JP2012225198A - シリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンケース内のチェーンはオイルを飛散させ、飛散したオイルが再度チェーンに当たるとオイルのミスト化が生じ、オイル回収率が低下する。
【解決手段】ヘッドカバー内にチェーンケースおよびカム室とを仕切るように設けたバッフルプレートにより、ブローバイガス室を形成し、ブローバイガス室、およびシリンダヘッドのカム室側にそれぞれオイル落とし穴を設けた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、前記バッフルプレートは、下面側にチェーンケースとカム室側を跨ぐように突出部が設けられ、前記突出部の一端をチェーン駆動方向の上流側に、他端を前記オイル落とし穴側に位置させたことを特徴とするシリンダヘッド構造を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドの構造に関するものであり、特にチェーンケースとカム室とを仕切るようなバッフルプレートを有するヘッドカバーにおいて、回転するチェーンが巻き上げるオイルを無駄なく処理することのできるシリンダヘッド構造に関するものである。

通常内燃機関では、燃焼室の吸気バルブおよび排気バルブを開閉するためにカム機構を用い、そのカム機構を駆動するためにチェーンがエンジン側面に配置されている。そして、シリンダブロックの上方に配置されるシリンダヘッドには、チェーンとカム機構の係合機構が配置されている。より具体的には、シリンダヘッドでは、チェーンがカムシャフトの軸に固定されたスプロケットに係合して、クランク軸からの駆動をカムシャフトに伝える。

ここで、クランク室から高速で走行してきたチェーンはスプロケットで方向を変更することとなる。そこで、クランク室から上昇してきた側のスプロケットからは、オイルの飛沫が飛び散ることとなる。このようにチェーンがオイルを飛散させることの課題としては、チェーンケース上に覆設されるロッカカバーにオイルが付着し、チェーンにオイルが供給されないという点が挙げられた。

この点を改善するために、特許文献１では、ロッカーカバーの内側であって、チェーンの真上付近にリブを形成し、チェーンの水平部にオイルが落ちるようにする技術が開示されている。具体的には、図５に示すように、インテークカムシャフトの先端に設けられたスプロケット１０３ａと、エキゾーストカムシャフトの先端に設けられたスプロケット１０４ａの間に掛装されたチェーン１０５のチェーン水平部１０５ａの上方にあるロッカーカバー１０６からチェーン上方リブ１６１を突設させる。

このチェーン上方リブ１６１には、傾斜面１６１ａが形成されている。したがって、スプロケット１０３ａからロッカーカバー１０６の内壁に飛び散ったオイルは、傾斜面１６１ａを伝ってチェーン上方リブ１６１の中央１６１Ｐに集められ、チェーン水平部１０５ａに滴下する。

また、図６を参照して、特許文献２では、カムシャフト２１２Ａを駆動するチェーン２１６が掛装されたスプロケット２１４の上部のロッカカバー２２０に配設されるフィラポート２２０ａを、駆動しているエンジンを点検する際に開くと、オイルが飛散するという課題に対して、スプロケット２１４上部のロッカカバー２２０内面に格子状のリブ２２０ｃを形成することで、オイルの飛散を防止する技術が開示されている。

スプロケット２１４ではねあげられたオイルはリブ２２０ｃに当たって、再びチェーン２１６に滴下する。なお、図６中で符号２１０はシリンダヘッドであり、符号２１８はチェーンテンショナーである。

また、シリンダヘッドの構造としては、ブローバイガスの処理の観点から、シリンダヘッド内に導入される新気とブローバイガスをできるだけ分離する目的で、チェーンケースとカム室を仕切る仕切板（以下「バッフルプレート」と呼ぶ。）を配設したものが提案されている（特許文献３）。特にチェーンケースをブローバイガスの流路としてチェーンケース上部にロッカーカバーとバッフルプレートでブローバイガス室を形成すると、ブローバイガスのオイル落としや、チェーンへの給油の観点からも好ましい。

