JP6136557B2

JP6136557B2 - 内燃機関のシリンダヘッドカバー

Info

Publication number: JP6136557B2
Application number: JP2013100284A
Authority: JP
Inventors: 大地柘植
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: CN104141551A; IN2014CH02068A; CN104141551B; DE102014208314A1; JP2014218974A

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドカバーに関し、特に、気筒軸が鉛直方向に対して傾斜する内燃機関に設けられたシリンダヘッドカバーに関する。

気筒軸が鉛直方向に対して傾斜する内燃機関のシリンダヘッドカバーにあっては、傾斜方向上方側と傾斜方向下方側に設けられたカムカバー部を接続する底部を備えており、この底部に点火プラグ孔が形成されている。このため、雨水やタイヤによって撥ね上げられた水等が底部に流入した際に、この水が傾斜方向下方側のカムカバー部に塞き止められて底部に貯留されてしまい、点火プラグ孔に侵入してしまうおそれがある。

従来、点火プラグ孔に水が侵入するのを防止するようにしたシリンダヘッドカバーとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されるシリンダヘッドカバーは、点火プラグ孔が形成された凹部と、エンジンの傾斜方向下方側に設けられ、ブリーザ室を形成する畝状突出部とを備え、畝状突出部に、凹部底面と畝状突出部との境界に連続する溝底面を有する排出溝を設け、凹部に流入した水を、排出溝を通して凹部から排出するようにしている。

また、点火プラグ孔に水が侵入するのを防止するようにした他のシリンダヘッドカバーとしては、特許文献２に記載されたものがある。特許文献２に記載されたシリンダヘッドカバーは、ブリーザ室の上方に、シリンダヘッドカバーの凹部に形成された点火プラグ孔近傍とシリンダヘッドカバーの外周部とを連通する水抜き孔部を形成し、シリンダヘッドカバーの凹部に流入した水を、水抜き孔部を通して凹部から排出するようにしている。

特開平９−８８７１９号公報特開平１１−６２７０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるシリンダヘッドカバーにあっては、点火プラグ孔の開口端と凹部とが略同一面上に設けられているため、凹部に流入した水が畝状突出部に一時的に溜められた際に、この水が点火プラグ孔の開口端から侵入してしまうおそれがある。
また、引用文献２に記載されるシリンダヘッドカバーにあっても、点火プラグ孔の開口端と凹部とが略同一面上に設けられているため、凹部に流入した水がブリーザ室の上方のシリンダヘッドカバーの壁面に一時的に溜められた際に、この水が点火プラグ孔の開口端から侵入してしまうおそれがある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、点火プラグ孔に水が侵入するのを防止することができる内燃機関のシリンダヘッドカバーを提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、気筒軸が鉛直方向に対して傾斜する内燃機関に設けられたシリンダヘッドカバーであって、一対のカム軸を覆うようにして前記一対のカム軸の延在方向に沿って延在し、前記内燃機関の傾斜方向上方側と傾斜方向下方側に位置する一対のカムカバー部と、前記一対のカムカバー部における前記カム軸の延在方向と直交する方向の幅方向内方の下部を接続して、前記カム軸の延在方向に沿って延在する底部と、前記内燃機関の気筒の上方に位置するようにして前記底部に設けられ、点火プラグ孔を有するボス部と、前記一対のカムカバー部のいずれか一方に設けられ、ブローバイガスからオイルを気液分離するブリーザ室とを備え、前記底部は、前記内燃機関の傾斜方向下方側の前記カムカバー部の幅方向内方の下部から前記内燃機関の傾斜方向上方側の前記カムカバー部の幅方向内方の下部に向かうにつれて水平面に対して下方に向かうように傾斜する傾斜面を有し、前記鉛直方向に対する前記内燃機関の傾斜角の絶対値よりも前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角の絶対値が大きく形成されており、前記傾斜面は、前記ボス部の頂面よりも下方に位置するものから構成されている。

本発明の第２の態様としては、内燃機関の傾斜方向上方側に設けられたカムカバー部の鉛直方向高さに対して、内燃機関の傾斜方向下方側に設けられたカムカバー部の鉛直方向高さが高く形成され、傾斜方向下方側のカムカバー部にブリーザ室が形成されるようにしてもよい。
本発明の第３の態様としては、底部が、カム軸の延在方向に沿って底部の一端から他端に向かって傾斜するようにしてもよい。

