JP5516112B2 - ブローバイガス還元装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガス還元装置、特にブローバイガスの吸気通路側への還流通路上にオイル分離用のセパレータを配した内燃機関のブローバイガス還元装置に関する。

車両用の内燃機関（以下、単にエンジンという）においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケース内に未燃焼の混合気等を含んだブローバイガスが漏れ出ることから、エンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を強制的に換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置が装備されている。

このブローバイガス還元装置においては、一般に、スロットルバルブより上流側の吸気通路から内燃機関の機関本体の内部に新しい空気（以下、新気という）を導入するとともに、その機関本体の内部からスロットルバルブより下流側の吸気通路にブローバイガスを還流させるようになっており、その還流通路上にブローバイガスからオイル成分を分離させるオイルセパレータが設置されている。

従来のこの種のブローバイガス還元装置としては、例えば一方のバンクのシリンダヘッドの内部を吸気通路の絞り弁より上流側に接続して新気導入通路を形成し、他方のバンクのシリンダヘッドの内部を吸気通路の絞り弁より下流側に接続してブリーザ通路を形成するＶ型の多気筒エンジンにおいて、クランク軸と両バンクの動弁機構の間に介装されたタイミングチェーンを収納するチェーンカバーの内部を、ブリーザ通路側のシリンダヘッド内部には広く連通させ、新気導入通路側のシリンダヘッド内部には隔壁を貫通する貫通穴部でのみ連通させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、新気導入側のシリンダヘッド内部に導入される新気がクランク室内を換気することなくチェーンカバー内部を通ってしまうことが抑制され、換気効率が向上する。なお、ブリーザ通路と他方のバンクのシリンダヘッド内部との間、および、新気導入通路と一方のバンクのシリンダヘッド内部との間に、それぞれオイルセパレータが設けられている。

従来の他のブローバイガス還元装置として、シリンダブロックの長手方向両端側に位置する複数の縦向き（上下方向）のブローバイガス通路とチェーンカバー内のチェーン室とを連通させる横向きの連絡通路を形成して、チェーンカバー内に負圧を作用させ、チェーン室内を喚起できるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

一方、ブローバイガスからのオイル分離性能に優れたオイルセパレータとして、遠心分離方式のオイル分離部を複数並列に設けたサイクロン式のものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００８−２６７２１４号公報 特開平１１−３４３８３０号公報 特開２００９−２２１８５７号公報

しかしながら、上述のような従来のブローバイガス還元装置にあっては、吸気通路の絞り弁より下流側に接続するブローバイガス通路をＶ型エンジンの片方のバンクに設定する場合のようにエンジンブロックの一部に配置する必要がある場合に、運転条件によりエンジンオイルの油面が変動し、そのブローバイガス通路の下端側の開口がオイルによって閉塞されてしまうと、シリンダヘッド側の換気空間内にオイルが吸い上げられてしまう可能性があった。

例えば、エンジンブロックの前端側にブローバイガス通路を配置する場合、エンジンの高回転や高負荷、車両の降坂、急制動または旋回等によってエンジンオイルの重心が前方側またはその一方の側面側に移動し、ブローバイガス通路の下端側開口付近の油面が上昇する。そのため、エンジンブロックの前端側にブローバイガス通路を集中させたり通路断面積の大きいブローバイガス通路を配置したりすると、オイルにより下端側開口が塞がれたブローバイガス通路内の負圧が増大してオイルを吸い上げるとともに、ブローバイガスがクランクケース内に充満してクランクケース内の内圧も上昇し易くなり、シリンダヘッド側の換気空間内にオイルが吸い上げられてしまう可能性があった。そして、そのようなオイルの吸上げが生じると、ＰＣＶバルブからオイル濃度の高いブローバイガスが吸気通路側に吸い出されてしまい、エンジンから白煙が出てしまうという事態が生じ得る。

また、複数の縦向きのブローバイガス通路とチェーンカバー内のチェーン室とを連通させる連絡通路を形成する場合にも、その連絡通路が縦向きのブローバイガス通路の各々と同等な通路断面積を有していたため、連絡通路に発生する負圧が比較的大きくなるとともに、縦向きのブローバイガス通路がクランクケース内のオイルによって閉塞されてしまうと、連絡通路に発生する負圧が相当に大きくなってしまい、シリンダヘッド側の換気空間内にオイルが吸い上げられてしまう可能性があった。

一方、ブローバイガス還元装置にオイル分離性能に優れたサイクロン式のオイルセパレータを用いる場合、遠心分離部を複数並列させて性能向上を図ることが考えられるが、そのような構成を採る場合、ブローバイガス通路をオイルセパレータのガス導入口の近傍に位置するようにエンジンブロックの一部に集中させる必要があることから、上述のようなシリンダヘッド側の換気空間内へのオイルの吸上げが懸念される。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ブローバイガスからのオイルの分離性能に優れ、しかも、シリンダヘッド側の換気空間内へのオイルの吸上げを確実に防止することのできるブローバイガス還元装置を提供するものである。

本発明に係るブローバイガス還元装置は、上記課題を解決するために、（１）クランクケースの内部を換気するための複数の換気通路が形成された機関本体と、前記機関本体との間に内部空間を形成するよう前記機関本体のクランク軸の軸方向の一端側に装着されたカバー部材と、を備えた内燃機関に装備され、前記複数の換気通路のうち前記内燃機関の絞り弁より下流側の吸気通路に接続する特定の換気通路を通るブローバイガスからオイルセパレータによってオイルを分離させるようにしたブローバイガス還元装置であって、前記特定の換気通路が、前記機関本体の一端側に形成されるとともに、前記機関本体には、前記特定の換気通路より通路断面積が小さく、前記特定の換気通路と前記内部空間とを連通させる連通路が形成されていることを特徴とする。

