(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関のヘッドカバーに関し、内燃機関の小型・軽量化を実現しつつ、ブローバイガスとオイルとの十分な分離を実現することを目的とする。【解決手段】内燃機関の開口部分を閉塞するためのヘッドカバー１０の本体２２に、吸気バルジ２４と排気バルジ２６とを設ける。吸気バルジ２４及び排気バルジ２６の底面に、オイルの滴下孔を有するバッフルプレート２８，３０をそれぞれ配置して、PCVルーム３２，３４を形成する。PCVルーム３２，３４内にブローバイガスを導入するためのガス導入部と、そのガスを導出するためのガス導出部とを設ける。PCVルーム３２，３４は、円形通路を有し、かつ、その中に螺旋状のガス流が生ずるように設けられている。【選択図】図１
2007332802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の開口部分を閉塞するための本体と、
前記本体の一部に設けられたバルジと、
オイルの滴下孔を有し、前記バルジの内側に配置されることにより、前記バルジとの間にPCVルームを形成するバッフルプレートと、
前記PCVルーム内にブローバイガスを導入するためのガス導入部と、
前記PCVルームを通過したガスを導出するためのガス導出部とを備え、
前記PCVルームは、少なくとも一部に円形通路を有し、当該円形通路内に螺旋状のガス流が生ずるように設けられていることを特徴とする内燃機関のヘッドカバー。
【請求項２】
前記PCVルームは、カムシャフトに沿って延在するように設けられており、
前記バッフルプレートは、カムと対向する部分に比して、カムと対向しない部分において前記カムシャフト側に張り出しており、
前記円形通路は、前記バッフルプレートの張り出し部分において形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のヘッドカバー。
【請求項３】
前記バルジと前記本体とは別部材で構成されており、
前記バルジは、前記本体に比して小さな応力でつぶれるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関のヘッドカバー。
【請求項４】
内燃機関の開口部分を閉塞するための本体と、
前記本体の一部に設けられたバルジと、
オイルの滴下孔を有し、前記バルジの内側に配置されることにより、前記バルジとの間にPCVルームを形成するバッフルプレートと、
前記PCVルーム内にブローバイガスを導入するためのガス導入部と、
前記PCVルームを通過したガスを導出するためのガス導出部とを備え、
前記バルジと前記本体とは別部材で構成されており、
前記バルジは、前記本体に比して小さな応力でつぶれるように形成されていることを特徴とする内燃機関のヘッドカバー。
【請求項５】
前記バルジは、半円柱状に形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関のヘッドカバー。
【請求項６】
前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／１０以下であることを特徴とする請求項５記載の内燃機関のヘッドカバー。
【請求項７】
前記バルジは、底面が開口した四角柱状に形成されており、
前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／５以下であることを特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関のヘッドカバー。
【請求項８】
前記バルジは、内壁側が凹部となるように形成された薄板部分を備え、
前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／１０以下であることを特徴とする請求項３又は４記載の内燃機関のヘッドカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のヘッドカバーに係り、特に、車載用の内燃機関に適用するうえで好適なヘッドカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、一般に、シリンダヘッドの開口部分をヘッドカバーで塞ぐ構造を有している。ヘッドカバーによって閉塞された空間内には、ピストンの隙間からブローバイガスが吹き出してくることがある。内燃機関の腐食等を抑制するためには、ブローバイガスを排出して換気を図ることが必要である。他方、ブローバイガス中には、オイルが含まれているため、オイルの消費量を不必要に増やさないためには、換気に先立って、ガスとオイルを分離することが必要である。
【０００３】
上記の気液分離を実現する機構としては、例えば、実開平３−３２１１３号公報に開示されるようなオイルセパレータが知られている。このオイルセパレータは、ブローバイガスを螺旋状に進行させる円筒状部を有している。このような構造によれば、円筒状部の内部で、ブローバイガスの渦流が発生し、円心分離の原理によって効率的に気液分離が行われる。このため、上記従来のオイルセパレータによれば、ブローバイガス中のオイルを十分に分離することができ、ブローバイガスの換気に伴うオイル消費量の増加を最小限に止めることができる。
【０００４】
【特許文献１】実開平３−３２１１３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０２５０号公報
