JP7038691B2 - 内燃機関のヘッドカバー装置 - Google Patents

Description

本願発明は、自動車用等の内燃機関において、オイル注入口が設けられていると共に内部にバッフルプレートが配置されたヘッドカバー装置に関するものである。

自動車用等の内燃機関において、ブローバイガスから油分を補集するブローバイガス通路をヘッドカバーに設けることは広く行われている。ブローバイガス通路は、ヘッドカバーの内部にバッフルプレートを装着して形成していることが多い。

他方、ヘッドカバーにオイル注入口を設けることも広く行われており、オイル注入口は、タイミングチェーンが配置されている前部に設けていることが多いが、この場合、オイル注入口の下方にＶＶＴ装置が配置されていると、ＶＶＴ装置の回転によって飛散したオイルミストがオイル注入口に入り込むことがあり、すると、オイルフィラーキャップが外れたまま運転している場合に、オイルミストが排気系に飛散して火災を引き起こしたり白煙を発生させたりするおそれがある。また、スラッジが発生しやすいという問題もある。

そこで、特許文献１には、バッフルプレートに、ＶＶＴ装置から飛散したオイルミストがオイル注入口に向かうことを阻止するオイル遮蔽部を設けることが開示されている。

特開２００９－２０９８６３号公報

特許文献１は、ブローバイガス通路や新気導入通路を形成するために必要なバッフルプレートを利用してオイル遮蔽部を形成するものであるため、部材点数の増加を招来することなくオイル注入口へのオイルの飛散を抑制できる利点を有するが、本願発明者が検討したところ、改善の余地が見られた。

例えば、ＶＶＴ装置の回転部は円形であってオイルは接線方向に飛散するが、特許文献１のオイル遮蔽部は平板状であるため、オイル遮蔽部によるＶＶＴ装置の囲い込み効果が低くて、オイルの飛散防止効果に限度がある問題があった。

また、機関を停止した状態でオイル注入口からオイルを注入するにおいて、オイルを勢い良く注入すると、オイル遮蔽部にオイルがつかえてオイル注入口から溢れるおそれもあった。これらの点への対応策としては、オイル遮蔽部の面積を大きくしたり、オイル遮蔽部とオイル注入口との間隔を広げたりすることが考えられるが、これらの対応策では、バッフルプレートが大型化したりヘッドカバーが大型化したりする新たな問題が発生するおそれがある。

本願発明はこのような現状を契機にして成されたものであり、バッフルプレートの一部をオイル遮蔽部として有効利用することは特許文献１の思想を踏襲しつつ、オイル飛散防止効果の向上やオイル注入性向上等を、スペースの有効利用を図った状態で実現しようとするものである。

本願発明のヘッドカバー装置は、
「ヘッドカバーとその内部に配置したバッフルプレートとを備えており、
前記ヘッドカバーのうちタイミングチェーンが配置される前部に、上方からオイルフィラーキャップで塞がれるオイル注入口が形成されており、前記オイル注入口の略下方部に、カム軸に連結されたＶＶＴ装置が配置されており、
かつ、前記バッフルプレートには、前記ＶＶＴ装置から飛散したオイルが前記オイル注入口に流入することを阻止するオイル遮蔽部を設けている」
という基本構成になっている。

そして、上記基本構成において、
「前記バッフルプレートのオイル遮蔽部に、前記ＶＶＴ装置の外周に添うように曲がった湾曲部と、前記オイル注入口の真下から外れた部位に位置したオイル逃がし穴とが形成されている」
という構成が付加されている。

本願発明は、様々に展開することができる。その一例として請求項２では、
「前記オイル遮蔽部の湾曲部に、前記ＶＶＴ装置の前端面の側に位置した下向きリブが形成されている」
という構成になっている。

さて、タイミングチェーンが噛合するスプロケットはＶＶＴ装置の外径よりも大径になっているが（そうでないと、スプロケットにタイミングチェーンを噛合させることができない）、本願発明では、他の展開例として、オイル遮蔽部に、スプロケットを上から覆うように曲がったスプロケット逃がし部を形成することができる。

