特許 7388286 内燃機関のオイルミストセパレータ

(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】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】内燃機関のオイルミストセパレータ

(51)【国際特許分類】

   F01M 13/00 20060101AFI20231121BHJP

   F01M 13/04 20060101ALI20231121BHJP

   F02F 7/00 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

F01M13/00 H

F01M13/04 E

F02F7/00 P

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020077482

(22)【出願日】2020-04-24

(65)【公開番号】P2021173220

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】堀 竜弥

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３８１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－００１０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６３７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１２７０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３１１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１３０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｍ １３／００

Ｆ０１Ｍ １３／０４

Ｆ０２Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドカバーの内面に固定され、前記シリンダヘッドカバーとの間に、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイル分離室を形成するバッフルプレートと、前記バッフルプレートにおける前記シリンダヘッドカバーとは反対側の面に固定され、内燃機関のカムシャフトにオイルを供給するオイル流路を形成するカムシャワープレートと、を備え、前記バッフルプレートには、前記オイル分離室により分離されたオイルを排出する排出孔が設けられている内燃機関のオイルミストセパレータにおいて、
前記カムシャワープレートは、前記オイル流路を形成する流路形成部と、前記流路形成部と一体に形成され、前記排出孔と重なり合う邪魔板部と、を各別に有しており、
前記流路形成部には、前記カムシャフトにオイルを滴下する孔が設けられており、
前記邪魔板部には、前記邪魔板部と前記バッフルプレートとの間に存在するオイルを排出する排出部が設けられている、
内燃機関のオイルミストセパレータ。

【請求項2】

前記邪魔板部は、前記バッフルプレートに固定される固定部を有する、
請求項１に記載の内燃機関のオイルミストセパレータ。

【請求項3】

前記シリンダヘッドカバー、前記バッフルプレート、及び前記カムシャワープレートは、いずれも樹脂製であり、
前記シリンダヘッドカバーと前記バッフルプレートとは溶着にて固定されており、
前記バッフルプレートと前記カムシャワープレートとは溶着にて固定されており、
前記固定部は、前記バッフルプレートに対して溶着にて固定されるものであり、
前記シリンダヘッドカバーと前記バッフルプレートとを溶着する溶着部と、前記固定部とが、前記バッフルプレートの厚さ方向において互いに重なっている、
請求項２に記載の内燃機関のオイルミストセパレータ。

【請求項4】

複数の前記固定部が、互いに間隔をおいて設けられており、
前記固定部同士の間に、前記排出部が設けられている、
請求項２または請求項３に記載の内燃機関のオイルミストセパレータ。

【請求項5】

樹脂製のシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドカバーの内面に固定され、前記シリンダヘッドカバーとの間に、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイル分離室を形成する樹脂製のバッフルプレートと、前記バッフルプレートにおける前記シリンダヘッドカバーとは反対側の面に固定され、内燃機関のカムシャフトにオイルを供給するオイル流路を形成する樹脂製のカムシャワープレートと、を備え、前記バッフルプレートには、前記オイル分離室により分離されたオイルを排出する排出孔が設けられている内燃機関のオイルミストセパレータにおいて、
前記カムシャワープレートは、前記オイル流路を形成する流路形成部と、前記流路形成部と一体に形成され、前記排出孔と重なり合う邪魔板部と、を有しており、
前記邪魔板部は、前記バッフルプレートに固定される固定部を有しており、
前記シリンダヘッドカバーと前記バッフルプレートとは溶着にて固定されており、
前記バッフルプレートと前記カムシャワープレートとは溶着にて固定されており、
前記固定部は、前記バッフルプレートに対して溶着にて固定されるものであり、
前記シリンダヘッドカバーと前記バッフルプレートとを溶着する溶着部と、前記固定部とが、前記バッフルプレートの厚さ方向において互いに重なっている、
内燃機関のオイルミストセパレータ。

【請求項6】

複数の前記固定部が、互いに間隔をおいて設けられており、
前記固定部同士の間には、前記邪魔板部と前記バッフルプレートとの間に存在するオイルを排出する排出部が設けられている、
請求項５に記載の内燃機関のオイルミストセパレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のオイルミストセパレータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、内燃機関のオイルミストセパレータが開示されている。内燃機関のシリンダヘッドには、シリンダヘッドカバーが装着されている。シリンダヘッドカバーの内部には、バッフルプレートが取り付けられている。

【0003】

シリンダヘッドカバーとバッフルプレートとによって囲まれる空間には、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイルミスト分離室が形成されている。バッフルプレートのうちオイルミスト分離室を構成する部分には、ブローバイガスから分離したオイルを内燃機関のクランクケースに戻す回収孔が設けられている。