【特許文献３】特開２００５−１５５４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、オイルセパレータを用いる構成では、必然的に、オイルセパレータの配置スペース分だけ内燃機関が大きくなり、また、オイルセパレータの重量分だけ内燃機関が重くなる。この点、このような構成は、内燃機関の小型・軽量化の要求に反するものであった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の小型・軽量化を実現し、かつ、ブローバイガスとオイルとの十分な分離を実現する内燃機関のヘッドカバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のヘッドカバーであって、
内燃機関の開口部分を閉塞するための本体と、
前記本体の一部に設けられたバルジと、
オイルの滴下孔を有し、前記バルジの内側に配置されることにより、前記バルジとの間にPCVルームを形成するバッフルプレートと、
前記PCVルーム内にブローバイガスを導入するためのガス導入部と、
前記PCVルームを通過したガスを導出するためのガス導出部とを備え、
前記PCVルームは、少なくとも一部に円形通路を有し、当該円形通路内に螺旋状のガス流が生ずるように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記PCVルームは、カムシャフトに沿って延在するように設けられており、
前記バッフルプレートは、カムと対向する部分に比して、カムと対向しない部分において前記カムシャフト側に張り出しており、
前記円形通路は、前記バッフルプレートの張り出し部分において形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記バルジと前記本体とは別部材で構成されており、
前記バルジは、前記本体に比して小さな応力でつぶれるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、内燃機関のヘッドカバーであって、
内燃機関の開口部分を閉塞するための本体と、
前記本体の一部に設けられたバルジと、
オイルの滴下孔を有し、前記バルジの内側に配置されることにより、前記バルジとの間にPCVルームを形成するバッフルプレートと、
前記PCVルーム内にブローバイガスを導入するためのガス導入部と、
前記PCVルームを通過したガスを導出するためのガス導出部とを備え、
前記バルジと前記本体とは別部材で構成されており、
前記バルジは、前記本体に比して小さな応力でつぶれるように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第４の発明において、前記バルジは、半円柱状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第５の発明において、前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／１０以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第３又は第４の発明において、
前記バルジは、底面が開口した四角柱状に形成されており、
前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／５以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、第８の発明は、第３又は第４の発明において、
前記バルジは、内壁側が凹部となるように形成された薄板部分を備え、
前記バルジの材質の耐変形特性値は、前記本体の材質の耐変形特性値の１／１０以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、円形通路を有するPCVルームを、ヘッドカバーに組み込むことができる。円形通路の内部では、ブローバイガスが螺旋状に進行するため、サイクロン効果によって効果的に気液分離がなされる。このため、本発明によれば、内燃機関の小型・軽量化の要求に反することなく、ブローバイガスとオイルを十分に分離することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、バッフルプレートが、カムと対向しない部分において円形通路が形成される。このような構成によれば、カムノーズとの干渉を避けながら部分的に円形通路を形成することができる。従って、本発明によれば、円形通路を有するPCVルームを形成しつつ、内燃機関の高さを十分に抑えることができる。
【００１７】
第３又は第４の発明によれば、バルジと本体とが別部材で構成され、かつ、バルジの部分がクラッシャブル構造とされている。このような構成によれば、所望の衝撃吸収能力を得るために、バルジの表面と車体壁面との間に確保するべき間隔を十分に小さくすることができる。このため、本発明によれば、実質的な内燃機関の収納スペースを小さくすることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、バルジが半円柱状に形成されているため、内燃機関の搭載角度や、車体外壁に加わる衝撃の方向が変化しても、車体外壁がバルジ方向に変形した際には、両者が常に同様の接触状態となる。車体外壁とバルジとの接触状態が同様であれば、バルジのつぶれ方も同様となり、所望の衝撃吸収能力が安定的に確保できる。このため、本発明によれば、所望の衝撃吸収能力を確保するうえでの、内燃機関の汎用性を高めることができる。
【００１９】