このように上記の第１の態様によれば、シリンダヘッドカバーの底部が、内燃機関の傾斜方向下方側のカムカバー部の幅方向内方の下部から内燃機関の傾斜方向上方側のカムカバー部の幅方向内方の下部に向かうにつれて水平面に対して下方に向かうように傾斜する傾斜面を有し、鉛直方向に対する内燃機関の傾斜角の絶対値よりも水平面に対する傾斜面の傾斜角の絶対値が大きく形成されており、傾斜面が、ボス部の頂面よりも下方に位置する。これにより、底部に流入した水を傾斜面に沿って下方に移動させることができる。このため、下方に移動した水の水面をボス部の頂面から遠ざけることができ、ボス部の点火プラグ孔から水が侵入するのを防止することができる。

上記の第２の態様によれば、内燃機関の傾斜方向上方側に設けられたカムカバー部の鉛直方向高さに対して、内燃機関の傾斜方向下方側に設けられたカムカバー部の鉛直方向高さが高く形成されるので、傾斜方向下方側のカムカバー部の外方から底部に侵入する水を傾斜方向下方側のカムカバー部によって遮ることができ、底部に流入する水量を減らすことができる。

また、鉛直方向に高くした傾斜方向下方側のカムカバー部にブリーザ室が形成されるので、傾斜方向下方側のカムカバーに大きい容積のブリーザ室を形成することができ、ブローバイガスの気液分離効果を向上させることができる。

上記の第３の態様によれば、底部が、カム軸の延在方向に沿って底部の一端から他端に向かって傾斜するので、底部の傾斜方向下方に移動した水をカム軸に沿って底部の他端からシリンダヘッドカバーの外部に排出することができる。

図１は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーの一実施形態を示す図であり、シリンダヘッドカバーを備えた内燃機関の左側面図である。図２は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーの一実施形態を示す図であり、シリンダヘッドカバーの上面図である。図３は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーの一実施形態を示す図であり、図２のシリンダヘッドの上方およびシリンダヘッドカバーのＶ１−Ｖ１方向矢視断面図である。図４は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーの一実施形態を示す図であり、ボス部と底部との位置関係を示す図である。図５は、本発明の内燃機関のシリンダヘッドカバーの一実施形態を示す図であり、図２のＶ２−Ｖ２方向矢視断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドカバーの実施形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明に係る一実施形態の内燃機関のシリンダヘッドカバーを示す図である。
まず、構成を説明する。図１において、車両に搭載された内燃機関としてのエンジン１は、クランクケース２Ａが取付けられたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に取付けられたシリンダヘッド３とを含んで構成されている。

シリンダブロック２の内部には複数の気筒２ａが設けられており、この気筒２ａの内部にはピストン２ｂが往復自在に設けられている。このピストン２ｂは、コネクティングロッド２ｃを介してクランクシャフト５に連結されており、クランクシャフト５の回転運動は、コネクティングロッド２ｃを介してピストン２ｂの直線運動に変換される。また、本実施形態のエンジン１は、気筒軸Ｏ１が鉛直方向に対して傾斜するようになっており、以下、鉛直方向を鉛直方向軸Ｏとして説明する。すなわち、気筒軸Ｏ１は、鉛直方向軸Ｏに対して、一定の角度、例えば、１５°で傾斜している。なお、エンジン１の傾斜角は、エンジン１が車両に搭載された状態の搭載角である。

図３に示すように、シリンダヘッド３の上部にはカムジャーナル受け部６が設けられており、このカムジャーナル受け部６にはボルトによってカムキャップ９が固定されている。カムジャーナル受け部６およびカムキャップ９の内周面には吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８が回転自在に取付けられており、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８は、図２中、車両の左右方向に延在している。なお、本実施形態のエンジン１は、クランクシャフト５が車両の左右方向に沿って延在する、所謂、横置きエンジンを例に説明しているが、この形態に限定されるものではない。

この吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８には、吸気カム７ａおよび排気カム８ａが取付けられており、この吸気カム７ａおよび排気カム８ａは、その回転に伴ってシリンダヘッド３に設けられた図示しない吸気バルブおよび排気バルブを昇降させることでシリンダヘッド３に形成された図示しない吸気ポートおよび排気ポートを開閉させるようになっている。ここで、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８は、カム軸を構成している。
図１、図２に示すように、シリンダヘッドカバー４は、シリンダヘッド３を覆うようにしてシリンダヘッド３に取付けられている。

図１〜図３に示すように、シリンダヘッドカバー４の幅方向両側には、カムカバー部１０、１１が設けられており、このカムカバー部１０、１１は、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８を覆うようにして吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８の延在方向に沿って延在している。
また、カムカバー部１０は、エンジン１の傾斜方向上方側に位置しており、カムカバー部１１は、エンジン１の傾斜方向下方側に位置している。カムカバー部１０の下方のシリンダヘッド３の前面側には図示しない吸気マニホールドが設けられており、この吸気マニホールドは、吸気ポートを介して各気筒２ａに吸入空気を導入するようになっている。

カムカバー部１１の下方のシリンダヘッド３の後面側には図示しない排気マニホールドが設けられている。この排気マニホールドには気筒２ａから排気ポートを介して排気ガスが排出されるようになっている。したがって、本実施形態のエンジン１は、カムカバー部１１が車両の前方に位置し、カムカバー部１０が車両の後方に位置している。
また、シリンダヘッドカバー４の幅方向中央部には底部１２が設けられており、図３に示すように、底部１２は、カムカバー部１０、１１の幅方向内方の下部１０ａ、１１ａを接続するとともに、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８の軸線方向に延在している。

また、底部１２にはボス部１３が設けられており、このボス部１３は、シリンダブロック２の各気筒２ａの上方に位置している。また、図３、図４に示すように、ボス部１３には気筒２ａ毎に設けられた点火装置１４の図示しない点火プラグが挿通される点火プラグ孔１３ａが形成されている。
また、この点火プラグ孔１３ａは、シリンダヘッド３に形成された点火プラグ孔に連通しており、シリンダヘッドの点火プラグ孔１３ａは、各気筒２ａの燃焼室に連通している。

図３では、点火装置１４の一部を示しており、点火装置１４は、ケース１５に収容された図示しない点火コイルと、ケース１５の下方に設けられ、点火コイルに電気的に接続される図示しない接続部材が収容される筒状部材１６とを備えており、筒状部材１６の下端には接続部材を介して図示しない点火プラグが接続される。そして、点火プラグは、各気筒２ａの燃焼室に望むようにシリンダヘッド３に取付けられている。
ここで、ケース１５は、ボス部１３の頂面１３ｂに載置されており、ケース１５の下面とボス部１３の頂面１３ｂとの間には図示しないシール部材が介装されている。このため、点火プラグ孔１３ａの開口端から点火プラグ孔１３ａ内に水等が侵入するのを防止することができる。

この点火装置１４は、図示しない通電手段によって点火コイルに通電し、さらに通電を遮断することによって点火プラグによって火花を発生させ、この火花を混合気に着火することによって燃焼を行う。ケース１５には換気口１５ａが形成されており、この換気口１５ａは、シリンダヘッド３に形成された点火プラグ孔を通して点火プラグ孔１３ａに連通している。
この換気口１５ａは、各気筒２ａの燃焼室から微量に漏れ出すブローバイガス、あるいは、点火プラグの点火時の高電圧に伴い、燃焼室に漏れ出すオゾンガス等を、シリンダヘッド３に形成された点火プラグ孔およびボス部１３の点火プラグ孔１３ａを通して外部に排出する機能を有する。

