特許 7400507 エンジンのシリンダヘッドカバー構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】エンジンのシリンダヘッドカバー構造

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/00 20060101AFI20231212BHJP

   F01M 11/04 20060101ALI20231212BHJP

   F01M 13/04 20060101ALI20231212BHJP

   F02F 7/00 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

F01M11/00 W

F01M11/04 Z

F01M13/04 E

F02F7/00 P

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020016375

(22)【出願日】2020-02-03

(65)【公開番号】P2021124035

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2022-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚本 真樹

(72)【発明者】

【氏名】迫野 隆

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敏隆

(72)【発明者】

【氏名】志田 尚紀

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２９３２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１３３９１１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｍ １１／００

Ｆ０１Ｍ １３／０４

Ｆ０２Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンのシリンダヘッドに、吸気弁又は排気弁を作動させるカムシャフトを覆うようにヘッドカバーが設けられたエンジンのシリンダヘッドカバーの構造であって、
上記ヘッドカバーに設けられ、フィラーキャップで塞がれるオイル注入口を有する下方に延びたオイル導入路と、
上記オイル導入路の下部と上記カムシャフトのカムとの間に設けられ、該カムの回転によって跳ね上がるオイルが上記オイル導入路の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めとを備え、
上記オイル導入路の下部は、上記オイル注入口から、上記カムの回転によってオイルが跳ね上がってくる該カムの側方に延びていて、
上記オイル飛散止めは、上記オイル導入路の下部における上記カムが存するカム側の側面及び該カム側の下面を塞いでおり、
上記オイル飛散止めは、上記カム側の側面を塞ぐ側壁部と上記カム側の下面を塞ぐ底部とを備え、且つ側壁部から底部にわたってなだらかに湾曲しており、
上記オイル導入路の上部は断面円形状であり、
上記オイル飛散止めは、平面視で上記カム側を円弧とする略半円形状に形成され、且つ下方に向かってなだらかに椀状にすぼまっていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。

【請求項2】

請求項１において、
上記オイル導入路の上記オイル飛散止めが存する下部の通路断面積は、上記オイル注入口の通路断面積の１／３以上２／３以下であることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。

【請求項3】

エンジンのシリンダヘッドに、吸気弁又は排気弁を作動させるカムシャフトを覆うようにヘッドカバーが設けられたエンジンのシリンダヘッドカバーの構造であって、
上記ヘッドカバーに設けられ、フィラーキャップで塞がれるオイル注入口を有する下方に延びたオイル導入路と、
上記オイル導入路の下部と上記カムシャフトのカムとの間に設けられ、該カムの回転によって跳ね上がるオイルが上記オイル導入路の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めとを備え、
上記ヘッドカバーの下面に接合されて該ヘッドカバーの一部と共にブローバイガス中のオイルを分離するオイルセパレータ室を構成するセパレータプレートを備え、
上記オイルセパレータ室の傍らに上記ヘッドカバーによって上記オイル導入路が形成されており、
上記オイル飛散止めは上記セパレータプレートと一体になった一体成形品の一部で形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はエンジンのシリンダヘッドカバー構造に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンのシリンダヘッドのカムシャフトを覆うヘッドカバーにオイル注入口を有するオイル導入路を設け、オイル注入口をフィラーキャップで塞ぐことは一般に行なわれている。例えば、特許文献１には、そのようなシリンダヘッドカバー構造が記載されている。

【0003】

この特許文献１には、オイル導入路の下方にガイド板を設け、カムシャフトと一緒に回転する可変動弁機構によって振り飛ばされたオイル飛沫をガイド板によってフィラーキャップの下面部に向けて飛散させることが記載されている。フィラーキャップの下面部をオイル飛沫によって濡れた状態にすることにより、このフィラーキャップの下面部が白濁したオイルミストで覆われた状態になることを防止するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１８０１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記フィラーキャップは、オイル注入口に回転によって締め付けられるが、その締め付け忘れがある。或いはフィラーキャップの締め付けが不十分なときにエンジン振動等によってその締め付けが弛み、エンジン運転中のヘッドカバー内部の圧力上昇によってフィラーキャップが外れることがある。このような場合、カムシャフトのカムの回転によって跳ね上がるオイルがオイル注入口から外部に飛散するおそれがある。

【0006】

本発明は、フィラーキャップが外れるようなことがあっても、オイルが外部に飛散することを抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために、オイルがオイル導入路の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めを設けるようにした。

