JP2019035393A - 内燃機関のブリーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパン内のオイルがブリーザ通路を上昇することを防止すると共に、動弁室内のオイルのブリーザチャンバへの浸入を抑制する。【解決手段】内燃機関１のブリーザ装置３５は、ブリーザチャンバをなす第１気液分離室５４の下壁５４Ａにおける左端側の部分に形成され、第１気液分離室５４と動弁室４４とを連通する第１連通孔６５と、第１気液分離室５４の１対の側壁（５４Ｃ、５４Ｄ）の一方である後側壁５４Ｄにおける第１連通孔６５よりも下流側の部分に形成され、第１気液分離室５４と動弁室４４とを連通する第２連通孔６８とを備える。第１連通孔６５よりも下流側の側壁に第２連通孔６８が追加的に形成されるため、ブリーザ通路３６の上流端がオイルに浸かった時に、第２連通孔６８から空気が供給されることによって第１気液分離室５４の負圧が緩和され、オイルの上昇が抑制される。【選択図】図１０

Description

本開示は、クランク室に発生したブローバイガスを吸気負圧により吸気通路に還流する内燃機関のブリーザ装置に関する。

内燃機関においては、燃焼圧力によって未燃料ガスが燃焼室からクランク室に漏れるため、クランク室内のブローバイガスを吸気負圧によって吸気通路に還流させるブリーザ装置が設けられる。ブローバイガスにはオイルミストが含まれるため、クランク室から吸気通路に至るブリーザ通路には、オイルを分離するためのブリーザチャンバが設けられる。また、ブローバイガスを積極的に掃気するためにクランク室に新気を導入する新気導入通路にも、ブローバイガスが逆流することがあるため、オイルを分離するために新気用チャンバが設けられる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の図１１には、ブリーザチャンバが、クランク室に連通する上流側の第１気液分離室と、インマニに連通する下流側の第２気液分離室とを有し、第１気液分離室の底面におけるブリーザ通路によるオイル戻し孔の近傍に、動弁室に連通する補助開口部が形成されたブリーザ装置が開示されている。これにより、ブローバイガス量が多く、第１気液分離室で分離されるオイルが多くても、リターンオイルによってブリーザ通路が塞がれることが抑制されるため、ブローバイガスがブリーザチャンバ内へ良好に導入される。

特開２０１５−０９４２３９号公報

ところで、自動車の旋回走行時や加減速時には、オイルパン内のオイルが加速度を受けて偏り、油面が傾斜することでブリーザ通路の上流端がオイルに浸かることがある。そのような場合、オイルパン内のオイルが吸気負圧によって吸い上げられてブリーザ通路を上昇し、ブリーザチャンバに浸入する虞がある。ここで、特許文献１に記載のブリーザ装置のように、ブリーザチャンバの底面に補助開口部が形成されている場合、動弁室内の空気が補助開口部からブリーザチャンバに流入することで負圧が緩和され、オイルの上昇が抑制される効果が生じる。

ところが、補助開口部はブリーザチャンバの底面における上流側ブリーザ通路の近傍に形成されているため、補助開口部がオイルに浸り易く、十分な負圧緩和効果を奏しないことがある。ここで、補助開口部を大きくすることで負圧緩和効果を改善することが考えられる。しかしながら、そのようにすると、ブリーザ通路の上流端がオイルに浸かっていない平常時にも、動弁室内の飛沫オイルが空気と共にブリーザチャンバに浸入し易くなるため好ましくない。

本発明は、このような背景に鑑み、オイルパン内のオイルがブリーザ通路を上昇することを防止すると共に、動弁室内のオイルのブリーザチャンバへの浸入を抑制できるブリーザ装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明のある実施形態に係る内燃機関（１）のブリーザ装置（３５）は、シリンダヘッド（３）に当接するべく周縁に沿って垂下する周壁（４１Ｂ）を備え、前記シリンダヘッドと協働して動弁室（４４）を形成するヘッドカバー本体（４１）と、前記ヘッドカバー本体に取り付けられ、前記ヘッドカバー本体と協働してシリンダ列方向に延在するブリーザチャンバ（５４、５５）を形成するチャンバ形成部材（４２）と、クランク室（１１）と前記ブリーザチャンバの一端（左端）側とを連通する上流側ブリーザ通路（３６Ａ）と、前記ブリーザチャンバと吸気通路（２０）とを連通する下流側ブリーザ通路（３６Ｂ）と、前記シリンダヘッドに形成され、前記動弁室と前記クランク室とを連通するオイル戻し通路（３８）と、前記ブリーザチャンバの下壁（５４Ａ）における前記一端（左端）側の部分に形成され、前記ブリーザチャンバと前記動弁室とを連通する第１連通孔（６５）と、前記ブリーザチャンバの１対の側壁（５４Ｃ、５４Ｄ）の一方（５４Ｄ）における前記第１連通孔よりも下流側の部分に形成され、前記ブリーザチャンバと前記動弁室とを連通する第２連通孔（６８）とを備える。

この構成によれば、第１連通孔に比べてオイルに浸かり難い、第１連通孔よりも下流側の側壁に第２連通孔が追加的に形成されているため、ブリーザ通路の上流端がオイルに浸かった時に、第２連通孔から空気が供給されることによってブリーザチャンバの負圧が緩和され、オイルの上昇が抑制される。また、第１連通孔を大きくする場合に比べ、平常時に動弁室内のオイルがブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。

また、上記構成において、前記第２連通孔（６８）の断面積が前記第１連通孔（６５）の断面積よりも小さいとよい。

この構成によれば、動弁室内のオイルが第２連通孔を通ってブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。

また、上記構成において、前記第２連通孔（６８）が、前記ヘッドカバー本体（４１）の前記周壁（４１Ｂ）に対向する側の前記側壁（５４Ｄ）に形成されているとよい。

周壁に対向する側の側壁と周壁との間にはオイルが飛散し難いため、この構成によれば、動弁室内のオイルが第２連通孔を通ってブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。

