JP6623913B2 - バルブ装置及びこれを備えるオイルミストセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、バルブ装置及びこれを備えるオイルミストセパレータに関し、さらに詳しくは、内燃機関のブローバイガス流路に設けられるバルブ装置及びこれを備えるオイルミストセパレータに関する。

従来のバルブ装置として、内燃機関のブローバイガス流路に設けられるものが一般に知られている（例えば、特許文献１及び２等参照）。この特許文献１には、内燃機関のブローバイガス流路に繊維構造体からなる弁体を備えた通気性のバルブを備え、ガスの圧力に応じてバルブを開閉することで圧力の上昇を抑えつつもオイル分離作用を確保する構成が開示されている。さらに、特許文献２には、特許文献１に近似する構成のバルブをブローバイガス流路のバイパス流路に設ける構成が開示されている。

特開２０１４−８０９３５号公報 国際公開第２０１１／１４７８８０号

しかし、上記特許文献１及び２に開示されたバルブの構成では、閉弁時に弁体と弁座が接触する構造であるため、脈動を伴って流通するブローバイガスの影響で衝突音が頻繁に発生したり、弁体や弁座の摩耗においても課題があり、改善の余地を残すものである。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧の上昇を抑制できるとともに、脈動等を伴うブローバイガスの流通による異音や摩耗を抑制できるバルブ装置及びこれを備えるオイルミストセパレータを提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関のブローバイガス流路に設けられるバルブ装置であって、前記ブローバイガス流路を上流側空間と下流側空間とに仕切るとともに、ブローバイガスの流通孔が形成された仕切壁と、前記流通孔の軸方向への移動によって前記流通孔を開閉可能な弁体と、を備え、前記弁体は、前記流通孔に埋没されることによって前記流通孔を閉塞可能な弁本体を備え、前記下流側空間の所定位置に配置されるとともに、前記弁体を前記流通孔の軸方向に移動可能に支持するガイド部材と、前記弁体を前記流通孔の軸方向で前記下流側空間から前記上流側空間に向かう方向に付勢する第１付勢部材と、前記弁体を前記流通孔の軸方向で前記上流側空間から前記下流側空間に向かう方向に付勢する第２付勢部材と、を備え、前記弁体は、前記弁本体から前記流通孔の軸方向に延びる弁支持体を備え、前記弁支持体は、前記ガイド部材により支持されるとともに、前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材により付勢され、前記第１付勢部材と前記第２付勢部材の付勢力が拮抗した状態で、前記弁本体が前記流通孔を閉塞することを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記流通孔の内周面と前記流通孔に埋没された前記弁本体の外周面との間にはノズル孔が形成され、前記弁支持体には、前記下流側空間内に拡がるフランジ部が設けられており、前記フランジ部は、前記ノズル孔の前記下流側空間への延長上に配置されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記フランジ部の前記ノズル孔側を向く表面には、繊維構造体が備えられていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部は、非通気性であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部は、通気性であることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記流通孔の内周面には、前記下流側空間に向かうにつれて大径となるテーパ状部が形成されていることを要旨とする。
上記問題を解決するために、請求項７に記載の発明は、内燃機関のブローバイガス流路を流通するブローバイガス中のオイルを分離するオイルミストセパレータであって、前記ブローバイガス流路は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部を備えた主流路と、前記主流路の圧力状態に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路と、を備え、前記バイパス流路は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバルブ装置を備えることを要旨とする。

