JP2020002902A - オイルセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】オイルの脈動及び逆流を防止し、オイルがオイル排出口にスムーズに流れ込むようにする。【解決手段】ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータ２は、ハウジング２０と、上下方向の軸線回りに回転可能にハウジング２０の内部空間に設けられたスピンドル５２と、スピンドル５２の周囲に設けられ、スピンドル５２の軸線方向に隙間を置いて積層された複数枚の分離ディスク６３と、分離ディスク６３の下側においてスピンドル５２の外周面から突設され、オイルを噴射することによってスピンドル５２及び分離ディスク６３を回転させるノズル５３と、を備え、ハウジング２０には、ハウジング２０の外から内側に通じるオイル排出口２１ａ及び通気路２１ｄが設けられ、ハウジング２０内において通気路２１ｄがハウジング２０内の底のオイル溜まり１００の液面１０１及びオイル排出口２１ａよりも上の位置で開口する。【選択図】図５

Description

本発明は、ガスに含まれるミスト状オイルをそのガスから分離するオイルセパレータに関する。

特許文献１には、ブローバイガスからミスト状オイルを分離するオイルセパレータが開示されている。以下、特許文献１において使用した符号を括弧書きにして用い、特許文献１に開示されたオイルセパレータについて簡単に説明する。

ハウジング（２０）が内部空間を有し、その内部空間が隔壁部材（３１）によって区切られることによって隔壁部材（３１）の上方の分離室（４３）と隔壁部材（３１）の下方の噴射室（４４）が形成されている。噴射室（４４）の底にはスピンドルシャフト（５１）が立設されており、そのスピンドルシャフト（５１）が隔壁部材（３１）を上下に貫通する。そのスピンドルシャフト（５１）がスピンドル（５２）に挿入されており、そのスピンドル（５２）がスピンドルシャフト（５１）に回転可能に支持されている。分離室（４３）内では、スピンドル（５２）の周囲に複数枚の分離ディスク（６３）が取り付けられており、それら分離ディスク（６３）がスピンドル（５２）の軸線方向に積み重ねられている。噴射室（４４）内では、ノズル（５３）がスピンドル（５２）の外周面に突設されている。

エンジンからノズル（５３）にオイルが供給されると、そのノズル（５３）からオイルが周方向に噴射される。オイルの噴射圧力によってスピンドル（５２）とともに分離ディスク（６３）が回転駆動される。また、エンジンから分離ディスク（６３）の中央部にブローバイガスが供給されると、そのブローバイガスが分離ディスク（６３）の間の隙間を外側に通過するが、その際にブローバイガス中のミスト状オイルがその隙間に捕捉される。

ノズルによって噴射されたオイルは噴射室（４４）の底に溜まりつつ、噴射室（４４）の下部に設けられたオイル排出口（２１ａ）を通ってエンジンに排出される。

ＷＯ２０１６／１３９７１５

ところが、噴射室（４４）の底に溜まるオイルの量が増えると、オイル排出口（２１ａ）がオイルに没してしまう。そうすると、オイルの流れに脈動が発生することによってオイルがオイル排出口（２１ａ）にスムーズに流れ込まない。さらには、噴射室（４４）内の圧力とエンジン内の圧力との差によりオイルが逆流することで、噴射室（４４）内のオイルの油面が上昇するおそれがある。脈動とは、エンジン内のガスがオイルの流れに対して逆流してオイル排出口（２１ａ）を間欠的に通過することで、オイルの流れが間欠的に阻害されることをいう。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、オイルの脈動及び逆流を防止することによってオイルがオイル排出口にスムーズに流れ込むようにすることを目的とする。

以上の課題を解決するために、ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータは、内部空間を有したハウジングと、上下方向の軸線回りに回転可能に前記内部空間に設けられたスピンドルと、前記スピンドルの周囲に設けられて前記スピンドルとともに回転し、前記スピンドルの軸線方向に隙間を置いて積層された複数枚の分離ディスクと、前記分離ディスクの下側において前記スピンドルの外周面から突設され、オイルを噴射することによって前記スピンドル及び前記分離ディスクを回転させるノズルと、を備え、前記ハウジングには、前記ハウジングの外側から内側に通じるオイル排出口及び通気路が設けられ、前記ハウジング内において前記通気路が前記ハウジング内の底のオイル溜まりの液面及び前記オイル排出口よりも上の位置で開口する。

以上のように、ハウジングに通気路が設けられ、ハウジング内において通気路がオイル排出口よりも上の位置で開口するため、通気路によってハウジング内の圧力が調整される。そのため、オイル排出口においてオイルの脈動及び逆流が発生せず、オイルがオイル排出口にスムーズに流れ込む。
また、ハウジング内において通気路がオイル排出口よりも上の位置で開口するため、ハウジングの底に溜まったオイルが通気路に流れ込みにくい上、ハウジング内における通気路の開口がオイル溜まりに没しない。よって、通気路によるハウジング内の圧力調整が確実になされる。

前記オイルセパレータは、前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上側の分離室と下側の噴射室に仕切る隔壁部材と、前記噴射室内において前記隔壁部材の下面から垂下し、筒状に設けられたオイルガードと、を更に備え、前記スピンドルが前記隔壁部材を上下に貫通し、前記分離ディスクが前記分離室内に配され、前記ノズルが前記オイルガードの内側に配され、前記オイル排出口及び前記通気路が前記ハウジングの外から前記噴射室内に通じ、前記噴射室内において前記通気路が前記オイルガードの下端よりも上の位置且つ前記オイルガードの外側で開口する。

以上のように、噴射室内における通気路の開口がオイルガードの下端よりも上の位置に設けられているため、ノズルによって噴射されたオイルが通気路に入り込まない。そのため、通気路がオイルによって塞がれず、通気路による噴射室内の圧力調整が確実になされる。よって、オイルがオイル排出口にスムーズに流れ込む。

