JP4676458B2 - 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、ヘッドカバーに形成されるオイル供給口周りの構造に関するものである。

内燃機関のヘッドカバーには、動弁機構等に潤滑オイルを補給するためのオイル供給口が形成されていると共に、オイル供給口を蓋するオイルフィラーキャップが着脱可能に取り付けられる円筒状のキャップ取付ボス部がオイル供給口の周りに形成されている。つまり、ヘッドカバーには円筒状のキャップ取付ボス部が突出形成され、その取付ボス部の内側にオイル供給口が開口形成される。

このようなヘッドカバーにおいては、オイル供給口を用いたオイル補給時に、誤ってキャップ取付ボス部の外側に漏れたオイルや零れたオイルが広い範囲に流れ出し、ヘッドカバーを広域に亘って汚染しないよう、キャップ取付ボス部の周りをオイル流出防止壁（堰）によって取り囲み、取付ボス部の周りにオイル溜まり部を設けたものがある（例えば、特許文献１）。
実開昭６１−１７５５１４号公報

自動車等の車両においては、内燃機関（シリンダブロック）が、シリンダ軸線を垂直線に対して傾斜させた状態で横置き搭載されることがある。これを、傾斜配置機関と云う。傾斜配置機関では、ヘッドカバーの締結面であるシリンダヘッドの上面は水平面に対して傾斜し、ヘッドカバーも水平面に対して傾いて搭載される。

このことに対して、従来のヘッドカバーでは、シリンダヘッドが水平状態である場合に、オイル流出防止壁の上端が水平になるため、傾斜配置機関では、傾斜下位側において、キャップ取付ボス部から零れたオイルがオイル流出防止壁を乗り越えて外部へ流れ出てしまう問題が生じる。

オイル流出防止壁を高くすれば、するほど、オイルがオイル流出防止壁を乗り越えて外部へ流れ出にくくなるが、しかし、オイル流出防止壁が高くなるほど、オイル供給口に対するオイル補給作業性、ボス部に対するオイルフィラーキャップの着脱作業性が低下する。また、オイル流出防止壁が高いと、機関全高を高くする可能性があり、機関の車載高さを低くできる傾斜配置機関本来の特長を損ねることがある。

本発明が解決しようとする課題は、傾斜配置機関において、オイル補給作業性、オイルフィラーキャップ着脱作業性を悪くすることなく、零れたオイルが意図しない箇所へ流出することを的確に防止することである。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、ヘッドカバーの機関本体との締結面が車両搭載時に水平面に対して傾斜して配置される内燃機関のヘッドカバーであって、内側にオイル供給口を有し、オイルフィラーキャップが着脱可能に取り付けられるキャップ取付ボス部の周囲にオイル流出防止壁が形成され、前記キャップ取付ボス部と前記オイル流出防止壁との間に前記キャップ取付ボス部を取り囲む油溜まり部が画定されており、前記締結面を基準とした前記オイル流出防止壁の上端位置までの高さが、前記締結面の傾斜の下り側に向かって高いことを特徴としている。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、ヘッドカバーの機関本体との締結面が車両搭載時に水平面に対して傾斜して配置される内燃機関のヘッドカバーであって、内側にオイル供給口を有し、オイルフィラーキャップが着脱可能に取り付けられるキャップ取付ボス部の周囲にオイル流出防止壁が形成され、前記キャップ取付ボス部と前記オイル流出防止壁との間に前記キャップ取付ボス部を取り囲む油溜まり部が画定されており、前記締結面を基準とした前記オイル流出防止壁の上端位置までの高さが、前記締結面の傾斜下り側の前記オイル流出防止壁の方が傾斜上り側より高いことを特徴としている。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、好ましくは、前記オイル流出防止壁は、前記締結面の傾斜下り側において前記キャップ取付ボス部の高さより高い部分を含み、前記締結面の傾斜上り側において前記キャップ取付ボス部の高さより低い部分を含む。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、好ましくは、前記オイル流出防止壁の上端面が、車両搭載状態で、略水平となる。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、好ましくは、前記オイル流出防止壁は、一部にオイル排出用開放部を有する。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、好ましくは、前記油溜まり部の底面は、車両搭載状態で、前記オイル排出用開放部へ向けて下り勾配を有する。

本発明による内燃機関のヘッドカバーは、好ましくは、前記キャップ取付ボス部は、当該ヘッドカバーのクランク軸方向の一端近傍に形成されており、前記オイル流出防止壁は、前記ヘッドカバーのクランク軸方向の一端縁に沿って延在する部分を含んでいる。

