JP6413519B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関する。

従来、ブローバイガスを気液分離して吸気通路に還元させる内燃機関が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ブローバイガスをクランクケースに設けた吸込口からガス通路を介してオイルセパレータに導出し、オイルセパレータで気液分離した後で吸気通路に還元するように構成された車両用の内燃機関が開示されている。ブローバイガスは、吸気通路側の負圧によってクランクケース内から吸い上げられる。上記特許文献１では、クランクケース下部にオイルを貯留するオイル貯留部が設けられているため、ブローバイガスの吸込口は、オイル貯留部の近傍に配置されている。

特開２００９−１７４４６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された内燃機関では、ブローバイガスの吸込口がオイル貯留部の近傍に配置されているため、たとえば車両の登坂時、降坂時、旋回時などに油面が傾いた場合や、振動によってオイルの液滴が跳ね上げられた場合などに、吸込口がオイルによって塞がれる場合がある。このような場合、塞がれた吸込口以降のブローバイガスの還元経路の負圧が一時的に増大することによって、ブローバイガスをオイルの液滴ごと吸気通路に吸い上げてしまうことがある。すなわち、ブローバイガスの吸込口がオイルによって塞がれる場合に、吸気装置側にオイルの液滴を吸い上げてしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ブローバイガスの吸込口がオイルによって塞がれる場合にも、吸気装置側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することが可能な内燃機関を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における内燃機関は、燃焼室を含む内燃機関本体と、内燃機関本体に吸気を導入する吸気装置と、内燃機関本体の外側面に取り付けられ、内燃機関本体のブローバイガスに含まれるオイルを分離するためのオイルセパレータとを備え、オイルセパレータは、燃焼室よりも下方で内燃機関本体の内部と連通する第１吸込経路と、吸気装置の内部と連通する吐出経路と、燃焼室よりも上方に配置されたシリンダヘッドカバーまたはシリンダヘッドの内部と直接連通する第２吸込経路とに接続されており、第２吸込経路には、閉弁状態で設けられ、オイルセパレータ内の負圧の増大に基づいて開放される一方向バルブが設けられている。

この発明の一の局面による内燃機関では、上記のように、燃焼室よりも下方で内燃機関本体の内部と連通する第１吸込経路と、吸気装置の内部と連通する吐出経路と、燃焼室よりも上方で内燃機関本体の内部と連通する第２吸込経路とにオイルセパレータを接続するとともに、第２吸込経路に、閉弁状態で設けられ、オイルセパレータ内の負圧の増大に基づいて開放される一方向バルブを設ける。これにより、燃焼室よりも下方の第１吸込経路がオイルにより閉塞され、オイルセパレータ内の負圧が一時的に増大した場合に、一方向バルブを開放させてオイルセパレータと内燃機関本体の内部とを第２吸込経路によってバイパスさせることができる。この結果、オイルの液滴を吸気装置側に吸い上げるような大きな負圧状態が一時的に発生しても、オイルセパレータ内の負圧の増大を速やかに解消することができる。これにより、第１吸込経路におけるブローバイガスの吸込口がオイルによって塞がれる場合にも、吸気装置側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

また、第２吸込経路を常時連通状態とすると、吸気装置側の負圧が第１および第２吸込経路に分散されるため、第２吸込経路を閉鎖する場合と比べて第１吸込経路側でのブローバイガスの換気性能が低下することになる。これに対して、本発明によれば、オイルセパレータ内の負圧が増大しない通常時には一方向バルブを閉弁状態にして第２吸込経路を閉鎖しておくことができるので、第２吸込経路を設けた場合でも第１吸気経路側でのブローバイガスの換気性能を維持することができる。

また、内燃機関のレイアウト上、内燃機関本体内のガスの導出ポートなどの形成が容易なシリンダヘッドカバーに第２吸込経路を接続することができるので、第２吸込経路を容易に設けることができる。また、第２吸込経路をオイル貯留部から離間したシリンダヘッドカバーに接続することにより、第２吸込経路がオイルなどにより閉塞されることを防ぐことができる。

上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、一方向バルブは、第２吸込経路のオイルセパレータ側の端部において、オイルセパレータに取り付けられている。このように構成すれば、一方向バルブをオイルセパレータの内部に近接させることができる。この結果、たとえば一方向バルブを第２吸込経路の内燃機関本体側の端部に設ける場合と比較して、オイルセパレータ内の圧力変化に対する応答性を向上させることができるので、第２吸込経路の開閉を速やかに行うことができる。

上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、内燃機関本体は、車両に取り付けられており、第２吸込経路は、内燃機関本体とオイルセパレータとを、吸気装置に対して車両の後方側を通って直接接続するように設けられている。このように構成すれば、第２吸込経路の前方側に吸気装置が配置されるので、走行中の車両の走行風が第２吸込経路に当たることを抑制することができる。これにより、寒冷環境で車両が走行する場合に、第２吸込経路内のガスに含まれる水分が走行風によって凍結することを抑制することができる。

