JP4010770B2 - エンジンのブリーザ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランクケース内に発生するブローバイガスを吸気系に還流させるためのブリーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レシプロ型のエンジンにおいては、シリンダとピストンの間隙からクランクケース内に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に還流させるブリーザ装置が設けられている。一般にブローバイガスには、チェーン等の潤滑によって生じるオイルミストが含まれており、ブリーザ装置ではガス中のオイル分を分離した後、それをエアクリーナ等に還流させている。
【０００３】
たとえばＯＨＣエンジンでは、シリンダヘッド上部に配したロッカーカバーなどに気液分離室を設け、ブローバイガスをチェーン室を介してこの気液分離室に導入する。そして、この気液分離室内にてオイル分を分離させた上で、ロッカーカバーとエアクリーナとの間を連結するブローバイ通路を介して、ブローバイガスを吸気系に還流させている。
【０００４】
また、ブリーザ装置としては、例えば、特開平8-74551号公報のようなものも知られている。このブリーザ装置では、クランクケースの一側壁に、クランクシャフトの軸受部外周を取り囲むように環状のブリーザ室が設けられる。このブリーザ室は、クランクシャフトのクランクウエブ部と対向して開口している。そして、ピストンの往復、すなわちクランクシャフトの回転に連動して、クランクウエブ部によってブリーザ室の入口を開閉させてブローバイガスの逆流を防止しつつブリーザ機能を確保している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロッカーカバーなどに設けた気液分離室のみでは、ブローバイガス中からオイル分を十分に分離させることができないという問題があった。このため、オイル消費量が多くなると共に、オイルミストを含んだ空気がエアクリーナに流入するため、クリーナ機能が低下し易く、また、エンジンの燃焼性にも影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
一方、特開平8-74551号公報のようなブリーザ装置の場合、クランクケース側壁にブリーザ室を設けるため、クランクケースの形状が複雑化し、それを成形するための型構造も複雑化する。また、クランクウエブ部にてブリーザ室入口を開閉させるため、両者の位置関係がブリーザ機能に影響し、部品の加工精度や組付精度が要求されるという問題があった。
【０００７】
特に、シリンダを天地方向に対して傾斜配置した傾斜型のエンジンでは、クランクシャフト近傍にブリーザ室を設けると、ブリーザ室からエアクリーナまでの距離が遠くレイアウト性が良くないという問題が生じる。また、この場合、ブリーザ室とエアクリーナまでの距離が長いため、ブローバイガスの圧力損失が大きくなりブローバイ機能が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、ブローバイガス中のオイル分を確実に分離し得るエンジンのブリーザ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のエンジンのブリーザ装置は、シリンダヘッド側に配置された動弁装置と、クランクシャフトに設けた駆動部材と調時駆動部材を介して連結され、前記動弁装置をクランクシャフトと同期して作動させる従動部材とを備え、前記シリンダヘッドに前記調時駆動部材を収容する調時駆動部材室を設けてなるエンジンのブリーザ装置であって、前記シリンダヘッドに前記調時駆動部材室とは別室に形成され、前記エンジンのクランク室と連通し、前記クランク室から導入されたブローバイガス中のオイル分を分離する気液分離室と、前記気液分離室の上端部に形成され、シリンダ軸線およびクランクシャフト軸線と直角方向に延びるオイル還流室と、前記オイル還流室と前記調時駆動部材室との間に形成され、前記従動部材の中心軸近傍に開口して前記オイル還流室と前記調時駆動部材室との間を連通させる開口部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、従動部材の中心軸近傍に開口部を設けたので、気液分離室内のブローバイガスを、従動部材の遠心力を利用して開口部から調時駆動部材室内へと導入する共に従動部材の外側へと飛ばすことにより、ブローバイガス中のオイル分を効率良く遠心分離することができる。