【0004】

また、特許文献２は、バッフルプレートの下面に、振動溶着により、カムシャワープレートが取り付けられている構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－２５２４６２号公報

【文献】特開２０１４－２３８０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、こうしたオイルミストセパレータにおいては、カムシャフトの回転により飛散するオイルや、オイルを含むブローバイガスが、回収孔（以下、排出孔）を通じてオイルミスト分離室に逆流する場合がある。この場合、オイルミスト分離室に逆流したオイルが内燃機関の吸気通路に還流されるおそれがある。

【0007】

本発明の目的は、簡単な構成により排出孔を通じたオイルの逆流を抑制することのできる内燃機関のオイルミストセパレータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための内燃機関のオイルミストセパレータは、シリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドカバーの内面に固定され、前記シリンダヘッドカバーとの間に、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイル分離室を形成するバッフルプレートと、前記バッフルプレートの内面に固定され、内燃機関のカムシャフトにオイルを供給するオイル流路を形成するカムシャワープレートと、を備え、前記バッフルプレートには、前記オイル分離室により分離されたオイルを排出する排出孔が設けられている。前記カムシャワープレートは、前記オイル流路を形成する流路形成部と、前記流路形成部と一体に形成され、前記排出孔と重なり合う邪魔板部と、を有している。

【0009】

同構成によれば、カムシャフトの回転により飛散するオイルや、オイルを含むブローバイガスが邪魔板部に衝突することで排出孔に到達しにくくなる。これにより、上記オイルやブローバイガスが排出孔を通じてオイル分離室に逆流することが抑制されるようになる。

【0010】

また、上記構成によれば、邪魔板部がカムシャワープレートと一体に形成されるため、部品点数が増加しない。
したがって、簡単な構成により排出孔を通じたオイルの逆流を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】内燃機関のオイルミストセパレータの一実施形態について、シリンダヘッドカバー、バッフルプレート、及びカムシャワープレートを示す下面図。

【図2】図１の２－２線に沿った断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図１及び図２を参照して、内燃機関のオイルミストセパレータの一実施形態について説明する。
まず、オイルミストセパレータの基本構成について説明する。

【0013】

図１及び図２に示すように、オイルミストセパレータは、いずれも樹脂製のシリンダヘッドカバー１０、バッフルプレート２０、及びカムシャワープレート３０を備えている。
バッフルプレート２０は、シリンダヘッドカバー１０の内面１０ａに溶着にて固定されている。

【0014】

シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０との間には、内燃機関のブローバイガスからオイルを分離するオイル分離室４０が形成されている。
オイル分離室４０は、例えば、シリンダヘッドカバー１０の内面１０ａと、バッフルプレート２０におけるシリンダヘッドカバー１０に対向する面（以下、上面２０ａ）と、内面１０ａ及び上面２０ａから交互に突出する邪魔壁（図示略）とによって構成されるラビリンス構造を有するものである。

【0015】

バッフルプレート２０は、オイル分離室４０に内燃機関のブローバイガスを導入する導入口（図示略）と、ブローバイガスから分離されたオイルをオイル分離室４０から排出する排出孔２１とを有している。

【0016】

なお、シリンダヘッドカバー１０は、オイル分離室４０からオイルが分離されたブローバイガスを内燃機関の吸気通路に向けて排出する排出口（図示略）を有している。
図１及び図２に示すように、カムシャワープレート３０は、バッフルプレート２０におけるシリンダヘッドカバー１０とは反対側の面（以下、下面２０ｂ）に溶着にて固定されている。

【0017】

カムシャワープレート３０は、オイルポンプ（図示略）からオイルを供給する供給通路に接続される接続部３４、接続部３４から延びるとともに、バッフルプレート２０の下面２０ｂとの間にオイル流路３１を形成する流路形成部３２、及び流路形成部３２と一体に形成され、排出孔２１と重なり合う邪魔板部３３を有している。

【0018】

流路形成部３２は、バッフルプレート２０の下面２０ｂに向けて開口する樋状である。流路形成部３２の底壁３２ａには、内燃機関のカムシャフト（図示略）に向けてオイルを滴下する複数の孔３２ｂが設けられている。

【0019】

図２に示すように、邪魔板部３３は、バッフルプレート２０の下面２０ｂとの間に隙間Ｓを形成して配置される底壁３３ａ、及び底壁３３ａの周縁からバッフルプレート２０の下面２０ｂに向かって立ち上がる側壁３３ｂを有している。

【0020】

図１に示すように、底壁３３ａは、下面視長方形状である。邪魔板部３３は、３つの側壁３３ｂを有している。
底壁３３ａの１つの側壁３３ｂは、流路形成部３２に連なっている。

