特許 7022831 オイルセパレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-09

(45)【発行日】2022-02-18

(54)【発明の名称】オイルセパレータ

(51)【国際特許分類】

   B04B 1/08 20060101AFI20220210BHJP

   B04B 7/14 20060101ALI20220210BHJP

   B01D 45/14 20060101ALI20220210BHJP

   F01M 13/04 20060101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

B04B1/08

B04B7/14

B01D45/14

F01M13/04 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020533993

(86)(22)【出願日】2018-08-02

(86)【国際出願番号】 JP2018029010

(87)【国際公開番号】W WO2020026407

(87)【国際公開日】2020-02-06

【審査請求日】2020-09-01

(73)【特許権者】

【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】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】石田 耕作

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 篤志

【審査官】中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０４６９４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１４５６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１３６６４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４５／１２－１４

Ｂ０４Ｂ １／０４－０８、５／０８、７／１２－１４

Ｆ０１Ｍ １３／０４

(57)【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分離するオイルセパレータであって、
中央に開口をそれぞれ有し、前記開口が重なるように軸の方向に隙間を置いて積み重ねられ、前記軸の回りに回転する複数枚の分離ディスクと、
前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられることに伴って形成されるとともに前記開口からなる中央空間において、前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられている範囲に亘って設けられ、前記中央空間を内側の領域と外側の領域に区切る整流部と、を備え、
前記整流部に、前記内側の領域と前記外側の領域とを連通する連通部が形成され、
前記連通部が、前記軸の方向における前記整流部の一端から他端にかけて前記軸の方向に細長く設けられたスリットであり、
前記ガスが前記内側の領域に供給されて、前記連通部を通って前記外側に領域に流れて、前記外側の領域から前記複数枚の分離ディスクの間の隙間に流れ込む
オイルセパレータ。

【請求項2】

ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
中央に開口をそれぞれ有し、前記開口が重なるように軸の方向に隙間を置いて積み重ねられ、前記軸の回りに回転する複数枚の分離ディスクと、
前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられることに伴って形成されるとともに前記開口からなる中央空間において、前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられている範囲に亘って設けられ、前記中央空間を内側の領域と外側の領域に区切る整流部と、を備え、
前記整流部に、前記内側の領域と前記外側の領域とを連通する連通部が形成され、
前記連通部が、前記軸の方向に間隔を置いて前記軸の方向に配列された複数の穴からなり、
前記ガスが前記内側の領域に供給されて、前記連通部を通って前記外側に領域に流れて、前記外側の領域から前記複数枚の分離ディスクの間の隙間に流れ込む
オイルセパレータ。

【請求項3】

ミスト状オイルを含むガスから前記ミスト状オイルを分離するオイルセパレータであって、
中央に開口をそれぞれ有し、前記開口が重なるように軸の方向に隙間を置いて積み重ねられ、前記軸の回りに回転する複数枚の分離ディスクと、
前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられることに伴って形成されるとともに前記開口からなる中央空間において、前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられている範囲に亘って設けられ、前記中央空間を内側の領域と外側の領域に区切る整流部と、を備え、
前記整流部に、前記内側の領域と前記外側の領域とを連通する連通部が形成され、
前記連通部が、前記軸の方向に間隔を置いて前記軸の方向に配列されるとともに周方向に細長く設けられた複数のスリットからなり、
前記ガスが前記内側の領域に供給されて、前記連通部を通って前記外側に領域に流れて、前記外側の領域から前記複数枚の分離ディスクの間の隙間に流れ込む
オイルセパレータ。

【請求項4】

前記中央空間において前記軸の回りに回転するスピンドルと、
前記スピンドルに外装されたハブと、
前記ハブから径方向外方に延出し、周方向に間隔を置いて配列された複数のスポークと、を更に備え、
前記整流部が前記複数のスポークの間において前記ハブから外側に離間し且つ前記分離ディスクから内側に離間して設けられ、
前記複数枚の分離ディスクが前記スポークに固定されることによって前記スピンドル、前記ハブ、前記複数のスポーク、前記複数枚の分離ディスク及び前記整流部が一体となって前記軸の回りに回転する
請求項１から３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、ガスに含まれるミスト状オイルをそのガスから分離するオイルセパレータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ブローバイ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開示されている。以下、特許文献１において使用した符号を括弧書きにして用い、特許文献１に開示されたオイルセパレータについて簡単に説明する。

【0003】

ハウジング（２０）が内部空間を有し、その内部空間が隔壁部材（３１）によって区切られることによって隔壁部材（３１）の上方の分離室（４３）と隔壁部材（３１）の下方の噴射室（４４）が形成されている。噴射室（４４）の底にはスピンドルシャフト（５１）が立設されており、そのスピンドルシャフト（５１）が隔壁部材（３１）を上下に貫通する。そのスピンドルシャフト（５１）がスピンドル（５２）に挿入されており、そのスピンドル（５２）がスピンドルシャフト（５１）に回転可能に支持されている。分離室（４３）内では、スピンドル（５２）の周囲に複数枚の分離ディスク（６３）が取り付けられており、それら分離ディスク（６３）がスピンドル（５２）の軸方向に積み重ねられている。

