JP2005220883A - エンジンの上部体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンにおいては、弁腕室と吸気マニホールドが別体で構成されているため、ブーバイガスを吸気マニホールドに送るためには、外部配管が必要となり、形状が複雑となり、組立工数も増加していた。
【解決手段】 シリンダヘッド４に取り付ける弁腕ケース７と吸気マニホールド１２において、前記弁腕ケース７と吸気マニホールド１２を一体的に形成した上部体ケース１３により構成し、該弁腕ケース７の上部にブリーザ室１０を形成し、該ブリーザ室１０内と吸気マニホールド１２内を連通する戻し通路１７を、前記上部体ケース１３に形成し、該戻し通路１７の吸気マニホールド側に絞りを形成した。また、前記吸気マニホールド内の戻し通路の出口孔１７ａと対峙する位置に、整流板２０を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドの上部に取り付ける弁腕ケースと吸気マニホールドを一体的に形成し、ブローバイガスを吸気マニホールドへ戻す外部配管をなくし、エンジンの上部体をコンパクトに構成する技術に関する。

従来から、ディーゼルエンジンのシリンダヘッド上部には、吸気弁や排気弁や弁腕や燃料噴射ノズル等が配置され、これらを弁腕ケースで覆い、該弁腕ケース内またはその近傍にはブリーザ室を設けて、クランクケース内等で発生するオイルミストを含むブローバイガスをブリーザ室に導いて、ガス成分とオイル成分に分離し、ガス成分は吸気マニホールドに戻す技術が公知となっている。

このガス成分を吸気マニホールドに戻すために、弁腕室に形成したブリーザ室と吸気マニホールドの間に、外部配管を配設して連通する構成としている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−９０２０６号公報

このようなエンジンにおいては、弁腕室と吸気マニホールドが別体で構成されているため、ガス成分を吸気マニホールドに送るためには、両者間に外部配管を連通する必要があり、弁腕室と吸気マニホールドに外部配管を接続するためのジョイント部を形成しなければならず、形状が複雑となっていた。このため、部品点数が多く組立工数が増加していた。
そこで、本発明は、弁腕室と吸気マニホールドを一体的に構成して、組立工数を削減して、コスト低減化を図るようにしたものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、シリンダヘッドに取り付ける弁腕ケースと吸気マニホールドにおいて、前記弁腕ケースと吸気マニホールドを一体的に形成した上部体ケースにより構成したものである。

請求項２においては、前記弁腕ケースの上部にブリーザ室を形成し、該ブリーザ室内と吸気マニホールド内を連通する戻し通路を、前記上部体ケースに形成したものである。

請求項３においては、前記弁腕ケースの上部にブリーザ室を形成し、該ブリーザ室の側部に吸気マニホールドを配置し、該ブリーザ室内と吸気マニホールド内を連通する戻し通路を、ブリーザ室上面から吸気マニホールド側壁に向かって開口したものである。

請求項４においては、前記戻し通路の吸気マニホールド側に絞りを形成したものである。

請求項５においては、複数気筒を有するシリンダヘッドに取り付ける弁腕ケースと吸気マニホールドにおいて、前記弁腕ケースと吸気マニホールドを上部体ケースとして一体的に形成し、該弁腕ケースの上部に設けたブリーザ室と吸気マニホールドを戻し通路により連通し、該戻し通路の出口孔を吸気マニホールドの入り口と反対側の側壁に開口したものである。

請求項６においては、前記吸気マニホールド内の戻し通路の出口孔と対峙する位置に、整流板を設けたものである。

請求項７においては、前記整流板を吸気マニホールドの内壁に一体的に構成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１の如く構成することにより、弁腕ケースと吸気マニホールドが一体的に形成されて、部品点数を削減することができ、組立工数を削減することができる。従って、コストダウンを図ることができるのである。

