JP4346072B2 - ロッカーカバー装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クランク室内のブローバイガスを吸気系に導きかつブローバイガス中に含まれる油分を複数の仕切板で迂回させて分離する機能を備えたロッカーカバー装置に関するものである。
図13及び図14は本発明の対象とするエンジンのロッカーカバーの配置位置を示している。図13はシルエットで示したエンジンEの上面図であって、エンジン上部に、吸気管Tsの下方にロッカーカバー10Aが配置されている。符号Teは排気管を示している。
前方または後方向視の図14においては、シリンダヘッドHの上部にロッカーカバー10Aが配置されている。
図14において、シリンダヘッドHはシリンダブロックBの上部に配置されて、吸、排装置、動弁装置等を備えており、そのシリンダヘッドHの下部に燃焼シリンダ、クランク室Cc等を備えたシリンダブロックBが配置され、シリンダブロックBの下部にオイルパンPoが配置されている。
ロッカーカバー10Aの機能は周知のように、シリンダヘッド上の吸気弁及び排気弁の開閉を行う動弁機構を保護・カバーしていて、コイルばねで弾性支持された吸及び排気弁のステム上面を一端で上下させる天秤状のロッカーアームとロッカーアームの他端を上下させるカム軸の作動を防護して保証するように構成されている。
また、ロッカーカバー10Aは、エンジン燃焼で発生しピストンリングの隙間からクランク室Ccに入ったブローバイガスGbをシリンダヘッドH〜ロッカーカバー室〜吸気系へと導き外部に放出させないクローズドルートの一路を構成している。
クランク室Ccとロッカーカバー室10aとはシリンダヘッド上部に装着された動弁機構を潤滑した潤滑油の滴下孔等を通して連通され、クランク室Cc内のブローバイガスGbは自在にロッカーカバー室10aに移動できるよう構成されている。このような構成からブローバイガスGbにはクランク室Cc内の油分を含んだガスに加えてロッカーカバー10A内の潤滑油の飛沫が混入された状態になっている。
図15はロッカーカバー10Aの外観斜視を示しており、図においては左下方のガス進入路の入口部2から入ったブローバイガスGbは図16に示す迂回板4、6によって油分が分離除去され、吸気系Ssに連通する出口部20Aから吸気系Ssに導出されるように構成されている。
図16はロッカーカバー10A内に設けられたブローバイガスGbから油分を分離除去する機構の一例を示しており、ブローバイガスGbが仕切板である複数の迂回板4、6をくぐり抜ける間に速度の急、緩、圧力変動等によって油分Obが分離され迂回板4、6に付着してドレンDoになって滴下し、滴下孔8を通ってエンジンのクランク室Ccを経てオイルパンPoに戻るようになっている。
この従来の油分分離機構は、滴下孔8がクランク室Ccに直通していること及び孔加工上の制約から大きくできない。そのために油滴Obが溜まって滴下しないうちに後続のガスGbに巻き込まれて出口部20Aから吸気系Ssに導出されている。この結果、吸気系への油分増加による異常燃焼やオイル消費の増加をもたらしている。
ガス中の油分を分離する技術に、オイルミストセパレータの容器内に設けた迂回板の形状を工夫して、分離したオイルミストのブローバイガスによる持ち去りを生じさせない技術が開示されている(特許文献1参照)。
また、オイルセパレータの仕切板の配置と形状を工夫して油分の有効な分離をし、エンジンに効率よく還元させる技術が開示されている(特許文献2参照)。
しかし、このいずれの技術も、捕集された油分をエンジンに還元させる点ではまだ不充分である。
特開平9−88544号公報 特開平10−26012号公報
本発明の目的は、ブローバイガス中の油分を効率よく分離し、分離された油分をブローバイガスに持ち去られることなくエンジンに還元させるロッカーカバー装置を提供することである。
