オイルミスト処理装置
【課題】ブローバイガスに含まれているオイルミストが調整弁を通過しても燃焼室で消費されるのを抑制することのできるオイルミスト処理装置を提供する。
【解決手段】エンジン１１のクランク室２４と吸気通路１７とをつなぐブローバイガス通路２５に、クランク室２４から吸気通路１７に向けて、主ミストセパレータ２８、ＰＣＶバルブ２６及びミストセパレータ２９を順に配置する。ブローバイガス中の粒径の大きなオイルミストについては、これを主ミストセパレータ２８にて分離し、クランク室２４に戻す。主ミストセパレータ２８にて分離されずＰＣＶバルブ２６を通過した粒径の小さなオイルミストについては、これをミストセパレータ２９にて分離する。ミストセパレータ２９とクランク室２４とをドレン通路４１によって接続し、その通路の途中には、エンジン１１の作動中に閉弁し、停止時に開弁するチェックバルブ４２を設ける。
【解決手段】エンジン１１のクランク室２４と吸気通路１７とをつなぐブローバイガス通路２５に、クランク室２４から吸気通路１７に向けて、主ミストセパレータ２８、ＰＣＶバルブ２６及びミストセパレータ２９を順に配置する。ブローバイガス中の粒径の大きなオイルミストについては、これを主ミストセパレータ２８にて分離し、クランク室２４に戻す。主ミストセパレータ２８にて分離されずＰＣＶバルブ２６を通過した粒径の小さなオイルミストについては、これをミストセパレータ２９にて分離する。ミストセパレータ２９とクランク室２４とをドレン通路４１によって接続し、その通路の途中には、エンジン１１の作動中に閉弁し、停止時に開弁するチェックバルブ４２を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の作動に伴い発生するブローバイガスからオイルミストを分離してクランク室に戻すオイルミスト処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関では、ピストンリングとピストンやシリンダとの隙間を通じてブローバイガス（未燃焼の混合気や燃焼ガス）が燃焼室からクランク室内に漏出する。そこで、内燃機関にブローバイガス還流装置を設け、ブローバイガスを、クランク室、動弁室、吸気通路等を通じて燃焼室に戻して再燃焼させることが行われている。
【０００３】
しかし、ブローバイガスがクランク室を通る際に、機関オイルが霧状となってブローバイガスに混入する。この霧状のオイル（オイルミスト）を含んだブローバイガスが再燃焼されるとオイル消費量が増大する。そこで、内燃機関には、ブローバイガス中に含まれているオイルミストが、ブローバイガスの流れに乗って吸気通路等へ持ち出されるのを防ぐために、ブローバイガスからオイルミストを分離してクランク室に戻すオイルミスト処理装置が設けられている。
【０００４】
こうしたオイルミスト処理装置としては、内燃機関のクランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、慣性衝突式、ラビリンス式等のミストセパレータを設けるとともに、そのミストセパレータのガス流出口にＰＣＶバルブを設けたものが一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。このオイルミスト処理装置によれば、ブローバイガスがミストセパレータ内を通過する際に、そのブローバイガスに含まれているオイルミストが液化・分離される。分離された液状のオイルはドレン通路を通ってクランク室に戻される。ＰＣＶバルブは、ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を機関運転状態に応じて調整する。
【特許文献１】特開平４−３４２８６４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１１５４号公報
【特許文献３】実開平３−５４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したオイルミスト処理装置では、粒径の比較的大きなオイルミストについてはミストセパレータによって捕捉できる。しかし、粒径の小さなオイルミストについては、ブローバイガスの流れに乗ってミストセパレータ内を移動し、ＰＣＶバルブに達することがある。この場合、ＰＣＶバルブ内でも粒径の小さなオイルミストが捕捉されるが、弁体近傍の流路の狭い箇所ではブローバイガスの流速が速いために、一旦捕捉されて粒径の若干大きくなったオイルがブローバイガスに乗って吸気通路へ持ち出され、燃焼室で燃焼されるおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブローバイガスに含まれているオイルミストがＰＣＶバルブ等の調整弁を通過しても燃焼室で消費されるのを抑制することのできるオイルミスト処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、クランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を調整する調整弁を設けた内燃機関に用いられ、前記ブローバイガスに含まれるオイルミストを処理する装置であって、前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも下流に設けられ、前記調整弁を通過したブローバイガスからオイルミストを分離するミストセパレータと、前記ミストセパレータにて分離されたオイルを前記クランク室に戻すドレン通路とを備えるとする。
【０００８】
上記の構成によれば、内燃機関の作動に伴い生じたブローバイガスは、クランク室、ブローバイガス通路及び吸気通路を通って内燃機関の燃焼室に戻される。ブローバイガスは、上記ブローバイガス通路を流れる途中に調整弁を通過する。この際、ブローバイガスに含まれているオイルミストが調整弁を通過したとしても、そのオイルミストは、ブローバイガス通路の調整弁よりも下流のミストセパレータを通過する際に液化され、ブローバイガスから分離される。分離された液状のオイルは、ミストセパレータからドレン通路を通ってクランク室に戻される。このようにして、請求項１に記載の発明によれば、オイルミストが調整弁を通過しても燃焼室で消費されるのを抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも上流に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスからオイルミストを分離して前記クランク室に戻す主ミストセパレータをさらに備えるとする。
【００１０】
上記の構成によれば、内燃機関の作動に伴い生じてブローバイガス通路を流れるブローバイガスは、上記調整弁に至る前に主ミストセパレータを通過する。この通過の際に、比較的粒径の大きなオイルミストが液化されてブローバイガスから分離され、クランク室に戻される。上記のように分離された分、主ミストセパレータから流出し、調整弁を通ってミストセパレータに流入するオイルミストが少なくなる。このように、主ミストセパレータ及びミストセパレータによってオイルミストを処理するため、オイルミストが燃焼室に達するのをより確実に抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記ミストセパレータは、前記吸気通路途中のサージタンク内に設けられたセパレータ室と、前記サージタンクの外部と前記セパレータ室を連通させるガス流入口と、前記セパレータ室と前記サージタンクの内部空間を連通させるガス流出口とを備えるとする。
【００１２】
上記の構成によれば、調整弁を通過したオイルミストを含むブローバイガスは、ガス流入口を通ってサージタンク内のセパレータ室内に流入する。このブローバイガスがセパレータ室内を流れる際にオイルミストが液化・分離される。分離された液状のオイルはドレン通路を通ってクランク室に戻される。オイルミストの分離された後のブローバイガスはガス流出口を通った後、サージタンク内へ流入し、吸気とともに燃焼室に導かれる。
