JP6519285B2 - 内燃機関およびオイルセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関およびオイルセパレータに関する。

従来、ブローバイガスを気液分離する内燃機関用のオイルセパレータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、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オイル分離装置（オイルセパレータ）が開示されている。このオイル分離装置では、内燃機関本体の外側面に凹状のハウジングが形成されており、ハウジングにセパレータが所定の隙間を有して挿入された状態でハウジングが外側から封止されている。また、ハウジング底部には内燃機関本体と連通するブローバイガスの導入通路が形成されており、導入通路を介して吸引されたブローバイガスがセパレータ内部の増速通路を通過して衝突壁に衝突することによりオイルが分離される。なお、分離後のオイルは、衝突壁に沿って延びるオイル排出通路を介してハウジングの内部空間に落下した後、オイル排出通路から離れたハウジング底部に開口する導入通路を介して内燃機関本体に戻される。なお、オイル排出通路にオイルがある程度満たされて油頭（オイルの液柱）が形成されることにより、この油頭よりも小さい圧力損失となる増速通路にブローバイガスが流通されてセパレータにオイル分離機能が発揮されるように構成されている。また、オイル排出通路においては、油頭の形成が保たれた状態でオイルが流下される。

特開２００９−１５０３５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたオイル分離装置では、オイル排出通路とハウジング底部の導入通路との間にハウジングの内部空間が介在するため、オイル排出通路に油頭（液柱）が形成されるのにある程度の時間が掛かると考えられる。このため、内燃機関本体の始動後、油頭（液柱）が形成されるまでは、導入通路からのブローバイガスがオイル排出通路を介してセパレータ内に直接吸引されることに起因して、ブローバイガスに含まれるオイルが適切に分離されず吸気系へ持ち去られてしまう。このため、内燃機関本体の始動後に、オイルセパレータにおいてオイル分離機能を早期に発揮させることができない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、内燃機関本体の始動後に、オイルセパレータにおいてオイル分離機能を早期に発揮させることが可能な内燃機関およびこのオイルセパレータを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における内燃機関は、内燃機関本体と、内燃機関本体の外表面に内燃機関本体とは別体で取り付けられ、内燃機関本体から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、内燃機関本体の内部と連通してブローバイガスが流入するブローバイガス吸込口と、オイルセパレータ内で分離されたオイルを排出するように設けられ、ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を有するオイル排出通路と、を含み、オイル排出通路の断面積は、ブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい。

この発明の第１の局面による内燃機関では、上記のように、ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を有するオイル排出通路をオイルセパレータに設けることによって、オイルセパレータの作動直後（内燃機関の始動直後）からブローバイガス吸込口を通過中のオイルをブローバイガス吸込口に直接接続されたオイル排出口を介してオイル排出通路に迅速に吸い込ませることができる。これにより、オイル排出通路に迅速に油頭（オイルの液柱）を形成することができるので、迅速な油頭形成とともにオイル排出通路の油頭よりも小さい圧力損失となるオイルセパレータ内のブローバイガス流路にブローバイガスを流通させることができる。すなわち、油頭形成に時間が掛かりその間ブローバイガスに含まれるオイルがオイル排出通路をバイパスして吸気系へ持ち去られてしまうのが防止されるので、内燃機関本体の始動後に、オイルセパレータにおいてオイル分離機能を早期に発揮させることができる。
また、上記第１の局面による内燃機関において、好ましくは、オイル排出通路の断面積は、全区間に亘ってブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい。
また、上記第１の局面による内燃機関において、好ましくは、オイルセパレータは、ブローバイガスに含まれる大粒径の液状オイルを捕集する液状オイル分離部と、液状オイル分離部の下流に設けられ、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルミストを捕集するオイルミスト分離部とをさらに含み、液状オイル分離部には、下流端で通路断面積が最も小さくなる整流部が形成されており、整流部の通路断面積は、下流に向かうにつれて徐々に縮小されている。

上記第１の局面による内燃機関において、好ましくは、オイル排出口には、ブローバイガス吸込口に位置するオイルが充填されるように構成されている。

このように構成すれば、オイル排出口での確実なオイルの充填とともにオイル排出通路を迅速に液状オイルで封止することができるので、ブローバイガスに含まれるオイルミストの吸気系への持ち去りをいち早く防止することができる。そして、オイルが充填されたオイル排出口を起点として、オイル排出通路内に油頭（オイルの液柱）を迅速かつ確実に形成することができる。

上記第１の局面による内燃機関において、好ましくは、オイルセパレータは、ブローバイガスに含まれる大粒径の液状オイルを捕集する液状オイル分離部と、液状オイル分離部の下流に設けられ、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルミストを捕集するオイルミスト分離部とをさらに含み、オイル排出通路は、オイルミスト分離部により捕集したオイルミストを、ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を介して排出するように構成されている。

