JP3988344B2 - エンジンのエアブリーザ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のエンジンにおいてブローバイガスに含まれるオイルを捕集するエアブリーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンにおいては、ブローバイガス、すなわちエンジンのピストンとシリンダケースとの間から漏れ出る吹き抜けガスをエンジン外部に放出する前の段階でエアブリーザに通して、このガスに含まれる潤滑油などのオイル分を除去することが行なわれている。そして、このエアブリーザは、ブローバイガスを上昇するように流してオイル分の除去を行なえることから縦形が多く採用されている。
【０００３】
従来、この縦形のエアブリーザとしては図４に示す構成が採用されている。図４は、従来のエアブリーザの構成を模式的に示すものである。すなわち、図４において１は筒形の本体で、その下端部にはクランクケースに連通するガス導入口２が設けられ、上端部にはガス放出口３が設けられている。
本体１の内部には、その下部にガス導入口２から導入されたガスの流れを偏流させるバッフルプレート４が設けられ、このバッフルプレート４の上側にバッフルプレート４により偏流されたガスを通過させてガスに含まれるオイル分を捕集するエレメント５が設けられている。このエレメント５は、帯状の金属薄板に図示のように傾斜して交差する多数の切込みを並べて形成し、この金属薄板を軸方向に延ばして多数の切込みをメッシュ状にしたものをロール状に巻回して構成され、ロール軸線が上下方向に沿うように配置されている。
エレメント５の下側には、金網よりなるプレート６が水平に配置され、その外周部に複数のガス流通孔６ａ（網目）を有している。エレメント５の上側には、エレメント５を押えるための金網７が水平に配置されている。プレート６の下側には、バッフルプレート４と協働してガスの流れを偏流させる皿状のプレート８が設けられている。なお、バッフルプレート４の外周部にオイル落し孔４ａが形成されている。
【０００４】
このエアブリーザでは、クランクケース内部で生じたブローバイガスがガス導入口２から本体１の内部に導入されて上昇し、バッフルプレート４とプレート８によりエレメント５の外周側へ偏流される。そして、ブローバイガスは、下側のプレート６の外周部の網目６ａを通ってエレメント５の内部を上昇して通過し、さらに上側の金網７を通って本体１内部の上部へ流れる。ここで、ガス流通孔６ａとしての網目は下側のプレート６の外周部のみ形成され、エレメント上側は金網７により開放された状態となっているので、ガス流通孔６ａからエレメント５に入ったブローバイガスは、主にエレメント５の外周部を垂直方向、すなわちエレメント軸線方向に沿って流れる。
この時、エレメント５を通過するブローバイガス中のオイルミストがエレメント５に接触し、結合せしめられて液化し、ガス分と分離される。その後、オイル分を除去されたブローバイガスは、ガス放出口３から外部へ放出される。除去されたオイル分は、流下してバッフルプレート４の外周部のオイル落し孔４ａを通ってガス導入口２からクランクケースの内部へ戻る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近ディーゼルエンジンでは、ＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフト）化などに伴いブローバイガスに含まれるオイル分（オイルミスト)が増大してきている。このブローバイガスに含まれるオイル分の増大は前述した従来から用いられているエアブリーザにおける捕集能力を越えることもあり、従来のエアブリーザではブローバイガスに含まれるオイル分を充分除去しきれず、ブローバイガスに残ったオイル分がエアブリーザにおけるガス放出口からブローバイガスとともに外部へ出て滴下することがある。
【０００６】
本発明は、ブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する能力を高めたエンジンに用いるエアブリーザを提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るエンジンのエアブリーザは、
下部にエンジン側のケースに連通するガス導入口を有するとともに、上部にガス放出口を有する筒形の本体と、
この本体の内部に設けられ、中央に開口を有するバッフルプレートと、
前記本体の内部に設けられ、前記バッフルプレートの上側に位置するとともに、前記ガス導入口から導入されたガスを通過させることで前記ガスに含まれるオイル分を捕集するエレメントとを備えており、
前記エレメントの下面に、外周部にガス流通孔を有する下側プレートを設け、この下側プレートの下面中央部にプレートを設けて、前記オイル分を含むガスを前記プレートと前記バッフルプレートとの間を通過させることで、前記ガスを前記本体の外周部に分散するように偏流させるとともに、前記エレメントの上面に、中央部にガス流通孔を有する上側プレートを設け、
