(57)【要約】【課題】シリンダヘッド上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止する。【解決手段】有蓋空間４ａにはチェーンカバーに対向する縁部にはデッキ部１０とカムキャップ１４との間が大きく開けられた間隙２８が形成されている。この位置はタイミングチェーン４０の上昇側である。したがって間隙２８では有蓋空間４ａ内に流入するブローバイガスのほとんどが通過する。この間隙２８とその近傍に向けヘッドカバー８の内面に形成された新気導入口８ｂから新気を流入させることでブローバイガスのほとんどを有蓋空間４ａ内に流入したタイミングで新気により希薄化できる。このため有蓋空間４ａ内にてブローバイガスや潤滑油の流れに淀みが生じたとしても、潤滑油に対しては希薄なブローバイガスが接触するのみであり、潤滑油の劣化が促進されることはない。【選択図】図２
2010024882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドカバーに覆われたシリンダヘッド上の有蓋空間に新気を導入することで前記有蓋空間内の換気を行う内燃機関のシリンダヘッド換気構造であって、
前記有蓋空間の縁部に形成し、前記有蓋空間内に流入するブローバイガスのほとんどが通過するブローバイガス流入口と、
前記ブローバイガス流入口又は前記ブローバイガス流入口近傍に向けて新気を前記有蓋空間内に流入させる新気導入口と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項２】
請求項１において、前記ブローバイガス流入口は、前記有蓋空間の縁部の幅方向における一部の領域を他の領域よりも深さ方向に大きく開放したことで形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記新気導入口は、前記ヘッドカバーの内面に形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記ブローバイガスはクランクケース側からシリンダヘッドに配置されたカムシャフトを駆動する回転伝達部材を覆う回転伝達部材カバーの内部空間をシリンダヘッドまで上昇してきたものであり、前記ブローバイガス流入口は前記回転伝達部材カバーの内部空間に対向する縁部に形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項５】
請求項４において、前記ブローバイガス流入口は、前記回転伝達部材カバーの内部空間に対向するカムキャップの幅を、前記カバーの内部内空間に対向する前記有蓋空間の縁部の幅よりも短くすることにより形成していることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記新気導入口は、循環運動する前記回転伝達部材がクランクケース側からシリンダヘッド側への方向に移動する側に配置されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項において、前記回転伝達部材はタイミングチェーン又はタイミングベルトであることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、前記有蓋空間は、前記シリンダヘッドがカムキャリアを介してヘッドカバーに覆われることで設けられており、前記カムキャリアに前記ブローバイガス流入口が形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドカバーに覆われたシリンダヘッド上の有蓋空間に新気を導入することで有蓋空間内の換気を行う内燃機関のシリンダヘッド換気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッド上に流れ出るブローバイガスによって潤滑油の劣化が促進されるのを防止するために、ヘッドカバーに覆われたシリンダヘッド上の有蓋空間内に流入したブローバイガスを新気にて希薄化して排出する内燃機関が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、チェーンケース側との間にオイルミスト遮蔽板を備えて、チェーン室から飛散する潤滑油の持ち去り量を抑制している。
【特許文献１】特開２０００−２６５８２１号公報（第３−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしブローバイガスについては、シリンダヘッド上での気流の淀みや潤滑油の淀みなどにより、潤滑油が高濃度のブローバイガスに接触している期間が長いと潤滑油の劣化が促進されるおそれがある。したがって早期にブローバイガスを希薄化する必要がある。このような早期の希薄化が必要とされるにもかかわらず、特許文献１では早期の希薄化が考慮されておらず、高濃度のブローバイガスによる潤滑油の劣化促進については解決されていない。
【０００４】
