Ｒにおいて、点火プラグ７８Ｌ，７８Ｒの点火に伴う混合気の燃焼により生じた燃焼ガスは、排気バルブ３４Ｌ，３４Ｒの開弁に伴い排気ガスとして排気マニホールド８Ｌ，８Ｒに排出される。排気マニホールド８Ｌ，８Ｒには排気管８１Ｌ，８１Ｒがそれぞれ接続され、更に、排気管８１Ｌ，８１Ｒは共通の集合排気管８２に接続されている。この集合排気管８２には三元触媒を内蔵した触媒コンバータ８３が設けられている。上記排気マニホールド８Ｌ，８Ｒに排出された排気ガスは、排気管８１Ｌ，８１Ｒ及び集合排気管８２を通過して外部に排出される。この際、触媒コンバータ８３を排気ガスが通過することにより、同ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び酸化窒素成分（ＮＯｘ）が浄化されるようになっている。

−ＰＣＶ装置の説明−
次に、ＰＣＶ装置９について説明する。このＰＣＶ装置９は、シリンダ５Ｌ，５Ｒの内面とピストン５１Ｌ，５１Ｒの外面との隙間からクランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に導くためのものである。

上記ＰＣＶ装置９は、シリンダブロック１上の各バンク２Ｌ，２Ｒ間に配置されたオイルセパレータ９１を備えている。また、このオイルセパレータ９１は、セパレータケース９２、このセパレータケース９２にそれぞれ接続されるブローバイガス導入ホース９３、オイル排出ホース９４、ブローバイガス排出ホース９５を備えている（図３参照）。以下、それぞれについて説明する。

（セパレータケース９２）
セパレータケース９２は、ブローバイガス導入ホース９３によってクランク室６１より抜き出されたブローバイガスからオイルミストを分離するためのものであって、シリンダブロック１上の各バンク２Ｌ，２Ｒ間に形成された水平部の上面にボルト止め等の手段によって取り付けられている。図３は、このセパレータケース９２が各バンク２Ｌ，２Ｒ間に設置された状態を示しており（エンジンＥの外形及びクランク室６１の形状を仮想線で示している）、図３（ａ）はエンジンＥを後方から見た図であり、図３（ｂ）はエンジンＥを前方から見た図である。また、図４はオイルセパレータ９１の斜視図、図５はセパレータケース９２の内部を示す斜視図、図６は図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った部分を断面としたセパレータケース９２の一部を示す斜視図である。

これら図に示すように、セパレータケース９２は、樹脂製のロアケース９２ａとアッパケース９２ｂとが振動溶着等の手段によって一体的に組み付けられて内部にブローバイガス流路９６を備えている。詳しくは、図５に示すように、セパレータケース９２は、クランク軸Ｃの軸心に沿う方向を長手方向とする容器で成り、その内部に、その長手方向に延びる流路形成プレート９６ａが立設されている。これにより、セパレータケース９２の内部は、流路形成プレート９６ａの一方側（図５における手前側）に形成された上流側流路９６ｂと他方側（図５における奥側）に形成された下流側流路９６ｃとが略Ｕ字形状の流路として連続するように形成され、これが上記ブローバイガス流路９６として構成されている。

そして、このブローバイガス流路９６の一端側（上流側流路９６ｂの上流端側）におけるロアケース９２ａの側面にはブローバイガス導入口９２ｆ（図６参照）が形成されており、他端側（下流側流路９６ｃの下流端側）におけるアッパケース９２ｂの上面にはブローバイガス排出口が形成されている。また、このブローバイガス流路９６の折返し部分、つまり、上流側流路９６ｂと下流側流路９６ｃとの境界部分におけるロアケース９２ａの側面にはオイル排出口が形成されている。そして、上記ブローバイガス導入口９２ｆには上記ブローバイガス導入ホース９３が、ブローバイガス排出口には上記ブローバイガス排出ホース９５が、オイル排出口には上記オイル排出ホース９４がそれぞれ接続されている。