【００１３】
また、ブローバイガス中には燃料の燃焼に伴い生成した水蒸気が含まれており、この水蒸気が吸気通路、特に温度の低いサージタンク内で凝縮することがある。この凝縮した水についても上記オイルと同様に、上記ドレン通路を通じてクランク室へ戻すことが可能である。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明では、サージタンク内の空間を利用してミストセパレータのセパレータ室が設けられていることから、同セパレータ室をサージタンクの外部に設けた場合に比べ、オイルミスト処理装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記内燃機関の作動時に前記ドレン通路を閉鎖し、同内燃機関の停止時に同ドレン通路を開放する開閉弁をさらに備えるとする。
【００１６】
上記の構成によれば、内燃機関の作動時には開閉弁によってドレン通路が閉鎖され、同ドレン通路でのオイルの流通が遮断される。そのため、ミストセパレータによりブローバイガスから分離されたオイルは、同ミストセパレータ室内に貯留され、クランク室には戻されない。また、クランク室からオイルがドレン通路を通じてミストセパレータ側へ流動（逆流）することもない。これに対し、内燃機関の停止時には開閉弁が開弁する。この開弁により、ドレン通路でのオイルの流通が可能となる。そのため、ミストセパレータによりブローバイガスから分離されたオイルを、ドレン通路を通じてクランク室に戻すことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記開閉弁は、前記内燃機関の作動時には、前記吸気通路の吸気負圧により吸引されて弁座に接触し前記ドレン通路を閉鎖する弁体を備えるとする。
【００１８】
上記の構成によれば、内燃機関の作動時には、開閉弁では、弁体が吸気負圧により吸引されて弁座に接触し、ドレン通路が閉鎖（閉弁）される。この閉弁により、ミストセパレータからクランク室側へのオイルの流通も、クランク室からミストセパレータ室側へのオイルの流通（逆流）も遮断される。これに対し、内燃機関の停止時には、吸気負圧による弁体の吸引がなくなって、弁体がドレン通路を閉鎖しなくなる。弁体が弁座から離間（開弁）し、ドレン通路でのオイルの流通が可能となって、オイルが自重によりドレン通路を通ってクランク室に戻される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。
車両には、図１に示すように、内燃機関としてガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、シリンダブロック１２と、その上側に取り付けられたシリンダヘッド１３と、同シリンダブロック１２の下側に取り付けられたクランクケース１４及びオイルパン１５とを備えている。このエンジン１１では、気筒毎の燃焼室１６に吸気通路１７を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁から燃料が噴射供給される。この燃料と空気の混合気に対し点火プラグによる点火が行われると、その混合気が燃焼してシリンダ１８内でピストン１９が往復動し、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト２１が回転する。そして、混合気の燃焼により生じた排気は各燃焼室１６から排気通路２２へ排出される。
【００２０】
エンジン１１の出力調整は、吸気通路１７に設けられたスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）を調節することによって実現される。すなわち、スロットル開度の調整により、エンジン１１への吸入空気量が変化し、その変化に対応して燃料噴射量が制御され、燃焼室１６に充填される混合気の量が変化してエンジン１１の出力が調整される。
【００２１】
上記エンジン１１では、圧縮行程及び膨張行程で、ピストンリングとシリンダ１８やピストン１９との隙間からクランク室２４にガスが漏出する。クランク室２４は、クランクシャフト２１が収容されている空間であり、詳しくはクランクケース１４及びオイルパン１５によって囲まれた空間である。上記ガスは圧縮行程で漏出する混合気、膨張行程で漏出する燃焼ガス等からなり、ブローバイガスと呼ばれる。ブローバイガスはエンジンオイルを劣化させ、エンジン１１の内部をさびさせる原因となり得る。
【００２２】
そこで、クランク室２４と、吸気通路１７のスロットルバルブ２３よりも下流とをブローバイガス通路２５によってつなぎ、スロットルバルブ２３の下流で発生する負圧（吸気負圧）をブローバイガス通路２５を通じてクランク室２４に作用させるようにしている。ここでの負圧は、大気圧を基準としてそれよりも低い圧力を指す。この吸気負圧により、ブローバイガスをブローバイガス通路２５及び吸気通路１７を通じて燃焼室１６に戻して再燃焼させるようにしている。ブローバイガス通路２５の途中には、エンジン１１の運転状態、例えばエンジン負荷等に応じてブローバイガスの流量を調整するための調整弁として、ＰＣＶバルブ２６が設けられている。ＰＣＶバルブ２６としては、一般的なもの、すなわち絞り部、弁座及び弁体を流路に備え、この弁体をばねにより弁座側へ付勢するようにしたものを用いることができる。
【００２３】
ところで、ブローバイガスがクランク室２４を通る際にエンジンオイルが霧状（オイルミスト）となってブローバイガスに混入する。このオイルミストを含んだブローバイガスが再燃焼されるとオイル消費量が増大する。そこで、オイルミスト処理装置２７を設け、ブローバイガスからオイルミストを分離・回収するようにしている。
【００２４】
このオイルミスト処理装置２７は、ブローバイガス通路２５の互いに異なる箇所に設けられた２つのミストセパレータを備えている。ここでは、両ミストセパレータを区別するために、上流側に位置するものを「主ミストセパレータ２８」といい、下流側に位置するものを単に「ミストセパレータ２９」というものとする。
【００２５】
図１及び図２に示すように、主ミストセパレータ２８は、上記背景技術におけるミストセパレータに相当するものであり、ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも上流であって、クランク室２４よりも下流に設けられている。主ミストセパレータ２８としては、一般に知られている慣性衝突式、ラビリンス式等のミストセパレータを用いることができる。
【００２６】
慣性衝突式のミストセパレータは、流路の途中に絞り部及び慣性衝突壁を備えている。このタイプのミストセパレータでは、絞り部を通過することにより流速の上昇したブローバイガス及びオイルミストを慣性衝突壁に衝突させることで、オイルミストを液化させてブローバイガスから分離させる。また、ラビリンス式のミストセパレータは、流路の途中に、その流路を蛇行状に仕切る複数の仕切壁を備えている。このタイプのミストセパレータでは、ブローバイガス及びオイルミストが仕切壁に沿って蛇行しながら流れる途中で、そのオイルミストを仕切壁に付着させることで液化させてブローバイガスから分離させる。
【００２７】
主ミストセパレータ２８にはブローバイガスのガス流入口３１及びガス流出口３２が開口されている。また、主ミストセパレータ２８の底部にはオイル排出口３３が開口されている。このオイル排出口３３とクランク室２４とは、ドレン通路（図示略）によって接続されている。
【００２８】
上述したＰＣＶバルブ２６は、主ミストセパレータ２８のガス流出口３２に配置されている。
ミストセパレータ２９は、ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも下流に設けられている。このミストセパレータ２９はセパレータ室３５を備えている。セパレータ室３５は、吸気通路１７においてスロットルバルブ２３よりも下流のサージタンク３４内に設けられており、そのサージタンク３４の底部の一部を自身の底部として利用している。表現を変えると、サージタンク３４の底部とミストセパレータ２９の底部の一部とが重複している。
