(57)【要約】      （修正有）【課題】事故時に人がボンネットに向けて倒れたときのダメージを低減することと、オイルの消費量抑制又は劣化防止を図ることとを、簡単な構造で実現する。【解決手段】ヘッドカバーに、その上端を構成する平坦状の基準上面部４よりも段落ちした凹部１１を形成し、凹部１１にオイルコントロールバルブ１２を配置する。オイルコントロールバルブ１２は基準上面部４の上に突出しないため、事故時にボンネット３０に人の身体（頭）が当たった場合、ボンネット３０の衝撃吸収機能を高めて人が受けるダメージを低減できる。上面板１とバッフルプレート２１とで換気通路２２を形成しているが、凹部１１の下方は絞り部２８になっているため、新気の流速を速めて換気性能を向上できる。【選択図】図４
2018162710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面板と周壁とを備えて下向きに開口したヘッドカバーの上面部でかつ外周寄りの部位に、バルブタイミングを制御するためのオイルコントロールバルブを配置しており、かつ、前記ヘッドカバーの内部のうち前記オイルコントロールバルブが配置された部位の下方に、ブローバイガス又は新気が流れる気体流路を形成している構成であって、
前記ヘッドカバーの上面板は、その上端面となる平坦状の基準上面部を有しており、前記上面板のうち前記オイルコントロールバルブが配置されている部位を、前記基準上面部よりも段落ちした凹部に形成することにより、前記オイルコントロールバルブの少なくとも一部を前記基準上面部よりも下方に位置させていると共に、前記気体流路には上下幅が小さくなった絞り部を形成している、
自動車用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ヘッドカバーの構造に特徴を有する自動車用内燃機関に関するものである。
【０００２】
内燃機関は、シリンダヘッドとその上面に固定されたヘッドカバーとを備えており、シリンダヘッドとヘッドカバーとで囲われた空間が動弁室になっている。シリンダヘッドには、吸気弁用カム軸と排気弁用カム軸とが平行に配置されており、両カム軸はタイミングチェーンで駆動されているが、ＶＶＴ装置（可変バルブタイミング装置）を設けて、カム軸の回転を早めたり遅らせたりすることにより、バルブの開閉タイミングを制御することも行われている。
【０００３】
ＶＶＴ装置は、大まかには、タイミングチェーンで駆動されるロータとカムを設けたカム軸との間にベーンを介在させた構成であり、油圧でベーンを回転させることにより、カム軸とロータとの位相を変化させている。従って、ＶＶＴ装置はベーンの回転を制御するオイルコントロールバルブを備えており、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）でオイルコントロールバルブを制御している。
【０００４】
そして、オイルコントロールバルブは、シリンダヘッドに取り付けることもあるが、熱害防止等のためにヘッドカバーに取り付けることも行われており、この場合は、一般に、オイルコントロールバルブをヘッドカバーの上面から突出させている（例えば特許文献１〜３）。
【０００５】
他方、内燃機関では、燃焼ガスがクランク室に吹き抜ける現象があり、クランク室に吹き抜けたブローバイガスは、シリンダブロック及びシリンダヘッドを貫通した通路を通って動弁室に送られて、ヘッドカバーの内部に形成されたブローバイガス通路（気液分離通路）を通ってから吸気系に還流している。
【０００６】
また、ブローバイガスの排出を容易にすると共にオイルの劣化を防止するために、動弁室及びクランク室は新気で換気されており、ヘッドカバーの内部には、新気が通る換気通路も形成されていることが多い。これら換気通路やブローバイガス通路は、ヘッドカバーの上面板からリブの群を下向きに突設すると共に、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されている（例えば特許文献４，５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３２０１６号公報
【特許文献２】特開１００８−０５０９５３号公報
【特許文献３】特開２００６−０１７０８５号公報
【特許文献４】特開２０１０−０９０８０２号公報
【特許文献５】特開２０１２−１７７３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、自動車（４輪乗用車）は、一般に、エンジンルームを前部に設けてこれをボンネットで覆っているのが一般的であるが、人と衝突する事故を起こして、人がボンネットの側に倒れて身体（特に頭）がボンネットに当たったときに、身体に対するダメージが極力小さくなるように、ボンネットが変形するように設定されている。
【０００９】
ヘッドカバーは機関の上端に配置されているので、ボンネットはヘッドカバーに当たって変形が止まるが、ボンネットの変形の度合いが大きいほど事故時に人が受けるダメージは小さくなるので、ボッネットとヘッドカバーとの間の間隔はできるだけ大きいのが好ましい。