また、上記ブローバイガス流路９６のうち上記ブローバイガス導入口９２ｆの直下流側にはパンチングプレート９６ｄ及びバッフルプレート９６ｅが配置されている。パンチングプレート９６ｄは、ブローバイガス導入口９２ｆから流れ込むブローバイガスの流線に対して略直交方向に延びる板材であって複数箇所に開口が形成されている。これにより、ブローバイガス導入口９２ｆから流れ込んだブローバイガスがパンチングプレート９６ｄの開口を通過する際にその流速が上昇するようになっている。一方、バッフルプレート９６ｅは、上記パンチングプレート９６ｄの下流側に配置され且つこのパンチングプレート９６ｄと同様にブローバイガスの流線に対して略直交方向に延びる板材で構成されている。また、このバッフルプレート９６ｅは、その下端がロアケース９２ａの底面との間に僅かな隙間を有するように配置されている。これにより、パンチングプレート９６ｄの開口を通過して流速が上昇したブローバイガスがこのバッフルプレート９６ｅに衝突することにより、所謂慣性衝突作用によってオイルミストが捕捉されるようになっている。この捕捉されたオイルはバッフルプレート９６ｅに沿って流下し、その下端とロアケース９２ａの底面との間の隙間から下流側に向かって流れるようになっている。

このようにしてブローバイガスからオイルミストが分離され、その後、ブローバイガスは、上流側流路９６ｂから下流側流路９６ｃを経てブローバイガス排出口からブローバイガス排出ホース９５に流出されるようになっている。そして、このブローバイガス排出ホース９５に流出されたブローバイガスは上記サージタンク７２に導入されることになる。

一方、分離後のオイルはオイル排出口に達し、オイル排出ホース９４によりオイルパン１１に回収されることになる。このオイル回収のための構成については後述する。尚、下流側流路９６ｃは、上流側流路９６ｂとの境界部分よりも下流側の部分（ブローバイガス排出口に向かう部分）が下流側に向かって次第に上方に傾斜する傾斜面９６ｆとして形成されており、これによってオイルが下流側流路９６ｃを流れてブローバイガス排出口から流出されることを抑制している。

尚、上記セパレータケース９２の容量、各開口の寸法は、エンジンＥの排気量やブローバイガスの発生量等に適したブローバイガス回収能力が発揮できるように適宜設計されている。

（ブローバイガス導入ホース９３）
ブローバイガス導入ホース９３は、上述した如くクランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスを抜き出して、このブローバイガスを上記セパレータケース９２内に導入するためのものであって、図３（ｂ）に示すように、上流端がシリンダブロック１のバンク間の上面に接続されている。具体的には、シリンダブロック１には、一端がクランク室６１に、他端がバンク間の上面に開口するブローバイガス回収通路１ａが形成されており、上記ブローバイガス導入ホース９３の上流端は、このブローバイガス回収通路１ａに連通している。このため、クランク室６１のブローバイガスは、このブローバイガス回収通路１ａからブローバイガス導入ホース９３を経てセパレータケース９２内に導入されることになる。

（ブローバイガス排出ホース９５）
ブローバイガス排出ホース９５は、上記セパレータケース９２においてオイルが分離除去された後のブローバイガスを吸気系に導くための配管であって、下流端がサージタンク７２に接続され、ブローバイガスを、サージタンク７２を介してエンジンＥの吸気系に戻すようにしている。

また、このブローバイガス排出ホース９５の上流端部にはＰＣＶバルブ９８が設けられている。このＰＣＶバルブ９８が吸気負圧等によって開弁することによりセパレータケース９２内のブローバイガスがブローバイガス排出ホース９５に流出されてサージタンク７２に導入されるようになっている。