第６の発明によれば、半円柱状のバルジが、本体の材質に対して耐変形特性値が１／１０以下となる材質で形成される。この場合、実用上の耐性を損なうことなく、内燃機関に外力が加わった際に、半円柱状のバルジに大きな変形を生じさせることができる。
【００２０】
第７の発明によれば、四角柱状のバルジが、本体の材質に対して耐変形特性値が１／５以下となる材質で形成される。この場合、実用上の耐性を損なうことなく、内燃機関に外力が加わった際に、四角柱状のバルジに大きな変形を生じさせることができる。
【００２１】
第８の発明によれば、内壁に凹部が形成されるような薄板部分を有するバルジが、本体の材質に対して耐変形特性値が１／１０以下となる材質で形成される。この場合、実用上の耐性を損なうことなく、内燃機関に外力が加わった際に、凹部を有するバルジに大きな変形を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のヘッドカバー１０の構成を説明するための図である。図１に示すように、ヘッドカバー１０は、シリンダヘッド１２の上に固定されている。また、シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１４の上に固定されている。シリンダブロック１４、シリンダヘッド１２、及びヘッドカバー１０は、内燃機関１６を構成している。
【００２３】
シリンダブロック１４は、アルミ又は鋳鉄で構成されており、その内部には、図示しない複数のシリンダが形成されている。それらのシリンダは、紙面に垂直な方向に直列に並んでいる。それぞれのシリンダの中には、ピストンが収納されている。
【００２４】
シリンダヘッド１２は、アルミ又は鋳鉄で構成されており、シリンダの開口部分を塞ぐようにシリンダブロック１４に固定されている。シリンダヘッド１２の内部には、個々の気筒に通じる吸気ポート及び排気ポート（図示せず）が形成されている。また、シリンダヘッド１２には、それらのポートを開閉するための吸排気弁等（図示せず）が組み込まれている。
【００２５】
シリンダヘッド１２の上端部近傍には、吸気弁を駆動するための吸気カムシャフト１８と、排気弁を駆動するための排気カムシャフト２０が回動可能に保持されている。吸気カムシャフト１８及び排気カムシャフト２０は、全ての気筒の上を縦断するように、紙面に垂直な方向に延在している。
【００２６】
吸気カムシャフト１８及び排気カムシャフト２０は、それぞれ、個々の吸気弁又は排気弁に対応する吸気カム又は排気カムを備えている。シリンダヘッド１２の上端は、それらの吸気カム及び排気カムが、回転しながら吸気弁又は排気弁に押圧力を加えることができるように開口した状態とされている。
【００２７】
ヘッドカバー１０は、アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材などで構成されており、シリンダヘッド１２の開口部を塞ぐように、その上に配置されている。ヘッドカバー１０は、開口部を塞ぐうえで機能的に必要となる本体２２と、本体２２から張り出した吸気バルジ２４及び排気バルジ２６を有している。吸気バルジ２４及び排気バルブは、紙面に垂直な方向を長手方向とする半円柱状に形成されており、それぞれ、吸気カムシャフト１８の直上部分、又は排気カムシャフト２０の直上部分に設けられている。
【００２８】
ヘッドカバー１０の内側には、吸気バルジ２４と対向するバッフルプレート２８と、排気バルジと対向するバッフルプレート３０とが配置されている。バッフルプレート２８，３０は、吸気バルジ２４及び排気バルジ２６と同様に、紙面に垂直な方向を長手方向とする半円柱状に形成されている。その結果、吸気バルジ２４とバッフルプレート２８との間には、円柱状のPCV(Positive Crankcase Ventilation)ルーム３２，３４が形成されている。
【００２９】
シリンダヘッド１２とヘッドカバー１０とによって囲まれる閉空間の内部には、内燃機関１６の運転に伴ってブローバイガスが吹き抜けてくる。また、上記の閉空間の内部には、吸気カムシャフト１８や排気カムシャフト２０等の動弁機構の潤滑を図るためのオイルが存在している。ブローバイガスは、内燃機関の腐食原因となるため、積極的に換気することが望ましい。他方、オイルを含んだブローバイガスが換気の対象とされると、オイル消費量が不必要に増大する。このため、内燃機関１６においては、ヘッドカバー１０の内側に吹き出してくるブローバイガスを、オイルから分離した状態で換気できることが望まれる。PCVルーム３２，３４は、このような機能を実現するための空間である。
【００３０】
図２は、PCVルーム３２の構造を詳細に説明するための図である。より具体的には、図２（Ａ）は、PCVルーム３２を、その長手方向に沿って切断することで得られる断面図である。また、図２（Ｂ）は、バッフルプレート２８の構造を説明するための概念図である。本実施形態におけるバッフルプレート２８は、上述した通り半円柱状に形成されているが、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、便宜上、バッフルプレート２８の底面を平板状に表している。
【００３１】
図２（Ａ）に示すように、吸気バルジ２４の内部には、バッフルプレート２８によって覆われていない領域（以下、「ガス流入領域３６」と称す）が形成されている（図２（Ａ）左端参照）。更に、吸気バルジ２４の端部（図２（Ａ）中右端）には、ガス導出孔３８が設けられている。ガス流入領域３６及びガス導出孔３８は、何れもPCVルーム３２に連通している。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、バッフルプレート２８には、多数のオイル滴下孔４０が設けられている。また、バッフルプレート２８は、複数の障害壁４２を有している。オイル滴下孔４０は、障害壁４２にも設けられている。