この構成により、クランクケース内の換気のための複数の換気通路のうち機関本体の一端側に位置する特定の換気通路が、絞り弁より下流側の吸気通路に接続することでブローバイガスを吸い出す通路として機能する一方、複数の換気通路うち特定の換気通路以外の他の換気通路が新気を導入する通路として機能することになる。ここで、特定の換気通路の通路断面積を大きくしても、この特定の換気通路は連通路によって機関本体とカバー部材の間の内部空間に連通していることから、液面変動したオイルにより特定の換気通路の下端側開口が塞がれたとしても、特定の換気通路内の負圧が増大し難くなるから、オイルの吸上げが防止される。しかも、特定の換気通路と連通路の通路断面積の比を適宜設定することで、オイルの吸上げ防止とクランクケース内の換気の機能を確保しつつ前記内部空間の適度の換気を行うことが可能になる。なお、ここにいう通路断面積の比は、特定の換気通路および連通路の配置とこれらの長さが略固定される条件下において、両通路のガス流動抵抗の大小を決めるものとなる。

上記（１）に記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（２）前記特定の換気通路が、前記機関本体の一端側で前記機関本体の一側面に近接するように配置され、前記複数の換気通路のうち前記特定の換気通路以外の他の換気通路が、前記内燃機関の絞り弁より上流側の吸気通路に接続されているのが好ましい。

この構成により、多気筒内燃機関のシリンダブロックにクランクケース内の換気のための適度の通路断面積を有する複数の換気通路を形成することができるとともに、特定の換気通路と内部空間を連通させる連通路を短くすることができるので、連通路の通路断面積を比較的小さく抑えながらも、オイルの吸上げ防止効果と内部空間の換気効果とを共に確保できる。

上記（２）に記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（３）前記他の換気通路が連通する換気空間が、前記内燃機関のシリンダヘッドの内部に連通するよう前記機関本体に形成され、前記オイルセパレータが、並列する複数の遠心分離機構部を有するとともに、該複数の遠心分離機構部に前記特定の換気通路からのブローバイガスを導入するガス導入口および前記絞り弁より下流側の吸気通路に接続するガス排出口を有していることが好ましい。

この構成により、複数の遠心分離機構部を有するオイルセパレータに十分にブローバイガスを導入し得るよう特定の換気通路の通路断面積を確保しつつ、新気導入通路を相互に離れた複数箇所に容易に配置でき、クランクケース内の換気性能を高めるとともに、吸気通路側に還流するブローバイガスからのオイルの分離性能を高めることができる。

上記（２）または（３）に記載の構成を有するブローバイガス還元装置は、好ましくは、（４）前記機関本体が、前記動弁機構および前記張力保持機構にオイルを供給するオイルポンプを有し、前記オイルポンプから前記動弁機構に供給されたオイルの一部が、前記他の換気通路を通って前記機関本体のオイル貯留部に流下するものである。

この構成により、他の換気通路が新気の導入だけでなくオイル落し用の通路にも兼用されることになり、動弁機構へのオイルの供給量が多くなってもシリンダヘッドからの十分なオイル落しが可能になるとともに、クランクケースの内圧が高くなるときには他の換気通路がブローバイガスの排出通路ともなり得ることから、クランクケース内にブローバイガスが充満するのを防止できる。

上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（５）前記内部空間には、前記クランク軸から動弁機構に駆動力を伝える無端伝動要素が収納されるとともに、前記無端伝動要素に予め設定された張力を保持させる油圧式の張力保持機構が設けられていることが好ましい。

この構成により、タイミングチェーン等の無端伝動要素を収納するため下部に換気通路が確保し難い内部空間において、連通路を介したブローバイガスの吸出し経路が確保され、その換気効率が向上する。

上記（５）に記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（６）前記張力保持機構が、前記無端伝動要素の一部の回動区間に摺動可能に接触するよう前記機関本体の一端側に揺動可能に支持されたスリッパと、前記スリッパを前記無端伝動要素の一部の回動区間に向って付勢する油圧式のテンショナと、を含んで構成され、前記連通路が、前記機関本体の一端側であって前記テンショナの近傍で、前記内部空間に開口していてもよい。

この構成により、シリンダブロックの成型等の面から連通路の開口位置とテンショナの配設位置とが近接することになり易く、内部空間がテンショナ周辺で絞られる形状となっても、テンショナのピストン等と連通路が開口する機関本体の端面部との間にガスの通路が確保され、内部空間の下部における換気が十分になされ得る。

上記（６）に記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（７）前記テンショナが、内部に油圧を導入するハウジングと、該ハウジングに出没可能に支持され前記ハウジングの内部に導入される油圧によって前記スリッパを前記無端伝動要素の一部の回動区間に向って付勢するピストンと、を有し、前記スリッパに対向する前記ピストンの先端面部には、前記ハウジングの内部に油圧が導入されるときにエアを排出するエア抜き孔が開口するとともに、前記スリッパと前記ピストンとのうち少なくとも一方には、前記スリッパと前記ピストンとの間に前記エア抜き孔から流出するオイルを連通路より下方に流下させるオイル流下通路が形成されるように、前記スリッパと前記ピストンとの当接面に対し凹状となる凹部が形成されているのが好ましい。

この構成により、連通路の開口位置とテンショナの配設位置とが近接する場合でも、テンショナのピストンのエア抜き孔から流出するオイルは、スリッパとピストンとの間に形成されるオイル流下通路を通って連通路の開口部から隔てられた状態で流下するので、連通路の開口内にテンショナからの流出オイルが吸い込まれることを確実に防止することができる。