【００２９】
サージタンク３４の底部には、そのサージタンク３４の外部とセパレータ室３５とを連通させるガス流入口３６が開口されている。また、ミストセパレータ２９において、ガス流入口３６から比較的遠く離れた箇所には、セパレータ室３５とサージタンク３４の内部空間３４Ａとを連通させるガス流出口３７が開口されている。ここでの内部空間３４Ａとは、サージタンク３４内においてセパレータ室３５を除く空間である。セパレータ室３５内には、その内部空間を蛇行状に仕切る複数の仕切部３８が設けられている。
【００３０】
さらに、サージタンク３４の底部にはオイル排出口３９が開口されている。このオイル排出口３９とクランク室２４とはドレン通路４１によって接続されている。このドレン通路４１の途中、図２ではオイル排出口３９の近傍には、エンジン１１の作動時にドレン通路４１を閉鎖し、同エンジン１１の停止時にドレン通路４１を開放する開閉弁として、チェックバルブ４２が設けられている。
【００３１】
チェックバルブ４２は、図３に示すように、ドレン通路４１の流路面積よりも大きな流路面積を有し、かつ相対向する壁面にそれぞれ開口を有する弁室４３を備えている。弁室４３のミストセパレータ２９側（図３の上側）の開口の周りには弁座４４が形成されている。弁室４３内には、弁座４４に接触又は離間する弁体４５が収容されている。ドレン通路４１は、弁体４５が弁座４４に接触することにより閉鎖され、弁体４５が弁座４４から下方へ離間することにより開放される。弁室４３のクランク室２４側（図３の下側）の開口には突起４６が設けられている。この構成により、弁体４５が弁室４３のクランク室２４側の開口に最も接近したときに突起４６に接触することで、同開口を閉塞しないようにしている（図５参照）。上記のようにして本実施形態のオイルミスト処理装置２７が構成されている。
【００３２】
なお、上記エンジン１１には、図１に示すように、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを低減する手段として排気再循環（以下、「ＥＧＲ」という）装置４７が設けられている。ＥＧＲ装置４７は、排気の一部をＥＧＲ通路４８を通じて吸気系に再び戻し、混合気が燃焼するときの最高温度を低くして窒素酸化物ＮＯｘの生成量を少なくするものである。ＥＧＲ通路４８の途中には、排気通路２２からＥＧＲ通路４８を通って吸気通路１７へ戻される排気（ＥＧＲガス）の流量を調整するためのＥＧＲバルブ４９が設けられている。また、上記エンジン１１には、排気タービン駆動式や機械駆動式の過給機は設けられていない。
【００３３】
次に、上記オイルミスト処理装置２７の作用について、エンジン１１の作動時と停止時とに分けて説明する。
＜エンジン１１の作動時＞
エンジン１１の作動時には、吸気通路１７のスロットルバルブ２３よりも下流の吸気圧が大気圧よりも低くなる（負圧になる）。この負圧（吸気負圧）がブローバイガス通路２５を通じてクランク室２４に作用する。このため、エンジン１１の作動に伴い発生したブローバイガスがオイルミストを含んだ状態で、クランク室２４からブローバイガス通路２５を通じて吸気通路１７に吸引される。
【００３４】
詳しくは、主ミストセパレータ２８では、ブローバイガスはガス流入口３１からガス流出口３２に向けて流れる。この流通の過程で、ブローバイガスから粒径の比較的大きなオイルミストが液化されて分離される。ブローバイガスから分離された液状のオイルは、オイル排出口３３及びドレン通路を通じてクランク室２４に戻される。粒径の小さなオイルミストについては主ミストセパレータ２８で分離されにくく、ブローバイガスの流れに乗って主ミストセパレータ２８内を移動し、ガス流出口３２に達する場合がある。この場合には、分離されなかった粒径の小さなオイルミストは、ブローバイガスとともにＰＣＶバルブ２６に流入することとなる。
【００３５】
ＰＣＶバルブ２６を通過する際、粒径の小さなオイルミストの幾分かは、互いに接触し合って粒径の大きなミストとなってブローバイガスから分離される。また、ＰＣＶバルブ２６内で分離されないオイルミストもあり得る。
【００３６】
ここで、ＰＣＶバルブ２６内には上述したように絞り部、弁座、弁体等が設けられていて、ブローバイガスは絞り部や、弁体及び弁座間の隙間を高い流速で流れる。そのため、上述したＰＣＶバルブ２６内でブローバイガスから分離された粒径のやや大きくなったオイルミストは、この高い流速のブローバイガスとともにＰＣＶバルブ２６からブローバイガス通路２５の下流側へ持ち出されることがある。ＰＣＶバルブ２６で分離されなかった粒径の小さなオイルミストについても、上記と同様にブローバイガスとともにブローバイガス通路２５の下流側へ持ち出される。
【００３７】
こうしてＰＣＶバルブ２６から持ち出されたり通過したりしたオイルミストは、図２において矢印で示すように、ブローバイガス通路２５を通り、ガス流入口３６からセパレータ室３５内に流入する。セパレータ室３５では、ブローバイガスはガス流入口３６からガス流出口３７に向けて流れる。この際、ブローバイガスは複数の仕切部３８によって流れを規制され、蛇行しながら流れる。この流通の過程で、オイルミストが仕切部３８に接触し、液化してブローバイガスから分離される。
【００３８】
ここで、サージタンク３４内では上述したように吸気負圧が作用しており、この吸気負圧がオイル排出口３９を通じてドレン通路４１にも作用する。この吸気負圧により、図３に示すようにチェックバルブ４２では弁体４５が吸引されて、弁座４４に接触する。この接触によりドレン通路４１が閉鎖され、オイルのドレン通路４１での流通が遮断される。
【００３９】
そのため、上記のようにミストセパレータ２９により分離された液状のオイルは、ドレン通路４１のチェックバルブ４２よりもクランク室２４側へ流れることなく、ミストセパレータ２９の底部やサージタンク３４の底部に溜まる。また、吸気負圧が、ドレン通路４１において弁体４５よりもクランク室２４側に作用せず、クランク室２４側のオイルがドレン通路４１を通じてミストセパレータ２９側へ流動（逆流）することがない。
【００４０】
一方、上記のようにミストセパレータ２９により粒径の小さなオイルミストが分離されて、オイルミストの含有量が少なくなったブローバイガスは、同ミストセパレータ２９のガス流出口３７から流出し、サージタンク３４の内部空間３４Ａ及び吸気通路１７を通ってエンジン１１の燃焼室１６に導かれる。
【００４１】
なお、ブローバイガスやＥＧＲガスには燃料の燃焼に伴い生成した水蒸気が含まれており、この水蒸気が吸気通路１７、特に温度の低いサージタンク３４内で凝縮することがある。上述したようにドレン通路４１がチェックバルブ４２によって閉鎖されていることから、凝縮した水分（凝縮水）は、上記オイルと同様、サージタンク３４の底部に溜まる。
【００４２】
＜エンジン１１の停止時＞
エンジン１１が停止されると、ブローバイガス及び吸気負圧がともに発生しなくなる。そのため、図４に示すようにオイルミスト処理装置２７では、上述したエンジン１１の作動時におけるようなブローバイガスの流れが止まる。また、図５に示すようにチェックバルブ４２では、吸気負圧による弁体４５に対する吸引力が消失し、弁体４５が弁座４４から下方へ離間し、ドレン通路４１が開放される。そのため、エンジン１１の作動時にミストセパレータ２９にて分離されて底部に貯留したオイル、及びサージタンク３４内で生じた凝縮水はオイル排出口３９から自重によりドレン通路４１内を流下する。そして、これらのオイル及び凝縮水は、図５において矢印で示すように、チェックバルブ４２の弁室４３、及びドレン通路４１を通ってクランク室２４に戻される。
【００４３】