本発明によれば、シリンダヘッド(H)の上部に配置されて動弁機構を覆い、そして内部のブローバイガス(Gb)を吸気系(Ss)に導き、かつ該ブローバイガス(Gb)中に含まれる油分(Ob)を複数の仕切板(23)で迂回させて分離し、その油分(Ob)をドレン(Do)として滴下させクランクケース室(Cc)に戻す機能を有する油分分離装置(10B)を備えたロッカーカバー(10)において、前記油分分離装置(10B)は、前後方向(X)に長い4角筒状の筒体(10b)で外形を形成し、該筒体(10b)の高さ方向中央部(11)にブローバイガス(Gb)の進行方向(X)と直交する方向(Y)に傾斜した底板(22)を設けて該底板(22)の上方部を油分の分離をする分離室(13)、下方部をブローバイガス進入路(25)とし、その進入路(25)は先端がシリンダヘッド(H)を介してクランク室(Cc)に通じる入口部(10i)であって、後端部には分離室(13)に通じる連通孔(22f)が設けられており、前記分離室(13)内の底板(22)と筒体の天井壁(10c)との間に、底板(22)に立設した立設仕切板(24)と天井壁(10c)に垂設した垂設仕切板(26)とで構成した仕切板(23)を複数組設け、さらに傾斜した底板(22)の低位側端部(22b)の下方に筒体の側壁(10s)に沿って樋状の油集管(27)を設け、その油集管(27)上部の底板(22)には上面に通じる複数の油滴流入孔(22e、27e)を設け、油集管(27)の端部(27f)にクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)を設けている。
また、本発明によれば、シリンダヘッド(H)の上部に配置されて動弁機構を覆い、そして内部のブローバイガス(Gb)を吸気系(Ss)に導き、かつ該ブローバイガス(Gb)中に含まれる油分(Ob)を複数の仕切板(23)で迂回させて分離し、その油分(Ob)をドレン(Do)として滴下させクランクケース室(Cc)に戻す機能を有する油分分離装置(10C)を備えたロッカーカバー(10)において、前記油分分離装置(10C)は、前後方向(X)に長い4角筒状の筒体(10b)で外形を形成し、該筒体(10b)の高さ方向中央部(11)にブローバイガス(Gb)の進行方向(X)と直交する方向(Y)に傾斜した底板(22)を設けて該底板(22)の上方部を油分の分離をする分離室(13)、下方部をブローバイガス進入路(25)とし、その進入路(25)は先端がシリンダヘッド(H)を介してクランク室(Cc)に通じる入口部(10i)であって、後端部には分離室(13)に通じる連通孔(22f)が設けられており、前記分離室(13)内には天井(10f)と適宜の隙間(Z)を設けた第1の立設仕切板(24A)と、天井(10f)との隙間がなく下部に連通孔(26Aa)を設けた第2の立設仕切板(26A)とで構成した複数組の仕切板(23A)を立設し、さらに傾斜した底板(22)の低位側端部(22b)の下方に筒体の側壁(10s)に沿って樋状の油集管(27)を設け、その油集管(27)上部の底板(22)には上面に通じる複数の油滴流入孔(22e、27e)を設け、油集管(27)の端部(27f)にクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)を設けている。
また、前記油集管(27)の端部(27f)に設けたクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)に油分が逆流することを防止するための逆流防止装置(28)を設けている。
上記逆流防止装置によって、クランク室内のブローバイガス圧による油集管の油滴落下孔を通しての逆流が防止できる。逆流防止装置は、脱着可能にして詰まりの除去が容易な構造にするとよい。
前記逆流防止装置(28)は前記油滴落下孔(27g)に垂直方向に取付けられた直管(29)と、直管(29)の下端部に適宜な隙間を設けて取付けられた上面が開いた皿状体(30)とで構成されている。
具体的実施に際しては、ブローバイガス圧の変動による油集管への逆流が容易に行われない程度の皿状体の深さがよい。
前記逆流防止装置(28A)は前記油滴落下孔(27g)に垂直下方向に取付けられた直管部(29a)と、直管部(29a)の下端部に設けられたU状管(31)とで形成されるJ字状管である。
具体的実施に際しては、ブローバイガス圧の変動による油集管への逆流が容易に行われない程度のU状管の深さがよい。
以上の通り本発明によれば、