図３に示すように、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８が収容されるカムカバー部１０、１１の内部には動弁室１７、１８が形成されている。また、カムカバー部１０の鉛直方向高さに対して、カムカバー部１１の鉛直方向高さが高く形成されている。カムカバー部１１の高さ方向の中央部にはブリーザプレート１９が設けられており、カムカバー部１１の内部は、ブリーザプレート１９によって上方側にブリーザ室２０が形成され、下方側に動弁室１８が形成される。
ブリーザ室２０は、ブローバイガスからオイルを気液分離するようになっている。このブローバイガスは、シリンダブロック２の気筒２ａの内壁で往復動するピストン２ｂのピストンリングと気筒２ａの内壁との隙間からクランクケース２Ａ内に漏出する未燃焼ガスのことであり、このブローバイガスは多量の炭化水素を含むと同時にオイルを含む。
このため、ブローバイガスを適切に処理しないと、エンジンオイルの早期劣化やエンジン１内部の錆の原因などになる。
このブローバイガスは、クランクケース２Ａからシリンダブロック２およびシリンダヘッド３に設けられた図示しないブローバイガス還流通路を通して動弁室１８に導入されるようになっている。

動弁室１８とブリーザ室２０は、ブリーザプレート１９に形成された開口を通して連通しており、動弁室１８に導入されたブローバイガスは、開口を通してブリーザ室２０に導入されてブリーザ室２０でオイルが気液分離された後、図２に示すように、カムカバー部１１に設けられたブリーザ配管２１を通して吸気管に排出される。すなわち、クランクケース２Ａ内に漏出したブローバイガスは、吸気管内で発生する吸気負圧によってブローバイガス還流通路、動弁室１８およびブリーザ室２０に導入される。

一方、図３、図４に示すように、底部１２は、エンジン１の傾斜方向と逆方向に傾斜する傾斜面１２ａを備えており、この傾斜面１２ａは、鉛直方向軸Ｏに対するエンジン１の傾斜角よりも大きい傾斜角を有している。また、この傾斜面１２ａは、ボス部１３の頂面１３ｂおよびケース１５の換気口１５ａよりも下方に位置している。すなわち、本実施形態のボス部１３は、底部１２の傾斜面１２ａから突出している。
図４に示すように、傾斜面１２ａは、水平面に対し、上端から底部１２の幅方向の中央に向かって大きい傾斜角、例えば３０°程度で傾斜する急斜面１２ｂと、底部１２の幅方向の中央から下端に向かって例えば、２０°程度で傾斜する緩斜面１２ｃとを備えており、上端から下端に向かって傾斜角度が異なるようになっている。なお、傾斜面１２ａの傾斜角度は、例示であって、これに限定されるものではない。

また、図１、図２に示すように、シリンダヘッドカバー４の右方にはカムカバー部１０、１１の右端から上方および車両の前後方向に膨出する膨出部２２が設けられており、この膨出部２２にはエンジンオイルを注入する注入孔を開閉するオイルフィラーキャップ２３が設けられている。このため、エンジンオイルの交換時にはオイルフィラーキャップ２３を膨出部２２から取り外して注入孔を通してエンジンオイルを交換することができる。
図５に示すように、底部１２は、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８の延在方向に沿って、底部１２の一端１２ｄである車両の右方向から他端１２ｅである車両の左方向に向かって傾斜しており、底部１２の他端１２ｅは、開放端となっている。

次に、作用を説明する。
エンジン１は、気筒軸Ｏ１が鉛直方向軸Ｏに対して傾斜するようになっており、カムカバー部１１が傾斜方向下方に位置し、カムカバー部１０が傾斜方向上方に位置している。このため、雨水や、洗車による水、あるいは、車両走行時にタイヤによって撥ね上げられた水等が、シリンダヘッドカバー４の上方に流入した際に、カムカバー部１１が壁となって底部１２に水が滴下される。
本実施形態のシリンダヘッドカバー４の底部１２は、エンジン１の傾斜方向と逆方向に傾斜する傾斜面１２ａを備えており、この傾斜面１２ａが、鉛直方向軸Ｏに対するエンジン１の傾斜角よりも大きい傾斜角を有してボス部１３の頂面１３ｂおよびケース１５の換気口１５ａよりも下方に位置している。