【００１０】
しかし、従来のようにオイルコントロールバルブがヘッドカバーの上面から突出していると、ボンネットがヘッドカバーの上面に当たる前にオイルコントロールバルブに当たってしまうため、ボンネットの変形量が少なくなってボンネットによる衝撃緩衝作用が不十分になり、更に、ボンネットがオイルコントロールバルブの箇所で山形に変形して、身体がボンネットを介してオイルコントロールバルブに当たるような状態になるため、身体に対するダメージが大きくなるおそれがあった。
【００１１】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の内燃機関は、
「上面板と周壁とを備えて下向きに開口したヘッドカバーの上面部でかつ外周寄りの部位に、バルブタイミングを制御するためのオイルコントロールバルブを配置しており、かつ、前記ヘッドカバーの内部のうち前記オイルコントロールバルブが配置された部位の下方に、ブローバイガス又は新気が流れる気体流路を形成している」
という基本構成である。
【００１３】
そして、上記基本構成において、前記ヘッドカバーの上面板は、その上端面となる平坦状の基準上面部を有しており、前記上面板のうち前記オイルコントロールバルブが配置されている部位を、前記基準上面部よりも段落ちした凹部に形成することにより、前記オイルコントロールバルブの少なくとも一部を前記基準上面部よりも下方に位置させていると共に、前記気体流路には上下幅が小さくなった絞り部を形成している。
【００１４】
オイルコントロールバルブはケーブルを接続するためコネクタを備えているが、本願発明のオイルコントロールバルブは、これらコネクタも含む概念である。また、本願発明において、気体流路はブローバイガス通路であってもよいし、換気通路であってもよい。或いは、ブローバイガスと新気との両方が通る兼用通路とすることも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明では、硬い素材からなるオイルコントロールバルブは少なくも一部がヘッドカバーの基準上面部の下方に位置するように配置されているため、ボンネットの変形の程度を大きくして衝撃緩衝作用を高めることができると共に、ボンネットがオイルコントロールバルブの箇所で変形することを防止又は抑制して、身体の一部に強い衝撃が作用することを抑制できる。これらにより、事故時に人が受けるダメージを低減することができる。
【００１６】
そして、気体流路には絞り部が形成されているため、この絞り部の箇所でブローバイガス又は新気の流速を速くしてオイル分離性能や換気性能を向上でき、その結果、オイルの消費量抑制やオイル劣化の防止に貢献できるが、オイルコントロールバルブをずらし配置する凹部を利用して絞り部を形成するものであるため、構造を簡単化できる。
【００１７】
換言すると、オイルコントロールバルブをヘッドカバーの基準上面部よりも下方にずらして事故時に人が受けるダメージを低減することと、ブローバイガス又は新気の流速を速めてオイル消費量の低減又はオイル劣化低減を図ることとが、ヘッドカバーに形成された凹部を利用して行われるのであり、従って、より改善された内燃機関を簡単な構造で提供できる。
【００１８】
なお、排気弁の開閉タイミングを制御するＶＶＴ装置の場合、オイルコントロールバルブは熱害の影響を受けやすいためヘッドカバーの外側に配置せねばならないことがあり、従って、本願発明は、排気弁用ＶＶＴ装置を設けた内燃機関において特に好適であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るヘッドカバーの平面図である。
【図２】実施形態に係るヘッドカバーの斜視図である。
【図３】実施形態に係るヘッドカバーを裏返した状態での要部斜視図である。
【図４】（Ａ）は実施形態の要部拡大分離平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ヘッドカバーはクランク軸線方向に長い形態であり、シリンダヘッド（図示せず）に向けて下向きに開口したトレー状の形態を成している。従って、上面板１と外周壁２とを有している。外周壁２には、シリンダヘッドに固定するためのフランジ２ａを形成しており、フランジ２ａにはボルト挿入穴３を空けている。
【００２１】
ヘッドカバーの上面板１は、その略上端面を構成する平坦状の基準上面部４を有しており、長手中心線５に沿った部位に、基準上面部４から段落ちした形態の長手谷部６を形成して、この長手谷部６に、図２に示すように、４つのイグニッション装置挿入穴７を直列に形成している。従って、本実施形態の内燃機関は４気筒である。
【００２２】
イグニッション装置挿入穴７の内周縁には上下に突出した筒部８を形成しており、筒部８に、図１のようにイグニッション装置９を装着している。ヘッドカバーの上面板１のうち後部には、長手谷部６と同じ高さで段落ちしたリア段部６ａが形成されている。従って、長手谷部６とリア段部６ａとで平面視Ｔ形の形態を成している。
【００２３】