本発明のバルブ装置によると、ブローバイガス流路を上流側空間と下流側空間とに仕切るとともに、ブローバイガスの流通孔が形成された仕切壁と、流通孔の軸方向への移動によって流通孔を開閉可能な弁体と、を備え、弁体は、流通孔に埋没されることによって流通孔を閉塞可能な弁本体を備える。これにより、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧が上昇すると、弁体が流通孔の軸方向に後退することで流通孔が開放される。よって、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧の上昇を抑制できる。さらに、弁本体が流通孔に埋没されることによって流通孔が閉塞されるため、脈動等を伴うブローバイガスの流通により弁体が流通孔の軸方向に移動を繰り返しても、弁本体が仕切壁に当接することなく弁体がスムーズに移動する。よって、脈動等を伴うブローバイガスの流通による異音や摩耗を抑制できる。
また、ガイド部材と、第１付勢部材と、第２付勢部材と、を備え、前記弁体が、弁支持体を備え、前記弁支持体が、前記ガイド部材により支持されるとともに、前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材により付勢され、前記第１付勢部材と前記第２付勢部材の付勢力が拮抗した状態で、前記弁本体が前記流通孔を閉塞するので、第１及び第２付勢手段の付勢力のつり合い点が弁本体による流通孔の閉塞位置とされる。よって、逆流圧に対しても弁体がスムーズに移動して流通孔を開放してガスを逃すことができる。
また、前記流通孔の内周面と前記弁本体の外周面との間にはノズル孔が形成され、弁支持体に、フランジ部が設けられており、前記フランジ部が、前記ノズル孔の前記下流側空間への延長上に配置されている場合は、ノズル孔及びフランジ部により衝突分離式のオイル分離機構を構成できる。よって、適当なオイル分離性能を確保できる。
また、前記フランジ部の前記ノズル孔側を向く表面に、繊維構造体が備えられている場合は、ノズル孔から下流側空間に噴射されるブローバイガスは、繊維構造体に衝突して繊維構造体内を通過する。よって、オイル分離性能が更に向上される。
また、前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部が、非通気性である場合は、ブローバイガスは、繊維構造体に衝突して繊維構造体内を通過してから非通気性のフランジ部の面部に衝突して面部に沿って流れることで、繊維構造体内を全体にわたって通過する。よって、オイル分離性能が更に向上される。
また、前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部が、通気性である場合は、ブローバイガスは、繊維構造体に衝突して繊維構造体内を通過してから通気性のフランジ部の面部を通過する。よって、圧力損失が低減される。
さらに、前記流通孔の内周面に、前記下流側空間に向かうにつれて大径となるテーパ状部が形成されている場合は、弁体が流通孔の軸方向に後退すると、流通孔のテーパ状部を介して多量のガスが下流側空間に瞬時に流れる。よって、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧の上昇をより効果的に抑制できる。
本発明のオイルミストセパレータによると、ブローバイガス流路は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部を備えた主流路と、主流路の圧力状態に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路と、を備え、バイパス流路は、上述のバルブ装置を備える。これにより、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧の上昇を抑制できるとともに、脈動等を伴うブローバイガスの流通による異音や摩耗を抑制できる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例１に係るバルブ装置を備えるオイルミストセパレータの縦断面図である。 図１の要部拡大図であり、（ａ）は流通孔の閉塞状態を示し、（ｂ）は流通孔の開放状態を示す。 図２のＩＩＩ矢視図であり、（ａ）は環状のノズル孔を示し、（ｂ）は円周方向に複数配置されるノズル孔を示す。 上記バルブ装置（流通孔の開放状態）の斜視図である。 上記バルブ装置（流通孔の閉塞状態）の一部を断面とした要部斜視図である。 実施例２に係るバルブ装置の縦断面図であり、（ａ）は流通孔の閉塞状態を示し、（ｂ）は流通孔の開放状態を示す。 実施例３に係るオイルミストセパレータの要部断面図である。 他の形態に係るバルブ装置の要部縦断面図であり、（ａ）は通気性のフランジ部を示し、（ｂ）は繊維構造体を備えないフランジ部を示す。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

＜バルブ装置＞
本実施形態に係るバルブ装置は、内燃機関のブローバイガス流路（２）に設けられるバルブ装置（４、３４）であって、ブローバイガス流路（２）を上流側空間（Ｓ１）と下流側空間（Ｓ２）とに仕切るとともに、ブローバイガスの流通孔（１７）が形成された仕切壁（１１）と、流通孔（１７）の軸方向（Ｄ）への移動によって流通孔を開閉可能な弁体（１２）と、を備え、弁体（１２）は、流通孔（１７）に埋没されることによって流通孔を閉塞可能な弁本体（２１）を備える（例えば、図２及び図６等参照）。

なお、上記「流通孔に埋没される」とは、弁本体の全部又は一部が流通孔に差し込まれて流通孔が埋められる状態を意図する。さらに、上記「流通孔を閉塞」とは、流通孔と弁本体との間の隙間を介してブローバイガスが流通する状態の他に、流通孔でブローバイガスが流通しない状態を含むものとする。

本実施形態に係るバルブ装置としては、例えば、上記下流側空間（Ｓ２）の所定位置に配置されるとともに、弁体（１２）を流通孔の軸方向（Ｄ）に移動可能に支持するガイド部材（１３）と、弁体（１２）を流通孔の軸方向（Ｄ）で下流側空間（Ｓ２）から上流側空間（Ｓ１）に向かう方向に付勢する第１付勢部材（１４）と、弁体（１２）を流通孔の軸方向（Ｄ）で上流側空間（Ｓ１）から下流側空間（Ｓ２）に向かう方向に付勢する第２付勢部材（１５）と、を備え、弁体（１２）は、弁本体（２１）から流通孔の軸方向（Ｄ）に延びる弁支持体（２２、３５）を備え、弁支持体（２２、３５）は、ガイド部材（１３）により支持されるとともに、第１付勢部材（１４）及び第２付勢部材（１５）により付勢され、第１付勢部材（１４）と第２付勢部材（１５）の付勢力が拮抗した状態で、弁本体（２１）が流通孔（１７）を閉塞する形態（例えば、図２及び図６等参照）を挙げることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記流通孔（１７）の内周面と流通孔に埋没された弁本体（２１）の外周面との間にはノズル孔（２３、２３’）が形成され、弁支持体（２２、３５）には、下流側空間（Ｓ２）内に拡がるフランジ部（２７、２７’、２７"、３６）が設けられており、フランジ部は、ノズル孔（２３、２３’）の下流側空間（Ｓ２）への延長上に配置されていることができる（例えば、図２、図６及び図８（ａ）（ｂ）等参照）。