上記（２）ないし（４）のいずれか１つに記載の構成を有するブローバイガス還元装置においては、（８）前記他の換気通路が、前記機関本体の一端側の他側面と前記機関本体の他端側の両側面とに近接するように配置されているのがよい。

この構成により、直列多気筒内燃機関のシリンダブロックの内部に所要の通路断面積を有する複数の換気通路を配置できる。

なお、前記連通路は、前記クランクケース側に開口する前記特定の換気通路の下端部から予め設定されたオイルの吸込み可能高さより鉛直方向の上方側に配置されているのがよい。また、前記特定の換気通路は、前記長さ方向の略中間部に該長さ方向と略直交する横孔部を有し、前記連通路が、前記特定の換気通路の前記横孔部に連通しているのが好ましい。さらに、前記横孔部は、前記機関本体の前記一側面と略直交する方向に延在し、前記特定の換気通路が、前記横孔部の外端側に連通する下端部と、前記横孔部の内端側に連通する上端部とを有しているように構成することで、機関本体を構成するシリンダブロック等の成型を容易にしつつ特定の換気通路の所要の通路断面積を容易に確保できる。

本発明によれば、機関本体のクランクケース内の換気を行う複数の換気通路のうち特定の換気通路が連通路によって機関本体とカバー部材の間の内部空間に連通しているので、液面変動したオイルにより特定の換気通路の下端側開口が塞がれたとしても、特定の換気通路内の負圧が増大するのを防止することができる。その結果、ブローバイガスからのオイルの分離性能に優れ、しかも、シリンダヘッド側の換気空間内へのオイルの吸上げを確実に防止することのできるブローバイガス還元装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関の要部の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関の要部の概略構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置におけるオイルセパレータを示す図であり、（ａ）は並列する複数の遠心分離機構部を透視して示すオイルセパレータの上面図、（ｂ）はそのオイルセパレータの側面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関におけるチェーンテンショナの部分断面を含むそのテンショナの近傍の部分拡大前面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関におけるチェーンテンショナの近傍を示すその機関本体の部分拡大前面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関における概略の注油経路の説明図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関におけるチェーンテンショナとスリッパの間のオイル流下通路の変形態様を示すそのテンショナの近傍の部分拡大前面図である。 本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を備えた内燃機関におけるチェーンテンショナとスリッパの間のオイル流下通路のさらなる変形態様を示すそのテンショナの近傍の部分拡大前面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図７は、本発明の一実施形態に係るブローバイガス還元装置を示している。

なお、本実施形態のブローバイガス還元装置は、図１〜図３に示す直列の多気筒内燃機関、例えば直列４気筒の４サイクルガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１０に装備されている。

図１〜図３に示すように、本実施形態のエンジン１０は、図２、図３中の上方から順にヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図２中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。また、各気筒１５にはピストン１６がそれぞれ収納されており、詳細は図示しないが、各ピストン１６には、クランクケース１４内のクランク軸１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。また、クランクケース１４の下部にはオイルパン１９が設けられており、そこに潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルという）が収容されている。そして、これらヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４、クランク軸１７、コネクティングロッド１８およびオイルパン１９は、エンジン１０の機関本体１０Ｍを構成している。

各気筒１５内でピストン１６の図２中上方に形成される燃焼室１０ａには、ピストン１６のストロークに応じ、吸気通路３１および吸気ポート１０ｂを通して空気が吸入され、燃焼室１０ａ内での燃焼後の排気ガスは、排気ポート１０ｃおよび図示しない排気通路を通してエンジン１０の外部に排気されるようになっている。

ヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方には、公知の動弁機構２０や点火装置２３が収納されており、動弁機構２０はクランク軸１７からの動力を基に駆動されるようになっている。

図２に示すように、動弁機構２０は、気筒数に対応する複数の吸気カム２１ａおよび排気カム２２ａが所定の位相角度で設けられた吸気側および排気側のカムシャフト２１，２２と、これらカムシャフト２１，２２により駆動される複数の吸・排気弁２７，２８等を有する公知のものである。

同図に示すように、エンジン１０の吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を開閉動作可能に収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の吸気方向両側に設けられた上流側の吸気管３４および下流側の吸気管３５と、によって形成されている。また、上流側の吸気管３４の上流側にはフィルタエレメント３６ｆを有するエアクリーナ３６が設けられており、このエアクリーナ３６で粉塵等を除去した空気が、上流側の吸気管３４内に取り込まれるようになっている。下流側の吸気管３５は、サージタンク３７と一体に形成され、エンジン１０の吸気ポート１０ｂを形成するシリンダヘッド１２に締結・固定されている。また、下流側の吸気管３５が固定されたシリンダヘッド１２の吸気ポート１０ｂ付近には、燃料噴射弁２４が装着されている。

エンジン１０の運転中には、燃焼室１０ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の微小隙間を通ってクランクケース１４の内部に未燃焼ガスや排気ガスを含むブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジン１０には、大気汚染防止、エンジン１０の内部でのオイル劣化防止および腐食防止等のために、クランクケース１４内を強制的に換気する本実施形態のＰＣＶ方式のブローバイガス還元装置が装備されている。

