JP4110079B2 - 内燃機関のヘッドカバー - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のヘッドカバーに関し、特にブローバイガス還元装置の一部をなすように構成されたヘッドカバーに関するものである。

４サイクル内燃機関においては、ピストンの往復運動に伴うクランクケース内の圧力脈動を緩和すると共に潤滑油の劣化を防止するために、クランクケース内とヘッドカバー内とを互いに連通させ、且つヘッドカバー内に新気を導入するようにしている。このような所謂ＰＣＶシステムにおいては、ブローバイガスを最終的に燃焼室へ環流させるので、ブローバイガス中に混入した潤滑油を除去する必要がある。

従来、このような気液分離のために、バッフルプレートで仕切ることによってヘッドカバー内にブリーザ通路を画成する構造が公知となっている（例えば特許文献１を参照されたい）。
特開平１０−２１２９２５号公報

さて、上記した気液分離システムは、カム軸の回転で吹き飛ばされた油滴が侵入し難く、しかもミストから大粒化した油滴がブローバイガス中に再び混入することの無いように、ブリーザ通路から速やかに油滴が排出されるように構成することが望まれる。

本発明は、このような要望を満たすべく案出されたものであり、その主な目的は、飛散した油滴が侵入し難く、しかも速やかに油滴が排出されるように構成されたブリーザ通路を備えた内燃機関のヘッドカバーを提供することにある。

このような目的を果たすために、本発明の請求項１においては、シリンダ軸を傾斜させて搭載された内燃機関（１）に於けるカム軸（７）に沿って延在するブリーザ通路（１６）をバッフルプレート（１５）をもって画定してなるヘッドカバー（５）の構成を、バッフルプレートの傾斜下方側に、カム軸に平行する面に開口する横向孔（半円形部分２２）をカム軸に沿って複数個設け、ブリーザ通路の入口（ブローバイガス流入口１９）側に配置された横向孔をカム軸の回転方向に対向する向きに開口させ、ブリーザ通路の出口（ジョイント１８）側に配置された横向孔をカム軸の回転方向に沿う向きに開口させたことを特徴とするものとした。

特に、上記構成に加えて、前記横向孔をバッフルプレートにプレス成型によって突出形成し、且つ縦向きに開口する第２の孔（長方形部分２１）を横向孔と連続して形成すると共に、入口側の第２の孔を横向孔よりも傾斜下方側に配置するもの（請求項２）としたり、出口側の第２の孔を横向孔よりも傾斜上方側に配置するもの（請求項３）としたりすると良い。

このような本発明の請求項１の構成によれば、ブリーザ通路の入口側に配置された横向孔の向きと出口側に配置された横向孔の向きとをカム軸の回転方向に対して互いに異ならせるものとしたので、入口側はブローバイガスの流入を促進すると共に、出口側はブローバイガスの進入を抑制しつつ分離された油滴の排出を促進することができる。また請求項２の構成によれば、入口側の横向孔に連続して縦向きに開口する第２の孔を傾斜下方側に配置するので、ブリーザ通路内の傾斜下方に溜まった油滴の排出を促進し得ると共に、横向孔の形成が容易である。更に請求項３の構成によれば、出口側の横向孔に連続して縦向きに開口する第２の孔を傾斜上方側に配置するので、油滴の侵入を抑制しつつ油滴の排出を促進し得ると共に、横向孔の形成が容易である。従って、カム軸の回転によって飛散した潤滑油の侵入抑制機能と、大粒化した潤滑油の排出機能とを高次元に両立させる上に多大な効果を奏することができる。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された直列４気筒内燃機関のフライホイル側から見た立面図である。この内燃機関１は、気筒列を車幅方向に向け、且つ気筒軸を幾分か後傾させて車体に搭載されるものであり、シリンダヘッド２の前面に吸気マニホルド３が結合され、シリンダヘッド２の後面に排気マニホルド４が結合されている。そしてシリンダヘッド２の上面に動弁機構を覆うヘッドカバー５が結合されている。