特開２００３−０３５１１８号公報 特開２００７−０７７８９３号公報 特開２０１０−０９０８０２号公報

特許文献１および２は、チェーンによるオイルの飛散を防止する目的であるが、防止したオイルをチェーンに再び返す方法を取っている。しかし、チェーンは高速回転しているため、チェーンに戻されたオイルはミスト状になり、ブローバイガス等と共に還流されオイル消費の原因となる。すなわち、オイル回収率が低減する。

また、特許文献３のような構成でチェーンケースがブローバイガスの流路を兼ねるような場合は、チェーンがはねあげたオイルをチェーンに戻さなくても、チェーンやスプロケットがオイル切れになることはない。すなわち、従来技術では、オイルの回収率が低下するという課題だけが解決されずに残っている。

本発明は上記課題に鑑みて相当されたものであり、特にバッフルプレートによってブローバイガス室を形成しているシリンダヘッド構造において、チェーンに滴下したオイルがミスト化してブローバイガスと共に排出されるのを防止し、オイルの回収率を高めることを目的とするものである。

より具体的に、本発明のシリンダヘッド構造は、
ヘッドカバー内にチェーンケースおよびカム室とを仕切るように設けたバッフルプレートにより、ブローバイガス室を形成し、ブローバイガス室、およびシリンダヘッドのカム室側にそれぞれオイル落とし穴を設けた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、
前記バッフルプレートは、下面側にチェーンケースとカム室側を跨ぐように突出部が設けられ、
前記突出部の一端をチェーン駆動方向の上流側に、他端を前記オイル落とし穴の側に位置させたことを特徴とする。

また、本発明のシリンダヘッド構造は、
少なくとも前記突出部は前記一端側から前記他端側に向け傾斜させることを特徴とする。

本発明は、バッフルプレートの裏面にチェーン上流側からヘッドカバーのオイル落とし穴まで突出部（リブ）を設けたので、バッフルプレート裏に付着したオイルは、エンジンの振動および重力で突出部を伝って、カム室内側に向かって流れ、オイル落とし穴を通って、オイルパンに戻る。従って、チェーンがはねあげたオイルが駆動中のチェーンにあたり、ミスト状になってブローバイガス等と共に還流されることで生じるオイル消費を回避することができる。すなわち、オイル消費量が低減すると言う効果を奏する。

また、バッフルプレートの裏面に飛散したオイルは再度チェーンに滴下しないので、オイル泡立ちによるオイル劣化も低減する。また、突出部を形成することでバッフルプレートの補強が可能となる。

また、突出部は、チェーン側からオイル落とし穴に向かって傾斜を与えるようにすると、エンジン振動と重力によってオイルをオイル落とし穴に導き易くなるという効果を奏する。

本発明のシリンダヘッド構造を示す斜視図である。 本発明のシリンダヘッド構造を示す断面図である。 本発明のシリンダヘッド構造を示す平面図である。 本発明のバッフルプレートの側面図である。 従来のシリンダヘッドの構造を示す図である。 従来の他のシリンダヘッドの構造を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変形してもよい。

図１は、本発明のシリンダヘッド構造の斜視図を示す。本発明のシリンダヘッド構造では、シリンダヘッド１０とバッフルプレート１２からなる。図１（ａ）はシリンダヘッド１０を図１（ｂ）はバッフルプレート１２を示す。なお、図１（ｂ）では、バッフルプレート１２は裏向けに示した。

図１（ａ）を参照して、シリンダヘッド１０には、カムシャフト１４、１５を駆動するためのチェーン２３と係合するスプロケット２０、２１が配置されている。スプロケット２０、２１が配設されている部分をチェーンケース２２、カムシャフト１４に固定されたカム１６が配置されている部分をカム室２４と呼ぶ。