従って、新たな部品を追加することなく、より確実にオイル分を分離することができ、オイル消費量の低減やエンジン燃焼性の向上が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるブリーザ装置を使用したＯＨＣエンジンの構成を示す説明図、図２は図１のエンジンにおけるシリンダ軸線方向の断面図である。
【００１２】
図１のエンジンは、単気筒４サイクルガソリンエンジンであり、シリンダ軸線ＣＬが天地方向に対し角度θだけ傾斜したいわゆる傾斜型のＯＨＣエンジンとなっている。当該エンジンでは、エンジン本体１は、シリンダ２の下側にクランクケース３を一体に成形した構成となっており、鉄や、アルミニウム合金等の軽合金によって形成される。シリンダ２の上側には、アルミニウム合金製のシリンダヘッド４が取り付けられている。また、シリンダヘッド４の上側には、板金製若しくは合成樹脂製のロッカーカバー５が載置されている。
【００１３】
クランクケース３は、その図１において右側の側面が大きく開口しており、メインベアリングケース取付面６となっている。メインベアリングケース取付面６には、アルミニウム合金製のメインベアリングケース７が取り付けられる。そしてこれにより、クランクケース３内にクランク室８が形成されると共に、その下部に潤滑オイル（以下、オイルと略記する）９が貯留されるオイルパン１０が形成される。
【００１４】
ベアリングケース７には、メインベアリング１１ａが圧入固定され、クランクシャフト１２の一端側がそこで支持される。また、メインベアリング１１ａの外側にはオイルシール１３ａが圧入固定されている。
【００１５】
クランクケース３のメインベアリングケース取付面６と反対側の壁面１４には、メインベアリング１１ｂが圧入固定されている。そして、このメインベアリング１１ｂによってクランクシャフト１２の他端側が支持される。また、メインベアリング１１ｂの外側にもオイルシール１３ｂが配されており、両オイルシール１３ａ,１３ｂにより、オイルパン１０に貯留されたオイル９がクランクシャフト１２部分からクランクケース３外に漏出しないようになっている。
【００１６】
壁面１４からクランクケース３の外部に延伸したクランクシャフト１２の端部には、フライホイール１５および冷却ファン１６が取り付けられている。この冷却ファン１６は、クランクケース３の外側、筐体５７の内側に配置され、クランクシャフト１２と共に回転して筐体５７外部から冷却風を導入する。そして、この導入した冷却風によりエンジン本体１やシリンダヘッド４等の冷却を行う。さらに、筐体５７の外側には、リコイル装置１７が配設されており、リコイルレバー１７ａを手動にて引っ張ることによりクランクシャフト１２が回転され、エンジンが始動するようになっている。
【００１７】
シリンダ２の内部にはシリンダボア１８が形成されている。シリンダボア１８内には、ピストン１９が摺動自在に嵌合されている。シリンダボア１８の上端側はシリンダヘッド４によって閉塞されており、ピストン１９の頂面とシリンダヘッド４の底壁面２０とにより燃焼室２１が形成されている。なお、燃焼室２１の上部には、吸気バルブ２２や点火プラグ６８、図示しない排気バルブ等が臨まされている。
【００１８】
ピストン１９には、ピストンピン２３を介してコンロッド２４の小端部２５が回転自在に連結されている。また、コンロッド２４の大端部２６には、クランクシャフト１２のクランクピン２７が回転自在に連結されている。そしてこれにより、ピストン１９の上下動に伴って、クランクシャフト１２が回転する。
【００１９】
一方、シリンダヘッド４内には、シリンダ軸線ＣＬ上に、クランクシャフト１２と平行にカムシャフト２８が配設されている。カムシャフト２８は、動弁カム２９とスプロケット（従動部材）３１とが一体になった構成となっており、スプロケット３１が回転することにより動弁装置が作動するようになっている。そして、調時動弁系３０により、動弁カム２９はクランクシャフト１２と同期して駆動される。