上述の形態の場合、例えば、上記フランジ部（２７、２７’、３６）のノズル孔（２３、２３’）側を向く表面には、繊維構造体（２８）が備えられていることができる（例えば、図２、図６及び図８（ａ）等参照）。この場合、例えば、上記フランジ部（２７、３６）の繊維構造体（２８）を備える面部は、非通気性である形態（例えば、図２及び図６等参照）、上記フランジ部（２７’）の繊維構造体を備える面部は、通気性である形態（例えば、図８（ａ）等参照）を挙げることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記弁支持体（２２）は、流通孔の軸方向（Ｄ）に延びて一端側が弁本体（２１）に連なる支持部材（２５）と、支持部材の他端側に設けられる支持プレート（２６）と、を備え、ガイド部材（１３）は、流通孔の軸方向（Ｄ）で仕切壁（１１）と支持プレート（２６）との間に配置されており、支持部材（２５）の一端側とガイド部材（１３）との間には第１付勢部材（１４）が介装されており、ガイド部材（１３）と支持プレート（２６）との間には第２付勢部材（１５）が介装されていることができる（例えば、図２等参照）。これにより、弁体の中心側に配置される比較的小径の第１及び第２付勢部材を採用できる。そのため、ブローバイガス流路内の仕切壁の前後の差圧が小さな値であっても弁体を移動させることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記弁支持体（３５）には、下流側空間（Ｓ２）内に拡がるフランジ部（３６）が設けられており、フランジ部（３６）は、流通孔の軸方向（Ｄ）で仕切壁（１１）とガイド部材（１３）との間に配置されており、フランジ部（３６）とガイド部材（１３）との間には第１付勢部材（１４）が介装されており、仕切壁（１１）とフランジ部（３６）との間には第２付勢部材（１５）が介装されていることができる（例えば、図６等参照）。これにより、弁支持体を１部品で構成でき、部品点数を低減できる。

本実施形態に係るバルブ装置としては、例えば、上記流通孔（１７）の内周面には、下流側空間（Ｓ２）に向かうにつれて大径となるテーパ状部（１７ａ）が形成されている形態（例えば、図５等参照）を挙げることができる。

＜オイルミストセパレータ＞
本実施形態に係るオイルミストセパレータは、内燃機関のブローバイガス流路（２）を流通するブローバイガス中のオイルを分離するオイルミストセパレータ（４１）であって、ブローバイガス流路（２）は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部（４３）を備えた主流路（４２ａ）と、主流路の圧力状態に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路（４２ｂ）と、を備え、バイパス流路は、上記実施形態に係るバルブ装置（４、３４）を備える（例えば、図７等参照）。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明に係る「バルブ装置」として、オイル分離機構を備えるバルブ装置を例示する。

＜実施例１＞
（１）オイルミストセパレータの構成
本実施例に係るオイルミストセパレータ１は、図１に示すように、内燃機関のブローバイガス流路２を流通するブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルを分離するものである。このオイルミストセパレータ１は、ブローバイガス流路２を形成するケース３と、ケース３内に設けられる後述のバルブ装置４と、を備えている。このケース３は、下方を開口した長尺箱状のケース本体３ａと、ケース本体３ａの下方開口を塞ぐプレート３ｂと、を備えている。また、ケース３には、ブローバイガスを導入するガス導入部６と、オイルが分離されたブローバイガスを排出するガス排出部７と、分離されたオイルを排出するオイル排出部８と、が設けられている。このガス導入部６は、図示しない内燃機関のクランクケース内の空間と連通している。さらに、ガス排出部７は、図示しない内燃機関の吸気系と連通している。

なお、上記ブローバイガスは、内燃機関の燃焼室からピストンとシリンダとの隙間を介してクランクケース内に漏洩する不完全燃焼ガスである。このブローバイガスを内燃機関の燃焼室に再度送り込むことで、ブローバイガスに含まれる燃料成分や一酸化炭素の大気中への放出が防止される。

（２）バルブ装置の構成
本実施例に係るバルブ装置４は、図１に示すように、内燃機関のブローバイガス流路２に設けられている。このバルブ装置４は、以下に述べる仕切壁１１、弁体１２、ガイド部材１３、第１付勢部材１４及び第２付勢部材１５を備えている。