本願発明では、オイル遮蔽部の湾曲部によってＶＶＴ装置が覆われるため、湾曲部をできるだけＶＶＴ装置に近づけつつ、ＶＶＴ装置と湾曲部との間隔を均等化できる。従って、ヘッドカバー内のスペースを有効利用した状態でオイルミストの飛散防止効果を向上できる。また、オイルの注入時には、オイルは湾曲部にガイドされてスムースに流下するため、オイル遮蔽部をオイル注入口にできるだけ近づけつつ、オイルの溢れ防止効果も向上できる。

また、オイル遮蔽部にオイル逃がし穴が空いているため、オイル遮蔽部をオイル注入口にできるだけ近づけることができるものでありながら、オイルを勢い良く注入してもオイルが溢れることを防止できるが、オイル逃がし穴はオイル注入口の真下からずれているため、機関の運転に際してオイルがオイル逃がし穴からオイル注入口に入り込むことはない。従って、スペースを有効利用してヘッドカバーの大型化を防止しつつ、オイル注入口へのオイル飛散防止効果を確保できると共に、オイルの注入性を向上できる。

請求項２のように、オイル遮蔽部の湾曲部に下向きリブを設けると、ＶＶＴ装置の外周面から飛散して湾曲部に当たったオイルが前向きに流れて再び飛散することを防止できる。従って、オイルの飛散防止効果を更に向上できる。また、機関の運転に際して、オイルはＶＶＴ装置の外周面から接線方向に飛散するのみならず、ＶＶＴ装置の端面からも放射方向に飛散するが、請求項２のように湾曲部に下向きリブを設けると、ＶＶＴ装置の端面から放射方向に飛散したオイルが湾曲部に当たって更に前方に飛散するという現象を防止できる。従って、この面でもオイル飛散防止効果を向上できる。

本願発明は、上記のとおり、オイル遮蔽部にスプロケット逃がし部を形成することが可能であるが、このように構成すると、オイル遮蔽部をできるだけバッフルプレートやタイミングスプロケットに近づけることができる。従って、ヘッドカバーのコンパクト化を図りつつ、オイル飛散防止効果を確実化してオイルフィラーキャップが離脱しても安全性を向上できると共に、オイル注入時の溢れ現象防止効果も確実化できる。

実施形態に係るヘッドカバー装置の底面図である。 シリンダヘッドを表示した底面図である。 ヘッドカバー装置の要部拡大底面図である。 （Ａ）はオイル遮蔽部を中心にした部分の底面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視図である。 （Ａ）はバッフルプレートの側面図、（Ｂ）は図４（Ｂ）の VB-VB視正面図である。 オイル遮蔽部の配置状態を後ろ側から見た斜視図である。 オイル遮蔽部の配置状態を示す横から見た斜視図である。

次に、本願発明を自動車用エンジンに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向（カム軸線方向）であり、左右方向は、クランク軸線及びボア軸線と直交した方向である。前と後ろは、タイミングチェーンが配置される側を前、ミッションケースが配置される側を後ろとしている。念のため、図１に方向を明示している。

(1).概要の説明
図１はヘッドカバー１の底面図であり、ヘッドカバー１には、３つのイグニッションホール用筒体２が前後方向に並べて形成されている。従って、本実施形態のヘッドカバー１は、３気筒用内燃機関のものである。ヘッドカバー１は、合成樹脂を材料にした射出成型法によって製造されているが、アルミダイキャスト品も採用できる。

ヘッドカバー１は、下向きに開口した浅いトレー状の形態であり、周壁３と天板４とを備えている。そして、ヘッドカバー１の前部に、オイル注入部５が手前に少しはみ出た状態で形成されており、オイル注入部５には、オイル注入口６が下向きに開口している。敢えて述べるまでもないが、オイル注入口６は図示しないオイルフィラーキャップで外側から塞がれる。