【0004】

噴射室（４４）内では、ノズル（５３）がスピンドル（５２）の外周面に突設されており、エンジンからノズル（５３）にオイルが供給されると、そのノズル（５３）からオイルが周方向に噴射される。オイルの噴射圧力によってスピンドル（５２）とともに分離ディスク（６３）が回転駆動される。
エンジンから分離ディスク（６３）のスタックの中央空間にブローバイガスが供給されると、そのブローバイガスが分離ディスク（６３）の間の各隙間を外側に通過するが、その際にブローバイガス中のミスト状オイルが捕捉される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１６／１３９７１５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、分離ディスク（６３）の間の各隙間を比較すると、ブローバイガスの流量が低い隙間では大量のオイルが分離されるが、ブローバイガスの流量が高い隙間では少量のオイルしか分離されない。全体としてオイルの分離効率の向上を図るためには、何れの隙間もオイルの分離に平均的に利用される必要がある。そのためには、分離ディスク（６３）のスタックの中央空間に供給されたブローバイガスが、分離ディスク（６３）の間の各隙間になるべく均等に分散して流れ込むことが好ましい。

【0007】

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、分離ディスクの間の各隙間になるべく均等に分散して流れ込むようにすることによって、オイルの分離効率の向上を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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分離するオイルセパレータは、中央に開口をそれぞれ有し、前記開口が重なるように軸の方向に隙間を置いて積み重ねられ、前記軸の回りに回転する複数枚の分離ディスクと、前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられることに伴って形成されるとともに前記開口からなる中央空間において、前記複数枚の分離ディスクが積み重ねられている範囲に亘って設けられ、前記中央空間を内側の領域と外側の領域に区切る整流部と、を備え、前記整流部に、前記内側の領域と前記外側の領域とを連通する連通部が形成され、前記ガスが前記内側の領域に供給されて、前記連通部を通って前記外側に領域に流れて、前記外側の領域から前記複数枚の分離ディスクの間の隙間に流れ込む。
ここで、前記連通部が、前記軸の方向における前記整流部の一端から他端にかけて前記軸の方向に細長く設けられたスリットである。或いは、前記連通部が、前記軸の方向に間隔を置いて前記軸の方向に配列された複数の穴からなる。或いは、前記連通部が、前記軸の方向に間隔を置いて前記軸の方向に配列されるとともに周方向に細長く設けられた複数のスリットからなる。

【0009】

以上のように、中央空間に流れたガスは、内側の領域において整流部によって下方へ整流されながら、内側の領域から連通部を通って外側の領域へ流れる。従って、ガスが分離ディスクの間の各隙間にほぼ均等に分散して流れ込み、何れの隙間もオイルの分離にほぼ平均的に利用される。よって、全体としてオイルの分離効率が向上する。

【0013】

好ましくは、前記オイルセパレータが、前記中央空間において前記軸の回りに回転するスピンドルと、前記スピンドルに外装されたハブと、前記ハブから径方向外方に延出し、周方向に間隔を置いて配列された複数のスポークと、を更に備え、前記整流部が前記複数のスポークの間において前記ハブから外側に離間し且つ前記分離ディスクから内側に離間して設けられ、前記複数枚の分離ディスクが前記スポークに固定されることによって前記スピンドル、前記ハブ、前記複数のスポーク、前記複数枚の分離ディスク及び前記整流部が一体となって前記軸の回りに回転する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、分離ディスクの間の各隙間にほぼ均等に分散して流れ込むため、何れの隙間もオイルの分離にほぼ平均的に利用される。よって、全体としてオイルの分離効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】クランクケース換気システムを示す概略図である。

【図2】オイルセパレータを俯瞰した斜視図である。

【図3】オイルセパレータを分解して俯瞰した分解斜視図である。

【図4】オイルセパレータの上面図である。

【図5】図４において切断箇所をV－Vによって示した断面の断面図である。

【図6】図５の上部の拡大図である。

【図7】図５の中部の拡大図である。

【図8】図５の下部の拡大図である。

【図9】図５中にIX－IXによって切断箇所を示した断面の断面図である。

【図10】図５中にX－Xによって切断箇所を示した断面の断面図である。

【図11】ローターの分解斜視図である。

【図12】シミュレーション結果を示したグラフである。

【図13】設計変更した整流板及び連通部が設けられた上部ホルダの斜視図である。

【図14】設計変更した整流板及び連通部が設けられた上部ホルダの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

１．クランクケース換気システム
図１に示すように、クランクケース換気システム１は、オイルセパレータ２と、ブリーザーパイプ３と、ガス供給管５と、オイル供給管１０とを有する。オイルセパレータ２はエンジン４の側面に取り付けられている。ガス供給管５はエンジン４とオイルセパレータ２とに接続されている。エンジン４のクランクケース内のブローバイガスがガス供給管５に排出されて、ガス供給管５を通ってオイルセパレータ２に供給される。ブローバイガスにはミスト状オイルが含まれており、オイルセパレータ２がそのブローバイガスからミスト状オイルを分離する。

