JP2013199897A - オイルセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮するオイルセパレータを提供すること。
【解決手段】オイルセパレータ４５が、大粒径のオイルを捕集するとともに、第１導入孔５３ａから導入されたブローバイガスの方向を転換するリブ５１ｉを有するプリセパレータ４６と、小粒径のオイルを遠心分離により捕集するとともに、第１導入孔５３ａと第２導入孔５３ｂの間に向って延在する傾斜リブ４７ａを有するサイクロンセパレータ４７と、を備え、プリセパレータ４６が、第１導入孔５３ａからのブローバイガスにリブ５１ｉにより第１の過流７１を形成するとともに、第２導入孔５３ｂからのブローバイガスに傾斜リブ４７ａにより第２の過流７２を形成し、第１の過流７１と第２の過流７２を傾斜リブ４７ａの先端の近傍で衝突させるものから構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、オイルセパレータに関し、特に、内燃機関のブローバイガス還元装置においてブローバイガスが含むオイルを捕集するオイルセパレータに関する。

車両用の内燃機関（以下、単にエンジンという）においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケース内に未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガス等を含んだブローバイガスが漏れ出ることから、エンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するブローバイガス還元装置が装備されている。

このブローバイガス還元装置においては、吸気系に還流させる高温のブローバイガスにミスト状のオイルが含まれていると、吸気系の重要部品にオイルが付着してデポジットの形成による動作不良を招く懸念があることから、オイルを捕集して回収するオイルセパレータをブローバイガス還流通路上に設けるものが多用されている。

従来、この種のオイルセパレータとしては、オイルセパレータの周壁に、ブローバイガスの入口およびエンジンオイルの出口として機能する第１開口部および第２開口部をそれぞれ配置し、第１開口部および第２開口部からのブローバイガスの流速がオイルセパレータの本体底壁の付近において小さく、本体底壁から離れた位置において大きくなるように、第１開口部からのブローバイガスの第１の流れおよび第２開口部からのブローバイガスの第２の流れのそれぞれに対する複数の分離室を設けた慣性衝突式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のものは、ブローバイガスの入口とエンジンオイルの出口の共通化を図ることができ、また、エンジンオイルの排出効率の向上を図ることができる。

また、オイルセパレータの方式としては、慣性衝突式、ラビリンス（迷路型）式、およびサイクロン式が知られている。このうち、慣性衝突式はオイルセパレータの内部にブローバイガスの流れを遮る衝突板を設け、衝突板にブローバイガスを衝突させてブローバイガスに含まれるオイルミストを衝突板に付着させて捕集する方式である。

また、ラビリンス式は箱型の装置の中に仕切り板を設けて、オイルミストの浮遊距離を長くしてオイルミストが自重で落下することを促す方式であり、仕切り板によりブローバイガスの流速が増して、仕切り板にオイルミストが衝突し易くなるので仕切り板にオイルミストを付着させて捕集する効果も有する。また、サイクロン式は、ブローバイガスを円筒状のサイクロン室内で旋回させ、遠心分離作用によってブローバイガスに含まれるオイルミストを分離する方式である。

特開２００８−５７５０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、分離室の壁にブローバイガスを衝突させてオイルを分離する慣性衝突式の構造であるため、小粒化されたオイルの捕集能力が劣っているという問題や、サイクロン式のオイルセパレータと比較して大きな設置スペースが必要となってしまうという問題があった。

一方、サイクロン式のオイルセパレータは、高捕集率でありながら小型であるため、シリンダヘッドカバー内に十分な設置スペースがない等の理由によりエンジンのブロック側面に設置するのに適しているが、シリンダヘッドカバー内より低位置のブロック側面に設置した場合には、クランクシャフトで攪拌されたオイルが集約されてなる大量の大粒径オイルをブローバイガスから捕集することが困難であるという問題があった。