【００２０】
これに対しクランクシャフト１２には、スプロケット（駆動部材）３２が固着されている。また、シリンダ２とシリンダヘッド４には、チェーン室（調時駆動部材室）５０,５１が形成されており、両スプロケット３１,３２の間は、これらのチェーン室５０,５１内に配設されたチェーン（調時駆動部材）３３にて連結されている。そして、これらのスプロケット３１,３２およびチェーン３３により調時動弁系３０が形成される。なお、スプロケット３１の歯数は、スプロケット３２の歯数の２倍となっており、クランクシャフト１２が２回転すると動弁カム２９が１回転するようになっている。また、チェーン３３は、チェーンテンショナ５５によって適宜張力が付与されている。
【００２１】
動弁カム２９にはカム面２９ａが形成されており、このカム面２９ａにはロッカーアーム３４の一端側に形成されたスリッパ３５が摺接している。そして、この動弁カム２９とロッカーアーム３４とによって動弁装置が形成される。ロッカーアーム３４は、揺動式のものが吸気用と排気用に２個設けられている。これらのロッカーアーム３４は、それぞれロッカーサポート５９に支持されたロッカーシャフト３６を中心として揺動自在に取り付けられている。ロッカーアーム３４の他端側は、吸気バルブ２２や図示しない排気バルブの先端部とアジャストスクリュウ５６を介して接続されている。そして、動弁カム２９によりロッカーアーム３４が揺動すると、吸気バルブ２２や排気バルブが駆動される。また、吸気バルブ２２や排気バルブは、バルブスプリング３７により閉弁方向に付勢されており、これにより、吸気バルブ２２等が動弁カム２９の回転に伴って開閉される。
【００２２】
一方、調時動弁系３０は、コンロッド２４の大端部２６に設けられたスクレーパ３８によって潤滑される。スクレーパ３８は、図２に示すように、大端部２６の下側部材３９から下方、すなわち、クランクシャフト１２の径方向に延伸形成され、下側部材３９から延びるアーム６９と、アーム６９の先端部に立設されたディップ片７０とからなり、全体がＬ字形状に形成されている。ここではディップ片７０は、図１に示すように、アーム６９の調時動弁系３０を臨む側に形成されており、クランクシャフト１２の軸方向に向かって延びている。そして、スクレーパ３８は、図２に一点鎖線にて示すような軌跡を描きつつクランクシャフト１２の回転に伴って揺動運動する。これにより、オイルパン１０に溜まったオイル９が掻き上げられ、スクレーパ３８が油面４０から出る際にオイル９がチェーン３３に跳ねかけられ、調時動弁系３０の潤滑が行われる。
【００２３】
このようなスクレーパ３８の揺動運動に伴い、ディップ片７０によってオイル９が掻き上げられ、チェーンテンショナ５５の根本部分近傍方向へ飛ばされる。また、その一部はクランクケース３の内壁に当たってチェーン３３方向に跳ね返る。これにより、チェーン３３にオイル９の飛沫をかけることができ、動弁系３０にオイル９を確実に供給できる。
【００２４】
このようにしてチェーン３３に跳ねかけられたオイル９は、チェーン３３の移動と共にシリンダヘッド４側に運ばれ、スプロケット３１の潤滑も行われる。また、スプロケット３２もチェーン３３に付着したオイル９によって潤滑される。
【００２５】
ところで、チェーン３３に付着したオイル９は、その一部がシリンダヘッド４側にて遠心力によって振り飛ばされる。すなわち、チェーン３３がスプロケット３１に巻き付く際に、その一部がスプロケット３１の円周方向に飛ばされチェーン３３から分離する。当該エンジンでは、スプロケット３１の上方にはロッカーカバー５が配設されており、オイル９の飛沫はロッカーカバー５の天井面５３に当たる。そして、天井面５３に付着したオイル９は、天井面５３に沿って下方に流れ、チェーン室５１,５０を伝ってオイルパン１０に戻される。
【００２６】
また、ロッカーカバー５の天井面５３の一部には、図１に示すように、凸部５４が形成されており、天井面５３に付着したオイル９がこの凸部５４から滴下するようにもなっている。この凸部５４は、動弁カム２９とスリッパ３５との摺接部の上方に位置しており、ここから滴下するオイル９によって前記摺接部が潤滑されるようになっている。
