JP2014080935A - オイルミストセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】ガス流通路内のブローバイガスの圧力上昇を軽減しつつ、オイルの分離効率も確保することができるオイルミストセパレータを提供する。
【解決手段】本オイルミストセパレータ１は、ブローバイガスが流通するガス流通路３と、ガス流通路内に配され、ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブ５と、を備える。リリーフバルブは、ガス流通路を仕切るように配され、かつ開口部１９を備えた壁部１５と、開口部をガス流通路の下流側から覆う弁体１７と、を有する。弁体は、壁部の方向へ付勢されて開口部を閉塞するとともに、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、下流側へ押されて、開口部を開放するようにされている。弁体の開口部に対向する側の面には、フィルタ要素２１が備えられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、オイルミストセパレータに関する。更に詳しくは、ガス流通路内のブローバイガスの圧力上昇を軽減しつつ、オイルの分離効率も確保することができるオイルミストセパレータに関する。

従来より、内燃機関の燃焼室からピストンとシリンダとの隙間を介してクランクケース内に漏洩するブローバイガスを吸気系に導入するＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）システムが知られている。このＰＣＶシステムは、不完全燃焼ガスであるブローバイガスを燃焼室に再度送り込むことで、ブローバイガスに含まれる燃料成分や一酸化炭素の大気中への放出を防止するものである。

しかしながら、ブローバイガスには、内燃機関を潤滑するためのオイル成分がミスト状になって含まれており、このオイル成分を含んだ状態のブローバイガスを燃焼させると、潤滑オイル量の減少や、オイル成分の燃焼による白煙の発生などの問題が生じてしまう。このため、ＰＣＶシステムにオイルミストセパレータを設けるようにして、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６１−１５９６１１号公報

上記特許文献１では、ブローバイガス通路に、ブローバイガス中に含まれるオイルを分離するフィルタと並列にバイパス弁を設けるようにしている。バイパス弁は、フィルタの目詰まり等により、フィルタ上流側圧力がある一定値以上に上昇したときに開弁されるようになっている。しかしながら、特許文献１のような構成の場合、バイパス弁が開いたとき、このバイパス弁を経由するブローバイガスはオイル分離が不十分なまま下流側へ流出してしまう。このため、バイパス弁等が作動した場合でもオイル分離の効率を確保できることが望まれていた。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ガス流通路内のブローバイガスの圧力上昇を軽減しつつ、オイルの分離効率も確保することができるオイルミストセパレータを提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、クランクケース内に漏洩するブローバイガスを流通させることにより、前記ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルミストセパレータであって、
前記ブローバイガスが流通するガス流通路と、
前記ガス流通路内に配され、前記ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブと、を備え、
前記リリーフバルブは、
前記ガス流通路を仕切るように配され、かつ開口部を備えた壁部と、
前記開口部を前記ガス流通路の下流側から覆う弁体と、を有し、
前記弁体は、前記壁部の方向へ付勢されて前記開口部を閉塞するとともに、
前記弁体は、前記ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、前記下流側へ押されて、前記開口部を開放するようにされており、
前記弁体の前記開口部に対向する側の面には、フィルタ要素が備えられていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記フィルタ要素は、前記ブローバイガスを流通可能な貫通孔が形成された支持体により前記下流側から支持されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記開口部の周縁には、前記弁体の方向に向かって突出する凸状部が形成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記支持体には、前記フィルタ要素に向かって突出する突起部が形成されており、
前記フィルタ要素の前記下流側の面は、前記支持体の前記突起部の先端部で支持されつつ、前記支持体の前記突起部以外の部分とは離隔していることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記開口部は、複数の孔が形成されて開口していることを要旨とする。

本発明のオイルミストセパレータによると、ブローバイガスが流通するガス流通路と、ガス流通路内に配され、ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブと、を備えている。リリーフバルブは、ガス流通路を仕切るように配され、かつ開口部を備えた壁部と、開口部をガス流通路の下流側から覆う弁体と、を有している。弁体は、壁部の方向へ付勢されて開口部を閉塞するとともに、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、下流側へ押されて、開口部を開放するようにされている。そして、弁体の開口部に対向する側の面には、フィルタ要素が備えられている。

このような構成により、通常時には、ブローバイガスがフィルタ要素を通過することにより十分なオイル分離機能が確保される。また、ガス流通路内の圧力が上昇した場合には、リリーフバルブが作動して、ガス流通路内のブローバイガスの圧力上昇が軽減される。そして、この場合も、開口部を通過するブローバイガスは弁体のフィルタ要素に衝突するので、オイルの分離効率を確保することができる。従って、本発明のオイルミストセパレータは、ガス流通路内のブローバイガスの圧力上昇を軽減しつつ、オイルの分離効率も確保することができる。

