エンジンのオイル分離装置
【課題】オイル分離性能を高める場合でもオイルドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれるのを有効に抑制でき、スラッジの発生を有効に抑制できるエンジンのオイル分離装置を提供する。
【解決手段】エンジン内部で発生するブローバイガスを吸気通路に還流させる経路に設けられ、ブローバイガスを気液分離室５１に通してそのオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、気液分離室５１で分離されたオイルを回収するよう気液分離室５１の内底壁面５１ａを形成する底壁部材６１と、底壁部材６１から鉛直方向下方側に突出し気液分離室５１に通じるドレーン通路６５を形成する筒状のドレーン通路形成部材６２と、を備え、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５内のオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａが閉塞されるよう、ドレーン通路６５の一部６５ａを残部６５ｂより絞る絞り部６３を有する。
【解決手段】エンジン内部で発生するブローバイガスを吸気通路に還流させる経路に設けられ、ブローバイガスを気液分離室５１に通してそのオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、気液分離室５１で分離されたオイルを回収するよう気液分離室５１の内底壁面５１ａを形成する底壁部材６１と、底壁部材６１から鉛直方向下方側に突出し気液分離室５１に通じるドレーン通路６５を形成する筒状のドレーン通路形成部材６２と、を備え、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５内のオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａが閉塞されるよう、ドレーン通路６５の一部６５ａを残部６５ｂより絞る絞り部６３を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのオイル分離装置、特にエンジンの吸気系へのブローバイガスの還流経路上に配されるオイル分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジン（内燃機関）においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケース内に未燃ガスや排気ガスを含むブローバイガスが漏れ出ることから、大気汚染防止やエンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するブローバイガス還元装置が装備されている。
【０００３】
このブローバイガス還元装置においては、エンジンのクランクケース内から吸気通路内に還流させる高温のブローバイガスからオイルミスト等の液体分を捕捉し回収するオイル分離装置を備えたものが多用されている。
【０００４】
従来のこの種のエンジンのオイル分離装置としては、例えばヘッドカバーとその内下方に配されたバッフルプレートとの間に吸気通路に連通する気液分離室を形成し、バッフルプレートの長手方向（気筒配列方向）の一端側にバッフルプレートに沿った横向き通路およびこれと直交する縦向き通路からなるドレーン部を設けるとともに、バッフルプレートの長手方向の他端側に開口面積の大きいブローバイガス入口部を設けたものがある。この装置では、ドレーン部の近傍の気液分離室内の縦壁部を気液分離用の邪魔板に兼用することで、ドレーン通路を通して気液分離室内に入るブローバイガスからオイルミストを分離するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７５７７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来のエンジンのオイル分離装置にあっては、ドレーン部に形成されるオイルドレーン通路が近接する壁面で囲まれるとともに互い直交する横向き通路および下向き通路を有していたため、両通路の交差部でオイルの流下抵抗が大きくなってしまい、そのオイルの流下抵抗を抑える程度の通路断面積を設定すると、ドレーン部の下端の開口から気液分離室にブローバイガスが吸い込まれ易く、オイル分離性能が低下し吸気系へオイルが持ち去られ、デポジットとなり易い、また、横向き通路および下向き通路の交差部付近にスラッジが生成され易いという問題があった。
【０００７】
特に、オイル分離性能の高い気液分離室構造を採用する場合、ドレーン部の下端の開口から気液分離室へのブローバイガスの吸い込み量が多くなるとオイル分離性能が顕著に低下してしまうため、上述のような従来のエンジンのオイル分離装置にあっては、オイルドレーン通路を狭くする必要が生じ、ドレーン通路がスラッジにより閉塞されてしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイル分離性能を高める場合でもオイルドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれるのを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することができるエンジンのオイル分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジンのオイル分離装置は、上記目的達成のため、（１）エンジンの内部で発生するブローバイガスを前記エンジンの吸気通路に還流させる経路に設けられ、前記ブローバイガスを気液分離室に通して前記ブローバイガスに含まれるオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、前記気液分離室で分離されたオイルを回収するよう前記気液分離室の内底壁面を形成する底壁部材と、前記底壁部材から鉛直方向下方側に突出して前記気液分離室に通じるドレーン通路を形成する筒状のドレーン通路形成部材と、を備え、前記ドレーン通路形成部材は、前記ドレーン通路内のオイルによって前記ドレーン通路の一部が閉塞されるよう、前記ドレーン通路の一部を前記ドレーン通路の残部より絞る絞り部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、ドレーン通路の一部が絞り部によってドレーン通路の残部より絞られていることに加えて、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下するオイルによってドレーン通路の一部が閉塞されることで、ブローバイガスがドレーン通路を通って気液分離室内に流入することが有効に抑制される。したがって、オイル分離性能を高める場合でも、ドレーン通路の残部の通路断面積を十分に大きくすることができ、スラッジの発生を有効に抑制することができる。なお、ここでの絞り部の通路断面積や長さは、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルに加えて気液分離室からさらにオイルが流下してくるとき、オイルの自重の増加や気液分離室の圧力とエンジンの内部圧力との差圧の低下等に応じて、ドレーン通路の一部が閉塞される状態でドレーン通路の一部より下方側にオイルがドレーンされるように設定される。
【００１１】
上記（１）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（２）前記ドレーン通路の一部が、前記ドレーン通路の下端側に位置する絞り穴を含んで構成され、前記ドレーン通路の残部が、前記絞り穴より上方側に位置する上方側の通路部分を含んで構成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成により、ドレーン通路の一部より上方側の通路部分の容積を十分に大きくすることができ、ブローバイガスの気液分離室内への流入を有効に抑制するとともに、ドレーン通路がスラッジにより閉塞されることを防止できる。なお、ここにいう上方側の通路部分は、絞り穴の直径の５倍以上の貯留高さまでオイルを貯留可能であるのがよく、ドレーン通路の一部に対し２倍以上大きい通路断面積を有しているのが好ましい。また、絞り穴は、１つの穴でなく、複数の穴で構成されていてもよい。
【００１３】
上記（２）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（３）前記気液分離室内の圧力が前記エンジンの内部の圧力より相対的に低くなるとき、前記エンジンの内部の圧力と前記気液分離室内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、前記ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力および前記上方側の通路部分内のオイルの自重によって前記ドレーン通路の一部の閉塞状態が維持されるようにすることが好ましい。
【００１４】