【0008】

ここに開示するエンジンのシリンダヘッドカバー構造は、エンジンのシリンダヘッドに、吸気弁又は排気弁を作動させるカムシャフトを覆うようにヘッドカバーが設けられていて、
上記ヘッドカバーに設けられ、フィラーキャップで塞がれるオイル注入口を有する下方に延びたオイル導入路と、
上記オイル導入路の下部と上記カムシャフトのカムとの間に設けられ、該カムの回転によって跳ね上がるオイルが上記オイル導入路の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めとを備えている。

【0009】

これによれば、カムの回転によってオイルが跳ね上げられても、そのオイルはオイル導入路の下部に設けられたオイル飛散止めによってオイル導入路の上方へ飛散することが遮られる。従って、オイル注入口からフィラーキャップが外れた場合でも、オイル注入口からオイルが外部に飛散することが抑制される。

【0010】

さらに、上記発明では、上記オイル導入路の下部は、上記オイル注入口から、上記カムの回転によってオイルが跳ね上がってくる該カムの側方に延びていて、上記オイル飛散止めは、上記オイル導入路の下部における上記カムが存するカム側の側面及び該カム側の下面を塞いでいる。従って、カムの回転によって跳ね上がるオイルのオイル導入路の上部への侵入を遮ることができる。

【0011】

さらに、上記発明では、上記オイル飛散止めは、上記カム側の側面を塞ぐ側壁部と上記カム側の下面を塞ぐ底部とを備え、且つ側壁部から底部にわたってなだらかに湾曲している。従って、オイル注入口からのオイルの注入時において、オイルがオイル飛散止めに当たっても、オイル飛散止めによるオイルの跳ね返りが抑制されるから、オイル注入性が低下することが避けられる。

【0012】

さらに、上記発明では、上記オイル導入路の上部は断面円形状であり、上記オイル飛散止めは、平面視で上記カム側を円弧とする略半円形状に形成され、且つ下方に向かってなだらかに椀状にすぼまっている。これにより、オイル注入性の低下を避けながら、オイル注入口から外部へのオイルの飛散を防止することが容易になる。

【0013】

一実施形態では、上記オイル導入路の上記オイル飛散止めが存する下部の通路断面積は、上記オイル注入口の通路断面積の１／３以上２／３以下である。これにより、オイル注入性の低下を避けながら、オイル注入口から外部へのオイルの飛散を防止することが容易になる。

【0014】

ここに開示する別のエンジンのシリンダヘッドカバー構造は、エンジンのシリンダヘッドに、吸気弁又は排気弁を作動させるカムシャフトを覆うようにヘッドカバーが設けられていて、
上記ヘッドカバーに設けられ、フィラーキャップで塞がれるオイル注入口を有する下方に延びたオイル導入路と、
上記オイル導入路の下部と上記カムシャフトのカムとの間に設けられ、該カムの回転によって跳ね上がるオイルが上記オイル導入路の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めとを備えている。

【0015】

さらに、上記別の発明では、上記ヘッドカバーの下面に接合されて該ヘッドカバーの一部と共にブローバイガス中のオイルを分離するオイルセパレータ室を構成するセパレータプレートを備え、上記オイルセパレータ室の傍らに上記ヘッドカバーによって上記オイル導入路が形成されており、上記オイル飛散止めは上記セパレータプレートと一体になった一体成形品の一部で形成されている。

【0016】

これによれば、オイル飛散止めとセパレータプレートを一体成形品としたことにより、オイル飛散止めを設けることによるエンジン部品点数の増加が避けられる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、エンジンのカムシャフトを覆うヘッドカバーに、フィラーキャップで塞がれるオイル注入口を有する下方に延びたオイル導入路を設け、このオイル導入路の下部とカムシャフトのカムとの間に、該カムの回転によって跳ね上がるオイルがオイル導入路の上方へ飛散することを遮るをオイル飛散止め設けたから、オイル注入口からフィラーキャップが外れた場合でも、オイル注入口からオイルが外部に飛散することが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】エンジン上部を示す斜視図。

【図2】エンジン上部を排気側から見た側面図。

【図3】フィラーキャップ及びオイル受けを外したエンジンの一部の平面図。

【図4】ヘッドカバーを外したエンジン上部の一部を排気側から見た側面図。

【図5】エンジン上部をオイル導入路部位で切断して示す縦断面図。

【図6】カムの回転によってオイルが跳ね上がる様子を示す説明図。

【図7】オイル飛散止めとカムの関係を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0020】

図１に示すエンジン１は６気筒を有する多気筒エンジンである。同エンジン１において、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッド２を覆うヘッドカバー、４はシリンダブロックである。シリンダヘッド２の側面に各気筒に吸気を導入する吸気ポート５が気筒列方向に間隔をおいて開口している。ヘッドカバー３には、ブローバイガス中のオイルを分離するオイルセパレータ室を構成するセパレータハウジング６が形成されている。