カム室２４には、点火プラグを挿設するための点火プラグ用穴２６ａ乃至２６ｃが形成されている。なお、本実施の形態では気筒数（点火プラグの数）は３本の場合について説明するが、気筒数は３本に限定さいれるものではない。また、カム室２４には、オイル落とし穴２８ａ、２８ｂが形成されている。オイル落とし穴２８ａ、２８ｂは、オイルパン（図示せず）まで連通しており、オイルをオイルパンに返す。なお、オイル落とし穴は２つ示したが、２つに限定されるものではなく、他にもあってよい。

図１（ｂ）を参照して、バッフルプレート１２は、チェーンケース２２の上部に当たる部分とカム室２４の上部に当たる部分で高さの違う平面が連続して形成されている。スプロケット２０、２１は、シリンダヘッド１０の上部結合面１０ｆより高くなるからである。チェーンケース２２の上部に当たる面を上部面３２、カム室２４の上部に当たる面を下部面３４と呼ぶ。上部面３２と下部面３４を連結する面を連結面３３と呼ぶ。連結面３３は傾斜面であってもよいし、垂直面であってもよい。

図２には、シリンダヘッド１０にバッフルプレート１２と、その上部にロッカーカバー９を装着した時の側面断面を示す。ロッカーカバー９の内面には、ブローバイガス室８を形成するための仕切壁９ａが下方に延設されている。バッフルプレート１２の上部面３２と、仕切壁９ａによってブローバイガス室８が形成される。ブローバイガス室８は、主としてチェーンケース２２を経路として上昇してきたブローバイガス８ｇを蓄積し、オイル落としを行った後、還流口９ｂから吸気側（図示せず）に送りだす（還流する）。

したがって、チェーンケース２２とカム室２４が明確に分かれている構造では、チェーン２３に再滴下したオイルがミスト化すると、ブローバイガス８ｇと共に吸気側に送られ消費されることとなる。本発明ではチェーン２３がはねあげたオイルは、オイル落とし穴２８ａ、２８ｂを通じてクランク室に返されるので、オイルを消費されない。なお、ブローバイガス室８ではブローバイガス８ｇのオイル落としが行われるので、上部面３２にはオイル落とし穴が形成されていてもよい。

図１を再び参照して、バッフルプレート１２の裏面１２ｂには、突出部３６が形成される。突出部３６は、上部面３２から連結面３３を経由して下部面３４まで形成されている。チェーン２３がはねあげたオイルをオイル落とし穴２８ａ、２８ｂまで導くためである。

図３には、シリンダヘッド構造１の平面図を示す。これはバッフルプレート１２をシリンダヘッド１０に覆設した状態を示す。なお、説明および図面の視認性を高めるため、バッフルプレート１２の裏面に形成された突出部３６は太い点線で表す。

図３（ａ）を参照して、スプロケット２０はチェーン２３の入り側であり、クランク室（図示せず）から上昇してきたチェーン２３と係合するスプロケットである。スプロケット２１は、チェーン２３の出側であり、チェーン２３はクランク室に戻る。従って、チェーン２３が水平に走行する部分では、矢印２３ｇの方向にチェーン２３は走行する。これはチェーン２３の駆動方向と呼ぶ。

突出部３６の一端３６ｓは、スプロケット２１より上流側つまり、（チェーン駆動の上流側）に配設する。特に望ましくはスプロケット２０とスプロケット２１の間に一端３６ｓを配設するのが望ましい。スプロケット２０はチェーン２３の入り側であり、スプロケット２０とスプロケット２１の間からスプロケット２０の回転軸２０ｒの上部までにオイルは多く飛散するからである。

また、突出部３６の一端３６ｓは、スプロケット２０、２１の外面２０ａおよび２１ａより、外側（カム室２４と反対側）から設けられるのが好ましい。少なくともチェーン２３に沿った線上にオイルは飛散するからである。つまり、突出部３６の一端３６ｓがスプロケット２０、２１の外面２０ａおよび２１ａより、内側（カム室２４に近い側）から形成されていると、飛散するオイルであって、チェーン２３上に戻るオイルが出てくるからである。

