JP7280159B2 - 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、ブローバイガスからオイルを補集するためのブローバイガス通路を備えている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することによって形成することが多いが、特許文献１には、ユニット化されたオイルセパレータが開示されている。

この特許文献１では、ケーシングの下面板に導入口を形成するにおいて、ケーシングの下面板の一部を下方に段落ちさせて凹部を形成し、この凹部の底板に導入穴を空けると共に、凹部に、多数の下向き溝が並列形成された遮蔽板部を配置している。従って、下方から導入穴には流れ込んだブローバイガスは、遮蔽板部に当たって水平方向に方向変換して、トンネル状の通路を流れてから遮蔽板部の上方に立ち昇るようになっている。

特許文献１では、動弁室から導入穴に入り込んだブローバイガスは、遮蔽板部に形成されたトンネル状の通路を流れてからケーシングの内部に放散するが、油分がトンネル状の通路の内面に付着しやすいため、油分の補集効果は高いと推測される。

特開２００７－１３８８２７号公報

特許文献１は、遮蔽板部での油分の補集効果は高いと推測されるが、遮蔽板部には細幅のトンネル状通路が並設されているため、ブローバイガスの流れ抵抗も大きくならざるを得ない。このため、ケーシングへのブローバイガスの流入性が悪くなって、結果として、装置全体として油分の補集能力をあまり向上できなくなることも懸念される。

また、ケーシングとは別体の遮蔽板部を製造してこれをケーシングに溶着等で固定せねばならないため、加工コストが嵩むという問題も懸念される。

本願発明は、このような現状を背景として成されたものであり、加工コストを抑制しつつ油分補集効果に優れたヘッドカバー装置を提供せんとするものである。

本願発明のヘッドカバー装置は、
「ヘッドカバーの内部に、当該ヘッドカバーの天板との間に間隔を開けた状態でバッフルプレートが配置されており、前記天板とバッフルプレートとの間の空間をブローバイガス通路と成しており、かつ、前記バッフルプレートには、ブローバイガスを前記ブローバイガス通路に導入する導入穴が空いており、下方から前記導入穴に流入したブローバイガスは方向変換して前記ブローバイガス通路に流れ込むようになっている」
という基本構成である。

そして、請求項１の発明は、上記基本構成において、
「前記ブローバイガス通路のうち前記導入穴を含むエリアに、前記導入穴から放出されたブローバイガスを一定方向に拡散させる平面視略台形状の拡散部が形成されており、
かつ、前記拡散部によって方向付けられたブローバイガスの流れ方向前方に、前記ブローバイガスを分流させる壁リブが、平面視において前記拡散部に向けて凹むように湾曲した形態にて形成されて、前記壁リブのうち一端と他端との間の中間部に、前記導入穴から向いて前後両側に突出したセンター突起が形成されている」
という構成が付加されている。

また、請求項２の発明は、上記基本構成において、
「前記拡散部の終端縁に、前記壁リブに向けて突出した一対のガイドリブが、先端に行くに従って互いの間隔が狭くなるように傾斜姿勢で配置されている一方、前記壁リブの左右両端には、前記拡散部の側に向けて突出したエンドリブを設けている」
という構成が付加されている。

本願発明において、壁リブ及びガイドリブは、ヘッドカバーに形成してもよいし、バッフルプレートに形成してもよい。或いは、両方に形成して互いに重ね合わせることも可能である。

本願発明では、導入穴から立ち昇ってきたブローバイガスは、略水平方向に方向変換して拡散部に入り込み、拡散部において流れに方向性を付与されて壁リブに向かい、壁リブに衝突する。従って、まず、壁リブへの衝突によってオイル補集が行われる。更に、壁リブに衝突したブローバイガスは、壁リブの後ろに回り込むように流れる。従って、ブローバイガスと壁リブとは接触性に優れていて、壁リブによって多くの油分を補集できる。