すなわち、サイクロン式のオイルセパレータは、微細化された小粒径のオイルの捕集には優れているが、大量の大粒径オイルに対しては、捕集能力が極端に低下する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、小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮することができるオイルセパレータを提供することを目的とする。

本発明に係るオイルセパレータは、上記目的達成のため、（１）内燃機関の内部で発生したブローバイガス中に含まれるオイルを分離するためのオイルセパレータにおいて、前記内燃機関の内部で発生したブローバイガスを導入する第１導入孔および第２導入孔が設けられたセパレータケースと、前記セパレータケースを閉塞するカバーと、前記セパレータケースの内部の前記ブローバイガスの流れ方向上流側に配置され、前記第１導入孔および前記第２導入孔から導入されたブローバイガスから大粒径のオイルを捕集するとともに、前記第１導入孔から導入されたブローバイガスの方向を転換する方向転換部材を有するプリセパレータと、前記セパレータケースの内部の前記ブローバイガスの流れ方向下流側に配置され、前記ブローバイガスから小粒径のオイルを遠心分離により捕集するとともに、前記第１導入孔と前記第２導入孔の間に向って延在する傾斜リブを有するサイクロンセパレータと、を備え、前記プリセパレータが、前記第１導入孔から導入されたブローバイガスに前記方向転換部材により第１の過流を形成するとともに、前記第２導入孔から導入されたブローバイガスに前記傾斜リブにより第２の過流を形成し、前記第１の過流と前記第２の過流を前記傾斜リブの先端の近傍で衝突させるものから構成されている。

この構成により、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルがプリセパレータでの第１の過流および第２の過流となったブローバイガスの衝突により捕集され、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルがサイクロンセパレータでの遠心分離により捕集されるため、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルおよび小粒径のオイルの両方を効率良く捕集することができる。したがって、小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮することができる。

上記（１）に記載の構成を有するオイルセパレータにおいては、（２）前記第１の過流と前記第２の過流とで互いに旋回方向が異なることが好ましい。

この構成により、互いに旋回方向が異なる第１の過流と第２の過流に形成したブローバイガスを衝突させることで、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルが衝突し易くなるため、大粒径のオイルを効率良く捕集することができる。

上記（１）、（２）に記載の構成を有するオイルセパレータにおいては、（３）前記第１導入孔および前記第２導入孔が、前記セパレータケースの底部領域に配置され、前記ブローバイガスから捕集したオイルを前記内燃機関の内部に流下させることが好ましい。

この構成により、ブローバイガスから捕集したオイルを第１導入孔および第２導入孔から内燃機関の内部に戻すことができるため、捕集したオイルの排出口を別途設ける必要がない。

上記（１）〜（３）の何れかに記載の構成を有するオイルセパレータにおいては、（４）前記カバーが、前記セパレータケースの外側に向って突出する椀型に形成された樹脂から構成されることが好ましい。

この構成により、カバーを平板形状に形成する場合と比較して、ブローバイガスに屈曲した流れのない円滑な過流を形成できるとともに、オイルセパレータの内部空間に十分な容積を確保することができる。

本発明によれば、小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮することができるオイルセパレータを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関のブローバイガス還元装置を装備したエンジンの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関のブローバイガス還元装置のオイルセパレータの正面図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関のブローバイガス還元装置のオイルセパレータの上面図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関のブローバイガス還元装置のオイルセパレータの側面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は、本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を示す図であり、図１に、そのブローバイガス還元装置を装備したエンジンの概略構成を示し、図２に、そのオイルセパレータの正面構成を示し、図３、図４に、そのオイルセパレータの模式構成を示している。

まず、構成について説明する。本実施形態のブローバイガス還元装置は、図１にその概略構成を示す直列の多気筒内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１０に装備されている。

図１に示すように、エンジン１０は、上方から順にヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図２中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。

ここで、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３およびクランクケース１４は、エンジン１０の外壁をなすブロック（エンジンブロック）を構成するものであり、シリンダブロック１３がその主要部となっている。

