JP2020084782A - 内燃機関のブリーザー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でレイアウトの自由度が高く、気液分離効果に優れる内燃機関のブリーザー装置を提供する。【解決手段】内燃機関のクランク室（１４）から吸気系（２４）にブローバイガスを還流させるブリーザー装置であって、空間入口（３３）と空間出口（３４）とを有する流体減速空間（３１）と、空間入口から流体減速空間に内挿される内挿部分（４４）を有する筒状部材（４０）とを備える。筒状部材は、流体減速空間外に位置する入口部（４３）と、内挿部分に設けられ流体減速空間内に位置する出口部とを有する。出口部は、内挿部分の軸方向と交差する方向に向けて開口し、それぞれが入口部よりも断面積の小さい複数の孔（４７）からなり、筒状部材の内挿部分のうち、空間出口を指向しない特定範囲（４４ｂ、４４ｄ）に複数の孔が形成され、特定範囲以外で内挿部分は閉塞される。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のブリーザー装置に関する。

内燃機関では、燃焼室からクランクケース内に漏出したブローバイガス（未燃焼ガス）を吸気系に還流させるためのブリーザー装置が用いられる。ブリーザー装置は、ブローバイガスに含まれるオイルを分離させる気液分離手段を備える。

ブリーザー装置の気液分離手段として、内燃機関の外郭を構成するケーシング（クランクケースやクランクケースカバー）内に隔壁を設けて、迷路状のブリーザー通路を形成したものが知られている（例えば、特許文献１）。

また、特許文献２のように、管外筒の内部に分離板で区画される流路を形成し、この区画された流路内に、ミスト入口を構成する管状部材を挿入したミストセパレータが知られている。管状部材には、周面上に複数の孔（ミスト出口）が形成されている。特許文献２では、管状部材のうち入口とは反対側の端部（管外筒に挿入されている側の端部）が閉塞されていることは記載されていない。従って、管状部材の入口から入ったオイルミストは、入口の反対側に位置する端部開口や、周面上の複数の孔を通って、管外筒の内部流路に流入する。管外筒の内部に流入したオイルミストは、分離板に形成されたドレンを通って管外筒の出口に向かう。

特開２０１６−２２３２９５号公報 実開昭６１−１５２７１５号公報

ブリーザー装置に求められる要件として、部品点数が少なく簡単な構成であること、設置場所の自由度が高いこと、気液分離性能（分離したオイルの回収性能や気液分離の際の騒音低減を含む）に優れること、等が挙げられる。

特許文献１では、クランクケースやクランクケースカバーのようなケーシング内に、隔壁を設けてブリーザー通路を形成している。そのため、気液分離性能の向上を図る場合、隔壁を増やしたり隔壁の形状を複雑にさせたりして、ケーシングの大型化や重量増加を招くおそれがある。また、ケーシングのサイズやレイアウトが予め決まっている場合は、ブリーザー通路の容積や隔壁構造における自由度が制限され、気液分離性能が制約されるおそれがある。

特許文献２では、管状部材のうち管外筒に挿入されている側の端部が閉塞されていることの記載がない。そのため、管状部材の一端に位置する入口から入ったオイルミストの大部分が、他端側の開口を通して管外筒の内部空間へ流れてしまい、管状部材の周面上に設けた複数の孔を通過するオイルミストの割合が極めて限定される。また、管状部材の周面上の複数の孔が周方向の全体に亘って形成されており、オイルミストが周面上の孔を通る場合でも、噴出の向きがコントロールされずに、管外筒の出口側に向けての直接的なオイルミストの流れが生じるおそれがある。故に、管状部材から管外筒に至るまでの部分における気液分離効果が低い。加えて、特許文献２は、管外筒の内部に隔壁として機能する分離板を設けている点で、上述した特許文献１と同様の課題を有する。特に、管状部材の端部開口や周面上の孔から分離板上のドレンを経て管外筒の出口に向かうので、管外筒内部での流路断面積が終始狭くなり、高い流速のままオイルミストが進みやすい。以上の要因により、気液分離が不十分な状態でオイルミストが排出されてしまう、オイルミスト通過時の圧力脈動を起因とする騒音が低減されにくい、といった問題が生じる。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でレイアウトの自由度が高く、気液分離性能に優れる内燃機関のブリーザー装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関のクランク室から吸気系にブローバイガスを還流させるブリーザー装置であって、クランク室側に接続される空間入口と吸気系側に接続される空間出口とを有する流体減速空間と、空間入口を通して流体減速空間に内挿される内挿部分を有する筒状部材とを備える。筒状部材は、流体減速空間外に位置してクランク室側からブローバイガスが流入する入口部と、内挿部分に設けられ流体減速空間内に位置する出口部とを有する。出口部は、内挿部分の軸方向と交差する方向に向けて開口する、それぞれが入口部よりも断面積の小さい複数の孔からなる。筒状部材の内挿部分のうち、空間出口を指向しない特定範囲に複数の孔が形成され、特定範囲以外で内挿部分は閉塞されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成でレイアウトの自由度が高く、気液分離効果に優れる内燃機関のブリーザー装置を得ることができる。

本実施の形態のエンジンユニット及び周辺構造を示す側断面図である。 流体減速空間の内部を透視して示すブリーザー装置の斜視図である。 流体減速空間の内部を透視して示すブリーザー装置の分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿うブリーザー装置の断面図である。 ブリーザー装置を構成する筒状部材の側面図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿って断面視した筒状部材の図である。 軸方向に沿って断面視した筒状部材の断面図である。 筒状部材の変形例を示す断面図である。 ブリーザー装置の変形例を示す断面図である。 ブリーザー装置の変形例を示す断面図である。 ブリーザー装置の配置例を示す側面図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る内燃機関のブリーザー装置を自動二輪車に適用した形態について説明するが、本発明は、自動二輪車以外の車両にも適宜変更可能である。

