JP4200865B2 - シリンダヘッド - Google Patents

Description

本発明は内燃機関のシリンダヘッドに関する。

シリンダヘッドは、動弁機構のカムシャフトが配置されるカム室と、カム室床面の左右一側に開口しカム室床面に溜まる潤滑油（オイル）をオイルパンに落とすオイル落とし孔を有する。
また、シリンダヘッドは、その剛性を上げるために、カム室床面から立ち上がる立ち上がり壁（「リブ」と言ってもよい）を有することがある。たとえばカムジャーナルがシリンダヘッドと別体に形成されてシリンダヘッド上部に組み付けられるエンジンでは、燃焼室上壁の剛性を確保するために、シリンダヘッドの幅方向中間部位にシリンダヘッドの長手方向にカム室の全長にわたって延びる立ち上がり壁が設けられることが多い。
しかし、カム室床面に立ち上がり壁が設けられると、立ち上がり壁によって、カム室空間の少なくとも下部が、オイル落とし孔がある側の第１の部分とそれと反対側の第２の部分に隔てられ、動弁機構の摺動部を潤滑してカム室床面に落ちたオイルのうち第２の部分に落ちたオイルは、立ち上がり壁の上端位置まで溜まり立ち上がり壁の上端を越えて第１の部分に流れるまでは第２の部分に溜まってしまう。カム室床面上へのオイル溜まり量が多いと、必要油量の増加と、オイル劣化の問題が発生する。
オイル溜まりを無くすために立ち上がり壁を除去すると、シリンダヘッド、とくに燃焼室上壁の剛性が低くなるという問題が生じる。また、オイル落とし孔はブローバイガスの通路を兼ねる場合が多いため、立ち上がり壁の除去によって多量のオイルがオイル落とし孔に落ちるとブローバイガスの通りが悪くなり、換気性能が悪化する。

特開２００２−０２１６３３号公報は、吸気孔の周囲に、ロッカアーム室の床面に溜まったオイルが一度に流入するのを防ぐ堰を形成し、堰の一部に、ロッカアーム室の床面に溜まったオイルを少しずつ吸気孔に流入させるための溝を形成したエンジンを開示している。この技術を上記のカム室床面に立ち上がり壁を有するシリンダヘッドに適用しようとしても、立ち上がり壁に溝を設けると立ち上がり壁が切れてシリンダヘッド剛性向上効果が無くなるという問題が生じて、適用することができない。
特開２００２−０２１６３３号公報

本発明が解決しようとする問題は、カム室床面に立ち上がり壁を設けたシリンダヘッドではオイル落とし孔がある側と反対側の部分のカム室床面上にオイルが溜まり、必要油量の増加とオイル劣化が生じるという問題である。

本発明の目的は、カム室床面に立ち上がり壁を設けたシリンダヘッドで、オイル落とし孔がある側と反対側の部分のカム室床面上にオイルが溜まりにくく、オイルが溜まることによる必要油量の増加とオイル劣化を抑制することができるシリンダヘッドを提供することにある。その場合、立ち上がり壁のシリンダヘッド剛性向上効果をほぼ維持したまま、必要油量の増加とオイル劣化を抑制することができるようにする。

上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明はつぎの通りである。
カム室に開口するオイル落とし孔と、カム室床面から立ち上がりカム室の下部をオイル落とし孔が設けられている側の第１の部分とそれと反対側でカム室床面上にオイルが溜まる側の第２の部分に隔てる立ち上がり壁とを有するシリンダヘッドであって、
カム室床面から立ち上がる前記立ち上がり壁に前記第１の部分と前記第２の部分とを連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔の断面積が、カム室の下部の第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが立ち上がり壁の上端まで上がってあふれる断面積より大に設定され、かつ第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが第１の部分に流れて第１の部分に落ちたオイルと合流してオイル落とし孔に流れた場合にオイル落とし孔を上昇するブローバイガスの流れを阻害する断面積より小に設定されているシリンダヘッド。