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも下流にミストセパレータ２９を設けるとともに、そのミストセパレータ２９とクランク室２４とをドレン通路４１によって接続している。そのため、ブローバイガスとともにオイルミストがＰＣＶバルブ２６を通過したとしても、そのオイルミストをミストセパレータ２９によって液化・分離し、ドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。従って、ＰＣＶバルブ２６を通過したオイルミストが燃焼室１６で消費されるのを抑制することができる。
【００４４】
（２）ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも上流に主ミストセパレータ２８を設け、ブローバイガス中の粒径の大きなオイルミストについては、ここでブローバイガスから分離してクランク室２４に戻すようにしている。そのため、主ミストセパレータ２８にて分離された分、同主ミストセパレータ２８から流出し、ＰＣＶバルブ２６を通ってミストセパレータ２９に流入するオイルミストが少なくなる。このように、主ミストセパレータ２８及びミストセパレータ２９によってオイルミストを処理するため、オイルミストがミストセパレータ２９よりも下流側へ流れて燃焼室１６に達するのをより確実に抑制することができる。
【００４５】
（３）サージタンク３４内にミストセパレータ２９のセパレータ室３５を設けている。そして、サージタンク３４の外部とセパレータ室３５とをガス流入口３６によって連通させるとともに、セパレータ室３５とサージタンク３４の内部空間３４Ａとをガス流出口３７によって連通させている。そのため、ブローバイガスからのオイルミストの分離をサージタンク３４内のセパレータ室３５で行うことができる。
【００４６】
また、混合気の燃焼に伴い発生してブローバイガスやＥＧＲガスとともに吸気通路１７を流れる水蒸気がサージタンク３４内で凝縮したとしても、その凝縮水を上記オイルとともにドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。そのため、凝縮水がサージタンク３４内に溜まったり、燃焼室１６へ流入したりするのを回避できる。
【００４７】
（４）上記（３）に関連するが、サージタンク３４内の空間を利用してミストセパレータ２９を設けていることから、そのミストセパレータ２９をサージタンク３４の外部に設けた場合に比べ、オイルミスト処理装置２７全体の小型化を図ることができる。
【００４８】
（５）ドレン通路４１に、エンジン１１の作動時に閉弁し、停止時に開弁するチェックバルブ４２を設けている。そのため、エンジン１１の作動時に吸気負圧がドレン通路４１を通じてクランク室２４に作用しないようにすることができる。そのため、オイルがクランク室２４からドレン通路４１を通じてミストセパレータ２９側へ逆流するのを抑制することができる。そして、このときにブローバイガスから分離されたオイルをミストセパレータ２９内（サージタンク３４内）に貯めておき、吸気負圧が発生しなくなるエンジン１１の停止時にドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。
【００４９】
（６）チェックバルブ４２として、ドレン通路４１の途中に弁室４３を設けるとともに、その弁室４３内に弁座４４及び弁体４５を設けている。そのため、エンジン１１の作動時には、吸気負圧により弁体４５を吸引して弁座４４に接触させることで、ドレン通路４１を閉鎖することができる。また、吸気負圧が発生しなくなるエンジン１１の作動時には、ブローバイガスから分離されたオイルを、自重により、ドレン通路４１からクランク室２４に戻すことができる。
【００５０】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・ブローバイガス通路２５におけるＰＣＶバルブ２６の下流であることを条件に、ミストセパレータ２９を上記実施形態とは異なる箇所、例えばサージタンク３４の外部に配置してもよい。また、ブローバイガス通路２５におけるＰＣＶバルブ２６の下流にミストセパレータを複数設けてもよい。この場合には、ミストセパレータ毎にドレン通路を設ける。
【００５１】
・サージタンク３４内において、セパレータ室３５を上記実施形態とは異なる箇所に設けてもよい。
・ＰＣＶバルブ２６を通過したオイルミストが燃焼室１６で消費されるのを抑制するという効果については、ブローバイガス通路２５においてＰＣＶバルブ２６の下流にミストセパレータ２９を設けるという構成によって得ることができる。従って、この効果を得るうえでは、ＰＣＶバルブ２６よりも上流の主ミストセパレータ２８については、これを割愛することができる。
【００５２】
・前記実施形態におけるチェックバルブ４２は、吸気負圧を利用して弁体４５を吸引して弁座４４に接触させる構成を採っている。そのため、適用されるエンジン１１は、ピストン１９が下降するときの吸気負圧によって混合気や空気を吸入する、いわゆる自然吸気（ＮＡ）エンジンに限られる。
【００５３】
そこで、吸気負圧を利用せずに開弁・閉弁するタイプ、例えば通電の有無に応じて開弁・閉弁する電磁弁を、上記チェックバルブ４２に代えて開閉弁として用いるようにしてもよい。この場合、エンジン１１の作動中には閉弁し、エンジン１１の停止時に開弁するように電磁弁に対する通電を制御する。こうした電磁弁を開閉弁として用いれば、上記自然吸気エンジンに限らず、過給機付きのエンジン１１にも適用できる。
【００５４】
・チェックバルブ４２として、上記実施形態と異なる構成を有するものを用いてもよい。例えば、上記実施形態におけるチェックバルブ４２に、弁体４５を弁座４４側（ミストセパレータ２９側）へ付勢するばねを付加した構成を有するものを、チェックバルブ４２として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態におけるオイルミスト処理装置の概略構成図。
【図２】図１におけるＡ部の拡大図。
【図３】図２におけるチェックバルブの状態を示す構成図。
【図４】図２に対応する図であり、エンジンの停止時におけるオイルミスト処理装置の状態を示す部分拡大図。
【図５】図４におけるチェックバルブの状態を示す構成図。
【符号の説明】
【００５６】
１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、１７…吸気通路、２４…クランク室、２５…ブローバイガス通路、２６…ＰＣＶバルブ（調整弁）、２７…オイルミスト処理装置、２８…主ミストセパレータ、２９…ミストセパレータ、３４…サージタンク、３４Ａ…内部空間、３５…セパレータ室、３６…ガス流入口、３７…ガス流出口、４１…ドレン通路、４２…チェックバルブ（開閉弁）、４４…弁座、４５…弁体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の作動に伴い発生するブローバイガスからオイルミストを分離してクランク室に戻すオイルミスト処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関では、ピストンリングとピストンやシリンダとの隙間を通じてブローバイガス（未燃焼の混合気や燃焼ガス）が燃焼室からクランク室内に漏出する。そこで、内燃機関にブローバイガス還流装置を設け、ブローバイガスを、クランク室、動弁室、吸気通路等を通じて燃焼室に戻して再燃焼させることが行われている。
【０００３】
しかし、ブローバイガスがクランク室を通る際に、機関オイルが霧状となってブローバイガスに混入する。この霧状のオイル（オイルミスト）を含んだブローバイガスが再燃焼されるとオイル消費量が増大する。そこで、内燃機関には、ブローバイガス中に含まれているオイルミストが、ブローバイガスの流れに乗って吸気通路等へ持ち出されるのを防ぐために、ブローバイガスからオイルミストを分離してクランク室に戻すオイルミスト処理装置が設けられている。
【０００４】