上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、内燃機関本体は、クランクシャフトと、クランクシャフトの回転軸線よりも下方に配置された開口部とを含み、オイルセパレータの第１吸込経路は、開口部に接続されている。このように構成すれば、ブローバイガスは、内燃機関のシリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出る、燃焼ガス及び未燃焼の混合気であるため、ブローバイガスが漏れ出す位置に開口部を近づけて配置することができる。これにより、第１吸込経路から効率よくブローバイガスを吸い出すことができるので、内燃機関内部の換気性を向上させることができる。なお、この場合、開口部がオイルの油面近傍に配置されることになるので、第１吸込経路がオイルによって塞がれる蓋然性が高くなる。これに対して、本発明によれば、上述したように、ブローバイガスの吸込口がオイルによって塞がれる場合にも、吸気装置側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

なお、本出願では、上記一の局面による内燃機関において、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、上記一の局面による内燃機関において、内燃機関本体は、車両に取り付けられており、第２吸込経路は、内燃機関本体とオイルセパレータとを、吸気装置に対して車両の前方側を通って直接接続するように設けられている。

（付記項２）
また、上記一の局面による内燃機関において、吸気装置は、第２吸込経路の一部を構成する中継通路部を内部に含み、第２吸込経路は、オイルセパレータと中継通路部の一端とを接続する第１部分と、中継通路部の他端と内燃機関本体とを接続する第２部分とを含む。

（付記項３）
また、上記第２吸込経路のオイルセパレータ側の端部において一方向バルブがオイルセパレータに取り付けられる構成において、オイルセパレータは、第１吸込経路が接続される吸込口と、吐出経路が接続される吐出口と、吸込口と吐出口とを接続する流路とを含み、第２吸込経路は、流路の吸込口よりも吐出口に近い位置に接続されている。

本発明によれば、上記のように、ブローバイガスの吸込口がオイルによって塞がれる場合にも、吸気装置側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるエンジンの概略的な全体構成を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態によるエンジンの装置構成を示した概念図である。 図２のオイルセパレータ周辺の具体的な縦断面図である。 オイルセパレータの内部構造を説明するための断面図である。 ＦＲ駆動方式の車両の一例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態によるエンジンの概略的な全体構成を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態によるエンジンの概略的な全体構成を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるガソリン機関からなるエンジン１００の構成について説明する。第１実施形態では、直列４気筒のエンジン１００の例を示す。また、以下では、クランクシャフト１１の延びる方向をＸ方向とし、クランクシャフト１１に直交する横方向をＹ方向とし、シリンダ２１（図２参照）の延びる方向をＺ方向（上下方向）として説明を行う。なお、エンジン１００は、本発明の「内燃機関」の一例である。

第１実施形態による自動車用のエンジン１００は、図１に示すように、シリンダヘッド１、シリンダブロック２、クランクケース３およびシリンダヘッドカバー（以下、「ヘッドカバー」という）４を含むアルミニウム合金製のエンジン本体１０を備えている。シリンダヘッド１と、シリンダブロック２と、クランクケース３と、ヘッドカバー４とは、それぞれ別体として構成されている。エンジン本体１０は、エンジン本体１０内をＸ方向に貫通するように配置されたクランクシャフト１１と、内部に設けられた燃焼室１２（図２参照）とを含む。また、エンジン本体１０の外側面のうち、クランクシャフト１１が延びるＸ方向に沿って延びる一方側（Ｙ２側）の外側面１０ａには、インテークマニホールド５と、オイルセパレータ６とが取り付けられている。第１実施形態では、オイルセパレータ６は、第１吸込経路６ａと、吐出経路６ｂと、第２吸込経路６ｃとに接続されている。なお、エンジン本体１０は、本発明の「内燃機関本体」の一例であり、インテークマニホールド５は、本発明の「吸気装置」の一例である。

インテークマニホールド５は、エンジン本体１０に吸気を導入する機能を有する。インテークマニホールド５は、エンジン本体１０の複数（４つ）の吸気ポート１ａにそれぞれ接続される複数（４つ）の分配配管５１と、複数の分配配管５１が合流するサージタンク５２とを含む。インテークマニホールド５は、図２に示すように、シリンダブロック２の複数（４つ）のシリンダ２１の上部にそれぞれ形成される燃焼室１２に、シリンダヘッド１の吸気ポート１ａを介して吸気を導入する吸気装置である。インテークマニホールド５は、ブローバイガスＢＧの導入ポート５３を含む。第１実施形態では、サージタンク５２の下面に、ブローバイガスＢＧの導入ポート５３が設けられている。

オイルセパレータ６は、エンジン本体１０のブローバイガスＢＧに含まれるオイルを分離するために設けられている。すなわち、オイルセパレータ６は、エンジン本体１０から流入したブローバイガスＢＧを、燃焼ガス及び未燃焼の混合気と、液体であるエンジンオイル（以下、単にオイルと呼ぶ）とに気液分離する機能を有している。オイルセパレータ６は、６,６−ナイロンなどの耐油性、耐熱性、耐薬品性、強度を有する樹脂から構成されている。オイルセパレータ６は、第１吸込経路６ａが接続される吸込口６１と、吐出経路６ｂが接続される吐出口６２と、吸込口６１と吐出口６２とを接続する流路６３とを含む。また、オイルセパレータ６は、図１に示すように、第２吸込経路６ｃが接続される接続口６４を含む。