この構成により、気液分離室内の圧力がエンジンの内部の圧力より相対的に低くなるときの両圧力の差圧がある程度大きくなっても、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重が、前記差圧に対抗してブローバイガスの気液分離室内への流入を抑制する方向に作用することで、予め設定された差圧の範囲内でドレーン通路の一部の閉塞状態が確実に維持されることになる。
【００１５】
また、上記（３）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（４）前記ドレーン通路形成部材の前記絞り部が、前記上方側の通路部分と前記絞り穴との間に、前記絞り穴に近付くほど前記ドレーン通路の通路断面積を狭める先細り穴を形成しているのがより好ましい。
【００１６】
この構成により、ドレーン通路内に流入したオイルが絞り穴まで確実に流下でき、絞り穴がオイルにより閉塞され易くなるとともに、ドレーン通路内にスラッジが形成され難くなる。また、低差圧から高差圧になったときに、オイルが十分溜まるまでは、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力およびオイルの自重に打ち勝ってブローバイガスがドレーン通路の一部より上方側に流入し得るが、そのような場合に、絞り部の近傍でブローバイガスの剥離が生じ難くなることで、笛吹き音のようなノイズが生じることもない。
【００１７】
上記（１）〜（４）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（５）前記底壁部材が、前記エンジンのヘッドカバーに支持されているのがよい。
【００１８】
この構成により、オイル分離装置の装着が容易であるとともに、ドレーン通路形成部材を容易に長くして、ブローバイガスに対するドレーン通路の一部のオイルによる閉塞性能を高めることができる。
【００１９】
上記（５）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（６）前記絞り部が、前記エンジンに設けられるカムシャフトの回転中心より下方側に位置しているのが好ましい。
【００２０】
この構成により、ドレーン通路形成部材をより上下方向に長くでき、ドレーン通路の容積を大きくできる。
【００２１】
上記（１）〜（６）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（７）前記底壁部材および前記ドレーン通路形成部材がそれぞれ同一の樹脂からなるのが好ましい。
【００２２】
この構成により、比較的長いドレーン通路形成部材を有するオイル分離装置を樹脂成型により容易にかつ低コストに製造可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ドレーン通路の一部を絞り部によってドレーン通路の残部より絞り、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下したオイルによってそのドレーン通路の一部を閉塞させるようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することのできるエンジンのオイル分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置の要部断面図である。
【図２】図１に示す一実施形態のオイル分離装置におけるドレーン通路形成部材の下端部の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置を装備したエンジンの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置の模式断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置におけるドレーン通路形成部材の下端部の変形態様を示すその部分断面図、（ｂ）は同下端部の他の変形態様を示すその部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置を示している。
【００２７】
まず、構成について説明すると、図１〜図４に示す本実施形態のエンジンのオイル分離装置は、図３に示す直列の多気筒内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１０に装備されている。
【００２８】
このエンジン１０は、図３中の上方から順にヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図３中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。ここで、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３およびクランクケース１４は、エンジン１０の外壁をなすブロック（エンジンブロック）を構成するものである。
【００２９】
各気筒１５にはピストン１６がそれぞれ収納されており、詳細は図示しないが、各ピストン１６には、クランクケース１４内のクランクシャフト１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。また、クランクケース１４の下部にはオイルパン１９が設けられており、そこに図示しない潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルという）が収容されている。
【００３０】
ヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方には、公知の動弁機構２０や点火装置２３が収納されており、動弁機構２０はクランクシャフト１７からの動力を基に駆動されるようになっている。また、エンジン１０にはクランクシャフト１７の動力を基に駆動される図示しないオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１９内からオイルを汲み上げ、動弁機構２０のカムシャフト２１，２２等、あるいはクランクシャフト１７の軸受部等の各回転・摺動部を潤滑・冷却するようになっている。
【００３１】
各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１０ａには、ピストン１６のストロークに応じ、吸気通路３１および吸気ポート１０ｂを通して空気が吸入され、燃焼室１０ａ内での燃焼後の排気ガスは、排気ポート１０ｃおよび図示しない排気通路を通してエンジン１０の外部に排気されるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、エンジン１０の吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を開閉動作可能に収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の吸気方向両側に設けられた上流側の吸気管３４および下流側の吸気管３５と、によって形成されている。また、上流側の吸気管３４の上流側にはフィルタエレメント３６ｆを有するエアクリーナ３６が設けられており、このエアクリーナ３６で粉塵等を除去した空気が、上流側の吸気管３４内に取り込まれるようになっている。下流側の吸気管３５は、サージタンク３７と一体に形成され、エンジン１０の吸気ポート１０ｂを形成するシリンダヘッド１２に締結・固定されている。また、下流側の吸気管３５が固定されたシリンダヘッド１２の吸気ポート１０ｂ付近には、燃料噴射弁２４が装着されている。
【００３３】
一方、エンジン１０の運転中には、燃焼室１０ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の隙間を通ってクランクケース１４の内部空間に未燃焼ガスおよび排気ガスを含むブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジン１０には、大気汚染防止、エンジン１０の内部でのオイル劣化防止および腐食防止等のために、クランクケース１４内を強制的に換気するＰＣＶ方式のブローバイガス還元装置が装備されており、そのブローバイガス還流経路中に本実施形態のオイル分離装置５０が設けられている。
【００３４】
具体的には、エンジン１０には、動弁機構２０を収納するヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方空間とクランクケース１４の内部空間とを連通させる少なくとも１つの換気通路１０ｖが形成されている。さらに、エンジン１０と上流側の吸気管３４との間には、スロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１ａからの新気、すなわち新しい空気をエンジン１０の内部に直接的に導入する空気導入管４１が介装されており、エンジン１０と下流側の吸気管３５との間には、シリンダブロック１３およびクランクケース１４の内部で発生するブローバイガスをスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに還流させるブローバイガス還流管４２と、ブローバイガス還流管４２内の還流通路を開閉することができるＰＣＶバルブ４３と、ブローバイガス還流管４２を介したブローバイガス還流経路４４の途中に位置するオイル分離装置５０と、が介装されている。