こうしたオイルミスト処理装置としては、内燃機関のクランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、慣性衝突式、ラビリンス式等のミストセパレータを設けるとともに、そのミストセパレータのガス流出口にＰＣＶバルブを設けたものが一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。このオイルミスト処理装置によれば、ブローバイガスがミストセパレータ内を通過する際に、そのブローバイガスに含まれているオイルミストが液化・分離される。分離された液状のオイルはドレン通路を通ってクランク室に戻される。ＰＣＶバルブは、ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を機関運転状態に応じて調整する。
【特許文献１】特開平４−３４２８６４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１１５４号公報
【特許文献３】実開平３−５４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したオイルミスト処理装置では、粒径の比較的大きなオイルミストについてはミストセパレータによって捕捉できる。しかし、粒径の小さなオイルミストについては、ブローバイガスの流れに乗ってミストセパレータ内を移動し、ＰＣＶバルブに達することがある。この場合、ＰＣＶバルブ内でも粒径の小さなオイルミストが捕捉されるが、弁体近傍の流路の狭い箇所ではブローバイガスの流速が速いために、一旦捕捉されて粒径の若干大きくなったオイルがブローバイガスに乗って吸気通路へ持ち出され、燃焼室で燃焼されるおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブローバイガスに含まれているオイルミストがＰＣＶバルブ等の調整弁を通過しても燃焼室で消費されるのを抑制することのできるオイルミスト処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、クランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を調整する調整弁を設けた内燃機関に用いられ、前記ブローバイガスに含まれるオイルミストを処理する装置であって、前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも下流に設けられ、前記調整弁を通過したブローバイガスからオイルミストを分離するミストセパレータと、前記ミストセパレータにて分離されたオイルを前記クランク室に戻すドレン通路とを備えるとする。
【０００８】
上記の構成によれば、内燃機関の作動に伴い生じたブローバイガスは、クランク室、ブローバイガス通路及び吸気通路を通って内燃機関の燃焼室に戻される。ブローバイガスは、上記ブローバイガス通路を流れる途中に調整弁を通過する。この際、ブローバイガスに含まれているオイルミストが調整弁を通過したとしても、そのオイルミストは、ブローバイガス通路の調整弁よりも下流のミストセパレータを通過する際に液化され、ブローバイガスから分離される。分離された液状のオイルは、ミストセパレータからドレン通路を通ってクランク室に戻される。このようにして、請求項１に記載の発明によれば、オイルミストが調整弁を通過しても燃焼室で消費されるのを抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも上流に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスからオイルミストを分離して前記クランク室に戻す主ミストセパレータをさらに備えるとする。
【００１０】
上記の構成によれば、内燃機関の作動に伴い生じてブローバイガス通路を流れるブローバイガスは、上記調整弁に至る前に主ミストセパレータを通過する。この通過の際に、比較的粒径の大きなオイルミストが液化されてブローバイガスから分離され、クランク室に戻される。上記のように分離された分、主ミストセパレータから流出し、調整弁を通ってミストセパレータに流入するオイルミストが少なくなる。このように、主ミストセパレータ及びミストセパレータによってオイルミストを処理するため、オイルミストが燃焼室に達するのをより確実に抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記ミストセパレータは、前記吸気通路途中のサージタンク内に設けられたセパレータ室と、前記サージタンクの外部と前記セパレータ室を連通させるガス流入口と、前記セパレータ室と前記サージタンクの内部空間を連通させるガス流出口とを備えるとする。
【００１２】
上記の構成によれば、調整弁を通過したオイルミストを含むブローバイガスは、ガス流入口を通ってサージタンク内のセパレータ室内に流入する。このブローバイガスがセパレータ室内を流れる際にオイルミストが液化・分離される。分離された液状のオイルはドレン通路を通ってクランク室に戻される。オイルミストの分離された後のブローバイガスはガス流出口を通った後、サージタンク内へ流入し、吸気とともに燃焼室に導かれる。
【００１３】
また、ブローバイガス中には燃料の燃焼に伴い生成した水蒸気が含まれており、この水蒸気が吸気通路、特に温度の低いサージタンク内で凝縮することがある。この凝縮した水についても上記オイルと同様に、上記ドレン通路を通じてクランク室へ戻すことが可能である。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明では、サージタンク内の空間を利用してミストセパレータのセパレータ室が設けられていることから、同セパレータ室をサージタンクの外部に設けた場合に比べ、オイルミスト処理装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記内燃機関の作動時に前記ドレン通路を閉鎖し、同内燃機関の停止時に同ドレン通路を開放する開閉弁をさらに備えるとする。
【００１６】
上記の構成によれば、内燃機関の作動時には開閉弁によってドレン通路が閉鎖され、同ドレン通路でのオイルの流通が遮断される。そのため、ミストセパレータによりブローバイガスから分離されたオイルは、同ミストセパレータ室内に貯留され、クランク室には戻されない。また、クランク室からオイルがドレン通路を通じてミストセパレータ側へ流動（逆流）することもない。これに対し、内燃機関の停止時には開閉弁が開弁する。この開弁により、ドレン通路でのオイルの流通が可能となる。そのため、ミストセパレータによりブローバイガスから分離されたオイルを、ドレン通路を通じてクランク室に戻すことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記開閉弁は、前記内燃機関の作動時には、前記吸気通路の吸気負圧により吸引されて弁座に接触し前記ドレン通路を閉鎖する弁体を備えるとする。
【００１８】
上記の構成によれば、内燃機関の作動時には、開閉弁では、弁体が吸気負圧により吸引されて弁座に接触し、ドレン通路が閉鎖（閉弁）される。この閉弁により、ミストセパレータからクランク室側へのオイルの流通も、クランク室からミストセパレータ室側へのオイルの流通（逆流）も遮断される。これに対し、内燃機関の停止時には、吸気負圧による弁体の吸引がなくなって、弁体がドレン通路を閉鎖しなくなる。弁体が弁座から離間（開弁）し、ドレン通路でのオイルの流通が可能となって、オイルが自重によりドレン通路を通ってクランク室に戻される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。
