JP2017150435A - 内燃機関のシリンダヘッドカバー - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガスとオイルとを分離し易く、オイルの持ち去りを低減できる内燃機関のシリンダヘッドカバーを提供する。【解決手段】シリンダヘッドカバー２は、シリンダヘッド側からのブローバイガスとオイルとを含む気液混合流体が導入される気液導入部２０１ｂと、ブローバイガスを外部に排出するガス排出口２０２と、気液導入部２０１ｂからガス排出口２０２に連続する溝部２０ｂと、溝部２０ｂの流路断面積が部分的に小さい高圧化部２０ｐとを含むブローバイガスのガス流路２１を備える。高圧化部２０ｐは、内天面２０５ｐに交差するように設けられると共に対向配置される一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐと、一方の側壁部２０４ｐに連続すると共に交差するように設けられる気液分離壁部２０３とを備える。流路断面積が小さい高圧化部２０ｐで気液混合流体の流速を速めて、気液分離壁部２０３に衝突させることでオイルを分離し易い。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバーに関する。

自動車などの内燃機関では、クランク室内に漏出したブローバイガスを吸気系に還流することがなされている。代表的には、ブローバイガスは、クランク室からシリンダブロック、シリンダヘッドを経て、シリンダヘッドカバーから吸気系に排出される。ブローバイガスの流れに乗って周囲のエンジンオイル滴が吸気系に排出されることがある。そこで、シリンダヘッドカバーに、ブローバイガスとエンジンオイル（以下、単にオイルと呼ぶ）とを分離する気液分離室を設けることがなされている（例えば、特許文献１，２）。

特許文献１では、平面形状が横長矩形であるカバー本体の内天面と、カバー本体の開口部を覆う底板とで挟まれる空間をブローバイガスの流路とし、ブローバイガスがカバー本体の長手に蛇行するように、壁を設ける構成を開示する。特許文献２では、ブローバイガスが上記内天面と底板とで挟まれる空間をその上下に蛇行するように、壁を設ける構成を開示する。

特開２００３−２９３７２５号公報 特開２００５−０３０２９２号公報

ブローバイガスの還流を行う内燃機関に対して、ブローバイガスとオイルとを分離し易く、オイルの持ち去りを低減できることが望まれている。

ブローバイガスの発生量は、高速走行や重量物の積載時などの高負荷時に多くなり易い。このような場合でも、ブローバイガスを排出し、内燃機関のクランク室を十分に換気することで、ブローバイガスによるオイルの劣化やクランク室の圧力上昇などを低減して、内燃機関の信頼性を確保できる。ブローバイガスの排出量（換気量）を多くするために、例えば、ブローバイガスの排出口に設けられるＰＣＶ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｒａｎｋｃａｓｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）バルブとして大容量のものを用いることが考えられる。しかし、この場合、上述の特許文献１，２のようにガス流路を蛇行路とするだけでは、ブローバイガスとオイルとを十分に分離できず、オイルの持ち去り量が多くなり易く、オイル消費量の増大を招く。

そこで、本発明の目的の一つは、ブローバイガスとオイルとを分離し易く、オイルの持ち去りを低減できる内燃機関のシリンダヘッドカバーを提供することにある。

本発明の一態様に係る内燃機関のシリンダヘッドカバーは、内燃機関のシリンダヘッド側からのブローバイガスを外部に排出するガス流路を備えるシリンダヘッドカバーであって、
前記ガス流路は、
前記シリンダヘッド側からのブローバイガスとオイルとを含む気液混合流体が導入される気液導入部と、
前記ブローバイガスを外部に排出するガス排出口と、
前記気液導入部から前記ガス排出口に連続し、前記ガス流路の本体を形成する溝部と、
前記溝部の流路断面積が部分的に小さい高圧化部とを備え、
前記高圧化部は、
前記シリンダヘッドカバーの内天面に交差するように設けられると共に対向配置される一組の側壁部と、一方の前記側壁部に連続すると共に交差するように設けられる気液分離壁部とを備える。

上記の内燃機関のシリンダヘッドカバーは、ブローバイガスのガス流路に、その他の部分よりも流路断面積が小さい高圧化部を備える。気液混合流体が高圧化部に導入されると、流路断面積が小さいため、気液混合流体の圧力を高められることで流速を大きくできる。その結果、気液混合流体を気液分離壁部に勢いよく衝突でき、この衝突によって、ブローバイガスとオイルとを分離し易い。従って、上記の内燃機関のシリンダヘッドカバーは、ブローバイガスとオイルとを良好に分離してオイルの持ち出しを低減できる。

実施形態１の内燃機関のシリンダヘッドカバーをクランク室側からみた概略平面図であり、（Ａ）はプレート及び案内樋部を備えた状態、（Ｂ）はカバー本体のみを示す。 図１（Ａ）に示すシリンダヘッドカバーの概略分解図である。 図１（Ａ）に示すシリンダヘッドカバーを（ＩＩＩ）−（ＩＩＩ）切断線で切断した部分断面図である。 実施形態１の内燃機関のシリンダヘッドカバーを備える内燃機関の概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーを具体的に説明する。図中、同一符号は、同一名称物を示す。

