JP2008019788A - 内燃機関のブリーザ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シリンダヘッドカバーの鋳造時の湯流れを向上させ、ブリーザ室全体を有効に利用して気液分離を促進させることができる内燃機関のブリーザ装置を供する。
【解決手段】シリンダヘッドカバー15におけるブリーザ室43の周壁42のうち1側壁42rから全てのリブ49L,49C,49Rが、流入口45L,45Rからのブローバイガスの流入方向に対して斜めに傾斜して延出し、その延出先端に取付ボス48L,48C,48Rが連続して形成されるとともに、リブ49L,49C,49Rの突出下端縁が一部切り欠かれて凹部52,55,52が形成される内燃機関のブリーザ装置。
【選択図】図3

Description

本発明は、内燃機関の特にシリンダヘッドカバーに設けられるブリーザ装置に関する。
シリンダヘッドカバーの内面に突出された周壁とその周壁開口に蓋をするブリーザプレートによりブリーザ室を形成し、ブリーザ室内に周壁から複数のリブを延出させてブローバイガスの流路を迷路状に長く形成し、気液分離を促進させようとした例が、従来から種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−307852号公報
同特許文献1において開示されたシリンダヘッドカバーに設けられたブリーザ装置は、ブリーザプレートの取付ボスが、ブリーザ室の中央に突出され、周壁から延出したリブが取付ボスに連結している。
なお、本明細書中において、前後・左右・上下は内燃機関が搭載される車両を基準としたものとする。
周壁は、左右方向に延びる側壁と前後方向に延びる側壁とが組み合わされて構成されており、リブはその各側壁から垂直に延出して取付ボスに至っている。
左右方向に延びる前側壁にブローバイガスの流入口が形成されており、同流入口に対向して前後方向に延びる左右側壁から垂直にリブが延出している。
左右方向に延びる側壁と前後方向に延びる側壁の各側壁からリブが延出して取付ボスに至っているので、シリンダヘッドカバーの鋳造時に、一側壁に向けてゲートから湯が注入される場合、他の側壁を2つ以上を経て薄いリブに屈曲してその端部の膨出した取付ボスに至る湯経路が複雑に屈曲しており、よって湯流れがあまり良くない。
また、ブローバイガスの流入口に対向して前後方向に延びる左右側壁から垂直にリブが延出しているので、流入口からブリーザ室に流入したブローバイガスは、該リブの正面に当たり、リブの端部の取付ボスと別の側壁との間を抜けるようにして流れるので、該リブの裏側の空間がデッドスペースとなってブリーザ室全体が有効に利用されていない。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、シリンダヘッドカバーの鋳造時の湯流れを向上させ、ブリーザ室全体を有効に利用して気液分離を促進させることができる内燃機関のブリーザ装置を供する点にある。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドの上方を覆うシリンダヘッドカバーの一部が上方に膨出して上壁と周壁に囲まれて下方を開口したブリーザ室が形成され、前記上壁の内面から前記ブリーザ室内に取付ボスとリブが連続状態で複数突出され、前記取付ボスに取り付けられたブリーザプレートにより前記ブリーザ室が蓋をされ、前記リブにより前記ブリーザ室が部分的に仕切られてブローバイガスの流入口から流出口までの流路が長く設定されたブリーザ装置において、前記周壁のうち1側壁から前記全てのリブが、前記流入口からのブローバイガスの流入方向に対して斜めに傾斜して延出し、その延出先端に前記取付ボスが連続して形成されるとともに、前記リブの突出下端縁が一部切り欠かれて凹部が形成される内燃機関のブリーザ装置とした。