複数の気筒１５には複数のピストン１６がそれぞれ収納されており、詳細は図示しないが、各ピストン１６には、クランクケース１４内のクランクシャフト１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。

また、クランクケース１４の下部にはオイルパン１９が設けられており、そこに図示しない潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルという）が収容されている。

ヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方には、公知の動弁機構２０や点火装置２３が収納されており、動弁機構２０はクランクシャフト１７からの動力を基に駆動されるようになっている。

また、エンジン１０にはクランクシャフト１７の動力を基に駆動される図示しないオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１９内からオイルを汲み上げ、動弁機構２０のカムシャフト２１、２２等、あるいはクランクシャフト１７の軸受部等の各回転・摺動部を潤滑・冷却するようになっている。

また、各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１０ａには、ピストン１６のストロークに応じ、吸気通路３１および吸気ポート１０ｂを通して空気が吸入され、燃焼室１０ａ内での燃焼後の排気ガスは、排気ポート１０ｃおよび図示しない排気通路を通してエンジン１０の外部に排気されるようになっている。

図１に示すように、吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を開閉動作可能に収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の吸気方向両側に設けられた上流側吸気管３４および下流側吸気管３５と、によって形成されている。上流側吸気管３４の内部が上流側吸気通路３１ａを構成し、下流側吸気管３５の内部が下流側吸気通路３１ｂを構成している。

また、上流側吸気管３４の上流側にはフィルタエレメント３６ｆを有するエアクリーナ３６が設けられている。そして、このエアクリーナ３６で粉塵等を除去した空気が、上流側吸気管３４内に取り込まれるようになっている。

下流側吸気管３５は、サージタンク３７と一体に形成され、エンジン１０の吸気ポート１０ｂを形成するシリンダヘッド１２に締結・固定されている。また、下流側吸気管３５が固定されたシリンダヘッド１２の吸気ポート１０ｂ付近には、燃料噴射弁２４が装着されている。

エンジン１０にはブローバイガス還元装置４０が装備されている。このブローバイガス還元装置４０は、ピストン１６とシリンダ１３ａとの摺動面の隙間を通じて燃焼室１０ａからクランクケース１４内に漏れ出した燃焼ガスであるブローバイガスを処理して還元、すなわち吸気中に還流するためのものである。

ブローバイガス還元装置４０は、上流側吸気通路３１ａ、すなわち吸気通路３１におけるスロットルバルブ３２より吸気流れ方向上流側の部分とエンジン１０（詳しくは、そのヘッドカバー１１）の内部とを連通する空気導入管４１を備えている。また、ヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方空間とクランクケース１４の内部空間は、換気通路１０ｖにより連通している。

エンジン１０のシリンダブロック１３の側面の外壁には、ブローバイガス中のオイルを分離させるためのオイルセパレータ４５が設けられている。このオイルセパレータ４５は、シリンダブロック１３の外壁に形成されたセパレータケース５１と、このセパレータケース５１を閉塞するカバー５２とを備え、これらセパレータケース５１とカバー５２とにより形成された空間がオイルセパレータ４５の内部空間となる。

オイルセパレータ４５の内部には、ブローバイガス中の小粒径のオイルを捕集するサイクロンセパレータ４７と、ブローバイガス中の大粒径のオイルを捕集するプリセパレータ４６が設けられている。

オイルセパレータ４５の内部では、導入されたブローバイガスから、まずプリセパレータ４６により大粒径のオイルが捕集され、ついでサイクロンセパレータ４７により小粒径のオイルが捕集されるようになっている。オイルセパレータ４５の具体的な構成については後述する。

また、エンジン１０のシリンダブロック１３には、クランクケース１４の内部とセパレータケース５１の内部とを連通してセパレータケース５１にブローバイガスを導入するための第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂが形成されている。

第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂは、オイルセパレータ４５によるオイル捕集動作によってブローバイガスから分離されたオイルをオイルセパレータ４５の内部空間からクランクケース１４の内部空間に向けて排出するための通路としても用いられる。