図１を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の概略構成について説明する。図１は、自動二輪車の内燃機関であるエンジンユニット１０とその周辺構造を示す側断面図である。なお、図１においては、自動二輪車における車体前方を矢印Ｆｒ、車体後方を矢印Ｒｅ、高さ方向の上方を矢印Ｕｐ、高さ方向の下方を矢印Ｌｏで示している。図２以降の図面についても同様である。

エンジンユニット１０は、クランクケース１１と、クランクケース１１から斜め上方に前傾して突出するシリンダ１２及びシリンダヘッド１３とを有している。クランクケース１１内のクランク室１４には、自動二輪車の車幅方向に延びるクランク軸１５が配されている。シリンダ１２にはピストン１６が摺動可能に挿入され、ピストン１６にコンロッド１７の一端部が連結されている。コンロッド１７の他端部は、クランク軸１５のクランクピンに連結されている。ピストン１６の往復運動がコンロッド１７を介してクランク軸１５の回転運動に変換される。

ピストン１６の上面は、シリンダヘッド１３内に形成した燃焼室１８に面している。燃焼室１８に連通して吸気ポート１９及び排気ポート２０が形成される。燃焼室１８と吸気ポート１９の間は吸気バルブ２１によって開閉され、燃焼室１８と排気ポート２０の間は排気バルブ２２によって開閉される。燃焼室１８内には点火プラグ（不図示）が挿入されている。

燃焼室１８に空気を取り込む吸気系は、吸気ポート１９に接続するインテークパイプ２３と、インテークパイプ２３の上流側に位置するエアクリーナ２４とを有する。エアクリーナ２４は、クリーナケース２４ａ内にフィルタ２４ｂを備えており、吸入された外気に含まれる異物等をフィルタ２４ｂによって除去し、清浄化された空気を燃焼室１８に供給する。

吸気ポート１９内に燃料を噴射するインジェクタ２５を備える。吸気系から取り込まれた空気と、インジェクタ２５で噴射された燃料とによって混合気が形成され、吸気バルブ２１の開弁によって混合気が燃焼室１８内に入る。点火プラグを点火させると、混合気が燃焼してピストン１６を往復動させる。

排気ポート２０には排気管２６が接続する。排気管２６は、車体後方へ延びて排気マフラ（不図示）に接続される。排気バルブ２２の開弁によって、燃焼後の排気ガスが排気ポート２０から排気管２６に送られ、触媒（不図示）による浄化を経て排気ガスが外部に放出される。

クランクケース１１内には、クランク軸１５の後方に、変速装置を構成するギヤ群２７を配置したギヤ室２８が形成されている。クランクケース１１内の最下部には、オイルが貯まるオイル貯留部２９がある。

以上のエンジンユニット１０において、燃焼室１８からシリンダ１２を経てクランク室１４へ漏出したブローバイガス（未燃焼ガス）を、吸気系に還流させるブリーザー装置３０を備える。ブリーザー装置３０は、クランクケース１１の内部空間からエアクリーナ２４のクリーナケース２４ａ内までを導通させると共に、ブローバイガスをオイル成分と気体成分に分離（気液分離）させる気液分離機能を有している。以下、ブリーザー装置３０の詳細を説明する。

図２及び図３に示すように、ブリーザー装置３０は、流体減速空間３１を囲む筐体３２と、流体減速空間３１に内挿される筒状部材４０及び接続パイプ５２とを備えている。

図２及び図３に示すように、筐体３２は、互いに平行な入口壁３２ａ及び出口壁３２ｂと、互いに平行な上壁３２ｃ及び下壁３２ｄと、互いに平行な側壁３２ｅ及び側壁３２ｆと、を有する箱状体であり、これらの各壁で囲まれる内部空間が流体減速空間３１になっている。本実施形態では、入口壁３２ａが車体後側、出口壁３２ｂが車体前側、上壁３２ｃが車体上側、下壁３２ｄが車体下側、側壁３２ｅが車体左側、側壁３２ｆが車体右側に位置している。

図３に示すように、入口壁３２ａには空間入口３３が形成され、出口壁３２ｂには空間出口３４が形成されている。空間入口３３と空間出口３４はそれぞれ、流体減速空間３１の内外を連通させる円形断面の貫通孔である。空間入口３３の中心を通る中心軸３３ｘ（図３）と、空間出口３４の中心を通る中心軸３４ｘ（図３）は、互いに平行である。空間入口３３が空間出口３４よりも、高さ方向の低い位置（下方）に形成されている。筐体３２は、空間入口３３と空間出口３４以外の部分が、外部と連通せずに閉塞されている。

図５や図７に示すように、筒状部材４０は、中心軸４０ｘに沿って延設されている。以下、筒状部材４０に関して、中心軸４０ｘに沿う方向を軸方向、中心軸４０ｘに対して垂直な軸直交断面内で中心軸４０ｘを通過する直線方向を径方向、中心軸４０ｘを中心とする円周方向を周方向とする。筒状部材４０は、軸方向に延設される周壁部４１と、周壁部４１の軸方向の一端を塞ぐ端壁部４２とを有し、周壁部４１は中心軸４０ｘを中心とする円筒形状である。

周壁部４１のうち、端壁部４２と反対の軸方向端部は、開口した入口部４３になっている（図２、図３、図７参照）。軸直交断面上での入口部４３の開口面積を入口断面積Ｄ１とする。図７に示すように、周壁部４１の内周面の内径は、端壁部４２から入口部４３に至るまで軸方向の全体に亘って一定である。そのため、筒状部材４０の内部空間は、入口断面積Ｄ１と同じ断面積が軸方向に連続する。