【0018】

ブリーザーパイプ３はオイルセパレータ２の上部とエンジン４の吸気側流路６との間に接続されている。ミスト状オイルが分離されたブローバイガスがオイルセパレータ２からブリーザーパイプ３に排出されて、ブリーザーパイプ３を通って吸気側流路６に環流される。環流されたブローバイガスは、エアフィルタ７からターボチャージャー８へ流れる新鮮な空気と混合される。ブローバイガスと新鮮な空気の混合気はターボチャージャー８によって圧縮される。その後、混合気は、チャージクーラー９によって冷却された上で、エンジン４に供給される。

【0019】

オイル供給管１０はオイルセパレータ２の下部とエンジン４との間に接続されている。エンジン４内の作動オイルがエンジン４からオイル供給管１０に送出されて、オイル供給管１０を通ってオイルセパレータ２に供給される。オイルセパレータ２に供給された作動オイルの流動がオイルセパレータ２の動力に利用され、その動力によってオイルセパレータ２（特に、後述のローターユニット５０）が動作する。エンジン４からオイルセパレータ２に供給される作動オイルは、エンジン４で用いられる潤滑オイルである。オイルセパレータ２が作動オイルによって動作すると、ミスト状オイルがブローバイガスから分離される。分離後のミスト状オイルは、オイルセパレータ２の内部において作動オイルに混合される。その混合されたオイルがオイルセパレータ２からエンジン４に排出される。
なお、クランクケース換気システム１は閉鎖型であるが、開放型であってもよい。開放型の場合、ブリーザーパイプ３がエンジン４の吸気側流路６に接続されず、そのブリーザーパイプ３の端部が開放されている。そのため、オイルセパレータ２によってミスト状オイルが分離されたブローバイガスは、ブリーザーパイプ３を通って大気に排出される。

【0020】

２．オイルセパレータの概要
図２～図１１を参照して、オイルセパレータ２について説明する。
図２～図５に示すように、このオイルセパレータ２はハウジング２０、下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、上部隔壁部材３３、ローターユニット５０及びＰＣＶバルブ９０を備える。ハウジング２０は下部ケース２１、上部ケース２２及びトップカバー２３を有する。ハウジング２０は下部ケース２１、上部ケース２２及びトップカバー２３を組み立てて成り、ハウジング２０の内側に内部空間が形成されている。下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３がハウジング２０の内側に設けられ、ハウジング２０の内部空間が下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３によって区切られている。ローターユニット５０及びＰＣＶバルブ９０等は、ハウジング２０の内部空間内に収容された状態でハウジング２０に組み付けられている。

【0021】

以下では、特に断りのない限り、軸方向とは、ローターユニット５０の回転軸に平行な方向を示し、周方向とは、ローターユニット５０の回転軸を中心とした周方向を示し、径方向とは、ローターユニット５０の回転軸に直交する方向を示すものとする。オイルセパレータ２がエンジン４に取り付けられた状態では、ローターユニット５０の回転軸が鉛直な上下方向に延びる。

【0022】

３．ハウジング及びその内側の区画
ハウジング２０及びその内部空間について説明するとともに、下部隔壁部材３１、中部隔壁部材３２、隔壁部２２ａ及び上部隔壁部材３３によるハウジング２０の内部空間の区切りについて説明する。

【0023】

図３及び図５～図８に示すように、上部ケース２２が筒状に設けられ、上部ケース２２の上面及び下面が開放されている。上部ケース２２の内側の上部に隔壁部２２ａが設けられ、上部ケース２２の中空が隔壁部２２ａによって隔壁部２２ａよりも上側の空間と下側の空間に仕切られている。

【0024】

上部ケース２２のうち隔壁部２２ａよりも下側の部分には、インレットポート２４が設けられている。このインレットポート２４はガス供給管５（図１及び図３参照）に接続されている。従って、ブローバイガスがエンジン４からガス供給管５及びインレットポート２４を通ってハウジング２０の内部空間のうち隔壁部２２ａよりも下側の部分（具体的には、後述の導入路４１）に導入される。

【0025】

上部ケース２２の内側には、円盤状の隔壁部２２ａから下方の離れた位置に中部隔壁部材３２が設けられている。中部隔壁部材３２の周縁部が上部ケース２２の内周面に取り付けられ、上部ケース２２の中空が中部隔壁部材３２によって上下に区切られている。中部隔壁部材３２の下面の中央部には、円筒状の嵌合部３２ｂが下方に向けて突設されている。嵌合部３２ｂの中空は、中部隔壁部材３２の上面において開口するとともに、嵌合部３２ｂの下端においても開口する。嵌合部３２ｂの下端の開口には、支持部３２ｄが嵌合部３２ｂの下端の開口の中心から嵌合部３２ｂの内周面まで放射状に設けられており、隣接する支持部３２ｄの間に流通穴３２ｅが形成されている。そのため、嵌合部３２ｂの中空は流通穴３２ｅを介して下に通じている。なお、支持部３２ｄは、後述のスピンドルシャフト５１の上端を支持する。

