(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024014011
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】オイルセパレータ
(51)【国際特許分類】
F01M 13/04 20060101AFI20240125BHJP
B01D 46/24 20060101ALI20240125BHJP
B01D 45/08 20060101ALI20240125BHJP
【FI】
F01M13/04 D
B01D46/24 A
B01D46/24 B
B01D45/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022116545
(22)【出願日】2022-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】000220804
【氏名又は名称】東京濾器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石田 耕作
(72)【発明者】
【氏名】岡本 有司
(72)【発明者】
【氏名】グエン ヴァン ハ
【テーマコード(参考)】
3G015
4D031
4D058
【Fターム(参考)】
3G015BD09
3G015BD12
3G015BD24
3G015BD28
3G015BE02
3G015BE13
3G015BE15
3G015BF05
3G015BF08
3G015DA04
3G015EA04
3G015EA25
4D031AB03
4D031AB23
4D031BA01
4D031BB02
4D031EA01
4D058JA02
4D058KA03
4D058LA01
4D058QA01
4D058QA03
4D058QA13
4D058QA19
4D058SA15
(57)【要約】
【課題】目詰まりしにくい捕集構造を有するオイルセパレータを提供する。
【解決手段】ブローバイガスからミスト状オイルを捕集するための捕集構造体50と、捕集構造体50を収容する内部空間を有するケース20と、を備えるオイルセパレータ2は、捕集構造体50が、ブローバイガスが供給される上流空間S1を形成する本体部60と、上流空間S1と本体部60の外部空間S2とを連通する流路C1を形成し、流路C1の開度を、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が高いほど大きくするバルブ70と、流路C1の出口に対向して配置され、通気性を有する捕集体80と、を備え、捕集構造体50とケース20との間には、捕集体80を通過したブローバイガスが流れる下流空間S3が形成される。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを捕集するための捕集構造体と、
前記捕集構造体を収容する内部空間を有するケースと、
を備えるオイルセパレータであって、
前記捕集構造体は、
前記ガスが供給される上流空間を形成する本体部と、
前記上流空間と前記本体部の外部空間とを連通する流路を形成し、前記流路の開度を、前記上流空間における前記ガスの圧力が高いほど大きくするバルブと、
前記流路の出口に対向して配置され、通気性を有する捕集体と、
を備え、
前記捕集構造体と前記ケースとの間には、前記捕集体を通過した前記ガスが流れる下流空間が形成されるオイルセパレータ。
【請求項2】
前記流路及び前記捕集体が環状であって、
前記捕集構造体は、前記捕集体を保持する保持部材を更に備える、請求項1に記載のオイルセパレータ。
【請求項3】
前記保持部材は、前記捕集体の外周に周方向に間隔を空けて設けられる複数の保持部を有する第1保持部材である、請求項2に記載のオイルセパレータ。
【請求項4】
前記保持部材は、前記捕集体の軸方向の両端部に設けられ、前記端部の少なくとも一方の側において周方向に間隔を空けて設けられる複数の保持部を有する第2保持部材である、請求項2に記載のオイルセパレータ。
【請求項5】
前記バルブは、前記上流空間に入り込むように突出する筒状部を更に有する、請求項1に記載のオイルセパレータ。
【請求項6】
前記ケースが互いに係合する第1ケースと、第2ケースとで構成され、
前記オイルセパレータは、前記第1ケースと前記第2ケースとの間に反発力を発生させる組み付け弾性体を更に備える、請求項1から5の何れか一項に記載のオイルセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オイルセパレータに関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンのブローバイガスなどのミスト状オイルを含むガスからミスト状オイルを分離するオイルセパレータが知られている。例えば、特許文献1には、捕集構造にインパクター方式を採用するオイルセパレータが開示されている。このオイルセパレータでは、ミスト状オイルを含むガスを、織物あるいは不織布からなる捕集体で被覆された衝突壁に向けて放出する。衝突壁に衝突したガスは進行方向を曲げられて流れる。一方、ガスに含まれるミスト状オイルは、捕集体に吸着されることでガスから分離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のガスは、ミスト状オイル以外にスラッジ等のごみを含む。このようなガスが衝突壁に衝突する際、ガスに含まれるごみは、慣性によって曲がり切れずに捕集体の表面に堆積する。その結果、捕集体が目詰まりする可能性がある。
【0005】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、目詰まりしにくい捕集構造を有するオイルセパレータ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】
【0006】
以上の課題を解決するために、ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを捕集するための捕集構造体と、前記捕集構造体を収容する内部空間を有するケースと、を備えるオイルセパレータであって、前記捕集構造体は、前記ガスが供給される上流空間を形成する本体部と、前記上流空間と前記本体部の外部空間とを連通する流路を形成し、前記流路の開度を、前記上流空間における前記ガスの圧力が高いほど大きくするバルブと、前記流路の出口に対向して配置され、通気性を有する捕集体と、を備え、前記捕集構造体と前記ケースとの間には、前記捕集体を通過した前記ガスが流れる下流空間が形成されるオイルセパレータが提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明のオイルセパレータによれば、捕集体が目詰まりしにくい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】閉鎖型クランクケース換気システム1を示す概略図である。
【
図10】ブローバイガスの流れを示すオイルセパレータ2の断面図である。
【
図11】捕集したオイルの流れを示すオイルセパレータ2の断面図である。
【
図12】バルブ70が閉じた状態でのブローバイガスの流れを示すオイルセパレータ2の断面図である。
【
図13】バルブ70が開いた状態でのブローバイガスの流れを示すオイルセパレータ2の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【0010】
==閉鎖型クランクケース換気システムの概要==
図1は、閉鎖型クランクケース換気システム(以下、換気システム1とする)の概略図である。換気システム1は、オイルセパレータ2と、ガス供給パイプ3と、オイル流路4と、ブリーザーパイプ5と、を備える。オイルセパレータ2は、エンジン6のクランクケース内に排出されるブローバイガス(ミスト状オイルを含むガスの一例)からミスト状オイルを分離する処理を行う。オイルセパレータ2は、図示しないブラケット等を介してエンジン6の本体に取り付けられる。ガス供給パイプ3は、エンジン6のクランクケース内から排出されるブローバイガスをオイルセパレータ2へ供給する。オイル流路4は、オイルセパレータ2で分離されたオイルをエンジン6へ戻す。ブリーザーパイプ5は、オイルセパレータ2から排出されるオイル除去後のブローバイガスをエンジン6の吸気側流路7に還元する。具体的には、ブリーザーパイプ5は、オイル除去後のブローバイガスを吸気側流路7におけるエアフィルタ8とターボチャージャー9とを接続する部分に還元する。還元されたオイル除去後のブローバイガスは、エアフィルタ8からの外気と混合され、ターボチャージャー9で圧縮される。圧縮されたブローバイガスは、チャージエアクーラー10で冷却されて、エンジン6に供給される。なお、換気システム1は、ブリーザーパイプ5が吸気側流路7に接続されていない開放型クランクケース換気システムであってもよい。この場合、オイルセパレータ2から排出されるオイル除去後のブローバイガスは、大気に開放される。また、オイルセパレータ2は、エンジン6の本体ではなく、エンジン6以外の部品や車体フレーム等にブラケット等を介して固定されてもよい。