本発明による内燃機関のヘッドカバーによれば、傾斜配置機関において、オイルが流出し易い傾斜下り側のオイル流出防止壁のほうが傾斜上り側より高いから、オイルがオイル流出防止壁を越えて流出しにくくなり、零れたオイルが意図しない箇所へ流出することを回避できる。そして、傾斜上り側のオイル流出防止壁は傾斜下り側より低いので、傾斜上り側において、良好なオイル補給作業性、オイルフィラーキャップ着脱作業性を確保することができる。

特に、オイル流出防止壁は、締結面の傾斜下り側、つまり、オイルが流出し易い側においてキャップ取付ボス部の高さより高い部分を含み、締結面の傾斜上り側、つまり、オイルが流出し難い側においてキャップ取付ボス部の高さより低い部分を含むことにより、零れたオイルの意図しない箇所への流出防止と、オイルフィラーキャップの着脱容易性を的確に両立できる。

また、オイル流出防止壁の上端面が、車両搭載状態で、略水平となることにより、ヘッドカバーが車両搭載時に傾斜して配置される場合でも、オイル流出防止壁におけるオイルが乗り越え易い部分の発生を回避して、意図しない箇所へのオイル流出を確実に防止できる。

また、オイル流出防止壁は、一部にオイル排出用開放部を有していることにより、零れたオイルを油溜まり部より外部へ排出する位置を、オイル排出用開放部の配置位置によって意図する箇所に選定でき、意図しない箇所、たとえば、補機駆動のタイミングベルトの配置部等、オイルを嫌う箇所やオイルの拭き取りが困難な箇所へのオイルの流出を確実に防止できる。さらには、油溜まり部の底面が、車両搭載状態で、オイル排出用開放部へ向けて下り勾配になっていることにより、オイル排出用開放部よりのオイルの排出が円滑に且つ確実に行われるようになる。

また、キャップ取付ボス部が、ヘッドカバーのクランク軸方向の一端近傍に形成されていて、オイル流出防止壁がヘッドカバーのクランク軸方向の一端縁に沿って延在する部分を含んでいることにより、ヘッドカバーの一端縁部分の剛性が向上し、当該剛性向上によりヘッドカバーのシール面圧も向上する。

本発明による内燃機関のヘッドカバーの一つの実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

図１は、本実施形態のヘッドカバー１０を有する内燃機関１００の要部の平面図である。内燃機関１００は、直列４気筒のガソリンエンジンであり、横置きで車両に搭載される。図１では、紙面の下側が車両前方Ｆであり、紙面の上側が車両後方Ｒである。内燃機関１００は、クランク軸線周りに、ヘッドカバー１０側（機関上側）が車両後方Ｒ側に倒された後傾の傾斜配置機関である。この内燃機関１００の後傾角θ（図５参照）は、５〜１０度程度である。

なお、図１において、符号１０１はヘッドカバー１０上に配置された吸気サージタンクを、１０２は車両前方Ｆ側に配置された吸気マニホルドを、１０３は車両後方Ｒ側に配置された排気マニホルド１０３を、１０４は車両前方Ｆ側に配置された排気ガス再循環弁を、１０５は機関端部（気筒配列方向の一方の端部）に配置されて補機駆動等を行うタイミングベルトを各々示している。

ヘッドカバー１０は、内燃機関１００の気筒配列方向に長い蓋状のものであり、全体をガラス繊維強化ポリアミド樹脂等による樹脂成形品で構成されている。ヘッドカバー１０は、外周縁部の複数箇所に形成されたボルトボス部１１のボルト通し孔１２の各々に通された締結ボルト１３によってシリンダヘッド１０６の上面部に締結固定されている。これにより、ヘッドカバー１０の機関本体であるシリンダヘッド１０６との締結面１５は、車両搭載時に水平面ｈに対して後傾角θをもって傾斜して配置される（図５参照）。

ヘッドカバー１０は、気筒配列方向の一方の端部、詳細には、タイミングベルト１０５の配置部と同じ側の端部の車両前方Ｆ側の上面部１４に、円筒状のキャップ取付ボス部２１が形成されている。キャップ取付ボス部２１は内側にオイル供給口２２を有する。オイル供給口２２はヘッドカバー１０の上面部１４を上下に貫通した丸孔である。