本発明は、シリンダヘッド上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造は、ヘッドカバーに覆われたシリンダヘッド上の有蓋空間に新気を導入することで前記有蓋空間内の換気を行う内燃機関のシリンダヘッド換気構造であって、前記有蓋空間の縁部に形成し、前記有蓋空間内に流入するブローバイガスのほとんどが通過するブローバイガス流入口と、前記ブローバイガス流入口又は前記ブローバイガス流入口近傍に向けて新気を前記有蓋空間内に流入させる新気導入口とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ブローバイガス流入口では、縁部から有蓋空間内に流入するブローバイガスのほとんどが通過する。このため、新気導入口が、このブローバイガス流入口又はブローバイガス流入口近傍に向けるようにして有蓋空間内に新気を流入させることで、ブローバイガスのほとんどは有蓋空間内に流入したタイミング、あるいはその直前又は直後に新気により希薄化されることになる。
【０００７】
したがって有蓋空間内のブローバイガスは、そのほとんどが既に希薄化された状態で流動することになる。このため有蓋空間内にてブローバイガスや潤滑油の流れに淀みが生じたとしても、潤滑油に対しては希薄なブローバイガスが接触するのみであり、潤滑油の劣化が促進されることはない。このようにしてシリンダヘッド上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止することが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項１において、前記ブローバイガス流入口は、前記有蓋空間の縁部の幅方向における一部の領域を他の領域よりも深さ方向に大きく開放したことで形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このようにブローバイガス流入口が深さ方向に縁部が大きく開放されて形成されていることにより、ほとんどのブローバイガスを有蓋空間内に流れ込む際に、ブローバイガス流入口を通過させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項１又は２において、前記新気導入口は、前記ヘッドカバーの内面に形成されていることを特徴とする。
このようにヘッドカバーの内面に新気導入口を形成することにより、有蓋空間の縁部に形成したブローバイガス流入口又はその近傍に新気を十分に供給でき、シリンダヘッド上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止することが可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項１〜３のいずれか一項において、前記ブローバイガスはクランクケース側からシリンダヘッドに配置されたカムシャフトを駆動する回転伝達部材を覆う回転伝達部材カバーの内部空間をシリンダヘッドまで上昇してきたものであり、前記ブローバイガス流入口は前記回転伝達部材カバーの内部空間に対向する縁部に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
このようにカムシャフトを駆動する回転伝達部材、具体的にはタイミングチェーンやタイミングベルトなどを覆っている回転伝達部材カバーの内部空間に対向する縁部に、ブローバイガス流入口を形成している。このことで、回転伝達部材カバーの内部空間を上昇してきたブローバイガスを有蓋空間内に流入するタイミングで直ちに希薄化することができる。したがってシリンダヘッド上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止することが可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項４において、前記ブローバイガス流入口は、前記回転伝達部材カバーの内部空間に対向するカムキャップの幅を、前記カバーの内部内空間に対向する前記有蓋空間の縁部の幅よりも短くすることにより形成していることを特徴とする。
【００１４】
このように回転伝達部材カバーの内部空間に対向しているカムキャップの幅を短くすることにより、容易にブローバイガス流入口を形成することができる。
請求項６に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項４又は５において、前記新気導入口は、循環運動する前記回転伝達部材がクランクケース側からシリンダヘッド側への方向に移動する側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
ブローバイガスは、循環する回転伝達部材との摩擦により、回転伝達部材がクランクケース側からシリンダヘッド側への方向に移動する側に大半が偏って流れる。したがって新気導入口が、回転伝達部材がクランクケース側からシリンダヘッド側への方向に移動する側に配置されていることにより、大半のブローバイガスが確実に有蓋空間内に流入する新気導入口とすることができる。このことによりほとんどのブローバイガスを早期に新気にて希薄化することができる。
【００１６】
請求項７に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項４〜６のいずれか一項において、前記回転伝達部材はタイミングチェーン又はタイミングベルトであることを特徴とする。