前記下側プレートおよび前記上側プレートは、前記ガスが前記エレメントの内部をその下面から上面に向けて斜めに流れて通過するように、前記ガスの流れを規定することを特徴としている。
この構成により、ブローバイガスとエレメントとの接触面積が増大するので、エレメントによりブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する量が大幅に増大し、且つ自重によりオイル分が戻る度合も増大して、エアブリーザにおけるオイル分を捕集する能力を高めることができる。
【０００８】
さらに、本発明においては、上側プレートの上面に、前記ガス流通孔を囲んで前記ガス流通孔に向けて低くなるように傾斜するテーパ面を形成することが好ましい。この構成によれば、エレメントから上側プレートのガス流通孔を通過したブローバイガスに残存するオイル分が上側プレートの上面に溜まった場合、このオイル分をテーパ面で中央部のガス流通孔に導いてエレメントに落下させることができる。よって、オイル分を捕集する度合をさらに高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。
図１は、この実施の形態における縦形エアブリーザの概略的構成を示す断面図である。図１において、１１は上下方向に沿う円筒形をなす本体で、この本体１１の下部には例えば側方へ向けてガス導入口１２が一体に設けられ、上部にはガス放出口１３が設けられている。このガス放出口１３は、本体１１に円筒管をガス導入口１２とは反対向きにして水平に取付けて構成される。
【００１１】
本体１１は例えば図示しないクランクケースの上部に設けるロッカケース２１の外部側方に配置され、ガス導入口１２がロッカケース２１の側壁に形成した開口２２に対向するようにして前記側壁に適宜な手段を用いて取付けられている。これによりガス導入口１２はロッカケース２１を介してクランクケースの内部に連通している。
【００１２】
本体１１の内部においてガス導入口１２とガス放出口１３とに挟まれた部分の下部には、ブローバイガスを偏流するバッフルプレート１４が設けてある。このバッフルプレート１４は本体１１の内周面と同じ大きさの直径を有する円板からなるもので、中央部に円形状の開口を有している。このバッフルプレート１４は本体１１の軸線に対して直角（水平）に配置されて外周縁が本体１１の内周面に気密に接触して適宜な手段により本体１１に取付けられている。
【００１３】
本体１１の内部においてバッフルプレート１４の上側には、ブローバイガスに含まれるオイル分を除去するエレメント１５が設けられている。このエレメント１５は、図３に示すように帯状の金属薄板に傾斜して交差する多数の切込み並べて形成し、この金属薄板を軸方向に延ばして切込みをメッシュ状にしたものをロール状に巻回して構成され、本体１１の内周面と同じ大きさの直径を有している。このエレメント１５は、そのロール軸線が上下方向に沿うように配置され、且つ最外周層が本体１１の内周面に接触している。
【００１４】
エレメント１５の下面の下側（エレメント１５とバッフルプレート１４との間）には金網プレート１６が設けられている。この下側のプレート１６は本体１１の内周面と同じ大きさの直径を有する円板からなるもので、外周部には両方の側面を貫通するガス流通孔１６ａが円周方向全体にわたり並べて形成されている。このガス流通孔１６ａの数およびこれを形成するプレート１７の半径方向の領域は、後述するように上側のプレート１７のガス流通孔１７ａと組合せてブローバイガスがエレメント１５内部を軸方向に対して傾斜した流れを形成することを考慮して設定される。この下側のプレート１６はエレメント１５の下面の下側において本体１１の断面を閉鎖するように水平な状態で例えばエレメント１５の下面に当接して配置され、外周縁が本体１１の内周面に気密に接触して適宜な手段により本体１１に取付けられている。プレート１６の下側中央部には皿状のプレート１９が一体的に取付けられている。
【００１５】
エレメント１５の上面の上側にはプレート１７が設けられている。この上側のプレート１７は本体１１の内周面と同じ大きさの直径を有するとともに、両側面が平面をなす円板からなるもので、中央部には両方の側面を貫通する例えば円形をなす単一のガス流通孔１７ａが形成されている。このガス流通孔１７ａはプレート１７の中央部を単一で占有するもので、その直径の大きさは、後述するように下側プレート１６のガス流通孔１６ａと組合せてブローバイガスがエレメント１５内部で軸方向に対して傾斜した流れを形成することを考慮して設定される。なお、ガス流通孔１７ａの直径は、例えばバッフルプレート１４の中央部の膨出部の直径より小さく設定される。これはバッフルプレート１４およびプレート１９で外周側へ偏流したブローバイガスをプレート１７の中央部で効果的に収束するためである。この上側のプレート１７はエレメント１５の上面の上側において本体１１の断面を閉鎖するように水平な状態で例えばエレメント１５の上面に当接して配置され、外周縁が本体１１の内周面に気密に接触して適宜な手段により本体１１に取付けられている。