［実施形態１］
（全体構成）
実施形態１のシリンダヘッドカバー２は、図４に示すように、自動車などの車両に搭載される内燃機関１に備えるシリンダヘッド３に取り付けられて利用される。

まず、内燃機関１を説明する。図４では、シリンダボア（図示せず）の軸線を鉛直方向（図４では上下方向）に対して傾斜させて車両に搭載されるスラントエンジンを例示する。内燃機関１の詳細な図示は省略する。

内燃機関１は、代表的には、下から順にオイルを貯留するオイルパン５と、下部にクランク軸を収納するクランク室を備え、上部にクランク軸に連結されて往復動するピストンを収納する複数のシリンダを備えるシリンダブロック４と、シリンダ上部に配置される燃焼室を備え、カム軸や吸気弁、排気弁などの動弁系を収納するシリンダヘッド３と、シリンダヘッドカバー２とが積層された積層物である。シリンダヘッド３及びシリンダブロック４の一面には、クランク軸とカム軸とを同期させるタイミングチェーンが配置され、タイミングチェーンを覆うチェーンカバー６が取り付けられる。シリンダヘッドカバー２は、シリンダヘッド３の上部とチェーンカバー６に覆われるタイミングチェーンの収納領域の上部とを覆って、動弁系などの保護や、動弁系の動作に伴うオイルの外部への飛散防止などを図る。

内燃機関１は、シリンダヘッド３の各燃焼室に、新気を含むガスを供給する吸気マニホールド３０などを含む吸気系と、各燃焼室から排気ガスを排出する排気マニホールド３２などを含む排気系とを備える。内燃機関１の運転に伴って、燃焼ガスの一部がブローバイガスとしてクランク室内に漏出して滞留すると、オイルの劣化を招き得る。そこで、この内燃機関１は、吸気系の負圧（大気圧よりも低い圧力）を利用して、クランク室からブローバイガスを吸気系に吸引し（排出し）、再燃焼に利用するブローバイガスの還流路を備える。

上記還流路は、内燃機関１の内部に設けられる内側流路と、外部に設けられる外側流路とを備える。内側流路は、シリンダブロック４及びシリンダヘッド３に設けられた通路、チェーンカバー６の内部空間、及びシリンダヘッドカバー２に設けられたガス流路２１（後述、図１）を含む。外側流路は、シリンダヘッドカバー２と吸気系（例、スロットルバルブの下流側）とを繋ぐパイプ（図示せず）を含む。

また、内燃機関１は、吸気系からの新気をクランク室に導入する新気導入路も備える。新気導入路も上述の還流路と同様に、内側流路と外側流路とを備える。内側流路は、シリンダブロック４及びシリンダヘッド３に設けられた通路、チェーンカバー６の内部空間、及びシリンダヘッドカバー２に設けられた新気流路２３（後述、図１）を含む。外側流路は、シリンダヘッドカバー２と吸気系（例、スロットルバルブの上流側）とを繋ぐパイプ（図示せず）を含む。クランク室に新気を導入することで、クランク室内のブローバイガスをクランク室から押し出せて、クランク室内におけるブローバイガスの濃度を低下できる。

代表的には、低負荷運転時、スロットルバルブよりも下流の負圧を利用して、クランク室内のブローバイガスを、還流路を介して吸気系に吸引できる。吸引したブローバイガスは、新気と共に燃焼室に導入される。また、この負圧を利用して、新気は、新気導入路を介してクランク室内に吸引される。高負荷運転時には、スロットルバルブよりも下流の負圧が小さくなると共に、ブローバイガスの発生量が多くなる。そのため、ブローバイガスは、還流路を介して、スロットルバルブの下流に導入されると共に、新気導入路を逆流してスロットルバルブの上流にも導入される。

（シリンダヘッドカバー）
次に、図１〜図３を主に参照して、シリンダヘッドカバー２を説明する。図３は、シリンダヘッドカバー２を幅方向（図１では上下方向）に切断した横断面であり、気液分離壁部２０３近傍のみを示す。

＜概要＞
この例のシリンダヘッドカバー２は、図１に示すようにクランク室側からみた平面形状が横長の長方形状である箱型のカバー本体２０と、カバー本体２０の内天面２０５を覆うように取り付けられるプレート２２とを備える。更に、この例のシリンダヘッドカバー２は、プレート２２の所定の位置に取り付けられる案内樋部２４ｉ，２４ｏを備える。シリンダヘッドカバー２は、カバー本体２０、プレート２２、案内樋部２４ｉ，２４ｏが順に積層されて固定され（図３）、一体物として取り扱われる。