上記仕切壁１１は、ブローバイガス流路２を上流側空間Ｓ１と下流側空間Ｓ２とに仕切っている。この仕切壁１１の外周側は、ケース３の内壁に溶着等により接合されている。また、仕切壁１１には、図２に示すように、平面円形のブローバイガスの流通孔１７が形成されている（図３（ａ）参照）。この流通孔１７の内周面の下流側空間Ｓ２寄り側には、下流側空間Ｓ２に向かうにつれて大径となるテーパ状部１７ａが形成されている（図５参照）。なお、上記上流側空間Ｓ１には、ガス導入部６が接続され、下流側空間Ｓ２には、ガス排出部７及びオイル排出部８が接続されている（図１参照）。

上記弁体１２は、図２に示すように、流通孔１７の軸方向Ｄへの移動によって流通孔１７を開閉可能とされている。この弁体１２は、弁本体２１及び弁支持体２２を備えている。この弁本体２１は、流通孔１７に埋没されることによって流通孔１７を閉塞する。すなわち、弁本体２１は、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、流通孔１７に入り込んで流通孔１７を埋めるような形状（例えば、円板状、円筒状等）に形成されている。また、流通孔１７の内周面と流通孔１７に埋没された弁本体２１の外周面との間には、円環状のノズル孔２３（即ち、オリフィス）が形成されている。このノズル孔２３は、ブローバイガスを上流側空間Ｓ１から下流側空間Ｓ２に向かって流速を高めて噴射させる。

なお、本実施例では、円環状のノズル孔２３を例示したが、これに限定されず、例えば、図３（ｂ）に示すように、流通孔１７の軸方向Ｄを中心とする円周方向に複数（図中２つ）設けられるノズル孔２３’を採用してもよい。

上記弁支持体２２は、図２に示すように、弁本体２１から流通孔１７の軸方向Ｄに延びている。この弁支持体２２は、流通孔１７の軸方向Ｄに延びる筒状に形成されて一端側が弁本体２１に連なる支持部材２５と、支持部材２５の他端側に取り付けられる支持プレート２６と、を備えている。この支持プレート２６の中心側には、流通孔１７の軸方向Ｄに凹む凹部２６ａが設けられている。

上記支持部材２５の外周側には、下流側空間Ｓ２内に拡がる円板状のフランジ部２７が設けられている。このフランジ部２７は、ノズル孔２３の下流側空間Ｓ２への延長上に配置されている。すなわち、フランジ部２７は、流通孔１７の軸方向Ｄからみてノズル孔２３と重なる位置に配置されている。また、フランジ部２７のノズル孔２３側を向く表面には、ろ紙、不織布成形体等からなる繊維構造体２８が備えられている。この繊維構造体２８は、ノズル孔２３に対向している。また、フランジ部２７の繊維構造体２８を備える面部は、非通気性である。さらに、フランジ部２７の裏面には、流通孔１７の軸方向Ｄに延びる複数の支持片２９が設けられている。これら各支持片２９の端部に、支持プレート２６が取り付けられている。

上記ガイド部材１３は、下流側空間Ｓ２の所定位置に配置されているとともに、弁体１２を流通孔１７の軸方向Ｄに移動可能に支持している。このガイド部材１３は、仕切壁１１の裏面から流通孔１７の軸方向Ｄに延びる複数の支柱３０の端部に取り付けられている。また、ガイド部材１３は、流通孔１７の軸方向Ｄにおいて仕切壁１１と支持プレート２６との間に配置されている。また、ガイド部材１３は、プレート状に形成されており、その中心側には、流通孔１７の軸方向Ｄに延びる筒状部１３ａが設けられている。この筒状部１３ａの内部は、区画壁１３ｂで区画されている。さらに、ガイド部材１３の外周側には、各支持片２９を支持するガイド部１３ｃが設けられている（図５参照）。そして、ガイド部材１３の筒状部１３ａが支持部材２５内に挿通するとともに、ガイド部材１３のガイド部１３ｃが支持片２９を支持することで、弁支持体２２は、ガイド部材１３により流通孔１７の軸方向Ｄに移動可能に支持される。