また、上記構成において、前記ヘッドカバー本体（４１）の前記周壁（４１Ｂ）が、外方に膨出し、前記側壁との間に空隙（Ｇ）を形成する膨出部（６７）を有し、前記第２連通孔（６８）が、前記側壁（５４Ｄ）における前記空隙を介して前記膨出部に対向する部分に形成されているとよい。

空隙部分には動弁室内のオイルが飛散し難いため、この構成によれば、オイルが第２連通孔を通ってブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。また、ヘッドカバー本体の全体を大型化することなく、周壁と側壁との間に空隙を形成し、空隙に臨む第２連通孔を形成できる。

また、上記構成において、前記ヘッドカバー本体（４１）は、前記周壁（４１Ｂ）から外方に突出し、前記シリンダヘッド（３）に締結される複数の締結ボス（４１Ｃ）を備え、前記膨出部（６７）は、前記周壁における前記締結ボスが設けられた部分に形成されているとよい。

この構成によれば、外方に突出する締結ボスが設けられた部分膨出部が形成されるため、空隙を形成するためにヘッドカバー本体が大型化することを抑制できる。

また、上記構成において、前記ヘッドカバー本体（４１）は、前記周壁（４１Ｂ）の内面及び前記下壁（５４Ａ）の下面に亘って形成され、１つの前記締結ボス（４１Ｃ）に至る１対のリブ（６９）を有し、前記第２連通孔（６８）が１対の前記リブの間において前記空隙（Ｇ）に連通しているとよい。

１対のリブの間に形成された空隙にはオイルが飛散し難い。この構成によれば、動弁室内のオイルが第２連通孔を通ってブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。また、複数のリブはヘッドカバー本体の周壁の剛性を向上させる効果も発揮する。

また、上記構成において、前記動弁室（４４）にはシリンダ列方向に延在するカムシャフト（４６、４７）が設けられており、前記第２連通孔（６８）は、シリンダ列方向において前記カムシャフトのカム（４６ａ、４７ａ）からオフセットした位置に配置されているとよい。

カムシャフトの回転時にカムが撒き散らすオイルはカムシャフトの径方向に飛散する。この構成によれば、オイルが第２連通孔を通ってブリーザチャンバに浸入することを抑制できる。

また、上記構成において、前記第２連通孔（６８）が前記側壁（５４Ｃ、５４Ｄ）の下端に設けられているとよい。

この構成によれば、ブリーザチャンバで分離されたオイルを第２連通孔から動弁室に戻すことができる。即ち、第２連通孔を、ブリーザ通路の上流端がオイルに浸かった時の空気供給孔として機能させると共に、オイル戻し孔として機能させることができる。

また、上記構成において、前記第２連通孔（６８）が、シリンダ列方向において前記オイル戻し通路（３８）と整合する位置に配置されているとよい。

この構成によれば、ブリーザチャンバで分離されたオイルを、第２連通孔を通して速やかにオイル戻し通路へ送ることができる。

また、上記構成において、前記ブリーザチャンバ（５４、５５）は、シリンダ列方向に延在し、シリンダ列方向の前記一端（左端）側にて前記上流側ブリーザ通路（３６Ａ）が接続する第１気液分離室（５４）と、前記第１気液分離室と並んでシリンダ列方向に延在し、シリンダ列方向の前記一端側にて前記下流側ブリーザ通路（３６Ｂ）が接続する第２気液分離室（５５）と、シリンダ列方向の他端（右端）側において、前記第１気液分離室と前記第２気液分離室とを連通するように設けられ、ブローバイガスの流量を調整するＰＣＶバルブ（６０）とを備え、前記第１連通孔（６５）及び前記第２連通孔（６８）が、前記第１気液分離室と前記動弁室（４４）とを連通するとよい。

この構成によれば、第２連通孔を通って動弁室からブリーザチャンバに浸入するオイルは、オイルブリーザチャンバのうち上流側の第１気液分離室に浸入し、第１気液分離室の下流側部分や第２気液分離室によって分離される。そのため、下流側ブリーザ通路へ流れるオイルの量を低減できる。

このように本発明によれば、オイルパン内のオイルがブリーザ通路を上昇することを防止すると共に、動弁室内のオイルのブリーザチャンバへの浸入を抑制できるブリーザ装置を提供することができる。

実施形態に係るオイル分離装置を備えた内燃機関の模式図 図１に示される内燃機関の要部を破断して示す斜視図 図１に示される内燃機関の平面図 第１、第２チャンバ形成部材を取り外した状態の内燃機関の平面図 シリンダヘッドの平面図 図３のVI−VI断面図 図３のVII−VII断面図 図３のVIII−VIII断面図 図３のIX−IX断面図 図９のＸ部拡大図 ヘッドカバーを底面側から見た斜視図

以下、図面を参照して、本発明を自動車に適用した実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係る内燃機関１は、直列４気筒のレシプロエンジンである。図１に示されるように、内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に結合されたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に結合されたヘッドカバー４と、シリンダブロック２の下部に結合されたオイルパン５とを有する。ヘッドカバー４の上部には、流通するガスからオイルを除去する２つのオイル分離装置１０が設けられている。

シリンダブロック２には、４つのシリンダ８が形成されている。各シリンダ８は、それぞれの軸線であるシリンダ軸線が互いに平行になり、かつ直列に列設されて１つの仮想平面上に配置されている。各シリンダ８が列設された方向をシリンダ列方向という。本実施形態では、内燃機関１はシリンダ列方向を左右に向け、シリンダ軸線を後傾させた姿勢で自動車に搭載されている。以下の説明では、便宜上、シリンダ軸線方向を上下方向と呼び、自動車の進行方向基準にして前後方向及び左右方向とする。従って、シリンダ列方向を左右方向といい、図３〜図５においては左右方向が紙面の左右と逆になっている。シリンダ８は、左側から順に第１、第２、第３及び第４シリンダとする。

各シリンダ８は、上端がシリンダブロック２の上面に開口し、下端がシリンダブロック２の下部に形成されたクランク室１１に連通している。各シリンダ８には、コネクティングロッド１２を介してクランク軸１３に連結されたピストン１４が摺動自在に収容されている。クランク軸１３の軸線は、左右方向に延在している。