本実施の形態では、第１導入通路５５ａは、クランクケース１４の内部からシリンダブロック１３内を真上に立ち上がった後、セパレータケース５１の底部近傍の側部においてセパレータケース５１側に向って水平方向にその向きを変更し、セパレータケース５１の底部に近いシリンダブロック１３の側面の壁面で開口している。

また、第２導入通路５５ｂは、クランクケース１４の内部からシリンダブロック１３内を真上に立ち上がった後、向きを変更することなくシリンダブロック１３の底面に開口している。

セパレータケース５１には、その内部と下流側吸気通路３１ｂ、すなわち吸気通路３１におけるスロットルバルブ３２より吸気流れ方向下流側の部分とを連通するガス還流管４２が取り付けられている。

このように、ブローバイガス還元装置４０では、クランクケース１４の内部と下流側吸気通路３１ｂとが第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂ、セパレータケース５１、およびガス還流管４２を介して連通されている。

[ブローバイガス還元装置４０の動作説明]
（エンジン１０の定常運転時）
エンジン１０の運転に伴い、上流側吸気管３４の内部の上流側吸気通路３１ａを流れる空気の一部は、空気導入管４１を経てヘッドカバー１１やクランクケース１４の内部空間に導入され、これらヘッドカバー１１やクランクケース１４の内部空間を換気する。

一方、エンジン１０の圧縮行程や膨張行程においてシリンダ１３ａとピストン１６との隙間からクランクケース１４の内部に吹き抜けたブローバイガスは、オイルセパレータ４５の内部空間に流入する。

オイルセパレータ４５の内部空間に流入したブローバイガスは、後述するオイル捕集動作によってオイルミストが捕集される。これにより、ブローバイガスからオイルミストが分離される。

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、ＰＣＶバルブ４３を通過し、ガス還流管４２を経て下流側吸気管３５の内部の下流側吸気通路３１ｂに導入される。これにより、オイルが分離除去されたブローバイガスが吸気系に導かれることになる。

一方、オイルセパレータ４５によるオイル捕集動作によってブローバイガスから分離されたオイルは、第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂを介して、オイルセパレータ４５の内部空間からクランクケース１４の内部空間に向けて排出され、オイルパン１９に回収される。

（エンジン１０の高回転、高負荷運転時）
次に、エンジン１０の高回転、高負荷運転時におけるブローバイガスおよびオイルの流通状態について説明する。エンジン１０の高回転、高負荷運転時は、ブローバイガスの発生量が増大する状況にある。

この場合、クランクケース１４の内部空間に吹き抜けたブローバイガスの一部は、オイルセパレータ４５の内部空間に流入する。このブローバイガスは、前述したエンジン１０の定常運転時と同様のオイル捕集動作によりオイルが分離除去された状態となって下流側吸気通路３１ｂに戻される。

また、クランクケース１４の内部空間に流れ込んだ他のブローバイガスは、換気通路１０ｖおよびヘッドカバー１１の内部空間を経て、空気導入管４１を通過した後、スロットルバルブ３２より上流側吸気通路３１ａに戻される。

なお、空気導入管４１にもオイルセパレータを配設した場合には、そのオイルセパレータによってもオイルが捕集され、オイルが分離除去されたブローバイガスが上流側吸気通路３１ａに戻されることになる。

図２は、オイルセパレータ４５を図１の紙面右側から見たときのオイルセパレータ４５の正面図であり、カバー５２を外した状態を示す。また、図３は、オイルセパレータの側面図であり、図４は、オイルセパレータの上面図である。

以下の説明では、エンジン１０の気筒列方向（図２における左右方向）をＸ方向と定義し、図２における左側を「エンジン前側」または「Ｘ方向前側」と呼び、図２における右側を「エンジン後側」または「Ｘ方向後側」と呼ぶ。

