JP2012036738A - ブローバイガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストな構成で吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができるとともに、クランク室内の換気性能に優れたブローバイガス還流装置を提供する。
【解決手段】チェーンケース１２が前端に取り付けられたエンジン１に設けられ、クランク室２０内に吸気通路２６ａから新気を導入することによりクランク室２０内のブローバイガスの換気を行うとともに、カム室２２からブローバイガスを吸気通路２６ａに還流させるＰＣＶ装置３０であって、クランク室２０とカム室２２とがチェーン室２１を介してエンジン１の前端側Ｆｒで連通し、クランク室２０とチェーン室２１とカム室２２とにより構成されるブローバイガス還流通路３３と、ブローバイガス還流通路３３の下流に設けられ、ブローバイガスに含まれるオイル成分を分離するオイルセパレータ３５とを備え、新気導入口３２がエンジン１の後端側Ｒｒに設けられた構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブローバイガス還流装置に関し、特に、内燃機関のクランク室内に発生するブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還流装置に関する。

一般に、自動車等に搭載された内燃機関においては、機関運転に伴いピストンとシリンダ内壁との間から混合気がクランクケース内のクランク室に漏出し、いわゆるブローバイガスが発生する。このブローバイガスには、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等が含まれており、これをそのまま大気中に放出すると環境汚染の原因となり得る。このため、ブローバイガスを吸気系に還流して再度燃焼室に送り込み、再度燃焼させることにより、ブローバイガスの大気中への放出を防止するようにしている。

近年では、クランク室内に新気（外気）を導入してクランク室内を強制的に換気することにより、ブローバイガスによるエンジンオイルの劣化の発生を抑制したブローバイガス還流装置（以下、ＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｒａｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）装置という）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のＰＣＶ装置は、吸気ダクト側からカム室およびエンジン本体前方に配置されたチェーンケース内を介してクランク室内に新気を導入し、エンジン本体後方に設けられたブローバイガス排出通路およびカム室を介してブローバイガスを吸気系に排出するようになっている。これにより、クランク室内の換気性を向上させることができる。

また、ＰＣＶ装置により吸気系に還流させられるブローバイガスには、エンジンオイルなどのオイルミストが含まれており、これをそのまま吸気系に導入させると、これがデポジットとなって吸気通路の内面や各気筒に備えられた吸気バルブに堆積する等の弊害が生じる。このため、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを分離、回収する、いわゆるオイルセパレータが設けられたＰＣＶ装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０８−３２６５２０号公報 特開２００９−２９３５４９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載のＰＣＶ装置にあっては、新気導入口をチェーンケース側に設けるとともにブローバイガス排出口をエンジン本体後方に設けているものの、新気導入口とブローバイガス排出口とがカム室を介して連通している。このため、カム室内に新気とブローバイガスの平衡箇所が生じ、オイルミストを含むブローバイガスがカム室内に滞留する可能性がある。その結果、例えば吸気バルブのバルブシャフトとシリンダヘッドとの間の隙間を介して吸気ポートにブローバイガスが漏出し、このブローバイガスに含まれるオイル成分が吸気バルブや吸気ポートの内壁面に付着することによりデポジット（以下、吸気デポジットという）が発生するという問題があった。

また、エンジンの運転状態によって、吸気通路の負圧とクランク室の内圧との間の圧力バランスが変わった場合には、例えば新気導入口から導入された新気がクランク室内を通らず、カム室内で連通したブローバイガス排出口から短絡的に吸気系に戻されるなど、本来の目的と異なる流れとなってしまいクランク室内の換気が不十分となるという問題があった。