前記オイルセパレータは、前記隔壁部材から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切る中部隔壁部材と、前記中部隔壁部材から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切る隔壁部と、前記隔壁部から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切り、上下に貫通する開口部が形成された上部隔壁部材と、前記中部隔壁部材と前記隔壁部との間に設けられ、前記中部隔壁部材と前記隔壁部との間の領域を導入路とチャンバーに仕切る仕切り部と、を備え、前記ハウジングには、前記導入路に通じるとともに前記ガスを導入するインレットポートが設けられているとともに、前記上部隔壁部材の上側の領域に通じるアウトレットポートが設けられ、前記中部隔壁部材には、前記導入路と前記分離ディスクの中央部を連通させる流通穴が設けられるとともに、前記噴射室と前記チャンバーを連通させる第１連通孔が設けられ、前記隔壁部には、前記隔壁部と前記上部隔壁部材との間の領域と前記チャンバーを連通させる第２連通孔が設けられ、前記隔壁部材には、前記噴射室と前記分離室を連通させるオイル穴が設けられている。

以上によれば、分離ディスクの間の隙間が目詰まりした場合、ガスがインレットポートから導入路に導入されなくなる。そうしたとき、ガスが通気路を通って噴射室内に導入される。そのガスはオイル穴を通って分離室に流れ込む。そのガスは、第１連通孔、第１チャンバー、第２連通孔及び開口部を経由して、アウトレットポートから排出される。従って、分離ディスクの間の隙間が目詰まりした場合でも、ガスがオイルセパレータ内を流れ得る。

前記オイルセパレータは、前記上部隔壁部材と前記隔壁部の間に設けられ、前記開口部の開き度合いを調整するＰＣＶバルブを更に備える。

以上によれば、分離ディスクの間の隙間が目詰まりした場合、通気路を通って噴射室内に導入されたガスはオイル穴、分離室、第１連通孔、第１チャンバー、第２連通孔及び開口部を経由して、アウトレットポートから排出される。従って、分離ディスクの間の隙間が目詰まりした場合でも、ＰＣＶバルブによってガスの流量を調整することができる。

前記ハウジング内における前記通気路の開口が上に向けられている。

以上によれば、ハウジングの内の底に溜まったオイルの液面にスロッシングが生じても、大量のオイルが通気路に流れ込むことがなく、通気路がオイルによって完全に塞がれることがない。そのため、通気路によって噴射室内の圧力が確実に調整され、オイルがオイル排出口にスムーズに流れ込む。

前記ハウジングの外側における前記通気路の開口の位置が前記ハウジングの外側における前記オイル排出口の位置よりも上である。

本発明によれば、ハウジング内の圧力が通気路によって調整され、オイル排出口におけるオイルの脈動及び逆流を防止でき、オイルがオイル排出口にスムーズに流れ込む。

閉鎖型クランクケース換気システムを示す概略図である。 オイルセパレータを俯瞰した斜視図である。 オイルセパレータを分解して俯瞰した分解斜視図である。 オイルセパレータの上面図である。 図４において切断箇所をV−Vによって示した断面の断面図である。 図５の上部の拡大図である。 図５の中部の拡大図である。 図５の下部の拡大図である。 図５において切断箇所をIX−IXによって示した断面の断面図である。 下部ケースを俯瞰した斜視図である。 図５の下部の拡大図である。 設計変更した下部ケースを用いたオイルセパレータの下部の断面図である。 設計変更した下部ケースを俯瞰した斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

１．閉鎖型クランクケース換気システム
図１に示すように、閉鎖型クランクケース換気システム１は、オイルセパレータ２と、ブリーザーパイプ３と、ガス供給管５と、オイル供給管１０とを有する。オイルセパレータ２はエンジン４の側面に取り付けられている。ガス供給管５はエンジン４とオイルセパレータ２とに接続され、エンジン４のクランクケースから排出されたブローバイガスがガス供給管５を通ってオイルセパレータ２に供給される。エンジン４のクランクケースからオイルセパレータ２に供給されるブローバイガスはミスト状オイルを含有する。オイルセパレータ２は、そのブローバイガスからミスト状オイルを分離する。

ブリーザーパイプ３はオイルセパレータ２の上部とエンジン４の吸気側流路６との間に接続されている。オイルセパレータ２から排出された分離後のブローバイガスは、吸気側流路６におけるエアフィルタ７とターボチャージャー８とを接続する部分に環流される。環流されたブローバイガスは、エアフィルタ７からの新鮮な空気と混合される。ブローバイガスと新鮮な空気の混合気はターボチャージャー８によって圧縮される。その後、混合気は、チャージクーラー９によって冷却された上で、エンジン４に供給される。

オイル供給管１０はオイルセパレータ２の下部とエンジン４との間に接続され、エンジン４から送出された作動オイルはオイル供給管１０を通じてオイルセパレータ２に供給される。オイルセパレータ２に供給された作動オイルの流動がオイルセパレータ２の動力に利用され、その動力によってオイルセパレータ２（特に、後述のローターユニット５０）が動作する。オイルセパレータ２に供給される作動オイルはエンジン４で用いられる潤滑オイルである。オイルセパレータ２が作動オイルによって動作すると、ミスト状オイルがブローバイガスから分離される。分離後のミスト状オイルは、オイルセパレータ２の内部において作動オイルに混合される。その混合されたオイルがオイルセパレータ２からエンジン４に排出される。本実施形態では、オイルセパレータ２から排出されるオイルの脈動及び逆流を防止して、オイルがオイルセパレータ２からエンジン４にスムーズに流れるようにする。オイルの脈動及び逆流を抑えるメカニズムを説明する前に、オイルセパレータ２の構成について説明する。