図１，２において、左側の短手側面部は、タイミングチェーンを覆うチェーンカバーが配置される部位であり、便宜的に、こらちを前と称して、右側の短手側面部を後ろと称する。また、図１，２を横長姿勢で見た状態で、上に位置した長手側面部が吸気側で、下に位置した長手側面部が排気側になっている。図１，２にはこれらを表示し、図３では排気側の文字のみを表示している。
【００２４】
ヘッドカバーの上面板１のうち、吸気側と前側とが連接したコーナー部の近傍にはオイル供給口１０を設けており、オイル供給口１０には、オイルフィラーキャップ１０ａが装着されている。
【００２５】
(2).オイルコントロールバルブ
ヘッドカバーの上面板１のうち排気側及び前側に寄った部位に、長手谷部６と同じ高さの凹部１１が段落ちした状態に形成されており、この凹部１１に、排気弁用ＶＶＴ装置のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１２が配置されている。図３，４に示すように、オイルコントロールバルブ１２は、円筒状のスプールハウジング１２ａに電磁弁（図示せず）を内蔵した構造であり、ハウジングの基端に雄型コネクタ１３を設けている。雄型コネクタ１３には雌型コネクタ１４が接続されており、雌型コネクタ１４は、ケーブルを介してＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット、図示せず）に電気的に接続されている。
【００２６】
図示は省略しているが、オイルコントロールバルブ１２のスプールハウジング１２ａには、ＶＶＴ装置のベーンを制御するための複数のオイルポートを設けており、電磁弁で動くスプール（弁体）でオイルの流れを制御することにより、ベーンを正逆回転させてカム軸の回転位相を制御するようになっている。
【００２７】
オイルコントロールバルブ１２は、基準上面部４及び凹部１１と略平行な姿勢で配置されており、弁体（スプール）を内蔵したスプールハウジング１２ａの相当部分は、凹部１１に突設した筒状部１５に挿入されている。従って、筒状部１５は全長に亙って開口している。また、オイルコントロールバルブ１２のスプールハウジング１２ａには、横向きのフランジ１２ｂが一体に又は後付けで設けられており、フランジ１２ｂが、筒状部１５の横に形成したボス部１６の端面にビス１２ｃで固定されている。従って、ボス部１６は筒状部１５と平行に形成されている。従って、ビス１２ｃも、スプールハウジング１２ａと平行な姿勢になっている。
【００２８】
オイルコントロールバルブ１２は、平面視において、ヘッドカバーの長手中心線５に対して４０度前後の角度で傾斜している。従って、筒状部１５も、平面視で、長手中心線５に対して４０度前後の角度で傾斜しており、雄型コネクタ１３は斜め後ろ方向に向いている。上面板１のうち筒状部１５を挟んで長手谷部６と反対側の部位は、基準上面部４よりも低くて凹部１１よりは少し高くなった中間段部１７になっている。筒状部１５の上端は、基準上面部４と略同じ高さになっている。従って、スプールハウジング１２ａの全体は基準上面部４よりも下に配置されている。
【００２９】
凹部１１には、オイルコントロールバルブ１２のスプールハウジング１２ａをできるだけ下に配置するため、断面円弧状の下向き溝１８を形成しており、下向き溝１８は、筒状部１５の下部と連続している。また、図示していないが、オイルコントロールバルブ１２のスプールハウジング１２ａには、図３に示す窓穴１９に露出した複数のオイルポートが軸方向に並んで形成されており、これらのオイルポートは、カムキャップ等に設けたヘッド側油路と直接に又は他の部材を介して間接的に連通している。
【００３０】
オイルコントロールバルブ１２の雄型コネクタ１３は、スプールハウジング１２ａの基端部から軸心と直交した方向に突出した固定部と、スプールハウジング１２ａの軸心と平行な電極部とでＬ形の形態を成しており、雄型コネクタ１３はできるだけ凹部１１に近くなるように寝た姿勢（フランジ１２ｂと同様の姿勢）に配置している。そして、オイルコントロールバルブ１２は、雌雄コネクタ１３，１４を含めた殆ど全体が基準上面部４よりも下に位置している。
【００３１】
(3).ブローバイガス通路及び換気通路
図３に部分的に示すように、ヘッドカバーの上面板１には下向きのリブ２０を多数形成しており、かつ、図４（Ｂ）に示すように、リブ２０に下方から重なるバッフルプレート２１が溶着等で固定されている。そして、長手谷部６を挟んで排気側の部位に、新気が流れる換気通路２２を形成して、長手谷部６を挟んで吸気側の部位に、ブローバイガスが流れるブローバイガス通路（気液分離通路）２３を形成している。
【００３２】
従って、換気通路２２及びブローバイガス通路２３は、その大部分が基準上面部４の下方に位置している。換言すると、基準上面部４とバッフルプレート２１とを構成要素として、換気通路２２とブローバイガス通路２３とが形成されている。
【００３３】