【００３５】
オイル分離装置５０は、ブローバイガス還流管４２を介したブローバイガス還流経路４４の一部に気液分離室５１を形成し、その気液分離室５１内でブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルを回収可能に捕捉することでブローバイガスからオイル成分を分離するようになっている。
【００３６】
このオイル分離装置５０の気液分離室５１の内部構成自体は、公知の邪魔板を複数設けた屈曲通路構造（例えば、特開２００８−１２１４７４号公報参照）、あるいは、遠心分離方式の通路構造（例えば、特開２００９−６８４２９号公報参照）と同様なものであってよいが、例えば図４に模式的に示すように邪魔板５２を有するその通路構造をある程度複雑にしたり遠心分離方式のオイル分離部を複数並列に設けたりしたものである。このオイル分離装置５０は、エンジン１０の内部で発生するブローバイガスをヘッドカバー１１の長手方向の一端側（図４中の右端側）のガス導入口５３から気液分離室５１に導入し、長手方向の他端側からＰＣＶバルブ４３を通してブローバイガス還流管４２内に還流させるようになっている。
【００３７】
また、オイル分離装置５０は、気液分離室５１で分離されたオイルを回収するよう気液分離室５１の内底壁面５１ａを形成する底壁部材６１と、その底壁部材６１から鉛直方向下方側（斜め方向でもよい）に突出して気液分離室５１に通じる円形断面のドレーン通路６５を形成する略有底円筒状のドレーン通路形成部材６２と、を備えている。
【００３８】
底壁部材６１は、エンジン１０のヘッドカバー１１により支持されており、例えばヘッドカバー１１の一部としてヘッドカバー１１に装着されることで、動弁機構２０側の空間と気液分離室５１とを区画している。あるいは、底壁部材６１は、ヘッドカバー１１の内方側に位置するようヘッドカバー１１に支持されることで、動弁機構２０側からのオイルの飛散を制限するバッフルプレートの役割をなすものであってもよいし、ヘッドカバー１１の外方側に位置するようヘッドカバー１１に支持され、ドレーン通路形成部材６２がヘッドカバー１１の一部を貫通するものであってもよい。この底壁部材６１は、気液分離室５１内でのブローバイガスの気液分離によって気液分離室５１の内底壁面５１ａ上に流下したオイルを後述するドレーン通路６５内に導くように少なくとも内底壁面５１ａを形成するその上面側が水平面に対し傾斜している。
【００３９】
図１および図２に示すように、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５内のオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａが閉塞されるよう、ドレーン通路６５の一部６５ａをドレーン通路６５の残部６５ｂより小径に絞る絞り部６３を有している。すなわち、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５の主要部となるドレーン通路６５の残部６５ｂを形成する略円筒状の筒状部６２ａと、この筒状部６２ａより内径が小さくなるように形成された略環状の絞り部６３とによって構成されている。
【００４０】
より詳細には、ドレーン通路６５の一部６５ａは、ドレーン通路６５の下端側に位置する絞り穴６５ｈを含んで構成されており、ドレーン通路６５の残部６５ｂは、絞り穴６５ｈより上方側に位置する上方側の通路部分６５ｕを含んで構成されている。また、図２に示すように、上方側の通路部分６５ｕは、絞り穴６５ｈと共に、ドレーン通路形成部材６２の下端面６２ｅを基準として絞り穴６５ｈの直径（内径）ｄの５倍以上のオイル貯留高さｈｓまで、例えば図１に示すように１５〜１７倍程度の貯留高さｈｓまでオイルを貯留可能である。さらに、上方側の通路部分６５ｕは、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１に対し２倍以上、例えば４、５倍程度に大きい通路断面積Ｓ２を有している。ここで、絞り穴６５ｈの長さＬｄは、絞り穴６５ｈの直径ｄより小さくなっている。また、絞り穴６５ｈの直径ｄは、例えば３ｍｍ程度である。
【００４１】
絞り部６３は、エンジン１０に設けられるカムシャフト２１，２２の回転中心より下方側に位置しており、この絞り部６３によって形成される絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１や長さＬｄは、気液分離室５１内でブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルがブローバイガスから分離・回収されるときに、底壁部材６１に沿ってドレーン通路６５内に流下し絞り穴６５ｈ内に入るオイルによって絞り穴６５ｈが閉塞され、そのオイルの表面張力により絞り穴６５ｈの閉塞状態が保持されるように設定されている。
【００４２】
また、絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１や長さＬｄは、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈを閉塞するオイルに加えて気液分離室５１からさらにオイルが流下してくるときに、そのオイルの自重の増加や気液分離室５１とエンジン１０の内部との差圧の変化等に応じて、上方側の通路部分６５ｕ内のオイルが徐々に増加する状態と、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈより下方側にオイルがドレーンされる状態とが成立するように設定されている。
【００４３】
絞り部６３は、さらに、上方側の通路部分６５ｕと絞り穴６５ｈとの間に、絞り穴６５ｈに近付くほどドレーン通路６５の通路断面積を狭めるロート（漏斗）状の先細り穴６５ｊ(先細り絞り穴）を形成しており、先細り穴６５ｊは、絞り穴６５ｈと共にドレーン通路６５の一部６５ａを構成している。そして、少なくともこの先細り穴６５ｊと上方側の通路部分６５ｕとは比較的大きな曲率半径（隅Ｒ）を持つ環状湾曲面６５ｋで接続されている。
【００４４】
先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａは略円錐面状に形成されており、ドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対して内壁面６３ａのなす傾斜角度θは、４５度以下に設定されている。すなわち、上端側の環状湾曲面６５ｋの部分を除き、絞り部６３の内壁面６３ａの傾斜角度θは中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定である。なお、先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａがドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対してなす傾斜角度θは、４５度以下であるのが好ましいが、それよりわずかに大きくてもよいし、中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定でなく変化していてもよい。
【００４５】
いずれにしても、絞り穴６５ｈおよび先細り穴６５ｊは、エンジン１０の部分負荷運転時のように気液分離室５１内の圧力がエンジン１０の内部の圧力に対して比較的大きく低下するとき、エンジン１０の内部の圧力と気液分離室５１内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、ドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞するオイルの表面張力と上方側の通路部分６５ｕ内に流下し貯留されるオイルの自重とによって、ドレーン通路６５の一部６５ａの閉塞状態が有効に維持されるよう形状設定されている。
【００４６】
ところで、底壁部材６１およびドレーン通路形成部材６２は、それぞれ例えば耐熱性および成形精度に優れた同一の樹脂からなり、成型によりあるいは成型後の部分溶着により一体化されている。また、ドレーン通路形成部材６２の内部のドレーン通路６５は、ドレーン通路形成部材６２を例えば射出成形するための型抜き勾配程度のゆるいテーパ形状をなしている。
【００４７】
次に、作用について説明する。
【００４８】
上述のように構成された本実施形態のエンジンのオイル分離装置においては、ドレーン通路６５の一部６５ａが絞り部６３によってドレーン通路６５の残部６５ｂより絞られていることに加えて、気液分離室５１でブローバイガスから分離されドレーン通路６５内に流下するオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａの少なくとも絞り穴６５ｈが閉塞されることで、ブローバイガスがドレーン通路６５を通って気液分離室５１内に流入することが、絞り穴６５ｈ内で栓状をなすオイルによって有効に抑制される。したがって、オイル分離装置５０のオイル分離性能を高める場合であっても、ドレーン通路６５の通路断面積を十分に大きくすることができる。
【００４９】
