JPH1122443A - 内燃機関のオイルセパレータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイル分離方式を遠心力による方式とし、ク
ランク軸に近接して設けられているバランサ軸を利用
し、エンジン壁体自体を複雑にすることなく、またスペ
ースを増加させることなく、エンジン回転力を有効に利
用して確実なオイル分離が達成できる内燃機関のオイル
セパレータ構造を提供する。 【解決手段】 クランク軸１７により回転駆動される内
筒２および外筒３からなる二重管構造の回転軸１と、こ
の回転軸の外筒から半径方向外側に向けたオイル分離通
路１１とを備え、前記内筒２の中間部を遮蔽板８で塞ぐ
とともに、この遮蔽板の両側の内筒に連通孔９を設け、
この連通孔および前記内筒および外筒間に設けられた隙
間７を介して、前記内筒の内部と前記外筒のオイル分離
通路とを連通させ、前記内筒の一端側に分離すべき混合
体の導入口１２を有し、他端側に分離したガスの取り出
し口１３を有するオイルセパレータ構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のオイルセ
パレータ構造に関し、特にバランサ回転の遠心力を利用
してオイルを分離するオイルセパレータ構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】４サイクルエンジンの爆発行程におい
て、燃焼室内の燃焼ガスまたは未燃焼ガスの一部がブロ
ーバイガスとしてピストンリングの隙間を通過してクラ
ンク室内に入る。このブローバイガスは、新気とともに
吸気系に戻され再び燃料ガスとして吸入行程で燃焼室内
に吸引される。クランク室底部には、エンジン各部を循
環したオイルが落下して溜められている。ブローバイガ
スはこのクランク室内のオイルと混合したミストとなっ
てクランク室から取り出される。クランク室から取り出
されたブローバイガスとオイルとの混合体（ミスト）
は、途中でオイルセパレータによりオイルを分離され、
ブローバイガス（微粒化した液体燃料）のみが吸気系に
戻される。

【０００３】従来のオイルセパレータは、シリンダブロ
ックまたはシリンダヘッドの壁体内に設けたラビリンス
（迷路）構造の分離通路からなり、このラビリンス通路
部分にミストを導入することにより、ガスのみがラビリ
ンスを通過しオイルはラビリンス壁面に衝突してガスと
分離されクランク室内に滴下する。

【０００４】一方、クランク軸による回転モーメントを
打消すように回転し、エンジンの振動を抑えるためのバ
ランサがクランク軸に並列して設けられる。このバラン
サはクランク軸から回転伝達されるバランサ軸とこのバ
ランサ軸に設けたバランサウェイトからなり、クランク
軸に同期してバランサウェイトが回転する。このような
バランサには、クランク軸と平行に１本のバランサ軸を
設けた１軸バランサと、クランク軸前後に平行な２本の
バランサ軸を設けた２軸バランサがある。１軸バランサ
は、クランクウェイトの一次慣性力に対する不釣り合い
をバランスさせる。２軸バランサは、この一次慣性力に
よる振動を抑えるとともにバランサとクランクウェイト
間の偶力モーメントによる振動を抑制する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のオイルセパレータ構造においては、ラビリンス構造
がエンジン壁体に形成されるため、エンジン自体の形状
が複雑になり、鋳型による製造作業も面倒になる。

【０００６】本発明は、このような従来技術のラビリン
ス構造のオイルセパレータに代えて、オイル分離方式を
遠心力による分離方式として、クランク軸に近接して設
けられているバランサ軸を利用し、エンジン壁体自体を
複雑にすることなく、またスペースを増加させることな
く、エンジン回転力を有効に利用して確実なオイル分離
が達成できる内燃機関のオイルセパレータ構造の提供を
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、クランク軸により回転駆動される内筒
および外筒からなる二重管構造の回転軸と、この回転軸
の外筒から半径方向外側に向けたオイル分離通路とを備
え、前記内筒の中間部を遮蔽板で塞ぐとともに、この遮
蔽板の両側の内筒に連通孔を設け、この連通孔および前
記内筒および外筒間に設けられた隙間を介して、前記内
筒の内部と前記外筒のオイル分離通路とを連通させ、前
記内筒の一端側に分離すべき混合体の導入口を有し、他
端側に分離したガスの取り出し口を有することを特徴と
する内燃機関のオイルセパレータ構造を提供する。

