JP5692149B2 - オイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを当該内燃機関の吸気系に還流させる還流通路の途中に設けられてブローバイガスからオイルを分離する分離室を有するオイルセパレータに関する。

従来、この種のオイルセパレータとしては例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載のオイルセパレータの分離室には不織布からなるフィルタが設けられており、ブローバイガスがフィルタを通過する際にブローバイガスに含まれているオイルが捕集されるようになっている。ちなみに、特許文献１に記載のオイルセパレータでは、分離室の底部においてフィルタよりも下流側の部位に排出孔が形成されており、フィルタにより捕集されたオイルは分離室の底部を伝って同排出孔から外部に排出される。

また従来、分離室の底部においてフィルタよりも上流側に排出孔が形成されたオイルセパレータがある。
図３に、こうしたオイルセパレータの断面構造を示す。

図３に示すように、このオイルセパレータ１２０では、分離室１２２に設けられたフィルタ１３０と底部１２４との間に間隙が形成されている。この間隙は、フィルタ１３０の目詰まり等によりブローバイガスがフィルタ１３０を通過しにくくなった場合であってもブローバイガスが吸気系に還流されるようにすることを目的として形成されている。

こうしたオイルセパレータ１２０によれば、フィルタ１３０により捕集されたオイルはフィルタ１３０から滴下し、底面１２５を伝って排出孔１２６から外部に排出されるようになる。また、底面１２５においてフィルタ１３０よりも下流側の部位は下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜しているため、フィルタ１３０から滴下したオイルがフィルタ１３０の下流側に流れ出ることが抑制されるようになる。これらのことから、フィルタ１３０から滴下したオイルがフィルタ１３０よりも下流側に流れ出ることが抑制され、内燃機関の吸気系に還流されることが抑制されるようになる。

特開２０１１―８９４６４号公報

ところが、図３に示すオイルセパレータ１２０の場合、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、フィルタ１３０と底面１２５との間には間隙が形成されているため、内燃機関の高負荷高回転時のように分離室１２２を流れるブローバイガスの流量及び流速が大きいときには、上記間隙を流れるブローバイガスによってフィルタ１３０から滴下するオイルがフィルタ１３０の下流側に持ち去られるとともにそのまま吸気系に還流されることがある。こうして吸気系に還流されたオイルは燃焼室において燃料と共に燃焼に供されることから、内燃機関のオイルの消費が増大することとなる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタから滴下するオイルがブローバイガスによって持ち去られてそのまま吸気系に還流されることを抑制することができ、内燃機関のオイルの消費を抑制することのできるオイルセパレータを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを当該内燃機関の吸気系に還流させる還流通路の途中に設けられてブローバイガスからオイルを分離する分離室を有するオイルセパレータであって、前記分離室に設けられてブローバイガスに含まれるオイルを捕集するフィルタと、前記分離室の底部において前記フィルタよりも上流側の部位に形成されて同フィルタから滴下するオイルを外部に排出する排出孔と、を有し、前記フィルタと前記分離室の底面との間には間隙が形成されているオイルセパレータにおいて、前記分離室の底面において前記フィルタよりも下流側の部位には同フィルタと同底面との間の間隙を通じてブローバイガスにより持ち去られるオイルを案内する庇部が突設され、前記分離室の底部には前記庇部と前記底面との間に案内されるオイルを外部に排出する下流側排出孔が形成されてなることをその要旨としている。