そして、導入穴から入り込んだブローバイガスは拡散部に流入するため、大きな流れ抵抗が発生することはなくて、ブローバイガス通路へのブローバイガスの流入性を向上できる。このように、ブローバイガスの流入性を損なうことなく、壁リブによって油分を大量に補集できる。また、壁リブは、ヘッドカバー又はバッフルプレートに一体に形成できるため、コストも抑制できる。

壁リブは拡散部の外側に配置されているため、拡散部の左右縁部と壁リブとの間の部分は幅狭の隘路になる。すると、ブローバイガスの流速を速めて、壁リブへの油分の付着性・補集性を向上させることができる。
また、実施形態のように壁リブにセンター突起を形成すると、壁リブの表面積を大きくして油分補集効果を向上できると共に、前後の分流を均等化できる利点がある。そして、センター突起に、ヘッドカバー又はバッフルプレートの成型時に突き出しピンを当てる機能を持たせることも可能であり、この場合は、突き出しのためのセンター突起を利用して、油分補集効果の向上を実現できる。

請求項２のように、ガイドリブとエンドリブとを形成すると、隘路の幅を更に小さくできると共に、ブローバイガス流路を大きく蛇行させることができる。従って、壁リブへの油分の補集性を更に向上できると共に、ガイドリブによっても油分を補集できる。従って、油分補集性能を更に向上できる。

実施形態の底面図である。 （Ａ）は事１の要部の拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視断面図である。 要部の破断斜視図である。

次に、本願発明の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に側を前、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).構造の説明
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、４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、４気筒用内燃機関のものである。ヘッドカバーはアルミダイキャスト製である。

ヘッドカバー１のうちイグニッションホール用筒体２の群よりも前側の部位に、油圧式のＶＶＴ装置（可変バルブタイミング装置）を制御するオイルコントロールバルブが装着されるＯＣＶ装着部３を左右に振り分けて形成している。更に、ヘッドカバー１のうち前部でかつ吸気側に寄った部位に、オイルフィラーキャップで塞がれるオイル注入部４を設けている。

ヘッドカバー１は、下向きに開口した概ね浅いトレー状の形態であり、周壁５と天板６とを備えている。そして、その内部に、図１に一点鎖線鎖線の平行斜線で示す形態のバッフルプレート７が装着されている。図２（Ｂ）に示すように、バッフルプレート７と天板６との間には間隔が空いている。そこで、ヘッドカバー１の外周部には、バッフルプレート７の外縁が重なる段部８が形成されて、ヘッドカバー１の内部には、バッフルプレート７が重なる下向きの仕切り壁９が形成されている。バッフルプレート７は、段部８及び仕切り壁９に溶着されている。

バッフルプレート７は、イグニッションホール用筒体２の群を挟んで吸気側に位置した部位と、イグニッションホール用筒体２の群を挟んで排気側に位置した部位と、両者を繋ぐ連結部とを備えており、イグニッションホール用筒体２の群を挟んで排気側に位置した部位に新気導入通路１０が形成されて、イグニッションホール用筒体２の群を挟んで吸気側に位置した部位にブローバイガス通路１１が形成されている。新気導入通路１０及びブローバイガス通路１１のいずれにも、通路を蛇行させるために下向きリブ１２ａ，１２ｂを形成している。

ヘッドカバー１の周壁５には、シリンダヘッド１３（図２（Ｂ）参照）に固定するためのフランジ１４が形成されている。そして、ヘッドカバー１のうち前寄りでかつ吸気側に寄った部位に、左右方向の外側に突出した底面視台形状の張り出し部１５を形成することにより、ブローバイガス通路１１に、左右方向の外向きにはみ出たブローバイガス導入部１６を形成しており、ブローバイガス導入部１６に位置したバッフルプレート７に、ブローバイガスの導入穴１７を空けている。なお、実施形態の導入穴１６は動弁室に開口させているが、シリンダヘッド１３に形成されたブローバイガス通路に連通させてもよい。