シリンダヘッド３は、シリンダ列方向、即ち左右方向に延在し、その下面の各シリンダ８に対応する部分に燃焼室凹部１６を有する。燃焼室凹部１６は、シリンダ８と共に燃焼室１７を形成する。シリンダヘッド３には、燃焼室凹部１６からシリンダヘッド３の後側面に延びる吸気ポート１８と、燃焼室凹部１６からシリンダヘッド３の前側面に延びる排気ポート１９とが形成されている。

内燃機関１の吸気通路２０を形成する吸気系２１は、上流側から順にエアインレット２２、エアクリーナ２３、ターボチャージャのコンプレッサ２４Ａ、スロットルバルブ２５及び吸気マニホールド２６を有する。吸気マニホールド２６は、シリンダヘッド３に結合され、吸気ポート１８と連通している。内燃機関１の排気通路３０を形成する排気系３１は、上流側から順に排気マニホールド３２、ターボチャージャのタービン２４Ｂ、触媒コンバータ、消音器、排気出口を有する。排気マニホールド３２は、シリンダヘッド３に結合され、排気ポート１９と連通している。

オイルパン５は、上方に開口した箱形に形成され、シリンダブロック２の下部に結合され、エンジンオイルを貯留するオイル室３３を形成する。

内燃機関１には、クランク室１１に発生したブローバイガスを吸気負圧により吸気通路２０に還流するブリーザ装置３５が設けられている。ブリーザ装置３５は、クランク室１１と吸気通路２０におけるスロットルバルブ２５よりも下流側の部分である吸気マニホールド２６と連通するブリーザ通路３６を備えている。また、ブリーザ装置３５は、クランク室１１に新気を導入するべく、吸気通路２０におけるスロットルバルブ２５よりも上流側の部分、具体的にはエアクリーナ２３とコンプレッサ２４Ａとの間の部分とクランク室１１とを連通する新気導入通路３７とを備えている。ブリーザ通路３６には一方のオイル分離装置１０が設けられ、新気導入通路３７には他方のオイル分離装置１０が設けられている。

ブリーザ通路３６のうち、クランク室１１から一方のオイル分離装置１０に至る上流側部分（以下、上流側ブリーザ通路３６Ａという）は、シリンダブロック２、シリンダヘッド３及びヘッドカバー４によって形成されている。ブリーザ通路３６のうち、一方のオイル分離装置１０から吸気通路２０に至る下流側部分（以下、下流側ブリーザ通路３６Ｂという）は、ホースや管によるブローバイガス排出管５９によって形成されている。

新気導入通路３７のうち、吸気通路２０から他方のオイル分離装置１０に至る上流側部分（以下、上流側新気導入通路３７Ａという）は、ホースや管による新気供給管６３によって形成されている。新気導入通路３７のうち、他方のオイル分離装置１０からクランク室１１に至る下流側部分（以下、下流側新気導入通路３７Ｂという）は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３に形成されている。

図５に併せて示されるように、シリンダヘッド３は、吸気ポート１８や排気ポート１９が内部に形成されたヘッド本体３Ａと、ヘッド本体３Ａの周縁から立ち上がると共に周縁に沿って延在するヘッド周壁３Ｂとを有し、上方に向けて開口した略箱形をなす。シリンダブロック２及びシリンダヘッド３には、上下に延在し、下端がクランク室１１に向けて開口する一方、上端がシリンダヘッド３の上面に開口するオイル戻し通路３８、ブローバイガス通路３９が形成されている。

オイル戻し通路３８は、第２シリンダ８と第３シリンダ８との間であり、かつ第２シリンダ８及び第３シリンダ８よりも後方に配置されており、ヘッド本体３Ａの上面の後端に開口している。シリンダヘッド３の上面に捕集されたオイルは、オイル戻し通路３８を通ってクランク室１１及びオイル室３３に戻される。オイル戻し通路３８は、下流側新気導入通路３７Ｂとしても機能する。ブローバイガス通路３９は、第１シリンダ８と第２シリンダ８との間であり、かつ第１シリンダ８及び第２シリンダ８よりも後方に配置されており、ヘッド周壁３Ｂの上面に開口している。クランク室１１に発生したブローバイガスは、ブローバイガス通路３９を通って内燃機関１の内部から排出される。

図２〜図４に示されるように、ヘッドカバー４は、ヘッドカバー本体４１と、ヘッドカバー本体４１の上面に結合され、ヘッドカバー本体４１と協働してチャンバを形成する第１チャンバ形成部材４２と、ヘッドカバー本体４１の上面に結合され、ヘッドカバー本体４１と協働してチャンバを形成する第２チャンバ形成部材４３とを有する。他の実施形態では、第１チャンバ形成部材４２及び第２チャンバ形成部材４３は、ヘッドカバー本体４１の下面に結合されてもよい。

ヘッドカバー本体４１は、上壁４１Ａと、上壁４１Ａの周縁から垂下すると共に周縁に沿って延在する周壁４１Ｂとを有し、下方に向けて開口した略箱形をなす。なお、周壁４１Ｂは環状である必要はなく、周壁４１Ｂが前後の側縁に形成されて、ヘッドカバー本体４１がトンネル形をなしていてもよい。周壁４１Ｂの下端には、外方へ突出し、ボルトによってシリンダヘッド３に締結される複数の締結ボス４１Ｃが一体形成されている。締結ボス４１Ｃは、ヘッドカバー本体４１の前縁及び後縁における左端、右端及び、第２シリンダ８と第３シリンダ８との間の少なくとも６カ所に形成され、本実施形態では左縁及び右縁に配置されたものと合わせて合計１０の締結ボス４１Ｃが形成されている。ヘッドカバー本体４１は、締結ボス４１Ｃがボルトによりシリンダヘッド３に締結されることにより、周壁４１Ｂの下端面においてシール部材４０（図７、図１１参照）を介してシリンダヘッド３の上面縁部に当接する。ヘッドカバー本体４１は、シリンダヘッド３の上面の少なくとも一部を覆い、シリンダヘッド３と協働してシリンダヘッド３との間に動弁室４４を形成する。

