JP4573759B2 - 内燃機関のブローバイガス換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアクリーナからの清浄な空気を導く新気導入管が、機関本体のクランク室内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体に接続される内燃機関のブローバイガス換気装置に関する。

エアクリーナからの清浄な空気を、クランク室内で生じるブローバイガスを換気すべく機関本体に導入し、機関本体から導出されるブローバイガスをエアクリーナに導くようにしたものが、たとえば特許文献１によって知られている。
特開２００５−１２１００８号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたブローバイガス換気装置によれば、エアクリーナからの清浄な空気がクランク室に送り込まれ、クランク室内で生じたブローバイガスが送り込まれた空気に同伴して、クランク室からシリンダヘッドを経てシリンダヘッドおよびヘッドカバー間からエアクリーナに導かれるように構成されており、クランク室内には、比較的低温である空気が送り込まれるものである。しかるにクランク室内でブローバイガス中に含まれる水分やガソリン成分の凝縮を防止して、凝縮物がオイルに混入することによるオイル劣化を防止するためには、クランク室に送り込まれる空気を、その飽和水蒸気量を高めるべく、より高温とすることが望ましい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、クランク室に送り込む空気の温度を高めてオイル劣化を防止することができるようにした内燃機関のブローバイガス換気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エアクリーナからの清浄な空気を導く新気導入管が、機関本体のクランク室内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体に接続される内燃機関のブローバイガス換気装置において、前記機関本体内に送り込まれる清浄な空気に同伴するブローバイガスを導く複数のブローバイガス導出管の下流側が集合導出管を介して前記エアクリーナに接続されると共に、それらブローバイガス導出管の上流端をそれぞれ接続せしめる接続口が、前記機関本体のクランクケースと、該クランクケースの左右にそれぞれ結合される左右のクランクケースカバーの少なくとも一方とに設けられ、前記新気導入管の下流端が、前記機関本体のシリンダヘッド側から前記クランク室に清浄な空気を送り込むようにして前記機関本体に接続されることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、一方の前記クランクケースカバーの前記接続口に上流端を接続した第１のブローバイガス導出管の下流端と、他方の前記クランクケースカバーの前記接続口に上流端を接続した第２のブローバイガス導出管の下流端とが、それらの下流端相互の合流部で前記集合導出管の上流端と接続され、前記第１のブローバイガス導出管の途中には、前記クランクケースの前記接続口に上流端を接続した第３のブローバイガス導出管の下流端が接続されることを特徴とする。

また請求項３記載の発明は、エアクリーナからの清浄な空気を導く新気導入管が、機関本体のクランク室内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体に接続される内燃機関のブローバイガス換気装置において、前記機関本体内に送り込まれる清浄な空気に同伴するブローバイガスを導くブローバイガス導出管が前記エアクリーナに接続され、前記新気導入管の下流端が、前記機関本体のシリンダヘッド側から前記クランク室に清浄な空気を送り込むようにして前記機関本体に接続され、前記新気導入管が、前記エアクリーナと並列に空気蓄積チャンバに接続されることを特徴とする。

また請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記新気導入管が、前記機関本体側への流通だけを許容する一方向弁を介して前記エアクリーナに接続されることを特徴とする。

また請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記機関本体のシリンダヘッドおよびヘッドカバー間に、動弁機構を収容する動弁室が形成されるとともに、該動弁室からのオイル飛沫の飛散を防止する遮蔽板で前記動弁室とは区画された空気ため込み室が動弁室を経てシリンダヘッド側に空気を送り込むことを可能として形成され、前記新気導入管が前記空気ため込み室通じて前記ヘッドカバーに接続されることを特徴とする。

さらに請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成に加えて、前記空気蓄積チャンバが、自動二輪車の車体構成部材内に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、エアクリーナからの清浄な空気がシリンダヘッドを経由してクランク室に送り込まれるので、シリンダヘッドで温められて比較的高温となった空気がクランク室に送り込まれることになり、送り込まれる空気の飽和水蒸気量を高めることによってクランク室内でブローバイガス中に含まれる水分やガソリン成分の凝縮を防止することができ、凝縮物がオイルに混入することによるオイル劣化を防止してオイル寿命を延ばすことができる。