導入穴１７はブローバイガス導入部１６のうち左右外側に寄った端部に形成しているが、ブローバイガス導入部１６は底面視台形になっているため、ブローバイガス導入部１６には、ブローバイガス通路１１の本体部に向けて平面視（底面視）台形で広がる拡散部１６ａが形成されている。

そして、ブローバイガス通路１１のうち拡散部１６ａを挟んで導入穴１７と反対側の部位に、拡散部１６ａを流れてきたブローバイガスが衝突する壁リブ１８が形成されている。壁リブ１８は底面視及び平面視で拡散部１６ａに向けて凹むように緩い弓形に湾曲しており、前後両端に、周壁５に向いて突出したエンドリブ１９を形成している。壁リブ１８の前後中間部には、左右両側に（導入穴１６から向いて前後両側に）突出したセンター突起２０が形成されており、壁リブ１８の前後中間部は、左右のセンター突起２０により、全体として円形になっている。従って、この円形の部分を利用して、ダイキャストの型抜き時に突き出しピンで突き出すことができる。

他方、拡散部１６ａの開口縁には、壁リブ１８に向けて突出した前後一対のガイドリブ２１が形成されており、このガイドリブ２１は、先端に向けて互いの間隔が狭くなるように傾斜している。すなわち、前後のガイドリブ２１は、底面視及び平面視でハ字の姿勢を成している。

壁リブ１８とガイドリブ２１との間には間隔が狭まった隘路２２が形成されているが、ガイドリブ２１は壁リブ１８に向けて半島状に突出しているため、ブローバイガスは、ガイドリブ２１を巻いてＵターンするような状態で、拡散部１６ａからブローバイガス通路１１の本体部に流れていく。ブローバイガス通路１１の後端部に向けて流れたブローバイガスは、図示しない排出口に設けたＯＣＶバルブを介して吸気系に還流する。

(2).まとめ
導入穴１７からブローバイガス導入部１６に流入したブローバイガスは、拡散部１６ａよって前後方向に広がっていく。従って、ブローバイガスがブローバイガス導入部１６に流入するにおいて抵抗は発生せず、ブローバイガスの流入性に優れている。

そして、ブローバイガスは拡散部１６ａから壁リブ１８に向かい、壁リブ１８に衝突して前後方向に分流する。従って、壁リブ１８が邪魔板の作用を果たして、油分の補集を効率よく行える。この場合、実施形態のように壁リブ１８を弓形に湾曲させると、単なる平版である場合に比べて長さを長くして（表面積を大きくして）、油分補集量を増大できる利点がある。

壁リブ１８に衝突したブローバイガスは、前向きの流れと後ろ向きの流れとに分流し、隘路２２を通過してブローバイガス通路１１の本体部に流れ込む。この場合、ガイドリブ２１及びエンドリブ１９の存在により、ブローバイガスはガイドリブ２１を大きく巻くようにして流れるため、ブローバイガスはガイドリブ２１の全体に接触すると共に、エンドリブ１９にも強く接触する。従って、ガイドリブ２１とエンドリブ１９とは高い油分補集効果を発揮する。

また、壁リブ１８によって分流したブローバイガスのうち、前向きに流れたブローバイガスは、ブローバイガス通路１１の前部の袋部２３を経由して壁リブ１８の裏側に流れ、ブローバイガス通路１１を後ろ向きに流れていく。すなわち、前向きに流れたブローバイガスは、Ｕターンして後ろ向きに流れていく。従って、ブローバイガス通路１１の内面や壁リブ１８との接触機会が格段に高くなっており、その結果、油分補集効果は格段に高くなる。

他方、後ろ向きに流れたブローバイガスは、ガイドリブ２１とエンドリブ１９とのガイド作用によって、蛇行してからブローバイガス通路１１の本体部に流れるため、ガイドリブ２１及びエンドリブ１９によって高い油分補集効果が発揮される。