具体的には、エンジン１０には、動弁機構２０を収納するヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方空間である換気空間２５（動弁機構側の換気空間）と、クランクケース１４およびオイルパン１９の内部のブローバイガス排出空間２６とが形成されており、エンジン１０の換気空間２５と上流側の吸気管３４との間には、スロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１ａからの新気、すなわち新しい空気を換気空間２５の内部に直接的に導入する空気導入管４１が介装されている。また、エンジン１０のブローバイガス排出空間２６と下流側の吸気管３５との間には、シリンダブロック１３およびクランクケース１４の内部で発生するブローバイガスをスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに還流させるブローバイガス還流管４２と、ブローバイガス還流管４２内の還流通路を前後差圧に応じて開閉することができるＰＣＶバルブ４３とが介装されている。ここで、ブローバイガス還流管４２は、その内部にブローバイガス排出側の換気通路、すなわちスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂとブローバイガス排出空間２６との間のブローバイガス還流経路４４の一部を形成している。そして、そのブローバイガス還流経路中には、ブローバイガス中からミスト状のオイルを分離させて除去するサイクロン式（遠心分離方式）のオイルセパレータ５０が設けられている。

ところで、エンジン１０の機関本体１０Ｍには、クランク軸１７の軸方向の一端部と動弁機構２０のカムシャフト２１，２２の各一端部とを図示しない複数のスプロケットを介して連結し、クランク軸１７から動弁機構２０に駆動力を伝えることができるタイミングチェーン７１（無端伝動要素；図６参照）が設けられている。また、このタイミングチェーン７１を収納する内部空間７２を機関本体１０Ｍとの間に形成するとともに機関本体１０Ｍの前端側の端面部１０ｆを覆うように、機関本体１０Ｍのクランク軸１７の軸方向一端側には、チェーンケースとして機能するカバー部材７３（図１、図３参照；詳細図示せず）が装着されている。

また、エンジン１０には、換気空間２５およびブローバイガス排出空間２６を連通させることでクランクケース１４の内部を換気する複数の内部換気通路４６，４７，４８および４９（複数の換気通路）が形成されている。

図１に示すように、エンジン１０の特定の内部換気通路４６（特定の換気通路）は、機関本体１０Ｍのクランク軸１７の回転中心軸線方向における中央部より前端側に、機関本体１０Ｍの一側面に近接するように縦方向（シリンダ上下方向に対し平行にまたはわずかに傾斜して延びる方向）に形成されており、複数の内部換気通路４６〜４９のうち特定の内部換気通路４６以外の他の内部換気通路４７〜４９（他の換気通路）は、機関本体１０Ｍの一端側の他側面と機関本体１０Ｍの他端側の両側面とに近接するように配置されている。なお、ここにいう機関本体１０Ｍの一端側とは、例えばエンジン１０が車両に縦置き搭載された場合の前端側であり、機関本体１０Ｍの一端側の一側面とは、例えばエンジン１０が車両に縦置き搭載された場合に車両の前方側から見て左側（車両の右側）となる側面である。なお、この場合、エンジン１０のクランク軸１７は車両の前方側から見て時計回り（右回り）に回転する。

他の内部換気通路４７〜４９は、それぞれの上位端側でエンジン１０のシリンダヘッド１２の内部に連通するよう機関本体１０Ｍの上部の換気空間２５に連通し、この換気空間２５を介してスロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１ａに接続されている。他の内部換気通路４７〜４９は、またそれらの下端側でクランクケース１４側のブローバイガス排出空間２６に開口しており、その開口位置はオイルパン１９内のオイルの貯留量が最大となるときの静止液面高さより高い位置になっている。

ここで、特定の内部換気通路４６は、ブローバイガス還流管４２を通してスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに接続するブローバイガス還流経路４４のうち、換気空間２５およびブローバイガス排出空間２６の間に位置する一部の通路区間を構成している。この特定の内部換気通路４６は、長さ方向である縦方向の略中間部にその長さ方向と略直交する横孔部４６ｂを有しており、その横孔部４６ｂは、機関本体１０Ｍの一側面、例えば車両に縦置き搭載された場合に向って左側（車両の右側）となる側面に対して略直交する方向に所定長さだけ延在している。また、特定の内部換気通路４６は、横孔部４６ｂの外端側に連通する下端部４６ａと、横孔部４６ｂの内端側に連通する上端部４６ｃとを有している。なお、図２中では他の内部換気通路４７を真直な通路として図示しているが、他の内部換気通路４７〜４９も、具体的には特定の内部換気通路４６と略同様に長さ方向である縦方向の略中間部にその長さ方向と略直交する横孔部を有しており、それぞれの横孔部の外端側に連通する下端部と、横孔部の内端側に連通する上端部とを有している。

さらに、エンジン１０の機関本体１０Ｍには、特定の内部換気通路４６より通路断面積が小さく、特定の内部換気通路４６の横孔部４６ｂから機関本体１０Ｍの前端面側に向ってクランク軸１７の回転中心軸線方向に延在し、特定の内部換気通路４６の横孔部４６ｂを内部空間７２に連通させる連通路４５が形成されている。この連通路４５は、クランクケース１４側のブローバイガス排出空間２６に開口する特定の内部換気通路４６の下端開口部（詳細図示せず）から予め設定されたオイルの吸込み可能高さより鉛直方向の上方側に配置されている。

また、複数の内部換気通路４６〜４９の配置を、通路配置スペースを確保し易い隣接気筒間、例えば第１気筒および第２気筒の中間の位置に対応する機関本体１０Ｍの両側面近傍と、第３気筒および第４気筒の中間の位置に対応する機関本体１０Ｍの両側面近傍とに設定し、連通路４５の長さを特定の内部換気通路４６から機関本体１０Ｍの前端面側までの長さを設定する所定の条件下で、エンジン１０の各運転状態における機関本体１０Ｍの内部のＣＯ_２の濃度が予め設定された濃度レベル以下に維持されるように、ブローバイガス排出空間２６からの特定の内部換気通路４６を通したブローバイガスの排気と内部空間７２からの連通路４５を通した排気との排気流量の比の最適条件が予めの実験等によって決定され、それに応じて特定の内部換気通路４６と連通路４５の通路断面積の比が設定されている。