実施形態１のシリンダヘッドカバー２は、上述の還流路の一部を構成し、内燃機関１のシリンダヘッド３側からのブローバイガスを吸気系などの外部に排出するガス流路２１を備える。また、この例のシリンダヘッドカバー２は、上述の新気導入路の一部を構成し、吸気系から新気などを導入する新気流路２３も備える。この例では、カバー本体２０におけるシリンダヘッド３の上部を覆うシリンダ側領域の深さが、タイミングチェーンの収納領域を覆うチェーン側領域（図１，図２では左側領域）よりも深い（但し、一様な深さではない）。このシリンダ側領域の開口部がプレート２２で覆われてつくられる空間を、カバー本体２０の内天面２０５から立設されるＵ字状の内壁部２０４によって二つに仕切り、内側の空間をガス流路２１とし、外側の空間を新気流路２３とする。

ガス流路２１は、シリンダヘッド３側からのブローバイガスとオイルとを含む気液混合流体が導入される気液導入部２０１ｂと、ブローバイガスを外部に排出するガス排出口２０２と、気液導入部２０１ｂからガス排出口２０２に連続し、ガス流路２１の本体を形成する溝部２０ｂと、溝部２０ｂの開口部を覆うプレート２２とを備える。そして、実施形態１のシリンダヘッドカバー２は、このガス流路２１に、気液混合流体の流速を速められると共に、高速化した気液混合流体を勢いよく衝突させることでオイルを分離する構成を備えることを特徴の一つとする。より具体的には、シリンダヘッドカバー２は、溝部２０ｂの流路断面積が部分的に小さい高圧化部２０ｐを備える。高圧化部２０ｐは、内天面２０５ｂに交差するように設けられると共に対向配置される一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐと、一方（図１では上側）の側壁部２０４ｐに連続すると共に交差するように設けられる気液分離壁部２０３とを備える。この例では、一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐはいずれもカバー本体２０の内天面２０５から立設される。

更に、この例のシリンダヘッドカバー２では、以下の構成としている。
（α）一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐが直線状に延びて平行配置されており、気液分離壁部２０３が一方の側壁部２０４ｐ（図１では上側）に直交するように設けられている。
（β）高圧化部２０ｐが、気液導入部２０１ｂの近傍に設けられている。
（γ）溝部２０ｂのうち、高圧化部２０ｐの溝深さＤｐが、溝部２０ｂにおけるその他の部分の溝深さＤｂよりも小さい（Ｄｐ＜Ｄｂ、図３）。
（δ）気液分離壁部２０３に連続すると共に一方の側壁部２０４ｐ（図１では上側）に対向するように設けられる突起部２０３ｃとを備える。
以下、構成要素ごとに説明する。

＜カバー本体＞
この例のカバー本体２０では、シリンダ側領域の幅方向の中央部に、シリンダ数（ここでは３個）に応じた円筒部が、カバー本体２０の長手方向（図２では左右方向）に所定の間隔をあけて横並びされている。各円筒部（左から順に左側筒部、中央筒部、右側筒部）には点火プラグ（図示せず）などが挿入配置される貫通孔２０７，２０８，２０９が設けられている。このシリンダ側領域には、左側筒部及び中央筒部を囲むようにＵ字状の内壁部２０４が設けられる。この内壁部２０４に囲まれて、ガス流路２１を形成する溝部２０ｂがＵ字状に設けられている（図１（Ｂ）のハッチングを付した領域参照）。

ガス流路２１の気液導入部２０１ｂは、シリンダ側領域におけるカバー本体２０の幅方向の一端側（図２では上側）に設けられ、ガス排出口２０２が他端側（図２では下側）に設けられている。
この例の気液導入部２０１ｂは、シリンダ側領域の内面において、プレート２２で覆われないことで形成される凹部とする。詳しくは、シリンダ側領域の内面のうち、チェーン側領域に近い領域をチェーン側領域から内天面２０５ｐに向かって深さが深くなるテーパ面とし、テーパ面のうちチェーン側領域に近い領域をプレート２２で覆わない（図１（Ａ））。上記凹部は、このテーパ面におけるプレート２２で覆われない箇所と、チェーン側領域の周縁と、プレート２２の周縁と側壁部２０４ｐの一部とで囲まれて形成される。
この例のガス排出口２０２は、内天面２０５に設けられ、カバー本体２０の表裏に貫通する貫通孔である。ガス排出口２０２にはＰＣＶバルブ（図示せず）が取り付けられ、ＰＣＶバルブを介してシリンダヘッドカバー２と吸気系とが接続される。ＰＣＶバルブは、内燃機関の負荷に応じてブローバイガスの流量を調整する。高速走行や重量物の積載時などの高負荷運転が高頻度に行われる自動車などに備えられる場合、大容量のＰＣＶバルブとすると、ブローバイガスを十分に排出できる。実施形態１のシリンダヘッドカバー２では、大容量のＰＣＶバルブを用いても、特定の高圧化部２０ｐを備えるため、オイルの持ち出しを低減できる。