また特に請求項１の発明によれば、ブローバイガスをクランク室から効率よく排出することができる。

また特に請求項３の発明によれば、機関本体側に新気導入管から比較的大量の空気を送り込むことが可能となり、ブローバイガスの換気効率が向上する。

また特に請求項４の発明によれば、一方向弁によって機関本体側への空気の流通だけが許容されるので、温められた空気をクランク室の呼吸に応じてクランク室に効率よく送り込むことができる。

また特に請求項５の発明によれば、エアクリーナからの清浄な空気を空気ため込み室に一旦ため込んで昇温することができ、動弁機構から飛散したオイルを含まないより高温の空気をクランク室に送り込むことができる。

さらに請求項６の発明によれば、空気蓄積チャンバを形成するための専用部品を不要として、車体構成部材で空気蓄積チャンバを形成するようにして部品点数の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付の図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は参考例を示すものであり、図１は内燃機関の一部切欠き側面図、図２は機関本体のヘッドカバーおよびエアクリーナのカバーを外した状態での内燃機関の平面図、図３は図１の３−３線断面図である。

先ず図１において、この内燃機関の機関本体１１は、クランクケース１２と、クランクケース１２の上部に結合されるシリンダブロック１３と、シリンダブロック１３の上部に結合されるシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４の上部に結合されるヘッドカバー１５とを備え、シリンダブロック１３に形成されたシリンダボア１６に摺動自在に嵌合されるピストン１７が、前記クランクケース１２に回転自在に支承されるクランクシャフト１８にコネクティングロッド１９を介して連結される。

シリンダブロック１３およびシリンダヘッド１４間には前記ピストン１７の頂部を臨ませる燃焼室２０が形成されており、シリンダヘッド１４の相互に反対側の側壁には吸気ポート２１および排気ポート２２が設けられる。またシリンダヘッド１４には、前記吸気ポート２１から燃焼室２０への混合気の流入を制御する吸気弁２３と、前記燃焼室２０から前記排気ポート２２への排ガスの流出を制御する排気弁２４とが開閉作動可能に配設される。

図２を併せて参照して、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間には動弁機構３０を収容する動弁室３１が形成されるものであり、前記動弁機構３０は、吸気弁２３および排気弁２４に共通なカムシャフト２５と、該カムシャフト２５に設けられる吸気側カム２６に従動して揺動することで吸気弁２３を開閉駆動する吸気側ロッカアーム２７と、前記カムシャフト２５に設けられる排気側カム２８に従動して揺動することで排気弁２４を開閉駆動する排気側ロッカアーム２９とを備える。

前記カムシャフト２５の一端およびクランクシャフト１８の一端間にはカムチェーン３２を有する調時伝動機構３３が、クランクシャフト１８の回転動力を１／２に減速して前記カムシャフト２５に伝達するようにして設けられており、シリンダボア１６に通じてクランクケース１２内に形成されるクランク室３４および前記動弁室３１間を結ぶ通路３５が、前記カムチェーン３２を走行させるようにして前記シリンダブロック１３および前記シリンダヘッド１４に設けられ、クランク室３４は前記通路３５を介して前記動弁室３１に連通する。

シリンダヘッド１４の吸気ポート２１には、エアクリーナ３８、コネクティングチューブ３９、気化器４０および吸気管４１を上流側から順に有する吸気装置４２が接続される。

エアクリーナ３８のクリーナケース４３は、上方に開いた函状のケース主体４４と、該ケース主体４４の上部に結合されるカバー４５とから成り、クリーナケース４３内は、ケース主体４４およびカバー４５間に挟持されるクリーナエレメント４６を相互間に挟んで未浄化室４７および浄化室４８が形成され、未浄化室４７には、前記カバー４５に取付けられた吸入管４９から外部の空気が吸入される。またコネクティングチューブ３９は、該コネクティングチューブ３９の上流端を浄化室４８内に開口するようにしてクリーナケース４３のケース主体４４を気密に貫通するものであり、クリーナエレメント４６を通過することで浄化された清浄な空気は浄化室４８からコネクティングチューブ３９を経て気化器４０側に導かれる。

シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５には排気ポート２２に下流端を開口せしめた二次空気通路５０が設けられており、この二次空気通路５０には、エアクリーナ３８の浄化室４８から二次空気供給経路５１を介して二次空気が導かれる。

この二次空気供給経路５１は、浄化室４８に通じるようにして上流端がクリーナケース４３のケース主体４４に接続される第１導管５２と、第１導管５２の下流端に接続される制御弁５３と、上流端が制御弁５３に接続される第２導管５４と、前記二次空気通路５０に通じるようにしてヘッドカバー１５に下流端が接続されるとともに上流端が第２導管５４の下流端に接続される第３導管５５とを備える。

前記制御弁５３は、吸気管４１内の負圧が大となるのに応じて開度を小さくする負圧制御式の開度制御弁であり、吸気管４１の負圧を取り出す負圧取り出し管５６が制御弁５３に接続される。また制御弁５３内には、第１導管５２から第２導管５４側、すなわちエアクリーナ３８の浄化室４８から排気ポート２２側への流通だけを許容するリードバルブが内蔵される。

ところで、燃焼室２０内で生じた燃焼生成物の一部はブローバイガスとしてピストン１７およびシリンダボア１６間からクランク室３４側に漏れるものであり、このブローバイガスがクランク室３４内に滞留すると、ブローバイガス中に含まれる水分やガソリン成分が凝縮し、クランク室３４内の下部に貯留されるオイルに混入してオイル劣化の原因となる。そこでエアクリーナ３８からの清浄な空気を導く新気導入管５７が、機関本体１１におけるクランクケース１２のクランク室３４内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体１１に接続されるものであり、クランク室３４内に生じたブローバイガスは清浄な空気で換気されることで、クランク室３４内に滞留することなく速やかに排出される。

ところで新気導入管５７の下流端は、シリンダヘッド１４側からクランク室３４に清浄な空気を送り込むようにして、機関本体１１に接続されるのであるが、シリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間に形成された動弁室３１内に収容された動弁機構３０の潤滑のために動弁機構３０の周囲にはオイルの飛沫が浮遊しており、導入された清浄な空気にオイル飛沫が混入してしまうことを避けるために、ヘッドカバー１５には、図３で示すように、動弁室３１との間を遮る遮蔽板５８が取付けられる。この遮蔽板５８およびヘッドカバー１５間には、動弁室３１には通じるものの動弁機構３０側からのオイルの飛沫が入り込むことは遮蔽板５８で遮られるようにした空気ため込み室５９が形成され、新気導入管５７は空気ため込み室５９に通じるようにして機関本体１１のヘッドカバー１５に接続される。而して新気導入管５７から空気ため込み室５９に導入される清浄な空気は、空気ため込み室５９に一旦ため込まれた後、動弁室３１から通路３５を経てクランク室３４に導かれることになる。

一方、エアクリーナ３８のクリーナケース４３におけるケース主体４４には、浄化室４８に通じるようにして空気導管６０の上端が接続されており、この空気導管６０の下流端は、該空気導管６０側からの流通だけを許容する一方向弁としてのリードバルブ６１を介して新気導入管５７の上流端に接続される。すなわち新気導入管５７はリードバルブ６１および空気導管６０を介してエアクリーナ３８に接続されるものであり、空気ため込み室５９側の圧力がエアクリーナ３８の浄化室４８側の圧力よりも低いときにリードバルブ６１が開弁し、浄化室４８からの清浄な空気が空気ため込み室５９に導入されることになる。

クランクケース１２の上部にはクランク室３４内に通じる迷路状のブリーザ迷路室６２が形成され、このブリーザ迷路室７２に通じるようにしてクランクケース１２の上部に上流端が接続されるブローバイガス導出管６３の下流端は、浄化室４８に通じるようにしてエアクリーナ３８のケース主体４４に接続される。