キャップ取付ボス部２１にはオイル供給口２２を蓋するオイルフィラーキャップ２３（図１参照）が着脱可能に取り付けられる。オイルフィラーキャップ２３がねじ式のものである場合には、キャップ取付ボス部２１の内周面にキャップ締付ねじ部２４が形成される。

ヘッドカバー１０の上面部１４のキャップ取付ボス部２１の周囲には、キャップ取付ボス部２１を取り囲むようにオイル流出防止壁２５が突出形成されている。キャップ取付ボス部２１とオイル流出防止壁２５との間には、キャップ取付ボス部２１を取り囲む油溜まり部２７が画定されている。なお、キャップ取付ボス部２１、オイル流出防止壁２５は、ヘッドカバー１０に一体成形されているものである。

本実施形態のヘッドカバー１０において、重要なことの一つは、締結面１５を基準としたオイル流出防止壁２５の上端位置までの高さが、締結面１５の傾斜の下り側（図５で見て左側＝車両後方Ｒ側）に向かって高いことである。換言すると、締結面１５を基準としたオイル流出防止壁２５の上端位置までの高さが、締結面１５の傾斜下り側のオイル流出防止壁のほうが傾斜上り側より高いことである。図５では、傾斜下り側のもっとも高い壁高さをＨａで、傾斜上り側のもっとも低い壁高さをＨｂで各々示している。そして、オイル流出防止壁２５の上端面２６が、車両搭載状態で、略水平になっている。

上述の条件を満たした上で、オイル流出防止壁２５は、締結面１５の傾斜下り側においてキャップ取付ボス部２１の高さＨｃより高い部分（高部分）２５Ａを含み、締結面１５の傾斜上り側においてキャップ取付ボス部２１の高さＨｃより低い部分（低部分）２５Ｂを含んでいる。

本実施形態では、締結面１５を基準として、キャップ取付ボス部２１の中心よりも車両前方Ｆ側（傾斜上り側）に位置するオイル流出防止壁２５の少なくとも一部はキャップ取付ボス部２１の高さＨｃよりも低く、キャップ取付ボス部２１の中心よりも車両後方Ｒ側（傾斜下り側）に位置するオイル流出防止壁２５の少なくとも一部はキャップ取付ボス部２１の高さＨｃよりも高く形成されている。

本実施形態におけるオイル流出防止壁２５の高部分２５Ａは、図４に符号Ｄａにより示されているように、キャップ取付ボス部２１の外径Ｄｂよりも大きな範囲に亘り、キャップ取付ボス部２１に対して車両後方Ｒ側（傾斜下り側）に延在している。

また、本実施形態では、キャップ取付ボス部２１を囲うオイル流出防止壁２５の半分以上の領域が低部分２５Ｂとなっている。具体的には、キャップ取付ボス部２１の中心よりも車両前方Ｆ側（傾斜上り側）にある全てのオイル流出防止壁２５およびキャップ取付ボス部２１の中心よりも若千車両後方Ｒ側（傾斜下り側）に位置する一部のオイル流出防止壁２５は、低部分２５Ｂとなっている。なお、高低差のある高部分２５Ａと低部分２５Ｂとの接続部分は段差となっている。

このようなオイル流出防止壁２５の高さ設定により、つまり、オイルが流出し易い傾斜下り側のオイル流出防止壁２５のほうが傾斜上り側より高いから、オイルがオイル流出防止壁２５を越えて流出しにくくなり、零れたオイルが、車両後方Ｒ側など、意図しない箇所へ流出することが回避される。そして、傾斜上り側のオイル流出防止壁２５は傾斜下り側より低いので、傾斜上り側において、車両前方Ｆ側からのオイル補給作業、オイルフィラーキャップ着脱作業の良好な作業性を確保することができる。

オイル流出防止壁２５は、一部にオイル排出用開放部２８を有する。本実施形態では、オイル排出用開放部２８は、車両前方Ｆ側（傾斜上り側）に設けられており、零れたオイルが意図する箇所として、吸気マニホールド１０２と排気ガス再循環弁１０４の間に流出するようように図られている。これにより、零れたオイルを拭き取る作業等が、車両前方Ｆ側より、作業性よく行え、メンテナンス性が向上する。併せて、零れたオイルがタイミングベルト１０５を汚染することも回避される。

油溜まり部２７の底面は、零れたオイルが速やかにオイル排出用開放部２８より意図する箇所へ流出するよう、オイル排出用開放部２８へ向けて下り勾配（水勾配）を付けられている。