この例の溝部２０ｂは、溝部２０ｂの底部をなす内天面２０５ｂと、内壁部２０４を含む以下の仕切りとによって形成される。
内壁部２０４は、シリンダ側領域の中央部に設けられ、右側が閉じたＵ字状である。閉じた部分は、貫通孔２０９が設けられた右側筒部の外周面の一部に重複する。
内壁部２０４におけるガス排出口２０２近傍は、ガス排出口２０２を囲むように設けられて、貫通孔２０７が設けられた左側筒部の外周面に連続する。
左側筒部と中央筒部との間にはカバー本体２０の長手方向に延びる仕切り壁Ｐ１が設けられ、左側筒部にはカバー本体２０の幅方向に延びる仕切り壁Ｐ２が連続する。
そして、高圧化部２０ｐを形成する一方の側壁部２０４ｐ及び気液分離壁部２０３が内壁部２０４に連続し、他方の側壁部２０４ｐが仕切り壁Ｐ２に連続すると共に直交する。
これら一方の側壁部２０４ｐ、気液分離壁部２０３、内壁部２０４（右側筒部の外周面の一部を含む）、左側筒部の外周面の一部、仕切り壁Ｐ２、他方の側壁部２０４ｐは、列挙する順に連続する仕切りを形成する。この仕切りは、両側壁部２０４ｐ，２０４ｐの端部が開口する袋状である。
左側筒部、仕切り壁Ｐ１、中央筒部は、列挙する順に連続する仕切りを形成し、上記袋状の仕切りの内部に突出するように形成される。
これらの仕切りの端面は、プレート２２の一面に接するように面一に形成されている。

≪高圧化部≫
この例の高圧化部２０ｐは、内天面２０５ｐと、直線状に延びて平行配置される一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐと、一方の側壁部２０４ｐに直交してＬ字状に配置される気液分離壁部２０３と、プレート２２とで囲まれる直方体状の空間とする。即ち、この例の高圧化部２０ｐの流路断面積は、溝部２０ｂにおけるその他の部分よりも小さい上に、その全長に亘って実質的に等しく、一様である。流路断面積とは、気液混合流体が流れる方向に直交するように切断したときの断面とする。ここでは、溝部２０ｂをカバー本体２０の幅方向に切断したときの断面積とする。

高圧化部２０ｐの流路断面積が溝部２０ｂにおけるその他の部分よりも小さいという条件を満たせば、高圧化部２０ｐの溝深さＤｐは適宜選択できる。溝深さＤｐが比較的大きい場合（深い場合）、溝幅Ｗｐ（図３）が比較的小さければ（細ければ）、上記条件を満たす。溝深さＤｐが比較的小さい場合（浅い場合）、溝幅Ｗｐをある程度広くすることができる。カバー本体２０を金属製とする場合には、溝深さＤｐをその他の部分よりも十分に小さくすると（Ｄｐ＜Ｄｂ）、製造性に優れる。

高圧化部２０ｐの形成長さは、一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐが対向配置される長さに対応する。形成長さは、気液混合流体の圧力を高めて、気液分離壁部２０３との衝突エネルギーを十分に大きくできる領域を確保できること、カバー本体２０の大型化を招かないことなどを考慮して、適宜選択することができる。

高圧化部２０ｐの横断面形状、気液分離壁部２０３の端面形状は、側壁部２０４ｐの配置状態、内天面２０５ｐの形状などに応じて適宜選択できる。図３では、内天面２０５ｐ側の角部を丸めた長方形状である場合を例示する。

この例の高圧化部２０ｐは、気液導入部２０１ｂの近傍に位置する。詳しくは、チェーン側領域の周縁に連なる上述のテーパ面に、高圧化部２０ｐを構成する内天面２０５ｐが連なる。そのため、気液導入部２０１ｂから導入された気液混合流体は、テーパ面とプレート２２間を経て、速やかに高圧化部２０ｐに流れることができる。

この例の高圧化部２０ｐは、気液分離壁部２０３に連続し、かつ直交する突起部２０３ｃを備える。この例では、他方の側壁部２０４ｐの延長線上に位置するように突起部２０３ｃを備える。気液分離壁部２０３に連続して突起部２０３ｃを備えることで、一方の側壁部２０４ｐと気液分離壁部２０３と突起部２０３ｃとによって囲まれる］状の空間を、気液混合流体から分離されたオイルを一時的に保持することに利用できる。気液分離壁部２０３に衝突して付着したオイルが、後続の気液混合流体などに押されて突起部２０３ｃに引っ掛かり易いからである。また、気液分離壁部２０３に連続して突起部２０３ｃを備えることで気液分離壁部２０３に衝突した後のガスを突起部２０３ｃに沿って更に下流側に流し易い。即ち、衝突後のガスの流れを方向付け易い。突起部２０３ｃにおける気液分離壁部２０３からの突出長さは、上述の分離したオイルをある程度保持できること、かつ衝突後のガスが下流側に流れ易いことなどを考慮して選択するとよい。突起部２０３ｃと他方の側壁部２０４ｐとの間の隙間が下流側への出口となる。気液分離壁部２０３に衝突後のガスは、流速がある程度低下している。このような低速のガスであっても、下流側に流れ易いように上記隙間の大きさを調整するとよい。