図５に示すように、周壁部４１は、軸方向の途中に位置するストッパ部４６を境として、内挿部分４４と突出部分４５とに分けられる。内挿部分４４と突出部分４５は、軸方向に連続して同軸上に位置している。内挿部分４４は、端壁部４２からストッパ部４６までの軸方向領域であり、筐体３２に対して挿入される部分である。突出部分４５は、入口部４３からストッパ部４６までの軸方向領域であり、筐体３２の外側に突出する部分である。内挿部分４４のうちストッパ部４６に隣接する部分は、固定領域４４ａである。固定領域４４ａの外径は、筐体３２の空間入口３３の内径よりも僅かに大きい。固定領域４４ａを除く内挿部分４４の外径（後述する出口形成領域４４ｂと閉塞領域４４ｃの外径）は、固定領域４４ａの外径よりも小さく、空間入口３３を軸方向に通過可能である。ストッパ部４６の外径は、固定領域４４ａの外径よりも大きく、空間入口３３を通過不能である。

内挿部分４４には複数の出口孔４７が形成されている。各出口孔４７は、周壁部４１を径方向（軸方向と交差する方向）に貫通する孔であり、個々の出口孔４７の断面積は、入口部４３の入口断面積Ｄ１に比して遥かに小さい。全ての出口孔４７の断面積を合わせた合計断面積Ｄ２は、入口断面積Ｄ１とほぼ等しい。

図５に示すように、内挿部分４４のうち固定領域４４ａを除く部分は、軸方向において、出口形成領域４４ｂと閉塞領域４４ｃとに区分けされる。出口形成領域４４ｂは、出口孔４７が形成される軸方向範囲であり、軸方向で固定領域４４ａ寄りに位置している。閉塞領域４４ｃは、出口孔４７を形成しない軸方向範囲であり、軸方向で端壁部４２寄りに位置している。閉塞領域４４ｃよりも出口形成領域４４ｂの方が、軸方向の広い範囲を占めている。

図６に示すように、内挿部分４４はさらに、周方向において、出口形成領域４４ｄと閉塞領域４４ｅとに区分けされる。出口形成領域４４ｄは、出口孔４７が形成される周方向範囲であり、閉塞領域４４ｅは、出口孔４７を形成しない周方向範囲である。周方向の約１８０°の範囲が出口形成領域４４ｂであり、周方向の残りの範囲が閉塞領域４４ｅとなる。

従って、複数の出口孔４７は、軸方向において出口形成領域４４ｂ、周方向において出口形成領域４４ｄ、の両方を満たす内挿部分４４上の特定範囲にのみ形成されている。

筐体３２に対して筒状部材４０は、端壁部４２側を先頭にして、空間入口３３を通して内挿部分４４を流体減速空間３１内に挿入して組み付けられる。空間入口３３を通過不能なストッパ部４６が入口壁３２ａの外面に当接することで、筒状部材４０のそれ以上の挿入が規制される。突出部分４５は、流体減速空間３１には内挿されずに筐体３２の外側に突出する（図２参照）。固定領域４４ａの外径が空間入口３３の内径よりも僅かに大きいため、固定領域４４ａの外周面が空間入口３３の内周面に圧入状態で接して、互いに隙間が無いように固定される。この固定状態で、筒状部材４０の中心軸４０ｘと空間入口３３の中心軸３３ｘとが一致する。

なお、筐体３２に対する筒状部材４０の固定は、固定領域４４ａの圧入以外の手段で行うことも可能である。例えば、空間入口３３の内周面と固定領域４４ａの外周面に、互いに螺合可能なネジを形成することも可能である。また、溶接等の固定手段を用いても良い。固定手段の形態に関わらず、固定領域４４ａと空間入口３３の間は流体を通過させないように閉塞される。

筒状部材４０を筐体３２に取り付けた状態で、内挿部分４４に形成された全ての出口孔４７は流体減速空間３１内に位置している。図４及び図６に示すように、筒状部材４０は、出口形成領域４４ｄの周方向の中心が最も下方に位置するように、周方向位置を定めて筐体３２に固定される。これにより各出口孔４７は、内挿部分４４のうち下半領域に配置されて下方（鉛直方向又は斜め下方）に向けて開口しており、筒状部材４０内から流体減速空間３１へ向けて上向きに開口する出口孔４７は存在しない。図４に示すように、空間出口３４は筒状部材４０よりも上方に位置しているので、複数の出口孔４７はいずれも、空間出口３４の側を向いていない。言い換えれば、内挿部分４４のうち複数の出口孔４７が設けられている出口形成領域４４ｄ（下半領域）は、空間出口３４を指向しない領域である。

図３及び図４に示すように、下壁３２ｄの内面に凹部３５が形成されている。凹部３５は、内挿部分４４の外周面に沿う湾曲した内面形状を有する溝形状の部位であり、空間入口３３の中心軸３３ｘに沿う方向に向けて延びている。凹部３５の一端は空間入口３３に連通している。筒状部材４０を筐体３２に固定した状態で、内挿部分４４における出口形成領域４４ｂ、４４ｄのうち最も下方に位置する部分が、凹部３５内に入り込んで筐体３２に接触する（図４参照）。すなわち、下壁３２ｄと内挿部分４４の互いの肉厚の一部がオーバーラップする。

図２に示すように、筐体３２の空間出口３４には接続パイプ５２が挿入される。接続パイプ５２の外周面が空間出口３４の内周面に圧入状態で接して、互いに隙間が無いように固定される。固定した状態で、接続パイプ５２と空間出口３４の間は密封されて流体を通さない。接続パイプ５２は両端が開口した円筒体であり、一方の端部開口が流体減速空間３１内に位置している。

筐体３２は、筒状部材４０と接続パイプ５２を除いた単体状態（図３）で、内部に隔壁を有していない。そして、筒状部材４０を流体減速空間３１に挿入することによって、筒状部材４０の内挿部分４４のうち、複数の出口孔４７の形成領域（出口形成領域４４ｂ、出口形成領域４４ｄ）以外の部分（端壁部４２、閉塞領域４４ｃ、閉塞領域４４ｅ）が、流体減速空間３１内に隔壁を形成する。