またエンジン１０の上下方向をＹ方向と定義し、図２における上側を「Ｙ方向上側」または単に「上側」と呼び、図２における下側を「Ｙ方向下側」または単に「下側」と呼ぶ。

また、エンジン１０の幅方向（図２における紙面奥行方向）をＺ方向と定義し、図２における紙面奥側（オイルセパレータ４５から見てエンジン１０側）を「Ｚ方向奥側」または「エンジン側」と呼び、図２における紙面手前側（オイルセパレータ４５から見てエンジン１０よりも手前側）を「Ｚ方向手前側」または「エンジン手前側」と呼ぶ。

図２〜図４に示すように、オイルセパレータ４５のセパレータケース５１は、プリセパレータ４６およびサイクロンセパレータ４７が内部に配置され、部分的に傾斜部を有する略箱側に形成されている。

プリセパレータ４６は、セパレータケース５１の底部の領域、すなわち、ブローバイガスの流れ方向上流に配置されている。また、サイクロンセパレータ４７は、セパレータケース５１の上部の領域、すなわち、ブローバイガスの流れ方向下流に配置されている。

このセパレータケース５１は、シリンダブロック１３の側面にシリンダブロック１３と一体的に形成されており、Ｚ方向手前側に開口している。また、セパレータケース５１のＺ方向手前側には、このセパレータケース５１の外側、すなわちＺ方向手前側に向って突出する椀形状に形成され、セパレータケース５１を遮蔽する樹脂製のカバー５２が配置されている。

ここで、カバー５２を椀形状としたのは、ブローバイガスに後述する第１の過流７１を良好に形成するためと、オイルセパレータ４５の内部空間の容量を大きくするためである。

セパレータケース５１は、図２におけるオイルセパレータ４５の内部空間に対するＺ方向手前側を除く周囲の外壁を構成するものであり、底部５１ａ、左側壁部５１ｂ、中間上壁部５１ｃ、左傾斜部５１ｄ、上壁部５１ｅ、右側壁部５１ｆ、右傾斜部５１ｇおよび壁面部５１ｈの各部位から構成されている。

ここで、底部５１ａは、セパレータケース５１の底面を構成し、Ｘ方向に延在する部位であり、左側壁部５１ｂは、底部５１ａのＸ方向前側端部からＹ方向上側に延在する部位であり、中間上壁部５１ｃは、左側壁部５１ｂの端部からＸ方向後側に延在する部位である。

また、左傾斜部５１ｄは、中間上壁部５１ｃの端部から図２における斜め右上方向、すなわち、Ｙ方向上側、且つ、Ｘ方向後側に延在する部位であり、上壁部５１ｅは、セパレータケース５１の上面を構成し、左傾斜部５１ｄの端部からＸ方向後側に延在する部位である。

また、右側壁部５１ｆは、上壁部５１ｅの端部からＹ方向下側に延在する部位であり、右傾斜部５１ｇは、右側壁部５１ｆの端部から図２における斜め左下方向、すなわち、Ｙ方向下側、且つ、Ｘ方向前側に延在する部位である。

壁面部５１ｈは、これら底部５１ａ、左側壁部５１ｂ、中間上壁部５１ｃ、左傾斜部５１ｄ、上壁部５１ｅ、右側壁部５１ｆ、右傾斜部５１ｇに囲まれた空間におけるＺ方向奥側の壁面であり、セパレータケース５１の内壁面とシリンダブロック１３の外壁面を構成している。

壁面部５１ｈには、オイルセパレータ４５の内部空間にブローバイガスを導入するための第１導入通路５５ａの開口部である第１導入孔５３ａが形成されている。この第１導入孔５３ａは、オイルセパレータ４５の内部空間のＺ方向手前側を向く状態でセパレータケース５１の壁面部５１ｈに開口している。第１導入孔５３ａは、壁面部５１ｈにおけるＸ方向前側、すなわち図２の紙面左側の端部近傍に配置されている。