【００２７】
シリンダヘッド４の内部にはさらに、チェーン室（調時駆動部材室）５１とは別に、ブローバイガスを吸気系に還流させるブリーザ装置として、ガス中のオイル分を分離させるための気液分離室４３が設けられている。図３は、図２においてシリンダヘッド４を気液分離室４３に沿って断面した状態を示す説明図である。図１,３に示すように、気液分離室４３は、シリンダ軸線ＣＬに沿ってチェーン室５１と平行に形成されており、その上下端が開口したトンネル状の部屋となっている。また、気液分離室４３の下端側（クランク室８側）開口部は、シリンダ２に形成されたガス導入口５２と連通しており、このガス導入口５２とチェーン室５０を介してクランク室８と連通している。
【００２８】
ガス導入口５２は、図１に示すように、シリンダ２の上端部にチェーン室５０から分岐する形で形成されている。ガス導入口５２は、シリンダ２上面にて開口しており、シリンダ２上にシリンダヘッド４を載置すると、その上面開口が気液分離室４３の下端開口部と連通する。
【００２９】
ガス導入口５２は、チェーン３３の側面方向、すなわち、チェーン室５０においてチェーン３３の作動方向と直角方向でクランクシャフト１２の長手方向（図１において右方向）の面５０ａに形成されている。ここで、チェーン３３に付着したオイル９は、チェーン３３の動作に伴い専らチェーン３３の外側（スプロケット径方向側）に飛散し、その側面方向への飛散は少ない。従って、本エンジンにおいては、チェーン３３の側面方向にガス導入口５２を配することにより、ガス導入口５２にオイル９がなるべく入り込まないよう配慮している。
【００３０】
また、ガス導入口５２は、図１に示すように、その底面が下方向（クランク室８方向）に向かって傾斜している。すなわち、気液分離室４３側からチェーン室５０側に向けて傾斜面７１が形成されている。従って、ブローバイガスから分離されたオイル９は、気液分離室４３からこの斜面を伝って容易にチェーン室５０に流下する。また、この傾斜面７１により、エンジン自体がクランクシャフト長手方向（特に図１において右側が低くなる場合）に傾いても、オイルの流れを確保できる。
【００３１】
気液分離室４３の上端側（エアクリーナ４７側）開口部は、リードバルブ４４を介してロッカーカバー５内の気液分離室４５と連通している。気液分離室４５は、ブローバイ通路４６を介してエアクリーナ４７に接続されている。さらに、エアクリーナ４７は、気化器４８を介してシリンダヘッド４内の吸気ポート４９と接続されている。
【００３２】
また、気液分離室４３の上端部には、気液分離室４３から分岐する形でオイル還流室７２が形成されている。本実施の形態では、このオイル還流室７２は、気液分離室４３から図２において下方向、すなわち、シリンダ軸線ＣＬおよびクランクシャフト１２軸線と直角方向に延伸形成されている。
【００３３】
図４は、オイル還流室７２の構成を示す説明図である。オイル還流室７２とチェーン室５１との間には、チェーン室５１と連通した開口部７３が形成されている。この開口部７３は、スプロケット３１の中心軸Ｏ近傍に設けられており、開口部７３の中心Ｘがスプロケット３１の半径中央位置Ｙより中心軸Ｏ寄りとなるよう配設されている。
【００３４】
また、オイル還流室７２の底面７４は、外壁７５側から前記開口部７３に向かって下方向、すなわち、クランク室８方向に傾斜している。従って、オイル還流室７２に流入したオイル９は、底面７４の傾斜に沿って開口部７３へと導かれ、チェーン室５１内に流入するようになっている。
【００３５】
このような構成からなる気液分離室４３では、クランク室８からチェーン室５０に流入したブローバイガスは、ガス導入口５２を介して気液分離室４３内に流入する。そして、気液分離室４３内を流通することにより、その中のオイルミスト分が気液分離室４３の壁面に付着し、ブローバイガスとオイルミストの分離が行われる。この際、気液分離室４３内にて分離されたオイル分は、気液分離室４３からガス導入口５２へと流下する。すなわち、気液分離室４３において、ブローバイガスのオイル分は分離されて下方へと流れ、その一方でガス分は上方へと流通する。そして、分離されたオイル９はチェーン室５０の壁面を伝ってオイルパン１０に戻され、オイル分を落としたガスは、気液分離室４５へと送られる。