図２から図４に示すように、流体減速空間３１の空間容積は、筒状部材４０内部の流路容積に比べて十分に広く設定されている。例えば、図４において、流体減速空間３１の高さ方向の寸法（上壁３２ｃと下壁３２ｄの間隔）は、筒状部材４０における周壁部４１の内径寸法の３倍程度である。流体減速空間３１の左右方向の寸法（側壁３２ｅと側壁３２ｆの間隔）は、筒状部材４０における周壁部４１の内径寸法の２倍以上である。

図１に示すように、ブリーザー装置３０は、クランクケース１１の外側に設置される。より詳しくは、シリンダ１２の後方でクランクケース１１の上部に筐体３２が取り付けられる。ブリーザー装置３０を取り付ける対象として、クランクケース１１や自動二輪車のフレーム部にブラケットを設けても良い。クランクケース１１には、オイル貯留部２９の油面位置ＯＬよりも高い位置に、ブローバイガス導入用の導入口５０が設けられる。導入口５０と筒状部材４０の突出部分４５とが、管状の導入路５１によって接続される。

接続パイプ５２は筐体３２の外側に突出しており（図２参照）、この接続パイプ５２の突出部分に、管状の排出路５３（図１参照）の一端が接続する。排出路５３の他端は、エアクリーナ２４のクリーナケース２４ａに接続している。排出路５３は、吸気系に吸入される空気の進行方向において、フィルタ２４ｂよりも下流側に接続する。

燃焼室１８からクランク室１４に入ったブローバイガスは、導入口５０から導入路５１に入り、ブリーザー装置３０を通る際にオイル成分と気体成分に分離され、分離された気体成分が排出路５３を通ってエアクリーナ２４に送られて吸気系に還流される。続いて、ブリーザー装置３０による気液分離について説明する。

クランクケース１１内のブローバイガスは、霧化されたオイル等を含んだオイルミストの状態で、導入路５１を通してブリーザー装置３０に送られて、入口部４３から筒状部材４０内に入る。固定領域４４ａと空間入口３３が接する部分は隙間なく固定されているので、オイルミストが筒状部材４０と筐体３２の間から外部に漏出することはなく、必ず筒状部材４０内を通る。図７に示すように、筒状部材４０においては各出口孔４７が入口部４３の軸方向延長上に位置していない。そのため、オイルミストは、筒状部材４０内を軸方向へストレートに進んで流体減速空間３１に向かうのではなく、以下のように流れる。

入口部４３から内挿部分４４まで進んだオイルミストの一部は、筒状部材４０の内面に衝突する。この衝突による気液分離効果によって、オイル成分が分離する。特に、図７に示すように、入口部４３からの軸方向の延長上に端壁部４２が位置して塞がれているため、入口部４３から流入したオイルミストが軸方向に進んで端壁部４２に対して衝突しやすい。すると、オイルミストに含まれるオイル成分が、端壁部４２への慣性衝突によって分離される。内挿部分４４では、端壁部４２から軸方向の所定範囲が、出口孔４７を有さない閉塞領域４４ｃになっている。そのため、端壁部４２への慣性衝突によって捕集されたオイルは、出口孔４７を通りにくく、筒状部材４０内で効率的に回収される。

また、入口部４３から内挿部分４４まで進んだオイルミストの一部は、筒状部材４０と流体減速空間３１の間の気流や内圧の関係に応じて、筒状部材４０内で進行方向を変更する。この進行方向変更による気液分離効果によって、オイル成分が分離する。例えば、図７に示すように、筒状部材４０内を軸方向に進んでいるオイルミストが、出口孔４７側へ向けて急激に進行方向を変えようとすると、気体成分よりも比重が大きく進行方向を変更しにくいオイル成分が、慣性の影響によって分離される。その結果、オイルが筒状部材４０内で捕集され、オイル分離後の気体成分が出口孔４７を通って流体減速空間３１に進む。

さらに、多孔群を構成する複数の出口孔４７と、各出口孔４７の間の周壁部４１の壁面とが、フィルタとして機能することで、気液分離効果を得ることができる。図７に示すように、筒状部材４０内で径方向に進むオイルミストの一部は、各出口孔４７の周囲で周壁部４１の内面に衝突して、上述の端壁部４２への慣性衝突の場合と同様にオイル成分が分離される。また、オイルミストに含まれるオイルの粒径に対して、各出口孔４７の断面積が所定以上小さい場合は、遮りによる気液分離が生じる。筒状部材４０は小径の出口孔４７を多数有するので、オイルの回収効率に優れている。

図１に示すように、クランクケース１１内の油面位置ＯＬよりも上方に導入口５０が配置され、ブリーザー装置３０は導入口５０よりも上方に配置されているため、筒状部材４０内に回収されたオイルは、重力によって導入路５１から導入口５０を経てクランクケース１１内に戻り、オイル貯留部２９に回収される。

このように、単一部材である筒状部材４０が複数の気液分離手段を備えており、部品点数が少ない簡単な構造でありながら、非常に優れた気液分離性能を得ることができる。特に、筒状部材４０において入口部４３の軸方向延長上に端壁部４２を配置することで、オイルミストを筒状部材４０の内面に効率良く衝突させることができる。また、中心軸４０ｘに対して直交する向きで各出口孔４７を形成しているため、筒状部材４０内に複雑な整流壁等を設けることなく、入口部４３から内挿部分４４に向かうオイルミストの流れを途中で急激に変化させやすい。また、端壁部４２に比して広い面積を持つ周壁部４１に各出口孔４７を形成することで、軸方向や周方向での出口孔４７の形成範囲（出口形成領域４４ｂ、４４ｄ）の広さや、各出口孔４７の大きさ及び形状等の設定の自由度が高くなり、筒状部材４０の出口部に関する最適なパラメータを実現しやすい。