このように構成すれば、液状オイル分離部において大粒径の液状オイルを捕集する一方、液状オイル分離部の下流のオイルミスト分離部において小粒径のオイルミストを捕集しかつ捕集された液化されたオイルを、オイル排出通路を介して液状オイル分離部よりも上流のブローバイガス吸込口に確実に排出することができる。また、オイルミスト分離部で捕集されたオイルミストの液化分のみをオイル排出通路から排出すればよいので、その分、オイル排出通路の断面積（内径）を小さく構成することができる。したがって、小さい断面積を有するオイル排出通路により、迅速な油頭形成を可能とするオイル排出通路をオイルセパレータ内に容易に設けることができる。

この場合、好ましくは、オイルセパレータは、オイルセパレータのブローバイガス排出口と、オイルミスト分離部におけるオイル排出通路へのオイル流入口との間を仕切るように設けられ、内燃機関本体の吸気負圧に起因してオイル排出通路内のオイルが吸引されるのを抑制する仕切壁を有する。

このように構成すれば、内燃機関本体の吸気負圧の突発的な変動（吸気脈動）に起因してオイル排出通路内のオイルがオイル流入口から瞬間的に噴出する場合であっても、噴出したオイルを仕切壁に衝突させて噴出の勢いをなくすことができる。これにより、噴出の勢いとともにまとまった量の液状オイルが直接的にブローバイガス排出口から吸気系へ持ち去られてしまうのを効果的に抑制することができる。

この発明の第２の局面におけるオイルセパレータは、内燃機関本体の外表面に内燃機関本体とは別体で取り付けられ、内燃機関本体からのブローバイガスに含まれるオイルを分離するオイルセパレータ本体を備え、オイルセパレータ本体は、内燃機関本体の内部と連通してブローバイガスが流入するブローバイガス吸込口と、オイルセパレータ本体内で分離されたオイルを排出するように設けられ、ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を有するオイル排出通路と、を含み、オイル排出通路の断面積は、ブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい。

この発明の第２の局面によるオイルセパレータでは、第１の局面と同様に、内燃機関本体の始動後に、オイルセパレータ本体においてオイル分離機能を早期に発揮させることができる。

なお、本出願では、以下のような構成も考えられる。

（付記項１）
また、上記第１の局面による内燃機関において、オイル排出通路のオイル排出口は、ブローバイガス吸込口の最下部近傍に接続されている。

（付記項２）
また、上記第１の局面による内燃機関において、オイル排出通路は、オイル流入口から下方に向かって垂直方向に沿って延びる第１通路部分と、第１通路部分に接続され、オイル排出口に向かって斜め下方に延びる第２通路部分とを含む。

（付記項３）
また、上記オイルセパレータがオイルミスト分離部を含む内燃機関において、オイルセパレータは、オイルセパレータのブローバイガス排出口とオイルミスト分離部におけるオイル排出通路へのオイル流入口との間に形成された通路断面積拡大部をさらに含む。

本発明の一実施形態によるエンジンの概略的な構成を示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるエンジンおよびオイルセパレータの断面図である。 本発明の一実施形態によるエンジン本体を側方から見た図である。 本発明の一実施形態によるオイルセパレータの構造を示した分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるオイルセパレータの本体部の内部構造を示した平面図である。 本発明の一実施形態によるミスト捕集部（カバー部）の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるオイルセパレータの内部構造を示した図である。 本発明の一実施形態によるオイルセパレータ内のブローバイガス流を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［実施形態］
図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態によるエンジン１００について説明する。

（エンジンの概略的な構造）
エンジン１００（内燃機関の一例）は、図１に示すように、車両（図示せず）の前後方向（Ｘ軸方向）にクランクシャフト１５が揃えられた状態でエンジンルーム（図示せず）内に設置されている。また、エンジン１００は、エンジン本体１０（内燃機関本体の一例）と、チェーンカバー２０と、ヘッドカバー３０と、吸気マニホールド４０と、オイルセパレータ５０と、マウントブラケット９０とを備えている。エンジン本体１０は、シリンダヘッド１、シリンダブロック２およびクランクケース３を含む。また、吸気マニホールド４０およびオイルセパレータ５０は、エンジン本体１０のＹ２側の外側面１０ａ（外表面の一例）の各々の高さ位置に取り付けられている。

また、図２に示すように、シリンダブロック２とその下方に締結されるクランクケース３とによってクランク室３ａが形成されている。クランク室３ａには、ピストン１１およびコンロッド１２を介してＸ軸（回転軸線Ａ）まわりに回転可能に接続されたクランクシャフト１５が配置されている。また、クランクシャフト１５は、回転軸線Ａがシリンダブロック２とクランクケース３との合わせ面Ｂの高さ位置に揃えられている。また、クランク室３ａには、エンジンオイル（以下、オイルという）を溜めるオイル貯留部３ｂが設けられている。オイルは、オイルポンプ（図示せず）によりエンジン本体１０内の上部に汲み上げられてピストン１１の外周面などに供給された後、自重により滴下してオイル貯留部３ｂに戻される。なお、オイル貯留部３ｂ内でのオイルの油面（最大高さ）は、クランクケース３の上端となる合わせ面Ｂの高さ位置よりも下方に存在する。