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関のブリーザ装置において、前記周壁は、概ね長方形筒状をなし、相対向する長尺側壁のうち一方の長尺側壁の両側に前記流入口がそれぞれ形成され、他方の長尺側壁の中央から一方向に偏った上方への延出位置に前記流出口が1つ形成され、前記他方の長尺側壁の両側位置と中央から前記流出口とは反対方向に偏った位置に前記リブが1つずつ計3つ延出形成され、前記他方の長尺側壁の両側から延出する前記2つのリブは、一方の長尺側壁に近づくに従い互いに近づくように傾斜し、中央付近のリブは、前記両側のリブのうちより近いリブと同じ方向に傾斜していることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の内燃機関のブリーザ装置において、前記他方の長尺側壁の中央付近のリブは、一部が前記ブリーザプレートに接し、前記他方の長尺側壁の両側のリブは、前記ブリーザプレートに接しないことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の内燃機関のブリーザ装置において、前記リブが延出する前記1側壁を対向側壁より上側にして前記シリンダヘッドカバーが傾いて設けられ、水平面に対して傾斜した前記ブリーザプレートに接する前記リブは、その接触端縁の前記取付ボスに連結する部分に切欠きが形成されることを特徴とする。
請求項1記載の内燃機関のブリーザ装置によれば、周壁のうち1側壁から全てのリブが延出し、その延出先端に取付ボスが連続して形成されるので、シリンダヘッドカバーの鋳造時の湯流れが良好であり、特に該1側壁に向けてゲートから湯が注入されるようにすることで、湯流れが益々向上し、全ての取付ボスまで確実に湯を充填することが容易にできる。
また、リブが流入口からのブローバイガスの流入方向に対して斜めに傾斜して延出し、リブの突出下端縁が一部切り欠かかれて凹部が形成されているので、流入口から流入したブローバイガスを斜めに傾斜したリブが案内して迷路状に長い流路を構成するとともに、一部がリブに形成された凹部を抜けてリブの裏側(流入口側と反対側)の空間に流れデッドスペースを構成せずブリーザ室全体を有効に利用して気液分離を促進させることができる。
請求項2記載の内燃機関のブリーザ装置によれば、長方形筒状の周壁の一方の長尺側壁には、その両側に流入口がそれぞれ形成され、他方の長尺側壁の長尺側壁には、中央から一方向に偏った位置に流出口が1つ形成されるとともに、両側位置と中央から流出口とは反対方向に偏った位置にリブが1つずつ計3つ延出形成され、両側のリブは、一方の長尺側壁に近づくに従い互いに近づくように傾斜し、中央付近のリブは、両側のリブのうちより近いリブと同じ方向に傾斜しているので、2つの流入口よりそれぞれブローバイガスがブリーザ室に流入し、両側の斜めに傾斜したリブに案内されるとともに、一部がリブに形成された凹部を抜けてリブの裏側の空間に流れ、両側を隅々まで通ってから中央に向かって流れ、中央付近のリブでも傾斜面に案内され、一部が凹部を抜け裏側の空間に流れ、中央付近の流出口に集合して流出される。
したがって、デッドスペースを構成せずブリーザ室全体を有効に利用し、かつ2つの流入口からの流入により効率良く気液分離を実行することができる。
請求項3記載の内燃機関のブリーザ装置によれば、中央付近のリブは、一部が前記ブリーザプレートに接し、中央の所要部への案内を主に行って流れを円滑にし、両側のリブは、ブリーザプレートに接しない構造であり、リブの裏側への抜けを確実に行い、ブリーザ室の両端隅部まで流れるようにし、ブリーザ室全体の隅々まで円滑に流れるようにして気液分離を益々促進させることができる。
請求項4記載の内燃機関のブリーザ装置によれば、リブが延出する1側壁を対向側壁より上側にしてシリンダヘッドカバーが傾いて設けられ、水平面に対して傾斜したブリーザプレートに接する前記リブは、その接触端縁の取付ボスに連結する部分に切欠きが形成されるので、リブとボスの連結部に溜まるオイルを切欠きにより排出することができる。
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図6に基づいて説明する。
本実施の形態に係る内燃機関10は、4気筒の4ストロークDOHC型の水冷式内燃機関であり、自動二輪車にクランク軸11を車体の左右方向に指向させて横置きに搭載される。