本実施形態の筒状部材４０は、入口部４３の入口断面積Ｄ１と、全ての出口孔４７の断面積を合わせた合計断面積Ｄ２とが、ほぼ等しい。そのため、筒状部材４０の入口と出口の間の圧力損失が緩和され、優れた気液分離性能を備えつつ、ブローバイガスを効率的に筒状部材４０から流体減速空間３１へ流すことができる。

筒状部材４０による気液分離を経たブローバイガスは、複数の出口孔４７を通って流体減速空間３１に入る。そして、ブローバイガスは、流体減速空間３１に挿入されている接続パイプ５２と、接続パイプ５２に接続する排出路５３とを通って、エアクリーナ２４のクリーナケース２４ａ内に導かれる。

筒状部材４０で各出口孔４７が形成されている出口形成領域４４ｄは、内挿部分４４のうち下半領域に設定されているため、出口孔４７を通過したブローバイガスの大部分は、流体減速空間３１内で下向き（斜め下方を含む）に噴出される。そして、下向きに噴出されたブローバイガスが、流体減速空間３１内を巡って、内挿部分４４よりも上方へ位置する接続パイプ５２の端部開口に達する。すなわち、筒状部材４０のうち、端壁部４２と、周壁部４１の閉塞領域４４ｃ及び閉塞領域４４ｅとが、流体減速空間３１内でのブローバイガスの進行経路を迂回及び複雑化させる隔壁として機能する。筒状部材４０自体が隔壁として機能する一方で、筐体３２の内部には流体減速空間３１を区切る隔壁等を設けていない。そのため、筐体３２をシンプルに構成できる。また、筐体３２の内部に隔壁を形成する場合に比して、筒状部材４０の周壁部４１や端壁部４２を隔壁として用いる方が、隔壁の薄型化や小型軽量化を実現しやすい。

また、図４に示すように、筒状部材４０の内挿部分４４の下方には筐体３２の下壁３２ｄが近接配置され、内挿部分４４の側方には側壁３２ｅと側壁３２ｆが配置されているため、各出口孔４７から流体減速空間３１へ噴出したブローバイガスは、下壁３２ｄ、側壁３２ｅ及び側壁３２ｆの内面に衝突しやすい。従って、筒状部材４０内だけでなく流体減速空間３１内においても、慣性衝突によるオイル分離を促進させることができる。

流体減速空間３１の空間容積は筒状部材４０内の流路容積よりも十分に大きく、しかも筐体３２自体には流体減速空間３１を区切る隔壁等が設けられていないので、流体減速空間３１内でブローバイガスの流速が効果的に低減される。特に、断面積が非常に小さい出口孔４７の次に大容量の流体減速空間３１に進むので、流路容積の拡大が急激であり、ブローバイガスの減速効果が高くなる。その結果、筒状部材４０で分離したオイル成分が、ブローバイガスの勢いによって流体減速空間３１側に持ち出されるおそれが軽減される。また、流速の低減によって、ブローバイガスの通過時に筒状部材４０内で発生する圧力脈動を緩和し、脈動に起因する異音を低減できる。

以上のように、筒状部材４０から空間出口３４（接続パイプ５２の設置位置）に向けて直接にブローバイガスが進行しないように（空間出口３４を指向しないように）、出口孔４７からの噴射を方向付けているので、流体減速空間３１におけるブローバイガスの移動距離が大きくなると共に、移動経路が複雑になる。また、筒状部材４０と流体減速空間３１の容積差によってブローバイガスの流速が低減される。移動距離の増加、移動経路の複雑化、流速の変化はそれぞれ、気液分離の促進に寄与するので、流体減速空間３１に入ったブローバイガスにオイル成分が残存する場合に、流体減速空間３１内でも優れたオイル成分の分離効果を得ることができる。

筐体３２は、流体減速空間３１を囲む外壁だけで構成されて内部に隔壁等を有さないので、生産しやすく低コストに得ることができる。筐体３２内に隔壁等を設けなくても、上述したように、筒状部材４０と筐体３２のそれぞれの一部が隔壁や迂回路のように機能するので、シンプルな構造でありながら、優れた気液分離性能が得られる。また、筒状部材４０は、一端が端壁部４２で塞がれた筒状体を基本構造とし、周壁部４１の一部に複数の出口孔４７を貫通させたものであるため、生産しやすく低コストに得ることができる。

流体減速空間３１内で分離されたオイルや、筒状部材４０内で分離されてから出口孔４７を通して流体減速空間３１に漏出したオイルは、流体減速空間３１内で下方に溜まる。溜まったオイルは、出口孔４７を通って筒状部材４０内に戻される。図４に示すように、内挿部分４４の出口形成領域４４ｄのうち最も下方に位置する箇所が、下壁３２ｄに凹設された凹部３５内に入り込んでいるので、流体減速空間３１内で凹部３５を超える高さ位置までオイルが溜まるよりも前に、筒状部材４０内にオイルが回収される。従って、流体減速空間３１内に滞留するオイル量は極めて少なく抑えられ、高効率にオイル回収を行うことができる。

また、空間出口３４及び接続パイプ５２は、流体減速空間３１内で筒状部材４０よりも上方に配置されているので、流体減速空間３１内のオイルは、空間出口３４及び接続パイプ５２の高さ位置まで達することがなく、筒状部材４０に回収される。従って、ブローバイガスから分離されたオイルが吸気系まで到達してしまうおそれがなく、オイルによるエアクリーナ２４等の汚損を防ぐことができる。

続いて、図８から図１０を参照して、ブリーザー装置３０の変形例を説明する。これらの変形例において、上記実施形態と共通する要素については、上記実施形態で用いた名称や符号で示し、説明を省略する。