また、フィルタ要素が、ブローバイガスを流通可能な貫通孔が形成された支持体により下流側から支持されている場合は、貫通孔からブローバイガスを逃がすことができるので、ブローバイガスが流通する際の抵抗が抑えられ、圧力上昇を抑制することができる。また、フィルタ要素が支持体により支持されていることにより、フィルタ要素の変形を抑制することができる。

更に、開口部の周縁に、弁体の方向に向かって突出する凸状部が形成されている場合は、リリーフバルブのシール性を高めることができる。

また、支持体に、フィルタ要素に向かって突出する突起部が形成されており、フィルタ要素の前記下流側の面が支持体の突起部の先端部で支持されつつ、支持体の突起部以外の部分とは離隔している場合は、フィルタ要素と支持体との当接面積を低減しつつ、支持体によりフィルタ要素を支持することができる。その結果、フィルタ要素の通気面積を確保することができ、オイル分離効率を向上させることができる。

更に、開口部が、複数の孔が形成されて開口している場合は、開口部に対応する範囲に１つの孔が形成されている場合と比較して、流路断面積を小さくすることができ、開口部を通過するブローバイガスの流速を高めることができる。これにより、オイル分離効率をより高めることができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係るオイルミストセパレータの概略を示す縦断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 実施例に係る弁体の部分断面斜視図である。 実施例に係るオイルミストセパレータの作用を説明するための説明図である。 他の実施形態に係るオイルミストセパレータを説明するための説明図である。 他の実施形態に係るオイルミストセパレータを説明するための説明図である。 他の実施形態に係るオイルミストセパレータを説明するための説明図である。 他の実施形態に係るオイルミストセパレータを説明するための説明図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

本実施形態に係るオイルミストセパレータ（１）は、クランクケース内に漏洩するブローバイガスを流通させることにより、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルミストセパレータである。オイルミストセパレータは、ブローバイガスが流通するガス流通路（３）と、ガス流通路内に配され、ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブ（５）と、を備えている。リリーフバルブは、ガス流通路を仕切るように配され、かつ開口部（１９）を備えた壁部（１５）と、開口部をガス流通路の下流側から覆う弁体（１７）と、を有している。弁体は、壁部の方向へ付勢されて開口部を閉塞する。また、弁体は、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、ガス流通路の下流側へ押されて、開口部を開放するようにされている。そして、弁体の開口部に対向する側の面には、フィルタ要素（２１）が備えられている（例えば、図１〜図４等参照）。

上記フィルタ要素の構成、形状、大きさ、材質等は特に問わない。フィルタ要素は、ブローバイガスを通過させることにより、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを捕捉して分離することができるものであればよい。
上記フィルタ要素は、例えば、付勢されていることにより、上記壁部との当接面が圧縮されていることができる。これにより、上記開口部の周縁部とフィルタ要素とを密着させることができ、リリーフバルブのシール性を高めることができる。

本実施形態に係るオイルミストセパレータとしては、例えば、上記フィルタ要素は、ブローバイガスを流通可能な貫通孔が形成された支持体（２３）により、ガス流通路の下流側から支持されている形態を挙げることができる（例えば、図３等参照）。上記貫通孔の形状、大きさ、個数等は特に問わない。貫通孔としては、例えば、格子状に形成された支持体の格子の隙間であることができる。

本実施形態に係るオイルミストセパレータとしては、例えば、上記開口部の周縁には、上記弁体の方向に向かって突出する凸状部が形成されている形態を挙げることができる（例えば、図５等参照）。上記凸状部の大きさ、断面形状等は特に問わない。

本実施形態に係るオイルミストセパレータとしては、例えば、上記支持体には、上記フィルタ要素に向かって突出する突起部が形成されており、フィルタ要素の下流側の面は、支持体の突起部の先端部で支持されつつ、支持体の突起部以外の部分とは離隔している形態を挙げることができる（例えば、図６等参照）。上記突起部の形状、大きさ、個数等は特に問わない。

本実施形態に係るオイルミストセパレータとしては、例えば、上記開口部は、複数の孔が形成されて開口している形態を挙げることができる（例えば、図７等参照）。上記複数の孔の形状、大きさ、個数等は特に問わない。

本実施形態に係るオイルミストセパレータは、上記リリーフバルブが主たるオイル分離手段として設けられている形態であってもよいし、上記リリーフバルブとは別に、主たるオイル分離手段が設けられている形態であってもよい。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）オイルミストセパレータの構成
本実施例に係るオイルミストセパレータ１は、内燃機関のクランクケース内に漏洩するブローバイガスを流通させることにより、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルミストセパレータである。オイルミストセパレータ１は、図１に示すように、ブローバイガスが流通するガス流通路３と、このガス流通路３内に配され、ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブ５と、を備えている。