上記第１付勢部材１４は、弁体１２を仕切壁１１に対して流通孔１７の軸方向Ｄで下流側空間Ｓ２から上流側空間Ｓ１に向かう方向（即ち、弁支持体２２を仕切壁１１に向かわせる方向）に付勢するコイルバネである。この第１付勢部材１４は、筒状の支持部材２５の底面とガイド部材１３の筒状部１３ａの底面との間に介装されている。また、上記第２付勢部材１５は、弁体１２を仕切壁１１に対して流通孔１７の軸方向Ｄで上流側空間Ｓ１から下流側空間Ｓ２に向かう方向（即ち、弁支持体２２を仕切壁１１から遠ざける方向）に付勢するコイルバネである。この第２付勢部材１５は、ガイド部材１３の筒状部１３ａの底面と支持プレート２６の凹部２６ａの底面との間に介装されている。よって、弁支持体２２は、第１及び第２付勢部材１４、１５により付勢される。そして、弁体１２に対してブローバイガスの圧力が作用せず且つ第１付勢部材１４と第２付勢部材１５の付勢力が拮抗した状態（即ち、第１及び第２付勢部材１４、１５の付勢力が略つり合った状態）で、弁本体２１が流通孔１７を閉塞する。

ここで、図４及び図５に示すように、仕切壁１１の表面の流通孔１７の外周側には、流通孔１７の軸心を中心とする放射状に複数（図中６つ）のガイド片３１が立ち上げられている。また、弁本体２１の先端面には、流通孔１７の軸心を中心とする放射状に複数（図中６つ）の被ガイド片３２が立ち上げられている。そして、弁体１２が流通孔１７の軸方向Ｄに移動する際に、ガイド片３１及び流通孔１７の内周面により被ガイド片３２がガイドされることで、弁体１２の脱落が防止される。

（３）バルブ装置の作用
次に、上記構成のバルブ装置４の作用について説明する。オイルミストセパレータ１では、図１中に破線で示すように、内燃機関で生じるブローバイガスＢＧは、ガス導入部６からケース３内の上流側空間Ｓ１に導入される。そして、導入されたブローバイガスＢＧは、バルブ装置４によりオイルが分離されてから下流側空間Ｓ２を流通してガス排出部７から排出される。また、分離されたオイルＯＬは、ケース３の底壁に落下してオイル排出部８から排出される。

ここで、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧が設定値以下であると、バルブ装置４では、図２（ａ）に示すように、第１及び第２付勢部材１４、１５の付勢力のつり合いにより、弁本体２１が流通孔１７に埋没されて流通孔１７が閉塞されている。そのため、ケース３内の上流側空間Ｓ１に導入されたブローバイガスＢＧは、ノズル孔２３を通過して流速が高められた状態で繊維構造体２８に衝突する。この繊維構造体２８に衝突したブローバイガスＢＧは、繊維構造体２８内を通過してから非通気性のフランジ部２７の面部に衝突して面部に沿って遠心方向に流れることで、繊維構造体２８内を全体にわたって通過する。これにより、ブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルが捕捉されて分離される。

一方、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧が設定値を超えて上昇すると、図２（ｂ）に示すように、弁体１２が流通孔１７の軸方向に押されて後退することで、弁本体２１が流通孔１７から抜け出て流通孔１７が開放される。このとき、流通孔１７のテーパ状部１７ａを介して多量のガスが下流側空間Ｓ２に瞬時に流れ、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧の上昇が抑制される。さらに、開放状態の流通孔１７を通過して下流側空間Ｓ２に流れるブローバイガスＢＧの一部は、繊維構造体２８内を通過してオイルが分離される。このように、バルブ装置４が作動した場合であっても、適切にオイル分離がなされる。さらに、脈動等を伴うブローバイガスの流通により弁体１２が流通孔１７の軸方向Ｄに移動を繰り返しても、弁本体２１が仕切壁１１に当接しない。このとき、図２（ｂ）中に仮想線で示すように、逆流圧に対しても弁本体２１が流通孔１７の軸方向Ｄに前進することで、流通孔１７が開放されてガスが逃される。

（４）実施例の効果
本実施例のバルブ装置４によると、ブローバイガス流路２を上流側空間Ｓ１と下流側空間Ｓ２とに仕切るとともに、ブローバイガスの流通孔１７が形成された仕切壁１１と、流通孔１７の軸方向Ｄへの移動によって流通孔１７を開閉可能な弁体１２と、を備え、弁体１２は、流通孔１７に埋没されることによって流通孔１７を閉塞可能な弁本体２１を備える。これにより、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧が上昇すると、弁体１２が流通孔１７の軸方向Ｄに後退することで流通孔１７が開放される。よって、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧の上昇を抑制できる。さらに、弁本体２１が流通孔１７に埋没されることによって流通孔１７が閉塞されるため、脈動等を伴うブローバイガスの流通により弁体１２が流通孔１７の軸方向に移動を繰り返しても、弁本体２１が仕切壁１１に当接することなく弁体１２がスムーズに移動する。よって、脈動等を伴うブローバイガスの流通による異音や摩耗を抑制できる。