図２、図６及び図８に示されるように、動弁室４４には、公知の動弁機構４５が設けられる。動弁機構４５は、動弁室４４の後部に配置されて左右方向に延在する吸気カムシャフト４６と、動弁室４４の前部に配置されて左右方向に延在する排気カムシャフト４７とを有している。吸気カムシャフト４６は、各シリンダ８に対応して４つのカム４６ａを有しており、５つの吸気カムホルダ４８によってシリンダヘッド３に回転自在に支持されている。４つのカム４６ａは、左右方向において、対応するシリンダ８の略中心に設けられている。吸気カムシャフト４６は、吸気ロッカーアームを介して吸気弁を駆動する。排気カムシャフト４７は、排気弁のリフト特性を変更するべく、シリンダ８毎に３つ、合計１２個のカム４７ａを有しており、５つの排気カムホルダ４９によってシリンダヘッド３に回転自在に支持されている。排気カムシャフト４７は、排気ロッカーアームを介して排気弁を駆動する。

図２〜図４に示されるように、ヘッドカバー本体４１の上壁４１Ａにおいて、各シリンダ８の上方に対応する部分には、点火プラグを挿入するための４つのプラグ孔５１が形成されている。各プラグ孔５１は、上壁４１Ａを貫通している。各プラグ孔５１は、シリンダ８の番号に対応して、左側から順に第１、第２、第３及び第４とする。

ヘッドカバー本体４１の上壁４１Ａにおいて、第４プラグ孔５１の右後方には、オイル補給孔５２が形成されている。オイル補給孔５２には、キャップ５３（図２）が着脱可能に取り付けられる。オイルを補給する際には、使用者はキャップ５３を取り外し、オイル補給孔５２にオイルを注ぐ。オイル補給孔５２に注がれたオイルは、シリンダヘッド３の上面に流れ、続いてオイル戻し通路３８を通ってオイル室３３に流れる。

ヘッドカバー本体４１の上壁４１Ａと第１チャンバ形成部材４２との間には、第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５が形成され、ヘッドカバー本体４１の上壁４１Ａと第２チャンバ形成部材４３との間には、第３気液分離室５６が形成される。言い換えれば、第１チャンバ形成部材４２及び第２チャンバ形成部材４３は、ヘッドカバー本体４１との間に第１〜第３の気液分離室（５４〜５６、チャンバ）を形成する。第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５は、直列のブリーザチャンバをなすべく互いに連通し、１つのオイル分離装置１０を構成する。第３気液分離室５６はブリーザチャンバをなし、１つのオイル分離装置１０を構成する。

第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５は、プラグ孔５１よりも後側、即ち吸気側にて左右方向に延在している。吸気カムシャフト４６の真上には、第２気液分離室５５が配置されており、第１気液分離室５４は吸気カムホルダ４８の後方に配置されている（図７〜図９参照）。

第３気液分離室５６は、プラグ孔５１よりも前側、即ち排気側にて排気カムシャフト４７の真上を左右方向に延在している。第３気液分離室５６の左端は左右方向において第１プラグ孔５１及び第２プラグ孔５１の間に対応する部分に配置され、第１プラグ孔５１及び第２プラグ孔５１の間に向けて後方に延びるＬ字状とされている。

図４及び図７示されるように、ヘッドカバー本体４１の上壁４１Ａにおいて、第１気液分離室５４の一端である左端には、貫通孔であるガス入口孔５７が形成されている。ガス入口孔５７は、左右方向において第１プラグ孔５１と第２プラグ孔５１との間に配置されている。ガス入口孔５７は、上壁４１Ａの後端に形成されてヘッドカバー本体４１の周壁４１Ｂを上下方向に延在しており、下端においてブローバイガス通路３９の上端に接続されている。ブローバイガス通路３９とガス入口孔５７とにより、第１気液分離室５４の左端側に連通する上流側ブリーザ通路３６Ａが形成される。

第２気液分離室５５の後側壁５５Ｄの左端部には、ガス出口孔５８（図４）が形成されている。図１に示されるように、ガス出口孔５８は、下流側ブリーザ通路３６Ｂを形成するブローバイガス排出管５９によって吸気通路２０のスロットルバルブ２５よりも下流側、具体的には吸気マニホールド２６に接続されている。図１及び図３に黒色矢印で示されるように、ガス出口孔５８は、第２気液分離室５５から吸気系２１側にブローバイガスを排出するブローバイガス排出口として機能する。

図１、図３及び図４に示されるように、第１気液分離室５４と第２気液分離室５５との間に配置された壁には、第１気液分離室５４の他端である右端に配置されたＰＣＶバルブ６０が貫通する態様で設けられている。ＰＣＶバルブ６０は、第１気液分離室５４と第２気液分離室５５とを連通するバルブ内通路を有するハウジングと、バルブ内通路に設けられ、第２気液分離室５５側を向く弁座と、弁座に着座可能な弁体と、弁体を弁座に向けて付勢する付勢部材とを有する。ＰＣＶバルブ６０は、付勢部材に付勢された弁体が弁座に着座することによって初期状態では閉じられている。ＰＣＶバルブ６０は、第１気液分離室５４側の圧力に対して第２気液分離室５５側の圧力が所定値以上低下した時に、付勢部材の付勢力に抗して弁体が弁座から離れることによって開き、第１気液分離室５４側から第２気液分離室５５側への流れを許容する。即ち、ＰＣＶバルブ６０は第１気液分離室５４と第２気液分離室５５との圧力差に応じてブローバイガスの流量を調整する。

図４に及び図７示されるように、ヘッドカバー本体４１において、左右方向における第１プラグ孔５１と第２プラグ孔５１との間には、上壁４１Ａの上面側と動弁室４４とを連通する貫通孔である通気孔６１が形成されている。通気孔６１は、左から２つめの排気カムホルダ４９の真上に位置する第３気液分離室５６の右端の後端において後方に向けて開口している。