再び図１（ｂ）を参照して、バッフルプレート１２は、チェーンケース２２とカム室２４を仕切るための仕切部１２ｃが下部面３４の裏面（カム室２４側）に形成されている。突出部３６は、この仕切部１２ｃを超えて、カム室２４側のオイル落とし穴２８ａ、２８ｂまで延設されなければならない。飛散したオイルをオイルパンに返すためである。

そこで、突出部３６は仕切部１２ｃを乗り越える越境部３８を有する。越境部３８は、突出部３６のオイル輸送を妨げることがなければ、特に限定されない。

再び図３を参照して図３（ｃ）は、バッフルプレート１２のＡ−Ａ断面（図３（ｂ）に指示）を矢印３９の方向から見た図である。仕切部１２ｃは、チェーンケース２２とカム室２４を仕切るための仕切板が形成されていて、仕切板には、カムシャフト１４、１５が通るアーチ状の凹１２ｄ、１２ｅが形成されている。

越境部３８は仕切部１２ｃに形成された切欠き１２ｈであり、突出部３６の側面３６ｍが切欠き１２ｈの内面に触れないように形成されている。越境部３８は、突出部３６が、チェーンケース２２とカム室２４を跨ぐために設けられているといってもよい。

突出部３６の輸送するオイルに触れないようにするためである。なお、越境部３８の構造は特にこの形状に限定されるものではない。また、チェーンケース２２とカム室２４の境界を上部面３２と下部面３４の段差だけで仕切る場合で、仕切板を用いない場合は、上記のような構造は用いなくてよい。

図３（ａ）を参照して、突出部３６は越境部３８を超えてカム室２４に入り、他端３６ｔは、オイル落とし穴２８ａ若しくは２８ｂの上側まで延設する。オイル落とし穴２８ａ、２８ｂにオイルを導くためである。図３（ａ）では、突出部３６がオイル落とし穴２８ｂまで延設されている状態を示す。

しかし、突出部３６の他端３６ｔは、オイル落とし穴２８ａ若しくは２８ｂの真上でなくてもよい。カム室２４には潤滑用のオイルが多量に供給されており、それらのオイルは全てオイル落とし穴でオイルパンに帰るようになっているからである。従って、突出部３６の他端３６ｔは、少なくともカム室２４内であって、他端３６ｔから滴下したオイルが、オイル落とし穴２８まで通じる箇所まで延設されることが必要である。

このようにオイル落とし穴に流れる溝や傾斜が施してあるカム室２４内の位置を「オイル落とし穴側の位置」と呼ぶ。図３（ｂ）では、一例としてオイル落とし穴２８ａの近傍に形成されたオイル流し溝２８ｃの一部まで突出部３６の他端３６ｔが延設されていることを示す。このような他端３６ｔの位置は「オイル落とし穴側の位置」に含まれる。

図３（ａ）、（ｂ）には、２箇所のオイル落とし穴２８ａ、２８ｂへ、オイルを落とす場合を例示した。突出部３６の他端３６ｔは、いずれかの方向に延設されていればよい。これは例えば、エンジンが搭載される際に、傾斜が与えられる方向など、突出部３６を伝って流れるオイルの流れやすい方を選択すればよい。

また、図３（ｂ）に示すようにオイル落とし穴２８ａの周囲に、オイル落とし穴２８ｂに繋がるオイル流し溝２８ｃが形成してある場合は、そのオイル流し溝２８ｃの上部まで突出部３６の他端３６ｔが延設されていればよい。つまり、突出部３６の他端３６ｔは、「オイル落とし穴側の位置」まで延設されていればよい。