【0026】

隔壁部２２ａの下面には仕切り部２２ｃが突出した状態で設けられ、仕切り部２２ｃの下端が中部隔壁部材３２の上面に突き当てられている。図９に示すように、この仕切り部２２ｃによって中部隔壁部材３２と隔壁部２２ａの間の空間が導入路４１とその導入路４１を囲う第１チャンバー４２とに区分けされている。図５及び図６に示すように、導入路４１は、インレットポート２４によってガス供給管５に連通しているとともに、流通穴３２ｅによって中部隔壁部材３２の下側の空間に連通している。ブローバイガスがエンジン４からガス供給管５及びインレットポート２４を通って導入路４１に導入され、導入されたブローバイガスが導入路４１及び嵌合部３２ｂを経由して、流通穴３２ｅを通って中部隔壁部材３２の下側へ流れる。

【0027】

隔壁部２２ａには第２連通孔２２ｄが形成され（特に図９参照）、その第２連通孔２２ｄが隔壁部２２ａを上下に貫通する。第２連通孔２２ｄの位置は仕切り部２２ｃの外側であり、第１チャンバー４２が第２連通孔２２ｄによって隔壁部２２ａの上側の中空に連通している。一方、導入路４１の上側が隔壁部２２ａによって塞がれ、隔壁部２２ａの上側の中空と導入路４１が隔壁部２２ａによって仕切られている。

【0028】

図５及び図６に示すように、中部隔壁部材３２の周縁部を複数の第１連通孔３２ｃが上下に貫通している。第１連通孔３２ｃの位置は仕切り部２２ｃの外側であり、第１チャンバー４２が第１連通孔３２ｃによって中部隔壁部材３２の下側の中空に連通している。

【0029】

図５、図７及び図８に示すように、上部ケース２２の下端には下部隔壁部材３１が取り付けられ、上部ケース２２の下側開口が下部隔壁部材３１によって塞がれている。下部隔壁部材３１は中部隔壁部材３２から下方に離れており、中部隔壁部材３２と下部隔壁部材３１との間に分離室４３が形成されている。この分離室４３は上部ケース２２内の中空の一部である。この分離室４３内において、インレットポート２４から導入路４１、嵌合部３２ｂ及び流通穴３２ｅを通って後述のローターユニット５０のローター６０に導入されたブローバイガスからミスト状オイルガスがローター６０によって分離される。

【0030】

図５及び図６に示すように、上部ケース２２の上端には上部隔壁部材３３が取り付けられ、上部ケース２２の上側開口が上部隔壁部材３３によって塞がれている。上部隔壁部材３３は隔壁部２２ａから上方に離れており、上部隔壁部材３３と隔壁部２２ａの間に第２チャンバー４５が形成されている。上部隔壁部材３３の中央部には開口部３３ａが形成され、その開口部３３ａが上部隔壁部材３３を上下に貫通する。

【0031】

上部ケース２２の上端にはトップカバー２３が取り付けられている。このトップカバー２３が上部隔壁部材３３の上から上部隔壁部材３３に覆い被さって、上部隔壁部材３３の周縁部がトップカバー２３の下端と上部ケース２２の上端との間に挟持されている。トップカバー２３がドーム状に形成されていて、トップカバー２３の内側に第３チャンバー４６が形成されている。第３チャンバー４６と第２チャンバー４５が上部隔壁部材３３によって仕切られ、第３チャンバー４６が開口部３３ａによって第２チャンバー４５に連通している。

【0032】

トップカバー２３にはアウトレットポート２３ａが設けられ、このアウトレットポート２３ａがトップカバー２３の外側と第３チャンバー４６とを連通させる。このアウトレットポート２３ａがブリーザーパイプ３に接続され、第３チャンバー４６内の分離後のブローバイガスがアウトレットポート２３ａ及びブリーザーパイプ３を通って吸気側流路６へ排出される。

【0033】

図５、図７及び図８に示すように、上部ケース２２の下端には下部ケース２１が取り付けられている。この下部ケース２１が下部隔壁部材３１にその下から覆い被さった状態で、下部ケース２１の上端部が上部ケース２２の下端の開口に嵌め込まれ、下部ケース２１と上部ケース２２がボルト等によって固定されている。そして、下部ケース２１はその上面が開放された有底の箱状に形成されており、下部隔壁部材３１の周縁部が下部ケース２１の上端と上部ケース２２の下端との間に挟持されており、下部隔壁部材３１が下部ケース２１内の噴射室４４と上部ケース２２内の分離室４３を仕切っている。下部隔壁部材３１の中央部には、ローターユニット５０が通される通し孔３１ａが形成されている。

【0034】

下部隔壁部材３１の下面には、下方へ垂下する筒状のオイルガード３１ｇが設けられている。オイルガード３１ｇは通し孔３１ａの周囲を囲繞する。
下部隔壁部材３１には、複数のオイル穴３１ｃが周方向に所定間隔で形成されている。これらオイル穴３１ｃはオイルガード３１ｇの周囲に配置されている。ブローバイガスから分離されたオイルが分離室４３からこれらオイル穴３１ｃを通って噴射室４４に流れ込む。

【0035】

４．ブローバイガスの経路
図５に矢印で示すように、エンジン４からインレットポート２４に導入されたブローバイガスは、導入路４１、嵌合部３２ｂ、流通穴３２ｅ、ローター６０、分離室４３、第１連通孔３２ｃ、第１チャンバー４２、第２連通孔２２ｄ、第２チャンバー４５、開口部３３ａ、第３チャンバー４６の順に流れて、アウトレットポート２３ａからブリーザーパイプ３へ排出される。