ヘッドカバー５内には、図２に示すように、上下に分割されたカム軸ホルダ６ａ・６ｂによって２本のカム軸７（排気側のみを図示する）が並列に支持されている。なお、この内燃機関１は、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射機関であり、上部カム軸ホルダ６ａの上面が燃料噴射弁の固定部としてヘッドカバー５の中央部の開口８から露出するように構成されているが、このことは本発明の本質とは無関係なので説明は省略する。

図３に併せて示すように、ヘッドカバー５には、燃料噴射弁の固定部を露出させる開口８を囲む空洞を画成するための環状膨出部９が形成されている。そしてこのヘッドカバー５は、外周壁の下端縁に形成された周方向溝１０に装着されたシール部材１１をシリンダヘッド２の上面に当接させると共に、内周壁の下端縁に形成された周方向溝１２に装着されたシール部材１３を上部カム軸ホルダ６ａの上面に当接させ、この状態で外周壁の４隅に形成されたボス部１４を例えばボルト止めすることにより、その内部が密閉された状態でシリンダヘッド２に結合される。

環状膨出部９の一側（排気側）の内側には、カム軸７（排気弁駆動用）との対向面をバッフルプレート１５（図４参照）で塞ぐことにより、カム軸７に沿って延在するブリーザ通路１６が画成されている。このブリーザ通路１６の内側には、リブ状をなす３つの邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃが形成されている。そして気筒列方向の一端（フライホイール側）には、潤滑油が分離されたブローバイガスを吸気通路に導くホースを接続するためのジョイント１８が突設されている（図５参照）。

バッフルプレート１５は、Ｌ字形をなし、カム軸７の軸線に沿う部分の反フライホイル側の端部に、プレス成型で端縁部を下向きに押し下げることにより、ブローバイガスの流入口１９が形成されている。またヘッドカバー５の内側に固定した際に傾斜下方となる側に、流入口１９の近傍に１つ、ジョイント１８に近い側、つまり流出口側に２つと合計３つのオイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃが形成されている。これらのオイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃは、図６に示すように、剪断打ち抜きによって縦方向に貫通させられた長方形部分（第２の孔）２１と、長方形部分２１の一辺側を非剪断打ち抜きにて下向きに押し下げて形成された横方向に開口する半円形部分（横向孔）２２とを連続させてなっている。これら３つのオイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃにおける長方形部分２１と半円形部分２２との関係は、流入口１９側に位置する１つ２０ａは、半円形部分２２に対して長方形部分２１が傾斜下方側に位置し、流出口側に位置する２つ２０ｂ・２０ｃは、半円形部分２２に対して長方形部分２１が傾斜上方側に位置している。

他方、ブローバイガスの流入口１９側に位置する邪魔板１７ａは、ブリーザ通路１６の外側の壁面から内向きに突出させた突出部２３の突端から、その先端を外側の壁面に近づけるように傾斜させて延出されている。またジョイント１８側に位置する邪魔板１７ｂ・１７ｃは、同様にブリーザ通路１６の外側の壁面から内向きに突出させた突出部２４の突端から互いに反対方向へ延出されている。こちらの邪魔板１７ｂ・１７ｃも、その先端を外側の壁面に近づけるように傾斜させている。そして上記のオイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃは、各邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃの付け根側に位置するように形成されている。

さて、ヘッドカバー５内に充満したブローバイガスは、吸気マニホルド側に開口した流入口１９からブリーザ通路１６に流入する。ここで流入口１９の開口面積は十分に大きくとられているので、吸入ガス量が十分に多量となり、慣性質量が大きな油滴は流入し難くなる。そしてブリーザ通路１６は、邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃが設けられた部分は突出部２３・２４で通路断面積が狭められているので、ブリーザ通路１６を流過するブローバイガスが圧縮・膨張を繰り返し、その時に発生する密度差でミストが凝縮し、油分分離が促進される。