(a) 仕切板で分離された油滴が付着する底板を傾斜させ、その端部に油集管を取付けて油分を集め油滴落下孔の1個所からエンジンに滴下させるので、分離された油分が底板に滞留せず、ブローバイガスに持ち去られることがない利点がある。
(b) 油集管の油滴落下孔に逆流防止装置を設ければ、クランク室内のブローバイガスの圧力によって油集管内の油分がロッカーカバー内に戻されることがない利点がある。
(c) 逆流防止装置を、下方に皿状体を取付けた管で構成すれば、クランク室内のブローバイガスの圧力変動による過渡的な圧力でも逆流が生じない利点がある。
(e) 逆流防止装置をJ字状管で構成すれば、小型で取付け占有容積が少なくできる利点がある。
(f) 仕切板の構成を、第1の立設仕切板はロッカーカバーの天井との間に隙間を形成し、第2の立設仕切板は下部に前後に連通する下部連通孔を形成し、第1の立設仕切板と第2の立設仕切板を一体に形成すれば、製造、組立て、保全が容易にできる利点がある。
図1〜図7において、本発明のロッカーカバー装置の第1実施形態を示している。以下の説明において従来技術の説明に使用した名称と符号は、形状と機能が同じものは重複して使用する。
図1は、ロッカーカバー10に設けられた前壁を省略した油分分離装置10Bを示していて、前後方向に長い4角筒状の筒体10bで外形が形成され、クランク室内のブローバイガスを吸気系に導くと共に、ブローバイガス中の油ミストやブローバイガスに混入した例えば動弁系の飛沫油滴等の油分を分離して、油分はクランク室を経由してオイルパンに戻す機構を収容して構成されている。
図1の油分分離装置10Bの側断面を示す図2及び図2のx矢視正面を示す図3も参照して、筒体10bの出口部10dにブローバイガスGbが向かう図においては左方向の進行方向Xに直交するY方向即ち、ロール方向に、図においてはX方向にたいして左方向に傾斜する底板22が高さ方向の中央部11に設けられて筒体10bを上下に区分している。
底板22の上方部が油分を分離する分離室13を形成している。
底板22の傾斜する低位側の端部22bの下方にブローバイガスGbの進行方向Xに平行して、即ち筒体10bの側壁10sに沿って、図においては角筒樋状の油集管27が設けられている。底板22に油集管27に連通する複数の油孔22eが設けられている。
油集管27の後端部の周辺を示す図4も参照して、油集管27の端部27fの下部に油滴が落下する油滴落下孔27gが設けられ、油滴落下孔27gはシリンダヘッドHを介してクランク室Ccに通じている。なお、油集管27は油滴落下孔27gが低位になる方向に傾斜して取付けられていることが好ましい。
また、油集管27の上部に底板22の上面に通じる複数の油滴流入孔27eが設けられている。
底板22と筒体10bの天井壁10cとの間に、立設仕切板24と垂設仕切板26とで構成される仕切板23が複数、図においては4組が設けられていて、立設仕切板24は底板22に着脱容易に螺着され、垂設仕切板26は天井壁10cに固着されている。立設仕切板24の上端は天井壁10cとの間に適宜の隙間を有し、垂設仕切板26の下端は底板22との間に適宜の隙間を有している。
底板22の後端部に、ブローバイガスの進入路25から油分分離室13に通じる連通孔22fが設けられている。
ガス進入路25の入口部10iは、シリンダヘッドHを介してクランク室Ccに通じている。
図4と3個の立設仕切板24を取付けた底板22の上面斜視図5及び下面斜視図6を参照して、底板22に設けられた油孔22eと油集管27の上部に設けられた油滴流入孔27eは立設仕切板24の近傍に配置されている。
また、図5及び図6においては、進入路25に対する入口部10iと連通孔22fの配置関係及び油集管27と油滴落下孔27gの配置関係が示されている。
上記構成によるロッカーカバー装置10に設けられた油分分離装置10Bの作用について図面を参照して説明する。
図7はブローバイガスGbの主要な流れを示していて、連通孔22fに導かれたブローバイガスGbは、分離室13内で3組の仕切板23によって上下に迂回しながらガス中の油分即ち本来のブローバイガスGbが含む油分と動弁系で放散された油分とが共に分離され、吸気系に導かれる。