しかも、本実施形態では、ドレーン通路６５の残部６５ｂが絞り穴６５ｈより上方側に位置する上方側の通路部分６５ｕをその主要部としているので、ドレーン通路６５の一部６５ａより上方側の通路部分６５ｕの容積を十分に大きくすることができ、ブローバイガスの気液分離室５１内への流入を有効に抑制するとともに、ドレーン通路６５がスラッジにより閉塞されることを有効に防止することができる。
【００５０】
また、絞り部６３には、絞り穴６５ｈに近付くほどドレーン通路６５の通路断面積を狭める先細り穴６５ｊが形成されているので、ドレーン通路６５内に流入したオイルが確実に絞り穴６５ｈまで流下でき、ドレーン通路６５内にスラッジが形成され難くなる。
【００５１】
さらに、エンジン１０の運転状態に応じて、気液分離室５１内の圧力がエンジン１０の内部の圧力より相対的に低くなるとともに両圧力の差圧がある程度大きくなっても、ドレーン通路６５の一部６５ａの絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重が、前記差圧に対抗してブローバイガスの気液分離室５１内への流入を抑制する方向に作用することで、予め設定された差圧の範囲内で絞り穴６５ｈの閉塞状態が確実に維持されることになる。そして、前記差圧が増加するとき、オイルによって絞り穴６５ｈが閉塞された状態で、絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの上方にさらにオイルが貯留され、増量したオイルの自重によってブローバイガスの気液分離室５１内への流入が有効に抑制されることになる。
【００５２】
ドレーン通路６５内で絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの自重が気液分離室５１とエンジン１０の内部の圧力に打ち勝つ程度にさらに増加すると、あるいは、差圧がある程度小さくなると、絞り穴６５ｈのオイルの下面側の表面張力は絞り穴６５ｈ内にオイルを保持する方向に作用し、絞り穴６５ｈより下方側にオイルがドレーンされるとともに、絞り穴６５ｈが実質的に閉塞された状態になるようドレーン通路形成部材６２の下端面６２ｅ側に新たなオイルの表面が形成されることになる。
【００５３】
また、エンジン１０の運転状態に応じ、低差圧から高差圧になったときには、オイルが十分に溜まるまでは、ドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重に打ち勝ってブローバイガスがドレーン通路６５の一部６５ａより上方側に流入し得るが、その場合、絞り部６３を通るブローバイガスに剥離が生じ難いことから、笛吹き音のようなノイズが生じることもない。
【００５４】
一方、本実施形態では、底壁部材６１が、エンジン１０のヘッドカバー１１に支持されているので、オイル分離装置５０の装着が容易であるとともに、ドレーン通路形成部材６２を容易に長くすることで、上述のようなブローバイガスに対するドレーン通路６５の一部６５ａのオイルによる閉塞性能を高めることができる。
【００５５】
また、絞り部６３がエンジン１０のカムシャフト２１，２２の回転中心より下方側に位置しているので、ドレーン通路形成部材６２をより上下方向に長くでき、ドレーン通路６５の容積を大きくできる。
【００５６】
さらに、底壁部材６１およびドレーン通路形成部材６２がそれぞれ耐熱性および成形性に優れた同一の樹脂からなるので、比較的長いドレーン通路形成部材６２を有するオイル分離装置５０の主要部分を樹脂成型により容易にかつ低コストに製造することができる。
【００５７】
このように、本実施形態のオイル分離装置によれば、ドレーン通路６５の一部６５ａを絞り部６３によってドレーン通路６５の残部６５ｂより絞り、気液分離室５１でブローバイガスから分離されドレーン通路６５内に流下したオイルによってそのドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞させるようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路６５の下端の開口である絞り穴６５ｈから気液分離室５１内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、ドレーン通路６５内におけるスラッジの発生を有効に抑制することができるものである。
【００５８】
なお、上述の一実施形態のオイル分離装置においては、ドレーン通路形成部材６２の下端に絞り部６３を配置していたが、絞り部６３が必ずしもドレーン通路形成部材６２の最下端に位置する必要がないことはいうまでもない。
【００５９】
また、絞り部６３は、図５（ａ）に示すように、肉厚が略一定になるように下端外周部を面取り形状としたものであってもよい。さらに、絞り部６３は、円形の絞り穴６５ｈおよび略円錐状の先細り穴６５ｊを形成するものであったが、図５（ｂ）に示すように、非円形の絞り穴、例えば小判形の絞り穴６５ｍを形成するようなものであってもよい。
【００６０】
さらに、絞り部６３は、その中心に１つの絞り穴６５ｈを形成していたが、１つの穴でなく、複数の半円形を対称に形成するもの、複数の扇形の穴を中心軸線６５ｃの周りに等角度間隔に形成するもの、あるいは、中心軸線６５ｃに略直交しつつ並列する複数の小判形の絞り穴を形成するものであってもよい。
【００６１】
また、先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａがドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対してなす傾斜角度θは、４５度以下であるのが好ましいが、その傾斜角度θは中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定であってもよいし変化していてもよい。すなわち、絞り部６３の内壁面６３ａは母線が直線的な円錐面状でなく、母線が湾曲する環状傾斜面であってもよい。
【００６２】
以上説明したように、本発明に係るエンジンのオイル分離装置は、ドレーン通路の一部を絞り部によってドレーン通路の残部より絞り、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下するオイルによってそのドレーン通路の一部を閉塞するようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することができるという効果を奏するものであり、エンジンの吸気系へのブローバイガスの還流経路上に配されるオイル分離装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ エンジン（内燃機関）
１０ａ 燃焼室
１０ｖ 換気通路
１１ ヘッドカバー
１４ クランクケース
１５ 気筒
１６ ピストン
２０ 動弁機構
２１，２２ カムシャフト
３１ 吸気通路
３２ スロットルバルブ
４１ 空気導入管
４２ ブローバイガス還流管
４３ ＰＣＶバルブ
４４ ブローバイガス還流経路
５０ オイル分離装置
５１ 気液分離室
５１ａ 内底壁面
６１ 底壁部材
６２ ドレーン通路形成部材
６２ａ 筒状部
６３ 絞り部
６３ａ 内壁面
６５ ドレーン通路
６５ａ ドレーン通路の一部
６５ｂ ドレーン通路の残部
６５ｃ 中心軸線
６５ｈ 絞り穴（先細り絞り穴）
６５ｊ 先細り穴
６５ｍ 絞り穴（非円形の絞り穴）
６５ｕ 上方側の通路部分
ｄ 直径（内径）
Ｓ１ 開口面積（通路断面積）
Ｓ２ 通路断面積
θ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのオイル分離装置、特にエンジンの吸気系へのブローバイガスの還流経路上に配されるオイル分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジン（内燃機関）においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケース内に未燃ガスや排気ガスを含むブローバイガスが漏れ出ることから、大気汚染防止やエンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するブローバイガス還元装置が装備されている。
【０００３】
このブローバイガス還元装置においては、エンジンのクランクケース内から吸気通路内に還流させる高温のブローバイガスからオイルミスト等の液体分を捕捉し回収するオイル分離装置を備えたものが多用されている。
【０００４】