上記本発明のシリンダヘッドによれば、カム室床面から立ち上がる立ち上がり壁にカム室の下部の第１の部分と第２の部分とを連通する連通孔を設けたので、第２の部分のカム室床面に溜まるオイルを連通孔を通して第１の部分に流出させることができる。
また、連通孔２０の断面積（孔形状）が、カム室の下部の第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが立ち上がり壁の上端まで上がってあふれる断面積より大に設定され、かつ第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが第１の部分に流れて第１の部分に落ちたオイルと合流してオイル落とし孔に流れた場合にオイル落とし孔を上昇するブローバイガスの流れを阻害する断面積より小に設定されているので、カム室の下部の第２の部分のカム室床面にオイルが溜まり過ぎない。その結果、第２の部分のカム室床面上に多量にオイルが溜まることがなくなり、多量にオイルが溜まることによって生じる必要油量の増加とオイル劣化が抑制される。また、オイル落とし孔を上昇するブローバイガスの流れを阻害しない。これによって、クランクケース内の換気性能が維持される。
また、立ち上がり壁に設けられる手段が溝ではなく連通孔であるため、立ち上がり壁が切れることがなく、立ち上がり壁のシリンダヘッド剛性向上効果が維持される。

以下に、本発明のシリンダヘッドを図１、図２を参照して説明する。
本発明のシリンダヘッド１０は、内燃機関のシリンダヘッドであり、シリンダブロック上に装着される。シリンダヘッド１０の上には、カムジャーナル１１を介して、または直接、シリンダヘッドカバー１２が装着される。シリンダヘッド１０、カムジャーナル１１、ヘッドカバー１２内には、カム室（「カム室空間」ともいう）１３が形成されており、カム室１３にはカムシャフト１４が２本並列に配置されている。カムシャフト１４は、シリンダヘッド１０の長手方向に延びており、カムジャーナル１１に支持されている。図１、図２は左右バンクがＶ型に配置された、片側バンクに３気筒をもつエンジンの片側バンクを示している。

シリンダヘッド１０は、上端がカム室１３の床面１６の左右一側に開口するオイル落とし孔１５と、カム室床面１６から立ち上がりカム室１３の下部をオイル落とし孔１５が設けられている側の第１の部分１７とそれと反対側（オイル落とし孔が設けられていない側）の第２の部分１８に隔てる立ち上がり壁１９を有する。オイル落とし孔１５は、ブローバイガス通路を兼ねる。
立ち上がり壁１９は、上下方向には、シリンダヘッド１０の上端（シリンダヘッド１０とカムジャーナル１１との接続面）近傍まで延びている。
オイル落とし孔１５は、シリンダヘッド長手方向には、カム室１３の長手方向端部の位置、および気筒２１と気筒２１との間の位置に設けられている。

立ち上がり壁１９は、シリンダヘッドの幅方向（シリンダヘッドの長手方向に直交する方向）の中央部で、シリンダヘッドの長手方向にカム室１３の全長にわたって延びる。２本のカムシャフト１４のうちの１本はカム室１３の下部の第１の部分１７の上方にあり、もう１本はカム室１３の下部の第２の部分１８の上方にある。
立ち上がり壁１９は、各気筒２１の燃焼室の上壁を、補強している。
気筒２１と気筒２１の間の位置では、シリンダヘッド内にウォータジャケット２２が形成されており、ウォータジャケット２２の上壁の上面はカム室床面１６の一部を構成しており、このウォータジャケット２２の上壁の上面から立ち上がり壁１９が立ち上がっている。

立ち上がり壁１９には、カム室１３の下部の第１の部分１７と第２の部分１８とを連通する連通孔２０が設けられている。
連通孔２０は、シリンダヘッド長手方向には、カム室１３の長手方向端部の位置、および気筒２１と気筒２１の間の位置にある。したがって、連通孔２０とオイル落とし孔１５は、シリンダヘッド長手方向に、同じ位置か、またはほぼ同じ位置にある。
エンジンを車両に搭載した状態では、カム室床面１６および連通孔２０はほぼ水平の姿勢にある。連通孔２０は、シリンダヘッドの幅方向に延び、立ち上がり壁１９を貫通している。
連通孔２０は、その下端が、カム室１３の下部の第１の部分１７のカム室床面１６よりも若干高い位置にあり、カム室１３の下部の第２の部分１８のカム室床面１６よりも若干高い位置にある。