また、図２および図３に示すように、クランクケース３のＹ２側の外側面３ｃには、厚み方向（矢印Ｙ２方向）に貫通する開口部３ｄが設けられている。また、図３に示すように、開口部３ｄは、上下方向に延びた長円形断面を有し、開口部３ｄの周縁部３ｅは、外側面３ｃから突出している。また、開口部３ｄの周辺領域およびシリンダブロック２の外側面２ｃには、ねじ穴３ｆおよび２ｆが形成されている。

吸気マニホールド４０は、図１に示すように、サージタンク４１と、サージタンク４１の下流側に配置された吸気ポート４２とを含む。また、吸気マニホールド４０は、各シリンダ２ａ（図２参照）の上方に形成される燃焼室（図示せず）に、シリンダヘッド１から吸入空気を分配供給する役割を有する。

オイルセパレータ５０は、図２に示すように、ブローバイガス（ＰＣＶガス）を気液分離する機能を有する。ブローバイガスとは、エンジン１００の駆動中にシリンダ２ａの内壁面とピストン１１との隙間からクランク室３ａに吹き漏れた燃焼ガスを含む未燃焼混合気を示す。また、ブローバイガスにはクランク室３ａ内の大粒径の液状オイルやこれよりも粒径が小さい小粒径（粒径：φ１〜２μｍ程度）のオイルミストが含まれる。したがって、オイルセパレータ５０においては、未燃焼混合気と、大粒径の液状オイルや小粒径のオイルミストとが互いに分離され、分離後のオイルはクランク室３ａに戻されるように構成されている。また、オイルセパレータ５０の下流には、ガス流量を制御するＰＣＶバルブ８０が設けられている。また、オイルセパレータ５０は、ＰＣＶバルブ８０の下流に接続された接続ホース８１を介して吸気マニホールド４０（図１参照）と連通されている。

エンジン１００では、吸気系の負圧によってクランク室３ａ内のブローバイガスがオイルセパレータ５０に吸引されて、オイルセパレータ５０によってブローバイガスに含まれるオイル成分が分離される。そして、オイル成分が分離されたブローバイガスがＰＣＶバルブ８０および接続ホース８１を介して吸気マニホールド４０に還流されることにより、クランク室３ａの換気が行われる。

（オイルセパレータの詳細な構造）
オイルセパレータ５０は、図４に示すように、カバー部５０ａが本体部５０ｂ（オイルセパレータ本体の一例）に振動溶着されることにより一体化されるように構成されている。カバー部５０ａおよび本体部５０ｂには、耐油性、耐熱性、耐薬品性および十分な強度を有する樹脂材料（ガラス繊維を含むナイロン系の樹脂材料）が用いられる。また、オイルセパレータ５０は、最下部（Ｚ２側）に設けられた吸込口５１（ブローバイガス吸込口）と、最上部（Ｚ１側）に設けられた排出口５２（ブローバイガス排出口）とを有する。なお、吸込口５１はカバー部５０ａに開口しているが、この吸込口５１から本体部５０ｂの内壁面６１が内側に窪む入口部分（第１区間６０ａの起点部分）の領域一帯が「ブローバイガス吸込口」に含まれる。また、排出口５２は、本体部５０ｂに形成されている。

また、吸込口５１は、断面が山形形状（傘形状）を有した状態で矢印Ｙ１方向に所定量突出する庇部５１ａが上側の縁部に形成されるとともに、庇部５１ａ以外の部分は下方に延びて長円形状に開口している。これにより、図２に示すように、クランク室３ａ内で上方から落下したオイルがクランク室３ａ内に延びた庇部５１ａに遮られて吸込口５１に直接吸引されないように構成されている。また、排出口５２は、段付きの内周面を有して上端が上方に延びる円筒状に形成されており、内部にＰＣＶバルブ８０が保持されている。

また、オイルセパレータ５０は、カバー部５０ａが本体部５０ｂに接合された状態（図８参照）で、図７に示すように、液状処理部６０（液状オイル分離部の一例）とミスト処理部７０（オイルミスト分離部の一例）とが内部に設けられている。すなわち、液状処理部６０とミスト処理部７０とがオイルセパレータ５０内で一体化されている。液状処理部６０はブローバイガスに含まれる大粒径の液状オイルを捕集する一方、ミスト処理部７０はブローバイガスに含まれる小粒径のオイルミストを捕集する機能を有する。また、吸込口５１（図８参照）の直後（下流）に液状処理部６０が配置され、液状処理部６０の直後（下流）にミスト処理部７０が配置され、ミスト処理部７０の下流に設けられた後述する拡張室７４を介して排出口５２（図８参照）が配置されている。

