JP2009197750A - オイルセパレータの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドカバーの裏面側にブローバイガス環流システムのオイルセパレータを設けるに際して、別部品を要することなく、比較的簡単な構成で、オイル戻し通路からのブローバイガスの吹き込みを抑制する。
【解決手段】シリンダヘッドカバー１の裏面の一部をカバー体１０で覆ってオイル分離室２０が形成され、このオイル分離室で分離されたオイルをシリンダヘッド側へ戻すようにした、ブローバイガス環流システムのオイルセパレータの構造において、カバー体にシリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部３０が形成され、該オイル溜まり部の側壁３１に、溜まったオイルをシリンダヘッド側へ戻すためのオイル戻し通路３２が設けられており、該オイル戻し通路は、オイル溜まり部内に開口する内側開口部３３の上端が、シリンダヘッド上方空間に開口する外側開口部３４の下端よりも低く設定されている。
【選択図】図５

Description

この発明は、内燃機関（エンジン）の所謂ブローバイガス環流システムに備えられるオイルセパレータの構造に関する。

従来、エンジンのクランク室側で発生したブローバイガスを吸気側へ環流させるようにした所謂ブローバイガス環流システムは一般に良く知られている。かかるブローバイガス環流システムには、通常、ブローバイガスの吸気側への環流に先立ってブローバイガス中に含まれている潤滑オイル等の油分を分離し除去するために、オイル分離機能を有する所謂オイルセパレータが設けられる。

かかるオイルセパレータの構造として、シリンダヘッドの上方を覆うシリンダヘッドカバーの裏面の少なくとも一部をカバー体で覆って、シリンダヘッドの上方空間からブローバイガスを収集し潤滑オイルを分離するオイル分離室を形成し、このオイル分離室で分離された潤滑オイルをシリンダヘッド側に戻すようにしたものは公知である（例えば特許文献１参照）。

この場合、オイル分離室の下流端部を例えばエンジンの吸気側と連通させることによって、オイル分離室の下流側に負圧を導入し、この負圧を利用してシリンダヘッドの上方空間からオイル分離室内にブローバイガスが収集されるのが一般的である。この収集されたブローバイガスは、オイル分離室の上流側から下流側へ導かれる過程で、オイル分離室内に設けられたバッフルプレートに衝突することにより、ガス中の油分がカバー体の壁面に滴下して分離される。そして、このようにしてオイルが分離除去されたブローバイガスは、エンジンの吸気側へ環流されるようになっている。
特開２００５−１２０８５５号公報

前記オイル分離室で分離された潤滑オイルをシリンダヘッド側に戻す場合、前記カバー体にシリンダヘッド側へ（つまり下方へ）窪む凹状のオイル溜まり部を形成すると共に、このオイル溜まり部の側壁に水平方向の貫通孔でなるオイル戻し通路を設けておき、オイル分離室で分離されてオイル溜まり部に溜まったオイルが、前記オイル戻し通路から溢れて滴下することにより、潤滑オイルがシリンダヘッド側に戻されるようにすることが考えられる。

しかしながら、このような構成では、オイル溜まり部に溜まるオイルの液面が水平方向の貫通孔（オイル戻し通路）の上端位置よりも低い場合には、オイル溜まり部とシリンダヘッド上方空間とが水平方向に真っ直ぐに連通することとなり、シリンダヘッド上方空間のブローバイガスが、オイル分離室内の（例えば前記バッフルプレートで構成される）オイル分離機構を経ることなく直接にオイル溜まり部に吹き込み易くなる。かかるブローバイガスの吹き込みが顕著になると、オイルが分離除去されていないブローバイガスが多量に吸気側へ環流されるおそれがあり、また、オイル溜まり部に溜まったオイルがオイル戻し通路からスムースに溢れ出ることが阻害されるという問題が生じる。

このため、オイル戻し通路からオイル溜まり部内へのブローバイガスの直接の吹き込みを抑制する何らかの機構を付設することが考えられるが、この場合には、一般に別部品が必要となり、また、オイルセパレータの構造も複雑化するという難点があった。