【０００８】この構成によれば、二重管の一端側の導入
口から内筒内に流入した混合ミストは、遠心力により連
通孔を通して内筒外に流出し、内筒と外筒との間の隙間
を流れる。この隙間を流れる間にも混合ミストは遠心力
を受け、質量が大きいオイルは、この隙間を進む間に外
筒側に設けた分離通路を通して半径方向外側に向けて放
出される。混合ミスト中のガスはこの隙間内に充満して
分離通路を通過してさらに進行し、内筒の連通孔を通し
て内筒内に流入する。内筒内に流入したガスは端部のガ
ス取出し口から外部に吸引されて流出する。

【０００９】このような構成により、二重管に作用する
遠心力を利用して混合ミストからオイルを分離し、ガス
のみを取り出すことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記二重管は、バランサ軸またはバランサ軸への回転伝
達用アイドラ軸であることを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、エンジンのクランク室
に備るバランサ軸またはアイドラ軸を二重管構造とし
て、オイルセパレータを構成することができエンジン壁
体側にラビリンス構造を設ける必要がなく、バランサ内
にオイルセパレータを組込んで構成しコンパクトなエン
ジン形状が得られる。

【００１２】さらに好ましい実施の形態においては、前
記二重管の混合体導入口は、クランク室に隣接するカム
チェーン室に連通することを特徴としている。

【００１３】この構成によれば、チェーン駆動の動弁機
構を有するエンジンにおいて、カムチェーン室を通して
クランク室に新気を導入し、ブローバイガスとともに吸
気系に戻すブローバイガス循環系を利用して、混合ミス
トを二重管内に取入れ、ここからオイルを分離すること
ができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る遠心力を利用し
たオイルセパレータの断面図である。この例は、１軸バ
ランサのアイドラ軸にオイルセパレータを組込んだ例で
ある。このアイドラ軸１は、内筒２および外筒３からな
る二重管構造である。内筒２は例えば圧入により外筒３
内に装着される。このアイドラ軸１はベアリング４を介
してクランク室壁５に装着される。外筒３上の両端部近
傍には、一対のギヤ６が装着される。各ギヤ６は図示し
ないクランク軸のバランサウェイトと噛み合う。この場
合、各ギヤ６には互いに反対方向のスラスト力を受ける
ヘリカルギヤ６ａ，６ｂが形成され、軸方向のスラスト
力を打消して安定した回転伝達作用が図られる。

【００１５】内筒２と外筒３との間には、隙間７が形成
される。また、内筒２内の中間部には遮蔽板８が装着さ
れ内筒２内を分離して仕切る。この遮蔽板８の両側の内
筒２の側壁にはそれぞれ複数の連通孔９が設けられる。
外筒３のほぼ中央部外側には円板１０が設けられ、この
円板１０内に、例えば十字状に半径方向外側に向かうオ
イル分離通路１１が形成される。このオイル分離通路１
１は、内外筒２、３間の隙間７に開口する。

【００１６】アイドラ軸１の一端部側はガス導入口１２
が形成され、図示しないカムチェーン室に連通する。ア
イドラ軸１の他端部側はガス取出し口１３が形成され、
図示しない吸気系に連通する。

【００１７】アイドラ軸１を支持する入口側および出口
側のベアリング４の内面側はシール用のバッフル材１
４、１５で覆われる。この場合、出口側のバッフル材１
５については、ベアリング４に対し、軸内で分離したブ
ローバイガスを逃すことなくクランク室側から幾分かの
オイルを供給するために、若干の隙間を形成しておく。
なお、このような構成に代えて、外部からのオイル供給
が不要なシールドベアリングを用いてもよい。

【００１８】上記構成の二重管構造のアイドラ軸におい
て、ガス導入口１２から導入されたブローバイガスと新
気およびオイルが混合したミストは、矢印のように内筒
２内に流入し、連通孔９を通して内外筒２、３間の隙間
７内に入り、この隙間７内を流れる。このときアイドラ
軸１が回転しているため、隙間７内を流れるミストに対
し半径方向外側に向かう遠心力が作用する。この場合、
ミスト中のオイルは質量が大きいため大きな遠心力が作
用し、隙間７に開口するオイル分離通路１１から外側に
押出される。これにより、ミスト中のオイルはオイル分
離通路１１の端部からクランク室内に放出される。

【００１９】一方、隙間７内を進行するガスに対しては
大きな遠心力は作用しないため、ブローバイガスは、オ
イル分離通路１１内に押出されることなく、隙間７内を
進行し、遮蔽板８を越えた位置の連通孔９を通して内筒
２内に流入する。このブローバイガスはガス出口１３を
通して図示しない吸気系のスロットル下流側に戻され
る。