２．オイルセパレータの概要
図２〜図１１を参照して、オイルセパレータ２について説明する。
図２〜図５に示すように、このオイルセパレータ２はハウジング２０、下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、上部隔壁部材３３、ローターユニット５０及びＰＣＶバルブ９０を備える。ハウジング２０は下部ケース２１、上部ケース２２及びトップカバー２３を有する。ハウジング２０は下部ケース２１、上部ケース２２及びトップカバー２３を組み立てて成り、ハウジング２０の内側に内部空間が形成されている。下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３がハウジング２０の内側に設けられ、ハウジング２０の内部空間が下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３によって区切られている。ローターユニット５０及びＰＣＶバルブ９０等は、ハウジング２０の内部空間内に収容された状態でハウジング２０に組み付けられている。

以下では、特に断りのない限り、軸方向とは、ローターユニット５０の回転軸に平行な方向を示し、周方向とは、ローターユニット５０の回転軸を中心とした周方向を示し、径方向とは、ローターユニット５０の回転軸に直交する方向を示すものとする。オイルセパレータ２がエンジン４に取り付けられた状態では、ローターユニット５０の回転軸が鉛直な上下方向に延びる。

３．ハウジング及びその内側の区画
ハウジング２０及びその内部空間について説明するとともに、下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３によるハウジング２０の内部空間の区切りについて説明する。

図３及び図５〜図８に示すように、上部ケース２２が筒状に設けられ、上部ケース２２の上面及び下面が開放されている。上部ケース２２の内側の上部に隔壁部２２ａが設けられ、上部ケース２２の中空が隔壁部２２ａによって隔壁部２２ａよりも上側の空間と下側の空間に仕切られている。

上部ケース２２のうち隔壁部２２ａよりも下側の部分には、インレットポート２４が設けられている。このインレットポート２４はガス供給管５（図１及び図３参照）に接続されている。従って、ブローバイガスがエンジン４からガス供給管５及びインレットポート２４を通ってハウジング２０の内部空間のうち隔壁部２２ａよりも下側の部分（具体的には、後述の導入路４１）に導入される。

上部ケース２２の内側には、円盤状の隔壁部２２ａから下方の離れた位置に中部隔壁部材３２が設けられている。中部隔壁部材３２の周縁部が上部ケース２２の内周面に取り付けられ、上部ケース２２の中空が中部隔壁部材３２によって上下に区切られている。中部隔壁部材３２の下面の中央部には、円筒状の嵌合部３２ｂが下方に向けて突設されている。嵌合部３２ｂの中空は、中部隔壁部材３２の上面において開口するとともに、嵌合部３２ｂの下端においても開口する。嵌合部３２ｂの下端の開口には、支持部３２ｄが嵌合部３２ｂの下端の開口の中心から嵌合部３２ｂの内周面まで放射状に設けられている。支持部３２ｄが放射状に設けられているので、流通穴３２ｅが支持部３２ｄに形成されている。そのため、嵌合部３２ｂの中空は支持部３２ｄの穴を介して下に通じている。なお、支持部３２ｄは、後述のスピンドルシャフト５１の上端を支持する。

隔壁部２２ａの下面には仕切り部２２ｃが突出した状態で設けられ、仕切り部２２ｃの下端が中部隔壁部材３２の上面に突き当てられている。図９に示すように、この仕切り部２２ｃによって中部隔壁部材３２と隔壁部２２ａの間の空間が導入路４１とその導入路４１を囲う第１チャンバー４２とに仕切られている。インレットポート２４が上部ケース２２の外側と導入路４１とを連通させる。図５及び図６に示すように、流通穴３２ｅが導入路４１と中部隔壁部材３２の下側の空間とを連通させる。ブローバイガスがエンジン４からガス供給管５及びインレットポート２４を通って導入路４１に導入され、導入されたブローバイガスが導入路４１及び嵌合部３２ｂを経由して、流通穴３２ｅを通って中部隔壁部材３２の下側へ送られる。

隔壁部２２ａには第２連通孔２２ｄが形成され（特に図９参照）、その第２連通孔２２ｄが隔壁部２２ａを上下に貫通する。第２連通孔２２ｄの位置は仕切り部２２ｃの外側であり、第２連通孔２２ｄが第１チャンバー４２と隔壁部２２ａの上側の中空とを連通させる。一方、導入路４１の上側が隔壁部２２ａによって塞がれ、隔壁部２２ａの上側の中空と導入路４１が隔壁部２２ａによって仕切られている。

図５及び図６に示すように、中部隔壁部材３２の周縁部を複数の第１連通孔３２ｃが上下に貫通している。第１連通孔３２ｃの位置は仕切り部２２ｃの外側であり、第１連通孔３２ｃが第１チャンバー４２と中部隔壁部材３２の下側の中空とを連通させる。

図５、図７及び図８に示すように、上部ケース２２の下端には下部隔壁部材３１が取り付けられ、上部ケース２２の下側開口が下部隔壁部材３１によって塞がれている。下部隔壁部材３１が中部隔壁部材３２から下に離間し、中部隔壁部材３２と下部隔壁部材３１との間には分離室４３が形成されている。この分離室４３は上部ケース２２内の中空の一部である。この分離室４３内において、インレットポート２４から導入路４１、嵌合部３２ｂ及び流通穴３２ｅを通って後述のローターユニット５０のローター６０に導入されたブローバイガスからミスト状オイルガスがローター６０によって分離される。

図５及び図６に示すように、上部ケース２２の上端には上部隔壁部材３３が取り付けられ、上部ケース２２の上側開口が上部隔壁部材３３によって塞がれている。上部隔壁部材３３が隔壁部２２ａから上に離れており、上部隔壁部材３３と隔壁部２２ａの間には第２チャンバー４５が形成されている。上部隔壁部材３３の中央部には開口部３３ａが形成され、その開口部３３ａが上部隔壁部材３３を上下に貫通する。

上部ケース２２の上端にはトップカバー２３が取り付けられている。このトップカバー２３が上部隔壁部材３３にその上から覆い被さって、上部隔壁部材３３の周縁部がトップカバー２３の下端と上部ケース２２の上端との間に挟持されている。トップカバー２３がドーム状に形成されていて、トップカバー２３の内側に第３チャンバー４６が形成されている。その第３チャンバー４６と第２チャンバー４５が上部隔壁部材３３によって仕切られ、開口部３３ａが第２チャンバー４５と第３チャンバー４６とを連通させる。