車両には、図１に示すように、内燃機関としてガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は、シリンダブロック１２と、その上側に取り付けられたシリンダヘッド１３と、同シリンダブロック１２の下側に取り付けられたクランクケース１４及びオイルパン１５とを備えている。このエンジン１１では、気筒毎の燃焼室１６に吸気通路１７を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁から燃料が噴射供給される。この燃料と空気の混合気に対し点火プラグによる点火が行われると、その混合気が燃焼してシリンダ１８内でピストン１９が往復動し、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト２１が回転する。そして、混合気の燃焼により生じた排気は各燃焼室１６から排気通路２２へ排出される。
【００２０】
エンジン１１の出力調整は、吸気通路１７に設けられたスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）を調節することによって実現される。すなわち、スロットル開度の調整により、エンジン１１への吸入空気量が変化し、その変化に対応して燃料噴射量が制御され、燃焼室１６に充填される混合気の量が変化してエンジン１１の出力が調整される。
【００２１】
上記エンジン１１では、圧縮行程及び膨張行程で、ピストンリングとシリンダ１８やピストン１９との隙間からクランク室２４にガスが漏出する。クランク室２４は、クランクシャフト２１が収容されている空間であり、詳しくはクランクケース１４及びオイルパン１５によって囲まれた空間である。上記ガスは圧縮行程で漏出する混合気、膨張行程で漏出する燃焼ガス等からなり、ブローバイガスと呼ばれる。ブローバイガスはエンジンオイルを劣化させ、エンジン１１の内部をさびさせる原因となり得る。
【００２２】
そこで、クランク室２４と、吸気通路１７のスロットルバルブ２３よりも下流とをブローバイガス通路２５によってつなぎ、スロットルバルブ２３の下流で発生する負圧（吸気負圧）をブローバイガス通路２５を通じてクランク室２４に作用させるようにしている。ここでの負圧は、大気圧を基準としてそれよりも低い圧力を指す。この吸気負圧により、ブローバイガスをブローバイガス通路２５及び吸気通路１７を通じて燃焼室１６に戻して再燃焼させるようにしている。ブローバイガス通路２５の途中には、エンジン１１の運転状態、例えばエンジン負荷等に応じてブローバイガスの流量を調整するための調整弁として、ＰＣＶバルブ２６が設けられている。ＰＣＶバルブ２６としては、一般的なもの、すなわち絞り部、弁座及び弁体を流路に備え、この弁体をばねにより弁座側へ付勢するようにしたものを用いることができる。
【００２３】
ところで、ブローバイガスがクランク室２４を通る際にエンジンオイルが霧状（オイルミスト）となってブローバイガスに混入する。このオイルミストを含んだブローバイガスが再燃焼されるとオイル消費量が増大する。そこで、オイルミスト処理装置２７を設け、ブローバイガスからオイルミストを分離・回収するようにしている。
【００２４】
このオイルミスト処理装置２７は、ブローバイガス通路２５の互いに異なる箇所に設けられた２つのミストセパレータを備えている。ここでは、両ミストセパレータを区別するために、上流側に位置するものを「主ミストセパレータ２８」といい、下流側に位置するものを単に「ミストセパレータ２９」というものとする。
【００２５】
図１及び図２に示すように、主ミストセパレータ２８は、上記背景技術におけるミストセパレータに相当するものであり、ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも上流であって、クランク室２４よりも下流に設けられている。主ミストセパレータ２８としては、一般に知られている慣性衝突式、ラビリンス式等のミストセパレータを用いることができる。
【００２６】
慣性衝突式のミストセパレータは、流路の途中に絞り部及び慣性衝突壁を備えている。このタイプのミストセパレータでは、絞り部を通過することにより流速の上昇したブローバイガス及びオイルミストを慣性衝突壁に衝突させることで、オイルミストを液化させてブローバイガスから分離させる。また、ラビリンス式のミストセパレータは、流路の途中に、その流路を蛇行状に仕切る複数の仕切壁を備えている。このタイプのミストセパレータでは、ブローバイガス及びオイルミストが仕切壁に沿って蛇行しながら流れる途中で、そのオイルミストを仕切壁に付着させることで液化させてブローバイガスから分離させる。
【００２７】
主ミストセパレータ２８にはブローバイガスのガス流入口３１及びガス流出口３２が開口されている。また、主ミストセパレータ２８の底部にはオイル排出口３３が開口されている。このオイル排出口３３とクランク室２４とは、ドレン通路（図示略）によって接続されている。
【００２８】
上述したＰＣＶバルブ２６は、主ミストセパレータ２８のガス流出口３２に配置されている。
ミストセパレータ２９は、ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも下流に設けられている。このミストセパレータ２９はセパレータ室３５を備えている。セパレータ室３５は、吸気通路１７においてスロットルバルブ２３よりも下流のサージタンク３４内に設けられており、そのサージタンク３４の底部の一部を自身の底部として利用している。表現を変えると、サージタンク３４の底部とミストセパレータ２９の底部の一部とが重複している。
【００２９】
サージタンク３４の底部には、そのサージタンク３４の外部とセパレータ室３５とを連通させるガス流入口３６が開口されている。また、ミストセパレータ２９において、ガス流入口３６から比較的遠く離れた箇所には、セパレータ室３５とサージタンク３４の内部空間３４Ａとを連通させるガス流出口３７が開口されている。ここでの内部空間３４Ａとは、サージタンク３４内においてセパレータ室３５を除く空間である。セパレータ室３５内には、その内部空間を蛇行状に仕切る複数の仕切部３８が設けられている。
【００３０】
さらに、サージタンク３４の底部にはオイル排出口３９が開口されている。このオイル排出口３９とクランク室２４とはドレン通路４１によって接続されている。このドレン通路４１の途中、図２ではオイル排出口３９の近傍には、エンジン１１の作動時にドレン通路４１を閉鎖し、同エンジン１１の停止時にドレン通路４１を開放する開閉弁として、チェックバルブ４２が設けられている。
【００３１】
チェックバルブ４２は、図３に示すように、ドレン通路４１の流路面積よりも大きな流路面積を有し、かつ相対向する壁面にそれぞれ開口を有する弁室４３を備えている。弁室４３のミストセパレータ２９側（図３の上側）の開口の周りには弁座４４が形成されている。弁室４３内には、弁座４４に接触又は離間する弁体４５が収容されている。ドレン通路４１は、弁体４５が弁座４４に接触することにより閉鎖され、弁体４５が弁座４４から下方へ離間することにより開放される。弁室４３のクランク室２４側（図３の下側）の開口には突起４６が設けられている。この構成により、弁体４５が弁室４３のクランク室２４側の開口に最も接近したときに突起４６に接触することで、同開口を閉塞しないようにしている（図５参照）。上記のようにして本実施形態のオイルミスト処理装置２７が構成されている。
【００３２】
なお、上記エンジン１１には、図１に示すように、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを低減する手段として排気再循環（以下、「ＥＧＲ」という）装置４７が設けられている。ＥＧＲ装置４７は、排気の一部をＥＧＲ通路４８を通じて吸気系に再び戻し、混合気が燃焼するときの最高温度を低くして窒素酸化物ＮＯｘの生成量を少なくするものである。ＥＧＲ通路４８の途中には、排気通路２２からＥＧＲ通路４８を通って吸気通路１７へ戻される排気（ＥＧＲガス）の流量を調整するためのＥＧＲバルブ４９が設けられている。また、上記エンジン１１には、排気タービン駆動式や機械駆動式の過給機は設けられていない。
【００３３】
