JP2009167947A - Oil separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオイルセパレータに関し、特にエンジンに設けられ、オイル分とガス分とを含む流体の気液分離を行うオイルセパレータに関する。 The present invention relates to an oil separator, and more particularly to an oil separator that is provided in an engine and performs gas-liquid separation of a fluid containing an oil component and a gas component.
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。 Conventionally, an automobile engine is provided with a PCV device for guiding blow-by gas blown into a crankcase through a gap between a cylinder and a piston to an intake system (blow-by gas reduction device). Through this PCV device, blow-by gas containing carbon monoxide, hydrocarbons, etc. is sent to the intake system and combustion chamber of the engine, so that the blow-by gas is prevented from being released into the atmosphere and stored in the oil pan. The deterioration of the engine oil is prevented.
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作用を生じることにより、オイルミストが捕捉されるようになっている。 Moreover, the PCV apparatus is provided with an oil separator as disclosed in Patent Document 1 below, and oil mist in blow-by gas is separated by an oil separation means included in the oil separator. The separated oil mist (oil) is sent to an oil reservoir such as an oil pan, and the blow-by gas from which the oil mist has been separated and removed is returned to the intake system of the engine. As this oil separation means, for example, a blow-by gas flow path configured by a plurality of baffle plates in a maze shape or a punching plate is arranged, and the blow-by gas flows inside the oil separator. The oil mist is trapped by causing an inertial collision action while moving.
上記のようなオイル分離手段は、オイルセパレータ内に、バッフルプレートやパンチングプレートなどのプレートを圧着することにより製造されることが多い(カシメ工程)。しかしながら、オイルセパレータの多くは樹脂で形成されるため、カシメ工程を行う際にオイルセパレータが溶融してしまうことがある。また、エンジンの動作中に発生する熱により、プレートとオイルセパレータとの間の固定力が弱まり、プレートがオイルセパレータから脱落するおそれもある。 The oil separating means as described above is often manufactured by crimping a plate such as a baffle plate or a punching plate in an oil separator (caulking process). However, since many oil separators are formed of resin, the oil separator may melt when the caulking process is performed. Further, the heat generated during the operation of the engine weakens the fixing force between the plate and the oil separator, and the plate may fall off the oil separator.
これに対し、特開平7−180609号公報には、エンジン用ヘッドカバー内側に設けられるブリーザーチャンバを樹脂で一体化構造とする技術が提案されているが、この技術では、ブリーザーチャンバをブロー成形により形成するため、例えば、サイクロン式のオイルセパレータなどの複雑な構造を有するオイルセパレータを製造するのは困難である。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-180609 proposes a technique in which the breather chamber provided inside the engine head cover is integrated with resin. In this technique, the breather chamber is formed by blow molding. Therefore, for example, it is difficult to manufacture an oil separator having a complicated structure such as a cyclonic oil separator.
したがって、上記複雑な構造のオイルセパレータは、従来、ヘッドカバーとは別に製造せざるを得ず、当該オイルセパレータをエンジン(ヘッドカバー)に搭載するときには両者をボルト等で締結する必要があった。これにより、エンジン全体の重量の増加やコストの増加を招くおそれがあった。 Therefore, conventionally, the oil separator having a complicated structure has to be manufactured separately from the head cover, and when the oil separator is mounted on the engine (head cover), both of them have to be fastened with bolts or the like. This may cause an increase in the weight of the entire engine and an increase in cost.