図1は、内燃機関10の断面図であり、同図1を参照して、クランクケース12は上下割りに分割されており、上側クランクケース12Uにシリンダブロック13が幾らか前傾した姿勢で突出形成され、シリンダブロック13の上にシリンダヘッド14,シリンダヘッドカバー15が順に重ねられ一体に締結されて若干前傾して立設され、下側クランクケース12Lの下にはオイルパン16が取り付けられる。
シリンダブロック13のシリンダボア内を摺動自在に嵌合するピストン17のピストンピン17pとクランク軸11のクランクピン11pとの間をコンロッド18が連結している。
クランクケース12は、クランク軸11の後方に配設される変速機60も内部に収容しており、同変速機60のメイン軸61は、クランク軸11の後方の斜め上にクランク軸11と平行に回転自在に軸支され、両者の図示しないギヤの噛み合いによりクランク軸11からメイン軸61に動力が伝達される。
メイン軸61の下方にカウンタ軸62がメイン軸61と平行に回転自在に軸支され、メイン軸61とカウンタ軸62との間に、変速段を設定する歯車列の集合である変速歯車列群63が構成され、シフトドラム66による変速駆動機構65により変速がなされる。
カウンタ軸62が出力軸となっている。
ピストン17の頂面と同頂面が対向するシリンダヘッド14の天井面との間に燃焼室21が形成されており、燃焼室21の後半部に左右一対の吸気開口を有して左右一対の吸気ポート22I,22Iが後方に向けて延出し集合して1本の集合吸気通路22Isとなりスロットルボディ19に連結する。
スロットルボディ19にはスロットル弁19aの下流側に燃料を噴射する燃料噴射弁20を備えている。
また、燃焼室21の前半部に左右一対の排気開口を有して左右一対の排気ポート22E,22Eが前方に向けて延出し集合して1本の集合排気通路22Esとなる。
吸気ポート22Iの燃焼室21に開いた吸気開口を開閉する吸気バルブ25Iは、バルブステムがバルブガイド23Iを貫通して摺動自在に支持され、バルブステムの上端のバルブリフタ25Iaに吸気カムシャフト26Iのカムロブが接して吸気バルブ25Iを押し下げ駆動する。
同様に、排気ポート22Eの燃焼室21に開いた左右排気開口を開閉する排気バルブ25Eは、バルブステムがバルブガイド23Eを貫通して摺動自在に支持され、バルブステムの上端のバルブリフタ25Eaに排気カムシャフト26Eのカムロブが接して排気バルブ25Eを押し下げ駆動する。
吸気カムシャフト26Iと排気カムシャフト26Eは、シリンダヘッド14のシャフトホルダ部にボルト28により締結されるカムシャフトホルダ27に挟まれるようにして回転自在に軸支され、図示されない動力伝達機構によりクランク軸11の半分の回転速度で回転駆動される。
なお、シリンダヘッド14における燃焼室21の天井壁の中央に、点火プラグ29が嵌挿されて先端の電極を燃焼室21内に露出する。
シリンダヘッド14上に構成された吸気カムシャフト26Iや排気カムシャフト26E等の動弁機構を覆うようにしてシリンダヘッド14に被せられるシリンダヘッドカバー15には、吸気カムシャフト26Iの上方に本ブリーザ装置40が設けられ、排気カムシャフト26Eの上方に2次空気制御装置31が設けられる(図1参照)。
2次空気制御装置31は、各シリンダごとに設けられており、各シリンダに対応する2次空気用リード弁32が配設されるリード弁収容部33が、上方に膨出形成されており、同リード弁収容部33は左側2つと右側2つどうしが隣合って上方を矩形に開口しており(図2参照)、この隣合ったリード弁収容部33,33の上端開口に共通の弁カバー34が被せられ、2次空気用リード弁32により弁カバー34側の上流側弁室34aとシリンダヘッドカバー15側の下流側弁室15aとが仕切られている。
弁カバー34には、内燃機関10の吸気系のエアクリーナから2次空気を上流側弁室34aに導入するための導入接続管35が突出している。
また、シリンダヘッドカバー15における下流側弁室15aに開口して下方に2次空気通路36が延出している。
2次空気通路36は、シリンダヘッドカバー15からカムシャフトホルダ27およびシリンダヘッド14を下方に穿孔して形成され、下端が排気ポート22Eと連通している(図1参照)。