【００３３】
図２（Ａ）に示す構成によれば、オイルを含んだブローバイガスは、主としてガス流入領域３６からPCVルーム３２に流入する。流入したガスは、障害壁４２に流れを妨げられながらガス導出孔３８に向かって進行する。
【００３４】
ブローバイガスがPCVルーム３２の中を進行する過程で、そのガス中のオイルは、吸気バルジ２４の壁面や、バッフルプレート２８によって捕獲される。このようにして捕獲されたオイルは、オイル滴下孔４０から滴下して、再びシリンダヘッド１２の中に戻される。そして、オイルが分離された後のブローバイガスだけが、ガス導出孔３８から換気のため導出される。
【００３５】
排気側のPCVルーム３４も、吸気側のPCVルーム３４と同様に構成されている。このため、本実施形態のヘッドカバー１０によれば、吸気側及び排気側のPCVルーム３２，３４を利用して、オイルの消費量を不必要に増やすことなくブローバイガスの換気を効率的に行うことができる。
【００３６】
特に、本実施形態においては、PCVルーム３２，３４が、上述した通り円形状に形成されている。そして、本実施形態において、ガス流入領域３６やガス導出孔３８は、円形状のPCVルーム３２，３４の中を、ブローバイガスが螺旋状に進行するように設計されている（図１に示す矢印参照）。
【００３７】
PCVルーム３２，３４の中を、ブローバイガスが螺旋状に進行すると、円心分離の原理により、つまり、サイクロン効果により、効率的に気液分離が行われる。気液分離の効率が高ければ、所望の分離能力を得るために必要なPCVルーム３２，３４の容積を小さくすることができる。このため、本実施形態の構成によれば、PCVルーム３２，３４を十分に小さくしつつ、所望のオイル分離効果を得ることができる。そして、このように小さなPCVルーム３２，３４をヘッドカバー１０に組み込んでいることから、本実施形態の構成によれば、内燃機関の小型・軽量化を実現しつつ、ブローバイガスとオイルとの十分な分離を実現することができる。
【００３８】
ところで、上述した実施の形態１においては、ガス流入領域３６やガス導出孔３８の設計に頼ってPCVルーム３２，３４内にガスの螺旋流を発生させることとしているが、ガスの螺旋流を発生させる手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ガスの螺旋流は、PCVルーム３２，３４の内部に整流板を設けることなどによって発生させることとしてもよい。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図３は、本実施形態のヘッドカバー５０の構造を説明するための図である。ヘッドカバー５０は、実施の形態１におけるヘッドカバー１０と同様に、アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材などにより形成されており、本体５２と、吸気バルジ２４及び排気バルジ２６とを備えている。
【００４０】
ヘッドカバー５０の内側には、吸気バルジ２４と対向するようにバッフルプレート５４が配設されている。同様に、排気バルジ２６と対向する位置には、バッフルプレート５６が配設されている。その結果、吸気バルジ２４とバッフルプレート５４との間、及び、排気バルジ２６とバッフルプレート５６との間には、それぞれPCVルーム５８，６０が形成されている。
【００４１】
本実施形態のヘッドカバー５０は、バッフルプレート５４，５６の形状、及びPCVルーム５８，６０が、実施の形態１の場合と異なる点に特徴を有している。すなわち、本実施形態におけるバッフルプレート５４，５６は、図３に示すように、それぞれ、カムと対向する部分（以下「カム部」とする）と、カムに対向しない部分（以下「非カム部」とで、形状が異なっている。
【００４２】
すなわち、バッフルプレート５４，５６は、カム部に比して、非カム部において、カムシャフト１８，２０側に張り出す形状とされている。より具体的には、バッフルプレート５４，５６は、カム部においては平板状に形成されており、非カム部においてのみ半円状に形成されている。その結果、PCVルーム５８，６０は、非カム部においてのみ円筒状となっている。
【００４３】
カム部においては、バッフルプレート５４，５６とカムシャフト１８，２０の間に、カムとの干渉を避けるための間隔が確保されていなければならない。他方、非カム部では、バッフルプレート５４，５６は、カムシャフト１８，２０と離間していれば足り、両者間に大きな間隔を確保する必要はない。
【００４４】
上述した本実施形態の構成によれば、カムとバッフルプレート５４，５６との干渉を避けながら、カムシャフト１８，２０とバルジ２４，２６との距離を小さくし、かつ、非カム部においてPCVルーム５８，６０を円筒状とすることができる。このようなPCVルーム５８，６０によれば、少なくとも非カム部においては、サイクロン効果によって効率的な気液分離を実現することができる。このため、本実施形態のヘッドカバー５０によれば、実施の形態１の場合と同様に優れた気液分離能力を実現し、かつ、実施の形態１の場合に比して更に内燃機関を小型化することができる。
【００４５】