トップカバー２３にはアウトレットポート２３ａが設けられ、このアウトレットポート２３ａがトップカバー２３の外側と第３チャンバー４６とを連通させる。このアウトレットポート２３ａがブリーザーパイプ３に接続され、第３チャンバー４６内の分離後のブローバイガスが第３チャンバー４６及びブリーザーパイプ３を通って吸気側流路６へ排出される。

図５、図７及び図８に示すように、上部ケース２２の下端には下部ケース２１が取り付けられている。この下部ケース２１が下部隔壁部材３１の下から下部隔壁部材３１に覆い被さって、下部ケース２１の上端部が上部ケース２２の下端の開口に嵌め込まれ、下部ケース２１と上部ケース２２がボルト等によって固定されている。下部隔壁部材３１の周縁部が下部ケース２１の上端と上部ケース２２の下端との間に挟持されている。この下部ケース２１は、上面が開放された有底の箱状に形成されている。下部隔壁部材３１が下部ケース２１内の噴射室４４と上部ケース２２内の分離室４３を仕切っている。下部隔壁部材３１の中央部には、ローターユニット５０が通される通し孔３１ａが形成されている。

下部隔壁部材３１の下面には、下方に垂下する筒状のオイルガード３１ｇが設けられている。オイルガード３１ｇは通し孔３１ａの周囲を囲繞する。
下部隔壁部材３１には、複数のオイル穴３１ｃが周方向に所定間隔で形成されている。これらオイル穴３１ｃはオイルガード３１ｇの周囲に配置されている。ブローバイガスから分離されたオイルが分離室４３からこれらオイル穴３１ｃを通って噴射室４４に流れ込む。

４．ブローバイガスの経路
図５に矢印で示すように、エンジン４からインレットポート２４に導入されたブローバイガスは、導入路４１、嵌合部３２ｂ、流通穴３２ｅ、ローター６０、分離室４３、第１連通孔３２ｃ、第１チャンバー４２、第２連通孔２２ｄ、第２チャンバー４５、開口部３３ａ、第３チャンバー４６の順に流れて、アウトレットポート２３ａからブリーザーパイプ３へ排出される。

５．オイル導入路、オイル排出口及び通気路
図５、図８及び図１０に示すように、下部ケース２１にはオイル排出口２１ａ及び通気路２１ｄが形成されている。オイル排出口２１ａは下部ケース２１の側面において開口して、噴射室４４内に通じている。オイル排出口２１ａがエンジン４に接続され、噴射室４４内のオイルがオイル排出口２１ａを通ってエンジン４に排出される。

通気路２１ｄの一端２１ｅは下部ケース２１の側面におけるオイル排出口２１ａよりも上の位置において開口し、その開口とオイル排出口２１ａが上下に並列されている。通気路２１ｄは下部ケース２１の側面から噴射室４４内に向かって延設されて、その途中で上方に曲がっている。通気路２１ｄの他端２１ｆは噴射室４４内において上向きに開口している。他端２１ｆの開口はオイルガード３１ｇの下端よりも上に、且つオイルガード３１ｇの外側に配置されている。

下部ケース２１の内側の底面は、オイル排出口２１ａに向かって下りに傾斜する。下部ケース２１の内側の底面には、ボス２１ｂが凸設されている。ボス２１ｂにはオイル導入路２１ｃが形成されている。このオイル導入路２１ｃはボス２１ｂの上面から下向きに穿設されて、横向きに分岐して下部ケース２１の側面まで設けられており、オイル導入路２１ｃの一端が下部ケース２１の側面で開口し、オイル導入路２１ｃの他端がボス２１ｂの上面で開口する。下部ケース２１の側面においてオイル導入路２１ｃがオイル供給管１０（図１及び図３参照）に接続されている。従って、作動オイルがエンジン４からオイル供給管１０を通ってオイル導入路２１ｃに導入される。

オイル導入路２１ｃの中途部には、作動オイルを濾過する網状のストレーナ３５が設けられている。下部ケース２１の下端からプラグ３５ａを取り外すことによって、オイル導入路２１ｃの下端が開いて、ストレーナ３５をオイル導入路２１ｃから取り外すことができる。

６．ローターユニット及び作動オイルについて
図３、図５、図７及び図８に示すように、ローターユニット５０は、ブローバイガスからミスト状オイルを分離するための機構である。ローターユニット５０は、スピンドルシャフト５１、スピンドル５２、ローター６０及び複数のノズル５３等を備える。

スピンドルシャフト５１は、下部ケース２１及び上部ケース２２内において上下に延在して、下部隔壁部材３１の通し孔３１ａを上下に貫通している。スピンドルシャフト５１の下端部がオイル導入路２１ｃの上端に挿入されている。スピンドルシャフト５１の上端部が支持部３２ｄに支持されている。スピンドルシャフト５１の内部には、第１オイル供給路５１ｂがスピンドルシャフト５１の中心線に沿って形成されている。第１オイル供給路５１ｂの下端がスピンドルシャフト５１の下端面において開口して、第１オイル供給路５１ｂがオイル導入路２１ｃに通じている。第１オイル供給路５１ｂの上部がスピンドルシャフト５１の中間部において径方向外方に向けて複数に分岐し、第１オイル供給路５１ｂの端がスピンドルシャフト５１の外周面において開口する。

スピンドルシャフト５１が筒状のスピンドル５２に挿入され、このスピンドル５２も下部隔壁部材３１の通し孔３１ａを上下に貫通している。スピンドルシャフト５１の上部がスピンドル５２の上端から上方に突き出ているとともに、スピンドルシャフト５１の下部がスピンドル５２の下端から下方に突き出ている。スピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間には隙間が形成されており、その隙間が第２オイル供給路５２ａである。この第２オイル供給路５２ａには、オイル導入路２１ｃに導入された作動オイルが第１オイル供給路５１ｂを通って供給される。