液状処理部６０は、図４および図５に示すように、ブローバイガスの流れ方向に沿って三次元的（Ｘ、ＹおよびＺ軸方向）に入り組んだ内壁面６１を有する。また、吸込口５１の奥のすり鉢状となった内壁面６１の部分から矢印Ｚ１方向に延びる第１区間６０ａが最も矢印Ｙ２方向に窪んでおり、矢印Ｚ１方向に突き当たった内壁面６１（壁部６２）の部分で矢印Ｘ１方向に曲げられるとともに矢印Ｘ２方向に約１８０度Ｕターンする第２区間６０ｂは、第１区間６０ａよりも深さがやや浅い。そして、液状処理部６０には、第２区間６０ｂの下流端で通路断面積が最も小さくなる整流部６３ａが形成されている。整流部６３ａにおける内壁面６１の部分は、Ｕ字状の内面が下流（矢印Ｘ２方向）に向かうにつれて滑らかにすぼまされて通路断面積が徐々に縮小されている。これにより、整流部６３ａを通過するガス流の整流とガス流の流速増加とが図られるように構成されている。また、整流部６３ａは、後述するミスト捕集部７５（捕集部材７６）にブローバイガスが向かうようにブローバイガス流を通路断面の中心領域に集めるように整流する役割も有している。

ミスト処理部７０は、三次元的（Ｘ、ＹおよびＺ軸方向）に入り組んだ内側面７１を有する。そして、ミスト処理部７０は、ミスト捕集部７５（図６参照）を収容するための収容部７２と、収容部７２の直後に配置されたリブ状の衝突板７３と、衝突板７３を隔てて収容部７２よりも内容積（通路断面積）が拡大された拡張室７４とを有する。なお、収容部７２は、液状処理部６０とミスト処理部７０との境界領域近傍に形成されている。また、拡張室７４の天井部に排出口５２が上方に向けて開口するように形成されている。

ミスト捕集部７５は、図４および図６に示すように、カバー部５０ａの内面５０ｅに一体的に設けられている。詳細には、図６に示すように、内面５０ｅに対して矢印Ｙ２方向に垂直に突出する平板状の保持部５０ｃが形成されており、ミスト捕集部７５は、保持部５０ｃと、保持部５０ｃ内に一体成型された捕集部材７６とによって構成される。ここで、捕集部材７６は、骨格が海綿のように不規則かつ三次元の編目状を有する金属多孔質体からなる。このような金属多孔質体は、Ｎｉ金属やＮｉ合金（Ｎｉ−Ｃｒ合金）などの金属材料を用いて製造される。そして、平板状の金属多孔質体（捕集部材７６）をインサート成型法を用いて保持部５０ｃに一体成型することにより、保持部５０ｃの中央部に内側面が円周状に形成された絞り部７５ａが形成され、かつ、絞り部７５ａから金属多孔質体の捕集部材７６が円形状のオイル捕集領域７６ａを有して露出されるように形成される。

保持部５０ｃのＹ１側の根元部分には、内面５０ｅに対して滑らかに傾斜する斜面を有する整流部６３ｂが一体的に形成されている。整流部６３ｂは、カバー部５０ａが本体部５０ｂに取り付けられた際、本体部５０ｂ側におけるＵ字状の整流部６３ａの欠けた部分に対応して嵌め込まれる。これにより、液状処理部６０（図５参照）は、整流部６３ａ（図５参照）と整流部６３ｂ（図６参照）とによって、第２区間６０ｂの終端領域が円周状にすぼめられている。また、整流部６３ｂは保持部５０ｃを補強する機能も兼ねている。

なお、保持部５０ｃの中央部に絞り部７５ａが設けられることにより、ミスト捕集部７５においても通路断面が絞られてガス流速が増加した状態でブローバイガスがオイル捕集領域７６ａ（捕集部材７６）を通過することになる。なお、図７では、カバー部５０ａが本体部５０ｂに取り付けられた状態（図８参照）での収容部７２におけるミスト捕集部７５（捕集部材７６）の配置状態を図示している。

また、図７に示すように、オイルセパレータ５０がエンジン本体１０（図２参照）に搭載された状態で、ミスト捕集部７５（捕集部材７６）は、重力方向における下部側が上部側よりもブローバイガスの流通方向に沿って下流側に傾斜して配置されている。なお、ミスト捕集部７５の傾斜角度は、水平方向（Ｘ軸方向）に対して約４０度以上約６０度以下の傾斜角度で傾斜されるのが好ましい。そして、衝突板７３は、傾斜したミスト捕集部７５に平行となった状態で、ミスト捕集部７５の下流に所定の隙間を隔てて配置されている。また、衝突板７３の下部領域から通路断面積が拡張されるように拡張室７４が形成されている。拡張室７４は、排出口５２直前でのブローバイガス流の流速減少と、流速減少後のブローバイガスからオイルミストを重力落下させることとを目的として設けられている。

