JP5055188B2 - 内燃機関のブローバイガス通路構造 - Google Patents

Description

本発明は，内燃機関において，シリンダブロック下部におけるクランクケース内のブローバイガスを，ヘッドカバーに設けたオイルセパレータ室に導くためのブローバイガス通路構造に関するものである。

最近の内燃機関においては，そのシリンダヘッドの上面における動弁機構室を覆うヘッドガバーにオイルセパレータ室を設け，このオイルセパレータ室内に，クランクケース内のブローバイガスをブローバイガス通路を介して導入し，オイルミストを分離したのち吸気系等のブローバイガス処理部に送り込むように構成している。

この場合，従来におけるブローバイガス通路は，例えば，特許文献１〜５等に記載されているように，シリンダブロック及びシリンダヘッドの内部に，これらをシリンダ軸線の方向に貫通して直線的に延びるように設けるという構成にしている。
特開平１０−３１７９４０号公報 特開平８−９３４３６号公報 特開平６−１０６４５号公報 実開平１−８８０１２号公報 実開平３−７３６０６号公報

しかし，前記従来のブローバイガス通路は，前記特許文献１〜５等に記載されているように，シリンダ軸線に沿って実質的に直線的に延びる構成であり，このブローバイガス通路内でのオイルミストの分離は殆ど行われないことにより，前記オイルセパレータ室からブローバイガスと一緒に排出されるオイルミストが，前記ブローバイガス通路内でオイルミストの分離が殆ど行われない分だけ多くなるという問題がある。

本発明は，この問題を解消したブローバイガス通路を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「下部にクランクケースを備えたシリンダブロック，上面にカム軸用の軸受け部を備えたシリンダヘッド，前記軸受け部の上面の軸受けキャップ体，及び，前記シリンダヘッドの上面を覆うヘッドガバーを備え，前記ヘッドカバーに，ブローバイガスに対するオイルセパレータ室を設けて成る内燃機関のブローバイガス通路構造において，
前記クランクケースから前記オイルセパレータ室に至るブローバイガス通路が，前記シリンダブロック，前記シリンダヘッド，前記軸受け部及び前記軸受けキャップ体の内部に設けられ，このブローバイガス通路は，前記シリンダヘッドにおいて前記シリンダブロック側からの通路が複数の通路に分岐し，この分岐した複数の通路が前記軸受け部を貫通する構成であり，更に，前記軸受け部を貫通する複数の通路が，前記軸受け部と前記軸受けキャップ体との接合面に設けた凹み部において前記軸受けキャップ体を貫通して前記オイルセパレータ室に至る通路に合流する構成であり，更に，前記軸受け部の上面に開口する複数の通路が，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成されている。」
ことを特徴としている。

また，本発明における請求項２は，
「前記前記請求項１の記載において，前記軸受け部が，前記シリンダヘッドと別体に構成されており，この軸受け部を貫通する複数の通路が，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成されている。」
ことを特徴としている。

請求項１の構成によると，クランクケースからオイルセパレータ室に至るブローバイガスは，先ず，シリンダヘッドにおいてシリンダブロック側からの通路が複数の通路に分岐するときに，流れの方向変換，内壁面への衝突及び体積の膨張収縮等によるオイルミストの分離作用を受ける。

次いで，前記ブローバイガスは，軸受け部と軸受けキャップ体との接合面の凹み部内において複数の通路から通路に合流するときに，流れの方向変換，ブローバイガス同士の衝突，内壁面への衝突及び体積の膨張収縮等によるオイルミストの分離作用を受ける。

しかも，前記ブローバイガス通路は，その途中で複数の通路に分岐し，更に，この複数の通路を合流するという構成であることにより，ピストンの往復動に起因しての脈動を有するブローバイガスは，脈動が同じ位相のままで複数に分岐され，そして，この複数に分岐されたブローバイガスが，前記合流箇所において，脈動が同じ位相のままで，激しく衝突することにより，換言すると，前記合流箇所におけるブローバイガス同士の衝突が激しくなるから，オイルミストの分離作用をより促進できる。

これらが相俟って，前記ブローバイガス通路内でのオイルミストの分離を，前記した従来の場合よりも大幅に向上できるから，前記オイルセパレータ室からブローバイガスと一緒に排出されるオイルミストを確実に低減できる。

また，前記ブローバイガス通路内でのオイルミストの分離を促進できることにより，前記オイルセパレータ室を，簡単な構成にできるか，又は小型化できる利点がある。

しかも，前記複数の通路からオイルセパレータ室への通路に合流することを，軸受け部と軸受けキャップ体との接合面の凹み部にて行うことにより，その合流を加工容易な簡単な構成で実現できる。