【0011】
==オイルセパレータの構造==
図2~
図13を参照して、オイルセパレータ2について説明する。
オイルセパレータ2は、ケース20と、捕集構造体50と、板ばね120(組み付け弾性体の一例)と、逆止弁保持体130と、第2逆止弁150と、を備える(
図2、
図3参照)。
【0012】
<ケース>
ケース20は、オイルセパレータ2の外装を構成する部材である。ケース20は、補修構造体50、板ばね120、及び逆止弁保持体130が配置される内部空間を有する。ケース20は、下部ケース21(第1ケースの一例)と、上部ケース22(第2ケースの一例)と、を有する。以下の説明において、「上」「下」とは
図2、
図3における「上」「下」を意味するものとする。
【0013】
(下部ケース)
下部ケース21は、上端が開口した逆円錐台型の筒状部材である。下部ケース21は、流入ポート23と、オイル排出ポート24と、開口部25と、爪部26と、円柱体27と、を有する(
図2、
図3、
図5参照)。
【0014】
流入ポート23は、オイルセパレータ2の内部にブローバイガスを流入させるための部位である。本実施形態に係る流入ポート23は、円筒型である。流入ポート23は、下部ケース21の外周側面に径方向外側に突出するように1つ設けられる。流入ポート23の内部空間は、下部ケース21の内部空間と連通している。流入ポート23には、ガス供給パイプ3が接続される。
【0015】
オイル排出ポート24は、ブローバイガスから分離されたオイルをオイルセパレータ2の外部に流出させるための部位である。本実施形態に係るオイル排出ポート24は、円筒型である。オイル排出ポート24は、下部ケース21の下端に1つ設けられる。オイル排出ポート24の内部空間は、下部ケース21の内部空間と連通している。オイル排出ポート24には、オイル流路4が接続される。
【0016】
開口部25は、ケース20の内部空間に配置される部材を挿入するための開口である。開口部25は、下部ケース21の上端に設けられる。
【0017】
爪部26は、後述するフック部30と嵌合して下部ケース21に上部ケース22を取り付ける部位である。爪部26は、下部ケース21の上端近傍の外周面に径方向外側に突出するように設けられる。爪部26の位置や数は、下部ケース21に上部ケース22を取り付けることができれば特に限定されない。本実施形態において、爪部26は、周方向に間隔を空けて4つ設けられる。
【0018】
円柱体27は、オイルセパレータ2をエンジン6に取り付けるための部位である。円柱体27は、下部ケース21の外周側面から突出する円柱状の部位である。円柱体27の位置や数は、オイルセパレータ2をエンジン6に取り付けることができれば特に限定されない。本実施形態において、円柱体27は、下部ケース21の上端近傍の外周面に4つ、下端近傍の外周面に2つの計6つ設けられる。
【0019】
円柱体27の先端には、取付穴27aが設けられる。取付穴27aは、ボルト等の締結部材を取り付けるための部位である。取付穴27aは、それぞれの円柱体27に対して1つずつ設けられる。取付穴27aには、ボルトを介して不図示のブラケットが取り付けられる。オイルセパレータ2は、ブラケットを介してエンジン6に取り付けられる。
【0020】
(上部ケース)
上部ケース22は、下部ケース21の開口部25を塞ぐように設けられる。上部ケース22は、外筒28と、排出ポート29と、フック部30と、フランジ部31と、ストッパ部33と、大径筒体34と、小径筒体35と、蓋部36と、開口部37と、第1接続部38aと、第2接続部38bと、PCVバルブ40と、を有する(
図2~5参照)。
【0021】
外筒28は、開口部25を塞ぐ部材である。外筒28は、上端が閉じ、下端が開口した略円筒型の部材である。上部ケース22は、外筒28の下端の開口部28aが下部ケース21の開口部25と対向するように下部ケース21に取り付けられる。
【0022】
フランジ部31は、フック部30を配置するための部位である。フランジ部31は、外筒28の側面から径方向外側に延びる環状の部位である。
【0023】
フック部30は、下部ケース21の爪部26と嵌合して下部ケース21に上部ケース22を取り付ける部位である。フック部30は、フランジ部31の外縁から下方に向けて設けられる。フック部30の位置や数は、下部ケース21に上部ケース22を取り付けることができれば特に限定されない。本実施形態において、フック部30は、周方向に間隔を空けて4つ設けられる。
【0024】
ストッパ部33は、Oリング32の移動を規制する部位である。ストッパ部33は、フランジ部31の下面と接触し筒部28の外側側面から径方向外側へと突出する環状の部位である。ストッパ部33の下面には、Oリング32が配置されて下部ケース21と上部ケース22の間をシールする。
【0025】
大径筒体34は、上部ケース22の内側を仕切る部位である。大径筒体34は、外筒28よりも径の小さい円筒型の部位である。大径筒体34は、外筒28の内側に配置される。
【0026】
小径筒体35は、大径筒体34とともに上部ケース22の内側を仕切る部位である。小径筒体35は、大径筒体34よりも径の小さい円筒型の部位である。小径筒体35は、大径筒体34の内側に配置される。
【0027】
蓋部36は、小径筒体35の下方の開口を塞ぐ部位である。蓋部36は、円形の板材である。蓋部36は、小径筒体35の下端に設けられる。蓋部36は、小径筒体35とともに上部ケース22の内側の空間を仕切る。
【0028】
開口部37は、小径筒体35の内側にブローバイガスを流入させるための部位である。開口部37は、小径筒体35の上端の開口である。
【0029】
第1接続部38aは、大径筒体34と筒体28を接合してブローバイガスの通過を防止する部位である。第1接続部38aは、環状の板材である。本実施形態において、第1接続部38aは、大径筒体34の上端から筒体28の内周面に向かって設けられる。
【0030】
第2接続部38bは、小径筒体35と大径筒体34を接合する部位である。第2接続部38bは、方形の板材である。第2接続部38bの位置や数は、小径筒体35と大径筒体34を接合することができれば特に限定されない。本実施形態において、第2接続部38bは、大径筒体34の下端から小径筒体35の外周面に向かって設けられ、周方向に間隔を空けて3つ設けられる。
【0031】
排出ポート29は、オイル除去後のブローバイガスをオイルセパレータ2の内部から外部に流出させるための部位である。本実施形態に係る排出ポート29は、円筒型である。排出ポート29は、小径筒体35の側面から径方向外側に向けて、大径筒体34の側面と、外筒28の側面とを貫通し、外筒28の外側まで延びるように1つ設けられる。排出ポート29の内部空間は、小径筒体35の内部空間と連通している。排出ポート29には、ブリーザーパイプ5が接続される。
【0032】
PCVバルブ40は、小径筒体35の開口部37を開閉するための部材である。PCVバルブ40は、ダイヤフラム弁41と、スプリング42と、を備える(
図5参照)。
【0033】
ダイヤフラム弁41は、開口部37を開閉する。ダイヤフラム弁41は、円盤状の部位である。ダイヤフラム弁41は、上部ケース22の内部空間において、開口部37に対向するように収容されている。ダイヤフラム弁41は、弁部41aと、膜部41bとを有する。
【0034】
弁部41aは、開口部37を開閉する部位である。本実施形態に係る弁部41aの形状は、円盤状の部位である。弁部41aは、開口部37の上方に設けられる。
【0035】
膜部41bは、弁部41aと外筒28を接続させる部位である。膜部41bは、弾性変形する環状の部位である。膜部41bは、弁部41aの径方向外側の端部と外筒28の内周面とを接続する。
【0036】
