JP7063802B2 - シリンダヘッドカバー - Google Patents

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Description

本発明は、小型ディーゼルエンジンなどの主に産業用エンジンに適用されるシリンダヘッドカバーに関するものである。
産業用ディーゼルエンジンなどにおいては、ブローバイガスをシリンダヘッドカバーの内部を通してから吸気経路に戻す構造のブローバイガス還流装置を備えることが一般的である。
その場合、シリンダヘッドカバーにおけるブローバイガスの出口に、吸気経路に繋がるチューブやダクトなどのガス管路が接続される。シリンダヘッドカバーのガス出口は、ＰＣＶ弁などの調圧弁の直後に形成されることが多い。例えば、特許文献１（図２，６を参照）にて開示されるように、シリンダヘッドカバーの頂部において板金製のカバー蓋（天井壁：２７）を備えた調圧弁が配置され、その調圧弁（ＰＣＶバルブ：３）の出口が、シリンダヘッドカバーのガス出口となった構造のものが知られている。
クランクケース内で発生するブローバイガスを、エンジン内（吸気側）に戻すことにより、クリーンな排気ガスの実現に寄与している。シリンダヘッドカバーのガス出口から出たブローバイガスは、ゴムホースや合成樹脂ホースなどのガス管路により、吸気マニホルドや過給機の吸い込み側に戻されている。
特開２０１２－５７５７５号公報
従来のブローバイガス還流装置における技術の問題点や改良すべき点は次のとおりである。即ち、極寒地域において、エンジン停止時にエンジン内のブローバイガス中の水分が冷やされ、エンジン内に結露が発生し、場合によっては凍結することがある。
外気に接する面や壁を持つ部位や断面積の少ない箇所では、凍結によりガス通路が詰まるおそれもある。特に、シリンダヘッドカバーにおけるガス出口は、上方突出した構造になり易いため、過冷や凍結のリスクが高い。
本発明の目的は、構造工夫により、ブローバイガスのガス出口が冷され難いようにして、寒冷時におけるガス出口での凍結や詰まりが生じないよう、改善されたシリンダヘッドカバーを提供する点にある。
本発明は、シリンダヘッドカバーにおいて、
クランクケースからのブローバイガスを通すガス通路と、ヘッドカバー上壁から上方突出する状態で形成されるガス出口部とを有し、
前記ガス出口部は、ブローバイガスを通す出口通路を形成すべくヘッドカバー上壁から上方に膨出した突出ケース部を備え、
前記突出ケース部から下方に突出する通路壁に、下端にガス入口開口を備える上下向き通路部及び先端に出口開口を備える横向き通路部を有して側面視が上下逆向きのＬ字形状を呈する前記出口通路が形成され、
前記突出ケース部と前記通路壁との間に、下方がヘッドカバー内に連通される空気層が形成されていることを特徴とする。
例えば、前記突出ケース部は、ヘッドカバー上壁から立ち上がる起立壁を有しており、前記出口通路を形成するための通路壁と前記起立壁との間に前記空気層が設けられていると好都合である。そして、前記起立壁は、前記突出ケース部が裾広がり状となるように前記ヘッドカバー上壁から傾き角度を持って立ち上がる傾斜壁に形成されていればより好都合である。
また、前記起立壁は、エンジン冷却風の流れ方向で上流側に対面する状態となるように、前記突出ケース部が構成されていると好ましい。そして、シリンダヘッドカバーは、直列複数気筒の産業用ディーゼルエンジン用のものであると好都合である。
本発明によれば、突出ケース部における出口通路の外側に空気層を形成したので、空気層が無い場合に比べて、断熱作用が飛躍的に向上するようになる。従って、極寒などの寒冷時でも出口通路の温度低下が抑制され、ブローバイガス中の水分が冷やされて結露が発生し、場合によっては凍結することが生じないようになる。
その結果、ガス出口部に空気層を設ける構造工夫により、突出ケース部に形成されたガス出口部におけるブローバイガスが冷され難いようになり、寒冷時におけるガス出口での凍結や詰まりが生じないよう、改善されたシリンダヘッドカバーを提供することができる。