一方、ブローバイガス還流経路４４の途中でミスト状のオイルを還流ガスから分離・除去するオイルセパレータ５０は、エンジン１０の換気空間２５の内部あるいは換気空間２５の近傍に設けられ、その内部にブローバイガス還流経路４４の一部を形成している。

図３および図４に示すように、オイルセパレータ５０は、エンジン１０の内部で発生するブローバイガスをヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の長手方向の一端側（図３中の右端側）で気液分離室５１内に導入するようになっている。また、オイルセパレータ５０は、ブローバイガス還流管４２を介したブローバイガス還流経路４４の一部に気液分離室５１（図４（ｂ）参照）を形成し、その気液分離室５１内でブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルを回収可能に捕捉することで、ブローバイガスからオイル成分を分離するようになっている。すなわち、オイルセパレータ５０は、複数の内部換気通路４６〜４９のうちエンジン１０のスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに接続するブローバイガス還流経路４４上に配置され、このブローバイガス還流経路４４を通るブローバイガスからオイルを分離させるようになっている。

オイルセパレータ５０の気液分離室５１の内部構成は、邪魔板を複数設けた屈曲通路構造（例えば、特開２００８−１２１４７４号公報参照）であってもよいが、例えば公知の遠心分離方式の通路構造（例えば、特許文献３参照）と同様に、それぞれの内部でブローバイガスに旋回流を生じさせてオイルを吸気通路３１ｂ側への還流ガスから分離するようブローバイガス還流経路４４上に複数並列に挿入されたサイクロン式オイル分離部５２（遠心分離機構部）を有している（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。また、オイルセパレータ５０は、気液分離室５１の内部に並列する複数のサイクロン式オイル分離部５２に特定の内部換気通路４６からのブローバイガスを導入するガス導入口５３と、スロットルバルブ３２より下流側の吸気通路に接続するガス排出口５４とを有している。

オイルセパレータ５０は、さらに、気液分離室５１で分離されたオイルを回収するよう気液分離室５１の内底壁面５１ａを形成する底壁部６１と、その底壁部６１から鉛直方向下方側（斜め方向でもよい）に突出して気液分離室５１に通じる円形断面のドレーン通路６５を形成する略有底円筒状のドレーン通路形成部６２と、を有している。また、オイルセパレータ５０は、換気空間２５と気液分離室５１とを区画する状態で、シリンダヘッド１２に支持されるかヘッドカバー１１に支持されている。そして、底壁部６１は、気液分離室５１内でのブローバイガスの気液分離によって気液分離室５１の内底壁面５１ａ上に流下したオイルを後述するドレーン通路６５内に導くように、少なくとも内底壁面５１ａを形成するその上面側が水平面（前後車軸配置面）に対して傾斜している。

エンジン１０は、また、機関本体１０Ｍの前端側の下部付近に後述するオイルポンプ１００（図７参照）を有しており、オイルポンプ１００は、クランク軸１７の動力を基に駆動されるとき、動弁機構２０および張力保持機構７５にオイルを供給するようになっている。このオイルポンプ１００は、オイルパン１９内からオイルを汲み上げ、動弁機構２０のカムシャフト２１，２２等、あるいはクランク軸１７の軸受部等の各回転・摺動部を潤滑・冷却するようになっており、オイルポンプ１００から動弁機構２０に供給されたオイルの一部は、他の内部換気通路４７〜４９を通って機関本体１０Ｍのオイル貯留部であるオイルパン１９内に流下するようになっている。

図５および図６に示すように、カバー部材７３の内方側の内部空間７２には、タイミングチェーン７１に予め設定された張力を保持させる油圧式の張力保持機構７５が設けられている。

図６に示すように、張力保持機構７５は、タイミングチェーン７１の緩み側の一部の回動区間に摺動可能に接触するように図示しない上端部で機関本体１０Ｍの一端側に揺動可能に支持されたスリッパ７６と、このスリッパ７６をタイミングチェーン７１の一部の回動区間に向って付勢する油圧式のテンショナ７７と、を含んで構成されている。

特定の内部換気通路４６と内部空間７２とを連通させる連通路４５は、機関本体１０Ｍの前端側であってこのテンショナ７７の近傍で、カバー部材７３内の内部空間７２に開口している。

また、テンショナ７７は、内部にオイルポンプ１００からの油圧を導入するハウジング７８と、このハウジング７８に出没可能に支持されハウジング７８の内部に導入される油圧によってスリッパ７６をタイミングチェーン７１の一部の回動区間に向って付勢するピストン７９とを有し、さらに、ピストン７９をスリッパ７６側に付勢する圧縮コイルバネ７７ｓｐやオイルの逆流を阻止するチェック弁７７ｃｖ等を有している。そして、スリッパ７６に対向するピストン７９の先端面部には、ハウジング７８の内部に油圧が導入されるときに非作動中に侵入したエアを排出するエア抜き孔７９ａが開口しており、スリッパ７６とピストン７９とのうち少なくとも一方、例えばスリッパ７６には、スリッパ７６とピストン７９との間にエア抜き孔７９ａから流出するオイル連通路４５より下方側に流下させるオイル流下通路８１が形成されるように、スリッパ７６のピストン７９との当接面７６ａに対し縦長の凹状となるオイル流下溝部８２（凹部）が形成されている。