【0036】

５．オイル導入路及びオイル排出口
図５及び図８に示すように、下部ケース２１にはオイル排出口２１ａが形成されている。オイル排出口２１ａは下部ケース２１の側面において開口して、噴射室４４内に通じている。オイル排出口２１ａがエンジン４に接続され、噴射室４４内のオイルがオイル排出口２１ａを通ってエンジン４に排出される。

【0037】

下部ケース２１の内底２１ｄは、オイル排出口２１ａに向かって下りに傾斜する。下部ケース２１の内底２１ｄには、ボス２１ｂが凸設されている。ボス２１ｂにはオイル導入路２１ｃが形成されている。このオイル導入路２１ｃはボス２１ｂの上面から下向きに穿設されて、横向きに分岐して下部ケース２１の側面に開口している。この開口にオイル供給管１０（図１及び図３参照）が接続されている。従って、作動オイルがエンジン４からオイル供給管１０を通ってオイル導入路２１ｃに導入される。

【0038】

オイル導入路２１ｃの中途部には、作動オイルを濾過する網状のストレーナ３５が設けられている。下部ケース２１の下端からプラグ３５ａを取り外すことによって、オイル導入路２１ｃの下端が開いて、ストレーナ３５をオイル導入路２１ｃから取り外すことができる。

【0039】

６．ローターユニット及び作動オイルについて
図３、図５、図７及び図８に示すように、ローターユニット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機構である。ローターユニット５０は、スピンドルシャフト５１、スピンドル５２、ローター６０及び複数のノズル５３等を備える。

【0040】

スピンドルシャフト５１は、下部ケース２１及び上部ケース２２内において上下に延在して、下部隔壁部材３１の通し孔３１ａを上下に貫通している。スピンドルシャフト５１の下端部がオイル導入路２１ｃの上端部に挿入されている。スピンドルシャフト５１の上端部が支持部３２ｄに支持されている。スピンドルシャフト５１の内部には、第１オイル供給路５１ｂがスピンドルシャフト５１の中心線に沿って形成されている。第１オイル供給路５１ｂの下端がスピンドルシャフト５１の下端面において開口して、第１オイル供給路５１ｂがオイル導入路２１ｃに通じている。第１オイル供給路５１ｂの上部がスピンドルシャフト５１の中間部において径方向外方に向けて複数に分岐し、第１オイル供給路５１ｂの端がスピンドルシャフト５１の外周面において開口する。

【0041】

スピンドルシャフト５１が筒状のスピンドル５２に挿入され、このスピンドル５２も下部隔壁部材３１の通し孔３１ａを上下に貫通している。スピンドルシャフト５１の上部がスピンドル５２の上端から上方に突き出ているとともに、スピンドルシャフト５１の下部がスピンドル５２の下端から下方に突き出ている。スピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間には隙間が形成されており、その隙間が第２オイル供給路５２ａである。この第２オイル供給路５２ａには、オイル導入路２１ｃに導入された作動オイルが第１オイル供給路５１ｂを通って供給される。

【0042】

スピンドル５２の下端部においてスピンドルシャフト５１が下側ブッシュ５５に挿入され、その下側ブッシュ５５がスピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間に挟まれている。スピンドル５２の上端部においてスピンドルシャフト５１が上側ブッシュ５６に挿入され、その上側ブッシュ５６がスピンドルシャフト５１の外周面とスピンドル５２の内周面との間に挟まれている。

【0043】

スピンドル５２のラジアル荷重がブッシュ５５，５６を介してスピンドルシャフト５１に受けられ、スピンドル５２が回転可能な状態でスピンドルシャフト５１に支持されている。スピンドルシャフト５１の上端部にナット５８が螺合し、スピンドルシャフト５１の下部がボス２１ｂの上面に設けられたブッシュ５４に挿入されている。そして、ナット５８とブッシュ５４との間にはワッシャー５７、上側ブッシュ５６、スピンドル５２及び下側ブッシュ５５が挟まれており、スピンドル５２のスラスト荷重がブッシュ５４及びナット５８に受けられる。

【0044】

スピンドル５２及びブッシュ５５，５６が軸方向に僅かに移動できるように、僅かな隙間が下側ブッシュ５５とブッシュ５４との間や上側ブッシュ５６とワッシャー５７との間やワッシャー５７とナット５８との間に存在する。具体的には、ローター６０の回転時にはスピンドル５２及びブッシュ５５，５６が軸方向に沿って上昇し、ローター６０の停止時にはスピンドル５２及びブッシュ５５，５６が下降する。
また、スピンドル５２の内周面と上側ブッシュ５６との間に僅かな隙間が存在し、第２オイル供給路５２ａ内の作動オイルの一部がその隙間を通じてスピンドル５２の外に流出する。以下、この流出した作動オイルを分離用オイルという。

【0045】

スピンドル５２がスピンドルシャフト５１に支持された状態では、スピンドル５２が下部隔壁部材３１の通し孔３１ａに通されており、そのスピンドル５２が通し孔３１ａから上方へ延び出ているとともに、通し孔３１ａから下方へ延び出ている。