また、壁面部５１ｈには、第１導入孔５３ａのＸ方向後側（図２の紙面右側）にリブ５１ｉが突設されており、このリブ５１ｉの高さは、オイルセパレータ４５の内部空間のＺ方向の長さの半分程度となっている。

このため、第１導入通路５５ａから第１導入孔５３ａを介してオイルセパレータ４５内に導入されたブローバイガスは、第１導入孔５３ａにおいては、セパレータケース５１の内部空間のＺ方向手前側に向う流れであるが、その後、カバー５２の内面に沿いながらリブ５１ｉを迂回するように旋回する態様の横渦である第１の過流７１を形成することとなる。第１の過流７１の旋回方向は、図３から判るように、上方から見たときに反時計回りとなる。

なお、前述したようにセパレータケース５１を遮蔽しているカバー５２は、Ｚ方向手前側に突出する椀形状に形成されているため、カバー５２を平板状に形成した場合よりも、オイルセパレータ４５のＺ方向の幅を大きくすることができるため、横渦である第１の過流７１を良好に形成することができる。

一方、底部５１ａには、オイルセパレータ４５のセパレータケース５１の内部空間にブローバイガスを導入するための第２導入通路５５ｂの開口部である第２導入孔５３ｂが形成されている。

この第２導入孔５３ｂは、セパレータケース５１の内部空間のＹ方向上側を向く状態でセパレータケース５１の底部５１ａに開口している。第２導入孔５３ｂは、底部５１ａにおけるＸ方向後側、すなわち図２の紙面右側の端部近傍に配置されている。

オイルセパレータ４５の上部の空間であって、第２導入孔５３ｂが形成されたＸ方向後側の部位には、略直方体形状のサイクロンセパレータ４７が配置されている。サイクロンセパレータ４７は、カバー５２に装着されており、カバー５２をセパレータケース５１に装着した状態でオイル捕集機能を発揮するようになっている。

このサイクロンセパレータ４７は、左傾斜部５１ｄ側からブローバイガスを導入して、導入したブローバイガスに旋回流を発生させて遠心分離により微流径のオイルを捕集して分離し、オイルを分離した後のブローバイガスをＰＣＶバルブ４３を介して、ガス還流管４２に排出するようになっている。なお、サイクロンセパレータ４７も樹脂により構成されている。

また、サイクロンセパレータ４７は、そのＹ方向下側でＸ方向前側の端部から、セパレータケース５１の内部のＹ方向下側、且つ、Ｘ方向前側に向って延在する傾斜リブ４７ａを備えている。

傾斜リブ４７ａの先端は、Ｘ方向において、第１導入孔５３ａと第２導入孔５３ｂに配置されている。また、Ｙ方向において、傾斜リブ４７ａの先端は、底部５１ａから所定距離だけＹ方向上側の位置に配置されている。

また、傾斜リブ４７ａは、Ｚ方向において、オイルセパレータ４５のＺ方向のほぼ全幅を占有する長さに形成されている。すなわち、Ｚ方向手前側において、傾斜リブ４７ａとカバー５２との間にほとんど隙間がない状態であり、Ｚ方向奥側において、傾斜リブ４７ａとセパレータケース５１の壁面部５１ｈとの間にほとんど隙間がない状態となっている。

この傾斜リブ４７ａの内部には、サイクロンセパレータ４７の内部で捕集されたオイルを排出するドレン通路４７ｂが形成されている。傾斜リブ４７ａの先端には、ドレン通路４７ｂの端部が開口しており、捕集されたオイルが傾斜リブ４７ａの先端からセパレータケース５１の底部５１ａに滴下された後、第１導入孔５３ａおよび第２導入孔５３ｂに入り、第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂを流下して、クランクケース１４の内部空間に向けて排出される。