この発明は、かかる技術的課題に鑑みてなされたもので、シリンダヘッドカバーの裏面側にブローバイガス環流システムのオイルセパレータを設けるに際して、別部品を要することなく、比較的簡単な構成で、オイル戻し通路からのブローバイガスの吹き込みを抑制することができるようにすることを、基本的な目的とする。

このため、本願発明に係るオイルセパレータは、シリンダヘッドの上方を覆うシリンダヘッドカバーの裏面の少なくとも一部をカバー体で覆って、前記シリンダヘッドカバーの壁部と前記カバー体とでシリンダヘッドの上方空間からブローバイガスを収集してガス中に含まれるオイルを分離するオイル分離室が形成され、このオイル分離室で分離されたオイルをシリンダヘッド側へ戻すようにした、ブローバイガス環流システムのオイルセパレータの構造において、
前記カバー体にシリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部が形成されており、
該オイル溜まり部の側壁に、オイル溜まり部に溜まったオイルをシリンダヘッド側へ戻すためのオイル戻し通路が設けられ、
該オイル戻し通路は、オイル溜まり部内に開口する内側開口部と、シリンダヘッドの上方空間に開口する外側開口部とを備え、前記内側開口部の上端は前記外側開口部の下端よりも低く設定されている、
ことを特徴としたものである。

この場合において、前記オイル戻し通路は、前記外側開口部と前記内側開口部との間を貫通する斜め方向の貫通孔で形成されていることが好ましい。

また、以上の場合において、より好ましくは、前記カバー体は合成樹脂製である。

本願発明に係るブローバイガス環流システムのオイルセパレータによれば、カバー体のオイル溜まり部の側壁に設けられたオイル戻し通路は、オイル溜まり部内に開口する内側開口部と、シリンダヘッドの上方空間に開口する外側開口部とを備え、内側開口部の上端は外側開口部の下端よりも低く設定されている。従って、オイル溜まり部とシリンダヘッド上方空間とが水平方向に真っ直ぐに連通することがなく、オイル溜まり部内のオイル液位がオイル戻し通路の外側開口部の下端位置よりも低くても、該外側開口部から吹き込まれるブローバイガスは内側開口部に至るまでにオイル戻し通路の途中の壁面に衝突して邪魔されるので、オイル戻し通路からオイル溜まり部内へブローバイガスが直接に吹き込むことが抑制される。すなわち、比較的簡単な構成で、何らの別部品を要することなく、オイル戻し通路からオイル溜まり部内へのブローバイガスの直接の吹き込みを抑制することができる。特に、オイル戻し通路の外側開口部の下端のレベルまでオイル溜まり部内にオイルを溜めることができ、このオイル液位がオイル戻し通路の内側開口部の上端のレベルよりも高くなれば、オイル戻し通路からオイル溜まり部内へのブローバイガスの直接の吹き込みは確実に防止される。

この場合において、前記オイル戻し通路は、好ましくは、外側開口部と内側開口部との間を貫通する斜め方向の貫通孔で形成されているので、非常に簡単な構成で、オイル戻し通路からのブローバイガスの吹き込みを抑制することができる。

また、以上の場合において、より好ましくは、前記カバー体は合成樹脂製であるので、シリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部などもカバー体と一体成形することが可能で、オイルセパレータの生産効率の向上に寄与することができる。

以下、本発明の実施形態をについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係るシリンダヘッドカバーの全体斜視図、図２は前記シリンダヘッドカバー裏面に取り付けられる本実施形態に係るカバー体の平面図である。また、図３は前記カバー体のオイル溜まり部を内側上方から見て示した斜視図、図４は前記カバー体のオイル溜まり部を外側上方から見て示した斜視図である。更に、図５は前記オイル溜まり部に対応する部位にてシリンダヘッドカバーとカバー体との接合構造を示す縦断面図、図６は図５の要部を拡大して示す拡大断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るシリンダヘッドカバー１は、平面視で略矩形状に形成された天井部２と、該天井部２の周縁から垂下する４方の側壁部３と、該側壁部３の下端から略水平に張り出すフランジ部４とを備えており、該フランジ部４の下面溝部４ｇ（後述する図５参照）にシール部材Ｇを装着した上で、フランジ部４をシリンダヘッド（不図示）の側部上端にボルト結合することにより、シリンダヘッドカバー１がシリンダヘッドの上方を覆うように構成されている。