更に、ヘッドカバー１の内部に、天板４との間に間隔を開けた状態でバッフルプレート７が装着されている。バッフルプレート７は、イグニッションホール用筒体２を挟んで排気側に位置した第１部分８と、イグニッションホール用筒体２を挟んで吸気側に位置した第２部分９と、両者に繋がった前後の連結部１０とを有しており、第１部分８と天板４との間の空間を新気導入通路と成して、第２部分９と天板４との間の空間をブローバイガス通路と成している（図１（図６，７も参照）に示す符号１１はガスケットであり、ガスケット１１は、ヘッドカバー１における周壁３の下端面も覆っている。）。

そして、バッフルプレート７の第２部分９に、当該第２部分９を前方に延長させることにより、オイル注入口６の下方に延びるオイル遮蔽部１２を形成している。なお、図１，６，７において、バッフルプレート７の範囲を点線の平行斜線で表示している。

図２はシリンダヘッド１３とヘッドカバー１とを下方から見た底面図であり、この図に示すように、排気弁用ＶＶＴ装置１４と吸気弁用ＶＶＴ装置１５とが、シリンダヘッド１３の前方にはみ出た状態で配置されている。ＶＶＴ装置１４，１５には、スプロケット１６，１７とカム軸とが取り付けられており、スプロケット１６，１７とカム軸とを相対回転させることにより、バルブタイミングが調節される。

なお、図２において、符号１３ａは燃焼室の一部を構成する凹所を示し、符号１３ｂは吸気バルブを示し、符号１３ｃは排気バルブを示し、符号１３ｄは点火プラグを示している。

吸気弁用ＶＶＴ装置１５はオイル注入口６の下方に位置しているため、何等かの措置を施さないと、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の回転によって飛散したオイルがオイル注入口６に入り込む。そこで、バッフルプレート７の第２部分９に、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の上方に位置してオイル注入口６の下方に位置したオイル遮蔽部１２を設けている。

(2).オイル遮蔽部
図４から理解できるように、オイル遮蔽部１２は、概ねオイル注入口６の下方に位置した前板部１２ａと、吸気弁用１５スプロケットを上から跨ぐように延びる後部１２ｂとを有している。後部１２ｂは、平面視ではＹ形で側面視では下向きに開口したＵ形になっており、この後部１２ｂが、先に触れたスプロケット逃がし部になる。

前板部１２ａは請求項に記載した湾曲部に相当するもので、図５（Ｂ）や図６，７に示すように、その全体が、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の外周面に沿うように正面視で湾曲している。オイル遮蔽部１２には、オイル注入口６から流下したオイルを下方に逃がすオイル逃がし穴１９が空いている。オイル逃がし穴１９は、平面視でホームベース状の形態を成して、大部分は後部１２ｂに形成されている。逆に見ると、後部１２ｂは、オイル逃がし穴１９の存在によって平面視Ｙ形になっている。なお、後部１２ｂの基端は細幅になっているが、これは材料を節約するためである。

図４や図６のとおり、前板部１２ａの前端には下向きリブ２０を形成しており、かつ、下向きリブ２０は後ろ向きのサイド部２０ａを備えている。従って、下向きリブ２０は底面視でコ字形になっている。このため、前板部１２ａは高い剛性が付与されている。

また、前板部１２ａはヘッドカバー１に溶着されているが、図４（Ａ）や図６，７に示すように、前板部１２ａの左右両端部に、前板部１２ａをヘッドカバー１の段部２３（図６参照）に溶着するに際して円筒状のホーン２１の端面の一部が当たるホーン押さえ部２２を形成している。一対のホーン押さえ部２２はホーン２１の軸心を挟んで反対側に位置しているため、ホーン２１を前板部１２ａ及びヘッドカバーの段部２３に安定的に当てて的確に溶着できる。

以上のとおり、吸気弁用ＶＶＴ装置１５はオイル注入口６の下方においてオイル遮蔽部１２の前板部１２ａで覆われているため、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の回転によって飛散したオイルがオイル注入口６に流入することはない。従って、自動車の走行中にオイルフィラーキャップが外れなどしてオイル注入口６が空いたままエンジンか運転されても、オイルミストが排気マニホールドや触媒ケースなどの排気系に飛散することはなく、従って、火災が発生したり白煙が立ち昇ったりすることを防止できる。また、スラッジの発生のような不具合も防止できる。