（Ａ）ヘッドカバー前部をガス入口開口の部位で上下に切った断面図、（Ｂ）ガス出口部をガス入口開口のやや左側にて上下に切った断面図 ヘッドカバー単品の平面図 産業用ディーゼルエンジンの平面図 セパレータの平面図
以下に、本発明によるシリンダヘッドカバーの実施の形態を、小型の産業用ディーゼルエンジンに適用した場合について、図面を参照しながら説明する。
図３に、産業用ディーゼルエンジンＥの平面図が示され、１はエンジン冷却ファン、２はオルタネータ、３は過給機、４は排気処理装置、５はシリンダヘッド（符記省略）の上に組付けられるシリンダヘッドカバー（以下、ヘッドカバーと略称する）、６は複数のインジェクタ、７は燃料噴射用供給ポンプである。
本エンジンＥには、ブローバイガス還流装置（図示省略）が装備されており、クランクケース（図示省略）からのブローバイガスをヘッドカバー５の内部に形成されているガス通路Ｗ（図１を参照）を通し、極力オイル成分などを除いた状態で吸気通路Ａに戻す構成とされている。なお、吸気通路Ａの例としては、過給機３の吸気側ダクト３Ａが挙げられる（図４を参照）。
図３及び図４に示されるように、ヘッドカバー５は、インジェクタ装着用の４箇所の円孔５ａを有する上下中間壁５Ｃと、前側の上壁（以下、ヘッドカバー上壁と呼ぶ）５Ａと、後側の上壁５Ｂとを備えた無底箱状の部材である。ヘッドカバー上壁５Ａの後部には、ヘッドカバー上壁５Ａから上方突出する状態で形成されるガス出口部８が形成されている。ブレザ経路でもあるガス出口部８には、ブローバイガスｇを吸気通路Ａに戻すためのガス管路９が接続される。
ヘッドカバー上壁５Ａの下側には、図４で示されるセパレータ（オイルセパレータ）Ｓが収容されている。セパレータＳの平面視形状は、ヘッドカバー上壁５Ａの上方突出形状に合せてその内側にピッタリと内装できるように、略横向きＴ字状に形成されている。セパレータＳの前後及び右側のそれぞれに、ヘッドカバー５の内側にボルト止め装着するための挿通孔２４が形成されている。
セパレータＳは、その下面の前端部にブローバイガスの入口、即ちセパレータ入口１０が形成され、上面の後端部にブローバイガスの出口、即ちセパレータ出口１１が形成されている。セパレータＳの前後中間で右側の箇所に、大きく下方突出させたオイル落し部１２が形成されており、また、セパレータ入口１０とオイル落し部１２との前後方向の間にフィルタ（図示省略）が設けられている。
従って、クランクケースからのブローバイガスｇは、ヘッドカバー５の内部の前端部から、セパレータＳの下面前端部のセパレータ入口１０からセパレータＳの内部に入り、そこでフィルタ作用やオイル滴下作用を受けた後に、セパレータＳの上面後端部のセパレータ出口１１から出る、という具合に流れる。
セパレータ出口１１は、図１（Ａ）に示されるように、ヘッドカバー５のガス出口部８のガス入口開口１４に気密に対向配備されている。従って、セパレータ出口１１から出たブローバイガスｇは、ガス出口部８を通ってからガス管路９に流れて行くようになる。つまり、ヘッドカバー５の内部のガス通路Ｗは、そこに収容されるセパレータＳの内部にも形成されている。
図１（Ａ）、図２、図３に示されるように、ガス出口部８は、ブローバイガスｇを通す出口通路８Ａを形成すべくヘッドカバー上壁５Ａから上方に膨出した突出ケース部１５を備え、突出ケース部１５における出口通路８Ａの外側に空気層１６が形成されている。なお、図１（Ａ）において、５Ｄはヘッドカバー前壁である。
突出ケース部１５は、頂壁１５Ａ、前側の起立壁１７、後壁１９、左側の取出し壁２０、及び右側の右側壁２１を有している。起立壁１７、後壁１９、及び取出し壁２０は傾斜角度の付いた傾斜壁に形成されており、突出ケース部１５は裾広がり状の外観を呈している。やや左後方に向いた外面（符記省略）を持つ取出し壁２０には、前記出口通路８Ａの出口開口２２を備える庇壁２０Ａが形成されている。
突出ケース部１５は、ヘッドカバー５の内部となる下側に突出する通路壁１５Ｂを備えており、その通路壁１５Ｂに、側面視が上下逆向きのＬ字形状を呈する出口通路８Ａが形成されている。出口通路８Ａは、下端にガス入口開口１４を備える上下向き通路部８ａと、左端（先端）に出口開口２２を備える横向き通路部８ｂとを有する折れ曲がり通路に形成されている。起立壁１７の下端部の裏側には、図１に示されるように、セパレータＳと干渉しない範囲で下方突出するリブ壁２３が形成されている。