請求項２の如く構成することにより、ブリーザ室内と吸気マニホールドを連通する外部配管を省略することができ、該外部配管を接続するためのジョイント等もなくすことができて、部品点数を削減し、組立工数も削減してコストダウンを図ることができたのである。また、ブリーザ室内と吸気マニホールドを連通する通路を短くすることができ、構成も簡単にすることができて、詰まり等が発生し難く、メンテナンスも簡単に行え、信頼性を向上できる。

請求項３の如く構成することにより、一本の直線状の孔でブリーザ戻し通路を形成することができ、構成が簡単で、型抜きやキリ孔加工等で容易に構成することができる。

請求項４の如く構成することにより、絞りがブローバイガスを吐出するときのノズルとなり、ミストを微粒化して吸気マニホールド内に噴出することができ、エアと混合しやすくなる。また、絞りは孔加工（型やドリル等）で簡単に形成することができる。

請求項５の如く構成することにより、従来のように、弁腕ケースと吸気マニホールドが別構成であると、吸気マニホールドの吸入口と反対側の側壁に戻し配管を取り付けるには制約があったが、弁腕ケースと吸気マニホールドが一体的に形成されて、外部配管をなくすことができたので、吸気マニホールドへの吸入口と反対側の最適な位置に戻し通路の出口を配置することができる。そして、エアが吸気マニホールド内に吸入されて出る気流の中途部に出口孔が位置するため、エアとブローバイガスが混ざり易くなり、各気筒に略均等に分配することができる。

請求項６の如く構成することにより、吸気マニホールドに入る戻しガスが整流板に当たり、ミストを微粒化することを促進することができる。そして、整流板により吸入されたエアは流速が増加されて、混合が促進され、各気筒に略均等に分配することができるようになる。

請求項７の如く構成することにより、上部体ケースの形成時に整流板を同時形成することができて、後加工や取付が不要となり、容易に構成することができる。そして、整流板は型により容易に構成することができるので、安価に形成できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１はエンジン上部の正面断面図、図２は上部体ケースの平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図、図５は上部体ケースの吸気マニホールドに整流板を設けた平面図、図６は図５におけるＣ−Ｃ断面図である。

まず、図１を用いて本発明の上部体を有するディーゼルエンジンの全体構成について説明する。なお、本実施例では３気筒のディーゼルエンジンについて説明するが、気筒数は限定するものではない。
エンジン１はシリンダブロック２の上部にシリンダを形成してピストン３を収納し、該シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド４を載置固定している。該シリンダヘッド４には吸気弁５や排気弁や燃料噴射ノズル６等を配置している。

前記シリンダヘッド４の上部には弁腕室８が形成され、該弁腕室内には前記吸気弁５や排気弁やプッシュロッド１４の上端とそれぞれ当接する弁腕９等が配置され、これらを弁腕ケース７により収納している。

該弁腕ケース７の上部にはブリーザ室１０が形成されており、該ブリーザ室１０内にはオイルミストをとらえるためのオイルトラップ材が配置され、ブーザケース１１内に収納されている。該ブリーザケース１１内面には、オイル成分（オイルミスト）をとらえやすくするために、ラビリンス状の通路を形成するためにガス通路に向かって壁が突出されている。そして、このブリーザケース１１が弁腕ケース７上に固定されている。なお、該ブリーザ室１０は弁腕室８内に構成することも可能であり、また、ブリーザケース１１と弁腕ケース７とを一体的に構成することも可能である。

また、前記弁腕ケース７の側部には吸気マニホールド１２が配置され、該吸気マニホールド１２の一端は吸気弁５の吸入口と連通され、他端にはエアクリーナと連通されている。
そして、本実施例では、前記弁腕ケース７と吸気マニホールド１２が一体的に形成されて上部体ケース１３としている。

次に、図２、図３、図４より上部体ケース１３の構成を詳述する。
上部体ケース１３はアルミダイカスト等により一体的に形成され、上下方向に型を抜けるように上方及び下方に開放される空間を形成して、周囲に側壁を形成し、左右略中央に弁腕ケース７と吸気マニホールド１２を隔てるための隔壁１４が形成されている。なお、本実施例では図３において、右側に弁腕ケース７が配置され、左側に吸気マニホールド１２が配置されて、前後方向に複数（本実施例３つ）のシリンダを上下方向に配置する構成としている。