また、本実施例では、ガイド部材１３と、第１付勢部材１４と、第２付勢部材１５と、を備え、弁体１２は、弁支持体２２を備え、弁支持体２２は、ガイド部材１３により支持されるとともに、第１付勢部材１４及び第２付勢部材１５により付勢され、第１付勢部材１４と第２付勢部材１５の付勢力が拮抗した状態で、弁本体２１が流通孔１７を閉塞する。これにより、第１及び第２付勢手段１４、１５の付勢力のつり合い点が弁本体２１による流通孔１７の閉塞位置とされる。よって、逆流圧に対しても弁体１２がスムーズに移動して流通孔１７を開放してガスを逃すことができる。

また、本実施例では、流通孔１７の内周面と弁本体２１の外周面との間にはノズル孔２３が形成され、弁支持体２２には、フランジ部２７が設けられており、フランジ部２７は、ノズル孔２３の下流側空間Ｓ２への延長上に配置されている。これにより、ノズル孔２３及びフランジ部２７により衝突分離式のオイル分離機構を構成できる。よって、適当なオイル分離性能を確保できる。特に、本実施例では、バルブ装置４の作動時であっても、適当なオイル分離機能を発揮できる。

また、本実施例では、フランジ部２７のノズル孔２３側を向く表面には、繊維構造体２８が備えられている。これにより、ノズル孔２３から下流側空間Ｓ２に噴射されるブローバイガスは、繊維構造体２８に衝突して繊維構造体２８内を通過する。よって、オイル分離性能が更に向上される。特に、本実施例では、フランジ部２７の繊維構造体２８を備える面部は、非通気性である。これにより、ブローバイガスは、繊維構造体２８に衝突して繊維構造体２８内を通過してから非通気性のフランジ部２７の面部に衝突して面部に沿って流れることで、繊維構造体２８内を全体にわたって通過する。よって、オイル分離性能が更に向上される。

さらに、本実施例では、流通孔１７の内周面には、下流側空間Ｓ２に向かうにつれて大径となるテーパ状部１７ａが形成されている。これにより、弁体１２が流通孔１７の軸方向Ｄに後退すると、流通孔１７のテーパ状部１７ａを介して多量のガスが下流側空間Ｓ２に瞬時に流れる。よって、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧の上昇をより効果的に抑制できる。

さらに、本実施例では、弁支持体２２は、流通孔１７の軸方向Ｄに延びて一端側が弁本体２１に連なる支持部材２５と、支持部材２５の他端側に設けられる支持プレート２６と、を備え、ガイド部材１３は、流通孔１７の軸方向Ｄで仕切壁１１と支持プレート２６との間に配置されており、支持部材２５の一端側とガイド部材１３との間には第１付勢部材１４が介装されており、ガイド部材１３と支持プレート２６との間には第２付勢部材１５が介装されている。これにより、弁体１２の中心側に配置される比較的小径の第１及び第２付勢部材１４、１５を採用できる。そのため、ブローバイガス流路２内の仕切壁１１の前後の差圧が小さな値であっても弁体１２を移動させることができる。

＜実施例２＞
次に、実施例２に係るバルブ装置について説明するが、上記実施例１に係るバルブ装置４と略同じ構成部位には同符号を付けて詳説を省略し、両者の主な相違点について詳説する。

（１）バルブ装置の構成
本実施例に係るバルブ装置３４は、図６に示すように、仕切壁１１、弁体１２、ガイド部材１３、第１付勢部材１４及び第２付勢部材１５を備えている。この弁体１２は、弁本体２１及び弁支持体３５を備えている。この弁支持体３５は、弁本体２１から流通孔１７の軸方向Ｄに延びている。この弁支持体３５の外周側には、下流側空間Ｓ２内に拡がる円板状のフランジ部３６が設けられている。このフランジ部３６は、ノズル孔２３の下流側空間Ｓ２への延長上に配置されている。また、フランジ部３６のノズル孔２３側を向く表面には、ろ紙、不織布成形体等からなる繊維構造体２８が備えられている。また、フランジ部３６の繊維構造体２８を備える面部は、非通気性である。

上記フランジ部３６は、流通孔１７の軸方向Ｄで仕切壁１１とガイド部材１３との間に配置されている。また、ガイド部材１３の中心側には、流通孔１７の軸方向Ｄに延びる筒状部１３ａが設けられている。この筒状部１３ａ内に弁支持体３５の一端側が挿通することで、弁支持体３５は、ガイド部材１３によって流通孔１７の軸方向Ｄに移動可能に支持されている。また、フランジ部３６とガイド部材１３との間に第１付勢部材１４が介装されている。さらに、仕切壁１１とフランジ部３６との間に第２付勢部材１５が介装されている。よって、弁支持体２２は、第１及び第２付勢部材１４、１５により付勢される。