【0046】

スピンドル５２の下部の外周面には、複数のノズル５３が周方向に等間隔（例えば、１２０°の間隔）で突設されている。これらノズル５３は外向き斜め下に取り付けられている。ノズル５３の先端寄りの周面には、噴射口５３ａが形成されている。噴射口５３ａは、スピンドル５２の軸を中心とした周方向に向けられている。ノズル５３の基端部においてノズル５３の中空が第２オイル供給路５２ａに連通している。第２オイル供給路５２ａ内の作動オイルがノズル５３内に供給されて、噴射口５３ａから噴出される。作動オイルの噴射圧によってスピンドル５２が回転する。従って、これらノズル５３は、オイルを噴射して、オイルの噴射圧によってスピンドル５２の回転の動力を発生させるものである。

【0047】

これらノズル５３は噴射室４４内に配置されているとともに、オイルガード３１ｇの内側に配置されている。ノズル５３の噴射口５３ａから噴射された作動オイルがオイルガード３１ｇに吹き付けられる。よって、作動オイルがオイルガード３１ｇの外側に飛散せず、オイル穴３１ｃにも入り込まない。

【0048】

オイルガード３１ｇに吹き付けられた作動オイルはオイルガード３１ｇから噴射室４４内の底へ滴下する。滴下した作動オイルがオイル排出口２１ａに流れ込んで、エンジン４へ排出される。

【0049】

続いて、図３、図５～図７、図１０及び図１１を参照して、ローター６０について説明する。ローター６０は分離室４３内においてブローバイガスからミスト状オイルを分離する部分である。このローター６０の外観形状が筒状に呈しており、ローター６０の中心部が空間とされている。この空間にはスピンドル５２が挿入されており、スピンドル５２とローター６０とは互いに結合されている。従って、ローター６０は、ノズル５３によるオイルの噴射圧によってスピンドル５２とともに回転する。

【0050】

このローター６０は、ディスクスタック６１、上部ホルダ７１、下部ホルダ７２、ハブ７３、複数のスポーク７４及び複数の整流板７５を備える。

【0051】

ディスクスタック６１は上部ホルダ７１と下部ホルダ７２の間に挟み込まれている。ディスクスタック６１は複数枚の分離ディスク６３から構成され、これら分離ディスク６３がスピンドル５２の軸方向に積み重ねられている。分離ディスク６３の中央には、開口６２ａが形成されている。分離ディスク６３は開口６２ａが上下に重なるようにして積み重ねられることに伴って、これら開口６２ａからなる中央空間６２が形成され、その中央空間６２内にスピンドル５２が配されている。分離ディスク６３は、スピンドル５２の軸から径方向外向きに離れた上下逆Ｖ字を軸周りに回転することによって得られた形状に設けられている。

【0052】

分離ディスク６３が上下逆Ｖ字の回転体であるので、分離ディスク６３の外周側部分６４が分離ディスク６３の中心の上方を頂点とした裁頭円錐面型に形作られ、分離ディスク６３の内周側部分６５が分離ディスク６３の中心の下方を頂点とした裁頭円錐面型に形作られている。内周側部分６５は径方向外方に向けて上向きに傾斜し、外周側部分６４は内周側部分６５の外縁から径方向外方に向けて下りに傾斜する。分離ディスク６３が内周側部分６５と外周側部分６４との間の境界部で曲折しているので、分離ディスク６３の剛性が向上する。また、分離ディスク６３の内周縁から分離ディスク６３の表面に沿って分離ディスク６３の外周縁までの長さを長くとることができ、分離ディスク６３の表面積を大きくとることができる。

【0053】

分離ディスク６３の上面若しくは下面又はこれらの両面には、複数の凸状部（例えば、リブ、突起等）が設けられている。凸状部が隣りの分離ディスク６３に当接し、隣り合う分離ディスク６３の間に隙間が形成され、その隙間の幅が凸状部の高さによって決められる。なお、図３、図５～図８、図１０及び図１１では、分離ディスク６３の間隔を空けて描いているが、実際の間隔は極めて狭い。

【0054】

ディスクスタック６１の中央空間６２内には、ハブ７３、スポーク７４及び整流板７５が設けられている。ハブ７３はリング状に形成されており、そのハブ７３がスピンドル５２に外装され、ハブ７３とスピンドル５２が互いに固定されている。ハブ７３の外周面には、複数のスポーク７４が周方向に間隔を置いて設けられている。これらスポーク７４がハブ７３から外方に延出して、更に上下に延びている。スポーク７４の上端が上部ホルダ７１に連接し、スポーク７４の下端が下部ホルダ７２に取り付けられている。上部ホルダ７１の中央部には開口７１ａが形成され、下部ホルダ７２の中央部には開口７２ａが形成されており、これら開口７１ａ，７２ａが上下に相対する。開口７１ａ，７２ａの縁に沿ってスポーク７４が周方向に配列されている。

【0055】

スポーク７４の間には整流板７５が設けられており、整流板７５によって整流板７５よりも内側の領域８１と外側の領域８２が仕切られている。整流板７５には、整流板７５の上端から下端まで細長く設けられた連通スリット７６が形成されている。連通スリット７６によって内側の領域８１と外側の領域８２が通じている。上部ホルダ７１、ハブ７３、スポーク７４及び整流板７５が一体形成されている。