前記弁腕ケース７は下方を開放して、弁腕等を収納する空間を形成し、弁腕ケース７外周にシリンダヘッド４上に固定するためのボルト孔７ａ・７ａ・・・を開口している。そして、前後一側（本実施最では後部側）の弁腕室上部にブリーザ室１０に連通する通路１５が形成され、該通路１５の終端が弁腕ケース７の上面において開口され、ブリーザケース１１と連通するようにしている。

前記弁腕ケース７の上面に形成した開口はブリーザケース１１の取付部１６に配置され、該取付部１６上にブリーザケース１１の下面が取り付けられ、ボルト等で固定される。該取付部１６の周囲のブリーザケース１１との合わせ面にはシールを配置して、漏れが生じないように密着して固定できるようにしている。該ブリーザケース１１内にオイル成分をとらえる金網等で構成したトラップ材が収納されている。

取付部１６の中央にブリーザ戻し通路１７の一端、つまり、上端が開口され、該ブリーザ戻し通路１７の他端は吸気マニホールド１２の側壁に開口している。即ち、ブリーザ戻し通路１７は上部体ケース１３における弁腕室８と吸気マニホールド１２を隔てる隔壁１４の一部の肉厚を大きくして、弁腕室８の左右中央上部から吸気マニホールド１２の下部側壁に向かって正面視で斜め下方に開口し、平面視においてブリーザ戻し通路１７の中心線は各気筒（シリンダ）の中心線を結ぶ線に対して直角方向（左右方向）に開口している。そして、このブリーザ戻し通路１７おにおける吸気マニホールド１２側の出口孔１７ａ部分の開口面積を、他の通路の断面積よりも小さくして絞りを形成して、先端部分を先細のノズル状に構成している。なお、本実施例において、ブリーザ戻し通路１７は上部体ケース１３形成時において、型により同時に形成しているが、ドリル等の工具を用いてキリ孔加工により構成することもできる。

前記吸気マニホールド１２は上部に前後方向の空気通路を形成し、上方が開放されてその開口部は図示しない蓋体で閉じられる。該吸気マニホールド１２の後部側面にはエアクリーナと連通するための吸入口１２ａが開口されている。但し、吸入口１２ａは上面に設けることもできる。また、吸気マニホールド１２の下面には、シリンダヘッド４に配置する吸気弁５への導入部の位置に合わせて吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄが開口されている。こうして、エアクリーナにより清浄化されたエアが吸入口１２ａより吸気マニホールド１２に入り、該吸気マニホールド１２で分配されて吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄより吸気弁５・５・５へ送る構成としている。

そして、前記ブリーザ戻し通路１７の出口となる出口孔１７ａが吸入口１２ａに近い側の第一の吸気口１２ｂと第二の吸気口１２ｃの間において、吸入口１２ａと反対側の側壁に開口されている。なお、この出口孔１７ａの前後上下位置は、吸入口１２ａから吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄへ流れる気流に、出口孔１７ａから吐出されるブローバイガスが最も混ざり易い位置に設定される。そして、この第一の吸気口１２ｂと第二の吸気口１２ｃの間の側壁（隔壁１４）に向かって直線状のブリーザ戻し通路１７を開口するためには、ブリーザ室１０は第一の吸気口１２ｂと第二の吸気口１２ｃの間の上側方位置において、弁腕ケース７の上部に配置されることになる。

従って、エンジン作動時において、吸気弁５・５・５は順次所定間隔毎に開閉されるものであるから、エアクリーナからのエアは吸入口１２ａより吸気マニホールド１２に入って、吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄと順に送られる。この時、出口孔１７ａはエアが吸入口１２ａと吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄの間の中途部に位置するため、出口孔１７ａから吐出されるブローバイガスは、ミストを含んでいてもノズルにより微粒化されて、更に、エアが流れる途中でブローバイガスが吐出されて混ざり易くなり、各気筒に略均等に分配することができ、この混合されたものが燃焼室に吸入されて、燃焼されることになる。