スピンドル５２の下端部においてスピンドルシャフト５１が下側ブッシュ５５に挿入され、その下側ブッシュ５５がスピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間に挟まれている。スピンドル５２の上端部においてスピンドルシャフト５１が上側ブッシュ５６に挿入され、その上側ブッシュ５６がスピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間に挟まれている。

スピンドル５２のラジアル荷重がブッシュ５５，５６を介してスピンドルシャフト５１に受けられ、スピンドル５２が回転可能な状態でスピンドルシャフト５１に支持されている。スピンドルシャフト５１の上端部にナット５８が螺合し、スピンドルシャフト５１の下部がボス２１ｂの上面に設けられたブッシュ５４に挿入されている。そして、ナット５８とブッシュ５４との間にはワッシャー５７、上側ブッシュ５６、スピンドル５２及び下側ブッシュ５５が挟まれており、スピンドル５２のスラスト荷重がブッシュ５４及びナット５８に受けられる。

スピンドル５２及びブッシュ５５，５６が軸方向に僅かに移動できるように、僅かな隙間が下側ブッシュ５５とブッシュ５４との間や上側ブッシュ５６とワッシャー５７との間やワッシャー５７とナット５８との間に存在する。具体的には、ローター６０の回転時にはスピンドル５２及びブッシュ５５、５６が軸方向に沿って上昇し、ローター６０の停止時にはスピンドル５２及びブッシュ５５、５６が下降する。
また、スピンドル５２の内周面と上側ブッシュ５６との間に僅かな隙間が存在し、第２オイル供給路５２ａ内の作動オイルの一部がその隙間を通じてスピンドル５２の外に流出する。以下、この流出した作動オイルを分離用オイルという。

スピンドル５２がスピンドルシャフト５１に支持された状態では、スピンドル５２が下部隔壁部材３１の通し孔３１ａに通されており、そのスピンドル５２が通し孔３１ａから上方へ延び出ているとともに、通し孔３１ａから下方へ延び出ている。

スピンドル５２の下部の外周面には、複数のノズル５３が周方向に等間隔（例えば、１２０°の間隔）で突設されている。これらノズル５３はスピンドル５２の軸線に対して下向き斜めに取り付けられている。ノズル５３の先端寄りの周面には、噴射口５３ａが形成されている。噴射口５３ａは、スピンドル５２の軸線を中心とした周方向に向けられている。ノズル５３の基端部においてノズル５３の中空が第２オイル供給路５２ａに連通している。第２オイル供給路５２ａ内の作動オイルがノズル５３内に供給されて、噴射口５３ａから噴出される。作動オイルの噴射圧によってスピンドル５２が回転する。従って、これらノズル５３は、オイルを噴射して、オイルの噴射圧によってスピンドル５２の回転の動力を発生させるものである。

これらノズル５３は噴射室４４内に配置されているとともに、オイルガード３１ｇの内側に配置されている。ノズル５３の噴射口５３ａから噴射された作動オイルがオイルガード３１ｇに吹き付けられる。よって、作動オイルがオイルガード３１ｇの外側に飛散せず、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口やオイル穴３１ｃにも入り込まない。

オイルガード３１ｇに吹き付けられた作動オイルはオイルガード３１ｇから噴射室４４内の底へ滴下する。滴下した作動オイルがオイル排出口２１ａに流れ込んで、エンジン４へ排出される。噴射室４４が通気路２１ｄによってエンジン４内に連通しているため、噴射室４４内のガス圧とエンジン４内のガス圧が調圧される。従って、オイル排出口２１ａを流れる作動オイルに脈動が発生せず、その流れがスムーズとなる。

図８に示すように、噴射室４４の底に作動オイルが溜まるが、そのオイル溜まり１００の液面１０１の位置はエンジン４内の圧力の影響を受ける。エンジン４内の圧力が高くなる程、オイル溜まり１００の液面１０１がより高くなり、逆にエンジン４内の圧力が低くなる程、オイル溜まり１００の液面１０１がより低くなる。しかし、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口が高い位置に、特にオイルガード３１ｇの下端よりも上の位置に設けられているため、オイル溜まりの液面が通気路２１ｄの他端２１ｆの開口よりも上昇せず、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口の油没を防止できる。特に、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口が上に向けられているため、その開口の油没をより防止できる。また、オイル溜まり１００の液面１０１にスロッシングが生じても、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口に大量のオイルが流れ込むことがなく、その開口がオイルによって完全に塞がれることがない。よって、通気路２１ｄによる噴射室４４内の圧力調整が確実になされる。

通気路２１ｄの他端２１ｆの開口が上に向けられているため、車両が傾斜した場合でも、図１１に示すようにオイル溜まり１００の液面１０１が通気路２１ｄの他端２１ｆの開口よりも下に位置して、オイル溜まり１００のオイルが通気路２１ｄの他端２１ｆの開口に流れ込みにくい。

続いて、図３、図５〜図８を参照して、ローター６０について説明する。ローター６０は分離室４３内においてブローバイガスからミスト状オイルを分離する部分である。このローター６０の外観形状が筒状に呈しており、ローター６０の中心部が空間６２とされ、その中心部空間６２がローター６０を上下方向に貫通し、中心部空間６２の上下が開放されている。この中心部空間６２にはスピンドル５２が挿入されており、スピンドル５２とローター６０とは互いに結合されている。従って、ローター６０は、ノズル５３によるオイルの噴射圧によってスピンドル５２とともに回転する。

このローター６０は、分離ディスク群６１、上部ホルダ７１、下部ホルダ７２及びディスク保持部７３を備える。
分離ディスク群６１は複数枚の分離ディスク６３から構成され、これら分離ディスク６３がスピンドル５２の軸線方向に積層されている。分離ディスク６３は、スピンドル５２の軸線から径方向外向きに離れた上下逆Ｖ字を軸線周りに回転することによって得られた形状に設けられている。そのため、分離ディスク６３の中央部には、開口が形成されている。分離ディスク６３が積み重ねられることに伴って、これら開口からなる中心部空間６２が形成される。