従来のこの種のエンジンのオイル分離装置としては、例えばヘッドカバーとその内下方に配されたバッフルプレートとの間に吸気通路に連通する気液分離室を形成し、バッフルプレートの長手方向（気筒配列方向）の一端側にバッフルプレートに沿った横向き通路およびこれと直交する縦向き通路からなるドレーン部を設けるとともに、バッフルプレートの長手方向の他端側に開口面積の大きいブローバイガス入口部を設けたものがある。この装置では、ドレーン部の近傍の気液分離室内の縦壁部を気液分離用の邪魔板に兼用することで、ドレーン通路を通して気液分離室内に入るブローバイガスからオイルミストを分離するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７５７７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来のエンジンのオイル分離装置にあっては、ドレーン部に形成されるオイルドレーン通路が近接する壁面で囲まれるとともに互い直交する横向き通路および下向き通路を有していたため、両通路の交差部でオイルの流下抵抗が大きくなってしまい、そのオイルの流下抵抗を抑える程度の通路断面積を設定すると、ドレーン部の下端の開口から気液分離室にブローバイガスが吸い込まれ易く、オイル分離性能が低下し吸気系へオイルが持ち去られ、デポジットとなり易い、また、横向き通路および下向き通路の交差部付近にスラッジが生成され易いという問題があった。
【０００７】
特に、オイル分離性能の高い気液分離室構造を採用する場合、ドレーン部の下端の開口から気液分離室へのブローバイガスの吸い込み量が多くなるとオイル分離性能が顕著に低下してしまうため、上述のような従来のエンジンのオイル分離装置にあっては、オイルドレーン通路を狭くする必要が生じ、ドレーン通路がスラッジにより閉塞されてしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、オイル分離性能を高める場合でもオイルドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれるのを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することができるエンジンのオイル分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジンのオイル分離装置は、上記目的達成のため、（１）エンジンの内部で発生するブローバイガスを前記エンジンの吸気通路に還流させる経路に設けられ、前記ブローバイガスを気液分離室に通して前記ブローバイガスに含まれるオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、前記気液分離室で分離されたオイルを回収するよう前記気液分離室の内底壁面を形成する底壁部材と、前記底壁部材から鉛直方向下方側に突出して前記気液分離室に通じるドレーン通路を形成する筒状のドレーン通路形成部材と、を備え、前記ドレーン通路形成部材は、前記ドレーン通路内のオイルによって前記ドレーン通路の一部が閉塞されるよう、前記ドレーン通路の一部を前記ドレーン通路の残部より絞る絞り部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、ドレーン通路の一部が絞り部によってドレーン通路の残部より絞られていることに加えて、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下するオイルによってドレーン通路の一部が閉塞されることで、ブローバイガスがドレーン通路を通って気液分離室内に流入することが有効に抑制される。したがって、オイル分離性能を高める場合でも、ドレーン通路の残部の通路断面積を十分に大きくすることができ、スラッジの発生を有効に抑制することができる。なお、ここでの絞り部の通路断面積や長さは、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルに加えて気液分離室からさらにオイルが流下してくるとき、オイルの自重の増加や気液分離室の圧力とエンジンの内部圧力との差圧の低下等に応じて、ドレーン通路の一部が閉塞される状態でドレーン通路の一部より下方側にオイルがドレーンされるように設定される。
【００１１】
上記（１）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（２）前記ドレーン通路の一部が、前記ドレーン通路の下端側に位置する絞り穴を含んで構成され、前記ドレーン通路の残部が、前記絞り穴より上方側に位置する上方側の通路部分を含んで構成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成により、ドレーン通路の一部より上方側の通路部分の容積を十分に大きくすることができ、ブローバイガスの気液分離室内への流入を有効に抑制するとともに、ドレーン通路がスラッジにより閉塞されることを防止できる。なお、ここにいう上方側の通路部分は、絞り穴の直径の５倍以上の貯留高さまでオイルを貯留可能であるのがよく、ドレーン通路の一部に対し２倍以上大きい通路断面積を有しているのが好ましい。また、絞り穴は、１つの穴でなく、複数の穴で構成されていてもよい。
【００１３】
上記（２）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（３）前記気液分離室内の圧力が前記エンジンの内部の圧力より相対的に低くなるとき、前記エンジンの内部の圧力と前記気液分離室内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、前記ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力および前記上方側の通路部分内のオイルの自重によって前記ドレーン通路の一部の閉塞状態が維持されるようにすることが好ましい。
【００１４】
この構成により、気液分離室内の圧力がエンジンの内部の圧力より相対的に低くなるときの両圧力の差圧がある程度大きくなっても、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重が、前記差圧に対抗してブローバイガスの気液分離室内への流入を抑制する方向に作用することで、予め設定された差圧の範囲内でドレーン通路の一部の閉塞状態が確実に維持されることになる。
【００１５】
また、上記（３）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（４）前記ドレーン通路形成部材の前記絞り部が、前記上方側の通路部分と前記絞り穴との間に、前記絞り穴に近付くほど前記ドレーン通路の通路断面積を狭める先細り穴を形成しているのがより好ましい。
【００１６】
この構成により、ドレーン通路内に流入したオイルが絞り穴まで確実に流下でき、絞り穴がオイルにより閉塞され易くなるとともに、ドレーン通路内にスラッジが形成され難くなる。また、低差圧から高差圧になったときに、オイルが十分溜まるまでは、ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力およびオイルの自重に打ち勝ってブローバイガスがドレーン通路の一部より上方側に流入し得るが、そのような場合に、絞り部の近傍でブローバイガスの剥離が生じ難くなることで、笛吹き音のようなノイズが生じることもない。
【００１７】
上記（１）〜（４）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（５）前記底壁部材が、前記エンジンのヘッドカバーに支持されているのがよい。
【００１８】
この構成により、オイル分離装置の装着が容易であるとともに、ドレーン通路形成部材を容易に長くして、ブローバイガスに対するドレーン通路の一部のオイルによる閉塞性能を高めることができる。
【００１９】
上記（５）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（６）前記絞り部が、前記エンジンに設けられるカムシャフトの回転中心より下方側に位置しているのが好ましい。
【００２０】
この構成により、ドレーン通路形成部材をより上下方向に長くでき、ドレーン通路の容積を大きくできる。
【００２１】
上記（１）〜（６）の構成を有するエンジンのオイル分離装置においては、（７）前記底壁部材および前記ドレーン通路形成部材がそれぞれ同一の樹脂からなるのが好ましい。
【００２２】
この構成により、比較的長いドレーン通路形成部材を有するオイル分離装置を樹脂成型により容易にかつ低コストに製造可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ドレーン通路の一部を絞り部によってドレーン通路の残部より絞り、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下したオイルによってそのドレーン通路の一部を閉塞させるようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することのできるエンジンのオイル分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置の要部断面図である。
【図２】図１に示す一実施形態のオイル分離装置におけるドレーン通路形成部材の下端部の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置を装備したエンジンの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置の模式断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置におけるドレーン通路形成部材の下端部の変形態様を示すその部分断面図、（ｂ）は同下端部の他の変形態様を示すその部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係るエンジンのオイル分離装置を示している。