また、吸気マニホールド１２のブリーザ戻し通路１７の出口孔１７ａから吐出するミストを更に微粒化して、混合した気流を整えることも可能である。
即ち、図５、図６に示すように、前記吸気マニホールド１２内の弁腕ケース７側の側壁（隔壁１４）に設けたブリーザ戻し通路１７の出口孔１７ａと対峙する位置に、整流板２０を設けている。

該整流板２０は平面視において三日月状に構成し、側面視において整流板２０の略中央に出口孔１７ａが位置するように配置し、該整流板２０の凸曲面側が出口孔１７ａと対向するように配置している。そして、平面視において、整流板２０の一端は吸入口１２ａ側に向かって延出し、他端は第二吸気口側に向かって延出し、その中央凹部の凸曲面の接線に対して垂直な位置にブリーザ戻し通路１７の中心線が位置するように配設している。

そして、該整流板２０は吸気マニホールド１２の底面側の内壁より立設して、上部体ケース１３と一体的に形成して、容易に製造できるようにしている。但し、整流板２０は上部体ケース１３と別体に構成して、溶接やボルト等により底面に固設する構成とすることもできる。また、吸気マニホールド１２の上部開口を閉じる蓋体下面から下方に垂設することも可能であり、該蓋体と一体的に構成することも別体で構成することもできる。

こうして、ブリーザ戻し通路１７の出口孔１７ａから吐出されるブローバイガスはノズル部分により微粒化されるとともに、出口孔１７ａから出た直後に、該出口孔１７ａに対峙して配置される整流板２０に当たることにより、更に微粒化することが可能となり、エアと混ざり易くなって、燃焼室において燃焼できるようになるのである。そして、吸入口１２ａより吸気口１２ｂ・１２ｃ・１２ｄへ向かうエアの流れが整流板２０により整えられて、凸曲面を流れる流速が速くなって、更に、エアと微粒化されたミストの混合が促進されるのである。

エンジン上部の正面断面図。 上部体ケースの平面図。 図２におけるＡ−Ａ断面図。 図２におけるＢ−Ｂ断面図。 上部体ケースの吸気マニホールドに整流板を設けた平面図。 図５におけるＣ−Ｃ断面図。

符号の説明

４ シリンダヘッド
７ 弁腕ケース
１２ 吸気マニホールド
１３ 上部体ケース
１０ ブリーザ室
１７ ブリーザ戻し通路
１７ａ 出口孔
２０ 整流板２０

Claims (7)

1. シリンダヘッドに取り付ける弁腕ケースと吸気マニホールドにおいて、前記弁腕ケースと吸気マニホールドを一体的に形成した上部体ケースにより構成したことを特徴とするエンジンの上部体構造。
2. 前記弁腕ケースの上部にブリーザ室を形成し、該ブリーザ室内と吸気マニホールド内を連通する戻し通路を、前記上部体ケースに形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの上部体構造。
3. 前記弁腕ケースの上部にブリーザ室を形成し、該ブリーザ室の側部に吸気マニホールドを配置し、該ブリーザ室内と吸気マニホールド内を連通する戻し通路を、ブリーザ室上面から吸気マニホールド側壁に向かって開口したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの上部体構造。
4. 前記戻し通路の吸気マニホールド側に絞りを形成したことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの上部体構造。
5. 複数気筒を有するシリンダヘッドに取り付ける弁腕ケースと吸気マニホールドにおいて、前記弁腕ケースと吸気マニホールドを上部体ケースとして一体的に形成し、該弁腕ケースの上部に設けたブリーザ室と吸気マニホールドを戻し通路により連通し、該戻し通路の出口孔を吸気マニホールドの入り口と反対側の側壁に開口したことを特徴とするエンジンの上部体構造。
6. 前記吸気マニホールド内の戻し通路の出口孔と対峙する位置に、整流板を設けたことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの上部体構造。
7. 前記整流板を吸気マニホールドの内壁に一体的に構成したことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの上部体構造。
   

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