したがって、2次空気用リード弁32の下流側弁室15aは、2次空気通路36により排気ポート22Eと連通しているので、排気ポート22Eで生じる排気脈動に応じて2次空気用リード弁32が開閉して2次空気が2次空気通路36を通じて排気ポート22Eに導入され、排気ポート22Eを流通する排気ガスに混入され、排気ガス中のHCやCO等の未燃成分を酸化し浄化することができる。
一方、ブリーザ装置40は、シリンダヘッドカバー15における吸気カムシャフト26Iの上方部分において、上方に膨出して上壁41と周壁42に囲まれて下方を開口したブリーザ室43が形成されている。
周壁42は、前側壁42fと後側壁42rが長尺側壁をなす概ね長方形筒状をなす。
一方の長尺側壁である前側壁42fは、左右4つのプラグ挿入口44を避けるようにして凹部42faが形成されており、左右の凹部42fa,42fa間の左右前側壁42fの開口端部にそれぞれ流入口45L,45Rが形成されている(図3,図4参照)。
上壁41の中央より右方に偏った部分が上方へ膨出しており、その膨出部46の後側壁46rが他方の長尺側壁である後側壁42r中央の上方への延出壁であって、同後側壁46rに流出口である流出接続管47が後方へ向けて突出して設けられている。
上壁41の内面の前後中央位置で左側,中央,右側の3箇所から円筒状の取付ボス48L,48C,48Rが下方へ突出しており、取付ボス48L,48C,48Rの下端面は、周壁42の開口端面と同一面をなす。
左側取付ボス48Lは、前側壁42fの流入口45Lに対向しており、右側取付ボス48Rは、前側壁42fの流入口42rに対向している。
そして、概ね長方形筒状をなす周壁42の前側左右の隅部から斜め前方に左右リブ49L,49Rがそれぞれ延出している。
すなわち、左右リブ49L,49Rは、後側壁42rの左右両端部から前方に行くに従い互いに近づくように傾斜して延出しており、各延出先端に左右取付ボス48L,48Rが連続して形成されている。
また、後側壁42rの中央から前記流出接続管47とは反対の左方向に偏った位置から斜め前方で左側リブ49Lに平行に延出し、その延出先端に取付ボス48Cが連続して形成されている。
なお、左右の取付ボス48L,48Rからは、凹部42fa,42faに向けて突起48La,48Raが僅かに突出してブローバイガスの流れを若干方向付けしている。
周壁42の開口端面の外周縁に沿った形状(概ね長方形状をなし長尺の前辺に左右2つ凹部が形成された形状)の板部材であるブリーザプレート50が、周壁42の開口端面および同開口端面と同一面をなす取付ボス48L,48C,48Rの下端面に当接され、3本のボルト51がブリーザプレート50を貫通して取付ボス48L,48C,48Rに螺合緊締され、周壁42内のブリーザ室43に蓋をするようにしてブリーザプレート50が取り付けられる(図1参照)。
図5の断面図を参照して、左側リブ49Lは、その下端中央部が大きく切り欠かれて凹部52が形成され、凹部52の両側の下端がブリーザプレート50から離れて隙間52,52を形成している。
なお、右側リブ49Rは、上記左側リブ49Lと同じ形状をしている。
また、図6の断面図を参照して、中央リブ49Cは、その下端中央部が大きく切り欠かれて凹部55が形成され、凹部55の前側壁42f側リブ下端がブリーザプレート50から離れて隙間56を形成し、凹部55の取付ボス48C側リブ下端はブリーザプレート50に接しているが、取付ボス48Cに沿って切欠き57が形成されてブリーザプレート50の当接で貫通孔が構成される。
本ブリーザ装置40は、以上のように構成されており、ブリーザプレート50により蓋をされたブリーザ室43は、後側壁42rの左右両端および中央左寄りに偏った位置から斜め前方にリブ49L,49C,49Rが延出して、その延出先端に取付ボス48L,48C,48Rが連続して形成されることで、部分的に仕切られ、前側壁42fの左右2箇所に形成された流入口45L,45Rから、後側壁42rの一部上方に延出した膨出部46の後側壁46rの流出口である流出接続管47に至る流路が迷路状に長く形成されてブローバイガスの気液分離を促進させようにしている。
このブリーザ室43内のブローバイガスの流れを、図3を参照して説明する。
図3において、ブローバイガスの流れは、破線矢印で示している。