（オイル排出ホース９４）
オイル排出ホース９４は、上述した如くセパレータケース９２内で分離されたオイルをオイルパン１１に戻すためのものであって、図３（ａ）及び図７に示すように（図７ではオイル排出ホース９４を実線で示し、セパレータケース９２及び左バンク２Ｌをそれぞれ仮想線で示している）、上流端が上記セパレータケース９２の側面に形成された上記オイル排出口に接続されている一方、下流端がシリンダブロック１の片側のバンク（本実施形態では左バンク２Ｌ）の後方側の面２１に接続されている。具体的には、シリンダブロック１の左バンク２Ｌの内部には、上端がカム室４１Ｌに、下端がクランク室６１にそれぞれ開口するオイル戻し通路１ｂがシリンダヘッド３Ｌからシリンダブロック１に亘って形成されており、シリンダブロック１の後方側の面２１には、このオイル戻し通路１ｂに連通する接続開口１ｃが形成されている（図７におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である図１０（ａ）参照）。そして、上記オイル排出ホース９４の下流端は、後述するユニオンパイプ９７を介してこの接続開口１ｃに接続され、これによって上記オイル戻し通路１ｂに連通している。このため、セパレータケース９２内で分離されたオイルは、オイル排出ホース９４からオイル戻し通路１ｂを経てオイルパン１１に回収されることになる。このようにして、上記オイル排出ホース９４及びユニオンパイプ９７によって本発明でいうオイル排出管が構成されている。尚、オイル戻し通路１ｂには、カム室４１Ｌ内に供給されて動弁系を潤滑した後のオイルがオイルパン１１に向けて流下している。このため、セパレータケース９２から排出されてオイル排出ホース９４に流れ出たオイルは、カム室４１Ｌからクランク室６１に向けてオイル戻し通路１ｂを流下するオイルと合流した後、このオイル戻し通路１ｂによりオイルパン１１に流下回収されるようになっている。

尚、オイル戻し通路１ｂ内は、カム室４１Ｌからのオイル回収量が多い場合にはオイルで満たされることになるが、通常は、オイル以外に空気も存在している。また、このオイル戻し通路１ｂは、バンク傾斜角に沿って傾斜した通路であるため、このオイル戻し通路１ｂ内を流れるオイルは重力の影響によってこのオイル戻し通路１ｂ内の一方に片寄って流れている。従って、このオイル戻し通路１ｂ内には、その延長方向に直交する断面における上層部分の空気層Ａと下層部分のオイル層Ｏとの２層が存在している（図１０参照）。

−オイル排出ホース９４の接続構造−
本実施形態の特徴は、上記オイル排出ホース９４のシリンダブロック１に対する接続構造にある。このオイル排出ホース９４の下流側端部（シリンダブロック１の後方側の面２１に接続される側の端部）には、略Ｌ字形状の金属製のユニオンパイプ９７が装着されている。図８は、このユニオンパイプ９７を示しており、図８（ａ）が背面図、図８（ｂ）が一部を破断した側面図、図８（ｃ）が正面図である。このユニオンパイプ９７は正面側から上記接続開口１ｃに差し込まれて接続される。また、図９は、オイル排出ホース９４の下流側端部にユニオンパイプ９７が装着された状態を示す断面図である（この図９ではユニオンパイプ９７の背面側を示している）。

これら図に示すように、ユニオンパイプ９７は、中空の略円筒形状の本体部９７ａと、この本体部９７ａの側面に接続され且つオイル排出ホース９４の下流側端部内に挿入されるホース接続部９７ｂと、上記本体部９７ａと同軸上に配設され且つこの本体部９７ａよりも小径とされて、シリンダブロック１に形成された上記接続開口１ｃに嵌め込まれるブロック接続部９７ｃとを備えている。これにより、ホース接続部９７ｂの軸線に対して本体部９７ａ及びブロック接続部９７ｃの軸線が直交するように略Ｌ字形状の配管部材としてユニオンパイプ９７は構成されている。

また、ホース接続部９７ｂには、上記オイル戻し通路１ｂからセパレータケース９２に向かうオイルの逆流を阻止するための逆流防止用フランジ９７ｄが設けられている。このフランジ９７ｄは、上記ホース接続部９７ｂの先端部に一体形成されており、その形状は、ホース接続部９７ｂの内周側に向かって下流側（オイルの流下方向側）に傾斜する擂り鉢形状となっている。そして、このフランジ９７ｄの中央部分にはオイルをオイル戻し通路１ｂに向けて流すための開口９７ｅが形成されている。このように、逆流防止用のフランジ９７ｄが擂り鉢形状に形成されていることにより、このフランジ９７ｄの上部にオイルが滞留し難い構成としている。つまり、フランジ９７ｄを擂り鉢形状に形成すれば、図９の如くホース接続部９７ｂが傾斜する配置状態となった場合であっても、このフランジ９７ｄの上部には殆どオイルＯは滞留しないことになる（図９の仮想線Ｏを参照）。これにより、オイルＯの長期滞留による劣化を回避できる。