分離された油分は、一旦バッフルプレート１５の上面に溜まり、バッフルプレート１５の傾斜面を流れて各オイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃの長方形部分２１から排出される。また、各オイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃは、対応する邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃの端縁から通い側、つまり袋状になった位置に開口している。ここで突出部２３・２４の部分は、通路断面が狭められているために雰囲気圧力が低下する。この負圧の影響を受けないように、邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃを設けている。そして邪魔板１７ａ・１７ｂ・１７ｃの端縁より遠い側にオイル抜き孔２０ａ・２０ｂ・２０ｃが開口しているので、油滴が溜まり易く、排出が促進される。またブローバイガスの流出口であるジョイント１８は、ブリーザ通路１６の最上位に開口しており、しかもジョイント１８の内端がブリーザ通路１６内に突入しているので、比重の小さなガスは抜けやすく、しかもブリーザ通路１６の壁面に付着した油滴の流出が、ジョイント１８の突入部の外周面で阻止される。

ところで、カム軸７の回転方向は、図２における反時計方向である。従って、カム軸７の回転に伴って吹き飛ばされた油滴は、カム軸７の回転方向に対向して開口している流入口１９に近い側の半円形部分２２からは入り易く、この反対に、回転方向に沿う向きに開口しているジョイント１８に近い側は、カム軸７の回転に伴って飛散した油滴が侵入し難く、しかもブローバイガスから分離して液滴化した潤滑油の流出は阻害されない。

以上のようにして、ブリーザ通路１６の流入口１９側に配置されたオイル抜き孔２０ａと流出口（ジョイント１８）側に配置されたオイル抜き孔２０ｂ・２０ｃとの開口を互いに反対方向に向けることにより、流入口側はブローバイガスの流入が妨げられず、しかも液滴化した潤滑油は排出でき、出口側はカム軸７の回転で飛散した潤滑油の侵入を抑制しつつ、分離された潤滑油の排出を促進することができる。

本発明が適用された直列４気筒内燃機関のフライホイル側から見た立面図である。 図３中のII−II線に沿う部分的な断面図である。 本発明によるシリンダヘッドの下面図である。 バッフルプレートの下面図である。 図３中のV−V線に沿う部分的な断面図である。 オイル抜き孔を下方からみた斜視図である。

符号の説明

１ 内燃機関
５ ヘッドカバー
７ カム軸
１５ バッフルプレート
１６ ブリーザ通路
１８ ジョイント（出口）
１９ ブローバイガス流入口（入口）
２０ａ〜２０ｃ オイル抜き孔
２１ 長方形部分（第２の孔）
２２ 半円形部分（横向孔）

Claims (3)

1. 気筒軸を傾斜させて搭載された内燃機関に於けるカム軸に沿って延在するブリーザ通路をバッフルプレートをもって画定してなるヘッドカバーであって、
   前記バッフルプレートの傾斜下方側に、カム軸に平行する面に開口する横向孔をカム軸に沿って複数個設け、
   前記ブリーザ通路の入口側に配置された前記横向孔を前記カム軸の回転方向に対向する向きに開口させ、
   前記ブリーザ通路の出口側に配置された前記横向孔を前記カム軸の回転方向に沿う向きに開口させたことを特徴とする内燃機関のヘッドカバー。
2. 前記横向孔は、前記バッフルプレートにプレス成型によって突出形成されるものであり、縦向きに開口する第２の孔を該横向孔と連続して設け、前記入口側の前記第２の孔を、前記横向孔よりも傾斜下方側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のヘッドカバー。
3. 前記横向孔は、前記バッフルプレートにプレス成型によって突出形成されるものであり、縦向きに開口する第２の孔を該横向孔と連続して設け、前記出口側の前記第２の孔を、前記横向孔よりも傾斜上方側に配置したことを特徴とする請求項１若しくは２に記載の内燃機関のヘッドカバー。

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