第３気液分離室５６の前側壁５６Ｃの上部（第２チャンバ形成部材４３）には、ガス流通口６２が形成されている。図１に示されるように、ガス流通口６２は、新気供給管６３によって形成される上流側新気導入通路３７Ａにより、吸気通路２０のエアクリーナ２３とコンプレッサ２４Ａとの間の部分に接続されている。ガス流通口６２は、図１及び図３に白色抜き矢印で示されるように吸気系２１側から第３気液分離室５６に新気を導入する新気導入口として機能する。また、ガス流通口６２は、図１及び図３に黒色矢印で示されるように第３気液分離室５６から吸気系２１側にブローバイガスを排出するブローバイガス排出口として機能する。

図４、図６及び図８に示されるように、第１気液分離室５４は、下壁５４Ａ、上壁５４Ｂ、前側壁５４Ｃ、後側壁５４Ｄ、左端壁５４Ｅ及び右端壁５４Ｆを含む壁部によって形成されている。第１気液分離室５４の下壁５４Ａは、ヘッドカバー本体４１によって形成されている。第１気液分離室５４の下壁５４Ａは、左方に向けて下り勾配をなす共に、後方に向けて下り勾配をなす向きに傾斜している。第１気液分離室５４の上壁５４Ｂは、第１チャンバ形成部材４２によって形成されている。第１気液分離室５４の前側壁５４Ｃ、後側壁５４Ｄ、左端壁５４Ｅ及び右端壁５４Ｆは、ヘッドカバー本体４１及び第１チャンバ形成部材４２によって形成されている。

第１気液分離室５４の下壁５４Ａの上面には複数（図６の例では６つ）の下側傾斜偏向板５４Ｈが上方に向けて突設されている。各下側傾斜偏向板５４Ｈは、板状に形成され、水平方向に所定の長さを有する。各下側傾斜偏向板５４Ｈは、平面視において、互いに平行に配置され、左右方向において概ね等間隔に配置されている。各下側傾斜偏向板５４Ｈは、平面視において、前後方向に対して第１方向にそれぞれ傾斜している。具体的には、各下側傾斜偏向板５４Ｈは、前方に向けて左方に傾斜する第１方向に沿って延在し、前端部が後端部に対して左方に配置されている。

各下側傾斜偏向板５４Ｈの後端部は、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄから離間して遊端を形成し、後側壁５４Ｄとの間に隙間を形成している。一方、各下側傾斜偏向板５４Ｈの前端部は、第１気液分離室５４の前側壁５４Ｃに連結されている。各下側傾斜偏向板５４Ｈの上端面は、下壁５４Ａ及び上壁５４Ｂの中間に位置する一定の高さに設定されている。

第１気液分離室５４の上壁５４Ｂの下面には複数（図６の例では６つ）の上側傾斜偏向板５４Ｊが下方に向けて突設されている。各上側傾斜偏向板５４Ｊは、板状に形成され、水平方向に所定の長さを有する。各上側傾斜偏向板５４Ｊは、平面視において、互いに平行に配置され、左右方向において概ね等間隔に配置されている。各上側傾斜偏向板５４Ｊは、平面視において、前後方向に対して第１方向と相反する第２方向にそれぞれ傾斜している。具体的には、各上側傾斜偏向板５４Ｊは、前方に向けて右方に傾斜する第２方向に沿って延在し、前端部が後端部に対して右方に配置されている。第１方向及び第２方向は、左右に延びる軸を対称軸として前後対称となっている。

各上側傾斜偏向板５４Ｊの後端部は第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄに連結され、各上側傾斜偏向板５４Ｊの前端部は第１気液分離室５４の前側壁５４Ｃに連結されている。各上側傾斜偏向板５４Ｊの上下方向における長さは、下壁５４Ａ及び上壁５４Ｂ間の距離の約半分に設定されている。平面視において、各上側傾斜偏向板５４Ｊは少なくとも１つの下側傾斜偏向板５４Ｈと交差している。そして、図６に示されるように、上側傾斜偏向板５４Ｊ及び下側傾斜偏向板５４Ｈの交差部において、上側傾斜偏向板５４Ｊの下端面は下側傾斜偏向板５４Ｈの上端面に当接している。

図４及び図７に示されるように、下側傾斜偏向板５４Ｈ及び上側傾斜偏向板５４Ｊによって、第１気液分離室５４内には、左右方向から見て左巻きの螺旋状通路が形成される。これにより、ガス入口孔５７からＰＣＶバルブ６０に向けてガスが流れる際に、図４及び図７の矢印１００で示されるように、ガスは上側傾斜偏向板５４Ｊに沿って左方かつ前方に流れ、続いて前側壁５４Ｃに沿って下方に流れ、続いて下側傾斜偏向板５４Ｈに沿って左方かつ後方に流れ、続いて後側壁５４Ｄに沿って上方に流れる左巻き螺旋の旋回を繰り返す。これにより、第１気液分離室５４においてブローバイガス中のオイルが分離される。第１気液分離室５４にて分離されたオイルは、傾斜した下壁５４Ａ上を重力によって流れ、左端にあるガス入口孔５７からブローバイガス通路３９を通ってオイル室３３に戻される。

同様に、第２気液分離室５５にも、下壁５５Ａの上面に形成された下側傾斜偏向板５５Ｈ及び上壁５５Ｂの下面に形成された上側傾斜偏向板５５Ｊによって螺旋状通路が形成されている。第２気液分離室５５は、ＰＣＶバルブ６０からガス出口孔５８に向けて、矢印１０１で示されるように、右巻きの螺旋状通路を形成している。第２気液分離室５５の下壁５５Ａは、左端側が右端側に対して下方に位置する向きに傾斜している。第２気液分離室５５の下壁５５Ａの左端前部であってＰＣＶバルブ６０の下方には、下壁５５Ａを貫通するオイル排出孔が形成されている。第２気液分離室５５はオイル排出孔を介して動弁室４４と連通しており、第２気液分離室５５においてガスから分離されたオイルは、オイル排出孔から動弁室４４及びオイル戻し通路３８を通ってオイル室３３に戻される。