分離ディスク６３が上下逆Ｖ字の回転体であるので、分離ディスク６３の外周側部分６４が分離ディスク６３の中心の上方を頂点とした裁頭円錐面型に形作られ、分離ディスク６３の内周側部分６５が分離ディスク６３の中心の下方を頂点とした裁頭円錐面型に形作られている。内周側部分６５は径方向外方に向けて上向きに傾斜し、外周側部分６４は内周側部分６５の外縁から径方向外方に向けて下りに傾斜する。分離ディスク６３が内周側部分６５と外周側部分６４との間の境界部で曲折しているので、分離ディスク６３の剛性が向上する。また、分離ディスク６３の内周縁から分離ディスク６３の表面に沿って分離ディスク６３の外周縁までの長さを長くとることができ、分離ディスク６３の表面積を大きくとることができる。

分離ディスク６３の上面若しくは下面又はこれらの両面には、複数の凸状部（例えば、リブ、突起等）が設けられている。凸状部が隣りの分離ディスク６３に当接し、隣り合う分離ディスク６３の間に隙間が形成され、その隙間の幅が凸状部の高さによって決められる。なお、図３及び図５〜図８では、分離ディスク６３の間隔を空けて描いているが実際の間隔は極めて狭い。

以上のような複数枚の分離ディスク６３が上部ホルダ７１、下部ホルダ７２及びディスク保持部７３に組み付けられて、ローター６０が組み立てられている。

ディスク保持部７３が分離ディスク６３の中央開口に挿入され、分離ディスク６３がディスク保持部７３に支持されている。スピンドル５２がディスク保持部７３に挿入され、スピンドル５２がディスク保持部７３に固定されている。ディスク保持部７３には複数のスリットが放射状に設けられ、それらスリットがディスク保持部７３の内周から外周に通じている。そのため、ディスク保持部７３の内側の空洞部７３ａがディスク保持部７３の複数のスリットによって分離ディスク６３の間の隙間に通じている。

これら分離ディスク６３が上部ホルダ７１と下部ホルダ７２との間に挟み込まれ、連結部７４（図３参照）が上部ホルダ７１の外周部と下部ホルダ７２の外周部を連結する。これにより、分離ディスク６３が上部ホルダ７１と下部ホルダ７２の間に保持される。

下部ホルダ７２の外周縁が上部ケース２２の内周面から離れており、下部ホルダ７２の外周縁と上部ケース２２の内周面の間には隙間４３ａが形成されている。

下部ホルダ７２の中央部には開口７２ａが形成されている。この開口７２ａが最下層の分離ディスク６３の中央開口の下に重なり、この開口７２ａが中心部空間６２の下端の開口となる。スピンドル５２が下部ホルダ７２の開口７２ａに嵌合し、開口７２ａの周辺部がスピンドル５２の下部の外周面及びディスク保持部７３の下端に固定される。よって、この開口７２ａがスピンドル５２によって塞がれている。

上部ホルダ７１の中央部に開口７１ａが形成されている。この開口７１ａが最上層の分離ディスク６３の中央開口の上に重なり、この開口７１ａが中心部空間６２の上端の開口となる。この開口７１ａの縁部がディスク保持部７３の上端に接続されており、ディスク保持部７３の内側の空洞部７３ａが開口７１ａに通じている。空洞部７３ａの上部及び開口７１ａには、中部隔壁部材３２の嵌合部３２ｂが上部ホルダ７１の開口７１ａに挿入されており、嵌合部３２ｂの中空が流通穴３２ｅによって空洞部７３ａに通じている。従って、インレットポート２４を通ってハウジング２０の内側に導入されたブローバイガスが、導入路４１、嵌合部３２ｂの中空及び流通穴３２ｅを通って空洞部７３ａに流れる。

空洞部７３ａに流れ込んだブローバイガスは、ディスク保持部７３の複数のスリットを径方向外方に向けて流動して、更に分離ディスク６３の間の隙間に流れ込む。分離ディスク６３の間の隙間に流れ込んだブローバイガスは径方向外方へ流動する。ここで、分離ディスク６３の間の隙間に流れ込んだブローバイガスに対しては、上流側からの圧力が作用する上、ローター６０の回転による遠心力も作用する。また、導入路４１内のブローバイガスを空洞部７３ａへ吸引する吸引圧がローター６０の回転による遠心力によって生じ、ブローバイガスの流速が上昇する。

一方、スピンドル５２の内周面と上側ブッシュ５６との間に僅かな隙間から空洞部７３ａ内に流出した分離用オイルも、ブローバイガスとともに、ディスク保持部７３の複数のスリットを径方向外方に向けて流動して、更に分離ディスク６３の間の隙間に流れ込む。分離ディスク６３の間の隙間に存在するオイルが遠心力によって分離ディスク６３の表面に広がって、油膜が分離ディスク６３の表面に形成されるが、油膜の形成される箇所は主に分離ディスク６３の内周側部分６５の上面と外周側部分６４の下面である。

ブローバイガスが分離ディスク６３の間の隙間を流動していると、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルが分離ディスク６３の表面の油膜に吸収される。これにより、ブローバイガス中のミスト状オイルが分離ディスク６３によって捕捉されて、ブローバイガスからミスト状オイルが分離される。上述したように分離ディスク６３の表面積が大きく、分離ディスク６３の積み重ね枚数も多いため、ミスト状オイルが分離されやすい。

また、ブローバイガスから分離されたオイルのみならず、第２オイル供給路５２ａから流れ出た分離用オイルも、分離ディスク６３の表面の油膜の成分となっているため、分離ディスク６３の表面に十分な油膜が形成される。そのような油膜にブローバイガス中のミスト状オイルが吸収されるので、ミスト状オイルの分離効率が高い。