また、上述の特許文献２に記載のＰＣＶ装置にあっては、クランク室とオイルセパレータ内のセパレータ室とが直接、連通しており、大量の小径なオイルミストを含んだブローバイガスがクランク室からセパレータ室に直接導入されることとなる。このため、ブローバイガスに含まれる小径なオイルミストの全てをオイルセパレータにおいて分離することは困難である。つまり、オイルセパレータのセパレータ室に導入されるオイルミストの大半が小径であり、その質量も小さいため、慣性衝突作用によりバッフルプレートでオイルミストの全てを捕集することは困難である。したがって、オイルミストの分離が不十分となり、吸気デポジットの発生につながる。このようなデポジットの発生を抑制するためには、例えばオイルセパレータにフィルタを設けたり、あるいはオイルセパレータ自体の構成を複雑化させる必要が生じ、オイルセパレータのコストアップを避けることができない。この結果、ＰＣＶ装置自体の低コスト化を図ることができないという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、低コストな構成で吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができるとともに、クランク室内の換気性能に優れたブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。

本発明に係るブローバイガス還流装置は、上記目的達成のため、（１）カムシャフトを駆動するタイミングチェーンを内蔵するチェーンケースが一端に取り付けられた内燃機関に設けられ、前記内燃機関のクランク室内に吸気系から新気を導入することにより前記クランク室内のブローバイガスの換気を行うとともに、前記カムシャフトを内蔵するカム室から前記ブローバイガスを前記吸気系に還流させるブローバイガス還流装置であって、前記カム室と前記クランク室とが前記チェーンケース内の空間を介して前記内燃機関の一端側で連通し、前記クランク室と前記空間と前記カム室とにより構成されるブローバイガス還流通路と、前記ブローバイガス還流通路の下流に設けられ、前記カム室から前記吸気系に還流するブローバイガスに含まれるオイル成分を分離するオイルセパレータと、を備え、前記クランク室内に前記新気を導入するための新気導入口が前記内燃機関の一端側と反対側の他端側に設けられている構成を有する。

この構成により、本発明に係るブローバイガス還流装置は、カム室とクランク室とがチェーンケース内の空間を介して内燃機関の一端側で連通し、ブローバイガス還流通路がこれらクランク室、チェーンケース内の空間およびカム室により構成されており、かつクランク室内に新気を導入するための新気導入口が内燃機関の一端側と反対側の他端側に設けられている。このため、クランク室に新気を直接導入し、導入された新気とともにブローバイガスをチェーンケース内の空間を介してカム室に流通させることができ、クランク室内の換気性能を向上させることができる。

また、本発明に係るブローバイガス還流装置は、クランク室内のブローバイガスをチェーンケース内の空間を通過させるようにしたので、従来のように内燃機関内に形成された専用のブローバイガス排出通路と比べて、ブローバイガスに含まれるオイルミストとの接触面積を拡大させることができる。このため、クランク室内のブローバイガスをチェーンケース内の空間を通過させることで、凝集によりオイルミストの粒径を大径化させることができ、カム室に導入される小径なオイルミストを減少させることができる。したがって、ブローバイガス還流通路の下流に設けられたオイルセパレータによるオイルミストの捕集効率を向上させることができる。すなわち、オイルの分離性能を向上させることができる。その結果、吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができる。

さらに、本発明に係るブローバイガス還流装置は、クランク室内のブローバイガスをチェーンケース内の空間を通過させるだけの簡単な構成により、上述の通り、オイルの分離性能を向上させることができるので、オイルセパレータの構造を複雑化させる必要がない。したがって、オイルセパレータのコストアップを防止することができ、ひいてはブローバイガス還流装置自体の低コスト化を図ることができる。

本発明によれば、低コストな構成で吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができるとともに、クランク室内の換気性能に優れたブローバイガス還流装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの概略側面断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシリンダブロックを下方から見た底面図である。 図２に示す新気導入口の他の形状を示すシリンダブロックの底面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るオイルセパレータの概略を示す概略斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＶバルブを示す断面図であって、（ａ）は、開弁状態を示す図であり、（ｂ）は、閉弁状態を示す図である。 クランク室内のブローバイガスに含まれるオイルミスト量を示すグラフである。 チェーン室通過後のブローバイガスに含まれるオイルミスト量を示すグラフである。 オイルセパレータ通過前後のオイルミストの持ち去り量の分布を示す図である。 ラビリンス構造のオイルセパレータの捕集効率を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの概略側面断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る切換バルブを示す概略図であって、（ａ）は、吸気通路とクランク室とを連通させた切換状態を示す図であり、（ｂ）は、セパレータ室と吸気通路とを連通させた切換状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＶ装置を示す図であり、本発明を車両用の内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジン（以下、単にエンジン１という）に適用した場合を例示するものである。