【００２７】
まず、構成について説明すると、図１〜図４に示す本実施形態のエンジンのオイル分離装置は、図３に示す直列の多気筒内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１０に装備されている。
【００２８】
このエンジン１０は、図３中の上方から順にヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図３中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。ここで、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３およびクランクケース１４は、エンジン１０の外壁をなすブロック（エンジンブロック）を構成するものである。
【００２９】
各気筒１５にはピストン１６がそれぞれ収納されており、詳細は図示しないが、各ピストン１６には、クランクケース１４内のクランクシャフト１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。また、クランクケース１４の下部にはオイルパン１９が設けられており、そこに図示しない潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルという）が収容されている。
【００３０】
ヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方には、公知の動弁機構２０や点火装置２３が収納されており、動弁機構２０はクランクシャフト１７からの動力を基に駆動されるようになっている。また、エンジン１０にはクランクシャフト１７の動力を基に駆動される図示しないオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１９内からオイルを汲み上げ、動弁機構２０のカムシャフト２１，２２等、あるいはクランクシャフト１７の軸受部等の各回転・摺動部を潤滑・冷却するようになっている。
【００３１】
各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１０ａには、ピストン１６のストロークに応じ、吸気通路３１および吸気ポート１０ｂを通して空気が吸入され、燃焼室１０ａ内での燃焼後の排気ガスは、排気ポート１０ｃおよび図示しない排気通路を通してエンジン１０の外部に排気されるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、エンジン１０の吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を開閉動作可能に収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の吸気方向両側に設けられた上流側の吸気管３４および下流側の吸気管３５と、によって形成されている。また、上流側の吸気管３４の上流側にはフィルタエレメント３６ｆを有するエアクリーナ３６が設けられており、このエアクリーナ３６で粉塵等を除去した空気が、上流側の吸気管３４内に取り込まれるようになっている。下流側の吸気管３５は、サージタンク３７と一体に形成され、エンジン１０の吸気ポート１０ｂを形成するシリンダヘッド１２に締結・固定されている。また、下流側の吸気管３５が固定されたシリンダヘッド１２の吸気ポート１０ｂ付近には、燃料噴射弁２４が装着されている。
【００３３】
一方、エンジン１０の運転中には、燃焼室１０ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の隙間を通ってクランクケース１４の内部空間に未燃焼ガスおよび排気ガスを含むブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジン１０には、大気汚染防止、エンジン１０の内部でのオイル劣化防止および腐食防止等のために、クランクケース１４内を強制的に換気するＰＣＶ方式のブローバイガス還元装置が装備されており、そのブローバイガス還流経路中に本実施形態のオイル分離装置５０が設けられている。
【００３４】
具体的には、エンジン１０には、動弁機構２０を収納するヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方空間とクランクケース１４の内部空間とを連通させる少なくとも１つの換気通路１０ｖが形成されている。さらに、エンジン１０と上流側の吸気管３４との間には、スロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１ａからの新気、すなわち新しい空気をエンジン１０の内部に直接的に導入する空気導入管４１が介装されており、エンジン１０と下流側の吸気管３５との間には、シリンダブロック１３およびクランクケース１４の内部で発生するブローバイガスをスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに還流させるブローバイガス還流管４２と、ブローバイガス還流管４２内の還流通路を開閉することができるＰＣＶバルブ４３と、ブローバイガス還流管４２を介したブローバイガス還流経路４４の途中に位置するオイル分離装置５０と、が介装されている。
【００３５】
オイル分離装置５０は、ブローバイガス還流管４２を介したブローバイガス還流経路４４の一部に気液分離室５１を形成し、その気液分離室５１内でブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルを回収可能に捕捉することでブローバイガスからオイル成分を分離するようになっている。
【００３６】
このオイル分離装置５０の気液分離室５１の内部構成自体は、公知の邪魔板を複数設けた屈曲通路構造（例えば、特開２００８−１２１４７４号公報参照）、あるいは、遠心分離方式の通路構造（例えば、特開２００９−６８４２９号公報参照）と同様なものであってよいが、例えば図４に模式的に示すように邪魔板５２を有するその通路構造をある程度複雑にしたり遠心分離方式のオイル分離部を複数並列に設けたりしたものである。このオイル分離装置５０は、エンジン１０の内部で発生するブローバイガスをヘッドカバー１１の長手方向の一端側（図４中の右端側）のガス導入口５３から気液分離室５１に導入し、長手方向の他端側からＰＣＶバルブ４３を通してブローバイガス還流管４２内に還流させるようになっている。
【００３７】
また、オイル分離装置５０は、気液分離室５１で分離されたオイルを回収するよう気液分離室５１の内底壁面５１ａを形成する底壁部材６１と、その底壁部材６１から鉛直方向下方側（斜め方向でもよい）に突出して気液分離室５１に通じる円形断面のドレーン通路６５を形成する略有底円筒状のドレーン通路形成部材６２と、を備えている。
【００３８】
底壁部材６１は、エンジン１０のヘッドカバー１１により支持されており、例えばヘッドカバー１１の一部としてヘッドカバー１１に装着されることで、動弁機構２０側の空間と気液分離室５１とを区画している。あるいは、底壁部材６１は、ヘッドカバー１１の内方側に位置するようヘッドカバー１１に支持されることで、動弁機構２０側からのオイルの飛散を制限するバッフルプレートの役割をなすものであってもよいし、ヘッドカバー１１の外方側に位置するようヘッドカバー１１に支持され、ドレーン通路形成部材６２がヘッドカバー１１の一部を貫通するものであってもよい。この底壁部材６１は、気液分離室５１内でのブローバイガスの気液分離によって気液分離室５１の内底壁面５１ａ上に流下したオイルを後述するドレーン通路６５内に導くように少なくとも内底壁面５１ａを形成するその上面側が水平面に対し傾斜している。
【００３９】
図１および図２に示すように、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５内のオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａが閉塞されるよう、ドレーン通路６５の一部６５ａをドレーン通路６５の残部６５ｂより小径に絞る絞り部６３を有している。すなわち、ドレーン通路形成部材６２は、ドレーン通路６５の主要部となるドレーン通路６５の残部６５ｂを形成する略円筒状の筒状部６２ａと、この筒状部６２ａより内径が小さくなるように形成された略環状の絞り部６３とによって構成されている。
【００４０】
より詳細には、ドレーン通路６５の一部６５ａは、ドレーン通路６５の下端側に位置する絞り穴６５ｈを含んで構成されており、ドレーン通路６５の残部６５ｂは、絞り穴６５ｈより上方側に位置する上方側の通路部分６５ｕを含んで構成されている。また、図２に示すように、上方側の通路部分６５ｕは、絞り穴６５ｈと共に、ドレーン通路形成部材６２の下端面６２ｅを基準として絞り穴６５ｈの直径（内径）ｄの５倍以上のオイル貯留高さｈｓまで、例えば図１に示すように１５〜１７倍程度の貯留高さｈｓまでオイルを貯留可能である。さらに、上方側の通路部分６５ｕは、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１に対し２倍以上、例えば４、５倍程度に大きい通路断面積Ｓ２を有している。ここで、絞り穴６５ｈの長さＬｄは、絞り穴６５ｈの直径ｄより小さくなっている。また、絞り穴６５ｈの直径ｄは、例えば３ｍｍ程度である。