図３に示すように、吸込口６１は、オイルセパレータ６の下端部に設けられている。吸込口６１は、エンジン本体１０に形成された開口部３２に配管部材を介することなく直接接続されることにより、エンジン本体１０の内部に連通している。

図４に示すように、吐出口６２は、オイルセパレータ６の上端部に設けられている。吐出口６２には、ＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｃｒａｎｋｃａｓｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）バルブ６５が取り付けられており、ＰＣＶバルブ６５を介して接続配管７の一端が接続されている。

ＰＣＶバルブ６５は、オイルセパレータ６の吐出口６２に直接取り付けられている。ＰＣＶバルブ６５は、インテークマニホールド５側（図１参照）とオイルセパレータ６側との圧力差に応じて開度を変更するように構成されている。また、ＰＣＶバルブ６５がブローバイガスＢＧの流量を調整する。

流路６３は、吸込口６１と吐出口６２とを接続している。流路６３は、屈曲したラビリンス構造に形成されている。ラビリンス構造の流路６３は、オイルセパレータ６の気液分離を行う分離部として機能する。吸込口６１は、流路６３の下端部（一端部）に配置され、吐出口６２は、流路６３の上端部（他端部）に配置されている。

接続口６４は、オイルセパレータ６の内部（流路６３）において、吸込口６１よりも吐出口６２に近い位置に配置されている。第１実施形態では、接続口６４は、吐出口６２と同じく流路６３の上端部（他端部）に配置されている。

第１吸込経路６ａは、図２に示すように、オイルセパレータ６を燃焼室１２よりも下方でエンジン本体１０の内部と連通させるように設けられている。第１吸込経路６ａは、エンジン本体１０の内部のブローバイガスＢＧをオイルセパレータ６に導入するためのガス導通経路である。第１吸込経路６ａは、エンジン本体１０の開口部３２に接続されている。すなわち、第１実施形態では、第１吸込経路６ａは、開口部３２と吸込口６１とによって直接接続された経路である。なお、第１吸込経路６ａは、開口部３２と吸込口６１とを配管などによって接続した経路であってもよい。

吐出経路６ｂは、オイルセパレータ６をインテークマニホールド５の内部と連通させるように設けられている。吐出経路６ｂは、オイルセパレータ６内のブローバイガスＢＧを吸気側のインテークマニホールド５に還元させるためのガス導通経路である。吐出経路６ｂは、オイルセパレータ６の吐出口６２（ＰＣＶバルブ６５）と、インテークマニホールド５の導入ポート５３とを接続している。第１実施形態では、図１に示すように、吐出口６２に設けられたＰＣＶバルブ６５の吐出側と、導入ポート５３とが、接続配管７によって直接接続されている。すなわち、吐出経路６ｂは、接続配管７によって吐出口６２（ＰＣＶバルブ６５）と導入ポート５３とが接続された経路である。接続配管７は、エンジン本体１０やインテークマニホールド５とは別体で形成された管部材からなる。

第２吸込経路６ｃは、図２に示すように、オイルセパレータ６を燃焼室１２よりも上方でエンジン本体１０の内部と連通させるように設けられている。第２吸込経路６ｃは、オイルセパレータ６内の負圧が増大した場合に連通するバイパス経路である。第２吸込経路６ｃは、ヘッドカバー４の内部と連通している。具体的には、第２吸込経路６ｃは、オイルセパレータ６の接続口６４と、ヘッドカバー４の導出ポート４１とを接続するように設けられている。第１実施形態では、図１に示すように、オイルセパレータ６の接続口６４と、ヘッドカバー４の導出ポート４１とが、バイパス配管８によって直接接続されている。すなわち、第１実施形態では、第２吸込経路６ｃは、バイパス配管８によって接続口６４と導出ポート４１とが接続された経路である。後述するように、第２吸込経路６ｃは、通常時は非連通状態となっている。

なお、図４に示すように、接続口６４は、吐出口６２と同じ流路６３の上端部に配置されているため、接続口６４に接続された第２吸込経路６ｃは、流路６３の吸込口６１よりも吐出口６２に近い位置でオイルセパレータ６に接続されている。バイパス配管８は、エンジン本体１０やオイルセパレータ６とは別体で形成された管部材からなる。

第１実施形態では、第２吸込経路６ｃには、閉弁状態で設けられ、オイルセパレータ６内の負圧の増大に基づいて開放される一方向バルブ６６が設けられている。一方向バルブ６６は、第２吸込経路６ｃのオイルセパレータ６側の端部において、オイルセパレータ６に取り付けられている。すなわち、一方向バルブ６６は、オイルセパレータ６の接続口６４に取り付けられており、一方向バルブ６６の吸込側にバイパス配管８が接続されている。