第３気液分離室５６には、第１気液分離室５４と同様に、左巻きの螺旋状通路を形成するように、複数の下側傾斜偏向板５６Ｈが下壁５６Ａから上方に向けて突設されると共に、複数の上側傾斜偏向板５６Ｊが上壁５６Ｂから下方に向けて突設されている。第３気液分離室５６では、図４に矢印１０２で示されるように、新気がガス流通口６２から通気孔６１に向けて流れる場合と、矢印１０３で示されるように、ブローバイガスが通気孔６１からガス流通口６２に流れる場合とがある。ガスはいずれの方向に流れる場合であっても、左巻き螺旋の旋回を繰り返す。これにより、第３気液分離室５６をブローバイガスが流通する際にオイルが分離される。第３気液分離室５６の下壁５６Ａは、通気孔６１側が低くなる向きに傾斜しており、分離されたオイルは、通気孔６１から動弁室４４及びオイル戻し通路３８を通ってオイル室３３に戻される。

以上のように構成した内燃機関１のブローバイガス及び新気の流れについて説明する。内燃機関１の低出力時には、ターボチャージャが休止されている。この状態では、図１及び図４に示されるように、吸気系２１のスロットルバルブ２５の下流側は、ピストン１４の下降に応じて負圧になり、スロットルバルブ２５の上流側よりも圧力が低くなる。スロットルバルブ２５の下流側の負圧は、下流側ブリーザ通路３６Ｂを介して第２気液分離室５５に供給され、ＰＣＶバルブ６０が開く。これにより、クランク室１１のブローバイガスは、ブローバイガス通路３９及びガス入口孔５７を通過する経路を通り、第１気液分離室５４に流れる。その後、ブローバイガスは、ＰＣＶバルブ６０、第２気液分離室５５、ガス出口孔５８、下流側ブリーザ通路３６Ｂを通過して吸気マニホールド２６に供給される（図１中の黒色矢印参照）。

ブローバイガスに含まれるオイルミストは、各通路を通過する際に通路の壁面に付着することによってブローバイガスから除去される。オイルミストは、特に、第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５を通過する際に除去される。第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５では、ブローバイガスは長手方向に対して螺旋状に流れるため、オイルミストは遠心力によって長手方向に延在する中心線の径方向外方に移動し、各壁及び下側傾斜偏向板５５Ｈ、５６Ｈ及び上側傾斜偏向板５５Ｊ、５６Ｊに付着することで除去される。

また、クランク室１１内のブローバイガスが吸気系２１に排出されると同時に、吸気系２１のスロットルバルブ２５の上流側の新気が、上流側新気導入通路３７Ａ、ガス流通口６２、第３気液分離室５６、通気孔６１、動弁室４４及びオイル戻し通路３８を順に通過してクランク室１１に流入する。これにより、クランク室１１の換気が行われる（図１中の白抜き矢印参照）。

内燃機関１の高出力時には、ターボチャージャが駆動され、吸気系２１はコンプレッサ２４Ａの下流側が正圧となり、コンプレッサ２４Ａの上流側よりも圧力が高くなる。このコンプレッサ２４Ａの下流側の正圧は、下流側ブリーザ通路３６Ｂを介して第２気液分離室５５に供給され、ＰＣＶバルブ６０が閉じられる。これにより、クランク室１１のブローバイガスは、ブローバイガス通路３９に流れず、オイル戻し通路３８、動弁室４４、通気孔６１、第３気液分離室５６、ガス流通口６２、上流側新気導入通路３７Ａを順に通過して吸気系２１のコンプレッサ２４Ａの上流側部分に供給される（図１中の黒色矢印参照）。即ち、高出力時には、低出力時に新気が流入する通路として機能した新気導入通路３７を、ブローバイガスが逆流する。この時、第３気液分離室５６においては、通気孔６１がガス入口になり、ガス流通口６２がガス出口になる。

ブローバイガスに含まれるオイルミストは、新気導入通路３７を通過する際に通路の壁面に付着することによってブローバイガスから除去される。オイルミストは、特に、第３気液分離室５６を通過する際に除去される。第３気液分離室５６では、ブローバイガスは長手方向に対して螺旋状に流れるため、オイルミストは遠心力によって長手方向に延在する中心線の径方向外方に移動し、各壁（５４Ａ〜５４Ｆ）、下側傾斜偏向板５４Ｈ及び上側傾斜偏向板５４Ｊに付着することによって除去される。

図４及び図７に示されるように、第１気液分離室５４の下壁５４Ａには、左端側の前部に第１気液分離室５４の下壁５４Ａと動弁室４４とを連通する第１連通孔６５が形成されている。第１連通孔６５が形成されたことにより、ブローバイガス量が多く、第１気液分離室５４で分離されるオイルが多い場合でも、リターンオイルによって上流側ブリーザ通路３６Ａが塞がれることが抑制されるため、ブローバイガスが第１気液分離室５４内へ良好に導入される。

下壁５４Ａの第１連通孔６５が形成された部分には、第１連通孔６５を下側から覆い、第１連通孔６５を延長させてその下端を後方に向ける案内板６６が形成されている。第１連通孔６５の下端は、案内板６６が形成されたことにより、周壁４１Ｂの近傍にて周壁４１Ｂに対向している。これにより、第１気液分離室５４が負圧になって動弁室４４内の空気が第１連通孔６５から吸引される際に、動弁室４４内を飛散するオイルミストが動弁室４４に浸入し難くなっている。また、第１連通孔６５は、左右方向において第１シリンダ８と第２シリンダ８との間に設けられた吸気カムホルダ４８に整合する位置、即ち吸気カムシャフト４６のカム４６ａからオフセットした位置、かつこの吸気カムホルダ４８の後方に設けられている。これによってもオイルミストが動弁室４４に浸入し難くなっている。

図８に示されるように、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄの下部は、延在方向の大部分において、ヘッドカバー本体４１の周壁４１Ｂによって形成されている。一方、図９及び図１１に示されるように、ヘッドカバー本体４１の後縁にて第２シリンダ８と第３シリンダ８との間に配置された締結ボス４１Ｃが設けられた位置では、周壁４１Ｂが後方に膨出し、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄとの間に空隙Ｇを形成している。即ち、周壁４１Ｂが膨出部６７を有しており、この膨出部６７が形成された部分では、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄがヘッドカバー本体４１の周壁４１Ｂとは別に形成されている。膨出部６７は、第１気液分離室５４の後方にて動弁室４４を上方へ拡張することで下方に開口する空隙Ｇを形成している。