また，請求項１によると，前記軸受け部の上面に開口する複数の通路が，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成されていることで，ブローバイガスは，凹み部に入るときにより大きく体積膨張できることにより，この体積膨張によってもオイルミストの分離を図ることができるとともに，ブローバイガスが凹み部に入るときの速度が早くなり，前記凹み部内での流れの方向変換，ブローバイガス同士の衝突，内壁面への衝突及び体積の膨張収縮等によるオイルミストの分離作用を更に向上できるから，前記したブローバイガス通路内でのオイルミストの分離を大幅に促進できる。

更にまた，請求項２に記載したように，軸受け部を，シリンダヘッドと別体に構成し，この軸受け部を貫通する複数の通路を，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成することにより，前記軸受け部をダイキャスト又は鋳造するときに，この軸受け部に貫通して設ける前記複数の通路における抜き勾配を大きく設定できるから，中子型を使用することなく，型抜きによって容易に低コストで形成することができる。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図３の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，内部に複数のシリンダボア２をクランク軸線３の方向に一列状に設けて成るシリンダブロックを，符号４は，前記シリンダブロック１の上面１ａにその各シリンダボア２の頂部を塞ぐように配設したシリンダヘッドを各々示し，前記シリンダブロック１における下部には，図示していないが，クランクケースが設けられている。

前記シリンダヘッド４は，その下面４ｂが前記シリンダブロック１の上面１ａに密接し，前記クランク軸線３の左右両側のうち前記各シリンダボア２の間の部位に配設した複数本のヘッドボルト５により，前記シリンダブロック１に対して締結されている。

なお，前記シリンダブロック１の上面１ａと，前記シリンダヘッド４の下面４ｂとの間には，図示していないが，シール用のガスケットが設けられている。

前記シリンダヘッド４の内部には，前記シリンダボア２内への吸気ポート６が，当該シリンダヘッド４のうち前記クランク軸線３と平行に延びる長手側面４ｃに開口するように形成され，前記長手側面４ｃには，エアクリーナ（図示せず）からの新規空気を前記各吸気ポート６に分配するための吸気マニホールド７が，そのフランジ部８を複数本のボルト９にて締結することにより，着脱可能に取付けられている。

更に，前記シリンダヘッド４の上面４ａには，吸気弁用カム軸１０及び排気弁用カム（図示せず）の下半分を軸支するための軸受け部１１が，その下面１１ｂが前記シリンダヘッド４の上面４ａに密接するように配設され，この軸受け部１１の上面１１ａには，前記吸気弁用カム軸１０の上半分に対する軸受けキャップ体１２が，その下面１２ｂが前記軸受け部１１の上面１１ａに密接するように配設され，これら軸受け部１１及び軸受けキャップ体１２は，これらを同時に貫通する複数本のボルト１３により前記シリンダヘッド４に対して締結されている。

また，前記軸受け部１１には，前記シリンダヘッド４における上面の全体を覆うためのヘッドカバー１４が，複数本のボルト１５により締結にて着脱可能に取付けられており，このヘッドカバー１４には，前記吸気マニホールド７等のブローバイガス処理部へのブローバイガス出口１６′を備えて成るオイルセパレータ室１６が設けられている。

そして，符号１７は，前記シリンダブロック１の下部におけるクランクケース内のブローバイガスを前記ヘッドカバー１４におけるオイルセパレータ室１６に導くためのブローバイガス通路を示す。

このブローバイガス通路１７は，前記各吸気ポート６間の部分を，前記シリンダボア２における軸線２ａに沿って延びる構成であり，前記シリンダブロック１の内部にその上面１ａに開口するように形成した一本の第１通路１７ａと，前記シリンダヘッド４の内部にその下面４ｂに開口するように形成した一本の第２通路１７ｂと，前記シリンダヘッド４の内部にその上面４ａに開口するように形成した二本（複数本）の第３通路１７ｃと，前記軸受け部１１の内部にその上面１１ａ及び下面１１ｂに開口するように貫通して形成した二本（複数本）の第４通路１７ｄと，前記軸受けキャップ体１２の内部にその上面１２ａに開口するように形成した一本の第５通路１７ｅとによって構成されている。

前記シリンダブロック１における一本の第１通路１７ａと，前記シリンダヘッド４における一本の第２通路１７ｂとは，シリンダブロック１とシリンダヘッド４との接合面において互いに連通している。

前記シリンダヘッド４における一本の第２通路１７ｂと，二本（複数本）の第３通路１７ｃとは，前記シリンダヘッド４の内部のうち各吸気ポート６間の部位に形成された拡張室１８に連通することにより，前記シリンダヘッド４における拡張室１８において，一本の第２通路１７ｂから二本（複数本）の第３通路１７ｃに分岐するという構成である。