そして、このユニオンパイプ９７の特徴は、上記ブロック接続部９７ｃの開口部分の構成にある。図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ブロック接続部９７ｃには、上記セパレータケース９２から排出され、オイル排出ホース９４を経てユニオンパイプ９７に流れ込んだオイルをオイル戻し通路１ｂに流すための開口９７ｆが形成されている。上記ブロック接続部９７ｃの内部の断面形状は略円形であるが、このブロック接続部９７ｃの開口部分にあっては、略半円形状の流路規制板９７ｇが接着または一体形成されている。このため、ブロック接続部９７ｃの開口９７ｆは半円形状となり（図８（ｃ）参照）、ブロック接続部９７ｃの内部空間（略円柱形状の空間）の断面積に対して約半分の開口面積に規制されている。この流路規制板９７ｇの取り付け位置は、ブロック接続部９７ｃの開口のうちのホース接続部９７ｂの配設側（図８（ｃ）における右側半分）となっている。

このようにしてブロック接続部９７ｃの開口９７ｆの開口面積が流路規制板９７ｇによって規制された状態でユニオンパイプ９７がシリンダブロック１の接続開口１ｃに接続された場合、図１０（図１０（ａ）は図７におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ線に対応した位置における断面図）に示すように、開口９７ｆの開放部分はオイル戻し通路１ｂ内に存在するオイル層Ｏに対向することになる。つまり、この開口９７ｆの開放部分はオイル戻し通路１ｂ内の空気層Ａには臨まない状態となる。また、このブロック接続部９７ｃがシリンダブロック１の接続開口１ｃに接続された状態でのユニオンパイプ９７の姿勢としては、図１０（ｂ）に示すように、オイル戻し通路１ｂ内のオイル層Ｏの油面と流路規制板９７ｇの一辺Ｌ（ブロック接続部９７ｃの開口９７ｆの面積を規制している直線形状の一辺）とが略平行となるようにしておくことが好ましい。そのためには、オイル戻し通路１ｂの延長方向（左バンク２Ｌの傾斜方向）に対してユニオンパイプ９７のホース接続部９７ｂの延長方向が略直交するようにユニオンパイプ９７の姿勢を設定しておく。

−ＰＣＶ装置９の動作説明−
次に、上述の如く構成されたＰＣＶ装置９の動作について説明する。エンジンＥの圧縮行程や膨張行程においてシリンダ５Ｌ，５Ｒとピストン５１Ｌ，５１Ｒとの隙間からクランク室６１内に吹き抜けたブローバイガスは、上記ブローバイガス回収通路１ａ及びブローバイガス導入ホース９３を経てセパレータケース９２内に導入される。このセパレータケース９２内のブローバイガス流路９６に流れ込んだブローバイガスは、パンチングプレート９６ｄの開口を通過して流速が上昇し、バッフルプレート９６ｅに衝突することにより、所謂慣性衝突作用によってオイルミストが捕捉される。これにより、ブローバイガスとオイルミストとが分離される。

そして、オイルミストが分離除去されたブローバイガスは、セパレータケース９２内の上流側流路９６ｂから下流側流路９６ｃを経てブローバイガス排出口に達し、ＰＣＶバルブ９８の開放動作に伴ってブローバイガス排出ホース９５に流出されてサージタンク７２より吸気系に導入される。

一方、分離後のオイルは、バッフルプレート９６ｅの下端とロアケース９２ａの底面との間の隙間から下流側に向かって流れ、オイル排出口に達して、オイル排出ホース９４に排出される。