ところで、上述した実施の形態２においては、カムシャフト５４，５６を保持するための軸受けの説明を省略しているが、バッフルプレート５４，５６は、軸受けと干渉しないように設ける必要がある。軸受けは、非カム部に設けられるため、バッフルプレート５４，５６は、非カム部において軸受けと干渉しないように配置することが必要である。尚、カムシャフト１８，２０を上方から保持するアッパ軸受けは、ヘッドカバー５０と別に設けられるものであっても良く、また、ヘッドカバー５０と一体的に設けられるものであってもよい。
【００４６】
実施の形態３．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態３のヘッドカバー７０について説明する。図４は、本実施形態のヘッドカバー７０の構造を説明するための図である。本実施形態のヘッドカバー７０は、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が、本体７２と別体である点を除いて、実施の形態２のヘッドカバー５０と同様である。
【００４７】
すなわち、本実施形態において、ヘッドカバー７０の本体７２は、アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材など、十分な剛性及び耐衝撃性を有する材質で構成されている。一方、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、発泡金属や発泡樹脂など、本体７２の材質に比して耐衝撃性の低い材質で構成されており、図示しないボルトによって本体７２に固定されている。より具体的には、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、耐衝撃性の低い上記の材質により、本体７２に比して小さな衝撃でつぶれることができるように（クラッシャブルに）構成されている。
【００４８】
図５は、本実施形態のヘッドカバー７０が、車両に搭載された状態で、外部からの荷重によってつぶれる様子を説明するための図である。より具体的には、図５（Ａ）は、本実施形態のヘッドカバー７０を備える内燃機関８０が、車両に搭載された状態を示す図である。また、図５（Ｂ）は、ヘッドカバー７０の吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が、外部からの荷重によってつぶれた状態を示す。
【００４９】
内燃機関８０は、種々の制約により決定された姿勢で車両のエンジンルームに搭載される。図５（Ａ）において、内燃機関８０の上方に示した実線８２は、エンジンルームの上壁、つまり、ボンネットを表している。ボンネット８２と内燃機関８０との間には、外部から車両に衝撃が加わった場合に、その衝撃を和らげるためのクラッシャブルゾーンを十分に確保しておくことが望ましい。
【００５０】
吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が、耐衝撃性の高い部材であって、ヘッドカバー７０の本体７２やシリンダヘッド１２と同様につぶれにくいものであるとすれば、それらとボンネット８２との間に、十分な衝撃吸収を可能とする間隔を設ける必要がある。図５（Ａ）中に示す破線は、このような場合にボンネット８２が位置するべき場所を示したものである。以下、この位置を「通常位置」８４と称す。
【００５１】
図５（Ｂ）に示すように、本実施形態の構造によれば、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が衝撃を受けてつぶれることができる。このため、この構造では、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の高さ分を、クラッシャブルゾーンとして利用することができ、その高さ分だけボンネット８２の位置を、通常位置８４から下げることができる。従って、本実施形態のヘッドカバー７０によれば、車体のデザインに関する自由度を高めることができる。
【００５２】
図６は、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の形状と、車両の衝撃吸収能力との関係を説明するための図である。より具体的には、図６（Ａ）は、ヘッドカバー７０が、第１の姿勢で車両に搭載された状態を表している。また、図６（Ｂ）は、ヘッドカバー７０が、第２の姿勢で車両に搭載された状態を表している。
【００５３】
内燃機関８０の搭載姿勢は、種々の制約の下に決められる。このため、ヘッドカバー７０とボンネット８２との位置関係は、車種毎に異なったものとなるのが通常である。本実施形態の構造では、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が半円柱状であるため、ヘッドカバー７０とボンネット８２との位置関係が変わっても、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、常に円弧面でボンネット８２に対向する。
【００５４】
このような構成によれば、ボンネット８２に対して外部から衝撃が加わった際には、吸気バルジ７４とボンネット８２との間、及び排気バルジ７６とボンネット８２との間に、姿勢の違いに関わらず、常に円弧対面の接触が生ずる。衝撃に対する接触の状態が同じであれば、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、同じようなつぶれ方を示す。このため、本実施形態のヘッドカバー７０によれば、様々な車種との組み合わせにおいて、安定した衝撃吸収能力を実現することができる。
【００５５】
