JP4257902B2 - 内燃機関のブローバイガス還元装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車あるいは四輪車などの車両に搭載される内燃機関のブローバイガス還元装置に関する。

内燃機関の代表例であるエンジンには、燃焼室からクランクケース内に洩れ出たブローバイガスが大気中に放出されることのないようにするため、ブローバイガスを吸気側に還流させ、そこからもう一度燃焼室へ送り込んで燃焼処理するように構成されたブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガス還元装置は、例えば、クランクケースと吸気マニホールドとが接続されるとともに、クランクケースと連通するシリンダヘッドカバー（内部）とエアクリーナとが接続される構成のものが知られている。
実開昭６１−１９８５１２号公報

しかしながら、従来のブローバイガス還元装置においては、クランクケースおよびシリンダヘッドカバー内のブローバイガスを互いに独立した経路を用いて吸気側（吸気マニホールドやエアクリーナ等）へ戻していたため、それぞれに充分な気液分離機能を持たせる必要があった。すなわち、ブローバイガスから分離しきれなかったオイル分が吸気側へ戻されてしまうのを防止するため大型の気液分離装置が必要となり、シリンダヘッド側に大容量のブリーザ室を設けるか、または複雑な形状のラビリンス構造を形成しなければならないことから、シリンダヘッド、すなわちエンジン（内燃機関）の大型化や製造コスト増大の一因となっていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の小型化および製造コスト削減が可能なブローバイガス還元装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係る内燃機関のブローバイガス還元装置は、クランクケース内のブローバイガスに含まれるオイル分を分離するケース側ブリーザ室と、シリンダヘッド側のブローバイガスに含まれるオイル分を分離するシリンダヘッド側ブリーザ室と、一端が前記ケース側ブリーザ室と接続されるケース側ブリーザチューブと、一端がシリンダヘッド側ブリーザ室と接続されるシリンダヘッド側ブリーザチューブと、ケース側ブリーザチューブおよびシリンダヘッド側ブリーザチューブの他端とそれぞれ接続される集合部と、一端が前記集合部と接続されるとともに他端がエアクリーナと接続されるエアクリーナ側ブリーザチューブとを備え、集合部は、ケース側ブリーザチューブとケース側ブリーザ室との接続部より上方、かつ、シリンダヘッド側ブリーザチューブとシリンダヘッド側ブリーザ室との接続部およびエアクリーナ側ブリーザチューブとエアクリーナとの接続部より下方に位置して設けられる。

また、上述の発明において、エアクリーナ側ブリーザチューブは、集合部との接続部から上方ヘ向けて接続されることが好ましい。

さらに、上述の発明において、エアクリーナ側ブリーザチューブの内径は、ケース側ブリーザチューブおよびシリンダヘッド側ブリーザチューブの内径より大きいことが好ましい。

本発明によれば、集合部が、ケース側ブリーザチューブとケース側ブリーザ室との接続部より上方、かつ、シリンダヘッド側ブリーザチューブとシリンダヘッド側ブリーザ室との接続部およびエアクリーナ側ブリーザチューブとエアクリーナとの接続部より下方に位置して設けられるため、シリンダヘッド側ブリーザ室から流れるブローバイガスの気液分離装置として機能し、分離されたオイル（液体）を重力の作用によりケース側ブリーザチューブ（およびケース側ブリーザ室）を通じてクランクケースに戻すことができる。従って、シリンダヘッド側ブリーザ室の小型化、もしくはラビリンス構造の簡略化が可能になるため、内燃機関の小型化および製造コスト削減が可能となる。

また、エアクリーナ側ブリーザチューブを集合部との接続部から上方に向けて接続することで、エアクリーナ側ブリーザチューブの内部に付着したオイルを重力の作用により集合部およびケース側ブリーザチューブを通じてクランクケースに戻すことができる。

さらに、エアクリーナ側ブリーザチューブの内径をケース側ブリーザチューブおよびシリンダヘッド側ブリーザチューブの内径より大きくすることで、ケース側ブリーザチューブおよびシリンダヘッド側ブリーザチューブに導かれたブローバイガスが集合してエアクリーナ側ブリーザチューブ内を流れても、エアクリーナ側ブリーザチューブにおけるガス流量の飽和が回避されることから、ブローバイガスを効率的にエアクリーナへ導くことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関の一例である鞍乗型車両用４サイクルエンジン１を図１に示している。このエンジン１は、クランク軸２が車両の左右方向に向けられた横置きエンジンであり、図１中の左方が車両進行方向の前方となるように鞍乗型車両の車体Ｂ（図２を参照）の中央下部に搭載される。