一方向バルブ６６は、たとえば、バルブを開閉するための弁体６６ａと、弁体６６ａを閉弁側（ヘッドカバー４側）に付勢する付勢部材６６ｂとを含む。一方向バルブ６６は、オイルセパレータ６内の負圧が閾値以上の大きさになると、付勢部材６６ｂの付勢力に打ち勝つ引張力が弁体６６ａに作用することにより、弁体６６ａが開弁方向に移動（図４の二点鎖線参照）して開弁状態（連通状態）となる。一方向バルブ６６は、オイルセパレータ６内の負圧が所定の閾値未満の大きさの通常状態では、弁体６６ａが接続口６４を塞ぐ位置（図４の実線参照）に付勢されることにより、閉弁状態を維持するように構成されている。なお、正確には、オイルセパレータ６内の負圧とは、一方向バルブ６６の吸込側であるヘッドカバー４側の内圧（バイパス配管８の内圧）とオイルセパレータ６の内圧との差圧である。

ここで、第１実施形態によるエンジン１００は、図５に示すように、たとえばＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）駆動方式が採用された車両１０１に搭載される。エンジン本体１０は、図１に示すように、ブラケット（エンジンマウントブラケット）９により車両１０１に取り付けられている。エンジン１００は、クランクシャフト１１が車両１０１の前後方向に沿うよう配置されて、ブラケット９に支持される。Ｘ１方向が車両１０１の前方であり、Ｘ２方向が車両１０１の後方である。クランクシャフト１１は、車両１０１の後部側から車両１０１の動力伝達装置と接続される。この場合、車両１０１の走行時に車両１０１内に取り込まれる空気流（走行風）が、車両前側（Ｘ１側）からＸ２方向に向けて流れることになる。

第１実施形態では、第２吸込経路６ｃは、エンジン本体１０とオイルセパレータ６とを、インテークマニホールド５に対して車両１０１の後方側（Ｘ２側）を通って直接接続するように設けられている。すなわち、バイパス配管８が、ヘッドカバー４の導出ポート４１とオイルセパレータ６の接続口６４（一方向バルブ６６）とを、インテークマニホールド５に対して車両１０１の後方側を通って接続している。より具体的には、バイパス配管８（第２吸込経路６ｃ）は、オイルセパレータ６の一方向バルブ６６（接続口６４）に接続された一端８１と、ヘッドカバー４の導出ポート４１に接続された他端８２との間で、ブラケット９およびインテークマニホールド５の後方側（Ｘ２側）を迂回するように設けられている。

ブラケット９は、エンジン本体１０のＹ２側の外側面１０ａにおいて、インテークマニホールド５よりも下方（Ｚ２側）に取り付けられている。ブラケット９は、インテークマニホールド５とオイルセパレータ６との間の位置に配置されている。また、吐出経路６ｂの接続配管７は、図３に示すように、ブラケット９に設けられた配管用通路９ａを貫通して、導入ポート５３とＰＣＶバルブ６５とを直接接続している。接続配管７は、配管用通路９ａを上下方向に直線状に通過（貫通）している。なお、図示しないが、吐出経路６ｂの接続配管７を、バイパス配管８と同じようにインテークマニホールド５およびブラケット９の後方を迂回するように設けてもよい。

次に、エンジン本体１０の構造について説明する。

図２に示すように、シリンダヘッド１の内部には、カムシャフト（図示せず）およびバルブ機構などが配置されているとともに、シリンダ２１に連通する吸気ポート１ａと排気ポート１ｂとを含んでいる。シリンダブロック２は、上端がシリンダヘッド１の下端（Ｚ２側）に接続されている。シリンダブロック２の内部には、ピストン２２がＺ方向に往復動する４個のシリンダ２１が形成されている。この４個のシリンダ２１には、吸気ポート１ａを介して、４本の分配配管５１（図１参照）から各々吸気が供給される。

シリンダ２１の上端部と、上死点位置におけるピストン２２の上面と、シリンダヘッド１の凹部とによって囲まれた空間が、燃焼室１２である。第２吸込経路６ｃが接続されるヘッドカバー４は、下端がシリンダヘッド１の上端（Ｚ１側）に接続されており、燃焼室１２よりも上方に配置されている。第１吸込経路６ａが接続されるクランクケース３（開口部３２）は、燃焼室１２よりも下方に配置されている。

クランクケース３は、上端がシリンダブロック２の下端（Ｚ２側）に接続されている。シリンダブロック２とクランクケース３とによって、エンジン本体１０の内部に中空のクランク室１０ｂが形成されている。クランク室１０ｂには、Ｘ方向（図３参照）に沿って延びる回転軸線Ａ回りに回転可能に接続されたクランクシャフト１１が配置されている。

クランクシャフト１１は、シリンダブロック２とクランクケース３との合わせ面に配置されるとともに回転可能に軸受けされている。この結果、クランクシャフト１１の回転軸線Ａと、シリンダブロック２とクランクケース３との合わせ面とは、上下方向（Ｚ方向）位置が略一致している。クランクシャフト１１は、コンロッド（コネクティングロッド）１３を介してピストン２２と連結されており、ピストン２２がシリンダ２１内を上下移動するのに伴ってクランクシャフト１１が回転駆動される。その際、ピストン２２の上方（Ｚ１側）の燃焼室１２からピストン２２とシリンダ２１との微小な隙間を介してブローバイガスＢＧがクランク室１０ｂに漏れ出てくる。