また、本実施形態の構成においては、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の底面には、バッフルプレート５４，５６が配置されている。このため、荷重が加わることで吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が破損した場合に、その破損に伴って生ずる破片は、シリンダヘッド７０の内部には飛散しない。更に、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が衝撃を吸収するため、シリンダヘッド７０以下の部材には、大きな損傷は生じ難い。このため、本実施形態の構成によれば、吸気バルジ７４や排気バルジ７６に変形を生じさせるような荷重が外部から加わった場合、その後、吸気バルジ７４や排気バルジ７６を交換するだけで、内燃機関の本体は再利用することができる。
【００５６】
（耐変形特性の最適化）
上述した通り、本実施形態の構成においては、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６を、ヘッドカバー７０の本体７２に比して小さな衝撃で潰れるように構成することとしている。図７は、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の耐変形特性と、特定の荷重に対してそれらに生ずる変形量との関係を示す実験の結果である。
【００５７】
図７（Ｂ）において、横軸は、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の耐変形特性値と、本体７２の耐変形特性値との比を示す。「耐変形特性値」とは、変形のし易さを表す材料の特性値を意味し、本実施形態では、耐変形特性値としてヤング率を用いている。ヤング率の他に、耐衝撃性や硬さの指標、或いは引張強度などを、耐変形特性値としても良い。以下、上記の比を「耐変形特性比」と称す。
【００５８】
また、図７（Ｂ）において、縦軸は、規定の荷重が与えられた場合に、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６に発生する変形量（図７（Ａ）参照）を示す。大きな荷重入力に対して吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が十分に変形しなければ、所望の衝撃吸収機能を得ることができない。他方、僅かな荷重入力で吸気バルジ７４及び排気バルジ７６が変形してしまうようでは、実用上の不都合が生ずる。上述した規定の荷重とは、それらの要求を考慮したうえで、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６に十分な変形が生ずることが望ましい値として設定された荷重である。
【００５９】
図７（Ｂ）に示すように、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６には、耐変形特性比が１／１０より大きい領域では、さほど大きな変形は生じない。換言すると、それらの変形量は、耐変形特性比が１／１０を下回る領域において急激に増大する。そして、耐変形特性比が１／２０〜１／５０程度である場合は、規定の荷重入力に対して、十分な変形量が生ずる。
【００６０】
このため、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、本体７２を構成する材質（アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材など）に対して、耐変形特性比が１／１０を下回る材質で構成することが望ましい。より好ましくは、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の材質は、本体７２を構成する材質に対して、耐変形特性比が１／２０〜１／５０の範囲に収まる耐変形特性値を有していることが望ましい。この要求が満たされている場合、実用上の耐性を損なうことなく、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６によって、十分な衝撃吸収能力を達成することができる。
【００６１】
［実施の形態３の第１変形例］
ところで、上述した実施の形態３では、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６をクラッシャブルとする思想を、実施の形態２の構成に組み合わせることとしているが、その組み合わせはこれに限定されるものではない。すなわち、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６をクラッシャブルとする構成は、実施の形態１の構成に組み合わせることとしてもよい。
【００６２】
［実施の形態３の第２変形例］
また、上述した実施の形態３では、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６をクラッシャブルとする思想と、PCVルームを円筒状とする思想とを組み合わせることとしているが、それらは必ずしも組み合わせて用いる必要はない。
【００６３】
図８は、クラッシャブルな吸気バルジ７４及び排気バルジ７６を、底面が平坦なバッフルプレート９０，９２と組み合わせたヘッドカバー９４の断面図である。図８に示す構造によって形成されるPCVルーム９６，９８は、円筒状ではない。このため、図８に示す構造によっては、実施の形態１乃至３において得られたようなサイクロン効果を効率的に得ることはできない。しかしながら、図８に示すヘッドカバー９４によれば、少なくとも、車体のデザインに関する自由度を高める点について、実施の形態３の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