≪その他の構成：ラビリンス構造≫
内壁部２０４や中央筒部には、溝部２０ｂの内部空間に向かって突出するガイド壁が設けられている。ガイド壁は、図１（Ｂ）の破線矢印に示すように、気液混合流体が溝部２０ｂ内を蛇行して流れるようにする流通距離の増大機能を有する。流通距離が長くなれば、気液混合流体中からオイルがその自重によってプレート２２に落下し易くなり、ブローバイガスとオイルとを分離し易くなることが期待される。また、ガイド壁は、気液混合流体が当たることでオイルを分離する気液分離機能を有する。ガイド壁の個数、突出長さ、突出方向などは適宜選択でき、図１，図２は例示である。

≪その他の構成：新気流路≫
新気流路２３は、吸気系からの新気などを導入する新気導入口２０１ａと、新気流路２３の本体を形成する溝部２０ａ及び溝部２０ａの開口部を覆うプレート２２とを備える。この例の溝部２０ａは、ガス流路２１を形成する溝部２０ｂを囲むようにＵ字状に形成される。詳しくは、この溝部２０ａは、溝部２０ａの底部をなす内天面２０５ａと、内天面２０５ａから立設され、Ｕ字状の内壁部２０４を囲むようにＵ字状に形成される外壁部２０６とによって形成される。外壁部２０６と内壁部２０４とは、チェーン側領域側で連続して、切れ目のない仕切りを形成する。

＜プレート＞
この例のプレート２２は、図２に示すように、横長の長方形状の平板材であり、上述の溝部２０ｂ，２０ａの開口部を覆って、ガス流路２１や新気流路２３を形成すると共に、ガス流路２１などと、カム軸などの動弁系とを区画する。この例のプレート２２は、カバー本体２０よりも鉛直方向下方に配置されるため、溝部２０ｂを覆う領域は、気液混合流体から分離されたオイルを一時的に保持することができる。プレート２２に溜まるオイルをシリンダヘッド３側に戻すために、プレート２２は、ガス流路２１を形成する溝部２０ｂを覆う領域の適宜な箇所に少なくとも一つの戻り孔を備える。この例では、複数の戻り孔２２０，２２２，２２４を備える。

この例では、プレート２２における気液分離壁部２０３に対応する箇所に、気液混合流体から分離されたオイルをシリンダヘッド３側に排出する戻り孔２２０を備える。気液分離壁部２０３の近傍は、気液混合流体から分離されたオイルが最も存在し易い。そのため、気液分離壁部２０３の近傍に戻り孔２２０を備えると、オイルを効率よくシリンダヘッド３側に戻せるからである。図１（Ａ）では、プレート２２において、一方の側壁部２０４ｐと気液分離壁部２０３と突起部２０３ｃとに囲まれる空間に対応した箇所に戻り孔２２０を備える。その他、ガイド壁や内壁部２０４に当たって分離されたオイルが溜まり易いと考えられる箇所、例えば高圧化部２０ｐ近く、流れる方向が変えられる内壁部２０４の曲がり部分近くなどに複数の戻り孔２２２を備える。また、ガス排出口２０２により近い下流側の領域であって、分離されたオイルが溜まり易いと考えられる箇所に複数の戻り孔２２４を備える。ガス流路２１の上流側である気液導入部２０１ｂに近い領域と、下流側であるガス排出口２０２に近い領域とに分けて戻り孔２２０，２２２，２２４を備えることで、分離されたオイルをより多く、より確実にシリンダヘッド３側に戻すことができる。戻り孔の個数、配置位置、大きさなどは適宜変更できる。

その他、この例のプレート２２は、新気流路２３を形成する溝部２０ａを覆う領域の適宜な箇所に、クランク室に新気を供給する少なくとも一つの供給部を備える。供給部の一例として、プレート２２の周縁に設けられた複数の切欠２２５（図２）を備える。各切欠２２５は、カバー本体２０にプレート２２が固定された状態において外壁部２０６の端面の一部と、溝部２０ａの内天面２０５ａの一部とが露出する大きさとしている。新気導入口２０１ａから溝部２０ａに新気が導入されると、切欠２２５からクランク室側に新気を送り出せる。切欠２２５の個数、配置位置、大きさなどは適宜変更できる。供給部の別の例として、貫通孔が挙げられる。なお、この例のプレート２２は、溝部２０ａを覆う領域に戻り孔２２６を備えるが、省略することもできる。