更に、ヘッドカバーをアルミ鋳物やダイキャスト等で製造し、オイルセパレータを樹脂等で製造する場合には、両部材の組付けを容易にするためにオイルセパレータとヘッドカバーの製造誤差を考慮した設計を行う必要があった。しかしながら、このように製造誤差を考慮すると、オイルセパレータとヘッドカバーとの間に隙間が開いてしまう可能性があるため、その隙間分だけセパレータの容積を小さくせざるを得なかった。このようなセパレータの容積の減少は、ガスの流速の効果的な低減やオイルミストとガスの効果的な分離を阻害する一因となるおそれがある。 Furthermore, when the head cover is manufactured by cast aluminum, die cast, etc., and the oil separator is manufactured by resin, etc., design is performed in consideration of manufacturing errors between the oil separator and the head cover in order to facilitate assembly of both members. There was a need. However, considering the manufacturing error in this way, there is a possibility that a gap may be formed between the oil separator and the head cover. Therefore, the volume of the separator has to be reduced by the gap. Such a reduction in the volume of the separator may contribute to an effective reduction in the gas flow rate and an obstacle to the effective separation of the oil mist and the gas.
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、ボルト等を用いず、かつヘッドカバーとの間に隙間を形成せずにヘッドカバーに対して一体的に固定可能で、内部空間を広くとることが可能なオイルセパレータを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and can be integrally fixed to the head cover without using a bolt or the like and without forming a gap between the head cover and widening the internal space. An object is to provide an oil separator that can be removed.
上記課題を解決するために、本発明のオイルセパレータは、エンジンに設けられ、オイル分とガス分とを含む流体の気液分離を行うものであって、前記エンジンのヘッドカバーを射出成形用の型として用い、前記ヘッドカバーの内側に樹脂を射出成形することにより形成されるオイルセパレータ本体と、前記オイルセパレータ本体に固定され、前記オイルセパレータ本体との間に前記気液分離のための空間を形成する蓋体と、を備え、前記ヘッドカバーにはその内側から係合孔が形成され、当該係合孔内にも前記オイルセパレータ本体を形成する樹脂が充填されることにより、前記オイルセパレータ本体と前記ヘッドカバーとの間が一体的に固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an oil separator according to the present invention is provided in an engine and performs gas-liquid separation of a fluid containing an oil component and a gas component, and the head cover of the engine is a mold for injection molding. Used as an oil separator body formed by injection molding resin inside the head cover, and fixed to the oil separator body, forming a space for gas-liquid separation between the oil separator body An engagement hole is formed from the inside of the head cover, and the oil separator body and the head cover are filled by filling the resin forming the oil separator body in the engagement hole. It is characterized by being integrally fixed.
これによれば、エンジンのヘッドカバーを射出成形用の型として用い、その内側に樹脂を射出成形してオイルセパレータ本体を形成することにより、オイルセパレータとヘッドカバーとの間の隙間を無くすことができるので、その分オイルセパレータ内の空間を広く取ることができる。また、ヘッドカバーの内側から形成された係合孔に、オイルセパレータ本体を形成する樹脂が充填されることにより、オイルセパレータ本体とヘッドカバーとの間が一体的に固定されているので、オイルセパレータ本体をヘッドカバーに対して固定する際に、ボルト等を用いる必要が無く、軽量化及び/又はコスト低減を図ることが可能となる。 According to this, the gap between the oil separator and the head cover can be eliminated by using the engine head cover as a mold for injection molding and forming the oil separator body by injection molding the resin inside. Therefore, the space in the oil separator can be widened. In addition, since the engagement hole formed from the inside of the head cover is filled with the resin that forms the oil separator body, the oil separator body and the head cover are integrally fixed. When fixing to the head cover, there is no need to use a bolt or the like, and it becomes possible to reduce the weight and / or reduce the cost.
この場合において、前記係合孔は、前記ヘッドカバーの内側から形成された第1の径を有する第1孔部と、前記第1の径よりも大きい第2の径を有し、前記第1孔部と連通する第2孔部とを有していても良い。 In this case, the engagement hole has a first hole portion having a first diameter formed from the inside of the head cover, a second diameter larger than the first diameter, and the first hole. You may have the 2nd hole part connected with a part.
本発明のオイルセパレータでは、前記オイルセパレータ本体と、前記蓋体との間を、振動溶着により固定しても良い。かかる場合には、オイルセパレータ本体と蓋体との間を、ボルトやネジを用いずに固定するので、軽量化及び/又はコスト低減を図ることが可能となる。 In the oil separator of the present invention, the oil separator body and the lid may be fixed by vibration welding. In such a case, the oil separator main body and the lid are fixed without using bolts or screws, so that it is possible to reduce the weight and / or reduce the cost.