実施形態のように壁リブ１８を弓形に湾曲させると、ブローバイガスがガイドリブ２１の外面に沿って流れるようにガイドされるため、ブローバイガスを隘路２２にスムースに案内できる利点がある。すなわち、ブローバイガスを、ガイドリブ２１の周りに沿ってＵターンするような状態で隘路２２に導くことができるのであり、従って、ブローバイガスとガイドリブ２１との接触性を高めて油分補集効果を向上できる。

また、実施形態のように壁リブ１８の前後中間部にセンター突起２０を形成すると、壁リブ１８の表面積を大きくして油分補集効果を向上できると共に、前後の分流を均等化できる利点がある。そして、センター突起２０は既述のとおりダイキャスト成型時に突き出しピンを当てる機能も有しているが、突き出しのためのセンター突起２０を利用して、油分補集効果の向上を実現できる。

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、ブローバイガス導入部１６は必ずしもブローバイガス通路１１の前部に設ける必要はないのであり、ブローバイガス通路１１の前後略中間部に設けることも可能である。また、壁リブ１８は、拡散部１６ａに向けて開口したコ字形（或いはＵ形）やく字形、台形形などに形成することも可能である。

本願発明は、ヘッドカバー装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ ヘッドカバー
５ 周壁
６ 天板
７ バッフルプレート
８ 段部
９ 仕切り壁
１０ 新気通路
１１ ブローバイガス通路
１５ 張り出し部
１６ ブローバイガス導入部
１６ａ 拡散部
１７ 導入穴
１８ 壁リブ
１９ エンドリブ
２０ センター突起
２１ ガイドリブ
２２ 隘路

Claims (2)

1. ヘッドカバーの内部に、当該ヘッドカバーの天板との間に間隔を開けた状態でバッフルプレートが配置されており、前記天板とバッフルプレートとの間の空間をブローバイガス通路と成しており、かつ、前記バッフルプレートには、ブローバイガスを前記ブローバイガス通路に導入する導入穴が空いており、下方から前記導入穴に流入したブローバイガスは方向変換して前記ブローバイガス通路に流れ込むようになっている構成であって、
   前記ブローバイガス通路のうち前記導入穴を含むエリアに、前記導入穴から放出されたブローバイガスを一定方向に拡散させる平面視略台形状の拡散部が形成されており、
   かつ、前記拡散部によって方向付けられたブローバイガスの流れ方向前方に、前記ブローバイガスを分流させる壁リブが、平面視において前記拡散部に向けて凹むように湾曲した形態にて形成されて、前記壁リブのうち一端と他端との間の中間部に、前記導入穴から向いて前後両側に突出したセンター突起が形成されている、
   内燃機関のヘッドカバー装置。
2. ヘッドカバーの内部に、当該ヘッドカバーの天板との間に間隔を開けた状態でバッフルプレートが配置されており、前記天板とバッフルプレートとの間の空間をブローバイガス通路と成しており、かつ、前記バッフルプレートには、ブローバイガスを前記ブローバイガス通路に導入する導入穴が空いており、下方から前記導入穴に流入したブローバイガスは方向変換して前記ブローバイガス通路に流れ込むようになっている構成であって、
   前記ブローバイガス通路のうち前記導入穴を含むエリアに、前記導入穴から放出されたブローバイガスを一定方向に拡散させる平面視略台形状の拡散部が形成されており、かつ、前記拡散部によって方向付けられたブローバイガスの流れ方向前方に、前記ブローバイガスを分流させる壁リブが、平面視において前記拡散部に向けて凹むように湾曲した形態にて形成されており、
   更に、前記拡散部の終端縁に、前記壁リブに向けて突出した一対のガイドリブが、先端に行くに従って互いの間隔が狭くなるように傾斜姿勢で配置されている一方、前記壁リブの左右両端には、前記拡散部の側に向けて突出したエンドリブを設けている、
   内燃機関のヘッドカバー装置。

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