（２）バルブ装置の作用効果
本実施例のバルブ装置３４によると、上記実施例１のバルブ装置４と略同様の作用効果を奏するとともに、弁支持体３５には、下流側空間Ｓ２内に拡がるフランジ部３６が設けられており、フランジ部３６は、流通孔１７の軸方向Ｄで仕切壁１１とガイド部材１３との間に配置されており、フランジ部３６とガイド部材１３との間には第１付勢部材１４が介装されており、仕切壁１１とフランジ部３６との間には第２付勢部材１５が介装されている。これにより、弁支持体３５を１部品で構成でき、部品点数を低減できる。

＜実施例３＞
次に、実施例３に係るオイルミストセパレータについて説明するが、上記実施例１に係るオイルミストセパレータ１と略同じ構成部位には同符号を付けて詳説を省略し、両者の主な相違点について詳説する。

（１）オイルミストセパレータの構成
本実施例に係るオイルミストセパレータ４１は、図７に示すように、ブローバイガス流路２を形成するケース３と、ケース３内に設けられるバルブ装置４と、を備えている。このブローバイガス流路２は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部４３を備えた主流路４２ａと、主流路４２ａの圧力状態（すなわち、ブローバイガス流路２の仕切壁１１の前後の差圧状態）に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路４２ｂと、を備えている。

上記気液分離部４３は、バルブ装置４を構成する仕切壁１１に形成されたノズル孔４５と、ノズル孔４５に対向して配置される繊維構造体４６と、を備えている。このノズル孔４５は、ブローバイガスを上流側空間Ｓ１から下流側空間Ｓ２に向かって流速を高めて噴射させる。また、上記バイパス流路４２ｂに、バルブ装置４が備えられている。そして、ブローバイガス流路２のうちで、ブローバイガスがノズル孔４５を通過する流路により主流路４２ａが構成されており、ブローバイガスがバルブ装置４の流通孔１７を通過する流路によりバイパス流路４２ｂが構成されている。

（２）オイルミストセパレータの作用
次に、上記構成のオイルミストセパレータ４１の作用について説明する。ブローバイガス流路２（即ち、主流路４２ａ）の仕切壁１１の前後の差圧が設定値以下であると、ケース３内に導入されるブローバイガスＢＧは、主流路４２ａにおいてノズル孔４５を通過して流速が高められた状態で繊維構造体４６に衝突してオイルが分離されるとともに、バイパス流路４２ｂにおいてバルブ装置４のノズル孔２３を通過して流速が高められた状態で繊維構造体２８に衝突してオイルが分離される。

一方、ブローバイガス流路２の仕切壁１１の前後の差圧が設定値を超えて上昇すると、バイパス流路４２ｂにおいて、バルブ装置４の弁体１２が流通孔１７の軸方向Ｄに押されて後退することで、弁本体２１が流通孔１７から抜け出て流通孔１７が開放される（図２（ｂ）参照）。すると、流通孔１７のテーパ状部１７ａを介して多量のガスが下流側空間Ｓ２に瞬時に流れ、ブローバイガス流路２の仕切壁１１の前後の差圧の上昇が抑制される。

（３）実施例の効果
本実施例のオイルミストセパレータ４１によると、ブローバイガス流路２は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部４３を備えた主流路４２ａと、主流路４２ａの圧力状態に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路４２ｂと、を備え、バイパス流路４２ｂは、上述のバルブ装置４を備える。これにより、ブローバイガス流路２の仕切壁１１の前後の差圧の上昇を抑制できるとともに、脈動等を伴うブローバイガスの流通による異音や摩耗を抑制できる。特に、本実施例では、バルブ装置４がオイル分離機構を備えるので、バイパス流路４２ｂにおいてもオイル分離が可能となる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例１〜３では、繊維構造体２８を備える面部が非通気性であるフランジ部２７、３６を例示したが、これに限定されず、例えば、図８（ａ）に示すように、繊維構造体２８を備える面部が通気性であるフランジ部２７’としてもよい。この場合、ノズル孔２３から下流側空間Ｓ２に噴射されるブローバイガスＢＧは、繊維構造体２８に衝突して繊維構造体２８内を通過してから通気性のフランジ部２７’の面部を通過する。よって、圧力損失が低減される。なお、上記通気性のフランジ部２７’は、例えば、貫通孔４８を形成したり、通気性を有する材料を使用したりすることで構成できる。

また、上記実施例１〜３では、繊維構造体２８を具備するフランジ部２７、３６を例示したが、これに限定されず、例えば、図８（ｂ）に示すように、繊維構造体２８を具備しないフランジ部２７"としてもよい。この場合、ノズル孔２３から下流側空間Ｓ２内に噴射されるブローバイガスが非通気性のフランジ部２７"の面部に直接衝突することで、オイルが分離される。

また、上記実施例１〜３では、ケース３と別物である仕切壁１１を例示したが、これに限定されず、例えば、ケース３の内壁に一体に形成される仕切壁としてもよい。また、上記実施例１〜３では、仕切壁１１に取り付けられるガイド部材１３を例示したが、これに限定されず、例えば、ケース３の内壁に取り付けられるガイド部材としてもよい。