このため、底部１２に流入した水を、傾斜面１２ａに沿って車両後方に移動させ、車両後方側に移動した水の水面をボス部１３の頂面１３ｂから遠ざけることができ、ボス部１３の点火プラグ孔１３ａおよび換気口１５ａから水が侵入するのを防止することができる。
特に、本実施形態の傾斜面１２ａは、上端から底部１２の幅方向の中央に向かって大きい角度で傾斜する急斜面１２ｂと、底部１２の幅方向の中央から下方に向かって緩やかに傾斜する緩斜面１２ｃとを備えているため、傾斜面１２ａに流入した水を速やかに傾斜面１２ａの下方に移動させることができる。したがって、水の水面をボス部１３の頂面１３ｂおよび換気口１５ａから速やかに遠ざけることができる。このため、ボス部１３の点火プラグ孔１３ａおよび換気口１５ａから水が侵入するのをより効果的に防止することができる。

また、本実施形態の底部１２は、吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８の延在方向に沿って底部１２の一端１２ｄから他端１２ｅに向かって傾斜しており、底部１２の他端１２ｅが開放端となっているため、傾斜面１２ａの下方に移動した水を底部１２の他端１２ｅからシリンダヘッドカバー４の外方に排出することができる。
また、本実施形態のシリンダヘッドカバー４は、傾斜方向上方に位置するカムカバー部１０の鉛直方向高さに対して、傾斜方向下方に位置するカムカバー部１１の鉛直方向高さを高くしているので、カムカバー部１１の外方、すなわち、車両の前方から底部１２に侵入する水をカムカバー部１１によって遮ることができ、底部１２に流入する水量を減らすことができる。

また、本実施形態のシリンダヘッドカバー４は、鉛直方向に高くしたカムカバー部１１にブリーザ室２０が形成されるので、カムカバー部１１に大きい容積のブリーザ室２０を形成することができ、ブローバイガス通路をより長く形成できる。このため、ブローバイガスの気液分離効果を向上させることができる。また、ブリーザ室２０にブローバイガスをより多く蓄えることができ、ブリーザ配管２１の圧力変動を緩和することができる。
なお、本実施形態のシリンダヘッドカバー４は、カムカバー部１１にブリーザ室２０が設けられているが、カムカバー部１０にブリーザ室２０が設けられてもよい。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１…エンジン（内燃機関）、４…シリンダヘッドカバー、７…吸気カムシャフト（カム軸）、８…排気カムシャフト（カム軸）、１０，１１…カムカバー部、１０ａ，１１ａ…カムカバー部の下部、１２…底部、１２ａ…傾斜面、１２ｄ…一端、１２ｅ…他端、１３…ボス部、１３ａ…点火プラグ孔、１３ｂ…頂面、２０…ブリーザ室、Ｏ１…気筒軸

Claims

気筒軸が鉛直方向に対して傾斜する内燃機関に設けられたシリンダヘッドカバーであって、
一対のカム軸を覆うようにして前記一対のカム軸の延在方向に沿って延在し、前記内燃機関の傾斜方向上方側と傾斜方向下方側に位置する一対のカムカバー部と、
前記一対のカムカバー部における前記カム軸の延在方向と直交する方向の幅方向内方の下部を接続して、前記カム軸の延在方向に沿って延在する底部と、
前記内燃機関の気筒の上方に位置するようにして前記底部に設けられ、点火プラグ孔を有するボス部と、
前記一対のカムカバー部のいずれか一方に設けられ、ブローバイガスからオイルを気液分離するブリーザ室とを備え、
前記底部は、前記内燃機関の傾斜方向下方側の前記カムカバー部の幅方向内方の下部から前記内燃機関の傾斜方向上方側の前記カムカバー部の幅方向内方の下部に向かうにつれて水平面に対して下方に向かうように傾斜する傾斜面を有し、前記鉛直方向に対する前記内燃機関の傾斜角の絶対値よりも前記水平面に対する前記傾斜面の傾斜角の絶対値が大きく形成されており、前記傾斜面は、前記ボス部の頂面よりも下方に位置することを特徴とするシリンダヘッドカバー。
前記内燃機関の傾斜方向上方側に設けられた前記カムカバー部の鉛直方向高さに対して、前記内燃機関の傾斜方向下方側に設けられた前記カムカバー部の鉛直方向高さが高く形成され、前記傾斜方向下方側の前記カムカバー部に前記ブリーザ室が形成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー。
前記底部が、前記カム軸の延在方向に沿って前記底部の一端から他端に向かって傾斜することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のシリンダヘッドカバー。