【００１７】
回転伝達部材としてはタイミングチェーン又はタイミングベルトを挙げることができる。
請求項８に記載の内燃機関のシリンダヘッド換気構造では、請求項１〜７のいずれか一項において、前記有蓋空間は、前記シリンダヘッドがカムキャリアを介してヘッドカバーに覆われることで設けられており、前記カムキャリアに前記ブローバイガス流入口が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このようにシリンダヘッドと組み合わされるカムキャリアにブローバイガス流入口を形成しても良く、前述した請求項１〜７のいずれかの作用・効果を生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態１］
図１，２に上述した発明が適用された内燃機関２のシリンダヘッド換気構造を示す。図１は内燃機関２において主としてシリンダヘッド４部分の概略構成を示す平面図、図２の(Ａ)はチェーンカバー６（回転伝達部材カバーに相当）を取り外した状態の左側面図、(Ｂ)は図１のＸ−Ｘ断面図である。尚、図２の(Ａ)及び(Ｂ)ではヘッドカバー８を装着した状態を表している。
【００２０】
シリンダヘッド４には外周を囲むデッキ部１０の内側に、ジャーナル軸受１２が形成されて、カムキャップ１４のボルト締結により吸気カムシャフト１６及び排気カムシャフト１８が回転可能に支持されている。
【００２１】
内燃機関２は４気筒ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンであり、ジャーナル軸受１２は各シリンダ２０，２２，２４，２６の配列方向にて、シリンダ２０〜２６間の位置と両側の位置とに合計で５ヶ所設けられ、これに対応して５つのカムキャップ１４が取り付けられている。
【００２２】
ここでチェーンカバー６に対向している最も前方のカムキャップ１４は、吸気カムシャフト１６側でデッキ部１０との間が通常のカムキャップ１４とデッキ部１０との間隔に比較して幅広い間隙２８を形成している。通常の幅は排気カムシャフト１８側に示す間隙３０のごとく、鋳造時などのシリンダヘッド４の成形誤差を考慮したものであり極めて狭い幅である。この幅広の間隙２８は、例えば狭い方の間隙３０の３〜６倍の幅である。他の４ヶ所のカムキャップ１４については、吸気カムシャフト１６側の間隙３２も排気カムシャフト１８側の間隙３４もいずれも上述した成形誤差を考慮したのみの狭い幅とされている。
【００２３】
このように、ヘッドカバー８に覆われたシリンダヘッド４上の有蓋空間４ａの縁部にて、吸気カムシャフト１６側にのみ、幅広の間隙２８が、チェーンカバー６に覆われた内部空間６ａに対向した状態で設けられている。
【００２４】
尚、吸気カムシャフト１６及び排気カムシャフト１８は、各カムシャフト１６，１８の先端に取り付けられたスプロケット３６，３８とタイミングチェーン４０（回転伝達部材に相当）とを介してクランクシャフトの回転に連動し、図２に示したごとく右回り(時計回り)に回転する。このためタイミングチェーン４０に対向している幅広の間隙２８は、循環するタイミングチェーン４０がクランクケース側からシリンダヘッド４側への方向に移動する側に配置されていることになる。したがってタイミングチェーン４０との摩擦により、クランクケース側から流出するブローバイガスのほとんどは、図２の(Ａ)に示すごとく吸気カムシャフト１６側からシリンダヘッド４上の有蓋空間４ａ内に向けて上昇し、幅広の間隙２８の位置に到達する。
【００２５】
ヘッドカバー８にはエアフィルタを介して導入された大気を新気として導入する新気導入経路８ａが形成されている。この新気導入経路８ａはヘッドカバー８内にて曲折形状をなしている。そしてヘッドカバー８に覆われたシリンダヘッド４上の有蓋空間４ａ内へ、新気導入口８ｂから新気を導入している。この新気導入口８ｂは、前述した幅広の間隙２８部分とその近傍とを新気導入位置２８ａとして設定して、新気導入位置２８ａの直上に配置されている。
【００２６】
したがってクランクケース側からチェーンカバー６の内部空間６ａを上昇してくるブローバイガスのほとんどは、幅広の間隙２８がブローバイガス流入口となってシリンダヘッド４上の有蓋空間４ａ内に流入するが、有蓋空間４ａの入り口部分にある新気導入位置２８ａにて、直ちに新気により希薄化される。
【００２７】
このように早期に希薄化されたブローバイガスは、図１に２点鎖線にて示すごとく、有蓋空間４ａ内を流れて、最終的に新気排出口４２に吸い込まれる。この新気排出口４２はシリンダヘッド４からシリンダブロックに貫通しており、シリンダブロックの下部にあるクランクケース内に新気を排出する。以後は、ＰＣＶ（ブローバイガス還元装置）を介して吸気管に戻される。
【００２８】
尚、新気排出口４２と排気カムシャフト１８との間にバッフルプレートを配置して、排気カムシャフト１８の回転時のオイルミストが新気排出口４２内に直接飛び込むのを防止するようにしても良い。