スプリング42は、弁部41aを上下に移動可能な状態で支持する。スプリング42は、コイル状のばねである。スプリング42は、小径筒体35の内側、且つ弁部41aの下において弁部41aと蓋部36との間に挟まれており、弁部41aを上向きに付勢する。
【0037】
上部ケース22の内側は、小径筒体35及び蓋部36によって仕切られている。小径筒体35及び蓋部36の下側と外筒28との間の空間は、上部上流空間S4に相当し、小径筒体35の内側と蓋部36の上側の内部空間が、上部下流空間S5に相当する。
【0038】
スプリング42が縮むと、膜部41bが弾性変形して伸び、弁部41aのみが下方に移動して弁部41aと小径筒体35の上端が接触する。これにより、開口部37は閉じられて、上部上流空間S4と上部下流空間S5とは互いに遮断された状態となる。一方、スプリング42が伸びると、膜部41bが弾性変形して縮み、弁部41aが上方に移動して、弁部41aと小径筒体35の上端が離れる。これにより、開口部37は開いて、上部上流空間S4と上部下流空間S5とは互いに連通した状態となる。
【0039】
<捕集構造体>
捕集構造体50は、ブローバイガスからミスト状オイルを分離するための構造体である。補修構造体50は、下部ケース21の内部空間に収容されている。捕集構造体50は、本体部60と、バルブ70と、捕集体80と、保持部材90と、押さえ部材110と、第1逆止弁140と、を有する(
図3、
図5参照)。
【0040】
(本体部)
本体部60は、捕集構造体50の基本部分となる筒状の枠を構成する部位である。本体部60は、環状円板部61と、小径筒部62と、大径筒部63と、フランジ部64と、角筒部66と、円筒部69と、を有する(
図3、
図10参照)。なお、
図10では、説明のために
図5の断面図に対して本体部60を周方向に45度回転させているため、上部ケース22の第2接続部38bは表示されていない。
【0041】
環状円板部61は、小径筒部62と大径筒部63とを連結する部位である。環状円板部61は、中心部に貫通穴が形成された、環状且つ板状の部位である。
【0042】
小径筒部62は、本体部60の上部を構成する部位である。小径筒部62は、円筒型の部位である。小径筒部62の直径は、環状円板部61の内径と等しい。小径筒部62は、環状円板部61の径方向内側の縁に沿って上側に向けて突出する。小径筒部62の端部は、上下ともに開口している。
【0043】
大径筒部63は、本体部60の中央部を構成する部位である。大径筒部63は、円筒型の部位である。大径筒部63の直径は、小径筒部62の直径よりも大きい。大径筒部63は、環状円板部61の下面から下側に向けて突出する。
【0044】
フランジ部64は、本体部60の下部を構成する部位である。フランジ部64は、環状の部位である。フランジ部64の外径は、下部ケース21の内径より僅かに小さい。フランジ部64は、大径筒部63の下端に設けられる。また、フランジ部64には、径方向外側に向けて開口する溝64aが周方向に形成される。溝64aには、Oリング65が配置されて、フランジ部64と下部ケース21の間をシールする。
【0045】
角筒部66は、角筒型の内部空間を形成する部位である。角筒部66は、断面略四角形状の角筒型の部位である。角筒部66は、環状円板部61の下面とフランジ部64の上面の間に設けられる。角筒部66は、大径筒部63の側面から径方向中心を通って径方向反対側の大径筒部63の側面まで設けられる。角筒部66は、大径筒部63の側面で開口し、本体部60の外部空間と連通する内部空間S6を形成する。角筒部66は、中央壁面部66aと、貫通穴67と、穴68と、を有する(
図3、
図5、
図9参照)。
【0046】
中央壁面部66aは、角筒部66の内部空間を仕切る部位である。中央壁面部66aは、上から見て中心部が径方向に膨らみ、それ以外が板状の部位である。中央壁面部66aは、角筒部66の内側の径方向中心に設けられる。これにより、内部空間S6が2つに仕切られる。
【0047】
貫通穴67は、第1逆止弁140が取り付けられる穴である。貫通穴67は、中央壁面部66aの中心部が径方向に膨らんでいる部分を上下方向に貫通する穴である。
【0048】
穴68は、角筒部66の内部空間S6と外部空間を連通させる穴である。穴68は、角筒部66の下面を上下に貫通する穴である。穴68は、中央壁面部66a近傍に設けられる。
【0049】
円筒部69は、逆止弁構造体130と接触する部位である。円筒部69は、円筒型の部位である。円筒部69は、角筒部66の下面から下方に向かって延びる(
図5、
図10参照)。
【0050】
本体部60が下部ケース21に上側から嵌め込まれることによって、本体部60は、下部ケース21の内部空間を流入ポート23側の空間と、開口部25側の空間に仕切る。その結果、上流空間S1及び下流空間S3が形成される。上流空間S1は、本体部60によって仕切られる下部ケース21の内部空間のうち、本体部60の内部空間を含む流入ポート23側の空間である。下流空間S3は、本体部60によって仕切られる下部ケース21の内部空間のうち、開口部25側の空間における捕集構造体50と下部ケース21との間の空間である。
【0051】
ここで、上流空間S1と下流空間S3について説明する。上流空間S1は、流入ポート23と連通する。下流空間S3は、上部ケース22の上部上流空間S4と連通する。また、下流空間S3は、捕集構造体50の径方向外側の側面に設けられる角筒部66の内部空間S6とも連通する(
図10参照)。
【0052】
(第1逆止弁)
第1逆止弁140は、本体部60(具体的には角筒部66)の穴68を開閉させる弁である。第1逆止弁140は、弁体141と、軸部142と、ストッパ部143と、を有する(
図5、
図9、
図10参照)。
【0053】
弁体141は、穴68を開閉する部位である。弁体141は、円形の板部材である。弁体141の位置や数は、穴68を開閉することができれば特に限定されない。本実施形態において、弁体141は、角筒部66の下面に穴68を覆うように1つ設けられる。
【0054】
軸部142は、弁体141の移動方向を規制する部位である。軸部142は、棒状の部位である。軸部142は、弁体141の中心を貫通するように設けられる。軸部142は、角筒部66の貫通穴67に挿入される。これにより、軸部142は、弁体141とともに貫通穴67に沿って上下に移動可能となる。軸部142が上下に移動することで、弁体141が上下に移動し、穴68を開閉させる。
【0055】
ストッパ部143は、弁体141及び軸部142の上下方向の移動量を規制する部位である。ストッパ部143は、軸部142の一部が径方向に膨らんだ部位である。ストッパ部143は、軸部142において、弁体141の上面から特定の距離だけ上に離れた部分に設けられる。ここで、特定の距離とは、貫通穴67の上下方向の長さと弁体141を上下方向に移動させる量を足した長さである。ストッパ部143の径は、貫通穴67の径よりも大きくなっている。このため、軸部142が下向きに移動する際にストッパ部143が貫通穴67の縁に接触し、弁体141の下向きの移動が制限される。
【0056】
弁体141の上面には角筒部66の内部空間S6の圧力が作用し、弁体141の下面には円筒部69の内部空間の圧力(つまり、上流空間S1の圧力)が作用する。内部空間S6の圧力が上流空間S1の圧力よりも大きい場合は、弁体141は下方に移動し、穴68を開く。一方、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が大きくなって、弁体141の下面に作用する上流空間S1のブローバイガスの圧力が大きくなると、弁体141は上に移動し、穴68を閉じる。
【0057】
(バルブ)
バルブ70は、上流空間S1から流れるブローバイガスの流量を調節する弁である。バルブ70は、本体部60の小径筒部62の上端開口の上側に、上下に対向するように配置される。バルブ70は、下に移動することで小径筒部62の上端開口を閉じる。バルブ70は、上に移動することで小径筒部62の上端開口を開き、バルブ70と小径筒部62の上端開口との間には隙間が形成される。バルブ70は、バルブ本体71と、筒状部73と、スプリング74と、穴75と、ストッパ部76と、を有する(
図5、
図7、
図12、
図13参照)。なお、
図12、
図13では、説明のために
図5の断面図に対して本体部60を周方向に45度回転させ、バルブ70を周方向に90度回転させている。
【0058】