前記シリンダヘッドカバー１の裏面側には、該裏面の少なくとも一部（本実施形態では、天井部２の裏面の一部）を覆うカバー体１０が取り付けられている。図２からも良く分かるように、該カバー体１０は、所定高さの平行な一対の側壁１１，１２と、これら側壁１１，１２の下端部間に掛け渡すように配設された底壁１３とで、上方が開口した、平面視で略Ｌ字形のトンネル状構造体として形成されている。

前記カバー体１０は、Ｌ字形の長辺部１０Ａがシリンダヘッドカバー１の長手方向に略沿い、且つ、長辺部１０Ａの一端部から略直角に延びる短辺部１０Ｂがシリンダヘッドカバー１の幅方向に略沿うように配置した上で、シリンダヘッドカバー１の裏面に取り付けられる。図１から良く分かるように、カバー体１０の長辺部１０Ａ側の端末部１４は開口しているが、短辺部１０Ｂ側の端末部１５は閉塞されている。

本実施形態では、シリンダヘッドカバー１とカバー体１０とは共に合成樹脂製で、両者は、例えば振動溶着法を用いて強固に接合されている。図５から良く分かるように、カバー体１０の側壁１１，１２の上端には、それぞれ所定高さの溶着用突起部１１ｐ，１２ｐが形成され、シリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側には、前記溶着用突起部１１ｐ，１２ｐをそれぞれ収容するために、所定高さの一対の縦壁５ｐで構成される突起収容部５が、カバー体１０の側壁１１，１２の上端の接合位置に対応して延設されている。

そして、カバー体１０の側壁１１，１２の上端に設けた前記溶着用突起部１１ｐ，１２ｐを前記突起収容部５に収容し、カバー体１０の側壁１１，１２をシリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側に押圧した状態で、振動溶着を行うことにより、前記溶着用突起部１１ｐ，１２ｐの先端が溶かされて、シリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側にカバー体１０が接合される。このとき、前記溶着用突起部１１ｐ，１２ｐは前記突起収容部５に収容されているので、溶着バリがシリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側にはみ出すことが防止されている。尚、このような振動溶着法に代えて、例えば接着剤を用いた接合など、他の公知の接合方法を適用することができるのは勿論である。

以上のようにしてシリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側にカバー体１０を取り付けることにより、シリンダヘッドカバー１の天井部２の壁部とカバー体１とでシリンダヘッド上方空間からブローバイガスを収集してガス中に含まれるオイルを分離するオイル分離室２０が形成される。

このオイル分離室２０は、カバー体１０の長辺部１０Ａ側の端末部１４（開口端部）および短辺部１０Ｂ側の端末部１５（閉塞端部）に対応する端部を、それぞれ上流端部２１および下流端部２２とし、この下流端部２２に対向するシリンダヘッドカバー側壁３には、エンジンの吸気側（例えば吸気通路：不図示）に繋がる所謂ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ８が取り付けられている（図１参照）。

このように、ＰＣＶバルブ８を介してオイル分離室２０の下流端部２２の近傍をエンジンの吸気側と連通させることによって、オイル分離室２０の下流側に負圧を導入し、この負圧を利用してシリンダヘッド上方空間からオイル分離室２０内にブローバイガスが収集されるようになっている。

前記カバー体１０には、図２から良く分かるように、多数のバッフルプレートが設けられている。長辺部１０Ａでは、側壁１１，１２から略垂直に張り出す一対の平板状のバッフルプレート１１ａ，１２ａと、側壁１１，１２間の略中央に位置する平面視で略Ｔ字形のバッフルプレート１３ａとが上流側から下流側にかけて交互に配置されている。また、角部および短辺部１０Ｂでは、側壁１１から略垂直に張り出す平板状のバッフルプレート１１ｂと、側壁１２から略垂直に張り出す平板状のバッフルプレート１２ｂとが上流側から下流側にかけて交互に配置されている。