図１０に併せて示されるように、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄにおける膨出部６７に対向する部分、即ち後側壁５４Ｄの下部には、第１気液分離室５４と動弁室４４とを連通する第２連通孔６８が形成されている。言い換えれば、第２連通孔６８は、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄにおける、空隙Ｇを介して膨出部６７に対向する部分に形成されている。第２連通孔６８は、第１連通孔６５よりも小さな断面積に形成され、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄの下端に配置されている。第２連通孔６８は、左右方向において、第２シリンダ８と第３シリンダ８との間に配置された吸気カムホルダ４８に整合する位置、即ち吸気カムシャフト４６のカム４６ａからオフセットした位置、かつこの吸気カムホルダ４８の後方に設けられている。また、第２連通孔６８は、左右方向において、吸気カムシャフト４６のカム４６ａに対してもオフセットした位置に設けられている。

ヘッドカバー本体４１の後縁にて第２シリンダ８と第３シリンダ８との間に配置された締結ボス４１Ｃが設けられた位置では、周壁４１Ｂの内面及び第１気液分離室５４の下壁５４Ａの下面に亘って形成された１対のリブ６９が、ヘッドカバー本体４１に一体に形成されている。１対のリブ６９は、ヘッドカバー本体４１の後縁に設けられた締結ボス４１Ｃと前縁に設けられた締結ボス４１Ｃとを連結しており、円弧状の下縁を有している。１対のリブ６９は、周壁４１Ｂの内面を上下方向に延在しており、ヘッドカバー本体４１の後縁及び前縁において、１つの締結ボス４１Ｃの左右の端部に至っている。また、１対のリブ６９は、ヘッドカバー本体４１の後縁側に形成された膨出部６７の左右の端部において空隙Ｇの左右の側縁を画定している。

以下、このように構成されたブリーザ装置３５の作用効果を説明する。

図５及び図７に示されるように、ブローバイガス通路３９（上流側ブリーザ通路３６Ａ）は内燃機関１の後部左側に形成されている。従って、自動車が右旋回しながら加速すると、オイル室３３内で油面が傾斜して後部左側で高くなり、ブリーザ通路３６の下端がオイルに浸かることがある。この際、オイル室３３内のオイルが吸気負圧によって吸い上げられて上流側ブリーザ通路３６Ａを上昇するが、第１気液分離室５４の下壁５４Ａに第１連通孔６５が形成されているため、動弁室４４内の空気が第１連通孔６５から第１気液分離室５４に流入することで負圧が緩和され、オイルの上昇が抑制される。

第１連通孔６５は第１気液分離室５４の下壁５４Ａにおけるガス入口孔５７（上流側ブリーザ通路３６Ａ）の近傍に形成されているため、第１連通孔６５はオイルに浸り易い。即ち、第１連通孔６５は、ブリーザ通路３６を上昇したオイルが第１気液分離室５４に浸入した場合にすぐにオイルに浸かる上、第１気液分離室５４で分離されたオイルが集まり易い低い位置にある。そのため、ブリーザ通路３６の下端がオイルに浸かった時に、十分な負圧緩和効果が得られないことがある。

本実施形態では、第１気液分離室５４の後側壁５４Ｄにおける第１連通孔６５よりも下流側の部分に、第１気液分離室５４と動弁室４４とを連通する第２連通孔６８が形成されている。第２連通孔６８は第１連通孔６５に比べてオイルに浸かり難いため、上流側ブリーザ通路３６Ａの上流端がオイルに浸かった時に、第２連通孔６８から空気が供給されることによって第１気液分離室５４の負圧が緩和され、オイルの上昇が抑制される。また、第２連通孔６８が追加的に形成されているため、第１連通孔６５を大きくする場合に比べ、平常時に動弁室４４内のオイルが第１気液分離室５４に浸入することが抑制される。

上記のように第２連通孔６８の断面積は第１連通孔６５の断面積よりも小さいため、動弁室４４内のオイルが第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入することが抑制される。

図９及び図１０に示されるように、第１気液分離室５４の前後１対の側壁のうち、周壁４１Ｂに対向する側の後側壁５４Ｄと周壁４１Ｂとの間にはオイルが飛散し難い。本実施形態では、第２連通孔６８が後側壁５４Ｄに形成されているため、動弁室４４内のオイルが第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入することが抑制される。

図１１に併せて示されるように、ヘッドカバー本体４１の周壁４１Ｂは、外方に膨出し、後側壁５４Ｄとの間に空隙Ｇを形成する膨出部６７を有する。そして、この空隙Ｇ部分には動弁室４４内のオイルが飛散し難い。本実施形態では、第２連通孔６８が、後側壁５４Ｄにおける空隙Ｇを介して膨出部６７に対向する部分に形成されているため、動弁室４４内のオイルが第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入することが抑制される。また、ヘッドカバー本体４１の全体を大型化することなく、周壁４１Ｂと後側壁５４Ｄとの間に空隙Ｇを形成し、空隙Ｇに臨む第２連通孔６８を形成することができる。

図４及び図１１に示されるように、ヘッドカバー本体４１は、周壁４１Ｂから外方に突出し、シリンダヘッド３に締結される複数の締結ボス４１Ｃを備え、膨出部６７は、周壁４１Ｂにおける締結ボス４１Ｃが設けられた部分に形成されているため、空隙Ｇを形成するためのヘッドカバー本体４１の大型化が抑制される。

図９〜図１１に示されるように、ヘッドカバー本体４１は、周壁４１Ｂの内面及び下壁５４Ａの下面に亘って形成され、１つの締結ボス４１Ｃに至る１対のリブ６９を有する。そして、この１対のリブ６９の間に形成された空隙Ｇには動弁室４４内のオイルが飛散し難い。本実施形態では、第２連通孔６８が１対のリブ６９の間において空隙Ｇに連通しているため、動弁室４４内のオイルが第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入することを抑制できる。また、複数のリブ６９はヘッドカバー本体４１の周壁４１Ｂの剛性を向上させる効果も発揮する。