オイル流出防止壁２５は、ヘッドカバー１０のクランク軸方向の一端縁１０Ｃに沿って延在する部分２５Ｃを含んでいる。この部分２５Ｃは、ヘッドカバー１０の剛性を高くする補強リブとしても機能し、キャップ取付ボス部２１に取り付けられたオイルフィラーキャップ２３を保護する以外に、ヘッドカバー１０側面の剛性を向上する効果、締結ボルト１３による幅方向の二つの締結点ＡとＢとの間のシール面圧を高める効果を奏する。

ヘッドカバー１０の締結面１５には、弾性材製のシール部材１６がヘッドカバー１０の外縁に沿って配置される。従って、上述のオイル流出防止壁２５の部分２５Ｃは、ヘッドカバー１０のクランク軸方向の一端縁１０Ｃに沿って配置されるシール部材１６の略真上に位置している。

この部分２５Ｃは、本実施形態では、ヘッドカバー１０の二つの締結点ＡとＢとの間に延びており、これら二つの締結点Ａ、Ｂを結ぶ方向でのヘッドカバー側面の長さＬの少なくとも半分（Ｌ／２）以上の長さに亘って形成され、フィラーキャップ取付用ボス部２１の外径よりも大きい。部分２５Ｃは、剛性を向上する補強リブとして有効に機能するよう、オイル流出防止壁２５の他の部位の肉厚に比較して厚肉になっている。

本実施形態のヘッドカバー１０の効果を要約すると、以下の通りである。

（１）内燃機関１００の車両搭載時において、キャップ取付ボス部２１より漏れたオイルが流出し易い傾斜下り側のオイル流出防止壁２５を、オイルが流出し難い傾斜上り側のオイル流出防止壁２５よりも高く形成したので、ヘッドカバー１０が車両搭載時に傾斜して配置されても、零れたオイルが意図しない箇所へ流出することを防止できる。

（２）ヘッドカバー１０の機関本体との締結面１５が車両搭載時に後傾して配置される場合、オイルフィラーキャップ２３を取り付けるキャップ取付ボス部２１の中心よりも前方に位置するオイル流出防止壁２５の少なくとも一部をキャップ取付ボス部２１の高さよりも低く、キャップ取付ボス部２１の中心よりも後方に位置するオイル流出防止壁２５の少なくとも一部をボス部の高さよりも高く形成するようにしているから、オイルが流出し易い後方側のオイル流出防止壁２５をキャップ取付ボス部２１の高さよりも高くすることで、零れたオイルの意図しない箇所への流出を防止できる。さらに、オイルが流出し難い前方側のオイル流出防止壁２５をキャップ取付ボス部２１の高さよりも低くすることで、前方からのオイルフィラーキャップの着脱を容易にでき、メンテナンス性を向上できる。

（３）オイル流出防止壁２５の前方側に、オイル排出用の開放部２８を設け、キャップ取付ボス部２１とオイル流出防止壁２５との間に形成される油溜空間（油溜まり部２７）の底面を、前方側を下り方向とする傾斜面とすることで、零れたオイルを前方側に案内して排出できるので、意図しない箇所、特に、タイミングベルト１０５の配置部等、オイルを嫌う箇所やオイルの拭き取りが困難な箇所へのオイルの流出を確実に防止できる。

（４）オイル流出防止壁２５の上端面２６を車両搭載時に略水平とすることで、ヘッドカバー１０が車両搭載時に傾斜して配置される場合でも、オイル流出防止壁２５におけるオイルが乗り越え易い部分の発生を回避して、意図しない箇所へのオイル流出を確実に防止できる。

（５）キャップ取付ボス部２１がヘッドカバー１０の中央よりも該ヘッドカバー１０の締結面１５が成す傾斜面の上り側で、かつクランク軸方向の一端側に形成される場合には、オイル流出防止壁２５を、前記一端側にあるヘッドカバー１０の端縁１０Ｃに略沿う方向に延びる突条リブ（部分２５Ｃ）として構成することにより、ヘッドカバー１０の端縁１０Ｃの部分の剛性が向上し、当該剛性向上によりヘッドカバー１０のシール面圧も向上する。しかも、突条リブの高さは、ヘッドカバー１０の中央側で高くなるので、オイル流出を防止する突条リブが、オイルフィラーキャップ２３を保護するリブや、オイルフィラーキャップ周辺の剛性を向上するリブとしても、有効に機能する。この結果、オイルフィラーキャップ周辺にオイル流出防止壁２５とは別の補強リブや保護リブを設ける必要がなくなり、形状の簡素化やコストダウンの効果が得られる。