図１に示すように、エンジン１は、車両のエンジンルーム内に縦置きに配置されており、図１ではエンジン１の側面断面図を示している。エンジン１は、シリンダブロック１０と、クランクケース１１と、チェーンケース１２と、シリンダヘッド１３と、ヘッドカバー１４と、ＰＣＶ装置３０とを含んで構成されている。

シリンダブロック１０には、複数（例えば４つ）のシリンダ１０ａが配設されており、これら各シリンダ１０ａの内部には、ピストン１５が往復動可能に収容されている。各ピストン１５は、コネクティングロッド１６を介して、クランクシャフト１７に動力伝達可能に連結されている。

クランクケース１１は、シリンダブロック１０の下部に取り付けられており、その内部にクランク室２０が画成されている。このクランクケース１１の下部には、オイルパン１８が取り付けられており、このオイルパン１８には、潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルともいう）が収容されている。

チェーンケース１２は、エンジン１の一端側、すなわちエンジン１の前端側（図中、Ｆｒで示す）に取り付けられており、チェーンケース１２内の空間、すなわちチェーンケース１２とシリンダブロック１０の前端壁１０ｂとにより画成されるチェーン室２１に、タイミングチェーン１９が内蔵されている。タイミングチェーン１９は、クランクシャフト１７の一端に取り付けられたクランクスプロケット１７ａと、後述する一対のカムシャフト２４の一端に取り付けられたカムスプロケット２４ａとに巻き掛けられており、クランクシャフト１７の回転に伴い、後述するカムシャフト２４を回転駆動させるようになっている。

シリンダヘッド１３は、シリンダブロック１０の上端部に設置され、さらにヘッドカバー１４は、シリンダヘッド１３の上端部に設置されている。また、シリンダヘッド１３およびヘッドカバー１４の内部には、シリンダヘッド１３とヘッドカバー１４とにより画成されたカム室２２が形成されている。このカム室２２には、一端にカムスプロケット２４ａが取り付けられた一対のカムシャフト２４が内蔵されている。また、シリンダヘッド１３には、図示しない吸気バルブおよび排気バルブが設けられており、カムシャフト２４の回転に応じて、これら吸気バルブおよび排気バルブが図示しない吸気ポートおよび排気ポートのそれぞれを開閉するようになっている。また、前述の吸気ポートには、吸気管２６が接続されており、吸気管２６内に形成された吸気通路２６ａが吸気ポートと連通している。さらに、この吸気管２６内には、吸気の流量を調節するスロットルバルブ２７が設けられている。吸気管２６の上流側には、粉塵等を除去するための図示しないエアクリーナが設けられている。本実施の形態においては、吸気通路２６ａ、吸気ポートおよび吸気バルブを総称して吸気系という。

一般に、ＰＣＶ装置により吸気系に還流されるブローバイガス中にオイル成分が大量に含まれていると、そのオイル成分が吸気バルブや吸気ポートの内壁面に付着し、吸気デポジットの発生原因となる。特に、このような吸気デポジットが吸気系の中でも吸気バルブに堆積すると、その影響が大きく、以下のような弊害を生じさせる。すなわち、吸入空気量の減少を招来し、エンジン出力の低下やレスポンスの悪化などの弊害が生ずる。また、過渡運転時における空燃比のずれや熱効率の低下、さらには吸気バルブの動作不良、閉弁時の気密性の悪化など、様々な弊害が生ずる。