図８は、筒状部材４０の内挿部分４４における軸方向端部に端壁部４８を備えた変形例である。上記実施形態の端壁部４２の内面は、筒状部材４０の中心軸４０ｘに対して垂直であり、入口部４３に対して正対する形状になっている（図７参照）。これに対して、図８に示す端壁部４８は、中心軸４０ｘに対して所定の角度で傾斜する内面４８ａと内面４８ｂを有している。内面４８ａと内面４８ｂは、筒状部材４０の先端側（入口部４３とは反対側）に進むにつれて、径方向への互いの間隔を狭くする傾斜面である。

内面４８ａと内面４８ｂはいずれも、オイルミストに対して慣性衝突による気液分離効果を有する。また、内面４８ａや内面４８ｂに当たってオイルミストの進行方向が変わることで気流が複雑になり、気流どうしの衝突による気液分離効果も得られる。さらに、内面４８ａ、４８ｂで反射される気流の進行方向は、筒状部材４０の径方向に対して交差する関係にあるので、径方向に向けて開口している各出口孔４７に対して気流が遮られやすくなり、フィルタ効果による気液分離性能の向上にも寄与する。

図８の変形例は、筒状部材４０の内面形状を異ならせた一例である。この一例以外にも、気液分離性能を向上させるための筒状部材４０の内面形状を、適宜選択することが可能である。

図９は、筐体３２の空間出口３４に、接続パイプ５２に代えて、気液分離機能を有する出口側筒状部材６０を配した変形例である。出口側筒状部材６０の構成は、筒状部材４０に似ており、円筒状の周壁部６１の一端を端壁部６２で塞ぎ、周壁部６１の他端を開口させて出口部６３を形成している。周壁部６１の軸方向及び周方向の特定範囲には、複数の入口孔６４が形成されている。

出口側筒状部材６０は、端壁部６２を先頭にして空間出口３４から流体減速空間３１に挿入されて筐体３２に固定される。出口部６３は流体減速空間３１の外側に位置し、複数の入口孔６４は流体減速空間３１の内側に位置する。複数の入口孔６４は、出口側筒状部材６０における周方向の上半部分に形成され、且つ軸方向で空間出口３４寄りの所定範囲にのみ形成されている。別言すれば、複数の入口孔６４は、筒状部材４０が配置されている下方とは逆を向く上向きに形成されると共に、軸方向で端壁部６２寄りの範囲には形成されていない。

流体減速空間３１内で、入口側の筒状部材４０の各出口孔４７は、入口壁３２ａと下壁３２ｄが交わる角部（図９中の右下隅）付近に位置している。一方、出口側筒状部材６０の各入口孔６４は、出口壁３２ｂと上壁３２ｃが交わる角部（図９中の左上隅）付近に位置している。従って、各出口孔４７から各入口孔６４に至るまでの経路が、流体減速空間３１で最大限に長く確保され、気液分離効果を高めることができる。また、流体減速空間３１内にオイルが存在しても、出口側筒状部材６０の上半部分に形成された各入口孔６４にはオイルが流入しにくい。

また、出口側筒状部材６０では、上述した筒状部材４０での気液分離と同様の原理によって、エアクリーナ２４側から流れてくる空気中の水分の分離を行い、クランクケース１１内への水分の混入を防止することができる。出口側筒状部材６０で分離した水分は、上向きの各入口孔６４から流体減速空間３１には漏出しにくく、ブローバイガスの気流に乗ってエアクリーナ２４側に戻される。

以上のように、図９に示す変形例では、流体減速空間３１の入口側と出口側に、それぞれが気液分離機能を有する筒状部材４０と出口側筒状部材６０を備えることで、ブリーザー装置３０の気液分離性能を向上させている。

図１０は、筐体３２における空間入口３６の向きを変更した変形例である。空間入口３６は、筐体３２の下壁３２ｄのうち、出口壁３２ｂとは反対側に位置する側壁３２ｇ寄りの位置に貫通形成されている。なお、上記実施形態の入口壁３２ａとは異なり、側壁３２ｇには空間入口となる開口が形成されていない。空間入口３６の中心を通る中心軸３３ｘは、高さ方向に向いている。つまり、空間入口３６の中心軸３６ｘと、空間出口３４の中心軸３４ｘとが、互いに交差（直交）する関係になっている。

空間入口３６から流体減速空間３１に挿入される筒状部材７０の構成は、上記実施形態の筒状部材４０と同様であり、円筒状の周壁部７１の一端を端壁部７２で塞ぎ、周壁部７１の他端を開口させて入口部７３を形成している。周壁部７１の軸方向及び周方向の特定範囲には、複数の出口孔７４が形成されている。

筒状部材７０は、端壁部７２を先頭（上向き）にして空間入口３６から流体減速空間３１に挿入されて筐体３２に固定される。入口部７３は、流体減速空間３１の外側に位置して下方に向けて開口する。複数の出口孔７４は、筒状部材７０のうち、側壁３２ｇに最も近い箇所を中心とする周方向の約１８０°の範囲に形成されている。つまり、各出口孔７４は、出口壁３２ｂに形成される空間出口３４を指向しない範囲に形成されている。また、複数の出口孔７４は、軸方向で空間入口３６寄りの所定範囲にのみ形成されており、軸方向で端壁部７２寄りの範囲には出口孔７４が形成されていない。

筒状部材７０を筐体３２に固定した状態で、複数の出口孔７４のうち最も空間入口３６寄り（下方）に位置する出口孔７４ａは、下壁３２ｄの内面とほぼ同じ高さ位置に設けられている。これにより、流体減速空間３１内で下方に溜まったオイルを、最下方に位置する出口孔７４ａから筒状部材７０内に回収することができる。筒状部材７０の入口部７３が下向きに開口しているため、筒状部材７０内のオイルは、重力によってクランクケース１１（図１参照）内に回収される。