バルブ本体71は、小径筒部62の上端開口を開閉する弁体である。バルブ本体71は、円盤状の部材である。バルブ本体71は、本体部60の小径筒部62の上端開口の上方に配置される。バルブ本体71が上下に移動することによって、小径筒部62の上端開口が開閉する。バルブ本体71は、バルブ弾性体72を有する。
【0059】
バルブ弾性体72は、バルブ本体71が小径筒部62の上端開口に接触する際の衝撃を緩和する。バルブ弾性体72は、弾性を有する環状の部材である。バルブ弾性体72は、バルブ本体71の下面の外周縁に沿って設けられている。バルブ弾性体72は、バルブ本体71が下に移動すると、小径筒部62の上端開口に接触する。バルブ弾性体72は、バルブ本体71が上に移動すると、小径筒部62の上端開口から上に向かって離れ、バルブ弾性体72と小径筒部62の上端との間に環状の隙間が形成される。この隙間は、上流空間S1にブローバイガスが流入すると、ブローバイガスの流路C1となる。この隙間は、バルブ本体71の上下方向の位置によって大きさが変化する。すなわち、流路C1は、開度が変化する流路である。
【0060】
筒状部73は、バルブ70の重心位置を下げ、バルブ70に不均一な力が作用した際にバルブ70を本体部60に対して傾きにくくさせる部位である。筒状部73は、円筒型の部位である。筒状部73は、バルブ本体71の下面から下方へ突出するように設けられる。本実施形態において、筒状部73は、上流空間S1内に位置する。なお、筒状部73がバルブ本体71に設けられない構成としてもよい。
【0061】
穴75は、バルブ70の開閉状態によらず上流空間S1のブローバイガスを流出させるための部位である。穴75は、バルブ本体71の外側の空間と筒状部73の内部空間とを連通させる穴である(
図12、
図13参照)。穴75は、バルブ本体71の側面から筒状部73の内部空間にかけて設けられる。穴75は、筒状部73の内部空間にブローバイガスが流入すると、ブローバイガスの流路C2となる。穴75の大きさは、筒状部73の内部空間に流入するブローバイガスの流量によって変化しない。すなわち、流路C2は、開度が一定の流路である。ただし、本発明はこれに限定されず、バルブ70に穴75(流路C2)が設けられない構成としてもよい。
【0062】
スプリング74は、バルブ本体71を上下に移動可能な状態で支持する。スプリング74は、コイル状のばねである。スプリング74は、バルブ本体71の上面に配置される。具体的には、スプリング74は、バルブ本体71の上面と、後述する押さえ部材110の円板部111の下面との間に挟まれており、バルブ本体71を下向きに付勢する。
【0063】
ストッパ部76は、後述する押さえ部材110の筒部114の下面と接触し、バルブ本体71の上下方向の移動量を規制する。本実施形態に係るストッパ部76は、十字状である(
図7参照)。ストッパ部76は、バルブ本体71の上面から上方に向かって突出する。ストッパ部76は、バルブ本体71が上方に移動すると筒部114の下面に接触し、バルブ本体71がそれ以上上方に移動することを規制する。
【0064】
ここで、流路C1と流路C2について説明する。流路C1の入口は、小径筒部62の内部空間(上流空間S1)である。流路C1の出口は、小径筒部62の外側及びバルブ70の外側である。流路C2の入口は、筒状部73の内部空間(上流空間S1)である。流路C2の出口は、バルブ70の外側である。
【0065】
(捕集体)
捕集体80は、通気性を有し、ブローバイガスからミスト状オイルを分離する部材である。捕集体80は、例えば不織布である。捕集体80は、流路C1の出口及び流路C2の出口と径方向に対向している(
図3、
図5、
図8、
図10参照)。本体部60によって仕切られる下部ケース21の内部空間のうち、開口部25側の空間における捕集体80とバルブ70の外側及び小径筒部62の外側の間の空間を下流空間S2とする。
【0066】
(保持部材)
保持部材90は、捕集体80を保持するための部材である。本実施形態において、保持部材90は、捕集体80を径方向の外側と内側から挟み込むことで保持する。具体的に、保持部材90は、棒材91(保持部の一例)と、柱部材92(保持部の一例)と、内側保持部材93と、下側保持部材100と、を有する(
図3、
図5、
図7、
図8、
図10参照)。
【0067】
棒材91は、捕集体80を径方向の外側から支持する部材である。棒材91の数は、捕集体80を径方向の外側から支持する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、4個の例を示している(
図8参照)。棒材91は、本体部60の環状円板部61の上面に周方向に間隔を空けて設けられる。棒材91は、環状円板部61の上面から上方に延びる(
図3参照)。
【0068】
柱部材92は、捕集体80を径方向の外側から支持する部材である。また、柱部材92は、押さえ部材110が取り付けられる部材である。柱部材92は、本体部60の環状円板部61の上面に周方向に間隔を空けて設けられ、且つ周方向において2つの棒材91の間に設けられる。つまり、柱部材92と棒材91は、捕集体80の外周に沿って周方向に交互に設けられる。柱部材92は、環状円板部61の上面から上方に延びる(
図3参照)。柱部材92の数は、捕集体80を径方向の外側から支持し、押さえ部材110が取り付けられる作用があれば特に限定されない。本実施形態では、4個の例を示している(
図8参照)。
【0069】
柱部材92は、突起部94を有する。突起部94は、押さえ部材110が取り付けられる部位である。突起部94は、柱部材92の上面から突出する部位である。突起部94は、4個の柱部材92のうち径方向に対向する2個の柱部材92の上面に設けられる(
図3、
図7参照)。
【0070】
内側保持部材93は、捕集体80を径方向の内側から支持する部材である。内側保持部材93は、棒状の部材である。内側保持部材93は、本体部60の環状円板部61の上面に周方向に間隔を空けて設けられ、棒材91及び柱部材92と径方向に対向しないように配置される。内側保持部材93は、環状円板部61の上面から上方に延びる(
図3参照)。内側保持部材93の数は、捕集体80を径方向の内側から支持する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、8個の例を示している(
図8参照)。
【0071】
下方支持部材100は、捕集体80を下側から支持する部材である。下方支持部材100は、棒状の部材である。下方支持持部材100は、本体部60の環状円板部61の上面に周方向に間隔を空けて設けられる。下方支持部材100の数は、捕集体80を下側から支持する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、16個の例を示している(
図3、
図8参照)。下方支持部材100の外径側端部は、棒材91又は柱部材92と接合され、内径側端部は、内側保持部材93と接合されている。
【0072】
棒材91、柱部材92及び内側保持部材93は、捕集体80を径方向に挟み込むことで保持する。上述の通り、棒材91と柱部材92は、捕集体80を径方向外側から支持する。内側保持部材93は、捕集体80を径方向内側から支持する。これにより、捕集体80は、環状且つバルブ70を外周側から間隔を空けて囲むように配置される。なお、保持部材90は、捕集体80を支持できれば棒材91、柱部材92、内側保持部材93の何れか1つ、又は2つを組み合わせたもので構成されてもよい。例えば、保持部材90は、棒材91のみを捕集体80の外周に設けるものでもよい。また、棒材91、柱部材92及び内側保持部材93の数及び形状は、上記のものに限定されず自由に変更することが可能である。
【0073】
(押さえ部材)
押さえ部材110は、スプリング74を上側から押さえる部材である。但し、本実施形態では、押さえ部材110は、捕集体80を上から支持もする。押さえ部材110は、円板部111と、柱面部112と、フランジ部113と、筒部114と、突起部116と、を有する(
図3、
図5、
図7参照)。
【0074】
円板部111は、スプリング74を上側から押さえる部位である。円板部111は、本体部60の環状円板部61よりも外径が小さい円形の板部材である(
図5参照)。円板部111の下面は、スプリング74を上側から押さえている。
【0075】
筒部114は、スプリング74の径方向の移動を規制する部位である。筒部114は、下端が開口した円筒型の部位である(
図5参照)。筒部114は、円板部111の下面に設けられる。筒部114の外周にはスプリング74が配置される。よって、スプリング74は、径方向の移動が規制される。また、バルブ70が上方に移動する際、筒部114の下端には、ストッパ部76が接触する。これにより、バルブ70の上方向への移動量は、制限される。