クランク室１０ｂの下部（Ｚ２側）には、オイルが貯留されるオイル貯留部３１が設けられている。オイルは、図示しないオイルポンプによりオイル貯留部３１からエンジン本体１０内の上部に汲み上げられてカムシャフトなどの動弁系タイミング部材（図示せず）やピストン２２の外周面などの摺動部を潤滑した後、自重により落下してオイル貯留部３１に戻される。また、クランクケース３の上端（シリンダブロック２とクランクケース３との合わせ面）は、オイル貯留部３１に貯留されたオイルＳの油面Ｇよりも上方に位置する。なお、本明細書においてオイルＳの油面Ｇとは、オイル貯留部３１に許容量（上限量）のオイルＳが貯留された状態における油面を意味している。

また、クランクケース３のＹ２側の外側面３ａには、オイルセパレータ６の吸込口６１が接続される開口部３２が設けられている。図３に示すように、開口部３２は、クランクケース３の内部のクランク室１０ｂと外部（オイルセパレータ６）とを接続するように、クランクケース３のＹ２側の外側面３ａをＹ方向に貫通している。オイルセパレータ６は、吸込口６１の位置を開口部３２の位置に一致させ、Ｏリングなどのシール部材６７を介してシールした状態で、締結部材（ボルト）によりエンジン本体１０の外側面１０ａに固定されている。また、開口部３２と吸込口６１とは、それぞれ、上下方向に延びる縦長の長円形状（図４参照）に形成されている。

ここで、オイルセパレータ６と開口部３２との位置関係について詳細に説明する。

図３に示すように、クランクケース３の開口部３２およびオイルセパレータ６の吸込口６１は、共に、上下方向（Ｚ方向）において、クランクシャフト１１の回転軸線Ａ（クランクセンター）よりも下方（Ｚ２側）で、かつ、オイル貯留部３１に溜められたオイルＳの油面Ｇよりも上方（Ｚ１側）に位置するように配置されている。つまり、クランクケース３の開口部３２およびオイルセパレータ６の吸込口６１は、共に、クランクシャフト１１の回転軸線Ａよりも上側のシリンダヘッド１やシリンダブロック２（図２参照）には配置されていない。

次に、図２〜図４を参照して、流路６３におけるブローバイガスＢＧの流通について説明する。

クランク室１０ｂから開口部３２および吸込口６１を介してオイルセパレータ６の内部に流入したブローバイガスＢＧ（図２参照）は、図４に示すように、吸込口６１からラビリンス構造の流路６３を通過する過程で、流路６３を区画する内壁面に衝突する。衝突の結果、ブローバイガスＢＧに含まれる液体のオイルがブローバイガスＢＧから分離される。液体のオイルが分離されたブローバイガスＢＧは、吐出口６２、ＰＣＶバルブ６５および接続配管７を介してインテークマニホールド５（図２参照）に還元される。

オイルセパレータ６で分離されたオイルは、図３に示すように、オイルの自重により、オイルセパレータ６の流路６３をブローバイガスＢＧの流通方向とは逆方向に流れて、吸込口６１および開口部３２の下部からクランク室１０ｂのオイル貯留部３１に戻される。このように、第１実施形態では、オイルセパレータ６のブローバイガスＢＧの吸込口６１と、分離したオイルの排出口とが共通となっている。ブローバイガスＢＧの吸込口６１と、分離したオイルの排出口とを別個に設けた場合には、吸込口６１と排出口とに圧力差が生じてブローバイガスＢＧの吸気側への還元効率に悪影響を及ぼすことがある。これに対して、第１実施形態では、吸込口６１とオイルの排出口とを共通にすることにより、圧力差が発生しない構造となっている。

次に、図２および図４を参照して、第２吸込経路６ｃの作用について説明する。

図２に示すように、通常時は、インテークマニホールド５の負圧によって、オイルセパレータ６の吸込口６１にブローバイガスＢＧが吸い込まれる。オイルセパレータ６とクランク室１０ｂの内部とは、第１吸込経路６ａを介して連通状態にあり、オイルセパレータ６の負圧は一方向バルブ６６の閾値未満に維持される。このため、一方向バルブ６６は閉弁状態に維持され、第２吸込経路６ｃは非連通状態となる。

そして、吸込口６１に吸い込まれたブローバイガスＢＧは、オイルセパレータ６で気液分離された後、吐出経路６ｂからインテークマニホールド５のサージタンク５２内に還元される。サージタンク５２内に還元されたブローバイガスＢＧは、各分配配管５１を経て各吸気ポート１ａに吸気と共に供給される。

一方、たとえば車両１０１の登坂、降坂、旋回時などで油面Ｇが傾いた場合や、振動によってオイルの液滴が跳ね上げられた場合などに、第１吸込経路６ａの開口部３２（吸込口６１）がオイルによって塞がれる可能性がある。この場合、オイルセパレータ６内では、第１吸込経路６ａおよび第２吸込経路６ｃの両方が閉鎖されることにより、一時的に負圧が増大する。この結果、オイルセパレータ６の負圧が一方向バルブ６６の閾値以上の大きさになるまで増大すると、図４の二点鎖線で示したように、一方向バルブ６６が開弁する。そして、オイルセパレータ６内とヘッドカバー４内とが、第２吸込経路６ｃを介して連通する。