図７に示すように、オイルポンプ１００は、オイルパン１９からピックアップスクリーン１０７を通してオイルを汲み上げ、オイル通路１０１，１０２，１０３および１０４を通し、動弁機構２０のカムシャフト２１，２２の軸受部やカムシャフト２１，２２のカム部周辺を潤滑するためのオイルシャワーパイプ１１０、さらに、クランク軸１７の軸受ジャーナル部、ピストン１６およびコネクティングロッド１８等の摺動部や連結部等に供給されるようになっている。オイル通路１０１，１０２および１０３は、いわゆるメインギャラリー、ロッカーアームギャラリー、カムリフタギャラリーであり、エンジンブロックを構成するシリンダヘッド１２やシリンダブロック１３の内部、更にはその内部に装置された所定の部品等に孔や溝（他部材との間で通路を形成する）を形成して構成されている。なお、オイル通路１０１には圧力調整弁１１３が接続されるとともにオイルフィルタ１１４が挿入され、オイルフィルタ１１４をバイパスするバイパス通路１０１ａには逃がし弁１１５が設けられている。そして、オイルポンプ１００の吐出圧は圧力調整弁１１３によってそのリリーフ設定圧以下に制限され、オイルフィルタ１１４への供給圧が適正範囲を超えないように供給圧増加時に逃がし弁１１５が開弁するようになっている。

図１に戻り、エンジン１０の機関本体１０Ｍには、図示しないウォータポンプからの冷却水を導入し図外のラジエータ側の冷却水通路に排出するウォータージャケット９１や、シリンダブロック１３からシリンダヘッド１２への冷却水通路９２等が形成されている。また、シリンダブロック１３の側壁部を上下に貫通する複数の内部換気通路４６〜４９の横孔部４６ｂ等は、ダイカスト成型時に所定の深さに成形され、機械加工後にタイトプラグ４６ｐ，４７ｐ等によってその外端部を閉塞されている。さらに、図１および図６に示すように、テンショナ７７は、機関本体１０Ｍの前端面部１０ｆに油穴７４ａを開口させるテンショナ取付け部７４にボルト締結されており、油穴７４ａからハウジング７８の油圧導入穴７８ａを通してピストン７９をスリッパ７６側に付勢する油圧がハウジング７８内に導入されるようになっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態のブローバイガス還元装置を備えたエンジン１０においては、クランクケース１４内の換気のための複数の内部換気通路４６〜４９のうち特定の内部換気通路４６が、スロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに接続することで図１中に太い点線の矢印Ｃで示すようにブローバイガスを吸い出す排気通路として機能する一方で、複数の内部換気通路４６〜４９のうち特定の内部換気通路４６以外の他の内部換気通路４７〜４９が、図１中に太い破線の矢印Ａで示すように新気を導入する新気導入通路として機能する。したがって、クランクケース１４およびオイルパン１９の内部のブローバイガス排出空間２６から特定の内部換気通路４６を通してブローバイガスが排出されるとともに、他の内部換気通路４７〜４９を通してブローバイガス排出空間２６内に新気が導入され、クランクケース１４内が換気される。

また、エンジン１０の各運転状態における機関本体１０Ｍの内部のＣＯ_２濃度が予め設定された濃度レベル以下に維持されるように、ブローバイガス排出空間２６からの特定の内部換気通路４６を通したブローバイガスの排気と内部空間７２からの連通路４５を通した排気との排気流量の比が、特定の内部換気通路４６と連通路４５のガス流動抵抗の大小を左右する通路断面積比によって予め最適化されているので、クランクケース１４内の換気の機能を十分に確保しつつ下部の排気が不十分となり易い内部空間７２について適度の換気を行うことができることになる。

さらに、クランクケース１４内の換気の機能を高めるために特定の内部換気通路４６および他の内部換気通路４７〜４９の通路断面積を大きくしても、特定の内部換気通路４６が連通路４５によって機関本体１０Ｍとカバー部材７３の間の内部空間７２に連通していることから、エンジン１０の運転状態や車両運転状態に応じて液面変動したオイルにより特定の内部換気通路４６の下端側開口が塞がれたとき、連通路４５によって内部空間７２に連通する特定の内部換気通路４６内の負圧が増大し難くなり、特定の内部換気通路４６を通したオイルセパレータ５０内へのオイルの吸上げが防止される。

また、本実施形態では、特定の内部換気通路４６が、機関本体１０Ｍの前端側で機関本体１０Ｍの一側面に近接するように配置されているので、エンジン１０のシリンダブロック１３にクランクケース１４内の換気のための適度の通路断面積を有する複数の内部換気通路４６〜４９を形成することができるとともに、特定の内部換気通路４６と内部空間７２を連通させる連通路４５を短くすることができる。したがって、連通路４５の通路断面積を比較的小さく抑えながらも、オイルセパレータ５０内へのオイルの吸上げ防止効果と内部空間７２の換気効果とを共に確保することができる。

しかも、他の内部換気通路４７〜４９に連通する換気空間２５がシリンダヘッド１２の内部に連通するよう機関本体１０Ｍに形成され、オイルセパレータ５０が、並列する複数のサイクロン式オイル分離部５２を有するので、オイルセパレータ５０に十分にブローバイガスを導入し得るよう特定の内部換気通路４６の通路断面積を確保しつつ、新気導入通路である他の内部換気通路４７〜４９を相互に離れた複数箇所に容易に配置でき、クランクケース１４内の換気性能を高めるとともに、吸気通路３１側に還流するブローバイガスからのオイルの分離性能を高めることができる。また、他の内部換気通路４７〜４９が機関本体１０Ｍの一端側の他側面と機関本体１０Ｍの他端側の両側面とに近接するように配置されているので、直列多気筒のエンジン１０のシリンダブロック１３の内部に所要の通路断面積を有する複数の内部換気通路４６〜４９を配置できる。