また、上記実施例１〜３では、流通孔１７の軸方向Ｄに直列状に並べられる第１及び第２付勢部材１４、１５を備える形態を例示したが、これに限定されず、例えば、流通孔１７の軸方向に延びる付勢部材を備え、付勢部材は、一端側が弁本体２１に連結され且つ他端側がガイド部材１３に連結され、付勢部材の自然長で弁本体２１が流通孔１７を閉塞する形態を採用してもよい。また、上記実施例１〜３では、付勢部材１４、１５としてコイルバネを例示したが、これに限定されず、例えば、付勢部材としてゴム等の弾性材や流体バネを採用してもよい。

また、上記実施例１〜３では、流通孔１７と弁本体２１との間にブローバイガスを噴射するノズル孔２３を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、流通孔１７と弁本体２１との間にブローバイガスが流通する隙間を形成しないようにしてもよい。

さらに、上記実施例１〜３では、流通孔１７の内周面にテーパ状部１７ａを形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、流通孔１７の内周面にテーパ状部１７ａを形成しないようにしてもよい。

さらに、上記実施例３では、衝突分離式の気液分離部４３を備える主流路４２ａを例示したが、これに限定されず、例えば、衝突分離式、迷路分離式、遠心分離式等のうちの１種又は２種以上の組み合わせの気液分離部を備える主流路としてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、内燃機関で生じるブローバイガスが流通する流通孔を開閉するバルブ装置に関する技術として広く利用される。特に、オイル分離機構を備えるバルブ装置に関する技術として好適に利用される。

２；ブローバイガス流路、４，３４；バルブ装置、１１；仕切壁、１２；弁体、１３；ガイド部材、１４；第１付勢部材、１５；第２付勢部材、１７；流通孔、１７ａ；テーパ状部、２１；弁本体、２２，３５；弁支持体、２３，２３’；ノズル孔、２７，２７’，２７"，３６；フランジ部、２８；繊維構造体、４１；オイルミストセパレータ、４２ａ；主流路、４２ｂ；バイパス流路、４３；気液分離部、Ｓ１；上流側空間、Ｓ２；下流側空間、Ｄ；流通孔の軸方向。

Claims (7)

1. 内燃機関のブローバイガス流路に設けられるバルブ装置であって、
   前記ブローバイガス流路を上流側空間と下流側空間とに仕切るとともに、ブローバイガスの流通孔が形成された仕切壁と、
   前記流通孔の軸方向への移動によって前記流通孔を開閉可能な弁体と、を備え、
   前記弁体は、前記流通孔に埋没されることによって前記流通孔を閉塞可能な弁本体を備え、
   前記下流側空間の所定位置に配置されるとともに、前記弁体を前記流通孔の軸方向に移動可能に支持するガイド部材と、
   前記弁体を前記流通孔の軸方向で前記下流側空間から前記上流側空間に向かう方向に付勢する第１付勢部材と、
   前記弁体を前記流通孔の軸方向で前記上流側空間から前記下流側空間に向かう方向に付勢する第２付勢部材と、を備え、
   前記弁体は、前記弁本体から前記流通孔の軸方向に延びる弁支持体を備え、
   前記弁支持体は、前記ガイド部材により支持されるとともに、前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材により付勢され、
   前記第１付勢部材と前記第２付勢部材の付勢力が拮抗した状態で、前記弁本体が前記流通孔を閉塞することを特徴とするバルブ装置。
2. 前記流通孔の内周面と前記流通孔に埋没された前記弁本体の外周面との間にはノズル孔が形成され、
   前記弁支持体には、前記下流側空間内に拡がるフランジ部が設けられており、
   前記フランジ部は、前記ノズル孔の前記下流側空間への延長上に配置されている請求項１記載のバルブ装置。
3. 前記フランジ部の前記ノズル孔側を向く表面には、繊維構造体が備えられている請求項２記載のバルブ装置。
4. 前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部は、非通気性である請求項３記載のバルブ装置。
5. 前記フランジ部の前記繊維構造体を備える面部は、通気性である請求項３記載のバルブ装置。
6. 前記流通孔の内周面には、前記下流側空間に向かうにつれて大径となるテーパ状部が形成されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバルブ装置。
7. 内燃機関のブローバイガス流路を流通するブローバイガス中のオイルを分離するオイルミストセパレータであって、
   前記ブローバイガス流路は、ブローバイガス中のオイルを分離する気液分離部を備えた主流路と、前記主流路の圧力状態に応じて開通と不通とに切換え可能なバイパス流路と、を備え、
   前記バイパス流路は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のバルブ装置を備えることを特徴とするオイルミストセパレータ。

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