ガス流通路３は、略角筒形状をなすセパレータ本体７の内側空間とされている。セパレータ本体７には、ブローバイガスが導入されるガス導入部９と、オイルが分離されたブローバイガスを排出するガス排出部１１と、分離されたオイルを排出するオイル排出部１３と、が設けられている。

ガス導入部９及びガス排出部１１は、セパレータ本体７の両端部にそれぞれ形成されている。ガス導入部９は、図示しない内燃機関のクランクケース内の空間と連通しており、クランクケース内に漏洩したブローバイガスをセパレータ本体７内に導入する。ガス排出部１１は、図示しない内燃機関の吸気系と連通しており、セパレータ本体７内から排出されたブローバイガスが吸気とともに燃焼室に導入されるようになっている。

オイル排出部１３は、セパレータ本体７の底壁から下方に延びるように筒状に形成されているとともに、その底部には、筒状をなす部分よりも小さい断面積の孔が形成されている。これにより、オイル排出部１３には、その内部に分離されたオイルが蓄積されるようになっている。また、オイル排出部１３内のオイルが所定の高さまで蓄積されると、ガス流通路３内のブローバイガスの圧力に抗して外部に排出されるようになっている。なお、排出されたオイルは、クランクケース下方のオイルパンに戻される。

リリーフバルブ５は、図２に示すように、壁部１５と、弁体１７と、を有している。壁部１５は、セパレータ本体７の内壁から内側方向に向かって延びる板状に形成されており、ガス流通路３を仕切るように配されているとともに、ブローバイガスが流通可能な開口部１９を備えている。開口部１９は、壁部１５を貫通するひとつの孔が形成されて開口している。弁体１７は、壁部１５の開口部１９をガス流通路３の下流側から覆うように設けられている。弁体１７は、壁部１５の方向へ付勢されて開口部１９を閉塞しているとともに、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、ガス流通路３の下流側へ押されて、開口部１９を開放するようにされている。

弁体１７には、開口部１９に対向する側の面にフィルタ要素２１が備えられている。フィルタ要素２１は略円板形状の不織布とされている。また、弁体１７は、フィルタ要素２１を下流側から支持する支持体２３を備えている。支持体２３は、図３に示すように、フィルタ要素２１を支持する部分が拡径した略円筒形状に構成されている。また、この支持体２３のフィルタ要素２１の下流側の面に当接する面及び周壁面はそれぞれ格子状に形成されており、この格子の隙間（本発明に係る貫通孔として例示する）をブローバイガスが流通可能とされている。

本実施例において、弁体１７は、コイルばね２５により付勢されている。これにより、弁体１７は、図２に示すように、フィルタ要素２１が壁部１５に押し付けられて圧縮された状態で開口部１９を塞ぐようになっている。コイルばね２５は、弁体１７の支持体２３の拡径部分と、支持体２３を摺動自在に支持し、弁体１７を作動方向に沿って案内する案内部材２７と、の間に配されている。

（２）オイルミストセパレータの作用
次に、上記構成のオイルミストセパレータ１の作用について説明する。クランクケース内に漏洩したブローバイガスは、オイルミストセパレータ１に導入されてオイルが分離される。詳細には、図１に示すように、ブローバイガスは、最初に、ガス導入部９からセパレータ本体７内に導入される。導入されたブローバイガスはリリーフバルブ５に到達し、壁部１５の開口部１９を経て弁体１７のフィルタ要素２１に衝突する。弁体１７は壁部１５の方向へ付勢されて開口部１９を閉塞しているので、衝突したブローバイガスはフィルタ要素２１を通過して下流方向へ流通する。このとき、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルがフィルタ要素２１により捕集され、オイルが分離される。そして、フィルタ要素２１を通過したブローバイガスはガス排出部１１から排出される。また、分離されたオイルは、セパレータ本体７の底壁に落下し、オイル排出部１３から排出される。

また、フィルタ要素の目詰まり等が生じ、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、図４に示すように、弁体１７が下流側へ押されて開口部１９が開放される。これにより、ガス流通路３内のブローバイガスの圧力上昇が軽減される。
このとき、開口部１９を通過したブローバイガスは、開口部１９の下流側へ後退したフィルタ要素２１に衝突する。フィルタ要素２１に衝突したブローバイガスは、その一部が通常時と同様にフィルタ要素２１を通過して下流方向に流通するとともに、他の一部が進路を変えて壁部１５と弁体１７との間の隙間を通過して下流方向へ流通する。そして、フィルタ要素２１を通過したブローバイガスは通常通り分離分離され、進路を変えて壁部１５と弁体１７との間の隙間を通過したブローバイガスは、これに含まれるオイルミストがフィルタ要素２１に慣性衝突して分離される。このように、リリーフバルブ５が作動した場合であっても、適切にオイル分離がなされる。