【００３６】
リードバルブ４４を経てロッカーカバー５内に流入したブローバイガスは、さらに、気液分離室４５内にてオイルミスト分の分離が行われる。この場合、リードバルブ４４以前の段階でオイル分は概ね分離されることから、気液分離室４５内では、気液分離室４３にても分離しきれなかった残りのオイルミスト分の分離が行われる。つまり、当該ブリーザ装置では、２段階に亘ってオイル分の分離が実施され、ブローバイガスからより確実にオイル分を分離できるようになっている。また、比較的オイル分離性が低い気液分離室４５以前にほとんどのオイル分が分離されることから、気液分離室４５の負担が軽減され、より効果的なオイル分の分離を行うことが可能となる。
【００３７】
気液分離室４５に入ったブローバイガスは、そこに含まれている残りのオイル分が気液分離室４５の壁面に付着し、更なる気液分離が行われる。当該ロッカーカバー５の下面側には、図示しないオイルリターン孔が設けられており、気液分離室４５の壁面に付着したオイル分は、そこからチェーン室５１に流出する。そして、チェーン室５１,５０の壁面を伝ってオイルパン１０に戻される。
【００３８】
このように、当該ブリーザ装置では、新たな部品を追加することなく、オイル分を分離する気液分離室４３をブリーザ装置に形成することができる。従って、装置や型の複雑化を招来することなく、コストを抑えつつ、ブローバイガス中のオイル分を確実に分離可能なブリーザ装置を構成することができる。また、傾斜型のエンジンにおいても、レイアウト性を損なうことなく、ブリーザ装置に気液分離室４３を装備することができる。
【００３９】
一方、本発明によるブリーザ装置では、気液分離室４３内のブローバイガスは、負圧作動するリードバルブ４４のみならず、スプロケット３１の遠心力を利用して開口部７３からチェーン室５１に常時導入される。ここで、本発明によるブリーザ装置では、開口部７３がスプロケット３１の中心軸Ｏ近傍に形成されているため、開口部７３付近ではスプロケット３１の回転に伴う遠心力が強く作用する。従って、気液分離室４３内のブローバイガスは、この遠心力の作用によって開口部７３からチェーン室５１内へと引き込まれる。回転するスプロケット３１の中心近くに導入されたブローバイガスは、図３に示すように、遠心力によりスプロケット３１の外側へと送り出され、天井面５３へと向かう。
【００４０】
この際、ブローバイガスは、遠心力によってスプロケット外側へと導かれると共に、遠心分離作用を受ける。すなわち、空気に比して比重の大きいオイル分は、遠心力によって飛ばされつつ空気から分離され天井面５３等に付着する。これにより、ブローバイガスからオイル分が除去され、ガスの気液分離が行われる。従って、本発明のブリーザ装置では、開口部７３の位置を中心軸Ｏ近傍に配置することにより、スプロケット３１の遠心力を用いてブローバイガスを開口部７３からチェーン室５１に引き込むと共に、オイル分の遠心分離を行うことができ、気液分離をより確実に行うことが可能となる。また、リードバルブ４４からロッカーカバー５内に流入するオイル分を減らすことができるため、気液分離室４５の負担がさらに軽減され、オイル分の分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００４１】
なお、オイル還流室７２は、気液分離室４３から下方向に向かって形成されているため、エンジンがさらに傾きシリンダ軸線ＣＬが水平近くなった場合であっても、気液分離室４３にて分離されたオイル９は、オイル還流室７２に流入する。従って、かかる場合であっても、オイル９がリードバルブ４４を介して気液分離室４５へ流入せず、オイル９はオイル還流室７２から開口部７３を通りチェーン室５１へと戻される。
【００４２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４３】