【0076】
突起部116は、板ばね120の径方向の移動を規制する部位である。突起部116は、円板部111の上面において上方に向かって突出する部位である。突起116は、円板部111の上面において周方向に間隔を空けて設けられる。突起116の数は、板ばね120の径方向の移動を規制する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、4個の例を示している(
図3参照)。
【0077】
柱面部112は、円板部111とフランジ部113を上下方向に接合する部位である。柱面部112は、板状の部位である。柱面部112は、円板部111の外縁部に周方向に間隔を空けて設けられる。柱面部112は、円板部111の外縁に沿って捕集体80の上面の高さまで下方に延びる。柱面部112の数は、円板部111とフランジ部113を上下方向に接合する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、8個の例を示している(
図7参照)。
【0078】
フランジ部113は、捕集体80を上側から支持する部材である。フランジ部113は、板状の部材である。フランジ部113の数は、捕集体80を上側から支持する作用があれば特に限定されない。フランジ部113は、柱面部112の下端から径方向外側に設けられる。このため、本実施形態では、フランジ部113が8個の例を示している(
図7参照)。フランジ部113が柱面部112の下端から設けられているため、フランジ部113の下面は、捕集体80の上面と接触し、捕集体80を上方から支持する。フランジ部113は、下方保持部材100とともに捕集体80を上下方向に挟みこむことで保持する。フランジ部113は、溝部115を有する。
【0079】
溝部115は、柱部材92の突起部94と嵌合する部位である。溝部115は、径方向に対向する2個のフランジ部113にそれぞれ設けられる溝である。溝部115は、フランジ部113において径方向外側に開口し且つフランジ部113を上下に貫通するように設けられる。溝部115は、突起部94と嵌合する。これにより、押さえ部材110は、突起部94と柱部材92を介して本体部60に組み付けられる。
【0080】
<板ばね>
板ばね120は、圧縮量に比例する反発力を発生させる部材である。板ばね120は、金属製の環状の部材であり、上下に波型に形成される。このため、板ばね120は、上下に圧縮されると反発力を発生させる。板ばね120は、円板部111の上面且つ複数の突起116の内径側に1個配置される。板ばね120は、円板部111の上面と蓋部36の下面との間に挟まれて、上下に圧縮されている(
図3、
図5参照)。これにより、板ばね120は、反発力を発生させ、円板部111を通じて捕集構造体50と、捕集構造体50が嵌め込まれている下部ケース21に対して下向きの力を作用させる。また、板ばね120が発生させる反発力は、蓋部36、小径筒体35及び排出ポート29を通じて上部ケース22に対して上向きの力を作用させる。
【0081】
板ばね120によって、下部ケース21には下向きの力が作用し、上部ケース22には上向きの力が作用する。ここで、上部ケース22は、フック部30を下部ケース21の爪部26に嵌合させることによって下部ケース21に組み付けられるが、フック部30と爪部26の寸法のばらつきによって、嵌合部にガタつきが発生する場合がある。これに対して、本実施形態によれば、板ばね120によって、下部ケース21に下向きの力が、上部ケース22に上向きの力が作用する(つまり、両ケースを上下に離間させる向きの反発力が作用する)ため、上部ケース22は、下部ケース21に対してガタつきなく組み付けられる。
【0082】
<逆止弁保持体>
逆止弁保持体130は、ブローバイガスから分離されたオイルがオイル排出ポート24側の空間から上流空間S1に流れることを防止する部材である。逆止弁保持体130は、下部ケース21の内部空間において円筒部69の下方、且つオイル排出ポート24の上端近傍に設けられる。逆止弁保持体130は、段状筒部131と、フランジ部132と、柱部133と、円板部134と、を有する。(
図3、
図5、
図10、
図11参照)。
【0083】
段状筒部131は、下部ケース21の内部空間を上流空間S1とオイル排出ポート24側の空間に仕切る部位である。段状筒部131は、径の異なる2つの円筒部材を同軸となるように且つ上下に連続するように配置し、上下の円筒部材の端部を環状の板材で接合した部材である。段状筒部131は、下側の円筒部材の径が上側の円筒部材の径よりも小さい。段状筒部131は、上下の端部が開口している(
図11参照)。段状筒部131の下側の円筒部材の外周には、Oリング135が配置されて、段状筒部131と下部ケース21の間をシールする。
【0084】
フランジ部132は、下部ケース21の内部空間における逆止弁保持体130の位置を決める部位である。フランジ部132は、環状に形成される板状の部位である。フランジ部132は、段状筒部131の上端に設けられ、外径側に延びる(
図11参照)。逆止弁保持体130が下部ケース21の上側から嵌め込まれる際、フランジ部132が下部ケース21と接触することにより、下部ケース21の内部空間における逆止弁保持体130の位置決めがなされる。
【0085】
円板部134は、段状筒部131の下端の開口を塞ぐ部位である。円板部134は、段状筒部131の下端に設けられる。円板部134は、段状筒部131とともに下部ケース21の内部空間を上流空間S1とオイル排出ポート24側の空間とに仕切る。円板部134は、穴136と、穴137を有する(
図11参照)。
【0086】
穴136は、第2逆止弁150が取り付けられる部位である。穴136は、円板部134を上下に貫通する穴である。穴136は、円板部134の中心に設けられる(
図11参照)。
【0087】
穴137は、ブローバイガスから分離されたオイルを上流空間S1側からオイル排出ポート24側の空間へ流出させるための部位である。穴137は、円板部134を上下に貫通する穴である。穴137は、円板部134の中心から外れた位置に設けられる。穴137の数は、上流空間S1側からオイル排出ポート24側の空間へブローバイガスから分離したオイルが流出する作用があれば特に限定されない。本実施形態では、穴137が4個の例を示している。
【0088】
柱部133は、下部ケース21内において逆止弁保持体130を本体部60の円筒部69と連結させる部位である。柱部133は、柱状の部位である。柱部133の位置や数は、逆止弁保持体130を円筒部69と連結させる作用があれば特に限定されない。本実施形態では、柱部133が4個の例を示している。柱部133は、円板部134から段状筒部131の内側を上方に延びる。柱部133は、周方向に間隔を空けて設けられる。柱部133の上端は、逆止弁保持体130が下部ケース21の内側に配置される際、円筒部69の下面と連結される。これにより、板ばね120の反発力による下向きの力が円筒部69から柱部133を経由して逆止弁保持体130に伝わり、逆止弁保持体130は、下部ケース21に対して下向きに押し付けられて、固定される。
【0089】
<第2逆止弁>
第2逆止弁150は、穴137を開閉させる弁である。第2逆止弁150は、弁体151と、軸部152と、ストッパ部153と、を有する(
図5、
図9、
図10参照)。
【0090】
弁体151は、逆止弁保持体130の穴137を開閉する部位である。弁体151は、円形の板部材である。弁体151の位置や数は、穴137を開閉することができれば特に限定されない。本実施形態において、弁体151は、円板部134の下面に穴137を覆うように1つ設けられる。
【0091】
軸部152は、弁体151の移動方向を規制する部位である。軸部162は、棒状の部位である。軸部152は、弁体151の中心を貫通するように設けられる。軸部152は、逆止弁保持体130の穴136に挿入される。これにより、軸部152は、弁体151とともに穴136に沿って上下に移動可能となる。軸部152が上下に移動することで、弁体151が上下に移動し、穴137を開閉させる。
【0092】