次に、上記オイルミスト処理装置２７の作用について、エンジン１１の作動時と停止時とに分けて説明する。
＜エンジン１１の作動時＞
エンジン１１の作動時には、吸気通路１７のスロットルバルブ２３よりも下流の吸気圧が大気圧よりも低くなる（負圧になる）。この負圧（吸気負圧）がブローバイガス通路２５を通じてクランク室２４に作用する。このため、エンジン１１の作動に伴い発生したブローバイガスがオイルミストを含んだ状態で、クランク室２４からブローバイガス通路２５を通じて吸気通路１７に吸引される。
【００３４】
詳しくは、主ミストセパレータ２８では、ブローバイガスはガス流入口３１からガス流出口３２に向けて流れる。この流通の過程で、ブローバイガスから粒径の比較的大きなオイルミストが液化されて分離される。ブローバイガスから分離された液状のオイルは、オイル排出口３３及びドレン通路を通じてクランク室２４に戻される。粒径の小さなオイルミストについては主ミストセパレータ２８で分離されにくく、ブローバイガスの流れに乗って主ミストセパレータ２８内を移動し、ガス流出口３２に達する場合がある。この場合には、分離されなかった粒径の小さなオイルミストは、ブローバイガスとともにＰＣＶバルブ２６に流入することとなる。
【００３５】
ＰＣＶバルブ２６を通過する際、粒径の小さなオイルミストの幾分かは、互いに接触し合って粒径の大きなミストとなってブローバイガスから分離される。また、ＰＣＶバルブ２６内で分離されないオイルミストもあり得る。
【００３６】
ここで、ＰＣＶバルブ２６内には上述したように絞り部、弁座、弁体等が設けられていて、ブローバイガスは絞り部や、弁体及び弁座間の隙間を高い流速で流れる。そのため、上述したＰＣＶバルブ２６内でブローバイガスから分離された粒径のやや大きくなったオイルミストは、この高い流速のブローバイガスとともにＰＣＶバルブ２６からブローバイガス通路２５の下流側へ持ち出されることがある。ＰＣＶバルブ２６で分離されなかった粒径の小さなオイルミストについても、上記と同様にブローバイガスとともにブローバイガス通路２５の下流側へ持ち出される。
【００３７】
こうしてＰＣＶバルブ２６から持ち出されたり通過したりしたオイルミストは、図２において矢印で示すように、ブローバイガス通路２５を通り、ガス流入口３６からセパレータ室３５内に流入する。セパレータ室３５では、ブローバイガスはガス流入口３６からガス流出口３７に向けて流れる。この際、ブローバイガスは複数の仕切部３８によって流れを規制され、蛇行しながら流れる。この流通の過程で、オイルミストが仕切部３８に接触し、液化してブローバイガスから分離される。
【００３８】
ここで、サージタンク３４内では上述したように吸気負圧が作用しており、この吸気負圧がオイル排出口３９を通じてドレン通路４１にも作用する。この吸気負圧により、図３に示すようにチェックバルブ４２では弁体４５が吸引されて、弁座４４に接触する。この接触によりドレン通路４１が閉鎖され、オイルのドレン通路４１での流通が遮断される。
【００３９】
そのため、上記のようにミストセパレータ２９により分離された液状のオイルは、ドレン通路４１のチェックバルブ４２よりもクランク室２４側へ流れることなく、ミストセパレータ２９の底部やサージタンク３４の底部に溜まる。また、吸気負圧が、ドレン通路４１において弁体４５よりもクランク室２４側に作用せず、クランク室２４側のオイルがドレン通路４１を通じてミストセパレータ２９側へ流動（逆流）することがない。
【００４０】
一方、上記のようにミストセパレータ２９により粒径の小さなオイルミストが分離されて、オイルミストの含有量が少なくなったブローバイガスは、同ミストセパレータ２９のガス流出口３７から流出し、サージタンク３４の内部空間３４Ａ及び吸気通路１７を通ってエンジン１１の燃焼室１６に導かれる。
【００４１】
なお、ブローバイガスやＥＧＲガスには燃料の燃焼に伴い生成した水蒸気が含まれており、この水蒸気が吸気通路１７、特に温度の低いサージタンク３４内で凝縮することがある。上述したようにドレン通路４１がチェックバルブ４２によって閉鎖されていることから、凝縮した水分（凝縮水）は、上記オイルと同様、サージタンク３４の底部に溜まる。
【００４２】
＜エンジン１１の停止時＞
エンジン１１が停止されると、ブローバイガス及び吸気負圧がともに発生しなくなる。そのため、図４に示すようにオイルミスト処理装置２７では、上述したエンジン１１の作動時におけるようなブローバイガスの流れが止まる。また、図５に示すようにチェックバルブ４２では、吸気負圧による弁体４５に対する吸引力が消失し、弁体４５が弁座４４から下方へ離間し、ドレン通路４１が開放される。そのため、エンジン１１の作動時にミストセパレータ２９にて分離されて底部に貯留したオイル、及びサージタンク３４内で生じた凝縮水はオイル排出口３９から自重によりドレン通路４１内を流下する。そして、これらのオイル及び凝縮水は、図５において矢印で示すように、チェックバルブ４２の弁室４３、及びドレン通路４１を通ってクランク室２４に戻される。
【００４３】
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも下流にミストセパレータ２９を設けるとともに、そのミストセパレータ２９とクランク室２４とをドレン通路４１によって接続している。そのため、ブローバイガスとともにオイルミストがＰＣＶバルブ２６を通過したとしても、そのオイルミストをミストセパレータ２９によって液化・分離し、ドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。従って、ＰＣＶバルブ２６を通過したオイルミストが燃焼室１６で消費されるのを抑制することができる。
【００４４】
（２）ブローバイガス通路２５のＰＣＶバルブ２６よりも上流に主ミストセパレータ２８を設け、ブローバイガス中の粒径の大きなオイルミストについては、ここでブローバイガスから分離してクランク室２４に戻すようにしている。そのため、主ミストセパレータ２８にて分離された分、同主ミストセパレータ２８から流出し、ＰＣＶバルブ２６を通ってミストセパレータ２９に流入するオイルミストが少なくなる。このように、主ミストセパレータ２８及びミストセパレータ２９によってオイルミストを処理するため、オイルミストがミストセパレータ２９よりも下流側へ流れて燃焼室１６に達するのをより確実に抑制することができる。
【００４５】
（３）サージタンク３４内にミストセパレータ２９のセパレータ室３５を設けている。そして、サージタンク３４の外部とセパレータ室３５とをガス流入口３６によって連通させるとともに、セパレータ室３５とサージタンク３４の内部空間３４Ａとをガス流出口３７によって連通させている。そのため、ブローバイガスからのオイルミストの分離をサージタンク３４内のセパレータ室３５で行うことができる。
【００４６】
また、混合気の燃焼に伴い発生してブローバイガスやＥＧＲガスとともに吸気通路１７を流れる水蒸気がサージタンク３４内で凝縮したとしても、その凝縮水を上記オイルとともにドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。そのため、凝縮水がサージタンク３４内に溜まったり、燃焼室１６へ流入したりするのを回避できる。
【００４７】
（４）上記（３）に関連するが、サージタンク３４内の空間を利用してミストセパレータ２９を設けていることから、そのミストセパレータ２９をサージタンク３４の外部に設けた場合に比べ、オイルミスト処理装置２７全体の小型化を図ることができる。
【００４８】
（５）ドレン通路４１に、エンジン１１の作動時に閉弁し、停止時に開弁するチェックバルブ４２を設けている。そのため、エンジン１１の作動時に吸気負圧がドレン通路４１を通じてクランク室２４に作用しないようにすることができる。そのため、オイルがクランク室２４からドレン通路４１を通じてミストセパレータ２９側へ逆流するのを抑制することができる。そして、このときにブローバイガスから分離されたオイルをミストセパレータ２９内（サージタンク３４内）に貯めておき、吸気負圧が発生しなくなるエンジン１１の停止時にドレン通路４１を通じてクランク室２４に戻すことができる。