なお、図示したヘッドカバー１０のレイアウトおよびオイル流出防止壁２５の形状は一例であり、この図示例に限定されない。図示の実施形態では、オイルフィラーキャップの前方と後方のオイル流出防止壁２５の高低差を大きくするために、オイル流出防止壁２５に段差を設けているが、図５に仮想線Ｓにより示されているように、オイル流出防止壁２５の上端を滑らかに一直線状に連続させてもよい。また、オイル流出防止壁２５の上端面２６は厳密な水平でなくともよく、略水平であってもよい。また、キャップ取付ボス部２１は、ヘッドカバー１０の締結面１５に対して垂直に延びるものに限られず、メンテナンス性向上のために、たとえば、前方に傾斜するようにしてもよい。

図６、図７は、本発明によるヘッドカバーの他の実施形態を示している。なお、図６、図７において、図３、図４に対応する部分は、図３、図４に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この実施形態では、キャップ取付ボス部２１を取り囲むオイル流出防止壁２５の他に、オイル流出防止壁２５の外側において、ヘッドカバー１０の端縁１０Ｃに沿って延在する補強用の突条リブ２９が、ヘッドカバー１０に一体成形されている。

この場合、突条リブ２９は、剛性向上効果に加え、オイル流出防止壁を二重構造とし、ヘッドカバー１０の端部側にもう一つの油溜まり部３０を画定する。これにより、意図しない箇所へのオイル流出を、更に確実に防止できる。キャップ取付ボス部２１はヘッドカバー締結面に対して垂直に延びるものに限られず、メンテナンス性向上のために、たとえば、前方に傾斜するようにしてもよい。

本発明によるヘッドカバーを有する内燃機関の要部の平面図である。 本発明によるヘッドカバーの一つの実施形態を示す斜視図である。 一つの実施形態によるヘッドカバーの要部の拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 一つの実施形態によるヘッドカバーの要部の拡大正面図である。 本発明によるヘッドカバーの他の実施形態を示す要部の拡大平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

符号の説明

１０ ヘッドカバー
１１ ボルトボス部
１２ ボルト通し孔
１３ 締結ボルト
１４ 上面部
１５ 締結面
２１ フィラーキャップ取付用ボス部
２２ オイル供給口
２３ オイルフィラーキャップ
２４ キャップ締付ねじ部
２５ オイル流出防止壁
２６ 上端面
２７ 油溜まり部
２８ オイル排出用開放部
２９ 突条リブ
３０ 油溜まり部
１００ 内燃機関
１０１ 吸気サージタンク
１０２ 吸気マニホルド
１０３ 排気マニホルド
１０４ 排気ガス再循環弁
１０５ タイミングベルト

Claims (6)

1. ヘッドカバーの機関本体との締結面が車両搭載時に水平面に対して傾斜して配置される内燃機関のヘッドカバーであって、
   内側にオイル供給口を有し、オイルフィラーキャップが着脱可能に取り付けられるキャップ取付ボス部の周囲にオイル流出防止壁が形成され、前記キャップ取付ボス部と前記オイル流出防止壁との間に前記キャップ取付ボス部を取り囲む油溜まり部が画定されており、
   前記締結面を基準とした前記オイル流出防止壁の上端位置までの高さが、前記締結面の傾斜下り側の前記オイル流出防止壁の方が傾斜上り側より高く、
   前記オイル流出防止壁は、前記締結面の傾斜下り側において前記キャップ取付ボス部の高さより高い部分を含み、前記締結面の傾斜上り側において前記キャップ取付ボス部の高さより低い部分を含むことを特徴とするヘッドカバー。
2. 前記締結面を基準とした前記オイル流出防止壁の上端位置までの高さが、前記締結面の傾斜の下り側に向かって高いことを特徴とする請求項１に記載のヘッドカバー。
3. 前記オイル流出防止壁の上端面が、車両搭載状態で、略水平となることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドカバー。
4. 前記オイル流出防止壁は、一部にオイル排出用開放部を有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のヘッドカバー。
5. 前記油溜まり部の底面は、車両搭載状態で、前記オイル排出用開放部へ向けて下り勾配を有することを特徴とする請求項４に記載のヘッドカバー。
6. 前記キャップ取付ボス部は、当該ヘッドカバーのクランク軸方向の一端近傍に形成されており、前記オイル流出防止壁は、前記ヘッドカバーのクランク軸方向の一端縁に沿って延在する部分を含んでいることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のヘッドカバー。

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