本実施の形態では、上記のような弊害を生じさせる吸気デポジットの発生を抑制するために、ＰＣＶ装置３０を以下のような構成とした。

ＰＣＶ装置３０は、一端が吸気管２６に接続され、他端がエンジン１の後端側（図中、Ｒｒで示す）でシリンダブロック１０に接続された新気導入管３１と、クランク室２０およびチェーン室２１ならびにカム室２２により構成されたブローバイガス還流通路３３と、ブローバイガスに含まれるオイルミストなどのオイル成分を分離・除去するオイルセパレータ３５と、ヘッドカバー１４に取り付けられたＰＣＶバルブ３７と、ＰＣＶバルブ３７および吸気管２６に接続されたブローバイガス排出管３８とを含んで構成されている。

新気導入管３１は、その内部に新気導入通路３１ａが形成されており、吸気通路２６ａから新気をクランク室２０に導入するための配管である。新気導入通路３１ａの一端は、スロットルバルブ２７よりも上流側の吸気通路２６ａと連通している。また、新気導入通路３１ａの他端は、新気導入口３２を介してクランク室２０と連通している。これにより、クランク室２０内の換気が可能とされる。

新気導入口３２は、具体的には、図２に示すように、チェーンケース１２が取り付けられたエンジン１の前端側Ｆｒと反対側のエンジン１の後端側Ｒｒ、すなわちシリンダブロック１０の後端壁部下方に形成されている。エンジン１の運転時にあっては、クランクシャフト１７の回転に伴う遠心力により、図中Ｒ、Ｌ方向にオイルが飛散する。このため、新気導入口３２をシリンダブロック１０の後端壁部に形成することで、クランク室２０（図１参照）への新気導入時、新気の勢いによる霧吹効果によって新たなオイルミストの発生を抑制することができる。

また、新気導入通路３１ａは、その一部がシリンダブロック１０の後端壁部の内部に形成されている。そして、シリンダブロック１０の後端壁部の内部に形成された新気導入通路３１ａは、エンジン１の後方に配置された図示しないフライホイールなどと干渉しないようシリンダブロック１０の側方（本実施の形態では、図中、Ｒで示す側）で新気導入管３１内に形成された新気導入通路３１ａに接続される。なお、シリンダブロック１０内の新気導入通路３１ａは、図中、Ｌで示す側で新気導入管３１内の新気導入通路３１ａに接続されるものであってもよい。さらに、本実施の形態では、シリンダブロック１０内の新気導入通路３１ａを直線状の通路としたが、これに限らず、例えば図３に示すように、シリンダブロック１０内で略Ｌ字状に屈曲した通路であってもよく、任意の形状とされる。

図１に示すように、ブローバイガス還流通路３３は、クランク室２０に発生したブローバイガス（図中、黒矢印で示す）および新気（図中、白矢印で示す）をクランク室２０からチェーン室２１を介してカム室２２に導入し、オイルセパレータ３５に導くための通路である。具体的には、クランク室２０とカム室２２とがチェーン室２１を介して、エンジン１の前端側Ｆｒで連通している。これにより、クランク室２０を上流部として、チェーン室２１、カム室２２の順にブローバイガスが流通するブローバイガス還流通路３３とされる。

オイルセパレータ３５は、ブローバイガス還流通路３３の下流に位置するカム室２２内に設置され、カム室２２に導入されたブローバイガスをエンジン１の後端側Ｒｒに形成された導入口３５ａから内部に導入し、ブローバイガスに含まれるオイル成分を分離・除去した後、吸気通路２６ａに向けて還流させるようになっている。

具体的には、図４に示すように、オイルセパレータ３５は、ヘッドカバー１４の上部内壁面に取り付けられた箱型の金属製のセパレータケーシング４０と、セパレータケーシング４０とヘッドカバー１４の上部内壁面とにより画成されたセパレータ室４０ａと、セパレータ室４０ａ内に設置されたフィルタ４１および複数のバッフルプレート４２とを含んで構成されている。なお、本実施の形態においては、オイルセパレータ３５がヘッドカバー１４と一体型としたが、これに限らず、ヘッドカバー１４と別体のオイルセパレータであってもよい。

フィルタ４１は、セパレータ室４０ａの上流側に配置されたパンチメタルで構成されている。フィルタ４１は、導入口３５ａからセパレータ室４０ａ内に導入されるブローバイガスの整流機能を有するとともに、ブローバイガスの衝突により比較的大径なオイルミストを付着分離させたり、小径なオイルミストを凝集させて大径なオイルミストに成長させるなどの機能を有する。フィルタ４１は、パンチメタルに限らず、例えば金網などで構成してもよい。