【００４９】
（６）チェックバルブ４２として、ドレン通路４１の途中に弁室４３を設けるとともに、その弁室４３内に弁座４４及び弁体４５を設けている。そのため、エンジン１１の作動時には、吸気負圧により弁体４５を吸引して弁座４４に接触させることで、ドレン通路４１を閉鎖することができる。また、吸気負圧が発生しなくなるエンジン１１の作動時には、ブローバイガスから分離されたオイルを、自重により、ドレン通路４１からクランク室２４に戻すことができる。
【００５０】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・ブローバイガス通路２５におけるＰＣＶバルブ２６の下流であることを条件に、ミストセパレータ２９を上記実施形態とは異なる箇所、例えばサージタンク３４の外部に配置してもよい。また、ブローバイガス通路２５におけるＰＣＶバルブ２６の下流にミストセパレータを複数設けてもよい。この場合には、ミストセパレータ毎にドレン通路を設ける。
【００５１】
・サージタンク３４内において、セパレータ室３５を上記実施形態とは異なる箇所に設けてもよい。
・ＰＣＶバルブ２６を通過したオイルミストが燃焼室１６で消費されるのを抑制するという効果については、ブローバイガス通路２５においてＰＣＶバルブ２６の下流にミストセパレータ２９を設けるという構成によって得ることができる。従って、この効果を得るうえでは、ＰＣＶバルブ２６よりも上流の主ミストセパレータ２８については、これを割愛することができる。
【００５２】
・前記実施形態におけるチェックバルブ４２は、吸気負圧を利用して弁体４５を吸引して弁座４４に接触させる構成を採っている。そのため、適用されるエンジン１１は、ピストン１９が下降するときの吸気負圧によって混合気や空気を吸入する、いわゆる自然吸気（ＮＡ）エンジンに限られる。
【００５３】
そこで、吸気負圧を利用せずに開弁・閉弁するタイプ、例えば通電の有無に応じて開弁・閉弁する電磁弁を、上記チェックバルブ４２に代えて開閉弁として用いるようにしてもよい。この場合、エンジン１１の作動中には閉弁し、エンジン１１の停止時に開弁するように電磁弁に対する通電を制御する。こうした電磁弁を開閉弁として用いれば、上記自然吸気エンジンに限らず、過給機付きのエンジン１１にも適用できる。
【００５４】
・チェックバルブ４２として、上記実施形態と異なる構成を有するものを用いてもよい。例えば、上記実施形態におけるチェックバルブ４２に、弁体４５を弁座４４側（ミストセパレータ２９側）へ付勢するばねを付加した構成を有するものを、チェックバルブ４２として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を具体化した一実施形態におけるオイルミスト処理装置の概略構成図。
【図２】図１におけるＡ部の拡大図。
【図３】図２におけるチェックバルブの状態を示す構成図。
【図４】図２に対応する図であり、エンジンの停止時におけるオイルミスト処理装置の状態を示す部分拡大図。
【図５】図４におけるチェックバルブの状態を示す構成図。
【符号の説明】
【００５６】
１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、１７…吸気通路、２４…クランク室、２５…ブローバイガス通路、２６…ＰＣＶバルブ（調整弁）、２７…オイルミスト処理装置、２８…主ミストセパレータ、２９…ミストセパレータ、３４…サージタンク、３４Ａ…内部空間、３５…セパレータ室、３６…ガス流入口、３７…ガス流出口、４１…ドレン通路、４２…チェックバルブ（開閉弁）、４４…弁座、４５…弁体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を調整する調整弁を設けた内燃機関に用いられ、前記ブローバイガスに含まれるオイルミストを処理する装置であって、
前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも下流に設けられ、前記調整弁を通過したブローバイガスからオイルミストを分離するミストセパレータと、
前記ミストセパレータにて分離されたオイルを前記クランク室に戻すドレン通路と
を備えることを特徴とするオイルミスト処理装置。
【請求項２】
前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも上流に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスからオイルミストを分離して前記クランク室に戻す主ミストセパレータをさらに備える請求項１に記載のオイルミスト処理装置。
【請求項３】
前記ミストセパレータは、前記吸気通路途中のサージタンク内に設けられたセパレータ室と、前記サージタンクの外部と前記セパレータ室を連通させるガス流入口と、前記セパレータ室と前記サージタンクの内部空間を連通させるガス流出口とを備える請求項１又は２に記載のオイルミスト処理装置。
【請求項４】
前記内燃機関の作動時に前記ドレン通路を閉鎖し、同内燃機関の停止時に前記ドレン通路を開放する開閉弁をさらに備える請求項１〜３のいずれか１つに記載のオイルミスト処理装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記内燃機関の作動時には、前記吸気通路の吸気負圧により吸引されて弁座に接触し前記ドレン通路を閉鎖する弁体を備える請求項４に記載のオイルミスト処理装置。
【請求項１】
クランク室と吸気通路とをつなぐブローバイガス通路の途中に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの量を調整する調整弁を設けた内燃機関に用いられ、前記ブローバイガスに含まれるオイルミストを処理する装置であって、
前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも下流に設けられ、前記調整弁を通過したブローバイガスからオイルミストを分離するミストセパレータと、
前記ミストセパレータにて分離されたオイルを前記クランク室に戻すドレン通路と
を備えることを特徴とするオイルミスト処理装置。
【請求項２】
前記ブローバイガス通路の前記調整弁よりも上流に、同ブローバイガス通路を流れるブローバイガスからオイルミストを分離して前記クランク室に戻す主ミストセパレータをさらに備える請求項１に記載のオイルミスト処理装置。
【請求項３】
前記ミストセパレータは、前記吸気通路途中のサージタンク内に設けられたセパレータ室と、前記サージタンクの外部と前記セパレータ室を連通させるガス流入口と、前記セパレータ室と前記サージタンクの内部空間を連通させるガス流出口とを備える請求項１又は２に記載のオイルミスト処理装置。
【請求項４】
前記内燃機関の作動時に前記ドレン通路を閉鎖し、同内燃機関の停止時に前記ドレン通路を開放する開閉弁をさらに備える請求項１〜３のいずれか１つに記載のオイルミスト処理装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記内燃機関の作動時には、前記吸気通路の吸気負圧により吸引されて弁座に接触し前記ドレン通路を閉鎖する弁体を備える請求項４に記載のオイルミスト処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３１６６９８（Ｐ２００６−３１６６９８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４００９３（Ｐ２００５−１４００９３）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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