この場合，前記一本の第２通路１７ｂと，前記二本（複数本）の第３通路１７ｃとは，前記シリンダボア２の軸線２ａの方向から見て，図３に示すように，互いに重なることなく，互いに横方向にオフセットするという構成になっている。

また，前記拡張室１８は，その一部が前記長手側面４ｃに開口１８ｂしており，この開口１８ｂを前記吸気マニホールド７におけるフランジ部８にて塞ぐという構成であり，前記長手側面４ｃからの深さ寸法を，前記ヘッドボルト５に至るように深くすることにより，当該拡張室１８における内容積の拡大と，シリンダヘッド４における軽量化とを図るように構成している。

しかも，この拡張室１８は，前記シリンダヘッド４を鋳造するときに，同時に，前記長手側面４ｃからの中子型を使用した鋳抜きによって形成されるが，シリンダヘッド４の鋳造後における機械加工にて形成することもできる。

更にまた，前記拡張室１８の内部には，前記シリンダボア２の軸線２ａの方向から見て，図３に示すように，前記一本の第２通路１７ｂの一部に，適宜寸法Ｓだけ覆い重なる（オーバーラップ）ようにした隆起部１８ａが設けられ，前記第２通路１７ｂから前記拡張室１８内に流入するブローバイガスの一部が，前記隆起部１８ａに吹き当たるように構成している。

前記軸受け部１１を貫通する二本（複数本）の第４通路１７ｄは，図２に示すように，その下面１１ｂから上面１１ａに向かって先細のテーパー状であり，前記シリンダヘッド４における二本（複数本）の第３通路１７ｃに，シリンダヘッド４と軸受け部１１との接合面において互いに連通している。

前記軸受けキャップ体１２における一本の第５通路１７ｅは，軸受けキャップ体１２の上面１２ａにおいて前記オイルセパレータ室１６に連通するという構成であり，この一本の第５通路１７ｅと，前記軸受け部１１における二本（複数本）の第４通路１７ｄとは，前記軸受けキャップ体１２の下面１２ｂに設けた凹み部１９において互いに連通している。

換言すると，前記軸受け部１１における二本（複数本）の第４通路１７ｄは，前記凹み部１９内において，前記軸受けキャップ体１２における一本の第５通路１７ｅに合流している。

この場合においても，前記一本の第５通路１７ｅと，二本（複数本）の第４通路１７ｄとは，前記シリンダボア２の軸線２ａの方向から見て，互いに重なることなく，互いに横方向にオフセットするという構成になっている。

また，前記凹み部１９は，前記軸受けキャップ体１２の下面１２ｂに設けることに代えて，前記軸受け部１１の上面１１ａに設けるという構成にするか，或いは，前記軸受けキャップ体１２の下面１２ｂと，前記軸受け部１１の上面１１ａとの両方に跨がって設けるという構成にすることができる。

この構成において，シリンダブロック１の下部におけるクランクケース内のブローバイガスは，ブローバイガス通路１７を介してヘッドカバー１４におけるオイルセパレータ室１６に導かれる。

この場合，前記オイルセパレータ室１６へのブローバイガスは，先ず，シリンダヘッド４においてシリンダブロック１における第１通路１７ａに連通する第２通路１７ｂから二本（複数本）の第３通路１７ｃに分岐するときに，流れの方向変換，内壁面への衝突及び体積の膨張収縮等によるオイルミストの分離作用を受けるとともに，前記シリンダヘッド４からの熱伝達によって温度が高くなる。

次いで，前記オイルセパレータ室１６へのブローバイガスは，前記二本（複数本）の第３通路１７ｃに連通する二本（複数本）の第４通路１７ｄから第５通路１７ｅに凹み部１９で合流するときにも，流れの方向変換，内壁面への衝突及び体積の膨張収縮等によるオイルミストの分離作用を受ける。

これにより，前記ブローバイガス通路１７内でのオイルミストの分離を促進することができる。

この場合，前記軸受け部１１を貫通してその上面に開口する二本（複数本）の第４通路１７ｄは，前記凹み部１９に向かって先細のテーパー状であることにより，前記凹み部１９内での体積膨張が増大し，オイルミストの分離性をより向上できる一方，前記軸受け部１１をダイキャスト又は鋳造するときに，この軸受け部１１に貫通して設ける前記第４通路１７ｄを，中子型を使用することなく，型抜きによって形成できる。

なお，前記軸受け部１１を貫通する各第４通路１７ｄにおけるテーパー角度θは，型抜きのために５度以上にすることが好ましい。

また，前記ブローバイガス通路１７のうち前記シリンダヘッド４の内部における第２通路１７ｂと，第３通路１７ｃとは，前記シリンダヘッド４の内部に形成した拡張室１８を介して連通しており，換言すると，前記第２通路１７ｂは，前記拡張室１８で二本（複数本）の第３通路１７ｃに分岐していることにより，前記第２通路１７ｂからのブローバイガスは，前記拡張室１８内に向かって大きく体積膨張し，この拡張室１８内から前記第３通路１７ｃに向かって大きく体積収縮するから，オイルミストの分離性をより向上することができる。