クランクケース１１は、左ケース（図示せず）と、右ケース１３とからなる左右２つ割り構造であり、クランクケース１１内にクランク軸２を収容可能なクランク室１９が形成されて、このクランク室１９内にクランク軸２が回転自在に収容保持されるようになっている。また、左ケースの左側は図示しない左カバーで覆われるとともに、右ケース１３の右側は右カバーおよびクラッチカバー（図示せず）で覆われており、これらによってパワーユニットケース１０が構成される。

左および右ケース（クランクケース１１）の側壁部には、図示しないクランク軸支持孔や各種回転部材用の支持孔、凹部等が形成され、クランクケース１１の前上端部にはシリンダブロック３が結合される。また、クランク軸２には、シリンダブロック３内に往復移動自在に収容されるピストン４がコンロッド５により連結される。シリンダブロック３の上端部には、シリンダブロック３の頭部を塞ぐシリンダヘッド６や、シリンダヘッド６の上方を覆うシリンダヘッドカバー７等が結合される。

図２に示すように、シリンダヘッド６の後部にはキャブレター８（気化器）が結合されるとともに、キャブレター８の後部にはエアクリーナ９が結合されており、エアクリーナ９により清浄化されたエアがキャブレター８を通過して、ピストン４とシリンダヘッド６およびシリンダブロック３とに囲まれた燃焼室６９内に供給されるようになっている。シリンダヘッド６には、図示しないスパークプラグや、吸気バルブ６２および排気バルブ６３が配設されており、シリンダヘッドカバー７の内部には、各バルブ６２，６３を作動させるカム軸７１が回転自在に保持されている。また、詳細図示しないが、パワーユニットケース１０の下部にはオイル溜室（図示せず）が設けられており、所定量の潤滑および冷却用オイルが溜められている。

次に、以上のように概略構成されるエンジン１に設けられたブローバイガス還元装置５０について説明する。このブローバイガス還元装置５０は、クランク室１９に連通して設けられたケース側ブリーザ室５１と、シリンダヘッドカバー７に連通して設けられたシリンダヘッド側ブリーザ室５２と、ケース側ブリーザ室５１内のブローバイガスをエアクリーナ９へ導くケース側ブリーザチューブ５３と、シリンダヘッド側ブリーザ室５２内のブローバイガスをエアクリーナ９へ導くシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４と、ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４にそれぞれ導かれたブローバイガスを集合させる集合部５５と、集合部５５に集合したブローバイガスをエアクリーナ９（図２を参照）へ導くエアクリーナ側ブリーザチューブ５６とを備えて構成される。

ケース側ブリーザ室５１は、クランクケース１１の上部後方に設けられ、ケース側ブリーザ室５１の内部に流入したブローバイガスに含まれるオイル分を分離できるようになっている。ケース側ブリーザ室５１の上端部にはケース側接続パイプ５７が取り付けられており、ケース側ブリーザチューブ５３がこのケース側接続パイプ５７と嵌合し、ケース側接続パイプ５７を介してケース側ブリーザ室５１とケース側ブリーザチューブ５３とが接続される（連通する）ようになっている。

ケース側ブリーザ室５１の下端部左側には、導入パイプ５８が取り付けられており、この導入パイプ５８を介してケース側ブリーザ室５１の内部とクランク室１９とが連通するようになっている。導入パイプ５８は、ケース側ブリーザ室５１から左方へ延びた後、その左端部において略前方へ曲げられたＬ字型のパイプであり、ラビリンス構造の一部として機能して、ケース側ブリーザ室５１の内部にオイルが直接侵入するのを防止している。

シリンダヘッド側ブリーザ室５２は、シリンダヘッドカバー７の上部に設けられ、シリンダヘッド側ブリーザ室５２の内部に流入したブローバイガスに含まれるオイル分を分離できるようになっている。また、シリンダヘッド側ブリーザ室５２には図示しない連通口が形成されており、この連通口を介してシリンダヘッドカバー７の内部とシリンダヘッド側ブリーザ室５２の内部とが連通するようになっている。シリンダヘッド側ブリーザ室５２の後端部にはシリンダヘッド側接続パイプ５９が取り付けられており、シリンダヘッド側ブリーザチューブ５４がこのシリンダヘッド側接続パイプ５９と嵌合し、シリンダヘッド側接続パイプ５９を介してシリンダヘッド側ブリーザ室５２とシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４とが接続される（連通する）ようになっている。

ケース側ブリーザチューブ５３は、下端部がケース側接続パイプ５７を介してケース側ブリーザ室５１と接続されるとともに、上端部が集合部５５と接続されており、ケース側ブリーザ室５１内のブローバイガスが集合部５５へ導かれるようになっている。なお、ケース側ブリーザチューブ５３は上下方向へ延びた形状になっている。