複数のバッフルプレート４２は、ブローバイガスの流動方向に左右交互に配列され、いわゆるラビリンス構造を形成している。これにより、フィルタ４１を通過したブローバイガスに含まれるオイルミストは、複数のバッフルプレート４２間を通過する際に、慣性力により各バッフルプレート４２に衝突し、捕捉されるようになっている。ここで、オイルミストの粒径が大径であれば、質量も大きくなるため、慣性衝突作用による複数のバッフルプレート４２でのオイルミストの捕集効率が向上する。なお、これら複数のバッフルプレート４２は、ブローバイガスの流動方向に対して上下に段違いに配列された構成であってもよい。

オイルセパレータ３５により分離されたオイルは、セパレータ室４０ａ内の下流側に設置されたオイル排出部４３からオイルセパレータ外部に排出される。オイル排出部４３には、逆流防止用のトラップが形成されている。

オイルセパレータ外部に排出されたオイルは、図１に示すように、シリンダヘッド１３に形成されたオイル戻し通路１３ａを介してチェーン室２１に流入し、オイルパン１８に戻されるようになっている。このため、シリンダヘッドおよびシリンダブロック間を鉛直方向に貫通させた従来のような単純なオイル戻し通路に比べて、導入された新気が鉛直方向に短絡的にカム室に流れてしまうことを防止することができる。

ＰＣＶバルブ３７は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、中空状のバルブボディ３７ａ内にスプール型の弁体３７ｂをスライド可能に内挿させたものである。また、弁体３７ｂは、バルブボディ３７ａとの間に介装された圧縮コイルスプリング３７ｃによりポート３７ｄを閉塞する方向に付勢されている。ＰＣＶバルブ３７は、ポート３７ｄを介して連通するセパレータ室４０ａ（図１参照）内の圧力と吸気通路２６ａ（図１参照）内の吸気負圧との間に生じる差圧に応じて開弁し、還流させられるブローバイガスの流量を変えるものである。例えば、スロットルバルブ２７の下流の吸気通路２６ａ内が大気圧よりも低い負圧になると、セパレータ室４０ａと吸気通路２６ａとに差圧が生じ、この差圧により弁体３７ｂがポート３７ｄを閉塞した状態（図５（ｂ）に示す状態）から圧縮コイルスプリング３７ｃの付勢力に抗して図中、上方に押し上げられポート３７ｄが開状態（図５（ａ）に示す状態）とされるようになっている。これにより、セパレータ室４０ａと吸気通路２６ａとが連通し、セパレータ室４０ａ内のブローバイガスが吸気通路２６ａに還流される。なお、ＰＣＶバルブ３７は、開閉自在な電磁弁で構成されていてもよい。

ブローバイガス排出管３８は、図１に示すように、その内部にブローバイガス排出通路３８ａが形成され、ＰＣＶバルブ３７を介してオイルセパレータ３５から排出されたブローバイガスがブローバイガス排出通路３８ａを通って、吸気通路２６ａに還流するようになっている。

次いで、図１、図６〜図９を参照して、ＰＣＶ装置３０の作用について説明する。

ＰＣＶ装置３０におけるブローバイガスの流れは、以下の通りである。
すなわち、エンジン１の内部では、エンジン１の機関運転に伴い、ピストン１５とシリンダ１０ａの内壁との間の隙間を介して、図示しない燃焼室から混合気がクランク室２０内に漏出し、いわゆるブローバイガスが発生する。ここで、図６に示すように、例えば、エンジン１の回転数をＮＥ（ｒｐｍ）（例えば、１２００ｒｐｍ）、エンジン１の負荷率をＫＬ（％）（例えば、６０％）、オイルの温度をｔ（℃）（例えば、８５℃）としたとき、クランク室２０内に発生したブローバイガスには、粒径がａ_１（μｍ）未満のオイルミスト量が多く含まれ、ブローバイガスに含まれるオイルミストの大半を占めている。粒径ａ_１（μｍ）は、例えば４μｍ程度のものである。