分離ディスク６３の表面に付着したオイルは遠心力によって分離ディスク６３の表面に沿って外周側へ流れる。分離ディスク６３の外周縁では、分離ディスク６３の表面に付着したオイルが遠心力によって分離ディスク６３の間の隙間から外側に飛翔する。

図８に矢印で示すように、飛翔したオイルが上部ケース２２の内周面に付着する。そのオイルは上部ケース２２の内周面に付着した状態で流れ落ちる。そのオイルは、オイル穴３１ｃを通って噴射室４４内に流れ込む。そのオイルの一部は、噴射室４４内の作動オイルと混合して、オイル排出口２１ａに流れ混む。残りのオイルは通気路２１ｄを通ってエンジン４へ排出される。通気路２１ｄを流れるオイルはブローバイガスから分離されたものであり、そのオイルはノズル５３から噴射される作動オイルよりも少量である。従って、通気路２１ｄを流れるオイルの量が少ないため、通気路２１ｄがオイルによって閉塞されない。

７．分離後のブローバイガスの排出経路及びＰＣＶバルブについて
分離ディスク６３の間の隙間においてミスト状オイルが分離されたブローバイバスは、分離ディスク６３の間の隙間から外方に噴出する。そのブローバイガスは、図５に示すように、分離室４３内にて上昇して、第１連通孔３２ｃを通って第１チャンバー４２に流れ込む。そのブローバイガスは第１チャンバー４２から第２連通孔２２ｄを通って第２チャンバー４５に流れ込む。そして、ブローバイガスは、第２チャンバー４５から上部隔壁部材３３の開口部３３ａ、第３チャンバー４６及びアウトレットポート２３ａを通ってブリーザーパイプ３に排出される。これにより、ブローバイガスがエンジン４へと環流される。

図５及び図６に示すように、第２チャンバー４５から第３チャンバー４６に流れるブローバイガスの流量がＰＣＶバルブ９０によって調整される。これにより、エンジン４の吸気圧力やクランクケース側の圧力が適切に調整される。

ＰＣＶバルブ９０は第２チャンバー４５内に取り付けられている。このＰＣＶバルブ９０はダイヤフラム９１、上側スプリング９２及び下側スプリング９３を備える。ダイヤフラム９１は、弾性変形する円盤状の弁体である。このダイヤフラム９１は、第２チャンバー４５内に収容されているとともに、上部隔壁部材３３の開口部３３ａの下に配置されている。このダイヤフラム９１の外縁部が隔壁部２２ａの上面に接合されている。隔壁部２２ａの第２連通孔２２ｄがダイヤフラム９１の外縁部よりも外側に配置されているため、第２連通孔２２ｄを通過したブローバイガスがダイヤフラム９１の上を流れる。

上側スプリング９２は、ダイヤフラム９１の中央部の上においてダイヤフラム９１と上部隔壁部材３３との間に挟まれている。下側スプリング９３は、ダイヤフラム９１の中央部の下においてダイヤフラム９１と隔壁部２２ａとの間に挟まれている。これらの上側スプリング９２と下側スプリング９３がこれらの間にダイヤフラム９１の中央部を挟み込んで、ダイヤフラム９１の中央部が上側スプリング９２及び下側スプリング９３によって移動可能な状態で支持されている。

上部ケース２２には調圧孔２２ｂが形成されており、その調圧孔２２ｂはダイヤフラム９１の下側の空間と上部ケース２２の外側を連通させる。従って、ダイヤフラム９１の下側の空間が調圧孔２２ｂによって大気圧とされている。

開口部３３ａを通過するブローバイガスの流量は以下のようにして調整される。つまり、エンジン４の吸気圧力（負圧）が過度に大きい場合には、ダイヤフラム９１の中央部が上方へ移動するため、開口部３３ａの開き度合いが小さくなり、ブローバイガスの流量が低下する。一方、クランクケース側の圧力が高い場合には、ダイヤフラム９１の中央部が下方へ移動して開口部３３ａの開き度合いが大きくなって、ブローバイガスの流量が上昇する。これにより、ブローバイガスの流量がダイヤフラム９１によって適切に調整される。また、エンジン４、特にクランクケースの圧力も適切に調整される。
なお、ＰＣＶバルブ９０が設けられていなくてもよい。

８．有利な効果
通気路２１ｄの他端２１ｆの開口がオイル排出口２１ａよりも上の位置に設けられているため、噴射室４４内の圧力が通気路２１ｄによって調整される。よって、オイルがオイル排出口２１ａにスムーズに流れ込む。
通気路２１ｄの他端２１ｆの開口が高い位置に、特にオイル溜まり１００の液面１０１やオイルガード３１ｇの下端よりも上の位置に設けられているため、通気路２１ｄの他端２１ｆの開口の油没を防止できる。よって、通気路２１ｄによる噴射室４４内の圧力調整が確実になされる。

９．フェイルセーフについて
分離ディスク６３の間の隙間にスラッジ等が目詰まりした場合、エンジン４からインレットポート２４へブローバイガスが流れなくなる。その場合、ブローバイガスの流動経路をオイルセパレータ２に確保することができるとともに、エンジン４の吸気圧力やクランクケース側の圧力がＰＣＶバルブ９０によって適切に調整される。
具体的には、ブローバイガスがエンジン４から通気路２１ｄを通って噴射室４４内に導入されて、オイル穴３１ｃを通って分離室４３に流れ込む。そのブローバイガスは、第１連通孔３２ｃ、第１チャンバー４２、第２連通孔２２ｄ、第２チャンバー４５、開口部３３ａ、第３チャンバー４６の順にこれらを通って、アウトレットポート２３ａからブリーザーパイプ３へ排出される。従って、ブローバイガスの循環経路が確保され、ブローバイガスの流量がＰＣＶバルブ９０によって調整される。