【0056】

スポーク７４の外周側の端部が分離ディスク６３の内周縁に押し付けられることによって分離ディスク６３とスポーク７４が固定されている。整流板７５は分離ディスク６３の内周縁から内側に離間しているとともに、ハブ７３の外周面から外側に離間している。

【0057】

下部ホルダ７２の中央部に形成された開口７２ａは、最下層の分離ディスク６３の中央の開口の下に重なっている。スピンドル５２が下部ホルダ７２の開口７２ａ及びハブ７３に嵌合し、下部ホルダ７２及びハブ７３がスピンドル５２の外周面に固定される。下部ホルダ７２と上部ホルダ７１がスポーク７４によって連結されている。上部ホルダ７１、下部ホルダ７２、ハブ７３、スポーク７４、整流板７５、ディスクスタック６１及びスピンドル５２が一体となってスピンドルシャフト５１を中心にして回転する。

【0058】

上部ホルダ７１の中央部に形成された開口７１ａは、最上層の分離ディスク６３の中央開口の上に重なっている。この開口７１ａには、中部隔壁部材３２の嵌合部３２ｂが挿入されており、嵌合部３２ｂの中空が流通穴３２ｅによってディスクスタック６１の中央空間６２に通じている。従って、インレットポート２４を通ってハウジング２０の内側に導入されたブローバイガスが、導入路４１、嵌合部３２ｂの中空及び流通穴３２ｅを通ってディスクスタック６１の中央空間６２に流れる。

【0059】

ディスクスタック６１の中央空間６２に流れ込んだブローバイガスは、整流板７５の内側の領域８１において整流板７５によって下方へ整流されながら、内側の領域８１から連通スリット７６を通って外側の領域８２へ流れる。ブローバイガスが整流板７５によって整流されるため、径方向外方へのブローバイガスの流量が上下に亘って均等化する。

【0060】

整流板７５の外側の領域８２のブローバイガスは分離ディスク６３の間の隙間に流れ込む。分離ディスク６３の間の隙間に流れ込んだブローバイガスは径方向外方へ流動する。整流板７５によりブローバイガスの流量が上下に亘って均一化したため、分離ディスク６３の間の何れの隙間にも、ブローバイガスの流量が均等化する。

【0061】

分離ディスク６３の間の隙間に流れ込んだブローバイガスに対しては、上流側からの圧力が作用する上、ローター６０の回転による遠心力も作用する。また、導入路４１内のブローバイガスを中央空間６２へ吸引する吸引圧がローター６０の回転による遠心力によって生じ、ブローバイガスの流速が上昇する。

【0062】

一方、スピンドル５２の内周面と上側ブッシュ５６との間に僅かな隙間から中央空間６２内に流出した分離用オイルも、ブローバイガスとともに、連通スリット７６を径方向外方に向けて流動して、更に分離ディスク６３の間の隙間に流れ込む。分離ディスク６３の間の隙間に存在するオイルが遠心力によって分離ディスク６３の表面に広がって、油膜が分離ディスク６３の表面に形成されるが、油膜の形成される箇所は主に分離ディスク６３の内周側部分６５の上面と外周側部分６４の下面である。

【0063】

ブローバイガスが分離ディスク６３の間の隙間を流動していると、ブローバイガスに含まれるミスト状オイルが分離ディスク６３の表面の油膜に吸収される。これにより、ブローバイガス中のミスト状オイルが分離ディスク６３によって捕捉されて、ブローバイガスからミスト状オイルが分離される。上述したように分離ディスク６３の表面積が大きく、分離ディスク６３の積み重ね枚数も多いため、ミスト状オイルが分離されやすい。

【0064】

また、ブローバイガスから分離されたオイルのみならず、第２オイル供給路５２ａから流れ出た分離用オイルも、分離ディスク６３の表面の油膜の成分となっているため、分離ディスク６３の表面に十分な油膜が形成される。そのような油膜にブローバイガス中のミスト状オイルが吸収されるので、ミスト状オイルの分離効率が高い。

【0065】

分離ディスク６３の表面に付着したオイルは遠心力によって分離ディスク６３の表面に沿って外周側へ流れる。分離ディスク６３の外周縁では、分離ディスク６３の表面に付着したオイルが遠心力によって分離ディスク６３の間の隙間から外側に飛翔する。

【0066】

図８に矢印で示すように、飛翔したオイルが上部ケース２２の内周面に付着する。そのオイルは上部ケース２２の内周面に付着した状態で流れ落ちる。そのオイルは、オイル穴３１ｃを通って噴射室４４内に流れ込む。そのオイルの一部は、噴射室４４内の作動オイルと混合して、オイル排出口２１ａに流れ込む

