JP5078718B2 - 内燃機関のブローバイガス通路 - 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ため，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多くなるという問題がある。

また，前記オイルセパレータ室においてブローバイガスから分離されたオイルは，再び，内燃機関における潤滑油に戻されるのであるが，前記オイルセパレータ室においては，クランクケースからのブローバイガスに含まれている水蒸気が凝縮し，この凝縮水が分離したオイルと一緒に潤滑油に戻されるから，潤滑油の劣化が早められるという問題もあった。

本発明は，これら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は，シリンダブロックの下部のクランクケースからシリンダヘッド上面のヘッドカバーにおけるオイルセパレータ室に至るブローバイガス通路を，前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドの内部を貫通するように形成しており，前記シリンダヘッド内の部分に，前記ブローバイガス通路の拡張室を，前記シリンダヘッドの内部に形成されている吸気ポート及び排気ポート並びに冷却水ジャケットとは非連通の状態で形成している内燃機関において，前記拡張室は，前記シリンダヘッドの側面に開口するように前記シリンダヘッドの内部に鋳抜きによって形成されていると共に，前記シリンダヘッドの側面への開口部は前記シリンダヘッドの側面にボルトで取付けられた吸気マニホールド又は排気マニホールドにて塞がれており，かつ，前記ブローバイガス通路の拡張室は２つの吸気ポート又は排気ポートの間に位置しており，前記ブローバイガス通路のうち前記拡張室からの出口通路を，前記拡張室を塞ぐマニホールドが取付けられたボルトを挟んだ両側に分岐させることにより，前記ブローバイガス通路のうち前記拡張室への入口通路と拡張室からの前記出口通路とがオフセットされている。

この構成によると，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，シリンダヘッドの内部に設けた拡張室に入るときに体積が膨張し，次いで，この拡張室から出て行くときに体積が収縮することで，オイルミストの分離作用を受けることにより，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促進することができるから，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し，また，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。

ところで，前記拡張室が設けられるシリンダヘッドは，内燃機関のうちでも温度が高い部分であることにより，前記オイルセパレータ室に至るブローバイガスは，前記拡張室内を通過することで温度が高くなって，前記オイルセパレータ室内における水蒸気の凝縮を減少することができるから，内燃機関における潤滑油の劣化を低減できる。

この場合，前記拡張室は，前記シリンダヘッドの鋳造と同時に，鋳抜きにて形成される。

この鋳抜きにより形成した拡張室のうちシリンダヘッドの側面に開口する部分を，吸気マニホールド又は排気マニホールドにて塞ぐことにより，更なるコストの低減を図ることができる。

また，本願発明では，拡張室からの出口通路が入口通路に対して分岐してオフセットされていることにより，ブローバイガスを前記拡張室内に停滞させることができて，ブローバイガスが拡張室内を真っ直ぐに吹き抜けることを回避できるから，オイルミストの分離性を向上できる。

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材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，この軸受け部材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が前記軸受け部材１１の上面１１ａに密接するように配設され，これら軸受け部材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，前記軸受け部材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による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，２つの吸気ポート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の第３通路１７ｃと，前記軸受け部材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。

すなわち，拡張室１８への入口通路である第２通路１７ｂは１本で，拡張室１８からの出口通路である第３通路１７ｃは２本に分岐している。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のから見て，図３に示すように，互いに重ならないように横方向にオフセットされている。また，図２に示すように，出口通路である２つの第３通路１７ｃは，吸気マニホールド７を取り付けるボルト９の両側を通るように分岐している。

また，図３に示すように，前記拡張室１８の一部はシリンダヘッド４の長手側面４ｃに向いた開口１８ｂになっており，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にて塞いだ構成であり，前記長手側面４ｃからの深さ寸法を，前記ヘッドボルト５の近く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。

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ている。

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。

前記軸受け部材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と軸受け部材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，前記軸受け部材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を介して互いに連通している。

換言すると，前記軸受け部材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横方向にオフセットされている。

なお，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，前記軸受け部材１１の上面１１ａに設けるという構成にするか，或いは，前記下面１２ｂと上面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。

以上の構成において，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から前記拡張室１８内に流入し，この拡張室１８内から二本（複数本）の第３通路１７ｃに分岐するときに，前記拡張室１８室内において，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。

また，前記第２通路１７ｂより前記拡張室１８内に流入するブローバイガスは，その一部が，図１に矢印Ａで示すように，前記隆起部１９に吹き当たって，図１に矢印Ｂで示すように，横向きに偏流されることにより，前記拡張室１８内に渦流を発生させることができるから，この渦流によるオイルミストの分離作用を受ける。

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，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。

また，前記ブローバイガス通路１７のうち前記第２通路１７ｂと，前記第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向上できる。

更にまた，前記ブローバイガス通路１７のうち前記第２通路１７ｂと前記複数の第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されていることにより，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，前記第４通路１７ｄと前記第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ト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。

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。

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 軸受け部材
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（入口通路）
１７ｃ 第３通路（出口通路）
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 (1)

1. シリンダブロックの下部のクランクケースからシリンダヘッド上面のヘッドカバーにおけるオイルセパレータ室に至るブローバイガス通路を，前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドの内部を貫通するように形成しており，前記シリンダヘッド内の部分に，前記ブローバイガス通路の拡張室を，前記シリンダヘッドの内部に形成されている吸気ポート及び排気ポート並びに冷却水ジャケットとは非連通の状態で形成している内燃機関において，
   前記拡張室は，前記シリンダヘッドの側面に開口するように前記シリンダヘッドの内部に鋳抜きによって形成されていると共に，前記シリンダヘッドの側面への開口部は前記シリンダヘッドの側面にボルトで取付けられた吸気マニホールド又は排気マニホールドにて塞がれており，
   かつ，前記ブローバイガス通路の拡張室は２つの吸気ポート又は排気ポートの間に位置しており，前記ブローバイガス通路のうち前記拡張室からの出口通路を，前記拡張室を塞ぐマニホールドが取付けられたボルトを挟んだ両側に分岐させることにより，前記ブローバイガス通路のうち前記拡張室への入口通路と拡張室からの前記出口通路とがオフセットされている，
   内燃機関のブローバイガス通路。