更にまた，前記ブローバイガス通路１７のうち前記シリンダヘッド４における第２通路１７ｂと複数の第３通路１７ｃとは，シリンダボア２の軸線２ａの方向から見て，互いに重なることなく，互いに横方向にオフセットしていることにより，前記第２通路１７ｂからのブローバイガスが前記拡張室１８内においてオイルミスの分離作用を受けることなく前記第３通路１７ｃに吹き抜けることを確実に回避できるから，前記高い分離性を確保できる。

加えて，前記軸受け部１１における第４通路１７ｄと前記軸受けキャップ体１２における第５通路１７ｅとは，同様に，シリンダボア２の軸線２ａの方向から見て，互いに重なることなく，互いに横方向にオフセットしていることにより，前記第４通路１７ｄからのブローバイガスが前記凹み部１９内においてオイルミスの分離作用を受けることなく前記第５通路１７ｅに吹き抜けることを確実に回避できるから，前記高い分離性を確保できる。

なお，前記実施の形態は，前記ブローバイガス通路１７及び前記拡張室１８を，前記各シリンダボア２への吸気ポート６間の部分に，前記拡張室１８の一部が吸気側の長手側面４ｃに開口するように設けて，前記拡張室１８における開口１８ｂを，前記吸気側の長手側面４ｃに取付く吸気マニホールド７にて塞ぐように構成した場合であったが，本発明は，これに限らず，前記ブローバイガス通路１７及び前記拡張室１８を，温度が吸気ポート側よりも更に高い，各シリンダボア２からの排気ポート間の部分に，前記拡張室１８の一部が排気側の長手側面に開口するように設けて，前記拡張室１８における開口１８ｂを，前記排気側の長手側面に取付く排気マニホールドにて塞ぐという構成にすることができる。

また，前記実施の形態は，前記軸受け部１１を，前記シリンダヘッド４とは別体にして，これを前記シリンダヘッド４に対して締結するという構成にした場合であったが，本発明はこれに限らず，前記軸受け部１１をシリンダヘッド４と一体の構成にしても良く，この場合には，前記二本（複数本）の第３通路１７ｃ及び第４通路１７ｄとの両方を，前記凹み部１９に向かって先細のテーパー状に構成する。

本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視断面図である。 図１のIII −III 視平断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ シリンダボア
２ａ シリンダボアの軸線
３ クランク軸線
４ シリンダヘッド
４ａ シリンダヘッドの上面
４ｂ シリンダヘッドの下面
４ｃ シリンダヘッドの長手側面
５ ヘッドボルト
６ 吸気ポート
７ 吸気マニホールド
８ フランジ部
１０ 吸気弁用カム軸
１１ 軸受け部
１２ 軸受けキャップ体
１４ ヘッドカバー
１６ オイルセパレータ室
１７ ブローバイガス通路
１７ａ 第１通路
１７ｂ 第２通路
１７ｃ 第３通路
１７ｄ 第４通路
１７ｅ 第５通路
１８ 拡張室
１８ａ 拡張室の隆起部
１８ｂ 拡張室の開口
１９ 凹み部

Claims (2)

1. 下部にクランクケースを備えたシリンダブロック，上面にカム軸用の軸受け部を備えたシリンダヘッド，前記軸受け部の上面の軸受けキャップ体，及び，前記シリンダヘッドの上面を覆うヘッドガバーを備え，前記ヘッドカバーに，ブローバイガスに対するオイルセパレータ室を設けて成る内燃機関のブローバイガス通路構造において，
   前記クランクケースから前記オイルセパレータ室に至るブローバイガス通路が，前記シリンダブロック，前記シリンダヘッド，前記軸受け部及び前記軸受けキャップ体の内部に設けられ，このブローバイガス通路は，前記シリンダヘッドにおいて前記シリンダブロック側からの通路が複数の通路に分岐し，この分岐した複数の通路が前記軸受け部を貫通する構成であり，更に，前記軸受け部を貫通する複数の通路が，前記軸受け部と前記軸受けキャップ体との接合面に設けた凹み部において前記軸受けキャップ体を貫通して前記オイルセパレータ室に至る通路に合流する構成であり，更に，前記軸受け部の上面に開口する複数の通路が，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成されていることを特徴とする内燃機関のブローバイガス通路構造。
2. 前記請求項１の記載において，前記軸受け部が，前記シリンダヘッドと別体に構成されており，この軸受け部を貫通する複数の通路が，前記凹み部に向かって先細のテーパー状に構成されていることを特徴とする内燃機関のブローバイガス通路構造。