右側流入口45Rから流入したブローバイガスは、左右に分かれ、左方への分流は取付ボス48Rと前側壁42fの凹部42faとの間を通って中央(左方)に向かい、右方への分流は周壁42の内面沿って後方に向かった後に、上下の層に分かれ、上層流は傾斜した右側リブ49Rの前面に沿ってU字状に曲がって斜め前方へ流れ取付ボス48Rを回り込むようにして中央に向かい、下層流は右側リブ49Rの凹部52,隙間53を通って右側リブ49Rの後面側(裏側)の空間に流れ込み中央に向かう。
右側リブ49Rに凹部52がなければ、右側リブ49Rの裏側の空間は、何の役にも立たないデッドスペースとなるところであるが、凹部52,隙間53を有することで、デッドスペースをなくしてブリーザ室全体を有効に利用することを可能としている。
上記のようにして右側流入口45Rから流入したブローバイガスは、最終的に全て中央に向かう。
中央に向かうブローバイガスの流れは、上壁41に膨出した膨出部46内から流出接続管47を通って流出しエアクリーナに向かうとともに、一部は膨出部46内に入らずにさらに中央リブ49Cの方に抜ける。
中央リブ49Cの方に抜けた流れは、中央リブ49Cの裏側に至って、デッドスペースをなくし、同流れは、上下の層に分かれ、上層流は傾斜した中央リブ49Cの後面に沿ってU字状に曲がって斜め前方へ流れ、再び膨出部46に至り、膨出部46内から流出接続管47を通って流出し、下層流は中央リブ49Cの凹部55,隙間56を通って中央リブ49Cの前面に沿って斜め前方に向かう。
この中央リブ49Cの前面に沿って斜め前方に向かう流れは、これから述べる左側流入口45Lから流入したブローバイガスの流れに誘導されたものである。
左側流入口45Lから流入したブローバイガスは、左右に分かれ、右方への分流は取付ボス48Lと前側壁42fの凹部42faとの間を通って中央(右方)に向かい、左方への分流は周壁42の内面沿って後方に向かった後に、上下の層に分かれ、上層流は傾斜した左側リブ49Lの前面に沿ってU字状に曲がって斜め前方へ流れ取付ボス48Lを回り込むようにして中央に向かい、下層流は左側リブ49Lの凹部52,隙間53を通って左側リブ49Lの後面側(裏側)の空間に流れ込み中央に向かう。
ここでも、左側リブ49Lが凹部52,隙間53を有することで、デッドスペースをなくしてブリーザ室全体を有効に利用することを可能としている。
こうして左側流入口45Lから流入したブローバイガスは、最終的に全て中央リブ49Cに向かう。
このブローバイガスの流れは、中央リブ49Cの前面に沿って斜め前方に向かい、前記右側流入口45Rから流入したブローバイガスの流れのうち中央リブ49Cの凹部55,隙間56を通った流れも誘導して一緒に斜め前方に向かい、取付ボス48Cを回り込むようにして膨出部46内に入り、流出接続管47から流出する。
以上のように、前側壁42f側の2つの流入口45L,45Rからブリーザ室43に流入したブローバイガスは、後側壁42rから斜め前方に延出したリブ49L,49C,49Rにより案内されて迷路状に長く構成される流路を流れるととともに、一部がリブ49L,49C,49Rに形成された凹部52,55,52(および隙間53,56,53)を抜けてリブリブ49L,49C,49Rの裏側(流入口45L,45R側と反対側の後面側)の空間に流れデッドスペースを構成せずブリーザ室43全体を有効に利用して気液分離を一層促進させることができる。
中央リブ49Cの下端の一部は、隙間を構成せずにブリーザプレート50に接するようにしているため、ブローバイガスの中央リブ49Cの前面に沿う流れと後面に沿う流れとができるだけ交わらないようにして流れを円滑に案内してブローバイガスの循環効率を良くし気液分離を益々促進するようにしている。
本内燃機関10は、シリンダが幾らか前傾しているので、ブリーザプレート50も、前方に傾斜しており、周壁42の内面やリブ49L,49C,49Rの前後面などで気液分離したオイルがブリーザプレート50の上面に垂れて集まり、同上面を前方へ流れ落ちるが、中央リブ49Cの下端の一部がブリーザプレート50と接していて前端が中央取付ボス48Cに連続しているため中央リブ49Cの後面に沿って前方に流れたオイルが中央取付ボス48Cの膨出部分で溜まり易い。