【0021】

底壁３３ａの互いに隣り合う２つの側壁３３ｂの外側面には、バッフルプレート２０に固定される固定部７３ａ，７３ｂがそれぞれ連なって設けられている。
固定部７３ａ，７３ｂは、互いに間隔をおいて設けられており、固定部７３ａ，７３ｂの間には、邪魔板部３３とバッフルプレート２０との間の隙間Ｓに存在するオイルを排出する排出部３５が設けられている。

【0022】

なお、底壁３３ａの４つの辺のうち上記固定部７３ｂが設けられる辺とは反対側の辺には、側壁３３ｂが設けられていない。
次に、オイルミストセパレータの溶着部分の構成について説明する。

【0023】

図１及び図２に示すように、バッフルプレート２０とシリンダヘッドカバー１０とは、第１溶着部５０を介して固定されている。第１溶着部５０は、バッフルプレート２０の外周縁に沿って延在する溶着面５２と、シリンダヘッドカバー１０の内面１０ａから溶着面５２に向かって突出するとともに、溶着面５２に沿って延びる溶着リブ５１とが振動溶着にて互いに溶着されることにより構成されている。

【0024】

図１及び図２に示すように、カムシャワープレート３０とバッフルプレート２０とは、第２溶着部６０を介して固定されている。第２溶着部６０は、流路形成部３２の両外側面から突出するとともに流路形成部３２の延在方向に沿って延びる溶着面６３ａ，６３ｂと、バッフルプレート２０の下面２０ｂから溶着面６３ａ，６３ｂに向かって突出するとともに、溶着面６３ａ，６３ｂに沿って延びる溶着リブ６２とが振動溶着にて互いに溶着されることにより構成されている。

【0025】

なお、溶着面６３ｂの一部は、流路形成部３２と邪魔板部３３とを連結する部分の一面を構成している。
図２に示すように、第２溶着部６０は、バッフルプレート２０の厚さ方向において第１溶着部５０と互いに重なる部分を有している。より詳しくは、第２溶着部６０の溶着リブ６２と、第１溶着部５０の溶着リブ５１とが上記厚さ方向において互いに重なる部分を有している。

【0026】

図１及び図２に示すように、カムシャワープレート３０の邪魔板部３３とバッフルプレート２０とは、第３溶着部７０を介して固定されている。第３溶着部７０は、邪魔板部３３の固定部７３ａ，７３ｂと、バッフルプレート２０の下面２０ｂから固定部７３ａ，７３ｂに向かって突出するとともに、固定部７３ａ，７３ｂに沿って延びる溶着リブ７２とが振動溶着にて互いに溶着されることにより構成されている。

【0027】

第３溶着部７０は、バッフルプレート２０の厚さ方向において第１溶着部５０と互いに重なっている。より詳しくは、第３溶着部７０の溶着リブ７２と、第１溶着部５０の溶着リブ５１とが上記厚さ方向において互いに重なっている。

【0028】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１及び図２に示すように、内燃機関のクランクケース内のブローバイガスは、バッフルプレート２０の導入口（図示略）からシリンダヘッドカバー１０の内部に導入される。

【0029】

上記ブローバイガスは、シリンダヘッドカバー１０のオイル分離室４０に形成された邪魔壁（図示略）に衝突することにより、オイルを分離される。
オイルを分離されたブローバイガスは、シリンダヘッドカバー１０の排出口（図示略）から内燃機関の吸気通路へと戻される。また、分離されたオイルは、バッフルプレート２０の上面２０ａに落下して排出孔２１からオイル分離室４０の外部へと排出される。

【0030】

ここで、カムシャフト（図示略）の回転により飛散するオイルや、オイルを含むブローバイガスは、邪魔板部３３に衝突することで排出孔２１に到達しにくくなる。
次に、本実施形態の効果について説明する。

【0031】

（１）カムシャワープレート３０は、オイル流路３１を形成する流路形成部３２と、流路形成部３２と一体に形成され、排出孔２１と重なり合う邪魔板部３３と、を有している。

【0032】

こうした構成によれば、上述した作用を奏する。これにより、上記オイルやブローバイガスが排出孔２１を通じてオイル分離室４０に逆流することが抑制されるようになる。
また、上記構成によれば、邪魔板部３３がカムシャワープレート３０と一体に形成されるため、部品点数が増加しない。

【0033】

したがって、簡単な構成により排出孔２１を通じたオイルの逆流を抑制することができる。
（２）邪魔板部３３は、バッフルプレート２０に固定される固定部７３ａ，７３ｂを有する。