さらに詳細には図1〜図4を参照し、ブローバイガスGbは入口部10iから進入路25を進行し連通孔22fから分離室13に導かれる。
分離室13に導かれたブローバイガスGbは、上下に迂回しながら油分が分離され立設仕切板24、垂設仕切板26に付着し、あるいは底板22に直接に油滴として落下する。
立設仕切板24、垂設仕切板26から滴下した油分と底板22に落下した油分は、底板22の傾斜に沿って側壁10s方向に流れ、複数の油孔22eと油滴流入孔27eから油集管27に流入する。
油集管27に流入した油分は油集管27の端部に設けられた油滴落下孔27gからシリンダヘッドH、クランクケースCcを経由してオイルパンに戻される。
このようにして、ブローバイガスGb中の油分と、ロッカーカバー10内で放散される飛沫油が共に分離され、吸気系には油分のないガスが導かれて異常燃焼を防止し、また動弁系によるオイル消費の劣化が防止される。
図8は、油集管27の端部に設けられた油滴落下孔27gからクランク室Cc内のブローバイガスGbによって油滴が油集管27あるいは分離室13に逆流することを防止するための逆流防止装置の第1実施形態を示している。
逆流防止装置28は、直管29と直管の下端部に支持部材30aを介して直管の下端部との間に適宜の隙間を設けて取付けられた皿状の皿状体30とによって構成されている。
直管29は油集管27の管壁最下端にほぼ垂直に取付けられ、その長さは周辺状況の許容範囲で適宜にきめてよい。取付け方法は図においては溶接による固着であるが、脱着可能な取付け方法によってもよい。
支持部材30aは複数の孔を設けた皿状材で形成され、周端部は皿状体30に固着され、中央部は直管29に着脱可能に嵌着されている。なお、支持部材は棒材でもよい。
上記構成の逆流防止装置28によって、クランク室Cc内のブローバイガスBg圧風あるいは圧変動があっても皿状体30が直風を防ぎ、直管29の管路抵抗によって油集管27への油滴の逆流が防止される。
逆流防止装置28の目詰まり清掃、点検には直管29から支持部材30aを外して行うことができる。
図9は、上記逆流防止装置28の実施形態に対して高さ寸法を減じた第2実施形態を示している。油集管27には直管部27vが垂設されており(図示例では一体に形成されているが、別体にして固着してもよい)、その下方には皿状体30Aが設けられている。この皿状体30Aは、皿状の縁部が上方に延長されてその一部分が油集管27に直接溶接付けされて支持されており、そして、皿状の縁部の上方に延長された部分にはその一部が切り欠かれて溜まった油分の落下通路30dが形成されている。
このような構成によって、切り欠き(通路30d)の高さ寸法を適正にすることで油集管27の油分は皿状体30A内に一時滞留して直管部27vへの通路を狭め、逆流が防止され、また油分は順次落下してオイルパンに戻される。
図10は、油集管27の端部に設けられた油滴落下孔27gからクランク室Cc内のブローバイガスGbによって油滴が油集管27あるいは分離室13に逆流することを防止するための逆流防止装置の第3実施形態を示している。
逆流防止装置28Aは、直管29aと直管の下端部に取付けられたU状管31によってJ字状に構成されている。
直管29aは油集管27の管壁最下端にほぼ垂直に取付けられ、その長さは周辺状況の許容範囲で適宜にきめてよい。取付け方法は図においては溶接による固着であるが、脱着可能な取付け方法によってもよい。
U状管31は管継手Cpによって直管29aに着脱可能に取付けられている。U状管31の長さは直管29aの長さと周辺状況を勘案してきめてよい。
上記構成の逆流装置28Aによって、クランク室Cc内のブローバイガスBg圧風あるいは圧変動があってもU状管31が直風を防ぎ、直管29の管路抵抗によって油集管27への油滴の逆流が防止される。
図11及び図12において、本発明のロッカーカバー装置の第2実施形態を示している。
本実施形態の特徴は、上下に迂回するブローバイガスGbの流れを仕切る仕切板を底板から立設して、製造、組立等を容易にしている構成にある。第1実施形態と異なる部分を主体にして説明する。
図11は油分分離装置10Cの構成とブローバイガスGbの流れを示し、図12は仕切板の詳細を示している。