ヘッドカバー４からのガスＨＧは、第２吸込経路６ｃを通って接続口６４からオイルセパレータ６内に導入される。この結果、オイルセパレータ６内の負圧増大が速やかに解消される。接続口６４から導入されたガスＨＧは、流路６３内の吸込口６１側に流れることなく、近傍の吐出口６２から吐出経路６ｂに吸い出されることになる。この結果、接続口６４から導入されたガスＨＧの流れが、吸込口６１を閉塞したオイルの液滴を吐出経路６ｂに運ぶことが抑制される。オイルによる閉塞が解消されてオイルセパレータ６内の負圧が所定の閾値未満に戻ると、一方向バルブ６６が閉弁して第２吸込経路６ｃが閉鎖される。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

すなわち、第１実施形態では、上記のように、燃焼室１２よりも下方でエンジン本体１０の内部と連通する第１吸込経路６ａと、インテークマニホールド５の内部と連通する吐出経路６ｂと、燃焼室１２よりも上方でエンジン本体１０の内部と連通する第２吸込経路６ｃとにオイルセパレータ６を接続するとともに、第２吸込経路６ｃに、閉弁状態で設けられ、オイルセパレータ６内の負圧の増大に基づいて開放される一方向バルブ６６を設ける。これにより、燃焼室１２よりも下方の第１吸込経路６ａがオイルにより閉塞され、オイルセパレータ６内の負圧が一時的に増大した場合に、一方向バルブ６６を開放させてオイルセパレータ６とエンジン本体１０の内部とを第２吸込経路６ｃによってバイパスさせることができる。この結果、オイルの液滴をインテークマニホールド５側に吸い上げるような大きな負圧状態が一時的に発生しても、オイルセパレータ６内の負圧の増大を速やかに解消することができる。これにより、第１吸込経路６ａにおけるブローバイガスＢＧの吸込口６１がオイルによって塞がれる場合にも、インテークマニホールド５側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

また、第２吸込経路６ｃを常時連通状態とすると、インテークマニホールド５側の負圧が第１吸込経路６ａおよび第２吸込経路６ｃに分散されるため、その分ブローバイガスＢＧの換気性能が低下することになる。これに対して、第１実施形態のエンジン１００によれば、通常時には一方向バルブ６６を閉弁状態にして第２吸込経路６ｃを閉鎖しておくことができるので、第２吸込経路６ｃを設けた場合でも第１吸気経路６ａ側でのブローバイガスＢＧの換気性能を維持することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２吸込経路６ｃを、ヘッドカバー４の内部と連通するように設ける。これにより、導出ポート４１の形成が容易なヘッドカバー４に第２吸込経路６ｃを接続することができるので、第２吸込経路６ｃを容易に設けることができる。また、第２吸込経路６ｃをオイル貯留部３１から離間したヘッドカバー４に接続することにより、第２吸込経路６ｃがオイルなどにより閉塞されることを防ぐことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２吸込経路６ｃのオイルセパレータ６側の端部において、一方向バルブ６６をオイルセパレータ６に取り付ける。これにより、一方向バルブ６６をオイルセパレータ６の内部に近接させることができる。この結果、オイルセパレータ６内の圧力変化に対する応答性を向上させることができるので、第２吸込経路６ｃの開閉を速やかに行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第２吸込経路６ｃを、インテークマニホールド５に対して車両１０１の後方側（Ｘ２側）を通ってエンジン本体１０とオイルセパレータ６とを直接接続するように設ける。これにより、第２吸込経路６ｃの前方にインテークマニホールド５が配置されるので、走行中の車両１０１の走行風が第２吸込経路６ｃに当たることを抑制することができる。この結果、寒冷環境で車両１０１が走行する場合に、第２吸込経路６ｃ内のガスに含まれる水分が走行風によって凍結することを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、クランクシャフト１１の回転軸線Ａよりも下方（Ｚ２方向）に配置された開口部３２をエンジン本体１０に設ける。そして、オイルセパレータ６の第１吸込経路６ａを、開口部３２に接続する。これにより、ブローバイガスＢＧが漏れ出す位置に開口部３２を近づけて配置することができる。その結果、第１吸込経路６ａから効率よくブローバイガスＢＧを吸い出すことができるので、エンジン１００内部の換気性を向上させることができる。この場合、開口部３２がオイルＳの油面Ｇ近傍に配置されることになるが、第１実施形態のエンジン１００によれば、上述したように、ブローバイガスＢＧの吸込口６１がオイルによって塞がれる場合にも、インテークマニホールド５側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、第２吸込経路６ｃを、インテークマニホールド５の後方側を通ってエンジン本体１０とオイルセパレータ６とを直接接続するように設けた上記第１実施形態と異なり、第２吸込経路１０６ｃを、インテークマニホールド５の前方側を通ってエンジン本体１０とオイルセパレータ６とを直接接続するように設けた例について説明する。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態のエンジン２００では、第２吸込経路１０６ｃは、エンジン本体１０とオイルセパレータ６とを、インテークマニホールド５に対して車両１０１（図５参照）の前方側（Ｘ１側）を通って直接接続するように設けられている。すなわち、バイパス配管１０８が、ヘッドカバー４の導出ポート１４１とオイルセパレータ６の接続口１６４とを、インテークマニホールド５に対して車両１０１の前方側を通って直接接続するように設けられている。なお、図６では、ブラケット９の図示を省略している。なお、エンジン２００は、本発明の「内燃機関」の一例である。