（オイルセパレータにおけるドレン通路の構造）
ここで、本実施形態では、オイルセパレータ５０の内部にドレン通路５３（オイル排出通路）が設けられている。また、ドレン通路５３は、オイルを排出するためのオイル排出口５４が吸込口５１（第１区間６０ａの起点における内壁面６１）に直接接続されている。

より詳細には、図５に示すように、拡張室７４のＺ２側の底部７４ａにドレン通路５３のオイル流入口５５が開口しており、オイル流入口５５から垂直下方向（矢印Ｚ２方向）に延びる第１通路５３ａと、第１通路５３ａに対して屈曲して接続され斜め下方に延びる第２通路５３ｂとを経て、オイル排出口５４が吸込口５１（第１区間６０ａの起点における内壁面６１の部分）に直接開口している。この場合、オイル排出口５４は、吸込口５１（内壁面６１）の最下部近傍に接続されてこの位置で開口している。また、ドレン通路５３の断面積Ｓ２（内径ｄからなる通路断面積）は、全区間（第１通路５３ａおよび第２通路５３ｂ）に亘って吸込口５１の断面積Ｓ１（通路断面積）よりも小さい。したがって、図７に示すように、吸込口５１と排出口５２とは、液状処理部６０、ミスト処理部７０および拡張室７４を介するガス流路Ｒに加えて、Ｚ軸方向の高低差ｈ（オイル排出口５４から油面までの油頭の高さ）を有するドレン通路５３によっても連通されている。

また、本実施形態では、図５および図７に示すように、拡張室７４の底部７４ａのオイル流入口５５と拡張室７４の天井部の排出口５２との間を仕切るようにリブ状の仕切壁７７が設けられている。仕切壁７７は、エンジン本体１０の吸気脈動などの突発的な吸気負圧の変動に起因してドレン通路５３内のオイルが吸引されるのを抑制する役割を有する。

（オイルセパレータ作動時の機能）
以上の構成により、オイルセパレータ５０は、作動時に、以下のように機能する。まず、エンジン１００（図１参照）が停止された状態では、オイルセパレータ５０にブローバイガス流が生じないので、液状処理部６０およびミスト処理部７０のいずれからもオイルは分離されず、ドレン通路５３内にもオイル（オイルの液柱）は存在しない。そして、エンジン１００の始動直後においては、吸気系の負圧を利用してブローバイガスが吸込口５１から吸引され始める。

ここで、本実施形態では、図７に示すように、オイル排出口５４が吸込口５１に直接接続されることによって、吸込口５１に位置するオイルがオイル排出口５４に迅速に充填されるように構成されている。また、ドレン通路５３の断面積Ｓ２（内径ｄからなる通路断面積）が吸込口５１の断面積Ｓ１（通路断面積）よりも小さいので、ブローバイガスの吹き抜け（オイルミストの持ち去り）を極力生じさせずにオイル排出口５４を介して第２通路５３ｂにオイルが充填される。そして、第２通路５３ｂで短時間のうちにオイルが増えて油面が第１通路５３ａにまで達する。これにより、ドレン通路５３にオイルがある程度満たされて油頭（オイルの液柱）が形成される。この場合、ドレン通路５３には、高低差ｈ（オイル排出口５４から油面までの液柱高さ）に対応したオイルの水頭損失が発生する。

これにより、図８に示すように、オイルの水頭損失よりも小さい圧力損失となるように液状処理部６０およびミスト処理部７０が設計されたガス流路Ｒにオイル成分を含むブローバイガスがいち早く流通される。また、ブローバイガスは、三次元的に入り組んだ形状の内壁面６１（壁部６２など）に慣性衝突を繰り返す。これにより、まず、液状処理部６０において大粒径の液状オイルが捕集される。大粒径の液状オイルは、内壁面６１を流れ下って吸込口５１に戻される。また、大粒径の液状オイルが分離されたブローバイガスは、整流部６３ａおよび６３ｂにおいて通路断面の中心領域にガス流が集められるとともにガス流の流速増加とが図られて下流のミスト処理部７０（ミスト捕集部７５）へ導かれる。

そして、ミスト処理部７０においては小粒径のオイルミストが捕集される。すなわち、ミスト捕集部７５（捕集部材７６）においてオイルミストが捕集されて保持部５０ｃを液状オイルとなって流れ下る。また、捕集部材７６において捕集された液状オイルはブローバイガス流の勢いを利用して下流の衝突板７３に飛ばされて衝突板７３の傾斜面を伝って流下（落下）する。さらには、衝突板７３の下流の拡張室７４で流速が低下されたブローバイガスからもオイルミストが重力落下する。これらにより、ミスト処理部７０において分離されたオイルは、拡張室７４の底部７４ａへと集められる。このようにして、液状処理部６０およびミスト処理部７０においてそれぞれオイル分離機能が発揮される。