このオイル排出ホース９４の下流端に備えられているユニオンパイプ９７におけるブロック接続部９７ｃの開口９７ｆは、上述した如く流路規制板９７ｇによって開口面積が規制されており、この開口位置は、図１０に示すようにオイル戻し通路１ｂ内に存在するオイル層Ｏに対向している。つまり、この開口９７ｆはオイル戻し通路１ｂ内の空気層Ａには臨んでいない。上記セパレータケース９２の内部にはブローバイガスをエンジンＥの吸気系に戻すための吸入負圧が作用しているため、特にエンジンＥの高回転時にあってはセパレータケース９２の内部圧力はオイル戻し通路１ｂの内部圧力よりも低い状況であるが、上述した如く、ユニオンパイプ９７の開口９７ｆはオイル戻し通路１ｂ内のオイル層Ｏに開口しているため、オイル戻し通路１ｂ内の空気がオイル排出ホース９４を経由してセパレータケース９２内に流れ込むといった状況は生じない。このため、セパレータケース９２で分離したオイルはオイル排出ホース９４を経てオイル戻し通路１ｂに容易に排出されることになる。このようにしてオイル排出ホース９４からオイル戻し通路１ｂに排出されたオイルは、カム室４１Ｌからクランク室６１に向けてオイル戻し通路１ｂを流下するオイルと合流した後、このオイル戻し通路１ｂによりオイルパン１１に流下回収されることになる。

尚、エンジンＥには、クランク室６１内に新気を導入するための新気導入路が形成されており、上述したブローバイガス還元動作に伴って、この新気導入路からクランク室６１内に新気が導入されてクランク室６１の換気が行われている。

以上のように本実施形態では、セパレータケース９２からオイルを排出するオイル排出ホース９４の下流端がオイル戻し通路１ｂにおけるオイル層Ｏに臨むようにしたことで、オイル戻し通路１ｂ内の空気がセパレータケース９２に向けて流れ込むといった状況を防止している。このため、セパレータケース９２内部に備えられたオイル分離機構を通過せずに大量のオイルミストを含んだブローバイガスが吸気系に流入するといったことを防止できて、エンジン出力の低下やオイル消費量の増大を回避することができる。

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。本変形例は、オイル排出ホース９４の下流端の開口面積を小さくする（ユニオンパイプ９７の開口面積を規制する）流路規制板９７ｇの形状が上記実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記実施形態と同様である。従って、ここでは、流路規制板９７ｇの形状についてのみ説明する。

図１１は、本変形例におけるユニオンパイプ９７を示す上記図８に相当する図であり、図１１（ａ）が背面図、図１１（ｂ）が一部を破断した側面図、図１１（ｃ）が正面図である。また、図１２は図１０に相当する図である。

これら図に示すように、本例におけるユニオンパイプ９７のブロック接続部９７ｃの端部に接着または一体形成されている流路規制板９７ｇはブロック接続部９７ｃの外径寸法に略一致する外径を有する円板形状であり、その一部に小径の開口９７ｈが形成されている。この開口９７ｈの形成位置は、流路規制板９７ｇの中心に対して偏心した位置であって、上記ホース接続部９７ｂの配設側とは反対側（図１１（ｃ）における左側位置）となっている。このため、このユニオンパイプ９７のブロック接続部９７ｃをシリンダブロック１の接続開口１ｃに接続した状態では、図１２に示すように、この開口９７ｈがオイル戻し通路１ｂ内に存在するオイル層Ｏに対向することになる。つまり、オイル排出ホース９４の下流端がオイル戻し通路１ｂ内の空気層Ａには臨まないものとなっている。

このような構成によっても上述した実施形態の場合と同様に、オイル戻し通路１ｂ内の空気がオイル排出ホース９４を経由してセパレータケース９２内に流れ込むといった状況は生じず、オイルセパレータ９１で分離したオイルをオイル戻し通路１ｂに容易に排出することが可能になる。

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。上記実施形態及び変形例１では、オイル排出ホース９４の下流端の開口面積を小さくする（ユニオンパイプ９７の開口９７ｆの面積を規制する）ことによって、オイル戻し通路１ｂ内の空気がセパレータケース９２に向けて流れ込むことを防止していた。本変形例はそれに代えて、シリンダブロック１の構成を改良することにより、オイル戻し通路１ｂ内の空気がセパレータケース９２に向けて流れ込むことを防止している。