例えば、前述の実施の形態では、開口部７３の中心Ｘがスプロケット３１の半径中央位置Ｙより中心軸Ｏ寄りとなるよう配設した例を示したが、開口部７３の図３，４において左端がＯＹの中心より中心軸Ｏ寄りにあれば、開口部７３を大きく形成し、その中心Ｘが位置Ｙよりも外側にある場合であっても、遠心力の作用を利用することができる。
【００４４】
また、気液分離室４３の下部にチェーン室５１と連通する連通孔を設け、ガス導入口５２を省いても良い。但し、ガス導入口５２を設けた方が、気液分離室４３の通路長を長く取ることができ、分離効率を高めることができる。なお、ガス導入口５２の形成は、現行の型の修正で対応でき、コスト的負担も少ない。さらに、気液分離室４３は、シリンダボア１８やチェーン室５１と平行かつ同角度でなくとも良い。例えば、気液分離室４３を、傾斜形成して通路長を稼ぐことも可能である。
【００４５】
一方、前述の実施の形態では、傾斜型エンジンに本発明を適用したものを示したが、シリンダ軸線が天地方向に沿って配置された通常のエンジンに本発明を適用することも勿論可能である。また、単気筒の空冷エンジンに本発明を適用した例を示したが、本発明を多気筒の空冷エンジンや、単気筒または多気筒の水冷エンジンに適用することも可能である。
【００４６】
さらに、シリンダ２とクランクケース３を一体に形成した例を示したがこれらを分離形成することも可能であり、シリンダヘッド４とシリンダ２とを一体に形成するようにしても良い。加えて、調時動弁系３０を、スプロケット３１,３２とチェーン３３にて構成した例を示したが、これをコグプーリとコグベルトやタイミングプーリとタイミングベルトなど、他の公知の調時動弁系を適用することも可能である。なお、本発明において「回転」とは正逆両方向の円運動をも含む概念であり、一方向の円運動のみを意味するものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のブリーザ装置によれば、スプロケットの中心軸近傍に気液分離室とチェーン室とを連通する開口部を設けたので、気液分離室内のブローバイガスを、スプロケットの遠心力を利用して、開口部からチェーン室内へと導入する共にスプロケットの外側へと飛ばすことにより、ブローバイガス中のオイル分を効率良く遠心分離することができる。従って、新たな部品を追加することなく、より確実にオイル分を分離することができ、オイル消費量の低減やエンジン燃焼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるブリーザ装置を使用したＯＨＣエンジンの構成を示す説明図である。
【図２】図１のエンジンにおけるシリンダ軸線方向の断面図である。
【図３】図２においてシリンダヘッドを気液分離室に沿って断面した状態を示す説明図である。
【図４】オイル還流室の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
４ シリンダヘッド
８ クランク室
９ 潤滑オイル
１２ クランクシャフト
３１ スプロケット（従動部材）
３２ スプロケット（駆動部材）
３３ チェーン（調時駆動部材）
４３ 気液分離室
５０ チェーン室（調時駆動部材室）
７２ オイル還流室
７３ 開口部
Ｏ スプロケット中心軸

Claims (1)

1. シリンダヘッド側に配置された動弁装置と、クランクシャフトに設けた駆動部材と調時駆動部材を介して連結され、前記動弁装置をクランクシャフトと同期して作動させる従動部材とを備え、前記シリンダヘッドに前記調時駆動部材を収容する調時駆動部材室を設けてなるエンジンのブリーザ装置であって、
   前記シリンダヘッドに前記調時駆動部材室とは別室に形成され、前記エンジンのクランク室と連通し、前記クランク室から導入されたブローバイガス中のオイル分を分離する気液分離室と、
   前記気液分離室の上端部に形成され、シリンダ軸線およびクランクシャフト軸線と直角方向に延びるオイル還流室と、
   前記オイル還流室と前記調時駆動部材室との間に形成され、前記従動部材の中心軸近傍に開口して前記オイル還流室と前記調時駆動部材室との間を連通させる開口部とを有することを特徴とするエンジンのブリーザ装置。

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