このような粒径の小さなオイルミストを含んだブローバイガスは、エンジン１の後端側Ｒｒに配置された新気導入口３２から導入された新気によりクランク室２０内が換気されることによって、ブローバイガス還流通路３３を介してオイルセパレータ３５に導入された後、ＰＣＶバルブ３７およびブローバイガス排出管３８を介して吸気通路２６ａに還流する。

このとき、図７に示すように、クランク室２０内のブローバイガスがチェーン室２１を通過することで、クランク室２０内で発生時のオイルミストの分布と比べて、粒径ａ_１（μｍ）未満のオイルミストが減少し、かつ粒径ａ_１（μｍ）以上のオイルミストが増加する。すなわち、クランク室２０内のブローバイガスは、チェーン室２１を通過する際に、チェーンケース１２内の内壁や各構成部品（例えば、タイミングチェーン１９）などと接触することにより、粒径の小さなオイルミストがチェーン室２１内で凝集されて大径化される。これにより、粒径の小さなオイルミストが減少し、粒径の大きなオイルミストが増加することとなる。

一般に、本実施の形態に係るオイルセパレータ３５のように、複数のバッフルプレート４２からなるラビリンス構造のオイルセパレータにあっては、図８に示すように、図中、丸で囲んだオイルミスト捕集領域において、オイルセパレータ３５の通過前後でオイルミストの持ち去り量を大幅に低減することが可能とされている。具体的には、図９に示すように、このようなオイルセパレータでは、粒径がａ_２（μｍ）以上のオイルミストに対して８０％以上の捕集効率を有している。粒径ａ_２（μｍ）は、例えば２．５μｍ程度のものである。

したがって、本実施の形態においては、上述した通り、オイルセパレータ３５に導入されるブローバイガスに含まれるオイルミストの大半が、少なくとも粒径ａ_２（μｍ）以上の大径化したオイルミストであるため、全体としてオイルセパレータ３５における捕集効率（％）が従来と比べて向上する。その結果、オイルセパレータ３５におけるオイル成分の分離性能が向上する。

以上のように、本実施の形態に係るＰＣＶ装置３０は、クランク室２０とカム室２２とがチェーン室２１を介してエンジン１の前端側Ｆｒで連通し、ブローバイガス還流通路３３がこれらクランク室２０、チェーン室２１およびカム室２２により構成されており、かつクランク室２０内に新気を導入するための新気導入口３２がエンジン１の後端側Ｒｒに設けられている。このため、クランク室２０に新気を直接導入し、導入された新気とともにブローバイガスをチェーン室２１を介してカム室２２に流通させることができ、クランク室２０内の換気性能を向上させることができる。

また、本実施の形態に係るＰＣＶ装置３０は、クランク室２０内のブローバイガスをチェーン室２１を通過させるようにしたので、従来のようにシリンダブロックなどに形成された専用のブローバイガス排出通路と比べて、ブローバイガスに含まれるオイルミストとの接触面積を拡大させることができる。このため、クランク室２０内のブローバイガスをチェーン室２１を通過させることで、凝集によりオイルミストの粒径を大径化させることができ、カム室２２に導入される小径なオイルミストを減少させることができる。したがって、ブローバイガス還流通路３３の下流に設けられたオイルセパレータ３５によるオイルミストの捕集効率を向上させることができる。すなわち、オイルの分離性能を向上させることができる。その結果、吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態に係るＰＣＶ装置３０は、クランク室２０内のブローバイガスをチェーン室２１を通過させるだけの簡単な構成により、上述の通り、オイルの分離性能を向上させることができるので、オイルセパレータ３５の構造を複雑化させる必要がない。したがって、オイルセパレータ３５のコストアップを防止することができ、ひいてはＰＣＶ装置３０自体の低コスト化を図ることができる。

さらに、オイルセパレータ３５の構造を複雑化させる必要がないので、ＰＣＶ装置３０における圧力損失を抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、図１０、図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＶ装置について説明する。