シリンダヘッド側ブリーザチューブ５４は、上端部がシリンダヘッド側接続パイプ５９を介してシリンダヘッド側ブリーザ室５２と接続されるとともに、下端部が集合部５５と接続されており、シリンダヘッド側ブリーザ室５２内のブローバイガスが集合部５５へ導かれるようになっている。なお、シリンダヘッド側ブリーザチューブ５４は、上下方向へ延びて上端部で前方へ曲げられるとともに、下端部で右方へ曲げられた形状となっている。

集合部５５は、図３に示すように、中心から上下方向および左上方へ延びる三叉のパイプであり、下端部がケース側ブリーザチューブ５３と嵌合するとともに、左上端部がシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４と嵌合し、ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４にそれぞれ導かれたブローバイガスが集合部５５に集合するようになっている。そして、集合部５５の上端部はエアクリーナ側ブリーザチューブ５６と嵌合し、集合部５５で集合したブローバイガスがエアクリーナ側ブリーザチューブ５６へ導かれるようになっている。

エアクリーナ側ブリーザチューブ５６は、前端部が集合部５５と接続されるとともに、図２に示すように、後端部がエアクリーナ側接続パイプ６０を介してエアクリーナ９と接続されて（連通して）おり、集合部５５に集合したブローバイガスがエアクリーナ９へ導かれるようになっている。なお、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６は、前後方向へ延びた形状となっており、図１（および図２）に示すように、集合部５５の接続部（上端部）から上方ヘ向けて延びるように集合部５５と接続されるようになっている。これにより、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６の内部に付着したオイルを重力の作用により集合部５５およびケース側ブリーザチューブ５３（およびケース側ブリーザ室５１）を通じてクランクケース１１に戻すことができる。

また、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６の内径は、ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４の内径より大きくなっている。これにより、ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４に導かれたブローバイガスが集合してエアクリーナ側ブリーザチューブ５６内を流れても、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６におけるガス流量の飽和が回避されることから、ブローバイガスを効率的にエアクリーナ９へ導くことができる。

さて、図１および図２に示すように、集合部５５は、ケース側ブリーザチューブ５３とケース側ブリーザ室５１との接続部（ケース側接続パイプ５７）より上方、かつ、シリンダヘッド側ブリーザチューブ５４とシリンダヘッド側ブリーザ室５２との接続部（シリンダヘッド側接続パイプ５９）およびエアクリーナ側ブリーザチューブ５６とエアクリーナ９との接続部（エアクリーナ側接続パイプ６０）より下方に位置して設けられている。これにより、集合部５５がシリンダヘッド側ブリーザ室５２から流れるブローバイガスの気液分離装置として機能し、分離されたオイル（液体）を重力の作用によりケース側ブリーザチューブ５３（およびケース側ブリーザ室５１）を通じてクランクケース１１に戻すことができる。従って、シリンダヘッド側ブリーザ室５２の小型化、もしくはラビリンス構造の簡略化が可能になるため、エンジン１の小型化および製造コスト削減が可能となる。

以上のように構成される鞍乗型車両用４サイクルエンジン１において、該エンジン１を始動させると、クランク室１９内に洩れ出たブローバイガスは、導入パイプ５８を通過してケース側ブリーザ室５１内へ流入し、ケース側接続パイプ５７およびケース側ブリーザチューブ５３を通過して集合部５５へ導かれる。このとき、ケース側ブリーザ室５１においてブローバイガスに含まれるオイル分が分離される。

また、シリンダヘッドカバー７の内部へ流入したブローバイガスは、図示しない連通口を通過してシリンダヘッド側ブリーザ室５２内へ流入し、シリンダヘッド側接続パイプ５９およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４を通過して集合部５５へ導かれる。このとき、シリンダヘッド側ブリーザ室５２においてブローバイガスに含まれるオイル分が分離される。

ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４にそれぞれ導かれたブローバイガスは集合部５５で集合し、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６およびエアクリーナ側接続パイプ６０を通過してエアクリーナ９の内部に吸入される。このとき、集合部５５がシリンダヘッド側ブリーザ室５２から流れるブローバイガスの気液分離装置として機能し、分離されたオイル（液体）が重力の作用によりケース側ブリーザチューブ５３（およびケース側ブリーザ室５１）を通じてクランクケース１１に戻される。また、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６が集合部５５の接続部（上端部）から上方ヘ向けて延びるように集合部５５と接続されるため、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６の内部に付着したオイルは、重力の作用により集合部５５およびケース側ブリーザチューブ５３（およびケース側ブリーザ室５１）を通じてクランクケース１１に戻される。