［実施の形態３の第３変形例］
また、上述した実施の形態３では、吸気バルジ７４及び排気バルジ７６をクラッシャブルとする思想と、それらを半円柱状とする思想とを組み合わせることとしているが、それらは必ずしも組み合わせて用いる必要はない。
【００６５】
図９は、底面が開口した四角柱状の吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２を備えるヘッドカバー１０４の断面図である。吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２は、実施の形態３の場合と同様にクラッシャブルである。図９に示す構造によって形成されるPCVルーム１０６，１０８は円筒状ではないため、実施の形態１乃至３において得られたようなサイクロン効果を効率的に得ることはできない。また、この構造は、吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２が半円柱状でないため、安定した衝撃吸収能力を得る上での汎用性に関しては、実施の形態３の構造に比して不利である。しかしながら、図９に示すヘッドカバー９４によれば、少なくとも、車体のデザインに関する自由度を高める点について、実施の形態３の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（耐変形特性の最適化）
第３変形例において用いられる吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２は、四角柱状に形成されている。一方、実施の形態３において用いられる吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、上述した通り半円柱状に形成されている。
【００６７】
半円柱状の吸気バルジ７４及び排気バルジ７６は、四角柱状の吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２に比して応力の分散能力が高く、高い剛性を示す。換言すると、第３変形例で用いられる四角柱状の吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２は、第３実施形態で用いられる半円柱状の吸気バルジ７４及び排気バルジ７６に比して、潰れやすい特性を有している。このため、第３変形例における吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２が実現するべき耐変形特性比は、第３実施形態における耐変形特性比の最適値（図７参照）とは異なった値となる。
【００６８】
図１０は、第３変形例における吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２の耐変形特性と、それらに生ずる変形量との関係を示す実験の結果である。より具体的には、図１０（Ｂ）中に実線で示す曲線は、四角柱状の吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２の変形量と、耐変形特性比との関係を示している。また、図１０（Ｂ）中に破線で示す曲線は、図７（Ｂ）に示した関係、つまり、半円柱状の吸気バルジ７４及び排気バルジ７６の変形量と、耐変形特性比との関係を示している。
【００６９】
図１０（Ｂ）に示すように、四角柱状の吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２には、耐変形特性比が１／５より大きい領域では、さほど大きな変形は生じない。換言すると、それらの変形量は、耐変形特性比が１／５を下回る領域において急激に増大する。そして、耐変形特性比が１／１０〜１／２０程度である場合は、規定の荷重入力に対して、十分な変形量が生ずる。
【００７０】
このため、吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２は、ヘッドカバー１０４の本体を構成する材質（アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材など）に対して、耐変形特性比が１／５を下回る材質で構成することが望ましい。より好ましくは、吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２の材質は、ヘッドカバー１０４の本体を構成する材質に対して、耐変形特性比が１／１０〜１／２０の範囲に収まる耐変形特性値を有していることが望ましい。この要求が満たされている場合、実用上の耐性を損なうことなく、吸気バルジ１００及び排気バルジ１０２によって、十分な衝撃吸収能力を達成することができる。
【００７１】
［実施の形態３の第４変形例］
図１１は、実施の形態３の第４変形例のヘッドカバーにおいて用いられる吸気バルジ１１０の断面図である。第４変形例では、排気バルジにも、図１１に示す吸気バルジ１１０と同じ構造が与えられるものとする。
【００７２】
第４変形例における吸気バルジ１１０は、半円柱状に形成されており、内壁面に凹部１１２を備えている。吸気バルジ１１０は、第３実施形態の場合（図４参照）と同様に、円形通路の一部として用いることも、また、第１変形例（図８参照）と同様に、通常のPCVルームの壁面として用いることもできる。