加えて、機関本体１０Ｍが動弁機構２０および張力保持機構７５にオイルを供給するオイルポンプ１００を有し、オイルポンプ１００から動弁機構２０に供給されたオイルの一部が、図１中に太い二点鎖線の矢印Ｂで示すように他の内部換気通路４７〜４９を通って機関本体１０Ｍのオイル貯留部に流下することから、他の内部換気通路４７〜４９が新気導入通路だけでなくオイル落し用の通路にも兼用されることになり、エンジン１０の回転速度が高くなり動弁機構２０へのオイルの供給量が多くなってもシリンダヘッドからの十分なオイル落しが可能になるとともに、クランクケース１４の内圧が高くなるときには他の内部換気通路４７〜４９がブローバイガスの排出通路ともなり得ることから、クランクケース１４内にブローバイガスが充満することも確実に防止できる。

また、内部空間７２内にクランク軸から動弁機構２０に駆動力を伝えるタイミングチェーン７１が収納されるとともに、タイミングチェーン７１に予め設定された張力を保持させる油圧式の張力保持機構７５が設けられ、下部に換気通路が確保し難いカバー部材７３の内部空間７２において、連通路４５を介したブローバイガスの吸出し経路が確保され、内部空間７２の換気効率が向上することになる。

さらに、連通路４５が機関本体１０Ｍの一端側であってテンショナ７７の近傍で内部空間７２に開口しているので、シリンダブロック１３の成型等の面から連通路４５の開口位置とテンショナ７７の配設位置とが近接することになっても、テンショナ７７のピストン７９等と連通路４５が開口する機関本体１０Ｍの一端面部との間にガスの排気通路を確保することができる。

しかも、スリッパ７６に対向するピストン７９の先端面部にエア抜き孔７９ａが開口するとともに、スリッパ７６とピストン７９とのうち少なくとも一方によりエア抜き孔７９ａから流出するオイルを連通路４５の前端側の開口より下方側に流下させるオイル流下通路８１が形成されるので、連通路４５の開口位置とテンショナ７７の配設位置とが近接する場合でも、テンショナ７７のピストン７９のエア抜き孔７９ａから流出するオイルが連通路４５の前端開口部分から隔てられた状態でオイル流下通路８１を通って流下する。したがって、内部空間７２側の連通路４５の開口内にテンショナ７７からの流出オイルが吸い込まれることが確実に防止されることになる。

このように、本実施形態においては、機関本体１０Ｍのクランクケース１４内の換気を行う複数の内部換気通路４６〜４９のうち特定の内部換気通路４６が連通路４５によって機関本体１０Ｍとカバー部材の間の内部空間７２に連通しているので、液面変動したオイルにより特定の内部換気通路４６の下端側開口が塞がれたとしても、特定の内部換気通路４６内の負圧が増大するのを防止することができる。その結果、ブローバイガスからのオイルの分離性能に優れ、しかも、シリンダヘッド側の換気空間２５内へのオイルの吸上げを確実に防止することのできるブローバイガス還元装置を提供することができる。

また、本実施形態では、クランクケース１４側に開口する特定の内部換気通路４６の下端部から予め設定されたオイルの吸込み可能高さ（オイル貯留量最大時の液面から液面変動分の一定距離を隔てる高さ）より鉛直方向の上方側に配置されているので、オイルの吸込みがより有効に防止できる。しかも、特定の内部換気通路４６が、長さ方向の略中間部にその長さ方向と略直交する横孔部４６ｂを有し、連通路４５が特定の内部換気通路４６の横孔部４６ｂに連通しているとともに、横孔部４６ｂは、機関本体１０Ｍの一側面と略直交する方向に延在し、特定の内部換気通路４６が横孔部４６ｂの外端側に連通する下端部４６ａと横孔部４６ｂの内端側に連通する上端部４６ｃとを有しているので、機関本体１０Ｍを構成するシリンダブロック１３等の成型を容易にしつつ、特定の内部換気通路４６の所要の通路断面積を容易に確保できることになる。

なお、上述の一実施形態においては、内燃機関を直列の多気筒内の４サイクルのガソリンエンジンとしたが、本発明が気筒数の異なるエンジンや燃料の異なるエンジンにも適用できることは勿論である。また、オイルセパレータ５０は、ヘッドカバー１１の内方側に位置する場合を例示したが、ヘッドカバー１１の外方側に位置するようヘッドカバー１１に支持され、ドレーン通路形成部６２がヘッドカバー１１の一部を貫通するように構成されたものであってもよい。

また、上述の一実施形態におけるオイル流下溝部８２に代えて、図８に示すように、スリッパ７６のピストン７９との当接面７６ａに上端部８３ａと下端部８３ｂとを開口させるオイル流下通路孔８３（凹部）を形成してもよい。あるいは、図９に示すように、ピストン７９の先端面部にオイル流下溝部８４（凹部）を形成し、その内底面にエア抜き孔７９ａが開口するようにしてもよい。勿論、スリッパ７６とピストン７９の双方に対向するオイル流下溝部８２，８４を形成し、スリッパ７６およびピストン７９の間にオイル流下溝部８２，８４に対応するオイル流下通路を形成することも考えられる。