【００１６】
また、上側のプレート１７のガス流通孔１７ａの直径はガス放出口１３の直径と同じ大きさに設定され、上側のプレート１７のガス流通孔１７ａとガス放出口１３の開口面積が同じ大きさに設定されている。
【００１７】
エレメント１５は例えば下側のプレート１６と上側のプレート１７により上下方向両側から挟まれて本体１１に保持される。
【００１８】
このエアブリーザの作動について図１を参照して説明する。図１にはブローバイガスの流れを実線で示している。
クランクケース内部において生じたブローバイガスは、ロッカケース２１の開口部２２を通り、ガス導入口１２から本体１１の内部の下部に入る。次いで、ブローバイガスは本体１１の内部を上昇してバッフルプレート１４とプレート１９との間を通過し、その後、本体１１の外周部の周方向全体にわたり分散するように偏流される。
【００１９】
次いで、ブローバイガスは下側のプレート１６の外周部に形成された複数のガス流通孔１６ａを通ってエレメント１５の下面からエレメント１５の内部に入って上昇し、さらにエレメント１５の上面から上側のプレート１７の中央部に形成した単一のガス流通孔１７ａを通って本体１１の内部の上部へ抜ける。
【００２０】
ここで、ブローバイガスは下側のプレート１６の外周部のガス流通孔１６ａに流れを規制されてエレメント１５の下面から外周部全体に入ってエレメント軸方向に沿って上昇した後、外周部からエレメント１５の中央部に向けて向きを変えて上昇する。このため、ブローバイガスはエレメント１５の下部の外周部全体から上部の中央部へ向けて収束するようにエレメント１５に対して傾斜した向きで流れる。その後、ブローバイガスは上側のプレート１７の中央部のガス流通孔１７ａに流れを規制されてエレメント１５の上面の中央部からエレメント軸方向に沿って上昇して出て行く。この過程でブローバイガスがエレメント１５における各巻回層に形成されたメッシュを通過し、このブローバイガスとエレメント１５との接触によりブローバイガスに含まれるオイル分がブローバイガスから除去される。
【００２１】
ここで、ブローバイガスはエレメント１５の内部でエレメント１５に対して傾斜して流れて通過することにより、エレメント１５における多くのメッシュに接触して通過する。すなわち、従来のようにブローバイガスがエレメント１５の内部を軸方向にのみ流れて通過する場合に比較して、ブローバイガスがエレメント１５の内部を流れる距離が増大してエレメント１５との接触面積が増大する。このため、エレメント１５のメッシュを有効に利用してブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する量を大幅に増大できる。
【００２２】
また、ブローバイガスはエレメント１５において下部の外周部全体から上部の中央部に収束されるように流れることから、エレメント１５の上部中央部で収束されるブローバイガスに含まれオイル分（オイルミスト）が互いに干渉して各ミストの粒径が増大して重量が増大する。オイル分はこの重量を利用して落下する。これによりブローバイガスから除去したオイル分が自重により落下してクランクケース側へ戻る度合が増大する。
【００２３】
このようにしてエレメント１５によりブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する度合が従来に比較して大幅に向上し、加えて自重によりオイル分が戻る度合も大幅に向上して、ブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する度合が従来に比較して大幅に向上する。
なお、本構造を適用したエアブリーザと従来の構造とにおいて、エンジン外部に持ち去られるオイル量の比較試験を行なった結果、本構造のものは、従来構造に対してオイル持ち去り量が３５％程低減する結果が得られた。
【００２４】
そして、図１の破線矢印に示すように、ブローバイガスから除去されたオイル分は落下して下側のプレート１６の上面に達し、下側のプレート１６に形成されたガス流通孔１６ａを通って落下する。さらに、オイル分は、バッフルプレート１４の中央部の開口から本体１１の下部に落下してガス導入口１２からロッカケース２１の内部へ流れ、さらにクランクケースへ戻る。
【００２５】
また、オイル分を除去されたブローバイガスは、本体１１の上部に設けたガス放出口１３から外部へ放出される。ガス放出口１３の直径は、上側のプレート１７のガス流通孔１７ａの直径と同じ大きさ（開口面積が同じ大きさ）であり、ガス放出口１３を流れるブローバイガスの流量と上側のプレート１７のガス流通孔１７ａを流れるブローバイガスの流量が同じとなる。