本実施の形態に係るＰＣＶ装置においては、本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＶ装置とは第２のブローバイガス排出通路を設けた点で異なるが、他の構成は同様に構成されている。したがって、図１から図５に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

図１０に示すように、本実施の形態に係るＰＣＶ装置６０は、オイルセパレータ３５からブローバイガスを吸気通路２６ａに還流させるための配管として、ブローバイガス排出通路（本実施の形態では、第１のブローバイガス排出通路という）３８ａが形成されたブローバイガス排出管３８に加えて、バイパス管６１を有している。バイパス管６１は、その内部に第２のブローバイガス排出通路６１ａが形成されている。

また、バイパス管６１は、その一端がオイルセパレータ３５に接続され、第２のブローバイガス排出通路６１ａの一端とセパレータ室４０ａとが連通している。ここで、バイパス管６１の一端は、セパレータ室４０ａの下流側、好ましくはＰＣＶバルブ３７の近傍において、オイルセパレータ３５に接続される。

一方、バイパス管６１の他端は、切換バルブ６３を介して新気導入管３１に接続され、第２のブローバイガス排出通路６１ａの他端と新気導入通路３１ａとが連通している。

第２のブローバイガス排出通路６１ａは、例えばエンジン１が高負荷状態となりブローバイガスの流量が増加したとき、オイルセパレータ３５から排出されるブローバイガスの一部をスロットルバルブ２７の上流側の吸気通路２６ａに還流させるための通路である。

切換バルブ６３は、クランクケース１１の内圧やエンジン１の運転状態により、吸気通路２６ａとクランク室２０とを連通させる切換状態（以下、第１の切換状態という）と、第２のブローバイガス排出通路６１ａと吸気通路２６ａとを連通させる切換状態（以下、第２の切換状態という）とを切り換えるようになっている。

具体的には、切換バルブ６３は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、大気圧ＰＡと吸気通路２６ａの内圧ＰＭとの差圧に応じて駆動する機械式のダイヤフラムアクチュエータ７０により切換動作可能とされる。ダイヤフラムアクチュエータ７０は、ケーシング７１内に設けられたダイヤフラム７２が大気圧ＰＡと内圧ＰＭとの差圧に応じてケーシング７１内を図中、上下方向に変位することによって、ダイヤフラム７２に連結されたリンク機構７３を介して、リンク機構７３と同軸上に設置された切換バルブ６３を切換動作するようになっている。すなわち、ケーシング７１内には、ダイヤフラム７２を挟んで大気室７１ａと内圧室７１ｂとが画成されており、また内圧室７１ｂは、バキュームホース７４を介してスロットルバルブ２７の下流側の吸気通路２６ａ（図１０参照）と連通している。さらに、内圧室７１ｂ内には、大気室７１ａ側に向けてダイヤフラム７２を付勢する圧縮コイルスプリング７５が設けられている。これにより、内圧室７１ｂ内の内圧ＰＭが大気室７１ａ内の大気圧ＰＡよりも小さい（ＰＭ＜ＰＡ）ときは、図１１（ａ）に示すように、切換バルブ６３は、第１の切換状態に切り換えられるようになっている。これに対し、内圧ＰＭと大気圧ＰＡとが平衡（ＰＭ≒ＰＡ）したときは、図１１（ｂ）に示すように、切換バルブ６３は、第２の切換状態に切り換えられるようになっている。

なお、切換バルブ６３は、機械式のダイヤフラムアクチュエータ７０により動作されるものに限らず、クランクケース１１の内圧やエンジン１の運転状態により、第１の切換状態と第２の切換状態とを切り換えるよう図示しない電子制御装置によって制御される電磁弁で構成されていてもよい。