図11において、傾斜して取付けられた底板22に立設された、図においては4組の仕切板23Aが、分離室13に直列に取付けられている。
第1の実施形態と同様に、底板22のほぼ中央の下方に入口部10iを有する進入路25が設けられ、進入路25の端部は底板22の端部に設けられた連通孔22fに導かれている。連通孔22は分離室13を経由して出口部10dに通じている。また、底板22の側端部に油滴落下孔を備えた油集管27が配置されている。
進入路25及び油集管27の配置要領は、第1の実施形態と同様である。
仕切板23Aは詳細を示す図12において、底辺部23aを底板22に接する凹状に形成され、底辺部23aの両端に第1の立設仕切板24Aと第2の立設仕切板26Aが平行に立設して一体に形成されている。
第1の立設仕切板24Aは、頂部が天井10fとの間に適宜の隙間Zを設けて形成され、第2の立設仕切板26Aは天井10fとの隙間がなく、下部に前後に連通する下部連通孔26Aaを設けて形成されている。
下部連通孔26Aaは、図においては4角孔に形成されているが、任意の形状でよく、ガスの迂回長さを長くするために、孔面積の中心と底板22からの距離を短くすることが好ましい。
底板22の側端部に設けられた油孔22eと、油集管27に設けられた油滴流入孔27eとは連通して、前後相互の仕切板23Aの間に有効面積が減じられない位置に配置されている。
上記構成による油分分離装置10Cの作用を説明する。
図11において、入口10iから進入したブローバイガスGbは連通孔22fを通って分離室13に導かれる。
ついで、最初の第2の立設仕切板26Aの下部に設けられた下部連通孔26Aaをくぐって最初の第1の立設仕切板24Aを飛び越え、隙間Zからつぎの第2の立設仕切板26Aの下部連通孔26Aaをくぐる。
このように、ブローバイガスGbは、底板22の上面と天井10fの下面を往復して迂回し、速度変動、圧力変動を繰り返して油分を分離除去する。そして出口10dから吸気系に導かれ、エンジンの外部に放散されることはない。
他方、ブローバイガスGbから分離された油分は主として複数の第1及び第2の立設仕切板24A、26Aに付着して滴下し、底板22の傾斜にそって油孔22e、油滴流入孔27eを経由して油集管27で収集され、油集管27の端部にある油滴落下孔27gからオイルパンPoに戻される。
本発明のブローバイガスの油分分離装置を備えたロッカーカバー装置の第1実施形態の斜視図である。 図1の油分分離装置の側断面図である。 図2のx矢視正面図である。 油集管を示す図3のy−y側断面図である。 立設仕切板を取付けた底板を示した斜視図である。 図5を裏面から見た斜視図である。 図1の油分分離装置をブローバイガスが流れる状態を示す側断面図である。 油集管に設ける逆流防止装置の第1実施形態の側断面図である。 油集管に設ける逆流防止装置の第2実施形態の側断面図である。 油集管に設ける逆流防止装置の第3実施形態の側断面図である。 本発明のブローバイガスの油分分離装置を備えたロッカーカバー装置の第2実施形態の側断面斜視図である。 図11の仕切板周辺の拡大側面図である。 ロッカーカバーが取付けられるエンジンをシルエットで示す上面図である。 ロッカーカバーが取付けられるエンジンを示す正面図である。 従来のロッカーカバーの外観斜視図である。 従来の油分分離装置を示す説明用の側断面図である。
符号の説明
E・・・エンジン
Cc・・・クランク室
H・・・シリンダヘッド
Po・・・オイルパン
Ss・・・吸気系
Gb・・・ブローバイガス
10・・・ロッカーカバー
10B・・・油分分離装置
10s・・・側壁
13・・・油分離室
22・・・底板
22a・・・底板の低位側
22b・・・低位側の端部
22e・・・油孔
22f・・・連通孔
23・・・仕切板
24・・・立設仕切板
26・・・垂設仕切板
27・・・油集管
28、28A・・・逆流防止装置
25・・・進入路
27・・・油集管
27e・・・油集管の油滴流入孔
27f・・・油集管の端部
27g・・・油集管の油滴落下孔
29・・・直管
30・・・皿状体

Claims (5)