バイパス配管１０８（第２吸込経路１０６ｃ）は、一端８１と他端８２との間で、インテークマニホールド５の前方側を迂回するように設けられている。より具体的には、接続口１６４がオイルセパレータ６の上面（Ｚ１側側面）に設けられており、バイパス配管１０８の一端８１が一方向バルブ６６にＺ１側から接続されている。また、導出ポート１４１がヘッドカバー４の前方側部分（Ｘ１側部分）で、インテークマニホールド５よりも前方側の位置に設けられており、バイパス配管８の他端８２が導出ポート１４１に接続されている。

第２実施形態のエンジン２００は、インテークマニホールド５の前方側（Ｘ１側）に、補器類１０２の設置スペースが設けられるケースにおいて特に有効である。この場合、バイパス配管１０８（第２吸込経路１０６ｃ）は、インテークマニホールド５の前方側（Ｘ１側）で、かつ、補器類１０２の設置スペースよりも後方側（Ｘ２側）を通るように設けられる。この結果、バイパス配管１０８（第２吸込経路１０６ｃ）は、Ｘ２方向に流れる走行風に対して、補器類１０２の下流側（Ｘ２側）に配置される。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

すなわち、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、大きな負圧状態が一時的に発生しても、オイルセパレータ６内の負圧の増大を速やかに解消することができるので、第１吸込経路６ａにおけるブローバイガスＢＧの吸込口６１がオイルによって塞がれる場合にも、インテークマニホールド５側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

また、インテークマニホールド５に対して車両１０１の前方側（Ｘ１側）に補器類１０２などが配置される場合には、これらの補器類１０２によって走行中の車両１０１の走行風がバイパス配管１０８（第２吸込経路１０６ｃ）に当たることを抑制することができる。その結果、寒冷環境で車両１０１が走行する場合にも、走行風によってバイパス配管１０８（第２吸込経路１０６ｃ）内の水分が凍結するのを抑制することができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図５および図７を参照して、第３実施形態について説明する。この第２実施形態では、第２吸込経路６ｃ（１０６ｃ）がインテークマニホールド５を迂回する上記第１および第２実施形態と異なり、第２吸込経路２０６ｃを、インテークマニホールド２０５の内部を通過してエンジン本体１０とオイルセパレータ６とを直接接続するように設けた例について説明する。なお、第３実施形態において、上記第１または第２実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。なお、図７でも、ブラケット９の図示を省略している。インテークマニホールド２０５は、本発明の「吸気装置」の一例である。

第３実施形態のエンジン３００では、第２吸込経路２０６ｃは、インテークマニホールド２０５の内部を通過してエンジン本体１０とオイルセパレータ６とを直接接続するように設けられている。なお、エンジン３００は、本発明の「内燃機関」の一例である。

具体的には、インテークマニホールド２０５は、第２吸込経路２０６ｃの一部を構成する中継通路部２５１を内部に含む。中継通路部２５１は、インテークマニホールド２０５の下面に設けられた第１接続ポート２５２と、インテークマニホールド２０５の上面に設けられた第２接続ポート２５３とを接続するように設けられたガス通路である。また、中継通路部２５１は、分配配管５１およびサージタンク５２とは連通せずに独立して設けられたガス通路である。第１接続ポート２５２は、サージタンク５２の下面に下向きに設けられている。中継通路部２５１は、サージタンク５２の周壁部に沿って延びるとともに、４本の分配配管５１のうち、中央の２本の分配配管５１の間を通るように設けられている。第２接続ポート２５３は、中央の２本の分配配管５１の間の位置で、上方に向けて設けられている。

第２吸込経路２０６ｃは、オイルセパレータ６と中継通路部２５１の一端（第１接続ポート２５２）とを接続する第１部分２６１と、中継通路部２５１の他端（第２接続ポート２５３）とエンジン本体１０とを接続する第２部分２６２とを含む。なお、第１部分２６１および第２部分２６２は、それぞれ、上記第１実施形態のバイパス配管８と同様の管部材からなる。

より具体的には、第１部分２６１の一端が接続口１６４の一方向バルブ６６にＺ１側から接続され、第１部分２６１の他端が第１接続ポート２５２にＺ２側から接続されている。

また、第２部分２６２の一端が第２接続ポート２５３にＺ１側から接続され、第２部分２６２の他端がヘッドカバー４の導出ポート２４１に接続されている。これにより、第２吸込経路２０６ｃは、導出ポート２４１を介してヘッドカバー４の内部とオイルセパレータ６とを連通させている。導出ポート２４１は、ヘッドカバー４のＸ方向の中央部に配置されており、Ｘ方向位置を第２接続ポート２５３のＸ方向位置に対応させている。