図１，２に示すように、換気通路２２には、ヘッドカバーの後部に位置した後ろ向きに開口した新気導入口２４が連通しており、この新気導入口２４に、新気導入ホース２４ａが接続されている。図４に示すように、換気通路２２は、その中途部から、新気導入ホース２４ａと反対側に向いた換気通路第１部分２２ａと、新気導入口２４の側に戻る換気通路第２部分２２ｂとに分岐しており、いずれかも動弁室に開口している。
【００３４】
他方、ブローバイガス通路２３は、ヘッドカバーの長手方向に長い形態であり、前部からブローバイガスが流入して、後部に設けた排出穴２５（図２参照）からＰＣＶホース２６を介して吸気系に還流する。図１のとおり、排出穴２５には、吸気系が負圧になったときに開くＰＣＶバルブ２７を装着しており、ＰＣＶホース２６はＰＣＶバルブ２７に接続されている。なお、バッフルプレート２１のうちブローバイガス通路２３の下面となる箇所には、ブローバイガスから分離したオイルを下方に落すためオイル滴下穴が複数個形成されている。
【００３５】
換気通路２２は、上面板１によって上面が規定されて、バッフルプレート２１で下面が規定されているが、バッフルプレート２１は平板構造であるため、図３，４のとおり、換気通路第１部分２２ａは、凹部１１の箇所で基準上面部４の箇所の上下幅Ｌ１よりも小さい上下幅Ｌ２の絞り部２８になっており、かつ、下向き溝１８の箇所では、更に上下幅寸法Ｌ３が小さくなった隘路２９になっている。
【００３６】
(4).まとめ
図４に示すように、ヘッドカバーの上方には、薄い鋼板等からなるボンネット３０が配置されており、事故によって人の身体（例えば頭）がボンネット３０に上から当たると、図４（Ｂ）に一点鎖線で示すように、ボンネット３０は衝撃によって下向きに沈み変形する。
【００３７】
この場合、オイルコントロールバルブ１２を構成するスプールハウジング１２ａは金属製であり、また、雌雄コネクタ１３，１４も硬い樹脂で構成されているため、オイルコントロールバルブ１２がヘッドカバーの基準上面部４よりも上に突出していると、人の身体がボンネット３０を介してオイルコントロールバルブ１２に当たってしまい、大きなダメージを受けるおそれがある。
【００３８】
これに対して本実施形態では、オイルコントロールバルブ１２は凹部１１に配置されていて殆ど全体が基準上面部４よりも下に位置しているため、ボンネット３０はヘッドカバーの基準上面部４に当たるまで大きく変形し、かつ、ボンネット３０を介してオイルコントロールバルブ１２に当たることはない。つまり、ボンネット３０の変形量が多くなることによって衝撃吸収性に優れていると共に、身体がボンネット３０の広い範囲で均等に支えられるため衝撃が身体の狭い範囲に集中することを防止できるのであり、これらにより、身体に対するダメージを大きく低減することができる。
【００３９】
また、図４（Ｂ）に示すように、バッフルプレート２１はフラットな構造であるため、凹部１１を形成すると、換気通路第１部分２２ａに絞り部２８が形成されて、換気通路第１部分２２ａから動弁室又はクランクケースに向かう新気の流速が速くなる。このため、新気の拡散性を高めるなどして、換気性能を向上できる。また、実施形態のように換気通路第２部分２２ｂをＵターン構造に形成すると、新気が換気通路第２部分２２ｂに流れる割合を大きくできるため、動弁室での換気のバランス調整も容易になる。
【００４０】
更に、オイルコントロールバルブ１２を平面視で長手中心線５に対して傾斜させると、ヘッドカバーを大型化することなく、スペースを有効利用してオイルコントロールバルブ１２の全体を平面視でヘッドカバーと重ね配置することができる。従って、雌雄コネクタ１３，１４やケーブルが熱害を排気側面部からの熱を受けることも抑制して、耐久性向上に貢献できる。
【００４１】
ブローバイガス通路の箇所に凹部を形成して、ブローバイガス通路に絞り部を形成することも可能である。この場合は、ブローバイガス通路を流れるブローバイガスの流速が速くなるため、ブローバイガスをリブ等に衝突させやすくして、気液分離性能を向上させることができる。
【００４２】
なお、実施形態のように長手谷部６と凹部１１とを連続させると、高圧水で洗浄した場合など、水を長手谷部６に残さずに排除できる利点がある。本願発明の適用対象は４気筒内燃機関には限らず、３気筒内燃機関などの様々な構造の内燃機関に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ヘッドカバーの上面板
２  ヘッドカバーの周壁部
４  基準上面部
５  長手中心線
６  長手谷部
１１  凹部
１２  ＶＶＴ装置のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
１２ａ  スプールハウジング
１３，１４  コネクタ
１５  筒状部
１８  下向き溝
２０  リブ
２１  バッフルプレート
２２  換気通路
２３  ブローバイガス通路
２８  絞り部
２９  隘路
【図１】
2018162710.tif 000003
【図２】
2018162710.tif 000004
【図３】
2018162710.tif 000005
【図４】
2018162710.tif 000006