連通孔２０の断面積（孔形状）は、カム室１３の下部の第２の部分１８のカム室床面１６に溜まるオイルが立ち上がり壁１９の上端まで上がってあふれる断面積より大に設定され、かつ第２の部分１８のカム室床面１６に溜まるオイルが第１の部分１７に流れて第１の部分に落ちたオイルと合流してオイル落とし孔１５に流れた場合にオイル落とし孔１５を上昇するブローバイガスの流れを阻害する断面積より小に設定される。すなわち、連通孔２０の断面積は、カム室１３の下部の第２の部分１８のカム室床面１６にオイルが溜まり過ぎないように、かつ、オイル落とし孔１５を上昇するブローバイガスの流れを阻害しないように、適正な範囲に設定される。

立ち上がり壁１９の上端部分には、オイル通路２３が形成されていてもよい。ただし、オイル通路２３は形成されなくてもよい。
立ち上がり壁１９の上端部分にオイル通路２３が形成されている場合は、このオイル通路２３よりも下方に連通孔２０は位置する。

つぎに、本発明の作用・効果を説明する。

エンジン運転中に動弁機構の摺動部を潤滑したオイル２４は流れ落ち、たとえば２本のカムシャフト１４から、カム室１３の下部の第１の部分１７のカム室床面１６と第２の部分１８のカム室床面１６上に流れ落ちる。
カム室１３の下部の第２の部分１８のカム室床面１６に落ちたオイル２４は立ち上がり壁１９があるために溜まり、溜まるオイル２４の液位が連通孔２０の下端部位に達すると、連通孔２０を通ってカム室１３の下部の第１の部分１７のカム室床面１６に流れ、そこからオイル落とし孔１５へと流れ、オイルパンに戻る。

すなわち、立ち上がり壁１９にカム室下部の第１の部分１７と第２の部分１８とを連通する連通孔２０を設けたので、第２の部分１８のカム室床面部分に溜まるオイルを連通孔２０を通して第１の部分１７に流出させることができる。その結果、第２に部分１８にオイル２４が溜まり過ぎる（多量に溜まる）ことがなくなり、オイル２４が多量に溜まることによって生じる必要油量の増加とオイル劣化が抑制される。
また、立ち上がり壁１９に設けられる手段が溝ではなく連通孔であるため、立ち上がり壁１９が切れることがなく、立ち上がり壁１９のシリンダヘッド剛性向上効果がほぼ維持される。

また、連通孔２０の断面積（孔形状）が適正な範囲に設定されているので、カム室１３の下部の第２の部分１８のカム室床面１６にオイルが溜まり過ぎないだけでなく、オイル落とし孔１５を上昇するブローバイガスの流れを阻害しない。これによって、クランクケース内の換気性能が維持される。

本発明のシリンダヘッドの断面図である。 本発明のシリンダヘッドの平面図である。

符号の説明

１０ シリンダヘッド
１１ カムジャーナル
１２ シリンダヘッドカバー
１３ カム室
１４ カムシャフト
１５ オイル落とし孔
１６ カム室床面
１７ 第１の部分（カム室の下部の第１の部分）
１８ 第２の部分（カム室の下部の第２の部分）
１９ 立ち上がり壁
２０ 連通孔
２１ 気筒
２２ ウォータジャケット
２３ オイル通路
２４ オイル

Claims (1)

1. カム室に開口するオイル落とし孔と、カム室床面から立ち上がりカム室の下部をオイル落とし孔が設けられている側の第１の部分とそれと反対側でカム室床面上にオイルが溜まる側の第２の部分に隔てる立ち上がり壁とを有するシリンダヘッドであって、
   カム室床面から立ち上がる前記立ち上がり壁に前記第１の部分と前記第２の部分とを連通する連通孔が設けられており、
   前記連通孔の断面積が、カム室の下部の第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが立ち上がり壁の上端まで上がってあふれる断面積より大に設定され、かつ第２の部分のカム室床面に溜まるオイルが第１の部分に流れて第１の部分に落ちたオイルと合流してオイル落とし孔に流れた場合にオイル落とし孔を上昇するブローバイガスの流れを阻害する断面積より小に設定されているシリンダヘッド。

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