図１０の変形例から分かるように、流体減速空間３１の入口と出口は、互いの中心軸（３６ｘ、３４ｘ）が平行ではなく、交差する関係で配置されていてもよい。空間入口３６が空間出口３４よりも下方に位置しており、且つ筒状部材７０の出口孔７４が出口側筒状部材６０の入口孔６４よりも下方に位置している。そのため、高い位置にある空間出口３４側にはオイルが到達しにくく、低い位置にある空間入口３６側からオイルを回収できる。このように、流体減速空間３１の入口と出口は、高さ方向の上下関係を満たしていれば、それぞれの開口方向については制約が少ないので、ブリーザー装置３０は構造や設置位置の自由度が高い。

以上の実施形態及び各変形例におけるブリーザー装置３０は、筐体３２に筒状部材４０（７０）等を内挿したシンプルな構造であるため、構造上の制約が少なく、設置場所の自由度が高い。図１に示すブリーザー装置３０は、クランクケース１１とは別構造としてクランクケース１１上部に設置されている。そのため、クランクケース１１内からブリーザー装置３０までの流体移動経路が長く確保され、ブリーザー装置３０に達するまでにブローバイガスをある程度冷却することができる。また、ブリーザー装置３０自体も、クランクケース１１内部の高温環境下から離して設置されるので、流体減速空間３１や筒状部材４０（７０）内部の温度上昇を抑制できる。このように、ブリーザー装置３０は、構造及び配置の自由度の高さによって温度管理を行い易くなっており、適切な温度管理によって、ブローバイガス通過時の気液分離性能を高めることができる。

図１１は、冷却性向上を図ったブリーザー装置の配置例を示したものである。エンジンユニット１０を構成するクランクケース１１とシリンダ１２とシリンダヘッド１３や、吸気系を構成するインテークパイプ２３及びエアクリーナ２４や、排気系を構成する排気管２６については、図１と図１１で一部形状が異なっているが、それぞれの機能は図１を参照して先に説明した通りである。

図１１に示すように、シリンダヘッド１３の前方には、エンジンユニット１０を冷却するための熱交換器であるラジエーター８０が設けられている。ラジエーター８０を構成するフィンに冷却風を当てるラジエーターファン（不図示）が設けられており、このラジエーターファンによる冷却風の流れを図１１に矢印Ｗ１で示した。また、ラジエーターファンとは別に、走行風を取り込んでエンジンユニット１０を冷却する導風路（不図示）が設けられており、この導風路による冷却風の流れを図１１に矢印Ｗ２で示した。

図１１に示すブリーザー装置１３０は、ラジエーターファンによる冷却風Ｗ１と、導風路による冷却風Ｗ２とが当たる位置に設置されている。ブリーザー装置１３０は、自動二輪車のフレーム部等に取り付けられる。ブリーザー装置１３０の入口側に接続する導入路１５１は、ブリーザー装置１３０から下方に延びて導入口１５０でクランクケース１１に接続している。排出路１５３は、ブリーザー装置１３０から後方に延びてエアクリーナ２４に接続している。

冷却風Ｗ１、Ｗ２が当たることによって、ブリーザー装置１３０でブローバイガスが効率的に冷却される。また、ブリーザー装置１３０は、クランクケース１１から大きく離間した位置に配置されており、導入路１５１と排出路１５３を含めた流路長が大きい。これにより、優れた気液分離性能を得ることができる。

クランクケース１１や吸気系（エアクリーナ２４）から独立した単体構造の筐体３２で流体減速空間３１を形成することにより、ブリーザー装置３０、１３０のように配置の自由度を高めることができる。しかし、本発明は、クランクケース１１や吸気系（エアクリーナ２４）の内部に流体減速空間３１を形成する構成を排除するものではない。例えば、クランクケース１１内に流体減速空間３１を設けた場合でも、流体減速空間３１自体には複雑な内部隔壁を形成せず、筒状部材４０、７０等を流体減速空間３１に内挿するのみで優れた気液分離性能が得られる。そのため、クランクケース内に多数の隔壁を設けて形成される既存のブリーザー通路に比して、構造の簡単さや小型軽量化等の点でメリットがある。

以上説明したように、本実施形態及び各変形例の内燃機関のブリーザー装置によれば、簡単でレイアウトの自由度が高い構造によって、優れた気液分離性能を得ることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施形態において、添付図面に図示されている構成や制御等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態及び変形例では、流体減速空間３１に内挿される筒状部材４０、７０の周壁部４１、７１が円筒形状である。当該構造とは異なり、周壁部が角筒状の筒状部材を用いることも可能である。

また、上記実施形態及び変形例では、流体減速空間３１は、六面の外壁を有する箱状の筐体３２によって形成されているが、当該構造とは異なる形状の流体減速空間を用いることも可能である。例えば、流体減速空間の断面形状が楕円や円形であってもよい。

上記実施形態の筒状部材４０、７０では、個々の大きさ（断面積）が同じである出口孔４７や出口孔７４を複数個配置している。当該構造とは異なり、複数の出口孔の大きさを不均一にさせることも可能である。

例えば、図７に示す筒状部材４０で各出口孔４７の大きさを異ならせる場合、軸方向において、端壁部４２に近い側では出口孔４７の大きさを小さくし、入口部４３側に進むにつれて、出口孔４７を段階的に大きくさせることが好ましい。入口部４３側ほど、流体減速空間３１の空間出口３４までの流路長（流体移動距離）が大きくなるので、出口孔４７を大きくしても、ブローバイガスが空間出口３４に到達するまでにオイルを分離させやすい。一方、空間出口３４までの流路長（流体移動距離）が小さくなる端壁部４２側では、出口孔４７を小さくしてフィルタ効果による気液分離性能を向上させることが有効である。