吸気カムシャフト４６や排気カムシャフト４７の回転時にカム４６ａ、４７ａが撒き散らすオイルはカムシャフトの径方向に飛散する。本実施形態では、図２、図８及び図９に示されるように、動弁室４４にはシリンダ列方向に延在する吸気カムシャフト４６及び排気カムシャフト４７が設けられており、第２連通孔６８（図９）は、シリンダ列方向において吸気カムシャフト４６及び排気カムシャフト４７のカム４６ａ、４７ａからオフセットした位置に配置されているため、オイルが第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入することが抑制される。

図９〜図１１に示されるように、第２連通孔６８が後側壁５４Ｄの下端に設けられているため、第１気液分離室５４で分離されたオイルは第２連通孔６８から動弁室４４に戻ることができる。即ち、第２連通孔６８は、上流側ブリーザ通路３６Ａの上流端がオイルに浸かった時の空気供給孔として機能すると共に、オイル戻し孔として機能し得る。

第２連通孔６８がシリンダ列方向においてオイル戻し通路３８と整合する位置に配置されているため、第１気液分離室５４で分離されたオイルは、第２連通孔６８を通して速やかにオイル戻し通路３８へ送られ、オイルパン５に回収される。

図１及び図４に示されるように、第１連通孔６５及び第２連通孔６８が、ＰＣＶバルブ６０によって互いに連通された第１気液分離室５４及び第２気液分離室５５のうち、第１気液分離室５４と動弁室４４とを連通する。そのため、動弁室４４内のオイルは第２連通孔６８を通って第１気液分離室５４に浸入し、第１気液分離室５４の下流側部分や第２気液分離室５５によって分離され、下流側ブリーザ通路３６Ｂへ流れるオイルの量が低減する。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 内燃機関
３ シリンダヘッド
４ ヘッドカバー
１０ オイル分離装置
１１ クランク室
２０ 吸気通路
３５ ブリーザ装置
３６ ブリーザ通路
３６Ａ 上流側ブリーザ通路
３６Ｂ 下流側ブリーザ通路
３７ 新気導入通路
３７Ａ 上流側新気導入通路
３７Ｂ 下流側新気導入通路
３８ オイル戻し通路
４１ ヘッドカバー本体
４１Ａ 上壁
４１Ｂ 周壁
４１Ｃ 締結ボス
４２ 第１チャンバ形成部材
４４ 動弁室
４６ 吸気カムシャフト
４６ａ カム
４７ 排気カムシャフト
４７ａ カム
５４ 第１気液分離室（ブリーザチャンバ）
５４Ａ 下壁
５４Ｃ 前側壁（一方の側壁）
５４Ｄ 後側壁（他方の側壁）
５５ 第２気液分離室（ブリーザチャンバ）
６５ 第１連通孔
６７ 膨出部
６８ 第２連通孔
６９ リブ
Ｇ 空隙

Claims (10)

1. 内燃機関のブリーザ装置であって、
   シリンダヘッドに当接するべく周縁に沿って垂下する周壁を備え、前記シリンダヘッドと協働して動弁室を形成するヘッドカバー本体と、
   前記ヘッドカバー本体に取り付けられ、前記ヘッドカバー本体と協働してシリンダ列方向に延在するブリーザチャンバを形成するチャンバ形成部材と、
   クランク室と前記ブリーザチャンバの一端側とを連通する上流側ブリーザ通路と、
   前記ブリーザチャンバと吸気通路とを連通する下流側ブリーザ通路と、
   前記シリンダヘッドに形成され、前記動弁室と前記クランク室とを連通するオイル戻し通路と、
   前記ブリーザチャンバの下壁における前記一端側の部分に形成され、前記ブリーザチャンバと前記動弁室とを連通する第１連通孔と、
   前記ブリーザチャンバの１対の側壁の一方における前記第１連通孔よりも下流側の部分に形成され、前記ブリーザチャンバと前記動弁室とを連通する第２連通孔とを備えることを特徴とする内燃機関のブリーザ装置。
2. 前記第２連通孔の断面積が前記第１連通孔の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のブリーザ装置。
3. 前記第２連通孔が、前記ヘッドカバー本体の前記周壁に対向する側の前記側壁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のブリーザ装置。
4. 前記ヘッドカバー本体の前記周壁が、外方に膨出し、前記側壁との間に空隙を形成する膨出部を有し、
   前記第２連通孔が、前記側壁における前記空隙を介して前記膨出部に対向する部分に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のブリーザ装置。
5. 前記ヘッドカバー本体は、前記周壁から外方に突出し、前記シリンダヘッドに締結される複数の締結ボスを備え、
   前記膨出部は、前記周壁における前記締結ボスが設けられた部分に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のブリーザ装置。
6. 前記ヘッドカバー本体は、前記周壁の内面及び前記下壁の下面に亘って形成され、１つの前記締結ボスに至る１対のリブを有し、
   前記第２連通孔が１対の前記リブの間において前記空隙に連通していることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のブリーザ装置。
7. 前記動弁室にはシリンダ列方向に延在するカムシャフトが設けられており、
   前記第２連通孔は、シリンダ列方向において前記カムシャフトのカムからオフセットした位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の内燃機関のブリーザ装置。
8. 前記第２連通孔が前記側壁の下端に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の内燃機関のブリーザ装置。
9. 前記第２連通孔が、シリンダ列方向において前記オイル戻し通路と整合する位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のブリーザ装置。
10. 前記ブリーザチャンバは、
    シリンダ列方向に延在し、シリンダ列方向の前記一端側にて前記上流側ブリーザ通路が接続する第１気液分離室と、
    前記第１気液分離室と並んでシリンダ列方向に延在し、シリンダ列方向の前記一端側にて前記下流側ブリーザ通路が接続する第２気液分離室と、
    シリンダ列方向の他端側において、前記第１気液分離室と前記第２気液分離室とを連通するように設けられ、ブローバイガスの流量を調整するＰＣＶバルブとを備え、
    前記第１連通孔及び前記第２連通孔が、前記第１気液分離室と前記動弁室とを連通することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の内燃機関のブリーザ装置。

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