【００２６】
従って、このエアブリーザでは、クランクケースで発生するブローバイガスに含まれるオイル分を充分に捕集して除去することができ、例えばディーゼルエンジンにおいてＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフト）化などに伴うブローバイガスに含まれるオイル分（オイルミスト)の増大に対処してオイル分を充分捕集することができる。
【００２７】
また、このエアブリーザでは、中央部にガス流通孔１７ａを有するプレート１７をエレメント１５の上側に、外周部にガス流通孔１６ａを有するプレート１６をエレメント１５の下側に夫々設けて、ブローバイガスをエレメント１５の内部を下面外周部から上面中央部に向けて斜めに流して通過させるので、ブローバイガスからオイル分を無理のない構成で効果的に除去できるとともに、従来から用いられているエアブリーザを利用できて経済的である。
【００２８】
図２は、第２の実施の形態におけるエアブリーザを示しており、図１と同じ部分には同じ符号を付して示している。この実施形態では、エレメント１５の上側に位置するプレート１７の上面に、ガス流通孔１７ａを囲んでガス流通孔１７ａに向けて低くなるように傾斜するテーパ面１７ｂが形成されている。
このため、エレメント１５から上側のプレート１７のガス流通孔１７ａを通過したブローバイガスに残存するオイル分が上側のプレート１７の上面に溜まった場合、このオイル分をテーパ面１７ｂで中央部のガス流通孔１７ａに導いてエレメント１５に落下させることができる。これにより、オイル分を捕集する度合をさらに高めることができる。
【００２９】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。例えば、ガス流通孔１６ａを有する金網プレート１６を、金属板にガス流通孔１６ａを複数穿設したもので構成しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、ブローバイガスをエレメントの内部で下面から上面へ傾斜して流してブローバイガスに含まれるオイル分を除去するので、ブローバイガスとエレメントとの接触面積が増大してエレメントによりブローバイガスに含まれるオイル分を捕集する量が大幅に増大し、且つ自重によりオイル分が戻る度合も増大するので、ブローバイガスに含まれるオイル分を充分に捕集して除去することができる。
加えて、上側プレートの上面をガス流通孔に向けて低くなるように傾斜するテーパ面とすることで、上側プレートの上面に溜まろうとするオイル分をテーパ面で中央部のガス流通孔に導いてエレメントに落下させることができる。よって、オイル分を捕集する度合をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるエアブリーザを示す断面図。
【図２】第２の実施の形態におけるエアブリーザに設けるエレメント部を示す図。
【図３】エアブリーザに設けるエレメントを示す図。
【図４】従来のエアブリーザの構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
１１…本体、１２…ガス導入口、１３…ガス放出口、１４…バッフルプレート、１５…エレメント、１６…下側プレート、１６ａ…ガス流通孔、１７…上側プレート、１７ａ…ガス流通孔、１９…プレート、２１…ケース（ロッカケース）。

Claims (2)

1. 下部にエンジン側のケースに連通するガス導入口を有するとともに、上部にガス放出口を有する筒形の本体と、
   この本体の内部に設けられ、中央に開口を有するバッフルプレートと、
   前記本体の内部に設けられ、前記バッフルプレートの上側に位置するとともに、前記ガス導入口から導入されたガスを通過させることで前記ガスに含まれるオイル分を捕集するエレメントと、を具備するエアブリーザにおいて、
   前記エレメントの下面に、外周部にガス流通孔を有する下側プレートを設け、この下側プレートの下面中央部にプレートを設けて、前記オイル分を含むガスを前記プレートと前記バッフルプレートとの間を通過させることで、前記ガスを前記本体の外周部に分散するように偏流させるとともに、前記エレメントの上面に、中央部にガス流通孔を有する上側プレートを設け、
   前記下側プレートおよび前記上側プレートは、前記ガスが前記エレメントの内部をその下面から上面に向けて斜めに流れて通過するように、前記ガスの流れを規定することを特徴とするエンジンのエアブリーザ。
2. 前記上側プレートの上面に、前記ガス流通孔を囲んで前記ガス流通孔に向けて低くなるように傾斜するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのエアブリーザ。

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