【００２９】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．有蓋空間４ａにてチェーンカバー６の内部空間６ａに対向する縁部の幅方向にて、一部の領域を、深さ方向に他の領域よりも大きく開放したことで幅広の間隙２８が形成されている。すなわちデッキ部１０とカムキャップ１４との間が大きく開けられた間隙２８が形成されている。このことにより間隙２８が有蓋空間４ａの縁部におけるブローバイガス流入口となって、有蓋空間４ａ内に流入するブローバイガスのほとんどが通過する。そしてヘッドカバー８の内面に形成された新気導入口８ｂが、この間隙２８とその近傍に向けるようにして有蓋空間４ａ内に新気を流入させることで、ブローバイガスのほとんどは有蓋空間４ａ内に流入したタイミングで新気により希薄化されることになる。
【００３０】
したがって有蓋空間４ａ内で流動しているブローバイガスはそのほぼ全てが希薄化された状態となる。このため有蓋空間４ａ内にてブローバイガスや潤滑油の流れに淀みが生じたとしても、潤滑油に対しては希薄なブローバイガスが接触するのみであり、潤滑油の劣化が促進されることはない。このようにしてシリンダヘッド４上に流入するブローバイガスの早期の希薄化により潤滑油の劣化促進を防止することが可能となる。
【００３１】
（ロ）．幅広の間隙２８とその近傍に設定した新気導入位置２８ａは、チェーンカバー６の内部空間６ａに対向し、タイミングチェーン４０がクランクケース側からシリンダヘッド４側へ上昇する方向に移動する側に配置されている。このためチェーンカバー６の内部空間６ａから有蓋空間４ａに流入するほとんどのブローバイガスを、確実に幅広の間隙２８から流入させることができ、ブローバイガスの早期かつ確実な希薄化により、潤滑油の劣化促進を効果的に防止することができる。
【００３２】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１においては、シリンダヘッド上に直接、カムシャフトを支持したが、図３に示すごとく、カムキャリア１０４上にカムシャフト１１６，１１８を支持しても良い。この場合、チェーンカバーの内部空間側に対向するカムキャップ１１４の幅を、カムキャリア１０４内における有蓋空間１０４ａの幅よりも狭くすることで、幅広の間隙１２８を形成する。このことにより、有蓋空間１０４ａ内へ流れ込む、ほとんどのブローバイガスが通過するブローバイガス流入口を形成することができる。このようなカムキャリア１０４を、シリンダヘッドとヘッドカバー１０８との間に介在させることにより、前記実施の形態１と同様な効果を生じさせることができる。
【００３３】
（ｂ）．前記実施の形態１にて示した図２おいては、タイミングチェーン４０が図示の右回りに循環するので、吸気カムシャフト１６側に幅広の間隙２８を形成してブローバイガス流入口とし、ここに新気導入位置２８ａを設定した。タイミングチェーン４０が左回りの場合には、排気カムシャフト１８側に幅広の間隙を形成してブローバイガス流入口とし、ここに新気導入位置を設定することで、前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。前記図３の実施の形態についても同様にタイミングチェーンが左回りの場合には、排気カムシャフト１１８側に幅広の間隙を形成してブローバイガス流入口とし、ここに新気導入位置を設定することで、前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。
【００３４】
（ｃ）．前記各実施の形態では、有蓋空間からの新気の排出は、新気排出口からシリンダヘッド及びシリンダブロックを介してクランクケース側へ排出していたが、この代わりにヘッドカバーに形成した排出通路から排出しても良い。この場合は新気排出位置の自由度が高められ、これに対応してブローバイガス流入口や新気導入口の形状や配置自由度も高められる。
【００３５】
（ｄ）．前記実施の形態の内燃機関は４気筒のガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンであったが、他の気筒数の内燃機関であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１のシリンダヘッドの概略構成を示す平面図。
【図２】同じくシリンダヘッドの左側面及び断面にて示す構成説明図。
【図３】他の実施の形態のカムキャリアの断面構成説明図。
【符号の説明】
【００３７】
２…内燃機関、４…シリンダヘッド、４ａ…有蓋空間、６…チェーンカバー、６ａ…内部空間、８…ヘッドカバー、８ａ…新気導入経路、８ｂ…新気導入口、１０…デッキ部、１２…ジャーナル軸受、１４…カムキャップ、１６…吸気カムシャフト、１８…排気カムシャフト、２０，２２，２４，２６…シリンダ、２８…間隙、２８ａ…新気導入位置、３０，３２，３４…間隙、３６，３８…スプロケット、４０…タイミングチェーン、４２…新気排出口、１０４…カムキャリア、１０４ａ…有蓋空間、１０８…ヘッドカバー、１１４…カムキャップ、１１６，１１８…カムシャフト、１２８…間隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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