前記バッフルプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａは、好ましくは、カバー体１０と一体成形されている。尚、この代わりに、バッフルプレート１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａをシリンダヘッドカバー１の天井部２の裏面側に、該シリンダヘッドカバー１と一体成形することもできる。

ＰＣＶバルブ８を介してオイル分離室２０の下流側に導入された負圧の作用により、シリンダヘッドの上方空間からオイル分離室２０内に収集されたブローバイガスは、オイル分離室２０の上流端部２１から下流端部２２へ導かれる過程で、オイル分離室２０内に設けられた前記複数のバッフルプレートに衝突することにより、ガス中の油分がカバー体１０の底壁１３上に滴下して分離される。そして、このようにしてオイルが分離除去されたブローバイガスは、前記ＰＣＶバルブ８を介してエンジンの吸気側へ環流されるようになっている。

カバー体１０の底壁１３は、長辺部１０Ａでは、図２において矢印ａで示されるように、上流側の開口端部１４から角部に向かって所定の傾斜角度で下方に傾斜しており、また、短辺部１０Ｂでは、図２において矢印ｂで示されるように、角部から下流側の閉塞端部１５に向かって所定の傾斜角度で下方に傾斜している。カバー体１０の底壁１３がこのように傾斜していることにより、バッフルプレートに衝突し底壁１３上に滴下してガス中から分離されたオイルは、底壁１３に沿って上流側から下流側へスムースに流れる。

本実施形態では、カバー体１０の下流側の閉塞端部１５の近傍に、シリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部３０が形成されている。オイル分離室３０でガス中から分離されたオイルは、底壁１３に沿って上流側から下流側へ流れ、このオイル溜まり部３０内に溜まることになる。

図５及び図６から良く分かるように、このオイル溜まり部３０の側壁３１には、オイル溜まり部３０に溜まったオイルをシリンダヘッド側へ戻すためのオイル戻し通路３２が設けられている。オイル溜まり部３０内のオイル液位が上昇し、オイル戻し通路３２からオイルが溢れ出て滴下することにより、潤滑オイルがシリンダヘッド側に戻されるようになっている。

前記オイル戻し通路３２は、オイル溜まり部３０内に開口する内側開口部３３と、シリンダヘッド上方空間に開口する外側開口部３４とを備えており、より好ましくは、外側開口部３４と内側開口部３３との間を貫通する斜め方向の貫通孔として形成されている。図３及び図４から良く分かるように、本実施形態では、オイル戻し通路３２の内側開口部３３及び外側開口部３４は共に、例えば矩形状に形成されている。

このオイル戻し通路３２は、側壁３１の外側から内側にかけて斜め下方に指向しており、本実施形態では、オイル戻し通路３２の内側開口部３３の上端３３ｃは、外側開口部３４の下端３４ｄよりも低く設定されている。かかる設定を容易に行えるようにするために、オイル戻し通路３２が設けられるオイル溜まり部３０の側壁３１は、カバー体１０の他の部分の側壁１２よりも、板厚が厚く構成されている。

このように、オイル戻し通路３２の内側開口部３３の上端３３ｃを外側開口部３４の下端３４ｄよりも低くなるように設定したので、オイル溜まり部３０とシリンダヘッド上方空間とが水平方向に真っ直ぐに連通することがなく、オイル溜まり部３０内のオイル液位がオイル戻し通路３２の外側開口部３４の下端３４ｄのレベルＬｄ（図６参照）よりも低くても、外側開口部３４から吹き込まれるブローバイガスは内側開口部３３に至るまでにオイル戻し通路３２の途中の壁面に衝突して邪魔されるので、オイル戻し通路３２からオイル溜まり部３０内へブローバイガスが直接に吹き込むことが効果的に抑制される。
特に、オイル戻し通路３２の外側開口部３４の下端３４ｄのレベルＬｄまでオイル溜まり部３０内にオイルを溜めることができ、このオイル液位がオイル戻し通路３２の内側開口部３３の上端３３ｃのレベルＬｃよりも高くなれば、オイル戻し通路３２からオイル溜まり部３０内へのブローバイガスの直接の吹き込みは確実に防止される。