次いで、図１０を参照して、ＰＣＶ装置６０の作用について、特に第１の実施の形態と異なる作用を中心に説明する。

図１０に示すように、スロットルバルブ２７の開度が大きくなると、吸気通路２６ａの負圧が小さくなるため、新気導入通路３１ａを介してクランク室２０に新気が導入され難くなる。これに対して、スロットルバルブ２７の開度が大きくなることで燃焼圧力が高くなり、クランク室２０内のブローバイガスが増加し、その流量も増大する。したがって、ブローバイガスの流量が増大する一方で、換気能力が低下するため、第１の実施の形態に係るＰＣＶ装置３０にあっては、場合によっては新気導入通路３１ａを介して吸気通路２６ａにブローバイガスが逆流する可能性があった。

本実施の形態では、スロットルバルブ２７の開度が大きくなると、吸気通路２６ａの負圧が小さくなり、その内圧ＰＭは大気圧ＰＡと略同等の圧力となる。これにより、切換バルブ６３が第２の切換状態に切り換えられ（図１１（ｂ）参照）、吸気通路２６ａとクランク室２０とが非連通状態となる。したがって、上述のようなブローバイガスの逆流が防止される。このとき、第２のブローバイガス排出通路６１ａが吸気通路２６ａと連通するため、第１のブローバイガス排出通路３８ａとともに、流量が増大したブローバイガスを効率的に吸気通路２６ａに還流させることができる。

一方で、例えばエンジン１の負荷が小さいときなど、クランク室２０のブローバイガスがスロットルバルブ２７の開度が大きいときに発生する量に比べて少ないときには、切換バルブ６３が第１の切換状態に切り換えられ（図１１（ａ）参照）、吸気通路２６ａとクランク室２０とが連通状態となる。したがって、この場合には、第１の実施の形態と同様、吸気通路２６ａからクランク室２０に新気が導入される。これにより、クランク室２０内の換気が促進される。

以上のように、本実施の形態に係るＰＣＶ装置６０は、上述の第１の実施の形態における効果に加えて、スロットルバルブ２７の開度が大きくなったときなど、エンジン１が高回転、あるいは高負荷状態となった場合には、新気導入通路３１ａを介したクランク室２０から吸気通路２６ａへのブローバイガスの逆流を防止することができる。

また、上述の各実施形態においては、オイルセパレータ３５を複数のバッフルプレート４２からなるラビリンス構造としたが、これに限らず、例えば円筒状に形成されたサイクロン室内でブローバイガスを旋回させることによりオイルを遠心分離するいわゆるサイクロン構造としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、低コストな構成で吸気系におけるデポジットの発生を抑制することができるとともに、クランク室内の換気性能に優れたブローバイガス還流装置を提供することができるという効果を有し、内燃機関のクランク室内に発生するブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還流装置全般に有用である。

１ エンジン（内燃機関）
１１ クランクケース
１２ チェーンケース
１９ タイミングチェーン
２０ クランク室
２１ チェーン室（チェーンケース内の空間）
２２ カム室
２４ カムシャフト
２６ 吸気管
２６ａ 吸気通路（吸気系）
３０、６０ ＰＣＶ装置
３１ 新気導入管
３１ａ 新気導入通路
３２ 新気導入口
３３ ブローバイガス還流通路
３５ オイルセパレータ
３８ ブローバイガス排出管
３８ａ ブローバイガス排出通路

Claims (1)

1. カムシャフトを駆動するタイミングチェーンを内蔵するチェーンケースが一端に取り付けられた内燃機関に設けられ、前記内燃機関のクランク室内に吸気系から新気を導入することにより前記クランク室内のブローバイガスの換気を行うとともに、前記カムシャフトを内蔵するカム室から前記ブローバイガスを前記吸気系に還流させるブローバイガス還流装置であって、
   前記カム室と前記クランク室とが前記チェーンケース内の空間を介して前記内燃機関の一端側で連通し、前記クランク室と前記空間と前記カム室とにより構成されるブローバイガス還流通路と、
   前記ブローバイガス還流通路の下流に設けられ、前記カム室から前記吸気系に還流するブローバイガスに含まれるオイル成分を分離するオイルセパレータと、を備え、
   前記クランク室内に前記新気を導入するための新気導入口が前記内燃機関の一端側と反対側の他端側に設けられていることを特徴とするブローバイガス還流装置。

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