【0021】

セパレータハウジング６は、エンジン１の吸気ポート５が設けられている吸気側とは反対側、すなわち、ヘッドカバー３のエンジン排気側の側縁に沿って気筒列方向に延びている。そして、ヘッドカバー３におけるセパレータハウジング６のエンジン排気側の傍らに後述のオイル注入口を塞ぐフィラーキャップ７が設けられている。セパレータハウジング６の一端には、ブローバイガスをエンジン１の吸気系に導くプローバイガス管を接続する接続筒８が突出している。

【0022】

図２（エンジン上部を排気側から見た側面図）に示すように、ヘッドカバー３には、シリンダヘッド２から立ち上がり、内部がオイル導入路１１になったオイル導入筒１２が形成されている。ここに、ヘッドカバー３は、セパレータハウジング６とオイル導入筒１１が同一樹脂材料で一体に形成された一体成形品である。オイル導入路１１の上端がオイル注入口１３になっている。換言すれば、オイル導入路１１はオイル注入口１３を有して鉛直方向の下方に延びている。オイル導入筒１２の上端部には、オイル注入時にこぼれるオイルを受けるオイル受け１４が嵌められている。

【0023】

図３（フィラーキャップ７及びオイル受け１４を外したエンジンの一部の平面図）に示すように、オイル導入筒１２は、セパレータハウジング６の傍ら（エンジン排気側）に立設されている。具体的には、セパレータハウジング６は、気筒列方向に延びる側面に平面視で半円弧状にえぐられた凹部１７を備えている。オイル導入筒１２は、円筒状であって、その片側をセパレータハウジング６の凹部１７に位置づけてセパレータハウジング６の傍らに配置されている。オイル導入筒１２によって形成されたオイル導入路１１の上部は断面円形状であり、オイル導入路１１の下部にオイル飛散止め１８が設けられている。

【0024】

図４（ヘッドカバー３を外したエンジン上部の一部の側面図）に示すように、オイル導入路１１はカムシャフト２１のカム２２に対応する位置設けられている。図５に示すように、カムシャフト２１は、カム２２の回転によってロッカーアーム２３を介して排気弁を作動させるシャフトである。なお、図５において、２４は吸気側のカムシャフトであり、カム２５の回転によってロッカーアーム２６を介して吸気弁を作動させる。

【0025】

オイル飛散止め１８は、オイル導入路１１の下部と排気側カムシャフト２１のカム２２との間に設けられている。具体的には、オイル導入路１１の下部は、オイル注入口１３から、カムシャフト２１のカム２２の回転によってオイルが跳ね上がってくるカム２２の側方（エンジン排気側）に延びている。そして、オイル飛散止め１８は、オイル導入路１１の下部におけるカム２２が存するカム側の側面及び該カム側の下面を塞ぐように設けられている。オイル飛散止め１８は、上記カム側の側面を塞ぐ側壁部１８ａと上記カム側の下面を塞ぐ底部１８ｂとを備えていて、側壁部１８ａから底部１８ｂにわたってなだらかに湾曲している。

【0026】

オイル飛散止め１８について、さらに具体的に説明する。このオイル飛散止め１８は、オイルセパレータ室３１を構成するセパレータプレート３２と同一樹脂材料で形成された一体になった一体成形品の一部で形成されている。ここに、オイルセパレータ室３１は、セパレータハウジング６と、このセパレータハウジング６の下面を塞ぐようにヘッドカバー３に接合されたセパレータプレート３２とによって構成されている。図示は省略するが、セパレータハウジング６及びセパレータハウジング６の少なくとも一方にはブローバイガスからオイルを分離させるためのバッフルプレートが設けられている。図５において、３３はオイルセパレータ室３１の接続筒８に形成されたブローバイガス出口である。

【0027】

先に述べたように、オイル導入路１１の上部は断面円形状である（図３参照）。これに対して、図６に示すように、オイル飛散止め１８は半割りの椀状に形成されている。具体的には、オイル飛散止め１８の上端部は、オイル導入路１１の内径に匹敵する半円形状の開口部になっている。そうして、オイル飛散止め１８の側壁部１８ａは、オイル導入路１１のカム側の側面の下端から下方に延びている。この側壁部１８ａは、半円形状の上端部から下方に向かってなだらかに椀状にすぼまり、湾曲して、半径が上端部よりも小さくなった半円形状の底部１８ｂに続いている。