そして、底部７４ａに集められたオイルは、オイル流入口５５から引き込まれてドレン通路５３内の油頭（オイルの液柱）に吸収される。また、ドレン通路５３内では、オイルの水頭損失がその時点でのガス流路Ｒ側の圧力損失よりも所定量だけ大きくなるように高低差ｈ（油頭の高さ）が保たれる。すなわち、オイルの水頭損失がその時点でのガス流路Ｒ側の圧力損失よりも所定量だけ大きくなるような高低差ｈを超えてドレン通路５３に流入したオイルは、その分だけ、吸込口５１に直接接続されるオイル排出口５４を介して吸込口５１に排出される。なお、エンジン本体１０の吸気負圧が最大値となった場合（ガス流路Ｒ側の圧力損失が最大値となった場合）でも、ドレン通路５３内に形成される油頭の油面が第１通路５３ａ内に保持されるように、オイル排出口５４からオイル流入口５５までの垂直距離が予め確保された状態となってドレン通路５３は設計されている。また、エンジン本体１０の吸気負圧が最大値となった場合でも、油頭の油面は、オイル流入口５５から下方に下がった位置に保持されるように第１通路５３ａ全体の長さ（垂直距離）が確保されている。そして、吸込口５１に排出されたオイルは、傾斜した内壁面６１の部分を流れ落ちてオイル貯留部３ｂ（図２参照）に確実に戻される。

なお、液状処理部６０では、吸込口５１の断面積Ｓ１（通路断面積）は、ガス流路Ｒの部分の断面積（通路断面積）よりも大きい。これにより、車両走行中にエンジン１００が傾いてオイル貯留部３ｂから多量の液状オイルが吸込口５１から吸引されかけても、縦長円形状の吸込口５１が液状オイルによって完全に塞がれないので、液状オイルがそのままミスト処理部７０へ導かれない。また、オイルセパレータ５０では、液状処理部６０において分離された大粒径の液状オイルに加えてミスト処理部７０からドレン通路５３を介して排出されるオイルも共通の吸込口５１を介してオイル貯留部３ｂに戻される。この意味で、吸込口５１は、ブローバイガスの吸込み機能とオイルの排出機能とを兼ね備えている。

（オイルセパレータまわりの構造）
また、図１および図３に示すように、オイルセパレータ５０は、シリンダブロック２の外側面２ｃとクランクケース３の外側面３ｃとに跨るようにエンジン本体１０の外側面１０ａに取り付けられている。具体的には、締結部材５（図１参照）を本体部５０ｂの４つのねじ挿入孔５０ｆ（図４参照）を介してねじ穴２ｆおよび３ｆに締め込むことによってオイルセパレータ５０が外側面１０ａに取り付けられる。また、図４に示すように、カバー部５０ａの外表面には溝部５０ｄが形成されており、溝部５０ｄにはシール部材６（図２参照）が嵌め込まれている。そして、吸込口５１を外側面３ｃに対してＹ２側から対向させ、カバー部５０ａがシール部材６を介して周縁部３ｅに押し当てられる。これにより、クランク室３ａと液状処理部６０とが、外部に対して気密性を維持しつつ連通される。

また、図２に示すように、オイルセパレータ５０の吸込口５１は、クランクシャフト１５の回転軸線Ａよりも下方で、かつ、オイル貯留部３ｂにおけるオイルの油面よりも上方に位置する。また、接続ホース８１は、マウントブラケット９０に形成された貫通孔９１を貫通してサージタンク４１に接続されている。すなわち、接続ホース８１の外部（外気）への露出領域が短くなるので、低外気温下であっても接続ホース８１内部の水分が凍結するのが抑制されている。また、マウントブラケット９０は、シリンダブロック２の外側面２ｃに取り付けられており、マウントブラケット９０は、衝撃を吸収可能なインシュレータ（図示せず）を介してエンジン本体１０を車両（エンジンルーム）側に固定する役割を有している。本実施形態におけるエンジン１００は、上記のように構成されている。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、吸込口５１（第１区間６０ａの起点となる内壁面６１の部分）に直接接続されるオイル排出口５４を有するドレン通路５３を設けることによって、オイルセパレータ５０の作動直後（エンジン１００の始動直後）から吸込口５１を通過中のオイルを吸込口５１に直接接続されたオイル排出口５４を介してドレン通路５３に迅速に吸い込ませることができる。これにより、ドレン通路５３に迅速に油頭（オイルの液柱）を形成することができるので、迅速な油頭形成とともにドレン通路５３の油頭よりも小さい圧力損失となるオイルセパレータ５０内のガス流路Ｒにブローバイガスを流通させることができる。すなわち、油頭形成に時間が掛かりその間ブローバイガスに含まれるオイルがドレン通路５３をバイパスして吸気系へ持ち去られてしまうのが防止されるので、エンジン１００の始動後に、オイルセパレータ５０にオイル分離機能を早期に発揮させることができる。