また、本発明のオイルセパレータでは、前記オイルセパレータ本体と前記蓋体との間に形成された空間には、前記流体が入り込むための浸入口と、前記分離されたオイル分を排出する排油口と、前記分離されたガス分が排出される排気口と、が形成された隔離室が設けられていても良い。この場合において、前記隔離室が、前記流体の渦流を形成する渦流形成室であっても良い。かかる場合には、渦流形成室のような複雑な形状を有する隔離室であっても、ボルト等を用いること無く、かつ隙間無く、ヘッドカバーに固定することが可能となる。 In the oil separator according to the present invention, the space formed between the oil separator main body and the lid body may have an inlet for allowing the fluid to enter, and an oil outlet for discharging the separated oil. And an isolation chamber formed with an exhaust port through which the separated gas is discharged. In this case, the isolation chamber may be a vortex forming chamber that forms a vortex of the fluid. In such a case, even an isolation chamber having a complicated shape such as a vortex forming chamber can be fixed to the head cover without using a bolt or the like and without a gap.
本発明によれば、ボルト等を用いず、かつヘッドカバーとの間に隙間を形成せずにヘッドカバーに対して一体的に固定可能で、内部空間を広くとることが可能なオイルセパレータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oil separator that can be fixed integrally to a head cover without using a bolt or the like and without forming a gap between the head cover and can take a wide internal space. Can do.
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6(b)に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明のオイルセパレータを備えるエンジン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、動弁機構18を有するシリンダヘッド20と、シリンダヘッド20の上部を閉塞して動弁機構18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。このうち、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内に漏出した混合気(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、オイルが分離されたガスのみをブローバイガス還元装置に送出するためのものである。
FIG. 1 schematically shows an
図2は、ヘッドカバー22の一部を斜視図にて示す図であり、図3(a)は、図2のA−A線断面図であり、図3(b)は、図2のB−B線断面図である。これらの図を総合すると分かるように、オイルセパレータ24は、その上面部に設けられた複数の係合部26及び28が、ヘッドカバー22に貫通形成された係合孔22a、22bそれぞれに係合した状態で、ヘッドカバー22に対して一体的に固定されている。係合孔22aは、図3(a)に示すように、ヘッドカバー22の内側から形成された所定径の第1孔部122aと、この第1孔部122aに連通する、前記所定径よりも大きい径を有する第2孔部122bとを含む断面T字状の孔であり、また、係合孔22bは、図3(b)に示すように、ヘッドカバー22の内側から形成された第3孔部122cと、この第3孔部122cに連通する、第3孔部122cの径よりも大きい径を有する第4孔部122dとを含む断面T字状の孔である。
2 is a perspective view of a part of the
次に、オイルセパレータ24の構成について具体的に説明する。オイルセパレータ24は、図3(a)、図3(b)に示すように、樹脂により形成され、下側が開放された略箱状の形状を有するオイルセパレータ本体32と、オイルセパレータ本体32の下部開口を閉塞するような状態で固定された、樹脂製のバッフルプレート34と、オイルセパレータ本体32とバッフルプレート34とにより形成された空間(PCVルーム)40内に設けられた接線流入式のサイクロンセパレータ36と、を有している。なお、図3(a)では、便宜上、サイクロンセパレータ36の図示を省略している(図6(a)も同様)。
Next, the configuration of the