【0034】

こうした構成によれば、邪魔板部３３の固定部７３ａ，７３ｂがバッフルプレート２０に固定されるため、邪魔板部３３を含むカムシャワープレート３０をバッフルプレート２０に対して安定して固定することができる。

【0035】

（３）シリンダヘッドカバー１０、バッフルプレート２０、及びカムシャワープレート３０は、いずれも樹脂製である。シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０とは溶着にて固定されており、バッフルプレート２０とカムシャワープレート３０とは溶着にて固定されており、固定部７３ａ，７３ｂは、バッフルプレート２０に対して溶着にて固定されるものである。シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０とを溶着する第１溶着部５０と、固定部７３ａ，７３ｂとが、バッフルプレート２０の厚さ方向において互いに重なっている。

【0036】

例えばシリンダヘッドカバー１０と、バッフルプレート２０と、カムシャワープレート３０とを一度に振動溶着にて固定する場合、バッフルプレート２０とカムシャワープレート３０とが重なる部分においては、カムシャワープレート３０を介してバッフルプレート２０が間接的に治具により押さえられる。そして、治具により、カムシャワープレート３０及びバッフルプレート２０をシリンダヘッドカバー１０に対して振動させる。このとき、邪魔板部３３のうちバッフルプレート２０に対して溶着にて固定される固定部７３ａ，７３ｂの位置と、シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０とを溶着する第１溶着部５０の位置とがずれていると、治具からの振動がカムシャワープレート３０を介して第１溶着部５０に対して伝わりにくくなる。その結果、シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０との溶着強度を高めることが難しい。

【0037】

この点、上記構成によれば、シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０とを溶着する第１溶着部５０と、固定部７３ａ，７３ｂとが、バッフルプレート２０の厚さ方向において互いに重なっているため、治具からの振動がカムシャワープレート３０を介して第１溶着部５０に対して伝わりやすくなる。したがって、シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０との溶着強度を高めることができる。

【0038】

（４）固定部７３ａ，７３ｂが、互いに間隔をおいて設けられており、固定部７３ａ，７３ｂの間には、邪魔板部３３とバッフルプレート２０との間に存在するオイルを排出する排出部３５が設けられている。

【0039】

こうした構成によれば、排出孔２１を通じて邪魔板部３３とバッフルプレート２０との間に排出されたオイルは、固定部７３ａ，７３ｂの間に設けられた排出部３５を通じて外部に排出されるようになる。これにより、邪魔板部３３とバッフルプレート２０との間の隙間Ｓにオイルが滞留することを抑制できる。したがって、排出孔２１を通じたオイルの排出を安定して行うことができる。

【0040】

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0041】

・固定部７３ａ，７３ｂの数は、本実施形態で例示したように２つに限定されず、例えば、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。この場合、排出部３５の数は、本実施形態で例示した数に限定されず、固定部の数に応じて適宜変更される。

【0042】

・邪魔板部３３の大きさや形状は、本実施形態で例示したものに限定されない。すなわち、邪魔板部３３は、バッフルプレート２０の排出孔２１と厚さ方向に重なるものであれば、大きさや形状を適宜変更してもよい。

【0043】

・シリンダヘッドカバー１０とバッフルプレート２０との固定態様は溶着に限定されず、締結やスナップフィットなど適宜変更することができる。また、バッフルプレート２０とカムシャワープレート３０との固定態様は溶着に限定されず、締結やスナップフィットなど適宜変更することができる。

【0044】

・邪魔板部３３の固定部を省略することもできる。
・オイル分離室４０は、本実施形態で例示したように邪魔壁を備えており、邪魔壁にブローバイガスを衝突させることによりオイルを分離するものに限定されない。例えば、オイル分離室４０は、フィルタを備えており、当該フィルタにブローバイガスを通すことによりオイルを分離するものであってもよい。

【符号の説明】

【0045】

Ｓ…隙間
１０…シリンダヘッドカバー
１０ａ…内面
２０…バッフルプレート
２０ａ…上面
２０ｂ…下面
２１…排出孔
３０…カムシャワープレート
３１…オイル流路
３２…流路形成部
３２ａ…底壁
３２ｂ…孔
３３…邪魔板部
３３ａ…底壁
３３ｂ…側壁
３４…供給部
３５…排出部
４０…オイル分離室
５０…第１溶着部
５１…溶着リブ
５２…溶着面
６０…第２溶着部
６２…溶着リブ
６３ａ…溶着面
６３ｂ…溶着面
７０…第３溶着部
７２…溶着リブ
７３ａ…固定部
７３ｂ…固定部

【図1】

【図2】