また、本実施形態では、オイル排出口５４に吸込口５１に位置するオイルが充填されるようにドレン通路５３を形成することによって、オイル排出口５４での確実なオイルの充填とともにドレン通路５３を迅速に液状オイルで封止することができるので、ブローバイガスに含まれるオイルミストの吸気系への持ち去りをいち早く防止することができる。そして、オイルが充填されたオイル排出口５４を起点として、ドレン通路５３内にオイルの油頭（オイルの液柱）を迅速かつ確実に形成することができる。

また、本実施形態では、ミスト処理部７０により捕集したオイルミストを吸込口５１に直接接続されるオイル排出口５４を介して排出するようにドレン通路５３を構成することによって、液状処理部６０において大粒径のオイルミストを捕集する一方、液状処理部６０の下流のミスト処理部７０において小粒径のオイルミストを捕集しかつ捕集された液化されたオイルを、ドレン通路５３を介して液状処理部６０よりも上流の吸込口５１に確実に排出することができる。また、ミスト処理部７０で捕集されたオイルミストの液化分のみをドレン通路５３から排出すればよいので、その分、ドレン通路５３の断面積Ｓ２（内径ｄ）を小さく構成することができる。したがって、小さい断面積Ｓ２を有するドレン通路５３により、迅速な油頭形成を可能とするドレン通路５３をオイルセパレータ５０内に容易に設けることができる。

また、本実施形態では、排出口５２とドレン通路５３へのオイル流入口５５との間を仕切るように仕切壁７７を設けることによって、エンジン本体１０の吸気負圧の突発的な変動（吸気脈動）に起因してドレン通路５３内のオイルがオイル流入口５５から瞬間的に噴出する場合であっても、噴出したオイルを仕切壁７７に衝突させて噴出の勢いをなくすことができる。これにより、噴出の勢いとともにまとまった量の液状オイルが直接的に排出口５２から吸気系へ持ち去られてしまうのを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ドレン通路５３の断面積Ｓ２（内径ｄからなる通路断面積）が吸込口５１の断面積Ｓ１よりも小さいので、エンジン１００の始動後（オイルセパレータ５０の作動後）に、ブローバイガスの吹き抜け（オイルミストの持ち去り）を極力生じさせずにオイル排出口５４を介して第２通路５３ｂにオイルを充填することができる。

また、本実施形態では、ドレン通路５３のオイル排出口５４が吸込口５１（第１区間６０ａの起点における内壁面６１）の最下部近傍に接続されるので、吸込口５１の最下部近傍に存在するオイルを迅速にオイル排出口５４に引き込むことができる。これにより、第２通路５３ｂに油頭（オイルの液柱）を迅速かつ確実に形成することができる。

また、本実施形態では、オイル流入口５５から下方に向かって垂直方向に沿って延びる第１通路５３ａと、オイル排出口５４に向かって斜め下方に延びる第２通路５３ｂとによってドレン通路５３を構成するので、第２通路５３ｂの部分で早期のオイル充填を図るとともに、垂直方向に沿って延びる第１通路５３ａの部分で、油頭（オイルの液柱）を確実に形成することができる。

また、本実施形態では、ミスト処理部７０におけるブローバイガスの排出口５２とドレン通路５３へのオイル流入口５５との間に拡張室７４を形成することによって、ミスト捕集部７５を通過した後でかつ排出口５２の直前におけるブローバイガス流の流速を効果的に減少させることができる。また、拡張室７４では、流速が減少された後のブローバイガスから底部７４ａに向けてオイルミストを重力落下させることができる。したがって、ミスト処理部７０全体としてのオイル分離性能を向上させることができる。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、オイル流入口５５から垂直方向に延びる第１通路５３ａと、第１通路５３ａに対して屈曲して接続される第２通路５３ｂとによってドレン通路５３を構成したが、本発明はこれに限られない。屈曲部を設けずにオイル流入口５５とオイル排出口５４とを直線的に結んで高低差ｈを確保可能にドレン通路５３を形成してもよい。

また、上記実施形態では、オイル排出口５４を吸込口５１の最下部近傍に接続するように構成したが、本発明はこれに限られない。すなわち、吸込口５１においてオイルが存在する領域であれば、オイル排出口５４を吸込口５１の最下部に接続してもよいし最下部から若干上方の内壁面６１に開口するように接続してもよい。

また、上記実施形態では、オイルセパレータ５０をエンジン本体１０の外側面１０ａに取り付けたが、本発明はこれに限られない。すなわち、エンジン１００の搭載方向などに応じて、エンジン本体１０のＹ２側の外側面１０ａ以外の外表面に取り付けてもよい。