分離室を流れるブローバイガスの流量及び流速が大きいときには、フィルタと分離室の底面との間の間隙を流れるブローバイガスによってフィルタから滴下するオイルが持ち去られるようになる。ここで、上記構成によれば、こうして持ち去られたオイルが庇部と底面との間に案内されるとともに下流側排出孔を通じて外部に排出されるようになる。従って、フィルタから滴下するオイルがブローバイガスによって持ち去られてそのまま吸気系に還流されることを抑制することができ、内燃機関のオイルの消費を抑制することができるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオイルセパレータにおいて、前記庇部の先端と前記フィルタとの間には間隙が形成されてなることをその要旨としている。
同構成によれば、ブローバイガスによって持ち去られるオイルは質量が大きいことから上記庇部と底面との間に案内される一方、オイル以外のブローバイガスについては質量が小さいことからその多くが庇部の先端とフィルタとの間の間隙を通じて吸気系に還流されるようになる。このため、ブローバイガスを内燃機関の吸気系に的確に還流させることができるようになる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のオイルセパレータにおいて、前記分離室の底面において前記フィルタよりも下流側の部位は下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜してなることをその要旨としている。

同構成によれば、分離室の底面においてフィルタよりも下流側の部位が下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜しているため、フィルタから滴下したオイルが同フィルタの下流側に流れ出ることが抑制されるようになる。このため、フィルタから滴下したオイルを、フィルタの上流側に形成された排出孔を通じて外部に好適に排出することができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のオイルセパレータにおいて、前記庇部は前記分離室の底部と一体形成されてなることをその要旨としている。

同構成によれば、分離室の底部に庇部を設けることに起因してオイルセパレータを構成する部品の点数が増大することを回避することができるようになる。
（５）請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明は、請求項５に記載の発明によるように、前記分離室は内燃機関のシリンダヘッドカバー内に設けられてなるといった態様を持って具体化することができる。この場合、分離室がシリンダヘッドカバーの外部に設けられる構成に比べて、内燃機関を小型化することができるようになる。また車載内燃機関に対して適用される場合には、車両への搭載性を向上させることができるようになる。

本発明の一実施形態に係るオイルセパレータについて、同オイルセパレータが適用される内燃機関のブローバイガス処理装置の概略構成を示す概略図。 同実施形態のオイルセパレータについて、フィルタを中心とした断面構造を示す断面図。 従来のオイルセパレータについて、フィルタを中心とした断面構造を示す断面図。

以下、図１及び図２を参照して、本発明に係るオイルセパレータを、車載内燃機関のブローバイガス処理装置に適用されるオイルセパレータとして具体化した一実施形態について説明する。

図１に示すように、内燃機関はシリンダヘッド２、シリンダヘッドカバー４、シリンダブロック６、及びクランクケース８を備えている。シリンダブロック６、シリンダヘッド２、及びシリンダヘッドカバー４の内部にはクランクケース８内のブローバイガスを吸気通路に還流させる還流通路１０が形成されている。ちなみに、還流通路１０は吸気通路においてスロットルバルブの下流側の部位に接続されている。

この還流通路１０の途中、より詳しくはシリンダヘッドカバー４の内部にはブローバイガスからオイルを分離する分離室２２を有するオイルセパレータ２０が設けられている。
また、分離室２２には同分離室２２内のオイルをオイルパンへ戻す戻し通路１２が２つの排出孔（上流側排出孔２６、下流側排出孔２８）を介して接続されている。この戻し通路１２はシリンダヘッドカバー４、シリンダヘッド２、及びシリンダブロック６の内部に形成されている。

次に、図２を参照して、本実施形態のオイルセパレータ２０の構造について説明する。
尚、図２に、オイルセパレータ２０の断面構造を示す。また以降において、還流通路１０におけるブローバイガスの流れ方向、すなわちクランクケース８から吸気通路に向かうブローバイガスの流れ方向において上流側を単に上流側と称し、下流側を単に下流側と称する。

図２に示すように、オイルセパレータ２０は樹脂製のハウジング２１を備えており、このハウジング２１の内部空間が上記分離室２２とされている。この分離室２２には不織布からなるフィルタ３０が設けられている。ちなみに、フィルタ３０はハウジング２１の内壁に固定されている。尚、本実施形態では、図２における上下方向が鉛直方向に対応し、図２における左右方向が水平方向に対応している。

ここで、フィルタ３０とハウジング２１の底面２５との間には間隙３２が形成されている。この間隙は、フィルタ３０の目詰まり等によりブローバイガスがフィルタ３０を通過しにくくなった場合であってもブローバイガスが吸気系に還流されるようにすることを目的として形成されている。