１０．変形例
以上に説明した下部ケース２１を図１２及び図１３に示す下部ケース１２１に変更してもよい。この下部ケース１２１について説明する。この下部ケース１２１は上面が開放された有底の箱状に形成されている。下部ケース１２１の上端部が上部ケース２２の下端の開口に嵌め込まれて固定されている。下部隔壁部材３１の周縁部が下部ケース２１の上端と上部ケース２２の下端との間に挟持され、下部ケース１２１内の噴射室１４４と分離室４３が下部隔壁部材３１によって仕切られている。下部ケース１２１の底部にオイル排出口１２１ａが設けられ、このオイル排出口１２１ａが噴射室１４４と下部ケース１２１の外側を連通させる。このオイル排出口１２１ａはパイプを介してエンジン４に接続されている。

下部ケース１２１の内側の底面には、ボス１２１ｂが凸設されている。ボス１２１ｂにはオイル導入路１２１ｃが形成されている。このオイル導入路１２１ｃはボス１２１ｂの上端面から下に穿設されて、横に折れ曲がって下部ケース１２１の側面まで設けられており、オイル導入路１２１ｃの一端が下部ケース１２１の側面で開口し、オイル導入路１２１ｃの他端がボス１２１ｂの上面で開口する。スピンドルシャフト５１の下端部がオイル導入路１２１ｃの上端に挿入されており、オイル導入路２１ｃに導入された作動オイルが第１オイル供給路５１ｂ及び第２オイル供給路５２ａに流れる。

下部ケース１２１には通気路１２１ｄが形成されている。通気路１２１ｄの一端１２１ｅが下部ケース１２１の側面において開口し、その開口とオイル導入路１２１ｃの端の開口が上下に並列されている。通気路１２１ｄの一端１２１ｅの開口はパイプによってエンジン４に接続されている。通気路１２１ｄの一端１２１ｅの開口の位置は下部ケース１２１の下面におけるオイル排出口１２１ａの位置よりも上である。
通気路１２１ｄの他端１２１ｆが下部ケース１２１の内面において開口し、その開口が横に向いている。その他端１２１ｆの開口はオイルガード３１ｇの下端よりも上に、且つオイルガード３１ｇの外側に配置されている。従って、ノズル５３から噴射された作動オイルが通気路１２１ｄの他端１２１ｆの開口に入り込まず、その開口の油没を防止できる。

以上に幾つかの実施形態について説明したが、以上の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。

２…オイルセパレータ
２０…ハウジング
２１ａ…オイル排出口
２１ｄ…通気路
２２ａ…隔壁部
２２ｃ…仕切り部
２２ｄ…第２連通孔
２３ａ…アウトレットポート
２４…インレットポート
３１…下部隔壁部材（隔壁部材）
３１ｇ…オイルガード
３２…中部隔壁部材
３２ｃ…第１連通孔
３２ｅ…流通穴
３３…上部隔壁部材
４１…導入路
４２…第１チャンバー（チャンバー）
４３…分離室
４４…噴射室
５２…スピンドル
５３…ノズル
６３…分離ディスク
９０…ＰＣＶバルブ
１００…オイル溜まり
１０１…液面

Claims (6)

1. ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
   内部空間を有したハウジングと、
   上下方向の軸線回りに回転可能に前記内部空間に設けられたスピンドルと、
   前記スピンドルの周囲に設けられて前記スピンドルとともに回転し、前記スピンドルの軸線方向に隙間を置いて積層された複数枚の分離ディスクと、
   前記分離ディスクの下側において前記スピンドルの外周面から突設され、オイルを噴射することによって前記スピンドル及び前記分離ディスクを回転させるノズルと、を備え、
   前記ハウジングには、前記ハウジングの外側から内側に通じるオイル排出口及び通気路が設けられ、
   前記ハウジング内において前記通気路が前記ハウジング内の底のオイル溜まりの液面及び前記オイル排出口よりも上の位置で開口する
   オイルセパレータ。
2. 前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上側の分離室と下側の噴射室に仕切る隔壁部材と、
   前記噴射室内において前記隔壁部材の下面から垂下し、筒状に設けられたオイルガードと、を更に備え、
   前記スピンドルが前記隔壁部材を上下に貫通し、前記分離ディスクが前記分離室内に配され、前記ノズルが前記オイルガードの内側に配され、前記オイル排出口及び前記通気路が前記ハウジングの外から前記噴射室内に通じ、前記噴射室内において前記通気路が前記オイルガードの下端よりも上の位置且つ前記オイルガードの外側で開口する
   請求項１に記載のオイルセパレータ。
3. 前記隔壁部材から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切る中部隔壁部材と、
   前記中部隔壁部材から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切る隔壁部と、
   前記隔壁部から上に離間して前記内部空間に設けられ、前記内部空間を上下に仕切り、上下に貫通する開口部が形成された上部隔壁部材と、
   前記中部隔壁部材と前記隔壁部との間に設けられ、前記中部隔壁部材と前記隔壁部との間の領域を導入路とチャンバーに仕切る仕切り部と、を備え、
   前記ハウジングには、前記導入路に通じるとともに前記ガスを導入するインレットポートが設けられているとともに、前記上部隔壁部材の上側の領域に通じるアウトレットポートが設けられ、
   前記中部隔壁部材には、前記導入路と前記分離ディスクの中央部を連通させる流通穴が設けられるとともに、前記噴射室と前記チャンバーを連通させる第１連通孔が設けられ、
   前記隔壁部には、前記隔壁部と前記上部隔壁部材との間の領域と前記チャンバーを連通させる第２連通孔が設けられ、
   前記隔壁部材には、前記噴射室と前記分離室を連通させるオイル穴が設けられている
   請求項２に記載のオイルセパレータ。
4. 前記上部隔壁部材と前記隔壁部の間に設けられ、前記開口部の開き度合いを調整するＰＣＶバルブを更に備える請求項３に記載のオイルセパレータ。
5. 前記内部空間における前記通気路の開口が上に向けられている
   請求項１から４の何れか一項に記載のオイルセパレータ。
6. 前記ハウジングの外側における前記通気路の開口の位置が前記ハウジングの外側における前記オイル排出口の位置よりも上である
   請求項１から５の何れか一項に記載のオイルセパレータ。

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