以上説明したように、本発明は、機関本体のクランクケース内の換気を行う複数の換気通路のうち特定の換気通路を連通路によって機関本体とカバー部材の間の内部空間に連通させているので、液面変動したオイルによりその特定の換気通路の下端側開口が塞がれたとしても、特定の換気通路内の負圧が増大するのを防止することができ、その結果、ブローバイガスからのオイルの分離性能に優れ、しかも、シリンダヘッド側の換気空間内へのオイルの吸上げを確実に防止することのできるブローバイガス還元装置を提供することができるという効果を奏するものであり、ブローバイガスの吸気通路側への還流通路上にオイル分離用のセパレータを配した内燃機関のブローバイガス還元装置全般に有用である。

１０ エンジン（内燃機関）
１０Ｍ 機関本体
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダブロック
１４ クランクケース
１７ クランク軸
１９ オイルパン
２０ 動弁機構
２５ 換気空間
２６ ブローバイガス排出空間
３１ａ 上流側の吸気通路（絞り弁より上流側の吸気通路）
３１ｂ 下流側の吸気通路（絞り弁より下流側の吸気通路）
３２ スロットルバルブ（絞り弁）
４１ 空気導入管
４２ ブローバイガス還流管
４３ ＰＣＶバルブ
４４ ブローバイガス還流経路（特定の換気通路）
４５ 連通路
４６ 特定の内部換気通路（特定の換気通路；ブローバイガス還流経路の一部）
４７，４８，４９ 他の内部換気通路（他の換気通路）
５０ オイルセパレータ
５１ 気液分離室
５２ サイクロン式オイル分離部（遠心分離機構部）
５３ ガス導入口
５４ ガス排出口
７１ タイミングチェーン（無端伝動要素）
７２ 内部空間
７３ カバー部材
７５ 張力保持機構
７６ スリッパ
７６ａ 当接面
７７ テンショナ
７８ ハウジング
７９ ピストン
７９ａ エア抜き孔
８１ オイル流下通路
８２，８４ オイル流下溝部（凹部）
８３ オイル流下通路孔（凹部）
８３ａ 上端部
８３ｂ 下端部
１００ オイルポンプ

Claims (8)

1. クランクケースの内部を換気する複数の内部換気通路および該内部換気通路を介して前記クランクケースの内部に連通する上部の動弁機構側の換気空間が形成された機関本体と、前記機関本体との間に内部空間を形成するようクランク軸の軸方向の一端側で前記機関本体に装着されたカバー部材と、前記内部空間内に収納されて前記クランク軸から前記動弁機構に駆動力を伝える無端伝動要素と、を備えた内燃機関に装備されるブローバイガス還元装置であって、
   前記内燃機関の絞り弁より下流側の吸気通路に接続され、前記複数の換気通路のうち特定の換気通路を通るブローバイガスからオイルを分離させるオイルセパレータを有しており、
   前記特定の換気通路が、前記機関本体の一端側に形成されるとともに、
   前記機関本体には、前記特定の換気通路より通路断面積が小さく、前記特定の換気通路のオイル吸込み可能高さより鉛直方向の上方側で前記特定の換気通路と前記内部空間とを連通させる連通路が形成されていることを特徴とするブローバイガス還元装置。
2. 前記特定の換気通路が、前記機関本体の一端側で前記機関本体の一側面に近接するように配置され、
   前記複数の換気通路のうち前記特定の換気通路以外の他の換気通路が、前記内燃機関の絞り弁より上流側の吸気通路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還元装置。
3. 前記他の換気通路が連通する前記換気空間が、前記内燃機関のシリンダヘッドの内部に連通するよう前記機関本体に形成され、
   前記オイルセパレータが、並列する複数の遠心分離機構部を有するとともに、該複数の遠心分離機構部に前記特定の換気通路からのブローバイガスを導入するガス導入口および前記絞り弁より下流側の吸気通路に接続するガス排出口を有していることを特徴とする請求項２に記載のブローバイガス還元装置。
4. 前記機関本体が、前記動弁機構にオイルを供給するオイルポンプを有し、
   前記オイルポンプから前記動弁機構に供給されたオイルの一部が、前記他の換気通路を通って前記機関本体のオイル貯留部に流下することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のブローバイガス還元装置。
5. 前記内部空間に、前記無端伝動要素に予め設定された張力を保持させる油圧式の張力保持機構が設けられ、前記連通路は、前記機関本体の一端側であって前記張力保持機構の近傍で前記内部空間に開口していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のブローバイガス還元装置。
6. 前記張力保持機構が、前記無端伝動要素の一部の回動区間に摺動可能に接触するよう前記機関本体の一端側に揺動可能に支持されたスリッパと、前記スリッパを前記無端伝動要素の一部の回動区間に向って付勢する油圧式のテンショナと、を含んで構成され、
   前記連通路が、前記機関本体の一端側であって前記テンショナの近傍で、前記内部空間に開口していることを特徴とする請求項５に記載のブローバイガス還元装置。
7. 前記テンショナが、内部に油圧を導入するハウジングと、該ハウジングに出没可能に支持され前記ハウジングの内部に導入される油圧によって前記スリッパを前記無端伝動要素の一部の回動区間に向って付勢するピストンと、を有し、
   前記スリッパに対向する前記ピストンの先端面部には、前記ハウジングの内部に油圧が導入されるときにエアを排出するエア抜き孔が開口するとともに、
   前記スリッパと前記ピストンとのうち少なくとも一方には、前記スリッパと前記ピストンとの間に前記エア抜き孔から流出するオイルを連通路より下方に流下させるオイル流下通路が形成されるように、前記スリッパと前記ピストンとの当接面に対し凹状となる凹部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のブローバイガス還元装置。
8. 前記他の換気通路が、前記機関本体の一端側の他側面と前記機関本体の他端側の両側面とに近接するように配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のブローバイガス還元装置。

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