  1. シリンダヘッド(H)の上部に配置されて動弁機構を覆い、そして内部のブローバイガス(Gb)を吸気系(Ss)に導き、かつ該ブローバイガス(Gb)中に含まれる油分(Ob)を複数の仕切板(23)で迂回させて分離し、その油分(Ob)をドレン(Do)として滴下させクランクケース室(Cc)に戻す機能を有する油分分離装置(10B)を備えたロッカーカバー(10)において、前記油分分離装置(10B)は、前後方向(X)に長い4角筒状の筒体(10b)で外形を形成し、該筒体(10b)の高さ方向中央部(11)にブローバイガス(Gb)の進行方向(X)と直交する方向(Y)に傾斜した底板(22)を設けて該底板(22)の上方部を油分の分離をする分離室(13)、下方部をブローバイガス進入路(25)とし、その進入路(25)は先端がシリンダヘッド(H)を介してクランク室(Cc)に通じる入口部(10i)であって、後端部には分離室(13)に通じる連通孔(22f)が設けられており、前記分離室(13)内の底板(22)と筒体の天井壁(10c)との間に、底板(22)に立設した立設仕切板(24)と天井壁(10c)に垂設した垂設仕切板(26)とで構成した仕切板(23)を複数組設け、さらに傾斜した底板(22)の低位側端部(22b)の下方に筒体の側壁(10s)に沿って樋状の油集管(27)を設け、その油集管(27)上部の底板(22)には上面に通じる複数の油滴流入孔(22e、27e)を設け、油集管(27)の端部(27f)にクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)を設けたことを特徴とするロッカーカバー装置。
  2. シリンダヘッド(H)の上部に配置されて動弁機構を覆い、そして内部のブローバイガス(Gb)を吸気系(Ss)に導き、かつ該ブローバイガス(Gb)中に含まれる油分(Ob)を複数の仕切板(23)で迂回させて分離し、その油分(Ob)をドレン(Do)として滴下させクランクケース室(Cc)に戻す機能を有する油分分離装置(10C)を備えたロッカーカバー(10)において、前記油分分離装置(10C)は、前後方向(X)に長い4角筒状の筒体(10b)で外形を形成し、該筒体(10b)の高さ方向中央部(11)にブローバイガス(Gb)の進行方向(X)と直交する方向(Y)に傾斜した底板(22)を設けて該底板(22)の上方部を油分の分離をする分離室(13)、下方部をブローバイガス進入路(25)とし、その進入路(25)は先端がシリンダヘッド(H)を介してクランク室(Cc)に通じる入口部(10i)であって、後端部には分離室(13)に通じる連通孔(22f)が設けられており、前記分離室(13)内には天井(10f)と適宜の隙間(Z)を設けた第1の立設仕切板(24A)と、天井(10f)との隙間がなく下部に連通孔(26Aa)を設けた第2の立設仕切板(26A)とで構成した複数組の仕切板(23A)を底板(22)に立設し、さらに傾斜した底板(22)の低位側端部(22b)の下方に筒体の側壁(10s)に沿って樋状の油集管(27)を設け、その油集管(27)上部の底板(22)には上面に通じる複数の油滴流入孔(22e、27e)を設け、油集管(27)の端部(27f)にクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)を設けたことを特徴とするロッカーカバー装置。
  3. 前記油集管(27)の端部(27f)に設けたクランク室(Cc)に通じる油滴落下孔(27g)に油分が逆流することを防止するための逆流防止装置(28)を設けた請求項1または2のロッカーカバー装置。
  4. 前記逆流防止装置(28)は前記油滴落下孔(27g)に垂直方向に取付けられた直管(29)と、直管(29)の下端部に適宜な隙間を設けて取付けられた上面が開いた皿状体(30)とで構成されている請求項3のロッカーカバー装置。
  5. 前記逆流防止装置(28)は前記油滴落下孔(27g)に垂直下方向に取付けられた直管部(29a)と直管部(29a)の下端部に設けられたU状管(31)とで形成されるJ字状管である請求項3のロッカーカバー装置。
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