【００７３】
吸気バルジ１１０によって形成されたPCVルームの内部をブローバイガスが流通する過程で、ガス中に含まれるオイルは、凹部１１２に捕獲される。凹部１１２に捕獲されたオイルは、ブローバイガスの流速が弱まった際などに滴下し、内燃機関の内部に回収される。このため、第４変形例の構造によれば、オイルの回収能力を高めることができる。
【００７４】
（耐変形特性の最適化）
第４変形例において用いられる吸気バルジ１１０は、凹部１１２の形成部分において、他の箇所に比して薄板となる。このため、吸気バルジ１１０は、凹部１１２を有しない吸気バルジ７４に比して潰れやすい特性を有している。従って、第４変形例における吸気バルジ１１０において実現される耐変形特性比と変形量との関係は、第３実施形態において実現される関係（図７参照）とは異なったものとなる。
【００７５】
図１２は、第４変形例における吸気バルジ１１の耐変形特性比と変形量との関係を示す実験の結果である。より具体的には、図１２（Ｂ）中に一点鎖線で示す曲線は、凹部１１２を有する吸気バルジ１１０に生ずる変形量と、耐変形特性比との関係を示している。また、図１２（Ｂ）中に実線で示す曲線は、図７（Ｂ）に示した関係、つまり、凹部を有しない半円柱状の吸気バルジ７４に生ずる変形量と、耐変形特性比との関係を示している。
【００７６】
図１２（Ｂ）に示すように、凹部１１２を有する吸気バルジ１１０に生ずる変形量は、耐変形特性比が１／１０を下回る領域において急激に増大する。そして、この領域で吸気バルジ１１０に生ずる変形量は、凹部１１２を有しない吸気バルジ７４に生ずる変形例に比して十分に大きなものとなる。
【００７７】
このため、第４変形例の吸気バルジ１１０（及び排気バルジ）は、ヘッドカバーの本体を構成する材質（アルミ、鋳鉄、マグネシウム、又は樹脂複合材など）に対して、耐変形特性比が１／１０を下回る材質で構成することが望ましい。そして、この条件が満たされる場合、吸気バルジ１１０（及び排気バルジ）は、初期の状態で十分な剛性を示しつつ、大きく変形し易いものとなる。このため、第４変形例の構成によれば、実施の形態３の場合に比して、更に、実用上の耐性を十分に確保しつつ、十分に大きなクラッシュストロークを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１のヘッドカバーの構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すヘッドカバーの中に形成されるPCVルームの基本構造を説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施の形態２のヘッドカバーの構造を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３のヘッドカバーの構造を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態３のヘッドカバーが、車両に搭載された状態で、外部からの荷重によってつぶれる様子を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態３における吸気バルジ及び排気バルジの形状と、車両の衝撃吸収能力との関係を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態３における吸気バルジ及び排気バルジの耐変形特性と、特定の荷重に対してそれらに生ずる変形量との関係を示す実験の結果である。
【図８】本発明の実施の形態３のヘッドカバーの第２変形例の構成を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態３のヘッドカバーの第３変形例の構成を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の第３変形例における吸気バルジ及び排気バルジの耐変形特性と、それらに生ずる変形量との関係を示す実験の結果である。
【図１１】本発明の実施の形態３の第４変形例において用いられる吸気バルジの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３の第４変形例における吸気バルジの耐変形特性と変形量との関係を示す実験の結果である。
【符号の説明】
【００７９】
１０；５０；７０；９４；１０４  ヘッドカバー
１２  シリンダヘッド
１４  シリンダブロック
１８  吸気カムシャフト
２０  排気カムシャフト
２２  本体
２４；７４；１００；１１０  吸気バルジ
２６；７６；１０２  排気バルジ
２８；３０；９０；９２  バッフルプレート
３２；３４；５８；６０；９６；９８；１０６；１０８
１１２  凹部
PCV(Positive Crankcase Ventilation)ルーム
【図１】
2007332802.tif 000003
【図２】
2007332802.tif 000004
【図３】
2007332802.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007332802.tif 000011
【図１０】
2007332802.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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