また、上記実施形態では、樹脂製のオイルセパレータ５０をエンジン本体１０の外側面１０ａに取り付けたが、本発明はこれに限られない。たとえば、金属材料を用いて吸込口５１に直接接続されるドレン通路５３を有するオイルセパレータ５０を構成してもよい。

また、上記実施形態では、液状処理部６０に１つの吸込口５１を設けたが、本発明はこれに限られない。たとえば、液状処理部６０のサイズ等に応じて複数個の吸込口５１を設けてクランク室３ａ側と連通させるように構成してもよい。そして、オイル排出口５４を全ての吸込口５１に直接接続して内部で１本の通路にまとめて拡張室７４の底部７４ａに接続するように構成してもよいし、いずれか１つの吸込口５１に直接接続してもよい。

また、上記実施形態では、金属多孔質体からなる捕集部材７６によりミスト捕集部７５を構成したが、本発明はこれに限られない。たとえば、繊維を織らずに絡み合わせたシート状の不織布を用いてミスト捕集部７５を構成してもよい。また、ブローバイガスをサイクロン室の内部で旋回させて遠心分離作用によって小粒径のオイルミストを分離するサイクロン式セパレータを本発明の「オイルミスト分離部」として設けてもよい。

また、上記実施形態では、１種類の目の粗さを有する金属多孔質体を用いてミスト捕集部７５を構成したが、本発明はこれに限られない。すなわち、互いに異なる目の粗さの金属多孔質体を複数（２つ以上）組み合わせてミスト捕集部７５を構成してもよい。

また、上記実施形態では、自動車用のエンジン１００に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、設備機器用の内燃機関に搭載されるオイルセパレータ５０に対して本発明を適用してもよい。

１０ エンジン本体（内燃機関本体）
５０ オイルセパレータ
５０ｂ 本体部（オイルセパレータ本体）
５１ 吸込口（ブローバイガス吸込口）
５２ 排出口（ブローバイガス排出口）
５３ ドレン通路（オイル排出通路）
５４ オイル排出口
５５ オイル流入口
５６ 仕切壁
６０ 液状処理部（液状オイル分離部）
７０ ミスト処理部（オイルミスト分離部）
７５ ミスト捕集部
１００ エンジン（内燃機関）

Claims (7)

1. 内燃機関本体と、
   前記内燃機関本体の外表面に前記内燃機関本体とは別体で取り付けられ、前記内燃機関本体から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、前記内燃機関本体の内部と連通してブローバイガスが流入するブローバイガス吸込口と、前記オイルセパレータ内で分離されたオイルを排出するように設けられ、前記ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を有するオイル排出通路と、を含み、
   前記オイル排出通路の断面積は、前記ブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい、内燃機関。
2. 前記オイル排出通路の断面積は、全区間に亘って前記ブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい、請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記オイルセパレータは、ブローバイガスに含まれる大粒径の液状オイルを捕集する液状オイル分離部と、前記液状オイル分離部の下流に設けられ、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルミストを捕集するオイルミスト分離部とをさらに含み、
   前記液状オイル分離部には、下流端で通路断面積が最も小さくなる整流部が形成されており、
   前記整流部の通路断面積は、下流に向かうにつれて徐々に縮小されている、請求項１または２に記載の内燃機関。
4. 前記オイル排出口には、前記ブローバイガス吸込口に位置するオイルが充填されるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
5. 前記オイルセパレータは、ブローバイガスに含まれる大粒径の液状オイルを捕集する液状オイル分離部と、前記液状オイル分離部の下流に設けられ、ブローバイガスに含まれる小粒径のオイルミストを捕集するオイルミスト分離部とをさらに含み、
   前記オイル排出通路は、前記オイルミスト分離部により捕集したオイルミストを、前記ブローバイガス吸込口に直接接続される前記オイル排出口を介して排出するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。
6. 前記オイルセパレータは、前記オイルセパレータのブローバイガス排出口と前記オイルミスト分離部における前記オイル排出通路へのオイル流入口との間を仕切るように設けられ、前記内燃機関本体の吸気負圧に起因して前記オイル排出通路内のオイルが吸引されるのを抑制する仕切壁を有する、請求項５に記載の内燃機関。
7. 内燃機関本体の外表面に前記内燃機関本体とは別体で取り付けられ、前記内燃機関本体からのブローバイガスに含まれるオイルを分離するオイルセパレータ本体を備え、
   前記オイルセパレータ本体は、前記内燃機関本体の内部と連通してブローバイガスが流入するブローバイガス吸込口と、前記オイルセパレータ本体内で分離されたオイルを排出するように設けられ、前記ブローバイガス吸込口に直接接続されるオイル排出口を有するオイル排出通路と、を含み、
   前記オイル排出通路の断面積は、前記ブローバイガス吸込口の断面積よりも小さい、オイルセパレータ。

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