【0028】

上記シリンダヘッドカバー構造において、エンジン１の運転に伴ってカムシャフト２１が回転すると、カム２２のまわりのオイルミストやカム２２に付着しているオイルがカム２２の回転によって、図７に示すように跳ね上げられる。オイル飛散止め１８が設けられていない場合は、カム２２によって跳ね上げられたオイルが鎖線矢符で示すようにオイル導入路１１を通ってその上方へ向かう。従って、フィラーキャップ７がオイル注入口１３から外れていた場合には、オイルがオイル注入口１３から外部に飛散する。なお、先に述べたように、フィラーキャップ７は、その締め付けが忘れられることがあり、或いは締め付けが不十分なときにエンジン１の振動によってその締め付けが弛み、ヘッドカバー３の内部圧力の上昇によって外れる懸念がある。

【0029】

これに対して、上記実施形態の場合、図７に実線矢符で示すように、カム２２によって跳ね上げられたオイルは、オイル飛散止め１８に当たってヘッドカバー３内に跳ね返される。また、オイル飛散止め１８の脇を通ってオイル導入路１１に侵入したオイルも、オイル導入路１１の内壁の下部に当たるから、オイル導入路１１の上方まで飛散することが避けられる。特に、オイル飛散止め１８は、カム側の側面を塞ぐ半円弧状の側壁部１８ａとカム側の下面を塞ぐ底部１８ｂを備えているから、オイル導入路１１の上方へのオイルの飛散を効果的に抑えることができる。

【0030】

一方、オイル飛散止め１８は、図３に示すように、オイル導入路１１に張り出しているから、オイル注入口１３から注入されるオイルがオイル飛散止め１８に当たることになる。しかし、オイル飛散止め１８は下方に向かってなだらかに椀状にすぼまっているから、注入されたオイルがオイル飛散止め１８に当たっても跳ね返りは少なく、オイルはオイル飛散止め１８に案内されて、オイル飛散止め１８とオイル導入路１１の内壁面の間からヘッドカバー３内に円滑に注入される。

【0031】

特に、図３に示すように、オイル飛散止め１８のオイル導入路１１への張り出し量は、平面視でオイル注入口１３の半分以下であるから、オイル飛散止め１８がオイル注入の実質的な支障になることはない。ここに、オイル注入性の低下を避けながら、オイル注入口１３から外部へのオイルの飛散を防止する観点から、平面視でのオイル導入路１１のオイル飛散止め１８が存する下部の通路断面積（オイル導入路１１の内壁面とオイル飛散止め１８との隙間の平面視での面積）は、オイル注入口１３の通路断面積の１／３以上２／３以下程度とすることが好ましい。

【0032】

また、本発明は、オイル飛散止め１８をヘッドカバー３及びセパレータプレート３２とは別体の部品とすることを制限するものではないが、上記実施形態では、オイルセパレータ室３１を形成するセパレータプレート３２とオイル飛散止め１８を一体成形品としたから、オイル飛散止め１８を設けることによるエンジン部品点数の増加が避けられる。

【0033】

また、上記実施形態では、オイルセパレータ室３１の側面に凹部１７を設け、この凹部１７にオイル導入筒１２の片側を配置しているから、オイル飛散止め１８をセパレータプレート３２から側方に大きく張り出させる必要はない。本実施形態では、オイル飛散止め１８のセパレータプレート３２からの張り出し量は零である。よって、セパレータプレート３２とオイル飛散止め１８を有する当該一体成形品の大型化が避けられ、重量増を避ける観点、成形性の観点で有利になる。

【0034】

なお、オイル飛散止め１８は、上記実施形態の側壁部１８ａ及び底部１８ｂを備えた形態に限られるものではなく、例えば、オイル導入路１１のカム側の側面の下端からオイル導入路１１に向かって斜め下方に延びる形態であってもよく、或いはオイル導入路１１のカム側の側面の下端から、鉛直下方に延びる半円筒状の形態であってもよい。

【0035】

また、上記実施形態では、オイル導入路１１の下部がカム２２の側方に延びているが、オイル導入路１１はカム２２の直上に配置されていてもよい。この直上配置ケースでも、カム２２の回転によって跳ね上がるオイルがオイル導入路１１の上方へ飛散することを遮るオイル飛散止めを設けることにより、オイル注入口１３からオイルが外部に飛散することを避けることができる。

【符号の説明】

【0036】

１ エンジン
２ シリンダヘッド
３ ヘッドカバー
６ オイルセパレータ室を構成するセパレータハウジング
７ フィラーキャップ
１１ オイル導入路
１２ オイル導入筒
１３ オイル注入口
１８ オイル飛散止め
１８ａ 側壁部
１８ｂ 底部
２１ カムシャフト
２２ カム
３１ オイルセパレータ室
３２ セパレータプレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】