ハウジング２１の底部２４においてフィルタ３０よりも上流側（図２における左側）の部位には上流側排出孔２６が形成されており、フィルタ３０から滴下するオイルが同上流側排出孔２６を通じて上記戻し通路１２に排出される。

また、底面２５においてフィルタ３０よりも下流側（図２における右側）の部位は下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜した傾斜面２５ａとされている。
本実施形態では、傾斜面２５ａにはフィルタ３０と底面２５との間の間隙３２を通じてブローバイガスにより持ち去られるオイルを案内する庇部３４が突設されている。この庇部３４は傾斜面２５ａからフィルタ３０側に向けて延びている。また、庇部３４の先端とフィルタ３０との間には間隙３６が形成されている。庇部３４の先端とフィルタ３０との間の間隙３６を小さく設定すると、同間隙３６を通じてブローバイガスが還流されにくくなる。一方、同間隙３６を大きく設定すると、同間隙３２を通じてブローバイガスにより持ち去られるオイルが吸気通路に還流されやすくなる。そこで、本実施形態では、これらのことを考慮して実験等を通じて上記間隙３６が適切な大きさに設定されている。

また、庇部３４は分離室２２の底部２４と一体形成されている。
また、底部２４には庇部３４と傾斜面２５ａとの間に案内されるオイルを戻し通路１２に戻す下流側排出孔２８が形成されている。すなわち、下流側排出孔２８の開口部２８ａは下流側から上記庇部３４によって覆われている。

次に、図２を参照して、本実施形態の作用について説明する。
図２に示すように、分離室２２を流れるブローバイガスの流量及び流速が小さいときには、フィルタ３０により捕集されたオイルはフィルタ３０から滴下し、底面２５を伝って上流側排出孔２６から戻し通路１２に戻されるようになる。また、底面２５においてフィルタ３０よりも下流側の部位が下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜した傾斜面２５ａとされているため、フィルタ３０から滴下したオイルがフィルタ３０の下流側に流れ出ることが同傾斜面２５ａによって抑制されるようになる。このため、フィルタ３０から滴下したオイルが上流側排出孔２６を通じて戻し通路１２に好適に戻されるようになる。

一方、分離室２２を流れるブローバイガスの流量及び流速が大きいときには、図２に矢印にて示すように、フィルタ３０と底面２５との間の間隙３２を流れるブローバイガスによってフィルタ３０から滴下するオイルが持ち去られるようになる。ここで、本実施形態によれば、こうして持ち去られたオイルが庇部３４と傾斜面２５ａとの間に案内されるとともに下流側排出孔２８を通じて戻し通路１２に戻されるようになる。

ここで、ブローバイガスによって持ち去られるオイルは質量が大きいことから庇部３４と底面２５との間に案内される一方、オイル以外のブローバイガスについては質量が小さいことからその多くが庇部３４の先端とフィルタ３０との間の間隙３６を通じて吸気通路に還流されるようになる。

以上説明した本実施形態に係るオイルセパレータによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）分離室２２の底面２５においてフィルタ３０よりも下流側の部位にはフィルタ３０と底面２５との間の間隙３２を通じてブローバイガスにより持ち去られるオイルを案内する庇部３４が突設されている。また、分離室２２の底部２４には庇部３４と底面２５との間に案内されるオイルを戻し通路１２に戻す下流側排出孔２８が形成されている。こうした構成によれば、フィルタ３０から滴下するオイルがブローバイガスによって持ち去られてそのまま吸気通路に還流されることを抑制することができ、内燃機関のオイルの消費を抑制することができるようになる。

（２）庇部３４の先端とフィルタ３０との間には間隙３６が形成されている。こうした構成によれば、ブローバイガスを吸気通路に的確に還流させることができるようになる。
（３）分離室２２の底面２５においてフィルタ３０よりも下流側の部位が下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜した傾斜面２５ａとされている。こうした構成によれば、フィルタ３０から滴下したオイルがフィルタ３０の下流側に流れ出ることを同傾斜面２５ａによって抑制することができ、オイルを上流側排出孔２６を通じて戻し通路１２に対して好適に戻すことができるようになる。