図１３（ａ）は、シリンダブロック１において、上記ユニオンパイプ９７が接続される接続開口部分及びその周辺（上記シリンダブロック１の後方側の面２１）を示す図である。また、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、ユニオンパイプ９７を仮想線で示している。

これら図に示すように、シリンダブロック１には、一端が上記オイル戻し通路１ｂに開口し他端が接続開口１ｃとなるパイプ形状の接続管１２が突設されており、この接続管１２の外周囲にユニオンパイプ９７のブロック接続部９７ｃが外嵌状態で接続されている。

そして、この接続管１２の内周面の形状としては、下流端部分であるオイル戻し通路１ｂとの接続部分の断面が半円形状となっている。つまり、上述した実施形態の場合と同様に、オイル排出ホース９４からオイル戻し通路１ｂに亘る通路の一部（オイル戻し通路１ｂに臨む通路開口部）が半円形状とされて開口面積が規制されている。これにより、この接続管１２の下流端の開口１２ａが、オイル戻し通路１ｂ内に存在するオイル層Ｏに対向する構成となっている。

このような構成によっても上述した実施形態及び変形例１の場合と同様に、オイル戻し通路１ｂ内の空気がオイル排出ホース９４を経由してセパレータケース９２内に流れ込むといった状況は生じず、オイルセパレータ９１で分離したオイルをオイル戻し通路１ｂに容易に排出することが可能になる。

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例では、本発明に係るＰＣＶ装置９を自動車用Ｖ型エンジンＥに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用直列型エンジン、自動車用水平対向型エンジン等に対しても適用可能である。本発明はオイル戻し通路１ｂ内において空気層Ａとオイル層Ｏとの２層が存在している必要があるので、これらエンジンの場合、オイル戻し通路１ｂが傾斜しているものが対象となる。また、自動車用に限らず、その他のエンジンにも本発明は適用可能である。また、気筒数、Ｖ型エンジンＥにおけるＶバンクの挟み角、その他エンジンＥの仕様は特に限定されるものではない。

また、上述した実施形態及び変形例では、各バンク２Ｌ，２Ｒ間に形成された水平部の上面にセパレータケース９２を設置したＰＣＶ装置９に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ヘッドカバー４Ｌ，４Ｒ内部にセパレータケースを設置し、そのセパレータケースから配管によってオイルを取り出すようにしたＰＣＶ装置に対しても適用可能である。

また、本発明は、オイル排出ホース９４の下流端開口（ユニオンパイプ９７の開口９７ｆ）の全体が常にオイル戻し通路１ｂ内のオイル層Ｏに臨んでいるものには限定されない。例えばエンジンＥの低回転時等のように、セパレータケース９２内とオイル戻し通路１ｂ内との圧力差が比較的小さい場合にはオイル排出ホース９４内でのセパレータケース９２に向かう空気の流れは生じ難いため、このような状況では、オイル排出ホース９４の下流端開口の一部がオイル戻し通路１ｂ内の空気層Ａに臨む構成となっていてもよい。

更には、セパレータケース９２内に配置されるオイル捕捉手段としては、セパレータケース９２内に複数のバッフルプレートを配置してブローバイガス流路を迷路状に構成したものを適用してもよい。また、上記パンチングプレート９６ｄに代えてメッシュ状のプレートを採用してもよい。