【００２０】図２（Ａ）（Ｂ）は、図１のアイドラ軸が
装着されたバランサ全体を示すエンジンの平面図および
バランサウェイトの正面図である。クランク室１６内に
クランク軸１７が装着される。このクランク軸１７のク
ランクウェブ１８の両外側にバランサウェイト１９が装
着される。バランサウェイト１９は、（Ｂ）図に示すよ
うに、外側に前記アイドラ軸のヘリカルギヤ６ａ，６ｂ
と噛み合うヘリカルギヤ１９ａが形成され、ウェブ部分
に凹み（又は穴）１９ｂが形成されこれにより肉厚が厚
いウェイト部１９ｃが形成される。このバランサウェイ
ト１９はベアリング２０を介してクランク軸１７に回転
可能に装着される。

【００２１】クランク軸１７の端部にはフライホイル２
１が装着され、反対側の端部にはオイルポンプ等のエン
ジン補機を駆動するための補機プーリ２２が装着され
る。クランク室１６の外側のクランク軸１７上にはカム
スプロケット２３が装着され、図示しないカムチェーン
を介してカム軸を駆動する。このカムスプロケット２３
の外側のクランク軸１７上にアイドラスプロケット２４
が装着されアイドラチェーン２５を介してアイドラ軸１
を回転駆動する。

【００２２】クランク室１６の外側のカムスプロケット
２３やアイドラスプロケット２４およびカムチェーンや
アイドラチェーン２５はチェーンカバー２６で覆われ、
クランク室１６の外側にカムチェーン室２７が形成され
る。このカムチェーン室２７は図示しない開口部を介し
てクランク室１６内と連通し、カムチェーン等に上部シ
リンダヘッド側から供給されるオイルはクランク室内に
落下して戻る。

【００２３】このような構成において、クランク軸１７
が回転すると、アイドラスプロケット２４およびアイド
ラチェーン２５を介して、アイドラ軸１がクランク軸１
７と同じ方向に回転する。このアイドラ軸１の回転はギ
ヤ６を介して逆回転でバランサウェイト１９に伝達され
る。これにより、バランサウェイト１９はクランク軸１
７上でベアリング２０を介して、クランク軸１７と逆方
向に回転して、所定のバランサ機能を達成する。

【００２４】図３、図４および図５はそれぞれ図２のエ
ンジンの正面図、左側面図および右側面図である。エン
ジン２８のシリンダヘッドに相当する上部外側に新気導
入口２９が設けられ、エアクリーナ（図示しない）を通
した新気がオリフィス３０およびリード弁装置３１を介
してエンジン上部（シリンダヘッド部３２）内に導入さ
れる。このエンジン上部には動弁機構を構成するカム軸
３３が設けられその端部にカムスプロケット３４が装着
される。このカムスプロケット３４にカムチェーン３５
が巻回し、クランク軸１７のカムスプロケット２３（図
２、図３）を介して回転力が伝達される。

【００２５】前述のオイルセパレータを構成するアイド
ラ軸１のガス取出し口１３は、エンジン壁体に設けたガ
ス通路３６を通し、リード弁装置３７を介してガス室３
８に連通する。このガス室３８は連通口３９を介してス
ロットル下流側の吸気通路に連通する。

【００２６】このような構成において、エンジン吸入行
程では、クランク室内が負圧となるため、カムチェーン
室２７に連通するリード弁装置３１が開く。これによ
り、新気が新気導入口２９を介してエンジン内に導入さ
れる。この新気およびブローバイガスとオイルとの混合
ミストは、前述のようにアイドラ軸１内に流入し、軸内
に形成したオイルセパレータ構造を通して遠心力により
オイルが分離される。

【００２７】一方、エンジンの圧縮および排気行程で
は、クランク室内が高圧になって、エンジン上部のリー
ド弁装置３１は閉じる。これにより、エンジン側から新
気導入口２９を介してオイルや燃料ガス等が逆流するこ
とが防止される。

【００２８】混合ミストからオイルが除去されたブロー
バイガスは、吸気負圧により、ガス取出し口１３からガ
ス通路３６を通してリード弁装置３７を介してガス室３
８内に吸引される。この場合、リード弁装置３７によ
り、吸気系側とアイドラ軸１内部との圧力バランスがく
ずれてアイドラ軸側が高い負圧になっても、吸気系側か
らの燃焼ガスがアイドラ軸１側に逆流することはない。

【００２９】このような遠心力によるオイルセパレータ
構造によりオイルが分離されたブローバイガスは、従来
と同様の通路あるいは新たな連通管等を介して吸気系の
スロットル下流側に導入される。