オイルセパレータ本体32は、その上面に前述した係合部26、28を有している。このうち、係合部28は、他の係合部26よりも一回り大きく設定され、かつ、上下方向に沿って排気通路28aが貫通形成されている。この排気通路28aはその一部(略上半部)がネジ穴状になっており、当該ネジ穴状の部分には、図3(b)に示すように、排気管42の一端が接続(螺合)されている。
The oil separator
バッフルプレート34は、樹脂から形成され、その一部には、図3(b)に示すように、ブローバイガスBGを空間40内に浸入させるための開口34aと、ブローバイガスBGから分離されたオイルミスト(オイル液滴)を空間40外に排出するための排油口34bとが貫通形成されている。
The
サイクロンセパレータ36は、樹脂により形成されており、不図示であるが、その内壁には、ブローバイガスBGの渦流を形成するための構成(内壁に沿って複数の平板を並べた構成)が設けられている。また、サイクロンセパレータ36には、その内部と外部とを連通する状態で、ブローバイガスBGを内部に導く浸入口36aが形成されている。このサイクロンセパレータ36内に、浸入口36aを介して外部(空間40内)からブローバイガスBGが導入されると、サイクロンセパレータ36内ではブローバイガスBGの流れが、直線流から渦流に変化するため、ブローバイガスBGは、サイクロンセパレータ36の内壁に沿って回転速度を増しながら螺旋状に下降する。そして、ブローバイガスBGがサイクロンセパレータ36の最下端近傍に到達すると、反転上昇し、サイクロンセパレータ36の略中心部を回転しながら上昇する。このとき、ブローバイガスBG中に微小粒子として含まれるオイルミスト(オイル液滴)は、旋回運動によって遠心力を得てサイクロンセパレータ36の内壁に向かって水平方向に移動し、前述した内壁に沿って並べられた平板に衝突することにより運動量を失い、平板を伝って流下する。その後、オイルは、排油口34bから排出されオイルパン14に戻される。このようにしてブローバイガスBGの気液分離が行われ、サイクロンセパレータ36の略中心部を上昇するガス(オイルミスト(オイル液滴)が分離されたガス)は、排気通路28a及び排気管42を介してエンジン10外部の不図示のブローバイガス還元装置に送られるようになっている。
Although the
次に、上述したように構成されるオイルセパレータ24の製造方法について図4(a)〜図6(b)に基づいて説明する。
Next, the manufacturing method of the
このオイルセパレータ24の製造に際しては、まず、図4(a)に示すように、ヘッドカバー22を上下逆さまにした状態で作業台44上に載置する。次いで、図4(b)に示すように、ヘッドカバー22の内壁に対して所定間隔をあけた状態で、上型46を配置する。この上型46は、ヘッドカバー22の内壁の形状を一回り小さくした形状を有している。
In manufacturing the
なお、上記のように上型46を配置する際には、図4(c)に示すように、ヘッドカバー22の係合孔22b内に、一部(略下半分)がネジ状に加工された型(「ネジ型」と呼ぶ)48を配置しておく。この場合、ネジ型48の上端部が、上型46の下面に接触するようにしておく必要がある。
When the
次いで、図5(a)、図5(b)に示すように、上型46とヘッドカバー22との間の隙間に樹脂を充填(射出成形)することにより、オイルセパレータ本体32を成形する。ここで、ヘッドカバー22は、樹脂の射出成形を行うための下型としての機能を果たしている。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the oil separator
本実施形態においては、図5(a)、図5(b)に示すように係合孔22a,22b内にも樹脂が充填されることから、当該係合孔22a,22bとその内部に充填された樹脂(係合部26,28に相当)とが係合することにより、オイルセパレータ本体32をヘッドカバー22に一体的に固定することができる。また、ヘッドカバー22を下型として用いているため、ヘッドカバー22とオイルセパレータ本体32との間には、隙間が一切生じないようになっている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, since the resin is also filled in the
その後、射出成形が終了した段階で、上型46とネジ型48とを取り除くとともに、図6(a)に示すように、オイルセパレータ本体32の上部開口(図1では下部開口)を閉塞する状態で、樹脂製のバッフルプレート34を載置する。そして、バッフルプレート34又はヘッドカバー22を微振動させ、当該振動により発生する摩擦熱を利用してオイルセパレータ本体32とバッフルプレート34との間を溶着(振動溶着)する。
Thereafter, when the injection molding is completed, the
なお、前述のように、サイクロンセパレータ36は、オイルセパレータ本体32及びバッフルプレート34と同様、樹脂により形成されていることから、バッフルプレート34を振動溶着する際に、サイクロンセパレータ36を図6(b)に示す位置に配置しておくことで、サイクロンセパレータ36とバッフルプレート34との間、及びサイクロンセパレータ36とオイルセパレータ本体32との間を振動溶着することができる。
As described above, since the