【００４１】
絞り部６３は、エンジン１０に設けられるカムシャフト２１，２２の回転中心より下方側に位置しており、この絞り部６３によって形成される絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１や長さＬｄは、気液分離室５１内でブローバイガス中に含まれるミスト状のオイルがブローバイガスから分離・回収されるときに、底壁部材６１に沿ってドレーン通路６５内に流下し絞り穴６５ｈ内に入るオイルによって絞り穴６５ｈが閉塞され、そのオイルの表面張力により絞り穴６５ｈの閉塞状態が保持されるように設定されている。
【００４２】
また、絞り穴６５ｈの開口面積Ｓ１や長さＬｄは、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈを閉塞するオイルに加えて気液分離室５１からさらにオイルが流下してくるときに、そのオイルの自重の増加や気液分離室５１とエンジン１０の内部との差圧の変化等に応じて、上方側の通路部分６５ｕ内のオイルが徐々に増加する状態と、ドレーン通路６５の絞り穴６５ｈより下方側にオイルがドレーンされる状態とが成立するように設定されている。
【００４３】
絞り部６３は、さらに、上方側の通路部分６５ｕと絞り穴６５ｈとの間に、絞り穴６５ｈに近付くほどドレーン通路６５の通路断面積を狭めるロート（漏斗）状の先細り穴６５ｊ(先細り絞り穴）を形成しており、先細り穴６５ｊは、絞り穴６５ｈと共にドレーン通路６５の一部６５ａを構成している。そして、少なくともこの先細り穴６５ｊと上方側の通路部分６５ｕとは比較的大きな曲率半径（隅Ｒ）を持つ環状湾曲面６５ｋで接続されている。
【００４４】
先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａは略円錐面状に形成されており、ドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対して内壁面６３ａのなす傾斜角度θは、４５度以下に設定されている。すなわち、上端側の環状湾曲面６５ｋの部分を除き、絞り部６３の内壁面６３ａの傾斜角度θは中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定である。なお、先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａがドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対してなす傾斜角度θは、４５度以下であるのが好ましいが、それよりわずかに大きくてもよいし、中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定でなく変化していてもよい。
【００４５】
いずれにしても、絞り穴６５ｈおよび先細り穴６５ｊは、エンジン１０の部分負荷運転時のように気液分離室５１内の圧力がエンジン１０の内部の圧力に対して比較的大きく低下するとき、エンジン１０の内部の圧力と気液分離室５１内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、ドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞するオイルの表面張力と上方側の通路部分６５ｕ内に流下し貯留されるオイルの自重とによって、ドレーン通路６５の一部６５ａの閉塞状態が有効に維持されるよう形状設定されている。
【００４６】
ところで、底壁部材６１およびドレーン通路形成部材６２は、それぞれ例えば耐熱性および成形精度に優れた同一の樹脂からなり、成型によりあるいは成型後の部分溶着により一体化されている。また、ドレーン通路形成部材６２の内部のドレーン通路６５は、ドレーン通路形成部材６２を例えば射出成形するための型抜き勾配程度のゆるいテーパ形状をなしている。
【００４７】
次に、作用について説明する。
【００４８】
上述のように構成された本実施形態のエンジンのオイル分離装置においては、ドレーン通路６５の一部６５ａが絞り部６３によってドレーン通路６５の残部６５ｂより絞られていることに加えて、気液分離室５１でブローバイガスから分離されドレーン通路６５内に流下するオイルによってドレーン通路６５の一部６５ａの少なくとも絞り穴６５ｈが閉塞されることで、ブローバイガスがドレーン通路６５を通って気液分離室５１内に流入することが、絞り穴６５ｈ内で栓状をなすオイルによって有効に抑制される。したがって、オイル分離装置５０のオイル分離性能を高める場合であっても、ドレーン通路６５の通路断面積を十分に大きくすることができる。
【００４９】
しかも、本実施形態では、ドレーン通路６５の残部６５ｂが絞り穴６５ｈより上方側に位置する上方側の通路部分６５ｕをその主要部としているので、ドレーン通路６５の一部６５ａより上方側の通路部分６５ｕの容積を十分に大きくすることができ、ブローバイガスの気液分離室５１内への流入を有効に抑制するとともに、ドレーン通路６５がスラッジにより閉塞されることを有効に防止することができる。
【００５０】
また、絞り部６３には、絞り穴６５ｈに近付くほどドレーン通路６５の通路断面積を狭める先細り穴６５ｊが形成されているので、ドレーン通路６５内に流入したオイルが確実に絞り穴６５ｈまで流下でき、ドレーン通路６５内にスラッジが形成され難くなる。
【００５１】
さらに、エンジン１０の運転状態に応じて、気液分離室５１内の圧力がエンジン１０の内部の圧力より相対的に低くなるとともに両圧力の差圧がある程度大きくなっても、ドレーン通路６５の一部６５ａの絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重が、前記差圧に対抗してブローバイガスの気液分離室５１内への流入を抑制する方向に作用することで、予め設定された差圧の範囲内で絞り穴６５ｈの閉塞状態が確実に維持されることになる。そして、前記差圧が増加するとき、オイルによって絞り穴６５ｈが閉塞された状態で、絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの上方にさらにオイルが貯留され、増量したオイルの自重によってブローバイガスの気液分離室５１内への流入が有効に抑制されることになる。
【００５２】
ドレーン通路６５内で絞り穴６５ｈを閉塞するオイルの自重が気液分離室５１とエンジン１０の内部の圧力に打ち勝つ程度にさらに増加すると、あるいは、差圧がある程度小さくなると、絞り穴６５ｈのオイルの下面側の表面張力は絞り穴６５ｈ内にオイルを保持する方向に作用し、絞り穴６５ｈより下方側にオイルがドレーンされるとともに、絞り穴６５ｈが実質的に閉塞された状態になるようドレーン通路形成部材６２の下端面６２ｅ側に新たなオイルの表面が形成されることになる。
【００５３】
また、エンジン１０の運転状態に応じ、低差圧から高差圧になったときには、オイルが十分に溜まるまでは、ドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞するオイルの表面張力およびその表面より上方側に存在するオイルの自重に打ち勝ってブローバイガスがドレーン通路６５の一部６５ａより上方側に流入し得るが、その場合、絞り部６３を通るブローバイガスに剥離が生じ難いことから、笛吹き音のようなノイズが生じることもない。
【００５４】
一方、本実施形態では、底壁部材６１が、エンジン１０のヘッドカバー１１に支持されているので、オイル分離装置５０の装着が容易であるとともに、ドレーン通路形成部材６２を容易に長くすることで、上述のようなブローバイガスに対するドレーン通路６５の一部６５ａのオイルによる閉塞性能を高めることができる。
【００５５】
また、絞り部６３がエンジン１０のカムシャフト２１，２２の回転中心より下方側に位置しているので、ドレーン通路形成部材６２をより上下方向に長くでき、ドレーン通路６５の容積を大きくできる。
【００５６】
さらに、底壁部材６１およびドレーン通路形成部材６２がそれぞれ耐熱性および成形性に優れた同一の樹脂からなるので、比較的長いドレーン通路形成部材６２を有するオイル分離装置５０の主要部分を樹脂成型により容易にかつ低コストに製造することができる。
【００５７】
このように、本実施形態のオイル分離装置によれば、ドレーン通路６５の一部６５ａを絞り部６３によってドレーン通路６５の残部６５ｂより絞り、気液分離室５１でブローバイガスから分離されドレーン通路６５内に流下したオイルによってそのドレーン通路６５の一部６５ａを閉塞させるようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路６５の下端の開口である絞り穴６５ｈから気液分離室５１内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、ドレーン通路６５内におけるスラッジの発生を有効に抑制することができるものである。