このように、セパレータケース５１の底部５１ａにおけるＸ方向後側に第２導入孔５３ｂを形成し、且つ、オイルセパレータ４５の上部の空間であって第２導入孔５３ｂが形成されたＸ方向後側の部位に、傾斜リブ４７ａを有するサイクロンセパレータ４７を配置したことにより、第２導入通路５５ｂから第２導入孔５３ｂを介してオイルセパレータ４５内に導入されたブローバイガスは、第２導入孔５３ｂにおいては、セパレータケース５１の内部空間のＹ方向上側に向う流れであるが、その後、サイクロンセパレータ４７の下面および傾斜リブ４７ａに沿って旋回する態様の縦渦である第２の過流７２を形成することとなる。第２の過流７２の旋回方向は、図２から判るように、側面（Ｚ方向手前側）から見たときに反時計回りとなる。

次に、作用を説明する。第１導入孔５３ａから導入されて横渦の第１の過流７１となったブローバイガスと、第２導入孔５３ｂから導入されて縦渦の第２の過流７２となったブローバイガスは、傾斜リブ４７ａの先端の近傍で衝突する。このとき、第１の過流７１と第２の過流７２とは互いに方向が異なるため、第１の過流７１のブローバイガスに含まれる大粒径のオイルと、第２の過流７２のブローバイガスに含まれる大粒径のオイルとが衝突し、より粒径の大きなオイルが発生する。

衝突により発生した粒径の大きなオイルは、もはやブローバイガス中に浮遊することができないため、自重によりセパレータケース５１の底部５１ａに落下した後、第１導入孔５３ａおよび第２導入孔５３ｂに入り、第１導入通路５５ａおよび第２導入通路５５ｂを流下して、クランクケース１４の内部空間に向けて排出される。

本実施の形態では、セパレータケース５１の内部空間における、第１の過流７１が発生する部位、第２の過流７２が発生する部位、および、第１の過流７１と第２の過流７２とが衝突する部位がプリセパレータ４６を構成している。

また、第１導入孔５３ａから横渦の第１の過流７１となったブローバイガスと、第２導入孔５３ｂからの縦渦の第２の過流７２となったブローバイガスは、傾斜リブ４７ａの先端の近傍で衝突して大粒径のオイルが分離除去された後、セパレータケース５１の左傾斜部５１ｄとサイクロンセパレータ４７および傾斜リブ４７ａに挟まれた空間を流れ、サイクロンセパレータ４７に流入し、前述した遠心分離によるオイル捕集機能により小粒のオイルが分離される。

以上のように、本実施の形態では、オイルセパレータ４５が、セパレータケース５１の内部のブローバイガスの流れ方向上流側に配置され、第１導入孔５３ａおよび第２導入孔５３ｂから導入されたブローバイガスから大粒径のオイルを捕集するとともに、第１導入孔５３ａから導入されたブローバイガスの方向を転換するリブ５１ｉを有するプリセパレータ４６と、セパレータケース５１の内部のブローバイガスの流れ方向下流側に配置され、ブローバイガスから小粒径のオイルを遠心分離により捕集するとともに、第１導入孔５３ａと第２導入孔５３ｂの間に向って延在する傾斜リブ４７ａを有するサイクロンセパレータ４７と、を備え、プリセパレータ４６が、第１導入孔５３ａから導入されたブローバイガスにリブ５１ｉにより第１の過流７１を形成するとともに、第２導入孔５３ｂから導入されたブローバイガスに傾斜リブ４７ａにより第２の過流７２を形成し、第１の過流７１と第２の過流７２を傾斜リブ４７ａの先端の近傍で衝突させるものから構成されている。

この構成により、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルが、プリセパレータ４６での第１の過流７１および第２の過流７２となったブローバイガスの衝突により捕集され、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルが、サイクロンセパレータ４７での遠心分離により捕集されるため、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルおよび小粒径のオイルの両方を効率良く捕集することができる。したがって、小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮することができる。

また、本実施の形態では、第１の過流７１と第２の過流７２とで互いに旋回方向が異なるものから構成されている。

この構成により、互いに旋回方向が異なる第１の過流７１と第２の過流７２に形成したブローバイガスを衝突させることで、ブローバイガスに含まれる大粒径のオイルが衝突し易くなるため、大粒径のオイルを効率良く捕集することができる。

また、本実施の形態では、第１導入孔５３ａおよび第２導入孔５３ｂが、セパレータケース５１の底部領域に配置され、ブローバイガスから捕集したオイルをエンジン１０の内部に流下させるものから構成されている。

この構成により、ブローバイガスから捕集したオイルを第１導入孔５３ａおよび第２導入孔５３ｂからエンジン１０の内部に戻すことができるため、捕集したオイルの排出口を別途設ける必要がない。

また、本実施の形態では、カバー５２が、セパレータケース５１の外側に向って突出する椀型に形成された樹脂から構成されている。

この構成により、カバー５２を平板形状に形成する場合と比較して、ブローバイガスに屈曲した流れのない円滑な過流を形成できるとともに、オイルセパレータ４５の内部空間に十分な容積を確保することができる。

以上説明したように、本発明のオイルセパレータは、小粒のオイルだけでなく大量の大粒径オイルを含むブローバイガスに対しても高いオイル捕集能力を発揮することができるという効果を奏するものであり、内燃機関のブローバイガス還元装置においてブローバイガスが含むオイルを捕集するオイルセパレータ全般に有用である。

１０ エンジン（内燃機関）
１０ｖ 換気通路
１３ シリンダブロック
３１ 吸気通路
３１ａ 上流側吸気通路
３１ｂ 下流側吸気通路
３４ 上流側吸気管
３５ 下流側吸気管
４０ ブローバイガス還元装置
４１ 空気導入管
４２ ガス還流管
４３ ＰＣＶバルブ
４５ オイルセパレータ
４６ プリセパレータ
４７ サイクロンセパレータ
４７ａ 傾斜リブ
４７ｂ ドレン通路
５１ セパレータケース
５１ａ 底部
５１ｉ リブ（方向転換部材）
５２ カバー
５３ａ 第１導入孔
５３ｂ 第２導入孔
５５ａ 第１導入通路
５５ｂ 第２導入通路
７１ 第１の過流
７２ 第２の過流

Claims (4)

1. 内燃機関の内部で発生したブローバイガス中に含まれるオイルを分離するためのオイルセパレータにおいて、
   前記内燃機関の内部で発生したブローバイガスを導入する第１導入孔および第２導入孔が設けられたセパレータケースと、
   前記セパレータケースを閉塞するカバーと、
   前記セパレータケースの内部の前記ブローバイガスの流れ方向上流側に配置され、前記第１導入孔および前記第２導入孔から導入されたブローバイガスから大粒径のオイルを捕集するとともに、前記第１導入孔から導入されたブローバイガスの方向を転換する方向転換部材を有するプリセパレータと、
   前記セパレータケースの内部の前記ブローバイガスの流れ方向下流側に配置され、前記ブローバイガスから小粒径のオイルを遠心分離により捕集するとともに、前記第１導入孔と前記第２導入孔の間に向って延在する傾斜リブを有するサイクロンセパレータと、を備え、
   前記プリセパレータが、前記第１導入孔から導入されたブローバイガスに前記方向転換部材により第１の過流を形成するとともに、前記第２導入孔から導入されたブローバイガスに前記傾斜リブにより第２の過流を形成し、前記第１の過流と前記第２の過流を前記傾斜リブの先端の近傍で衝突させることを特徴とするオイルセパレータ。
2. 前記第１の過流と前記第２の過流とで互いに旋回方向が異な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。
3. 前記第１導入孔および前記第２導入孔が、前記セパレータケースの底部領域に配置され、前記ブローバイガスから捕集したオイルを前記内燃機関の内部に流下させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記カバーが、前記セパレータケースの外側に向って突出する椀型に形成された樹脂から構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のオイルセパレータ。

Images