【0067】

７．分離後のブローバイガスの排出経路及びＰＣＶバルブについて
分離ディスク６３の間の隙間においてミスト状オイルが分離されたブローバイバスは、分離ディスク６３の間の隙間から外方に噴出する。そのブローバイガスは、図５に示すように、分離室４３内にて上昇して、第１連通孔３２ｃを通って第１チャンバー４２に流れ込む。そのブローバイガスは第１チャンバー４２から第２連通孔２２ｄを通って第２チャンバー４５に流れ込む。そして、ブローバイガスは、第２チャンバー４５から上部隔壁部材３３の開口部３３ａ、第３チャンバー４６及びアウトレットポート２３ａを通ってブリーザーパイプ３に排出される。これにより、ブローバイガスがエンジン４へと環流される。

【0068】

図５及び図６に示すように、第２チャンバー４５から第３チャンバー４６に流れるブローバイガスの流量がＰＣＶバルブ９０によって調整される。これにより、エンジン４の吸気圧力やクランクケース側の圧力が適切に調整される。

【0069】

ＰＣＶバルブ９０は第２チャンバー４５内に取り付けられている。このＰＣＶバルブ９０はダイヤフラム９１、上側スプリング９２及び下側スプリング９３を備える。ダイヤフラム９１は、弾性変形する円盤状の弁体である。このダイヤフラム９１は、第２チャンバー４５内に収容されているとともに、上部隔壁部材３３の開口部３３ａの下に配置されている。このダイヤフラム９１の外縁部が隔壁部２２ａの上面に接合されている。隔壁部２２ａの第２連通孔２２ｄがダイヤフラム９１の外縁部よりも外側に配置されているため、第２連通孔２２ｄを通過したブローバイガスがダイヤフラム９１の上を流れる。

【0070】

上側スプリング９２は、ダイヤフラム９１の中央部の上においてダイヤフラム９１と上部隔壁部材３３との間に挟まれている。下側スプリング９３は、ダイヤフラム９１の中央部の下においてダイヤフラム９１と隔壁部２２ａとの間に挟まれている。これらの上側スプリング９２と下側スプリング９３がこれらの間にダイヤフラム９１の中央部を挟み込んで、ダイヤフラム９１の中央部が上側スプリング９２及び下側スプリング９３によって移動可能な状態で支持されている。

【0071】

上部ケース２２には調圧孔２２ｂが形成されており、その調圧孔２２ｂはダイヤフラム９１の下側の空間と上部ケース２２の外側を連通させる。従って、ダイヤフラム９１の下側の空間が調圧孔２２ｂによって大気圧とされている。

【0072】

開口部３３ａを通過するブローバイガスの流量は以下のようにして調整される。つまり、エンジン４の吸気圧力（負圧）が過度に大きい場合には、ダイヤフラム９１の中央部が上方へ移動するため、開口部３３ａの開き度合いが小さくなり、ブローバイガスの流量が低下する。一方、クランクケース側の圧力が高い場合には、ダイヤフラム９１の中央部が下方へ移動して開口部３３ａの開き度合いが大きくなって、ブローバイガスの流量が上昇する。これにより、ブローバイガスの流量がダイヤフラム９１によって適切に調整される。また、エンジン４、特にクランクケースの圧力も適切に調整される。
なお、ＰＣＶバルブ９０が設けられていなくてもよい。

【0073】

８．有利な効果
ディスクスタック６１の中央空間６２が整流板７５によって内側の領域８１と外側の領域８２に区分けされ、その整流板７５に連通スリット７６が形成されているため、内側の領域８１に流れ込んだブローバイガスは整流板７５によって下方へ整流されながら、連通スリット７６を通って外側の領域８２へ流れる。従って、ブローバイガスが分離ディスク６３の間の各隙間にほぼ均等に分散して流れ込み、何れの隙間もオイルの分離に平均的に利用される。よって、全体としてオイルの分離効率が向上する。

【0074】

ここで、整流板７５がスポーク７４の間に設けられることによって、オイルの分離効率が向上することをシミュレーションによって検証した。その結果を図１２に示す。図１２のグラフにおいて、縦軸は分離効率を表し、横軸は中央空間６２に供給されるブローバイガスの流量をそれに含有するミスト状オイルの流量で換算したものを表す。実線は整流板７５が設けられた場合のシミュレーション結果を表し、破線は整流板７５が設けられた場合のシミュレーション結果を表す。図１２から明らかなように、整流板７５が設けられることによって分離効率が向上することが分かる。

【0075】

９．変形例
以上に幾つかの実施形態について説明したが、以上の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。

【0076】

（１） 以上の実施形態では、軸方向に細長い連通スリット７６が整流板７５に形成されている。それに対して、図１３に示すように、各整流板７５に複数の連通穴７７が形成されていてもよい。図１３に示す例では、各整流板７５に連通穴７７が２列に軸方向に配列されているが、整流板７５ごとの連通穴７７の列数は２列に限るものではない。

【0077】

（２） 以上の実施形態では、軸方向に細長い連通スリット７６が整流板７５に形成されている。それに対して、図１４に示すように、各整流板７５に複数の連通スリット７８が形成されていてもよい。連通スリット７８は、周方向に細長く、間隔を置いて軸方向に配列されている。

【符号の説明】

【0078】

２…オイルセパレータ
２０…ハウジング
５２…スピンドル
５３…ノズル
６３…分離ディスク
７３…ハブ
７４…スポーク
７５…整流板（整流部）
７６…連通スリット（連通部）
７７…連通穴（連通部）
７８…連通スリット（連通部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】