また、上記実施形態の筒状部材４０、７０では、出口孔４７や出口孔７４が軸方向や周方向に規則的に並んでいるが、複数の出口孔の配置の粗密関係や並びの順序については、不規則なものにすることも可能である。

上記実施形態の筒状部材４０は、内挿部分４４と突出部分４５が同軸（中心軸４０ｘ）上に位置する直管形状であり、軸方向の一端に端壁部４２を有し、軸方向の他端に開口する入口部４３が形成されている。筒状部材７０も同様の構成である。このような直管の一端を閉塞した形状の筒状部材は、構成がシンプルで低コストに得ることができ、出口孔４７等を形成するための加工性にも優れている。しかし、本発明の筒状部材は、直管形状に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態の筒状部材４０とは異なり、突出部分４５が内挿部分４４に対して屈曲または湾曲する構成の筒状部材を適用することも可能である。この場合、入口部４３は、内挿部分４４の中心軸の延長上には位置しない。そのため、入口部４３から内挿部分４４に至る途中の屈曲箇所や湾曲箇所において、オイルミストの進行方向変更や慣性衝突による気液分離効果を得ることができる。

また、筒状部材の内面を、平滑な円筒面や平面以外の形状に設定することが可能である。具体的には、筒状部材の内面に、出口孔とは別に凹凸形状を設けた構成や、筒状部材の内径サイズを部分的に異ならせた構成等を選択してもよい。このような筒状部材の内面構造の設定によって、オイルミストの進行方向変更や慣性衝突による気液分離効果の向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明は、簡単な構成でレイアウトの自由度が高く、気液分離効果に優れる内燃機関のブリーザー装置を得られるという効果を有し、特に、エンジンが小型でブリーザー装置の設置場所の制約を受けやすい自動二輪車等に有用である。

１０ ：エンジンユニット
１１ ：クランクケース
１４ ：クランク室
２４ ：エアクリーナ（吸気系）
３０ ：ブリーザー装置
３１ ：流体減速空間
３２ ：筐体
３３ ：空間入口
３４ ：空間出口
３５ ：凹部
３６ ：空間入口
４０ ：筒状部材
４１ ：周壁部
４２ ：端壁部
４３ ：入口部
４４ ：内挿部分
４５ ：突出部分
４７ ：出口孔（出口部）
４８ ：端壁部
５０ ：導入口
５１ ：導入路
５２ ：接続パイプ
５３ ：排出路
６０ ：出口側筒状部材
６４ ：入口孔
７０ ：筒状部材
７１ ：周壁部
７２ ：端壁部
７３ ：入口部
７４ ：出口孔（出口部）
８０ ：ラジエーター
１３０ ：ブリーザー装置
１５１ ：導入路
１５３ ：排出路

Claims (14)

1. 内燃機関のクランク室から吸気系にブローバイガスを還流させるブリーザー装置であって、
   前記クランク室側に接続される空間入口と前記吸気系側に接続される空間出口とを有する流体減速空間と、前記空間入口を通して前記流体減速空間に内挿される内挿部分を有する筒状部材とを備え、
   前記筒状部材は、前記流体減速空間外に位置して前記クランク室側からブローバイガスが流入する入口部と、前記内挿部分に設けられ前記流体減速空間内に位置する出口部とを有し、
   前記出口部は、前記内挿部分の軸方向と交差する方向に向けて開口する、それぞれが前記入口部よりも断面積の小さい複数の孔からなり、
   前記筒状部材の前記内挿部分のうち、前記空間出口を指向しない特定範囲に前記複数の孔が形成され、前記特定範囲以外で前記内挿部分は閉塞されていることを特徴とする内燃機関のブリーザー装置。
2. 前記筒状部材は、前記流体減速空間の外側に突出する突出部分を備え、前記突出部分が前記内挿部分と同軸上に位置し、
   前記入口部は、前記突出部分の軸方向端部に開口している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ー装置。
3. 前記流体減速空間の前記空間入口は、前記空間出口よりも高さ方向の低い位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のブリーザー装置。
4. 前記流体減速空間の容積は前記筒状部材の内部容積よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
5. 前記筒状部材の前記内挿部分は、前記軸方向に延びる周壁部と、前記周壁部の軸方向端部を塞ぐ端壁部とを有し、前記複数の孔はそれぞれ前記周壁部を貫通していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
6. 前記周壁部は、前記端壁部から前記軸方向の途中位置まで、前記複数の孔が形成されない閉塞領域を有す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ー装置。
7. 前記複数の孔は、下方に向けて開口しており、
   前記周壁部のうち、前記複数の孔が形成される前記特定範囲の少なくとも一部が、前記流体減速空間を囲む筐体のうち下方の内面に接していることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関のブリーザー装置。
8. 前記周壁部は、前記軸方向に延びる中心軸を中心とする円筒形状であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
9. 前記入口部の断面積と前記複数の孔の合計断面積とがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
10. 前記流体減速空間を囲む筐体は、内部に隔壁を備えていないことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
11. 前記空間出口を通して前記流体減速空間に内挿される内挿部分を有する出口側筒状部材を備え、
    前記出口側筒状部材の前記内挿部分は、前記筒状部材の前記複数の孔とは異なる方向に向けて開口する複数の孔を有し、該複数の孔以外の部分が前記流体減速空間に対して閉塞されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
12. 前記出口側筒状部材の前記複数の孔は、上方に向けて開口していることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のブリーザー装置。
13. 前記クランク室を形成するクランクケース内に貯留されるオイルの油面よりも高い位置にブローバイガスの導入口を備え、
    前記導入口よりも高い位置に前記流体減速空間及び前記筒状部材を備え、
    前記導入口と前記筒状部材の前記入口部とを接続する導入路を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
14. 前記内燃機関の冷却に用いる冷却風が通る冷却風路上に配置されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の内燃機関のブリーザー装置。
    

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