実施形態に係るＶ型エンジンをクランク軸の軸心に沿った方向から見たエンジン内部の概略構成を示す図である。 エンジン及び吸排気系の概略を示すシステム構成図である。 セパレータケースの設置状態を示しており、図３（ａ）はエンジンを後方から見た図であり、図３（ｂ）はエンジンを前方から見た図である。 オイルセパレータの斜視図である。 セパレータケースの内部を示す斜視図である。 図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った部分を断面としたセパレータケースの一部を示す斜視図である。 オイル排出ホースを実線で示し、セパレータケース及び左バンクを仮想線で示す斜視図である。 ユニオンパイプを示しており、図８（ａ）は背面図、図８（ｂ）は一部を破断した側面図、図８（ｃ）は正面図である。 オイル排出ホースの下流側端部にユニオンパイプが装着された状態を示す断面図である。 オイル排出ホースのシリンダブロックに対する接続部分を示しており、図１０（ａ）は図７におけるＸ−Ｘ線に対応した位置における断面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ線に対応した位置における断面図である。 変形例１における図８相当図である。 変形例１における図１０相当図である。 変形例２においてシリンダブロックの接続開口部及びその周辺を示しており、図１３（ａ）は外観図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ｂ オイル戻し通路
１１ オイルパン（オイル溜まり部）
２Ｌ，２Ｒ バンク
４１Ｌ カム室
９ ＰＣＶ装置（ブローバイガス還元装置）
９１ オイルセパレータ
９２ セパレータケース
９４ オイル排出ホース
９７ ユニオンパイプ
Ｅ Ｖ型エンジン（内燃機関）
Ｏ オイル層
Ａ 空気層

Claims (5)

1. 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を備え、このオイルセパレータのセパレータケース内を流れる間にオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造であって、
   上記セパレータケース内で分離されたオイルをセパレータケースから取り出すオイル排出管の下流端が、内燃機関本体に形成され且つこの内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路に連通されていることにより、上記セパレータケースから取り出されてオイル排出管を流下したオイルが、上記オイル戻し通路内を流下してきたオイルと合流してオイル溜まり部側へ送られる構成となっている一方、
   上記オイル排出管の下流端は、オイル戻し通路内に存在する空気層及びオイル層のうちのオイル層に開口するように、上記オイル戻し通路の内部空間の断面積に比べて開口面積が小さく設定されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
2. 請求項１記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   オイル戻し通路は傾斜配置されている一方、
   オイル排出管の下流端は、このオイル排出管の内部空間の断面積に比べて開口面積が小さく設定され、且つオイル戻し通路内に存在する空気層とオイル層との境界面に平行な方向からこのオイル戻し通路に連通されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
3. 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を備え、このオイルセパレータのセパレータケース内を流れる間にオイルミストが分離除去されたブローバイガスを内燃機関の吸気系へ送ると共に、分離したオイルを内燃機関のオイル溜まり部側へ送るブローバイガス還元装置のオイル回収構造であって、
   上記セパレータケースには、このセパレータケース内で分離されたオイルを取り出すためのオイル排出管が接続されている一方、内燃機関本体には、この内燃機関本体の内部を潤滑したオイルが流下するオイル戻し通路及びこのオイル戻し通路と上記オイル排出管の下流端とを連通させる連通路が設けられていて、上記セパレータケースから取り出されてオイル排出管を流下し且つ上記連通路を経たオイルが、上記オイル戻し通路内を流下してきたオイルと合流してオイル溜まり部側へ送られる構成となっている一方、
   上記連通路は、オイル戻し通路に対する開口部分が、このオイル戻し通路内に存在する空気層及びオイル層のうちのオイル層内に開口するように、上記オイル戻し通路の内部空間の断面積に比べて開口面積が小さく設定されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
4. 請求項３記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   オイル戻し通路は傾斜配置されている一方、
   連通路におけるオイル戻し通路に対する開口部分は、この連通路の内部空間の断面積に比べて開口面積が小さく設定され、且つオイル戻し通路内に存在する空気層とオイル層との境界面に平行な方向からこのオイル戻し通路に連通されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。
5. 上記請求項１〜４のうち何れか一つに記載のブローバイガス還元装置のオイル回収構造において、
   内燃機関は一対のバンクを有するＶ型内燃機関であって、セパレータケースは各バンクの間に配置されている一方、
   各バンクには、カム室内のオイルをオイル溜まり部に流下させるようにバンク傾斜角度に沿って傾斜するオイル戻し通路が形成されていて、
   オイル排出管の下流端は一方のバンクのオイル戻し通路に対して連通されていることを特徴とするブローバイガス還元装置のオイル回収構造。

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