図４には、バッフルプレート１２の側面図を示す。図４（ａ）を参照して、突出部３６は、バッフルプレート１２の裏面１２ｂ側に突設されている、所謂リブである。幅は特に限定されるものではないが、１乃至２ｍｍ程度が好適である。厚すぎるとバッフルプレート１２自体が不必要に重くなるからである。裏面１２ｂからの高さ３６ｈも特に限定されるものではなく、チェーンケース２２およびカム室２４に配設された他の部品と干渉しないように適宜決められる。

特に、上部面３２の裏面に配置される突出部３６の一端３６ｓ付近はすぐ下方に高速に走行するチェーン２３が配置されているので、チェーン２３の動き幅に干渉しない程度であって、できるだけチェーン２３に接近した高さ３６ｈであるのが好ましい。チェーン２３から飛散するオイルを捕獲するためである。

図４（ｂ）を参照して、突出部３６は一端３６ｓから他端３６ｔにかけて、全体に傾斜を持たせるのが好適である。ここで、全体に傾斜を与えるというのは、突出部３６の一端３６ｓから他端３６ｔに至るまで、どの点を見ても、傾斜を有することをいう。このようにすれば、一端３６ｓ付近で突出部３６に付着したオイルは突出部３６の下端３６ｆに沿って、他端３６ｔまでスムーズに流れることができるからである。また、図４（ｃ）に示すように、連結面３３が垂直面であっても、突出部３６は全体に渡って傾斜を与えることができる。

なお、突出部３６の傾斜は全体に渡って与えるのが好適であるが、上部面３２若しくは下部面３４については、傾斜を与えない部分があってもよい。上部面３２ではオイルの飛沫が多いので連結面３３側にオイルは流れるし、また下部面３４では、カム室２４までオイルが来さえすれば、滴下する箇所はあまり問わないからである。

図４（ｄ）には、突出部３６の他端３６ｔに尾部３６ｅを付けた場合を示す。尾部３６ｅは、シリンダヘッド１０のオイルが流れる近傍まで延びた延設部である。シリンダヘッド１０内では、エンジンが始動すると多量のオイルが供給され、シリンダヘッドの縁周縁にはオイルの流れができる。そのオイルの流れの液面まで突出部３６の尾部３６ｅが延設されていると、流れるオイルは滴下する必要なく、シリンダヘッド１０のオイル落とし穴２８に導かれる。

本発明のシリンダヘッド構造は、内燃機関のシリンダヘッドに好適に利用することができる。

１ シリンダヘッド構造
８ ブローバイガス室
８ｇ ブローバイガス
９ ロッカーカバー
９ａ 仕切壁
９ｂ 還流口
１０ シリンダヘッド
１２ バッフルプレート
１２ｂ バッフルプレート裏面
１２ｃ 仕切部
１４、１５ カムシャフト
１６ カム
２０、２１ スプロケット
２２ チェーンケース
２３ チェーン
２４ カム室
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 点火プラグ用穴
２８、２８ａ、２８ｂ オイル落とし穴
２８ｃ オイル流し溝
３２ 上部面
３３ 連結面
３４ 下部面
３６ 突出部
３６ｓ （突出部の）一端
３６ｔ （突出部の）他端
３６ｆ （突出部の）下端
３６ｅ （突出部の他端の）尾部
３８ 越境部

Claims (2)

1. ヘッドカバー内にチェーンケースおよびカム室とを仕切るように設けたバッフルプレートにより、ブローバイガス室を形成し、ブローバイガス室、およびシリンダヘッドのカム室側にそれぞれオイル落とし穴を設けた内燃機関のシリンダヘッド構造であって、
   前記バッフルプレートは、下面側にチェーンケースとカム室側を跨ぐように突出部が設けられ、
   前記突出部の一端をチェーン駆動方向の上流側に、他端を前記オイル落とし穴の側に位置させたことを特徴とするシリンダヘッド構造。
2. 少なくとも前記突出部は前記一端側から前記他端側に向け傾斜させることを特徴とする請求項１に記載されたシリンダヘッド構造。