このようにして、第３実施形態では、第２吸込経路２０６ｃは、第１部分２６１および第２部分２６２と、中継通路部２５１とによって構成されている。

第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

すなわち、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、大きな負圧状態が一時的に発生しても、オイルセパレータ６内の負圧の増大を速やかに解消することができるので、第１吸込経路６ａにおけるブローバイガスＢＧの吸込口６１がオイルによって塞がれる場合にも、インテークマニホールド２０５側にオイルの液滴を吸い上げることを抑制することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、第２吸込経路２０６ｃの一部を構成する中継通路部２５１をインテークマニホールド２０５の内部に形成する。そして、オイルセパレータ６と中継通路部２５１の一端（第１接続ポート２５２）とを接続する第１部分２６１と、中継通路部２５１の他端（第２接続ポート２５３）とエンジン本体１０とを接続する第２部分２６２とを含む第２吸込経路２０６ｃを設ける。これにより、第２吸込経路２０６ｃがインテークマニホールド２０５内を通過するので、走行中の車両１０１の走行風が第２吸込経路２０６ｃに当たることを抑制することができる。その結果、寒冷環境で車両１０１が走行する場合に、第２吸込経路２０６ｃ内のガスに含まれる水分が走行風によって凍結することを抑制することができる。

第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、オイルセパレータ６がエンジン本体１０（シリンダブロック２およびクランクケース３）のＹ２側の外側面１０ａに取り付けられている例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、オイルセパレータ６をエンジン本体１０のクランクケース３のＹ２側の外側面３ａに取り付ける一方、シリンダブロック２のＹ２側の外側面には取り付けないように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、エンジン本体１０がシリンダヘッド１、シリンダブロック２、クランクケース３およびヘッドカバー４を含む例について示したが、本発明はこれに限られない。エンジン本体がシリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケースおよびヘッドカバー以外の部材を含んでいてもよい。たとえば、エンジン本体が、クランクシャフトを支持するラダーフレームと、オイル貯留部を有するオイルパンとを含んでもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、シリンダブロック２とクランクケース３とを別体で構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、シリンダブロックとクランクケースとを一体として構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、ＦＲ駆動方式の車両１０１に搭載するエンジンの例を示したが、本発明はこれに限られない。どのような駆動方式の車両に搭載されるエンジンに本発明を適用してもよい。また、自動車に限らず、どのような車両に搭載されるエンジンに本発明を適用してもよいし、車両以外の用途の内燃機関に本発明を適用してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、ラビリンス構造の流路６３からなる分離部を有するオイルセパレータ（いわゆる慣性衝突型のオイルセパレータ）の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、オイルセパレータは、オイルセパレータ内でブローバイガスの旋回流を作り、遠心力によって気液分離を行う遠心分離型のオイルセパレータや、ブローバイガスを通過させるフィルタによって気液分離を行うフィルタ内蔵型のオイルセパレータであってもよい。また、オイルセパレータは、これらの複数方式の分離部の組み合わせにより構成されていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、第２吸込経路をヘッドカバー４に接続する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば第２吸込経路をシリンダヘッドに接続してもよい。第２吸込経路は、燃焼室よりも上方でエンジン本体の内部と連通するように設けられていればよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１吸込経路をクランクケース３（開口部３２）に接続する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば第１吸込経路をシリンダブロックに接続してもよい。第１吸込経路は、燃焼室よりも下方でエンジン本体の内部と連通するように設けられていればよい。

４ ヘッドカバー（シリンダヘッドカバー）
５、２０５ インテークマニホールド（吸気装置）
６ オイルセパレータ
６ａ 第１吸込経路
６ｂ、吐出経路
６ｃ、１０６ｃ、２０６ｃ 第２吸込経路
１０ エンジン本体（内燃機関本体）
１０ａ 外側面
１１ クランクシャフト
１２ 燃焼室
３２ 開口部
６６ 一方向バルブ
１００、２００、３００ エンジン（内燃機関）
１０１ 車両
Ａ 回転軸線
ＢＧ ブローバイガス

Claims (4)

1. 燃焼室を含む内燃機関本体と、
   前記内燃機関本体に吸気を導入する吸気装置と、
   前記内燃機関本体の外側面に取り付けられ、前記内燃機関本体のブローバイガスに含まれるオイルを分離するためのオイルセパレータとを備え、
   前記オイルセパレータは、前記燃焼室よりも下方で前記内燃機関本体の内部と連通する第１吸込経路と、前記吸気装置の内部と連通する吐出経路と、前記燃焼室よりも上方に配置されたシリンダヘッドカバーまたはシリンダヘッドの内部と直接連通する第２吸込経路とに接続されており、
   前記第２吸込経路には、閉弁状態で設けられ、前記オイルセパレータ内の負圧の増大に基づいて開放される一方向バルブが設けられている、内燃機関。
2. 前記一方向バルブは、前記第２吸込経路の前記オイルセパレータ側の端部において、前記オイルセパレータに取り付けられている、請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記内燃機関本体は、車両に取り付けられており、
   前記第２吸込経路は、前記内燃機関本体と前記オイルセパレータとを、前記吸気装置に対して前記車両の後方側を通って直接接続するように設けられている、請求項１または２に記載の内燃機関。
4. 前記内燃機関本体は、クランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転軸線よりも下方に配置された開口部とを含み、
   前記オイルセパレータの前記第１吸込経路は、前記開口部に接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。

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