その他、プレート２２の幅方向の中央部には切欠２２７，貫通孔２２８，２２９を備える。プレート２２は、切欠２２７，貫通孔２２８，２２９からカバー本体２０に備える上述の各円筒部の端面の一部を露出するようにカバー本体２０に取り付けられる。

＜案内樋部＞
この例では、プレート２２に設けられた戻り孔２２０，２２２，２２４を覆い、戻り孔２２０，２２２，２２４とは異なる位置からオイルをシリンダヘッド３側に排出する案内樋部２４ｉ，２４ｏを備える。ここで、プレート２２は、カム軸などの近傍に配置される。そのため、高速回転するカム軸が周囲のオイルを巻き上げることで、オイル滴が戻り孔２２０，２２２，２２４に逆流する恐れがある。案内樋部２４ｉ，２４ｏは、上述のオイルの逆流防止材として機能する。

この例の案内樋部２４ｉは、ガス流路２１の上流側に位置する複数の戻り孔２２０，２２２を覆う長さを有する。案内樋部２４ｏは、下流側に位置する複数の戻り孔２２４を覆う長さを有し、案内樋部２４ｉよりも短い。案内樋部２４ｉ，２４ｏは、長さ及び配置位置を除いて同様な形状であり、樋本体２４０と、樋本体２４０の側縁から外方に突出し、側縁の長手方向に沿って設けられたフランジ部２４２とを備える。フランジ部２４２は、プレート２２との接合箇所（溶接など）に利用される。案内樋部２４ｉ，２４ｏの長さ、幅、樋本体２４０の深さ（容積）などは、保持するオイル量などに応じて調整するとよい。一つの戻り孔に対して一つの案内樋部を設けることができるが、本例のように複数の戻り孔をまとめて一つの案内樋部で覆うことで、部品点数やプレート２２への接合工程を削減できる。

樋本体２４０は、一端が開口し、他端が閉じており、開口部をオイル排出箇所とする。図１（Ａ）では、閉じた部分を気液導入部２０１ｂ，ガス排出口２０２側（紙面左側）に向け、開口部を気液導入部２０１ｂ，ガス排出口２０２から離れる側（紙面右側）に配置する例を示す。この例の内燃機関１は、気液導入部２０１ｂ，ガス排出口２０２から離れる側が、気液導入部２０１ｂ，ガス排出口２０２側よりも鉛直方向下方側に若干傾けられて利用される。従って、気液導入部２０１ｂ，ガス排出口２０２から離れる側に、案内樋部２４ｉ，２４ｏの開口部を配置すると、樋本体２４０も傾斜される。そのため、樋本体２４０内に集まったオイルをその自重によって、案内樋部２４ｉ，２４ｏの開口部からクランク室側に向かって容易に排出できる。所望の個数の戻り孔を覆うことができ、かつ案内樋部２４ｉ，２４ｏの開口部からのオイルがシリンダヘッド３などに設けられたオイルの戻し路（図示せず）に落下できるように、案内樋部２４ｉ，２４ｏの長さや、取付位置などを調整するとよい。

＜材質＞
本例のシリンダヘッドカバー２を構成するカバー本体２０、プレート２２、案内樋部２４ｉ，２４ｏの構成材料はいずれも、鉄系材料やアルミニウム系材料などの金属としている。金属製であれば、排気マニホールド３２が近接配置される場合でも耐熱性に優れる。また、金属製であれば、カバー本体２０とプレート２２同士、プレート２２と案内樋部２４ｉ，２４ｏ同士を溶接などで容易に接合できる。

＜気液混合流体の流れ＞
次に、シリンダヘッドカバー２において、シリンダヘッド３側からのブローバイガスを排出する様子を説明する。
ブローバイガスは、周囲のエンジンオイル滴と共に、気液混合流体の状態で気液導入部２０１ｂからガス流路２１に導入されると、上述のテーパ面とプレート２２との間を経て高圧化部２０ｐに導入される。高圧化部２０ｐの流路断面積が気液導入部２０１ｂよりも小さいため、気液混合流体は、高圧化部２０ｐを通過する際に圧力が高められて、流速が大きくなる。この高速化に伴って大きなエネルギーを有する状態で、気液混合流体は気液分離壁部２０３に衝突する。この衝突により、ブローバイガスとオイルとが分離される。
分離されたオイルは、気液分離壁部２０３や突起部２０３ｃに付着して一時的に保持され、プレート２２の戻り孔２２０などを経て、案内樋部２４ｉに排出される。案内樋部２４ｉに溜まったオイルは、案内樋部２４ｉの開口部からクランク室側に落下する。
分離されたブローバイガスは、ガス流路２１を経てガス排出口２０２から吸気系などの外部に排出される。気液分離壁部２０３との衝突によって分離できず、残存するオイルは、ガス流路２１における高圧化部２０ｐよりも下流領域を通過する間にガイド壁や内壁部２０４に当たったり、オイルの自重を利用したりして、プレート２２に落下する。プレート２２に落ちたオイルは、戻り孔２２２，２２４を経て、案内樋部２４ｉ，２４ｏから排出される。
案内樋部２４ｉ，２４ｏを経たオイルは、シリンダヘッド３やシリンダブロック４に設けられた戻し路（図示せず）などを利用してクランク室に戻される。