ストッパ部153は、弁体151及び軸部152の上下方向の移動量を規制する部位である。ストッパ部153は、軸部152の一部が径方向に膨らんだ部分である。ストッパ部153は、軸部152において、弁体151の上面から特定の距離だけ上に離れた部分に設けられる。ここで、特定の距離とは、穴136の上下方向の長さと、弁体151を上下方向に移動させる量を足した長さである。ストッパ部153の径は、穴136の径よりも大きくなっている。このため、軸部152が下向きに移動する際にストッパ部153が穴136の縁に接触し、弁体151の下向きの移動が制限される。
【0093】
弁体151の上面には上流空間S1の圧力が作用し、弁体151の下面にはオイル排出ポート24側の空間の圧力が作用する。上流空間S1の圧力がオイル排出ポート24側の空間の圧力よりも大きい場合又は同じ場合は、弁体151は下方に移動し、穴137を開く。一方、上流空間S1の圧力よりもオイル排出ポート24側の空間の圧力が大きくなる場合は、弁体151は上方に移動し、穴137を閉じる。
【0094】
==ブローバイガスの流れ==
ここで、ブローバイガスの流れについて説明する。
図10から
図13の黒矢印は、ブローバイガスの流れを示している。エンジン6からガス供給パイプ3を通って流入ポート23に導入されたブローバイガスは、本体部60の内側を通って上流空間S1へ流入する。
【0095】
ここで、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量は、エンジン6の運転状態等によって変化する。
図12に示すように、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい時は、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が低いため、バルブ70は閉じている。具体的には、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が低いため、スプリング74のバネ力によりバルブ弾性体72が小径筒部62の上端開口に密着して塞ぐことで、小径筒部62の上端開口は、閉じられた状態となる。この場合、ブローバイガスは、流路C2のみを通って外部空間S2へ流れる。
【0096】
一方、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が増加し、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が一定の大きさを超えると、
図13に示すように、バルブ70が開いて流路C1が形成される。具体的には、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が上昇すると、上流空間S1のブローバイガスの圧力によりバルブ本体71に作用する上向きの力が、スプリング74によりバルブ本体71に作用する下向きの力よりも大きくなる。従ってバルブ本体71は上向きに移動して、バルブ弾性体72が小径筒部62の上端から上方に離間し、小径筒部62の上端開口が開いた状態となる。この場合、ブローバイガスは、流路C1,C2の両方を通って外部空間S2へ流れる。
【0097】
なお、上流空間S1のブローバイガスの圧力が高いほど、バルブ本体71の上方への移動量が大きくなり、バルブ弾性体72と小径筒部62の上端との間の隙間である流路C1の大きさも大きくなる。すなわち、ブローバイガスの流路C1の開度は、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が高いほど大きくなる。
【0098】
上述の通り、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が大きいほど、バルブ70の開度(つまり流路C1の開度)は大きい。このため、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が大きい場合、バルブ70の開度(つまり流路C1の開度)は大きいため、流路C1を流れるブローバイガスの流量は大きくなる。一方、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さいほど、バルブ70の開度(つまり流路C1の開度)は小さい。このため、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい場合、バルブ70の開度(つまり流路C1の開度)は小さいため、流路C1を流れるブローバイガスの流量は小さくなる。また、流路C1の断面積が小さくなるため、流路C1を流れるブローバイガスの流速は、速くなる。
【0099】
バルブが閉じる際に、バルブ本体が、弁座に衝突して打音が発生する。バルブは、バルブの開度が大きい状態から閉じられると、バルブ本体が弁座に勢いよく衝突して大きな打音が発生する。しかし、バルブ70に流路C2が設けられているため、ブローバイガスが同じ流量で流入する場合に、流路C2が設けられていないバルブと比べてバルブ70の開度が小さくなることで、バルブ本体71と弁座(小径筒部62の上端開口)が衝突して発生する打音の大きさを低減することができる。
【0100】
バルブが開いた状態において上流空間に流入するブローバイガスの流量が変動すると、ブローバイガスの圧力によりバルブに作用する力の大きさが不均一となる。この時、バルブが本体部に対して傾いた状態となって、バルブと本体部の間に形成される流路を通過するブローバイガスの流れが乱れることがある。ブローバイガスの流れが乱れると、ブローバイガスの流速が遅くなり、捕集体の性能(すなわち、ブローバイガスからミスト状オイルを捕集する性能)が低下する。しかし、筒状部73がバルブ本体71の重心を下げる錘として作用するため、バルブ70は、本体部60に対して傾きにくい。その結果、バルブ70が開いた状態において上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が変動しても、流路C1を通過するブローバイガスの流れが乱れにくい。従って、捕集体80の性能は、低下しにくい。
【0101】
また、バルブが開いている場合、上流空間に流入するブローバイガスの流量が変動すると、上流空間におけるブローバイガスの圧力も変動するため、バルブに作用する力の大きさが不均一となる。しかし、ブローバイガスの一部が流路C2を通って外部空間S2へ流れるため、バルブ70に流路C2が設けられていない場合と比べて、上流空間S1のブローバイガスの圧力の変動は、小さくなる。その結果、ブローバイガスの圧力によりバルブ70に作用する力の大きさは、不均一になりにくい。従って、バルブ70は本体部60に対してさらに傾きにくくなるため、流路C1を通過するブローバイガスの流れがさらに乱れにくい。
【0102】
上述の通り、バルブ70が閉じている場合、ブローバイガスは、上流空間S1に滞留せず流路C2を通って外部空間S2へ流れる。従って、ブローバイガスが上流空間S1に滞留しにくいため、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力は、流路C2が設けられていない場合と比べて、上昇しにくい。つまり、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が一定の大きさを超え、バルブ70が開いた状態となるために必要なブローバイガスの流量が増加するため、バルブ70が開いた状態となる頻度は、低くなる。
【0103】
続いて、
図11を用いて流路C1,C2を通過した後のブローバイガスの流れを説明する。
図11は、説明のために
図5の断面図に対して本体部60及び逆止弁保持体130を周方向に15度回転させている。
【0104】
図11に示すように、ブローバイガスは、流路C1、流路C2を通って外部空間S2へ流れ、流路C1、流路C2の出口に対向している捕集体80に衝突する。ブローバイガスが捕集体80を通過する間に、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルは、捕集体80により捕集されることにより分離される。捕集体80を通過してミスト状オイルが分離されたオイル除去後のブローバイガスは、棒材91及び柱部材92の間の隙間を通じて下流空間S3へ流れる。
【0105】