（３）実施例の効果
以上より、本実施例のオイルミストセパレータ１によると、ブローバイガスが流通するガス流通路３と、ガス流通路３内に配され、ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブ５と、を備えている。リリーフバルブ５は、ガス流通路３を仕切るように配され、かつ開口部１９を備えた壁部１５と、開口部１９をガス流通路３の下流側から覆う弁体１７と、を有している。弁体１７は、壁部１５の方向へ付勢されて開口部１９を閉塞するとともに、ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、下流側へ押されて、開口部１９を開放するようにされている。そして、弁体１７の開口部１９に対向する側の面には、フィルタ要素２１が備えられている。

このような構成により、通常時には、ブローバイガスがフィルタ要素２１を通過することにより十分なオイル分離機能が確保される。また、ガス流通路３内の圧力が上昇した場合には、リリーフバルブ５が作動して、ガス流通路３内のブローバイガスの圧力上昇が軽減される。そして、この場合も、開口部１９を通過するブローバイガスは弁体１７のフィルタ要素２１に衝突するので、オイルの分離効率を確保することができる。従って、オイルミストセパレータ１は、ガス流通路３内のブローバイガスの圧力上昇を軽減しつつ、オイルの分離効率も確保することができる。

また、上記実施例では、フィルタ要素２１が、ブローバイガスを流通可能な貫通孔としての格子の隙間が形成された支持体２３により下流側から支持されているので、ブローバイガスが流通する際の抵抗が抑えられ、圧力上昇を抑制することができる。また、フィルタ要素２１が支持体２３により支持されていることにより、フィルタ要素２１の変形を抑制することができる。

更に、上記実施例では、弁体１７は、フィルタ要素２１が壁部１５に押し付けられて圧縮された状態で開口部１９を塞ぐようになっているので、リリーフバルブ５のシール性を高めることができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、壁部１５を、セパレータ本体７の内壁から内側方向に向かって延びる板状に形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、板状の壁部１５に加えて、開口部１９の周縁に、弁体１７の方向に向かって突出する凸状部を形成するようにしてもよい。

また、上記実施例では、弁体１７が、フィルタ要素２１を下流側から支持する支持体２３を備える形態を例示したが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、支持体２３には、フィルタ要素２１に向かって突出する突起部２９が形成されており、フィルタ要素２１の下流側の面は、支持体２３の突起部２９の先端部で支持されつつ、支持体２３の突起部２９以外の部分とは離隔している形態としてもよい。

更に、上記実施例では、壁部１５を貫通するひとつの孔が形成されて開口している開口部１９を例示したが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、開口部１９が、複数の孔が形成されて開口している形態であってもよい。

また、上記実施例では、弁体１７がフィルタ要素２１を支持する支持体２３を備える例を示したが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、フィルタ要素２１からなる弁体１７であってもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

１；オイルミストセパレータ、３；ガス流通路、５；リリーフバルブ、７；セパレータ本体、９；ガス導入部、１１；ガス排出部、１３；オイル排出部、１５；壁部、１７；弁体、１９；開口部、２１；フィルタ要素、２３；支持体、２７；案内部材、２９；突起部。

Claims (5)

1. クランクケース内に漏洩するブローバイガスを流通させることにより、前記ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルを分離するオイルミストセパレータであって、
   前記ブローバイガスが流通するガス流通路と、
   前記ガス流通路内に配され、前記ブローバイガスの圧力によって開閉するリリーフバルブと、を備え、
   前記リリーフバルブは、
   前記ガス流通路を仕切るように配され、かつ開口部を備えた壁部と、
   前記開口部を前記ガス流通路の下流側から覆う弁体と、を有し、
   前記弁体は、前記壁部の方向へ付勢されて前記開口部を閉塞するとともに、
   前記弁体は、前記ブローバイガスの圧力が所定圧力よりも上昇したときには、前記下流側へ押されて、前記開口部を開放するようにされており、
   前記弁体の前記開口部に対向する側の面には、フィルタ要素が備えられていることを特徴とするオイルミストセパレータ。
2. 前記フィルタ要素は、前記ブローバイガスを流通可能な貫通孔が形成された支持体により前記下流側から支持されている請求項１記載のオイルミストセパレータ。
3. 前記開口部の周縁には、前記弁体の方向に向かって突出する凸状部が形成されている請求項１又は２記載のオイルミストセパレータ。
4. 前記支持体には、前記フィルタ要素に向かって突出する突起部が形成されており、
   前記フィルタ要素の前記下流側の面は、前記支持体の前記突起部の先端部で支持されつつ、前記支持体の前記突起部以外の部分とは離隔している請求項２記載のオイルミストセパレータ。
5. 前記開口部は、複数の孔が形成されて開口している請求項１乃至４のいずれか一項に記載のオイルミストセパレータ。

Images