（効果）
実施形態１の内燃機関のシリンダヘッドカバー２は、ガス流路２１の一部に備える高圧化部２０ｐによって、ガス流路２１に導入された気液混合流体の圧力を高められる結果、気液混合流体の流速を大きくできて、高速の気液混合流体を気液分離壁部２０３に勢いよく衝突させられる。従って、ブローバイガスとオイルとを効率よく分離できる。この衝突により、高圧化部２０ｐから流れ出たブローバイガスを含む流体の流速を低下でき、高圧化部２０ｐよりも下流側におけるガスの滞留時間をある程度長くできる。そのため、上記流体にオイルが残存する場合でも、オイルの自重によって分離させ易いと期待される。従って、実施形態１のシリンダヘッドカバー２は、ブローバイガスとオイルとを十分に分離して、オイルの持ち出しを低減できる。また、シリンダヘッドカバー２は、分離したブローバイガスを吸気系などの外部に排出できる。更に、シリンダヘッドカバー２は、高圧化部２０ｐをガス流路２１の一部のみとし、ガス流路２１におけるその他の部分の流路断面積はある程度大きいため、高圧化に起因する圧力損失を低減できる。

特に、この例のシリンダヘッドカバー２は、以下の効果を奏する。
（α）高圧化部２０ｐを形成する一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐが直線状に設けられて、平行配置されることで、高圧化部２０ｐに導入された気液混合流体を直進させられる。そのため、気液混合流体を蛇行させる場合などに比較して、側壁部２０４ｐとの接触摩擦によるエネルギーの低下を抑制して、気液混合流体の圧力を高め易く、気液分離壁部２０３に衝突するまでに気液混合流体を十分に加速できる。その結果、気液混合流体が気液分離壁部２０３に衝突するエネルギーを十分に大きくでき、ブローバイガスとオイルとの気液分離を効率良く行える。気液分離壁部２０３が側壁部２０４ｐに直交に配置されるため、上述の衝突エネルギーを更に大きくし易く、上述の気液分離をより一層効率良く行える。

（β）高圧化部２０ｐが気液導入部２０１ｂの近傍に位置するため、オイルの含有量が最も多い状態にある気液混合流体を気液分離壁部２０３に衝突させられて、ブローバイガスとオイルとの分離を効率良く行える。

（γ）高圧化部２０ｐの溝深さＤｐが溝部２０ｂにおけるその他の部分の溝深さＤｂよりも小さいため、金属製のカバー本体２０とする場合でも製造性に優れる。

（δ）気液分離壁部２０３に連続して突起部２０３ｃを備えるため、気液分離壁部２０３に衝突して分離されたオイルを保持し易い。この例では、気液分離壁部２０３に連続すると共に直交するように突起部２０３ｃを備えるため、気液分離壁部２０３に衝突した後、ブローバイガスを含む流体が下流側に流れ出ようとして気液分離壁部２０３に付着したオイルを押し出そうとしても、オイルが突起部２０３ｃに引っ掛かり易い。その結果、気液分離壁部２０３よりも下流側へのオイルの持ち出しを低減できる。一方、上記下流側に流れようとするブローバイガスを含む流体は、突起部２０３ｃに沿って流れることで、突起部２０３ｃと他方の側壁部２０４ｐとの間の隙間から下流側に流れ易い。従って、ブローバイガスをガス排出口２０２から十分に排出できる。

（ε）プレート２２における気液分離壁部２０３の近傍に戻り孔２２０を備えるため、気液混合流体が気液分離壁部２０３に衝突して分離されたオイルをクランク室側に素早く戻すことができる。従って、分離されたオイルが再度、気液混合流体の流れに乗って、ガス排出口２０２側に搬送されることを低減できる。

（ζ）プレート２２と案内樋部２４ｉ，２４ｏとの二重構造とし、戻り孔２２０，２２２，２２４を案内樋部２４ｉ，２４ｏで覆うため、カム軸などが巻き上げたオイル滴が戻り孔２２０，２２２，２２４に逆流することを防止できる。