【００５８】
なお、上述の一実施形態のオイル分離装置においては、ドレーン通路形成部材６２の下端に絞り部６３を配置していたが、絞り部６３が必ずしもドレーン通路形成部材６２の最下端に位置する必要がないことはいうまでもない。
【００５９】
また、絞り部６３は、図５（ａ）に示すように、肉厚が略一定になるように下端外周部を面取り形状としたものであってもよい。さらに、絞り部６３は、円形の絞り穴６５ｈおよび略円錐状の先細り穴６５ｊを形成するものであったが、図５（ｂ）に示すように、非円形の絞り穴、例えば小判形の絞り穴６５ｍを形成するようなものであってもよい。
【００６０】
さらに、絞り部６３は、その中心に１つの絞り穴６５ｈを形成していたが、１つの穴でなく、複数の半円形を対称に形成するもの、複数の扇形の穴を中心軸線６５ｃの周りに等角度間隔に形成するもの、あるいは、中心軸線６５ｃに略直交しつつ並列する複数の小判形の絞り穴を形成するものであってもよい。
【００６１】
また、先細り穴６５ｊを形成する絞り部６３の内壁面６３ａがドレーン通路６５の中心軸線６５ｃに対してなす傾斜角度θは、４５度以下であるのが好ましいが、その傾斜角度θは中心軸線６５ｃの方向の各位置で一定であってもよいし変化していてもよい。すなわち、絞り部６３の内壁面６３ａは母線が直線的な円錐面状でなく、母線が湾曲する環状傾斜面であってもよい。
【００６２】
以上説明したように、本発明に係るエンジンのオイル分離装置は、ドレーン通路の一部を絞り部によってドレーン通路の残部より絞り、気液分離室でブローバイガスから分離されドレーン通路内に流下するオイルによってそのドレーン通路の一部を閉塞するようにしているので、オイル分離性能を高める場合でもドレーン通路の下端の開口から気液分離室内にブローバイガスが吸い込まれることを有効に抑制することができ、スラッジの発生を有効に抑制することができるという効果を奏するものであり、エンジンの吸気系へのブローバイガスの還流経路上に配されるオイル分離装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ エンジン（内燃機関）
１０ａ 燃焼室
１０ｖ 換気通路
１１ ヘッドカバー
１４ クランクケース
１５ 気筒
１６ ピストン
２０ 動弁機構
２１，２２ カムシャフト
３１ 吸気通路
３２ スロットルバルブ
４１ 空気導入管
４２ ブローバイガス還流管
４３ ＰＣＶバルブ
４４ ブローバイガス還流経路
５０ オイル分離装置
５１ 気液分離室
５１ａ 内底壁面
６１ 底壁部材
６２ ドレーン通路形成部材
６２ａ 筒状部
６３ 絞り部
６３ａ 内壁面
６５ ドレーン通路
６５ａ ドレーン通路の一部
６５ｂ ドレーン通路の残部
６５ｃ 中心軸線
６５ｈ 絞り穴（先細り絞り穴）
６５ｊ 先細り穴
６５ｍ 絞り穴（非円形の絞り穴）
６５ｕ 上方側の通路部分
ｄ 直径（内径）
Ｓ１ 開口面積（通路断面積）
Ｓ２ 通路断面積
θ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの内部で発生するブローバイガスを前記エンジンの吸気通路に還流させる経路に設けられ、前記ブローバイガスを気液分離室に通して前記ブローバイガスに含まれるオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、
前記気液分離室で分離されたオイルを回収するよう前記気液分離室の内底壁面を形成する底壁部材と、
前記底壁部材から鉛直方向下方側に突出して前記気液分離室に通じるドレーン通路を形成する筒状のドレーン通路形成部材と、を備え、
前記ドレーン通路形成部材は、前記ドレーン通路内のオイルによって前記ドレーン通路の一部が閉塞されるよう、前記ドレーン通路の一部を前記ドレーン通路の残部より絞る絞り部を有することを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
【請求項２】
前記ドレーン通路の一部が、前記ドレーン通路の下端側に位置する絞り穴を含んで構成され、前記ドレーン通路の残部が、前記絞り穴より上方側に位置する上方側の通路部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項３】
前記気液分離室内の圧力が前記エンジンの内部の圧力より相対的に低くなるとき、前記エンジンの内部の圧力と前記気液分離室内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、前記ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力および前記上方側の通路部分内のオイルの自重によって前記ドレーン通路の一部の閉塞状態が維持されるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項４】
前記ドレーン通路形成部材の前記絞り部が、前記上方側の通路部分と前記絞り穴との間に、前記絞り穴に近付くほど前記ドレーン通路の通路断面積を狭める先細り穴を形成していることを特徴とする請求項３に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項５】
前記底壁部材が、前記エンジンのヘッドカバーに支持されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項６】
前記絞り部が、前記エンジンに設けられるカムシャフトの回転中心より下方側に位置していることを特徴とする請求項５に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項７】
前記底壁部材および前記ドレーン通路形成部材がそれぞれ同一の樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項１】
エンジンの内部で発生するブローバイガスを前記エンジンの吸気通路に還流させる経路に設けられ、前記ブローバイガスを気液分離室に通して前記ブローバイガスに含まれるオイル成分を回収可能に分離するエンジンのオイル分離装置であって、
前記気液分離室で分離されたオイルを回収するよう前記気液分離室の内底壁面を形成する底壁部材と、
前記底壁部材から鉛直方向下方側に突出して前記気液分離室に通じるドレーン通路を形成する筒状のドレーン通路形成部材と、を備え、
前記ドレーン通路形成部材は、前記ドレーン通路内のオイルによって前記ドレーン通路の一部が閉塞されるよう、前記ドレーン通路の一部を前記ドレーン通路の残部より絞る絞り部を有することを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
【請求項２】
前記ドレーン通路の一部が、前記ドレーン通路の下端側に位置する絞り穴を含んで構成され、前記ドレーン通路の残部が、前記絞り穴より上方側に位置する上方側の通路部分を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項３】
前記気液分離室内の圧力が前記エンジンの内部の圧力より相対的に低くなるとき、前記エンジンの内部の圧力と前記気液分離室内の圧力との予め設定された範囲内の差圧に対して、前記ドレーン通路の一部を閉塞するオイルの表面張力および前記上方側の通路部分内のオイルの自重によって前記ドレーン通路の一部の閉塞状態が維持されるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項４】
前記ドレーン通路形成部材の前記絞り部が、前記上方側の通路部分と前記絞り穴との間に、前記絞り穴に近付くほど前記ドレーン通路の通路断面積を狭める先細り穴を形成していることを特徴とする請求項３に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項５】
前記底壁部材が、前記エンジンのヘッドカバーに支持されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項６】
前記絞り部が、前記エンジンに設けられるカムシャフトの回転中心より下方側に位置していることを特徴とする請求項５に記載のエンジンのオイル分離装置。
【請求項７】
前記底壁部材および前記ドレーン通路形成部材がそれぞれ同一の樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載のエンジンのオイル分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−７４９００（Ｐ２０１１−７４９００Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３０２４４（Ｐ２００９−２３０２４４）
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（３０８０１３４３６）小島プレス工業株式会社 (386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（３０８０１３４３６）小島プレス工業株式会社 (386)
【Ｆターム（参考）】
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