そして、エアクリーナ９に吸入されたブローバイガスは、再びキャブレター８を通過して燃焼室６９内に導かれ、燃焼処理される。このようにして、クランク室１９内やシリンダヘッドカバー７の内部に洩れ出たブローバイガスは、大気中に放出されることなくもう一度燃焼室へ戻される。

以上のような構成のエンジンのブローバイガス還元装置５０によれば、集合部５５が、ケース側ブリーザチューブ５３とケース側ブリーザ室５１との接続部（ケース側接続パイプ５７）より上方、かつ、シリンダヘッド側ブリーザチューブ５４とシリンダヘッド側ブリーザ室５２との接続部（シリンダヘッド側接続パイプ５９）およびエアクリーナ側ブリーザチューブ５６とエアクリーナ９との接続部（エアクリーナ側接続パイプ６０）より下方に位置して設けられるため、集合部５５がシリンダヘッド側ブリーザ室５２から流れるブローバイガスの気液分離装置として機能し、分離されたオイル（液体）を重力の作用によりケース側ブリーザチューブ５３（およびケース側ブリーザ室５１）を通じてクランクケース１１に戻すことができる。従って、シリンダヘッド側ブリーザ室５２の小型化、もしくはラビリンス構造の簡略化が可能になるため、エンジン１の小型化および製造コスト削減が可能となる。

また、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６を集合部５５との接続部（上端部）から上方に向けて接続することで、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６の内部に付着したオイルを重力の作用により集合部５５およびケース側ブリーザチューブ５３を通じてクランクケース１１に戻すことができる。

さらに、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６の内径をケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４の内径より大きくすることで、ケース側ブリーザチューブ５３およびシリンダヘッド側ブリーザチューブ５４に導かれたブローバイガスが集合してエアクリーナ側ブリーザチューブ５６内を流れても、エアクリーナ側ブリーザチューブ５６におけるガス流量の飽和が回避されることから、ブローバイガスを効率的にエアクリーナ９へ導くことができる。

なお、上述の実施形態において、本発明に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関として鞍乗型車両用４サイクルエンジン１を用いているが、これに限られるものではなく、シリンダヘッドおよびクランクケースにブリーザ室を備える内燃機関であれば、本発明を適用することができる。

本発明に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関の一例である鞍乗型車両用４サイクルエンジンの左側面拡大図（部分断面図）である。 上記エンジンが車体に搭載された状態を示す拡大左側面図（部分断面図）である。 図１中の矢印IIIの方向から見た矢視図（拡大断面図）である。

符号の説明

１ 鞍乗型車両用４サイクルエンジン（内燃機関）
２ クランク軸
６ シリンダヘッド
７ シリンダヘッドカバー
９ エアクリーナ
１０ パワーユニットケース
１１ クランクケース
５０ ブローバイガス還元装置
５１ ケース側ブリーザ室
５２ シリンダヘッド側ブリーザ室
５３ ケース側ブリーザチューブ
５４ シリンダヘッド側ブリーザチューブ
５５ 集合部
５６ エアクリーナ側ブリーザチューブ
５７ ケース側接続パイプ
５９ シリンダヘッド側接続パイプ
６０ エアクリーナ側接続パイプ

Claims (3)

1. クランクケース内のブローバイガスに含まれるオイル分を分離するケース側ブリーザ室と、
   シリンダヘッド側のブローバイガスに含まれるオイル分を分離するシリンダヘッド側ブリーザ室と、
   一端が前記ケース側ブリーザ室と接続されるケース側ブリーザチューブと、
   一端が前記シリンダヘッド側ブリーザ室と接続されるシリンダヘッド側ブリーザチューブと、
   前記ケース側ブリーザチューブおよび前記シリンダヘッド側ブリーザチューブの他端とそれぞれ接続される集合部と、
   一端が前記集合部と接続されるとともに他端がエアクリーナと接続されるエアクリーナ側ブリーザチューブとを備え、
   前記集合部は、前記ケース側ブリーザチューブと前記ケース側ブリーザ室との接続部より上方、かつ、前記シリンダヘッド側ブリーザチューブと前記シリンダヘッド側ブリーザ室との接続部および前記エアクリーナ側ブリーザチューブと前記エアクリーナとの接続部より下方に位置して設けられることを特徴とする内燃機関のブローバイガス還元装置。
2. 前記エアクリーナ側ブリーザチューブは、前記集合部との接続部から上方ヘ向けて接続されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のブローバイガス還元装置。
3. 前記エアクリーナ側ブリーザチューブの内径は、前記ケース側ブリーザチューブおよび前記シリンダヘッド側ブリーザチューブの内径より大きいことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の内燃機関のブローバイガス還元装置。

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