以上説明したように、本実施形態によると、エンジン10のヘッドカバー22を射出成形用の型として用い、その内側に樹脂を射出成形することによりオイルセパレータ本体32を形成することとしているので、オイルセパレータ本体32とヘッドカバー22との間の隙間を無くすことができる。これにより、オイルセパレータ24内の空間40の容積を大きくとることが可能である。
As described above, according to the present embodiment, the oil separator
また、本実施形態によると、ヘッドカバー22の内側から外側にかけて形成された係合孔22a,22bに、オイルセパレータ本体32を形成する樹脂の一部(係合部26,28)が充填されることにより、オイルセパレータ本体32とヘッドカバー22との間が固定されることから、オイルセパレータ本体32をヘッドカバー22に対して固定する際に、ボルト等を用いる必要が無い。これにより、オイルセパレータを固定する手間が省けるとともに、エンジン10全体の軽量化、コスト低減を図ることが可能である。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態では、オイルセパレータ本体32と、バッフルプレート34(サイクロンセパレータ36)との間を振動溶着により固定することとしているので、オイルセパレータ本体32とバッフルプレート34(サイクロンセパレータ36)との間を、ボルトやネジを用いずに固定することができる。この点からも、エンジン10全体の軽量化やコスト低減を図ることが可能である。
In the present embodiment, the oil separator
なお、上記実施形態では、サイクロンセパレータ36をオイルセパレータ本体32とは別に作成し、振動溶着によりオイルセパレータ本体32等に対して固定する場合について説明したが、これに限らず、上型46の一部に予めサイクロンセパレータ36を射出成形するための型を形成しておき、オイルセパレータ本体32の作成と同時に、射出成形によって形成するようにしても良い。また、上記実施形態では、空間(PCVルーム)40内に、サイクロンセパレータ36を設けた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、空間40内に複数のバッフルプレートを設けることにより、迷路状のブローバイガス流路を形成したり、パンチングプレートを配置するような構成を採用しても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、係合孔22aが、ヘッドカバー22の内側から外側にかけて貫通する貫通孔である場合について説明したが、これに限らず、係合孔22aは、外側に貫通していなくても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
上述した実施形態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。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 エンジン
22 ヘッドカバー
22a,22b 係合孔
24 オイルセパレータ
28a 排気口(排気通路)
32 オイルセパレータ本体
34 バッフルプレート(蓋体)
34b 排油口
36 サイクロンセパレータ(隔離室、渦流形成室)
36a 浸入口
40 空間
10
32
34b
Claims (5)
前記エンジンのヘッドカバーを射出成形用の型として用い、前記ヘッドカバーの内側に樹脂を射出成形することにより形成されるオイルセパレータ本体と、
前記オイルセパレータ本体に固定され、前記オイルセパレータ本体との間に前記気液分離のための空間を形成する蓋体と、を備え、
前記ヘッドカバーにはその内側から係合孔が形成され、当該係合孔内にも前記オイルセパレータ本体を形成する樹脂が充填されることにより、前記オイルセパレータ本体と前記ヘッドカバーとの間が一体的に固定されていることを特徴とするオイルセパレータ。 An oil separator provided in an engine for performing gas-liquid separation of a fluid containing oil and gas,
An oil separator body formed by injection molding a resin inside the head cover, using the engine head cover as a mold for injection molding;
A lid that is fixed to the oil separator body and forms a space for the gas-liquid separation between the oil separator body,
An engagement hole is formed in the head cover from the inside, and the engagement hole is filled with a resin that forms the oil separator body so that the oil separator body and the head cover are integrated with each other. Oil separator characterized by being fixed.
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