そして、前板部１２ａは図５（Ｂ）のように吸気弁用ＶＶＴ装置１５の外周面に沿って湾曲しているため、前板部１２ａを全体に亙って吸気弁用ＶＶＴ装置１５に近づけることができ、その結果、ヘッドカバー１を大型化させることなくスペースを有効利用した状態でオイルの飛散防止効果を向上できる。

また、前板部１２ａに下向きリブ２０を設けているため、図５（Ｃ）に矢印で示すように、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の外周から飛散したオイルが前板部１２ａの下面に当たって前方に逃げ移動しても、下向きリブ２０に止められて下方に流下するため、勢いのついたオイルミストが前板部１２ａの前方に飛散することを防止できる。また、吸気弁用ＶＶＴ装置１５の端面から放射状に飛散したオイルがオイル注入口６に向かうことも、下向きリブ２０によって防止できる。

他方、オイルの注入時には、オイルが前板部１２ａの湾曲面にガイドされて下方にスムースに流れるため、オイル遮蔽部１２をオイル注入口６にできるだけ近づけつつ、オイルの流下を促進して溢れ現象を防止できる。更に、オイル遮蔽部１２にはオイル逃がし穴１９が開口しているため、オイルはオイル逃がし穴１９からも下方に流下する。これらが相まって、オイルを勢い良く注入しても、オイル注入口６から溢れ出る現象を的確に阻止できる。

なお、下向きリブ２０はオイル遮蔽部１２の剛性強化にも貢献している。下向きリブ２０で剛性が強化されたオイル遮蔽部１２がヘッドカバー１に溶着されているため、オイル遮蔽部１２が第２部分９から前方に長くはみ出た形態であっても、オイル遮蔽部１２が振動することはなくて、高い信頼性を確保できる。

特に、後部１２ｂが吸気弁用１５スプロケットを上から跨ぐＵ形に形成すると、オイル遮蔽部１２が振れ動きやすくなるが、本実施形態のようにオイル遮蔽部１２をヘッドカバー１に溶着すると、オイル遮蔽部１２の変形や振動をしっかりと防止できる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、実施形態では後部１２ｂをＹ型に形成したが、平面視で帯状に形成することも可能である。また、ＶＶＴ装置を覆う範囲は、オイルの飛散状態に合わせて適宜選択できる。実施形態では、前板部１８ａの全体を湾曲部と成したが、前板部１８ａの一部を湾曲部と成すことも可能である。

本願発明は、実際にヘッドカバーに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ ヘッドカバー
３ 周壁
４ 天板
５ オイル注入部
６ オイル注入口
７ バッフルプレート
８ 第１部分
９ 第２部分
１０ 連結部
１２ オイル遮蔽部
１２ａ 前板部（湾曲部）
１２ｂ 後部（スプロケット逃がし部）
１３ シリンダヘッド
１４ 排気弁用ＶＶＴ装置
１５ 吸気弁用ＶＶＴ装置
１７ 吸気弁用スプロケット
１９ オイル逃がし穴
２０ 下向きリブ

Claims (2)

1. ヘッドカバーとその内部に配置したバッフルプレートとを備えており、
   前記ヘッドカバーのうちタイミングチェーンが配置される前部に、上方からオイルフィラーキャップで塞がれるオイル注入口が形成されており、前記オイル注入口の略下方部に、カム軸に連結されたＶＶＴ装置が配置されており、
   かつ、前記バッフルプレートには、前記ＶＶＴ装置から飛散したオイルが前記オイル注入口に流入することを阻止するオイル遮蔽部を設けている構成であって、
   前記バッフルプレートのオイル遮蔽部に、前記ＶＶＴ装置の外周に添うように曲がった湾曲部と、前記オイル注入口の真下から外れた部位に位置したオイル逃がし穴とが形成されている、
   内燃機関のヘッドカバー装置。
2. 前記オイル遮蔽部の湾曲部に、前記ＶＶＴ装置の前端面の側に位置した下向きリブが形成されている、
   請求項１に記載した内燃機関のヘッドカバー装置。

Images