（４）庇部３４は分離室２２の底部２４と一体形成されている。こうした構成によれば、分離室２２の底部２４に庇部３４を設けることに起因してオイルセパレータ２０を構成する部品の点数が増大することを回避できるようになる。

（５）分離室２２はシリンダヘッドカバー４内に設けられている。こうした構成によれば、分離室がシリンダヘッドカバーの外部に設けられる構成に比べて、内燃機関を小型化することができるようになる。また、車両への搭載性を向上させることができるようになる。

尚、本発明に係るオイルセパレータは、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・樹脂製のハウジング２１について例示したが、ハウジングを金属製のものにすることもできる。

・不織布からなるフィルタ３０について例示したが、織布からなるフィルタや布以外のフィルタを採用することもできる。
・上記実施形態において例示したオイルセパレータ２０を水平方向に対して傾斜するようにしてシリンダヘッドカバー４に組み付けるようにすることもできる。

・上記実施形態では、庇部３４をハウジング２１の底部２４と一体形成したが、庇部を底部と別体にて形成し、同底部に対して同庇部を組み付けるようにすることもできる。
・上記実施形態のように、分離室２２の底面２５に傾斜面２５ａを設けることが、フィルタ３０から滴下したオイルがフィルタ３０の下流側に流れ出ることを抑制するようにする上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、こうした傾斜面を割愛することもできる。

・上記実施形態では、シリンダヘッドカバー４の内部に設けられるオイルセパレータ２０について例示したが、オイルセパレータの配設位置はこれに限られるものではなく、これをシリンダヘッドカバー４の外部に設けることもできる。要するに、還流通路の途中に設けられるものであればよい。

２…シリンダヘッド、４…シリンダヘッドカバー、６…シリンダブロック、８…クランクケース、１０…還流通路、１２…戻し通路、２０…オイルセパレータ、２１…ハウジング、２２…分離室、２４…底部、２５…底面、２５ａ…傾斜面、２６…上流側排出孔、２８…下流側排出孔、２８ａ…開口部、３０…フィルタ、３２…間隙、３４…庇部、３６…間隙、１２０…オイルセパレータ、１２２…分離室、１２４…底部、１２５…底面、１２６…排出孔、１３０…フィルタ。

Claims (5)

1. 内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを当該内燃機関の吸気系に還流させる還流通路の途中に設けられてブローバイガスからオイルを分離する分離室を有するオイルセパレータであって、
   前記分離室に設けられてブローバイガスに含まれるオイルを捕集するフィルタと、
   前記分離室の底部において前記フィルタよりも上流側の部位に形成されて同フィルタから滴下するオイルを外部に排出する排出孔と、を有し、
   前記フィルタと前記分離室の底面との間には間隙が形成されているオイルセパレータにおいて、
   前記分離室の底面において前記フィルタよりも下流側の部位には同フィルタと同底面との間の間隙を通じてブローバイガスにより持ち去られるオイルを案内する庇部が突設され、
   前記分離室の底部には前記庇部と前記底面との間に案内されるオイルを外部に排出する下流側排出孔が形成されてなる
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
2. 請求項１に記載のオイルセパレータにおいて、
   前記庇部の先端と前記フィルタとの間には間隙が形成されてなる
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のオイルセパレータにおいて、
   前記分離室の底面において前記フィルタよりも下流側の部位は下流側ほど鉛直方向上方に位置するように傾斜してなる
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のオイルセパレータにおいて、
   前記庇部は前記分離室の底部と一体形成されてなる
   ことを特徴とするオイルセパレータ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のオイルセパレータにおいて、
   前記分離室は内燃機関のシリンダヘッドカバー内に設けられてなる
   ことを特徴とするオイルセパレータ。