ブローバイガスには、ミスト状オイルだけではなくスラッジ等のごみも含まれている。従来の捕集構造では、ブローバイガスは、捕集体を通過しないため捕集体に付着したごみを吹き飛ばすことができない。その結果、ごみが捕集体に堆積してしまっていた。しかし、本実施形態によれば、ブローバイガスが捕集体80を通過するため、ブローバイガスは、捕集体80に付着したごみを吹き飛ばすことができる。なお、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が大きい場合、流路C1を流れるブローバイガスの流速は速くなる。よって、捕集体80に付着したごみは、ブローバイガスにより吹き飛ばされやすくなる。また、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい場合、バルブ70の開度が小さくなって流路C1を流れるブローバイガスの流速は速くなる。よって、捕集体80に付着したごみは、ブローバイガスにより吹き飛ばされる。
【0106】
オイル除去後のブローバイガスは、
図11に示すように、下流空間S3から上部上流空間S4へ流れる。ここで、PCVバルブ40が閉じた状態であれば、オイル除去後のブローバイガスは、上部上流空間S4内に滞留する。一方、PCVバルブ40が開いた状態であれば、オイル除去後のブローバイガスは、上部下流空間S5へ流れる。そして、オイル除去後のブローバイガスは、排出ポート29を通ってブリーザーパイプ5へ流れる。
【0107】
上部下流空間S5が、排出ポート29及びブリーザーパイプ5を通じてエンジン6に接続されているため、エンジン6の吸気圧(負圧)が高くなってダイヤフラム弁41の弁部41aを下方へ引っ張る力がスプリング42の弾性力よりも大きくなると、PCVバルブ40の開度が小さくなる。また、エンジン6の吸気圧がさらに高くなると、弁部41aが小径筒体35の上端と接触してPCVバルブ40は完全に閉じる。一方、エンジン6の吸気圧が低くなって、弁部41aを下方へ引っ張る力よりもスプリング42の弾性力の方が大きくなると、PCVバルブ40の開度が大きくなる。
【0108】
上述の通り、エンジン6の吸気圧(負圧)が過度に高い場合には、PCVバルブ40の開度が小さくなり、上部下流空間S5へ流入するブローバイガスの流量が低下する。一方、エンジン6のクランクケース側の圧力が高い場合には、PCVバルブ40の開度が大きくなり、上部下流空間S5へ流入するブローバイガスの流量が増加する。これにより、ブローバイガスの流量がPCVバルブ40によって適切に調整される。また、エンジン6のクランクケース内の圧力も適切に調整される。
【0109】
なお、ブローバイガスは、水蒸気を含む。よって、捕集体80には水蒸気も付着する。低温環境では、捕集体80に付着した水蒸気が凍結してしまい、ブローバイガスが捕集体80を通過できない時もある。一方、本実施形態では、下方保持部材100が周方向に間隔を空けて設けられているため、捕集体80の下側において下方保持部材100の間に隙間が形成される。この隙間は、外部空間S2と下流空間S3とを連通させる。また、フランジ部113が周方向に間隔を空けて設けられているため、捕集体80の上側においてフランジ部113の間に隙間が形成される。この隙間は、外部空間S2と下流空間S3とを連通させる。このため、捕集体80に付着した水蒸気が凍結してブローバイガスが捕集体80を通過できない状態になっても、ブローバイガスは捕集体80に衝突して流れの向きを上下に変えて捕集体80の上下に形成されている隙間を通じて外側空間S2から下流空間S3へ流れる。なお、ブローバイガスが捕集体80に衝突して上下に流れの向きを変える際、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルは、その流れの向きの変化についていけず、捕集体80に衝突して捕集されることで、ブローバイガスから分離される。
【0110】
==オイルの流れ==
次に、
図11を用いて、ブローバイガスから分離されたミスト状オイルの流れを説明する。白矢印は、油滴状オイルの流れを示す。捕集体80によってブローバイガスから分離されたミスト状オイルは、凝集して、油滴状オイルとなる。
図11に示すように、油滴状オイルは、捕集体80を径方向外側に向かって流れるブローバイガスの流れ、及び重力によって捕集体80から下流空間S3へ流れる。下流空間S3に流れた油滴状オイルは、さらに下方の内部空間S6へ流れる。
【0111】
油滴状オイルは、内部空間S6を通って穴68へ流れる。穴68は、第1逆止弁140によって開閉される。上述の通り、弁体141の上面側である内部空間S6の圧力よりも弁体141の下面側である上流空間S1の圧力が高い場合は、弁体141が押し上げられて、穴68が閉じる。このため、上流空間S1に流入するミスト状オイルを含むブローバイガスが、内部空間S6に流れることがない。一方、内部空間S6の圧力が上流空間S1の圧力に対して高い場合又は同じ場合は、弁体141が押し下げられて、穴68が開く。この時、油滴状オイルは、穴68を通って上流空間S1へ流れる。そして、油滴状オイルは、円筒部69の内側と、柱部133を伝って下方へ流れ、穴137へ流れる。
【0112】
穴137は、第2逆止弁150によって開閉される。上述の通り、弁体151の上面側である上流空間S1の圧力よりも弁体151の下面側であるオイル排出ポート24側の空間の圧力が高い場合は、弁体151が押し上げられて、穴137が閉じる。このため、油滴状オイルがオイル排出ポート24側の空間から穴137を通って上流空間S1へ流入するのを防止することができる。一方、上流空間S1の圧力がオイル排出ポート24側の空間の圧力に対して高い場合又は同じ場合は、弁体151が押し下げられて、穴137が開く。この時、油滴状オイルは、穴137を通ってオイル排出ポート24側の空間へ流れる。そして、油滴状オイルは、オイル排出ポート24からオイル流路4を通ってエンジン6へ流れる。
【0113】
<効果>
本実施形態において、ブローバイガスからミスト状オイルを捕集するための捕集構造体50と、捕集構造体50を収容する内部空間を有するケース20と、を備えるオイルセパレータ2は、捕集構造体50が、ブローバイガスが供給される上流空間S1を形成する本体部60と、上流空間S1と本体部60の外部空間S2とを連通する流路C1を形成し、流路C1の開度を、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が高いほど大きくするバルブ70と、流路C1の出口に対向して配置され、通気性を有する捕集体80と、を備え、捕集構造体50とケース20との間には、捕集体80を通過したブローバイガスが流れる下流空間S3が形成される。
【0114】
上記のような構成によれば、ブローバイガスは、上流空間S1から流路C1を通って流路C1の出口に対向する捕集体80に衝突する。ブローバイガスに含まれるミスト状オイルは、捕集体80を通過する際にブローバイガスから分離される。捕集体80を通過したブローバイガスは、下流空間S3に流れる。この時、ブローバイガスに含まれるスラッジ等のごみが捕集体80に付着することがある。しかしながら、捕集体80に付着したごみは、捕集体80を通過して下流空間S3へ流れるブローバイガスによって吹き飛ばされる。このように本実施形態に係る構成によれば、捕集体80に付着したごみを除去することができる。従って、捕集体80の目詰まりを低減できる。
【0115】
また、ブローバイガスの流路の大きさが一定の場合、ブローバイガスの流量が小さい時は、ブローバイガスの流速は遅いため捕集体に付着したごみを吹き飛ばしにくい。一方、本実施形態に係る構成によれば、上流空間S1のブローバイガスの圧力が低い場合、すなわち上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい場合に、バルブ70の開度(つまり流路C1の開度)が小さくなるため、流路C1から流出するブローバイガスの流速を速くすることができる。このため、ブローバイガスは、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい場合においても速い流速で捕集体80を通過する。その結果、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が小さい場合でも、ブローバイガスが捕集体80に付着したごみを吹き飛ばすことができるため、捕集体80がより目詰まりしにくい。
【0116】
さらに、捕集体80が流路C1の出口に対向して配置されることにより、流路C1を出たブローバイガスは、向きを変えることなく流速をほぼ維持したまま捕集体80に衝突する。このため、ブローバイガスが捕集体80に付着したごみをより吹き飛ばしやすくなる。
【0117】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2は、流路C1及び捕集体80が共に環状であって、捕集構造体50は、捕集体80を保持する保持部材90を更に備える。