次にこの参考例の作用について説明すると、エアクリーナ３８からの清浄な空気を導く新気導入管５７が、クランク室３４内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体１１内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体１１に接続されるのであるが、本発明に従えば、新気導入管５７の下流端が、シリンダヘッド１４側からクランク室３４に清浄な空気を送り込むようにして機関本体１１のヘッドカバー１５に接続され、機関本体１１内に送り込まれる清浄な空気に同伴するブローバイガスを導くブローバイガス導出管６３がエアクリーナ３８に接続されている。

したがってエアクリーナ３８からの清浄な空気がシリンダヘッド１４を経由してクランク室３４に送り込まれるので、シリンダヘッド１４で温められて比較的高温となった空気がクランク室３４に送り込まれることになり、送り込まれる空気の飽和水蒸気量を高めることによってクランク室３４内でブローバイガス中に含まれる水分やガソリン成分の凝縮を防止することができ、凝縮物がオイルに混入することによるオイル劣化を防止してオイル寿命を延ばすことができる。

また新気導入管５７は、機関本体１１側への流通だけを許容するリードバルブ６１を介してエアクリーナ３８に接続されるものであり、リードバルブ６１によって機関本体１１側への空気の流通だけが許容されるので、温められた空気をクランク室３４の呼吸に応じてクランク室３４に効率よく送り込むことができる。

またシリンダヘッド１４およびヘッドカバー１５間には、動弁機構３０を収容する動弁室３１が形成されるとともに、該動弁室３１からのオイル飛沫の飛散を防止する遮蔽板５８で動弁室３１とは区画された空気ため込み室５９が動弁室３１を経てシリンダヘッド１４側に空気を送り込むことを可能として形成され、新気導入管５７は、空気ため込み室５９に通じてヘッドカバー１５に接続されるので、エアクリーナ３８からの清浄な空気を空気ため込み室５９に一旦ため込んで昇温することができ、動弁機構３０から飛散したオイルを含まないより高温の空気をクランク室３４に送り込むことができる。

図４は本発明の第１実施例を示すものであり、機関本体１１におけるクランクケース１２の左右両側にはクランクケースカバー６５，６６が結合されており、クランクケース１２に設けられる接続口６７と、前記両クランクケースカバー６５，６６の少なくとも一方、この実施例では両方に設けられる接続口６８，６９とに、ブローバイガス導出管７０，７１，７２の上流端が接続され、それらのブローバイガス導出管７０〜７２の下流端は、エアクリーナ３８に連なる集合導出管７３に共通に接続される。

この第１実施例によれば、クランクケース１２のクランク室３４（参考例参照）からブローバイガスを効率よく排出することができる。

図５は本発明の第２実施例を示すものであり、上記参考例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみで、詳細な説明は省略する。

機関本体１１のヘッドカバー１５に接続される新気導入管５７は、リード弁６１を介してエアクリーナ３８に接続されるとともに、エアクリーナ３８と並列にして空気蓄積チャンバ７５に接続される。

すなわちリード弁６１は、下流側空気導管７６、Ｔ字状の継手７７および上流側空気導管７８を介してエアクリーナ３８に接続されるものであり、前記継手７７に一端を接続せしめた分岐管７９の他端が、チャンバ形成部材７４内に形成される空気蓄積チャンバ７５に通じるようにしてチャンバ形成部材７４に接続される。

この第２実施例によれば、リード弁６１の開弁時に、機関本体１１側に新気導入管５７から空気の慣性力を利用して比較的大量の空気を送り込むことが可能となり、空気ため込み室５９（前記参考例参照）との組み合わせによる相乗効果でブローバイガスの換気効率が向上する。

本発明のさらに他の実施例として、前記第２実施例の空気蓄積チャンバ７５を形成するチャンバ形成部材７４が、自動二輪車の車体構成部材、たとえばメインフレームやリヤフレーム等のフレーム部材であってもよく、そのようにすれば、空気蓄積チャンバ７５を形成するための専用部品を不要として部品点数の低減を図ることができる。

以上、参考例及び本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

参考例の内燃機関の一部切欠き側面図である。 機関本体のヘッドカバーおよびエアクリーナのカバーを外した状態での内燃機関の平面図である。 図１の３−３線断面図である。 本発明の第１実施例の内燃機関の要部を示す平面図である。 本発明の第２実施例の図２に対応した平面図である。