【００３０】図６は本発明の別の実施例の断面図であ
る。この例は２軸バランサに本発明を適用した例であ
り、図６は、一方のバランサ軸の構成を示す（他方のバ
ランサ軸の構成も同じである）。

【００３１】このバランサ軸４０は、前述の図１の実施
例と同様に、内筒２と外筒３からなる二重管構造であ
る。図６の実施例では、図１の例と異なり、外筒３に設
けたバランサウェイト４１内にオイル分離通路４２が形
成され、またバランサウェイトを駆動するためのギヤ６
は不要である。その他の構成および作用効果は前述の図
１の実施例と同様であり、混合ミストがガス導入口１２
から導入され、遠心力によりオイルのみがオイル分離通
路４２を通してクランク室内に放出される。

【００３２】図７および図８はこの２軸バランサを装着
したエンジンの平面図および側面図である。２本のバラ
ンサ軸４０はクランク軸１７に設けたバランサスプロケ
ット２４’に巻回するバランサチェーン２５’によりク
ランク軸１７と逆方向に回転する。このバランサ軸４０
の回転により、前述の実施例と同様に遠心力によりオイ
ルが分離される。

【００３３】なお、図６、図７および図８において、図
１から図５までの実施例と同じまたは対応する部材には
同じ番号を付してあり、その構成および作用効果は実質
上同じである。

【００３４】また、上記実施例は２サイクル単気筒エン
ジンについて説明したが、本発明はこれに限らず、３６
０度クランクの直列２気筒エンジンに対しても有効であ
り、また４サイクルエンジンに対しても適用可能であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、クランク軸と平行に設けたバランサ軸等を二重管構
造とすることにより、二重管に作用する遠心力を利用し
て混合ミストからオイルを分離し、ブローバイガスを取
り出すことができる。これにより、エンジン壁体内にオ
イルセパレータを形成する構成に代えて、バランサ等を
利用してコンパクトなエンジン壁体構造を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の断面図。

【図２】 図１の実施例を装着したエンジンの平面図お
よびバランサウェイトの正面図。

【図３】 図１の実施例を装着したエンジンの正面図。

【図４】 図３のエンジンの左側面図。

【図５】 図３のエンジンの右側面図。

【図６】 本発明の別の実施例の断面図。

【図７】 図６の実施例を装着したエンジンの平面図。

【図８】 図７のエンジンの側面図。

【符号の説明】

１：アイドラ軸、２：内筒、３：外筒、４：ベアリン
グ、５：クランク室壁、６：ギヤ、７：隙間、８：遮蔽
板、９：連通孔、１０：円板、１１：オイル分離通路、
１２：ガス導入口、１３：ガス取出し口、１４，１５：
バッフル材、１６：クランク室、１７：クランク軸、１
８：クランクウェブ、１９：バランサウェイト、２０：
ベアリング、２１：フライホイル、２２：補機プーリ、
２３：カムスプロケット、２４：アイドラスプロケッ
ト、２４’：バランサスプロケット、２５：アイドラチ
ェーン、２５’：バランサチェーン、２６：チェーンカ
バー、２７：カムチェーン室、２８：エンジン、２９：
新気導入口、３０：オリフィス、３１：リード弁装置、
３２：シリンダヘッド部、３３：カムシャフト、３４：
カムスプロケット、３５：カムチェーン、３６：ガス通
路、３７：リード弁装置、３８：ガス室、３９：連通
口、４０：バランサ軸、４１：バランサウェイト、４
２：オイル分離通路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸により回転駆動される内筒およ
   び外筒からなる二重管構造の回転軸と、この回転軸の外
   筒から半径方向外側に向けたオイル分離通路とを備え、 前記内筒の中間部を遮蔽板で塞ぐとともに、この遮蔽板
   の両側の内筒に連通孔を設け、 この連通孔および前記内筒および外筒間に設けられた隙
   間を介して、前記内筒の内部と前記外筒のオイル分離通
   路とを連通させ、 前記内筒の一端側に分離すべき混合体の導入口を有し、
   他端側に分離したガスの取り出し口を有することを特徴
   とする内燃機関のオイルセパレータ構造。
2. 【請求項２】前記二重管は、バランサ軸またはバランサ
   軸への回転伝達用アイドラ軸であることを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関のオイルセパレータ構造。
3. 【請求項３】前記二重管の混合体導入口は、クランク室
   に隣接するカムチェーン室に連通することを特徴とする
   請求項１または２に記載の内燃機関のオイルセパレータ
   構造。