［変形例］
実施形態１のシリンダヘッドカバー２において、以下の少なくとも一つの変更を行うことができる。
（１）高圧化部２０ｐを気液導入部２０１ｂの近傍以外の箇所（例えば、中間部やガス排出口２０２近傍など）に備える。
（２）高圧化部２０ｐを複数備える。
（３）高圧化部２０ｐを構成する一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐを直線状に延びて平行配置されたもの以外とする。
例えば、気液混合流体が気液分離壁部２０３に衝突するエネルギーが過度に小さくならない程度の曲げ半径を有する円弧状、その他の曲線状などとすることができる。
例えば、一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐ間の間隔が気液導入部２０１ｂ側から気液分離壁部２０３側に向かって徐々に狭くなるテーパ状などとすることができる（高圧化部２０ｐの横断面形状が台形状）。この場合、高圧化部２０ｐの最大流路断面積がその他の部分よりも小さくなるようにする。この形態は、高圧化部２０ｐの流路断面積がその全体に亘って均一的ではなく異なるものの、気液混合流体を気液分離壁部２０３の近傍で効率よく高速化できると考えられる。
（４）側壁部２０４ｐに対して気液分離壁部２０３が非直交に交差するものとする。
側壁部２０４ｐと気液分離壁部２０３との交差角度は、気液混合流体が気液分離壁部２０３に衝突するエネルギーが過度に小さくならない程度の大きさとなるように選択することができる。
（５）突起部２０３ｃを省略する。
この場合、他方の側壁部２０４ｐと気液分離壁部２０３の端部との間の間隔をある程度狭く調整することで、気液分離壁部２０３に衝突させると共に、衝突した気液混合流体を下流側に流し易くすることができると期待される。
（６）高圧化部２０ｐの溝深さＤｐをその他の部分の溝深さＤｂと同等とし、溝幅Ｗｐをその他の部分よりも小さくする。
（７）シリンダヘッドカバー２を樹脂製にする。
（８）プレート２２に貫通孔を設けて、この貫通孔を気液導入部２０１ｂとする。
（９）高圧化部２０ｐを構成する一方の側壁部２０４ｐ及び気液分離壁部２０３と、他方の側壁部２０４ｐとの少なくとも一方をプレート２２に備える。
例えば、一方の側壁部２０４ｐ及び気液分離壁部２０３をカバー本体２０に備え、他方の側壁部２０４ｐをプレート２２に備える形態が挙げられる。
又は、カバー本体２０の内天面２０５ｐを平面とし、一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐ及び気液分離壁部２０３をプレート２２に備える形態が挙げられる。
又は、カバー本体２０及びプレート２２の双方に一組の側壁片及び気液分離壁片を備え、カバー本体２０とプレート２２とを組み付けることで、一組の側壁部２０４ｐ，２０４ｐ及び気液分離壁部２０３を形成する形態が挙げられる。この形態では、カバー本体２０とプレート２２とを組み付けたときに所定の突出高さの側壁部２０４ｐ，気液分離壁部２０３となるように、カバー本体２０からの側壁片の突出高さ、気液分離壁片の突出高さ、プレート２２からの側壁片の突出高さ、気液分離壁片の突出高さを調整するとよい。

本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーは、自動車などの内燃機関、特にシリンダブロックやシリンダヘッドなどにブローバイガス還流路などを備える内燃機関において動弁系などを収納するシリンダヘッドの開口部を覆って、動弁系の保護やオイルの飛散防止などを行う部材に利用できる。

１ 内燃機関
２ シリンダヘッドカバー
２１ ガス流路 ２３ 新気流路
２０ カバー本体 ２０ａ，２０ｂ 溝部 ２０ｐ 高圧化部
２０１ａ 新気導入口
２０１ｂ 気液導入部 ２０２ ガス排出口 ２０３ 気液分離壁部
２０３ｃ 突起部 ２０４ 内壁部 ２０４ｐ 側壁部
２０５，２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｐ 内天面 ２０６ 外壁部
２０７，２０８，２０９ 貫通孔
２２ プレート ２２０，２２２，２２４，２２６ 戻り孔
２２５，２２７ 切欠 ２２８，２２９ 貫通孔
２４ｉ，２４ｏ 案内樋部 ２４０ 樋本体 ２４２ フランジ部
Ｐ１，Ｐ２ 仕切り壁
３ シリンダヘッド ３０ 吸気マニホールド ３２ 排気マニホールド
４ シリンダブロック
５ オイルパン
６ チェーンカバー

Claims (1)

1. 内燃機関のシリンダヘッド側からのブローバイガスを外部に排出するガス流路を備えるシリンダヘッドカバーであって、
   前記ガス流路は、
   前記シリンダヘッド側からのブローバイガスとオイルとを含む気液混合流体が導入される気液導入部と、
   前記ブローバイガスを外部に排出するガス排出口と、
   前記気液導入部から前記ガス排出口に連続し、前記ガス流路の本体を形成する溝部と、
   前記溝部の流路断面積が部分的に小さい高圧化部とを備え、
   前記高圧化部は、
   前記シリンダヘッドカバーの内天面に交差するように設けられると共に対向配置される一組の側壁部と、一方の前記側壁部に連続すると共に交差するように設けられる気液分離壁部とを備えるシリンダヘッドカバー。

Images