以上のように、本実施形態よれば、オイル戻し通路３２の内側開口部３３の上端３３ｃを外側開口部３４の下端３４ｄよりも低くなるように設定するだけの比較的簡単な構成で、何らの別部品を要することなく、オイル戻し通路３２からオイル溜まり部３０内へのブローバイガスの直接の吹き込みを効果的に抑制することができるのである。

特に、前記オイル戻し通路３２を、好ましくは、外側開口部３４と内側開口部３３との間を貫通する斜め方向の貫通孔で形成したことにより、非常に簡単な構成で、オイル戻し通路３２の内側開口部３３の上端３３ｃを外側開口部３４の下端３４ｄよりも低くなるように設定することができ、オイル戻し通路３２からのブローバイガスの吹き込みを抑制することができる。

尚、オイル戻し通路は、必ずしも斜め方向の貫通孔３２である必要はなく、内側開口部の上端が外側開口部の下端よりも低くなるように設定されていれば、成形性など製造上の理由等により、他の種々な構造を採用することもできる。

また、より好ましくは、前記カバー体１０を合成樹脂製としたことにより、シリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部３０や、オイル分離室２０内のバッフルプレートなどもカバー体１０と一体成形することができ、オイルセパレータの生産効率の向上に寄与することができる。

尚、以上の実施形態では、シリンダヘッドカバー１及びカバー体１０は何れも合成樹脂製であったが、この代わりに、少なくとも何れか一方について、例えば軽合金など、他の種々の公知の材料を用いるようにしても良い。

このように、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や修正を加え得るものであることは言うまでもない。

本発明は、エンジンのブローバイガス環流システムに備えられるオイルセパレータの構造に関するもので、シリンダヘッドカバーの裏面側にブローバイガス環流システムのオイルセパレータを設けるに際して、別部品を要することなく、比較的簡単な構成で、オイル戻し通路からのブローバイガスの吹き込みを抑制することができ、例えば自動車等の車両のブローバイガス環流システムに備えられるオイルセパレータとして、有効に利用することができる。

本発明の実施形態に係るシリンダヘッドカバーの全体斜視図である。 前記実施形態に係るカバー体の平面図である。 前記カバー体のオイル溜まり部を内側上方から見て示した斜視図である。 前記カバー体のオイル溜まり部を外側上方から見て示した斜視図である。 前記オイル溜まり部に対応する部位にてシリンダヘッドカバーとカバー体との接合構造を示す縦断面図である。 図５の要部を拡大して示す拡大断面図である。

符号の説明

１ シリンダヘッドカバー
２ （シリンダヘッドカバーの）天井部
１０ カバー体
２０ オイル分離室
３０ オイル溜まり部
３１ （オイル溜まり部の）側壁
３２ オイル戻し通路
３３ （オイル戻し通路の）内側開口部
３３ｃ 内側開口部の上端
３４ （オイル戻し通路の）外側開口部
３４ｄ 外側開口部の下端

Claims (3)

1. シリンダヘッドの上方を覆うシリンダヘッドカバーの裏面の少なくとも一部をカバー体で覆って、前記シリンダヘッドカバーの壁部と前記カバー体とでシリンダヘッドの上方空間からブローバイガスを収集してガス中に含まれるオイルを分離するオイル分離室が形成され、このオイル分離室で分離されたオイルをシリンダヘッド側へ戻すようにした、ブローバイガス環流システムのオイルセパレータの構造において、
   前記カバー体にシリンダヘッド側へ窪む凹状のオイル溜まり部が形成されており、
   該オイル溜まり部の側壁に、オイル溜まり部に溜まったオイルをシリンダヘッド側へ戻すためのオイル戻し通路が設けられ、
   該オイル戻し通路は、オイル溜まり部内に開口する内側開口部と、シリンダヘッドの上方空間に開口する外側開口部とを備え、前記内側開口部の上端は前記外側開口部の下端よりも低く設定されている、
   ことを特徴とするオイルセパレータの構造。
2. 前記オイル戻し通路は、前記外側開口部と前記内側開口部との間を貫通する斜め方向の貫通孔で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のオイルセパレータの構造。
3. 前記カバー体は合成樹脂製であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルセパレータの構造。

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