しかし、本中央リブ49Cの下端の一部がブリーザプレート50と接しているが、その下端接触端縁の中央取付ボス48Cとの連結部に切欠き57を形成しているので、ブリーザプレート50との間で貫通孔が形成され、この連結部に溜まるオイルを貫通孔より排出することができる。
本シリンダヘッドカバー15は、ブリーザ室43を形成する周壁のうち後側壁42rから全てのリブ49L,49C,49Rが斜め前方に延出し、その前端に取付ボス48L,48C,48Rが連続して形成される構造であるので、シリンダヘッドカバー15の鋳造時に、後側から前方に向けてゲートから湯が注入されるようにすることで、湯流れが良好であり、全ての取付ボス48L,48C,48Rまで確実に湯を充填することが容易にできる。
したがって、湯の流れが比較的良くない材料でシリンダヘッドカバーを鋳造するときには、適している。
特に、シリンダヘッドカバーの軽量化を目的として、アルミ合金より鋳造性の低いマグネシウム合金を用いて鋳造する場合により好適である。
本発明の一実施の形態に係る内燃機関の一部断面とした左側面図である。 シリンダヘッドカバーの上面図である。 同下面図である。 図2のIV−IV線断面図である。 図2のV−V線断面図である。 図2のVI−VI線断面図である。
符号の説明
10…内燃機関、11…クランク軸、12…クランクケース、13…シリンダブロック、14…シリンダヘッド、15…シリンダヘッドカバー、31…2次空気制御装置、
40…ブリーザ装置、41…上壁、42…周壁、42f…前側壁、42r…後側壁、43…ブリーザ室、45L,45R…流入口、46…膨出部、47…流出接続管、48L,48C,48R…取付ボス、49L,49C,49R…リブ、50…ブリーザプレート、51…ボルト、52…凹部、53…隙間、55…凹部、56…隙間、57…切欠き。

Claims (4)

  1. 内燃機関のシリンダヘッドの上方を覆うシリンダヘッドカバーの一部が上方に膨出して上壁と周壁に囲まれて下方を開口したブリーザ室が形成され、
    前記上壁の内面から前記ブリーザ室内に取付ボスとリブが連続状態で複数突出され、
    前記取付ボスに取り付けられたブリーザプレートにより前記ブリーザ室が蓋をされ、前記リブにより前記ブリーザ室が部分的に仕切られてブローバイガスの流入口から流出口までの流路が長く設定されたブリーザ装置において、
    前記周壁のうち1側壁から前記全てのリブが、前記流入口からのブローバイガスの流入方向に対して斜めに傾斜して延出し、その延出先端に前記取付ボスが連続して形成されるとともに、
    前記リブの突出下端縁が一部切り欠かれて凹部が形成されることを特徴とする内燃機関のブリーザ装置。
  2. 前記周壁は、概ね長方形筒状をなし、
    相対向する長尺側壁のうち一方の長尺側壁の両側に前記流入口がそれぞれ形成され、
    他方の長尺側壁の中央から一方向に偏った上方への延出位置に前記流出口が1つ形成され、
    前記他方の長尺側壁の両側位置と中央から前記流出口とは反対方向に偏った位置に前記リブが1つずつ計3つ延出形成され、
    前記他方の長尺側壁の両側から延出する前記2つのリブは、一方の長尺側壁に近づくに従い互いに近づくように傾斜し、中央付近のリブは、前記両側のリブのうちより近いリブと同じ方向に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のブリーザ装置。
  3. 前記他方の長尺側壁の中央付近のリブは、一部が前記ブリーザプレートに接し、
    前記他方の長尺側壁の両側のリブは、前記ブリーザプレートに接しないことを特徴とする請求項2記載の内燃機関のブリーザ装置。
  4. 前記リブが延出する前記1側壁を対向側壁より上側にして前記シリンダヘッドカバーが傾いて設けられ、
    水平面に対して傾斜した前記ブリーザプレートに接する前記リブは、その接触端縁の前記取付ボスに連結する部分に切欠きが形成されることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のブリーザ装置。



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