【0118】
このような構成によれば、流路C1が環状であるため、ブローバイガスが流れる方向が複数になる。また、流路C1の出口に対向する捕集体80も環状であるため、流路C1から出たブローバイガスが捕集体80を通過し、捕集体80がブローバイガスに含まれるミスト状オイルを確実に捕集することができる。その結果、捕集体80のブローバイガスからミスト状オイルを分離する効率が向上する。
【0119】
また、保持部材90が捕集体80を保持しているため、ブローバイガスが捕集体80に衝突しても捕集体80の位置がずれない。よって、捕集体80は、ブローバイガスからミスト状オイルを分離できる。
【0120】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2の保持部材90は、捕集体80の外周に周方向に間隔を空けて設けられる複数の棒材91を有する。
【0121】
このような構成によれば、捕集体80を通過したブローバイガスは、複数の棒材91間の隙間を通じて下流空間S3へ流れることができる。すなわち、棒材91は、ブローバイガスの流れを妨げることなく、捕集体80を保持することができる。
【0122】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2の保持部材90は、捕集体80の軸方向の両端部に設けられ、端部の少なくとも一方の側において周方向に間隔を空けて設けられる複数の保持部を有する下方保持部材100とフランジ部113を有する。
【0123】
このような構成によれば、捕集体80の外周側に保持部材90が配置されないため、捕集体80を通過したブローバイガスは、下流空間S3へより流れやすい。
【0124】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2のバルブ70は、上流空間S1に入り込むように突出する筒状部73を更に有する。
【0125】
従来のオイルセパレータでは、バルブが開いている時にブローバイガスの流量が変動すると、ブローバイガスの圧力によりバルブに作用する力の大きさが不均一となり、バルブは本体部に対して傾いた状態となることがある。バルブが本体部に対して傾いている場合、バルブと本体部の間を通過するブローバイガスの流れの方向が乱れるため、ブローバイガスの流速が低下する。その結果、ブローバイガスの捕集体に衝突する勢いが弱まり、捕集体の性能(すなわち、ブローバイガスからミスト状オイルを捕集する性能)が低下することがある。これに対して、本実施形態では、筒状部73がバルブ本体71の重心を下げる錘として作用するため、バルブ70に作用する力の大きさが不均一であっても、バルブ70は、本体部60に対して傾きにくくなる。その結果、オイルセパレータ2に流入するブローバイガスの流量が変動しても、流路C1を通過するブローバイガスの流れの方向が乱れにくいため、ブローバイガスの流速が低下しにくい。従って、捕集体80の性能は、低下しにくい。
【0126】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2は、ケース20が互いに係合する下部ケース21と、上部ケース22とで構成され、下部ケース21と上部ケース22との間に反発力を発生させる板ばね120を更に備える。
【0127】
一般に、互いに係合するケース部品同士は、寸法のばらつきにより精度良く組み付けることが難しい。従って、ケース部品を組み付けるために溶着や接着等の工程が必要となる。これに対して、上記の構成によれば、下部ケース21と上部ケース22とがそれぞれの寸法にばらつきがあっても、板ばね120が発生させる反発力により寸法のばらつきを吸収できる。従って、溶着や接着等の工法を用いることなく、下部ケース21と上部ケース22を精度良く組み付けることができる。
【0128】
また、溶着や接着等の工法には、ケースの形状に合わせた治具が必要である。従って、設計変更に伴ってケースの形状が変わる場合、そのケースの形状に合わせた治具が新たに必要となる。一方、上記の構成によれば、オイルセパレータ2の組み立ての際に治具を必要としないため、ケース20の形状を変更する際に必要なコストが抑えられる。
【0129】
また、上述の通り、従来のオイルセパレータでは、バルブが開いている時にブローバイガスの流量が変動すると、バルブが本体部に対して傾いた状態となり、捕集体の性能が低下することがある。しかし、本実施形態に係るオイルセパレータ2は、バルブ70のバルブ本体71に流路C2(穴75)が設けられているため、バルブ70が閉じている場合、ブローバイガスは、上流空間S1に滞留せず流路C2を通過する。従って、上流空間S1に流入するブローバイガスの流量が増加しても、上流空間S1におけるブローバイガスの圧力が上昇しにくい。その結果、バルブ70の開く頻度が少なくなるため、バルブ70が開いている時にブローバイガスの流量が変動してバルブ70が本体部60に対して傾いた状態となる頻度は、少なくなる。つまり、捕集体80の性能が低下する頻度は、少なくなる。
【0130】
また、本実施形態に係るオイルセパレータ2は、バルブ70が開いているときにブローバイガスの流量が変動しても、ブローバイガスの一部が流路C2を通過するため、バルブ本体71に流路C2が設けられていない場合と比べて上流空間S1におけるブローバイガスの圧力の変動が小さくなる。従って、ブローバイガスの流量が変動した際にバルブ70に作用する力は、不均一になりにくくなる。その結果、バルブ70が開いているときにブローバイガスの流量が変動しても、バルブ70が本体部60に対して傾きにくくなるため、捕集体80の性能は、低下しにくい。
【0131】
バルブが閉じる際に、バルブ本体が弁座に衝突して、打音が発生する。上流空間に流入するブローバイガスの流量が増加すると、バルブの開度が大きくなり、その状態からバルブが閉じられると大きな打音が発生する。しかし、本実施形態に係るオイルセパレータ2は、バルブ本体71に流路C2が設けられているため、同じ流量のブローバイガスが上流空間S1に流入した場合において、バルブに流路C2が設けられていないバルブと比べてバルブの開度が小さくなる。従って、バルブ70が閉じる際に発生する打音は、低減される。
【0132】
<変形例>
以下に説明する各変更点を組み合わせて適用してもよい。
【0133】
(1)変形例1
上記実施例においては、捕集構造体50が保持部材90として棒材91及び柱部材92を備えるものであった。しかし、捕集構造体50は、保持部材90の代わりに捕集体80の上下の両端部に設けられ、端部の少なくとも一方の側において周方向に間隔を空けて設けられる複数の保持部を有する保持部材を備えるものでもよい。
【0134】
保持部材の一例は、下方保持部材100と、フランジ部113の形状を変更したものである。下方保持部材100の上面において捕集体80の内周及び外周に沿って上方に延びる突起を設けることによって、この突起が捕集体80の径方向への移動を防止する。つまり、下方保持部材100は、保持部を有する保持部材となる。また、フランジ部113の下面において、捕集体80の内周及び外周に沿って下方向に延びる突起を設けることによって、この突起が捕集体80の径方向への移動を防止する。つまり、フランジ部113は、保持部を有する保持部材となる。なお、下方保持部材100とフランジ部113に保持部として設けられる突起は、下方保持部材100とフランジ部113の少なくとも一方に設けられていればよい。
【0135】
下方保持部材100及びフランジ部113は、どちらも周方向に間隔を空けて設けられているため、周方向に隣り合う下方保持部材100同士の間には隙間が形成され、周方向に隣り合うフランジ部113同士の間にも隙間が形成される。
【0136】
(2)変形例2
上記実施形態においては、オイルセパレータ2は、板ばね120を備え、ケース20が互いに係合する下部ケース21と上部ケース22とで構成されていた。しかし、オイルセパレータ2は、板ばね120を備えずに、接着や溶着による工法によって組み立てられるものでもよい。
【符号の説明】
【0137】
2…オイルセパレータ
20…ケース
21…下部ケース(第1ケース)
22…上部ケース(第2ケース)
50…捕集構造体
60…本体部
70…バルブ
73…筒状部
80…捕集体
90…保持部材
91…棒材(保持部)
92…柱部材(保持部)
120…板ばね(組み付け弾性体)
C1…流路
S1…上流空間
S2…外部空間
S3…下流空間