１１・・・機関本体
１４・・・シリンダヘッド
１５・・・ヘッドカバー
３０・・・動弁機構
３１・・・動弁室
３４・・・クランク室
３８・・・エアクリーナ
５７・・・新気導入管
５８・・・遮蔽板
５９・・・空気ため込み室
６１・・・一方向弁であるリード弁
６３，７０，７１，７２・・・ブローバイガス導出管
６５，６６・・・クランクケースカバー
６７，６８，６９・・・接続口
７５・・・空気蓄積チャンバ

Claims (6)

1. エアクリーナ（３８）からの清浄な空気を導く新気導入管（５７）が、機関本体（１１）のクランク室（３４）内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体（１１）内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体（１１）に接続される内燃機関のブローバイガス換気装置において、
   前記機関本体（１１）内に送り込まれる清浄な空気に同伴するブローバイガスを導く複数のブローバイガス導出管（７０，７１，７２）の下流側が集合導出管（７３）を介して前記エアクリーナ（３８）に接続されると共に、それらブローバイガス導出管（７０，７１，７２）の上流端をそれぞれ接続せしめる接続口（６７，６８，６９）が、前記機関本体（１１）のクランクケース（１２）と、該クランクケース（１２）の左右にそれぞれ結合される左右のクランクケースカバー（６５，６６）の少なくとも一方とに設けられ、
   前記新気導入管（５７）の下流端が、前記機関本体（１１）のシリンダヘッド（１４）側から前記クランク室（３４）に清浄な空気を送り込むようにして前記機関本体（１１）に接続されることを特徴とする、内燃機関のブローバイガス換気装置。
2. 一方の前記クランクケースカバー（６５）の前記接続口（６８）に上流端を接続した第１のブローバイガス導出管（７１）の下流端と、他方の前記クランクケースカバー（６６）の前記接続口（６９）に上流端を接続した第２のブローバイガス導出管（７２）の下流端とが、それらの下流端相互の合流部で前記集合導出管（７３）の上流端と接続され、前記第１のブローバイガス導出管（７１）の途中には、前記クランクケース（１２）の前記接続口（６７）に上流端を接続した第３のブローバイガス導出管（７０）の下流端が接続されることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関のブローバイガス換気装置。
3. エアクリーナ（３８）からの清浄な空気を導く新気導入管（５７）が、機関本体（１１）のクランク室（３４）内に生じるブローバイガスを換気すべく機関本体（１１）内に清浄な空気を送りこむようにして機関本体（１１）に接続される内燃機関のブローバイガス換気装置において、
   前記機関本体（１１）内に送り込まれる清浄な空気に同伴するブローバイガスを導くブローバイガス導出管（６３，７０，７１，７２）が前記エアクリーナ（３８）に接続され、前記新気導入管（５７）の下流端が、前記機関本体（１１）のシリンダヘッド（１４）側から前記クランク室（３４）に清浄な空気を送り込むようにして前記機関本体（１１）に接続され、前記新気導入管（５７）が、前記エアクリーナ（３８）と並列に空気蓄積チャンバ（７５）に接続されることを特徴とする内燃機関のブローバイガス換気装置。
4. 前記新気導入管（５７）が、前記機関本体（１１）側への流通だけを許容する一方向弁（６１）を介して前記エアクリーナ（３８）に接続されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関のブローバイガス換気装置。
5. 前記機関本体（１１）のシリンダヘッド（１４）およびヘッドカバー（１５）間に、動弁機構（３０）を収容する動弁室（３１）が形成されるとともに、該動弁室（３１）からのオイル飛沫の飛散を防止する遮蔽板（５８）で前記動弁室（３１）とは区画された空気ため込み室（５９）が動弁室（３１）を経てシリンダヘッド（１４）側に空気を送り込むことを可能として形成され、前記新気導入管（５７）が前記空気ため込み室（５９）に通じて前記ヘッドカバー（１５）に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のブローバイガス換気装置。
6. 前記空気蓄積チャンバ（７５）が、自動二輪車の車体構成部材内に形成されることを特徴とする請求項３記載の内燃機関のブローバイガス換気装置。

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