従って、図１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、ヘッドカバー上壁５Ａから傾き角度θで立上る起立壁１７と通路壁１５Ｂとの間及びリブ壁２３との間に跨る状態で空気層１６が形成されている。また、後壁１９と通路壁１５Ｂとの間にも空気層１６が形成されている。また、図４に示されるように、起立壁１７は、エンジン冷却風Ｒの流れ方向（矢印Ｙ方向）で上流側に対面する状態となるように、突出ケース部１５が構成されている。
以上のように構成されたヘッドカバーにより、次のとおりの作用効果が得られる。ヘッドカバー５のブレザ経路としてヘッドカバー上壁５Ａから突設されたガス出口部８の下方突出する通路壁１５Ｂの周囲に、外壁である起立壁１７との間に空気層１６が形成されている。そして、起立壁１７は水平から角度が付いた傾斜壁とされている。
つまり、従来品では１枚の壁であったところを、本発明では間に空気層１６を設けた二重壁構造（通路壁１５Ｂ、起立壁１７）としてあるので、断熱作用が格段に向上するようになる。従って、極寒などの寒冷時でも出口通路８Ａの温度低下が抑制され、ブローバイガス中の水分が冷やされて結露が発生し、場合によっては凍結することが生じないようになる。
また、突出ケース部１５は、エンジン冷却ファン１によるエンジン冷却風Ｒの風下に位置し、起立壁１７には直接的にエンジン冷却風Ｒがあたるようになる。しかしながらが、起立壁１７は傾き角度θによる傾斜壁とされているので、図１（Ａ）に矢印で示されるように、エンジン冷却風Ｒは滑らかに起立壁１７部位を吹き去っていくようになり、エンジン冷却風Ｒによる冷却作用も最小限に又は大きく抑制することが可能になる。
その結果、構造工夫により、突出ケース部１５に形成されたガス出口部８におけるブローバイガスｇが冷され難いようになり、寒冷時におけるガス出口での凍結や詰まりが生じないよう、改善されたシリンダヘッドカバー５を提供することができる。
〔別実施形態〕
右側壁２１も傾斜壁として、通路壁１５Ｂとの間に空気層１６が形成されるように構成してもよい。
５ シリンダヘッドカバー
５Ａ ヘッドカバー上壁
８ ガス出口部
８Ａ 出口通路
８ａ 上下向き通路部
８ｂ 横向き通路部
１４ ガス入口開口
１５ 突出ケース部
１５Ｂ 通路壁
１６ 空気層
１７ 起立壁
２２ 出口開口
Ｒ エンジン冷却風
Ｗ ガス通路
θ 傾き角度

Claims (5)

  1. クランクケースからのブローバイガスを通すガス通路と、ヘッドカバー上壁から上方突出する状態で形成されるガス出口部とを有し、
    前記ガス出口部は、ブローバイガスを通す出口通路を形成すべくヘッドカバー上壁から上方に膨出した突出ケース部を備え、
    前記突出ケース部から下方に突出する通路壁に、下端にガス入口開口を備える上下向き通路部及び先端に出口開口を備える横向き通路部を有して側面視が上下逆向きのＬ字形状を呈する前記出口通路が形成され、
    前記突出ケース部と前記通路壁との間に、下方がヘッドカバー内に連通される空気層が形成されているシリンダヘッドカバー。
  2. 前記突出ケース部は、ヘッドカバー上壁から立ち上がる起立壁を有しており、前記出口通路を形成するための通路壁と前記起立壁との間に前記空気層が設けられている請求項１に記載のシリンダヘッドカバー。
  3. 前記起立壁は、前記突出ケース部が裾広がり状となるように前記ヘッドカバー上壁から傾き角度を持って立ち上がる傾斜壁に形成されている請求項２に記載のシリンダヘッドカバー。
  4. 前記起立壁は、エンジン冷却風の流れ方向で上流側に対面する状態となるように、前記突出ケース部が構成されている請求項３に記載のシリンダヘッドカバー。
  5. 直列複数気筒の産業用ディーゼルエンジン用のものである請求項１～４の何れか一項に記載のシリンダヘッドカバー。
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